具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

空间光调制器被广泛使用在投影设备中。例如以DMD为例进行说明， DMD能够承受的光功率往往制约了一款投影设备的亮度，而DMD能够承受的最大光功率受限于其能够承受的温度上限。依据TI(Texas Instruments，德州仪器)提供的规格，使一款DMD具有良好的长期可靠性，需要保证DMD 封装的前窗面的温度和DMD封装内部微镜阵列的温度处于某一范围内，并且保证二者的温度差的绝对值处于某一范围内。

DMD前窗面的温度的升高源于其封装直接吸收的光能，包括杂散光和光学设计中的入射DMD的光斑大小容差(Overfill)；DMD内部微镜阵列虽然会将大部分光发射，但由于微镜阵列中间间隙的存在，仍会将小部分光漏过，以至于光照射到微镜阵列的基板上，导致DMD的背面的温度升高。由于DMD封装内部微镜阵列的温度无法直接测量，故DMD封装内部微镜阵列的温度通常以DMD的背面的温度来表示。

如何在不增加空间光调制器数量的情况下，最大限度的提高空间光调制器能够承受的光功率，以提升投影设备的亮度，对于空间光调制器前窗面的温度、空间光调制器的背面的温度、以及两者温度差的控制至关重要。

在光学设计上，空间光调制器的前窗面与投影设备的光机棱镜的间距一般较小，为在狭小空间内实现空间光调制器的前窗面温度的控制，散热设计应尽量做到简洁可靠。对于一般亮度的投影设备，其散热设计一般只需考虑空间光调制器的背面散热措施。而当投影机亮度较高，即空间光调制器接收的光功率较大时，由于空间光调制器本身封装所采用的材料(例如Kovar合金)的热导率不高(约17W/m*K)，使得空间光调制器前窗面吸收的热量来不及传导到空间光调制器背面的散热装置，造成空间光调制器前窗面温度过高，或空间光调制器的前面与背面的温度差超过空间光调制器使用规格时，将会显著影响空间光调制器的可靠性和使用寿命。

相关技术的用于空间光调制器的散热装置在空间光调制器的前窗面采用热导率高的薄散热板，并利用夹具夹持使薄散热板与前窗面接触，使薄散热板增大前窗面的散热面积。然而在整机亮度较高的情况下，薄散热板能够承受的热量有限，导致散热效果不佳。另外相关技术的散热装置内含流动的冷媒且散热装置设置在空间光调制器的前窗面，采用冷媒方式的冷却效果虽然较好，但由于空间光调制器的前窗面与棱镜的间距狭小，导致散热装置的制作难度较大，不容易制成体积小且结构复杂的装置，同时也导致成本的升高。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供一种散热装置140，散热装置140 用于空间光调制器120。空间光调制器120包括相连接的空间光调制器本体 126和控制板128。空间光调制器本体126具有前侧面122和后侧面124，前侧面122与后侧面124相背。空间光调制器本体126的前侧面122可以为前窗面，即面向入射到空间光调制器本体126的光线的侧面。后侧面124可以为空间光调制器本体126的与前侧面相背的另一侧面。控制板128可以为印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，控制板128位于空间光调制器本体 126的后侧面124，控制板128可以与空间光调制器本体126电连接以用于控制空间光调制器本体126的工作。

本申请实施方式中的关于“前”、“后”等方位用语，以各个示例图中的各元件之间的相对位置作为比较，例如图1中，空间光调制器本体126位于控制板128的前面，控制板128位于空间光调制器本体126的后面等等。

散热装置140包括第一导热组件142、散热组件144以及第二导热组件 146。第一导热组件142设置于空间光调制器本体126的前侧面122上，散热组件144位于控制板128的后面，第二导热组件146连接于第一导热组件 142和散热组件144之间，并绕过空间光调制器120的控制板128。通过这样的结构，空间光调制器120的热量、尤其是空间光调制器本体126的前侧面122处的热量由第一导热组件142传递至第二导热组件146，再传递至散热组件144，并由散热组件144散发或传递至别处。

本申请在图1-图10的实施例中以空间光调制器120为数字微镜器件作为例子进行举例说明。但可以理解的是，本公开的各实施例也适用于其他类型的空间光调制器，在其他实施例中，空间光调制器120可以为其他类型的空间光调制器。

