一种投影设备的散热结构及投影设备的制作方法

1.本技术涉及投影设备技术领域，尤其涉及一种投影设备的散热结构及投影设备。


背景技术：

2.随着投影设备向小型化和智能化方向的发展，对投影设备的结构空间的需求日趋严苛。同时，提高投影设备的亮度也是一个重要的研究方向，提高亮度需要提升功率密度，并提升投影设备中的光学器件的热承载能力。
3.数字光处理(digital light processing，dlp)技术是先将影像信号经过数字处理，然后再对处理过的光线进行投射。dlp技术是应用数字微镜元件(digital micromirror device，dmd)实现数字光学处理过程，以通过dmd来完成可视数字信息显示的技术。dmd是一种由多个高速数字式光反射开光组成的阵列，具体是由许多小型铝制反射镜面构成，铝制反射镜面的多少由显示分辨率决定，一个铝制反射镜面对应一个像素。dmd在工作时，先将物体成像于dmd上，通过dmd的像素级可控特性及其高速的翻转频率，再将每个像点依次扫描到探测器上，实现对可见光条件下物体的高速被动式点扫描成像。
4.随着投影设备亮度的提升，dmd的散热成为大的瓶颈点。相关技术中，通过对dmd设置风扇的方式，解决dmd的散热问题。但是在投影设备中设置风扇，一方面会增加成本，另一方面设置风扇需要一定的空间体积，这不利于投影设备的小型化。


技术实现要素：

5.本技术提供一种投影设备的散热结构及投影设备，能够在不增加投影设备的体积的情况下，提高对投射设备中的发热元件的散热效率。
6.一方面，本技术提供一种投影设备的散热结构，包括：传热件和导热件，其中，传热件用于传导投影设备中的发热元件产生的热量，传热件具有容置腔；导热件具有与容置腔适配的连接段，连接段插入容置腔内，与传热件连接，导热件用于对传热件进行降温。
7.本技术提供的投影设备的散热结构，由于设置有传热件，可以通过将传热件与投影设备中的发热元件抵接的方式，利用传热件传导发热元件产生的热量，以对发热元件进行散热降温；并且在传热件上设置有容置腔，可以将导热件上的连接段插入容置腔内，以将连接段和传热件以内嵌的方式连接，使得导热件延伸到传热件内部，可以减小导热件和传热件之间的热阻，从而可以减小发热元件和导热件之间的热阻，在通过导热件对传热件进行降温的过程中，可以快速地降低传热件的温度，以快速地降低发热元件的温度，而不需要增加其他直接或间接地对发热元件进行散热降温的元件，也就不需要增加投影设备的体积。因此，使用本技术实施例提供的投影设备的散热结构，能够在不增加投影设备的体积的情况下，提高对投射设备中的发热元件的散热效率。
8.在本技术的一种可能实现的方式中，传热件包括凸起部，凸起部上形成有容置腔，传热件通过凸起部与发热元件抵接。
9.在本技术的一种可能实现的方式中，在沿容置腔的轴向方向上，凸起部的壁厚小
于等于0.4mm。
10.在本技术的一种可能实现的方式中，传热件还包括固定部，固定部与凸起部连接，且位于凸起部上靠近容置腔的开口的一端。
11.在本技术的一种可能实现的方式中，固定部上具有固定孔，传热件通过固定孔固定在投影设备中。
12.在本技术的一种可能实现的方式中，连接段与容置腔通过焊接固定连接。
13.在本技术的一种可能实现的方式中，连接段与容置腔一体成型。
14.在本技术的一种可能实现的方式中，导热件包括热管，热管包括壳体和位于壳体内的吸液芯，吸液芯与容置腔的内壁之间的距离小于等于1mm。
15.另一方面，本技术提供一种投影设备，包括：光调制器和上述任意一项提供的投影设备的散热结构，其中，光调制器用于对光线的光场分布进行调制；传热件与光调制器抵接。
16.在本技术的一种可能实现的方式中，该投影设备还包括散热件，导热件上远离连接段的一端与散热件连接，散热件用于对导热件进行降温。
17.本技术提供的投影设备，由于包括上述任意一项的投影设备的散热结构，因此具有同样的技术效果，即由于将导热件和传热件通过内嵌的方式连接，从而能够在不增加投影设备的体积的情况下，提高对投射设备中的发热元件的散热效率。
