KR101231425B1 - 투사형 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원과, 라이트 밸브 및 투사 렌즈를 구비한 광학 유닛과, 상기 광원 및 상기 광학 유닛을 냉각하는 냉각 섹션을 포함하는 투사형 표시 장치를 제공한다. 냉각 섹션과 함께 광원 및 광학 유닛이 외장 캐비닛 내에 통합된다. 광원인 램프와 외장 캐비닛 사이의 공간에는 고열전도성 시트 금속 부품이 배치된다.

투사형 표시 장치, 광학 유닛, 램프, 고열전도성 시트 금속 부품, 저열전도성 단열 시트

Description

투사형 표시 장치 {PROJECTION TYPE DISPLAY UNIT}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 사시도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 정면도이다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 좌측면도이다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 우측면도이다.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 저면도이다.

도6은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 내부 구조를 도시하는 평면도이다.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치에 있어서의 톱 커버의 사시도이다.

도8은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치를 한 손으로 잡은 상태의 설명도이다.

도9는 투사형 표시 장치에 있어서의 투사 렌즈의 표출부 부근의 구조를 도시하는 횡단면도이다.

도10은 투사형 표시 장치에 있어서의 투사 렌즈의 표출부 부근의 구조를 도시하는 종단면도이다.

도11은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 내부 구조를 도시한 개 략도이다.

도12a 및 도12b는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 냉각 구조를 도시한 개략도이다.

도13은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치에 있어서의 램프 플레이트의 배치 구성을 나타내는 사시도이다.

도14는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치에 있어서 램프 덮개를 제거한 상태를 도시하는 저면도이다.

도15는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치에 장착된 램프 덮개를 이면측에서 본 평면도이다.

도16은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시 장치에 있어서의 램프 덮개의 장착 구조를 도시하는 종단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 투사형 표시 장치

2 : 외장 캐비닛

3 : 베이스 캐비닛

4 : 톱 커버

28 : 램프(광원)

29 : 램프 유닛

30 : 광학 유닛

44 : 라이트 밸브

49 : 투사 렌즈

61 : 램프 플레이트

62 : 단열 시트

본 발명은 광원으로부터의 광을 라이트 밸브에 조사함으로써 얻어지는 화상을 스크린 등에 투사하여 화상을 표시하는 투사형 표시 장치에 관한 것으로, 특히 이러한 투사형 표시 장치를 위한 방열 구조에 관한 것이다.

일반적으로 비디오 프로젝터로 불리는 투사형 표시 장치는 외장 캐비닛 내에, 광원과, 라이트 밸브 및 투사 렌즈를 구비한 광학 유닛과, 상기 광원 및 광학 유닛을 냉각하는 냉각 섹션이 통합된 구성을 갖는다. 이 투사형 표시 장치는 광원으로 작용하는 램프로부터 발산된 광을 광학 유닛의 라이트 밸브에 조사함으로써 얻어진 화상을 투사 렌즈에 의해 스크린에 투사하여 화상을 표시하는 장치이다.

그러한 투사형 표시 장치는 PC(Personal Computer)의 보급 확대에 따라 전자 프리젠테이션(presentation)에도 자주 사용되고 있다. 이들 표시 장치 중에서 특히 노트북형 PC 등을 위한 화상 출력 장치로서 휴대성이 우수한 투사형 표시 장치가 매우 강하게 요구되어 왔다.

한편，이 투사형 표시 장치에서는, 광원인 램프로부터 발생되는 열이 외장 캐비닛에 전달되어 외장 캐비닛을 뜨겁게 만든다. 외장 캐비닛이 지나치게 뜨거워 지면, 외장 캐비닛을 손으로 잡을 수 없다. 따라서 외장 캐비닛을 손으로 잡을 수 있는 정도로 캐비닛의 온도를 억제할 필요가 있다.

이러한 외장 캐비닛의 온도 상승을 억제하기 위한 구조를 가진 투사형 표시 장치로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2004-12827호 공보(이하, 특허 문헌 1로 지칭됨)에 개시된 바와 같은 것이 공지되어 있다.

이 특허 문헌 1의 투사형 표시 장치에서는, 램프와 외장 캐비닛 사이에 공기가 흐르도록 하기 위한 큰 공간이 제공되고, 이 공기 흐름에 의해 램프의 열이 운반됨으로써 외장 캐비닛의 온도가 저감될 수 있다.

그러나, 이 특허 문헌 1에 따른 구조에서는, 램프와 외장 캐비닛 사이에 큰 공간을 제공할 필요가 있으므로, 그만큼 외장 캐비닛의 두께가 커지고, 투사형 표시 장치의 소형화 및 박형화에 대응할 수 없게 된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이다. 따라서, 소형화 및 박형화를 가능하게 하면서 외장 캐비닛의 온도 저감을 달성할 수 있는 투사형 표시 장치를 실현하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 투사형 표시 장치는 광원과, 라이트 밸브 및 투사 렌즈를 구비한 광학 유닛과, 상기 광원 및 광학 유닛을 냉각하는 냉각 섹션을 포함하며, 냉각 섹션과 함께 광원과 광학 유닛이 외장 캐비닛 내에 통합된다. 광원인 램프와 외장 캐비닛 사이의 공간에는, 고열전도성의 시트 금속 부품이 배치된다. 바람직하게는, 본 발명은 램프와 외장 캐비닛 사이의 공간에, 상기 고열전도성의 시트 금 속 부품 이외에 저열전도성의 단열 시트가 배치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 투사형 표시 장치에서는, 램프와 외장 캐비닛 사이에 배치된 고열전도성의 시트 금속 부품의 열확산 효과와, 저열전도성의 단열 시트의 단열 효과에 의해, 램프와 외장 캐비닛 사이의 공간이 최소화된 소형·박형 구조를 실현하면서, 외장 캐비닛을 손으로 잡을 수 있는 정도로 외장 캐비닛의 온도를 저감하는 것이 가능하다. 따라서, 휴대성이 우수한 소형·박형의 투사형 표시 장치의 실현에 크게 기여할 수 있다.

