JP2018206591A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置規模の拡大を招くことなく、冷却能力に優れた光照射装置を提供する。【解決手段】光照射装置は、筐体と、前記筐体を構成する面の一つである第一面の近傍に配置された光源部と、光源部に隣接して配置されたフィンを含むヒートシンクと、第一面に直交する第一方向に関して第一面から離間した位置に設けられた吸気口とを備える。フィンは、第一領域と、第一方向に係る長さが第一領域よりも短い第二領域とを有してなる板面が、第一面に平行な方向に離間して配置された複数の板状部材と、第一方向に関して第一面に対向する位置に設けられ、第一領域同士の離間部によって形成された、流入部と、第一面に平行な方向に関して、流入部とは異なる位置に設けられた、板面同士の離間部によって形成された、流出部とを備える。光照射装置は、第一領域同士の離間部のうち、第一方向に平行な面で構成されている離間部を覆うように設けられた導風部材を備える。【選択図】 図６

Description

本発明は、光照射装置に関し、特に複数の固体光源素子を有した光照射装置に関する。

近年、ＬＥＤ素子を用いた種々の光照射装置が提案されている。ＬＥＤ素子の発光効率や寿命特性は周囲の温度（環境温度）に影響されやすいため、ＬＥＤ素子が搭載されている光源部における高い排熱性が要求される。

例えば、下記特許文献１には、ＬＥＤ素子が搭載された光源部を冷却するため、光源部の下面側にヒートシンクを設けた構成が記載されている。下記特許文献２には、ファンとヒートシンクの間に導風部材が配置されることで、冷却機能を向上させることが記載されている。

特開２０１３−１７１８８２号公報 特開２０１４−２０７４１１号公報

ＬＥＤ素子の開発が進展するに伴い、省スペースの領域に多くのＬＥＤ素子を実装することが可能となった。また、ＬＥＤ素子自体の高輝度化も進展してきている。このような背景から、光照射装置においては、従来よりも更に高い排熱性が要求されるようになってきている。

ヒートシンクには複数のフィンが設けられており、フィンの間に冷媒（冷却風）が流れることで、ヒートシンクの熱輸送が進む。排熱性を高める方法の一つとして、ヒートシンクのフィンのサイズを大きくする方法が考えられる。フィンのサイズを大きくすることで放熱に用いられる面積が増大するため、従来よりも大きな熱量の熱交換を実現することができる。

しかしながら、本発明者の鋭意研究により、フィンのサイズを単に大きくしただけでは、想定しているよりも冷却効果が得られないことが確認された。また、そもそも光照射装置自体のサイズにも制限があるところ、フィンのサイズを際限なく大きくできるわけではない。

本発明は、上記の課題に鑑み、ヒートシンクのサイズを極めて大型化することなく、冷却能力の優れた光照射装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光照射装置は、
筐体と、
前記筐体内であって、前記筐体を構成する面の一つである第一面の近傍に配置された、複数の固体光源素子を含む光源部と、
前記筐体内であって、前記光源部に隣接して配置された、フィンを含むヒートシンクと、
前記筐体の面上であって、前記第一面に直交する第一方向に関して前記第一面から離間した位置に設けられた吸気口とを備え、
前記フィンは、
第一領域と、前記第一方向に係る長さが前記第一領域よりも短い第二領域とを有してなる前記第一面に非平行な板面が、前記第一面に平行な方向に離間して配置された、複数の板状部材と、
前記第一方向に関して前記第一面に対向する位置に設けられ、前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第一領域同士の離間部によって形成された、流入部と、
前記第一面に平行な方向に関して、前記流入部とは異なる位置に設けられた、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部によって形成された、流出部とを備え、
前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第一領域同士の離間部のうち、前記第一方向に平行な面で構成されている離間部を覆うように設けられた導風部材を備えたことを特徴とする。

フィンの大きさを単に大きくしただけでは、想定よりも低い冷却能力しか得られない理由につき、本発明者は以下のように推察している。図１は、想定例における光照射装置内の冷却風の流れを模式的に示した図面である。図１に示すように、ＬＥＤ素子１０１はＸＺ平面に平行な向きに配置されており、吸気口１０４から取り込まれた冷却風（空気）が−Ｙ方向に流れることで、冷却風がヒートシンク１０２に衝突するように構成されている。図１は、Ｘ方向に見たときの図面である。実際には、フィン１０３は、複数枚の板状部材がＸ方向に離間して配置されている。