在上面所述的实施例中，第二导热组件146在连接第一导热组件142与散热组件144时，不是在位于第一导热组件142与散热组件144之间的控制板128上开孔并直接穿过控制板128，而是绕过控制板128，这样能够减小对空间光调制器本体126产生的应力，同时也可以避免因开孔而破坏控制板128 的走线，降低了控制板128的走线风险。在另一实施例中，第二导热组件146 除了绕过控制板128，还绕过第一导热组件与散热组件之间的其他部件中的一个或多个。

控制板128走线密集且元件排布紧凑，由于第二导热组件146绕过控制板128，无需在控制板128上穿孔，即，第二导热组件146不直接穿过控制板128，从而不影响控制板128上的走线，不会有在控制板128上穿孔时穿过控制板128上的布线而导致其失效的风险。另外，由于第二导热组件146 不穿过控制板128，与穿过控制板128的情形相比，其对空间光调制器本体 126产生的应力较小，使得空间光调制器本体126更易于安装和调节，性能更稳定。

在一些实施例中，第一导热组件142可以为沿着前侧面122延伸的均温片，用于均化前侧面122的热量，有助于避免出现前侧面122的局部温度过高的情况。第一导热组件142可以由热导率大的材料制成，例如第一导热组件142可以由金属制成。在一实施中，第一导热组件142由纯铜制成，由于纯铜的热导率约为381W/mK，能够较好地将空间光调制器本体126的前侧面 122的热量均化并散发，也可以较好地将空间光调制器本体126在前侧面122产生的热量传导至第二导热组件146。第一导热组件142可以为结构简洁的片状结构，有助于第一导热组件142在狭小的空间内也能够对空间光调制器本体126进行散热和导热。

第二导热组件146分别与第一导热组件142、散热组件144接触，使得空间光调制器120的前侧面122产生的热量可以经第一导热组件142和第二导热组件146传导到散热组件144进行散热，从而可以降低前侧面122的温度、前侧面122和后侧面124的温度差，有利于空间光调制器本体126工作的稳定、延长空间光调制器本体126的工作寿命，能够在不过多增加空间光调制器本体126的数量的情况下，也可以较好地提升投影设备的亮度。第二导热组件146与第一导热组件142之间的接触处、第二导热组件146与散热组件144之间的接触处均可以涂覆或添加用以减小界面热阻的界面材料，例如导热膏、导热垫、石墨片或石墨烯等材料，从而降低第二导热组件146与第一导热组件142或散热组件144之间的热阻，提高第二导热组件146与第一导热组件142或散热组件144之间的热传导效果。此外，第二导热组件146除了与第一导热组件142的接触处、与散热组件144的接触处涂覆或添加有界面材料，第二导热组件146的其他位置也可以涂覆或添加有用以减小界面热阻的界面材料，例如在片状第二导热组件146的两个侧面分别涂覆或添加如上所述的界面材料，从而可以加快第二导热组件146的热量散发到空气环境中的速率，可以进一步提高散热装置140的散热效果。

第二导热组件146的数量可以为一个或多个，例如如图1所示的实施例中，第二导热组件146的数量为一个，第一导热组件142与散热组件144通过一个第二导热组件146进行热量的传导。例如如图3和图4所示的实施例中，第二导热组件146的数量为两个，两个第二导热组件146分别从第一导热组件142的相对两侧绕过控制板128(图4中未示出)连接到散热组件144 的相对两侧。其他实施例中，第二导热组件146的数量还可以为三个或四个等。

散热组件144一方面用于直接传导和散发空间光调制器本体126的后侧面124的热量，另一方面则通过第二导热组件146和第一导热组件142传导和散发空间光调制器本体126的前侧面122的热量，并将热量散发至例如空气环境或其他媒介中或者传递至其他位置。这里所述的“将热量散发”包括对热量进行热交换处理。

