KR20090120797A

KR20090120797A - 영상투사장치

Info

Publication number: KR20090120797A
Application number: KR1020080046779A
Authority: KR
Inventors: 김진섭; 최상준; 강병조
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2009-11-25
Also published as: US8128236B2; CN101587286A; US20090290131A1; EP2124101A1; KR101266874B1; CN101587286B

Abstract

서로 다른 색의 광을 조사하는 복수의 광원과, 디스플레이 소자에서 발생되는 열을 동시에 냉각하되, 효과적으로 분산하여 냉각 시킬 수 있는 냉각장치를 구비하는 영상 투사장치를 개시한다. 본 발명의 영상 투사장치는 영상을 확대 투사하는 투사계와, 이 투사계와 직렬로 배치되는 반사형 디스플레이 소자와, 투사계와 병렬 배치되고, 복수의 광원을 포함하여 디스플레이 소자로 광을 전달하는 광학계와, 광학계의 외곽에 설치되어 광원에서 발생된 열을 발산시키는 열 발산장치와, 디스플레이 소자와 마주하도록 배치되어 공기를 흡입하며 디스플레이 소자를 냉각하고 열 발산장치로 공기를 토출하여 열 발산장치를 냉각하는 냉각 팬을 포함한다.

Description

영상투사장치{IMAGE PROJECTING APPARATUS}

본 발명은 영상투사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상투사장치 내에 수용된 복수의 열 발생 유닛을 냉각시키는 냉각 구조를 갖는 영상 투사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 영상 투사장치는 투사된 영상을 광원에서 방출하는 빛을 이용하여 스크린 등에 영상을 표시하도록 하는 영상 표시장치로써, 투과형 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 DMD(Digital Micro mirror Device) 등과 같은 소형 디스플레이 소자가 이용됨에 따라 점차로 소형화, 경량화 되고 있다.

이때 광원은 초고압 할로겐 램프가 주로 이용되고 있으나, LED 등과 같이 소형 광원을 이용하여 영상 투사장치를 더욱 소형화, 경량화하는 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

광원으로 LED를 사용할 경우에는, 백색 광을 발광하는 백색광 LED를 다수 개 사용할 수도 있고, 복수의 적색광 LED와, 복수의 녹색광 LED와, 복수의 청색광 LED를 이용하여 백색 광이 발광되도록 구현할 수 있는데, 이 경우에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 색광을 각각 조사하는 다수 개의 엘이디가 마련될 수 있 으며, 엘이디를 지지하며 구동하는 엘이디기판에 각각 결합되는 LED 모듈 구조를 갖는다.

그런데 영상투사장치의 동작 시에 광원은 빛을 내는 동시에 열을 방출하게 되는 주된 열 발생의 원인이 되고 있는데, LED 광원인 경우에 색광 별로 LED 모듈이 분산되어 설치됨에 따라 열이 여러 곳에서 동시에 발생하게 됨에 따라 이에 적당한 냉각 장치의 필요성이 대두되고 있다.

따라서 본 발명은, 광 효율을 극대화하기 위해 광학계의 각각 다른 측면에서 각각 다른 색광을 발광하는 복 수의 광원과, 디스플레이 소자에서 발생되는 열을 동시에 냉각하되, 효과적으로 분산하여 냉각 시킬 수 있는 냉각장치를 구비하는 영상 투사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 회로기판에 발생된 열과, 광원에서 발생된 열을 동시에 냉각되도록 할 수 있는 냉각 장치를 구비한 영상 투사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 광학 엔진과 디스플레이 소자와 광원에서 발생된 열을 효율적으로 냉각하는 냉각 장치를 구비한 영상 투사 장치에 있어서, 이를 효율적으로 배치하여 냉각 효율이 향상되고 크기가 작고 무게가 가벼운 영상 투사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 외부 장치와 통신할 수 있는 각종 포트 및 전원인가 포트 및 리모콘 수신부가 모두 실장된 회로기판과, 메인 회로 기판과 광원 구동부가 각각 분리되어 설치되고, 광원을 냉각하기 위한 냉각장치에 의해 각종 회로 기판도 동시에 냉각되도록 하는 냉각 장치를 구비한 영상 투사장치를 제공하는 것이 목적이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 투사 장치는 영상을 확대 투사하는 투사계와, 상기 투사계와 직렬로 배치되는 반사형 디스플레이 소자와, 상기 투사계와 병렬 배치되고, 복수의 광원을 포함하여 상기 디스플레이 소자로 광을 전달하는 광학계와, 상기 광학계의 외곽에 설치되어 상기 광원에서 발생된 열을 발산시키는 열 발산장치와, 상기 디스플레이 소자와 마주하도록 배치되어 공기를 흡입하며 상기 디스플레이 소자를 냉각하고, 상기 열 발산장치로 공기를 토출하여 상기 열 발산장치를 냉각하는 냉각 팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열 발산장치는, 상기 복수의 광원과 각각 접촉되는 복수의 열확산판과, 상기 복수의 열확산판 간의 열 전달이 가능하게 연결되는 열 전달 부재와,

상기 복수의 열확산판에서 적어도 하나의 열확산판의 외곽에 설치되는 히트 싱크를 포함하고, 상기 냉각팬은 상기 히트 싱크와 나란히 배치될 수 있다.

