JP2020153586A - 冷却装置及びプロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却対象の冷却効率の低下を抑制できる冷却装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】冷却装置は、蒸発部、凝縮部、蒸気管及び液管を備え、蒸発部は、液管と接続され、液相の作動流体が内部に流入する筐体と、筐体内に設けられ、筐体に流入された液相の作動流体を貯留するリザーバーと、筐体に設けられ、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路を有するグルーブと、筐体内に設けられ、リザーバーに接続され、液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ側に輸送する第1ウィックと、筐体内に第1ウィックとグルーブとの間に設けられ、第1ウィックによって輸送された液相の作動流体をグルーブ側に輸送する第2ウィックと、第1ウィックと第2ウィックとの間に設けられ、液相の作動流体によって満たされる中間層と、を有する。【選択図】図5
Description
本発明は、冷却装置及びプロジェクターに関する。
従来、電子装置等の冷却に用いられる冷却装置として、内部に封入された作動流体の相変化を利用して、発熱体の熱を輸送することによって、発熱体を冷却するループ型ヒートパイプが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のループ型ヒートパイプは、蒸発部、凝縮部、蒸気管及び液管を備える。蒸発部は、発熱体の熱によって液相の作動流体を蒸発させる。蒸気管は、蒸発部にて液相から気相に変化した作動流体を凝縮部に流通させる。凝縮部は、気相の作動流体を放熱により凝縮させて液相の作動流体に相変化させる。液管は、凝縮部にて液相に変化した作動流体を蒸発部へ流通させる。
このように、作動流体がループ型ヒートパイプ内を循環し、発熱体の熱が、蒸発部から凝縮部に輸送されて凝縮部にて放出されることによって、発熱体が冷却される。
特許文献1に記載のループ型ヒートパイプは、蒸発部、凝縮部、蒸気管及び液管を備える。蒸発部は、発熱体の熱によって液相の作動流体を蒸発させる。蒸気管は、蒸発部にて液相から気相に変化した作動流体を凝縮部に流通させる。凝縮部は、気相の作動流体を放熱により凝縮させて液相の作動流体に相変化させる。液管は、凝縮部にて液相に変化した作動流体を蒸発部へ流通させる。
このように、作動流体がループ型ヒートパイプ内を循環し、発熱体の熱が、蒸発部から凝縮部に輸送されて凝縮部にて放出されることによって、発熱体が冷却される。
なお、特許文献1に記載のループ型ヒートパイプでは、蒸発部は、平板型のウィックと、ウィックの下側に配置されて蒸気流路を形成するグルーブと、ウィック及びグルーブを収納する筐体とを有し、発熱体は、筐体に接続される。
ウィックは、多孔質の材料によって形成されている。ウィックの内部には、多数の細孔が設けられており、多数の細孔は、液溜め部側から蒸気流路側へ連通している。多数の細孔には、液相の作動流体が筐体内の液溜め部から毛細管現象によって浸み込む。多数の細孔に浸み込んだ液相の作動流体は、発熱体から伝達される熱によって蒸発して気相の作動流体に変化し、気相の作動流体は、グルーブの蒸気流路を流通して、蒸気管内に流通する。
ウィックは、多孔質の材料によって形成されている。ウィックの内部には、多数の細孔が設けられており、多数の細孔は、液溜め部側から蒸気流路側へ連通している。多数の細孔には、液相の作動流体が筐体内の液溜め部から毛細管現象によって浸み込む。多数の細孔に浸み込んだ液相の作動流体は、発熱体から伝達される熱によって蒸発して気相の作動流体に変化し、気相の作動流体は、グルーブの蒸気流路を流通して、蒸気管内に流通する。
上記特許文献1に記載のループ型ヒートパイプでは、グルーブからウィックに熱が必要以上に伝達されて、ウィックと接続されるリザーバーに貯留された液相の作動流体の温度が上昇すると、ウィックと液相の作動流体との温度差が小さくなる他、蒸発部内の圧力が高まる。このような場合には、液相から気相への作動流体の相変化が抑制され、冷却対象の冷却効率が低下するという問題がある。
本発明の第1態様に係る冷却装置は、冷却対象から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体を液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、前記蒸発部にて液相から気相に変化した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる蒸気管と、前記凝縮部にて気相から液相に変化した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる液管と、を備え、前記蒸発部は、前記液管と接続され、液相の前記作動流体が内部に流入する筐体と、前記筐体内に設けられ、前記筐体に流入された液相の前記作動流体を貯留するリザーバーと、前記筐体に設けられ、液相から気相に変化した前記作動流体が流通する複数の流路を有するグルーブと、前記筐体内に設けられ、前記リザーバーに接続され、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を前記グルーブ側に輸送する第1ウィックと、前記筐体内に前記第1ウィックと前記グルーブとの間に設けられ、前記第1ウィックによって輸送された液相の前記作動流体を前記グルーブ側に輸送する第2ウィックと、前記第1ウィックと前記第2ウィックとの間に設けられ、液相の前記作動流体によって満たされる中間層と、を有することを特徴とする。
上記第1態様では、前記蒸発部は、前記第1ウィックと前記第2ウィックとの間に設けられ、前記第1ウィックと前記第2ウィックとの間に前記中間層を形成するスペーサーを有することが好ましい。
上記第1態様では、前記第1ウィック及び前記第2ウィックのうちの一方の部材は、他方の部材に向かって突出して前記他方の部材に接触し前記中間層を形成する突出部を有することが好ましい。
上記第1態様では、前記第2ウィックの熱伝導率は、前記第1ウィックの熱伝導率よりも大きいことが好ましい。
上記第1態様では、前記第1ウィック及び前記第2ウィックは、同じ材料によって構成されていることが好ましい。
本発明の第2態様に係るプロジェクターは、光を出射する光源を有する光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、上記冷却装置と、を備えることを特徴とする。
上記第2態様では、前記冷却対象は、前記光源であることが好ましい。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、後述する光源装置4から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する画像表示装置である。プロジェクター1は、図1に示すように、プロジェクター1の外装を構成する外装筐体2を備える。
以下、本発明の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、後述する光源装置4から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する画像表示装置である。プロジェクター1は、図1に示すように、プロジェクター1の外装を構成する外装筐体2を備える。
[外装筐体の構成]
外装筐体2は、天面部21、底面部22、正面部23、背面部24、左側面部25及び右側面部26を有し、略直方体形状に形成されている。
底面部22は、プロジェクター1が載置される設置面と接する複数の脚部221を有する。
正面部23は、外装筐体2において画像の投射側に位置する。正面部23は、後述する投射光学装置36の一部を露出させる開口部231を有し、投射光学装置36によって投射される画像は、開口部231を通過する。また、正面部23は、プロジェクター1内の冷却対象を冷却した冷却気体が外装筐体2の外部に排出される排気口232を有する。
右側面部26は、外装筐体2外の空気等の気体を冷却気体として内部に導入する導入口261を有する。
外装筐体2は、天面部21、底面部22、正面部23、背面部24、左側面部25及び右側面部26を有し、略直方体形状に形成されている。
底面部22は、プロジェクター1が載置される設置面と接する複数の脚部221を有する。
正面部23は、外装筐体2において画像の投射側に位置する。正面部23は、後述する投射光学装置36の一部を露出させる開口部231を有し、投射光学装置36によって投射される画像は、開口部231を通過する。また、正面部23は、プロジェクター1内の冷却対象を冷却した冷却気体が外装筐体2の外部に排出される排気口232を有する。
右側面部26は、外装筐体2外の空気等の気体を冷却気体として内部に導入する導入口261を有する。
[プロジェクターの内部構成]
図2は、プロジェクター1の内部構成を示す模式図である。
プロジェクター1は、図2に示すように、外装筐体2内にそれぞれ収容される画像投射装置3及び冷却装置5を更に備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター1は、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、及び、プロジェクター1の電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
図2は、プロジェクター1の内部構成を示す模式図である。
プロジェクター1は、図2に示すように、外装筐体2内にそれぞれ収容される画像投射装置3及び冷却装置5を更に備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター1は、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、及び、プロジェクター1の電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
[画像投射装置の構成]
画像投射装置3は、制御装置から入力される画像情報に応じた画像を形成及び投射する。画像投射装置3は、光源装置4、均一化装置31、色分離装置32、リレー装置33、画像形成装置34、光学部品用筐体35及び投射光学装置36を備える。
光源装置4は、照明光を出射する。光源装置4の構成については、後に詳述する。
画像投射装置3は、制御装置から入力される画像情報に応じた画像を形成及び投射する。画像投射装置3は、光源装置4、均一化装置31、色分離装置32、リレー装置33、画像形成装置34、光学部品用筐体35及び投射光学装置36を備える。
光源装置4は、照明光を出射する。光源装置4の構成については、後に詳述する。
均一化装置31は、光源装置4から出射された照明光を均一化する。この均一化された照明光は、色分離装置32及びリレー装置33を経て、画像形成装置34の後述する光変調装置343の変調領域を照明する。均一化装置31は、2つのレンズアレイ311,312、偏光変換素子313及び重畳レンズ314を備える。
色分離装置32は、均一化装置31から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離装置32は、2つのダイクロイックミラー321,322と、ダイクロイックミラー321によって分離された青色光を反射させる反射ミラー323と、を備える。
色分離装置32は、均一化装置31から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離装置32は、2つのダイクロイックミラー321,322と、ダイクロイックミラー321によって分離された青色光を反射させる反射ミラー323と、を備える。
