JP2005173496A - 光源の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光線の照射による輻射熱の温度の上昇を防止すると共に、放熱フィンを備えたヒートシンクの放熱特性を向上させる光源の冷却装置を提供する。
【解決手段】 ヒートパイプ３を用いたランプ２の冷却装置であって、ヒートパイプ３が、その一端にランプ２からの遠赤外線を含む光を遮断し、かつ、光の照射により放熱した輻射熱を吸収するカバー５を備えてなる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、液晶プロジェクタなどの画像生成装置に配置されているランプから生じる熱を外部に放散して光源を冷却する装置に関するものである。

ランプを用いる画像生成装置としては、映写機やオーバーヘッドプロジェクタあるいはスライドビュアー等があり、そのオーバーヘッドプロジェクタには液晶表示パネル（画像表示デバイス）を用いて画像を生成（表示）する液晶プロジェクタが知られている。

例えば、液晶プロジェクタは、ランプが液晶表示パネルに光を照射して、輻射熱が放出されるので、ある程度以上に温度が上昇すると、その熱の影響により液晶表示パネルのコントラストが低下して鮮明な画像を投影することができなくなり、液晶表示パネルの液晶の寿命も低下してしまい、ついには動作不良を起こしてしまう。

そのため、ランプの冷却のための種々の装置が開発されており、例えば画像を投影するための光線の照射方向を除く電球の周囲を、金属製の受熱板で囲んでラジエータとし、このラジエータによって輻射熱を遮蔽すると共に、ファンによって前記ラジエータに風を送り、大気中に放熱させることによって冷却する装置が知られている。このような冷却装置の一例が特許文献１に開示されている。この冷却装置では、ヒートパイプは、表示パネル冷却器内の冷却液が吸収した熱を冷却器の外部に放出するので、フィルムやプロジェクタ本体の光源周辺部の過熱を防止することができる。

また、このようにヒートパイプを用いた冷却装置の一例が特許文献２に記載されている。この特許文献２に記載された装置は、冷却ファンによる空気流を表示部室と光源室とに導くための導風体を、断熱壁の一端に設けて、ランプを光源ボックスに収納して冷却するように構成されている。
特開平６−２８１９０７号公報 特開平３−１５５５３３号公報

ところで、上述したランプは遠赤外線を含む光を拡散し、放出している。ランプと液晶表示パネルとの間が遮蔽されている場合には、この光線は、その間を通り抜けることができないので、その遮蔽された部分が放熱する。

しかしながら、上記断熱壁とランプとの間には、光線の照射を遮蔽するものがなく、光線が分散されるため、光線が照射した部分が複数点在することになり、その結果、時間の経過と共にその照射部分の輻射熱の温度が上昇するおそれがある。したがって、ファンにより装置内を空冷するべく送風しても、光線の照射部分にその空気流があたらなかったり、放熱効果（熱伝導率）の低い材料に光線が照射された場合には、放熱効率（冷却性能）が低下する。言い換えれば、この放熱板は光線を遮蔽することができないので、光線の照射による輻射熱の温度が上昇するなどの問題があった。

この発明は上記の事情を背景にしてなされたものであり、光線の照射による輻射熱の温度の上昇を防止すると共に、放熱フィンを備えたヒートシンクの放熱特性を向上させる光源の冷却装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、ヒートパイプを用いた光源の冷却装置であって、前記ヒートパイプが、その一端に前記光源からの遠赤外線を含む光を遮断し、かつ、前記光の照射により放熱した輻射熱を吸収するカバーを備えてなることを特徴とする光源の冷却装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１における前記カバーが、前記光を遮蔽する面に遠赤外線吸収被膜を有することを特徴とする光源の冷却装置である。

したがって、請求項１の発明では、光源からの遠赤外線を含む光がカバーによって遮断され、この光の照射により放熱した輻射熱がそのカバーに吸収される。また、請求項２の発明では、カバーの遠赤外線吸収被膜によって遠赤外線が吸収される。

さらに、請求項３の発明は、請求項１または２における前記ヒートパイプが、その他端がヒートシンクに取り付けられてなることを特徴とする光源の冷却装置である。

そして、請求項４の発明は、請求項３における前記ヒートシンクが、薄板状の多数の放熱フィンを相互に平行に配列させて開口する開口部を有し、前記開口部に向かって空気を送風するファンを備えてなることを特徴とする光源の冷却装置である。

