CN114585859A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

光照射装置(1)具备：壳体(10)；光源部(40)，其容纳于壳体(10)，从壳体(10)的光射出窗(12w)照射光；以及冷却部(50)，其设置于壳体(10)，通过气体将光源部(40)所发出的热排出至壳体(10)之外。冷却部(50)具有：导入部(51)，其接受气体的供给；及热交换部(70)，其使气体接收光源部(40)所发出的热；以及流通部(60)，其从导入部(51)将气体导引至热交换部(70)。流通部(60)包含：第一流路(61)，其从导入部(51)接受气体，并且沿Z方向延伸；以及第二流路(62)，其从第一流路(61)接受气体，并且沿Y方向延伸，且连接于热交换部(70)。第一流路(61)包含流路面积比导入部的流路面积大的部分。

Description

光照射装置

技术领域

本发明涉及一种光照射装置。

背景技术

光照射装置的光源在发出光时发热。该热使光源的温度上升。光源的温度对光源的光输出带来影响。于是，光照射装置有时采用强制空冷机构。强制空冷机构对散热构件强制性地提供空气。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-33742号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1公开了一种具备强制空冷机构的光照射装置。专利文献1的装置使用公知的送风机作为强制空冷机构来对散热构件提供气流。

作为其他的强制空冷机构可列举使用压缩空气的结构。当依据使用压缩空气的机构时，容易在气体的流动上产生扰动。在提供至散热构件的气体的流动产生扰动时，在散热构件中，会产生为了热容易移动而成为比较低温的部分、与为了热不易移动而成为比较高温的部分。其结果，在光源中会产生成为高温的部分与成为低温的部分。再有，会有高温部分与低温部分的温度差变大的倾向。光源的温度影响到光源的光输出。换句话说，当光源中的高温部分与低温部分的温度差变大时，也会在光源的光输出上产生不均匀。

本发明的目的在于提供一种能够使光输出接近于均匀的光照射装置。

解决问题的技术手段

作为本发明的一方式的光照射装置，具备：壳体；光源部，其容纳于壳体，从壳体的光射出窗照射光；以及冷却部，其设置于壳体，通过气体将光源部所发出的热排出至壳体之外。冷却部具有：导入部，其接受被压缩了的气体的供给；及热交换部，其使气体接收光源部所发出的热；以及流通部，其从导入部将气体导引至热交换部。流通部包含：第一流路，其连接于导入部，并且沿第一方向延伸；以及第二流路，其连接于第一流路，并且沿与第一方向交叉的第二方向延伸，且连接于热交换部。第一流路包含流路面积比导入部的流路面积大的部分。

光照射装置具备通过气体将光源部所发出的热排出至壳体之外的冷却部。冷却部从导入部接受作为热介质的气体。然后，接受了的气体经由流通部而向热交换部提供。由于气体被压缩所以具有起因于该压缩的流体能量。首先，气体从导入部向流通部的第一流路移动。从导入部向第一流路移动时，流路面积会扩大。其结果，气体从导入部向流通部的第一流路移动时，气体所具有的流体能量会减少。再有，气体在向热交换部移动为止的期间，通过流通部的第一流路与第二流路。在此，第二流路的方向与第一流路的方向交叉。这样，气体所流动的方向在从第一流路向第二流路移动时变化。此时，气体所具有的流体能量进一步减少。其结果，由于流体能量被充分地降低了的气体提供至热交换部，所以能抑制热交换部中的气体的流动的扰动。因此，热交换部中的气体的流动被均匀化，因而消除了从热交换部向气体移动的热量的偏移。其结果，由于能降低光源部的温度的不均匀，因而可以使光输出接近于均匀。

在上述的光照射装置中，导入部也可配置于与设置有射出窗的壳体的主面相反侧的壳体的背面侧。根据该结构，可以使将气体向热交换部导引的路径单纯化。

在上述的光照射装置中，热交换部也可具有：接受口，其连接于流通部；散热构件，其使气体接收光源部所发出的热；以及排气口，其将接收了光源部所发出的热的气体予以排出。根据该结构，气体从接受口流入。然后，气体在通过散热构件后从排气口流出。因此，可以将气体所流动的方向确定为从接受口朝向排气口。

在上述的光照射装置中，热交换部所具有的接受口的数量也可为2个以上。根据该结构，从各个接受口流出且走到排气口的气体的移动距离变短。其结果，可以更降低光源部的温度的偏移。

在上述的光照射装置中，光源部也可具有：发光面，其配置有发出光的发光元件；以及连接面，其与发光面为相反侧。散热构件也可配置于连接面侧。根据该结构，可以将光源部的热可靠地向散热构件传递。

在上述的光照射装置中，流通部也可配置于壳体的内部。根据该结构，可以使光照射装置小型化。

在上述的光照射装置中，流通部也可配置于壳体的外部。根据该结构，可以提高流通部的结构的自由度。

在上述的光照射装置中，冷却部也可具有：形成有热交换部及流通部的冷却块。流通部也可为削去冷却块的一部分所形成的空间。根据该结构，可以容易地组装具备冷却部的光照射装置。

