冷却单元的制造方法、冷却单元、光学装置以及投影机的制作方法

文档序号:2791188阅读:217来源:国知局
专利名称:冷却单元的制造方法、冷却单元、光学装置以及投影机的制作方法
技术领域
本发明涉及冷却单元的制造方法、冷却单元、光学装置以及投影机。
背景技术
作为使用了冷却流体的冷却单元,有具备下述结构的冷却板的冷却单元,即在相对组装的一对金属板的内表面之间配置了作为冷却液流路的金属管的结构。该冷却板,通过在一对金属板的至少一方上形成比金属管还大的管收纳槽,将金属管和一对金属板组装为整体而制造。并且,在该制造过程中,在上述组装后向金属管内提供加压流体,使该管的直径扩大从而使金属管与管收纳槽紧密接触(例如,参照专利文献1)。
专利文献1特开2002-156195号公报在上述冷却单元的制造方法中,通过使管收纳槽相对于金属板的结合面形成倒锥状,在金属管的直径扩大时使金属管挤入该槽的边缘部分(底切部,アンダ一カット部)而将金属板和金属管结合在一起。
然而,在上述制造方法中,在上述底切部的形成时需要进行使用特殊的刀具的切削加工,难以实现低成本化。
另外,为了使金属管良好地紧密接触在收纳槽内,必须将金属管的直径扩大工序分为多次反复进行,需要很多的时间。
进而,如果金属管的直径较小,则管的直径扩大较难,另外,管的变形量很容易产生不均匀,因此管与收纳槽之间会产生空隙,其结果容易招致冷却板的冷却能力的低下。

发明内容
本发明的目的在于提供适合于低成本化和小型化的冷却单元的制造方法、冷却单元、光学装置以及投影机。
本发明的第1制造方法,是制造具备在内部流过冷却流体的冷却板的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却板具有在中间夹着流过冷却流体的冷却管而使一对板状构件相对配置的结构;该制造方法包括在上述一对板状构件的至少一方的对向面上形成收纳上述冷却管的槽部的槽部形成工序;将上述冷却管收纳在上述槽部并将上述一对板状构件互相结合的结合工序;和将热传导材料填充在上述槽部和上述冷却管之间的间隙的填充工序。
在由上述第1制造方法所制造的冷却单元中,在板状构件的槽部和冷却管互相接触的部分,板状构件和冷却管被直接地热连接;在产生间隙的部分,两者经由热传导材料而被间接地热连接。
即,在该第1制造方法中,不必使冷却管的直径扩大,就可以使板状构件和冷却管热连接。由于不需要冷却管的直径扩大工序,因此可以大幅度地缩短制造时间,另外,也可以优选应用于小直径的冷却管。
从而,该第1制造方法优选应用于低成本化和小型化。
另外,在由上述第1制造方法制造的冷却单元中,由于板状构件的槽部和冷却管被热连接,因此与板状构件相接触的被冷却物体的热量通过在冷却管内流过的冷却流体而被带走。在冷却板的内部配设了冷却管的构造,由于用于形成冷却流体的通路的接合部较少即可,因此流体泄漏的危险较小,另外由于形成有液流方向均匀且圆滑的流路,因此配管阻力较小。
热传导材料的热导率优选为3W/(m·K)或以上,更优选为5W/(m·K)或以上。当热传导材料的热导率不足3W/(m·K)时,则板状构件的热量难以向冷却管移动,因而不是所优选的。另外,如果热传导材料的热导率为5W/(m·K)或以上,则板状构件的热量会向冷却管良好地移动。
在上述第1制造方法中,例如,上述热传导材料可以为包含混合有金属材料的树脂材料、混合有碳材料的树脂材料以及热熔材料中的至少一种的结构。
此时,上述热传导材料优选在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
通过使热传导材料具有弹性,热传导材料相应于伴随着热变形等而产生的板状构件和冷却管的间隙的变化而伸缩,可以稳定地维持板状构件和冷却管的热连接。
另外,在上述槽部形成工序中,可以使用铸造法或锻造法形成上述槽部。铸造法和锻造法与使用切削加工的槽部的形成相比,容易实现由批量化生产带来的低成本化。
另外,在上述槽部形成工序中,还可以在上述槽部的内表面和/或上述一对板状构件的至少一方的对向面上,形成至少暂时收纳上述热传导材料的辅助槽。
通过上述辅助槽,可以相应于板状构件和冷却管的间隙的容积来适当调整热传导材料的配置量,稳定地维持板状构件和冷却管间的热连接。
另外,在上述填充工序中,可以使上述热传导材料软化且流动而进行上述热传导材料的填充。
此时,例如,通过由保持上述一对板状构件的物体进行的加热和/或上述冷却管内的高温流体的流动,使上述热传导材料软化。
通过使热传导材料软化且流动,可以在上述间隙的整个区域内都填充热传导材料。
另外,在上述结合工序中,使用由螺纹件(螺钉)等进行的紧固、粘结、焊接以及配合等机械结合中的至少一种。
通过使用这些方法,可以将一对板状构件互相结合。
也可以由上述热传导材料的粘结力得到上述一对板状构件之间的结合力的至少一部分。
本发明的第2制造方法,是制造具备在内部流过冷却流体的冷却板的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却板具有在中间夹着流过冷却流体的冷却管而使一对板状构件相对配置的结构;该制造方法具有下述工序,即在将上述冷却管配置于上述一对板状构件中的第1板状构件上的状态下,使用熔点比该冷却管低的材料,通过成型而在该冷却管的周围形成第2板状构件的工序。
在该第2制造方法中,通过成型在该冷却管的周围形成第2板状构件,由此使第2板状构件和冷却管紧密接合且将它们热连接。由于模仿冷却管的外形而形成第2板状构件,因此板状构件和冷却管良好地接触,可以实现第2板状构件和冷却管间的热传递性的提高,另外,也可以优选应用于直径较小的冷却管。
因此,该第2制造方法优选应用于低成本化和小型化。
此时,例如,通过随着上述第2板状构件的成型使上述第1板状构件和上述第2板状构件结合在一起,可以将各板状构件和冷却管互相热连接。
另外,在由上述第2制造方法制造的冷却单元中,与上述第1制造方法相同,板状构件和冷却管被热连接,与板状构件相接触的被冷却物体的热量通过在冷却管内流过的冷却流体而被带走。在冷却板的内部配设了冷却管的构造,由于用于形成冷却流体的通路的接合部较少即可,因此流体泄漏的危险较小,另外由于形成有液流方向均匀且圆滑的流路,因此配管阻力较小。
在上述第2制造方法中,例如,上述第1板状构件由金属材料或树脂材料构成,上述第2板状构件由树脂材料构成。
例如,上述树脂材料可以为包含混合有金属材料的树脂材料以及混合有碳材料的树脂材料中的至少一种的结构。
此时,热膨胀系数优选为在上述冷却管和上述一对板状构件的各板状构件之间为相同程度。
由此,通过由热传导性高的树脂材料构成至少一方的板状构件,可以实现冷却单元的轻量化。另外,通过使冷却管和一对板状构件的各板状构件之间的热膨胀系数为相同程度,在硬化收缩时或成型后,可以防止在各板状构件和冷却管之间形成由热变形量的差所引起的间隙,稳定地维持它们的热连接。
另外,在上述第2制造方法中,可以设为进一步包括下述工序的结构,即在上述冷却管与上述一对板状构件的至少一方之间的间隙中填充热传导材料的工序。
由此,通过热传导材料的填充,可以实现板状构件和冷却管之间的热传递性的提高。
热传导材料的热导率优选为3W/(m·K)或以上,更优选为5W/(m·K)或以上。如果热传导材料的热导率不足3W/(m·K),则板状构件的热量难以向冷却管移动,因而不是所优选的。另外,如果热传导材料的热导率为5W/(m·K)或以上,则板状构件的热量会向冷却管良好地移动。
此时,例如,上述热传导材料包含混合有金属材料的树脂材料、混合有碳材料的树脂材料以及热熔材料中的至少一种。
另外,上述热传导材料优选在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
通过使热传导材料具有弹性,热传导材料相应于伴随着热变形等所产生的板状构件和冷却管之间的间隙的变化而伸缩,可以稳定地维持板状构件和冷却管之间的热连接。
另外,在上述第1板状构件上,优选形成有与上述间隙相连通且至少暂时收纳上述热传导材料的辅助槽。。
通过上述辅助槽,热传导材料的配置量可以相应于第1板状构件和冷却管之间的间隙的容积而作适当调整,可以稳定地维持第1板状构件和冷却管之间的热连接。
另外,也可以使上述热传导材料软化并流动而进行上述热传导材料的填充。
此时,例如可以通过上述第2板状构件成型时的热量和/或上述冷却管内的高温流体的流动,来使上述热传导材料软化。
通过使上述热传导材料软化并流动,可以在上述间隙的整个区域内填充热传导材料。
本发明的第3制造方法,是制造具备在内部流过冷却流体的冷却板的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却板具有在板状构件的内部配置有流过冷却流体的冷却管的结构;该制造方法包括使用熔点比上述冷却管低的材料,通过成型而在上述冷却管的周围形成上述板状构件的工序。
在该第3制造方法中,通过成型在冷却管的周围形成板状构件,使板状构件和冷却管紧密接合且将板状构件和冷却管热连接。由于模仿冷却管的外形而形成板状构件,因此板状构件和冷却管良好地接触,可以实现板状构件和冷却管间的热传递性的提高,另外,也可以优选应用于直径较小的冷却管。
从而,该第3制造方法可优选应用于低成本化和小型化。
另外,在通过上述第3制造方法所制造的冷却单元中,与上述第1制造方法相同,板状构件和冷却管被热连接,与板状构件相接触的被冷却物体的热量通过流过冷却管内的冷却流体而被带走。在冷却板的内部配设了冷却管的构造,由于用于形成冷却流体的通路的接合部较少即可,因此流体泄漏的危险较小,另外由于形成有液流方向均匀且圆滑的流路,因此配管阻力较小。
在上述第3制造方法中,例如,上述冷却管和上述板状构件都由金属材料构成。
此时,优选上述板状构件的热膨胀系数比上述冷却管高。
例如,可以设为上述冷却管由铜合金构成,上述板状构件由铝合金或镁合金构成的结构。
通过使板状构件的热膨胀系数比冷却管高,在板状构件硬化收缩时,板状构件的收缩量比冷却管大,因此可以防止在板状构件和冷却管之间形成间隙,稳定地维持两者的热连接。
另外,在上述第3制造方法中,例如,上述冷却管由金属材料构成,上述板状构件由热传导性高的树脂材料构成。
此时,热膨胀系数优选在上述冷却管和上述板状构件之间为同等程度。
例如,上述树脂材料可以制成包含混合有金属材料的树脂材料以及混合有碳材料的树脂材料中的至少一种的结构。
通过由热传导性高的树脂材料构成板状构件,可以实现冷却单元的轻量化。另外,通过使热膨胀系数在冷却管和板状构件之间为相同程度,可以防止在成型后在板状构件和冷却管之间形成间隙,稳定地维持两者的热连接。
本发明的冷却单元的特征在于通过上述的制造方法来制造。
根据该冷却单元,可以实现低成本化和小型化。
本发明的光学装置,是包括根据图像信息调制从光源射出的光束来形成光学像的光调制元件而构成的光学装置,其特征在于,至少在由上述制造方法所制造的冷却单元上安装上述光调制元件。
根据该光学装置,可以实现低成本化和小型化以及冷却的高效化。
本发明的投影机的特征在于,包括光源装置;光学装置,在该光学装置中,至少在由上述制造方法所制造的冷却单元上安装有根据图像信息调制从上述光源装置射出的光束来形成光学像的光调制元件;和放大投射由上述光学装置所形成的光学像的投射光学装置。
根据该投影机,可以实现低成本化和小型化以及冷却的高效化。


图1(A)是表示冷却单元的结构的俯视图,(B)是(A)中所示的A-A剖视图;图2是放大表示板状构件的槽部的局部剖视图;图3是表示冷却单元的制造方法的一例的说明图;图4是表示板状构件的结合时的样子的一例的视图;图5是表示使用了螺纹件的板状构件的结合的样子的视图;图6是表示冷却单元的制造方法的变形例的说明图;图7是表示辅助槽的其他的方式例的视图;图8是表示辅助槽的其他的方式例的视图;图9是表示在冷却管上形成辅助槽的例子的视图;图10是表示在冷却管上形成辅助槽的例子的视图;图11是表示在冷却管上形成辅助槽的例子的视图;图12是表示第2冷却单元的剖视图;图13是表示第2冷却单元的制造方法的说明图;图14是表示第2冷却单元的变形例的剖视图;
图15是表示第2冷却单元的变形例的剖视图;图16是表示第3冷却单元的剖视图;图17是表示第3冷却单元的制造方法的说明图;图18是示意性地表示投影机的概略结构的视图;图19是从上方侧观察投影机内的一部分的立体图;图20是从下方观察投影机内的光学装置和液冷单元的立体图;图21是表示光学装置的整体结构的立体图;图22是表示支路罐(槽)的整体结构的立体图;图23是表示集流罐的整体结构的立体图;图24是表示光学装置的红色光用的面板结构的局部立体图;图25是液晶面板保持框的分解立体图;图26(A)是液晶面板保持框的组装正视图,(B)是(A)中所示的A-A剖视图;图27(A)是入射侧偏振片保持框的组装正视图,(B)是(A)中所示的B-B剖视图;图28(A)是射出侧偏振片保持框的组装正视图,(B)是(A)中所示的C-C剖视图;图29是表示光学装置中的冷却流体的液流的配管系统图;图30是表示配管系统的变形例的视图;图31是表示配管系统的其他变形例的视图。