図１に示すように、フィン１０３のサイズを大きくすべく、Ｙ方向に係るフィン１０３の長さを長くした場合を想定する。このとき、一部の冷却風（冷却風１１２）はヒートシンク１０２に衝突した後、当該ヒートシンク１０２の近傍を通流する。一方、一部の冷却風（冷却風１１１）はフィン１０３に接触しながらも、ヒートシンク１０２に衝突することなく、ヒートシンク１０２よりも吸気口１０４側の位置を通過してしまう。つまり、吸気口１０４から取り込まれた冷却風のうち、熱源であるＬＥＤ素子１０１に近い位置を通過しない冷却風１１１が存在することになる。このことは、フィン１０３のサイズを大きくすることでフィン１０３の内側に取り込まれる冷却風の量を増加したにもかかわらず、増加された風量ほどはＬＥＤ素子１０１を冷却できていないことを示唆する。

図２は、特許文献２に開示されている構造を、図１にならって模式的に示したものである。図２に示す例では、吸気口１０４から供給される風を、効率的にフィン１０３に導くために導風部材１０５が設けられている。この導風部材１０５は、フィン１０３のヒートシンク１０２とは反対側のＸＺ平面の一部分を覆うように配置されている。これにより、フィン１０３の内側に冷却風を取り込むための入り口（流入部）の大きさが限定的となり、フィン１０３の内側に取り込まれた後の冷却風の風速を高める効果が期待される。なお、図２の例では、フィン１０３の内側に導かれた冷却風を一方向に排気する目的で、導風部材１０６が設けられている。

しかし、かかる構造であっても、上述したようにＹ方向に係るフィン１０３の長さを長くした場合には、熱源であるＬＥＤ素子１０１に近い位置を通過しない冷却風１１１が存在してしまう。このため、フィン１０３の内側に取り込まれた冷却風の一部は、熱源となるＬＥＤ素子１０１の冷却に機能しない。

これに対し、上記の構成によれば、フィンを構成する板状部材が、冷却風の上流に向かう方向（第一方向）に関して長い領域（第一領域）と、短い領域（第二領域）とを有する形状を示す。そして、第一領域同士の離間部のうち、第一方向に離間した離間部が冷却風の流入部を構成し、第一領域同士の離間部のうち、第一方向に平行な面で構成されている離間部については導風部材で覆われている。この結果、流入部からフィンの内側に流入された冷却風は、第一方向に係る長さの短い第二領域側へと流れ込んだ後、流出部へと導かれる。つまり、ひとたびフィンの内側に流入した冷却風のうち、光源部に隣接して配置されたヒートシンクの近傍を通流する冷却風の割合が高められる。この結果、光源部の冷却にほとんど寄与しない冷却風の割合が低下する。

一方で、フィンを構成する板状部材は、第一方向に係る長さの長い第一領域を有しているため、フィンの内側に取り込むことのできる風量が高められている。この結果、多くの風量の冷却風をフィンの内側に取り込むことができると共に、当該取り込まれた冷却風を高い割合で光源部の近傍に流すことができる。よって、従来の装置と比べて、フィンのサイズ高い冷却性能が実現される。詳細は、「発明を実施するための形態」の項で実施例を参照して説明される。

ここで、本明細書において、「流出部」とは、フィンの内側に取り込まれた冷却風が、第一方向に関して光源部と対向する領域から外側に流出される領域であるものとして構わない。すなわち、第一面に平行な方向に関し、光源部よりも外側の位置までフィン（板状部材）が存在する場合において、当該外側の位置において第一方向に冷却風が排出される構成を採用することが可能である。この場合、「流出部」は、フィンの内側に取り込まれた冷却風をフィンの外側に排出する場所を指すのではなく、あくまで、フィンの内側に取り込まれた冷却風を光源部と対向する領域の外側に排出する場所を指す。

前記流出部は、前記筐体の面であって前記第一面とは異なる第二面に対向する位置に設けられ、前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第二領域同士の離間部によって形成され、
前記導風部材は、前記流入部を除く、前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第一領域同士の離間部を覆うように設けられているものとしても構わない。

上記の構成によれば、流出部から排出される冷却風の向きが、流入部から流入される冷却風の向きとは異なる。これにより、冷却風が筐体内で不規則な動きをすることが更に抑制される。

