(57)【要約】【課題】体積の小型化を目指し、  発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタを提供する。【解決手段】発光ダイオードを光源とする光学エンジン、回路板モジュール、ヒートシンクモジュール、メインフレーム、より構成し、該回路板モジュールの第一及び第二回路板を重ねた形で設置し、発光ダイオードと該回路モジュールの制御ユニットを該ヒートシンクモジュールの吸引口から放熱ファンを経て送風口に至るまでの放熱ルート上に設置する。【選択図】        図４
2006106682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学エンジン、回路板モジュール、ヒートシンクモジュール、ヒューマンインターフェイス、メインフレームとより構成される発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタにおいて、
投影に必要な光を提供する発光ダイオードを含む光学エンジンと、
該光学エンジンに連結され、該光学エンジンの投影を制御するものであり、相互に平行に設置される第一および第二回路板と、別の装置と連結すべく設けられた少なくとも一つの連結インターフェイスと、前記光学エンジンにより投影を行うべく該連結インターフェイスより入力されるイメージデータを処理する制御モジュールとを含む該回路板モジュールと、
前記光学エンジン及び回路板モジュールに対して放熱を行ない、該放熱モジュールには少なくとも放熱ファン、送風口、吸入口を含み、該吸入口から該放熱ファンを通り該送風口に至るまでの放熱ルートを形成し、且つ、前記発光ダイオードと制御ユニットが該放熱ルート上に位置する前記ヒートシンクモジュールと、
前記イメージプロジェクタを操作者により操作するため該回路板モジュールに連結される該ヒューマンインターフェイスと、
前記光学エンジン、回路板モジュール、ヒートシンクモジュール、ヒューマンインターフェイスを収容且つ定位する該メインフレームとを具有することを特徴とする発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項２】
前記回路板モジュールには、外部から挿入されるメモリカードと連結すべく、少なくとも一つのカードリーダ装置を設け、前記制御ユニットが該カードリーダのインプットするイメージデータを処理した後、前記光学エンジンにより投影され、
また、前記カードリーダは第一回路板上に設置され、該第一回路板と第二回路板は上下に重なった形で設置され、且つ、該第一回路板のサイズは該第二回路板のサイズよりも小さく、該第二回路板の一部が該第一回路板と重ならない個所を形成し、
前記放熱ファンの位置は該第二回路板における該第一回路板と重ならない個所に位置し、且つ該制御ユニットは該第二回路板上且つ該放熱ファンと重ならない区域に位置することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項３】
前記メインフレームには更に下フレームと上フレームを含み、
該下フレームと上フレームのある設定された位置には数個のボルトホールが設けられて光学エンジン、回路板モジュール、ヒートシンクモジュール及びヒューマンインターフェイスが螺設固定される個所を提供し、これにより全体が組み立てられて一つのイメージプロジェクタとなるが、前記メインフレーム外においてはそれぞれ異なる所望のデザインの外殻で被覆され、
前記制御ユニット付近気流の流速を上げ、且つ、気流を集中させることにより優れた放熱効果を提供すべく、該ヒートシンクモジュールの送風口は該メインフレームの前側に設置され、前記放熱ファンが送風口付近且つ制御ユニットに近隣する個所に設置され、また、吸入口は前記メインフレームの後側且つ該発光ダイオードに隣接する位置に設けられ、前記発光ダイオードに該吸入口より進入する低い温度の気流により放熱効果をもたらすことを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項４】
ＤＭＤと、投影レンズ部と、錐形部と、光反射材料と、光源回路板と、固定ホルダと、クリップとを具有する発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタにおいて、
光を受けて反射イメージを発生させる前記ＤＭＤと、
該イメージを受けて外設の投影面に投影を行う前記投影レンズ部と、
一端が前記発光ダイオードに隣接し、且つ、光の進む方向に向かって延伸する複数の錐形側面を具有し、光の進む方向と垂直を呈する断面が多辺形の輪郭を呈し、且つ断面が実質上該発光ダイオードを遠ざかる方向に沿って徐々に大きくなる前記錐形部と、
該錐形部の各側面に形成され、該発光ダイオードの発射する光が各該錐形側面の反射を受けて前進すべく導引する前記光反射材料と、
該発光ダイオードを設置する個所を提供する前記光源回路板と、
該光源回路板に連結され、該錐形部の断面積が小さい側を設置する中空槽を具有し、且つ、該発光ダイオードの位置が該錐形部の断面積が小さい側にちょうど対応している前記固定ホルダと、
該錐形部で前記固定ホルダ上に挟設並びに定位される前記クリップとを具有することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項５】
前記固定ホルダには更に二つの脚部、並びに、固定ホルダの両脚部間に位置するスライドレールを具有し、該スライドレールのサイズは該光源回路板のサイズに対応しており、該光源回路板を該レールに入れ、該固定ホルダで固定し、
該光学エンジンには更に放熱部を具有し、該放熱部には放熱接触面と該放熱接触面より延伸する複数の放熱フィンとを具有し、該放熱接触面上には更に突起面が設けられ、該固定ホルダと光源回路が該放熱接触面上に連結され、且つ該突起面の位置がちょうど両該脚部間に形成された隙間に位置することで、該光源回路の発光ダイオードが設置された個所が直接該突起面に接触するようにし、