在上述的光照射装置中，流通部也可为配置于壳体的管构件。根据该结构，可以提高流通部的结构的自由度。

在上述的光照射装置中，冷却部所具有的导入部的数量也可为2个以上。根据该结构，可以使气体的流量容易地增加。

在上述的光照射装置中，气体也可为空气或氮气。根据该结构，可以可靠地从散热构件接收热。

在上述的光照射装置中，散热构件也可为包含多个鳍片(fin)的散热器(heatsink)。根据该结构，可以提高将热授与气体的效率。

在上述的光照射装置中，壳体也可具有将从排气口所排出的气体进一步排出至外部的排气窗。排气窗也可设置于壳体的中央部。根据该结构，可以将接受了热的气体可靠地排出至壳体的外部。

发明的效果

根据本发明的光照射装置，可以使光输出接近于均匀。

附图说明

图1是分解第一实施方式的光照射装置而显示的立体图。

图2是分解图1的冷却部而显示的立体图。

图3是放大冷却部的一部分而显示的俯视图。

图4是图1的光照射装置的截面图。

图5是分解第二实施方式的光照射装置而显示的立体图。

图6是分解图5的冷却部而显示的立体图。

图7是冷却部的俯视图。

图8是显示变形例1的光照射装置所具备的冷却部的图。

图9是显示变形例2的光照射装置所具备的冷却部的图。

图10是显示变形例3的光照射装置所具备的冷却部的图。

图11是显示变形例4的光照射装置所具备的冷却部的图。

图12是显示变形例5的光照射装置所具备的冷却部的图。

图13是显示比较例1的结果的图。

图14是显示比较例2的结果的图。

图15是显示实施例1的结果的图。

图16是显示实施例2的结果的图。

图17是显示实施例3的结果的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边详细地说明用于实施本发明的方式。在附图的说明中对相同的要素标注相同的符号，且省略重复的说明。

如图1所示，光照射装置1呈长条状。光照射装置1朝规定的方向射出光。在以下的说明中将光的射出方向作为Z方向(第一方向)。另外，光照射装置1具备用于发出光的光源的强制空冷机构。强制空冷机构将从外部所提供的被压缩了的气体作为热介质来利用。强制空冷机构使该气体接收从光源所产生的热，由此将热排出至外部。气体例如也可为空气或氮气。

光照射装置1具有壳体10、电路单元20及光照射单元30。

壳体10容纳电路单元20及光照射单元30。壳体10为沿规定的方向延伸的长条状的长方体。将壳体10的长边方向作为X方向(第二方向)。壳体10具有上壳体11与下壳体12。上壳体11及下壳体12相互地组合，由此形成容纳电路单元20及光照射单元30的空间。

上壳体11具有壳体上面11a、壳体前面11b及壳体背面11c。壳体上面11a为壳体10的背面。上壳体11具有连接孔11h及排气窗11w。连接孔11h为被压缩了的气体的入口。连接孔11h设置于壳体上面11a。排气窗11w为接收了热的气体的出口。排气窗11w设置于壳体前面11b。下壳体12具有壳体下面12a及壳体端面12b。壳体下面12a为壳体10的主面。下壳体12具有光射出窗12w。光射出窗12w设置于壳体下面12a。换句话说，在壳体10中，射出光的面(壳体下面12a)，为接受气体的面(壳体上面11a)的相反侧的面。

再者，来自排气窗11w的气体的排出既可为自然排气，也可为强制排气。例如，为了抑制光照射装置1的周围的气体的扰动，也可在排气窗11w设置风道(duct)。

电路单元20提供光照射装置1的动作所需的电气功能。例如，电路单元20对光照射单元30供给用于光的照射的电力。电路单元20具有电路基板21及电子部件22。电子部件22配置于电路基板21的主面21a。电路基板21的主面21a与壳体前面11b面对面。

光照射单元30发出光。再有，光照射单元30使起因于该光的产生而产生的热移动至外部。光照射单元30配置于电路基板21与壳体背面11c之间。光照射单元30与电路基板21的背面21b面对面。光照射单元30具有光源部40及冷却部50。

光源部40所具备的发光元件的发光特性受到温度的影响。例如，当光源部40变成高温时射出的光的特性会变化。再有，当在光源部40内存在温度的不均匀时，会在所照射的光的特性产生不均匀。于是，冷却部50抑制光源部40的温度变得过高，并且降低光源部40中的温度的不均匀。例如，光源部40中的温度的不均匀的范围(温度差)也可为10℃以内。再有，温度差优选为8℃以内，温度差更优选为5℃以内。

光源部40使光产生。光例如可为紫外线。光源部40容纳于壳体10。光源部40具有4个发光面板41。发光面板41具有：发光面41a，其配置有射出紫外线的发光二极管42(发光元件，参照图3)；以及连接面41b，其相对于发光面41a为背侧。光源部40配置于冷却部50与壳体下面12a之间。发光面41a与光射出窗12w面对面。发光面板41的连接面41b接触于冷却部50。

如图2所示，冷却部50具有导入部51、冷却块52、罩53及散热器54来作为物理要件。冷却块52具有块上面52a、块下面52b、一对块端面52c、块前面52d及块背面52e。冷却部50从功能性的方面观察具有导入部51、流通部60及热交换部70。从块上面52a朝向块下面52b(Z方向)以导入部51、流通部60、热交换部70的顺序配置。该排列顺序与气体所流动的顺序一致。