前記導風部材は、前記流出部を除く、前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第二領域同士の離間部を覆うように設けられているものとしても構わない。

配置の態様によっては、光源部が第一面に隣接した側面の近傍に配置される。上記の構成によれば、フィンの内側に取り込まれた冷却風は、一方向に取り出される。流出部は、光源部が近接して配置されている側面とは反対側の側面に対向して配置されるものとすることができる。

前記複数の板状部材が備える前記板面は、前記第一領域が複数の前記第二領域に挟まれるように形成されており、
前記流出部は、前記第二面に対向する位置に設けられた第一流出部と、前記筐体の面であって前記第二面と反対側の第三面に対向する位置に設けられた第二流出部とを含むものとしても構わない。

配置の態様によっては、光源部が第一面に隣接した二側面（第二面と当該第二面の反対側の第三面）のほぼ中央の位置に配置される。上記の構成によれば、フィンの内側に取り込まれた冷却風は、第二面に向かう方向、及び当該第二面の反対側の第三面に向かう方向の二方向に取り出される。

前記流入部の総面積は、前記流出部の総面積以上であるものとしても構わない。

冷却性能を高めるべく、単にフィンのサイズを大きくした場合、フィンの内側で風が滞留することのないよう、フィンの内側に取り込まれた風を排出するための開口部（流出部）の面積を大きくする必要がある。しかし、フィンを単に大きくしただけでは、フィンの内側に風を取り込むための開口部（流入部）の面積と、前記流出部の面積とのバランスを取るのが難しいという課題がある。

例えば、上述した図２の構成の場合においては、風をフィン１０３の内側に取り込むための流入部１２１の面積は、導風部材１０５の設置態様によって決定される。一方で、フィン１０３の内側に取り込まれた風を排出するための流出部１２２の面積は、Ｘ方向に配置される複数のフィン１０３の枚数や、隣接するフィン１０３同士の間隔によって決定される。フィン１０３のＹ方向に係る長さはフィン１０３の大きさによって依存される。

仮に、流入部１２１の面積が流出部１２２の面積よりも大きいと、フィン１０３の内側の取り込まれた風がフィン１０３の内側に滞留してしまい、冷却風の流路を不安定にさせたり、不所望な騒音を引き起こすといった問題を招来させてしまう。

上記の構成によれば、フィンを構成する板状部材を、第一方向に係る長さの長い第一領域と、第一方向に係る長さの短い第二領域を有する形状としたため、各領域の比率や、第一方向に係る長さを適宜調整することで、流入部及び流出部の面積を容易に変更することができる。このため、流入部の総面積が、流出部の総面積以上になるように設定することが容易に実現できる。

また、本発明に係る光照射装置は、
筐体と、
前記筐体内であって、前記筐体を構成する面の一つである第一面の近傍に配置された、複数の固体光源素子を含む光源部と、
前記筐体内であって、前記光源部に隣接して配置された、フィンを含むヒートシンクと、
前記筐体の面上であって、前記第一面に直交する第一方向に関して前記第一面から離間した位置に設けられた吸気口とを備え、
前記フィンは、
前記第一面に非平行な板面が、前記第一面に平行な方向に離間して配置された、複数の板状部材と、
前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部の一部を覆うように配置された導風部材とを備え、
前記導風部材は、
前記第一面に平行な方向に延伸する第一部分と、前記第一面に直交する方向に延伸する第二部分及び第三部分とを有し、
前記第一部分は、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部のうち、前記第一面に平行な領域の一部を覆うように配置され、
前記第二部分は、前記第一部分と連結されると共に、前記複数の板状部材の一部に対して前記第一方向に嵌め込まれ、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部のうち、前記第一面に直交する面の一部を遮蔽するように配置され、
前記第三部分は、前記第二部分と離間し、前記板面同士の離間部のうち、前記第一方向に平行な面で構成されている離間部を覆うように配置され、
前記フィンは、
前記第一方向に関して前記第一面に対向する位置に設けられ、前記導風部材の前記第一部分によって覆われておらず、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部によって形成された、流入部と、
前記第一面に平行な方向に関して、前記流入部とは異なる位置に設けられた、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部によって形成された、流出部とを備え、
前記流出部は、前記第一方向に関し、前記導風部材の前記第二部分の前記光源部側の端部よりも実質的に前記光源部側に配置されていることを特徴とする。

