CN1827293A - 冷却组件、其制造方法、光学装置及投影机 - Google Patents

冷却组件、其制造方法、光学装置及投影机 Download PDF

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Abstract

本发明提供适于低成本化及小型化的冷却组件的制造方法。冷却组件所具备的冷却板具有将冷却流体流动的冷却管(14)夹于其间而将一对板状部件(12、13)对向配置的结构。该制造方法具有:槽部形成工艺,在一对板状部件(12、13)的至少一方对向面(123、133)上,形成收置冷却管(14)的槽部(122、132);和连接工艺,将冷却管(14)收置到槽部(122、132)中,使一对板状部件(12、13)的各自和冷却管(14)连接;在连接工艺中,通过对一对板状部件(12、13)至少一方的外力施加,使槽部(122、132)的相邻部位(127、137)变形,使该相邻部位(127、137)和冷却管(14)接合。

Description

冷却组件、其制造方法、光学装置及投影机
技术领域
本发明涉及冷却组件、其制造方法、光学装置及投影机。
背景技术
作为使用冷却流体的冷却组件,有一种具备下述冷却板的冷却组件,该冷却板的结构为在被对向组合的一对金属板的内面间配置作为冷却液流路的金属管。该冷却板是通过在一对金属板的至少一方上形成比金属管大的管收置槽并整体组合金属管和一对金属板来制造的。而且,在其制造过程中,在上述组合之后,给金属管内供给加压流体,使该管的管径扩大,使金属管紧密粘接于管收置槽(例如,参见专利文献1)。
专利文献1:特开2002-156195号公报
按照上述冷却组件的制造方法,通过将管收置槽对金属板的对合面形成为倒锥形,在金属管扩大管径时让该槽的边缘部分(底切(undercut)部)切入金属管,使金属板和金属管得以接合。
但是,就上述制造方法来说,在上述底切部的形成过程中需要进行使用特殊刀具的切削加工,不易谋求低成本化。
另外,为了使在收置槽中良好地紧密粘接金属管,需要分成多次反复进行金属管的扩大管径工艺,需要花费很多的时间。
再者,若金属管是小管径,则难以进行管的扩大管径,并且易于在管的变形量上产生不一致,因此在管和收置槽之间产生间隙,其结果为,易于招致冷却板冷却能力的下降。
发明内容
本发明的目的为,提供适于低成本化及小型化的冷却组件的制造方法、冷却组件、光学装置及投影机。
本发明的制造方法用来制造具备冷却板的冷却组件,该冷却板在内部流通冷却流体,其特征为,上述冷却板具有将冷却流体所流动的冷却管夹于其间而将一对板状部件对向配置的结构;该制造方法包括:槽部形成工艺,在上述一对板状部件的至少一方的对向面上,形成用来收置上述冷却管的槽部;和连接工艺,将上述冷却管收置到上述槽部中,使上述一对板状部件的各自和上述冷却管连接;在上述连接工艺中,借助于对上述一对板状部件至少一方的外力施加,使上述槽部的相邻部位产生变形,让该相邻部位和上述冷却管接合。
在该制造方法中,因为借助于对一对板状部件至少一方的外力施加,使一对板状部件的各自和冷却管连接,所以同冷却管的扩大管径工艺相比,可以大幅缩短制造时间。而且,因为不需要进行扩大管径工艺,所以还非常适合用于小管径的冷却管。
因而,该制造方法非常适合用于实现低成本化及小型化。
还有,对于采用上述制造方法所制造出的冷却组件来说,因为板状部件的槽部和冷却管相互相连接,所以双方进行热连接,与板状部件相连接的被冷却物体的热通过在冷却管内流动的冷却流体而被去除。在冷却板的内部配置有冷却管的结构因为冷却流体的路径形成所需的接合部可以比较少,所以流体泄漏的危险较小,并且因为对于流动方向能形成均匀且平滑的流路,所以配管阻力较小。
在上述制造方法中,在上述槽部形成工艺中可以采用铸造法或锻造法来形成上述槽部。锻造法和铸造法同使用切削加工的槽部形成相比,易于谋求批量生产的低成本化。
另外,通过使上述槽部和上述冷却管具有几乎相同大小的外形部分,使槽部和冷却管相互相接,能谋求板状部件和冷却管之间热传递性的提高。
在上述制造方法中,例如在上述槽部形成工艺中,在上述一对板状部件的至少一方的对向面上,除上述槽部之外还形成与该槽部相邻的凹部,在上述连接工艺中,通过将上述槽部和上述凹部之间的边沿(bank)朝向上述槽部的内侧进行挤压,使该边沿产生变形,使该边沿的角部和上述冷却管接合。
据此,由于与槽部相邻来形成凹部,因而可以容易使槽部和凹部之间的边沿产生变形。
此时,在上述槽部形成工艺中,还在上述一对板状部件的至少一方对向面上形成插入上述凹部中的凸部,在上述连接工艺中,通过组合一方的板状部件的上述凹部和另一方的板状部件的上述凸部,就可以使上述边沿产生变形。
据此,随着组合一对板状部件,就可以使一对板状部件的各自和冷却管接合,能谋求工艺的简单化。
另外,例如在上述连接工艺中,通过在上述一对板状部件的至少一方中插入预定物体,使上述槽部产生部分变形。
此时,上述预定物体也可以取代上述变形部分,和上述冷却管接合。
据此,可以使用和板状部件分体的预定物体,使一对板状部件的各自和冷却管接合起来。
在上述的制造方法中,还可以具有填充工艺,向上述槽部和上述冷却管之间的间隙内填充热导材料。
据此,通过填充热导材料,就能谋求板状部件和冷却管之间热传递性的提高。
优选的是,热导材料的热传导率为大于等于3W/(m·k),更为优选的是大于等于5W/(m·k)。若热导材料的热传导率未达到3W/(m·k),则板状部件的热不易向冷却管转移,因此是不理想的。另外,通过使热导材料的热传导率是大于等于5W/(m·k),而使板状部件的热向冷却管良好转移。
此时,例如上述热导材料可以包含掺进有金属材料的树脂材料、掺进了碳材料的树脂材料以及热熔材料之中的至少1种。
另外,优选的是,上述热导材料在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
通过使热导材料具有弹性,可以按照与热变形等相伴随的板状部件和冷却管之间的间隙变化,使热导材料进行伸缩,使板状部件和冷却管之间的热连接得以稳定维持。
本发明的冷却组件其特征为,是采用上述的制造方法所制造出的。
根据该冷却组件,能谋求低成本化及小型化。
本发明的光学装置其结构包括光调制元件,该光调制元件用来按照图像信息对从光源所射出的光束进行调制并形成光学像,该光学装置的特征为,至少上述光调制元件保持到采用上述制造方法所制造出的冷却组件中。
根据该光学装置,能谋求低成本化、小型化以及冷却的有效化。
本发明的投影机其特征为,具备:光源装置;光学装置,至少下述光调制元件保持到采用上述制造方法所制造出的冷却组件中,上述光调制元件用来按照图像信息对从上述光源装置所射出的光束进行调制而形成光学像;以及投影光学装置,用来放大投影由上述光学装置所形成的光学像。
根据该投影机,能谋求低成本化、小型化以及冷却的有效化。
附图说明
图1(A)是表示冷却组件结构的平面图,图1(B)是图1(A)所示的A-A剖面图。
图2是放大表示板状部件槽部的部分剖面图。
图3是表示冷却组件的制造方法一个示例的说明图。
图4是表示冷却组件的制造方法变形例的说明图。
图5是表示冷却组件的制造方法变形例的说明图。
图6是表示冷却组件的制造方法变形例的说明图。
图7是表示冷却组件的制造方法变形例的说明图。
图8模式表示的是投影机的概略结构。
图9是从上方一侧看到投影机内一部分的立体图。
图10是从下方看到投影机内的光学装置和液冷组件的立体图。
图11是表示光学装置整体结构的立体图。
图12是表示分流容器整体结构的立体图。
图13是表示合流容器整体结构的立体图。
图14是表示光学装置中红色光用的面板结构的部分立体图。
图15是液晶面板保持框的分解立体图。
图16(A)是液晶面板保持框的组装正面图,图16(B)是图16(A)所示的A-A剖面图。
图17(A)是入射方偏振板保持框的组装正面图,图17(B)是图17(A)所示的B-B剖面图。
图18(A)是射出方偏振板保持框的组装正面图,图18(B)是图18(A)所示的C-C剖面图。
图19是表示光学装置中的冷却流体流动的配管系统图。
图20表示的是配管系统的变形例。
图21表示的是配管系统的其他变形例。
符号说明
A···照明光轴,1···投影机,2···外装壳体,3···空冷装置,4···光学组件,5···投影透镜(投影光学系统),10···冷却组件,11···光学元件,12、13···板状部件(框状部件),14···冷却管,44···光学装置,46···液冷组件,122、132···槽部,123、133···对向面,124、134···突起部,127、137···边沿(相邻部位),128、138···凹部,129、139···凸部,140···热导材料,145、146···夹具,147、148···孔,149、150···分体部件,411···光源组件,416···光源灯,441、441R、441G、441B···液晶面板(光学元件),442···入射方偏振板(光学元件),443···射出方偏振板(光学元件),444···十字分色棱镜,445···液晶面板保持框,4451、4452···框状部件,4451B、4452B···槽部,446···入射方偏振板保持框,4461、4462···框状部件,4461B、4462B···槽部,447···射出方偏振板保持框,4471、4472···框状部件,4471B、4472B···槽部,461···主容器,462···流体压送部,463···元件冷却管,4631R···液晶面板冷却管,4632R···入射方偏振板冷却管,4633R···射出方偏振板冷却管,464···分流容器,465···合流容器,466···散热器,4662···散热翅片,467···轴流风扇。
具体实施方式
下面,对于本发明的实施方式,参照附图进行说明。还有,在各附图中,为了将各结构要件设为在附图上可辨认程度的大小,所以根据需要使其比例尺和实际有所不同。
(冷却组件)
图1(A)是表示冷却组件10结构的平面图,图1(B)是图1(A)所示的A-A剖面图。
如图1(A)及图1(B)所示,冷却组件10用来保持透射型光学元件11的周缘且对该光学元件11进行冷却,具备:一对板状部件12、13,用来保持光学元件11;和冷却管14,夹持于一对板状部件12、13间。
作为光学元件11,除液晶面板、偏振板之外,还使用相位差板、视角校正板等各种各样的光学元件。另外,不限于透射型,对反射型的光学元件,也可以使用本发明。再者,不限于光学元件,对其他物体的冷却,也可以使用本发明。还有,对于将本发明的冷却组件使用于液晶面板及偏振板冷却结构中的示例,将在下面进行详细说明。
板状部件12、13分别是平面视大致矩形形状的框体,具有:矩形形状的开口部121、131,与光学元件11上的光束的透射区域对应;以及槽部122、132,用来收置冷却管14。板状部件12和板状部件13将冷却管14夹于其间并且相互对向地进行配置。作为板状部件12、13,最好使用由热传导率较高的材料构成的传热良导体,例如除了铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或者其合金(铝合金(约100W/(m·K))、低比重镁合金(约50W/(m·K))等)之外,还能使用各种金属。另外,板状部件12、13不限于金属材料,也可以是热传导率较高(例如,大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
冷却管14例如由具有环状剖面并且沿着其中心轴延伸的导管(pipe)或者软管(tube)构成,并且按照板状部件12、13的槽部122、132的平面形状被弯折加工。作为冷却管14,最好使用热传导率较高的传热良导体,例如除了铝(234W/(m·K))、铜(398W/(m·K))、不锈钢(16W/(m·K))(奥氏体类)或者其合金之外,还能使用各种金属。另外,冷却管14不限于金属材料,也可以是热传导率较高(例如,大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
