KR100628726B1 - 영상투사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본체프레임, 상기 본체프레임에 지지되는 광원부 및 상기 광원부로부터 조사된 광을 이용하여 화상을 형성하는 영상소자를 포함하는 영상투사장치에 관한 것으로서, 상기 영상소자에서 발생된 열을 흡수하는 제1흡열부; 상기 광원부에서 발생된 열을 흡수하는 제2흡열부; 상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부 중 어느 하나에 열전달이 가능하게 마련된 방열부; 및 상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부를 상호 분리 가능하며, 상호 열전달이 가능하게 결합하는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 영상투사장치의 냉각장치를 모듈화 할 수 있어, 제조 및 수리시 작업성을 향상시킬 수 있다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 영상투사장치의 분해사시도,
도 2는 도 1의 냉각장치의 확대 분해 사시도,
도 3 및 도 4는 도 1의 영상투사장치에서의 냉각장치 결합 과정을 나타낸 그림,
도 5는 본 발명에 따른 영상투사장치의 후면외관을 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 영상투사장치 3 : 하우징
4 ; 케이블홀 5 : 전원키
6 : 기능키 7 : 본체프레임
10 : 제1흡열부 11 : 제1흡열판
17 : 제3흡열판 20 : 제2흡열부
21 : 연결부재 23a, 23b : 제2흡열판
27 : 수용부 30 : 방열부
31 : 냉각팬 35 : 히트싱크
40 : 결합부 41 : 열전달부재
43 : 체결부재 45 : 가압부재
55 : 구동부 61 : 광원부
본 발명은 영상투사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각장치의 구조를 개선한 영상투사장치에 관한 것이다.
일반적으로 영상투사장치는 영상소자를 포함한 광학계와, 상기 광학계에 광을 공급하는 광원을 가지고, 영상소자에 의해 형성되는 화상을 스크린상에 확대 투사하는 장치이다.
최근에 영상투사장치는 소형화, 경량화되는 추세에 있으며, 이에 따른 여러 가지 문제가 발생되고 있는데, 그 중에서도 영상투사장치의 내부에서 발생되는 열을 어떻게 신속하게 외부로 방출시키는가가 중요한 문제로 떠오르고 있다.
영상투사장치는 작동시 열이 필수적으로 발생되는 복수의 열발생유닛을 포함하고 있다. 예를 들어, 램프, LED 등의 광원은 빛을 내는 동시에 열을 방출하게 되는데, 이렇게 발생된 열을 그대로 방치할 경우에는 영상투사장치 내의 회로부품의 기능 저하, 오작동 등 작동 불량을 초래할 수 있다.
이를 방지하기위해, 기존의 영상투사장치는 복수의 냉각팬을 사용(한국특허공개 2002-008902)하거나, 덕트 등과 같은 가이드 수단을 이용하여 냉각이 필요한 열발생 유닛 각각으로 외기를 분배공급(한국특허출원 1996-057169)하고 있다.
그러나, 복수의 냉각팬을 이용하는 경우에는 냉각팬으로 인해 발생되는 소음 이 증가되며, 덕트 등과 같은 가이드 수단을 이용하는 경우에는 냉각장치의 구조가 상대적으로 복잡해지게 된다. 특히, 전술한 방법들은 공통적으로 냉각장치가 차지하는 부피가 커지게 되어 소형영상투사장치에서는 적용이 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 종래 영상투사장치에서는 냉각장치가 하나로 이루어져서 영상투사장치를 제조 및 수리할 때 전체를 조립 및 분해해야 하므로 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 모듈화된 냉각장치를 구비하여 제조 및 수리시 작업성을 향상시킬 수 있는 영상투사장치를 제공하는데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 본체프레임과, 상기 본체프레임에 지지되는 광원부와, 상기 광원부로부터 조사된 광을 이용하여 화상을 형성하는 영상소자를 포함하는 영상투사장치에 있어서, 상기 영상소자에서 발생된 열을 흡수하는 제1흡열부; 상기 광원부에서 발생된 열을 흡수하는 제2흡열부; 상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부 중 어느 하나에 열전달이 가능하게 마련된 방열부; 및 상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부를 상호 분리 가능하며, 상호 열전달이 가능하게 결합하는 결합부를 포함하는 영상투사장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 방열부는 히트싱크와, 상기 히트싱크를 향하여 송풍시키는 냉각팬을 포함할 수 있다.
