KR102282008B1 - Dmd 모듈 - Google Patents

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KR102282008B1
KR102282008B1 KR1020190107913A KR20190107913A KR102282008B1 KR 102282008 B1 KR102282008 B1 KR 102282008B1 KR 1020190107913 A KR1020190107913 A KR 1020190107913A KR 20190107913 A KR20190107913 A KR 20190107913A KR 102282008 B1 KR102282008 B1 KR 102282008B1
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알브레흐트 엠머리히
마틴 라머
카쿠스카 다니엘
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귄터 칼링거
슈테판 미터레너
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제트카베 그룹 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 파지 프레임(2)과, 이 파지 프레임 내로 삽입되는 DMD 요소(3)와, 일측 면으로 DMD 요소의 배면 상에 열 전도 방식으로 안착되고 전기 단자들을 포함하는 판형 펠티어 요소(6)와, 펠티어 요소의 타측 면과 열 전도 방식으로 접촉해 있는 방열판(7)으로 구성되는 DMD 모듈(1)에 관한 것이며, DMD 요소(3)와 방열판(7) 사이에는 펠티어 요소(6)를 위한 리세스부(10)를 포함하는 인쇄회로기판(5)이 배치되며, 인쇄회로기판과 펠티어 요소의 전기 연결을 위해, 스프링 접점(11a,b, 12a,b)들 및 이들에 할당된 접촉면(8, 9)들이 제공되고, DMD 모듈이 조립된 상태에서, 스프링 접점들은 접촉면들 상에 탄력적으로 안착되며, 그리고 파지 프레임(2)으로부터는, 인쇄회로기판(5) 및 방열판(7)을 관통하는 적어도 2개의 리테이닝 핀(14, 15)이 돌출되고, 이들 리테이닝 핀은 자신들의 자유 단부들 상에 헬리컬 스프링(18, 19)들을 위한 정지부(16, 17)들을 포함하며, 헬리컬 스프링들은 정지부들과 방열판 사이에 위치하여 방열판(7), 펠티어 요소(6) 및 DMD 요소(3)를 탄력적으로 결속시키고, 그에 따른 어셈블리는 헬리컬 스프링(18, 19)들의 힘을 통해 압축된다.

Description

DMD 모듈{DMD MODULE}
본 발명은, 파지 프레임(2)(holding frame)과, 이 파지 프레임 내로 삽입되는 DMD 요소(3)와, 일측 면으로 DMD 요소의 배면 상에 열 전도 방식으로 안착되고 전기 단자들을 포함하는 판형 펠티어 요소(6)와, 펠티어 요소의 타측 면과 열 전도 방식으로 접촉해 있는 방열판(7)(heat sink)으로 구성되는 DMD 모듈(1)에 관한 것이며, DMD 요소(3)와 방열판(7) 사이에는 펠티어 요소(6)를 위한 리세스부(10)를 포함하는 인쇄회로기판(5)이 배치된다.
상기 DMD 모듈들- DMD는 독일어 언어권에서는 마이크로 미러 액추에이터(micro mirror actuator)라고도 하는 Digital Mirror Device(디지털 미러 장치)이다. -은 예컨대 차량 헤드램프에서 사용되며, 그리고 실제의 DMD 요소 및 이 DMD 요소의 냉각을 위해 방열판을 포함한다. DMD 요소는, 스캐닝 레이저빔을 통해, 형광체(phosphor) 상에 광 패턴을 형성하며, 이 광 패턴은 광학계를 통해 차량 전방의 교통 공간에 투영된다. 이 경우, 레이저 장치 및 마이크로 미러 액추에이터는 통상적으로 마이크로컴퓨터에 의해 제어된다.
상기 유형의 DMD 모듈들- DMD는 독일어 언어권에서는 디지털 마이크로 미러 액추에이터(digital micro mirror actuator)라고도 하는 Digital Mirror Device(디지털 미러 장치)이다. -은 예컨대 차량 헤드램프에서 사용되며, 그리고 이 차량 헤드램프의 냉각을 위해 방열판을 포함한다. DMD 요소는, 복수의 소형 마이크로 미러 액추에이터를 통해, 렌즈 초점 평면(lens focal plane) 내에 의도되는 광 패턴을 생성하며, 그 다음 렌즈는 중간 광 패턴을 도로 상에 강렬하게 매핑한다. DMD 요소의 조명은 예컨대 LED들을 통해 수행될 수 있다. 더 나아가, 레이저 광원들 역시도 생각해볼 수 있다. 그 대안으로, LED들 및 레이저 광원들 모두로 구성되는 조합체 역시도, 의도하는 광 분포를 보장하기 위해 적합할 수 있다. 이 경우, 광원들 및 개별 마이크로 미러 액추에이터들은 통상적으로 마이크로컴퓨터에 의해 제어된다.