具体而言,冷却管14如图1(A)及图1(B)所示,在光学元件11周缘部的外侧,沿着光学元件11的周缘部在大致一周的范围内进行配置。也就是说,在板状部件12、13的各对向面123、133(内面、对合面)上,沿着开口部121、131的边缘部在大致一周的范围内形成剖面大致半圆状的槽部122、132,并且槽部122和槽部132相互处于大致镜面对称的形状关系。而且,在将冷却管14收置到各槽部122、132内的状态下,板状部件12、13之间相互接合。在本示例中,冷却管14是圆形导管,其外管径和光学元件11的厚度大体相同。
图2是放大表示板状部件12、13的槽部122、132的部分剖面图。
如图2所示,槽部122、132的内面和冷却管14的外面具有几乎大小的外形部分,并且双方相互相接。另外,在板状部件12、13的各自上,设置向槽部122、132的内侧突出的突起部124、134,通过该突起部124、134切入到冷却管14的外面上接合,使各板状部件12、13和冷却管14得以整体化。
再者,在板状部件12、13的各对向面123、133上,形成与槽部122、132相邻的凹部128、138以及插入配合侧的凹部128、138的凸部129、139。凹部128、138从各对向面123、133凹陷地形成,各凸部129、139从各对向面123、133突出来形成。凹部128、138和凸部129、139具有作为连接板状部件12和板状部件13时的定位引导构件之功能。
而且,在槽部122、132和凹部128、138之间形成以槽部122、132的壁面和凹部128、138的壁面为侧面的边沿127、137。在本示例中,与冷却管14接合的突起部124、134是槽部122、132的边缘,并且它是边沿127、137的角部。优选的是,边沿127、137的角部为尖锐形状。凹部128、138,凸部129、139及边沿127、137,既可以沿着槽部122、132的轴向连续形成,也可以间断或者部分形成。
还有,在本示例中如下所述,通过对一方的板状部件12(13)的凹部128(138)插入另一方的板状部件13(12)的凸部139(129),使边沿127(137)产生变形,使作为其角部的突起部124、134切入到冷却管14的外面上。因此,凹部128、138的壁面和凸部129、139的壁面紧密连接。
返回到图1,在冷却管14的一端配置冷却流体的流入部(IN),在另一端配置流出部(OUT)。冷却管14的流入部及流出部分别与冷却流体循环用的配管连接。还有,在冷却流体的流路上,分别配置未图示的流体压送部、各种容器及散热器等的流体循环用设备。
从流入部(IN)流入冷却管14内的冷却流体沿着光学元件11的周缘在大致一周的范围内进行流动,并从流出部(OUT)流出。另外,该冷却流体在冷却管14内流动的期间,从光学元件11吸取热。也就是说,光学元件11的热介由板状部件12、13传递给冷却管14的冷却流体,被输送到外部。
在本示例中,因为各板状部件12、13的槽部122、132的内面和冷却管14的外面相互相接,并且各板状部件12、13的一部分(突起部124、134)切入到冷却管14的外面上接合起来,所以各板状部件12、13和冷却管14进行热连接。另外,因为冷却管14沿着光学元件11的周缘部在大致一周的范围内进行配置,所以能谋求传热面积的扩大。因此,借助于在冷却管14内流动的冷却流体,光学元件11被有效冷却。
在保持光学元件11的框体(板状部件12、13)内部配置有冷却管14的结构,因为冷却流体的路径形成所需的接合部可以比较少,所以流体泄漏的危险较小,并且因为对于流动方向能形成均匀且平滑的管路,所以配管阻力较小。特别是在本示例中,由于冷却管14的剖面形状按大致圆形形状的原样被维持,所以流动的紊乱较小。而且,在这种结构中,框体同时兼作光学元件11的保持机构和冷却机构,其结果为,存在易于谋求具备光学元件11的装置小型化及光学元件11的冷却有效化这样的优点。其结果为,还能够实现流体压送部的省能量化。
还有,由于在各板状部件12、13的槽部122、132和冷却管14之间的间隙内填充热导材料,因而能够谋求板状部件12、13和冷却管14之间热传递性的提高。对于该热导材料的填充,将在下面进行说明。
(冷却组件的制造方法)
下面,对于上述冷却组件10的制造方法进行说明。
图3是表示冷却组件10的制造方法一个示例的说明图。该制造方法具有槽部形成工艺和连接工艺。
首先,在槽部形成工艺中,如图3(a)所示,在一对板状部件12、13的各对向面123、133上,形成用来收置冷却管的剖面大致半圆形状或者剖面大致U字形状的槽部122、132以及与槽部分别相邻的凹部128、138和凸部129、139。在该工艺中,采用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷/热锻造等),将具备槽部122(132)、凹部128(138)及凸部129(139)的板状部件12(13)整体形成。槽部122、132、凹部128、138及凸部129、139的各形状,根据板状部件12、13和冷却管14的材料性质、形状等适当决定。例如凹部128(138)和凸部139(129)具有几乎相同形状的外形部分(梯形剖面形状)以便相互组合起来,并且同凹部128(138)相比,凸部139(129)的宽度部分地形成得稍大。另外,槽部122、132具有几乎相同形状的外形部分(半圆剖面形状),以便和冷却管14相互组合起来。因为随着下述的板状部件12、13之间的连接,槽部122、132产生变形,所以也可以在槽部122、132的宽度和冷却管14的管径之间设计尺寸差,以便在其连接后,槽部122、132和冷却管14紧密粘接。由于采用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷/热锻造等),因而即便是这样形状的板状部件12、13,也可以容易且以低成本来形成,并且还非常适合使用于小型的物体。
接着,在连接工艺中,如图3(b)所示,使板状部件12和板状部件13对向配置,在各槽部122、132中收置冷却管14。此时,通过组合凹部128(138)和凸部139(129),来对板状部件12和板状部件13之间的平面相对位置进行定位。进而,通过在各槽部122、132中收置了冷却管14的状态下,施加外力以使板状部件12的对向面123和板状部件13的对向面133紧密粘接,而在对凹部128(138)插入凸部139(129)的过程中,使凹部128(138)和槽部122(132)之间的边沿127(137)被凸部139(129)挤压而产生变形。也就是说,通过组合一方的板状部件12(13)的凹部128(138)和另一方的板状部件13(12)的凸部139(129),边沿127(137)被朝向槽部122(132)的内侧挤压,边沿127(137)朝向槽部122(132)的内侧产生变形。在本示例中,通过在槽部122、132的相邻位置上形成凹部128、138,使槽部122、132和凹部128、138之间的边沿127、137易于产生变形。
然后,如图3(b)所示,随着上述边沿127、137的变形,槽部122、132的内面和冷却管14的外面紧密粘接,一对板状部件12、13的各自和冷却管14进行热连接。再者,由于随着上述边沿127、137的变形,作为槽部122、132的相邻部位的边沿127、137的角部(突起部124、134)切入到冷却管14的外面上接合起来,因而各板状部件12、13和冷却管14得以连接。虽然因为突起部124、134切入到冷却管14上,冷却管14进行体积收缩,但是由于冷却管14其两端开放,所以由此释放内部的空气,不会在冷却管14中残余多余的应力。据此,能制造具有将冷却管14夹于其间而将一对板状部件12、13对向配置之结构的冷却结构(冷却板)。
随后,如上面的图1所示,通过对板状部件12、13固定光学元件11,并且将冷却管14与冷却流体的供给系统连接,来形成冷却组件10。
如同上面所说明的那样,对于本示例的冷却组件10的制造方法来说,因为借助于对板状部件12、13的外力施加,使一对板状部件12、13的各自和冷却管14连接,所以与通过冷却管的扩大管径来进行上述连接的情形相比,可以大幅缩短制造时间。另外,在该制造方法中,因为随着组合一对板状部件12、13,进行上述连接,所以能谋求工艺的简单化。而且,由于不需要进行扩大管径工艺,因而还非常适合用于小管径的冷却管14。因此,根据该制造方法,可以谋求所制造的冷却组件10的低成本化以及小型化。
图4~图7是表示图3的制造方法的变形例的说明图。还有,对于和已经说明的部分具有相同功能的结构要件,附上相同的符号,以省略其说明,或者使其说明简单化。
在图4的示例中,靠近一方的板状部件13来配置冷却管14。
也就是说,在槽部形成工艺中,在一方的板状部件13的对向面133上,形成可收置冷却管14整体的槽部132(图4(a))。该槽部132设计为,从底部朝向开口其宽度变宽。另外,在另一方的板状部件12的对向面123上,形成插入到板状部件13的槽部132中的凸部129。该凸部129从板状部件13的对向面123突出来形成,并且具有:槽部122,处于中央,具有和冷却管14几乎相同大小的外形部分;和边沿127,与槽部122相邻。槽部132和凸部129的形状根据板状部件12、13和冷却管14的材质、形状等适当决定。通过使用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷/热锻造等),即便是这样形状的板状部件12、13,也可以容易且以低成本来形成。
在连接工艺中,使板状部件12和板状部件13对向配置,并且如果在一方的板状部件13的槽部132中收置了冷却管14的状态下,施加了外力以使板状部件12和板状部件13紧密接合,则在一方的板状部件13的槽部132和冷却管14之间的间隙内插入另一方的板状部件12的边沿127,在该插入过程中,其边沿127产生变形。也就是说,通过组合一方的板状部件13的槽部132和另一方的板状部件12的凸部129(边沿127),将边沿127朝向槽部122的内侧进行挤压,该边沿127朝向槽部122的内侧产生变形。然后,随着上述边沿127的变形,槽部122、132的内面和冷却管14的外面紧密粘接,一对板状部件12、13的各自和冷却管14进行热连接。再者,随着上述边沿127的变形,作为槽部122、132的相邻部位的边沿127、137的角部切入到冷却管14的外面上接合起来,并且上述凸部129和槽部132接合起来,各板状部件12、13和冷却管14得以连接。
在本示例中,因为靠近一方的板状部件13来配置冷却管14,所以能谋求构成自由度的扩大。另外,在填充热导材料时,还易于进行该热导材料的配置。
下面,在图5的示例中,靠近一方的板状部件13来配置冷却管14,并且冷却管14具有大致半圆形状的剖面。
也就是说,在槽部形成工艺中,在一方的板状部件13的对向面133上形成:槽部132,具有可收置冷却管14整体的大致半圆形状剖面;和凹部138,与槽部相邻;在另一方的板状部件12的对向面123上形成插入到上述凹部138中的配合侧的凸部129(图5(a))。在该工艺中,采用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷/热锻造等),将槽部132及具有凸部129(凹部138)的板状部件12(13)整体形成。槽部132、凹部138及凸部129的各形状根据板状部件12、13及冷却管14的材质、形状等适当决定。例如,槽部132具有和冷却管14的曲面部分几乎相同的外形部分(半圆剖面形状)。另外,凹部138和凸部129具有几乎相同形状的外形部分(梯形剖面形状)以便相互组合起来,并且与凹部138相比,凸部129的宽度部分地形成得稍大。通过采用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷/热锻造等),即便是这样形状的板状部件12、13,也可以容易且以低成本来形成,并且还非常适合使用于小型的物体。