标号说明A...照明光轴;1...投影机;2...外装壳体;3...空冷装置;4...光学单元;5...投射透镜(投射光学系统);10、105、106...冷却单元;11...光学元件;12、13...板状构件(框状构件);14...冷却管;44...光学装置;46...液冷单元;122、132...槽部;123、133...对向面;140...热传导材料;160...辅助槽;165...贯通孔(卡合部);168...孔部;411...光源单元;416...光源灯;441、441R、441G、441B...液晶面板(光学元件);442...入射侧偏振片(光学元件);443...射出侧偏振片(光学元件);444...交叉分色棱镜;445...液晶面板保持框;4451、4452...框状构件;4451B、4452B...槽部;446...入射侧偏振片保持框;4461、4462...框状构件;4461B、4462B...槽部;447...射出侧偏振片保持框;4471、4472...框状构件;4471B、4472B...槽部;461...主槽;462...流体压送部;463...元件冷却管;4631R...液晶面板冷却管;4632R...入射侧偏振片冷却管;4633R...射出侧偏振片冷却管;464...支路罐;465...汇流罐;466...散热器;4662...散热片;467...轴流扇具体实施方式
(第1实施例)下面,参照附图对本发明的第1实施例进行说明。另外,在各图中,为了将各构成要素设为可在图上辨认出的大小,根据需要,使其缩小缩小比例与实际有所不同。
(第1冷却单元)图1(A)是表示冷却单元10的结构的俯视图,图1(B)是图1(A)中所示的A-A剖视图。
如图1(A)和图1(B)所示,冷却单元10,是保持透过型光学元件11的外周边缘且冷却该光学元件11的部件,包括保持光学元件11的一对板状构件12、13和由一对板状构件12、13所夹持的冷却管14。
作为光学元件11,除了液晶面板、偏振片,还可以应用相位差板、视角补偿板等各种光学元件。另外,不限于透过型,本发明也可以应用于反射型光学元件。进而,不限于光学元件,本发明也可以应用于其他物体的冷却。另外,对于将本发明的冷却板应用于液晶面板和偏振片的冷却结构,在后面进行详细说明。
板状构件12、13分别为俯视大致矩形状的框体,并分别具有与光学元件11的光束透过区域相对应的矩形的开口部121、131和用于收纳冷却管14的槽部122、132。板状构件12和板状构件13将冷却管14夹在中间而互相对地配置。作为板状构件12、13,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或其合金(铝合金(大约100W/(m·K))、低比重镁合金(大约50W/(m·K))等,除此之外还可以应用各种金属。另外,板状构件12、13不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
冷却管14,由例如具有环状断面并沿其中心轴线延伸的导管或管道构成,相应于板状构件12、13的槽部122、132的平面形状而弯折加工。作为冷却管14,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝(234W/(m·K))、铜(398W/(m·K))、不锈钢(16W/(m·K)(奥氏体类))或其合金、除此之外还可以应用各种金属。另外,冷却管14不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
具体地,冷却管14,如图1(A)和(B)所示,在光学元件11的外周边缘部(周缘部)的外侧,沿着光学元件11的外周边缘部配置在大致整个周长上。即,在板状构件12、13的各对向面123、133(内表面,结合面)上,沿着开口部121、131的边缘部、在大致整个周长上形成有大致半圆状断面的槽部122、132,槽部122和槽132具有互相大致镜面对称的形状关系。而且,在将冷却管14收纳在各槽部122、132内的状态下,板状构件12、13彼此互相接合在一起。在本例中,冷却管14为圆形导管,其外径为与光学元件11的厚度相同的程度。
图2是放大表示板状构件12、13的槽部122、132的部分剖视图。
如图2所示,各板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14具有大致相同形状的外形部分(半圆断面形状)以互相组装在一起。相对于冷却管14的外形,槽部122、132的直径大致相同或形成得稍大。例如,相对于冷却管14的外径尺寸,槽部122、132的内径尺寸形成为正公差。并且,在组装在一起的时候等所产生的槽部122、132和冷却管14之间的间隙中填充有热传导材料140。
作为热传导材料140,可以优选使用由热导率高的材质构成的热良导体。具体地,例如可以使用混合有金属材料的树脂材料、混合有碳材料的树脂材料以及热熔材料等。热传导材料140的热导率优选为3W/(m·K)或以上,更优选为5W/(m·K)或以上。热熔材料的热导率通常为5W/(m·K)或以上。在混合有金属材料或碳材料的树脂材料中,有热导率为3W/(m·K)或以上的材料,也有热导率为10W/(m·K)或以上的材料。作为一例,有Cool polymers社制的产品D2(注册商标)(LCP树脂+热传导用材料混炼,15W/(m·K),热膨胀系数10×10-6/K),RS007(注册商标)(PPS树脂+热传导用材料混炼,3.5W/(m·K),热膨胀系数20×10-6/K)。
板状构件12和板状构件13使用由螺纹件等进行的紧固、粘结、焊接以及配合等机械结合中的至少一种而结合。为了低成本化和紧凑化,可以优选使用简易的结合方法。另外,也可以是通过热传导材料140的粘结力而获得板状构件12和板状构件13的结合力的至少一部分的结构。
返回到图1,在冷却管14的一端配设有冷却流体的流入部(入),在另一端配设有流出部(出)。冷却管14的流入部和流出部分别连接在冷却流体循环用的配管上。另外,在冷却流体的通路上,分别配设有图中未示出的流体压送部、各种槽容器、散热器等流体循环用的设备。
从流入部(入)流入冷却管14内的冷却流体,沿着光学元件11的外周边缘在大致整个周长上流动,从流出部(出)流出。另外,该冷却流体在冷却管14内流动的时候,从光学元件11带走热量。即,光学元件11的热量经由板状构件12、13向冷却管14的冷却流体传递而向外部输送。
在本例中,在各板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14互相接触的部分,板状构件12、13和冷却管14直接热连接,在产生了间隙的部分,两者经由热传导材料140间接热连接。即,板状构件12、13和冷却管14之间的热传递由热传导材料140辅助完成,实现了板状构件12、13和冷却管14之间的热传递性的提高。另外,由于冷却管14是沿着光学元件11的外周边缘部而配置在大致整个周长上,因此可以实现传热面积的扩大。因此,通过流过冷却管14内的冷却流体,可以有效地冷却光学元件11。
在保持光学元件11的框体(板状构件12、13)的内部配置了冷却管14的构造,由于用于形成冷却流体的通路的接合部较少即可,因此流体泄漏的危险较小,另外由于形成有液流方向均匀且圆滑的流路,因此配管阻力较小。特别是,在本例中,由于冷却管14的断面形状保持大致圆形,因此液流的紊流较小。而且,在该构造中,框体兼作光学元件11的保持装置和冷却装置,其结果是,具有容易实现具备光学元件11的装置的小型化的优点。
(第1冷却单元的制造方法)接下来,对上述冷却单元10的制造方法进行说明。
图3是表示冷却单元10的制造方法的一例的说明图。该制造方法包括槽部形成工序、结合工序和填充工序。在本例中,填充工序包括在结合工序中。
首先,在槽部形成工序中,如图3(a)所示,在一对板状构件12、13的各对向面123、133上,形成用于收纳冷却管的剖面大致半圆状或剖面大致U字状的槽部122、132。在该工序中,使用铸造法(压力铸造法等)或锻造法(冷锻/热锻等)而整体形成具备槽部122(132)的板状构件12(13)。在铸造法中,例如使熔融后的材料流入规定形状的模子,并使其凝固而得到希望的形状的板状构件。在锻造法中,例如将材料构件夹在一组模子之间,将其压缩而得到希望的形状的板状构件。通过使用铸造法(压力铸造法等)或锻造法(冷锻/热锻等),可以容易且低成本地形成这样形状的板状构件12、13,另外也优选应用于小型的物体中。另外,由于该板状构件12、13的形状很简单,因此即使使用切削加工也可以容易且低成本地形成。
接下来,在结合工序(填充工序)中,如图3(b)所示,将板状构件12和板状构件13相对配置,在各槽部122、132内收纳冷却管14。此时,如图4所示,也可以预先在板状构件12、13上设置定位用的凹部157和凸部158、并通过将两者组合在一起,使板状构件12和板状构件13的平面相对位置定位。另外,在该收纳之前,在槽部122、132的内表面和/或冷却管14的外表面上涂布热传导材料140。热传导材料140的涂布,可以使用旋转涂布法、喷涂法、粘辊法、金属型涂敷法、浸涂法或液滴吐出法等各种方法。
然后,在热传导材料140的涂布后,如图3(b)所示,在将冷却管14收纳在各槽部122、132内的状态下,施加外力以使得板状构件12的对向面123和板状构件13的对向面133紧密结合。由此,在各板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14之间的间隙中填充热传导材料140。其后,将板状构件12和板状构件13结合。该结合可以使用图5所示那样的由螺纹件159等进行的紧固、粘结、焊接以及配合等机械结合的至少一种来进行。在热传导材料140的粘结力充分大的时候,也可以省略粘结以外的由其他的方法进行的结合。
在上述结合时,根据需要使热传导材料140软化、流动。例如,在热传导材料140具有热可塑性的时候,在上述结合时加热热传导材料140。此时,例如,经由在上述结合时保持板状构件12、13的物体(夹具)来加热板状构件12、13,或者使高温流体在冷却管14内流动。通过在板状构件12、13的结合时使热传导材料140软化、流动,在板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14之间的间隙的整个区域都填充有热传导材料140。
通过以上工序,制造出具有将冷却管14夹在中间并将一对板状构件12、13相对配置的结构的冷却构造(冷却板)。
然后,如前面的图1所示,在板状构件12、13上固定光学元件11,同时通过将冷却管14连接在冷却流体的供给系统上而完成冷却单元10。
如上所述,在本例的冷却单元10的制造方法中,通过使用热传导材料140,可以不使冷却管14的直径扩大,而将各板状构件12、13和冷却管14热连接。由于不需要冷却管14的直径扩大工序,因此可以大幅度缩短制造时间,另外也可以优选应用于直径较小的冷却管14。因此,根据该制造方法,可以实现所制造的冷却单元10的低成本化和小型化。
另外,也可以在一对板状构件12、13互相结合后,在板状构件12、13的各槽部122、132和冷却管14之间的间隙中填充(注入)热传导材料140。
另外,热传导材料140优选在冷却板(板状构件12、13)的使用温度范围内具有弹性。通过热传导材料140具有弹性,热传导材料140相应于伴随着热变形等而产生的板状构件12、13和冷却管14之间的间隙的变化而伸缩,可以稳定地维持板状构件12、13和冷却管14的热连接。
图6是表示图3的制造方法的变形例的说明图。另外,对于具有与已经说明过的元件相同的功能的构成元件,标以相同标号,并省略或简化其说明。
在图6的例子中,在板状构件13的对向面133上,形成至少暂时收纳热传导材料140的辅助槽160。
即,在槽部形成工序中,在一方的板状构件12的对向面123上形成用于收纳冷却管14的槽部122,在另一方的板状构件13的对向面133上形成用于收纳冷却管14的槽部132和与槽部132相邻设置的辅助槽160(图6(a))。在板状构件13的对向面133上,辅助槽160在槽部132的两外侧与槽部132大致平行地形成,进而,互相分离地配设多个辅助槽160。辅助槽160的形状和其个数可根据热传导材料140的材质特性等而适当确定。通过使用铸造法(压力铸造法等)或锻造法(冷锻/热锻等),即使对于这样形状的板状构件13也可以容易且低成本地形成。另外,也可以在板状构件12的对向面123上设置同样的辅助槽。
在结合工序(填充工序)中,在将冷却管14收纳于槽部122、132之前,在槽部122、132的内表面和/或冷却管14的外表面上涂布热传导材料140。然后,在热传导材料140的涂布后,在将冷却管14收纳在各槽部122、132内的状态下,施加外力以使得板状构件12的对向面123和板状构件13的对向面133紧密结合,由此,在各板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14之间的间隙中填充热传导材料140(图6(b))。此时,根据需要通过加热等使热传导材料140软化、流动。热传导材料140的剩余部分在辅助槽160流动并储存。之后,将板状构件12和板状构件13结合。
