(57)【要約】【課題】  発光ダイオードを採用した照明ユニット、及びこれを採用した画像投射装置を提供する。【解決手段】  第１放熱板と、相異なる色相の複数の光を放出し、第１放熱板に載置されるＬＥＤと、該ＬＥＤから照射される光を視準させる視準器とをそれぞれ備える複数の光源モジュールとを備える照明ユニットであり、該視準器は、放物反射面を備え、該第１放熱板は、複数の光源モジュールが収容されるハウジングの一部である。【選択図】      図２
2006108088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１放熱板と、
相異なる色相の複数の光を放出し、前記第１放熱板に載置されるＬＥＤと前記ＬＥＤから照射される光を視準させる視準器とをそれぞれ備える複数の光源モジュールとを備えることを特徴とする照明ユニット。
【請求項２】
前記視準器は、放物反射面及び前記放物反射面と対面する入光面と、前記放物反射面及び前記入光面と交差される出光面とを備え、前記ＬＥＤは、前記反射面の焦点に位置することを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記各光源モジュールは、一つ以上の視準器が一列に配列された複数の視準器群と、一つ以上のＬＥＤが一列に配列された複数のＬＥＤ群とを備え、
前記複数のＬＥＤ群は、互いに階段状に段差をつけて位置し、
前記第１放熱板には、前記複数のＬＥＤ群の前記ＬＥＤが載置されるように、前記複数のＬＥＤ群に対応するように階段状に段差のついた複数の載置部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項４】
前記複数の光源モジュールから出てくる複数の光を単一の光路に案内する色合成部材と、
前記色合成部材から出射される光を集光させる集光レンズユニットと、
前記複数の光源モジュールと、前記色合成部材と、前記集光レンズユニットとが収容されるハウジングとをさらに備え、
前記第１放熱板は、前記ハウジングの一部であることを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項５】
第２放熱板をさらに備え、
前記各光源モジュールは、一つ以上の視準器が一列に配列された複数の視準器群と、一つ以上のＬＥＤが一列に配列された複数のＬＥＤ群とを備え、
前記複数のＬＥＤ群のうち一部のＬＥＤ群のＬＥＤは、前記第１放熱板に載置され、残りのＬＥＤ群のＬＥＤは、前記第２放熱板に載置されることを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項６】
前記一部のＬＥＤ群と残りのＬＥＤ群の各ＬＥＤ群は、互いに階段状に段差をつけて位置し、前記第１及び第２放熱板には、前記各ＬＥＤ群に対応するように階段状に段差のついた第１及び第２載置部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項５に記載の照明ユニット。
【請求項７】
前記複数の光源モジュールから出てくる複数の光を単一の光路に案内する色合成部材と、
前記色合成部材から出射される光を集光させる集光レンズユニットと、
前記複数の光源モジュールと、前記色合成部材と、前記集光レンズユニットとが収容されるハウジングとをさらに備え、
前記第１及び第２放熱板は、前記ハウジングの一部であることを特徴とする請求項５に記載の照明ユニット。
【請求項８】
一つ以上の放熱板を含むハウジングと、
放物反射面及び前記放物反射面と対面する入光面と、前記放物反射面及び前記入光面と交差される出光面とを備える視準器と、前記放物反射面の焦点に位置するＬＥＤとを備え、前記ハウジング内部に収容されて相異なる色相の光を照射する複数の光源モジュールとを備え、
前記複数の光源モジュールの前記ＬＥＤは、冷却のために前記放熱板に載置されることを特徴とする照明ユニット。
【請求項９】
相異なる色相の複数の光を順次に照射する照明ユニットと、前記照明ユニットから照射される複数の光を画像情報に合わせて順次に変調する光変調素子と、前記変調された複数の光をスクリーンに投射する投射レンズユニットとを備え、前記照明ユニットは、
第１放熱板と、
相異なる色相の複数の光を放出し、前記第１放熱板に載置されるＬＥＤと前記ＬＥＤから照射される光を視準させる視準器とをそれぞれ備える複数の光源モジュールとを備えることを特徴とする画像投射装置。
【請求項１０】
前記視準器は、放物反射面及び前記放物反射面と対面する入光面と、前記放物反射面及び前記入光面と交差される出光面とを備え、前記ＬＥＤは、前記反射面の焦点に位置することを特徴とする請求項９に記載の画像投射装置。
【請求項１１】
前記各光源モジュールは、一つ以上の視準器が一列に配列された複数の視準器群と、一つ以上のＬＥＤが一列に配列された複数のＬＥＤ群とを備え、