이상의 내용과, 본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명 및 첨부된 청구의 범위로부터 명백해질 것이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 투사형 표시 장치의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 도1 내지 도5는 본 실시예의 투사형 표시 장치의 외관을 도시하고 있고, 도1은 사시도, 도2는 정면도, 도3은 좌측면도, 도4는 우측면도, 도5는 저면도이다. 또한, 도6은 본 실시예의 투사형 표시 장치의 내부 구조를 도시하는 평면도이다.

여기에서 도시하는 투사형 표시 장치(1)는 50mm 이하의 두께에 B5 사이즈를 가진 소형·박형의 것이며, 중량이 약 1.8kg으로 경량화가 실현된 비디오 프로젝터이다.

도6에 도시하는 바와 같이, 이 투사형 표시 장치(1)는 외장 캐비닛(2) 내에, 광원인 램프(28)를 수용한 램프 유닛(29)과, 3색의 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)] 및 투사 렌즈(49)를 구비한 광학 유닛(30)이 통합된 구성을 갖는다. 램프(28)로부터 발산된 광을 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)]에 조사함으로써 얻어진 화상이 투사 렌즈(49)를 통해 스크린에 투사됨으로써 화상이 표시된다.

우선, 이 투사형 표시 장치(1)의 외장 구성에 대하여 설명한다. 이 투사형 표시 장치(1)의 외장 캐비닛(2)은 광학 유닛(30) 등의 내부 부품이 장착되는 베이스 캐비닛(3)과, 이 베이스 캐비닛(3)을 덮도록 장착되는 톱 커버(4)로 구성되어 있다. 여기에서, 베이스 캐비닛(3)은 마그네슘 및 알루미늄 등의 금속 재료로 형성된 다이캐스트 제품이거나 또는 경질의 수지 재료로 형성된 수지 성형품이며, 외장 캐비닛(2)의 저면부와 좌우 측면부 및 전면부를 구성한다. 한편, 톱 커버(4)는 알루미늄 합금 등의 시트 금속을 드로잉하여 제작된 시트 금속 가공품이며, 외장 캐비닛(2)의 상면부 및 후면부를 구성하는 것이다. 이 톱 커버(4)는 베이스 캐비닛(3)에 장착된 상태에서, 베이스 캐비닛(3)의 저면측으로부터 나사(18 및 19)에 의해 고정된다.

도2에 도시한 바와 같이, 외장 캐비닛(2)의 전면부를 구성하는 전면 패널(3a)에는 투명 보호판(20)을 통하여 투사 렌즈(49)가 표출되어 있고, 이 투사 렌즈(49)로부터 화상광이 스크린을 향하여 투사된다. 여기에서, 투명한 보호판(20)은 전면 패널(3a)과 동일면이 되도록 배치되어 있고, 이 보호판(20)에 의해 투사 렌즈(49)가 밀폐되어 보호된다. 또한, 이 보호판(20)의 내측에는, 투사 렌즈(49)에 근접한 위치에 반투명 부재(21)에 의해 오토 포커스용의 투사 거리 검출 센서(24a, 24b)가 제공된다.

베이스 캐비닛(3)의 좌측면(3b)에는, 도3에 도시하는 바와 같이, 조작부(6)와 단자부(7)가 집중 배치되어 있다. 여기에서, 조작부(6)는 전원 스위치 버튼(6a), 입력 신호 절환 버튼(6b), 오토 포커스 절환 버튼(6c), 틸트 조정 버튼(6d), 줌 조정 버튼(6e), 포커스 버튼(6f) 등을 구비하여 구성되고, 단자부(7)는 전원 코드 접속 단자(7a)와 화상 신호 입력 단자(7b)를 구비하여 구성된다. 한편, 이와 반대측의 우측면(3c)에는, 도4에 도시하는 바와 같이, 광원인 램프(28)의 열을 배출하기 위한 축류 팬(9)을 위한 배기구[미늘살(louver)](10)가 제공된다.

베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)에는, 도5에 도시하는 바와 같이, 후부의 좌우 위치에 고정 다리(11)가 제공되고, 전방 중앙 위치에 신축 다리(12)가 제공된다. 이 신축 다리(12)는 베이스 캐비닛(3)으로부터 출몰하도록 신축되며, 이 신축 다리(12)의 움직임을 통해 표시 장치의 투사 각도 조정(틸트 조정)이 수행된다. 또한 베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)에는, 냉각 섹션으로 작용하는 시로코 팬용의 흡입부(13)와, 다수의 통기공(14)이 제공되고, 또한 광원인 램프 유닛(29)을 교환하기 위한 개구를 막는 수지제의 램프 덮개(15)가 나사(16)에 의해 저면(3d)에 부착된다. 이 램프 덮개(15)에는 램프 유닛(29)에서 발생되는 열을 배출하기 위한 다수의 방열구(17)가 제공된다.

상기와 같은 외장 구성을 갖는 본 실시예의 투사형 표시 장치(1)에 있어서, 외장 캐비닛(2)의 상면부와 후면부를 구성하는 톱 커버(4)는 열전도성이 높은 알루미늄 합금 등의 금속으로 형성된 약 1mm 두께의 시트 금속을 드로잉하여 제작된다. 도7에 도시하는 바와 같이, 이 톱 커버(4)의 이면측에는 톱 커버(4)를 베이스 캐비 닛(3)에 나사 고정하기 위한 복수의 보스(5)가 돌출되어 제공된다.