例如，散热组件144可以包括热沉元件1442、制冷元件1444以及散热元件1446，热沉元件1442、制冷元件1444以及散热元件1446依次层叠设置。热沉元件1442可以与第二导热组件146连接，还可以与空间光调制器本体126接触，例如热沉元件1442与后侧面124接触，使得热沉元件1442可以将空间光调制器本体126的前侧面122的热量以及空间光调制器本体126 的后侧面124的热量进行散热以及进行传导，并将热量传导至制冷元件1444。由于空间光调制器本体126的前侧面122与后侧面124通过第一导热组件 142、第二导热组件146、散热组件144(热沉元件1442)相连接，使得可以消除或降低二者之间的温差。

制冷元件1444设置于热沉元件1442与散热元件1446之间。制冷元件 1444用于将热沉元件1442的热量进行散热并进行传导至散热元件1446。制冷元件1444可以为帕尔贴(Peltier)元件，例如可以为半导体制冷片(Thermal- Electric Cooler，TEC)。散热元件1446用于为制冷元件1444进行散热。散热元件1446可以为散热鳍片结构，从而可以增加散热元件1446与空气的接触面积，提高散热元件1446的散热效果。

本申请实施例提供的散热装置140的第一导热组件142设置于空间光调制器120的前侧面122，散热组件144设置于空间光调制器120的后侧面124，第二导热组件146连接于第一导热组件142和散热组件144之间，将空间光调制器120产生的热量经前侧面122处的第一导热组件142传递到第二导热组件146，并经由第二导热组件146传导到位于空间光调制器本体126后面的散热组件144进行散热，其中，第二导热组件146绕过空间光调制器本体 126与散热组件144之间的控制板128。第二导热组件146绕过控制板128而不是在控制板128开孔并直接穿过控制板128使得空间光调制器120及其散热装置140易于安装、结构紧凑，同时也可以避免因对控制板128开孔而破坏控制板128的走线。

第二导热组件146可以由导热率较高的材料制成，以提高热量从前侧面 122传导到后侧面124的速度和效率。

在一些实施方式中，请参阅图5和图8，第二导热组件146可以包括作为第二导热组件146的主体的柔性导热部1464，柔性导热部1464可以由柔性材料制成，从而便于柔性导热部1464进行弯曲形变。第二导热组件146的主体由柔性材料制成，可以随安装空间而适应性地变形，从而可以节约空间，使得设备结构更加紧凑。另外，由于使用柔性材料，第二导热组件146对空间光调制器120产生的应力大大减小，从而可以提高空间光调制器120的性能稳定性。

在一些实施方式中，请参阅图6，柔性导热部1464包括如下结构中的至少一种：一个或多个金属片1464a、一个或多个柔性热管1464a。在一些实施例中，多个金属片之间、多个柔性热管之间设置有空隙，以便更好地散热和导热。

例如如图5所示，柔性导热部1464可以由金属片1464a组成，例如金属片1464a可以是铜片或其他导热率较高且柔韧性较好的金属片材，使得柔性导热部1464具有良好的散热和导热功能。其他实施方式中，柔性导热部1464 可以包括多个金属片。例如，如图6和图7所示，柔性导热部1464包括层叠的多个金属片1464a，其中多个金属片1464a之间间隔有一定距离，以保证每个金属片1464a的充分散热。这里的“多个”是指大于或等于两个，例如可以为两个或三个或四个或更多。多个金属片1464a有助于增强柔性导热部1464的散热和导热效果。多层金属片1464a之间具有的空隙有助于金属片 1464a将热量散发到该空隙的空气环境中。

作为另一示例，柔性导热部1464也可以是可根据空间形状而改变自身形状的柔性热管。例如，对柔性热管使用超亲水氧化铜铜网作为毛细结构，水平方向热导率可以达到1000W/m*K，垂直方向有效热导率可达3000 W/m*K。在另一示例中，柔性热管可以采用铜波纹管作为热管且内部采用铜网作为毛细结构，从而既具有良好的散热和导热功能，又具有较好的柔韧性。相似地，柔性导热部1464可以包括多个柔性热管，多个柔性热管之间间隔有一定距离，以保证每个柔性热管的充分散热。间隔有空隙的多个柔性热管有助于增强柔性导热部1464的散热和导热效果。多个柔性热管之间具有的空隙有助于柔性热管将热量散发到该空隙的空气环境中。通过使用一个或多个柔性热管作为柔性导热部1464，可以绕过空间光调制器120的控制板128以及位于空间光调制器本体126的前侧面122与后侧面124的散热组件144之间的其他部件，而连接前侧面122上的第一导热组件146和后侧面124上的散热组件144，同时使得空间光调制器120具有良好的稳定性，适用于投影机多角度安装的情况。