リレー装置33は、他の色光の光路より長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー装置33は、入射側レンズ331、リレーレンズ333、反射ミラー332,334を備える。なお、本実施形態では、他の色光より光路が長い色光を赤色光とし、赤色光の光路上にリレー装置33を設けることとした。しかしながら、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光の光路上にリレー装置33を設ける構成としてもよい。
画像形成装置34は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成して、画像を形成する。画像形成装置34は、それぞれ入射される色光に応じて設けられる3つのフィールドレンズ341、3つの入射側偏光板342、3つの光変調装置343、3つの視野角補償板344及び3つの出射側偏光板345と、1つの色合成装置346と、を備える。
光変調装置343は、光源装置4から出射された光を画像情報に応じて変調する。光変調装置343は、赤色光用の光変調装置343R、緑色光用の光変調装置343G及び青色光用の光変調装置343Bを含む。本実施形態では、光変調装置343は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板342、光変調装置343、出射側偏光板345によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置346は、光変調装置343B,343G,343Rによって変調された各色光を合成して画像を形成する。本実施形態では、色合成装置346は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、これに限らず、例えば複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。
光変調装置343は、光源装置4から出射された光を画像情報に応じて変調する。光変調装置343は、赤色光用の光変調装置343R、緑色光用の光変調装置343G及び青色光用の光変調装置343Bを含む。本実施形態では、光変調装置343は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板342、光変調装置343、出射側偏光板345によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置346は、光変調装置343B,343G,343Rによって変調された各色光を合成して画像を形成する。本実施形態では、色合成装置346は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、これに限らず、例えば複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。
光学部品用筐体35は、上記した各装置31〜34を内部に収容する。なお、画像投射装置3には、設計上の光軸である照明光軸Axが設定されており、光学部品用筐体35は、照明光軸Axにおける所定位置に各装置31〜34を保持する。なお、光源装置4及び投射光学装置36は、照明光軸Axにおける所定位置に配置される。
投射光学装置36は、画像形成装置34から入射される画像を被投射面上に拡大投射する。すなわち、投射光学装置36は、光変調装置343B,343G,343Rによって変調された光を投射する。投射光学装置36は、例えば筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
投射光学装置36は、画像形成装置34から入射される画像を被投射面上に拡大投射する。すなわち、投射光学装置36は、光変調装置343B,343G,343Rによって変調された光を投射する。投射光学装置36は、例えば筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
[光源装置の構成]
図3は、光源装置4の構成を示す模式図である。
光源装置4は、照明光を均一化装置31に出射する。光源装置4は、図3に示すように、光源用筐体CAと、光源用筐体CA内にそれぞれ収容される光源部41、アフォーカル光学素子42、ホモジナイザー光学素子43、偏光分離素子44、第1集光素子45、波長変換素子46、第1位相差素子47、第2集光素子48、拡散反射装置49及び第2位相差素子RPと、を備える。
光源用筐体CAは、塵埃等が内部に侵入しづらい密閉筐体として構成されている。
図3は、光源装置4の構成を示す模式図である。
光源装置4は、照明光を均一化装置31に出射する。光源装置4は、図3に示すように、光源用筐体CAと、光源用筐体CA内にそれぞれ収容される光源部41、アフォーカル光学素子42、ホモジナイザー光学素子43、偏光分離素子44、第1集光素子45、波長変換素子46、第1位相差素子47、第2集光素子48、拡散反射装置49及び第2位相差素子RPと、を備える。
光源用筐体CAは、塵埃等が内部に侵入しづらい密閉筐体として構成されている。
光源部41、アフォーカル光学素子42、ホモジナイザー光学素子43、偏光分離素子44と、第1位相差素子47、第2集光素子48及び拡散反射装置49は、光源装置4に設定された照明光軸Ax1上に配置されている。
波長変換素子46、第1集光素子45、偏光分離素子44及び第2位相差素子RPは、光源装置4に設定され、かつ、照明光軸Ax1に直交する照明光軸Ax2上に配置されている。照明光軸Ax2は、レンズアレイ311の位置にて、照明光軸Axと一致する。換言すると、照明光軸Ax2は、照明光軸Axの延長線上に設定されている。
波長変換素子46、第1集光素子45、偏光分離素子44及び第2位相差素子RPは、光源装置4に設定され、かつ、照明光軸Ax1に直交する照明光軸Ax2上に配置されている。照明光軸Ax2は、レンズアレイ311の位置にて、照明光軸Axと一致する。換言すると、照明光軸Ax2は、照明光軸Axの延長線上に設定されている。
[光源部の構成]
光源部41は、光を出射する光源411及びコリメーターレンズ415を備える。
光源411は、複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413と、支持部材414と、を備える。
第1半導体レーザー412は、励起光であるs偏光の青色光L1sを出射する。青色光L1sは、例えば、ピーク波長が440nmのレーザー光である。第1半導体レーザー412から出射された青色光L1sは、波長変換素子46に入射される。
第2半導体レーザー413は、p偏光の青色光L2pを出射する。青色光L2pは、例えば、ピーク波長が460nmのレーザー光である。第2半導体レーザー413から出射された青色光L2pは、拡散反射装置49に入射される。
光源部41は、光を出射する光源411及びコリメーターレンズ415を備える。
光源411は、複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413と、支持部材414と、を備える。
第1半導体レーザー412は、励起光であるs偏光の青色光L1sを出射する。青色光L1sは、例えば、ピーク波長が440nmのレーザー光である。第1半導体レーザー412から出射された青色光L1sは、波長変換素子46に入射される。
第2半導体レーザー413は、p偏光の青色光L2pを出射する。青色光L2pは、例えば、ピーク波長が460nmのレーザー光である。第2半導体レーザー413から出射された青色光L2pは、拡散反射装置49に入射される。
支持部材414は、照明光軸Ax1と直交する平面にそれぞれアレイ状に配置された複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413を支持する。支持部材414は、熱伝導性を有する金属製部材であり、後述する蒸発部6Aに接続される。そして、熱源である各半導体レーザー412,413、すなわち、光源411の熱は、蒸発部6Aに伝達される。
第1半導体レーザー412から出射された青色光L1s及び第2半導体レーザー413から出射された青色光L2pは、コリメーターレンズ415によって平行光束に変換され、アフォーカル光学素子42に入射される。
なお、本実施形態では、光源411は、s偏光の青色光L1sと、p偏光の青色光L2pとを出射する構成である。しかしながら、これに限らず、光源411は、偏光方向が同じ直線偏光光である青色光を出射する構成としてもよい。この場合、入射された1種類の直線偏光をs偏光及びp偏光が含まれる光とする位相差素子を、光源部41と偏光分離素子44との間に配置すればよい。
なお、本実施形態では、光源411は、s偏光の青色光L1sと、p偏光の青色光L2pとを出射する構成である。しかしながら、これに限らず、光源411は、偏光方向が同じ直線偏光光である青色光を出射する構成としてもよい。この場合、入射された1種類の直線偏光をs偏光及びp偏光が含まれる光とする位相差素子を、光源部41と偏光分離素子44との間に配置すればよい。
[アフォーカル光学素子及びホモジナイザー光学素子の構成]
アフォーカル光学素子42は、光源部41から入射される青色光L1s,L2pの光束径を調整して、ホモジナイザー光学素子43に入射させる。アフォーカル光学素子42は、入射される光を集光するレンズ421と、レンズ421によって集光された光束を平行化するレンズ422とにより構成されている。
ホモジナイザー光学素子43は、青色光L1s,L2pの照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学素子43は、一対のマルチレンズアレイ431,432により構成されている。
アフォーカル光学素子42は、光源部41から入射される青色光L1s,L2pの光束径を調整して、ホモジナイザー光学素子43に入射させる。アフォーカル光学素子42は、入射される光を集光するレンズ421と、レンズ421によって集光された光束を平行化するレンズ422とにより構成されている。
ホモジナイザー光学素子43は、青色光L1s,L2pの照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学素子43は、一対のマルチレンズアレイ431,432により構成されている。
[偏光分離素子の構成]
ホモジナイザー光学素子43を通過した青色光L1s,L2pは、偏光分離素子44に入射する。
偏光分離素子44は、プリズム型の偏光ビームスプリッターであり、入射される光に含まれるs偏光成分とp偏光成分とを分離する。具体的に、偏光分離素子44は、s偏光成分を反射させ、p偏光成分を透過させる。また、偏光分離素子44は、s偏光成分及びp偏光成分のいずれの偏光成分であっても、所定波長以上の光を透過させる色分離特性を有する。従って、s偏光の青色光L1sは、偏光分離素子44にて反射され、第1集光素子45に入射する。一方、p偏光の青色光L2pは、偏光分離素子44を透過して、第1位相差素子47に入射する。
ホモジナイザー光学素子43を通過した青色光L1s,L2pは、偏光分離素子44に入射する。
偏光分離素子44は、プリズム型の偏光ビームスプリッターであり、入射される光に含まれるs偏光成分とp偏光成分とを分離する。具体的に、偏光分離素子44は、s偏光成分を反射させ、p偏光成分を透過させる。また、偏光分離素子44は、s偏光成分及びp偏光成分のいずれの偏光成分であっても、所定波長以上の光を透過させる色分離特性を有する。従って、s偏光の青色光L1sは、偏光分離素子44にて反射され、第1集光素子45に入射する。一方、p偏光の青色光L2pは、偏光分離素子44を透過して、第1位相差素子47に入射する。
[第1集光素子の構成]
第1集光素子45は、偏光分離素子44にて反射された青色光L1sを波長変換素子46に集光する。また、第1集光素子45は、波長変換素子46から入射される蛍光YLを平行化する。図3の例では、第1集光素子45は、2つのレンズ451,452によって構成されているが、第1集光素子45を構成するレンズの数は問わない。
第1集光素子45は、偏光分離素子44にて反射された青色光L1sを波長変換素子46に集光する。また、第1集光素子45は、波長変換素子46から入射される蛍光YLを平行化する。図3の例では、第1集光素子45は、2つのレンズ451,452によって構成されているが、第1集光素子45を構成するレンズの数は問わない。
[波長変換素子の構成]