前記各ＬＥＤ群は、互いに階段状に段差をつけて位置し、
前記照明ユニットは、前記各ＬＥＤ群の前記ＬＥＤが載置されるように、前記各ＬＥＤ群に対応するように階段状に段差をつけ、前記第１放熱板に設けられる複数の載置部をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の画像投射装置。
【請求項１２】
前記照明ユニットは、
前記複数の光源モジュールから出てくる複数の光を単一の光路に案内する色合成部材と、
前記色合成部材から出射される光を集光させる集光レンズユニットと、
前記複数の光源モジュールと、前記色合成部材と、前記集光レンズユニットとが収容されるハウジングとをさらに備え、
前記第１放熱板は、前記ハウジングの一部であることを特徴とする請求項９に記載の画像投射装置。
【請求項１３】
前記照明ユニットは、第２放熱板をさらに備え、
前記各光源モジュールは、一つ以上の視準器が一列に配列された複数の視準器群と、一つ以上のＬＥＤが一列に配列された複数のＬＥＤ群とを備え、
複数のＬＥＤ群のうち一部のＬＥＤ群のＬＥＤは、前記第１放熱板に載置され、残りのＬＥＤ群のＬＥＤは、前記第２放熱板に載置されることを特徴とする請求項９に記載の画像投射装置。
【請求項１４】
前記一部のＬＥＤ群と残りのＬＥＤ群の各ＬＥＤ群は、互いに階段状に段差をつけて位置し、
前記照明ユニットは、前記各ＬＥＤ群に対応するように階段状に段差をつけ、前記第１及び第２放熱板にそれぞれ設けられる第１及び第２載置部をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の画像投射装置。
【請求項１５】
前記照明ユニットは、
前記複数の光源モジュールから出てくる複数の光を単一の光路に案内する色合成部材と、
前記色合成部材から出射される光を集光させる集光レンズユニットと、
前記複数の光源モジュールと、前記色合成部材と、前記集光レンズユニットとが収容されるハウジングとをさらに備え、
前記第１及び第２放熱板は、前記ハウジングの一部であることを特徴とする請求項１３に記載の画像投射装置。
【請求項１６】
相異なる色相の複数の光を順次に照射する照明ユニットと、前記照明ユニットから照射される複数の光を画像情報に合わせて順次に変調する光変調素子と、前記変調された複数の光をスクリーンに投射する投射レンズユニットとを備え、前記照明ユニットは、
一つ以上の放熱板を含むハウジングと、
放物反射面及び前記放物反射面と対面する入光面と、前記放物反射面及び前記入光面と交差される出光面とを備える視準器と、前記放物反射面の焦点に位置するＬＥＤとを備え、前記ハウジング内部に収容されて相異なる色相の光を照射する複数の光源モジュールとを備え、
前記複数の光源モジュールの前記ＬＥＤは、冷却のために前記放熱板に載置されることを特徴とする画像投射装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの放熱板を備えるハウジングと、
前記放熱板に載置される少なくとも１つのＬＥＤと、前記ＬＥＤから入射される光を視準させて他の方向に出射させる少なくとも１つの視準器とを備える少なくとも１つの光源モジュールとを備え、前記ＬＥＤから発生する熱が前記放熱板に放出されることを特徴とする照明ユニット。
【請求項１８】
前記視準器は、光を視準させる放物反射面を備えることを特徴とする請求項１７に記載の照明ユニット。
【請求項１９】
前記放物反射面の円錐係数は、−０．４から−２．５の範囲であることを特徴とする請求項１８に記載の照明ユニット。
【請求項２０】
一列に配列された複数の前記ＬＥＤと、前記複数のＬＥＤに対応する複数の前記視準器とを備えることを特徴とする請求項１８に記載の照明ユニット。
【請求項２１】
前記複数のＬＥＤは、前記放熱板に互いに階段状に段差をつけて位置する複数のＬＥＤ群を備え、
前記複数の視準器は、複数のＬＥＤ群に対応する複数の視準器群を供え、
前記複数の視準器群は、光の出射方向の長さが相異なることを特徴とする請求項２０に記載の照明ユニット。
【請求項２２】
前記放熱板には、前記複数のＬＥＤが載置されるように、前記複数のＬＥＤ群に対応するように階段状に段差のついた複数の載置部が設けられていることを特徴とする請求項２１に記載の照明ユニット。
【請求項２３】
前記ハウジングは、その上下板をそれぞれ形成する第１及び第２放熱板を備え、
前記少なくとも１つの光源モジュールは、前記第１及び第２放熱板を介してＬＥＤの熱を放出することを特徴とする請求項１７に記載の照明ユニット。
【請求項２４】
複数の光を照射する照明ユニットと、前記照明ユニットから照射される複数の光を画像情報に合わせて変調する光変調素子と、前記変調された複数の光をスクリーンに投射する投射レンズユニットとを備え、前記照明ユニットは、
少なくとも１つの放熱板を備えるハウジングと、