상기 결합부는 상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부를 연결하는 열전달부재와, 상기 열전달부재를 상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부에 각각 결합하는 체결부재를 포함할 수 있다.
상기 열전달부재는 히트파이프로 마련될 수 있다.
상기 제2흡열부는 상기 광원부에 접촉하며 상기 열전달부재를 수용하는 수용부가 형성된 제2흡열판을 포함할 수 있다.
상기 체결부는 상기 열전달부재를 상기 제2흡열판에 결합하는 지지브라켓과, 상기 지지브라켓에 마련되어 상기 열전달부재를 상기 제2흡열판을 향하여 가압하는 가압부재를 포함할 수 있다.
상기 제2흡열판은 복수 개로 마련되며, 상기 복수의 제2흡열판은 히트파이프로 연결될 수 있다.
상기 열전달부재는 복수 개로 마련될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
설명에 앞서, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명함에 있어 DMD 패널을 영상소자로 하는 소형 영상투사장치를 예로 들어 설명하난 본 발명의 적용이 이에 한정되지 않음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명에 따른 영상투사장치(1)의 분해사시도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 영상투사장치(1)는 하우징(3, 도 5 참조)과, 하우징(3)에 수용된 본체프레임(7)과, 본체프레임(7)에 지지되는 광원부(61)와, 광원부(61)로부터 조사된 광을 이용하여 화상을 형성하는 영상소자(51)와, 영상소자(51)에서 발생된 열을 흡수하는 제1흡열부(10)와, 광원부(61)에서 발생된 열을 흡수하는 제2흡열부(20), 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20) 중 어느 하나에 열전달이 가능하게 마련된 방열부(30) 및 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20)를 상호 분리 가능하며, 상호 열전달이 가능하게 결합하는 결합부(40)를 포함한다. 여기서, 영상소자(51)를 구동하는 구동부(55, 도 3참조)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 영상소자(51)에서 형성된 영상이 투사되는 투사렌즈부(65)를 더 포함할 수 있다.
광원부(61)는 엘이디(LED : Light Emitting Diode)와 같이 광을 조사하는 광원과, 광원을 구동하기 위한 광원기판(62, 63)을 포함한다.
광원부(61)의 광원은 엘이디(미도시)로 마련될 수 있다. 이 경우, 엘이디는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 색광을 각각 조사하도록 다수 개로 마련될 수 있다. 엘이디는 엘이디를 지지하며 구동하는 엘이디기판(62, 63)에 결합된다. 예를 들어, 녹색광을 조사하는 엘이디는 제1엘이디기판(62)에 지지되고, 청색 및 적생광을 조사하는 엘이디는 제2엘이디기판(63)에 지지되도록 할 수 있다.
광원부(61)는 엘이디기판(62, 63)의 일측에 마련되어 엘이디에서 발생되는 열을 방출하는 방열판(64)을 더 포함할 수 있다. 광원부(61)는 이외에도 수은램프나 메탈할라이드램프,크세논램프와 같은 아크타입의 방전램프로 마련될 수 있다.
영상소자(51)는 광원부(61)로부터 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성한다. 영상소자(51)는 예를 들어, DMD패널(Digital MicroMirror Device)로 마련될 수 있으며, CRT(Cathode-Ray Tube)패널로 마련될 수도 있고, LCD(Liquid Crystal Display)패널로 마련될 수도 있다.
구동부(55)는 영상소자(51)와 전기적으로 연결되어 영상소자(51)를 구동한다(도 3참조). 구동부(55)는 구동칩(56)과 메인보드(57)를 포함한다. 여기서, 구동칩(56)은 DLP(Digital Light Processor)칩으로 할 수 있다.
제1흡열부(10)는 영상소자(51)에 열전달이 가능하게 연결되어 영상소자(51)의 작동시 발생하는 열을 흡수한다. 제1흡열부(10)는 제한적이지는 않으나, 영상소자(51)에 접촉하여 마련되는 제1흡열판(11)으로 마련될 수 있다. 여기서, 제1흡열판(11)은 영상소자(51)와 접촉될 수도 있고, 영상소자(51)와의 사이에 다른 지지부재가 삽입된 채로 연결될 수도 있다. 이 경우, 영상소자(51)와 제1흡열판(11) 사이에 개재되는 부재는 열전도성이 높은 재질로 마련될 수 있다.