보스(5)는 수지제이며, 아웃서트(outsert) 성형에 의해 톱 커버(4)의 시트 금속과 일체로 성형된다. 이 경우에, NMT(Nano-Mold Technology) 공정에 의해, 시트 금속의 표면에 미세한 요철을 제공하고, 키(key) 구조에 의한 수지와의 결합성을 갖게 하여, 수지가 시트 금속의 표면에 고정 부착된 상태로 성형됨으로써, 톱 커버(4)에 대한 복수의 보스(5)의 고정 강도가 저렴하고 확실하게 유지될 수 있다. 또한, 이 보스(5)를 톱 커버(4)에 고정하는 방법은 NMT 공정에 한정되지 않으며, 보스(5)는 예를 들어 용접이나 강력한 접착제의 사용에 의해서도 톱 커버(4)에 고정되어 일체로 고정된 구조를 얻을 수 있다. 이 보스(5)를 갖는 톱 커버(4)는 베이스 캐비닛(3)에 씌워진다. 이 상태에서, 톱 커버의 후방측 단부가 나사(18)에 의해 베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)에 고정되고, 나사(19)가 베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)측으로부터 보스(5)에 체결됨으로써, 톱 커버(4)와 베이스 캐비닛(3)이 고정된다.

이 톱 커버(4)는 시트 금속제이기 때문에, 수지 등에 비해 강도 및 방열성이 우수하고, 따라서 이러한 구성은 본 실시예와 같은 투사형 표시 장치(1)의 외장 캐비닛(2)에 채용하기 적합하고, 내부 온도의 저감에 효과가 있다. 이 시트 금속제의 톱 커버(4)를 채용한 것에 의해, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치(1)에서는 외장 캐비닛(2)의 상면부 두께가 최소화될 수 있고, 이것은 두께 50mm 이하의 초박형 구조의 달성에 크게 기여한다.

또한, 휴대성을 향상시키기 위하여, 본 실시예의 투사형 표시 장치(1)는 상 술한 외장 구성으로부터 분명한 바와 같이, 조작부(6) 및 단자부(7)가 외장 캐비닛(2)의 일측면(좌측면)에 집중 배치되고, 이것과 반대측의 측면(우측면)에 램프 유닛(29)에서 발생되는 열을 배출하기 위한 배기구(10)가 제공되며, 전면 패널(3a)에 표출되는 투사 렌즈(40)의 개구부와 반대측의 후면부에는 부품이 배치되지 않아, 이 부분을 손으로 잡기 쉬운 구조를 갖는다. 이 외장 캐비닛(2)의 후면부는 상술한 바와 같이 시트 금속제의 톱 커버(4)로 구성된다. 특히 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치(1)에서는 이 톱 커버(4)의 후면부(4a)가 측면으로부터 보아서 눕혀진 U자형의 곡면 형상으로 형성된다.

따라서, 본 실시예의 투사형 표시 장치(1)는 50mm 이하의 두께를 갖고, U자형의 곡면 형상으로 형성된 톱 커버(4)의 후면부(4a)를 구비하도록 구성됨으로써, 도8에 도시하는 바와 같이 이 부분을 한 손으로 단단히 잡을 수 있다. 구체적으로, 톱 커버(4)의 후면부(4a)가 일반적인 각진 형상일 경우에는, 손가락 끝의 파지 깊이가 작아지기 때문에, 한 손으로 붙잡는 상태가 불안정할 것이다. 그러나, 본 실시예에서는 톱 커버(4)의 후면부(4a)가 U자형의 곡면 형상으로 형성되고, 이 부분은 인간 공학적으로도 손바닥에 잘 맞으며, 손가락 끝까지 표시 장치를 쥐는 것이 가능해지기 때문에, 표시 장치를 한 손으로도 단단하고 확실하게 잡을 수 있다.

이 구성에 있어서, 톱 커버(4)의 후면부(4a)는 외장 캐비닛(2)의 두께(T)의 약 2분의 1을 반경(R)으로 하는 원호 형상(R=1/2× T)으로 형성되는 것이 바람직하거나, 또는 포물원이나 타원 등의 연속하는 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 이것은 표시 장치를 잡을 때에 손바닥의 모양에 잘 맞는 곡면 형상을 실현하여, 표시 장치의 휴대성을 향상시킬 수 있다.

이 톱 커버(4)는 시트 금속을 드로잉하여 제작되기 때문에, 용이하게 곡면 형상을 얻을 수 있다. 또한, 이 톱 커버(4)는 그 이면측에 수지제의 보스(5)를 구비하고, 이 보스(5)에서 베이스 캐비닛(3)측에 나사 고정되기 때문에, 톱 커버(4)의 외측 표면에는 돌출된 부분이 존재하지 않는다. 또한, 톱 커버(4)는 상기와 같이 시트 금속을 드로잉하여 제작되기 때문에, 수지 성형품에서 나타나는 것과 같은 금형 분할선상의 파팅 라인(parting line)이 방지되므로, 유선형 외관 디자인의 투사형 표시 장치가 제공될 수 있다.

도9 및 도10은 전면 패널(3a)에 있어서의 투사 렌즈(49)의 표출부 부근의 구조를 도시하고 있다. 여기에서 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시 장치에서는, 투사 렌즈(49)의 전면측에 전면 패널(3a)과 동일면이 되는 위치에 끼워지는 투명한 보호판(20)이 배치되어 있고, 이 보호판(20)에 의해 투사 렌즈(49)의 전면측이 밀폐되고, 이 보호판(20)에 의해 투사 렌즈(49)가 보호된다.