导入部51为将未图示的气体管连结于冷却块52的连结部件。导入部51经由上壳体11的连接孔11h连接于流通部60。

导入部51所接受的气体也可为高压空气。所谓该高压空气，是指从一般配置于工厂的空气供给设备所获得的压缩空气。这样的空气供给设备被构成为具备压缩机、后冷却器(aftercooler)、储罐(tank)、空气过滤器(airfilter)、空气干燥器(airdryer)、空气调节器(air regulator)等。然后，在末端中，通过压力调整用的空气调节器来完成压力调整。其结果，可以利用具有所期望的压力的压缩空气。通常，在工厂等中所供给的压缩空气的压力为1MPa左右。因此，导入部51所接受的气体的压力也可为1MPa。再有，导入部51也可接受压力比1MPa降低后的压缩空气。例如，导入部51所接受的气体的压力也可为0.3MPa。换句话说，导入部51所接受的气体的压力的范围在从工厂设备所供给的压缩空气的最大压力以下，可设为比大气压大的范围。

流通部60将提供至导入部51的气体导引至热交换部70为止。换句话说，流通部60形成用于气体的流路。流通部60通过设置于冷却块52的几个孔及沟槽、以及罩53所构成。流通部60具有第一流路61及第二流路62。

第一流路61从导入部51接受气体。然后，第一流路61将该气体授与第二流路62。第一流路61具有流路孔61a及连结孔61b。

流路孔61a为从块上面52a朝向块下面52b延伸的孔。换句话说，流路孔61a沿Z方向延伸。流路孔61a具有形成于块上面52a的开口。在开口连接有导入部51。流路孔61a具有底。

连结孔61b为从块背面52e朝向块前面52d延伸的孔。换句话说，连结孔61b沿Y方向延伸。连结孔61b所延伸的方向(Y方向)与流路孔61a所延伸的方向(Z方向)交叉。具体而言，连结孔61b所延伸的方向与流路孔61a所延伸的方向正交。换句话说，流路孔61a及连结孔61b形成L字状的流路。连结孔61b为贯通孔。连结孔61b的一端连接于流路孔61a。连结孔61b的另一端连接于第二流路62。

第二流路62从第一流路61接受气体。然后，第二流路62将气体授与热交换部70。第二流路62具有流路沟槽62a及连结沟槽62b。

流路沟槽62a为从一方的块端面52c朝向另一方的块端面52c延伸的沟槽。换句话说，流路沟槽62a沿X方向延伸。流路沟槽62a所延伸的方向与光照射装置1的长边方向一致。流路沟槽62a所延伸的方向(X方向)与连结孔61b所延伸的方向(Y方向)交叉。具体而言，流路沟槽62a所延伸的方向与连结孔61b所延伸的方向正交。流路沟槽62a从块前面52d朝向块背面52e深挖。流路沟槽62a具有形成于块前面52d的开口。开口通过罩53封闭。流路沟槽62a连接于连接孔61b的位置为流路沟槽62a所延伸的方向(X方向)上的大致中央。在流路沟槽62a的两端分别连接有连结沟槽62b。换句话说，在冷却块52设置有2个连结沟槽62b。

在流路沟槽62a连接于连结沟槽62b的部分中，流路面积被扩大。将流路面积被扩大的部分称为扩幅部62s(参照图3)。所谓流路面积，可作为与流线正交的流路面积的面积。这样，在从流路沟槽62a连接于连结沟槽62b的部分中，气体所流动的方向会变化。在该角部中，会发生流路面积的变化。具体而言，流路面积从流路沟槽62a朝向扩幅部62s逐渐地增加。然后，流路面积从扩幅部62s朝向连结沟槽62b逐渐地减少。再者，流路面积也可从扩幅部62s朝向连结沟槽62b设为一定。

连结沟槽62b从块上面52a朝向块下面52b延伸。换句话说，连结沟槽62b沿Z方向延伸。连结沟槽62b与流路沟槽62a同样，从块前面52d朝向块背面52e深挖。连结沟槽62b的深度也可为与流路沟槽62a的深度相同。流路沟槽62a具有形成于块前面52d的开口。流路沟槽62a的开口通过罩53封闭。连结沟槽62b的一端连接于第二流路62。连结沟槽62b的另一端连接于热交换部70。

热交换部70使气体接收光源部40所发出的热。热交换部70具有第三流路71及散热器54(散热构件)。

第三流路71提供供热的授受的空间。换句话说，第三流路71容纳散热器54。第三流路71与流路沟槽62a同样，从一方的块端面52c朝向另一方的块端面52c延伸。换句话说，第三流路71沿X方向延伸。在X方向上，第三流路71的长度也可比第二流路62的长度长。第三流路71所延伸的方向(X方向)与连结沟槽62b所延伸的方向(Z方向)交叉。具体而言，第三流路71所延伸的方向(X方向)与连结沟槽62b所延伸的方向(Z方向)正交。