前記放熱板に載置される少なくとも１つのＬＥＤと、前記ＬＥＤから入射される光を視準させて他の方向に出射させる少なくとも１つの視準器とを備える少なくとも１つの光源モジュールとを備え、前記ＬＥＤから発生する熱が前記放熱板に放出されることを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用した照明ユニット、及びこれを適用した画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置は、光変調素子を照明するための照明ユニットを備える。照明ユニットの光源としては、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプなどが使われる。メタルハライドランプや超高圧水銀ランプは、そのサイズが非常に大きく、照明ユニットが大型化されるという問題点がある。また、それらランプは、その寿命がせいぜい数千時間ほどであるために、ランプを頻繁に交換せねばならないという不便さがある。かかる問題を解決するために、光源として相対的に長寿命であるＬＥＤを使用しようとする研究が進められている。特許文献１には、ＬＥＤを利用した画像投射装置が示されている。
【０００３】
ＬＥＤが駆動されるときに、熱が発生する。ＬＥＤの光効率は、温度に依存する。図１は、温度によるＬＥＤの光出力の変化を図示したグラフである。図１を参照するに、４５℃の光出力を１００％とするとき、温度が低くなるほど光出力が高まり、温度が高まるほど光出力が減少するということが分かる。従って、ＬＥＤから発生する熱を効果的に放出できる放熱構造が要求される。特許文献２には、ＬＥＤの周囲に円形に形成された放熱フィンを備える放熱構造が示されている。
【０００４】
画像投射装置の照明ユニットは、相異なる色相の光を放出する複数のＬＥＤを備える。その場合、それぞれのＬＥＤごとに前記特許文献２に開示された放熱構造が適用されねばならないために、照明ユニットが大きくなってしまう。
【０００５】
ＬＥＤは、一般的にメタルハライドランプや超高圧水銀ランプに比べて光量が少ない。従って、適切な光量を確保するために、ＬＥＤアレイが使われる。前記特許文献２をＬＥＤアレイに適用する場合には、それぞれのＬＥＤごとに前記特許文献２に開示された放熱構造が適用されねばならないために、照明ユニットがさらに一層大きくなってしまう。
【特許文献１】米国特許第２００３／０１３３０８０号明細書
【特許文献２】韓国特許公開第２００４−００３７５２３号公報
【特許文献３】韓国特許公開第２００３−００７９７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するために案出され、ＬＥＤが駆動されるときに発生する熱を効果的に放出できるように改善された照明ユニット、及びそれを採用した画像投射装置を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するための本発明の照明ユニットは、第１放熱板と、相異なる色相の複数の光を放出し、前記第１放熱板に載置されるＬＥＤと前記ＬＥＤから照射される光を視準させる視準器とをそれぞれ備える複数の光源モジュールとを備える。
【０００８】
前述の課題を解決するための本発明の画像投射装置は、相異なる色相の複数の光を順次に照射する照明ユニットと、前記照明ユニットから照射される複数の光を画像情報に合わせて順次に変調する光変調素子と、前記変調された複数の光をスクリーンに投射する投射レンズユニットとを備え、前記照明ユニットは、第１放熱板と、相異なる色相の複数の光を放出し、前記第１放熱板に載置されるＬＥＤと前記ＬＥＤから照射される光を視準させる視準器をそれぞれとを備える複数の光源モジュールとを備える。
【０００９】
一実施形態として、前記視準器は、放物反射面及び前記放物反射面と対面する入光面と、前記放物反射面及び前記入光面と交差される出光面とを備え、前記ＬＥＤは、前記反射面の焦点に位置する。
【００１０】
一実施形態として、前記各光源モジュールは、一つ以上の視準器が一列に配列された複数の視準器群と、一つ以上のＬＥＤが一列に配列された複数のＬＥＤ群とを備え、前記複数のＬＥＤ群は、互いに階段状に段差をつけて位置し、前記第１放熱板には、前記複数のＬＥＤ群の前記ＬＥＤが載置されるように、前記複数のＬＥＤ群に対応するように階段状に段差のついた複数の載置部が設けられる。
【００１１】
一実施形態として、前記照明ユニットは、第２放熱板をさらに備え、前記各光源モジュールは、一つ以上の視準器が一列に配列された複数の視準器群と、一つ以上のＬＥＤが一列に配列された複数のＬＥＤ群とを備え、前記複数のＬＥＤ群のうち一部のＬＥＤ群のＬＥＤは、前記第１放熱板に載置され、残りのＬＥＤ群のＬＥＤは、前記第２放熱板に載置される。前記の部のＬＥＤ群と残りのＬＥＤ群の各ＬＥＤ群は、互いに階段状に段差をつけて位置し、前記第１及び第２放熱板には、前記各ＬＥＤ群に対応するように階段状に段差のついた第１及び第２載置部がそれぞれ設けられる。
