一種激光光源散熱系統及激光投影設備的制作方法

本發明涉及激光器技術領域，特別是涉及一種激光光源散熱系統及激光投影設備。

背景技術：

激光器的應用非常廣泛，在激光顯示領域中，整個激光顯示系統包括光源系統，光機系統，電源等，其中，光源系統又可以包括激光器，光路轉換，波長轉換(通常是熒光輪)轉換部分，合光系統部分等幾個重要組成部分。

現有的激光顯示系統為敞開式系統，很難防止灰塵的進入。另外，激光顯示系統在工作過程中，每一部分都會產生熱量，尤其是光源系統中的激光器在工作時，會產生大量的熱，導致整個光源系統內部溫度升高，與外界容易形成氣流交換，從而使得灰塵非常容易進入光源系統內部，并附著在一些面型較大的光學鏡片上，引起鏡片的穿透率降低以及透過光的衰減，以致引起整個激光顯示系統的光衰、色溫偏移等問題。

同時，設備工作環境溫度的升高也會直接影響激光器的光學性能，并且，有些光學鏡片也會在高溫下降低光學性能，從而引起整個激光顯示系統的工作穩定性的降低。因此，在整個激光顯示系統中，防塵和散熱成為亟待解決的問題。

目前，對敞開式的激光顯示系統一般采用風扇與散熱器的結合將熱量導出，但這種方法散熱效率有限，且存在風扇噪音，同時不利于防塵。

綜上所述，現有技術針對激光顯示系統還無法有效的達到防塵和散熱的雙重目的。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種激光光源散熱系統，用以解決現有技術中存在的激光顯示系統在使用過程中無法有效防塵及散熱的問題。

本發明實施例提供的具體技術方案如下：

一種激光光源散熱系統，包括激光顯示裝置、密封殼體，以及壓縮制冷系統，其中，

所述激光顯示裝置，至少包括光源系統，且所述激光顯示系統密封在所述密封殼體內部；

所述壓縮制冷系統，與所述密封殼體連接，用于對所述激光顯示系統進行散熱，其中，所述壓縮制冷系統至少包括蒸發器，所述蒸發器置于所述密封殼體內部。

可選的，所述激光顯示系統至少還包括光機系統、鏡頭、電源板。

可選的，所述光源系統，至少包括激光器陣列、光束整形模組、熒光轉換模組。

可選的，所述壓縮制冷系統至少包括：壓縮機、風扇、冷凝器、膨脹結構，其中，

所述壓縮機，置于所述密封殼體內部或者所述密封殼體外部，與所述蒸發器的一端相連，用于接收由所述蒸發器中排出的高溫制冷劑蒸汽，并將所述高溫制冷劑蒸汽壓縮為高壓、高溫制冷劑蒸汽；

所述風扇，置于密封殼體外部，用于通過吸入外界冷空氣，與冷凝器進行熱量交換；

所述冷凝器，置于所述密封殼體外部，置于所述風扇的出風口，與所述壓縮機的一端相連，用于接收由所述壓縮機中排出的所述高壓、高溫制冷劑蒸汽，以及通過吸入由所述風扇吹入的冷空氣，將所述高壓、高溫制冷劑蒸汽由氣相變為液相，排出高壓制冷劑液體；

所述膨脹結構，置于所述密封殼體內部或者所述密封殼體外部，一端與所 述冷凝器相連，另一端與所述蒸發器相連，用于接收所述冷凝器中排出的所述高壓制冷劑液體，通過降低所述高壓制冷劑液體的壓力，進一步降低所述高壓制冷劑液體的溫度，排除低溫液態制冷劑至所述蒸發器。