이 보호판(20)은 투명한 수지 또는 유리로 형성되어 있고, 그 표리 양면에 AR 코팅을 제공하여 휘도 효율의 저하를 1% 내지 2%로 억제한 것이다. 이 보호판(20)은 전면 패널(3a)에 끼워지고, 톱 커버(4)와 베이스 캐비닛(3) 사이에 클램핑된다. 이 보호판(20)의 상하 단부면에는 플랜지부(20a, 20b)가 제공되고, 이 플랜지부(20a, 20b)가 각각 톱 커버(4)와 베이스 캐비닛(3)에 결합되어, 보호판(20)이 탈락되는 것이 방지되고 제 위치에 유지된다. 또한, 이 보호판(20)의 좌우 양측에 위치된 전면 패널(3a)에는 디자인성을 향상시키기 위한 장식판(22a, 22b)이 끼워진다.

또한, 본 실시예의 표시 장치의 내부에 있어서 보호판(20)의 내측에는 보호판(20)보다 약간 큰 판형의 반투명 부재(21)가 배치되어 있다. 이 반투명 부재(21)는 전면 패널(3a)의 내측에 용착 고정되어 있고, 그 중앙부에 투사 렌즈(49)와 대응하는 개구가 제공되어, 이 개구를 통해 투사 렌즈(49)가 표출된다. 이 반투명 부재(21)의 내측에는, 오토 포커스용의 투사 거리 검출 센서(24a, 24b)가 투사 렌즈(49)에 근접하여 배치되어 있다. 이 투사 거리 검출 센서(24a, 24b)는 한쪽에 발광 소자를 구비하고, 다른 쪽에 수광 소자를 구비한다. 발광 소자로부터 스크린을 향하여 발산된 적외광은 스크린에 의해 반사되고, 반사된 광을 수광 소자에 의해 수광함으로써 투사 거리를 측정하고, 투사 렌즈(49)의 오토 포커스 조정이나, 키스톤 보정(keystone correction)을 위한 상하 조정을 자동으로 수행한다.

여기에서, 반투명 부재(21)로는 가시광의 투과율이 10% 내지 50%이며, 또한 투사 거리 검출용의 적외광의 투과율이 90% 이상인 반투명 수지 또는 유리가 사용된다. 이러한 목적에 최적인 재료의 예로는 미쯔비시 레이온 주식회사에 의해 생산되는 메타크릴 수지 성형 재료인 「ACRYPET(등록상표)」가 있다. 이러한 반투명 부재(21)가 제공됨으로써, 내부 부품이 외부에서는 보이지 않으므로, 투사 거리 검출 센서(24a, 24b)가 투사 렌즈(49)에 근접하여 배치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치(1)는 투사 렌즈(49)의 전면측에, 외장 캐비닛(2)의 전면 패널(3a)과 동일면이 되도록 끼워지는 투명한 보호판(20)이 배치되고, 또한 이 투명한 보호판(20)의 내측에, 투사 렌즈(49)와 대 응하는 개구를 갖는 반투명 부재(21)가 배치되며, 반투명 부재(21)의 내측에 오토 포커스용의 투사 거리 검출 센서(24a, 24b)가 배치된 구조를 가짐으로써, 표면에 센서용의 개구 등이 없는 단순한 외관이 실현된다.

이 구성에서는, 외장 캐비닛(2)의 전면 패널(3a)에 조립되는 보호판(20)에 의하여 투사 렌즈(49)가 보호되기 때문에, 투사 렌즈(49)에 상처가 나거나 이물이 부착되는 것이 방지된다. 또한, 보호판(20)은 전면 패널(3a)과 동일면이 되도록 조립되어 있기 때문에, 보호판(20)의 주변에 먼지가 쌓이는 것이 방지되므로, 먼지 등의 부착에 의한 화상의 장애가 억제될 수 있다.

또한, 이 투사형 표시 장치에 있어서는, 투사 렌즈(49)의 전면이 보호판(20)으로 밀폐되기 때문에, 표시 장치 내부로의 먼지 등의 침입이 완전하게 방지되고, 표시 장치의 내부의 냉각풍의 경로가 안정되고, 냉각 효율이 향상될 수 있다.

또한, 이 투사형 표시 장치에서는, 보호판(20)의 내측에 반투명 부재(21)가 배치되고, 반투명 부재(21)의 내측에 투사 거리 검출 센서(24a, 24b)가 배치된 구조가 채용됨으로써, 투사 거리 검출 센서(24a, 24b)가 투사 렌즈(49)에 근접하여 배치될 수 있다. 따라서, 표시 장치 내부의 공간 효율이 향상되고, 이것은 표시 장치의 소형화 및 박형화에 크게 기여한다.

또한, 이 구성에 있어서 반투명 부재(21)는 투사 렌즈(49)와 대응하는 개구의 가장자리에, 투사 렌즈(49)를 향하여 돌출하는 플랜지부(21a)를 구비한다. 반투명 부재(21)에 제공된 플랜지부(21a)의 존재로 인해, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치에서는, 표시 장치 내부에 있어서의 램프(28)의 광이 불필요한 반사광(미 광)이 되어서 투사 렌즈(49)의 전면측으로 누설되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 이 구성에 있어서 보호판(20)은 톱 커버(4)와 베이스 캐비닛(3) 사이에 클램핑된 상태에서 장착된다. 따라서, 이 보호판(20)이 손상되거나 파손된 경우에는, 톱 커버(4)를 베이스 캐비닛(3)으로부터 분리함으로써 보호판(20)이 용이하게 새것으로 교환될 수 있다.