前記クリップには数個の爪と、該爪上に設けられた嵌合部と、各該爪の間に設けられる孔を具有し、該孔のサイズは前記錐形部の最大断面積よりも大きいサイズとし、該クリップの孔を該錐形部に嵌め、少なくとも一つの該爪で該固定ホルダを挟設し、該錐形部を連結すると共に、該固定ホルダ上に定位し、該錐形部の少なくとも一つの側面上には突起が設けられ、該クリップの孔が該錐形部に嵌められるとき、該突起が該クリップと固定ホルダに固定作用を提供し、ずれないようにすることを特徴とする請求項４記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項６】
前記光学エンジンには、更に、凹面鏡と集光レンズとプリズムモジュールと基盤と上蓋とが設けられ、
前記錐形部の最大面積を具有する側の位置に設置され、且つ該錐形部の光線を一定の方向に導引並びに屈折、集光する前記凹面鏡と、
該凹面鏡からの光線を受けて集光を行う該集光レンズと、
ＲＴＩＲ（逆全内部反射）であり、且つ、該集光レンズの光線を受けて前記ＤＭＤに向けて屈折させるものであり、更に該集光レンズに隣接する第一プリズム及び該ＤＭＤに隣接する第二プリズムを具有し、該第一プリズムは楔形（ウエッジ）プリズムであり光線の進む方向に沿った断面は錐形を呈しており、また第二プリズムは直角プリズムであり光線の進む方向での断面は直角三角形を呈し、且つ該第一プリズムは該第二プリズムの断面である直角三角形の長辺が属する表面上に貼設置され、該ＤＭＤと該投影レンズ部がそれぞれ該第二プリズムの断面である直角三角形の両垂直辺の所属する二つの表面に隣接する、該プリズムモジュールと、
右蓋と下蓋を含み、該右蓋には第一空間を形成して該ＤＭＤを収容し、該下蓋にはＶ型下溝、該右蓋に隣接するプリズム下遮板、該Ｖ型下溝と該プリズム下遮板との間に位置する下溝が形成される前記基盤と、
該基盤の下蓋と連結されるものであり、Ｖ型上溝と、プリズム上遮板とを具有し、形状と位置がそれぞれ該Ｖ型下溝、プリズム下遮板、下溝に対応しており、該下蓋に合わせると、上下両蓋体の間に収容空間が形成される該上蓋とを具有し、
前記プリズムモジュールは前記プリズム上遮板と前記プリズム下遮板との間に収容され、前記集光レンズが前記上溝と下溝との間に収容され、前記凹面鏡が前記Ｖ型上溝と前記Ｖ型下溝における略直角に折れ曲がった個所に設置され、且つ該Ｖ型上溝とＶ型下溝の一端には該錐形部と固定ホルダが収容並びに設置されることを特徴とする請求項４記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項７】
光学エンジンと、外設の投影面と、回路板モジュールと、ヒートシンクモジュールと、ヒューマンインターフェイスと、メインフレームと、より構成される発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタにおいて、
光を発するための発光ダイオード、光を反射させてイメージに変えるＤＭＤ、及び該イメージを受けて外設の投影面に投影するための投影レンズを具有する前記光学エンジンと、
前記外設の投影面と、
該光学エンジンと連結されて該光学エンジンの発光ダイオードとＤＭＤの作動を制御するものであり、且つ、相互に平行に設置される第一回路板と第二回路板が設けられ、別の装置に連結するための少なくとも一つ以上の連結インターフェイスと、外部から挿入されるメモリカードと連結するための少なくとも一つ以上のカードリーダ装置と、該連結インターフェイスやカードリーダのインプットするイメージデータを処理して光学エンジンで投影するための制御ユニットとを具有する前記回路板モジュールと、
前記光学エンジンと回路板モジュールに対し放熱を行うものであり、該放熱モジュールは少なくとも放熱ファンと吸入口と送風口とを含み、且つ該吸入口から該放熱ファンを経て、該送風口に至るまで、放熱ルートが形成される該ヒートシンクモジュールと、
該回路モジュールに連結され、且つイメージプロジェクタを操作すべく少なくとも数個のボタンが設けられている前記ヒューマンインターフェイスと、
これら光学エンジン、回路モジュール、放熱モジュール、ヒューマンインターフェイスを収容して定位する前記メインフレームとを具有することを特徴とする発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項８】
前記第一回路板と第二回路板は上下に重なって配置され、且つ、該第一回路板のサイズは該第二回路板のサイズよりも小さく、該第二回路板には該第一回路板と重なり合わない区域が形成され、また、該放熱ファンの位置は該第二回路板における該第一回路板と重ならない区域に設置され、且つ、該制御ユニットは該第二回路板上における該放熱ファンと重ならない区域に設置され、また、前記発光ダイオードと制御ユニットは、前記放熱ルート上に設置され、前記ヒートシンクモジュールの送風口は前記メインフレームの前側に設置され、前記放熱ファンは該送風口付近且つ該制御ユニットに隣接する個所に設置され、前記吸入口は該メインフレームの後側における該発光ダイオードに隣接する位置に設けられ、こうして前記発光ダイオードが前記吸入口より進入する比較的低い温度の気流により放熱され、前記制御ユニット付近の気流の流速が速く、気流が集中していることにより、優れた放熱効果を提供することを特徴とする請求項７記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項９】
光学エンジンと、回路板モジュールとヒートシンクモジュールとヒューマンインターフェイスとメインフレームとより構成される発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタにおいて、
光学イメージを発生させるための前記光学エンジンと、
該光学エンジンに連結されて該光学エンジンを制御する前記回路板モジュールと、
該光学エンジン及び該回路板に対し放熱を行うための前記ヒートシンクモジュールと、
該回路板モジュールに連結され、該イメージプロジェクタを操作者により操作するための該ヒューマンインターフェイスと、
該光学エンジン、該回路板モジュール、該ヒートシンクモジュール、該ヒューマンインターフェイスを収容するための前記メインフレームとを具有し、