第三流路71从块前面52d朝向块背面52e深挖。第三流路71的深度比第二流路62的流路沟槽62a的深度及连结沟槽62b的深度深。换言之，第三流路71的底面比第二流路62的底面位于块背面52e侧。第三流路71具有形成于块前面52d的开口。第三流路71的开口通过罩53封闭。

第三流路71具有与连结沟槽62b连接的接受口71a。如上所述，冷却块52具有2处的连结沟槽62b。因此，第三流路71具有2个接受口71a。接受口71a例如也可设置于从一方的块端面52c起的距离成为冷却块52的长度的1/4的位置。例如，当假设第一流路61设置于冷却块52的中央时，接受口71a也可设置于从块端面52c直至第一流路61为止的中央。另外，接受口71a也可设置于4个散热器54中被配置于两端的散热器54的正上方。

第三流路71具有排气口71b。排气口71b设置于罩53。排气口71b设置于一对接受口71a之间。具体而言，排气口71b设置于罩53的长边方向(X方向)上的大致中央。

散热器54将热授与气体。散热器54配置于第三流路71。散热器54不会从第三流路71露出。换言之，散热器54的宽度比第三流路71的深度短。散热器54以冷却块52的中心作为轴线而配置成对称。散热器54具有鳍片基体(finbase)56及多个鳍片57。鳍片基体56接触于第三流路71的下壁面71c。下壁面71c相对于块下面52b位于背面侧。换言的，下壁面71c及块下面52b被鳍片基体56及光源部40夹持。

多个鳍片57为从鳍片基体56朝上方延伸的板状构件。鳍片57的上端不接触于第三流路71的上壁面71d。多个鳍片57在第三流路71的深度的方向(Y方向)上，以相互地分离的方式配置。其结果，在从一方的块端面52c朝向另一方的块端面52c的方向上，形成有多个沟槽。另外，鳍片57也可在X方向上配置有多个。

如图3所示，气体以导入部51(参照图1)、流通部60及热交换部70的顺序移动。首先，气体从气体管移动至导入部51。其次，气体从导入部51移动至流通部60。其次，气体在流通部60中，以第一流路61及第二流路62的顺序移动。更详细来说，气体经由连结孔61b从第一流路61的流路孔61a移动至第二流路62。

在此，流路孔61a的流路面积比导入部51的流路面积大。当假设流路孔61a及导入部51为管路时，在管路的截面积的大小变化的情况下，根据截面积的变化而产生流体能量的损失。流体能量的损失带来压力损失。移动于导入部51的气体为高压。但是，该气体的压力根据从导入部51向流路孔61a的流路面积的扩大而降低。换句话说，高压的气体的势会减弱。再有，连结孔61b所延伸的方向与流路孔61a所延伸的方向不同。根据该结构，移动于流路孔61a的内部的气体碰撞于流路孔61a的底面。通过该碰撞，气体所具有的流体能量的一部分会消散。其结果，气体的流体能量会更降低。

其次，移动至第二流路62的流路沟槽62a的气体分支成朝向一方的块端面52c的流动、与朝向另一方的块端面52c的流动。其次，分支后的气体经由连结沟槽62b而向热交换部70移动(参照箭头G2)。在此，流路沟槽62a所延伸的方向与连结沟槽62b所延伸的方向不同。这样，气体在碰撞于流路沟槽62a或连结沟槽62b的壁面之后，沿连结沟槽62b的壁面流动。通过该碰撞，气体所具有的流体能量会更降低。换句话说，气体在从导入部51向热交换部70移动的期间，换言之，在移动于流通部60的期间，会损失流体能量。换句话说，气体越往下游走就越损失流体能量。在此状态下，位于下游侧的气体的移动不通过气体所具有的运动能量或压力能量之类的流体能量所支配。倒不如可以说下游侧的气体通过上游侧的气体的移动所挤出。根据这样的气体的移动，不易产生流动的扰动。

向热交换部70移动的气体经由接受口71a而向第三流路71移动。气体以从接受口71a朝向第三流路71的下壁面71c流下的方式流动。然后，向第三流路71移动的气体移动于鳍片57之间。更详细来说，气体沿鳍片57的基部流动。或者，也可以说气体沿连接有鳍片57的基部的鳍片基体56的主面流动。

鳍片基体56接触于下壁面71c。光源部40所发出的热经由连接面41b及块下面52b传递至冷却块52(参照箭头H1)。再有，热经由下壁面71c传递至鳍片基体56(参照箭头H2)。换句话说，在散热器54中，鳍片基体56为比较高温。然后，当气体的主流形成于作为比较高温的部分时，作为高温侧的散热器54与作为低温侧的气体之间的温度差会变大。从高温侧朝向低温侧移动的热流量与温度差成比例。因此，例如，在鳍片57的基端侧(鳍片基体56侧)形成有气体的主流的情况，比在鳍片57的前端侧形成有气体的主流的情况，热会更效率良好地从散热器54向气体移动。气体一边接收热一边朝向排气口71b流动(参照箭头HG)。