제1흡열판(11)은 필요에 따라 다양한 크기로 마련될 수 있다. 예를 들어, 영상소자(51)의 크기에 대응하여 마련될 수도 있고, 영상투사장치(1)의 후방 전체에 걸쳐 마련될 수도 있다. 이 경우, 제1흡열판(11)은 영상소자(51)는 물론 광원부(61)의 일부와도 접촉되므로, 광원부(61)에서 발생한 열을 흡수할 수도 있다.
제1흡열판(11)은 본체프레임(7)에 결합되기 위한 본체결합부(40)와, 히트싱크(35)와 결합하기 위한 히트싱크결합부(40) 및 냉각팬(31)과 결합하기 위한 냉각팬결합부(40)를 포함할 수 있다. 한편, 제1흡열판(11)은 열전달부재(41)를 수용하기 위한 제1가이드부(16)와 제3흡열판(17)을 수용하기 위한 제2가이드부(15)를 더 포함할 수 있다.
제3흡열판(17)은 양단이 구동부(55)와 제1흡열판(11)에 열전달이 가능하게 마련된다. 여기서, 제3흡열판(17)은 내부에 길이방향으로(즉, 구동부(55)로부터 제 1흡열판(11)의 방향으로) 관통된 다수의 에어홀을 포함할 수 있다.
제2흡열부(20)는 광원부(61)에 열전달이 가능하게 마련되어 광원부(61)에서 발생된 열을 흡수한다. 제2흡열부(20)는 제한적이지는 않으나 광원부(61)에 접촉하여 마련되는 제2흡열판(23a, 23b)을 포함한다. 제2흡열판(23a, 23b)은 복수개로 마련될 수 있으며, 이경우, 각각의 제2흡열판(23a, 23b)을 연결하는 연결부재(21)가 마련될 수 있다. 연결부재(21)는 예를 들어, 히트파이프로 마련될 수 있다. 연결부재(21)는 필요에 따라 복수 개로 마련될 수 있음은 물론이다.
제2흡열부(20)는 연결부재(21) 또는 열전달부재(41)를 수용하기 위한 수용부(27)를 갖는다. 수용부(27)는 예를 들어, 제2흡열판(23b)에 마련될 수 있다. 여기서, 수용부(27)는 열전달부재(41)의 단면 형상에 대응하도록 마련하여 열전달부재(41)와 제2흡열판(23a, 23b)의 접촉면적을 넓혀 많은 양의 열이 전달될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
방열부(30)는 본체프레임(7)의 일영역에 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20) 중 어느 하나에 열전달이 가능하게 마련된다. 방열부(30)는 히트싱크(35)와, 히트싱크(35)를 향하여 냉각공기를 송풍시키는 냉각팬(31)을 포함하며, 광원부(61) 및 영상소자(51)로부터 각각의 흡열부(10, 20)를 통하여 집열된 열이 외부로 방출된다. 여기서, 방열부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1흡열부(10) 측에 마련될 수도 있고, 제2흡열부(20) 측에 마련될 수도 있다. 예를 들어, 방열부(30)가 제1흡열부(10) 측에 마련되는 경우에는 각각의 열원, 즉 영상소자(51), 광원부(61) 및 구동부(55)에서 발생된 열이 제1흡열부(10)에 집열되며, 방열부(30)가 제2흡열부(20) 측에 마련되는 경우에는 상기 열원(51, 61, 55)의 열이 제2흡열부(20)에 집열된다.
히트싱크(35)는 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20)에 열전달이 가능하게 연결된다. 히트싱크(35)로 집열된 열은 냉각팬(31)에 의해 외부로 방출된다. 히트싱크(35)는 냉각공기와의 접촉면적을 넓힘으로써 냉각효율을 높이도록 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 표면에 다수의 돌기가 돌출 형성된 냉각핀(36)으로 마련될 수 있다. 또한, 히트싱크(35)의 일측에는 히트싱크(35)를 제1흡열판(11) 또는 제2흡열판(23a, 23b)에 결합하기 위한 히트싱크결합부(37)가 마련된다.
냉각팬(31)은 히트싱크(35)를 향하여 냉각공기를 발생함으로써 히트싱크(35)의 열이 외부로 방출되도록 한다. 냉각팬(31)은 냉각에 필요한 부피를 최소화 하도록 히트싱크(35)와 나란하게 배치될 수 있다. 이 경우, 냉각팬(31)은 제한적이지는 않으나, 팬의 회전축의 반경 방향으로 냉각공기를 배출하는 횡류팬(Radial flow fan)으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 냉각팬(31)은 Sirocco팬으로 마련될 수 있다. 이 경우, 냉각팬(31)은 히트싱크(35)를 향하여 일측이 개방된 개구부(32)를 갖는다. 또한, 냉각팬(31)의 일측에는 냉각팬(31)을 제1흡열판(11) 또는 제2흡열판(23a, 23b)에 결합하기 위한 냉각팬결합부(33)가 마련된다.
