JP5145750B2 - Electronic device, camera and projector device - Google Patents
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Description
本発明は、光源から発生した熱を放熱するための放熱装置を有する光源装置、電子機器、カメラ、照明装置およびプロジェクタ装置に関する。 The present invention relates to a light source device, an electronic device, a camera, a lighting device, and a projector device having a heat radiating device for radiating heat generated from a light source.
電子機器に内蔵されている発熱体と、発熱体が発生する熱を放熱する放熱体とを熱的に接続する紐状の熱伝導部材を備えた電子機器が従来技術として知られている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の電子機器では、熱伝導部材内を伝導する熱量が小さいので内蔵されている発熱体が発生する熱を効率的に放熱できないという問題点がある。
The electronic device described in
(1)本発明の電子機器は、携帯型の電子機器であって、照明対象に向けて照明光を照射する光源と、前記光源の裏面と略直交し、前記光源が収容される前記電子機器の筐体の一部を構成する放熱板と、前記光源の裏面と接合される第1の面から前記放熱板と接合される第2の面へ熱伝導経路が構成される熱伝導率異方性ブロックとを備え、前記熱伝導率異方性ブロックは、前記光源の裏面に略直交する第1の高熱伝導率方向を有する第1の熱伝導経路と前記第1の熱伝導経路と略直角に接合され、前記第1の高熱伝導率方向と略直交する第2の高熱伝導率方向を有する第2の熱伝導経路とを備えることを特徴とする。
(2)請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電子機器は、カメラであることを特徴とする。
(3)請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電子機器は、プロジェクタ装置であることを特徴とする。
(1) The electronic device of the present invention is a portable electronic device, and a light source that irradiates illumination light toward an illumination target, and the electronic device that is substantially orthogonal to the back surface of the light source and that houses the light source Anisotropy of thermal conductivity in which a heat conduction path is formed from a first surface joined to the heat sink and a second surface joined to the heat sink. A first heat conduction path having a first high thermal conductivity direction substantially orthogonal to the back surface of the light source, and substantially perpendicular to the first heat conduction path. And a second heat conduction path having a second high heat conductivity direction substantially orthogonal to the first high heat conductivity direction .
(2) The electronic device according to any one of
(3) The electronic device according to any one of
本発明によれば、光源が発生する熱を、光源の裏面と略直交する放熱面を有する放熱板へ効率的に伝熱することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat which a light source generate | occur | produces can be efficiently transmitted to the heat sink which has a thermal radiation surface substantially orthogonal to the back surface of a light source.
以下、図面を参照して本発明を実施形態について説明する。