상기 광원은, 서로 다른 색의 광을 발광하는 제 1 엘이디 모듈, 제 2 엘이디 듈, 제 3 엘이디 모듈을 포함하고, 상기 히트싱크는 상기 제 1 엘이디 모듈에 설치되는 열확산판의 외곽에 설치될 수 있다.

상기 광학계의 외곽에서 상기 제 1엘이디 모듈은 상기 디스플레이 소자와 병렬로 설치되고, 상기 제 1엘이디 모듈과 상기 제 2 엘이디 모듈은 서로 마주하여 배치되며, 상기 제 3 엘이디 모듈은 상기 제1 엘이디 모듈과, 상기 제2 엘이디 모듈 사이에 배치될 수 있다.

상기 제 1 엘이디 모듈은 적색광을 발광하기 위한 적어도 하나 이상의 적색 엘이디를 포함할 수 있다.

상기 히트 싱크는, 다수의 냉각핀을 포함하고, 상기 냉각핀은 상기 냉각팬에 서 발생되는 기류가 통과될 수 있도록 가로방향으로 형성될 수 있다.

상기 열 전달 부재는, 적어도 하나의 히트 파이프를 포함할 수 있다.

상기 냉각팬과 상기 히트 싱크 사이에는 상기 냉각팬에서 발생된 기류를 상기 히트 싱크로 안내하기 위한 가이드 판이 설치될 수 있다.

상기 제1 엘이디 모듈에 설치되는 열확산판과 상기 히트 싱크 사이에는 상기 제1 엘이디 모듈에 설치되는 열확산판에서 발생된 열을 상기 히트 싱크로 발산하기 위한 방열판이 설치될 수 있다.

상기 투사계와, 상기 광학계와, 상기 열 발산장치의 상부에는 메인 회로기판이 설치되고, 상기 메인 회로기판의 일부분은 상기 히트 싱크와 접촉할 수 있다.

상기 메인 회로기판 상부에 실장되는 전자부품에서 발생되는 전자파를 차폐하기 위하여 상기 메인 회로기판의 상부의 일부분에는 차폐 쉴드가 설치될 수 있다.

상기 히트 싱크의 외곽에는, 다수의 외부 신호가 입력되는 다수의 입력 포트가 실장된 인터페이스 회로기판이 설치되고, 상기 인터페이스 회로기판은 상기 히트 싱크에 의해 냉각될 수 있다.

상기 인터페이스회로 기판에는 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 포트가 더 포함될 수 있다.

상기 인터페이스회로 기판에는 리모콘 신호를 수신하기 위한 리모콘 수신부가 더 포함될 수 있다.

상기 복수의 열확산판에서 적어도 하나의 열확산판의 외곽에는 상기 광원을 구동하기 의한 광원 구동부가 설치되고, 상기 광원 구동부는 대응되는 상기 열확산판에 열을 전달하여 냉각될 수 있다.

상기 광원은, 서로 다른 색의 광을 발광하는 제 1 엘이디 모듈, 제 2 엘이디 모듈, 제 3 엘이디 모듈을 포함하고, 상기 제 2 엘이디 모듈에 접촉되는 열확산판 또는 상기 제 3 엘이디 모듈에 접촉되는 열확산판의 외곽에는 상기 광원 구동부로써 엘이디 구동 회로기판이 설치될 수 있다.

상기 디스플레이 소자는 DMD 소자와, 상기 DMD 소자를 구동하기 위한 DMD 구동 회로기판을 포함하고, 상기 냉각팬은 상기 DMD 구동 회로기판의 후방에 배치될 수 있다.

상기 냉각팬과 상기 DMD 구동 회로 기판 사이에는 방열판이 설치될 수 있다.

또 본 발명의 영상 투사장치는 상기 투사계의 외측에 설치되어 상기 투사계 및 상기 광학계를 발열시키기 위해 외부 공기를 흡입하거나 내부 뜨거운 공기를 방출하는 보조 냉각팬을 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 영상 투사장치는 영상을 확대 투사하는 투사계와, 상기 투사계와 직렬로 배치되는 반사형 디스플레이 소자와, 상기 투사계와 병렬 배치되고, 복수의 광원을 포함하여 상기 디스플레이 소자로 광을 전달하는 광학계와, 상기 광원을 구동하기 위한 광원 구동부와, 적어도 하나의 입력 포트를 가지는 인터페이스 회로기판;과 상기 광원 구동부와 인터페이스 회로기판을 제어하는 메인 회로기판;과 상기 광학계의 외곽에 설치되어 상기 광원, 광원 구동부, 인터페이스 회로기판과 메인 회로기판으로부터 열을 수집하여 발산시키는 열 발산장치;와 상기 디스플레이 소자와 상기 열 발산장치를 냉각시키는 냉각팬;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 디스플레이 소자는 상기 냉각팬으로 흡입되는 공기에 의해 냉각될 수 있다.