【００１２】
前述の課題を解決するための本発明の照明ユニットは、一つ以上の放熱板を備えるハウジングと、放物反射面及び前記放物反射面と対面する入光面と前記放物反射面及び前記入光面と交差される出光面とを備える視準器と、前記放物反射面の焦点に位置するＬＥＤとを備え、前記ハウジング内部に収容されて相異なる色相の光を照射する複数の光源モジュールとを備え、前記複数の光源モジュールの前記ＬＥＤは、冷却のために前記放熱板に載置される。
【００１３】
前述の課題を解決するための本発明の画像投射装置は、相異なる色相の複数の光を順次に照射する照明ユニットと、前記照明ユニットから照射される複数の光を画像情報に合わせて順次に変調する光変調素子と、前記変調された複数の光をスクリーンに投射する投射レンズユニットとを備え、前記照明ユニットは、一つ以上の放熱板を含むハウジングと、放物反射面及び前記放物反射面と対面する入光面と前記放物反射面及び前記入光面と交差される出光面とを備える視準器と、前記放物反射面の焦点に位置するＬＥＤとを備え、前記ハウジング内部に収容されて相異なる色相の光を照射する複数の光源モジュールとを備え、前記複数の光源モジュールの前記ＬＥＤは、冷却のために前記放熱板に載置される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による照明ユニット及びこれを採用した画像投射装置によれば、次のような効果を得ることができる。
【００１５】
第一に、光源としてＬＥＤを採用することにより、長寿命化及び小型化された照明ユニット及び画像投射装置の具現が可能である。
【００１６】
第二に、放物反射面を利用し、ＬＥＤから放出された光を視準することにより、１つのＬＥＤを使用する場合はもとより、ＬＥＤアレイを使用するときにも、非常に高効率に光を視準させられる。
【００１７】
第三に、複数のＬＥＤを共通の放熱板を利用して冷却させることにより、温度によるＬＥＤの光量変化を防止でき、照明ユニット及び画像投射装置の明度を向上させることができる。
【００１８】
第四に、照明ユニットをモジュール化することにより、単純な構造を有する小型化された画像投射装置の具現が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
図２は、本発明による照明ユニットの一実施形態を図示した分解斜視図である。図２を参照するに、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）光を放出する光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが載置される第１放熱板７０とが図示されている。各光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、ＬＥＤ１０と、ＬＥＤ１０から照射される光を視準させる視準器２０とを備える。本実施形態の視準器２０は、図３に図示されているように、放物反射面２１と、放物反射面２１と対面している入光面２２と、放物反射面２１及び入光面２２と交差される出光面２３とを備える。
【００２１】
放物反射面２１は、円錐係数Ｋ＝−１である厳密な放物面だけを意味するものではない。少なくとも本明細書で使われる放物反射面２１は、Ｋが−０．４から−２．５の範囲、望ましくは−０．７から−１．６の範囲の非球面を意味する。放物反射面２１のためのＫ値は、ＬＥＤ１０から放射される光を照明しようとする対象体に有効に照明できる放射角の範囲で視準させるために、上記の範囲内で適切に選定可能である。Ｋ＝−１である放物反射面２１を例として説明する。入光面２２は、例えば放物反射面２１の主軸２４を含むか、または主軸２４を含む平面と平行であるか、または主軸２４を含む平面に対して所定角に傾斜した面でありうる。視準器２０は、放物面状の外面を有する透光体（例えば、ガラス）である。放物反射面２１は、放物面状の外面に反射コーティングすることによって形成可能である。
【００２２】
一実施形態として、ＬＥＤ１０は図４に図示されているように、光を放出するＬＥＤチップ１１と、ＬＥＤチップ１１から発生する熱を放出するための熱放出体１２と、ＬＥＤチップ１１に電流を供給するための電極１３とを備える。ＬＥＤ１０は、ＬＥＤチップ１１を覆うドームレンズ（またはキャップ）１４をさらに備えうる。ＬＥＤ１０の構成は、当業者に公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００２３】