在本例中,由于在板状构件13的对向面133上形成有辅助槽160,所以热传导材料140的剩余部分在辅助槽160储存。通过设置热传导材料140的逸出部位,可以容易地使热传导材料140均匀地扩散,可以更可靠地将热传导材料140配置在板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14之间的间隙的整个区域上。另外,在辅助槽160(或对向面123、133之间的间隙)中配置的热传导材料140,具有提高板状构件12和板状构件13的热连接性的功能。
另外,在热传导材料140具有粘结力的时候,通过扩大热传导材料140的配置区域,板状构件12和板状构件13之间的粘结面积扩大,由热传导材料140产生的板状构件12和板状构件13之间的粘结力提高。其结果是,可以省略由螺纹件等进行的紧固等以外的方法进行的结合。
另外,热传导材料140也可以在冷却板(板状构件12、13)的使用温度范围内具有流动性。此时,在板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14之间的间隙的容积伴随着热变形而变化的时候,通过热传导材料140在上述间隙和辅助槽160之间适当移动,来保持上述间隙内的热传导材料140的填充状态,稳定地维持板状构件12、13和冷却管14之间的热连接。此时,优选采取用于防止热传导材料140的向外部的泄漏的手段。例如,也可以使用厌氧型以外的热传导材料,使得在与大气相接触的部分硬化,在内部保持流动性。或者,也可以在内侧配置在上述使用温度范围内具有流动性的热传导剂,在外侧配置硬化的其他的热传导材料。
图7和图8表示辅助槽160的其他的方式例。
在图7的例子中,辅助槽160在板状构件12、13的各槽部122、132的内表面上沿其轴线方向延伸形成。进而,多个辅助槽160被配设成在槽部122、132的圆周方向上互相分离。
另外,在图8的例子中,辅助槽160在板状构件12、13的各槽部122、132的内表面上沿其圆周方向延伸形成。进而,多个辅助槽160被配设成在槽部122、132的轴线方向上互相分离。另外,在图8中,也可以以深度从槽部122(132)的底部向顶部逐渐变小的方式形成辅助槽160。
通过使用铸造法(压力铸造法等)或锻造法(冷锻/热锻等),即使对于这样形状的板状构件12、13也可以容易且低成本地形成。
在图7和图8的例子中,由于在板状构件12、13的各槽部122、132的内表面上形成有辅助槽160,因此在填充热传导材料140时,热传导材料140的剩余部分很容易向辅助槽160移动。其结果是,热传导材料140很容易均匀地扩散,热传导材料140可以更加可靠地配置在板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14之间的间隙的整个区域内。
另外,也可以在板状构件12、13的槽部122、132和对向面123、133双方上都设置辅助槽160。
图9、图10和图11表示将辅助槽160形成在冷却管14的外表面上的例子。
在图9的例子中,辅助槽160在冷却管14的外表面上沿其轴线方向延伸形成。进而,多个辅助槽160被配设成在冷却管14的圆周方向上互相分离。
在图10的例子中,辅助槽160在冷却管14的外表面上沿其圆周方向延伸形成。进而,多个辅助槽160被配设成在冷却管14的轴线方向上互相分离。
在图11的例子中,辅助槽160螺旋状地形成在冷却管14的外表面上。
在图9、图10和图11的例子中,由于在冷却管14的外表面上形成有辅助槽160,因此在填充热传导材料140时,热传导材料140的剩余部分很容易向辅助槽160移动。其结果是,热传导材料140很容易均匀地扩散,热传导材料140可以更加可靠地配置在板状构件12、13的槽部122、132和冷却管14之间的间隙的整个区域内。
(第2实施例)接下来,参照附图对本发明的第2实施例进行说明。另外,在各图中,为了将各构成要素设为可在图上辨认出的大小,根据需要,使其缩小比例与实际有所不同。另外,对于具有与已经说明过的元件相同的功能的构成元件,标以相同标号,并省略或简化其说明。
(第2冷却单元)图12是表示本例的冷却单元105的剖视图。该冷却单元105与图1的冷却单元10相同,是保持光学元件11的外周边缘且冷却该光学元件11的部件,包括保持光学元件11的一对板状构件12、13和由一对板状构件12、13所夹持的冷却管14。
本例的冷却单元105与图1的冷却单元10不同,一方的板状构件13是由镶嵌成型加工所形成的。
作为板状构件13(第1板状构件),优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或其合金(铝合金(大约100W/(m·K))、低比重镁合金(大约50W/(m·K)等),除此之外还可以应用各种金属。另外,板状构件13不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
另一方面,作为板状构件12(第2板状构件),使用的是熔点比板状构件13和冷却管14低的树脂材料。例如,可以使用混合有金属材料的树脂材料、混合有碳材料的树脂材料等。树脂材料的热导率优选为3W/(m·K)或以上,更优选为5W/(m·K)或以上。在混合有金属材料或碳材料的树脂材料中,有热导率为3W/(m·K)或以上的材料,也有热导率为10W/(m·K)或以上的材料。作为一例,有Cool polymers社制的产品D2(注册商标)(LCP树脂+热传导用材料混炼,15W/(m·K),热膨胀系数10×10-6/K),RS007(注册商标)(PPS树脂+热传导用材料混炼,3.5W/(m·K),热膨胀系数20×10-6/K)。
冷却管14,由例如具有环状的剖面并沿其中心轴线延长的导管或管道构成,相应于板状构件12、13的槽部122、132的平面形状而弯折加工。作为冷却管14,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝(234W/(m·K))、铜(398W/(m·K))、不锈钢(16W/(m·K)(奥氏体类))或其合金、除此之外还可以应用各种金属。
在这里,作为板状构件13(第1板状构件)、板状构件12(第2板状构件)和冷却管14的材质的组合,优选为它们的热膨胀系数为互相相同的程度。
作为一例,可以列举板状构件13和冷却管14由铜(热膨胀系数16.6×10-6/K)或不锈钢(奥氏体类,热膨胀系数13.6×10-6/K)构成,板状构件12由上述热传导性高的树脂材料(热膨胀系数10~20×10-6/K)构成的组合。
在板状构件13的对向面133上,设置有收纳冷却管14的槽部132和作为卡合部的贯通孔165。贯通孔165,在与对向面133相反一侧的开口附近,形成有面积朝向开口扩大的锥状的斜面165a。另外,也可以代替锥状的开口部而设置具有高度差的开口部,贯通孔165的形状和个数可以任意设定。而且,在板状构件12的镶嵌成型时,通过该板状构件12的成型(成形)材料填充在板状构件13的贯通孔165的内部,使得板状构件12和板状构件13结合在一起。通过该结合,板状构件12、13和冷却管14互相热连接。
(第2冷却单元的制造方法)接下来,对上述冷却单元105的制造方法进行说明。
图13是表示冷却单元105的制造方法的一例的说明图。该制造方法包括槽部形成工序和结合工序。
首先,在槽部形成工序中,如图13(a)所示,在板状构件13(第1板状构件)的对向面133上,形成用于收纳冷却管14的剖面大致半圆状或剖面大致U字状的槽部132和结合用的贯通孔165。如上所述,贯通孔165在与对向面133相反一侧的开口附近,具有面积向开口扩大的锥状的斜面165a。在该工序中,使用铸造法(压力铸造法等)或锻造法(冷锻/热锻等)而整体形成具备槽部132和贯通孔165的板状构件13。在铸造法中,例如使熔融后的材料流入规定形状的模子,并使其凝固而得到希望的形状的板状构件。在锻造法中,例如将材料构件夹在一组模子之间,将其压缩而得到希望的形状的板状构件。通过使用铸造法(压力铸造法等)或锻造法(冷锻/热锻等),可以容易且低成本地形成这样形状的板状构件13,另外也优选应用于小型的物体。
接下来,在结合工序中,如图13(b)所示,在将冷却管14收纳在板状构件13的槽部132内的状态下,通过镶嵌成型加工形成板状构件12。即,在将冷却管14收纳在板状构件13的槽部132内的状态下将其固定在模子166上,将熔融后的材料供给模子166的内部(例如浇注供给或喷射供给),并使其凝固而得到希望的形状的板状构件12。
在该成型过程中,模仿板状构件13和冷却管14的外形而形成板状构件12,由此,在板状构件12的对向面123上形成具有与冷却管14大致相同形状的外形部分(半圆断面形状)的槽部122。另外,通过将板状构件12的成型材料填充在板状构件13的贯通孔165内,该部分处于卡合状态。其结果是,相对于板状构件13和冷却管14,板状构件12保持紧密结合状态,板状构件12、13和冷却管14互相热连接。
另外,作为板状构件13(第1板状构件)、板状构件12(第2板状构件)和冷却管14的材质的组合,通过使用它们的热膨胀系数为互相相同程度的材料,可以防止在板状构件12的硬化收缩时或成型后,在各板状构件12、13和冷却管14之间形成由热变形量的差所引起的间隙,稳定地维持它们的热连接。
如上所述,在本例中,由于通过镶嵌成型而将板状构件12形成在冷却管14的周围,因此模仿冷却管14和板状构件13的外形而形成板状构件12,板状构件12、13和冷却管14互相良好地接触。因此,即使对于小型的冷却管14也可以实现各板状构件12、13和冷却管14之间的热传递性的提高。另外,由于不需要直径扩大工序,因此不需要使用特殊的刀具的切削加工等复杂的加工。即,根据该制造方法,可以实现所制造的冷却单元105的低成本化和小型化。
另外,在上述冷却单元中,通过在板状构件13的槽部132和冷却管14之间的间隙中填充热传导材料,可以实现板状构件13和冷却管14之间的热传递性的提高。
作为热传导材料,可以优选使用由热导率高的材质构成的热良导体。
具体地,例如可以使用混合有金属材料的树脂材料、混合有碳材料的树脂材料以及热熔材料等。热传导材料的热导率优选为3W/(m·K)或以上,更优选为5W/(m·K)或以上。热熔材料的热导率通常为5W/(m·K)或以上。在混合了金属材料或碳材料的树脂材料中,有热导率为3W/(m·K)或以上的材料,也有热导率为10W/(m·K)或以上的材料。作为一例,有Cool polymers社制的产品D2(注册商标)(LCP树脂+热传导用材料混炼,15W/(m·K),热膨胀系数10×10-6/K),RS007(注册商标)(PPS树脂+热传导用材料混炼,3.5W/(m·K),热膨胀系数20×10-6/K)。
热传导材料的填充可以如下述那样实施,即,例如在将冷却管14收纳在板状构件13的槽部132内之前,预先在板状构件13的槽部132的内表面和/或冷却管14的外表面上涂布热传导材料。热传导材料的涂布,可以使用旋转涂布法、喷涂法、粘辊法、金属型涂敷法、浸涂法或液滴吐出法等各种方法。
当在热传导材料的涂布后将冷却管14收纳在板状构件13的槽部132内时,在板状构件13的槽部132和冷却管14互相接触的部分,板状构件13和冷却管14直接热连接,在产生了间隙的部分,两者经由热传导材料间接热连接。即,板状构件13和冷却管14之间的热传递由热传导材料辅助完成,实现了板状构件13和冷却管14之间的热传递性的提高。另外,当热传导材料具有粘结力的时候,也可以将该力用作板状构件13和冷却管14的结合力等。
另外,在上述结合时,可以根据需要使热传导材料软化、流动。如,在热传导材料具有热可塑性的时候,在上述结合时将热传导材料加热。此时,利用板状构件12成型时的热量,或者使高温流体在冷却管14内流动。通过使热传导材料软化、流动,在板状构件13的槽部132和冷却管14之间的间隙的整个区域都填充有热传导材料。
另外,热传导材料优选在冷却板(板状构件12、13)的使用温度范围内具有弹性。通过热传导材料具有弹性,热传导材料相应于伴随着热变形等而产生的板状构件12、13和冷却管14之间的间隙的变化而伸缩,可以稳定地维持板状构件12、13和冷却管14的热连接。
图14和图15是表示图12的冷却单元105的变形例的说明图。另外,对于具有与已经说明过的元件相同的功能的构成元件,标以相同标号,并省略或简化其说明。
如图14和图15所示,在本例中,在板状构件13的槽部132和冷却管14之间的间隙中填充有热传导材料140。通过热传导材料140的填充,可以实现板状构件13和冷却管14之间的热传递性的提高。另外,在板状构件13的槽部132的内表面上,形成有至少暂时收纳热传导材料140的辅助槽160。
在图14的例子中,与前面的图7相同,在板状构件13的槽部132的内表面上,形成有沿槽部132的轴线方向延伸且在圆周方向上互相分离地设置的多个辅助槽160。
在图15的例子中,与前面的图8相同,在板状构件13的槽部132的内表面上,形成有沿槽部132的圆周方向延伸且在轴线方向上互相分离地设置的多个辅助槽160。在图15的例子中,辅助槽160也可以具有深度从槽部132的底部向顶部逐渐变小的形状。