상기 열 발산장치는, 상기 복수의 광원과 각각 접촉되는 복수의 열확산판과, 상기 복수의 열확산판 간의 열 전달이 가능하게 연결되는 열 전달 부재와, 상기 복수의 열확산판에서 적어도 하나의 열확산판의 외곽에 설치되는 히트 싱크를 포함하고, 상기 냉각팬은 상기 히트 싱크와 나란히 배치될 수 있다.

상기 메인 회로기판의 일부분은 상기 히트 싱크와 접촉하여 상기 히트 싱크로 열을 전달할 수 있다.

상기 광원 구동부는 상기 복수의 열확산판 중 적어도 하나의 열확산판에 접촉할 수 있다.

상기 인터페이스 회로기판은 상기 히트 싱크에 외측에 접촉할 수 있다.

본 발명에 의하면, 디스플레이 소자가 냉각팬으로 흡입되는 공기에 의해 효과적으로 냉각된다. 또 열 발산장치는 각종 회로기판 및 광원으로부터 열을 수집하고, 냉각팬은 열 발산장치로 기류를 형성하여 열 발산장치가 열을 원활하게 발산할 수 있도록 함으로써 각종 회로기판 및 광원을 효과적으로 냉각할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 영상 투사장치는, 광 엔진과, 각종 회로기판과 열 발산장치와 냉각팬이 조립이 용이하도록 배치되도록 하여 생산 효율이 증대될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 본 발명을 구체적인 실시예를 설명함에 있어 반사형 디스플레이 소자의 일 실시예로 DMD 패널을 디스플레이소자로 하는 소형 영상투사장치를 예로 들어 설명하나 본 발명의 적용이 이에 한정되지 않음을 미리 밝혀둔다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 투사장치의 구성을 도시한 분해사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에서 일부 구성을 발췌하여 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 투사장치의 구성을 도시한 결합사시도이다. 또 도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 투사장치의 외관을 도시한 사시도이다. 도 3에서는 본 발명에서 냉각팬(13) 주위에 덕트(33)가 설치된 예를 도시하였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 영상 투사장치(1)는 하우징(3)(도 5 및 도 6 참조)과, 하우징(3)에 수용된 본체 프레임(7)을 포함한다.

본체 프레임(7)은, 광학계(8) 및 투사계(9)를 포함하여 이루어 지는 광 엔진부(10)와, 광 엔진부(10)를 감싸는 구조의 열 발산장치(11)와, 다수의 회로 기판으로 이루어진 회로부(12a, 12b, 12c)와, 열 발산장치(11) 및 광 엔진부(10)를 동시에 냉각하기 위한 냉각 팬(13)을 포함하여 이루어진다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 의한 영상투사장의 광 엔진부(10)의 일 실 시예를 상세하게 설명하겠다.

본 발명에 의한 광 엔진부(10)는 스크린(도시되지 않음)에 외부 장치에서 수신된 영상을 확대하여 투사되도록 하기 위해 복수의 렌즈(도시되지 않음)가 일렬 배치되는 투사계(9)와, 투사계와 직렬 배치되는 반사형 디스플레이 소자(14)와, 투사계(9)와 병렬 배치되고, 다수의 광원(15)을 포함하여 디스플레이 소자(14)로 광을 전달하는 광학계(8)를 포함한다. 다수의 광원(15)은 광학계(8)의 외곽에서 디스플레이 소자(14)로 각각 서로 다른 방향에서 서로 다른 색광을 발광한다.

이때, 반사형 디스플레이 소자(14)는, DMD 소자(14a)와 DMD 소자를 구동하기 위한 DMD 구동 회로기판(14b)을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에서 광원(15)은, 적색(Red), 청색(Blue), 녹색(Green)의 광을 발광하기 위한 점광원으로서 본 발명의 일실시예로 각각 다 수의 엘이디(LED: Light Emitting Diode)소자를 이용하는 것으로서 설명하겠으나, 기술적 발전에 의거하여 다른 점광원 소자로 교체 가능하다.

본 발명의 일실시예에서, 광원은 적어도 하나 이상의 적색 엘이디(Red LED, 도시되지 않음)를 가지는 제 1엘이디 모듈(15a)과, 제 1엘이디 모듈과 서로 마주보며 배치되고, 하나 이상의 청색 엘이디(Blue LED, 도시되지 않음)를 가지는 제 2엘이디 모듈(15b)과, 제 1엘이디 모듈(15a)과 제 2엘이디 모듈(15b) 사이에 배치되고 하나 이상의 녹색 엘이디(Green LED, 도시되지 않음)를 가지는 제 3엘이디 모듈(15c)로 이루어 진다.