然后，如图4所示，气体从排气口71b向第三流路71之外移动(参照箭头HG1)。如上所述，排气口71b设置于罩53。在罩53中，相对于与冷却块52接触的面在其背面侧配置有电路基板21。因此，从排气口71b吐出的气体流动于罩53与电路基板21之间(参照箭头HG2)。然后，气体通过电路基板21与下壳体12的间隙(参照箭头HG3)，并移动至电路基板21与壳体前面11b之间。在电路基板21与壳体前面11b之间配置有电子部件22。因此，气体在移动于该空间的期间，也可以从电子部件22接收热。换句话说，气体不仅被利用于光源部40的冷却，还被利用于电路单元20的冷却。然后，气体从上壳体11的排气窗11w排出(参照箭头HG4)。

光照射装置1具备：将光源部40所发出的热通过气体向壳体10之外排出的冷却部50。冷却部50从导入部51接受作为热介质的气体，并经由流通部60向热交换部70提供。气体由于被压缩所以具有起因于该压缩的流体能量。首先，气体从导入部51向流通部60的第一流路61移动。在从导入部51向第一流路61移动时，流路面积会扩大。其结果，在气体从导入部51向流通部60的第一流路61移动时，气体所具有的流体能量会减少。再有，气体在向热交换部70移动为止的期间，通过流通部60的第一流路61与第二流路62。在此，第二流路62的方向与第一流路61的方向交叉。这样，气体所流动的方向在从第一流路61向第二流路62移动时变化。此时，气体所具有的流体能量会更减少。其结果，由于流体能量被充分地降低后的气体会提供至热交换部70，所以能抑制热交换部70中的气体的流动的扰动。因此，由于热交换部70中的气体的流动均匀化，因而能消除从热交换部70向气体移动的热量的偏移。其结果，能降低光源部40的温度的不均匀，并可以使光输出接近于均匀。

[第二实施方式]

如图5所示，第二实施方式的光照射装置1A具有壳体10A、电路单元20及光照射单元30A。第二实施方式的光照射装置1A的照射区域的长度比第一实施方式的光照射装置1的照射区域的长度长。因此，第二实施方式的冷却部50A应冷却的区域比第一实施方式的冷却部50应冷却的区域大。于是，第二实施方式的冷却部50A在被扩大后的冷却对象区域中，采用用于降低温度差的结构。换句话说，光照射装置1A的冷却部50A与第一实施方式的光照射装置1的冷却部50不同。以下，针对冷却部50A加以详细说明。其他的壳体10A及电路单元20根据需要而说明，且省略详细的说明。

如图6所示，冷却部50A具有导入部51、冷却块52A、罩53A及散热器54。冷却块52A的长度比第一实施方式的冷却块52的长度长。于是，在冷却部50A的第三流路71A配置有5个散热器54。另外，第一实施方式的冷却部50所具有的导入部51的数量为1个。另一方面，第二实施方式的冷却部50A所具有的导入部51的数量为3个。换句话说，冷却部50A从3处接受气体的供给。

如图7所示，第一流路60A具有3个流路孔61a与3个连结孔61b。1个流路孔61a连接于1个连结孔61b。换句话说，1个流路孔61a不会连接于2个以上的连结孔61b。因此，第一流路61A包含3个流路孔61a串联连接于连结孔61b的路径。

第二流路62A具有3个流路沟槽62a与3个连结沟槽62b。1个流路沟槽62a连接于1个连结孔61b。换句话说，1个流路沟槽62a不会连接于2个以上的连结孔61b。再有，1个流路沟槽62a连接于1个连结沟槽62b；1个流路沟槽62a不会连接于2个以上的连结沟槽62b。根据上述的连接结构，第二流路62A包含3个流路沟槽62a串联连接于连结沟槽62b的路径。

第三流路71A具有3个接受口71a与2个排气口71b(参照图6)。第一接受口71a配置于冷却块52A中的一方的块端面52c的附近。第二接受口71a配置于冷却块52A中的另一方的块端面52c的附近。第三接受口71a配置于冷却块52A中的中央。

再者，配置于两旁的连结沟槽62b的沟槽宽也可不为一定。换句话说，连结沟槽62b也可包含沟槽宽被扩大了的部分。例如，连结沟槽62b的扩幅部设置于具有与流路沟槽62a的沟槽宽相同的宽度的入口、与作为接受口71a的出口之间。扩幅部设置于流动的方向变化的角部。扩幅部的沟槽宽比流路沟槽62a的沟槽宽大。另外，扩幅部的沟槽宽比接受口71a的宽度大。

排气口71b配置于相互地邻接的一对接受口71a之间。

气体以导入部51、流通部60A及热交换部70A的顺序移动。如上所述，流通部60A包含3个串联连接有流路孔61a、连结孔61b、流路沟槽62a及连结沟槽62b的路径。因此，对热交换部70A供给气体的路径为3个。

第二实施方式的光照射装置1A与第一实施方式的光照射装置1同样，可以使光源部40A的温度分布接近于均匀。其结果，第二实施方式的光照射装置1A可以使光输出接近于均匀。

再有，根据该结构，从接受口71a直至排气口71b为止的距离会变短。例如，在从接受口71a直至排气口71b为止的距离较长的情况下在温度差较大的接受口71a的附近容易使大量的热量从散热器54移动至气体。换句话说，容易降低光源部40A的温度。然后，由于气体随着接近排气口71b而持续接受热，所以气体的温度会逐渐地上升。这样，由于气体与散热器54的温度差会变小，所以越往下游侧热就越不容易从散热器54向气体移动。换句话说，光源部40A的温度不易下降。