図1は、本発明の一の実施形態によるプロジェクタ付き電子カメラ(以下、PJ付き電子カメラと呼ぶ)1を斜め前方から見た図である。PJ付き電子カメラ1は、前方に配設されるスクリーンなどに向けて、画像などの投影情報を投影するプロジェクタ装置を有する。このプロジェクタ装置には、後述するようにLED( Light Emitting Diode )光源を有している。LED光源は発熱量が大きいので、外部へ効率的に放熱しなくてはならない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view of an electronic camera with a projector (hereinafter referred to as an electronic camera with a PJ) 1 according to an embodiment of the present invention as viewed obliquely from the front. The
図1に示すように、PJ付き電子カメラ1の筐体10の正面には、撮影レンズ11と、プロジェクタ投射窓12とが設けられている。筐体10の上面には、レリーズボタン13が設けられている。撮影レンズ11へ被写体光束が入射され、プロジェクタ投影窓12から投射像が投射される。
As shown in FIG. 1, a photographing
図2は、本発明の一実施の形態によるPJ付き電子カメラを前方から見た図である。図2の点線で示すように、筐体10の前面のプロジェクタ投影窓12付近内部には、プロジェクタ機能を備えた投射モジュール20が内蔵されている。投射モジュール20は、1辺が約10mmの略正方形を底面とする四角柱形状のモジュールである。投射モジュール20は長手方向を縦(上下)に配設され、その底面(下面)に熱伝導部材30が接合されている。熱伝導部材30は、投射モジュール20から発生した熱を筐体10に伝導する。なお、図2の投射モジュール20は、内部構成をわかりやすく図示するために、四角柱の長手方向のサイズを実際より長く表している。
FIG. 2 is a front view of an electronic camera with a PJ according to an embodiment of the present invention. As shown by a dotted line in FIG. 2, a
投射モジュール20について、図3を参照して説明する。図3は図2のA−A断面図である。投射モジュール20には、LED23(LED基板27)と、集光光学系24と、偏光板25と、PBS(偏光ビームスプリッタ)ブロック26と、液晶パネル22と、投影光学系21とが含まれる。上記部材のうち、投影光学系21を除く部材はシェル部材28内に一体化構成される。具体的には、アルミ製薄板部材をコ字形に折り曲げ加工した部材28の下部開放面に、LED基板27が配設される。LED基板27はアルミ基板で構成され、当該基板の絶縁層上に形成されているパターン上に、発光素子であるLED23が実装される。
The
シェル部材28にはさらに、集光光学系24およびPBSブロック26が接着される。PBSブロック26は、入射光軸に対して45度の角度をなす偏光分離部26aを2つの三角プリズムで挟んだ偏光ビームスプリッタである。PBSブロック26の面26bには、たとえば、黒色処理などの無反射処理が施される。
Further, the condensing
PBSブロック26の下側面(集光光学系24側の面)には偏光板25が配設され、PBSブロック26の上側面には反射型液晶素子(LCOS)によって構成される液晶パネル22が配設される。
A polarizing
上記構成の投射モジュール20によるプロジェクト機能について説明する。上記構成の投射モジュール20において、不図示のハーネスおよびパターンを介してLED基板27上のLED23に駆動電流が供給される。LED基板27で消費される電力は約2Wである。LED23は、駆動電流に応じた明るさの光を集光光学系24へ向けて射出する。集光光学系24はLED光を略平行光にして偏光板25へ入射させる。偏光板25は入射光を直線偏光に変換(または抽出)し、変換(または抽出)後の偏光光をPBSブロック26へ向けて射出する。
The project function by the
PBSブロック26へ入射された偏光光束(たとえばP偏光)は、PBSブロック26を透過して液晶パネル22を照明する。液晶パネル22は、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成され、カラーの画像を生成するように駆動されている。液晶パネル22の液晶層を透過する光は、液晶パネル22へ入射されると当該液晶層を上向きに進行し、液晶パネル22の反射面で反射された後、液晶層を下向きに進行して液晶パネル22から射出され、PBSブロック26へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、PBSブロック26へ再度入射される光は、S偏光である変調光とP偏光である非変調光との混合光である。PBSブロック26は、再入射された光束のうちS偏光成分である変調光のみを偏光分離部26aで反射(折り曲げる)し、右方の投影光学系21へ向けて投影光として射出する。
A polarized light beam (for example, P-polarized light) incident on the