이제, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치(1)의 내부 구조에 대하여 설명한다. 도6에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 투사형 표시 장치는 외장 캐비닛(2) 내에, 광원인 램프(28)를 구비한 램프 유닛(29)과, 3개의 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)] 및 투사 렌즈(49)를 구비한 광학 유닛(30)과, 상기 램프 유닛(29) 및 광학 유닛(30)을 냉각하는 냉각 섹션인 시로코 팬(51, 52 및 56, 57) 및 축류 팬(9)과, 램프(28) 등에 전력을 공급하기 위한 전원 회로 유닛(25)과, 신호 처리 회로 유닛(26)과, 조작부 및 단자부 유닛(27) 등이 장착되는 구성을 갖는다.

램프 유닛(29)은 유닛 케이스의 내부에 램프(28)가 장착되고, 베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)의 램프 덮개(15)를 여는 것에 의해 교환될 수 있는 구성을 갖는다. 도11에 도시한 바와 같이, 광학 유닛(30)은 플라이 아이 렌즈(31), 편광 변환 소자(32), 콘덴서 렌즈(33), 다이크로익 미러(34, 35), 전반사 미러(36, 37, 38), 릴레이 렌즈(39, 40), 필드 렌즈(41, 42, 43), 표시 소자인 액정 패널(45)을 구비한 3개의 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)], 프리즘(48), 투사 렌즈(49) 등을 포함하여 구성되어 있다.

이 광학 유닛(30)에서는, 램프(28)에서 발산된 편광되지 않은 백색광이 플라 이 아이 렌즈(31)로부터 편광 변환 소자(32)를 통과하면서 직선 편광 광으로 변환되고, 콘덴서 렌즈(33)에 의해 집광되어 휘도 불균일이 없는 균일한 백색광이 되며, 이 휘도 불균일이 없는 백색광은 다이크로익 미러(34, 35)를 통과하여 3개의 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)]에 입사된다.

이 경우에, 색 분리 수단으로 작용하는 다이크로익 미러(34, 35)에 의해 백색광이 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)으로 분리되고, 적색광은 적색광용의 라이트 밸브(44R)에 입사되기 전에 릴레이 렌즈(39), 전반사 미러(36), 릴레이 렌즈(40) 및 전반사 미러(37)를 통과하여 필드 렌즈(41)에 의해 집광된다. 또한, 녹색광은 녹색광용의 라이트 밸브(44G)에 입사되기 전에 다이크로익 미러(35)를 통과하여 필드 렌즈(42)에 의해 집광된다. 또한, 청색광은 청색광용의 라이트 밸브(44B)에 입사되기 전에 다이크로익 미러(34)로부터 전반사 미러(38)를 통과하여 필드 렌즈(43)에 의해 집광된다.

3개의 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)]는 각각 액정 패널(45)의 입사측과 출사측에 편광판(46, 47)을 구비하여 구성되고, 입사측의 편광판(46)에 의해 각 색광이 액정 패널(45)에 입사되기 전에 편광 방향에 대해 정렬된다. 액정 패널(45)은 각 색상에 대응하여 인가된 화상 신호에 의해 각 색광을 변조하고, 이 3개의 변조된 광이 출사측의 편광판(47)을 투과할 때 편광되어 화상광이 되어, 프리즘(48)에 입사된다. 프리즘(48)에서는 각 색상의 화상광이 합성되고, 이 합성된 화상광이 투사 렌즈(49)에 의해 스크린에 투사되어서 풀컬러의 화상을 표시한다.

상기와 같이 구성된 투사 광학계를 구비한 본 실시예의 투사형 표시 장치에 서는, 램프 유닛(29), 광학 유닛(30)의 편광 변환 소자(32)와 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)]의 부근, 및 전원 회로 유닛(25)에 있어서 높은 열이 발생하기 때문에, 이들 구성 요소는 동작 보증 온도 이하로 유지되도록 강제적으로 냉각되어야 한다.

이 냉각 구조에 대하여 설명한다. 도6, 도11, 도12a 및 도12b에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 투사형 표시 장치에서는, 냉각 섹션으로서 우선 제1 및 제2 시로코 팬(51 및 52)이 장착되어 있다. 이 제1 및 제2 시로코 팬(51 및 52)으로는 동형의 소형 시로코 팬이 사용된다. 시로코 팬(51 및 52)은 제1 시로코 팬(51)의 흡입구(51a)가 위를 향하고, 제2 시로코 팬(52)의 흡입구(52a)가 아래를 향한 상태로 중첩되어 광학 유닛(30)의 후방측의 공간에 배치된다. 이 경우에, 제1 및 제2 시로코 팬(51 및 52)은 표시 장치 내부의 흡입구를 위한 흡입 공간이 충분히 확보된 상태에서 베이스 캐비닛(3)에 부착되고, 공기의 흡입은 베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)에 제공된 다수의 통기공(14)을 통해 수행된다.

이 구성에 있어서, 제1 시로코 팬(51)은 도12a에 도시하는 바와 같이 덕트(53)를 통하여 램프 유닛(29) 및 광학 유닛(30)의 편광 변환 소자의 부근으로 송풍하여 이들을 냉각시키고, 한편 제2 시로코 팬(52)은 도12b에 도시한 바와 같이 덕트(54)를 통하여 전원 회로 유닛(25)으로 송풍하여 그것을 냉각한다.

이러한 냉각 섹션에서는, 소형의 시로코 팬을 2개 사용함으로써 냉각풍량이 충분히 확보될 수 있고, 이 시로코 팬(51 및 52)을 중첩한 상태로 배치함으로써 표시 장치 내부에서의 설치 공간이 작게 억제될 수 있으므로, 이러한 냉각 섹션의 구 성은 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치의 소형화 및 박형화에 크게 기여할 수 있다.

