專利名稱：光機引擎照明系統的冷卻風道裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種影像投影顯示裝置，特別是涉及影像投影裝置中光機引擎的照明系統，并涉及影像投影裝置中光機引擎照明系統的冷卻風道裝置。
背景技術：
隨著光電技術快速發展，一般投影顯示裝置為了能夠在螢幕上投影出高亮度及更清晰的影像，提供使用者舒適觀賞效果，常使用高功率燈泡作為光機引擎投射照明系統的光源。然而高功率燈泡同時也產生高溫散熱的問題，為了冷卻高功率燈泡及其照射光機引擎光學元件所引起的高溫，進而避免燈泡光學元件因高溫導致性能下降，現有技術光機引擎的照明系統，雖以散熱風扇作為冷卻，但由于需散熱的燈泡及光學元件較為分散，必需一一配置風扇，致使風扇數量增多，因而產生噪音問題。因此如何有效散熱及降低噪音，已成為本領域研發的重點。
請參閱圖1，其顯示現有投影顯示裝置的光機引擎，主要包括一照明系統10及一成像系統20，照明系統10中，設于燈架111內的燈泡光源11產生一照明光束，此照明光束照射于鏡片組架17內的第一透鏡陣列12(lensarray)，第一透鏡陣列12是由許多小透鏡組合而成，可使照明光束亮度均勻化，第一透鏡陣列12的背面面向光源，背面并鍍有一層紫外-紅外線濾光膜121[ultraviolet-infrared cutter(UV-IR cutter)]，將不可見光先給予濾除，以減少紫外線、紅外線等無用不可見光光線進入投影光學系統，避免增加光學元件的溫度，照明光束穿過第一透鏡陣列12后，通過斜設于前方的反射鏡13(reflector mirror)，將照明光束轉向，照射于一第二透鏡陣列14，第二透鏡陣列14背向光源的背面也鍍有一層紫外-紅外線濾光膜141，再經具有偏光膜151的極化系統15(polarizing convert system，PCS)及一聚光鏡16(condenserlens)，集中光線，射入成像系統20。
成像系統20由第一分光鏡21將照明光束分成紅光及其他可見光，紅光經第一分光鏡21反射，進入第一反射鏡211，再反射穿過光延遲片、液晶顯示器及偏光片等構成的第一透鏡組212，入射于X-菱鏡24，其他可見光則直接穿過第一分光鏡21，照射于第二分光鏡22，經分光為藍光及綠光，其中藍光經第二分光鏡22反射，穿過光延遲片、液晶顯示器及偏光片等構成的第二透鏡組221，入射于X-菱鏡24，另外綠光則直接穿過第二分光鏡22，經第三反射鏡222及第四反射鏡223，穿過光延遲片、液晶顯示器及偏光片等構成的第三透鏡組224，入射于X-菱鏡24，最后由X-菱鏡24將紅藍綠光合光后，入射于投影鏡頭25，而后投影至螢幕(未圖示)。
由于現有光機引擎是采用高功率的燈泡作為投射照明光源，除了光源11的高熱燈泡需要冷卻外，首先照射到的第一透鏡陣列12，由于接受最大熱量，溫度將升高，更因其背面所鍍一層紫外-紅外線的濾光膜121，與第一透鏡陣列12的材料不同，由于膨脹系數不同，當溫度達到其界限時，將造成第一透鏡陣列12背面的濾光膜121剝離，形成空隙而影響光學質量。另外第二透鏡陣列14，所接受的照明光束，雖然第一透鏡陣列12的濾光膜121已經濾除紫外-紅外線，但可見光的熱量仍然相當高，同樣在溫度升高至一界限后，造成濾光膜141剝離，極化系統15的偏光膜151也有同樣剝離的情形。此外，成像系統20中各光學元件的光學質量，也受高溫影響，但因本發明的特征僅限于照明系統10，故在此不予贅述其成像系統20中的散熱，且本發明的成像系統也不限于前述穿透式光閥系統，也可適用于反射式光閥系統。
在現有投影顯示裝置中，為降低照明系統的溫度，通常在光源11、第一透鏡陣列12及第二透鏡陣列14與極化系統15等分散位置，各別設一風扇散熱。現有裝置也有以較大風扇同時幫助光源11和較接近光源11的第一透鏡陣列12散熱，對距離光源11較遠的第二透鏡陣列14另以一較小風扇散熱。然而，此兩種方式都必須使用多個風扇，不僅成本高、噪音增加，系統控制的困難度也跟著增加，系統的可靠度隨之降低，進而影響產品的質量。