ＬＥＤ１０は、放物反射面２１の焦点Ｆに位置する。言い換えれば、ＬＥＤ１０は、ＬＥＤチップ１１が放物反射面２１の焦点Ｆに位置するように設置される。視準器２０は、入光面２２から凹型に形成され、ドームレンズ（またはキャップ）１４の収容空間を提供する凹部（図示せず）をさらに備えられる。ＬＥＤ１０は、例えば入光面２２に接合される。ＬＥＤチップ１１は、厳密にいって点光源ではない面光源であるので、正確にいって放物反射面２１の焦点Ｆに位置することはない。従って、厳密にいえば、ＬＥＤ１０は、放物反射面２１の焦点付近に位置する。本実施形態で、ＬＥＤ１０は、その光軸１５が放物反射面２１の主軸２４とほぼ垂直になるように配置されるが、それによって本発明の範囲が限定されるものではない。
【００２４】
図３に図示されているように、ＬＥＤチップ１１から放射された光は、入光面２２を介して視準器２０内部に入射される。光は、放物反射面２１で反射され、主軸２４とほぼ平行の平行光に視準され、出光面２３を介して出射される。「ほぼ平行の光」とは、前述のように、ＬＥＤチップ１１が事実上面光源であるために、あらゆる光が焦点Ｆから放出されるのではなく、焦点Ｆ付近から放出されるために、光が完全な平行光にならないためである。
【００２５】
ＬＥＤ１０が駆動されるときに熱が発生する。ＬＥＤ１０の光効率は、図１に図示されているように温度に依存する。従って、ＬＥＤから発生する熱を効果的に放出できる放熱構造が要求される。本実施形態の照明ユニットは、ＬＥＤ１０を第１放熱板７０に直接載置することにより、ＬＥＤ１０から発生した熱を効果的に放出させることを特徴とする。図２に図示されているように、各光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０ＢのＬＥＤ１０は、第１放熱板７０に載置される。第１放熱板７０には、ＬＥＤ１０が載置される載置部７３が設けられうる。このとき、ＬＥＤ１０の熱放出体１２は、直接または載置部７３を経て第１放熱板７０と接触される。第１放熱板７０は、アルミニウムなどの金属から製造され、図２に図示されているように、多数の放熱フィン７１を有することができる。第１放熱板７０は、ヒートパイプ（図示せず）の蒸発部でありうる。ＬＥＤ１０が駆動される過程で発生した熱は、熱放出体１２を経て第１放熱板７０に伝えられる。かかる構成により、複数の光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０ＢのＬＥＤ１０を効果的に冷却させることができる簡単な放熱構造を有する照明ユニットの具現が可能である。
【００２６】
ＬＥＤ１０は、一般的に光量がメタルハライドランプや超高圧水銀ランプより少ない。従って、各光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、複数のＬＥＤ１０と視準器２０とを備えることも可能である。その場合に、レンズを利用せずに放物反射面２１を利用して光を視準させるために、レンズを利用する場合に比べ、高効率に光を視準させられる。例えば、図５に図示されているように、複数のＬＥＤ１０と複数の視準器２０とが一次元配列されうる。複数のＬＥＤ１０は、第１放熱板７０に載置される。
【００２７】
複数のＬＥＤ１０と複数の視準器２０は、二次元配列されることもある。図６を参照するに、それぞれ４個の視準器２０が一列に配列された３個の視準器群Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と、それぞれ４個のＬＥＤ１０が一列に配列された３個のＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とが図示されている。各ＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、互いに階段状に段差をつけて位置する。第１放熱板７０には、各ＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のＬＥＤ１０が載置される３個の載置部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が設けられる。３個の載置部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、３個のＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対応するように階段状に段差をつけて形成される。かかる構成により、複数のＬＥＤ１０から発生した熱は、第１放熱板７０に効果的に放出される。
【００２８】