前記回路板モジュールには、更に該第一回路板、第二回路板、別の装置と連結するための少なくとも一つの連結インターフェイス、外部から挿入するメモリカードと連結するための少なくとも一つのカードリーダ装置、並びに、該連結インターフェイスやカードリーダのイメージデータが処理された後に光学エンジンで投影するための制御ユニットを設けるが、前記第一回路板と第二回路板は省スペースのため相互に平行に設けられ、
更に、前記ヒートシンクモジュールには、放熱ファン、吸入口、送風口を設けて放熱ルーとを確保し、前記発光ダイオードと制御ユニットとが該放熱ルートに当たることで優れた放熱効果を提供することを特徴とする発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【請求項１０】
前記第一回路板と第二回路板は上下に重なって配置され、且つ、該第一回路板のサイズは該第二回路板より小さく、該第二回路板には即ち該第一回路板と重なり合わない区域が形成され、前記放熱ファンの位置は該第二回路板における該第一回路板に重ならない区域に設置され、且つ前記制御ユニットは、該第二回路板上且つ該放熱ファンと重ならない区域に設置され、また、前記シンクヒートモジュールの送風口はメインフレームの前側に設置され、前記ヒートシンクモジュールは該送風口付近且つ前記制御ユニットに近隣する位置に設けられ、前記吸入口は前記メインフレームの後側且つ該発光ダイオードに近隣する位置に設けられることで、
前記発光ダイオードが前記送風口より進入する比較的低い温度の気流により放熱が行われ、前記制御ユニット付近の気流が速く、且つ気流が集中することより、優れた放熱効果を提供することを特徴とする請求項９記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタに係り、特に発光ダイオードを投影の光源として使用するイメージプロジェクタに関わる。
【背景技術】
【０００２】
公知におけるイメージプロジェクタ(例えば、特許文献１）においては、主に光学エンジン、回路板モジュール等が設けられ、且つ内部には放熱ルートが設けられて、内部で発生する熱の逃げ口が確保されており、イメージを投影する装置として既に普及している。
【特許文献１】特許開２００５−４３８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来公知におけるイメージプロジェクタは、上述のような内部の光学エンジンや回路板モジュールといった構造、及び放熱ルートの問題から、全体の体積における小型化が進まずにいる。
即ち、光学エンジンで必要となる光のルートを確保するために占める空間が大きいこと、また多数の電子部品を用いなければならないため回路板の面積が大きくなってしまうこと、以上の二点に加え、光学エンジンと回路板モジュール中のマイクロプロセッサが発する大量の熱を処理するため、大きな放熱用ファンと充分な放熱ルートのスペース確保が必要となっていることが、小型化が困難である最大の原因となっている。
本発明の課題は、上述の欠点に鑑み、発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタであって、放熱構造及びルートを確保しつつ、装置全体の体積を小型化するイメージプロジェクタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、発光ダイオードを光源とする光学エンジン、回路板モジュール、ヒートシンクモジュール、メインフレーム、より構成し、該回路板モジュールには第一回路板と第二回路板、並びにメモリカードと連結するための一つ以上のカードリーダ、及び連結インターフェイスやカードリーダよりインプットされるイメージデータを処理したものを光学エンジンで投影するための制御ユニット、を設けるが、該第一回路板と第二回路板は相互に平行に重ねて設置することで体積を小型化し、また優れた放熱効果を提供すべく、該ヒートシンクモジュールには放熱ファン、吸入口、送風口を設け、該放熱ファン、吸入口、送風口により形成される放熱ルート付近に該発光ダイオードと制御ユニットを設ける。
【０００５】
すなわち、請求項１の発明は、光学エンジン、回路板モジュール、ヒートシンクモジュール、ヒューマンインターフェイス、メインフレームとより構成される発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタにおいて、投影に必要な光を提供する発光ダイオードを含む光学エンジンと、該光学エンジンに連結され、該光学エンジンの投影を制御するものであり、相互に平行に設置される第一および第二回路板と、別の装置と連結すべく設けられた少なくとも一つの連結インターフェイスと、前記光学エンジンにより投影を行うべく該連結インターフェイスより入力されるイメージデータを処理する制御モジュールとを含む該回路板モジュールと、前記光学エンジン及び回路板モジュールに対して放熱を行ない、該放熱モジュールには少なくとも放熱ファン、送風口、吸入口を含み、該吸入口から該放熱ファンを通り該送風口に至るまでの放熱ルートを形成し、且つ、前記発光ダイオードと制御ユニットが該放熱ルート上に位置する前記ヒートシンクモジュールと、前記イメージプロジェクタを操作者により操作するため該回路板モジュールに連結される該ヒューマンインターフェイスと、前記光学エンジン、回路板モジュール、ヒートシンクモジュール、ヒューマンインターフェイスを収容且つ定位する該メインフレームとを具有することを特徴とする発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
【０００６】
請求項２の発明は、前記回路板モジュールには、外部から挿入されるメモリカードと連結すべく、少なくとも一つのカードリーダ装置を設け、前記制御ユニットが該カードリーダのインプットするイメージデータを処理した後、前記光学エンジンにより投影され、また、前記カードリーダは第一回路板上に設置され、該第一回路板と第二回路板は上下に重なった形で設置され、且つ、該第一回路板のサイズは該第二回路板のサイズよりも小さく、該第二回路板の一部が該第一回路板と重ならない個所を形成し、前記放熱ファンの位置は該第二回路板における該第一回路板と重ならない個所に位置し、且つ該制御ユニットは該第二回路板上且つ該放熱ファンと重ならない区域に位置することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