本発明の光照射装置によれば、ヒートシンクのサイズを極めて大型化することなく高い冷却能力を有するヒートシンクを内蔵することができる。

想定例における光照射装置内の冷却風の流れを模式的に示した図面である。 想定例における光照射装置内の冷却風の流れを模式的に示した図面である。 光照射装置の模式的な斜視図である。 光照射装置の模式的な斜視図である。 一部の要素を省略して図示した光照射装置の模式的な斜視図である。 フィンの一部分を取り出して模式的に示した図面である。 フィンの内側を流れる冷却風の向きを模式的に示す図面である。 比較例１のフィン及び導風部材の形状を模式的に示す図面である。 第二実施形態の光照射装置において、フィンの内側を流れる冷却風の向きを模式的に示す図面である。 別実施形態の光照射装置において、フィンの内側を流れる冷却風の向きを模式的に示す図面である。 別実施形態の光照射装置において、フィンの内側を流れる冷却風の向きを模式的に示す図面である。 別実施形態の光照射装置において、フィンの内側を流れる冷却風の向きを模式的に示す図面である。 別実施形態の光照射装置において、フィンの内側を流れる冷却風の向きを模式的に示す図面である。

［第一実施形態］
本発明に係る光照射装置の第一実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図において、図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。

図３〜図５は、本実施形態の光照射装置の構成を模式的に示す図面である。図３及び図４は、光照射装置の模式的な斜視図である。図５は、光照射装置の内部構造につき、一部の要素を省略して図示した模式的な斜視図である。

本実施形態において、筐体１０は、ほぼ直方体に近い形状を示す。ただし、本発明は、筐体１０を構成する各面の一部に凹凸を含んだり、曲面部分を含む構成を排除する趣旨ではない。本発明において、筐体１０の形状は限定されない。

本実施形態において、筐体１０は、第一面２１、第二面２２、第三面２３、第四面２４、第五面２５、及び第六面２６を有する。以下においては、第四面２４から第五面２５に向かう方向をＸ方向、第一面２１から第六面２６に向かう方向をＹ方向、第三面２３から第二面２２に向かう方向をＺ方向として説明する。本実施形態では、Ｙ方向が「第一方向」に対応する。

光照射装置１は、筐体１０の第一面２１側に光源部７を備える。本実施形態では、光源部７は複数のＬＥＤ素子が平面上に配列されて構成されている。ただし、光源部７は、複数のＬＤ（レーザダイオード）素子が配列されて構成されても構わない。すなわち、光源部７は複数の固体光源素子を含む構成である。

光照射装置１は、筐体１０の第一面２１側に、光取り出し窓３１を設けている。光源部７から射出された光は、この光取り出し窓３１を通じて−Ｙ方向に放射される。光照射装置１は、筐体１０の第一面２１側にヒートシンク１１を備える。このヒートシンク１１は、光源部７に隣接して配置されており、光源部７を冷却する目的で設けられている。

ヒートシンク１１はフィン１２を備えている。本実施形態では、フィン１２は、ＹＺ平面、すなわち筐体１０の第四面２４及び第五面２５に平行な平面を有する複数の板状部材１３が、Ｘ方向に離間して配列されて構成されている。

図６は、フィン１２の一部分を取り出して模式的に示した図面である。また、図７は、フィン１２の内側を流れる冷却風の向きを模式的に示す図面である。本実施形態では、フィン１２を構成する各板状部材１３は、Ｚ方向に関して中央に近い領域においてＹ方向に突出した形状を示している。より詳細には、図６に示すように、各板状部材１３は、第一領域４１と、第一領域４１よりもＹ方向に係る長さが短い第二領域４２とを有する板面１３ａを含む。本実施形態では、第一領域４１が複数の第二領域４２に挟まれるように形成されている。

複数の板状部材１３がＸ方向に離間して配置されていることで、開口面がＸＺ平面に平行な離間部５１と、開口面がＸＹ平面に平行な離間部（５２，５３）とが形成されている。より詳細には、離間部５１は、第一領域４１同士の離間部で構成されており、離間部（５２，５３）は、第二領域４２同士の離間部で構成されている。図６では図示の都合上、離間部５３の場所が特定されていないが、図７に図示されるように、離間部５３は離間部５２の反対側に形成されている。本実施形態では、離間部５１が流入部を構成し、離間部（５２，５３）が流出部を構成する。離間部５２が第一流出部に対応し、離間部５３が第二流出部に対応する。