在连接工艺中,使板状部件12和板状部件13对向配置,并且如果在一方的板状部件13的槽部132中收置了冷却管14的状态下,施加了外力以使板状部件12和板状部件13紧密粘接,则凹部138中插入凸部129,在此过程中凹部138和槽部132之间的边沿137被凸部129挤压而产生变形(图5(b))。也就是说,通过组合一方的板状部件13的凹部138和另一方的板状部件12的凸部129,使边沿137朝向槽部132的内侧被挤压,使边沿137朝向槽部132的内侧产生变形。而且,通过使板状部件12的对向面123和冷却管14的平坦面紧密粘接,并且随着上述边沿137的变形使槽部132的内面和冷却管14的外面紧密粘接,而将一对板状部件12、13的各自和冷却管14进行热连接。再者,通过随着上述边沿137的变形,使作为槽部132的相邻部位的边沿137的角部切入到冷却管14的外面上接合起来,并且使上述凹部138和凸部129接合起来,而使各板状部件12、13和冷却管14得以连接。
在本示例中,因为靠近一方的板状部件13来配置冷却管14,所以能谋求构成自由度的扩大,并且在填充热导材料时,易于进行该热导材料的配置。再者,通过使冷却管14具有大致半圆形状的剖面,而使板状部件12的对向面123的形状较为简单,也可以通过铣削加工等的切削加工容易地形成板状部件12。
接着,在图6的示例中,通过在板状部件12、13中插入夹具145、146,来连接一对板状部件12、13的各自和冷却管14。
也就是说,在槽部形成工艺中,除了上面图3所示的槽部122、132及凹部128、138之外,取代图3的凸部139(129),形成夹具插入用的孔147、148(图6(a))。该孔147(148)设置于与配合侧的板状部件12(13)的凹部128(138)对应的位置上。通过采用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷/热锻造等),即便是这样形状的板状部件12、13,也可以容易且以低成本来形成,并且还非常适合使用于小型的物体。
在连接工艺中,在各槽部122、132中收置了冷却管14的状态下,对板状部件12、13的孔147、148插入夹具145、146,利用该夹具145、146的前端部分将作为槽部122、132的相邻部位的边沿127、137朝向槽部122、132的内侧进行挤压,借此边沿127(137)朝向槽部122、132的内侧产生变形(图6(b))。然后,随着该边沿127、137的变形,槽部122、132的内面和冷却管14的外面紧密粘接,并且边沿127、137的角部切入到冷却管14的外面上接合起来,使各板状部件12、13和冷却管14得以连接。
在本示例中,因为使用夹具145、146使板状部件12、13的一部分产生变形,来进行连接,所以构成的自由度以及与该挤压用的夹具145、146的形状、位置关系、挤压力等有关的自由度较大,并且可以确保连接力的稳定且易于进行其调整。
接着,在图7的示例中,通过靠近一方的板状部件13来配置冷却管14,并且插入分体部件149、150,来连接一对板状部件12、13的各自和冷却管14。另外,冷却管14具有大致矩形形状的剖面。
也就是说,在槽部形成工艺中,在一方的板状部件13的对向面133上,形成:槽部132,具有可收置冷却管14整体的大致矩形形状剖面;和凹部138,与槽部连通;在另一方的板状部件12的对向面123上形成分体部件嵌入用的孔147、148(图7(a))。凹部138具有随着向深度方向进入而接近槽部132的斜面。另外,孔147、148设置于与配合侧的板状部件13的凹部138对应的位置上。通过采用铸造法(压铸法等)或锻造法(冷/热锻造等),即便是这样形状的板状部件12、13,也可以容易且以低成本来形成,并且还非常适合使用于小型的物体。
在连接工艺中,在板状部件13的槽部132中收置冷却管14且使一对板状部件12、13的各对向面123、133相互紧密粘接的状态下,对板状部件12的孔147、148插入分体部件149、150(图7(b))。分体部件149、150嵌入到板状部件12的孔147、148及板状部件13的凹部138中,和板状部件12、13的各自接合起来。另外,分体部件149、150的前端形成为设计有斜面的尖锐状,另一端呈与其他部分相比一部分宽度较宽的铆钉状形状,分体部件149、150的前端一边沿着凹部138的斜面进行移动,一边朝向槽部132的内侧产生变形,切入到冷却管14的外面。再者,通过利用分体部件149、150另一端的台阶差来固定板状部件12(参见图7(b)),介由分体部件149、150,使各板状部件12、13和冷却管14得以连接。
在本示例中,因为采用分体部件149、150来进行板状部件12、13的连接,所以构成的自由度以及与该挤压用的分体部件149、150的形状、位置关系、挤压力等有关的自由度较大,并且可以确保连接力的稳定性且易于进行其调整。另外,从靠近一方的板状部件13来配置冷却管14的观点来看,还能谋求构成自由度的扩大,并且在填充热导材料时,易于进行该热导材料的配置。再者,通过使冷却管14具有大致矩形形状的剖面,使板状部件12的对向面123的形状较为简单,易于形成板状部件12。还有,在本示例中,虽然分体部件的形状为铆钉状,但是也可以使用另一端没有台阶差的物件而在板状部件12、13的连接机构中采用别的方法(用螺纹件等进行固定)。
(热导材料的填充)
这里,在上述冷却组件中,通过向板状部件12、13(槽部)和冷却管14之间的间隙内填充热导材料,可以谋求板状部件12、13和冷却管14之间热传递性的提高。
作为热导材料,最好使用由热传导率较高的材料构成的传热良导体。具体而言,可以使用掺进了金属材料的树脂材料、掺进了碳材料的树脂材料以及热熔材料等。优选的是,热导材料的热传导率为大于等于3W/(m·K),更为优选的是大于等于5W/(m·K)。热熔材料的热传导率通常是大于等于5W/(m·K)。在混合了金属材料或碳材料的树脂材料中,有热传导率为大于等于3W/(m·K)的材料,并且还有热传导率为大于等于10W/(m·K)的材料。作为一个示例,有cool polymers公司产:D2(注册商标)(LCP树脂+热导用物混合、15W/(m·K)、热膨胀率:10×10⌒-6/K)、RS007(注册商标)(PPS树脂+热传导用物混合、3.5W/(m·K)、热膨胀率:20×10⌒-6/K)。
热导材料的填充例如可以在连接板状部件12、13和冷却管14之前,通过预先在板状部件12、13的槽部内面及/或冷却管14的外面上涂敷热导材料来实施。热导材料的涂敷可以使用旋转涂敷法、喷射涂敷法、滚动涂敷法、金属型涂敷法(die coat)及浸渍涂敷法或者液滴喷出法等各种各样的方法。还有,也可以在连接板状部件12、13和冷却管14之后,向板状部件12、13的槽部和冷却管14之间的间隙内填充(注入)热导材料。
若在热导材料涂敷后连接板状部件12、13和冷却管14,则在板状部件12、13的槽部和冷却管14相互相接的部分处,板状部件12、13和冷却管14直接进行热连接,并且在产生有间隙的部分处,双方介由热导材料间接进行热连接。也就是说,板状部件12、13和冷却管14之间的热传递通过热导材料来补充,能谋求板状部件12、13和冷却管14之间的热传递性的提高。另外,在热导材料具有粘接力时,还可以将该力利用为板状部件12、13和冷却管14之间的连接力等。
另外,在上述的连接时,可以根据需要使热导材料软化、流动。例如,在热导材料是热可塑性时,在上述连接时对热导材料进行加热。此时,诸如当进行上述连接时通过保持板状部件12、13的物体(夹具)对板状部件12、13进行加热,或者使冷却管14内流动高温流体。通过使热导材料得以软化、流动,而能在板状部件12、13的槽部和冷却管14之间的间隙区域整体范围内,填充热导材料。
另外,优选的是,热导材料在冷却板(板状部件12、13)的使用温度范围内具有弹性。由于热导材料具有弹性,因而按照与热变形等相伴随的板状部件12、13和冷却管14之间的间隙变化,热导材料进行伸缩,使板状部件12、13和冷却管14之间的热连接得以稳定维持。
上面所说明的本发明的冷却组件及其制造方法非常适合用于需要进行光学元件冷却的各种光学装置。由于这种使用而可以谋求光学装置的低成本化及小型化。
(投影机的结构)
下面,作为上述冷却组件的使用示例,对于投影机的实施方式参照附图进行说明。在下面的示例中,可以在下述的液冷组件46(参见图8)中使用上述冷却组件10及其制造方法。
这种情况下,上述光学元件11(参见图1)适用于下述的液晶面板441R、441G、441B、入射方偏振板442及射出方偏振板443(参见图11)的至少一个中。
同样,上述板状部件12、13适用于下述的液晶面板保持框445(框状部件4451、框状部件4452)、入射方偏振板保持框446(框状部件4461、框状部件4462)及射出方偏振板保持框447(框状部件4471、框状部件4472)的至少一个中。
同样,上述冷却管14适用于下述的元件冷却管463(液晶面板冷却管4631R、入射方偏振板冷却管4632R、射出方偏振板冷却管4633R)中。
通过将上述冷却组件及其制造方法使用于下述的液冷组件46中,能够谋求投影机的低成本化及小型化。
图8模式表示的是投影机1的概略结构。
投影机1用来按照图像信息对从光源射出的光束进行调制并形成光学像,将所形成的光学像放大投影到屏幕上。该投影机1具备外装壳体2、空冷装置3、光学组件4及作为投影光学装置的投影透镜5。
还有,在图8中虽然省略了图示,但是在外装壳体2内,在空冷装置3、光学组件4及投影透镜5以外的空间内,配置电源块、灯源驱动电路等。
外装壳体2由合成树脂等构成,形成为将空冷装置3、光学组件4及投影透镜5收置于内部进行配置的整体大致长方体形状。该外装壳体2虽然省略了图示,但是包括:上部壳体,分别构成投影机1的顶面、前面、背面及侧面;和下部壳体,分别构成投影机1的底面、前面、侧面及背面;上述上部壳体及上述下部壳体相互用螺纹件等进行固定。
还有,外装壳体2不限于合成树脂等,还可以采用其他材料来形成,例如也可以采用金属等来构成。
另外,虽然省略了图示,但是在该外装壳体2上,形成:进气口(例如,图9所示的进气口22),用来从投影机1外部将空气导入到内部;和排气口,用来排出在投影机1内部升温后的空气。
再者,在该外装壳体2中如图8所示,在投影透镜5的侧方形成分隔壁21,其位于外装壳体2的角部分,用来将光学组件4的下述的散热器466及轴流风扇467等和其他部件隔离。
空冷装置3用来向形成于投影机1内部的冷却管路送入冷却空气,对在投影机1内发生的热进行冷却。空冷装置3具有:多叶片风扇31,位于投影透镜5的侧方,用来从形成于外装壳体2上、未图示的进气口将投影机1外部的冷却空气导入到内部;和冷却风扇,用来对未图示的电源块、灯驱动电路等进行冷却;等。
光学组件4用来对从光源所射出的光束进行光学处理,并按照图像信息来形成光学像(彩色图像)。该光学组件4其整体形状如图8所示,大体上具有平面视大致L字形状,该平面视大致L字形状为沿着外装壳体2的背面延伸出来,并且沿着外装壳体2的侧面延伸出来。还有,对于该光学组件4的详细结构,将在下面进行说明。
投影透镜5是作为组合了多个透镜的透镜组构成的。而且,该投影透镜5将由光学组件4所形成的光学像(彩色图像)放大投影到未图示的屏幕上。
(光学组件的详细结构)