可選的，所述膨脹結構至少包括毛細管或膨脹閥中的一種。

可選的，所述蒸發器，與所述光源系統中的激光器之間涂抹導熱介質，用于通過吸收所述激光器陣列散發的熱量。

可選的，所述蒸發器，將接收到的由所述膨脹結構排出的低溫液態制冷劑由液相變為氣相，最終排出所述高溫制冷劑蒸汽。

可選的，所述蒸發器，為腔體式結構，或管路式結構，其中，所述腔體式結構中空腔內為冷媒，所述管路式結構中管路內為冷媒。

可選的，所述蒸發器為管路式結構，其中，所述管路式結構呈S型或管排型。

一種激光投影設備，包括上述所述的激光光源散熱系統。

因此，本發明實施例中將激光顯示裝置利用密封殼體密閉包圍，防止灰塵進入到激光顯示系統內部，避免了由于灰塵附著而造成的整個激光顯示系統的光衰、色溫偏移等問題。進一步地，將壓縮制冷系統與密封殼體連接，其中，蒸發器置于密封殼體內部，能夠有效地吸收激光器陣列散發的熱量，整個壓縮制冷系統利用媒介相變過程中能大量吸收潛熱的特性，將激光顯示系統產生的熱量向密封殼體外部散發，因此，在對激光顯示系統有效防塵的基礎上，滿足對密封殼體內部的激光顯示系統的散熱需求，從而實現激光顯示系統防塵和散熱的雙重目的。

附圖說明

圖1為本發明實施例中激光光源散熱系統示意圖；

圖2為本發明實施例中光源系統示意圖；

圖3為本發明實施例中壓縮制冷系統示意圖；

圖4為本發明實施例中冷凝器示意圖；

圖5為本發明實施例中蒸發器與激光器連接示意圖；

圖6為本發明實施例中蒸發器腔體式結構示意圖；

圖7為本發明實施例中蒸發器S型管路式結構示意圖；

圖8為本發明實施例中蒸發器管排型管路式結構示意圖；

圖9為本發明實施例中激光光源散熱系統具體結構示意圖；

圖10為本發明實施例中壓縮制冷系統具體結構示意圖；

圖11為本發明實施例中激光投影設備結構示意圖。

具體實施方式

為了解決現有技術中存在的激光器散熱效果差的問題，本發明提出了一種激光光源散熱系統，該系統包括：激光顯示裝置、密封殼體，以及壓縮制冷系統，其中，激光顯示裝置，至少包括光源系統，且激光顯示系統密封在密封殼體內部；壓縮制冷系統，與密封殼體連接，用于對激光顯示系統進行散熱，其中，壓縮制冷系統至少包括蒸發器，蒸發器置于所述密封殼體內部。

下面結合附圖對本發明優選的實施方式進行說明。

參閱圖1所示，為本發明激光光源散熱系統示意圖。

激光光源散熱系統，包括：激光顯示裝置10、密封殼體11，以及壓縮制冷系統12，

其中，激光顯示裝置10，至少包括光源系統13，且激光顯示系統密封在密封殼體內部；

壓縮制冷系統12，與密封殼體連接，用于對激光顯示系統進行散熱，其中，壓縮制冷系統至少包括蒸發器14，蒸發器置于所述密封殼體內部。

此外，激光顯示系統至少還包括光機系統、鏡頭、電源板。

參閱圖2所示，光源系統13，至少包括激光器陣列20、光束整形模組21、熒光轉換模組22。

其中，激光器陣列20即發光源，用于發出激光；光束整形模組21，將激光器陣列20所發出的激光通過光束整形模組21后被整理成束；熒光轉換模組22即熒光輪，其作用是吸收激光器陣列20所發出的光，并轉換成不同波長的光。

進一步地，參閱圖3所示，壓縮制冷系統12至少還包括：壓縮機30、風扇31、冷凝器32、膨脹結構33，其中，

壓縮機30，置于密封殼體11內部或者密封殼體11外部，與蒸發器14的一端相連，用于接收由蒸發器14中排出的高溫制冷劑蒸汽，并將高溫制冷劑蒸汽壓縮為高壓、高溫制冷劑蒸汽。

風扇31，置于密封殼體外部，用于通過吸入外界冷空氣，與冷凝器32進行熱量交換；

冷凝器32，置于密封殼體11外部，置于風扇31的出風口，與壓縮機30的一端相連，用于接收由壓縮機30中排出的高壓、高溫制冷劑蒸汽，以及通過吸入由風扇31吹入的冷空氣，將高壓、高溫制冷劑蒸汽由氣相變為液相，排出高壓制冷劑液體。