구체적인 유형의 DMD 모듈은 특허 문헌 US 7,815,316 B2호에 기술되어 있으며, 여기서는 DMD 요소의 향상된 냉각을 위해 DMD 요소의 배면과 방열판 사이에 펠티어 요소가 삽입되고, 열은 냉각 모드 중에 펠티어 요소의 고온 면에서 방열판으로 전달되고, DMD 요소의 열은 펠티어 요소의 저온 면 쪽으로 안내되는 점을 분명하게 알 수 있다.
그러나 DMD 모듈 내에서 펠티어 요소의 조립은 추가적인 작업 단계들을 요구하며, 이런 작업 단계로는 펠티어 요소의 전기 단자들의 전기 연결 및 인출(lead-out)이 있다.
특허 문헌 WO 2012/131007 A1호는, 캐리어 및 덮개판과 연결되어 있는 펠티어 요소를 개시하고 있고, 펠티어 요소를 통해 예컨대 중합 효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction)을 위한 온도 주기가 생성될 수 있다. 인쇄회로기판은 펠티어 요소의 고온 면의 냉각을 위해 고려될 수 있는 금속 코어(metal core)를 포함할 수 있다.
US 7,232,332 B2호는 프로세서를 포함한 인쇄회로기판 장치를 개시하고 있고, 나사붙이 볼트들(threaded bolt) 및 파지 스프링들(holding spring)이 냉각 요소와 프로세서 간의 충분한 열 전도식 연결을 제공한다고 되어 있다.
본 발명의 과제는, 조립을 경제적으로 형성하고 그렇게 하여 비용을 절약하기 위해, 상기 배경기술의 관점에서 DMD 모듈의 구성을 간소화하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 과제는 고장 안전성이 증가되도록 하는 것에 있다.
상기 과제는, 도입부에 언급한 유형의 DMD 모듈에 있어서, 본 발명에 따라 인쇄회로기판과 펠티어 요소의 전기 연결을 위해 스프링 접점(11a,b, 12a,b)들 및 이들 스프링 접점에 할당된 접촉면(8, 9)들이 제공되고, DMD 모듈이 조립된 경우, 스프링 접점들은 접촉면들 상에 탄력적으로 안착되고, 파지 프레임(2)으로부터는 인쇄회로기판(5) 및 방열판(7)을 관통하는 적어도 2개의 리테이닝 핀(14, 15)(retaining pin)이 돌출되며, 이들 리테이닝 핀은 자신들의 자유 단부들 상에 헬리컬 스프링(18, 19)들을 위한 정지부(16, 17)들을 포함하며, 헬리컬 스프링들은 정지부들과 방열판 사이에 위치하여 방열판(7), 펠티어 요소(6) 및 DMD 요소(3)를 탄력적으로 결속시키고, 그에 따른 어셈블리는 헬리컬 스프링(18, 19)들의 힘을 통해 압축된다.
이 경우, 바람직하게는, 정지부들은 각각 리테이닝 핀들 내로 나사 조임되는 나사붙이 볼트들의 외부 단부 상에 안착된다.
특히 바람직하게는, 펠티어 요소의 전기 단자들은 적어도 2개의 전기 접촉면을 포함할 수 있으며, 그리고 인쇄회로기판 상에는 펠티어 요소로의 전류 공급을 위해 적어도 2개의 스프링 접점이 배치된다.
이 경우, 간단한 조립을 위해, 적합하게는 적어도 2개의 전기 접촉면은 펠티어 요소로부터 돌출되는 접점 캐리어(contact carrier) 상에 배치된다.