波長変換素子46は、入射された光によって励起されて、入射された光より波長が長い蛍光YLを生成し、蛍光YLを第1集光素子45に出射する。換言すると、波長変換素子46は、入射された光の波長を変換し、変換された光を出射する。波長変換素子46によって生成された蛍光YLは、例えば、ピーク波長が500〜700nmの光である。波長変換素子46は、波長変換部461及び放熱部462を備える。
波長変換部461は、図示を省略するが、波長変換層及び反射層を有する。波長変換層は、入射される青色光L1sを波長変換した非偏光光である蛍光YLを拡散出射する蛍光体を含む。反射層は、波長変換層から入射される蛍光YLを第1集光素子45側に反射させる。
放熱部462は、波長変換部461における光入射側とは反対側の面に設けられ、波長変換部461にて生じた熱を放出する。
波長変換素子46は、入射された光によって励起されて、入射された光より波長が長い蛍光YLを生成し、蛍光YLを第1集光素子45に出射する。換言すると、波長変換素子46は、入射された光の波長を変換し、変換された光を出射する。波長変換素子46によって生成された蛍光YLは、例えば、ピーク波長が500〜700nmの光である。波長変換素子46は、波長変換部461及び放熱部462を備える。
波長変換部461は、図示を省略するが、波長変換層及び反射層を有する。波長変換層は、入射される青色光L1sを波長変換した非偏光光である蛍光YLを拡散出射する蛍光体を含む。反射層は、波長変換層から入射される蛍光YLを第1集光素子45側に反射させる。
放熱部462は、波長変換部461における光入射側とは反対側の面に設けられ、波長変換部461にて生じた熱を放出する。
波長変換素子46から出射された蛍光YLは、照明光軸Ax2に沿って第1集光素子45を通過した後、上記色分離特性を有する偏光分離素子44に入射される。そして、蛍光YLは、偏光分離素子44を照明光軸Ax2に沿って通過し、第2位相差素子RPに入射する。
なお、波長変換素子46は、モーター等の回転装置によって、照明光軸Ax2と平行な回転軸を中心として回転される構成であってもよい。
なお、波長変換素子46は、モーター等の回転装置によって、照明光軸Ax2と平行な回転軸を中心として回転される構成であってもよい。
[第1位相差素子及び第2集光素子の構成]
第1位相差素子47は、偏光分離素子44と第2集光素子48との間に配置されている。第1位相差素子47は、偏光分離素子44を通過した青色光L2pを円偏光の青色光L2cに変換する。青色光L2cは、第2集光素子48に入射される。
第2集光素子48は、第1位相差素子47から入射される青色光L2cを拡散反射装置49に集光する。また、第2集光素子48は、拡散反射装置49から入射される青色光L2cを平行化する。なお、第2集光素子48を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。
第1位相差素子47は、偏光分離素子44と第2集光素子48との間に配置されている。第1位相差素子47は、偏光分離素子44を通過した青色光L2pを円偏光の青色光L2cに変換する。青色光L2cは、第2集光素子48に入射される。
第2集光素子48は、第1位相差素子47から入射される青色光L2cを拡散反射装置49に集光する。また、第2集光素子48は、拡散反射装置49から入射される青色光L2cを平行化する。なお、第2集光素子48を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。
[拡散反射装置の構成]
拡散反射装置49は、波長変換素子46にて生成及び出射される蛍光YLと同様の拡散角で、入射された青色光L2cを拡散反射させる。拡散反射装置49の構成として、入射された青色光L2cをランバート反射させる反射板と、反射板を照明光軸Ax1と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置とを備える構成を例示できる。
拡散反射装置49にて拡散反射された青色光L2cは、第2集光素子48を通過した後、第1位相差素子47に入射される。青色光L2cは、拡散反射装置49にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光に変換される。このため、第2集光素子48を介して第1位相差素子47に入射された青色光L2cは、偏光分離素子44から第1位相差素子47に入射された際のp偏光の青色光L2cではなく、s偏光の青色光L2sに変換される。そして、青色光L2sは、偏光分離素子44にて反射されて、第2位相差素子RPに入射される。すなわち、偏光分離素子44から第2位相差素子RPに入射される光は、青色光L2s及び蛍光YLが混在した白色光である。
拡散反射装置49は、波長変換素子46にて生成及び出射される蛍光YLと同様の拡散角で、入射された青色光L2cを拡散反射させる。拡散反射装置49の構成として、入射された青色光L2cをランバート反射させる反射板と、反射板を照明光軸Ax1と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置とを備える構成を例示できる。
拡散反射装置49にて拡散反射された青色光L2cは、第2集光素子48を通過した後、第1位相差素子47に入射される。青色光L2cは、拡散反射装置49にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光に変換される。このため、第2集光素子48を介して第1位相差素子47に入射された青色光L2cは、偏光分離素子44から第1位相差素子47に入射された際のp偏光の青色光L2cではなく、s偏光の青色光L2sに変換される。そして、青色光L2sは、偏光分離素子44にて反射されて、第2位相差素子RPに入射される。すなわち、偏光分離素子44から第2位相差素子RPに入射される光は、青色光L2s及び蛍光YLが混在した白色光である。
[第2位相差素子の構成]
第2位相差素子RPは、偏光分離素子44から入射される白色光をs偏光及びp偏光が混在する光に変換する。このように変換された白色の照明光WLは、上記した均一化装置31に入射される。
第2位相差素子RPは、偏光分離素子44から入射される白色光をs偏光及びp偏光が混在する光に変換する。このように変換された白色の照明光WLは、上記した均一化装置31に入射される。
[冷却装置の構成]
冷却装置5は、プロジェクター1を構成する冷却対象を冷却する。本実施形態において、冷却対象は、光源装置4の光源411である。冷却装置5は、図2に示すように、ループ型ヒートパイプ51及び冷却ファン55を備える。
冷却ファン55は、外装筐体2内の空間において排気口232とループ型ヒートパイプ51の後述する凝縮部53との間に設けられている。冷却ファン55は、外装筐体2内の冷却気体を吸引して排気口232から排出する過程にて、凝縮部53に冷却気体を流通させ、これにより、凝縮部53を冷却する。なお、冷却ファン55は、例えば、外装筐体2内の空間において導入口261と後述する凝縮部53との間に設けられ、外装筐体2外の冷却気体を吸引して凝縮部53に冷却気体を送出する構成であってもよい。
冷却装置5は、プロジェクター1を構成する冷却対象を冷却する。本実施形態において、冷却対象は、光源装置4の光源411である。冷却装置5は、図2に示すように、ループ型ヒートパイプ51及び冷却ファン55を備える。
冷却ファン55は、外装筐体2内の空間において排気口232とループ型ヒートパイプ51の後述する凝縮部53との間に設けられている。冷却ファン55は、外装筐体2内の冷却気体を吸引して排気口232から排出する過程にて、凝縮部53に冷却気体を流通させ、これにより、凝縮部53を冷却する。なお、冷却ファン55は、例えば、外装筐体2内の空間において導入口261と後述する凝縮部53との間に設けられ、外装筐体2外の冷却気体を吸引して凝縮部53に冷却気体を送出する構成であってもよい。
ループ型ヒートパイプ51は、減圧状態で封入されることによって比較的低温で相状態が変化する作動流体が循環する循環流路を有する。詳述すると、ループ型ヒートパイプ51は、冷却対象から伝達される熱によって、減圧状態で内部に封入された作動流体の相状態を液相から気相に相変化させ、作動流体が液相から気相へ相変化した部位以外の部位にて気相の作動流体から熱を奪って、作動流体の相状態を気相から液相に変化させるとともに、奪った熱を放出することによって、冷却対象を冷却する。
このようなループ型ヒートパイプ51は、蒸発部6A、蒸気管52、凝縮部53及び液管54を備える。なお、蒸発部6Aの構成は、後に詳述する。
このようなループ型ヒートパイプ51は、蒸発部6A、蒸気管52、凝縮部53及び液管54を備える。なお、蒸発部6Aの構成は、後に詳述する。
[蒸気管の構成]
蒸気管52は、作動流体の循環流路において、気相の作動流体が流通可能に蒸発部6Aと凝縮部53とを接続する管状部材である。蒸気管52は、蒸発部6Aにおいて液相から気相に変化して蒸発部6Aから蒸気管52に流入される作動流体を、凝縮部53に流通させる。
蒸気管52は、作動流体の循環流路において、気相の作動流体が流通可能に蒸発部6Aと凝縮部53とを接続する管状部材である。蒸気管52は、蒸発部6Aにおいて液相から気相に変化して蒸発部6Aから蒸気管52に流入される作動流体を、凝縮部53に流通させる。
[凝縮部の構成]
凝縮部53は、気相の作動流体の熱を奪って放熱し、作動流体を気相から液相に相変化させ、液相の作動流体を液管54に流出させる。すなわち、凝縮部53は、気相の作動流体を凝縮させることによって、気相の作動流体を液相の作動流体に変化させる。凝縮部53は、図示を省略するが、蒸気管52及び液管54が接続される本体部と、本体部に接続される放熱部と、を有する。
本体部は、蒸気管52から流入される気相の作動流体が流通し、液管54と連通する相変化流路を内部に有する。気相の作動流体は、相変化流路を流通する過程にて本体部に受熱されて冷却され、これにより液相の作動流体に変化される。そして、気相から液相に変化された作動流体は、相変化流路内を更に流通して、本体部に受熱されて冷却された後、液管54に流出される。
放熱部は、本体部に伝達された作動流体の熱を放出する部材であり、いわゆるヒートシンクである。放熱部には、冷却ファン55の駆動によって冷却気体が流通し、これにより、凝縮部53が冷却される。
凝縮部53は、気相の作動流体の熱を奪って放熱し、作動流体を気相から液相に相変化させ、液相の作動流体を液管54に流出させる。すなわち、凝縮部53は、気相の作動流体を凝縮させることによって、気相の作動流体を液相の作動流体に変化させる。凝縮部53は、図示を省略するが、蒸気管52及び液管54が接続される本体部と、本体部に接続される放熱部と、を有する。
本体部は、蒸気管52から流入される気相の作動流体が流通し、液管54と連通する相変化流路を内部に有する。気相の作動流体は、相変化流路を流通する過程にて本体部に受熱されて冷却され、これにより液相の作動流体に変化される。そして、気相から液相に変化された作動流体は、相変化流路内を更に流通して、本体部に受熱されて冷却された後、液管54に流出される。
放熱部は、本体部に伝達された作動流体の熱を放出する部材であり、いわゆるヒートシンクである。放熱部には、冷却ファン55の駆動によって冷却気体が流通し、これにより、凝縮部53が冷却される。
[液管の構成]
液管54は、作動流体の循環流路において、液相の作動流体が流通可能に凝縮部53と蒸発部6Aとを接続する管状部材である。液管54は、凝縮部53において気相から液相に変化した作動流体を、蒸発部6Aに流通させる。
液管54は、作動流体の循環流路において、液相の作動流体が流通可能に凝縮部53と蒸発部6Aとを接続する管状部材である。液管54は、凝縮部53において気相から液相に変化した作動流体を、蒸発部6Aに流通させる。
[蒸発部の構成]
蒸発部6Aは、冷却対象としての光源411と接続され、光源411から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。具体的に、蒸発部6Aは、光源411の支持部材414に接続され、支持部材414を介して伝達される半導体レーザー412,413の熱によって液相の作動流体を蒸発させることにより、半導体レーザー412,413を冷却する。