另一方面，在从接受口71a直至排气口71b为止的距离较短的情况下，气体从散热器54接收热的距离会变短。其结果，到达排气口71b的气体的温度不易上升。这样，可以抑制散热器54与气体的温度差变得过小。因此，容易维持热易于从散热器54向气体移动的状态。

本发明的光照射装置不被限定于上述的实施方式。

[变形例1]

图8显示变形例1的光照射装置1B。光照射装置1B所具有的流通部60B也可通过管构件所构成。流通部60B从1个入口接受气体，并从2个出口将气体提供至热交换部70B。

流通部60B具有接受管63a、分支管63b及供给管63c。接受管63a、分支管63b的流路面积(截面积)也可与供给管63c的流路面积相同。接受管63a构成第一流路61。分支管63b及供给管63c构成第二流路62。接受管63a从壳体上面11a朝向壳体下面12a延伸。接受管63a的上游端从壳体上面11a突出。在该突出后的部分连接有导入部51。接受管63a的下游端配置于壳体10B的内部。在接受管63a的下游端连接有分支管63b。

分支管63b从一方的壳体端面12b朝向另一方的壳体端面12b延伸。分支管63b的一端部配置于一方的壳体端面12b的附近。接受管63a的另一端部配置于另一方的壳体端面12b的附近。

供给管63c为与分支管63b分体的部件。供给管63c分别连接于分支管63b的端部。供给管63c将气体所流动的方向朝向热交换部70B的散热器54。供给管63c的供给口与热交换部70B的散热器54面对面。

再者，分支管63b与供给管63c也可通过将一根筒状的构件在两端附近予以折弯而成。换句话说，分支管63b与供给管63c也可为一体的部件。

具备通过管状的构件构成的流通部60B的光照射装置1B也可以获得与第一实施方式的光照射装置1同样的效果。

[变形例2]

图9是显示变形例2的光照射装置1C的图。变形例2的光照射装置1C与变形例1的光照射装置10B同样，通过管状构件来构成配置于壳体10C的内部的流通部60C。另一方面，在变形例1中从1个入口接受气体，并从2个出口将气体提供至热交换部70B。在变形例2中具有二组的如下结构：从1个入口接受气体，并从1个出口将气体提供至热交换部70C。流通部60C具有接受管63a、连接管63d及供给管63c。1个接受管63a、1个连接管63d及1个供给管63c串联连接，并构成1个路径。

具备变形例2的流通部60C的光照射装置1C也可以获得与第一实施方式的光照射装置1同样的效果。另外，变形例2的流通部60C从二处的接受管63a接受气体。因此，容易使供给至热交换部70C的气体的流量增加。

[变形例3]

图10是显示变形例3的光照射装置1D的图。在变形例1的光照射装置1B中，接受管63a、分支管63b及供给管63c的流路面积互为相同。变形例3的光照射装置1D具有被配置于壳体10D的内部的分支管63b及供给管63e。这些接受管63a、分支管63b及供给管63e的流路面积也可互为不同。接受管63a的流路面积与分支管63b的流路面积相同。换言之，从接受管63a的入口直至分支管63b的出口为止，流路面积为一定。另一方面，供给管63e的流路面积沿流动的方向连续性地变化。

供给管63e的入口的流路面积与分支管63b的出口的流路面积相同。供给管63e的流路面积随着向下游侧前进而连续性地扩大。然后，在供给管63e的曲率成为最大的部分中，流路面积会成为最大。之后，流路面积朝向供给管63e的出口连续性地缩小。

具备变形例3的流通部60D的光照射装置1D也可以获得与第一实施方式的光照射装置1同样的效果。另外，通过将供给管63e的流路面积设为可变，可以将供给至热交换部70D的气体的状态(流速、压力)控制为更适宜的状态。

[变形例4]

图11是显示变形例4的光照射装置1E的图。第一实施方式的光照射装置1从1个入口接受气体，并从2个出口将气体提供至热交换部70。变形例4的光照射装置1E从2个入口接受气体，并从1个出口将气体提供至热交换部70E。变形例4的光照射装置1E的冷却部50E与第一实施方式的光照射装置1同样，通过设置于冷却块52E的沟槽、与堵塞该沟槽的罩所构成。

第一流路61E具有2个流路孔61a、与2个连结孔61b。一方的流路孔61a配置于一方的块端面52c的附近。另一方的流路孔61a配置于另一方的块端面52c的附近。第二流路62E具有1个流路沟槽62a、与1个连结沟槽62b。流路沟槽62a从一方的块端面52c朝向另一方的块端面52c延伸。在流路沟槽62a的两端分别连接有连结孔61b。在流路沟槽62a的中央连接有连结沟槽62b。第三流路71E的接受口71a设置于从一方的块端面52c至另一方的块端面52c中的中央。第三流路71E的排气口71b设置于第三流路71E的两端。

具备变形例4的冷却部50E的光照射装置1E也可以获得与第一实施方式的光照射装置1同样的效果。

[变形例5]