具體的，冷凝器32在向冷空氣放出熱量的同時，完成了從高溫高壓制冷劑蒸汽(過熱蒸汽)→飽和蒸汽→濕蒸汽(冷凝)→高壓高溫飽和液的過程和狀態的變化。這種高壓制冷劑液體通常在變為飽和液體后，再進一步被冷卻，溫度少許下降，變為過冷液體，從冷凝器32進入膨脹機構33內。

此外，參閱圖4所示，冷凝器外設計有肋片，其目的是增大散熱面積，提高散熱效率。

圖4中，冷媒管道40與冷凝器41向連接，冷凝器上有多個冷凝器肋片42鑲嵌在冷凝器外殼43上，冷凝器內部為腔體結構，即冷凝器腔體44。

膨脹結構33，置于密封殼體11內部或者密封殼體11外部，一端與冷凝器32相連，另一端與蒸發器14相連，用于接收冷凝器32中排出的高壓制冷劑液體，通過降低高壓制冷劑液體的壓力，進一步降低高壓制冷劑液體的溫度，排除低溫液態制冷劑至蒸發器14。

其中，膨脹結構33至少包括毛細管或膨脹閥中的一種。

具體的，流出冷凝器32的高壓制冷劑液體通過設置在毛細管或膨脹閥的狹窄通路的節流機構，因狹窄的通路的阻力使高壓制冷劑的壓力下降，由于制冷劑具有壓力下降溫度也下降的性質，因而變成低溫液態制冷劑，進入蒸發器14內。

進一步地，蒸發器14，與光源系統中的激光器陣列20之間涂抹導熱介質，例如，導熱材料或導熱膏，用于通過吸收激光器陣列20散發的熱量。

蒸發器14，將接收到的由膨脹結構33排出的低溫液態制冷劑由液相變為氣相，最終排出高溫制冷劑蒸汽。

具體的，蒸發器14吸取激光器陣列20散發的熱量，進入蒸發器14的低溫制冷劑由于在進行氣液兩相的變化過程中吸取大量的潛熱，劇烈蒸發，由液體變為蒸汽，在蒸發器14出口變成無液態成分的飽和蒸汽，或帶過熱的蒸汽狀態，從蒸發器14排出高溫制冷劑蒸汽，進一步地，通過壓縮機30的吸氣管被吸入壓縮機30中，反復經過壓縮→冷凝→膨脹→蒸發，進行壓縮制冷。

實施例1，參閱圖5所示，蒸發器置于密封殼體內部，借用螺釘與激光器鎖附在一起，蒸發器與激光器陣列之間涂抹導熱材料或導熱膏以降低熱阻，增強導熱效率。

圖5中，激光器陣列50與蒸發器52直接接觸，兩者的直接接觸面51涂抹導熱材料或導熱膏，圖中還描述出了蒸發器冷媒進口53和連接激光器和蒸發器的螺釘54。

因此，這里將蒸發器與激光器陣列之間涂抹導熱介質，能夠降低熱阻，增強導熱效率，有效地吸收激光器陣列散發的熱量，提高蒸發器吸熱的效率。

參閱圖6所示，蒸發器，為腔體式結構，其中，腔體式結構中空腔內為冷媒。

其中，蒸發器冷媒進口60流入低溫液態制冷劑，進入蒸發器腔體62，蒸發器冷媒出口64排除高溫制冷劑蒸汽。圖中還描述了蒸發器外殼61和組裝蒸 發器外殼的螺釘63。

參閱圖7和圖8所示，蒸發器為管路式結構，其中，管路式結構呈S型或管排型，管路式結構中管路內為冷媒。這樣設計的目的是延長管路在蒸發器內部的長度，增長換熱路徑，增長冷媒在蒸發器中的相變時間。

其中，圖7為S型管路式結構，蒸發器冷媒進口70流入低溫液態制冷劑，進入蒸發器管路72，蒸發器冷媒出口74排除高溫制冷劑蒸汽。圖中還描述了蒸發器外殼71和組裝蒸發器外殼的螺釘73。