附图说明
18.图1为本技术提供的投影设备的散热结构的示意图；
19.图2为本技术提供的投影设备的散热结构的示意图；
20.图3为本技术提供的投影设备的散热结构的剖视图；
21.图4为本技术提供的投影设备的散热结构的装配图；
22.图5为相关技术中的投影设备的散热结构的热量分布仿真示图；
23.图6为图5中a部分的局部放大示图；
24.图7为本技术提供的投影设备的散热结构的热量分布仿真示图；
25.图8为本技术提供的图7中b部分的局部放大示图；
26.图9为本技术提供的投影设备的散热结构的装配图；
27.图10为本技术提供的投影设备的散热结构的局部剖视图；
28.图11为本技术提供的投影设备的散热结构的热量分布仿真示图；
29.图12为本技术提供的图11中c部分的局部放大示图。
30.附图标记说明：
31.1-传热件；11-凸起部；111-容置腔；12-固定部；121-固定孔；2-导热件；21-连接段；22-冷却段；3-散热件；31-连接孔；32-固定支耳；4-发热元件。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
33.在本技术实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.此外，在本技术实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
35.在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
36.在本技术实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
37.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
38.本技术实施例提供一种投影设备的散热结构，参照图1和图2，图1和图2均为本技术提供的投影设备的散热结构的示意图。该投影设备的散热结构包括：传热件1和导热件2，其中，传热件1用于传导投影设备中的发热元件产生的热量，在传热件1上设置有容置腔111；导热件2上具有与容置腔111适配的连接段21，连接段21插入容置腔111内，与传热件1连接，以将导热件2和传热件1以内嵌的方式连接，通过导热件2将发热元件传导至传热件1的热量传导至其他位置，以使导热件2对传热件1进行降温。
39.本技术实施例提供的投影设备的散热结构，由于设置有传热件1，可以通过将传热件1与投影设备中的发热元件抵接的方式，利用传热件1传导发热元件产生的热量，以对发热元件进行散热降温；并且在传热件1上设置有容置腔111，可以将导热件2上的连接段21插入容置腔111内，以将连接段21和传热件1以内嵌的方式连接，使得导热件2延伸到传热件1内部，可以减小导热件2和传热件1之间的热阻，从而可以减小发热元件和导热件2之间的热阻，在通过导热件2对传热件1进行降温的过程中，可以快速地降低传热件1的温度，以快速地降低发热元件的温度，而不需要增加其他直接或间接地对发热元件进行散热降温的元件，也就不需要增加投影设备的体积。因此，使用本技术实施例提供的投影设备的散热结构，能够在不增加投影设备的体积的情况下，提高对投射设备中的发热元件的散热效率。
40.在一些可能实现的方式中，参照图3，图3为本技术提供的投影设备的散热结构的剖视图。如图2和图3所示，传热件1包括凸起部11，在该凸起部11上形成有容置腔111，且传热件1通过凸起部11与投影设备中的发热元件抵接，以传导发热元件产生的热量。
41.示例性地，在投影设备中的发热元件为光调制器的情况下，该光调制器可以采用数字微镜元件(digital micromirror device，dmd)，可以将凸起部11设置为凸起部11与
dmd上的抵接面相适配的结构形式。例如，将凸起部11设置为四棱柱的结构形式，在该四棱柱内加工容置腔111，该容置腔111可以加工成圆形盲孔的结构形状，对应地，将导热件2的连接段21设置为与圆形盲孔适配的圆柱段，将该圆柱段插入圆形盲孔中，以使导热件2和传热件1相连接。