次に、投射モジュール20と接合する熱伝導部材30について説明する。熱伝導部材30は、四辺形で囲まれた立体形状のブロックで構成される。熱伝導部材30は熱伝導経路を構成する部材なので、熱抵抗を小さくすることが好ましい。したがって、熱伝導経路の断面を小さくする加工(たとえば、熱伝導部材30の表面を削ってフィンを形成する)を避ける。また、熱伝導部材30の厚み(図3において縦方向のサイズであって、面30bを構成する四辺形の短辺)は所定値(たとえば5mm)以上を確保するとともに、熱伝導部材30の長さ(図3において横方向のサイズであって、面30aを構成する四辺形の長辺)は厚みの2倍以下に抑える。
Next, the heat
熱伝導部材30の面30aはLED基板27の裏面と面接合される。具体的には、熱伝導部材30の面30aとLED基板27の裏面との間に熱伝導性が高い充填材を充填したり、熱伝導性シール部材を挟んだりして接合する。LED基板27からの熱の伝導性を高くするために、熱伝導部材30の面30aは、LED基板27の接合面以上の面積を有する。熱伝導部材30の面30bは、不図示のビスや接着剤などによって、PJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aの内側に全面が面接触するように固着される。これにより、熱伝導部材30は、投射モジュール20を固定する機能も有する。
The
LED23から発生した熱は、熱伝導部材30の面30aから熱伝導部材30へ伝導し、熱伝導部材30の面30bからPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aへ伝導する。そして、LED23から発生した熱は、PJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aから放熱される。つまり、図3に示すように、LED23から発生した熱は、LED23の裏面と略直交する放熱面を有し、外部へ放熱するPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aへ伝導される。
The heat generated from the
熱伝導部材30の材料は、図4に示すように、アルミニウムのマトリックス41に、炭素繊維42を配向して分散した炭素繊維複合材料40である。この炭素繊維複合材料40は熱伝導率異方性を有し、炭素繊維42の配向方向の熱伝導率は他の方向のものと比べて高い。このような熱伝導率の高い方向を以下、高熱伝導率方向と呼ぶ。炭素繊維複合材料40の高熱伝導率方向(矢印43)の熱伝導率は700W/mKであり、アルミニウムの熱伝導率(238W/mK)や銅の熱伝導率(398W/mK)よりも高い。
As shown in FIG. 4, the material of the
熱伝導部材30は、上述した炭素繊維複合材料40からなる2つのブロックを組合せて作製される。図5(a)に示すように、 熱伝導部材30を構成する2つのブロック51,52の大きさおよび形状は同じで、ともに直角三角形の断面形状を有する三角柱である。一方のブロック51の高熱伝導率方向は、上記直角三角形の直角をなす辺のうちの一方の辺を構成する面51aに対して垂直方向である。他方のブロック52の高熱伝導率方向は、上記直角三角形の直角をなす辺のうちの他方の辺を構成する面52aに対して垂直方向である。そして、2つのブロック51,52の高熱伝導率方向が略直角をなすように、2つのブロック51,52の斜面51b,52b同士を接着剤や半田などで接合する。そして、図5(b)に示すように、2つのブロック51,52が接合して1つのブロックになったものが、熱伝導部材30になる。ここで、ブロック51の面51aがLED基板27との接合面である面30aとなり、ブロック52の面52aがPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aとの固着面である面30bとなる。図5(b)に示すように、熱伝導部材30の高熱伝導率方向は、面30aの面方向から面30bの面方向へと直角(矢印53)に曲がる。このような熱伝導部材30を用いることによって、LED基板27の裏面と略直交するPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aへの熱伝導(図3の矢印31参照)が容易になる。
The
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)熱伝導率異方性ブロックである熱伝導部材30を用いることによって、LED23の裏面と略直交する放熱面を有し、LED23で発熱した熱を外部へ放熱するPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aへ、LED23から発生した熱を効率的に伝導することができる。また、PJ付き電子カメラ1内のような小さなスペースにおいてもLED23から発生する熱を効率的に放熱することができる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) By using the
(2)熱伝導部材30は投射モジュール20を固定する固定部材であるので、投射モジュール20を固定するのに十分な強度を得るために大きな断面積を有する。これにより、熱伝導部材30を流れる熱量を大きくすることができ、LED23が発生する熱をPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aへ効率的に伝導することができる。