또한, 그러한 냉각 섹션에서, 제1 시로코 팬(51)은 램프 유닛(29) 및 광학 유닛(30)으로 송풍하고, 제2 시로코 팬(52)은 전원 회로 유닛(25)으로 송풍하므로, 표시 장치 내부에서의 냉각풍의 흐름이 최적화되어, 효율적인 냉각이 달성된다. 또한, 제1 시로코 팬(51)과 제2 시로코 팬(52)은 제1 시로코 팬(51)이 전원 회로 유닛(25)으로 송풍하고, 제2 시로코 팬(52)이 램프 유닛(29) 및 광학 유닛(30)으로 송풍하는 반대의 구성으로 배치될 수 있으며, 이 경우에도 상기와 동일한 냉각 효과가 달성될 수 있다.

또 다른 냉각 섹션으로서, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치에서는, 투사 렌즈(49)의 좌우 양측에 제3 및 제4 시로코 팬(56 및 57)이 각각 배치된다. 이 제3 및 제4 시로코 팬(56 및 57)은 투사 렌즈(49)의 좌우 양측의 공간을 유효하게 사용하여 배치된다. 여기에서, 제3 시로코 팬(56)과 제4 시로코 팬(57)은 동일 형상이 아니라 좌우 대칭 형상이며, 각각의 흡입구(56a, 57a)를 투사 렌즈(49)측으로 향하게 한 상태로 베이스 캐비닛(3)에 장착되어 있다. 이 제3 시로코 팬(56)과 제4 시로코 팬(57)으로의 공기 흡입은 투사 렌즈(49)의 하부측에 있어서 베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)에 제공된 방진 필터 부착 흡입부(13)를 통하여 수행된다.

이 구성에 있어서, 제3 시로코 팬(56)과 제4 시로코 팬(57)은 베이스 캐비닛(3)의 저부를 따라 제공된 박형의 덕트(58 및 59)를 통하여 광학 유닛(30)의 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)] 부근으로 송풍하여 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)] 부근을 냉각한다.

제3 시로코 팬(56)과 제4 시로코 팬(57)에 의해 광학 유닛(30)의 라이트 밸브[44(R), 44(G), 44(B)] 부근이 냉각되는 그러한 구성에 의해, 표시 장치 내부에서의 냉각풍의 흐름이 더욱 최적화되어, 더욱 효율적인 냉각이 달성될 수 있다.

이 경우에, 특히 이 냉각 섹션에서는, 좌우 대칭 형상의 시로코 팬(56 및 57)이 배치됨으로써, 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다. 보다 구체적으로, 좌우의 시로코 팬(56 및 57)이 동일 형상인 경우, 좌우의 시로코 팬이 반전된 상태로 배치되므로, 각각의 송풍구가 상하 반대의 위치가 되고, 이것은 복잡한 경로의 덕트를 필요로 하여, 덕트내에서의 압력 손실로 인해 풍량이 저하되는 결과를 낳는다. 그러나, 본 실시예의 냉각 섹션에서는 좌우의 시로코 팬(56 및 57)은 좌우 대칭 형상의 것이 사용됨으로써, 베이스 캐비닛(3)의 저부를 따르는 단순한 경로의 박형 덕트(58, 59)를 사용할 수 있게 되어, 시로코 팬(56 및 57)의 송풍구로부터의 바람이 저항 없이 광학 유닛(30)으로 안내될 수 있고, 냉각 효율이 현저하게 향상될 수 있다.

또한, 이 구성에 있어서는, 투사 렌즈(49)의 좌우 양측에 배치된 시로코 팬(56 및 57)으로의 공기 흡입이 투사 렌즈(49)의 하부측에 있어서 베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)에 제공된 방진 필터 부착 흡입부(13)를 통하여 수행되기 때문에，이 흡입부(13)의 방진 필터에 의해 먼지 등의 흡입이 방지되므로, 투사 렌즈(49) 및 광학 유닛(30)이 먼지 등으로부터 확실하게 보호될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치에서는, 특히 발열량이 큰 램프 유 닛(29)의 주변의 냉각 효율을 향상시키기 위하여, 베이스 캐비닛(3)의 우측면(3c)의 내측에 있어서 램프 유닛(29)의 근방에 위치하는 2개의 축류 팬(9)이 병설되고, 램프 유닛(28)으로부터 발생하는 열기가 이 축류 팬(9)에 의해 배기구(10)를 통해 배출된다.

또한, 특히 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치와 같이, 두께 50mm 이하의 박형화와 휴대성을 실현하기 위해서는, 램프 유닛(29)과 톱 커버(4) 사이의 공간을 최소화하면서, 발열량이 큰 램프 유닛(29) 근처의 톱 커버(4)가 손으로 잡을 수 있는 온도로 유지되어야 한다. 이 때문에, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 램프 유닛(29)과 톱 커버(4) 사이의 공간에, 공기보다도 열전도성이 높은 고열 전도성의 시트 금속 부품인 램프 플레이트(61)가 배치됨으로써, 톱 커버(4)의 온도 저감이 가능해진다.

도13에 도시하는 바와 같이, 이 램프 플레이트(61)는 램프 유닛(29)의 상측을 크게 덮도록 배치되는 시트 금속 부품이며, 이 램프 플레이트(61)를 구성하는 고열전도성 재료의 열확산 효과는 램프 유닛(29)으로부터 톱 커버(4)까지의 거리를 최소화하면서 톱 커버(4)의 온도 저감을 가능하게 한다. 또한, 이 램프 플레이트(29)의 상면에는 공기보다도 열전도성이 낮은 저열전도성의 단열 시트(62)가 거의 전면에 걸쳐서 접착되고, 이 단열 시트(62)의 단열 효과는 톱 커버(4)의 온도를 더욱 저감하는 것을 가능하게 한다. 이 구성에 있어서, 램프 플레이트(61)의 재료로는 예를 들어 순알루미늄(JIS A1000)이나 순구리 등의 고열전도성 금속이 사용되고, 또한 단열 시트(62)로는 예를 들어 진공 단열재가 사용된다.