在一些实施例中，请参阅图8，散热装置140还包括第一连接部145和第二连接部147，第二导热组件146通过第一连接部145连接至第一导热组件142，并通过第二连接部147连接至散热组件144。第一连接部145可以将第二导热组件146与第一导热组件142进行固定，从而有助于增强第二导热组件146与第一导热组件142连接的稳定性，以及第二连接部147可以将第二导热组件146与散热组件144进行固定，从而有助于增强第二导热组件 146与散热组件144连接的稳定性。

第二导热组件146可以通过多种方式连接到第一导热组件142和散热组件144。例如，可以采用焊接的方式，也可以采用使用连接件固定的方式。

在一些实施例中，请参阅图5、图6和图8，第二导热组件146包括分别设置在柔性导热部1464两端的第一卡块1462和第二卡块1466，作为连接件。其中，第一连接部145将第一卡块1462附着到第一导热组件142，第二连接部147将第二卡块1466附着到散热组件144。这样，第一卡块1462和第二卡块1466分别与散热装置140的第一连接部145和第二连接部147相配合，以将第二导热组件146连接到第一导热组件142和散热组件144。

在一些实施例中，第一连接部145包括压板1452和第一紧固件1454，其中第一紧固件1454将压板1452固定至第一导热组件142，并且使得第一卡块1462被夹紧在压板1452与第一导热组件142之间。压板1452可以呈长板状或其他形状，可以是刚性的，也可以具有一定的柔性。第一紧固件1454 可以是任意能够将压板1452固定到第一导热组件142的固定装置。例如，第一紧固件1454可以是具有螺纹或没有螺纹的钉子、栓柱等紧固件，通过插入并固定到压板1452和第一导热组件142上的具有螺纹或没有螺纹的孔中来实现紧固。第一紧固件1454的数量可以为一个或多个，例如第一紧固件1454 的数量为两个，两个第一紧固件1454分别安装于压板1452的两端。

在一个示例中，压板1452、第一卡块1462和第一导热组件142上均可以设有与第一紧固件1454对应的孔，使得第一紧固件1454可以依次穿过压板1452和第一卡块1462的孔并固定在第一导热组件142的孔内，从而使得压板1452将第一卡块1462固定到第一导热组件142。

在另一些示例中，第一卡块1462的宽度小于压板1452的宽度，使得第一紧固件1454仅穿过压板1452上的孔而到达第一导热组件142上的孔，从而通过压板1452到第一导热组件142的固定而将位于二者之间的第一卡块 1462以压紧的方式固定到第一导热组件142。如此，可以避免在第一导热组件142上开设对应的孔，从而可以简化第一导热组件142的结构。其中，第一卡块1462的宽度是指图8中第一卡块1462沿X方向的宽度，同理，压板1452的宽度是指图8中压板1452沿X方向的宽度。即，如果将第二导热组件146连接第一导热组件142与散热组件144的方向称为第二导热组件146 的长度方向的话，则X方向为第二导热组件146的宽度方向。

在一些实施例中，第二连接部147包括第二紧固件1472。第二紧固件1472可以是任意可以将第二卡块1466固定到散热组件144的固定装置。例如，第二紧固件1472可以是具有螺纹或没有螺纹的钉子、栓柱等紧固件，通过插入并固定到第二卡块1466和散热组件144上的具有螺纹或没有螺纹的孔中来实现紧固。在一个示例中，第二卡块1466上设置有至少一个孔1467，第二紧固件1472与至少一个孔1467相配合以将第二卡块1466附着至散热组件144。

例如，第二紧固件1472可以是沉头螺钉，第二紧固件1472的数量与孔 1467的数量一致，例如孔1467的数量为三个，则第二紧固件1472的数量也为三个。散热组件144可以设有与孔1467对应的孔(图未示)，这些孔可以设于热沉元件1442，使得第二紧固件1472可以穿过第二卡块1466的孔1467 到达并固定在散热组件144的孔内，从而使得第二连接部147将第二卡块 1466固定于散热组件144。