図６に示すように、光照射装置１は、導風部材４５を備えている。本実施形態では、導風部材４５は、流入部を構成する離間部５１の箇所を除く、第一領域４１同士の離間部、及び流出部を構成する離間部（５２，５３）の箇所を除く、第二領域４２同士の離間部を覆うように設けられている。

図５に示すように、光照射装置１は、筐体１０の第六面２６側に吸気口５を備える。本実施形態では、吸気口５はファンを含んで構成されている。

図３及び図５に示すように、光照射装置１は、筐体１０の第二面２２側に排気口３を備える。なお、本実施形態において、排気口３の位置は筐体１０の第二面２２側に限定されない。

外気は、冷却風として吸気口５から筐体１０内に取り込まれる。この冷却風は、筐体１０内を実質的に−Ｙ方向に移動し、フィン１２に供給される。そして、流入部を構成する離間部５１を通じて、フィン１２の内側に冷却風５０が取り込まれる。この冷却風５０は、ヒートシンク１１の面に衝突し、光源部７からの発熱を冷却する。その後、この冷却風５０は、実質的にＺ方向へと向きが変換され、流出部を構成する離間部（５２，５３）を通じてフィン１２の外側に排出される。

流入部を構成する離間部５１は、Ｙ方向の長さが長い第一領域４１内に形成されている。そして、図６に示すように、第一領域４１内において、ＸＹ平面に平行な開口面については導風部材４５によって覆われている。このため、離間部５１から取り込まれた冷却風５０は、勢いを有した状態でＹ方向に流れる。この結果、取り込まれた冷却風５０の大半を、ヒートシンク１１の面に衝突させることができる。そして、ヒートシンク１１の面に衝突した後、冷却風５０は、ほぼＺ方向に平行な方向に移動し、流出部を構成する離間部（５２，５３）から排出される。この結果、ヒートシンク１１の広い面にわたって冷却風５０を接触させることができ、光源部７を効率的に冷却することができる。

以下、実施例及び比較例を参照して検証する。

（実施例１）
図６及び図７に示すフィン１２及び導風部材４５を含む光照射装置１を実施例１の装置とした。フィン１２の構成は以下の通りである。

各板状部材１３のＸ方向に係る長さ（厚み）：１ｍｍ
隣接する板状部材１３同士のＸ方向に係る間隔：１ｍｍ
板状部材１３の枚数：３６
フィン１２全体のＸ方向に係る長さ：７５ｍｍ
第一領域４１のＺ方向に係る長さ：６０ｍｍ
第一領域４１のＹ方向に係る長さ：３０ｍｍ
第二領域４２のＺ方向に係る長さ：１５ｍｍ，１５ｍｍ
第二領域４２のＹ方向に係る長さ：１５ｍｍ

（比較例１）
図８は比較例１のフィン１０３及び導風部材１０５の形状を模式的に示す図面である。比較例１のフィン１０３は、実施例１のフィン１２と比較して、形状が異なっている。すなわち、比較例１のフィン１０３は、Ｙ方向に関して均一の長さを有している。より詳細には、比較例１のフィン１０３は、実施例１のフィン１２から、突出している第一領域４１の部分を切り落とした状態に対応する。フィン１０３及び導風部材１０５の寸法は、以下の通りである。

各板状部材１１５のＸ方向に係る長さ（厚み）：１ｍｍ
隣接する板状部材１１５同士のＸ方向に係る間隔：１ｍｍ
板状部材１１５の枚数：３６
フィン１０３全体のＸ方向に係る長さ：７５ｍｍ
板状部材１１５のＺ方向に係る長さ：６０ｍｍ
板状部材１１５のＹ方向に係る長さ：１５ｍｍ
フィン１０３の面上に導風部材１０５が形成されている領域１１８の、フィン１０３のＺ方向に係る長さ：１５ｍｍ，１５ｍｍ
導風部材１０５が形成されていない領域１１７の、フィン１０３のＺ方向に係る長さ：６０ｍｍ

（結果）
実施例１のフィン１２及び導風部材４５を含む光照射装置１、比較例１のフィン１０３及び導風部材１０５を含む光照射装置において、光源部７を点灯させ、点灯状態が安定した後の温度を測定した。いずれの光源部７も３５０Ｗの出力を有するものとした。実施例１では、点灯開始前が２５℃であったのに対し、点灯状態が安定した後は平均８５℃まで上昇した。これに対し、比較例１では、点灯開始前が２５℃であったのに対し、点灯状態が安定した後は平均９０℃まで上昇した。このシミュレーション結果からも、実施例１の構成によれば、高い冷却能力が確保できていることが示された。