(2) Since the
(3)熱伝導部材30は、LED23の裏面と接合する面30aおよびPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aと接合する面30bとを少なくとも有する立体形状であり、面30aはLED23の裏面と接合する面積以上の面積を有し、面30bの全面がPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aと接合するようにした。これにより、熱伝導部材30を流れる熱量を大きくすることができ、LED23が発生する熱をPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aへ効率的に伝導することができる。
(3) The
(4)熱伝導部材30は、LED23の裏面に略直交する高熱伝導率方向を熱伝導率異方性ブロック51と、熱伝導率異方性ブロック51の高熱伝導率方向と略直交する高熱伝導率方向を有する熱伝導率異方性ブロック52とを備え、熱伝導部材30は、LED23で発生した熱を、熱伝導率異方性ブロック51と熱伝導率異方性ブロック52とを経てPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aへ伝熱するようにした。これにより、直角方向(図3の矢印31の方向)に熱が流れやすくなり、LED23の裏面と略直交する放熱面を有し、LED23で発熱した熱を外部へ放熱するPJ付き電子カメラ1の筐体前面部10aへ、LED23から発生した熱を効率的に伝導することができる。
(4) The
(5)熱伝導部材30に、アルミニウムのマトリックス41に炭素繊維42を配向して分散した炭素繊維複合材料40を用いた。炭素繊維42の熱伝導率は非常に高いので、高熱伝導率方向に効率よくLED23から発生した熱を伝導することができる。
(5) A carbon
(6)LED23の熱をPJ付き電子カメラ1の筐体10より放熱するので、外気の冷却作用により効率よく放熱することができる。
(6) Since the heat of the
以上の実施の形態を次のように変形することができる。
(1)熱伝導部材30の高熱伝導率方向は、図3の矢印31に示すようにLED23の裏面の面方向に対して直角に曲がるような方向であった。しかし、図6の矢印61に示すように、熱伝導部材60の高熱伝導率方向を、LED23の裏面に対するPJ付き電子カメラ1Aの筐体前面部10aの放熱面の方向にしてもよい(熱伝導部材の第1の変形例)。熱伝導部材の第1の変形例では、熱伝導部材60は、直角三角形の断面形状を有する三角柱とする。断面の直角三角形の辺をなす2つの辺のうちの一方の辺を有する面60aにLED基板27が接合し、他方の辺を有する面60bにPJ付き電子カメラ1Aの筐体前面部10aが接合する。この場合の炭素繊維42の配向方向は、断面の直角三角形の斜辺を構成する面60cと略平行方向となる。
The above embodiment can be modified as follows.
(1) The direction of high thermal conductivity of the
これにより、LED23の裏面と略直交する放熱面を有し、LED23で発熱した熱を外部へ放熱するPJ付き電子カメラ1Aの筐体前面部10aへ、LED23から発生した熱を効率的に伝導することができる。
Thus, the heat generated from the
また、熱伝導部材30は2つのブロック51,52より構成されるのに対し、熱伝導部材60を1つのブロックより構成することができる。したがって、材料コストや組み立てコストなどを低減することができる。さらに、熱伝導部材60は、熱伝導部材30に比べて熱伝導経路の長さが短いので、PJ付き電子カメラ1Aの筐体前面部10aへ、LED23から発生した熱をさらに効率的に伝導することができる。
The
(2)図7の矢印71に示すように、熱伝導部材70の高熱伝導率方向を、LED23の裏面の面方向から、PJ付き電子カメラ1Bの筐体前面部10aの放熱面の面方向へ徐々に変化するようにして、熱伝導部材30に湾曲伝熱経路を有するようにしてもよい(熱伝導部材の第2の変形例)。これにより、LED23の裏面と略直交する放熱面を有し、LED23で発熱した熱を外部へ放熱するPJ付き電子カメラ1Bの筐体前面部10aへ、LED23から発生した熱を効率的に伝導することができる。熱伝導部材の第2の変形例では、湾曲状の炭素繊維42の方向をそろえてアルミニウム41中に分散して熱伝導部材70を作成する。
(2) As indicated by an
(3)熱伝導部材30の材料は、アルミニウムのマトリックス41に炭素繊維42を配向分散させた炭素繊維複合材料40であったが、熱伝導率異方性を有する材料であれば炭素繊維複合材料40に限定されない。たとえば、所定のマトリックスと、マトリックスより熱伝導率が高い柱状または繊維状の物質とからなる複合材料でもよい。熱は、マトリックスより熱伝導率が高い柱状または繊維状の物質を優先的に流れるので、複合材料は熱伝導率異方性を有することになる。
(3) The material of the heat