したがって、請求項３の発明では、前記輻射熱がヒートパイプからヒートシンクに伝達される。また、請求項４の発明では、前記ヒートシンクの開口部に向かって空気が送風されるので、このヒートシンクが冷却され、このヒートシンクからヒートパイプに熱輸送されてカバーが冷却される。

請求項１の発明によれば、光源からの遠赤外線を含む光がカバーによって遮断され、この光の照射により放熱した輻射熱がそのカバーに吸収される。このカバーに吸収された輻射熱はヒートパイプから放出される。そのため、ランプから発生した遠赤外線を含む光を確実に遮蔽することができると共に、その遠赤外線による輻射熱の温度の上昇を確実に防止することができる。その結果、冷却装置の冷却効率を向上することができる。

また、請求項２の発明によれば、カバーの遠赤外線吸収被膜によって遠赤外線が吸収される。そのため、光を遮蔽する面で遠赤外線が反射するのを防ぐことができると共に、その遠赤外線による輻射熱の温度の上昇を確実に防止することができる。その結果、冷却装置の冷却効率を向上することができる。

さらに、請求項３の発明によれば、前記輻射熱がヒートパイプからヒートシンクに伝達される。そして、請求項４の発明によれば、前記ヒートシンクの開口部に向かって空気が送風される。そのため、このヒートシンクが冷却され、このヒートシンクからヒートパイプに熱輸送されてカバーが冷却される。そのため、ランプから発生した遠赤外線による輻射熱の温度の上昇を確実に防止することができる。その結果、冷却装置の冷却効率を向上することができる。

以下、本発明を実施した最良の形態について説明する。ここに示す例は、この発明の冷却装置を、図示しない液晶プロジェクタに適用した例である。なお、この発明はこの液晶プロジェクタに限定されず、適宜の機器に適用することができる。この液晶プロジェクタの内部には、図１ないし図３に示す冷却装置１と、ランプ２と、このランプ２からの光を入射することにより画像を表示する液晶表示パネル（図示せず）とが配置されている。

図１にこの発明の一例である冷却装置１を示す。まず、この冷却装置１の構造を説明する。冷却装置１は、湾曲した三本のヒートパイプ３と、ヒートシンク４と、カバー５とによって構成されている。ここに示すヒートパイプ３は、気密状態に密閉した中空密閉容器の内部に、空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で水などの凝縮性の流体を作動流体として封入し、さらに前記作動流体を還流するためのウイックが設けられている熱伝導装置である。

ヒートパイプ３は、そのコンテナの断面形状が扁平型に形成されている。また、ヒートパイプ３の全体形状が軸状体とされており、その軸状体が略Ｌ字状に湾曲されている。三本のヒートパイプ３の一方の先端部分には、下面部５ｂに対して平行なコ字状の断面形状を有するカバー５が設けられている。このカバー５における下面部５ａと、この下面部５ａに対して垂直方向に立設する側面部５ｂは、平坦面を成していて、ヒートパイプ３の一方の各先端部分は側面部５ｂに接合されている。また、カバー５の内側にはランプ２が備えられている。

また、ヒートパイプ３を接合したヒートシンク４は、平板状の放熱フィン７が平行に設置されている。この放熱フィン７は、熱伝導性の良い銅によって形成されている。このヒートパイプ３とヒートシンク４とは、ハンダ付けで固定されている。なお、ヒートパイプ３とヒートシンク４との固定方法は、ハンダ付けに限定されず、他の方法でもよい。

このヒートシンク４は、放熱フィン７を相互に平行に配列させて開口する開口部を有し、この開口部に向かって空気を送風するファン６を備えている。また、ファン６は、ヒートパイプ３の湾曲した部分の内側に配置されていて、冷却装置１を覆うハウジングの内部に収容された回転軸を駆動するブレード（図示せず）を備えたいわゆる軸流ファンが採用されている。このヒートシンク４とファン６との間にはエアダクト８が配置されている。このエアダクト８は、各放熱フィン７同士の間に空気が確実に吹き付けられるようにスカート裾状に形成されていて、ファン６の吹出口からヒートシンク４の開口部に向かって内径が大きくなっている。また、図示しないがファン６の吸込口を覆うスポンジをファン６とカバー５との間に設けている。そのため、ファン６が駆動するときに発生する騒音や振動が低減される。