図２に図示されているように、照明ユニットは、複数の光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが収容されたハウジング６０をさらに備えられる。このとき、第１放熱板７０は、ハウジング６０の一部（例えば、下板）を形成する。照明ユニットは、複数の光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂから出てくる複数の光を単一の光路に案内する色合成部材４０と、光を照明する対象体に集光させる集光レンズユニット５０とをさらに備える。本実施形態の色合成部材４０は、平行に配置された第１及び第２ダイクロイックフィルタ４１，４２を含む。第１ダイクロイックフィルタ４１は、Ｇ光を反射させる。第２ダイクロイックフィルタ４２は、Ｂ光とＧ光を反射させる。光源モジュール３０Ｒから照射されたＲ光は第２ダイクロイックフィルタ４２を透過して集光レンズユニット５０に入射される。光源モジュール３０Ｇから照射されたＧ光は、第１及び第２ダイクロイックフィルタ４１，４２で反射されて集光レンズユニット５０に入射される。光源モジュール３０Ｂから照射されたＢ光は、第１ダイクロイックフィルタ４１を透過して第２ダイクロイックフィルタ４２で反射されて集光レンズユニット５０に入射される。従って、光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂから照射された複数の光は、色合成部材４０によって集光レンズ５０に入射される。色合成部材４０と集光レンズユニット５０は、第１放熱板７０に載置されてハウジング６０の内部に収容される。かかる構成により、モジュール化された照明ユニットの具現が可能である。
【００２９】
複数のＬＥＤ１０と複数の視準器２０は、図７に図示されているような形態に二次元配列されることもある。図７を参照するに、それぞれ４個の視準器２０が一列に配列された視準器群Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と、それぞれ４個のＬＥＤ１０が一列に配列されたＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とが図示されている。視準器群Ｃ１，Ｃ２とＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２は、ＬＥＤ１０が上向きに配置され、視準器群Ｃ３，Ｃ４とＬＥＤ群Ｌ３，Ｌ４は、ＬＥＤ１０が下向きに配置される。ＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２は、互いに上側に階段状に段差をつけて位置する。ＬＥＤ群Ｌ３，Ｌ４は、互いに下側に階段状に段差をつけて位置する。
【００３０】
かかる形態の光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０ＢのＬＥＤ１０を冷却させるために、図８に図示されているように、第１及び第２放熱板７０，８０を備える照明ユニットを考慮することができる。第１及び第２放熱板７０，８０は、例えばハウジング６０の上下板である。第１放熱板７０には、ＬＥＤ群Ｌ３，Ｌ４のＬＥＤ１０が載置されるように、ＬＥＤ群Ｌ３，Ｌ４に対応するように階段状に段差のついた載置部Ｍ３，Ｍ４が設けられる。第２放熱板８０には、ＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２のＬＥＤ１０が載置されるように、ＬＥＤ群Ｌ１，Ｌ２に対応するように階段状に段差をつけて形成される載置部Ｍ１，Ｍ２が設けられる。かかる構成により、ＬＥＤ１０の駆動過程で発生した熱は、第１及び第２放熱板７０，８０に放熱されうる。
【００３１】
色合成部材４０は互いに交差されるように位置する第３及び第４ダイクロイックフィルタ４３，４４を含む。第３ダイクロイックフィルタ４３は、Ｂ光を反射させる。第４ダイクロイックフィルタ４４は、Ｒ光を反射させる。Ｇ光は、第３及び第４ダイクロイックフィルタ４３，４４を透過する。従って、光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂから照射された複数の光は、色合成部材４０によって集光レンズユニット５０に入射される。色合成部材４０と集光レンズユニット５０は、第１放熱板７０に載置され、ハウジング６０の内部に収容される。かかる構成により、モジュール化された照明ユニットの具現が可能である。
【００３２】
前述のように、本発明による照明ユニットは、多数のＬＥＤ１０を共通の放熱板７０及び／または８０で冷却させることができる非常に簡単な放熱構造を採択している。従って、照明ユニットの小型化及び低値化が可能である。光源モジュール３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを含む構成要素をハウジング６０の内部に収容することにより、モジュール化された照明ユニットを具現できる。ハウジング６０の一部を放熱板７０，８０として使用するために、照明ユニットの構成がさらに簡単になる。
【００３３】