(4)熱伝導部材30の材料はアルミニウムのマトリックス41と炭素繊維42とからなる炭素繊維複合材料40であった。しかし、炭素繊維複合材料40であれば、マトリックスの材料は実施形態に限定されない。たとえば、マトリックスに銅などの他の金属を用いてもよい。また、マトリックスに、金属以外の物質、たとえば、エポキシ樹脂などの樹脂を用いてもよい。このような物質をマトリックスとして使用することによって、脆性破壊を起こしやすい炭素繊維42を保護することができる。
(4) The material of the
樹脂のような熱伝導率が低い物質をマトリックスとして使用しても、炭素繊維52の熱伝導率は非常に高いので、炭素繊維複合材料として熱伝導率を高くすることができる。また、樹脂のような絶縁体を用いることによって、炭素繊維複合材料の絶縁性を確保することができ、便利な場合がある。樹脂を用いることによって、熱伝導部材の軽量化を図ることができる。
Even if a substance having a low thermal conductivity such as a resin is used as a matrix, the thermal conductivity of the
(5)熱伝導部材30によって、LED23以外の光源についても光源から発生する熱を効率的に放熱面に伝導することができる。したがって、熱伝導部材30に用いられる光源はLED23に限定されない。
(5) The
(6)光源と、光源の裏面と略直交する放熱面を有し、光源で発熱した熱を外部へ放熱する放熱板と、光源で発熱した熱を光源の裏面から放熱板へ伝熱する熱伝導率異方性ブロックとを備えた光源装置を有する電子機器であれば、PJ付き電子カメラに限定されない。PJ付き電子カメラ以外の電子機器でも、光源装置は小さなスペースにおいて光源から発生する熱を効率的に放熱することができる。たとえば、プロジェクタ装置に上述の光源装置を備えてもよい。また。夜間時の撮影などに被写体を照明する照明光の光源としてLEDが使用される場合がある。この場合も、LEDから発生する熱を外部へ効率的に放熱しなくてはならない。したがって、LEDを備えたカメラや、電子閃光装置などの照明装置についても、本発明の実施形態における光源装置を備えるようにしてもよい。 (6) A light source, a heat radiating plate having a heat radiating surface substantially orthogonal to the back surface of the light source, radiating heat generated by the light source to the outside, and heat transferring heat generated by the light source from the back surface of the light source to the heat radiating plate If it is an electronic device which has a light source device provided with the conductivity anisotropic block, it will not be limited to an electronic camera with PJ. Even in an electronic device other than an electronic camera with a PJ, the light source device can efficiently dissipate heat generated from the light source in a small space. For example, the projector device may include the above-described light source device. Also. An LED may be used as a light source of illumination light for illuminating a subject for shooting at night. In this case as well, the heat generated from the LED must be efficiently radiated to the outside. Therefore, the light source device according to the embodiment of the present invention may be provided for a camera equipped with an LED and an illumination device such as an electronic flash device.
以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記実施形態の構成に何ら限定されるものではない。 The above description is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment.
1,1A,1B…PJ付き電子カメラ
10…筐体
10a…筐体前面部
12…プロジェクタ投影窓
23…LED
27…LED基板
30,60,70…熱伝導部材
40…炭素繊維複合材料
41…アルミニウム
42…炭素繊維
51,52…ブロック
DESCRIPTION OF
27 ...