图12是显示变形例5的光照射装置1F的图。如上所述，第一实施方式的光照射装置1的流通部60设置于壳体10的内部。在此，当从获得用于使光输出接近于均匀的冷却效果的方面来看时，只要能在供给至热交换部为止降低气体的流体能量即可；流体能量的降低通过从导入部到达热交换部的流路结构所完成。换句话说，只要具备这样的流路结构，就可以获得良好的冷却特性。此时，流路结构配置于壳体的内部、还是配置于壳体的外部，对于光照射装置的组装的方面或光照射装置的大小等的方面而言至为重要。但是，不影响到使光输出接近于均匀这样的效果。

于是，变形例5的光照射装置1F具有：流通部60F，其配置于壳体10F的外部；以及热交换部70F，其配置于壳体10F的内部。流通部60F具有接受管63aF、分支管63bF及供给管63cF。在接受管63aF连接有导入部51F。再有，接受管63aF连接于分支管63bF的大致中央。分支管63bF沿壳体10F的长边方向延伸。在分支管63bF的两端分别连接有供给管63cF。作为供给管63cF的输出口的流通部60F的输出口60h连接于壳体10F的壳体上面11a。气势缓和后的气体从该输出口60h朝向热交换部70F的散热器54流动。再者，在壳体10F只要设置有至少1个以上供输出口60h连接的孔即可。具备变形例5的流通部60F的光照射装置1F也可以获得与第一实施方式的光照射装置1同样的效果。

以下，对实施方式的光照射装置的作用效果来说明使用解析等而确认后的结果。

[比较例1]

作为比较例1针对与本实施方式的冷却部50不同的结构的冷却结构，通过数值计算来确认气体的流动。在比较例1的冷却结构中，高压的气体直接地提供至散热器。如图13所示，在比较例1的冷却结构中在从导入部151流出的气体所流动的方向的延长线上配置有散热器154。然后，在导入部151与散热器154之间也未配置有任何会妨碍气体的流动的构件。

图13是显示从导入部151朝向配置有散热器154的空间喷出后的气体所流动的方向。当参照图13时，气体在从导入部151以直线状流动后，碰撞于散热器154。碰撞后的气体从散热器154接受反作用力，而使流动的方向变化。该流动的方向的变化为不规则。其结果，在配置有散热器154的空间中，气体的流动扰动。换句话说，可谓是紊流状态。所谓该紊流状态单纯地是指流动的方向不规则地扰动，而不需要一定符合流体力学上的紊流的定义。根据这样的气体的流动，在位于从导入部151喷出的气体的流线上的散热器154的区域提供有新鲜的气体。换句话说，热容易从散热器154移动至气体。其结果，散热器154会变冷。另一方面，在不位于气体的流线上的散热器154的区域不易提供有新鲜的气体。其结果，在散热器154中，会产生容易被冷却的部分、与不易被冷却的部分。换句话说，在热连接于散热器154的光源部中，会产生不均匀的温度分布。当从比较例1的结果来看时，会产生较大的温度梯度，由此可以预测出光源部中的高温部与低温部的温度差会变大。

[比较例2]

在比较例1中在与本实施方式的冷却部50不同的结构的冷却结构中，预测出光源部中的高温部与低温部的温度差会变大。在比较例2中针对该预测进行了确认。

图14是显示该确认结果的曲线图(graph)。曲线图的横轴表示光照射装置的长边方向上的位置。曲线图的纵轴表示光源部的温度。在横轴上，0m表示一方的块端面的位置。0.38m表示另一方的块端面的位置。然后，比较例2的光照射装置从一端部、另一端部及中央的三处供给高压的气体。气体的压力例如是设为0.3MPa。换句话说，热交换部具有3个接受口。在曲线图中，箭头A1、A2、A3表示接受口的位置。然后，热交换部具有2个排气口。箭头B1、B2表示排气口的位置。

当参照曲线图时，可知在接受口的位置(箭头A1、A2、A3)中，光源部的温度最为下降。而且，可知从接受口朝向排气口，光源部的温度提高，且在排气口的附近达到最高温度。例如，最低温度与最高温度的温度差约为12℃。换句话说，可知随着从接受口接近排气口，从光源部向气体的热移动会变得不易良好地进行。因此，如在比较例1所预测的那样，可以确认通过产生较大的温度梯度，光源部中的高温部与低温部的温度差会变大。

[实施例1]

在实施例1中已确认第二实施方式的冷却部50A的效果。在实施例1中采用了第二实施方式的冷却部50A中的中央部分来作为解析模型。图15是显示将从第一流路61A朝向第三流路71A移动的气体的流动予以解析后的结果。在图15中以浓淡来表示气体的流速。当参照图15时，可知在流路孔61a连接于连结孔61b的部分、连结孔61b连接于流路沟槽62a的部分、与流路沟槽62a连接于连结沟槽62b的部分的各个部分中，气体的流速会降低。再有，也可知气体的主流形成于第三流路71A中的下侧、即散热器54的下方。根据该结果，可知如连结孔61b及连结沟槽62b那样根据用于风量的结构，可以抑制紊流的产生，且可以以层流的状态将气体提供至散热器54。其结果，可以确认由于形成有没有白白浪费掉的气体的流动，所以能改善来自散热器54的热排气效率。