發明內容
本發明的目的在于提供一種光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，其中使用單一風扇以減少噪音、降低成本，并提高系統運轉可靠性。
本發明的另一目的在于提供一種光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，依照各元件散熱的需要風量，以不同口徑的風道分流裝置，充分利用風扇的風量，有效提高風扇的散熱效率。
本發明的目的是這樣實現的，即提供一種光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，包括一照明系統，包括一光源燈架，該燈架具有一側面；一風道本體，具有一上面、一下面及介于該上面與該下面之間的一內部，該下面固定在該燈架側面；至少一分隔肋，位于該內部，分隔風道本體成多個風道；一外分流道，自該下面連接該多個風道中的一風道，延伸至該風道本體外；以及一風扇，依附于該上面。
也就是說，本發明光機引擎照明系統的冷卻風道裝置包括具有光源燈架的照明系統，該燈架側面固定一風道本體，由其內部至少一分隔肋，分隔風道本體成多個不同面積的風道，一外分流道自該風道本體下面連接其中一風道，并延伸至風道本體外，通過設于風道本體上的一風扇，吸取空氣經各風道及外分流道冷卻照明系統，提高風扇冷卻效率，減少風扇使用量，以降低成本及風扇噪音。
圖1為現有光機引擎的光路徑示意圖；圖2為本發明的冷卻裝置與光機引擎照明系統關系位置的外觀圖；圖3為本發明冷卻裝置的外觀圖；圖4為本發明風道結構的外觀圖。
具體實施例方式
有關本發明為達成上述目的，所采用的技術手段及其功效，茲舉一較佳實施例，并配合附圖加以說明。
請參閱圖2，顯示本發明的冷卻裝置30與光機引擎照明系統10相對位置關系，其中照明系統的鏡片組架17以某一角度設于燈架上面，而冷卻裝置30則固定在燈架111的側面，并有部分跨過燈架111與鏡片組架17交接面，并由冷卻裝置30的一角伸出一外分流道33，延伸至鏡片組架17的出口側邊。
其中冷卻裝置30的結構，如圖3所示，包括一風扇31與一風道本體32，該風道本體32為一近正方形截面的框體，其上面設置一截面形狀與風道本體32大致相同的風扇31，該風扇31中央為一具有轉軸312的軸流扇葉311，四角則分別設有一對定位孔313、315及一對固定螺孔314、316，該風道本體32的一角伸出一外分流道33，延伸至鏡片組架17的出口側邊。另外，在燈架111側面端支撐架112的相對位置上，該風道本體32的一對側面設有固定座321，將該固定座321與支撐架112結合，即可使冷卻裝置30固定至燈架111上。
如圖4所示，為本發明的風道本體32的構造，其中近正方形截面框體的風道本體32，以一主分隔肋322橫跨在風道本體32兩側邊之間，將風道本體32內部分隔成主風道327及副風道328，形成主風道327的面積約為副風道328的兩倍，主風道327再以一次分隔肋323橫跨在主分隔肋322與風道本體32一側邊間，將主風道327分隔為光源風道3271及透鏡風道3272，形成該光源風道3271的面積約為透鏡風道3272的三倍，而副風道328為集中該風道內的空氣量，其底面以一底板3281密封，并于該底板3281的一側形成一外分流孔331，該外分流孔331的下面緊接一管狀的外分流道33，該外分流道33由風道本體32一角下方，延伸至設于近鏡片組架17出口側的第二透鏡陣列14。另外，風道本體32的四角，在外分流道33的對角設有凸出表面的定位銷325，其余兩對角則設有固定螺槽324、326，與風扇31的四角所設的一對定位孔313、315及一對固定螺孔314、316相互配合，通過螺栓(未圖示)穿進定位孔313、315鎖入固定螺槽324、326，將風扇31固定在風道本體32上。