蒸発部6Aは、冷却対象としての光源411と接続され、光源411から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。具体的に、蒸発部6Aは、光源411の支持部材414に接続され、支持部材414を介して伝達される半導体レーザー412,413の熱によって液相の作動流体を蒸発させることにより、半導体レーザー412,413を冷却する。
図4は、蒸発部6Aの外観を示す斜視図である。また、図5及び図6は、蒸発部6Aの内部構造を示す断面図である。具体的に、図5は、図4において点線にて示す仮想線VL1を含む蒸発部6Aの断面を示す図であり、図6は、図4において一点鎖線にて示す仮想線VL2を含む蒸発部6Aの断面を示す図である。すなわち、図5に示される蒸発部6Aの断面と、図6に示される蒸発部6Aの断面とは、直交している。なお、図5においては、見易さを考慮して、複数の流路VCのうち一部の流路VCに符号を付す。
蒸発部6Aは、図4〜図6に示すように、筐体61を備える他、図5及び図6に示すように、筐体61にそれぞれ設けられるリザーバー62及び熱交換部63Aを備える。
蒸発部6Aは、図4〜図6に示すように、筐体61を備える他、図5及び図6に示すように、筐体61にそれぞれ設けられるリザーバー62及び熱交換部63Aを備える。
[筐体の構成]
筐体61は、それぞれ金属により形成された第1筐体611及び第2筐体612を有する他、図5及び図6に示すように、封止部材613を有する。筐体61は、封止部材613が内部に設けられた状態にて第1筐体611及び第2筐体612が組み合わされることによって、全体が略直方体の形状に形成されている。このような筐体61は、図4に示すように、天面部61A、底面部61B及び側面部61C〜61Fを有する。
天面部61A及び底面部61Bは、筐体61において互いに反対側となる部位である。
側面部61C及び側面部61Dは、筐体61において互いに反対側となる部位である。また、側面部61E及び側面部61Fは、筐体61において互いに反対側となる部位である。すなわち、側面部61Cを筐体61の正面部として、天面部61Aが上側、底面部61Bが下側に位置するように筐体61を見た場合、側面部61Dは、筐体61の背面部であり、側面部61Eは、筐体61の左側面部であり、側面部61Fは、筐体61の右側面部である。
筐体61は、それぞれ金属により形成された第1筐体611及び第2筐体612を有する他、図5及び図6に示すように、封止部材613を有する。筐体61は、封止部材613が内部に設けられた状態にて第1筐体611及び第2筐体612が組み合わされることによって、全体が略直方体の形状に形成されている。このような筐体61は、図4に示すように、天面部61A、底面部61B及び側面部61C〜61Fを有する。
天面部61A及び底面部61Bは、筐体61において互いに反対側となる部位である。
側面部61C及び側面部61Dは、筐体61において互いに反対側となる部位である。また、側面部61E及び側面部61Fは、筐体61において互いに反対側となる部位である。すなわち、側面部61Cを筐体61の正面部として、天面部61Aが上側、底面部61Bが下側に位置するように筐体61を見た場合、側面部61Dは、筐体61の背面部であり、側面部61Eは、筐体61の左側面部であり、側面部61Fは、筐体61の右側面部である。
底面部61Bは、ループ型ヒートパイプ51の冷却対象である光源411と熱伝達可能に接続される。そして、光源411の熱は、底面部61B、ひいては、第2筐体612に伝達される。なお、底面部61Bと光源411との間に、光源411から受熱した熱を底面部61Bに伝達する受熱部材が設けられていてもよい。
以下の説明では、互いに直交する三方向を、+X方向、+Y方向及び+Z方向とする。そして、+X方向を、側面部61Fから側面部61Eに向かう方向とし、+Y方向を、底面部61Bから天面部61Aに向かう方向とし、+Z方向を、側面部61Dから側面部61Cに向かう方向とする。
また、図示を省略するが、説明の便宜上、+X方向の反対方向を−X方向とし、+Y方向の反対方向を−Y方向とし、+Z方向の反対方向を−Z方向とする。
また、図示を省略するが、説明の便宜上、+X方向の反対方向を−X方向とし、+Y方向の反対方向を−Y方向とし、+Z方向の反対方向を−Z方向とする。
第1筐体611は、図4〜図6に示すように、天面部61Aと、側面部61C〜61Fにおける+Y方向の部位とを構成する。第1筐体611における内部の空間は、第2筐体612と組み合わされたときにリザーバー62を構成する。すなわち、第1筐体611には、リザーバー62が設けられている。
第1筐体611は、+Z方向に突出して液管54と接続される液管接続部6111を有する。液管接続部6111は、第1筐体611の内部と連通しており、液管54を流通する液相の作動流体は、液管接続部6111を介して、第1筐体611内に流入する。
第1筐体611は、+Z方向に突出して液管54と接続される液管接続部6111を有する。液管接続部6111は、第1筐体611の内部と連通しており、液管54を流通する液相の作動流体は、液管接続部6111を介して、第1筐体611内に流入する。
第2筐体612は、底面部61Bと、側面部61C〜61Fにおける−Y方向の部位とを構成する。第2筐体612内には、熱交換部63Aの流体輸送層であるウィック64Aが配置される他、熱交換部63Aの流路形成層であるグルーブ65を構成する複数の流路VCが形成されている。すなわち、第2筐体612とグルーブ65とは一体化されており、第2筐体612には、ウィック64A及びグルーブ65を含む熱交換部63Aが設けられている。
第2筐体612は、+X方向に突出して蒸気管52と接続される蒸気管接続部6121を有する。蒸気管接続部6121は、第2筐体612内のグルーブ65に設けられた複数の流路VCと連通しており、詳しくは後述するが、複数の流路VCを流通する気相の作動流体は、蒸気管接続部6121を介して、蒸気管52内に流入する。
第2筐体612は、+X方向に突出して蒸気管52と接続される蒸気管接続部6121を有する。蒸気管接続部6121は、第2筐体612内のグルーブ65に設けられた複数の流路VCと連通しており、詳しくは後述するが、複数の流路VCを流通する気相の作動流体は、蒸気管接続部6121を介して、蒸気管52内に流入する。
封止部材613は、図5及び図6に示すように、第1筐体611と第2筐体612との間を封止して、筐体61外への作動流体の漏出を抑制する。封止部材613は、後述するウィック64Aの外径形状に応じた円環状部材であり、封止部材613の中央には、リザーバー62に貯留された液相の作動流体をウィック64Aにおける+Y方向の面に接触させる孔部6131が形成されている。そして、封止部材613を+Y方向から見た場合、封止部材613の中心がウィック64Aの中心と略一致し、封止部材613の外縁がウィック64Aの外縁より内側に位置するように、封止部材613は配置される。
封止部材613は、第2筐体612内に設けられたウィック64Aに対して+Y方向に配置されて、第1筐体611とウィック64Aとに接続されるように、第1筐体611と第2筐体612との間に介装される。
封止部材613は、第2筐体612内に設けられたウィック64Aに対して+Y方向に配置されて、第1筐体611とウィック64Aとに接続されるように、第1筐体611と第2筐体612との間に介装される。
[リザーバーの構成]
リザーバー62は、図5及び図6に示すように、第1筐体611と第2筐体612とが組み合わされることによって、第1筐体611内に形成される。リザーバー62は、液管54を介して筐体61内に流入される液相の作動流体を貯留する貯留部である。換言すると、リザーバー62は、筐体61内において、ウィック64Aによって吸引されなかった液相の作動流体が貯留される部位である。
リザーバー62は、図5及び図6に示すように、第1筐体611と第2筐体612とが組み合わされることによって、第1筐体611内に形成される。リザーバー62は、液管54を介して筐体61内に流入される液相の作動流体を貯留する貯留部である。換言すると、リザーバー62は、筐体61内において、ウィック64Aによって吸引されなかった液相の作動流体が貯留される部位である。
[熱交換部の構成]
熱交換部63Aは、第2筐体612に設けられている。熱交換部63Aは、冷却対象である光源411から伝達される熱によって、リザーバー62に貯留された液相の作動流体を蒸発させて、液相から気相に変化した作動流体である蒸気を生成し、生成した蒸気を蒸気管52に排出する。
熱交換部63Aは、流体輸送層としてのウィック64Aと、流路形成層としてのグルーブ65と、を有する。すなわち、蒸発部6Aは、熱交換部63Aを構成するウィック64A及びグルーブ65を有する。詳述すると、熱交換部63Aは、リザーバー62から熱交換部63Aに向かう−Y方向に向かって順に設けられる流体輸送層としてのウィック64Aと、流路形成層としてのグルーブ65と、を有する。
熱交換部63Aは、第2筐体612に設けられている。熱交換部63Aは、冷却対象である光源411から伝達される熱によって、リザーバー62に貯留された液相の作動流体を蒸発させて、液相から気相に変化した作動流体である蒸気を生成し、生成した蒸気を蒸気管52に排出する。
熱交換部63Aは、流体輸送層としてのウィック64Aと、流路形成層としてのグルーブ65と、を有する。すなわち、蒸発部6Aは、熱交換部63Aを構成するウィック64A及びグルーブ65を有する。詳述すると、熱交換部63Aは、リザーバー62から熱交換部63Aに向かう−Y方向に向かって順に設けられる流体輸送層としてのウィック64Aと、流路形成層としてのグルーブ65と、を有する。
[ウィックの構成]
ウィック64Aは、リザーバー62に貯留されている液相の作動流体と接触するように第2筐体612内に設けられ、毛管力によって、リザーバー62から浸み込んだ液相の作動流体を−Y方向に輸送する。すなわち、ウィック64Aは、リザーバー62に貯留された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
なお、ウィック64Aの構成については、後に詳述する。
ウィック64Aは、リザーバー62に貯留されている液相の作動流体と接触するように第2筐体612内に設けられ、毛管力によって、リザーバー62から浸み込んだ液相の作動流体を−Y方向に輸送する。すなわち、ウィック64Aは、リザーバー62に貯留された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
なお、ウィック64Aの構成については、後に詳述する。
[グルーブの構成]
グルーブ65は、上記のように、第2筐体612と一体化されている。換言すると、グルーブ65は、第2筐体612の一部である。グルーブ65は、グルーブ65における+Y方向の面であり、ウィック64Aと接続される接続面651を有する。接続面651は、ウィック64Aの後述する第2ウィック642と接続される。
また、グルーブ65は、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路VCを有する。複数の流路VCは、それぞれ接続面651から−Y方向に凹んだ溝部であり、+X方向に沿って延出し、かつ、+Z方向に沿って配列されている。複数の流路VCは、蒸気管接続部6121と連通している。
グルーブ65は、上記のように、第2筐体612と一体化されている。換言すると、グルーブ65は、第2筐体612の一部である。グルーブ65は、グルーブ65における+Y方向の面であり、ウィック64Aと接続される接続面651を有する。接続面651は、ウィック64Aの後述する第2ウィック642と接続される。
また、グルーブ65は、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路VCを有する。複数の流路VCは、それぞれ接続面651から−Y方向に凹んだ溝部であり、+X方向に沿って延出し、かつ、+Z方向に沿って配列されている。複数の流路VCは、蒸気管接続部6121と連通している。
[ウィックの詳細構成]