第一卡块1462与第一导热组件142之间的接触处、第二卡块1466与散热组件144之间的接触处均可以涂覆或添加用以减小界面热阻的界面材料，例如导热膏、导热垫、石墨片或石墨烯等材料，从而降低第二导热组件146 与第一导热组件142或散热组件144之间的热阻，提高第二导热组件146与第一导热组件142或散热组件144之间的热传导效果。

此外，第二导热组件146除了与第一导热组件142的接触处、与散热组件144的接触处涂覆或添加有界面材料，第二导热组件146的其他位置也可以涂覆或添加有用以减小界面热阻的界面材料，例如在片状第二导热组件 146的两个侧面分别涂覆或添加如上所述的界面材料，从而可以加快第二导热组件146的热量散发到空气环境中的速率，可以进一步提高散热装置140 的散热效果。

在一些实施例中，散热装置140还包括用于对第二导热组件146进行辅助散热的辅助风冷部件141，辅助风冷部件141被设置为使得从辅助风冷部件141输出的风沿平行于第二导热组件146的宽度的方向(即宽度方向)输送。辅助风冷部件141可以为风扇或其他风循环装置。辅助风冷部件141用于为第二导热组件146散热，从而可以加快第二导热组件146的热量散发到外界环境的速率。其中，第二导热组件146的宽度是指图9中第二导热组件 146沿X方向的宽度。

请参阅图10，本申请实施例还提供一种投影设备10。投影设备10包括一个或多个空间光调制器120，以及一个或多个散热装置100，每个散热装置 100分别用于一个或多个空间光调制器120中的一个空间光调制器120，一个或多个散热装置100中的每个为上述任一实施例的散热装置100。

例如，空间光调制器120为一个，散热装置100为一个，该一个散热装置100为空间光调制器120进行散热。又例如，空间光调制器120为两个，散热装置100为两个，每一个散热装置100为对应的一个空间光调制器120 进行散热。本实施方式中，空间光调制器120为三个，散热装置100为三个，每一个散热装置100为对应的一个空间光调制器120进行散热。可以理解的是，投影设备10也可以包括更多的空间光调制器及相应的散热装置。

在图10所示的实施例中，每个空间光调制器120具有相应的散热装置 100，每个散热装置100均包括如上所述的第一导热组件142、第二导热组件 144以及散热组件146，在此不再赘述。

在一些实施例中，请参阅图10，投影设备10还包括换热器1482，换热器1482可以是多个空间光调制器120的散热装置100共享的，用于对这多个散热装置140散发出的热量执行热交换处理。在一个示例中，换热器1482 与各散热装置140可以通过水泵1484、管道1486等结构连接，例如管道1486 连接散热装置140的散热组件144、换热器1482以及水泵1484并形成回路。管道1486可以与散热组件144的散热元件1446连接。管道1486内可灌注有冷却液，冷却液流经散热元件1446后温度升高；经水泵1484抽吸，可以将位于散热元件1446附近温度较高的冷却液输送至换热器1482，温度较高的冷却液在换热器1482中释放热量，热量经换热器1482传导至外界环境，从而使得温度较高的冷却液的温度降低；此外，在水泵1484的抽吸下，还可以将换热器1482内温度较低的冷却液重新输送至散热元件1446附近并为散热元件1446散热，如此往复形成水循环，从而提高了散热组件144的散热效果。

在一些实施例中，例如，请参阅图10，多个光调制器组件100的散热装置140还可以共享一个辅助风冷部件143，即，一个辅助风冷部件143为所有的散热装置140进行散热，从而可以减少辅助风冷部件143的数量，节省设备空间。

请参阅图10，投影设备10还可以包括用于对空间光调制器100进行定位调节的定位件110。定位件110具有定位凸柱1100，用于光调制器本体126 的定位。第一导热组件142可以设有避让通孔1420，使得定位凸柱1100可以穿过避让通孔1420与光调制器本体126连接。

在本申请中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。