펠티어 요소의 전기 단자들이 2개의 전기 접촉면을 포함하고 각각의 접촉면에는 2개의 스프링 접점이 할당된다면, 전류 공급은 더 확실해지며, 그리고 고장 안전성 역시도 증가되며, 그리고 펠티어 요소로 상대적으로 더 높은 전류 역시도 공급될 수 있다.
또 다른 장점들과 함께 본 발명은 하기에서 도면에 분명하게 도시되어 있는 예시의 실시형태에 따라서 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 DMD 모듈을 조립된 상태에서 도시한 개략도이다.
도 2는 DMD 모듈을 도 1에서와 같지만, 그러나 횡방향으로 절단하여 도시한 개략도이다.
도 3은 DMD 모듈을 도 1에서와 같지만, 그러나 종방향으로 절단하여 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따르지만, 그러나 펠티어 요소를 제외한 상태에서 부분적으로 조립된 DMD 모듈을 측면에서부터 비스듬하게 보고 도시한 개략도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4의 DMD 모듈의 펠티어 요소를 단독으로 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따르고 펠티어 요소가 삽입되어 부분적으로 조립된 DMD 모듈을 상부에서부터 비스듬하게 보고 도시한 개략도이다.
도 7은 펠티어 요소가 삽입되어 부분적으로 조립된 DMD 모듈을 도 6에서와같이 도시한 도면이다.
도 8은 펠티어 요소가 삽입되고 방열판이 안착되어 있는 DMD 모듈을 도 6처럼 도시한 도면이다.
도 9는 대응하는 인쇄회로기판을 포함한 DMD 요소를 -도 1과 관련하여- 하부에서부터 바라보고 도시한 개략도이다.
도 10은 DMD 요소를 단독으로 -도 1과 관련하여- 하부에서부터 바라보고 도시한 개략도이다.
도 11은 DMD 요소를 단독으로 -도 1과 관련하여- 상부에서부터 바라보고 도시한 개략도이다.
예컨대 "상부", "하부", "전방", "그 아래", "그 위에" 등처럼 장소 또는 배향과 관련한 용어들은 본원 명세서에서 오직 간소화를 위해서만 선택된 것이며, 그리고 도면 내 설명에 관련된 것일 수는 있지만, 그러나 반드시 사용 위치 또는 장착 위치와 관련된 것은 아니다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 8에는, 완전하게 조립된 DMD 모듈이 각각 도시되어 있으며, 그에 반해 도 4 내지 도 7은 DMD 모듈의 조립을 설명하기 위해서만 이용되며, 그리고 도 9 내지 도 11은 DMD 요소 그 자체에 관련된다.
도면들에서는, DMD 요소(3)가 그 내에 삽입되어 있는 파지 프레임(2)을 포함하는 본 발명에 따른 DMD 모듈(1)이 확인된다. DMD 요소(3)는, 납땜을 통해 인쇄회로기판(5)과 연결되는 베이스(4)를 포함하며, 실제 DMD 칩은 핀들로 베이스(4) 내로 끼워지고 베이스(4) 내에서는 스프링 클램핑에 의해 파지된다. 이에 대해서는 특히 도 1 내지 도 3 및 도 9 내지 도 11이 참조된다.
또한, 파지 프레임(2)은 펠티어 요소(6)를 지지하고 이 펠티어 요소에 이어서 방열판(7)을 지지한다. 펠티어 요소(6)는, 본 예에서 2개의 전기 접촉면(8, 9)으로 형성되어 있는 전기 단자들을 포함한다(도 5).
DMD 요소(3)와 방열판(7) 사이에는, 펠티어 요소(6)를 위한 리세스부(10)(도 6)를 포함하는 인쇄회로기판(5)이 배치되며, 인쇄회로기판 상에는 펠티어 요소(6)로의 전류 공급을 위해 스프링 접점(11a,b, 12a,b)들이 배치된다. 도 6에서 잘 알 수 있는 것처럼, 도시된 예의 경우, 병렬로 연결된 스프링 접점들의 배가를 통해 상대적으로 더 확실한 접촉을 달성하기 위해, 그리고 -필요한 경우- 펠티어 요소에 상대적으로 더 높은 전류 역시도 공급할 수 있도록 하기 위해, 각각 2개의 스프링 접점(11a,b)이 일측 접촉면(8)에 할당되고, 각각 2개의 스프링 접점(12a,b)은 타측 접촉면(9)에 할당된다. 도 5에서 가장 잘 알 수 있는 것처럼, 전기 접촉면(6, 7)들은 펠티어 요소(4)로부터 돌출된 접점 캐리어(13) 상에 배치된다. 분명하게, 접촉면들은 인쇄회로기판 상에도 배치될 수도 있고, 이런 경우에 스프링 접점들은 펠티어 요소 상에, 또는 펠티어 요소의 접점 캐리어 상에 안착될 수도 있다. 또한, 분명하게, 각각의 특정한 요건들에 따라, 접촉면들의 개수는, 접점 스프링의 개수처럼 마찬가지로 가변될 수 있다.