ウィック64Aは、第1ウィック641、第2ウィック642及び中間層643と、スペーサーSRと、を備えて構成されている。すなわち、蒸発部6Aは、ウィック64Aを構成する第1ウィック641、第2ウィック642、中間層643及びスペーサーSRを有する。
第1ウィック641、第2ウィック642及び中間層643は、リザーバー62からグルーブ65に向かう方向である−Y方向に向かって、第1ウィック641、中間層643、第2ウィック642の順で設けられている。
ウィック64Aは、第1ウィック641、第2ウィック642及び中間層643と、スペーサーSRと、を備えて構成されている。すなわち、蒸発部6Aは、ウィック64Aを構成する第1ウィック641、第2ウィック642、中間層643及びスペーサーSRを有する。
第1ウィック641、第2ウィック642及び中間層643は、リザーバー62からグルーブ65に向かう方向である−Y方向に向かって、第1ウィック641、中間層643、第2ウィック642の順で設けられている。
[第1ウィックの構成]
第1ウィック641は、ウィック64Aにおいて最も+Y方向に位置する。第1ウィック641は、筐体61内に設けられ、+Y方向の面641Aがリザーバー62に接続されている。第1ウィック641は、リザーバー62に貯留された液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
本実施形態では、第1ウィック641は、金属によって粒子状又は繊維状に形成された複数の第1金属体が結合された構成を有し、図示を省略するが、内部に空隙を含む。詳述すると、第1ウィック641は、複数の第1金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に空隙を含む。そして、第1ウィック641は、リザーバー62から空隙内に浸み込んだ液相の作動流体を、リザーバー62とは反対側、すなわち、グルーブ65側に輸送する。
なお、本実施形態では、第1ウィック641を構成する複数の第1金属体は、熱伝導率が比較的小さい金属、例えばステンレス鋼(SUS:Steel Use Stainless)によって構成されている。
第1ウィック641は、ウィック64Aにおいて最も+Y方向に位置する。第1ウィック641は、筐体61内に設けられ、+Y方向の面641Aがリザーバー62に接続されている。第1ウィック641は、リザーバー62に貯留された液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
本実施形態では、第1ウィック641は、金属によって粒子状又は繊維状に形成された複数の第1金属体が結合された構成を有し、図示を省略するが、内部に空隙を含む。詳述すると、第1ウィック641は、複数の第1金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に空隙を含む。そして、第1ウィック641は、リザーバー62から空隙内に浸み込んだ液相の作動流体を、リザーバー62とは反対側、すなわち、グルーブ65側に輸送する。
なお、本実施形態では、第1ウィック641を構成する複数の第1金属体は、熱伝導率が比較的小さい金属、例えばステンレス鋼(SUS:Steel Use Stainless)によって構成されている。
[第2ウィックの構成]
第2ウィック642は、筐体61内に第1ウィック641とグルーブ65との間に設けられ、−Y方向の面642Bがグルーブ65と接触して配置されている。第2ウィック642は、第1ウィック641によって輸送された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。詳述すると、第2ウィック642は、第1ウィック641によって輸送されて中間層643に一時的に貯留された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
本実施形態では、第2ウィック642は、第1ウィック641と同様に、金属によって粒子状又は繊維状に形成された複数の第2金属体が結合されて構成され、図示を省略するが、内部に空隙を含む。詳述すると、第2ウィック642は、複数の第2金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に空隙を含む。そして、第2ウィック642は、毛管力によって、空隙に浸み込んだ液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
なお、本実施形態では、第2ウィック642を構成する複数の第2金属体は、第1金属体の熱伝導率より高い熱伝導率を有する金属、例えば銅によって構成されている。すなわち、第2ウィック642の熱伝導率は、第1ウィック641の熱伝導率より大きい。しかしながら、これに限らず、第1ウィック641と第2ウィック642とは、同じ材料によって構成されてもよい。すなわち、第1ウィック641の熱伝導率と第2ウィック642の熱伝導率とは、同じであってもよい。
第2ウィック642は、筐体61内に第1ウィック641とグルーブ65との間に設けられ、−Y方向の面642Bがグルーブ65と接触して配置されている。第2ウィック642は、第1ウィック641によって輸送された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。詳述すると、第2ウィック642は、第1ウィック641によって輸送されて中間層643に一時的に貯留された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
本実施形態では、第2ウィック642は、第1ウィック641と同様に、金属によって粒子状又は繊維状に形成された複数の第2金属体が結合されて構成され、図示を省略するが、内部に空隙を含む。詳述すると、第2ウィック642は、複数の第2金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に空隙を含む。そして、第2ウィック642は、毛管力によって、空隙に浸み込んだ液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
なお、本実施形態では、第2ウィック642を構成する複数の第2金属体は、第1金属体の熱伝導率より高い熱伝導率を有する金属、例えば銅によって構成されている。すなわち、第2ウィック642の熱伝導率は、第1ウィック641の熱伝導率より大きい。しかしながら、これに限らず、第1ウィック641と第2ウィック642とは、同じ材料によって構成されてもよい。すなわち、第1ウィック641の熱伝導率と第2ウィック642の熱伝導率とは、同じであってもよい。
[中間層の構成]
中間層643は、第1ウィック641と第2ウィック642との間に設けられ、液相の作動流体によって満たされた層である。本実施形態では、中間層643は、第1ウィック641における−Y方向の面641Bと第2ウィック642における+Y方向の面642Aとの間にスペーサーSRが設けられることによって第1ウィック641と第2ウィック642との間に設けられる空隙である。
中間層643は、第1ウィック641によって輸送された液相の作動流体を一時的に貯留する貯留槽としての機能を有する他、熱伝導率が相対的に低い液相の作動流体を貯留することによって、グルーブ65から熱が伝達される第2ウィック642から第1ウィック641に熱が伝達することを抑制する断熱層としての機能を有する。
中間層643は、第1ウィック641と第2ウィック642との間に設けられ、液相の作動流体によって満たされた層である。本実施形態では、中間層643は、第1ウィック641における−Y方向の面641Bと第2ウィック642における+Y方向の面642Aとの間にスペーサーSRが設けられることによって第1ウィック641と第2ウィック642との間に設けられる空隙である。
中間層643は、第1ウィック641によって輸送された液相の作動流体を一時的に貯留する貯留槽としての機能を有する他、熱伝導率が相対的に低い液相の作動流体を貯留することによって、グルーブ65から熱が伝達される第2ウィック642から第1ウィック641に熱が伝達することを抑制する断熱層としての機能を有する。
[スペーサーの構成]
スペーサーSRは、上記のように、第1ウィック641と第2ウィック642との間に複数設けられて、第1ウィック641と第2ウィック642との間に中間層643を形成する。
スペーサーSRは、例えば、樹脂又は金属によって構成された球体によって構成できる他、樹脂又は金属によって構成された網によって構成できる。網の形状としては、例えば、渦巻状、放射状及び格子状が挙げられる。なお、スペーサーSRの構成材料は、第2ウィック642から第1ウィック641への熱伝達を抑制するために、第2ウィック642の熱伝導率より小さい熱伝送率を有する材料であることが好ましい。また、スペーサーSRは、第1ウィック641と第2ウィック642との間に1つ以上設けられていればよい。
スペーサーSRは、上記のように、第1ウィック641と第2ウィック642との間に複数設けられて、第1ウィック641と第2ウィック642との間に中間層643を形成する。
スペーサーSRは、例えば、樹脂又は金属によって構成された球体によって構成できる他、樹脂又は金属によって構成された網によって構成できる。網の形状としては、例えば、渦巻状、放射状及び格子状が挙げられる。なお、スペーサーSRの構成材料は、第2ウィック642から第1ウィック641への熱伝達を抑制するために、第2ウィック642の熱伝導率より小さい熱伝送率を有する材料であることが好ましい。また、スペーサーSRは、第1ウィック641と第2ウィック642との間に1つ以上設けられていればよい。
[熱交換部における液相の作動流体の蒸発部位]
ここで、熱交換部63Aにおいて、ウィック64Aにより−Y方向に輸送された液相の作動流体は、第2筐体612からグルーブ65に伝達された光源411の熱によって蒸発されて、作動流体の蒸気、すなわち、気相の作動流体に変化する。液相の作動流体の蒸発部位は、グルーブ65である場合と、ウィック64Aである場合とがある。
蒸発部位がグルーブ65である場合、ウィック64Aによって複数の流路VCの表面に輸送された液相の作動流体が、グルーブ65に伝達された熱によって蒸発される。
蒸発部位がウィック64Aである場合、ウィック64Aに保持された液相の作動流体が、グルーブ65からウィック64Aに伝達された熱によって蒸発される。
そして、グルーブ65又はウィック64Aにて蒸発されて、液相から気相に変化した作動流体は、複数の流路VCを流通して、蒸気管接続部6121と連通する蒸気管52に流入する。このように、光源411から奪われた熱が液相から気相への作動流体の相変化に利用されることにより熱伝達が促進され、光源411が冷却される。
ここで、熱交換部63Aにおいて、ウィック64Aにより−Y方向に輸送された液相の作動流体は、第2筐体612からグルーブ65に伝達された光源411の熱によって蒸発されて、作動流体の蒸気、すなわち、気相の作動流体に変化する。液相の作動流体の蒸発部位は、グルーブ65である場合と、ウィック64Aである場合とがある。
蒸発部位がグルーブ65である場合、ウィック64Aによって複数の流路VCの表面に輸送された液相の作動流体が、グルーブ65に伝達された熱によって蒸発される。
蒸発部位がウィック64Aである場合、ウィック64Aに保持された液相の作動流体が、グルーブ65からウィック64Aに伝達された熱によって蒸発される。
そして、グルーブ65又はウィック64Aにて蒸発されて、液相から気相に変化した作動流体は、複数の流路VCを流通して、蒸気管接続部6121と連通する蒸気管52に流入する。このように、光源411から奪われた熱が液相から気相への作動流体の相変化に利用されることにより熱伝達が促進され、光源411が冷却される。
本実施形態では、ウィック64Aにおいてグルーブ65と熱伝達可能に接続される第2ウィック642は、熱伝導率が比較的高い金属によって構成されている。このため、グルーブ65から第2ウィック642に熱が伝わりやすいことから、第2ウィック642に蒸発部位を設定しやすい。