42.另一示例，为了减小连接段21和容置腔111之间的热阻，可以采用焊接的方式，将连接段21与容置腔111进行固定。例如，采用锡膏，通过钎焊的方式，将连接段21和容置腔111焊接固定。通过钎焊的方式，可以使熔化后的液体钎料填充在连接段21和容置腔111之间的微小间隙内，从而可以增加连接段21和容置腔111之间的连接面积，以减少两者之间的间隙，这样可以提高凸起部11和连接段21之间的导热性能，进而可以提高该投影设备的散热结构对发热元件的散热效率。
43.在使用该投影设备的散热结构时，在沿容置腔111的轴向方向上，将凸起部11的端面与dmd相抵接，以将dmd产生的热量传导至凸起部11上，再通过位于凸起部11上的容置腔111内的导热件2，对凸起部11进行降温，以对dmd进行散热降温。
44.又一示例，在沿容置腔111的轴向方向上，可以将凸起部11的壁厚加工至小于等于0.4mm的厚度。例如，传热件1可以采用铜材料进行加工，在铜块上加工容置腔111时，控制机床的加工进给量，以使凸起部11的底部壁厚至少等于0.4mm，或者比0.4mm还薄。这样，在凸起部11与投影设备内的发热元件抵接时，容置腔111与发热元件之间的距离仅为0.4mm，或者两者之间的距离更小，也就是可以使位于容置腔111内的导热件2与发热元件之间的距离更小，从而可以更好地减小导热件2与发热元件之间的热阻。在发热元件产生的热量传导至凸起部11之后，凸起部11的温度升高，同时导热件2在对传热件1进行降温，从而可以使发热元件产生的热量快速地、持续不断地传导至凸起部11。而将凸起部11的底部壁厚设置为小于等于0.4mm的厚度，可以减小发热元件和导热件2之间的热阻，也就可以提高对发热元件的散热效率。
45.这一实施例中，由于在传热件1上与发热元件抵接的凸起部11内设置有容置腔111，可以将导热件2的连接段21插入容置腔111内，这样可以减少导热件2与发热元件之间的传热件1的厚度，从而可以减小导热件2与发热元件之间的热阻，在使导热件2对传热件1进行降温的过程中，可以提高发热元件产生的热量经过传热件1传导至导热件2的传导效率，进而可以提高该投影设备的散热结构对投影设备中的发热元件的散热效率。
46.参照图4，图4为本技术提供的投影设备的散热结构的装配图。如图1、图2和图4所示，为了便于对传热件1进行固定连接，可以在传热件1上设置固定部12，固定部12与凸起部11连接，且固定部12位于凸起部11上靠近容置腔111的开口的一端。
47.示例性地，固定部12可以从凸起部11的侧壁上延伸形成，在沿容置腔111的轴向方向上，固定部12的厚度小于凸起部11的厚度，且固定部12位于凸起部11靠近容置腔111的开口的一端。
48.另一示例，凸起部11也可以从固定部12的一侧壁面上凸出延伸形成，从固定部12的另一侧壁面上加工容置腔111，使容置腔111延伸至凸起部11内。对于凸起部11和固定部12的形成方式，本技术实施例不作限定。
49.又一示例，可以在固定部12上设置至少一个固定孔121，每一个固定孔121的轴向方向与容置腔111的轴向方向相一致。该固定孔121可以设置为沉头孔，从而可以采用螺钉，
通过该沉头孔将传热件1固定在投影设备中与发热元件对应的位置。
50.参照图5和图6，图5为相关技术中的投影设备的散热结构的热量分布仿真示图，图6为图5中a部分的局部放大示图。相关技术中，将导热件2的表面与传热件1的固定部12的表面相连接，即导热件2与传热件1之间以抵接的方式连接。传热件1上的凸起部11与发热元件4抵接，由发热元件4传导至凸起部11的热量，必须经过整个凸起部11传导至固定部12之后，再由固定部12传导至导热件2，使得发热元件4与导热件2之间的热量传导路径较长。如图5和图6所示，在发热元件4的温度为55.7℃的情况下，凸起部11上与发热元件4抵接的部分的温度为36.9℃，凸起部11上与固定部12连接的部分的温度为36℃，而与导热件2连接的固定部12的温度为34.2℃，所以仅在传热件1上的温差就为2.7℃，这样，在通过导热件2对传热件1进行降温之后，再由传热件1对发热元件4进行散热降温的效率就比较低，不能使发热元件4产生的热量以更快的速度经过传热件1传导至导热件2上。