이때 제 1엘이디 모듈(15a)은 디스플레이 소자(14)와 병렬 배치되고, 제 2엘 이디 모듈(15b)과 제 3엘이디 모듈(15c)의 위치는 서로 교체가 가능하다.

그리고 열 발산 장치(11)는 도면에 도시된 바와 같이 광학계(8)의 외곽에서 다수의 광원(15)과 접촉하면서 다수의 광원(15)에서 발생된 열이 발산되도록 한다. 이때 광원(15)에서 발생된 열은, 광원을 구성하고 있는 적어도 복수의 엘이디 모듈이 구동됨에 따라 각 엘이디 모듈에 실장되는 적어도 하나 이상의 엘이디 소자에 의해 발생되는 열과 주변 회로기기에서 전달되는 열 및 기타 장치 내부 및 외부에서 발생된 열도 포함된다.

그리고 회로부(12a, 12b, 12c)는 다수의 외부 신호 및 전원을 공급받기 위한 다수의 입력 포트가 실장된 인터페이스 회로기판부(12c)와, 광학계의 다수의 광원을 구동하기 위한 광원 구동부(12b)와, 인터페이스 회로기판부(12c) 및 광원 구동부(12b) 등을 제어하기 위한 메인 회로기판(12a)으로 이루어진다.

메인 회로 기판(12a)의 상부에는 메인회로기판 상에 실장되는 전자부품(도시도지 않음)에서 발생되는 전자기파를 차폐하기 위한 차폐 쉴드(16)가 전자부품을 덮도록 설치된다.

그리고 냉각팬(13)은 디스플레이 소자(14) 측에 설치되고, 양측 흡입부를 통해 디스플레이 소자 주변의 고온의 공기 및 외부 공기를 동시에 흡입하여, 열 발산장치(11) 방향으로 기류가 형성되도록 한다.

냉각팬(13)과 디스플레이 소자(14)의 DMD 구동 회로기판(14b) 사이에는 방열판(17)이 설치되어 디스플레이 소자(14)에서 발생된 열은 방열판(17)으로 전달[되고,]된다. 냉각팬(13)은 방열판(17)에 발산되는 열에 의해 고온으로 상승된 주변 공기를 흡입함과 동시에 상대적으로 저온의 외부 공기를 흡입하여 열 발산장치(11) 쪽으로 기류가 형성되도록 하여 디스플레이 소자(14)에서 발생된 열이 발산되도록 함과 동시에 열 발산장치(11)도 냉각되도록 한다.

이때 방열판(17)은 열 전도율이 좋은 알루미늄 재질로 형성되며, 열의 발산과 동시에 디스플레이 소자 및 냉각 팬을 고정시킬 수 있다.

그리고 영상 투사장치(1)는 냉각팬(13)에 의해 발생되는 기류를 안내하는 가이드부재를 가진다. 가이드부재는 도 3과 같이 냉각팬(13)의 외곽에 설치되는 덕트(33)로 구성될 수 있다. 덕트(33)는 그 양 측면과 열 발산장치(11)에 인접한 측면이 개구되어 양 측면 개구부를 통해 흡입공기를 안내하고, 열 발산장치(11) 쪽 개구부를 통해 토출공기를 안내한다. 또 가이드부재는 도 1과 같이, 냉각팬(13)과 열 발산장치(11)의 사이에 설치되어 냉각팬(13)에 의해 발생된 기류를 열 발산장치(11) 쪽으로 안내하는 가이드 판(23)으로 구성될 수 있다.

또한 투사계(9)의 외측에는 디스플레이 소자(14) 및 광학계(9)를 냉각하기 위한 보조 냉각팬(50)을 더 설치할 수 있다.

보조 냉각팬(50)은 투사계(9) 및 디스플레이 소자(14), 광학계(9)를 발열시키기 위해 외부 공기를 흡입하거나 하우징 내부의 뜨거운 공기를 방출하여 냉각효율을 향상 시킨다.

이하 본 발명에 의한 영상 투사장치의 일실시예 구성 및 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 영상 투사장치에서 열 발산장치(11)의 일 실시예의 구성 및 동작은 다음과 같다.

본 발명에 의한 영상 투사장치에서, 열 발산장치(11)는, 광학계(8)의 외곽에 설치되는 제 1엘이디 모듈(15a)과 제 2엘이디 모듈(15b), 제 3엘이디 모듈(15c)에 대응하여 각각 설치되는 다수의 열확산판(25a, 25b, 25c)과, 다수의 열확산판 간의 열 전달이 가능하게 연결되는 열 전달부재(22)와, 제 1 엘이디 모듈(15a)에 설치되는 열확산판(25a)의 외곽에 설치되는 히트 싱크(26)로 이루어 진다.