一方で、第2ウィック642に伝達された熱が、リザーバー62に接続される第1ウィック641に伝達されると、リザーバー62内の温度が上昇し、ひいては、筐体61内の圧力が上昇してしまい、液相から気相への作動流体の相変化が生じにくくなる。このような場合には、第2筐体612に伝達された冷却対象である光源411の熱が効率的に熱交換されにくくなって、光源411の冷却効率が低下し得る。
一方で、第2ウィック642に伝達された熱が、リザーバー62に接続される第1ウィック641に伝達されると、リザーバー62内の温度が上昇し、ひいては、筐体61内の圧力が上昇してしまい、液相から気相への作動流体の相変化が生じにくくなる。このような場合には、第2筐体612に伝達された冷却対象である光源411の熱が効率的に熱交換されにくくなって、光源411の冷却効率が低下し得る。
これに対し、第1ウィック641と第2ウィック642との間に中間層643を設けている他、第1ウィック641は、熱伝導率が第2ウィック642の熱伝導率より小さい金属によって構成されている。これにより、第2ウィック642から第1ウィック641に熱が伝達しにくい他、第1ウィック641の熱伝導が抑制されている。
[第1実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1によれば、以下の効果を奏することができる。
プロジェクター1は、光を出射する光源411を有する光源装置4と、光源装置4から出射された光を変調する光変調装置343(343B,343G,343R)と、光変調装置343によって変調された光を投射する投射光学装置36と、光源411を冷却対象とする冷却装置5と、を備える。冷却装置5は、蒸発部6A、凝縮部53、蒸気管52及び液管54を有するループ型ヒートパイプ51を備える。凝縮部53は、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体を液相の作動流体に変化させる。液管54は、凝縮部53にて気相から液相に変化した作動流体を蒸発部6Aへ流通させる。蒸気管52は、蒸発部6Aにて液相から気相に変化した作動流体を凝縮部53へ流通させる。蒸発部6Aは、光源411から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。
蒸発部6Aは、筐体61、リザーバー62、グルーブ65、第1ウィック641、第2ウィック642及び中間層643を有する。筐体61は、液管54と接続されており、筐体61の内部には、液相の作動流体が流入する。リザーバー62は、筐体61内に設けられて、筐体61に流入された液相の作動流体を貯留する。グルーブ65は、筐体61に設けられており、グルーブ65は、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路VCを有する。第1ウィック641は、筐体61内に設けられ、リザーバー62に接続され、液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。第2ウィック642は、筐体61内に第1ウィック641とグルーブ65との間に設けられて、第1ウィック641によって輸送された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。そして、中間層643は、第1ウィック641と第2ウィック642との間に設けられて、液相の作動流体によって満たされている。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1によれば、以下の効果を奏することができる。
プロジェクター1は、光を出射する光源411を有する光源装置4と、光源装置4から出射された光を変調する光変調装置343(343B,343G,343R)と、光変調装置343によって変調された光を投射する投射光学装置36と、光源411を冷却対象とする冷却装置5と、を備える。冷却装置5は、蒸発部6A、凝縮部53、蒸気管52及び液管54を有するループ型ヒートパイプ51を備える。凝縮部53は、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体を液相の作動流体に変化させる。液管54は、凝縮部53にて気相から液相に変化した作動流体を蒸発部6Aへ流通させる。蒸気管52は、蒸発部6Aにて液相から気相に変化した作動流体を凝縮部53へ流通させる。蒸発部6Aは、光源411から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。
蒸発部6Aは、筐体61、リザーバー62、グルーブ65、第1ウィック641、第2ウィック642及び中間層643を有する。筐体61は、液管54と接続されており、筐体61の内部には、液相の作動流体が流入する。リザーバー62は、筐体61内に設けられて、筐体61に流入された液相の作動流体を貯留する。グルーブ65は、筐体61に設けられており、グルーブ65は、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路VCを有する。第1ウィック641は、筐体61内に設けられ、リザーバー62に接続され、液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。第2ウィック642は、筐体61内に第1ウィック641とグルーブ65との間に設けられて、第1ウィック641によって輸送された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。そして、中間層643は、第1ウィック641と第2ウィック642との間に設けられて、液相の作動流体によって満たされている。
このような構成によれば、中間層643によって、第2ウィック642に伝達された熱が第1ウィック641に伝達されることを抑制できる。従って、筐体61内の圧力が上昇することによって光源411の冷却効率が低下することを抑制できる。
蒸発部6Aは、第1ウィック641と第2ウィック642との間に設けられ、第1ウィック641と第2ウィック642との間に中間層643を形成するスペーサーSRを有する。
このような構成によれば、スペーサーSRの±Y方向における寸法の分だけ、第1ウィック641と第2ウィック642とを離間させることができる。従って、第1ウィック641と第2ウィック642との間に、液相の作動流体によって満たされる中間層643を簡易に形成できる。
このような構成によれば、スペーサーSRの±Y方向における寸法の分だけ、第1ウィック641と第2ウィック642とを離間させることができる。従って、第1ウィック641と第2ウィック642との間に、液相の作動流体によって満たされる中間層643を簡易に形成できる。
第2ウィック642の熱伝導率は、第1ウィック641の熱伝導率より大きい。詳述すると、第2ウィック642を構成する第2金属体の熱伝導率は、第1ウィック641を構成する第1金属体の熱伝導率より大きい。換言すると、第1ウィック641の熱伝導率は、第2ウィック642の熱伝導率より小さい。
これによれば、第2ウィック642から第1ウィック641への熱伝達を一層抑制できる。従って、筐体61内の圧力が上昇することを効果的に抑制でき、光源411の冷却効率の低下を抑制できる。
これによれば、第2ウィック642から第1ウィック641への熱伝達を一層抑制できる。従って、筐体61内の圧力が上昇することを効果的に抑制でき、光源411の冷却効率の低下を抑制できる。
なお、上記のように、第1ウィック641と第2ウィック642とは、同じ材料によって構成されてもよい。換言すると、第1ウィック641の熱伝導率と、第2ウィック642の熱伝導率とは、同じであってもよい。
この場合でも、中間層643が設けられることによって、第2ウィック642から第1ウィック641への熱伝達を抑制できる。
この他、第1ウィック641と第2ウィック642とを異なる材料によって構成する必要がない。このため、それぞれ異なる材料によって構成された第1ウィック641及び第2ウィック642を用意する必要がないことから、蒸発部6Aの製造コストが上昇することを抑制できる。
この場合でも、中間層643が設けられることによって、第2ウィック642から第1ウィック641への熱伝達を抑制できる。
この他、第1ウィック641と第2ウィック642とを異なる材料によって構成する必要がない。このため、それぞれ異なる材料によって構成された第1ウィック641及び第2ウィック642を用意する必要がないことから、蒸発部6Aの製造コストが上昇することを抑制できる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成を備えるが、熱交換部の構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成を備えるが、熱交換部の構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図7は、本実施形態に係るプロジェクターが備える蒸発部6Bの内部構造を模式的に示す断面図である。詳述すると、図7は、上記した仮想線VL1に応じた部位での蒸発部6Bの断面を示す図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、蒸発部6Aに代えて、図7に示す蒸発部6Bを有する他は、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。すなわち、本実施形態に係る冷却装置5は、蒸発部6Aに代えて蒸発部6Bを有し、光源411を冷却対象とする。また、蒸発部6Bは、熱交換部63Aに代えて熱交換部63Bを有する他は、蒸発部6Aと同様の構成及び機能を有する。
本実施形態に係るプロジェクターは、蒸発部6Aに代えて、図7に示す蒸発部6Bを有する他は、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。すなわち、本実施形態に係る冷却装置5は、蒸発部6Aに代えて蒸発部6Bを有し、光源411を冷却対象とする。また、蒸発部6Bは、熱交換部63Aに代えて熱交換部63Bを有する他は、蒸発部6Aと同様の構成及び機能を有する。
熱交換部63Bは、熱交換部63Aと同様の機能を有する。熱交換部63Bは、図7に示すように、リザーバー62から熱交換部63Bに向かう−Y方向に向かって順に設けられる流体輸送層としてのウィック64Bと、流路形成層としてのグルーブ65と、を有する。
ウィック64Bは、ウィック64Aと同様に、毛管力によって、リザーバー62に貯留された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。ウィック64Bは、第1実施形態における第1ウィック641に代えて第1ウィック644を有し、スペーサーSRを有しない他は、ウィック64Aと同様の構成及び機能を有する。すなわち、ウィック64Bは、−Y方向に向かって順に第1ウィック644、中間層643及び第2ウィック642を有する。
第1ウィック644は、第1ウィック641と同様に、ウィック64Bにおいて最も+Y方向に位置する。第1ウィック644は、筐体61内に設けられ、+Y方向の面644Aがリザーバー62に接続されている。第1ウィック644は、リザーバー62に貯留された液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
本実施形態においても、第1ウィック644は、複数の第1金属体が焼結によって結合された焼結体であり、液相の作動流体が浸み込む空隙を含む。
なお、第1ウィック644を構成する複数の第1金属体は、第2ウィック642を構成する複数の第2金属体の熱伝導率より小さい熱伝導率を有する金属によって構成されている。すなわち、第1ウィック644の熱伝導率は、第2ウィック642の熱伝導率より小さい。換言すると、第2ウィック642の熱伝導率は、第1ウィック644の熱伝導率より大きい。
本実施形態においても、第1ウィック644は、複数の第1金属体が焼結によって結合された焼結体であり、液相の作動流体が浸み込む空隙を含む。
なお、第1ウィック644を構成する複数の第1金属体は、第2ウィック642を構成する複数の第2金属体の熱伝導率より小さい熱伝導率を有する金属によって構成されている。すなわち、第1ウィック644の熱伝導率は、第2ウィック642の熱伝導率より小さい。換言すると、第2ウィック642の熱伝導率は、第1ウィック644の熱伝導率より大きい。