光学组件4如图8所示,具备光学部件用框体45和液冷组件46,该光学部件用框体用来收置并配置积分器照明光学系统41、色分离光学系统42、中继光学系统43及光学装置44。
积分器照明光学系统41用来对构成光学装置44的下述液晶面板的图像形成区域进行大致均匀的照明。该积分器照明光学系统41如图8所示,具备光源组件411、第1透镜阵列412、第2透镜阵列413、偏振转换元件414及重叠透镜415。
光源组件411具备:光源灯416,用来射出放射状的光线;和反射器417,用来反射从该光源灯416所射出的放射光。作为光源灯416,一般使用卤素灯或金属卤化物灯、高压水银灯。另外,作为反射器417,在图8中虽然采用了抛物面镜,但是不限于此,也可以采用平行化凹透镜,该平行化凹透镜由椭圆面镜构成,用来在光束射出方使由该椭圆面镜所反射的光束成为平行光。
第1透镜阵列412具有从光轴方向看上去具有大致矩形形状的轮廓的由小透镜按矩阵状排列的结构。各小透镜将从光源组件411射出的光束分割成多个部分光束。
第2透镜阵列413具有和第1透镜阵列412大致相同的结构,并且具有小透镜按矩阵状排列的结构。该第2透镜阵列413和重叠透镜415一并,具有使第1透镜阵列412的各小透镜的像在光学装置44的下述的液晶面板上成像的功能。
偏振转换元件414配置于第2透镜阵列413和重叠透镜415之间,用来将来自第2透镜阵列413的光束转换成大致1种偏振光。
具体而言,由偏振转换元件414转换成大致1种偏振光后的各部分光通过重叠透镜415,最后几乎都重叠到光学装置44的下述的液晶面板上。对于使用调制偏振光之类型的液晶面板的投影机来说,由于只能利用1种偏振光,因而来自发出任意偏振光的光源组件411的光的大致一半不能被利用。因此,通过使用偏振转换元件414,将来自光源组件411的射出光转换成大致1种偏振光,提高了光学装置44中光的利用效率。
色分离光学系统42如图8所示,具备2片分色镜421、422和反射镜423,具有通过分色镜421、422将从积分器照明光学系统41所射出的多个部分光束分离成红(R)、绿(G)、蓝(B)的3色色光的功能。
中继光学系统43如图8所示,具备入射方透镜431、中继透镜433及反射镜432、434,具有将由色分离光学系统42所分离出的蓝色光引导到光学装置44下述的蓝色光用液晶面板上的功能。
此时,利用色分离光学系统42的分色镜421,反射从积分器照明光学系统41所射出的光束的红色光分量,并且透射绿色光分量和蓝色光分量。由分色镜421所反射的红色光通过反射镜423进行反射,并通过场透镜418到达光学装置44下述的红色光用液晶面板上。该场透镜418用来将从第2透镜阵列413所射出的各部分光束转换成对其中心轴(主光线)平行的光束。其他的绿色光用、蓝色光用液晶面板的光入射方所设置的场透镜418也相同。
在透射分色镜421后的绿色光和蓝色光之中,绿色光由分色镜422进行反射,并通过场透镜418到达光学装置44下述的绿色光用液晶面板上。另一方面,蓝色光透射分色镜422并通过中继光学系统43,再通过场透镜418到达光学装置44下述的蓝色光用液晶面板上。还有,对蓝色光使用中继光学系统43的原因为,由于蓝色光的光路长度比其他色光的光路长度长,因而要防止因光的发散等引起的光利用效率的下降。也就是说,因为入射到入射方透镜431上的部分色光的光路长度较长,所以设为这种结构,但是还可以考虑增长红色光的先路长度的结构。
光学装置44如图8所示,其整体结构包括:作为光调制元件的3片液晶面板441(将红色光用的液晶面板设为441R、将绿色光用的液晶面板设为441G,将蓝色光用的液晶面板设为441B);作为光学转换元件的3个入射方偏振板442及3个射出方偏振板443,配置于该液晶面板441的光束入射方及光束射出方;以及作为色合成光学装置的十字分色棱镜444。
液晶面板441虽然省略了具体的图示,但是具有在一对透明的玻璃基板中密封封入了作为电光物质的液晶的结构,用来按照从未图示的控制装置输出的驱动信号,控制上述液晶的取向状态,对从入射方偏振板442所射出的偏振光束的偏振方向进行调制。
入射方偏振板442用来入射由偏振转换元件414把偏振方向调整为大致一个方向后的各色光,并且只使所入射的光束之中的和通过偏振转换元件414而一致了的光束的偏振轴大致相同方向的偏振光透射,吸收其他的光束(光吸收型)。
该入射方偏振板442虽然省略了具体的图示,但是具有在蓝宝石玻璃或者水晶等透光性基板上粘贴了偏振膜的结构。光吸收型的偏振膜例如是将包含碘分子或染料分子的膜单轴延伸来形成的,其具有消光比比较高且入射角依存关系比较小这样的优点。
射出方偏振板443的结构和入射方偏振板442大致相同,只使从液晶面板441所射出的光束之中的具有和入射方偏振板442的光束的透射轴正交的偏振轴的光束透射,吸收其他的光束(光吸收型)。
十字分色棱镜444是一种光学元件,用来合成按从射出方偏振板443所射出的每种色光调制后的光学像,并形成彩色图像。该十字分色棱镜444呈粘贴了4个直角棱镜的平面视大致正方形状,并且在粘贴直角棱镜之间的界面上,形成2个电介质多层膜。这些电介质多层膜反射从液晶面板441R、441B射出并经过射出方偏振板443后的色光,透射从液晶面板441G射出并经过射出方偏振板443后的色光。这样一来,就能合成由各液晶面板441R、441G、441B调制后的各色光,来形成彩色图像。
光学部件用框体45例如由金属制部件来构成,并且在内部设定预定的照明光轴A,将上述光学部件41~44收置并配置到相对于照明光轴A的预定位置上。还有,光学部件用框体45不限于金属制部件,也可以采用其他材料来构成,特别优选的是采用热传导性材料来构成。
液冷组件46用来使冷却流体循环并且主要对光学装置44进行冷却,除了用来暂时贮存冷却流体的主容器461、用来使冷却流体的热散热的作为散热部的散热器466以及用来对该散热器466吹送冷却空气的轴流风扇467之外,还具备将分别在下面说明的流体压送部、元件冷却管、分流容器、合流容器及管部等。
在此,图9是从上方一侧看到投影机1内一部分的立体图,图10是从下方看到投影机1内的主要为光学装置44和液冷组件46的立体图。
还有,在图9中,光学部件用框体45内的光学部件为了简化说明,只图示出光学装置44,省略了其他的光学部件41~43。另外,在图9及图10中,为了简化说明,将液冷组件46中的部件省略了一部分。
如图9所示,光学部件用框体45的结构,包括部件收置部件451以及将部件收置部件451的开口部分封闭的未图示的盖状部件。
其中,部件收置部件451分别构成光学部件用框体45的底面、前面及侧面。
在该部件收置部件451中,在侧面的内侧面上如图9所示,形成槽部451A,用来从上方以滑动方式嵌入上述光学部件41~44。
另外,在侧面的正面部分上如图9所示,形成投影透镜设置部451B,用来将投影透镜5相对光学组件4设置到预定位置。该投影透镜设置部451B形成为平面视大致矩形形状,并且在平面视大致中央部分上对应于来自光学装置44的光束射出位置,形成圆形形状的未图示的孔,将由光学组件4所形成的彩色图像通过上述孔,由投影透镜5进行放大投影。
(液冷组件)
下面,对于液冷组件46进行详细说明。
在图9及图10中,液冷组件46具备主容器461、流体压送部462(图10)、元件冷却管463、分流容器464(图10)、合流容器465、散热器466、轴流风扇467及管部469等。
主容器461如图9及图10所示,整体具有大致圆柱形状,并且由铝等金属制的2个容器状部件来构成,并且通过将2个容器状部件的开口部分相互连接,在内部暂时储存冷却流体。这些容器状部件例如通过密封焊接或者使橡胶等弹性部件介于其间,来连接。
在该主容器461的周面上如图10所示,形成冷却流体的流入部461A及流出部461B。
这些流入部461A及流出部461B由管状部件构成,其配置为向主容器461的内外突出。而且,在突出到流入部461A外侧的一端上连接管部469的一端,经由该管部469使来自外部的冷却流体流入主容器461内部。另外,在突出到流出部461B外侧的一端也连接管部469的一端,经由该管部469使主容器461内部的冷却流体向外部流出。
另外,在主容器461上,流入部461A及流出部461B的各中心轴处于相互大致正交的位置关系,因此能避免经由流入部461A流入到主容器461内部的冷却流体经由流出部461B直接向外部流出,并且借助于主容器461内部的混合作用,来谋求冷却流体的均质化以及温度的均匀化。而且,从主容器461流出的冷却流体经由管部469,输送给流体压送部462。
流体压送部462如图10所示,将来自主容器461的冷却流体吸引到内部,并且把该冷却流体朝向分流容器464强行向外部排出。也就是说,主容器461的流出部461B和流体压送部462的流入部462A通过管部469进行连接,流体压送部462的流出部462B和分流容器464的流入部464A通过管部469进行连接。
具体而言,流体压送部462例如具有在大致长方体形状的铝等金属制中空部件内配置了叶轮的结构,在未图示的控制装置的控制之下,上述叶轮进行旋转,由此通过管部469强行吸引主容器461内所储存的冷却流体,并通过管部469将该冷却流体强行向外部排出。采用这种结构,可以减小上述叶轮旋转轴方向的厚度尺寸,而谋求小型化及省空间化。在本实施方式中,流体压送部462如图9或图10所示,配置于投影透镜5的下方。
元件冷却管463与光学装置44中的液晶面板441、入射方偏振板442及射出方偏振板443的各元件相邻进行配置。而且,在元件冷却管463的内部流动的冷却流体和各元件441、442、443之间,进行热交换。
在此,图11是表示光学装置44整体结构的立体图。
在图11中,如上所述,光学装置44其整体结构包括:3片液晶面板441(红色光用的液晶面板441R、绿色光用的液晶面板441G、蓝色光用的液晶面板441B)、配置于各液晶面板441的入射方或射出方的偏振板(入射方偏振板442、射出方偏振板443)及十字分色棱镜444。
也就是说,按红(R)、绿(G)、蓝(B)的每种色,按射出方偏振板443、液晶面板441及入射方偏振板442的顺序,将它们重叠到十字分色棱镜444上进行配置。
而且,元件冷却管463对液晶面板441、入射方偏振板442及射出方偏振板443的各自,分别进行配置。
具体而言,元件冷却管463对于红色光,包括:液晶面板冷却管4631R,配置于液晶面板441R的周缘;入射方偏振板冷却管4632R,配置于入射方偏振板442的周缘;以及射出方偏振板冷却管4633R,配置于射出方偏振板443的周缘。冷却流体从各元件冷却管4631R、4632R、4633R的流入部(IN)流入各管内部,并沿着各元件441R、442、443的周缘流动,从各管的流出部(OUT)向外部流出。
同样,元件冷却管463对于绿色光,包括:液晶面板冷却管4631G,配置于液晶面板441G的周缘;入射方偏振板冷却管4632G,配置于入射方偏振板442的周缘;以及射出方偏振板冷却管4633G,配置于射出方偏振板443的周缘;并且对于蓝色光,包括:液晶面板冷却管4631B,配置于液晶面板441B的周缘;入射方偏振板冷却管4632B,配置于入射方偏振板442的周缘;以及射出方偏振板冷却管4633B,配置于射出方偏振板443的周缘。
在本实施方式中,液晶面板441、入射方偏振板442及射出方偏振板443的各元件的周缘保持于保持框中,并且在该保持框的内部,各元件冷却管463沿着各元件的周缘部在大致一周的范围内进行配置。而且,在各元件441、442、443的同一边方,配置各元件冷却管463的流入部(IN)和流出部(OUT)。
还有,对于上述元件保持框及元件冷却管463的详细结构,将在下面进行说明。
返回到图9及图10,分流容器464如图10所示,用来使从流体压送部462所输送的冷却流体朝向各元件冷却管463进行分流。