圖8為管排型管路式結構，蒸發器冷媒進口80流入低溫液態制冷劑，進入蒸發器管路82，蒸發器冷媒出口84排除高溫制冷劑蒸汽。圖中還描述了蒸發器外殼81和組裝蒸發器外殼的螺釘83。

進一步地，管路式蒸發器既可以是由管道與殼體焊接而成，也可以是由蒸發器殼體壓鑄出的管槽而組成。

實施例2，參閱圖9所示，為本發明實施例提供的一種激光光源散熱系統的示例。圖中各部分分別為：風扇901、冷凝器902、制冷劑管道903、壓縮機904、蒸發器905、激光器陣列906、光束整形模組907、熒光轉換模組908、膨脹機構909、光源外殼910、密封殼體911。

其中，光源外殼910包圍著光源系統，光源系統包括激光器陣列906、光束整形模組907以及熒光轉換模組908，光源外殼910防止灰塵進入光源系統內，此外，為了進一步防止灰塵等細小顆粒的進入，采用封閉式架構的密封殼體911對整個激光顯示裝置進行再次包圍，激光顯示裝置還包括光機系統，鏡頭、電源板，這里將這些構件省略未畫出。

蒸發器905位于密封殼體內，借用螺釘與光源外殼911和激光器陣列906三者鎖附在一起，蒸發器905與光源外殼911之間涂抹導熱材料或導熱膏以降低熱阻，增強導熱效率。

因此，光源外殼能對灰塵進入光源系統進行防護，將其與蒸發器和激光器陣列三者鎖附在一起，蒸發器與光源外殼之間涂抹導熱介質，能夠使蒸發器有 效地吸收激光器陣列散發的熱量，提高蒸發器吸熱的效率。

以上是本發明實施例激光光源散熱系統的結構的一種示例，本發明實施例不對蒸發器，風扇，壓縮機，冷凝器，膨脹機構等部件的個數設置作限制，任何本領域技術人員在參照本發明實施例后對上述部件的個數所做的變動，仍應屬于本發明保護的范疇。

圖10為本發明實施例中壓縮制冷系統的示意圖，圖中各部分分別為：風扇1000、冷凝器1001、壓縮機1002、膨脹機構1003、激光器陣列1004、蒸發器1005，并把在蒸發器1005中的相變過程在圖中標出。

蒸發器1005吸取激光器陣列1004散發的熱量，使低溫制冷劑劇烈蒸發，由飽和液體變為飽和蒸汽，在蒸發器1005出口變成無液態成分的飽和蒸汽，或帶過熱的蒸汽狀態，排除高溫制冷劑蒸汽，通過壓縮機1002的吸氣管被吸入壓縮機1002中，反復經過壓縮→冷凝→膨脹→蒸發，進行壓縮制冷。

此外，本發明實施例還提供一種激光投影設備，包括上述實施例中的一種激光光源散熱系統。

實施例3，參閱圖11所示，激光投影設備至少包括激光光源散熱系統1100以及屏幕1110。其中，激光光源散熱系統1100包括以及激光顯示系統，具體包括光源系統1101、光機系統1102、鏡頭1103、以及密封殼體1104和壓縮制冷系統1105，其中，壓縮制冷系統至少包括蒸發器，圖中省略未畫出。

其中，激光光源散熱系統1100的結構及發明構思與上述本發明實施例中的激光光源散熱系統相同，重復之處在此不再贅述。

綜上所述，本發明實施例將激光顯示裝置利用密封殼體密閉包圍，防止灰塵的進入，有效隔離進入光源內部的灰塵量，最終解決光衰、防塵問題。

進一步地，本發明實施例壓縮制冷系統利用媒介進行相變過程中能大量吸收潛熱的特性進行散熱，其中，蒸發器置于密封殼體內部，能夠有效地吸收激光器陣列散發的熱量，最終解決激光顯示系統封閉式架構的散熱問題，從而實現對密封殼體包圍的激光顯示裝置的散熱，以實現激光顯示裝置防塵和散熱的 雙重目的。

本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本發明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。

盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發明實施例的精神和范圍。這樣，倘若本發明實施例的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。