第1ウィック644は、第2ウィック642と対向する面である−Y方向の面644Bに、第2ウィック642に向かって突出する複数の突出部6441を有する。すなわち、第1ウィック644は、−Y方向の面644Bから−Y方向に突出する複数の突出部6441を有する。
複数の突出部6441は、面644Bにおいて略等間隔に設けられている。そして、第1ウィック644及び第2ウィック642が筐体61内に設けられたときに、複数の突出部6441は、第2ウィック642における+Y方向の面642Aに接触して、面644Bと面642Aとの間に、中間層643を形成する。すなわち、複数の突出部6441が面642Aと接触することによって、第1ウィック644と第2ウィック642との間には、液相の作動流体によって満たされる中間層643が設けられる。このため、蒸発部6Bは、スペーサーSRに代えて、突出部6441を有すると言い換えることができる。
このような複数の突出部6441は、第1ウィック644の面644Bを加工する等して設けることができる。なお、突出部6441は、第1ウィック644における−Y方向の面644Bに1つ以上設けられていればよい。
複数の突出部6441は、面644Bにおいて略等間隔に設けられている。そして、第1ウィック644及び第2ウィック642が筐体61内に設けられたときに、複数の突出部6441は、第2ウィック642における+Y方向の面642Aに接触して、面644Bと面642Aとの間に、中間層643を形成する。すなわち、複数の突出部6441が面642Aと接触することによって、第1ウィック644と第2ウィック642との間には、液相の作動流体によって満たされる中間層643が設けられる。このため、蒸発部6Bは、スペーサーSRに代えて、突出部6441を有すると言い換えることができる。
このような複数の突出部6441は、第1ウィック644の面644Bを加工する等して設けることができる。なお、突出部6441は、第1ウィック644における−Y方向の面644Bに1つ以上設けられていればよい。
[第2実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、第1実施形態にて示したプロジェクター1と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
蒸発部6Bにおいて、第1ウィック644及び第2ウィック642のうちの一方の部材である第1ウィック644は、他方の部材である第2ウィック642に向かって突出し第2ウィック642に接触して、第1ウィック644と第2ウィック642との間に中間層643を形成する突出部6441を有する。
このような構成によれば、第1ウィック644と第2ウィック642との間にスペーサーSRを設けることなく、第1ウィック644と第2ウィック642との間に中間層643を設けることができる。従って、中間層643を簡易に形成できる他、スペーサーSRが不要となるので、蒸発部6B、ひいては、冷却装置5の製造コストを低減できる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、第1実施形態にて示したプロジェクター1と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
蒸発部6Bにおいて、第1ウィック644及び第2ウィック642のうちの一方の部材である第1ウィック644は、他方の部材である第2ウィック642に向かって突出し第2ウィック642に接触して、第1ウィック644と第2ウィック642との間に中間層643を形成する突出部6441を有する。
このような構成によれば、第1ウィック644と第2ウィック642との間にスペーサーSRを設けることなく、第1ウィック644と第2ウィック642との間に中間層643を設けることができる。従って、中間層643を簡易に形成できる他、スペーサーSRが不要となるので、蒸発部6B、ひいては、冷却装置5の製造コストを低減できる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第2実施形態に係るプロジェクターと同様の構成を備えるが、第2ウィックが突出部を有し、第1ウィックが突出部を有さない点で相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第2実施形態に係るプロジェクターと同様の構成を備えるが、第2ウィックが突出部を有し、第1ウィックが突出部を有さない点で相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図8は、蒸発部6Bの変形である蒸発部6Cの内部構造を模式的に示す断面図である。詳述すると、図8は、上記した仮想線VL1に応じた部位での蒸発部6Cの断面を示す図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態における蒸発部6Aに代えて、図8に示す蒸発部6Cを有する他は、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。すなわち、本実施形態に係る冷却装置5は、蒸発部6Aに代えて蒸発部6Cを有し、光源411を冷却対象とする。また、蒸発部6Cは、熱交換部63Aに代えて熱交換部63Cを有する他は、蒸発部6Aと同様の構成及び機能を有する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態における蒸発部6Aに代えて、図8に示す蒸発部6Cを有する他は、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。すなわち、本実施形態に係る冷却装置5は、蒸発部6Aに代えて蒸発部6Cを有し、光源411を冷却対象とする。また、蒸発部6Cは、熱交換部63Aに代えて熱交換部63Cを有する他は、蒸発部6Aと同様の構成及び機能を有する。
熱交換部63Cは、熱交換部63A,63Bと同様の機能を有する。熱交換部63Cは、図8に示すように、リザーバー62から熱交換部63Cに向かう−Y方向に向かって順に設けられる流体輸送層としてのウィック64Cと、流路形成層としてのグルーブ65と、を有する。
ウィック64Cは、ウィック64A,64Bと同様に機能する。ウィック64Cは、−Y方向に向かって順に第1ウィック641、中間層643及び第2ウィック645を有する一方で、スペーサーSRを有しない。
第2ウィック645は、第2ウィック642と同様に、ウィック64Cにおいて最も+Y方向に位置する。第2ウィック645は、筐体61内に第1ウィック641とグルーブ65との間に設けられ、−Y方向の面645Bがグルーブ65と接触して配置されている。第2ウィック645は、第1ウィック641によって輸送された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。詳述すると、第2ウィック645は、第1ウィック641によって輸送されて中間層643に一時的に貯留された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
本実施形態においても、第2ウィック645は、複数の第2金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に液相の作動流体が浸み込む空隙を含む。
なお、第2ウィック645を構成する複数の第2金属体は、第1ウィック641,644を構成する第1金属体の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する金属によって構成されている。すなわち、第2ウィック645の熱伝導率は、第1ウィック641,644の熱伝導率より大きい。
第2ウィック645は、第2ウィック642と同様に、ウィック64Cにおいて最も+Y方向に位置する。第2ウィック645は、筐体61内に第1ウィック641とグルーブ65との間に設けられ、−Y方向の面645Bがグルーブ65と接触して配置されている。第2ウィック645は、第1ウィック641によって輸送された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。詳述すると、第2ウィック645は、第1ウィック641によって輸送されて中間層643に一時的に貯留された液相の作動流体をグルーブ65側に輸送する。
本実施形態においても、第2ウィック645は、複数の第2金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に液相の作動流体が浸み込む空隙を含む。
なお、第2ウィック645を構成する複数の第2金属体は、第1ウィック641,644を構成する第1金属体の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する金属によって構成されている。すなわち、第2ウィック645の熱伝導率は、第1ウィック641,644の熱伝導率より大きい。
このような第2ウィック645は、第1ウィック641と対向する面である+Y方向の面645Aに、第1ウィック641に向かって突出する複数の突出部6451を有する。すなわち、第2ウィック645は、+Y方向の面645Aから+Y方向に突出する複数の突出部6451を有する。
複数の突出部6451は、面645Aにおいて略等間隔に設けられている。そして、第1ウィック641及び第2ウィック645が筐体61内に設けられたときに、複数の突出部6451は、第1ウィック641における−Y方向の面641Bに接触して、面641Bと面645Aとの間に、中間層643を形成する。すなわち、複数の突出部6451が面641Bと接触することによって、第1ウィック641と第2ウィック645との間には、液相の作動流体によって満たされる中間層643が設けられる。このため、蒸発部6Cは、スペーサーSRに代えて、突出部6451を有すると言い換えることができる。
このような複数の突出部6451は、第2ウィック645の面645Aを加工する等して設けることができる。なお、突出部6451は、第2ウィック645における+Y方向の面645Aに1つ以上設けられていればよい。
複数の突出部6451は、面645Aにおいて略等間隔に設けられている。そして、第1ウィック641及び第2ウィック645が筐体61内に設けられたときに、複数の突出部6451は、第1ウィック641における−Y方向の面641Bに接触して、面641Bと面645Aとの間に、中間層643を形成する。すなわち、複数の突出部6451が面641Bと接触することによって、第1ウィック641と第2ウィック645との間には、液相の作動流体によって満たされる中間層643が設けられる。このため、蒸発部6Cは、スペーサーSRに代えて、突出部6451を有すると言い換えることができる。
このような複数の突出部6451は、第2ウィック645の面645Aを加工する等して設けることができる。なお、突出部6451は、第2ウィック645における+Y方向の面645Aに1つ以上設けられていればよい。
[第3実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、第2実施形態に係るプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
すなわち、蒸発部6Cにおいて、第1ウィック641及び第2ウィック645のうちの一方の部材である第2ウィック645は、他方の部材である第1ウィック641に向かって突出し第1ウィック641に接触して、中間層643を形成する突出部6451を有する。
このような構成によれば、第1ウィック641と第2ウィック645との間にスペーサーSRを設けることなく、第1ウィック641と第2ウィック645との間に中間層643を設けることができる。従って、中間層643を簡易に形成できる他、スペーサーSRが不要となるので、蒸発部6C、ひいては、冷却装置5の製造コストを低減できる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、第2実施形態に係るプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