モジュール化された図２から図８に図示された照明ユニットは、画像投射装置の照明ユニットとして採用可能である。図９は、本発明による画像投射装置の一実施形態を図示した構成図である。図９を参照するに、画像投射装置は、照明ユニット１００、光変調素子２００、投射レンズユニット３００を含む。照明ユニット１００は、Ｒ光、Ｇ光、青光を順次に放出する。照明ユニット１００は、例えば図２から図８に図示されているような構成を有する。光変調素子２００は、照明ユニット１００から順次に放出されるＲ光、Ｇ光、青光を画像データに合わせて順次に変調する。本実施形態の画像投射装置は、１つの反射型の光変調素子を使用する単板式の画像投射装置である。光変調素子２００としては、例えばＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）が使われうる。
【００３４】
照明ユニット１００から順次に出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、積分器４０３に入射される。積分器４０３は、均一な光度を有する面光を形成する。積分器４０３としては、四角断面を有したガラスロッドまたは内部反射面を有した光トンネルが採用可能である。積分器４０３から出射された光は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム４０５を経て光変調素子２００に入射される。リレイレンズユニット４０４は、積分器４０３から出射される光を光変調素子２００の開口に合わせて拡大または縮少する。光変調素子２００は、Ｒ光、Ｇ光、青光を画像情報に対応するように順次に変調させる。変調された光は、ＴＩＲプリズム４０５によって投射レンズユニット３００に案内される。投射レンズユニット３００は、変調された光をスクリーンＳに拡大投射する。本発明による照明ユニット１００は、液晶パネル（図示せず）のような透過型の光変調素子を採用する画像投射装置にも採用可能である。
【００３５】
前述のような画像投射装置によれば、光源としてＬＥＤ１０を採用することにより、照明ユニット１００の長寿命化及び画像投射装置の小型化が可能である。レンズによらずに放物反射面２１を利用し、ＬＥＤ１０から放出された光を視準することにより、光利用効率を向上させて画像投射装置の明度を向上させることができる。さらに、光源としてＬＥＤアレイを使用する場合に、放物反射面２１を使用して光を視準させることにより、レンズを使用するときよりさらに効果的に光を視準させられる。照明ユニットに使われる複数のＬＥＤ１０を共通の放熱板７０及び／または８０を利用して冷却させることにより、温度によるＬＥＤ１０の光量変化を防止でき、画像投射装置の明度を向上させることができる。モジュール化された照明ユニット１００を備えることにより、単純な構造を有する小型化された画像投射装置の具現が可能である。
【００３６】
本発明は、前記に説明されて図面に例示されていることにより限定されるものではなく、特許請求の範囲内でさらに多くの変形及び変容例が可能であるということは、いうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ＬＥＤを使用する照明ユニットに適用され、ＬＥＤが駆動されるときに発生する熱を効果的に放出できる小型化された放熱構造を提供することが可能であり、例えば画像投射関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ＬＥＤの温度と光出力との関係を示したグラフである。
【図２】本発明による照明ユニットの一実施形態を示した分解斜視図である。
【図３】図２に示された光源モジュールを詳細に示した断面図である。
【図４】ＬＥＤの一例を示した部分切開斜視図である。
【図５】ＬＥＤと視準器とが一次元状に配列された光源モジュールの一例を示した斜視図である。
【図６】ＬＥＤと視準器とが二次元状に配列された光源モジュールの一例を示した斜視図である。
【図７】ＬＥＤと視準器とが二次元状に配列された光源モジュールの他の例を示した斜視図である。
【図８】本発明による照明ユニットの他の実施形態を示した分解斜視図である。
【図９】本発明による画像投射装置の一実施形態を示した構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    ＬＥＤ
２０    視準器
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ  光源モジュール
４０    色合成部材
４１    第１ダイクロイックフィルタ
４２    第２ダイクロイックフィルタ
５０    集光レンズユニット
６０    ハウジング
７０    第１放熱板
７１    放熱フィン
７３    載置部
１００  照明ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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