이 구성에 있어서, 톱 커버(4)의 온도를 손으로 잡아도 문제가 없는 40℃ 내지 50℃로 억제하고 싶은 경우, 단열 시트(62)로는 열전도율 0.0044W/mK의 시트를 사용하고, 램프 플레이트(61)의 온도를 약 70℃ 내지 80℃로 억제할 필요가 있다. 이 온도를 달성하기 위하여, 램프 플레이트(61)에 고내열성 및 고열전도율을 갖는 재료가 사용되어, 램프(28)로부터 받은 열량이 면방향으로 효율적으로 확산되도록 하고 있다. 여기에서, 램프(28)에 예를 들어 165W급의 초고압 수은 램프가 사용되는 경우, 램프 플레이트(61)에 순알루미늄 등의 열전도율 약 200W/mK의 재료가 사용될 때, 9000㎟의 방열 면적에서 램프 플레이트(61)의 온도가 약 80℃로 억제될 수 있고, 구리 등의 열전도율 약 400W/mK의 재료가 사용될 때, 약 6000㎟의 방열 면적에서 램프 플레이트(61)의 온도가 80℃ 이하로 억제될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 램프 유닛(29)과 톱 커버(4) 사이에 배치된 램프 플레이트(61)의 열확산 효과와, 단열 시트(62)의 단열 효과에 의해, 램프 유닛(29)과 톱 커버(4) 사이의 공간이 최소화된 박형화 구조를 실현하면서, 톱 커버(4)의 온도 저감이 달성된다.

이 구성의 배치에 있어서는, 램프 유닛(29), 램프 플레이트(61), 단열 시트(62), 톱 커버(4)가 순서대로 배치된다. 여기에서, 단열 시트(62)와 램프 유닛(29) 사이에 고열전도 재료로 형성된 램프 플레이트(61)가 배치되어 있으므로, 단열 시트(62)에 비교적 내열 온도가 낮은 저열전도성 재료가 사용될 수 있다. 이 경우에, 램프 플레이트(61)에 고내열성 재료인 금속을 사용함으로써, 램프 유닛(29) 부근의 고온 조건 하에서도 목적을 달성하는 것이 가능하다.

또한, 이 구성에 있어서 램프 플레이트(61)는 고열전도율 이외에 고반사율을 가진 시트 금속 부품으로 구성되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 그러한 고반사율의 램프 플레이트(61)를 채용함으로써, 램프(28)로부터의 직접광이나 복사열에 의한 수열이 최소화될 수 있으므로, 톱 커버(4)의 온도 저감에 있어서 더욱 효과적이다.

또한, 이 구성에 있어서 램프 플레이트(61)는 표시 장치 내부에서의 냉각풍의 유속이 비교적 빠른 축류 팬(9)의 근처의 공간에 방열면이 향하도록 배치되어 있고, 이것에 의해 높은 효율에서의 방열이 달성될 수 있다. 보다 구체적으로, 표시 장치 내부에 있어서의 축류 팬(9) 부근의 공간에서는, 축류 팬(9)의 배기력으로 인해 냉각풍(W)의 속도가 약 1m/s 내지 1.5m/s로 비교적 빠르다. 그 공간에 방열면이 향하도록 램프 플레이트(61)가 배치되는 것에 의해, 램프(28)로부터의 수열량이 효율적으로 확산될 수 있으므로, 보다 높은 효율에서의 방열이 달성될 수 있고, 이것은 톱 커버(4)의 온도 저감에 크게 기여한다.

또한, 이 구성에 있어서 램프 유닛(29)은 내측에 리플렉터를 갖는 유닛 케이스(29a)의 내부에 수납된 램프(28)를 구비한다. 여기에서, 특히 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치에서는, 유닛 케이스(29a)의 상면이 개방된 형상이고, 이 개방 측면을 덮도록 램프 플레이트(61)가 근접 배치되어, 리플렉터로서도 기능한다. 그러한 구성으로 함으로써, 램프(28)와 램프 플레이트(61) 사이의 거리가 최소화될 수 있고, 이것은 표시 장치를 박형화하는데 있어서 더욱 유리하다.

또한, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치에서는, 램프 유닛(29)의 주변의 방열 구조로서 램프 유닛(29)의 교환을 위한 램프 덮개(15)의 구조에 특징이 있다. 이 램프 덮개(15)의 구조를 도14 내지 도16을 참조하여 설명한다. 도14는 램프 덮개가 제거된 상태의 베이스 캐비닛(3)의 저면을 도시한다. 이렇게 램프 덮개가 제거된 상태에서, 베이스 캐비닛(3)의 저면(3d)에는 램프 유닛(29)을 수납하는 수납부(64)의 개구(65)가 표출되어 있어, 이 개구(65)로부터 램프 유닛(29)이 교환될 수 있다.

이 개구(65)를 막는 수지제의 램프 덮개(15)는 개구(65) 주위의 장착 오목부(66)에 끼워진 상태에서 나사에 의해 베이스 캐비닛(3)에 장착되며, 개구(65)의 2배 이상의 큰 면적을 갖는다. 또한, 도15에 도시하는 바와 같이, 이 램프 덮개(15)의 이면측에는 램프 덮개(15)보다 약간 작은 면적의 금속제의 복사열 차폐판(67)이 배치되어 있고, 약 1mm의 소요 갭을 설치하여 램프 덮개(15)에 장착되어 있다. 이 복사열 차폐판(67)으로는 램프 덮개(15)보다도 열반사율이 높은 금속(예를 들어 알루미늄, 스테인리스강 등)의 금속의 시트가 사용된다.