上記の冷却装置１によれば、ランプ２が点灯して、ランプ２から発生した遠赤外線を含む光がカバー５に照射される。この遠赤外線の光の照射によってカバー５に熱が生じると、そのカバーに設けたヒートパイプ３に熱が伝達される。そして、ヒートパイプ３の内部の作動流体がその熱によって蒸発し、その蒸気が温度および圧力の低い、ヒートパイプ３の放熱部１５に流動する。その後に、この放熱部１５に接合されたヒートシンク４の開口部に対向しているファン６の吹出口から冷却空気が吹き出され、放熱フィン７と前記冷却空気とによって熱交換が行われる。この熱交換により、放熱部１５に流動した蒸気は放熱して凝縮する。凝縮して液化した作動流体は、ヒートパイプ３のカバー５側で生じる毛細管圧力によって吸引される。こうして作動流体が主にその潜熱として熱を輸送する。このように、一連のヒートパイプ３の動作によって熱輸送されて、冷却装置１全体に平均的に熱拡散される。

上記カバー５は、ランプ２の周囲に発生した遠赤外線を含む光を遮蔽し、かつ、この遠赤外線の照射により放熱した輻射熱を吸収する。したがって、ランプ２からの遠赤外線を含む光を確実に遮蔽することができると共に、その遠赤外線による輻射熱の温度の上昇を確実に防止することができる。また、カバー５は、光を遮蔽する面に遠赤外線を吸収する遠赤外線吸収被膜（図示せず）が設けられていて、遠赤外線の吸収率が高められている。したがって、光を遮蔽する面で遠赤外線が反射するのを防ぐことができるので、その反射による照射部分が点在するのを防ぐことができ、その照射部分の輻射熱の温度の上昇を確実に防止することができる。その結果、冷却装置の冷却効率を向上することができる。この遠赤外線吸収被膜は、例えば液体セラミックスを塗布して形成されたものがあり、遠赤外線を吸収および放射し易く、したがって、前記輻射熱の吸収率および放射率が向上する。

なお、上述の具体例では、カバー５が銅で形成されたが、この発明の冷却装置におけるカバー５は、銅以外の熱伝導率の高い材料で形成されていてもよい。また、上記の冷却装置１では、ヒートパイプ３に、ヒートシンク４とカバー５とがハンダ付けによって固定されていたが、この発明の冷却装置における各構成部分の固定方法は、ハンダ付けに限定されない。したがって、ヒートパイプ３に、ヒートシンク４とカバー５とを固定する方法として、例えば、エポキシ等の伝熱性の接着剤を使用する方法や機械かしめなどを採用することもできる。

この発明に係る冷却装置の一具体例を示す平面図である。 図１に示す冷却装置の側面図である。 図１に示す冷却装置の上面図である。

符号の説明

１…冷却装置、 ２…ランプ（光源）、 ３…ヒートパイプ、 ４…ヒートシンク、 ５…カバー、 ６…ファン、 ７…放熱フィン、 ８…エアダクト。

Claims (4)

1. ヒートパイプを用いた光源の冷却装置であって、前記ヒートパイプが、その一端に前記光源からの遠赤外線を含む光を遮断し、かつ、前記光の照射により放熱した輻射熱を吸収するカバーを備えてなることを特徴とする光源の冷却装置。
2. 前記カバーは、前記光を遮蔽する面に遠赤外線吸収被膜を有することを特徴とする請求項１に記載の光源の冷却装置。
3. 前記ヒートパイプは、その他端がヒートシンクに取り付けられてなることを特徴とする請求項１または２に記載の光源の冷却装置。
4. 前記ヒートシンクは、薄板状の多数の放熱フィンを相互に平行に配列させて開口する開口部を有し、前記開口部に向かって空気を送風するファンを備えてなることを特徴とする請求項３に記載の光源の冷却装置。

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