在图14或图15的冷却单元105的制造工序中,在槽部形成工序中,在板状构件13的对向面133上形成用于收纳冷却管14的槽部132,同时在槽部132的内表面上形成辅助槽160。辅助槽160的形状和其个数可相应于热传导材料140的材质特性等而适当确定。通过使用铸造法(压力铸造法等)或锻造法(冷锻/热锻等),可以容易且低成本地形成这样形状的板状构件13。
另外,在结合工序中,在将冷却管14收纳于槽部132之前,在槽部132的内表面和/或冷却管14的外表面上涂布热传导材料140。在涂布热传导材料140之后,与图13(b)的例子相同,在将冷却管14收纳在槽部132内的状态下,通过镶嵌成型加工形成板状构件12。由此,板状构件12和板状构件13结合在一起,同时在板状构件13的槽部132和冷却管14之间的间隙中填充有热传导材料140。此时,根据需要通过加热等使热传导材料140软化、流动。热传导材料140的剩余部分流动到辅助槽160并储存。在热传导材料140为热可塑性的情况下,可以在上述结合时加热热传导材料140。例如,利用板状构件12成型时的热量,或者使高温流体在冷却管14内流动。通过使热传导材料软化、流动,在板状构件13的槽部132和冷却管14之间的间隙的整个区域都填充有热传导材料140。
在本例中,由于在板状构件13的槽部132的内表面上具有辅助槽160,因此热传导材料140的剩余部分储存在辅助槽160内。通过设置热传导材料140的逸出部位,热传导材料140容易均匀地扩散,热传导材料140更可靠地配置在板状构件13的槽部132和冷却管14之间的间隙的整个区域。配置在辅助槽160内的热传导材料140提高了冷却管14和板状构件13的热连接性。
另外,在热传导材料140具有粘结力的时候,伴随着热传导材料140的配置区域的扩大,冷却管14和板状构件13之间的粘结面积扩大,由热传导材料140产生的冷却管14和板状构件13之间的粘结力提高。
热传导材料140也可以在冷却板(板状构件13)的使用温度范围内具有流动性。此时,在板状构件13的槽部132和冷却管14之间的间隙的容积伴随着板状构件13和/或冷却管14的热变形而变化的时候,热传导材料140在上述间隙和辅助槽160之间适当移动。其结果是,可以保持上述间隙内的热传导材料140的填充状态,稳定地维持板状构件13和冷却管14之间的热连接。另外,此时,优选采取用于防止热传导材料140的向外部的泄漏的手段。例如,也可以使用无氧型以外的热传导材料,使得在与大气相接触的部分硬化,在内部保持流动性。或者,也可以在内侧配置在上述使用温度范围内具有流动性的热传导剂,在外侧配置硬化的其他的热传导材料。
图12表示冷却单元105的其他的变形例,如前面的图9、图10或图11所示,在冷却管14的外表面也可以具有辅助槽160。
即,可以如前面的图9所示,在冷却管14的外表面上,形成有具有在冷却管14的圆周方向上互相分离并沿轴线方向延伸的形状的多个辅助槽160。
或者,也可以如前面的图10所示,在冷却管14的外表面上,形成有具有在冷却管14的轴线方向上互相分离并沿圆周方向延伸的形状的多个辅助槽160。
或者,也可以如前面的图11所示,在冷却管14的外表面上,形成有具有螺旋状的形状的辅助槽160。
通过在冷却管14的外表面上形成有辅助槽160,在填充热传导材料140时,热传导材料140的剩余部分很容易向辅助槽160移动。其结果是,热传导材料140很容易均匀地扩散,热传导材料140可以更加可靠地配置在板状构件13的槽部132和冷却管14之间的间隙的整个区域内。
(第3实施例)接下来,参照附图对本发明的第3实施例进行说明。另外,在各图中,为了将各构成要素设为可在图上辨认出的大小,根据需要,使其缩小比例与实际有所不同。另外,对于具有与已经说明过的元件相同的功能的构成元件,标以相同标号,并省略或简化其说明。
(第3冷却单元)图16是表示本例的冷却单元106的剖视图。该冷却单元106与图1的冷却单元10相同,是保持光学元件11的外周边缘且冷却该光学元件11的部件。包括保持光学元件11的板状构件12和配置在板状构件12的内部的冷却管14。
本例的冷却单元106与图1的冷却单元10不同,单个板状构件12是通过镶嵌成型加工形成在冷却管14的周围的。
作为板状构件12,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或其合金(铝合金(大约100W/(m·K))、低比重镁合金(大约50W/(m·K))等,除此之外还可以应用各种金属。另外,板状构件12不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
冷却管14,由例如具有环状的剖面并沿其中心轴线延长的导管或管道构成,相应于板状构件12、13的槽部122、132的平面形状而弯折加工。作为冷却管14,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝(234W/(m·K))、铜(398W/(m·K))、不锈钢(16W/(m·K)(奥氏体类))或其合金、除此之外还可以应用各种金属。
在这里,作为板状构件12和冷却管14的材质的组合,优选使用对熔点而言板状构件12比冷却管14低,对热膨胀系数而言板状构件12比冷却管14高的材料。
作为一例,可以列举板状构件12由铝合金(熔点580℃,热膨胀系数22×10-6/K)构成,冷却管14由铜(熔点1083℃,热膨胀系数16.6×10-6/K)构成的组合,或者板状构件12由低比重镁合金(熔点650℃,热膨胀系数27×10-6/K)构成,冷却管14由铜(熔点1083℃,热膨胀系数16.6×10-6/K)构成的组合。
另外,由于通过成型而在冷却管14的周围形成有板状构件12,板状构件12和冷却管14互相热连接。
(第3冷却单元的制造方法)接下来,对上述冷却单元106的制造方法进行说明。
图17是表示冷却单元106的制造方法的一例的说明图。该制造方法包括形成工序。
即,如图17所示,在冷却管14的周围,通过镶嵌成型加工形成板状构件12。具体地,将冷却管14固定在模子167上,将熔融后的材料供给模子167的内部(例如流入供给或喷射供给),并使其凝固而得到希望的形状的板状构件12。
在该成型过程中,模仿冷却管14的外形而形成板状构件12,在板状构件12的内部形成具有与冷却管14大致相同形状的外形部分(半圆剖面形状)的孔部168。其结果是,板状构件12和冷却管14保持紧密结合状态,板状构件12和冷却管14互相热连接。
另外,通过板状构件12的热膨胀系数比冷却管14高的材质的组合,在板状构件12的硬化收缩时,板状构件12的收缩量比冷却管14大,因此可以防止在板状构件12和冷却管14之间形成间隙,从而将两者可靠地紧密结合。即,在冷却管14和板状构件12硬化收缩过程中,基于冷却管14和板状构件12的热变形量的差,成为冷却管14卡在板状构件12的孔部168中的状态。结果可以稳定地维持二者之间的热连接。
如上所说明的,在本例中,在冷却管14的周围通过镶嵌成型形成板状构件12,所以模仿冷却管14的外形而形成板状构件12,板状构件12和冷却管14相互良好地接触。因此,即使对于小型的冷却管14也可以实现板状构件12和冷却管14之间的热传递性的提高。另外,由于不需要直径扩大工序,因此不需要使用特殊的刀具的切削加工等复杂的加工。即,根据该制造方法,可以实现所制造的冷却单元106的低成本化和小型化。
另外,作为板状构件12,可以使用熔点比冷却管14低且热传递率比冷却管14高的树脂材料。例如,可以使用混合有金属材料的树脂材料、混合有碳材料的树脂材料等。树脂材料的热导率优选为3W/(m·K)或以上,更优选为5W/(m·K)或以上。在混合了金属材料或碳材料的树脂材料中,有热导率为3W/(m·K)或以上的材料,也有热导率为10W/(m·K)或以上的材料。作为一例,有Cool polymers社制的产品D2(注册商标)(LCP树脂+热传导用材料混炼,15W/(m·K),热膨胀系数10×10-6/K),RS007(注册商标)(PPS树脂+热传导用材料混炼,3.5W/(m·K),热膨胀系数20×10-6/K)。
此时,作为板状构件12和冷却管14的材质的组合,优选为它们的热膨胀系数为互相相同的程度。
作为一例,可以列举冷却管14由铜(热膨胀系数16.6×10-6/K)或不锈钢(奥氏体类,热膨胀系数13.6×10-6/K)构成,板状构件12由上述热传导性高的树脂材料(热膨胀系数10~20×10-6/K)构成的组合。
作为板状构件12和冷却管14的材质的组合,通过使用它们的热膨胀系数为互相相同程度的材料,可以防止在板状构件12的硬化收缩时或成型后,在板状构件12和冷却管14之间形成由热变形量的差所引起的间隙,稳定地维持它们的热连接。
上述说明的本发明的冷却单元及其制造方法优选应用于需要冷却光学元件的各种光学装置中。通过该应用,可以实现光学装置的低成本化和小型化。
(投影机的构成)下面,作为上述冷却单元的应用例,参照附图对投影机的实施例进行说明。在下面的例子中,在后面所述的液冷单元46(参照图18)中,可以应用上述的冷却单元10、105、106及其制造方法。
此时,上述的光学元件11(参照图1、图12、图16)应用于后面所述的液晶面板441R、441G、441B、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443(参照图21)的至少一种之中。
同样,上述板状构件12、13应用于后面所述的液晶面板保持框445(框状部件4451、框状部件4452)、入射侧偏振片保持框446(框状部件4461、框状部件4462)和射出侧偏振片保持框447(框状部件4471、框状部件4472)的至少一种之中。
同样,上述冷却管14应用于后面所述的元件冷却管463(液晶面板冷却管4631R、入射侧偏振片冷却管4632R和射出侧偏振片冷却管4633R)之中。
通过将上述的冷却单元及其制造方法应用于后面所述的液冷单元46中,可以实现投影机的低成本化和小型化。进而,可以实现由冷却性能的提高而带来的长寿命化。
图18是示意性地表示投影机1的概略结构的视图。
投影机1是根据图像信息来调制从光源射出的光束而形成光学影像,并将形成的光学影像放大投射在屏幕上的装置。该投影机1包括外装壳体2、空冷装置3、光学单元4和作为投射光学装置的投射透镜5。
另外,在图18中,虽然省略掉图示,但在外装壳体2内,在空冷装置3、光学单元4和投射透镜5以外的空间内,配设有电源组件、灯驱动电路等。
外装壳体2,由合成树脂等构成,形成为在内部收纳配置空冷装置3、光学单元4和投射透镜5的整体大致长方形的形状。该外装壳体2,虽然省略掉图示,由上部壳体和下部壳体构成,所述上部壳体分别构成投影机1的顶面、前面、背面和侧面,所述下部壳体分别构成投影机1的底面、前面、侧面和背面,上述上部壳体和上述下部壳体由螺纹件等互相固定在一起。
另外,外装壳体2,不限于合成树脂等,也可以由其他的材料形成,例如可以由金属等构成。
另外,虽然省略掉图示,在该外装壳体2上形成有用于从投影机1的外部向内部导入空气的吸气口(例如图19所示的吸气口22)、和用于将在投影机1的内部被加热后的空气排出的排气口。
进而,在外装壳体2上,如图18所示,在投射透镜5的侧方且位于外装壳体2的角部分,形成有将光学单元4的后面所述的散热器466和轴流扇467等与其他构件隔离的隔离壁21。
空冷装置3是向形成在投影机1的内部的冷却流路内送入冷却空气,冷却在投影机1内产生的热量的装置。空冷装置3包括位于投射透镜5的侧方,将投影机1外部的冷却空气从形成在外装壳体2上的图中未示出的吸气口导入内部的西洛克风扇31;以及用于冷却图中未示出的电源组件、灯驱动电路等的冷却扇。
光学单元4是根据图像信息对从光源射出的光束进行光学处理而形成光学影像(彩色图像)的单元。该光学单元4的整体形状如图18所示,具有大致沿外装壳体2的背面延伸,同时沿外装壳体2的侧面延伸的俯视大致L字的形状。另外,对于该光学单元4的详细的结构,在后面叙述。
投射透镜5作为多块透镜组合而成的组合透镜而构成。而且,该投射透镜5将由光学单元4形成的光学影像(彩色图像)扩大投射在图中未示出的屏幕上。
(光学单元的详细结构)光学单元4如图18所示,包括收纳配置积分器照明光学系统41、色光分离光学系统42、中继光学系统43和光学装置44的光学部件用框体45和液冷单元46。
积分器照明光学系统41是用于大致均匀地照明构成光学装置44的后面所述的液晶面板的图像形成区域的光学系统。该积分器照明光学系统41,如图18所示,包括光源单元411、第1透镜阵列412、第2透镜阵列413、偏振变换元件414和重叠透镜415。
光源单元411包括射出放射状光线的光源灯416和反射从该光源灯416射出的放射光的反射器417。作为光源灯416,大多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18中,采用了放射面镜,但不限于此,也可以设为由椭球面反射镜构成,并在光束射出侧采用将由该椭球面反射镜反射的光束变为平行光的平行化凹透镜的结构。
第1透镜阵列412具有将从光轴方向观察具有大致矩形状的轮廓的小透镜排列成矩阵状的结构。各小透镜将从光源单元411射出的光束分割为多个部分光束。