本發明的光機引擎照明系統冷卻風道裝置，以風扇31吸取外部的空氣，吹進設于風扇31下方的風道本體32，通過風道本體32內不同面積的各個風道引導至需要散熱的部位，其中光源風道3271引導大部分空氣量直接吹進燈架111內的光源11燈泡，透鏡風道3272則引導部分空氣，從位于其風道出口的燈架111與鏡片組架17交接面空隙，進入照明系統10內，吹至第一透鏡陣列12進行冷卻；另外，副風道328則由底板3281引導，將空氣集中流向分流道孔331，使空氣進入外分流道33，順著外分流道33引導，流至設于鏡片組架17出口側附近，冷卻距離較遠的第二透鏡陣列14及極化系統15，副風道328的面積雖比透鏡風道3272大，但因導引距離及流向改變較多，會造成流動損失，實際上有效冷卻空氣量不會比透鏡風道3272多；由于本發明的光機引擎照明系統冷卻風道裝置，依據各部分所需冷卻空氣的多少，在一風道本體32內分隔出不同面積風道，將適當空氣量分別送至需冷卻的部位，充分利用風扇31的空氣量，有效地提高風扇冷卻效率，因此使用單一風扇，即可達成照明系統的冷卻，減少風扇使用量，不僅可降低成本，也可減少風扇噪音。
以上所述的，僅為用以方便說明本發明的較佳實施例，本發明的范圍不限于該各較佳實施例，凡依本發明所做的任何變更，在不脫離本發明的精神下，都屬于本發明權利要求。此外，本發明的冷卻風道裝置藉由一風道本體內分隔出不同面積風道，可有效提高風扇冷卻效率，減少風扇使用量，不僅可降低成本，也可減少風扇噪音。
權利要求
1.一種光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，包括一照明系統，包括一光源燈架，該燈架具有一側面；一風道本體，具有一上面、一下面及介于該上面與該下面之間的一內部，該下面固定在該燈架側面；至少一分隔肋，位于該內部，分隔風道本體成多個風道；一外分流道，自該下面連接該多個風道中的一風道，延伸至該風道本體外；以及一風扇，依附于該上面。
2.如權利要求1所述的光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，其中該多個風道為不同面積的光源風道、透鏡風道及副風道。
3.如權利要求2所述的光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，其中該燈架具有一出口，并連接至一鏡片組架入口，且形成一交接面，該透鏡風道跨在該交接面側邊。
4.如權利要求2所述的光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，其中該副風道底部設一底板及一外分流孔，該底板可引導空氣進入外分流孔，該外分流道由風道本體下面連接至外分流孔，并延伸至鏡片組架的出口側邊。
5.如權利要求2所述的光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，其中該光源風道引導大部分空氣量吹至燈架內的光源。
6.如權利要求1所述的光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，該風扇為一軸流風扇。
全文摘要
本發明提供的光機引擎照明系統的冷卻風道裝置，包括具有光源燈架的一照明系統，該燈架側面固定一風道本體，由其內部至少一分隔肋分隔風道本體成多個具有不同面積的風道，一外分流道，自該風道本體下面連接其中一風道，延伸至風道本體外，通過設于風道本體上的一風扇，吸取空氣經各風道及外分流道進行冷卻照明系統，提高風扇冷卻效率，減少風扇使用量，以降低成本及風扇噪音。
文檔編號G03B21/16GK1427295SQ0113381
公開日2003年7月2日 申請日期2001年12月21日 優先權日2001年12月21日
發明者周博斌, 柯冠州 申請人:中強光電股份有限公司