결합부(40)는 제1흡열부(10) 및 상기 제2흡열부(20)를 상호 분리 가능하며, 상호 열전달이 가능하게 결합한다. 결합부(40)는 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20)를 연결하는 열전달부재(41)와, 열전달부재(41)를 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20)에 각각 결합하는 체결부재(43)를 포함할 수 있다.
열전달부재(41)는 제1흡열부(10)와 제2흡열부(20) 사이에 마련되어 상호 열 전달이 가능하게 연결한다. 열전달부재(41)는 예를 들어, 히트파이프로 마련될 수 있다. 히트파이프는 진공 밀폐관으로 마련될 수 있으며, 이 경우, 진공 밀폐관의 내벽면에는 다공성 물질이 마련되며, 다공성 물질의 내부에는 물, 에탄올, 아세톤 등 매우 소량의 액상 작동유체가 포화된다. 히트파이프는 고온부에서는 작동유체를 고열을 흡수하여 기화되고, 저온부에서는 기화된 작동유체가 응축되어 열을 외부로 방출하게 된다. 저온부에서 응축된 작동유체는 저온부와 고온부 사이에 다공성물질의 계면에서 생성되는 모세압 차이에 의해 고온부로 다시 돌아가게 되어 냉각사이클이 순환된다.
열전달부재(41)는 복수 개로 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개로 마련될 수도 있고, 3개 이상으로 마련될 수도 있다. 열전달부재(41)의 일단은 제1흡열판(11)의 제1가이드부(16)에 수용되며, 타단은 제2흡열판(23a, 23b)의 수용부(27)에 수용된다.
체결부재(43)는 열전달부재(41)를 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20)에 각각 결합한다. 체결부재(43)는 다양한 방법으로 열전달부재(41)를 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20)에 결합할 수 있다. 예를 들어, 열전달부재(41)의 제1흡열부(10)측은 는 용접 또는 접착제로 마련될 수 있고, 제2흡열부(20) 측은 열전달부재(41)를 제2흡열판(23a, 23b)에 고정 결합하는 지지브라켓(43)으로 마련될 수 있다.
지지브라켓(43)은 열전달부재(41)를 제2흡열판(23a, 23b)에 결합하도록 마련된다. 지지브라켓(43)은 제한적이지는 않으나 판형상으로 마련될 수 있다.
가압부재(45)는 지지브라켓(43)에 마련되어 열전달부재(41)를 제2흡열판 (23a, 23b)을 향하여 가압한다. 가압부재(45)는 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지브라켓(43)의 일측에 형성되어 제2흡열판(23a, 23b)을 향하여 탄성력을 작용하는 판스프링으로 마련될 수 있다. 가압부재(45)는 열전달부재(41)와 지지브라켓(43) 사이에 마련되는 코일스프링 또는 스폰지로 마련될 수 있다. 가압부재(45)는 열전달부재(41)가 제2흡열판(23a, 23b)에 밀착됨으로써 열전달부재(41)와 제2흡열판(23a, 23b)의 접촉면적으로 넓혀 많은 열이 전달되도록 한다.
도 5를 참조하면, 영상투사장치(1)의 하우징(3)에는 외부의 공기를 냉각팬(31)에 공급하기 위한 흡입구(80)와, 히트싱크(35)를 거친 뜨거운 공기를 외부로 배출하기 위한 배기구(70)가 마련될 수 있다. 흡입구(80) 및 배기구(70)는 하우징(3)의 어디에도 제한없이 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 흡입구(80)는 외부에서 흡입된 공기가 냉각팬(31)으로 바로 유입되도록 냉각팬(31)의 위치에 대응하는 하우징(3)의 일측에 마련될 수 있다. 또한, 배기구(70)는 냉각팬(31)에 의하여 발생된 냉각공기가 히트싱크(35)를 거쳐 바로 외부로 배출될 수 있도록 히트싱크(35)와 인접하게 마련될 수 있다(도 5참조). 한편, 하우징(3)에는 전원케이블을 위한 케이블홀(4), 영상투사장치(1)의 온/오프를 위한 전원키(5) 및 작동을 위한 기능키(6) 등이 더 마련될 수 있다.
