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一种投影光机和投影仪的制作方法

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

一种投影光机和投影仪的制作方法

1.本发明涉及dmd安装技术领域,具体涉及一种投影光机和投影仪。


背景技术:

2.数字光处理(digital light processing,dlp)投影显示方式已经成为目前主流的投影显示方式之一。
3.dlp投影仪通过数字微镜设备(digital micromirror devices,dmd)以根据外部输入的信号对光线进行反射,dmd封装结构在工作过程中会因为光线照射以及自身内部电路发热使得温度显著上升,需要散热结构来配合实现散热,而投影光机由于内部工作元件众多,散热结构的设置还要避免影响到其它工作元件之间的正常配合。亟需提出一种结构简单、适用性强且散热效果好的投影光机。


技术实现要素:

4.基于上述现状,本发明的主要目的在于提供一种投影光机和投影仪,在结构简单、便于制作同时,适用性强,而且散热效果优异。
5.为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
6.第一方面,本发明提供了一种投影光机,包括基体、dmd封装结构和散热组件,所述dmd封装结构安装于基体;所述散热组件包括散热器,
7.所述散热组件还包括导热层和传热层,所述散热器、传热层和导热层依次排列;
8.所述导热层包括第一部分与第二部分,所述第一部分与所述dmd封装结构的散热面接触,所述第二部分与所述传热层接触,以将来自dmd封装结构的热量传导至所述传热层;
9.所述传热层具有中空部和形成所述中空部的边框,所述边框包括两个横向侧边框和两个纵向侧边框,其中两个横向侧边框与所述导热层的第二部分接触;
10.所述散热器纵向两侧具有延伸部,所述延伸部与所述传热层的两个纵向侧边框接触。
11.优选地,所述导热层为柔性导热层。
12.优选地,所述横向侧边框上开设有局部缺口,所述局部缺口包括起始端和末端,所述起始端相对于所述末端更接近于所述中空部。
13.优选地,所述dmd封装结构包括两个散热面,所述两个散热面间隔设置;所述导热层为内部具有开孔的导热垫,所述dmd封装结构穿过所述开孔,所述两个散热面分别接触所述开孔的两个端面,所述导热层的第一部分包括所述两个端面。
14.优选地,所述投影光机还包括弹性金属压紧件和电路板;所述散热器、弹性金属压紧件、电路板和传热层依次排列;
15.所述散热器朝向所述dmd封装结构的一面上开设有凹槽,所述凹槽用于容置所述弹性金属压紧件和电路板,所述凹槽的槽深小于所述弹性金属压紧件未受压力状态下的高
度与电路板高度的总和;
16.第一固定组件将所述散热器的延伸部和所述基体固定连接,以对所述弹性金属压紧件产生压力,从而使得所述弹性金属压紧件将所述电路板压紧在所述dmd封装结构上,并使得所述dmd封装结构被压紧于所述基体。
17.优选地,所述投影光机还包括柔性硅胶件和电路板;所述散热器、柔性硅胶件、电路板和传热层依次排列;
18.所述散热器朝向所述dmd封装结构的一面上开设有凹槽,所述凹槽用于容置所述柔性硅胶件和电路板,所述凹槽的槽深小于所述柔性硅胶件未受压力状态下的高度与电路板高度的总和;第二固定组件将所述散热器与所述基体固定连接,以对所述柔性硅胶件产生压力,从而使得所述柔性硅胶件将所述电路板压紧在所述dmd封装结构上,并使得所述dmd封装结构被压紧于所述基体。
19.优选地,所述传热层包括第一弯折部和第二弯折部,所述第一弯折部和所述第二弯折部相交;
20.所述基体包括第一表面和第二表面,所述第二表面与第一表面相邻,所述第一弯折部平行于所述第一表面,所述第二弯折部平行于第二表面。
21.优选地,所述散热器与所述基体之间的空隙处设置有密封胶。
22.优选地,在所述传热层和电路板之间设有密封垫层。
23.第二方面,本发明还提供了一种投影仪,包括如上所述的投影光机。
24.本发明提供的投影光机和投影仪中,传热层为框体,其中两个横向侧边框与导热层接触、与dmd封装结构紧密接触的导热层将热量传导至传热层的两个横向侧边框,传热层的两个纵向侧边框则与散热器接触,将路径来源为dmd封装结构、导热层、传热层的热量传导至散热器,再由散热器传导至外界。本发明可适用于多种不同的投影光机机型,散热效果好,且结构简单、便于加工制造,也不会因为散热结构的设置显著增大光机尺寸,提升了投影光机的生产效率和投影效果。
25.本发明的其他有益效果,将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述,本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍,应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
26.以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。图中:
27.图1为本发明所提供的投影光机的一种优选实施方式的立体结构示意图;
28.图2为本发明所提供的投影光机的一种优选实施方式的爆炸结构示意图;
29.图3为本发明所提供的投影光机的一种优选实施方式的基体、dmd封装结构、传热层和导热层安装后的立体结构示意图;
30.图4为本发明所提供的投影光机的一种优选实施方式的基体、dmd封装结构和导热层安装后的立体结构示意图;
31.图5为本发明所提供的投影光机的一种优选实施方式中的传热层的正视图;
32.图6为本发明所提供的投影光机的一种优选实施方式中的散热器的立体结构示意图;
33.图7为本发明所提供的投影光机的另一种优选实施方式的爆炸结构示意图;
34.图8为本发明所提供的投影光机的另一种优选实施方式的基体、dmd封装结构和导热层安装后的立体结构示意图;
35.图9为本发明所提供的投影光机的一种优选实施方式中的传热层的立体结构示意图。
具体实施方式
36.以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分,为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
37.此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。
38.除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。
39.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
40.第一方面,参见附图1-4和附图7-8两个实施例,本发明提供了一种投影光机,包括基体500、dmd封装结构400和散热组件,所述dmd封装结构400安装于基体500;所述散热组件包括散热器100,还包括导热层300和传热层200,所述散热器100、传热层200和导热层300依次排列;所述导热层300包括第一部分与第二部分,所述第一部分与所述dmd封装结构400的散热面410接触,所述第二部分与所述传热层200接触,以将来自dmd封装结构400的热量传导至所述传热层200;所述传热层200具有中空部210和形成所述中空部的边框,所述边框包括两个横向侧边框220和两个纵向侧边框230,其中两个横向侧边框220与所述导热层300的第二部分接触;所述散热器100纵向两侧具有延伸部110,所述延伸部与所述传热层的两个纵向侧边框接触。
41.一般来说,对于dmd封装结构,其在与安装在基体上的端面相对的另一端面(通常为触点或连接座所在的端面),需要和电路板紧密配合,使得电路板和dmd封装结构的触点紧密接触或公母连接座之间插合,方能实现dmd封装结构的正常工作,因此,在dmd封装结构和电路板之间,给散热结构留出的空间比较小,现有技术中,一般采用在散热器面向基体的一面设置突出的导热凸台、电路板等中间部件相应部位设为中空供前述导热凸台通过,以实现前述导热凸台与dmd封装结构接触的方式散热,这种结构相对比较复杂,不便于加工制造。
42.而本发明提供的投影光机,无须在散热器面向基体的一面设置突出的导热凸台,也不须对电路板进行中部挖空处理,而是通过层状的导热层300将dmd封装结构400的热量传导到框状的传热层200,再传导到散热器100。
43.具体地,导热层300包括第一部分和第二部分两个部分,第一部分直接与dmd封装结构400的散热面410接触,dmd封装结构400的发热先传到导热层300的第一部分,再从导热
层300的第一部分传到第二部分,第二部分与传热层200直接接触,这样,就将来自于dmd封装结构400的热量从导热层300传导到了传热层200(本领域技术人员可以理解地,上述第一部分和第二部分之间不一定有明确的物理分界线,将导热层从名称上区分开第一部分和第二部分,只是为了更好地说明热量传导的路径)。
44.传热层200为框体,其中两个横向侧边框230与导热层300接触,即,来自于dmd封装结构400的热量经过导热层300后,先到达了传热层200的两个横向侧边框230,继而热量从传热层200的两个横向侧边框230传导到两个纵向侧边框220,传热层200的两个纵向侧边框220则与散热器100的两个延伸部110接触、传导到散热器100的两个延伸部110的热量再传导到散热器100的主体部分(参见附图6),由此,将路径来源为dmd封装结构400、导热层300、传热层200的热量传导至散热器100,再由散热器100传导至外界。
45.传热层200可以是一个薄片框体,便于直接安装固定在基体500用于安装dmd封装结构400的一个端面510的周边,其中空部210则用于露出dmd封装结构400的触点或连接座所在的端面420,使得dmd封装结构400可以和电路板600紧密配合;而导热层300则可被传热层200压住,压在基体500用于安装dmd封装结构400的一个端面510的周边形成的内部空间520内;而散热器100的两个延伸部110也可以固定在基体500用于安装dmd封装结构400的一个端面510上,使得散热器100的延伸部110、传热层200的纵向侧边框220和基体500三者依次固定为一体。