이 램프 덮개(15)가 베이스 캐비닛(3)에 장착된 상태에서는, 도16에 도시한 바와 같이, 램프 덮개(15)는 이면측의 복사열 차폐판(67)이 그 2분의 1 이상의 면적으로 베이스 캐비닛(3)의 장착 오목부(66)에 대하여 면접촉된 상태로 장착된다.

따라서, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치에서는, 램프 유닛(29)의 수납부(64)의 개구(65)를 막는 램프 덮개(15)의 이면측에 금속제의 복사열 차폐판(67)이 제공됨으로써，이 복사열 차폐판(67)이 램프 유닛(29)으로부터의 열에 대한 완충재로서 기능한다. 또한, 이 복사열 차폐판(67)과 램프 덮개(15) 사이에는 갭이 존재하므로, 복사열 차폐판(67)으로부터 램프 덮개(15)에 열이 전달되기 어려우므로, 램프 덮개(15)의 온도 상승이 효과적으로 억제된다.

또한, 이 구성에 있어서 램프 덮개(15)는 이면측의 복사열 차폐판(67)이 베이스 캐니빗(3)과 면접촉하는 상태로 장착되기 때문에, 램프 유닛(29)으로부터 받는 열이 복사열 차폐판(67)으로부터 베이스 캐비닛(3)으로 전달되어 방열될 수 있다. 이 경우에, 특히 본 실시예에 따른 구성에서는, 램프 덮개(15)가 개구(65)의 적어도 2배 이상의 크기를 갖도록 형성되고, 복사열 차폐판(67)이 적어도 그 2분의 1 이상의 면적으로 베이스 캐비닛(3)과 면접촉하며, 이것에 의해 보다 효율적인 방열 효과가 달성될 수 있다. 그 결과, 램프 덮개(15)와 베이스 캐비닛(3)의 표면 온도가 균일화되고, 표시 장치의 내부 온도가 안정화될 수 있다.

또한, 도15에 도시하는 바와 같이, 복사열 차폐판(67)에는, 다수의 방열구(68)가 제공된다. 이 복사열 차폐판(67)의 방열구(68)는 램프 덮개(15)의 방열구(17)와 대응하는 위치에 형성되어 있고, 이들 방열구(17 및 68)에 의해 통풍성이 확보되며, 이것에 의해 표시 장치 내부에서 열의 정체가 발생하는 것이 방지되고, 보다 효과적인 방열이 달성될 수 있다.

상기한 바와 같은 방열 구조에 의해, 본 실시예에 따른 투사형 표시 장치는램프 덮개의 표면 온도가 약 4℃ 저감되는 장점을 갖는다는 것이 실험적으로 확인되었다.

또한, 이 구성에 있어서 베이스 캐비닛(3)은 소요의 강도를 가지면서 경량이고 방열성이 우수한 금속, 예를 들어 마그네슘, 알루미늄, 티탄 또는 이러한 금속 을 함유한 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 본 실시예의 투사형 표시 장치가 상술한 방열 효과를 유지하면서 소형화 및 경량화될 수 있도록 한다.

본 발명은 상술한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 이 실시예의 구성에 한정되지 않고, 다른 다양한 실시예가 채용될 수 있는 것은 당연하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 투사형 표시 장치에서는, 램프와 외장 캐비닛 사이에 배치한 고열전도성의 시트 금속 부품의 열확산 효과와, 저열전도성의 단열 시트의 단열 효과에 의해, 램프와 외장 캐비닛 사이의 공간을 최소화한 소형·박형 구조를 실현하면서, 외장 캐비닛의 온도를 손으로 잡을 수 있는 정도로 저감할 수 있으므로, 휴대성이 우수한 소형·박형의 투사형 표시 장치의 실현에 크게 기여할 수 있다.

Claims (9)

1. 외장 캐비닛의 내부에, 광원과, 라이트 밸브 및 투사 렌즈를 구비한 광학 유닛과, 상기 광원 및 상기 광학 유닛을 냉각하는 냉각 수단이 포함되어 이루어지는 투사형 표시 장치로서,

   상기 외장 캐비닛의 톱 커버는 시트 금속으로 형성되고, 상기 광원인 램프와 상기 톱 커버 사이에, 공기보다 열전도성이 높은 고열전도성의 시트 금속 부품을 배치하고,

   상기 톱 커버의 후면을 U자형의 곡면 형상으로 하고,

   상기 투사 렌즈와 대응하는 개구부를 갖는 반투명 부재를 상기 투사 렌즈의 전면(前面)측에 배치하고,

   상기 반투명 부재의 배면에, 오토 포커스용의 투사 거리 검출 센서를 배치한, 투사형 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고열전도성의 시트 금속 부품의 재료는 순알루미늄 또는 구리인, 투사형 표시 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 광원인 램프와 상기 외장 캐비닛 사이의 공간에, 상기 고열전도성의 시트 금속 부품 이외에 공기보다 열전도성이 낮은 저열전도성의 단열 시트를 배치한, 투사형 표시 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 저열전도성의 단열 시트의 재료는 진공 단열재인, 투사형 표시 장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 투사형 표시 장치에서는, 상기 램프, 상기 시트 금속 부품, 상기 단열 시트, 상기 외장 캐비닛의 순서로 배치된, 투사형 표시 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 시트 금속 부품은, 직접광이나 복사열을 반사하는 성질을 갖는 금속으로 형성되는, 투사형 표시 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 시트 금속 부품은, 장치 내부에서의 냉각풍의 유속을 빠르게 하는 축류 팬 내측의 공간으로 방열면이 향하도록 배치되는, 투사형 표시 장치.
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