이때 도면 번호(30)은 열 전달부재(22)를 다수의 열확산판(25a, 25b, 25c)에 고정시키기 위한 고정판이며, 각각의 열 확산판과 나사 결합되나, 다양한 방법으로 결합 가능하다.

본 발명에서 광원의 일 실시예로 사용되는 엘이디는 온도가 상승하게 되면 시감도에 따른 광량이 떨어지게 되는 물성 특성을 갖는 반도체 소자로, 일정 온도로 유지되도록 하는 것이 중요하다. 특히 적색 엘이디는 청색 엘이디 또는 녹색 엘이디보다 더욱 온도에 민감하여, 본 발명의 일실시예에서는 적어도 하나 이상의 적색 엘이디 소자로 이루어진 제 1 엘이디 모듈(15a)에 접촉되어 설치되는 열확산판(25a)의 외곽에 히트싱크(26)를 설치한다.

이때 제 1 엘이디모듈(15a)에 결합된 열확산판(25a)과 히트싱크(26) 사이에는 방열판(31)을 설치하여 냉각효율이 향상되도록 할 수 있다.

이때 디스플레이 소자(14) 측에 설치되는 냉각팬(13)은 열 발산장치(11)의 히트싱크(26)의 측면에 위치하게 된다.

즉, 본 발명에 의한 영상 투사장치(1)에서는 냉각팬(13)의 전후 양 측면 방 향(A 방향, B방향)에서 외부 공기 및 디스플레이 소자(14)와 접촉되어 설치되는 방열판(17)의 주변 공기를 흡입하여 히트싱크(26) 방향(C 방향)으로 기류가 형성되도록 한다.

이때 히트싱크(26)는 다수의 냉각핀(26-1)을 포함하고, 냉각핀(26-1)은 냉각팬(13)에서 발생되는 기류가 통과될 수 있도록 가로방향(C 방향)으로 형성된다.

또한 열 전달부재(22)는 히트 파이프로 마련될 수 있다. 히트파이프는 제한적이지는 않으나 진공밀폐관으로 마련될 수 있다. 이 경우, 진공밀폐관의 내벽 면에는 다공성물질이 마련되며, 물 ,에탄올, 아세톤 등 매우 소량의 액상 작동유체가 다공성물질의 내부에 포화되도록 할 수 있다. 히트파이프는 고온부인 광원부측에서는 작동유체가 고열을 흡수하여 기화되고, 저온부인 히트싱크측에서는 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.

여기서, 히트파이프는 필요에 따라 복수개로 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 2개로 마련될 수 있다. 그러나 3개 이상으로 마련될 수도 있고, 하나만 마련될 수도 있다.

그리고 회로부에 대해서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

회로부는, 도면에 도시된 바와 같이, 다수의 외부 신호 및 전원을 공급받기 위한 다수의 입력 포트가 실장된 인터페이스 회로기판부(12c)와, 광학계의 다 수의 광원을 구동하기 위한 광원 구동부(12b)와, 인터페이스 회로기판부(12c) 및 광원 구동부(12b) 등을 제어하기 위한 메인 회로기판(12a)으로 이루어지며, 각각 열 발산장치(11)와 전체 또는 일부가 접촉되어 설치된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 투사장치의 일실시예에서 다수의 외부 신호 및 전원을 공급받기 위한 다수의 입력 포트가 실장된 인터페이스 회로기판부(12c)는 히트싱크(26)의 외곽에 접촉되어 설치된다.

인터페이스 회로기판부(12c)에는 영상신호입력포트(41)와 음성신호 입력포트(42)와 컴퓨터 신호포트(43) 등이 설치될 수 있으며, 또한 내장된 소프트 웨어의 갱신 및 보수용 연결 포트(47)와 전원 인가를 위한 전원 포트(44) 등이 설치될 수 있다. 또한 다수의 입력포트 외에 오디오 출력포트(45)를 인터페이스 회로기판(12c) 상에 설치하여 외부에서 음성신호 입력포트(42)를 통해 입력되는 음성을 오디오 출력포트(45)에 연결되는 헤드폰을 통해 청취할 수 있다.

또한 음성신호 입력포트(42)와 전원포트(44) 사이에는 리모콘 수신부(46)가 설치될 수 있다.

이때 음성신호 입력포트(42)는 좌, 우 오디오가 각각 분리되어 입력될 수 있도록 2 개의 포트로 구성될 수 있으며, 영상신호 입력포트(41)는 셋톱 박스, DVD 재생기 등 다양한 영상 재생장치와 연결될 수 있으며, 신호 전송 규격에 따라 다양한 입력 포트가 설치될 수 있다.

즉, 본 발명의 영상 투사장치(1)는 각종 포트 및 전원 포트가 영상 투사장치의 후방으로 노출되도록 인터페이스 회로기판(12c)을 내장하며, 또한 사용자가 영상 투사장치(1)의 후방에서 리모콘(도시되지 않음)을 이용하여 조정하기 용이하도 록 리모콘 수신부(46)를 인터페이스 회로기판(12c) 상에 설치하였다.