46.由上可见,本发明的投影光机,结构简单、便于加工制造;也不会因为散热结构的设置显著增大光机尺寸、符合目前市场上对小型化光机的迫切需求,且可适用于多种不同的投影光机机型,也有优良的散热效果,提升了投影光机的生产效率和投影效果。
47.本领域技术人员可以理解地,以“横向侧边框”和“纵向侧边框”来描述传热层300的四条边框,只是为了说明四条边框之间的相对位置关系,“横”和“纵”并不特指基体上某个特定的方向。
48.优选地,所述导热层300为柔性导热层。
49.采用柔性导热层,例如导热橡胶,可保证导热层300与非柔性的dmd封装结构400之间密切接触,相反地,如果采用硬质材料制作导热层,则可能因为硬质的导热层和硬质的dmd封装结构之间存在加工不可避免的缝隙导致导热效果不佳,不能充分地将来自dmd封装结构的热量导出。
50.同样,可以理解地,采用柔性材料制作导热层300,也可以保证导热层300和传热层200之间接触密切,使得导热层300的热量充分地传导到传热层200。更进一步地,为了保证导热层300和传热层200之间接触密切,可以使得导热层300的柔性材料适度超量,即因为过厚的导热层300使得传热层200的两个横向侧边框230与导热层直接接触的区域231略有鼓起(而非纯平面),都是允许的。
51.优选地,参见附图5,所述横向侧边框230上开设有局部缺口233,所述局部缺口233包括起始端和末端,所述起始端相对于所述末端更接近于所述中空部210。
52.通过局部缺口233的设置,能够提高传热层200的平面度,便于散热器100和传热层200的接触平整,增强传热层200的传热效果。局部缺口233可以设置在横向侧边框230不与导热层直接接触的区域232。
53.优选地,参见附图2-4,所述dmd封装结构400包括两个散热面410,所述两个散热面
410间隔设置;所述导热层为内部具有开孔310的导热垫,所述dmd封装结构400穿过所述开孔310,所述两个散热面410分别接触所述开孔310的两个端面311,所述导热层300的第一部分包括所述两个端面311。
54.附图2-4所示的实施例中,dmd封装结构采用lga(land grid array,栅格阵列封装)技术封装,此时dmd封装结构和电路板之间是采用触点紧密压贴实现配合,dmd的触点位于dmd封装结构背离基体的一个端面上,这时可设置dmd封装结构包括两个间隔设置的散热面410(如散热面410为dmd封装结构的上表面和下表面、设置触点的端面位于上表面和下表面之间,图2的实施例中已经示出了上表面)时,使得导热层300能与dmd封装结构400的两个散热面410密切接触(附图3和4中,为了清晰地显示导热层300和dmd封装结构的散热面410之间的边界,将导热层300和dmd封装结构的散热面410之间有一个间隔,本领域技术人员可以理解,在实际应用中,导热垫层和dmd封装结构的散热面410之间是没有前述间隔的),有利于保证良好的散热效果。将导热层300设置为内部开孔310的导热垫的形式,能够通过一次制作成型出与dmd封装结构400的两个散热面410密切接触的导热层300,使得导热层300环绕dmd封装结构400设置,提高生产加工效率;而前述内部开孔310则便于dmd封装结构400从中穿出,不影响电路板600和dmd封装结构400配合部位的紧密接触。
55.也可以采用两个导热子垫层来形成所述导热层300,两个导热子垫层分别覆盖dmd封装结构的一个散热面。
56.另外,参见附图7的实施例,该实施例中dmd封装结构和电路板之间是采用公母连接座插合实现紧密配合,dmd封装结构的连接座位于dmd封装结构400背离基体的一个端面510上,这时候该端面上位于连接座周边的区域可成为散热面410,即散热面410和连接座位于dmd封装结构400的同一个端面上。此时,也可以将所述导热层300设为内部开孔310的导热垫,所述dmd封装结构400穿过所述开孔310,所述导热层300的第一部分包括导热层300接触dmd封装结构400的内表面。
57.优选地,参见附图2所示的实施例,所述投影光机还包括弹性金属压紧件700和电路板600;所述散热器100、弹性金属压紧件700、电路板600和传热层200依次排列;所述散热器100朝向所述dmd封装结构400的一面上开设有凹槽120,所述凹槽120用于容置所述弹性金属压紧件700和电路板600,所述凹槽120的槽深小于所述弹性金属压紧件700未受压力状态下的高度与电路板600高度的总和;第一固定组件130将所述散热器100的延伸部110和所述基体500固定连接,以对所述弹性金属压紧件700产生压力,从而使得所述弹性金属压紧件700将所述电路板600压紧在所述dmd封装结构400上,并使得所述dmd封装结构400被压紧于所述基体500。
58.对于采用lga技术封装的dmd的投影光机,本发明中的散热器100除了散热功能之外,还可以作为dmd封装结构400的压紧结构元件之一,即散热器100在对dmd封装结构400正常工作过程中产生的热量进行散热的同时,还能参与对dmd封装结构400的压紧,实现了散热器100的功能复用,简化了投影光机的结构。