[实施例2]

在实施例2中已确认第二实施方式的冷却部50A的效果。在实施例2中采用了第二实施方式的冷却部50A来作为解析模型。图16是显示将从第二流路62朝向第三流路71A移动的气体的流动予以解析后的结果。在图16中以浓淡来表示气体的流速。当参照图16时，可知在比流路沟槽62a及连结沟槽62b的角部更靠上游侧，气体的流速比较大。另一方面，可知在比连结沟槽62b的角部更靠下游侧、以及特别是比第三流路71A的接受口71a更靠下游侧，气体的流速会大幅地降低。再有，也可知气体的主流形成于第三流路71A中的下侧、即散热器54的底部侧。根据该结果，可知即使是通过第二实施方式的冷却部50A，也与第一实施方式的冷却部50同样，能改善来自散热器54的热排气效率。

[实施例3]

在实施例3中进行了与比较例2同样的确认。换句话说，确认出光照射装置的长边方向上的光源部的温度分布。解析的条件(例如高压空气的压力：0.3MPa)与比较例2同样。在实施例3中采用了与第二实施方式的光照射装置1A所具有的冷却部50A相同的结构来作为解析模型。图17是显示该确认结果的曲线图。

当参照曲线图时，概略的温度分布的倾向与比较例2(图14)类似。换句话说，可知在接受口的位置(箭头A1、A2、A3)中，光源部的温度最为下降。然后，可知从接受口71a朝向排气口71b，光源部40的温度提高，且在排气口71b的附近达到最高温度。另一方面，最低温度与最高温度的温度差比比较例2明显小。比较例2中的温度差约为12℃。另一方面，实施例3中的温度差约为4℃。换句话说，可知温度梯度改善后的结果，即使从接受口71a(例如箭头A1)接近排气口71b(例如箭头B1)也进行从光源部40向气体的热移动。根据该结果，可以确认通过连结沟槽62b等来改变具有势的气体的流动的方向，由此生成冷却效率佳的气体的流动，其结果，能够使光源部40的温度分布接近于均匀。

符号的说明

1、1A、1B、1C、1D、1E…光照射装置、10、10A、10B、10C、10D、10F…壳体、11w…排气窗、12w…光射出窗、21a…主面、40、40A…光源部、41a…发光面、41b…连接面、50…冷却部、51、51F、151…导入部、52、52A、52E…冷却块、54…散热器(散热构件)、57…鳍片、60、60A、60B、60F…流通部、61、61A、61E…第一流路、62、62A、62E…第二流路、70、70A、70B、70C、70D、70E、70F…热交换部、71a…接受口、71b…排气口。

Claims (13)

1.一种光照射装置，其中，

具备：

壳体；

光源部，其容纳于所述壳体，从所述壳体的光射出窗照射光；以及

冷却部，其设置于所述壳体，通过气体将所述光源部所发出的热排出至所述壳体之外，

所述冷却部具有：

导入部，其接受被压缩了的所述气体的供给；及

热交换部，其使所述气体接收所述光源部所发出的热；以及

流通部，其从所述导入部将所述气体导引至所述热交换部，

所述流通部包含：

第一流路，其连接于所述导入部，并且沿第一方向延伸；以及

第二流路，其连接于所述第一流路，并且沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸，且连接于所述热交换部，

所述第一流路包含流路面积比所述导入部的流路面积大的部分。

2.如权利要求1所述的光照射装置，其中，

所述导入部配置于与设置有所述射出窗的所述壳体的主面相反侧的所述壳体的背面侧。

3.如权利要求1或2所述的光照射装置，其中，

所述热交换部具有：

接受口，其连接于所述流通部；及

散热构件，其使所述气体接收所述光源部所发出的热；以及

排气口，其将接收了所述光源部所发出的热的所述气体予以排出。

4.如权利要求3所述的光照射装置，其中，

所述热交换部所具有的所述接受口的数量为2个以上。

5.如权利要求3或4所述的光照射装置，其中，

所述光源部具有：发光面，其配置有发出所述光的发光元件；以及连接面，其与所述发光面为相反侧，

所述散热构件配置于所述连接面侧。

6.如权利要求1～5中任一项所述的光照射装置，其中，

所述流通部配置于所述壳体的内部。

7.如权利要求1～5中任一项所述的光照射装置，其中，

所述流通部配置于所述壳体的外部。

8.如权利要求6所述的光照射装置，其中，

所述冷却部具有形成有所述热交换部及所述流通部的冷却块，

所述流通部为削去所述冷却块的一部分而形成的空间。

9.如权利要求6或7所述的光照射装置，其中，

所述流通部为配置于所述壳体的管构件。

10.如权利要求1～9中任一项所述的光照射装置，其中，

所述冷却部所具有的所述导入部的数量为2个以上。

11.如权利要求1～10中任一项所述的光照射装置，其中，

所述气体为空气或氮气。

12.如权利要求3所述的光照射装置，其中，

所述散热构件为包含多个鳍片的散热器。

13.如权利要求3所述的光照射装置，其中，

所述壳体具有将从所述排气口所排出的所述气体进一步排出至外部的排气窗，

所述排气窗设置于所述壳体的中央部。

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