另外,合流容器465如图9所示,用来使从各元件冷却管463所输送的冷却流体进行合流,并暂时储存。
在本实施方式中,在光学装置44中的十字分色棱镜444的一面上配置分流容器464,在该十字分色棱镜444相反端方的一面上配置合流容器465。分流容器464及合流容器465的配置位置不限于此,也可以是其他位置。
在此,图12是表示分流容器464整体结构的立体图,图13是表示合流容器465整体结构的立体图。
分流容器464如图12所示,整体具有大致圆柱形状,并且由铝等金属制、被密闭了的容器状部件构成,用来在内部暂时储存冷却流体。
在该分流容器464的周面上,形成冷却流体的流入部464A以及流出部464B1、464B2、···464B9。
这些流入部464A及流出部464B1~464B9由管状部件构成,其配置为向分流容器464的内外突出。而且,在流入部464A的向外侧突出的一端上连接管部469的一端,经由该管部469使来自流体压送部462(参见图10)的冷却流体流入分流容器464内部。另外,在流出部464B1~464B9的向外侧突出的各一端上也分别连接管部469的一端,经由该管部469使分流容器464内部的冷却流体朝向各元件冷却管463(参见图11)流出。
合流容器465和分流容器464相同,如图13所示,整体具有大致圆柱形状,并且由铝等金属制、被密封了的容器状部件构成,用来在内部暂时储存冷却流体。
在该合流容器465的周面上,形成冷却流体的流入部465A1、465A2、···465A9以及流出部465B。
这些流入部465A1~465A9及流出部465B由管状部件构成,其配置为向合流容器465的内外突出。而且,在流入部465A1~465A9的向外侧突出的各一端上分别连接管部469的一端,经由该管部469使来自各元件冷却管463(参见图11)的冷却流体流入合流容器465内部。另外,在流出部465B的向外侧突出的一端上也连接管部469的一端,经由该管部469使合流容器465内部的冷却流体朝向散热器466流出。
返回到图9及图10,散热器466如图10所示,具备:管状部件4661,用来流通冷却流体;和多个散热翅片4662,与该管状部件连接。
管状部件4661由铝等热传导性较高的部件构成,并且其中,从流入部4661A流入的冷却流体朝向流出部4661B在内部流动。管状部件4661的流入部4661A和合流容器465的流出部465B通过管部469进行连接,管状部件4661的流出部4661B和主容器461通过管部469进行连接。
多个散热翅片4662由铝等热传导性较高的板状部件构成,并且被并排配置。另外,轴流风扇467的构成为,从散热器466的一面方吹送冷却空气。
而且,在散热器466中,在管状部件4661内流动的冷却流体的热通过散热翅片4662进行散热,并且借助于利用轴流风扇467进行的冷却空气供给,来促进其散热。
还有,作为管部469的形成材料,例如使用铝等的金属,并且也可以使用树脂制等的其他材料。
作为冷却流体,例如可使用作为透明性非挥发性液体的乙二醇,并且也可以使用其他液体。还有,本发明中的冷却流体不限于液体,也可以是气体,并且还可以使用液体和固体的混合物等。
如同上面所说明的那样,在液冷组件46中,通过管部469,按主容器461、流体压送部462、分流容器464、元件冷却管463、合流容器465及散热器466的顺序,流动冷却流体,并且该冷却流体从散热器466返回到主容器461中,在上述路径中反复流动进行循环。
而且,在液冷组件46中,通过在各元件冷却管463内流动冷却流体,使由光束的照射等而产生的光学装置44中的各元件441、442、443的热被适当去除,能抑制各元件441、442、443的温度上升。各元件441、442、443的热介由各元件的保持框,传导给各元件冷却管463内的冷却流体。
(元件保持框及元件冷却管)
下面,对于元件保持框及元件冷却管进行说明。这里,虽然代表性地说明了与红色光有关的元件保持框及元件冷却管,但是与绿色光及蓝色光有关的元件保持框及元件冷却管也与其相同。
图14是表示光学装置44中红色光用的面板结构的部分立体图。
如图14所示,对于红色光,液晶面板441R的周缘保持到液晶面板保持框445中,入射方偏振板442的周缘保持到入射方偏振板保持框446中,射出方偏振板443的周缘保持到射出方偏振板保持框447中。各保持框445、446、447具有与液晶面板441R的图像形成区域对应的下述矩形形状开口部,并且光束通过这些开口部。
而且,在液晶面板保持框445的内部,沿着液晶面板441R的周缘配置液晶面板冷却管4631R,在入射方偏振板保持框446的内部,沿着入射方偏振板442的周缘配置入射方偏振板冷却管4632R,在射出方偏振板保持框447的内部,沿着射出方偏振板443的周缘配置射出方偏振板冷却管4633R。
图15是液晶面板保持框445的分解立体图,图16(A)是液晶面板保持框445的组装正面图,图16(B)是图16(A)所示的A-A剖面图。
液晶面板保持框445如图15所示,包括一对框状部件4451、4452和液晶面板固定板4453。
这里,液晶面板441R是透射型,并且具有在一对透明基板间密封封入了液晶层的结构,一对基板包括:驱动基板,形成有用来给液晶施加驱动电压的数据线、扫描线、开关元件及像素电极等;和对向基板,形成有共用电极、黑矩阵等。
框状部件4451、4452分别是平面视大致矩形形状的框体,并且具有:矩形形状的开口部4451A、4452A,与液晶面板441R的图像形成区域对应;和槽部4451B、4452B,用来收置液晶面板冷却管4631R。框状部件4451和框状部件4452将液晶面板冷却管4631R夹于其间并且相互对向进行配置。作为框状部件4451、4452,最好使用由热传导率较高的材料构成的传热良导体,例如除了铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或者其合金(铝压铸合金(约100W/(m·K))、Mg-Al-Zn类合金(约50W/(m·K))等)之外,还能使用各种金属。另外,框状部件4451、4452不限于金属材料,也可以是热传导率较高(例如,大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
液晶面板固定板4453如图15所示,由下述板状部件构成,并且将液晶面板441R夹于其间固定到框状部件4452上,上述板状部件具有与液晶面板441R的图像形成区域对应的矩形形状开口部4453A。该液晶面板固定板4453如图16(B)所示,接触到液晶面板441R上来配置,具有使框状部件4451、4452和液晶面板441R相互紧密粘接而使它们进行热连接的功能,并且具有对液晶面板441R的热进行散热的功能。另外,液晶面板441R的热的一部分介由液晶面板固定板4453传导到框状部件4451、4452上。
液晶面板冷却管4631R例如由具有环形的剖面并沿着其中心轴延伸的导管或软管构成,并且如图15所示,按照框状部件4451、4452的槽部4451B、4452B的形状被弯折加工。作为液晶面板冷却管4631R,最好使用由热传导率较高的材料构成的传热良导体,例如除了铝、铜、不锈钢或者其合金之外,还能使用各种金属。另外,液晶面板冷却管4631R不限于金属材料,也可以是热传导率较高(例如,大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
具体而言,液晶面板冷却管4631R如图16(A)及(B)所示,在液晶面板441R的周缘部的外侧,沿着液晶面板441R的周缘部在大致一周的范围内进行配置。也就是说,在框状部件4451、4452的各内面(对合面、对向面)上,沿着开口部4451A、4452A的边缘部在大致一周的范围内形成剖面大致半圆状的槽部4451B、4452B,槽部4451B和槽部4452B相互处于大致镜面对称的形状关系。而且,在将液晶面板冷却管4631R收置到各槽部4451B、4452B内的状态下,框状部件4451、4452之间相互接合。在本实施方式中,液晶面板冷却管4631R是圆形导管,其外管径和液晶面板441R的厚度大体相同。
框状部件4451和框状部件4452之间的接合可以使用利用螺纹件等的紧固接合、粘接接合、焊接接合及嵌合之类的机械性接合等各种各样的方法。作为接合方法,最好使用液晶面板冷却管4631R和框状部件4451、4452(或者液晶面板441R)之间的热传导性较高的方法。
在液晶面板冷却管4631R的一端上配置冷却流体的流入部(IN),在另一端上配置流出部(OUT)。液晶面板冷却管4631R的流入部及流出部分别与冷却流体循环用的配管(管部469)连接。
从流入部(IN)流入到液晶面板冷却管4631R内的冷却流体沿着液晶面板441R的周缘在大致一周的范围内进行流动,从流出部(OUT)流出。另外,该冷却流体在液晶面板冷却管4631R内流动的期间,从液晶面板441R吸取热。也就是说,液晶面板441R的热介由框状部件4451、4452传导给液晶面板冷却管4631R内的冷却流体,被输送到外部。
这里,在该液晶面板保持框445中如图16(B)所示,对于液晶面板441R的厚度方向,靠近液晶面板441R的光束入射面方配置液晶面板冷却管4631R。在液晶面板441R中,一般来说与射出面方相比,配置有黑矩阵的入射面方的热吸收较多。因此,通过靠近温度易于上升的入射面方来配置液晶面板冷却管4631R,能有效去除液晶面板441R的热。
再者,在液晶面板441R的侧面上设置台阶差,与入射面相比射出面的面积较宽。因此,通过靠近面积较小的入射面方配置液晶面板冷却管4631R,能谋求结构要件配置的有效化,能谋求装置的小型化。
图17(A)是入射方偏振板保持框446的组装正面图,图17(B)是图17(A)所示的B-B剖面图。
入射方偏振板保持框446由和液晶面板保持框445(参见图15)大致相同的结构构成,如图17(A)及(B)所示,包括一对框状部件4461、4462和偏振板固定板4463。
这里,入射方偏振板442由在透光性基板上粘贴了偏振膜片的结构构成。
框状部件4461、4462分别是平面视大致矩形形状的框体,并且具有:矩形形状的开口部4461A、4462A,与入射方偏振板442的光透射区域对应;和槽部4461B、4462B,用来收置入射方偏振板冷却管4632R。框状部件4461和框状部件4462将入射方偏振板冷却管4632R夹于其间并且相互对向地进行配置。作为框状部件4461、4462,最好使用由热传导率较高的材料构成的传热良导体,例如除了铝、镁或者其合金之外,还能使用各种金属。另外,框状部件4461、4462不限于金属材料,也可以是热传导率较高(例如,大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
偏振板固定板4463如图17(A)及(B)所示,由下述板状部件构成,并且将入射方偏振板442夹于其间地固定到框状部件4461上,上述板状部件具有与入射方偏振板442的光透射区域对应的矩形形状开口部4463A。该偏振板固定板4463如图17(B)所示,接触到入射方偏振板442上进行配置,具有使框状部件4461、4462和入射方偏振板442相互紧密粘接而使它们进行热连接的功能,并且具有对入射方偏振板442的热进行散热的功能。另外,入射方偏振板442的热的一部分介由偏振板固定板4463传导到框状部件4461、4462上。
入射方偏振板冷却管4632R例如由通过拉拔加工或拉深加工等所形成的无缝管构成,并且按照框状部件4461、4462的槽部4461B、4462B的形状已被弯折加工。作为入射方偏振板冷却管4632R,最好使用由热传导率较高的材料构成的传热良导体,例如除了铝、铜、不锈钢或者其合金之外,还能使用各种金属。另外,入射方偏振板冷却管4632R不限于金属材料,也可以是热传导率较高(例如,大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