59.具体地,散热器在作为lga封装的dmd的压紧元件之一时,在散热器100朝向dmd封装结构400的一面开设凹槽120以容置弹性压紧件700和电路板600、并控制凹槽110深度小于所述弹性压紧件700未受压力状态下的高度与电路板600高度的总和,这样,在散热器100通过第一固定组件130安装到基体500时,由于散热器100朝向dmd封装结构400的一面通常
有一部分(例如槽壁部分)与基体500表面直接接触,使得散热器100和基体500之间的间距等于凹槽120深度,弹性压紧件700自然会受到来自散热器100的压力,该压力迫使弹性压紧件700变形,弹性压紧件700从而对电路板600产生足够的压力,使得电路板600被压紧在dmd封装结构400上。
60.固定件可为螺栓,第一固定组件130可包括三个第一固定件,三个固定件的连线形成一个三角形。通过三点锁紧,能够保证散热器100给弹性压紧件700提供足够大的压力,不会使得电路板600和lga封装的dmd的触点无法紧密接触。
61.优选地,参见附图7所示的实施例,所述投影光机还包括柔性硅胶件和电路板;所述散热器、柔性硅胶件、电路板和传热层依次排列;所述散热器朝向所述dmd封装结构的一面上开设有凹槽,所述凹槽用于容置所述柔性硅胶件和电路板,所述凹槽的槽深小于所述柔性硅胶件未受压力状态下的高度与电路板高度的总和;第二固定组件将所述散热器与所述基体固定连接,以对所述柔性硅胶件产生压力,从而使得所述柔性硅胶件将所述电路板压紧在所述dmd封装结构上,并使得所述dmd封装结构被压紧于所述基体。
62.对于采用公母连接座插接配合的dmd封装结构的投影光机,本发明中的散热器100除了散热功能之外,同样可以作为dmd封装结构400的压紧结构元件之一。
63.具体地,散热器在压紧公母连接座插接配合的dmd封装结构和电路板时,在散热器100朝向dmd封装结构400的一面开设凹槽120以容置柔性硅胶件800和电路板600、并控制凹槽120深度小于所述柔性硅胶件800未受压力状态下的高度与电路板600高度的总和,这样,在散热器100通过第二固定组件安装到基体500时,由于散热器100朝向dmd封装结构400的一面通常有一部分(例如槽壁部分)与基体500表面直接接触,使得散热器100和基体500之间的间距等于凹槽120深度,柔性硅胶件800自然会受到来自散热器100的压力,该压力迫使柔性硅胶件800变形,柔性硅胶件800从而对电路板600产生足够的压力,使得电路板600被压紧在dmd封装结构400上。
64.固定件可为螺栓,第二固定组件140可仅包括两个第二固定件。因为此时,dmd封装结构和电路板之间是公母连接座插接配合,无需散热器提供较大的压力,不需要采用三点锁紧的方式,采用两点锁定即可提供给散热器适度的压力。
65.优选地,参见附图7和9所示的实施例,所述传热层200包括第一弯折部240和第二弯折部250,所述第一弯折部240和所述第二弯折部250相交;所述基体500包括第一表面510和第二表面520,所述第二表面520与第一表面510相邻,所述第一弯折部240平行于所述第一表面510,所述第二弯折部250平行于第二表面520。
66.基体500的第一表面510是能够用于安装dmd封装结构的表面,传热层200的第一弯折部240安装在基体500的第一表面510上,使得第一弯折部240和第一表面510平行,这时第一弯折部510包括上文所述的两个横向侧边框230和两个纵向侧边框240;第二弯折部250与第一弯折部240成一角度,覆盖在与基体500的第一表面510相邻的第二表面530上,通过第二弯折部250的设置,能够保证传热层200整体的强度,使得传热层200不易变形。
67.优选地,所述散热器100与所述基体500之间的空隙处设置有密封胶。
68.在散热器100、电路板600和dmd封装结构400等投影光机正常工作不可缺少的元件均安装到基体500之后,在散热器100和基体500之间难免存在一些间隙,如果这些间隙正常存在,投影光机的运输和使用过程中,外界的灰尘等杂质容易进入这些空隙中,影响dmd封
装结构400这种高精密元件以及投影光机内部电路的正常工作,通过密封胶填充散热器100和基体500之间的空隙能够降低前述不利影响的发生。
69.优选地,在所述传热层200和电路板600之间设有密封垫层。
70.如前所述,传热层200包括中空部210,dmd封装结构400穿过该中空部210,使得带有触点或连接座的端面510与电路板600紧密接触,在传热层200和电路板600之间有间隙的时候,通过密封垫层的设置能够填充该间隙,防止杂质进入。进一步地,该密封垫层可设为环形,密封垫层的内环与dmd封装结构400的外轮廓一致。
71.第二方面,本发明提供了一种投影仪,包括如上所述的投影光机。
72.本领域的技术人员能够理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
73.应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本发明的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本发明的权利要求范围内。