第2透镜阵列413具有与第1透镜阵列412大致相同的结构,具有将小透镜排列成矩阵状的结构。该第2透镜阵列413具有与重叠透镜415一起,将第1透镜阵列412的各小透镜的像成像在光学装置44的后面所述的液晶面板上的功能。
偏振变换元件414是配置在第2透镜阵列413和重叠透镜415之间,将来自第2透镜阵列413的光变换为大致一个种类的偏振光的元件。
具体地,由偏振变换元件414变换为大致一个种类的偏振光的各部分光通过重叠透镜415而最终大致重叠在光学装置44的后面所述的液晶面板上。在使用了调制偏振光的类型的液晶面板的投影机中,由于只能利用一个种类的偏振光,因此连来自产生随机偏振光的光源单元411的光的大致一半都无法利用。因此,通过使用偏振变换元件414,将来自光源单元411的射出光变换为大致一个种类的偏振光,提高了光学装置44的光利用效率。
色光分离光学系统42,如图18所示,包括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射出的多个部分光束分离成红(R)、绿(G)、蓝(B)3色光的功能。
中继光学系统43,如图18所示,包括入射侧透镜431、中继透镜433和反射镜432、434,具有将由色光分离光学系统42分离的蓝色光引导到光学装置44的后面所述的蓝色光用液晶面板的功能。
此时,在色光分离光学系统42的分色镜421中,从积分器照明光学系统41射出的光束的红色光成分反射,同时绿色光成分和蓝色光成份透过。由分色镜421反射的红色光被反射镜423反射,通过场透镜418而到达光学装置44的后面所述的红色光用的液晶面板。该场透镜418将从第2透镜阵列413射出的各部分光束变换成相对于其中心轴(主光线)平行的光束。其他的设置在绿色光用、蓝色光用的液晶面板的光入射侧的场透镜418也同样。
在透过分色镜421的绿色光和蓝色光中,绿色光由分色镜422反射,通过场透镜418而到达光学装置44的后面所述的绿色光用的液晶面板。另一方面,蓝色光透过分色镜422而通过中继光学系统43,进而通过场透镜418而到达光学装置44的后面所述的蓝色光用的液晶面板。另外,在蓝色光中使用中继光学系统43,这是因为蓝色光的光程的长度比其他的色光的光程长度长,因此用以防止由光的发散等产生的光利用效率的降低。即,因为射入入射侧透镜431的部分的色光的光程长度较长,因此设为这样的结构,但也可考虑延长红色光的光程长度的结构。
光学装置44,如图18所示,是作为光调制元件的3块液晶面板441(设为红色光用液晶面板441R、绿色光用液晶面板441G、蓝色光用液晶面板441B),作为配置在该液晶面板441的光束入射侧和光束射出侧的光学变换元件的3个入射侧偏振片442和3个射出侧偏振片443,和作为色合成光学装置的交叉分色棱镜444一体地构成的装置。
液晶面板441,虽然省略掉了具体的图示,具有在一对透明的玻璃基板内密封封入作为电光学物质的液晶的结构,根据从图中未示出的控制装置输出的驱动信号,控制上述液晶的取向状态,调制从入射侧偏振片442射出的偏振光束的偏振方向。
入射侧偏振片442是这样的装置,即,由偏振变换元件414而将偏振方向一致化为大致相同方向的各色色光入射至其上,在入射的光束中,仅使与由偏振变换元件414一致化的光束的偏振轴大致相同方向的偏振光透过,并吸收其他的光束(光吸收型)。
该入射侧偏振片442,虽然省略掉了具体的图示,具有在蓝宝石玻璃或水晶等透光性基板上贴附偏光膜的结构。光吸收型的偏光膜,例如使包含碘分子或染料分子的薄膜在一个轴上延伸而形成,具有消光比比较高、入射角的依赖性较小的优点。
射出侧偏振片443是这样的装置,即,具有与入射侧偏振片442大致相同的结构,在从液晶面板441射出的光束中,仅使具有与入射侧偏振片442的光束的透过轴相垂直的偏振轴的光束透过,并吸收其他的光束(光吸收型)。
交叉分色棱镜444是对于每一从射出侧偏振片443射出的色光,将调制过的光学像合成而形成彩色图像的光学元件。该交叉分色棱镜444,形成4个直角棱镜贴合在一起的俯视大致正方形的形状,在直角棱镜互相贴合的界面上,形成有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射出并通过射出侧偏振片443的色光,使从液晶面板441G射出并通过射出侧偏振片443的色光透过。这样,由各液晶面板441R、441G、441B调制的各色光合成而形成彩色图像。
光学部件用框体45,例如由金属制构件构成,在内部设定有规定的照明光轴A,将上述的光学部件41~44收纳配置在与照明光轴A相对的规定位置。另外,光学部件用框体45并不限于金属制构件,也可以由其他的材料构成,特别优选地由热传导性材料构成。
液冷单元46,是使冷却流体循环而主要冷却光学装置44的单元,包括暂时储存冷却流体的主槽461、作为用于释放冷却流体的热量的散热部的散热器466、将冷却空气吹到该散热器466上的轴流扇467、除此还有后面所述的流体压送部、元件冷却管、支路罐、汇流罐和管部等。
这里,图19是从上方侧观察投影机1内的一部分的立体图。图18是从下方主要观察投影机1内的光学装置44和液冷单元46的立体图。
另外,在图19中,在光学部件用框体45内的光学部件中,为了说明的简略化,仅图示出光学装置44,省略了其他的光学部件41~43。另外,在图19和图20中,为了说明的简略化,省略了液冷单元46的构件的一部分而示出。
如图19所示,光学部件用框体45包括部件收纳构件451和堵塞部件收纳构件451的开口部分的图中未示出的盖状部件而构成。
其中,部件收纳构件451分别构成光学部件用框体45的底面、前面和侧面。
在该部件收纳构件451中,在侧面的内侧面,如图19所示,形成有用于使上述的光学部件41~44从上方滑动式嵌入的槽部451A。
另外,在侧面的正面部分,如图19所示,形成有用于将投射透镜5相对于光学单元4设置在规定位置的投射透镜设置部451B。该投射透镜设置部451B,形成平面看大致矩形的形状,在平面看大致中央部分与来自光学装置44的光束射出位置相对应形成有圆形形状的图中未示出的孔,由光学单元4形成的彩色图像通过上述孔而由投射透镜5放大投射。
(液冷单元)下面,对液冷单元46进行详细说明。
在图19和图20中,液冷单元46包括主槽461、流体压送部462(图20)、元件冷却管463、支路罐464(图20)、汇流罐465、散热器466、轴流扇467和管部469等。
主槽461,如图19和图20所示,整体具有大致圆柱形状,由铝等金属制的2个容器状构件构成,通过将2个容器状构件的开口部分互相连接而暂时将冷却流体蓄积在内部。这些容器状构件,例如通过密封焊接或将橡胶等弹性构件介于其间而连接。
在该主槽461的外周面上,如图20所示,形成有冷却流体的流入部461A和流出部461B。
这些流入部461A和流出部461B由管状构件构成,并以向主槽461的内外突出的方式配置。而且,在流入部461A的向外侧突出的一端连接有管部469的一端,来自外部的冷却流体经由该管部469而流入主槽461的内部。另外,在流出部461B的向外侧突出的一端也连接有管部469的一端,主槽461内部的冷却流体经由该管部469而流出到外部。
另外,在主槽461中,流入部461A和流出部461B的各中心轴线具有互相大致垂直的位置关系,由此,经由该流入部461A而流入主槽461的内部的冷却流体,就避免了经由流出部461B而直接流出到外部,通过在主槽461内部的混合作用,可以实现冷却流体的均质化和温度的均一化。然后,从主槽461流出的冷却流体经由管部469而向流体压送部462输送。
流体压送部462,如图20所示,将来自主槽461的冷却流体吸引到内部,同时将该冷却流体向支路罐464强制排出到外部。即,主槽461的流出部461B和流体压送部462的流入部462A经由管部469而连接在一起,流体压送部462的流出部462B和支路罐464的流入部464A经由管部469而连接在一起。
具体地,流体压送部462,具有例如在大致长方体形状的铝等金属制的中空构件内配置有叶轮的结构,在图中未示出的控制装置的控制下,通过上述叶轮的旋转,将积蓄在主槽461内的冷却流体经由管部469而强制吸引,将该冷却流体经由管部469而强制排出到外部。通过这样的结构,可以减小上述叶轮的旋转轴方向的厚度尺寸,实现小型化和节省空间化。在本实施例中,流体压送部462,如图19或图20所示,配置在投射透镜5的下方。
元件冷却管463是与光学装置44的液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443等各元件相邻配置的部件。而且,流过元件冷却管463的内部的冷却流体与各元件441、442、443之间进行热交换。
这里,图21是表示光学装置44的整体结构的立体图。
在图21中,如上所述,光学装置44是3块液晶面板441(红色光用液晶面板441R、绿色光用液晶面板441G、蓝色光用液晶面板441B)、配置在各液晶面板441的入射侧或射出侧的偏振片(入射侧偏振片442、射出侧偏振片443)和交叉分色棱镜444一体地构成的装置。
即,对于红(R)、绿(G)、蓝(B)每一颜色,按照射出侧偏振片443、液晶面板441和入射侧偏振片442的顺序,它们叠置在交叉分色棱镜444上。
而且,元件冷却管463是分别与液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443相对而单独设置的。
具体地,对于红色光,元件冷却管463包括配设在液晶面板441R的外周边缘的液晶面板冷却管4631R、配设在入射侧偏振片442的外周边缘的入射侧偏振片冷却管4632R、和配设在射出侧偏振片443的外周边缘的射出侧偏振片冷却管4633R。冷却流体从各元件冷却管4631R、4632R、4633R的流入部(入)流入各管内部,然后沿着各元件441R、442、443的外周边缘流动,从各管的流出部(出)流出到外部。
同样,对于绿色光,元件冷却管463包括配设在液晶面板441G的外周边缘的液晶面板冷却管4631G、配设在入射侧偏振片442的外周边缘的入射侧偏振片冷却管4632G、和配设在射出侧偏振片443的外周边缘的射出侧偏振片冷却管4633G;另外,对于蓝色光,包括配设在液晶面板441B的外周边缘的液晶面板冷却管4631B、配设在入射侧偏振片442的外周边缘的入射侧偏振片冷却管4632B、和配设在射出侧偏振片443的外周边缘的射出侧偏振片冷却管4633B。
在本实施例中,液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443各元件的外周边缘由保持框来保持,在该保持框的内部,沿着各元件的外周边缘部在大致整个周长上配置有各元件冷却管463。而且,在各元件441、442、443的相同边一侧,配设有各元件冷却管463的流入部(入)和流出部(出)。
另外,对于上述元件保持框和元件冷却管463的详细构造,在后面详细叙述。
返回图19和图20,支路罐464,如图20所示,是使从流体压送部462输送过来的冷却流体向各元件冷却管463分支的部件。
另外,汇流罐465,如图19所示,是使从各元件冷却管463输送来的冷却流体汇流并暂时积蓄的部件。
在本实施例中,在光学装置44的交叉分色棱镜444的一面上配置有支路罐464,在该交叉分色棱镜444的相反一侧的一面上配置有汇流罐465。支路罐464和汇流罐465的配置位置不限于此,也可以在其他的位置。
这里,图22是表示支路罐464的整体结构的立体图,图23是表示汇流罐465的整体结构的立体图。
支路罐464,如图22所示,具有整体大致圆柱形状,由铝等金属制的密闭的容器状构件构成,暂时将冷却流体蓄积在内部。
在该支路罐464的圆周面上,形成有冷却流体的流入部464A和流出部464B1、464B2、......464B9。
这些流入部464A和流出部464B1~464B9由管状构件构成,并以向支路罐464的内外突出的方式配置。而且,在流入部464A的向外侧突出的一端连接有管部469的一端,来自流体压送部462(参照图20)的冷却流体经由该管部469而流入支路罐464的内部。另外,在流出部464B1~464B9的向外侧突出的各端也分别连接有管部469的一端,支路罐464内部的冷却流体经由该管部469而向各元件冷却管463(参照图21)流出。
汇流罐465,与支路罐464相同,如图23所示,具有整体大致圆柱形状,由铝等金属制的密闭的容器状构件构成,暂时将冷却流体蓄积在内部。
在该汇流罐465的圆周面上,形成有冷却流体的流入部465A1、465A2、......465A9和流出部465B。
这些流入部465A1~464A9和流出部464B由管状构件构成,并以向汇流罐465的内外突出的方式配置。而且,在流入部465A1~464A9的向外侧突出的各端分别连接有管部469的一端,来自各元件冷却管463(参照图21)的冷却流体经由该管部469而流入汇流罐465的内部。另外,在流出部465B的向外侧突出的一端也连接有管部469的一端,汇流罐465内部的冷却流体经由该管部469而向散热器466流出。