請求項３の発明は、前記メインフレームには更に下フレームと上フレームを含み、該下フレームと上フレームのある設定された位置には数個のボルトホールが設けられて光学エンジン、回路板モジュール、ヒートシンクモジュール及びヒューマンインターフェイスが螺設固定される個所を提供し、これにより全体が組み立てられて一つのイメージプロジェクタとなるが、前記メインフレーム外においてはそれぞれ異なる所望のデザインの外殻で被覆され、前記制御ユニット付近気流の流速を上げ、且つ、気流を集中させることにより優れた放熱効果を提供すべく、該ヒートシンクモジュールの送風口は該メインフレームの前側に設置され、前記放熱ファンが送風口付近且つ制御ユニットに近隣する個所に設置され、また、吸入口は前記メインフレームの後側且つ該発光ダイオードに隣接する位置に設けられ、前記発光ダイオードに該吸入口より進入する低い温度の気流により放熱効果をもたらすことを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
請求項４の発明は、ＤＭＤと、投影レンズ部と、錐形部と、光反射材料と、光源回路板と、固定ホルダと、クリップとを具有する発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタにおいて、光を受けて反射イメージを発生させる前記ＤＭＤと、該イメージを受けて外設の投影面に投影を行う前記投影レンズ部と、一端が前記発光ダイオードに隣接し、且つ、光の進む方向に向かって延伸する複数の錐形側面を具有し、光の進む方向と垂直を呈する断面が多辺形の輪郭を呈し、且つ断面が実質上該発光ダイオードを遠ざかる方向に沿って徐々に大きくなる前記錐形部と、該錐形部の各側面に形成され、該発光ダイオードの発射する光が各該錐形側面の反射を受けて前進すべく導引する前記光反射材料と、該発光ダイオードを設置する個所を提供する前記光源回路板と、該光源回路板に連結され、該錐形部の断面積が小さい側を設置する中空槽を具有し、且つ、該発光ダイオードの位置が該錐形部の断面積が小さい側にちょうど対応している前記固定ホルダと、該錐形部で前記固定ホルダ上に挟設並びに定位される前記クリップとを具有することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
【０００７】
請求項５の発明は、前記固定ホルダには更に二つの脚部、並びに、固定ホルダの両脚部間に位置するスライドレールを具有し、該スライドレールのサイズは該光源回路板のサイズに対応しており、該光源回路板を該レールに入れ、該固定ホルダで固定し、該光学エンジンには更に放熱部を具有し、該放熱部には放熱接触面と該放熱接触面より延伸する複数の放熱フィンとを具有し、該放熱接触面上には更に突起面が設けられ、該固定ホルダと光源回路が該放熱接触面上に連結され、且つ該突起面の位置がちょうど両該脚部間に形成された隙間に位置することで、該光源回路の発光ダイオードが設置された個所が直接該突起面に接触するようにし、前記クリップには数個の爪と、該爪上に設けられた嵌合部と、各該爪の間に設けられる孔を具有し、該孔のサイズは前記錐形部の最大断面積よりも大きいサイズとし、該クリップの孔を該錐形部に嵌め、少なくとも一つの該爪で該固定ホルダを挟設し、該錐形部を連結すると共に、該固定ホルダ上に定位し、該錐形部の少なくとも一つの側面上には突起が設けられ、該クリップの孔が該錐形部に嵌められるとき、該突起が該クリップと固定ホルダに固定作用を提供し、ずれないようにすることを特徴とする請求項４記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
請求項６の発明は、前記光学エンジンには、更に、凹面鏡と集光レンズとプリズムモジュールと基盤と上蓋とが設けられ、前記錐形部の最大面積を具有する側の位置に設置され、且つ該錐形部の光線を一定の方向に導引並びに屈折、集光する前記凹面鏡と、該凹面鏡からの光線を受けて集光を行う該集光レンズと、ＲＴＩＲ（逆全内部反射）であり、且つ、該集光レンズの光線を受けて前記ＤＭＤに向けて屈折させるものであり、更に該集光レンズに隣接する第一プリズム及び該ＤＭＤに隣接する第二プリズムを具有し、該第一プリズムは楔形（ウエッジ）プリズムであり光線の進む方向に沿った断面は錐形を呈しており、また第二プリズムは直角プリズムであり光線の進む方向での断面は直角三角形を呈し、且つ該第一プリズムは該第二プリズムの断面である直角三角形の長辺が属する表面上に貼設置され、該ＤＭＤと該投影レンズ部がそれぞれ該第二プリズムの断面である直角三角形の両垂直辺の所属する二つの表面に隣接する、該プリズムモジュールと、右蓋と下蓋を含み、該右蓋には第一空間を形成して該ＤＭＤを収容し、該下蓋にはＶ型下溝、該右蓋に隣接するプリズム下遮板、該Ｖ型下溝と該プリズム下遮板との間に位置する下溝が形成される前記基盤と、該基盤の下蓋と連結されるものであり、Ｖ型上溝と、プリズム上遮板とを具有し、形状と位置がそれぞれ該Ｖ型下溝、プリズム下遮板、下溝に対応しており、該下蓋に合わせると、上下両蓋体の間に収容空間が形成される該上蓋とを具有し、前記プリズムモジュールは前記プリズム上遮板と前記プリズム下遮板との間に収容され、前記集光レンズが前記上溝と下溝との間に収容され、前記凹面鏡が前記Ｖ型上溝と前記Ｖ型下溝における略直角に折れ曲がった個所に設置され、且つ該Ｖ型上溝とＶ型下溝の一端には該錐形部と固定ホルダが収容並びに設置されることを特徴とする請求項４記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
【０００８】