具体而言,入射方偏振板冷却管4632R如图17(A)及(B)所示,在入射方偏振板442周缘部的外侧,沿着入射方偏振板442的周缘部在大致一周的范围内进行配置。也就是说,在框状部件4461、4462的各内面(对合面、对向面)上,沿着开口部4461A、4462A的边缘部在大致一周的范围内形成剖面大致半圆状的槽部4461B、4462B,槽部4461B和槽部4462B相互处于大致镜面对称的形状关系。而且,在将入射方偏振板冷却管4632R收置到各槽部4461B、4462B内的状态下,框状部件4461、4462之间相互接合。在本实施方式中,入射方偏振板冷却管4632R是圆形导管,其外管径和入射方偏振板442的厚度大体相同。
框状部件4461和框状部件4462之间的接合可以使用利用螺纹件等的紧固接合、粘接接合、焊接接合及嵌合之类的机械性接合等各种各样的方法。作为接合方法,最好使用入射方偏振板冷却管4632R和框状部件4461、4462(或者入射方偏振板442)之间的热传导性较高的方法。
在入射方偏振板冷却管4632R的一端上配置冷却流体的流入部(IN),在另一端上配置流出部(OUT)。入射方偏振板冷却管4632R的流入部及流出部分别与冷却流体循环用的配管(管部469)连接。
从流入部(IN)流入到入射方偏振板冷却管4632R内的冷却流体沿着入射方偏振板442的周缘在大致一周的范围内进行流动,从流出部(OUT)流出。另外,该冷却流体在入射方偏振板冷却管4632R内流动的期间,从入射方偏振板442吸取热。也就是说,入射方偏振板442的热介由框状部件4461、4462传导给入射方偏振板冷却管4632R内的冷却流体,被输送到外部。
图18(A)是射出方偏振板保持框447的组装正面图,图18(B)是图18(A)所示的C-C剖面图。
射出方偏振板保持框447由和入射方偏振板保持框446(参见图17)相同的结构构成,如图18(A)及(B)所示,包括一对框状部件4471、4472和偏振板固定板4473。
这里,射出方偏振板443和入射方偏振板442相同,由在透光性基板上粘贴了偏振膜片的结构构成。
框状部件4471、4472分别是平面视大致矩形形状的框体,并且具有:矩形形状的开口部4471A、4472A,与射出方偏振板443的光透射区域对应;和槽部4471B、4472B,用来收置射出方偏振板冷却管4633R。框状部件4471和框状部件4472将射出方偏振板冷却管4633R夹于其间并且相互对向进行配置。作为框状部件4471、4472,最好使用由热传导率较高的材料构成的传热良导体,例如除了铝、镁或者其合金之外,还能使用各种金属。另外,框状部件4471、4472不限于金属材料,也可以是热传导率较高(例如,大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
偏振板固定板4473如图18(A)及(B)所示,由下述板状部件构成,并且将射出方偏振板443夹于其间地固定到框状部件4471上,上述板状部件具有与射出方偏振板443的光透射区域对应的矩形形状开口部4473A。该偏振板固定板4473如图18(B)所示,接触到射出方偏振板443上来配置,具有使框状部件4471、4472和射出方偏振板443相互紧密粘接而使它们进行热连接的功能,并且具有对射出方偏振板443的热进行散热的功能。另外,射出方偏振板443的热的一部分介由偏振板固定板4473传导到框状部件4471、4472上。
射出方偏振板冷却管4633R例如由通过拉拔加工等所形成的无缝管构成,并且按照框状部件4471、4472的槽部4471B、4472B的形状被弯折加工。作为射出方偏振板冷却管4633R,最好使用由热传导率较高的材料构成的传热良导体,例如除了铝、铜、不锈钢或者其合金之外,还能使用各种金属。另外,射出方偏振板冷却管4633R不限于金属材料,也可以是热传导率较高(例如,大于等于5W/(m·K))的其他材料(树脂材料等)。
具体而言,射出方偏振板冷却管4633R如图18(A)及(B)所示,在射出方偏振板443周缘部的外侧,沿着射出方偏振板443的周缘部在大致一周的范围内进行配置。也就是说,在框状部件4471、4472的各内面(对合面、对向面)上,沿着开口部4471A、4472A的边缘部在大致一周的范围内形成剖面大致半圆状的槽部4471B、4472B,槽部4471B和槽部4472B相互处于大致镜面对称的形状关系。而且,在将射出方偏振板冷却管4633R收置到各槽部4471B、4472B内的状态下,框状部件4471、4472之间相互接合。在本实施方式中,射出方偏振板冷却管4633R是圆形导管,其外管径和射出方偏振板443的厚度大体相同。
框状部件4471和框状部件4472之间的接合可以使用利用螺纹件等的紧固接合、粘接接合、焊接接合及嵌合之类的机械性接合等各种各样的方法。作为接合方法,最好使用射出方偏振板冷却管4633R和框状部件4471、4472(或者射出方偏振板443)之间的热传导性较高的方法。
在射出方偏振板冷却管4633R的一端上配置冷却流体的流入部(IN),在另一端上配置流出部(OUT)。射出方偏振板冷却管4633R的流入部及流出部分别与冷却流体循环用的配管(管部469)连接。
从流入部(IN)流入到射出方偏振板冷却管4633R内的冷却流体沿着射出方偏振板443的周缘在大致一周的范围内进行流动,从流出部(OUT)流出。另外,该冷却流体在射出方偏振板冷却管4633R内流动的期间,从射出方偏振板443吸取热。也就是说,射出方偏振板443的热介由框状部件4471、4472传导给射出方偏振板冷却管4633R内的冷却流体,被输送到外部。
这样,在本实施方式中,对于红色光,在液晶面板441R、入射方偏振板442及射出方偏振板443的各元件的保持框445、446、447内部配置元件冷却管4631R、4632R、4633R,通过在该元件冷却管4631R、4632R、4633R中流动的冷却流体,适当去除各元件441R、442、443的热。也就是说,因为介由各保持框445、446、447,各元件441R、442、443和元件冷却管4631R、4632R、4633R进行热连接,在各元件441R、442、443和元件冷却管4631R、4632R、4633R内的冷却流体之间进行热交换,所以各元件441R、442、443的热通过保持框445、446、447传导给元件冷却管4631R、4632R、4633R内的冷却流体。而且,由于各元件441R、442、443的热转移给冷却流体,因而各元件441R、442、443被冷却。
另外,在本实施方式中,因为各元件冷却管4631R、4632R、4633R沿着各元件441R、442、443的周缘部在大致一周的范围内进行配置,所以可以扩大传热面积,可以有效地冷却各元件。
而且,由于冷却流体的路径(元件冷却管4631R、4632R、4633R)沿各元件441R、442、443的周缘部配设,所以不在冷却流体中通过图像形成用的光束,因此能避免诸如在由液晶面板441R所形成的光学像中包含冷却流体中的气泡或尘埃等的像,或者发生与冷却流体的温度分布相应的光学像摇动之类的现象。
另外,在本实施方式中,因为各元件441R、442、443周缘部上的冷却流体的路径由管(元件冷却管4631R、4632R、4633R)来形成,所以路径形成所需的接合部可以比较少。由于接合部的数目或者面积较少,因而能谋求结构的简单化,并且能防止冷却流体的泄漏。
这样,根据本实施方式,就可以抑制因使用冷却流体而引起的不佳状况发生,并且能有效抑制各元件441R、442、443的温度上升。
还有,在元件保持框445、446、447的内部配置元件冷却管4631R、4632R、4633R的结构,其保持框445、446、447兼作各元件441R、442、443的保持机构和冷却机构,其结果为,易于谋求小型化,并且可以非常适合用于小型的光学元件。
例如,在本实施方式中,在各元件441R、442、443周缘部的外侧,配置具有和各元件厚度大体相同的外管径的元件冷却管4631R、4632R、4633R,抑制了因具备冷却流体路径而引起的厚度方向的扩大。
上面,对于光学装置44(参见图11)中红色光用的面板结构及其冷却结构,进行了代表性说明,但是对于绿色光及蓝色光也与其相同,各元件(液晶面板、入射方偏振板、射出方偏振板)分别保持到保持框上,并且在该保持框的内部配置元件冷却管。
也就是说,在本实施方式中,对包括3片液晶面板441R、441G、441B、3个入射方偏振板442及3个射出方偏振板443在内的总计9个光学元件都使用冷却流体分别进行冷却。由于各元件被分别冷却,因而能可靠地防止伴随各元件的温度上升的不佳状况的发生。
(配管系统)
图19是表示上述光学装置44中冷却流体流动的配管系统图。
如图19所示,在本实施方式中,对于光学装置44中的包括3片液晶面板411R、441G、441B、3个入射方偏振板442及3个射出方偏振板443在内的总计9个光学元件,并行设计出冷却流体的路径。
具体而言,与红色光有关的包括液晶面板冷却管4631R、入射方偏振板冷却管4632R及射出方偏振板冷却管4633R在内的3个元件冷却管,其一端分别连接到分流容器464上,并且另一端分别连接到合流容器465上。同样,与绿色光有关的3个元件冷却管4631G、4632G、4633G以及与蓝色光有关的3个元件冷却管4631B、4632B、4633B也是,其一端分别连接到分流容器464上,并且另一端分别连接到合流容器465上。其结果为,上述9个元件冷却管在分流容器464和合流容器465之间的冷却流体路径上并行配置。
冷却流体通过分流容器464按每种色分别分流为每种3个、总计9个路径,在9个元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B)内并行流动。因为上述9个元件冷却管在冷却流体的路径上并列配置,所以向各元件冷却管内流入几乎相同温度的冷却流体。由于沿着各元件的周缘,在各元件冷却管内流动冷却流体,因而各元件被冷却,并且在各元件冷却管中流动的冷却流体的温度上升。在该热交换之后,冷却流体在合流容器465内合流,借助于上面所说明的散热器466(参见图10)中的散热而得以冷却。然后,温度下降后的冷却流体被再次供给分流容器464。
在本实施方式中,因为与9个光学元件对应的上述9个元件冷却管在冷却流体的路径上被并联配置,所以从分流容器464到合流容器465的冷却流体路径长度比较短,并且因其路径中的压力损耗而产生的流路阻力较小。因此,即便各元件冷却管是小管径,也易于确保冷却流体的流量,并且因为对各元件的各自供给比较低温的冷却流体,所以各元件被有效冷却。
还有,对于上述9个光学元件之中的发热较少的元件,也可以省略元件冷却管的配置。例如在入射方偏振板442或射出方偏振板443是无机偏振板等光束吸收较少的形态时,可以对它们省略冷却管。
另外,不限于将多个元件冷却管在冷却流体的路径上全都并联配置的结构,也可以串联配置至少一部分。这种情况下,可以根据各元件的发热量来决定其路径。
图20表示出上述配管系统的变形例。还有,对于和图19相同的结构要件,附上相同的符号。
在图20的示例中,对于光学装置44中的包括3片液晶面板441R、441G、441B、3个入射方偏振板442及3个射出方偏振板443在内的总计9个光学元件,分别配置元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B),并且冷却流体的路径按每色串联设置。