51.参照图7和图8，图7为本技术提供的投影设备的散热结构的热量分布仿真示图，图8为本技术提供的图7中b部分的局部放大示图。如图7和图8所示的，对本技术实施例提供的将导热件2与传热件1以内嵌的方式连接的投影设备的散热结构进行热量分布仿真，可知，在发热元件4的温度为52.1℃的情况下，凸起部11上与发热元件4抵接的部分的温度为32.9℃，凸起部11上与固定部12连接的部分的温度为32.7℃，而固定部12的温度为32.5℃，在传热件1上的温差仅为0.4℃。也就是相比于相关技术中的投影设备的散热结构，本技术实施例提供的投影设备的散热结构，可以将发热元件的温度降低至少3.6℃。这样，由于在传热件1上设置容置腔111，将导热件2的连接段21插入容置腔111内，使导热件2与传热件1以内嵌的方式连接，可以减小发热元件4与导热件2之间的热阻，也就是不需要使发热元件4产生的热量经过整个的传热件1的传导，再传导至导热件2，而只是经过凸起部11上的容置腔111的底部之后，就可以传导至导热件2，从而可以提高该投影设备的散热结构对发热元件4的散热效率。
52.在另一些可能实现的方式中，参照图9和图10，图9为本技术提供的投影设备的散热结构的装配图，图10为本技术提供的投影设备的散热结构的局部剖视图。可以将导热件2的连接段21和传热件1的容置腔111设置为一体的结构，也就是将连接段21和容置腔111一体成型，以使凸起部11的容置腔111的侧壁和底壁成为连接段21的一部分。
53.示例性地，在导热件2包括热管的情况下，即导热件2采用热管，热管包括密封的壳体和位于壳体内部的吸液芯，并在壳体内充有适量的工作液体。例如，在对热管和传热件1进行加工时，在传热件1上加工出容置腔111，将热管的壳体的一端作为连接段21插入容置腔111内，可以通过烧结的方式，使传热件1的凸起部11与热管的壳体一体成型，从而可以使传热件1的容置腔111的腔壁作为热管的壳体的一部分。
54.另一示例，可以将热管内的吸液芯与传热件1上的容置腔111的内壁之间的距离设置为小于等于1mm，也就是通过烧结的方式使传热件1的凸起部11与热管的壳体一体成型之后，位于热管的壳体内的吸液芯到凸起部11上与发热元件4抵接的壁面之间的距离小于等于1.4mm。
55.这一实施例中，由于将连接段21和容置腔111一体成型，使凸起部11和连接段21之间成为一体，相比于通过焊接的方式将连接段21和容置腔111连接，可以使连接段21和凸起部11之间的热阻更小，更有利于发热元件4产生的热量向导热件2进行传导；并且，在导热件
2采用热管的情况下，将热管中的吸液芯和容置腔111的内壁之间的距离设置为小于等于1mm，可以更进一步地减小热管和发热元件4之间的热阻，从而可以更好地提高该投影设备的散热结构对发热元件4的散热效率。
56.参照图11和图12，图11为本技术提供的投影设备的散热结构的热量分布仿真示图，图12为本技术提供的图11中c部分的局部放大示图。如图11和图12所示，在对本技术实施例提供的将导热件2的连接段21和传热件1的容置腔111一体成型的投影设备的散热结构进行热量分布仿真，可知，在发热元件4的温度为51.5℃的情况下，凸起部11上与发热元件4抵接的部分的温度为32.5℃，凸起部11上与固定部12连接的部分的温度为32.5℃，而固定部12的温度也为32.5℃，则在传热件1上的温差为0。这样，由于将传热件1上的容置腔111与导热件2的连接段21一体成型，可以更好地减小发热元件4与导热件2之间的热阻，也就可以使发热元件4产生的热量直接传导至导热件2，而不需要经过传热件1的凸起部11和固定部12的传导，从而可以更好地对发热元件4进行散热降温。