Claims (10)
照明対象に向けて照明光を照射する光源と、
前記光源の裏面と略直交し、前記光源が収容される前記電子機器の筐体の一部を構成する放熱板と、
前記光源の裏面と接合される第1の面から前記放熱板と接合される第2の面へ熱伝導経路が構成される熱伝導率異方性ブロックとを備え、
前記熱伝導率異方性ブロックは、前記光源の裏面に略直交する第1の高熱伝導率方向を有する第1の熱伝導経路と前記第1の熱伝導経路と略直角に接合され、前記第1の高熱伝導率方向と略直交する第2の高熱伝導率方向を有する第2の熱伝導経路とを備えることを特徴とする電子機器。 A portable electronic device,
A light source that emits illumination light toward an illumination target;
A heat dissipating plate that is substantially orthogonal to the rear surface of the light source and forms a part of the casing of the electronic device in which the light source is accommodated ;
A thermal conductivity anisotropic block in which a heat conduction path is configured from a first surface joined to the back surface of the light source to a second surface joined to the heat sink;
The thermal conductivity anisotropic block is joined to the first heat conduction path having a first high thermal conductivity direction substantially orthogonal to the back surface of the light source and the first heat conduction path at a substantially right angle, and An electronic apparatus comprising: a second heat conduction path having a second high heat conductivity direction substantially orthogonal to the one high heat conductivity direction .
前記熱伝導率異方性ブロックは、前記光源を固定する固定部材であることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 1,
The electronic apparatus according to claim 1, wherein the anisotropic thermal conductivity block is a fixing member for fixing the light source.
前記熱伝導率異方性ブロックは、前記光源の裏面と接合する第1の面および前記放熱板と接合する第2の面とを少なくとも有する立体形状であり、前記第1の面は前記光源の裏面と接合する面積以上の面積を有し、前記第2の面の全面が前記放熱板と接合することを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 1,
The thermal conductivity anisotropic block has a three-dimensional shape having at least a first surface joined to a back surface of the light source and a second surface joined to the heat sink, and the first surface is a surface of the light source. An electronic apparatus having an area equal to or larger than an area to be bonded to the back surface, wherein the entire surface of the second surface is bonded to the heat sink.
前記熱伝導率異方性ブロックは、前記光源の裏面に略直交する高熱伝導率方向を有する第1の熱伝導率異方性ブロックと、前記第1の熱伝導率異方性ブロックの高熱伝導率方向と略直交する高熱伝導率方向を有する第2の熱伝導率異方性ブロックとを備え、
前記熱伝導率異方性ブロックは、前記光源で発生した熱を、前記第1の熱伝導率異方性ブロックと前記第2の熱伝導率異方性ブロックとを経て前記放熱板へ伝熱することを特徴とする電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 3,
The thermal conductivity anisotropic block includes a first thermal conductivity anisotropic block having a high thermal conductivity direction substantially orthogonal to a back surface of the light source, and a high thermal conductivity of the first thermal conductivity anisotropic block. A second thermal conductivity anisotropic block having a high thermal conductivity direction substantially orthogonal to the rate direction,
The thermal conductivity anisotropic block transfers heat generated by the light source to the heat radiating plate through the first thermal conductivity anisotropic block and the second thermal conductivity anisotropic block. An electronic device characterized by that.
前記熱伝導率異方性ブロックの高熱伝導率方向は、前記光源の裏面に対する前記放熱板の放熱面の方向であることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 3,
Electronic apparatus, characterized in that the high thermal conductivity direction of the thermal conductivity anisotropy block is the direction of the radiating surface of the radiating plate against the back surface of the light source.
前記熱伝導率異方性ブロックは、マトリックスと、前記マトリックスより熱伝導率が高い柱状または繊維状の物質とからなる複合材料であることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 5,
The electronic apparatus according to claim 1, wherein the anisotropic thermal conductivity block is a composite material including a matrix and a columnar or fibrous substance having a higher thermal conductivity than the matrix.
前記マトリクスは金属であり、前記柱状または繊維状の物質は炭素繊維であることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 6,
It said matrix is a metal, material of the columnar or fibrous electronic apparatus characterized in that it is a carbon fiber.
前記マトリクスは樹脂であり、前記柱状または繊維状の物質は炭素繊維であることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 6,
It said matrix is a resin, material of the columnar or fibrous electronic apparatus characterized in that it is a carbon fiber.
The electronic device according to any one of claims 1 to 8 is a projector device .
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