返回图19和图20,散热器466如图20所示,包括流通冷却流体的管状构件4661和连接在该管状构件上的多个散热片4662。
管状构件4661,由铝等热传导性高的构件构成,从流入部4661A流入的冷却流体向流出部4661B在内部流动。管状构件4661的流入部4661A和汇流罐465的流出部465B经由管部469而连接在一起,管状构件4661的流出部4661B和主槽461经由管部469而连接在一起。
多个散热片4662,由铝等热传导性高的板状构件构成,并且并联配置。另外,轴流扇467以从散热器466的一面侧吹入冷却空气的方式构成。
而且,在散热器466中,流过管状构件4661内部的冷却流体的热量经由散热片4662而散热,同时通过由轴流扇467进行的冷却空气的供给而促进该散热。
另外,作为管部469的形成材料,例如可以使用铝等金属,也可以使用树脂制等其他的材料。
作为冷却流体,可以使用例如作为透明性非挥发性液体的乙二醇,也可以使用其他的液体。另外,本发明的冷却流体不限于液体,也可以使气体,另外,也可以使用液体和固体的混合物。
如以上所说明,在液冷单元46中,经由管部469,冷却流体按照主槽461、流体压送部462、支路罐464、元件冷却管463、汇流罐465和散热器466的顺序流动,该冷却流体从散热器466返回主槽461,在上述通路内反复流动而循环。
而且,在液冷单元46中,通过冷却流体流过各元件冷却管463,由光束的照射等而产生的光学装置44的各元件441、442、443的热量被适当除去,抑制了各元件441、442、443的温度上升。各元件441、442、443的热量经由各元件的保持框而向各元件冷却管463内的冷却流体传递。
(元件保持框和元件冷却管)接下来,对元件保持框和元件冷却管进行说明。这里,以与红色光有关的元件保持框和元件冷却管进行说明,与绿色光和蓝色光有关的元件保持框和元件冷却管也与此相同。
图24是表示光学装置44的红色光用的面板结构的部分立体图。
如图24所示,关于红色光,液晶面板441R的外周边缘保持在液晶面板保持框445上,入射侧偏振片442的外周边缘保持在入射侧偏振片保持框446上,射出侧偏振片443的外周边缘保持在射出侧偏振片保持框447上。各保持框445、446、447具有与液晶面板441R的图像形成区域相对应的后面所述的矩形状的开口部,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的外周边缘配设有液晶面板冷却管4631R,在入射侧偏振片保持框446的内部,沿着入射侧偏振片442的外周边缘配设有入射侧偏振片冷却管4632R,在射出侧偏振片保持框447的内部,沿着射出侧偏振片443的外周边缘配设有射出侧偏振片冷却管4633R。
图25是液晶面板保持框445的分解立体图,图26(A)是液晶面板保持框445的组装正视图,图26(B)是图26(A)中所示的A-A剖视图。
液晶面板保持框445,如图25所示,包括一对框状构件4451、4452和液晶面板固定板4453。
这里,液晶面板441R为透过型,具有在一对透明基板间密封封入液晶层的结构,一对基板包括形成有用于向液晶施加驱动电压的数据线、扫描线、开关元件、像素电极等的驱动基板;和形成有公共电极、黑底(黑矩阵)等的相向基板。
框状构件4451、4452分别为俯视大致矩形状的框体,具有与液晶面板441R的图像形成区域相对应的矩形状的开口部4451A、4452A和用于收纳液晶面板冷却管4631R的槽部4451B、4452B。框状构件4451和框状构件4452将液晶面板冷却管4631R夹在其间而互相相对地配置。作为框状构件4451、4452,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝(234W/(m·K))、镁(156W/(m·K))或其合金(压铸铝合金(大约100W/(m·K))、Mg-Al-Zn系合金(大约50W/(m·K)),除此之外还可以应用各种金属。另外,框状构件4451、4452不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
液晶面板固定板4453,如图25所示,由具有与液晶面板441R的图像形成区域相对应的矩形状的开口部4453A的板状构件构成,将液晶面板441R夹在其间地固定在框状构件4452上。该液晶面板固定板4453,如图26(B)所示,接触并配置在液晶面板441R上,具有将框状构件4451、4452和液晶面板441R互相紧密结合并将其热连接的功能,同时具有对液晶面板441R的热量进行散热的功能。另外,液晶面板441R的热量的一部分经由液晶面板固定板4453而向框状构件4451、4452传递。
液晶面板冷却管4631R,由例如具有环状的剖面并沿其中心轴线延长的导管或管道构成,如图25所示,相应于框状构件4451、4452的槽部4451B、4452B的形状弯曲加工而成。作为液晶面板冷却管4631R,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝、铜、不锈钢或其合金、除此之外还可以应用各种金属。另外,液晶面板冷却管4631R不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
具体地,液晶面板冷却管4631R如图26(A)和(B)所示,在液晶面板441R的外周边缘部的外侧,沿着液晶面板441R的外周边缘部配置在大致整个周长上。即,在框状构件4451、4452的各内表面(结合面、对向面)上,沿着开口部4451A、4452A的边缘部、在大致整个周长上形成有剖面大致半圆状的槽部4451B、4452B,槽部4451B和槽部4452B具有互相大致镜面对称的形状关系。而且,在将液晶面板冷却管4631R收纳在各槽部4451B、4452B内的状态下,框状构件4451、4452彼此互相接合在一起。在本实施例中,液晶面板冷却管4631R为圆形导管,其外径为与液晶面板441R的厚度相同的程度。
框状构件4451和框状构件4452的接合可以应用由螺纹件等进行的紧固接合、粘结接合、焊接接合以及配合等机械接合等各种方法。作为接合方法,优选使用液晶面板冷却管4631R和框状构件4451、4452(或液晶面板441R)之间的热传递性高的方法。
在液晶面板冷却管4631R的一端配设有冷却流体的流入部(入),在另一端配设有流出部(出)。液晶面板冷却管4631R的流入部和流出部分别连接在冷却流体循环用的配管(管部469)上。
从流入部(入)流入液晶面板冷却管4631R内的冷却流体,沿着液晶面板441R的外周边缘在大致整个周长上流动,从流出部(出)流出。另外,该冷却流体在液晶面板冷却管4631R内流动的时候,从液晶面板441R带走热量。即,液晶面板441R的热量经由框状构件4451、4452向液晶面板冷却管4631R内的冷却流体传递,向外部输送。
这里,在该液晶面板保持框445中,如图26(B)所示,在液晶面板441R的厚度方向上,接近液晶面板441R的光束入射面侧配设有液晶面板冷却管4631R。在液晶面板441R中,一般地与射出面侧相比,配置有黑底的入射面侧的热吸收较多。因此,通过在温度容易上升的入射面侧附近配设液晶面板冷却管4631R,可以有效地将液晶面板441R的热量除去。
进而,在液晶面板441R的侧面上设置有台阶,与入射面相比,射出面的面积大。因此,通过在面积小的入射面侧附近配设液晶面板冷却管4631R,可以实现构成要素的配置的高效化,并可以实现装置的小型化。
图27(A)是入射侧偏振片保持框446的组装正视图,图27(B)是图27(A)中所示的B-B剖视图。
入射侧偏振片保持框446,由与液晶面板保持框445(参照图25)大致相同的结构构成,如图27(A)和(B)所示,包括一对框状构件4461、4462和偏振片固定板4463。
这里,入射侧偏振片442由在透光性基板上贴附有偏光膜薄膜的结构构成。
框状构件4461、4462分别为俯视大致矩形状的框体,具有与入射侧偏振片442的光透过区域相对应的矩形状的开口部4461A、4462A和用于收纳入射侧偏振片冷却管4632R的槽部4461B、4462B。框状构件4461和框状构件4462将入射侧偏振片冷却管4632R夹在其间地相对配置。作为框状构件4461、4462,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝、镁或其合金,除此之外还可以应用各种金属。另外,框状构件4461、4462不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
偏振片固定板4463,如图27(A)和(B)所示,由具有与入射侧偏振片442的光透过区域相对应的矩形状的开口部4463A的板状构件构成,将入射侧偏振片442夹在其间地固定在框状构件4461上。该偏振片固定板4463,如图27(B)所示,与入射侧偏振片442接触地配置,具有将框状构件4461、4462和入射侧偏振片442互相紧密结合并将其热连接的功能,同时具有对入射侧偏振片442的热量进行散热的功能。另外,入射侧偏振片442的热量的一部分经由偏振片固定板4463而向框状构件4461、4462传递。
入射侧偏振片冷却管4632R,由例如通过拉拔加工或拉深加工所形成的无缝管构成,相应于框状构件4461、4462的槽部4461B、4462B的形状弯曲加工而成。作为入射侧偏振片冷却管4632R,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝、铜、不锈钢或其合金、除此之外还可以应用各种金属。另外,入射侧偏振片冷却管4632R不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
具体地,入射侧偏振片冷却管4632R如图27(A)和(B)所示,在入射侧偏振片442的外周边缘部的外侧,沿着入射侧偏振片442的外周边缘部配置在大致整个周长上。即,在框状构件4461、4462的各内表面(结合面、对向面),沿着开口部4461A、4462A的边缘部、在大致整个周长上形成有剖面大致半圆状的槽部4461B、4462B,槽部4461B和槽部4462B具有互相大致镜面对称的形状关系。而且,在将入射侧偏振片冷却管4632R收纳在各槽部4461B、4462B内的状态下,框状构件4461、4462彼此互相接合在一起。在本实施例中,入射侧偏振片冷却管4632R为圆形导管,其外径为与入射侧偏振片442的厚度相同的程度。
框状构件4461和框状构件4462的接合可以应用由螺纹件等进行的紧固接合、粘结接合、焊接接合以及配合等机械接合等各种方法。作为接合方法,优选使用入射侧偏振片冷却管4632R和框状构件4461、4462(或入射侧偏振片442)之间的热传递性高的方法。
在入射侧偏振片冷却管4632R的一端配设有冷却流体的流入部(入),在另一端配设有冷却流体的流出部(出)。入射侧偏振片冷却管4632R的流入部和流出部分别连接在冷却流体循环用的配管(管部469)上。
从流入部(入)流入入射侧偏振片冷却管4632R内的冷却流体,沿着入射侧偏振片442的外周边缘在大致整个周长上流动,从流出部(出)流出。另外,该冷却流体在入射侧偏振片冷却管4632R内流动的时候,从入射侧偏振片442带走热量。即,入射侧偏振片442的热量经由框状构件4461、4462向入射侧偏振片冷却管4632R内的冷却流体传递,向外部输送。
图28(A)是射出侧偏振片保持框447的组装正视图,图28(B)是图28(A)中所示的C-C剖视图。
射出侧偏振片保持框447,由与入射侧偏振片保持框446(参照图10)大致相同的结构构成,如图28(A)和(B)所示,包括一对框状构件4471、4472和偏振片固定板4473。
这里,射出侧偏振片443与入射侧偏振片442相同,由在透光性基板上贴附有偏光膜薄膜的结构构成。
框状构件4471、4472分别为俯视大致矩形状的框体,具有与射出侧偏振片443的光透过区域相对应的矩形状的开口部4471A、4472A和用于收纳射出侧偏振片冷却管4633R的槽部4471B、4472B。框状构件4471和框状构件4472将射出侧偏振片冷却管4633R夹在其间地相对配置。作为框状构件4471、4472,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝、镁或其合金,除此之外还可以应用各种金属。另外,框状构件4471、4472不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
偏振片固定板4473,如图28(A)和(B)所示,由具有与射出侧偏振片443的光透过区域相对应的矩形状的开口部4473A的板状构件构成,将射出侧偏振片443夹在其间地固定在框状构件4471上。该偏振片固定板4473,如图28(B)所示,与射出侧偏振片443接触地配置,具有将框状构件4471、4472和射出侧偏振片443互相紧密结合并将其热连接的功能,同时具有对射出侧偏振片443的热量进行散热的功能。另外,射出侧偏振片443的热量的一部分经由偏振片固定板4473而向框状构件4471、4472传递。