［第二実施形態］
光照射装置の第二実施形態につき、第一実施形態と異なる箇所のみを説明する。

第一実施形態では、流出部を構成する離間部が２箇所（５２，５３）に設けられていた。本実施形態では、流出部を構成する離間部が１箇所（５３）に設けられている点が異なる。図９は、図７にならって、本実施形態においてフィン１２の内側を流れる冷却風の向きを模式的に示す図面である。

本実施形態では、フィン１２を構成する各板状部材１３は、Ｚ方向に関し、一方の端部に第一領域４１を有し、他方の端部に第二領域４２を有する。すなわち、各板状部材１３は、Ｌ字形状の板面１３ａを含む。図９に示すように、本実施形態では、第一領域４１内において、ＸＹ平面に平行な開口面については導風部材４５によって覆われている。また、第二領域４２内において、ＸＺ平面に平行な開口面についても導風部材４５によって覆われている。

本実施形態においても、流入部を構成する離間部５１は、Ｙ方向の長さが長い第一領域４１内に形成されている。そして、第一領域４１内において、ＸＹ平面に平行な開口面については導風部材４５によって覆われている。このため、離間部５１から取り込まれた冷却風５０は、勢いを有した状態でＹ方向に流れる。この結果、取り込まれた冷却風５０の大半を、ヒートシンク１１の面に衝突させることができる。そして、ヒートシンク１１の面に衝突した後、冷却風５０は、ほぼＺ方向に平行な方向に移動し、流出部を構成する離間部５３から排出される。この結果、ヒートシンク１１の広い面にわたって冷却風５０を接触させることができ、光源部７を効率的に冷却することができる。

［別実施形態］
以下、別実施形態について説明する。

〈１〉導風部材４５は、ＸＺ平面に平行な開口面を有する第二領域４２同士の離間部を覆わない構成としても構わない。図１０は、第一実施形態の光照射装置１が備えるフィン１２及び導風部材４５の別構成に対応する。図１１は、第二実施形態の光照射装置１が備えるフィン１２及び導風部材４５の別構成に対応する。これらの構成であっても、冷却風５０は、流入部を構成する離間部５１からＹ方向に勢いよく流入するため、ヒートシンク１１に衝突した後、Ｚ方向に移動して流出部を構成する離間部（５２，５３）に導かれる。すなわち、フィン１２の内側に流入した冷却風のうち、ＸＺ平面に平行な開口面を有する第二領域４２同士の離間部から排出される割合は極めて低い。

〈２〉上記各実施形態では、フィン１２の内側に取り込まれた冷却風５０は、Ｚ方向に流れた後、そのままフィン１２の外側に向けてＺ方向に排出されるものとした。しかし、冷却風５０がフィン１２の外側に排出される向きは、Ｚ方向に限定されない。

図１２は、第二実施形態の光照射装置１が備えるフィン１２及び導風部材４５の別構成に対応する。図１２においては、フィン１２を構成する複数の板状部材１３は、Ｙ方向に係る長さの長い第一領域４１と、長さの短い第二領域４２とを有する。光源部７は、実質的に板状部材１３の第二領域４２と、Ｙ方向に対向する位置に配置されている。そして、板状部材１３は、冷却風５０が流入する側とは反対側において、第二領域４２よりも長さの長い領域を有している。

図１２に示す構成では、第一領域４１内において、ＸＹ平面に平行な開口面については導風部材４５によって覆われている。また、第二領域４２内において、ＸＺ平面に平行な開口面についても導風部材４５によって覆われている。

図１２に示す構成では、第一領域４１同士の離間部５１が流入部を構成し、第二領域４２同士の離間部５３が流出部を構成する。なお、離間部５３よりも下流側の位置における離間部５４は、フィン１２の外側に冷却風５０を排出する排出部を構成する。