請求項７の発明は、光学エンジンと、外設の投影面と、回路板モジュールと、ヒートシンクモジュールと、ヒューマンインターフェイスと、メインフレームと、より構成される発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタにおいて、光を発するための発光ダイオード、光を反射させてイメージに変えるＤＭＤ、及び該イメージを受けて外設の投影面に投影するための投影レンズを具有する前記光学エンジンと、前記外設の投影面と、該光学エンジンと連結されて該光学エンジンの発光ダイオードとＤＭＤの作動を制御するものであり、且つ、相互に平行に設置される第一回路板と第二回路板が設けられ、別の装置に連結するための少なくとも一つ以上の連結インターフェイスと、外部から挿入されるメモリカードと連結するための少なくとも一つ以上のカードリーダ装置と、該連結インターフェイスやカードリーダのインプットするイメージデータを処理して光学エンジンで投影するための制御ユニットとを具有する前記回路板モジュールと、前記光学エンジンと回路板モジュールに対し放熱を行うものであり、該放熱モジュールは少なくとも放熱ファンと吸入口と送風口とを含み、且つ該吸入口から該放熱ファンを経て、該送風口に至るまで、放熱ルートが形成される該ヒートシンクモジュールと、該回路モジュールに連結され、且つイメージプロジェクタを操作すべく少なくとも数個のボタンが設けられている前記ヒューマンインターフェイスと、これら光学エンジン、回路モジュール、放熱モジュール、ヒューマンインターフェイスを収容して定位する前記メインフレームとを具有することを特徴とする発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
請求項８の発明は、前記第一回路板と第二回路板は上下に重なって配置され、且つ、該第一回路板のサイズは該第二回路板のサイズよりも小さく、該第二回路板には該第一回路板と重なり合わない区域が形成され、また、該放熱ファンの位置は該第二回路板における該第一回路板と重ならない区域に設置され、且つ、該制御ユニットは該第二回路板上における該放熱ファンと重ならない区域に設置され、また、前記発光ダイオードと制御ユニットは、前記放熱ルート上に設置され、前記ヒートシンクモジュールの送風口は前記メインフレームの前側に設置され、前記放熱ファンは該送風口付近且つ該制御ユニットに隣接する個所に設置され、前記吸入口は該メインフレームの後側における該発光ダイオードに隣接する位置に設けられ、こうして前記発光ダイオードが前記吸入口より進入する比較的低い温度の気流により放熱され、前記制御ユニット付近の気流の流速が速く、気流が集中していることより、優れた放熱効果を提供することを特徴とする請求項７記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
【０００９】
請求項９の発明は、光学エンジンと、回路板モジュールとヒートシンクモジュールとヒューマンインターフェイスとメインフレームとより構成される発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタにおいて、光学イメージを発生させるための前記光学エンジンと、該光学エンジンに連結されて該光学エンジンを制御する前記回路板モジュールと、該光学エンジン及び該回路板に対し放熱を行うための前記ヒートシンクモジュールと、該回路板モジュールに連結され、該イメージプロジェクタを操作者により操作するための該ヒューマンインターフェイスと、該光学エンジン、該回路板モジュール、該ヒートシンクモジュール、該ヒューマンインターフェイスを収容するための前記メインフレームとを具有し、前記回路板モジュールには、更に該第一回路板、第二回路板、別の装置と連結するための少なくとも一つの連結インターフェイス、外部から挿入するメモリカードと連結するための少なくとも一つのカードリーダ装置、並びに、該連結インターフェイスやカードリーダのイメージデータが処理された後に光学エンジンで投影するための制御ユニットを設けるが、前記第一回路板と第二回路板は省スペースのため相互に平行に設けられ、更に、前記ヒートシンクモジュールには、放熱ファン、吸入口、送風口を設けて放熱ルーとを確保し、前記発光ダイオードと制御ユニットとが該放熱ルートに当たることで優れた放熱効果を提供することを特徴とする発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
請求項１０の発明は、前記第一回路板と第二回路板は上下に重なって配置され、且つ、該第一回路板のサイズは該第二回路板より小さく、該第二回路板には即ち該第一回路板と重なり合わない区域が形成され、前記放熱ファンの位置は該第二回路板における該第一回路板に重ならない区域に設置され、且つ前記制御ユニットは、該第二回路板上且つ該放熱ファンと重ならない区域に設置され、また、前記シンクヒートモジュールの送風口はメインフレームの前側に設置され、前記ヒートシンクモジュールは該送風口付近且つ前記制御ユニットに近隣する位置に設けられ、前記吸入口は前記メインフレームの後側且つ該発光ダイオードに近隣する位置に設けられることで、前記発光ダイオードが前記送風口より進入する比較的低い温度の気流により放熱が行われ、前記制御ユニット付近の気流が速く、且つ気流が集中することより、優れた放熱効果を提供することを特徴とする請求項９記載の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、放熱効果に優れる放熱構造及びルートを確実に確保しつつ、イメージプロジェクタ全体の体積の小型化に成功した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な光学エンジン及び該光学エンジンを具有するイメージプロジェクタの実施例を図面に沿って説明する。
図３から図５に示すように、本発明の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタ１には、主に光学エンジン１０、回路板モジュール２０、ヒートシンクモジュール３０、ヒューマンインターフェイス４０、並びにメインフレーム、外殻５０より構成される。
前記光学エンジン１０は投影を発生せるのに用いられ、光学エンジン１０中には発光ダイオード１１１（図８参照）を含み、投影に必要な光を提供する。