具体而言,对于红色光,连接分流容器464的流出部和射出方偏振板冷却管4633R的流入部,连接射出方偏振板冷却管4633R的流出部和液晶面板冷却管4631R的流入部,连接液晶面板冷却管4631R的流出部和入射方偏振板冷却管4632R的流入部,连接入射方偏振板冷却管4632R的流出部和合流容器465的流入部。也就是说,从分流容器464朝向合流容器465,按射出方偏振板冷却管4633R、液晶面板冷却管4631R及入射方偏振板冷却管4632R的顺序,将它们串联配置。同样,对于绿色光,从分流容器464朝向合流容器465,按射出方偏振板冷却管4633G、液晶面板冷却管4631G及入射方偏振板冷却管4632G的顺序,将它们串联配置。另外,对于蓝色光也相同,从分流容器464朝向合流容器465,按射出方偏振板冷却管4633B、液晶面板冷却管4631B及入射方偏振板冷却管4632B的顺序,将它们串联配置。
冷却流体通过分流容器464分流成3个路径。而且,按每色分别最初在射出方偏振板冷却管4633R、4633G、4633B中流动,接着在液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B中流动,最后在入射方偏振板冷却管4632R、4632G、4632B中流动。由于沿着各元件的周缘,在各元件冷却管内流动冷却流体,因而各元件被冷却,并且在各元件冷却管中流动的冷却流体的温度上升。在本示例中,因为按每色串联配置3个元件冷却管,所以冷却流体流入时的温度(入口温度)在上游方的射出方偏振板冷却管4633R、4633G、4633B中最低,在液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B中其次低,在下游方的入射方偏振板冷却管4632R、4632G、4632B中比较高。随后,冷却流体在合流容器465内合流,借助于上面所说明的散热器466(参见图10)中的散热而得以冷却。然后,温度下降后的冷却流体被再次供给分流容器464。
这里,在液晶面板441R、441G、441B中,利用液晶层进行光吸收,并由形成于驱动基板上的数据线及扫描线、形成于对向基板上的黑矩阵等吸收一部分光束。另外,在入射方偏振板442中,入射的光束由上游方的偏振转换元件414(参见图8)转换成大致1种偏振光,并且透射其光束的几乎全部,光束的吸收较少。另外,在射出方偏振板443中,入射的光束被根据图像信息来调制偏振方向,并且通常其光束的吸收量比入射方偏振板442多。
而且,光学装置44中的发热量存在按照入射方偏振板、液晶面板、射出方偏振板的顺序增高的趋势(入射方偏振板<液晶面板<射出方偏振板)。
在该图20的示例中,因为按每色在冷却流体的路径上分别各串联配置3个元件冷却管,所以与将9个元件冷却管全都并联配置的结构相比,能谋求配管空间的缩小化。
另外,由于对发热量比较高的射出方偏振板443,最先供给冷却流体,因而射出方偏振板443被可靠地冷却。
还有,虽然在上述示例中,按发热量高的顺序从上游方串联配置元件冷却管,但是不限于此。既可以按发热量低的顺序从上游方串联配置元件冷却管,或者也可以是别的顺序。配置的顺序要根据多个元件之间的发热量之差、元件冷却管的冷却能力等来决定。
再者,不限于按每色全都串联配置多个元件冷却管的结构,也可以如同下面所说明的那样,只串联配置一部分。
图21表示出上述配管系统的其他变形例。还有,对于和图21相同的结构要件,附上相同的符号。
在图21的示例中,对于光学装置44中的包括3片液晶面板441R、441G、441B、3个入射方偏振板442及3个射出方偏振板443在内的总计9个光学元件,分别配置元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B),并且冷却流体的路径按每色在一部分上串联设置。
具体而言,对于红色光,从分流容器464朝向合流容器465,按液晶面板冷却管4631R、入射方偏振板冷却管4632R的顺序,将它们串联配置,并且与其并行配置射出方偏振板冷却管4633R。也就是说,连接分流容器464的流出部和液晶面板冷却管4631R的流入部,连接液晶面板冷却管4631R的流出部和入射方偏振板冷却管4632R的流入部,连接入射方偏振板冷却管4632R的流出部和合流容器465的流入部。另外,连接分流容器464的流出部和射出方偏振板冷却管4633R的流入部,连接射出方偏振板冷却管4633R的流出部和合流容器465的流入部。同样,对于绿色光,从分流容器464朝向合流容器465,按液晶面板冷却管4631G、入射方偏振板冷却管4632G的顺序,将它们串联配置,并且与其并行配置射出方偏振板冷却管4633G。对于蓝色光也相同,按液晶面板冷却管4631B、入射方偏振板冷却管4632B的顺序,将它们串联配置,并且与其并联配置射出方偏振板冷却管4633B。
冷却流体通过分流容器464按每色分别各分流到2个、总计6个路径中。然后,该冷却流体按每色分别最先流入液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B和射出方偏振板冷却管4633R、4633G、4633B。在液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B中流动的冷却流体,接着在入射方偏振板冷却管4632R、4632G、4632B中流动,随后流向合流容器465。另一方面,在射出方偏振板冷却管4633R、4633G、4633B中流动的冷却流体,按每色分别从射出方偏振板冷却管4633R、4633G、4633B直接流向合流容器465。由于沿着各元件的周缘,在各元件冷却管内流动冷却流体,因而各元件被冷却,并且在各元件冷却管中流动的冷却流体的温度上升。在本示例中,冷却流体流入时的温度(入口温度)在上游方的液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B和射出方偏振板冷却管4633R、4633G、4633B中比较低,在入射方偏振板冷却管4632R、4632G、4632B中比较高。另外,因为如上所述,射出方偏振板443的发热量与其他元件相比为最高,所以射出方偏振板冷却管4633R、4633G、4633B中冷却流体流出时的温度(出口温度)比较高,与其相比液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B的出口温度比较低。因此,在该图21的示例中,入射方偏振板冷却管4632R、4632G、4632B的入口温度与上面图20的示例相比变低。在各元件周缘流动的冷却流体随后在合流容器465内合流,借助于上面所说明的散热器466(参见图10)中的散热而得以冷却。然后,温度下降后的冷却流体被再次供给分流容器464。
在该图21的示例中,因为按每色串联配置2个元件冷却管并且与其并行配置另一个元件冷却管,所以与全都并联配置9个元件冷却管的结构相比,能谋求配管空间的缩小化。
另外,由于和相对发热量高的射出方偏振板443的冷却路径并行,相对于液晶面板441R、441G、441B及入射方偏振板442设置了冷却路径,所以能避免射出方偏振板443的热影响波及到其他元件,可以有效冷却液晶面板441R、441G、441B及入射方偏振板442。
还有,在上述图19、图20及图21的示例中,虽然红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的冷却结构是各自相同的结构,但是也可以是对每色都不同的结构。例如,也可以对于红色光及蓝色光,采用图20或图21的结构,对于绿色光则采用图19或图21的结构。或者,也可以是其他组合。
在此,因为绿色光一般来说其光强度比较强,所以其光学元件也易于出现温度上升。因此,通过对于绿色光采用冷却效果良好的冷却结构,对于其他的红色光及蓝色光采用简单结构的冷却结构,就能谋求配管空间的缩小化和元件冷却的有效化。
另外,在上述图19、图20及图21的示例中,虽然分流容器464将冷却流体的路径对应于红、绿、蓝的3色分流成至少3个,但是不限定于此。例如,分流容器464也可以将冷却流体的路径分流成:与红色光和蓝色光有关的系统,和与绿色光有关的系统。这种情况下,例如通过串联配置与红色光和蓝色光有关的冷却结构,并且与其并行配置与绿色光有关的冷却结构,而和上面相同,能谋求配管空间的缩小化和元件冷却的有效化。
在上述实施方式中,虽然对于使用3个液晶面板的投影机示例,进行了说明,但是本发明还可以适用于只使用1个液晶面板的投影机、只使用2个液晶面板的投影机或者使用多于等于4个液晶面板的投影机。
另外,不限于透射型的液晶面板,也可以使用反射型的液晶面板。
另外,作为光调制元件,不限于液晶面板,也可以采用使用微镜的器件等液晶以外的光调制元件。这种情况下,光束入射方及光束射出方的偏振板可以省去。
另外,本发明对于从观看屏幕的方向进行投影的正投式投影机以及从和观看屏幕的方向相反方进行投影的背投式投影机,都可以使用。
上面,虽然通过参照附图,对于本发明所涉及的最佳实施方式,进行了说明,但是不言而喻,本发明不限定于所涉及的示例。只要是从业人员,就能领会到,在技术方案的范围所述的技术构思范畴内,明显可以联想到各种变更示例或修正示例,并且关于它们当然也属于本发明的技术范围。

Claims (13)

1.一种冷却组件的制造方法,该冷却组件具备在内部流动冷却流体的冷却板,该制造方法的特征为:
上述冷却板具有将冷却流体流动的冷却管夹于其间地将一对板状部件对向配置的结构,
该制造方法包括:
槽部形成工艺,其中,在上述一对板状部件的至少一方的对向面上,形成用来收置上述冷却管的槽部;和
连接工艺,其中,将上述冷却管收置到上述槽部中,使上述一对板状部件的各自和上述冷却管连接,
在上述连接工艺中,借助于对上述一对板状部件的至少一方的外力施加,使上述槽部的相邻部位产生变形,而使该相邻部位和上述冷却管接合。
2.根据权利要求1所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
在上述槽部形成工艺中,采用铸造法或锻造法来形成上述槽部。
3.根据权利要求1或2所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
上述槽部和上述冷却管具有基本相同大小的外形部分。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
在上述槽部形成工艺中,在上述一对板状部件的至少一方的对向面上,除上述槽部之外,形成与该槽部相邻的凹部,
在上述连接工艺中,通过将上述槽部和上述凹部之间的边沿朝向上述槽部的内方进行挤压,使该边沿产生变形,而使该边沿的角部和上述冷却管接合。
5.根据权利要求4所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
在上述槽部形成工艺中,还在上述一对板状部件的至少一方的对向面上形成插入上述凹部中的凸部,
在上述连接工艺中,通过组合一方的板状部件的上述凹部和另一方的板状部件的上述凸部,使上述边沿产生变形。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
在上述连接工艺中,通过对上述一对板状部件的至少一方插入预定物体,使上述槽部部分地产生变形。
7.根据权利要求6所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
上述预定物体取代上述变形部分,和上述冷却管接合。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
还具有填充工艺,其中,对上述槽部和上述冷却管之间的间隙填充热导材料。
9.根据权利要求8所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