또한, 광원을 구동하기 위한 광원 구동부가 설치되는데, 도 1내지 4도에 도시된 바와 같이, 광원을 다 수의 엘이디 모듈을 이용할 때에, 광원 구동부(12b)는 제 2 엘이디 모듈(15b)과 접촉되는 열확산판(25b)의 외곽에 설치되는 엘이디 구동회로기판(49)으로 구성될 수 있다. 엘이디 구동회로기판(49)은 광원인 제 1 엘이디모듈(15a)과, 제 2 엘이디모듈(15b)과 제 3 엘이디모듈(15c)을 구동한다.

또한 엘이디 구동회로기판(49)은 제 3엘이디 모듈(15c)과 접촉하는 열확산판(25c)의 외곽에 설치 될 수도 있으나, 본 발명에서는 제 2 엘이디 모듈(15b)과 접촉하는 열확산판(25b)의 외곽에 설치되는 엘이디 구동회로기판(49)을 실시예로 제시한다.

그리고 인터페이스 회로기판(12c)과, 엘이디 구동회로 기판(49)과 전기적으로 연결되는 메인회로기판(12a)은 광 엔진부(10)의 상부에 설치된다.

메인회로기판(12a)에는 영상 투사장치의 동작을 제어하는 마이크로 컨트롤러 아이씨(Micro Controller IC) 및 기타 전기적 동작에 필요한 전자부품(도면에 도시되지 않음)이 실장된다.

그리고 메인회로기판(12a)에는 메인회로기판(12a)의 전자 부품에 의해 발생되는 전자파의 차단을 위해 전자부품의 일부를 덮는 차폐 쉴드(16)가 실장된다.

그리고 메인회로기판(12a)의 일부분은 히트싱크(26)의 상부와 접촉함에 따라 메인회로기판(12a) 상의 전자 부품의 동작으로 인해 발생되는 열은 히트싱크(26)에 의해 냉각 될 수 있다.

인터페이스 회로기판(12c)은 히트싱크(26)와 접촉되어 설치되고, 엘이디 구동회로기판(49)은 제 2 엘이디 모듈(15b)의 열확산판(25b)과 접촉되어 설치되고, 메인회로기판(12a)은 광 엔진부(10)를 덮으면서 히트싱크(26)의 상부에 일부가 접촉하여 설치됨에 따라 각 회로 기판에서 발생된 열은 히트싱크(26) 및 열확산판(25b)에 의해 냉각될 수 있다.

한편 본 발명에 의한 영상 투사장치의 하우징(3)에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 외부의 공기를 냉각팬(13) 또는 보조 냉각팬(50)에 공급하기 위한 흡입구(3-1) 및 히트싱크(26)를 거친 뜨거운 공기를 외부로 배출하기 위한 배출구(3-2)가 마련될 수 있다.

흡입구(3-1)와 베출구(3-2)는 다수의 관통홀이 형성되거나 격자 또는 슬롯(slot) 구조로 하우징(3)에 형성된다.

배출구(3-2)는 도 6에 도시된 바와 같이 히트싱크(26)를 거친 뜨거운 공기가 외부로 바로 배출되도록 히트싱크(26)의 위치에 대응되는 하우징(3)의 측면에 마련된다.

흡입구(3-1)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각팬(13)이 외부의 공기를 흡입할 수 있도록 냉각팬(13)의 위치에 대응하는 하우징(3)의 후면 일측에 마련될 수 있다.

그리고 보조 냉각팬(50)을 이용하여 외부 공기를 흡입할 때에도 보조 냉각팬이 바로 외부의 공기를 흡입할 수 있도록 보조 냉각팬(50)의 위치에 대응하는 하우징(3)의 측면에 별도의 흡입구(3-1')가 마련될 수 있다. 이때 보조 냉각팬(50)이 하우징(3) 내부의 뜨거운 공기를 배출하는 용도로 사용되면 배출구로도 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 영상 투사장치의 하우징(3)에는 영상 투사장치의 높이를 조절할 수 있는 스탠드 부재(60)가 설치되거나 도난방지용 잠금장치와 결합될 수 있는 잠금홀(70)이 마련된다.

또한 하우징(3)에는 영상 투사장치의 온/오프를 위한 전원키(51) 및 작동을 위한 각종 기능키(52)와 상태를 감지할 수 있는 표시등(53) 등이 더 마련될 수 있다.