前記回路板モジュール２０は光学エンジン１０に連結され、光学エンジン１０の投影をコントロールする。回路板モジュール２０には、相互に平行に設置される第一回路板２２と第二回路板２３、外接装置（コンピュータやＤＶＤプレーヤー等）を連結すべく少なくとも一つの連結インターフェイス２１（ＵＳＢインターフェイスやビデオ端子）を設置し、並びに、外部から挿入されるメモリカードと連結するべく少なくとも一つのカードリーダ装置２４を設け、連結インターフェイス２１やカードリーダ２４よりインプットされるイメージデータを処理した後、該光学エンジン１０で投影を生じさせるための該連結制御ユニット２５を設ける。
本発明の実施例中では、回路板モジュール２０の第一回路板２２と第二回路板２３は上下に重ねて配置され、且つ、第一回路板２２のサイズは第二回路板２３のそれより小さく、第二回路板２３の一部に第一回路板２２と重ならない個所を残している。そして、前記カードリーダ２４は第一回路板２２上に設置され、前記放熱ファン３１は第二回路板２３の第一回路板２２と重なっていない部分の設置台２６上に位置する。前記制御ユニット２５は第二回路板２３上、且つ、該放熱ファン３１と重ならない区域に位置する。
すなわち、前記回路板モジュール２０は二つの回路板２２，２３を上下に平行に重ねる設計を利用し、且つ該放熱ファン３１は該第二回路板２３の該第一回路板２２と重なっていないようにし、放熱効果を高めるするように設置される。
【００１２】
よって、空間の使用上でも効率的・経済的となっており、本発明の実施例のイメージプロジェクタ１の長さや幅等のサイズが大幅に削減され、且つ、前記放熱ファン３１は発熱するマイクロプロセッサ等の電子パーツにより接近しやすい構造となって、放熱効果を高める役割も果たす。前記ヒートシンクモジュール３０は該光学エンジンと回路板モジュール２０により放熱が行われ、該ヒートシンクモジュール３０には少なくとも一つの放熱ファン３１、吸入口３３、及び送風口３２を含む。該吸入口３３より始まり、該放熱ファン３１を経て該送風口３２に達するまでの放熱ルート（図６の矢印が示すのが放熱ルートの気流方向参照）を形成する。
前記発光ダイオード１１１及び制御ユニット２５は該放熱ルート上に位置する。本実施例中では、送風口３２は該メインフレームの下フレーム６１の前側に設置され、該放熱ファン３１は該送風口３２近く且つ該制御ユニット２５に近い位置に設置され、該吸入口３３は該メインフレームの下フレーム６１の後方における該発光ダイオード１１１を設置した光源回路板１１４に近い個所に設置される。
発光ダイオード１１１は吸入口３３より入り込む比較的温度の低い気流による放熱を受け、該制御ユニット２５付近の気流が該放熱ファン３１に近いことから、流速が速く且つ気流が集中し、全体にむらなく放熱を行うことができるようになっている。このヒートシンクモジュール３０の設計により、本発明の実施例のイメージプロジェクタ１において多数（二つ以上）のファン、及び消耗エネルギーや体積の大きいファンを使用する必要がない等の利点がある。
前記イメージプロジェクタ１では一つの小さな体積のファン３１により、且つ大きな放熱ルートがなくとも、充分な放熱効果を提供し、こうして、イメージプロジェクタ１全体の体積を小型化している。
【００１３】
前記ヒューマンインターフェイスモジュール４０においては、イメージプロジェクタ１の操作者によって操作が行えるべく回路板モジュール２０に連結されるが、該インターフェイスモジュール４０とは、該イメージプロジェクタ１の電源スイッチやイメージデータ入力切替スイッチ、投影倍率やフォーカス調整、投影角度や明るさの調整などであり、且つこれらに限られるものではない。本実施例では、前記ヒューマンインターフェイスモジュール４０には更に若干のボタン４１、キーボード４２、及びキーボード回路板４３が含まれる。キーボード回路板４３は上フレーム６２上に連結され、これらキーボード４２とボタン４１はそれぞれ順にキーボード回路板４３上に組み立てられる。
前記メインフレームは、光学エンジン１０、回路板モジュール２０、ヒートシンクモジュール３０及びヒューマンインターフェイスモジュール４０を収容及び定位する個所となるが、本実施例中では該メインフレームに下フレーム６１と上フレーム６２とが含まれ、これらのある位置には数本のボルトホールと溝（図中無し）が設けられ、該光学エンジン１０と回路モジュール２０、ヒートシンクモジュール３０及びヒューマンインターフェイスモジュール４０をボルト（図中無し）によって螺設して定位する個所を提供し、該連結インターフェイス２１、ボタン４１等のパーツが該外殻５０外に露出するようにしている。
こうして、メインフレームの上下両フレーム６２，６１は、光学エンジン１０と回路板モジュール２０とヒートシンクモジュール３０、並びにヒューマンインターフェイスモジュール４０を一体化して該イメージプロジェクタ１とする。該イメージプロジェクタ１をデザインする者にとっても、一組のメインフレームによって該イメージプロジェクタ１の各パーツを一体化した後、該メインフレームの外側を異なるデザインの外殻５０でパッケージすればよいようになっており、メインフレームを該外殻５０に合わせて設計しなおす必要もなく、製品の多様化を容易にしている。
【００１４】
図７，８に示すように、本発明のイメージプロジェクタ１の光学エンジン１０の実施例であるが、本発明のイメージプロジェクタにおける光学エンジン１０には、光源モジュール１１、凹面鏡１２、集光レンズ１３、プリズムモジュール１４、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)１５、及び若干のレンズ１６と絞り１６２より構成される投影レンズ部１６を含む。光源モジュール１１の発光ダイオード１１１の発する光線は、該光源モジュール１１の錐形部１１２を経て光線の発散角度が縮小され、該凹面鏡１２で光線をある方向へと屈折して集め、更に集光レンズ１３を経た後、該プリズムモジュール１４によって光線を該ＤＭＤ１５に向けて屈折させる。該ＤＭＤ１５を経て反射されて顕像された後、再び該プリズムモジュール１５で光線を該投影レンズ部１６に向けて屈折させ、フォーカスを合わせて外設すなわち外部に設けた投影面(スクリーン)に投影される。