上述热导材料包含掺进有金属材料的树脂材料、掺进有碳材料的树脂材料以及热熔材料之中的至少1种。
10.根据权利要求8或9所述的冷却组件的制造方法,其特征为:
上述热导材料在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
11.一种冷却组件,其特征为:
采用权利要求1到10中任一项的制造方法所制造。
12.一种光学装置,其结构包括光调制元件,该光调制元件用来按照图像信息对从光源所射出的光束进行调制并形成光学像,该光学装置的特征为:
至少上述光调制元件保持于采用权利要求1到10中任一项所述的制造方法所制造出的冷却组件。
13.一种投影机,其特征为,
具备:
光源装置;
权利要求12所述的光学装置;以及
投影光学装置,其用来放大投影由上述光学装置所形成的光学像。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102335813A (zh) * 2010-07-26 2012-02-01 核工业西南物理研究院 一种tbm第一壁u形含流冷却管道组的加工工艺
CN102679795A (zh) * 2012-05-30 2012-09-19 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 一种用于翅片管换热器的锯齿形管板
CN110463369A (zh) * 2017-03-21 2019-11-15 Lg伊诺特有限公司 变换器
JP2020003184A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 古河電気工業株式会社 ヒートパイプ構造体及びヒートパイプ構造体用かしめ治具
CN113467191A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 佳能株式会社 光源装置、照明装置以及曝光装置
US11964317B2 (en) 2018-06-29 2024-04-23 Furukawa Electric Co., Ltd. Heat pipe structure and caulking jig for heat pipe structure

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4238833B2 (ja) 2005-03-01 2009-03-18 セイコーエプソン株式会社 冷却ユニットの製造方法、冷却ユニット、光学装置、並びにプロジェクタ
JP4127271B2 (ja) * 2005-03-01 2008-07-30 セイコーエプソン株式会社 光学装置、及びプロジェクタ
JP4238867B2 (ja) 2005-03-01 2009-03-18 セイコーエプソン株式会社 冷却ユニットの製造方法、冷却ユニット、光学装置、並びにプロジェクタ
CN101680670B (zh) * 2007-04-16 2012-10-03 东洋克斯株式会社 制冷制暖面板
JP5369512B2 (ja) * 2008-06-20 2013-12-18 セイコーエプソン株式会社 光変調装置およびプロジェクタ
WO2011152217A1 (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 日本電気株式会社 ディスプレイ装置
TW201231908A (en) * 2011-01-27 2012-08-01 Asia Vital Components Co Ltd Heat-dissipation structure and manufacturing method thereof
CN102625635A (zh) * 2011-01-27 2012-08-01 奇鋐科技股份有限公司 散热结构及其制造方法
DE202012101076U1 (de) * 2011-04-14 2012-04-19 Visteon Global Technologies, Inc. Vorrichtung zum Kühlen von Batterien, insbesondere für Kraftfahrzeuge
KR101986341B1 (ko) * 2012-03-30 2019-06-07 삼성전자주식회사 양방향 카메라 모듈 및 그를 구비한 플립 칩 본딩 장치
JP6270327B2 (ja) * 2013-03-27 2018-01-31 キヤノン株式会社 投射型表示装置
US9895778B2 (en) * 2015-11-26 2018-02-20 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat dissipation unit manufacturing method
US20180058777A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Intel Corporation Heat exchanger puck
JP6504470B2 (ja) * 2016-12-22 2019-04-24 有限会社和氣製作所 受熱器およびその製造方法
US11453267B2 (en) * 2019-09-20 2022-09-27 Ford Global Technologies, Llc Integrated heat pump bundled module mounting manifold

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3448798A (en) * 1967-01-26 1969-06-10 Wakefield Eng Inc Heat transfer apparatus
JPH0278158A (ja) * 1988-09-13 1990-03-19 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池の冷却板
US5170195A (en) * 1990-09-17 1992-12-08 Pioneer Electronic Corporation Cooling device for a liquid crystal panel
US5829516A (en) * 1993-12-15 1998-11-03 Aavid Thermal Products, Inc. Liquid cooled heat sink for cooling electronic components
JP3471952B2 (ja) 1995-01-24 2003-12-02 東京パーツ工業株式会社 小型振動モータの偏心ウエイトと同モータのウエイト取り付け方法
US5562146A (en) * 1995-02-24 1996-10-08 Wakefield Engineering, Inc. Method of and apparatus for forming a unitary heat sink body
JP3198284B2 (ja) * 1996-04-08 2001-08-13 有限会社刀水企画 押し出し材同志の結合方法及び液冷ヒートシンク
JP3641422B2 (ja) 2000-11-17 2005-04-20 株式会社 正和 冷却板の製造方法
US20050268407A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Abrams Louis B Process for high and medium energy dye printing a flocked article
JP4238867B2 (ja) * 2005-03-01 2009-03-18 セイコーエプソン株式会社 冷却ユニットの製造方法、冷却ユニット、光学装置、並びにプロジェクタ
JP4238833B2 (ja) * 2005-03-01 2009-03-18 セイコーエプソン株式会社 冷却ユニットの製造方法、冷却ユニット、光学装置、並びにプロジェクタ

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102335813A (zh) * 2010-07-26 2012-02-01 核工业西南物理研究院 一种tbm第一壁u形含流冷却管道组的加工工艺
CN102335813B (zh) * 2010-07-26 2013-05-22 核工业西南物理研究院 一种tbm第一壁u形含流冷却管道组的加工工艺
CN102679795A (zh) * 2012-05-30 2012-09-19 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 一种用于翅片管换热器的锯齿形管板
US10925181B2 (en) 2017-03-21 2021-02-16 Lg Innotek Co., Ltd. Converter
CN110463369A (zh) * 2017-03-21 2019-11-15 Lg伊诺特有限公司 变换器
CN110463369B (zh) * 2017-03-21 2021-03-09 Lg伊诺特有限公司 变换器
CN113015405A (zh) * 2017-03-21 2021-06-22 Lg伊诺特有限公司 变换器
US11304336B2 (en) 2017-03-21 2022-04-12 Lg Innotek Co., Ltd. Converter
CN113015405B (zh) * 2017-03-21 2023-11-07 Lg伊诺特有限公司 变换器
JP2020003184A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 古河電気工業株式会社 ヒートパイプ構造体及びヒートパイプ構造体用かしめ治具
CN112368533A (zh) * 2018-06-29 2021-02-12 古河电气工业株式会社 热管结构体及热管结构体用压接夹具
JP7203520B2 (ja) 2018-06-29 2023-01-13 古河電気工業株式会社 ヒートパイプ構造体及びヒートパイプ構造体用かしめ治具
CN112368533B (zh) * 2018-06-29 2023-03-21 古河电气工业株式会社 热管结构体及热管结构体用压接夹具
US11964317B2 (en) 2018-06-29 2024-04-23 Furukawa Electric Co., Ltd. Heat pipe structure and caulking jig for heat pipe structure
CN113467191A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 佳能株式会社 光源装置、照明装置以及曝光装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006242415A (ja) 2006-09-14
US20060198150A1 (en) 2006-09-07
JP4148230B2 (ja) 2008-09-10
CN100500366C (zh) 2009-06-17
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