すなわち、蒸発部6Cにおいて、第1ウィック641及び第2ウィック645のうちの一方の部材である第2ウィック645は、他方の部材である第1ウィック641に向かって突出し第1ウィック641に接触して、中間層643を形成する突出部6451を有する。
このような構成によれば、第1ウィック641と第2ウィック645との間にスペーサーSRを設けることなく、第1ウィック641と第2ウィック645との間に中間層643を設けることができる。従って、中間層643を簡易に形成できる他、スペーサーSRが不要となるので、蒸発部6C、ひいては、冷却装置5の製造コストを低減できる。
[実施形態の変形]
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、第1ウィック641,644及び第2ウィック642,645は、それぞれ焼結体であるとした。しかしながら、第1ウィック及び第2ウィックの構成は、焼結体に限らず、他の構成であってもよい。
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、第1ウィック641,644及び第2ウィック642,645は、それぞれ焼結体であるとした。しかしながら、第1ウィック及び第2ウィックの構成は、焼結体に限らず、他の構成であってもよい。
上記各実施形態では、リザーバー62に接続される第1ウィック641,644と、グルーブ65に接続される第2ウィック642,645との間に、液相の作動流体によって満たされる中間層643が設けられるとした。ここで、第1ウィックは、液相の作動流体が流通可能な複数の層によって構成されていてもよく、第2ウィックは、液相の作動流体が流通可能な複数の層によって構成されていてもよい。
上記第1実施形態では、中間層643は、第1ウィック641と第2ウィック642との間に配置されるスペーサーSRによって形成されるとした。上記第2実施形態では、中間層643は、第1ウィック644の突出部6441が第2ウィック642に接触することによって第1ウィック644と第2ウィック642との間に形成されるとした。上記第3実施形態では、中間層643は、第2ウィック645の突出部6451が第1ウィック641に接触することによって第1ウィック641と第2ウィック645との間に形成されるとした。しかしながら、これに限らず、中間層643を形成するための構成は、上記に限定されない。例えば、第1ウィックと第2ウィックとの間に中間層が形成されるように、所定の間隔を空けた状態にて第1ウィック及び第2ウィックのうち少なくともいずれかを保持する保持部を、筐体が有していてもよい。
上記第2実施形態では、第1ウィック644が有する突出部6441が第2ウィック642と接触することによって、中間層643が形成されるとした。上記第3実施形態では、第2ウィック645が有する突出部6451が第1ウィック641と接触することによって、中間層643が形成されるとした。しかしながら、液体の作動流体によって満たされる中間層は、第1ウィックと第2ウィックとの間に部分的に形成されていてもよい。例えば、第1ウィックにおける−Y方向の面と、第2ウィックにおける+Y方向の面とのうち、少なくとも一方の面に、他方の面に向かう方向とは反対方向に凹む溝部が形成され、一方の部材が他方の部材と接触することによって、溝部内に中間層が形成されてもよい。
上記第2実施形態では、第1ウィック644が突出部6441を有し、上記第3実施形態では、第2ウィック645が突出部6451を有するとした。しかしながら、これに限らず、第1ウィック及び第2ウィックのそれぞれが、突出部を有していてもよい。この場合、各ウィックの突出部は、第1ウィックの突出部と、第2ウィックの突出部とが接触するように設けられていてもよく、各ウィックの突出部が互いに接触しないように設けられていてもよい。
上記各実施形態では、第2ウィック642,645の熱伝導率は、第1ウィック641,644の熱伝導率よりも大きいとした。しかしながら、これに限らず、第2ウィック642,645の熱伝導率は、第1ウィック641,644の熱伝導率と同じでもよく、第1ウィック641,644の熱伝導率よりも小さくてもよい。換言すると、第1ウィック644と第2ウィック642とは、同じ材料によって構成されていてもよく、第1ウィック641と第2ウィック645とは、同じ材料によって構成されていてもよい。
上記各実施形態では、プロジェクター1は、図2に示した画像投射装置3を有し、画像投射装置3は、図3に示した光源装置4を有するものとした。しかしながら、これに限らず、画像投射装置3が有する光学部品の構成及びレイアウトは、適宜変更可能であり、光源装置4が有する光学部品の構成及びレイアウトは、適宜変更可能である。例えば、光源装置4が有する波長変換素子46は、波長変換部461にて生成した蛍光YLを、青色光L1sの入射側に出射する反射型の波長変換素子であるが、青色光L1sの入射方向に沿って蛍光を出射する透過型の波長変換素子を、光源装置が有していてもよい。
上記各実施形態では、グルーブ65は、筐体61を構成する第2筐体612と一体化されているとした。しかしながら、これに限らず、グルーブと第2筐体とは別体であってもよい。この場合、ウィック及びグルーブは、第2筐体の内部に配置されればよい。
上記各実施形態では、光源装置4の光源411は、半導体レーザー412,413を有するものとした。しかしながら、これに限らず、光源装置は、超高圧水銀ランプ等の光源ランプや、LED(Light Emitting Diode)等の他の固体光源を、光源として有するものであってもよい。この場合、ループ型ヒートパイプ51の冷却対象は、光源ランプや他の固体光源であってもよい。
また、冷却装置5の冷却対象は、光源411に限らず、他の構成であってもよい。例えば、冷却装置5は、光変調装置343及び偏光変換素子313等の光学部品を冷却するものでもよく、制御装置や電源装置に設けられた回路素子を冷却するものであってもよい。
また、冷却装置5の冷却対象は、光源411に限らず、他の構成であってもよい。例えば、冷却装置5は、光変調装置343及び偏光変換素子313等の光学部品を冷却するものでもよく、制御装置や電源装置に設けられた回路素子を冷却するものであってもよい。
上記各実施形態では、プロジェクターは、3つの光変調装置343(343B,343G,343R)を備えるとした。しかしながら、これに限らず、2つ以下、あるいは、4つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
上記各実施形態では、光変調装置343は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルであるとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置として、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
上記各実施形態では、光変調装置343は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルであるとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置として、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
上記各実施形態では、ループ型ヒートパイプ51を備える冷却装置5をプロジェクターに適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、本発明の冷却装置は、プロジェクター以外の装置及び機器に適用可能である他、単体で利用することも可能である。すなわち、本発明の冷却装置の用途は、プロジェクターの構成部品を冷却するものに限定されない。
1…プロジェクター、343(343B,343G,343R)…光変調装置、36…投射光学装置、4…光源装置、411…光源、5…冷却装置、51…ループ型ヒートパイプ、52…蒸気管、53…凝縮部、54…液管、6A,6B,6C…蒸発部、61…筐体、611…第1筐体、6111…液管接続部、612…第2筐体、613…封止部材、61A…天面部、61B…底面部、61C,61D,61E,61F…側面部、62…リザーバー、63A,63B,63C…熱交換部、64A,64B,64C…ウィック、641,644…第1ウィック、641A,641B…面、642,645…第2ウィック、642A,642B…面、643…中間層、6441,6451…突出部、65…グルーブ、SR…スペーサー、VC…流路。
Claims (7)
- 冷却対象から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、
気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体を液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、
前記蒸発部にて液相から気相に変化した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる蒸気管と、
前記凝縮部にて気相から液相に変化した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる液管と、を備え、
前記蒸発部は、
前記液管と接続され、液相の前記作動流体が内部に流入する筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記筐体に流入された液相の前記作動流体を貯留するリザーバーと、
前記筐体に設けられ、液相から気相に変化した前記作動流体が流通する複数の流路を有するグルーブと、
前記筐体内に設けられ、前記リザーバーに接続され、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を前記グルーブ側に輸送する第1ウィックと、
前記筐体内に前記第1ウィックと前記グルーブとの間に設けられ、前記第1ウィックによって輸送された液相の前記作動流体を前記グルーブ側に輸送する第2ウィックと、
前記第1ウィックと前記第2ウィックとの間に設けられ、液相の前記作動流体によって満たされる中間層と、を有することを特徴とする冷却装置。 - 請求項1に記載の冷却装置において、
前記蒸発部は、前記第1ウィックと前記第2ウィックとの間に設けられ、前記第1ウィックと前記第2ウィックとの間に前記中間層を形成するスペーサーを有することを特徴とする冷却装置。 - 請求項1に記載の冷却装置において、
前記第1ウィック及び前記第2ウィックのうちの一方の部材は、他方の部材に向かって突出して前記他方の部材に接触し前記中間層を形成する突出部を有することを特徴とする冷却装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の冷却装置において、
前記第2ウィックの熱伝導率は、前記第1ウィックの熱伝導率よりも大きいことを特徴とする冷却装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の冷却装置において、
前記第1ウィック及び前記第2ウィックは、同じ材料によって構成されていることを特徴とする冷却装置。 - 光を出射する光源を有する光源装置と、
前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の冷却装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項6に記載のプロジェクターにおいて、
前記冷却対象は、前記光源であることを特徴とするプロジェクター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019052432A JP2020153586A (ja) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 冷却装置及びプロジェクター |
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