ここで、ＤＭＤとは、米国ＴＩ（Texas Instruments Incorporated）社が開発した表示素子であり、これを用いた投射型画像表示装置は、ＤＬＰ（Digital Light Processing TM）方式プロジェクタとして一般的に知られており、ＤＭＤは、微小可動ミラーを敷き詰めた半導体光スイッチから構成される。ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）の１セル毎の上に、オン・オフ状態で±10度の傾きを持つアルミ合金の微小ミラーを形成した構造となっており、直下に配置されたメモリ素子による静電界作用により、微小ミラーが動作するようになっている。
【００１５】
上述の各パーツが確実に定位されるべく、本発明の実施例のイメージプロジェクタ１における光学エンジン１０には、特異な定位構造を具有する。図７に示すように、光学エンジン１０には、更に基板１７と上蓋１８が設けられ、基板１７と上蓋１８はプラスチック材質が射出整形によって製造される。該基板１７上には更に右蓋１７１と下蓋１７２を含み、右蓋１７１には第一空間１７３が形成され、該ＤＭＤ１５を収容する。
右蓋１７１には第一空間１７３が形成されており、ＤＭＤ１５を収容する個所を提供する。下蓋１７２にはＶ型下溝１７４及び該右蓋１７１に隣接するプリズム下遮板１７５、並びに１７６が該Ｖ型下溝１７４とプリズム下遮板１７５との間に形成される。該上蓋１８は該基板１７の下蓋１７２上に連結される。該上蓋１８上には更にＶ型上溝１８１、プリズム上遮板１８２、及び上溝（図中無し）を含み、且つ該Ｖ型上溝１８１、プリズム上遮板１８２及び上溝の形状と位置はそれぞれ該Ｖ型下溝１７４、プリズム下遮板１７５、下溝１７６に対応しているものとする。該上蓋１８が該下蓋１７２上に蓋をするようにして連結されると、該上下両蓋１８，１７２間に収容空間が形成される。該光学エンジン１０を組み立てる際には、該プリズムモジュール１４は該プリズム上遮板１８２とプリズム下遮板１７５との間に収容され、該集光レンズ１３は該上溝と下溝１７６との間に収容され、該凹面鏡１２は該Ｖ型上溝１８１とＶ型下溝１７４におけるほぼ垂直に折れ曲がった個所（図参照）に収容される。該Ｖ型上溝１８１とＶ型下溝１７４の末端個所には錐形部１１２と固定ホルダ１１５とクリップ１１６が収容される。該プリズムモジュール１４下側表面にはプリズム設置板１４３とバネ１４４が設けられ、該プリズムモジュール１４の相対位置を定位並びに微調整する役割を果たす。上述の該基板１７と該蓋１８との連結構造により、各パーツの定められた角度、相対位置、距離に基づき、精確且つ容易に連結及び定位することができるようになる。
【００１６】
前記ＤＭＤ１５には、ＤＭＤチップ１５１、該ＤＭＤチップ１５１を設置するＤＭＤ挿入部１５２、該ＤＭＤ挿入部１５２に連結されるＤＭＤ回路板１５３、及び該ＤＭＤ回路板１５３に連結するＤＭＤ電源接続部１５４を具有する。ＤＭＤ１５を該基板１７の右蓋１７１に組み立てるとき、ＤＭＤチップ１５１はちょうど第一空間１７３中央のウィンドウより露出し、プリズムモジュール１４からの光線を受けることができるようにする。
前記投影レンズ部１６は該プリズム上遮板１８２とプリズム下遮板１７５との間の開口側に位置し、且つ、ラバーキャップ１６３とリング１６４を具有する。ラバーキャップ１６３は該投影レンズ部１６外部に被覆され、且つ、ラバーキャップ１６３の外囲の輪郭はちょうどプリズム上遮板１８２と該プリズム下遮板１７５との間の空間を埋め、光線の干渉を受けないようにする。リング１６４においては、投影レンズ部１６が右蓋１７１の延伸架１７７上にて固定される。
【００１７】
本実施例中では、該プリズムモジュール１４は全反射、すなわち逆全内部反射（Reversed Total Internal Reflection；ＲＴＩＲ）であり、詳細には第一プリズム１４１、第二プリズム１４２及びプリズム設置板１４３が含まれる。第一プリズム１４１は前記集光レンズ１３に近い位置に設置され、且つ、第二プリズム１４２はＤＭＤ１５に近い位置に設置される。
これら第一プリズム１４１と第二プリズム１４２は、ある一定の光の屈折係数を具有する透明材質により構成される。該第一プリズム１４１は楔形（ウエッジ）プリズムであり、光線の進む方向に沿った断面は錐状を呈する。該第二プリズム１４２は直角プリズムであり、光線の進む方向に沿った断面は、直角三角形を呈する。該第一プリズム１４１は該第二プリズム１４２の断面の直角三角形における長辺に属する表面上に貼設され、ＤＭＤ１５１及び投影レンズ部１６はそれぞれ第二プリズム１４２の断面の直角三角形の両垂直辺に属する両表面に隣接する。
【００１８】
図８に示すように、前記光源モジュール１１には発光ダイオード１１１、錐形部１１２、光反射手段、回路板１１４、固定ホルダ１１５、及びクリップ１１６が含まれる。該光源モジュール１１には放熱効果を促進するべく、放熱部１１７が連結される。
該発光ダイオード１１１は一定の光軸方向に向いて光線を発するべく設けられるが、本発明の実施例では該錐形部１１２の一端は該発光ダイオード１１１に隣接するよう設けられる。該錐形部１１２には複数の光軸方向に沿って延伸する錐形側面１１２１を具有し、これにより該錐形部１１２と該光軸との垂直断面が多辺形の輪郭を呈するようにする。
本実施例中では、錐形部１１２と該光軸の垂直の断面は正方形の輪郭となっている。該錐形側面１１２１には、およそ光軸方向に延伸する二つの長辺１１２２，１１２３並びにおよそ該光軸と垂直を呈する二つの短辺１１２４，１１２５を具有する。且つ、錐形側面１１２１は発光ダイオード１１１に近い短辺１１２５の長さは該発光ダイオード１１１より遠い側であるもう一つの短辺１１２４の長さよりも短い。
よって、錐形部１１２の断面は、実質上は該発光ダイオード１１１を遠のく方向に沿って、徐々に大きくなる。該凹面鏡１２は該錐形部１１２の最も大きな断面積を具有する位置に設けられる。