전술한 구성을 갖는 영상투사장치에 있어서 냉각장치의 조립 및 분해과정을 도 2 내지 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 2를 참조하면, 제1흡열판(11)에 마련된 제1가이드부(16)에 열전달부재(41)를 결합한다. 이후, 제1흡열판(11)에 히트싱크(35) 및 냉각팬(31)을 결합 한다. 이때, 냉각팬(31)은 개구부(32)가 히트싱크(35)를 향하도록 한다. 이 때, 구동부(55)의 열을 흡수할 수 있도록, 제3흡열판(17)을 더 결합할 수도 있다.
다음, 방열부(30)와 결합된 제1흡열부(10)를 본체프레임(7)의 후방 즉, 영상소자(51)측에 결합한다(도 3참조). 이에 의해, 영상소자(51)측에서 발생된 열을 제1흡열판(11)에서 바로 흡수 할 수 있으며, 흡수된 열은 제1흡열판(11)에 결합된 히트싱크(35)를 통하여 외부로 방출될 수 있도록 한다.
마지막으로, 본체프레임(7)의 측부 및 전방부에 마련된 광원부(61)에 접촉가능하도록 제2흡열부(20)를 결합한다(도 4참조). 이 때, 제1흡열판(11)에 결합된 열전달부재(41)가 제2흡열판(23a, 23b)에 마련된 수용부(27)에 수용될 수 있도록 하여, 제1흡열부(10) 및 제2흡열부(20)가 상호 열전달이 가능하도록 한다. 따라서, 광원부(61)에서 발생된 열은 제2흡열판(23a, 23b)에 흡수된 후, 열전달부재(41)를 통하여 제1흡열판(11)에 전달되고, 이후 히트싱크(35)를 통하여 외부로 방출될 수 있도록 한다. 제1흡열판(11)과 연결된 열전달부재(41)는 지지브라켓(43)에 의해 제2흡열판(23a, 23b)에 고정되며, 지지브라켓(43)에 마련된 가압부재(45)에 의해 밀착됨으로써 열전달부재(41)와 제2흡열판(23a, 23b)의 접촉면적을 증가시켜 열전달효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 구조의 영상투사장치는 냉각장치를 제1흡열부(10)와 제2흡열부(20)로 나누어 조립 및 분해가 가능하므로, 작업자 영상투사장치(1)를 조립할 때, 각각을 미리 조립한 후 본체프레임(7)에 일체로 결합할 수 있어 조립성이 향상된다.
또한, 수리를 위해 영상투사장치(1)를 분해하는 경우에도, 반드시 전체를 분 해할 필요가 없어 수리가 용이해진다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상투사장치에 의하면, 냉각장치를 모듈화 할 수 있어, 제조 및 수리시 작업성을 향상시킬 수 있다.
Claims (8)
- 본체프레임과, 상기 본체프레임에 지지되는 광원부와, 상기 광원부로부터 조사된 광을 이용하여 화상을 형성하는 영상소자를 포함하는 영상투사장치에 있어서,상기 영상소자에서 발생된 열을 흡수하는 제1흡열부;상기 광원부에서 발생된 열을 흡수하는 제2흡열부;상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부 중 어느 하나에 열전달이 가능하게 마련된 방열부; 및상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부를 상호 분리 가능하며, 상호 열전달이 가능하게 결합하는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
- 제1항에 있어서,상기 방열부는 히트싱크와, 상기 히트싱크를 향하여 송풍시키는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 결합부는 상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부를 연결하는 열전달부재와, 상기 열전달부재를 상기 제1흡열부 및 상기 제2흡열부에 각각 결합하는 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
- 제3항에 있어서,상기 열전달부재는 히트파이프로 마련되는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
- 제3항에 있어서,상기 제2흡열부는, 상기 광원부에 접촉하며 상기 열전달부재를 수용하는 수용부가 형성된 제2흡열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
- 제5항에 있어서,상기 체결부는 상기 열전달부재를 상기 제2흡열판에 결합하는 지지브라켓과, 상기 지지브라켓에 마련되어 상기 열전달부재를 상기 제2흡열판을 향하여 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
- 제5항에 있어서,상기 제2흡열판은 복수 개로 마련되며, 상기 복수의 제2흡열판은 히트파이프로 연결되는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
- 제3항에 있어서,상기 열전달부재는 복수 개로 마련되는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.
Priority Applications (4)
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