このような構成であっても、離間部５１から取り込まれた冷却風５０は、勢いを有した状態でＹ方向に流れる。この結果、取り込まれた冷却風５０の大半を、ヒートシンク１１の面に衝突させることができる。そして、ヒートシンク１１の面に衝突した後、冷却風５０は、ほぼＺ方向に平行な方向に移動し、流出部を構成する離間部５３から、排出部を構成する離間部５４へと導かれる。この結果、ヒートシンク１１の広い面にわたって冷却風５０を接触させることができ、光源部７を効率的に冷却することができる。

〈３〉上記実施形態では、吸気口５を第六面２６側に設けるものとしたが、吸気口５を第六面２６以外の面に設けても構わない。ただし、冷却性能を確保する観点からは、吸気口５は、光源部７が設置されている第一面２１、及び排気口３が設置されている第二面２２以外の面に設けることが好ましく、更に、第一面２１からＹ方向に十分離間した位置に設けることが好ましい。

〈４〉上記実施形態では、排気口３を筐体１０の第二面２２側に一箇所のみ設けられていたが、第二面２２側に複数の排気口３が設けられていても構わない。この場合、複数の排気口３は、全て第一排気系統４１に連結されているものとして構わない。

〈５〉上記実施形態では、フィン１２が、Ｙ方向の長さが長い第一領域４１と、第一領域４１よりもＹ方向の長さが短い第二領域４２とを有する構成であるものとして説明した。これは、隣接するフィン１２同士の離間部のうち、第一領域４１同士の離間部５１によって流入部を構成し、第二領域４２同士の離間部（５２，５３）によって流出部を構成することを目的としている。これは、言い換えれば、流出部を構成する離間部を、流入部を構成する離間部よりも、Ｙ方向の長さを短くすることで、冷却風５０を、高効率で光源部７の近傍に通流させることを意図したものである。

この観点に立てば、フィン１２のＹ方向の長さをほぼ均一とし、流出部を構成する離間部を、流入部を構成する離間部よりも、実質的にＹ方向の長さが短くなるように構成することで、同様の効果が得られることが理解される。図１３は、この観点で構成されたフィン１２の別実施形態の構造を模式的に示す図面である。図１３に示されるフィン１２は、ほぼ矩形状を示し、導風部材４５（４５ａ）がフィン１２の一部分に嵌め込まれている。より詳細には、図１３に示されるフィン１２は、導風部材４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ）によって隣接したフィン１２との離間部分がそれぞれ遮蔽されており、これによって冷却風５０の流路が制限されている。

図１３に示す構造によれば、導風部材４５ａと導風部材４５ｄとで挟まれた箇所において、隣接するフィン１２同士の離間部５１が流入部を構成し、導風部材４５ｃで覆われていない箇所において、隣接するフィン１２同士の離間部５３が流出部を構成する。この構成によれば、流入部を構成する離間部５１は、Ｙ方向の長さが長い第一領域６１内に形成され、流出部を構成する離間部５３は、Ｙ方向の長さが短い第二領域６２内に形成される。なお、導風部材（４５ａ，４５ｃ，４５ｄ）に囲まれた領域において、隣接するフィン１２同士の離間部５４内には、冷却風５０が一部流入される可能性があるが、仮に当該領域内に冷却風５０が流入したとしても、この領域内で滞留するため、その後に離間部５１から流入された冷却風５０は、この領域５４内には入り込むことなく、流出部を構成する離間部５３へと導かれる。図１３に示すように、流出部を構成する離間部５３は、Ｙ方向に関し、導風部材４５ａの光源部７側の端部よりも実質的に光源部７側に配置される。

なお、導風部材４５ｄが「第一部分」に対応し、導風部材４５ａが「第二部分」に対応し、導風部材４５ｂ及び４５ｃが「第三部分」に対応する。

図１３に示すようなフィン１２の構造であっても、上記実施形態で説明した構造と同様、冷却風５０を高効率で光源部７の近傍に通流させることができる。なお、図１３では、流出部を構成する離間部が１箇所（５３）に設けられている例を図示したが、図７に示した実施形態のように、離間部が２箇所（５２，５３）に設けられるものとしても構わない。