57.本技术实施例还提供一种投影设备，投影设备包括光调制器和上述任意一个实施例提供的投影设备的散热结构，其中，光调制器用于对光线的光场分布进行调制，将传热件1与光调制器抵接，以通过传热件1传导光调制器产生的热量。
58.在一些可能实现的方式中，如图1、图2、图3和图4所示，可以在导热件2上远离连接段21的一端设置散热件3，即将该散热件3与导热件2上的冷却段22连接，通过散热件3对导热件2进行降温。
59.示例性地，散热件3可以采用翘片，在翘片上设置连接孔31，将导热件2的冷却段22插入翘片上的连接孔31中，以将导热件2与散热件3连接，通过散热件3可以增加导热件2的散热面积，以使发热元件4传导至导热件2的热量可以快速的散失，从而在降低导热件2的温度的情况下，可以对发热元件4进行快速地散热降温。
60.另一示例，还可以在散热件3上设置固定支耳32，以通过固定支耳32将散热件3固定在投影设备中。
61.以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种投影设备的散热结构，其特征在于，包括：传热件(1)，所述传热件(1)用于传导投影设备中的发热元件产生的热量，所述传热件(1)具有容置腔(111)；导热件(2)，所述导热件(2)具有与所述容置腔(111)适配的连接段(21)，所述连接段(21)插入所述容置腔(111)内，与所述传热件(1)连接，所述导热件(2)用于对所述传热件(1)进行降温。2.根据权利要求1所述的投影设备的散热结构，其特征在于，所述传热件(1)包括凸起部(11)，所述凸起部(11)上形成有所述容置腔(111)，所述传热件(1)通过所述凸起部(11)与所述发热元件抵接。3.根据权利要求2所述的投影设备的散热结构，其特征在于，在沿所述容置腔(111)的轴向方向上，所述凸起部(11)的壁厚小于等于0.4mm。4.根据权利要求2所述的投影设备的散热结构，其特征在于，所述传热件(1)还包括固定部(12)，所述固定部(12)与所述凸起部(11)连接，且位于所述凸起部(11)上靠近所述容置腔(111)的开口的一端。5.根据权利要求4所述的投影设备的散热结构，其特征在于，所述固定部(12)上具有固定孔(121)，所述传热件(1)通过所述固定孔(121)固定在所述投影设备中。6.根据权利要求1至5任意一项所述的投影设备的散热结构，其特征在于，所述连接段(21)与所述容置腔(111)通过焊接固定连接。7.根据权利要求1所述的投影设备的散热结构，其特征在于，所述连接段(21)与所述容置腔(111)一体成型。8.根据权利要求7所述的投影设备的散热结构，其特征在于，所述导热件(2)包括热管，所述热管包括壳体和位于所述壳体内的吸液芯，所述吸液芯与所述容置腔(111)的内壁之间的距离小于等于1mm。9.一种投影设备，其特征在于，包括：光调制器，所述光调制器用于对光线的光场分布进行调制；权利要求1至8任意一项所述的投影设备的散热结构，所述传热件(1)与所述光调制器抵接。10.根据权利要求9所述的投影设备，其特征在于，还包括散热件(3)，所述导热件(2)上远离所述连接段(21)的一端与所述散热件(3)连接，所述散热件(3)用于对所述导热件(2)进行降温。

技术总结
本申请提供一种投影设备的散热结构及投影设备，涉及投影设备技术领域。该投影设备的散热结构能够在不增加投影设备的体积的情况下，提高对投射设备中的发热元件的散热效率。该投影设备的散热结构包括：传热件和导热件，导热件与传热件连接，传热件用于与投影设备中的发热元件抵接，通过导热件能够对传热件进行降温，以对投影设备中的发热元件进行降温。本申请的投影设备的散热结构用于投影设备中。申请的投影设备的散热结构用于投影设备中。申请的投影设备的散热结构用于投影设备中。


技术研发人员：李世楷
受保护的技术使用者：宜宾市极米光电有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/9/3