파지 프레임(2)으로부터는, 적어도 2개의 스프링 접점(11a,b, 12a,b)을 포함한 인쇄회로기판(5), 및 방열판(7)을 관통하는 적어도 2개의 리테이닝 핀(14, 15)이 돌출되며, 이들 리테이닝 핀은 자신들의 자유 단부들 상에 헬리컬 스프링(18, 19)들을 위한 정지부(16, 17)들을 포함하며, 헬리컬 스프링들은 정지부(16, 17)들과 방열판(7) 사이에 위치하여 방열판(7), 펠티어 요소(6) 및 DMD 요소(3)를 탄력적으로 결속시킨다(특히 도 3 및 4 참조). 정지부(16, 17)들은, 각각, 리테이닝 핀(14, 15) 내로 나사 조임되는 나사붙이 볼트(20, 21)들의 외부 단부 상에 안착된다.
DMD 모듈의 조립과 관련하여서는, 도 4에, 도면에서 자신으로부터 상향 돌출된 리테이닝 핀(14, 15)들을 포함하는 파지 프레임(2), 및 자신 상에 안착된 DMD 요소(3)와 함께 장착된 인쇄회로기판(5)이 도시되어 있으며, 상기 인쇄회로기판은 리세스부(10)의 바깥쪽에 보어(22, 23)들을 포함하며, 이들 보어를 통과하여서는 리테이닝 핀(14, 15)들이 돌출된다. 도 6 또는 도 7에 따른 추가 단계에서, 이제는, 도 5에 도시된 펠티어 요소(6)가 냉각 모드 중 저온인 자신의 면으로 DMD 요소(3)의 배면 상에 열 전도 방식으로 배치되고, 2개의 스프링 접점(11a,b)은 펠티어 요소(6)의 접점 캐리어(13)의 일측 접촉면(8) 상에 안착되고 2개의 스프링 접점(12a,b)은 펠티어 요소(6)의 접촉 캐리어(13)의 타측 접촉면(9) 상에 안착된다. 마지막으로, 도 8에서는, 방열판(7)을 안착시키는 것을 통해 어셈블리가 완료되고, 이런 경우 방열판은 펠티어 요소(6)의 냉각 모드 중 고온인 면과 열 전도 방식으로 접촉한다. 헬리컬 스프링(18, 19)들은 리테이닝 핀(14, 15)들 상으로 끼워지며, 그리고 헬리컬 스프링(18, 19)들을 위한 정지부(16, 17)들을 포함한 나사붙이 볼트(20, 21)들은 리테이닝 핀(14, 15)들 내로 나사 조임되며, 그럼으로써 그에 따른 어셈블리는 헬리컬 스프링(18, 19)들의 힘을 통해 압축된다.
인쇄회로기판(5)은 적합한 방식으로 펠티어 요소(6)를 위한 전류를 공급하고 DMD 요소(3)의 각각의 온도에 따라서 상기 전류를 폐루프 모드로 제어하는 전자 제어 시스템을 포함할 수 있으며, 그럼으로써 펠티어 요소는 그에 상응하게 DMD 요소를 냉각하거나, 또는 경우에 따라 가열하게 된다. 가열하는 경우, 자연히, 펠티어 요소의 고온 면과 냉각 면은 서로 바뀐다. DMD 요소는 적합한 방식으로 온도 신호를 공급하며, 그럼으로써 분리된 온도 검출기(temperature detector)는 필요하지 않게 된다.