該光反射手段とは、該錐形部１１２の錐形側面１１２１によって実施されが、発光ダイオード１１１が発する光線が該錐形側面１１２１の反射を受け、光軸方向に沿って前進するよう誘導される。図８に示すように、錐形部１１２は中空を呈した錐状の構造を具有し、且つ、透明な材質であることが望ましい。例えばガラスやプラスチック、水晶や石英等であるが、これに限られるものではない。また該光反射手段は該中空の錐形部１１２の各錐形側面１１２１の内側に光反射材料１１３（銀等）を形成し、光線が該錐形部１１２内にて全反射し、且つ該錐形部１１２の断面積の小さな側が断面積の大きな側に向かって進むようにする。
つまり、該錐形部１１２は光線を導引(誘導)し、およそ光の進む方向に沿って前進させる効果を提供する。
【００１９】
前記回路板１１４は、前記発光ダイオード１１１を載せるが、それ以外にも、該発光ダイオード１１１を駆動する若干の電子部品（番号無し）、及びコネクタ１１４２が設けられる。前記固定ホルダ１１５は前記回路板１１４に連結される。該固定ホルダ１１５上には略正方形を呈した中空槽１１５１が設けられ、該錐形部１１２の断面積の小さい個所に設置され、該発光ダイオード１１の位置はちょうど該錐形部１１２の断面積の小さい部分に対応している。
また、固定ホルダ１１５には二つの脚部１１５２，１１５３があり、両脚部１１５２，１１５３間にスライドレール１１５４を具有し、スライドレール１１５４のサイズは回路板１１４のサイズに対応したものとなっており、回路板１１４がスライドレール１１５４に入って固定ホルダ１１５と連結されるようになっている。
前記クリップ１１６は該錐形部１１２を該固定ホルダ１１５にて挟設する役割を有する。本実施例中では、クリップ１１６には更に数個の爪１１６１、並びに、該爪１１６１上には一つ以上の嵌合部１１６２、並びに各該爪１１６１間に設けられる孔１６３を具有する。該孔１１６３のサイズは錐形部１１２の最大面積のサイズよりも大きく、該クリップ１１６の孔１１６３は該錐形部１１２に嵌合され、少なくとも一つの該爪１１６１で該ホルダ１１５の縁を固定し、該錐形部１１２が該固定ホルダ１１５上に連結並びに固定されるようにする。該錐形部１１２の少なくとも一つの錐形側面１１２１上には、突起１１２６が設けられ、該クリップ１１６の孔１１６３が該円錐部１１２に嵌合されるとき、該突起１１２６は該クリップ１１６と該固定ホルダ１１５に嵌入され、固定効果を提供する。
前記放熱部１１７には放熱接触面１１７１と該放熱接触面１１７１より延伸する複数の放熱フィン１１７２を具有し、該放熱接触面１１７１上には更にある一定の形状の突起面１１７３が設けられる。該固定ホルダ１１５と該回路板１１４は、該放熱接触面１１７１上にて連結され、且つ該突起面１１７３の位置がちょうど両該脚部１１５２，１１５３間にて隙間を形成し、該回路板１１４が該発光ダイオード１１１を載せる位置が、該放熱接触面１１７１上の突起面１１７３に直接接触する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の発光ダイオードを光源として使用するイメージプロジェクタの外観の実施例における正面立体図である。
【図２】図１のイメージプロジェクタの外観における背面立体図である。
【図３】図１にイメージプロジェクタにおけるもう一つの角度から見た立体透視図である。
【図４】図１のイメージプロジェクタにおける内部の光学エンジン、回路板モジュール、メインフレームの立体分解図である。
【図５】図１のイメージプロジェクタにおける内部のヒートシンクモジュール、ヒューマンインターフェイスモジュール、メインフレーム中の上フレームの立体分解図である。
【図６】図１のイメージプロジェクタにおける放熱ルートの放熱気流方向を示す図である。
【図７】本発明のイメージプロジェクタの光学エンジンの実施例における立体分解図である。
【図８】本発明のイメージプロジェクタの光学エンジン中の光源モジュールの立体分解図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  イメージプロジェクタ   
１０  光学エンジン
１１  光源モジュール
１１１  発光ダイオード
１１２  錐形部
１１２１  錐形側面
１１２２，１１２３  長辺
１１２４，１１２５  短辺
１１２６  突起
１１３  光反射材料
１１４  回路板
１１４２  コネクタ
１１５  固定ホルダ
１１５１  中空槽
１１５２，１１５３  脚部
１１５４  スライドレール
１１６  クリップ
１１６１  爪
１１６２  嵌合部
１１６３  孔
１１７  放熱部
１１７１  放熱接触面
１１７２  放熱フィン
１１７３  突起面
１２  凹面鏡
１３  集光レンズ
１４  プリズムモジュール
１４１  第一プリズム
１４２  第二プリズム
１４３  プリズム設置板
１４４  バネ
１５  ＤＭＤ
１５１ ＤＭＤチップ
１５２ ＤＭＤ挿入部
１５３ ＤＭＤ回路板
１５４  ＤＭＤ電源接続部
１６  投影レンズ部
１６２  絞り
１６３  ラバーキャップ
１６４  リング
１７  基板
１７１  右蓋
１７２  下蓋
１７３  第一空間
１７４  Ｖ型下溝
１７５  プリズム下遮板
１７６  下溝
１７７  延伸架
１８  上蓋
１８１   Ｖ型上溝
１８２  プリズム上遮板
２０  回路板モジュール
２１  連結インターフェイス
２２  第一回路板
２３  第二回路板
２４  カードリーダ装置
２５  コントロールユニット
２６  設置台
３０  ヒートシンクモジュール
３１  放熱ファン
３２  送風口
３３  吸入口
４０  ヒューマンインターフェイスモジュール
４１  ボタン
４２  キーボード
４３  キーボード回路板
５０  外殻
６１  下フレーム  
６２  上フレーム  
【図１】
2006106682.tif 000003
【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】
2006106682.tif 000008
【図７】
2006106682.tif 000009
【図８】
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