본 발명의 의한 영상 투사장치의 냉각과정을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 디스플레이 소자로부터 발생된 열은 영상 투사장치(1)의 후부에 디스플레이 소자(14)의 DMD 구동회로 기판(14a)과 결합되는 방열판(17)으로 전달된다. 방열판(17)의 일측에서 히트싱크(26)의 측면에 설치된 냉각팬(13)은 외부 공기를 흡입함과 동시에 DMD 구동회로 기판(14a)과 접촉되도록 설치된 방열판(17)에 의해 뜨거워진 주변 공기를 흡입하여 히트싱크(26) 방향(C 방향)으로 기류를 발생시킨다. 히트싱크(26)로부터 열을 흡수한 뜨거운 공기는 배출구(3-2)를 통하여 외부로 배출된다. 또한 각 광원(15a, 15b, 15c)에서 발생된 열은 각 광원에 설치된 열확산판(25a, 25b, 25c)에 전달되고, 열확산판(25b, 25c)에 전달된 열은 히트 파이프와 같은 열전달 부재(22)를 통하여 제 1엘이디 모듈(15a)에 설치된 열확산판(25a)으로 전달된다. 또 이와 같이 열확산판(25a)으로 수집된 열은 히트싱크(26)에 접촉되어 설치되는 방열판(31)으로 전달되어 냉각된다.

또한 히트싱크(26)의 외곽에 설치된 인터페이스 회로기판(12c)은 냉각팬(13)에 의해 발생된 기류가 통과하게 되는 히트싱크(26)에 의해 냉각되고 광엔진부(10) 상부에 설치되는 메인회로 기판(12a)도 히트싱크(26)의 상부와 일부가 접촉하여 냉각된다.

광원을 구동하기 위한 엘이디 구동 회로기판(49)은 제 2엘이디모듈(15b)에 접촉되어 설치되는 열확산판(25b)에 연결되는 히트 파이프 등과 같은 열 전달부재(22)의 외곽에 설치됨에 따라 엘이디 구동 회로기판(49)에서 발생된 열은 열전달 부재(22)에 의해 히트싱크(26)와 접촉되는 방열판(31)에 전달되어 냉각된다.

보조 냉각팬(50)은, 광엔진부(10)의 투사계(9)의 외측에 설치되어 외부 공기를 흡입하여 냉각팬(13) 방향으로 기류가 형성되도록 하여 광엔진부(10) 및 디스플레이 소자(14)가 냉각되도록 하거나, 하우징(3) 내부 공기를 배출하여 광엔진부(10) 및 디스플레이 소자(14)의 냉각 효율을 향상되도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 투사장치의 구성을 도시한 분해사시도.

도 2 및 도 3은 도 1에서 일부 구성을 발췌하여 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 투사장치의 구성을 도시한 결합사시도.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 투사장치의 외관을 도시한 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 : 영상 투사장치 3 : 하우징

8 : 광학계 9 : 투사계

11 : 열 발산장치 12a : 메인 회로기판

12b : 광원 구동부 12c : 인터페이스 회로기판

13 : 냉각팬 14 : 디스플레이 소자

15a : 제1엘이디모듈 15b : 제2엘이디모듈

15c : 제3엘이디모듈 17 : 방열판

22 : 열전달부재 25a, 25b, 25c : 열확산판

26 : 히트싱크 50 : 보조 냉각팬

Claims

영상을 확대 투사하는 투사계와,

상기 투사계와 직렬로 배치되는 반사형 디스플레이 소자와,

상기 투사계와 병렬 배치되고, 복수의 광원을 포함하여 상기 디스플레이 소자로 광을 전달하는 광학계와,

상기 광학계의 외곽에 설치되어 상기 광원에서 발생된 열을 발산시키는 열 발산장치와,

상기 디스플레이 소자와 마주하도록 배치되어 공기를 흡입하며 상기 디스플레이 소자를 냉각하고, 상기 열 발산장치로 공기를 토출하여 상기 열 발산장치를 냉각하는 냉각 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 1항에 있어서.

상기 열 발산장치는,

상기 복수의 광원과 각각 접촉되는 복수의 열확산판과,

상기 복수의 열확산판 간의 열 전달이 가능하게 연결되는 열 전달 부재와,

상기 복수의 열확산판에서 적어도 하나의 열확산판의 외곽에 설치되는 히트 싱크를 포함하고,

상기 냉각팬은 상기 히트 싱크와 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 광원은, 서로 다른 색의 광을 발광하는 제 1 엘이디 모듈, 제 2 엘이디 듈, 제 3 엘이디 모듈을 포함하고,

상기 히트싱크는 상기 제 1 엘이디 모듈에 설치되는 열확산판의 외곽에 설치되는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 3 항에 있어서,