일어날 수 있는 EMC 문제를 방지하거나 감소시키기 위해, 도 4, 도 6 및 도 7에서 잘 알 수 있는 접점 스프링(24)들이 제공되며, 이들 접점 스프링의 기능은 인쇄회로기판(5)과 방열판(7) 간의 접지 연결을 형성하는 것에 있다. 상기 스프링(24)들의 형태는 도시된 예에서 실질적으로 S자 형태이다.
특허청구범위에서 이용되는 도면부호들은 오직 특허청구범위의 판독성 및 본 발명의 이해를 수월하게 하는 것일 뿐이고 어떠한 경우에도 본 발명의 보호 범위를 침해하는 특징을 갖지는 않는다.
1: DMD 모듈
2: 파지 프레임
3: DMD 요소
4: 베이스
5: 인쇄회로기판
6: 펠티어 요소
7: 방열판
8, 9: 접촉면
11a,b: 스프링 접점
12a,b: 스프링 접점
13: 접점 캐리어
14, 15: 리테이닝 핀
16, 17: 정지부
18, 19: 헬리컬 스프링
20, 21: 나사붙이 볼트
22, 23: 보어
24: 접점 스프링

Claims (5)

  1. 파지 프레임(2)과, 이 파지 프레임 내로 삽입되는 DMD 요소(3)와, 일측 면으로 DMD 요소의 배면 상에 열 전도 방식으로 안착되고 전기 단자들을 포함하는 판형 펠티어 요소(6)와, 펠티어 요소의 타측 면과 열 전도 방식으로 접촉해 있는 방열판(7)으로 구성되는 DMD 모듈(1)로서, DMD 요소(3)와 방열판(7) 사이에는 펠티어 요소(6)를 위한 리세스부(10)를 포함하는 인쇄회로기판(5)이 배치되는, 상기 DMD 모듈에 있어서,
    상기 인쇄회로기판과 상기 펠티어 요소의 전기 연결을 위해, 상기 인쇄회로기판(5)의 스프링 접점(11a,b, 12a,b)들 및 이들에 할당된 상기 펠티어 요소(6)의 접촉면(8, 9)들이 제공되고, DMD 모듈이 조립된 상태에서, 상기 스프링 접점들은 상기 접촉면들 상에 탄력적으로 안착되며, 그리고 상기 파지 프레임(2)으로부터는, 상기 인쇄회로기판(5) 및 상기 방열판(7)을 관통하는 적어도 2개의 리테이닝 핀(14, 15)이 돌출되고, 상기 리테이닝 핀들은 자신들의 자유 단부들 상에 헬리컬 스프링(18, 19)들을 위한 정지부(16, 17)들을 포함하며, 상기 헬리컬 스프링들은 상기 정지부들과 상기 방열판 사이에 위치하여 상기 방열판(7), 상기 펠티어 요소(6) 및 상기 DMD 요소(3)를 탄력적으로 결속시키고, 그에 따른 상기 방열판(7), 상기 펠티어 요소(6) 및 상기 DMD 요소(3)는 상기 헬리컬 스프링(18, 19)들의 힘을 통해 압축되는 것을 특징으로 하는 DMD 모듈(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 정지부(16, 17)들은, 각각, 상기 리테이닝 핀(14, 15)들 내로 나사 조임되는 나사붙이 볼트(20, 21)들의 외부 단부 상에 안착되어 있는 것을 특징으로 하는 DMD 모듈(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펠티어 요소(6)의 전기 단자들은 상기 적어도 2개의 전기 접촉면(8, 9)을 포함하며, 그리고 상기 인쇄회로기판(5) 상에는 상기 펠티어 요소(6)로의 전류 공급을 위해 상기 적어도 2개의 스프링 접점(11a,b, 12a,b)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 DMD 모듈(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 2개의 전기 접촉면(8, 9)은 상기 펠티어 요소(6)에서부터 돌출되는 접점 캐리어(13) 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 DMD 모듈(1).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펠티어 요소(6)의 전기 단자들은 2개의 전기 접촉면(8, 9)을 포함하며, 그리고 각각의 접촉면에는 2개의 스프링 접점(11a,b, 12a,b)이 할당되어 있는 것을 특징으로 하는 DMD 모듈(1).
KR1020190107913A 2018-09-05 2019-09-02 Dmd 모듈 KR102282008B1 (ko)

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EP18192742.7 2018-09-05

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