射出侧偏振片冷却管4633R,由例如通过拉拔加工等所形成的无缝管构成,相应于框状构件4471、4472的槽部4471B、4472B的形状弯曲加工而成。作为射出侧偏振片冷却管4633R,优选使用由热导率高的材质构成的热良导体,例如铝、铜、不锈钢或其合金、除此之外还可以应用各种金属。另外,射出侧偏振片冷却管4633R不限于金属材料,也可以是热导率高的(例如5W/(m·K)或以上)的其他材料(树脂材料等)。
具体地,射出侧偏振片冷却管4633R如图28(A)和(B)所示,在射出侧偏振片443的外周边缘部的外侧,沿着射出侧偏振片443的外周边缘部配置在大致整个周长上。即,在框状构件4471、4472的各内表面(结合面、对向面),沿着开口部4471A、4472A的边缘部、在大致整个周长上形成有剖面大致半圆状的槽部4471B、4472B,槽部4471B和槽部4472B具有互相大致镜面对称的形状关系。而且,在将射出侧偏振片冷却管4633R收纳在各槽部4471B、4472B内的状态下,框状构件4471、4472彼此互相接合在一起。在本实施例中,射出侧偏振片冷却管4633R由圆形导管构成,其外径为与射出侧偏振片443的厚度相同的程度。
框状构件4471和框状构件4472的接合可以应用由螺纹件等进行的紧固接合、粘结接合、焊接接合以及配合等机械接合等各种方法。作为接合方法,优选使用射出侧偏振片冷却管4633R和框状构件4471、4472(或射出侧偏振片443)之间的热传递性高的方法。
在射出侧偏振片冷却管4633R的一端配设有冷却流体的流入部(入),在另一端配设有流出部(出)。射出侧偏振片冷却管4633R的流入部和流出部分别连接在冷却流体循环用的配管(管部469)上。
从流入部(入)流入射出侧偏振片冷却管4633R内的冷却流体,沿着射出侧偏振片443的外周边缘在大致整个周长上流动,从流出部(出)流出。另外,该冷却流体在射出侧偏振片冷却管4633R内流动的时候,从射出侧偏振片443带走热量。即,射出侧偏振片443的热量经由框状构件4471、4472向射出侧偏振片冷却管4633R内的冷却流体传递,向外部输送。
这样,在本实施例中,对于红色光,在液晶面板441R、入射侧偏振片442、射出侧偏振片443各元件的保持框445、446、447的内部配设有元件冷却管4631R、4632R、4633R,通过流过该元件冷却管4631R、4632R、4633R的冷却流体而将各元件441R、442、443的热量适当除去。即,经由各保持框445、446、447而将各元件441R、442、443与元件冷却管4631R、4632R、4633R热连接,在各元件441R、442、443与元件冷却管4631R、4632R、4633R内的冷却流体之间进行热交换,由此各元件441R、442、443的热量经由保持框445、446、447而向元件冷却管4631R、4632R、4633R内的冷却流体传递。然后,通过各元件441R、442、443的热量向冷却流体移动,各元件441R、442、443被冷却。
另外,在本实施例中,各元件冷却管4631R、4632R、4633R沿着各元件441R、442、443的外周边缘部而配置在大致整个周长上,因此实现了传热面积的扩大,将各元件有效地冷却。
而且,通过冷却流体的通路(元件冷却管4631R、4632R、4633R)沿着各元件441R、442、443的外周边缘部而配设,图像形成用的光束没有通过冷却流体中,因此避免了在由液晶面板441R所形成的光学像中包括冷却流体中的气泡或尘埃等影像,或产生伴随着冷却流体的温度分布的光学像的摇动。
另外,在本实施例中,各元件441R、442、443的外周边缘部的冷却流体的通路由管(元件冷却管4631R、4632R、4633R)形成,因此用于形成通路的接合部较少即可。由于接合部的个数或面积较少,因此可以实现结构的简单化,同时防止了冷却流体的泄漏。
这样,根据本实施例,可以抑制由于使用冷却流体而引起的缺陷,同时可有效抑制各元件441R、442、443的温度上升。
另外,在将元件冷却管4631R、4632R、4633R配设于元件保持框445、446、447的内部的构造中,保持框445、446、447兼作为各元件441R、442、443的保持装置和冷却装置,其结果是,容易实现小型化,可优选应用于小型的光学元件。
例如,在本实施例中,在各元件441R、442、443的外周边缘部的外侧,预先配设具有与各元件的厚度相同程度的外径的元件冷却管4631R、4632R、4633R,抑制了由于具备冷却流体通路而造成的厚度方向的扩大。
上面,以光学装置44(参照图21)的红色光用的面板结构及其冷却构造为代表进行了说明,对于绿色光和蓝色光也与此相同,各元件(液晶面板、入射侧偏振片、射出侧偏振片)单独保持在保持框内,在该保持框的内部配设有元件冷却管。
即,在本实施例中,包括3块液晶面板441R、441G、441B和3块入射侧偏振片442和3块射出侧偏振片443合计9个光学元件,用冷却流体单独冷却。通过单独冷却各元件,可以可靠地防止伴随着各元件的温度上升而引起的缺陷的发生。
(配管系统)图29是表示上述光学装置44中的冷却流体的液流的配管系统图。
如图29所示,在本实施例中,相对于包括光学装置44的3块液晶面板441R、441G、441B和3块入射侧偏振片442和3块射出侧偏振片443的合计9个光学元件,冷却流体的通路被并联地设置。
具体地,包括与红色光有关的液晶面板冷却管4631R、入射侧偏振片冷却管4632R和射出侧偏振片冷却管4633R的3个元件冷却管,一端分别连接在支路罐464上且另一端分别连接在汇流罐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也是一端分别连接在支路罐464上且另一端分别连接在汇流罐465上。其结果是,上述9个元件冷却管并联配置在支路罐464和汇流罐465之间的冷却流体的通路上。
冷却流体,在支路罐464分支为每色3个合计9个通路,在9个元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B)内并联流动。上述9个元件冷却管在冷却流体的通路上并联配置,因此在各元件冷却管内流入大致相同温度的冷却流体。通过沿着各元件的外周边缘而使冷却流体在各元件冷却管内流动,各元件被冷却,同时在各元件冷却管内流动的冷却流体的温度上升。该热交换后,冷却流体在汇流罐465内集流,通过前面所说明的散热器466(参照图20)内的散热而被冷却。然后,温度下降了的冷却流体再次被供给支路罐464。
在本实施例中,与9个光学元件相对应的9个元件冷却管并联配置在冷却流体的通路上,因此从支路罐464到汇流罐465的冷却流体的通路的长度比较短,由该通路的压力损失而引起的流路阻力较小。因此,即使各元件冷却管的直径较小也容易确保冷却流体的流量,另外由于分别对各元件提供温度比较低的冷却流体,因此可以有效冷却各元件。
另外,在上述9个光学元件中,相对于发热较少的元件,也可以省略掉元件冷却管的配置。例如,在入射侧偏振片442或射出侧偏振片443为无机偏振片等光束吸收较少的形态的时候,可以设为相对于它们省略掉冷却管的结构。
另外,不限于将多个元件冷却管全部并联配置在冷却流体的通路上的结构,也可以设为将至少一部分串联配置的结构。此时,可以根据各元件的发热量来确定通路。
图30表示上述配管系统的变形例。另外,对于与图29相同的构成要素标以相同标号。
在图30中,相对于包括光学装置44的3块液晶面板441R、441G、441B和3块入射侧偏振片442和3块射出侧偏振片443的合计9个光学元件分别配设有元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B),同时冷却流体的通路对于每种颜色都串联地设置。
具体地,对于红色光,支路罐464的流出部和射出侧偏振片冷却管4633R的流入部连接在一起,射出侧偏振片冷却管4633R的流出部和液晶面板冷却管4631R的流入部连接在一起,液晶面板冷却管4631R的流出部和入射侧偏振片冷却管4632R的流入部连接在一起,入射侧偏振片冷却管4632R的流出部和汇流罐465的流入部连接在一起。即,从支路罐464向汇流罐465,按照射出侧偏振片冷却管4633R、液晶面板冷却管4631R、入射侧偏振片冷却管4632R的顺序,将它们串联配置。同样,对于绿色光,从支路罐464向汇流罐465,按照射出侧偏振片冷却管4633G、液晶面板冷却管4631G、入射侧偏振片冷却管4632G的顺序,将它们串联配置。另外,对于蓝色光也一样,从支路罐464向汇流罐465,按照射出侧偏振片冷却管4633B、液晶面板冷却管4631B、入射侧偏振片冷却管4632B的顺序,将它们串联配置。
冷却流体,在支路罐464分支为3个通路。然后,按每个颜色分别首先流入射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B,然后流入液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B,最后流入入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B。通过沿着各元件的外周边缘而使冷却流体在各元件冷却管内流动,各元件被冷却,同时在各元件冷却管内流动的冷却流体的温度上升。在本例中,由于每个颜色3个元件冷却管被串联配置,因此冷却流体的流入时的温度(入口温度)在上游侧的射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B处最低,液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B处第二低,下游侧的入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B处比较高。然后,冷却流体在汇流罐465内集流,通过前面所说明的散热器466(参照图20)内的散热而被冷却。然后,温度下降了的冷却流体再次被供给支路罐464。
这里,在液晶面板441R、441G、441B中,与由液晶层引起的光吸收同时,光束被形成在驱动基板上的数据线和扫描线和形成在相向基板上的黑色基体等吸收一部分。另外,在入射侧偏振片442中,入射的光束通过上游侧的偏振变换元件414(参照图18)变换成大致一个种类的偏振光,该光束的大部分透过,光束的吸收比较少。另外,在射出侧偏振片443中,入射的光束根据图像信息而使得其偏振方向被调制,通常该光束的吸收量比入射侧偏振片442多。
而且,光学装置44的发热量具有按照入射侧偏振片、液晶面板、射出侧偏振片的顺序升高的倾向(入射侧偏振片<液晶面板<射出侧偏振片)。
在该图30的例子中,由于每种颜色3个元件冷却管在冷却流体的通路上串联排列,与9个元件冷却管全都并联配置的结构相比,可以实现配管的缩小化。
另外,由于对发热量比较高的射出侧偏振片443最先提供冷却流体,因此可以可靠地冷却射出侧偏振片443。
另外,在上述的例子中按照发热量由高到低的顺序从上游侧开始串联配置元件冷却管,但并不限于此。也可以按照发热量由低到高的顺序从上游侧开始串联配置元件冷却管,或者也可以是别的顺序。配置的顺序根据多个元件之间的发热量的差、元件冷却管的冷却能力等来设定。
进而,并不限于每个颜色的多个元件冷却管都串联配置,如下所述,也可以是仅将一部分串联配置的结构。
图31表示上述配管系统的其他的变形例。另外,对于与图29相同的构成要素标以相同标号。
在图31的例子中,相对于包括光学装置44的3块液晶面板441R、441G、441B和3块入射侧偏振片442和3块射出侧偏振片443的合计9个光学元件,分别配设有元件冷却管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B),同时冷却流体的通路按每种颜色都一部分串联地设置。
具体地,对于红色光,从支路罐464向汇流罐465,按照液晶面板冷却管4631R、入射侧偏振片冷却管4632R的顺序将它们串联,与其相并联地配置有射出侧偏振片冷却管4633R。即,支路罐464的流出部和液晶面板冷却管4631R的流入部连接在一起、液晶面板冷却管4631R的流出部和入射侧偏振片冷却管4632R的流入部连接在一起、入射侧偏振片冷却管4632R的流出部和汇流罐465的流入部连接在一起。此外,支路罐464的流出部和射出侧偏振片冷却管4633R的流入部连接在一起、射出侧偏振片冷却管4633R的流出部和汇流罐465的流入部连接在一起。同样,对于绿色光,从支路罐464向汇流罐465,按照液晶面板冷却管4631G、入射侧偏振片冷却管4632G的顺序将它们串联,与其相并联地配置有射出侧偏振片冷却管4633G。对于蓝色光也一样,按照液晶面板冷却管4631B、入射侧偏振片冷却管4632B的顺序将它们串联,与其相并联地配置有射出侧偏振片冷却管4633B。