상기 광학계의 외곽에서 상기 제 1엘이디 모듈은 상기 디스플레이 소자와 병렬로 설치되고, 상기 제 1엘이디 모듈과 상기 제 2 엘이디 모듈은 서로 마주하여 배치되며, 상기 제 3 엘이디 모듈은 상기 제1 엘이디 모듈과, 상기 제2 엘이디 모듈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 엘이디 모듈은 적색광을 발광하기 위한 적어도 하나 이상의 적색 엘이디를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 히트 싱크는, 다수의 냉각핀을 포함하고, 상기 냉각핀은 상기 냉각팬에서 발생되는 기류가 통과될 수 있도록 가로방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 영 상 투사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 열 전달 부재는, 적어도 하나의 히트 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 냉각팬과 상기 히트 싱크 사이에는 상기 냉각팬에서 발생된 기류를 상기 히트 싱크로 안내하기 위한 가이드 판이 설치되는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제1 엘이디 모듈에 설치되는 열확산판과 상기 히트 싱크 사이에는 상기 제1 엘이디 모듈에 설치되는 열확산판에서 발생된 열을 상기 히트 싱크로 발산하기 위한 방열판이 설치되는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 투사계와, 상기 광학계와, 상기 열 발산장치의 상부에는 메인 회로기판이 설치되고, 상기 메인 회로기판의 일부분은 상기 히트 싱크와 접촉하는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 10 항에 있어서,

상기 메인 회로기판 상부에 실장되는 전자부품에서 발생되는 전자파를 차폐하기 위하여 상기 메인 회로기판의 상부의 일부분에는 차폐 쉴드가 설치된 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 히트 싱크의 외곽에는, 다수의 외부 신호가 입력되는 다수의 입력 포트가 실장된 인터페이스 회로기판이 설치되고,

상기 인터페이스 회로기판은 상기 히트 싱크에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 12 항에 있어서

상기 인터페이스회로 기판에는 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력 포트가 더 포함되는 것을 특징으로 영상 투사 장치.
제 12 항에 있어서

상기 인터페이스회로 기판에는 리모콘 신호를 수신하기 위한 리모콘 수신부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치
제 2 항에 있어서

상기 복수의 열확산판에서 적어도 하나의 열확산판의 외곽에는 상기 광원을 구동하기 의한 광원 구동부가 설치되고, 상기 광원 구동부는 대응되는 상기 열확산판에 열을 전달하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 15 항에 있어서,

상기 광원은, 서로 다른 색의 광을 발광하는 제 1 엘이디 모듈, 제 2 엘이디 모듈, 제 3 엘이디 모듈을 포함하고,

상기 제 2 엘이디 모듈에 접촉되는 열확산판 또는 상기 제 3 엘이디 모듈에 접촉되는 열확산판의 외곽에는 상기 광원 구동부로써 엘이디 구동 회로기판이 설치되는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 1 항에 있어서,

상기 디스플레이 소자는 DMD 소자와, 상기 DMD 소자를 구동하기 위한 DMD 구동 회로기판을 포함하고, 상기 냉각팬은 상기 DMD 구동 회로기판의 후방에 배치되는 것을 특징으로 영상 투사 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 냉각팬과 상기 DMD 구동 회로 기판 사이에는 방열판이 설치된 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 투사계의 외측에 설치되어 상기 투사계 및 상기 광학계를 발열시키기 위해 외부 공기를 흡입하거나 내부 뜨거운 공기를 방출하는 보조 냉각팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
영상을 확대 투사하는 투사계와,

상기 투사계와 직렬로 배치되는 반사형 디스플레이 소자와,

상기 투사계와 병렬 배치되고, 복수의 광원을 포함하여 상기 디스플레이 소자로 광을 전달하는 광학계와,

상기 광원을 구동하기 위한 광원 구동부와,

적어도 하나의 입력 포트를 가지는 인터페이스 회로기판;과

상기 광원 구동부와 인터페이스 회로기판을 제어하는 메인 회로기판;과

상기 광학계의 외곽에 설치되어 상기 광원, 광원 구동부, 인터페이스 회로기판과 메인 회로기판으로부터 열을 수집하여 발산시키는 열 발산장치;와

상기 디스플레이 소자와 상기 열 발산장치를 냉각시키는 냉각팬;을

포함하는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 20 항에 있어서,

상기 디스플레이 소자는 상기 냉각팬으로 흡입되는 공기에 의해 냉각되는 것 을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 20 항에 있어서,

상기 열 발산장치는,

상기 복수의 광원과 각각 접촉되는 복수의 열확산판과,

상기 복수의 열확산판 간의 열 전달이 가능하게 연결되는 열 전달 부재와,

상기 복수의 열확산판에서 적어도 하나의 열확산판의 외곽에 설치되는 히트 싱크를 포함하고,

상기 냉각팬은 상기 히트 싱크와 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 영상 투사 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 메인 회로기판의 일부분은 상기 히트 싱크와 접촉하여 상기 히트 싱크로 열을 전달하는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 22 항에 있어서,

상기 광원 구동부는 상기 복수의 열확산판 중 적어도 하나의 열확산판에 접촉하는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.
제 22 항에 있어서,

상기 인터페이스 회로기판은 상기 히트 싱크의 외측에 접촉하는 것을 특징으로 하는 영상 투사장치.