１ ： 光照射装置
３ ： 排気口
５ ： 吸気口
７ ： 光源部
１０ ： 筐体
１１ ： ヒートシンク
１２ ： フィン
１３ ： 板状部材
１３ａ ： 板面
２１ ： 筐体の第一面
２２ ： 筐体の第二面
２３ ： 筐体の第三面
２４ ： 筐体の第四面
２５ ： 筐体の第五面
２６ ： 筐体の第六面
３１ ： 光取り出し窓
４１ ： 第一領域
４２ ： 第二領域
４５ ： 導風部材
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ ： 導風部材の一部分
５０ ： 冷却風
５１ ： 流入部を構成する離間部
５２ ： 第一流出部を構成する離間部
５３ ： 第二流出部を構成する離間部
５４ ： 流入部も流出部も構成しない離間部
６１ ： 第一領域
６２ ： 第二領域
１０１ ： ＬＥＤ素子
１０２ ： ヒートシンク
１０３ ： フィン
１０４ ： 吸気口
１０５，１０６ ： 導風部材
１１１，１１２ ： 冷却風
１１５ ： 板状部材
１１７ ： フィンの面上に導風部材が形成されていない領域
１１８ ： フィンの面上に導風部材が形成されている領域
１２１ ： 流入部
１２２ ： 流出部

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体内であって、前記筐体を構成する面の一つである第一面の近傍に配置された、複数の固体光源素子を含む光源部と、
   前記筐体内であって、前記光源部に隣接して配置された、フィンを含むヒートシンクと、
   前記筐体の面上であって、前記第一面に直交する第一方向に関して前記第一面から離間した位置に設けられた吸気口とを備え、
   前記フィンは、
   第一領域と、前記第一方向に係る長さが前記第一領域よりも短い第二領域とを有してなる前記第一面に非平行な板面が、前記第一面に平行な方向に離間して配置された、複数の板状部材と、
   前記第一方向に関して前記第一面に対向する位置に設けられ、前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第一領域同士の離間部によって形成された、流入部と、
   前記第一面に平行な方向に関して、前記流入部とは異なる位置に設けられた、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部によって形成された、流出部とを備え、
   前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第一領域同士の離間部のうち、前記第一方向に平行な面で構成されている離間部を覆うように設けられた導風部材を備えたことを特徴とする光照射装置。
2. 前記流出部は、前記筐体の面であって前記第一面とは異なる第二面に対向する位置に設けられ、前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第二領域同士の離間部によって形成され、
   前記導風部材は、前記流入部を除く、前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第一領域同士の離間部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記導風部材は、前記流出部を除く、前記複数の板状部材が備える前記板面の前記第二領域同士の離間部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記複数の板状部材が備える前記板面は、前記第一領域が複数の前記第二領域に挟まれるように形成されており、
   前記流出部は、前記第二面に対向する位置に設けられた第一流出部と、前記筐体の面であって前記第二面と反対側の第三面に対向する位置に設けられた第二流出部とを含むことを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
5. 前記流入部の総面積は、前記流出部の総面積以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光照射装置。
6. 筐体と、
   前記筐体内であって、前記筐体を構成する面の一つである第一面の近傍に配置された、複数の固体光源素子を含む光源部と、
   前記筐体内であって、前記光源部に隣接して配置された、フィンを含むヒートシンクと、
   前記筐体の面上であって、前記第一面に直交する第一方向に関して前記第一面から離間した位置に設けられた吸気口とを備え、
   前記フィンは、
   前記第一面に非平行な板面が、前記第一面に平行な方向に離間して配置された、複数の板状部材と、
   前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部の一部を覆うように配置された導風部材とを備え、
   前記導風部材は、
   前記第一面に平行な方向に延伸する第一部分と、前記第一面に直交する方向に延伸する第二部分及び第三部分とを有し、
   前記第一部分は、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部のうち、前記第一面に平行な領域の一部を覆うように配置され、
   前記第二部分は、前記第一部分と連結されると共に、前記複数の板状部材の一部に対して前記第一方向に嵌め込まれ、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部のうち、前記第一面に直交する面の一部を遮蔽するように配置され、
   前記第三部分は、前記第二部分と離間し、前記板面同士の離間部のうち、前記第一方向に平行な面で構成されている離間部を覆うように配置され、
   前記フィンは、
   前記第一方向に関して前記第一面に対向する位置に設けられ、前記導風部材の前記第一部分によって覆われておらず、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部によって形成された、流入部と、
   前記第一面に平行な方向に関して、前記流入部とは異なる位置に設けられ、前記複数の板状部材が備える前記板面同士の離間部によって形成された、流出部とを備え、
   前記流出部は、前記第一方向に関し、前記導風部材の前記第二部分の前記光源部側の端部よりも実質的に前記光源部側に配置されていることを特徴とする光照射装置。

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