冷却流体,在支路罐464分支为每种颜色2个合计6个通路。然后,该冷却流体按每种颜色分别首先流入液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B和射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B。流过液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B的冷却流体接下来流过入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B,然后朝向汇流罐465。另一方面,流过射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B的冷却流体,按每种颜色分别从射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B直接朝向汇流罐465。通过沿着各元件的外周边缘使冷却流体流过各元件冷却管内,各元件被冷却,同时流过各元件冷却管的冷却流体的温度上升。在本例中,冷却流体的流入时的温度(入口温度)在上游侧的液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B和射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B处较低,在入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B处比较高。另外,如上所述,由于射出侧偏振片443的发热量与其他的元件相比最高,因此射出侧偏振片冷却管4633R、4633G、4633B的冷却流体的流出时的温度(出口温度)较高,与此相比,液晶面板冷却管4631R、4631G、4631B的出口温度比较低。因此,在该图31的例子中,入射侧偏振片冷却管4632R、4632G、4632B的入口温度比前面的图30的例子低。然后,在各元件外周边缘流过的冷却流体在汇流罐465内集流,通过前面所说明的散热器466(参照图20)内的散热而被冷却。然后,温度下降了的冷却流体再次被供给支路罐464。
在该图31的例子中,由于每种颜色2个元件冷却管串联配置且与其相并联地配置有另外的1个元件冷却管,因此与9个元件冷却管全都并联配置的结构相比,可以实现配管空间的缩小化。
另外,通过与相对于发热量高的射出侧偏振片443的冷却通路相并联,相对于液晶面板441R、441G、441B和入射侧偏振片442设置有冷却通路,避免了射出侧偏振片443的热影响影响其他的元件,并可以有效冷却液晶面板441R、441G、441B和入射侧偏振片442。
另外,在上述图29、图30和图31的例子中,红(R)、绿(G)、蓝(B)这3色的冷却构造为分别相同的结构,但也可以是每个颜色不同的结构。例如,也可以对于红色光和蓝色光采用图30或图31的结构,对于蓝色光采用图29或图31的结构。或者也可以是其他的组合。
这里,绿色光一般光强度比较强,因此其光学元件温度也容易上升。因此,通过对绿色光采用冷却效果高的冷却构造,对其他的红色光和蓝色光采用简单结构的冷却构造,可以实现配管空间的缩小化和元件冷却的高效化。
另外,在上述图29、图30和图31的例子中,支路罐464相应于红、绿、蓝3色而将冷却流体的通路至少分支为3个,但并不限于此。例如,也可以是支路罐464将冷却流体的通路分支为与红色光和蓝色光有关的系统和与绿色光有关的系统的结构。此时,例如,通过将与红色光和蓝色光有关的冷却构造串联配置,与其相并联地配置与绿色光有关的冷却构造,与上述相同,可以实现配管空间的缩小化和元件冷却的高效化。
在上述实施方式中,对使用了3块液晶面板的投影机的例子进行了说明,但本发明也可以应用于仅使用了1块液晶面板的投影机、仅使用了2块液晶面板的投影机、或者使用了4块或以上液晶面板的投影机中。
另外,不限于透过型的液晶面板,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,也可以使用使用了微镜的器件等液晶以外的光调制元件。此时,光束入射侧和光束射出侧的偏振片可以省略。
另外,本发明也可以应用于从观察屏幕方向进行投射的正投型的投影机、以及从与观察屏幕方向相反一侧进行投射的背投型的投影机。
上面,参照附图对本发明的优选实施例进行了说明,但并不是说本发明仅限于该例子。只要本领域熟练技术人员,应该明白,在专利权利要求的范围所述的技术思想的范围内,可以思考出各种变更例或修正例,很明显,对此当然也属于本发明的技术范围。
权利要求
1.一种冷却单元的制造方法,它是制造具备在内部流过冷却流体的冷却板的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却板具有在中间夹着流过冷却流体的冷却管而使一对板状构件相对配置的结构;该制造方法包括在上述一对板状构件的至少一方的对向面上形成收纳上述冷却管的槽部的槽部形成工序;将上述冷却管收纳在上述槽部并将上述一对板状构件互相结合的结合工序;和将热传导材料填充在上述槽部和上述冷却管之间的间隙的填充工序。
2.如权利要求1所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述热传导材料包含混合有金属材料的树脂材料、混合有碳材料的树脂材料以及热熔材料中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述热传导材料在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
4.如权利要求1~3中的任意一项所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,在上述槽部形成工序中,使用铸造法或锻造法形成上述槽部。
5.如权利要求1~4中的任意一项所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,在上述槽部形成工序中,还在上述槽部的内表面和/或上述一对板状构件的至少一方的对向面上,形成至少暂时收纳上述热传导材料的辅助槽。
6.如权利要求1~5中的任意一项所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,在上述填充工序中,使上述热传导材料软化且流动而进行上述热传导材料的填充。
7.如权利要求6所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,通过由保持上述一对板状构件的物体进行的加热和/或上述冷却管内的高温流体的流动,使上述热传导材料软化。
8.如权利要求1~7中的任意一项所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,在上述结合工序中,使用由螺纹件等进行的紧固、粘结、焊接以及配合等机械结合中的至少一种。
9.如权利要求8所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,由上述热传导材料的粘结力得到上述一对板状构件之间的结合力的至少一部分。
10.一种冷却单元的制造方法,它是制造具备在内部流过冷却流体的冷却板的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却板具有在中间夹着流过冷却流体的冷却管而使一对板状构件相对配置的结构;该制造方法具有下述工序,即在将上述冷却管配置于上述一对板状构件中的第1板状构件上的状态下,使用熔点比该冷却管低的材料,通过成型而在该冷却管的周围形成第2板状构件的工序。
11.如权利要求10所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,随着上述第2板状构件的成型使上述第1板状构件和上述第2板状构件结合在一起。
12.如权利要求10或11所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述第1板状构件由金属材料或树脂材料构成,上述第2板状构件由树脂材料构成。
13.如权利要求12所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述树脂材料包含混合有金属材料的树脂材料以及混合有碳材料的树脂材料中的至少一种。
14.如权利要求10~13中的任意一项所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却管和上述一对板状构件的各板状构件之间的热膨胀系数为相同程度。
15.如权利要求10~14中的任意一项所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,还包括在上述冷却管与上述一对板状构件的至少一方之间的间隙中填充热传导材料的工序。
16.如权利要求15所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述热传导材料包含混合有金属材料的树脂材料、混合有碳材料的树脂材料以及热熔材料中的至少一种。
17.如权利要求15或16所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述热传导材料在上述冷却板的使用温度范围内具有弹性。
18.如权利要求10~17中的任意一项所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,在上述第1板状构件上,形成有与上述间隙相连通且至少暂时收纳上述热传导材料的辅助槽。
19.如权利要求15~18中的任意一项所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,使上述热传导材料软化并流动而进行上述热传导材料的填充。
20.如权利要求19所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,通过上述第2板状构件成型时的热量和/或上述冷却管内的高温流体的流动,来使上述热传导材料软化。
21.一种冷却单元的制造方法,它是制造具备在内部流过冷却流体的冷却板的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却板具有在板状构件的内部配置有流过冷却流体的冷却管的结构;该制造方法包括使用熔点比上述冷却管低的材料,通过成型而在上述冷却管的周围形成上述板状构件的工序。
22.如权利要求21所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却管和上述板状构件都由金属材料构成。
23.如权利要求22所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述板状构件的热膨胀系数比上述冷却管高。
24.如权利要求22或23所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却管由铜合金构成,上述板状构件由铝合金或镁合金构成。
25.如权利要求21所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却管由金属材料构成,上述板状构件由热传导性高的树脂材料构成。
26.如权利要求25所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述冷却管和上述板状构件之间的热膨胀系数为同等程度。
27.如权利要求25或26所述的冷却单元的制造方法,其特征在于,上述树脂材料包含混合有金属材料的树脂材料以及混合有碳材料的树脂材料中的至少一种。
28.一种冷却单元,其特征在于,由权利要求1~27中的任意一项所述的制造方法来制造。
29.一种光学装置,它是包括根据图像信息调制从光源射出的光束来形成光学像的光调制元件而构成的光学装置,其特征在于,至少在由权利要求1~27中的任意一项所述的制造方法所制造的冷却单元上安装上述光调制元件。
30.一种投影机,其特征在于,包括光源装置;如权利要求29所述的光学装置;和放大投射由上述光学装置所形成的光学像的投射光学装置。
全文摘要
提供一种适合于低成本化和小型化的冷却单元的制造方法。具备冷却单元的冷却板具有在中间夹着流过冷却流体的冷却管(14)并使一对板状构件(12、13)相对配置的结构。本发明的制造方法包括在一对板状构件(12、13)的至少一方的对向面(123、133)上形成收纳冷却管(14)的槽部(122、132)的槽部形成工序;将冷却管(14)收纳在槽部(122、132)中并将一对板状构件(12、13)互相结合的结合工序;和用热传导材料填充槽部(122、132)和冷却管(14)之间的间隙的填充工序。
文档编号G03B21/00GK1828408SQ200610057879
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月1日 优先权日2005年3月1日
发明者藤森基行, 木下悟志, 座光寺诚 申请人:精工爱普生株式会社
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