專利名稱：光學(xué)裝置和投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)裝置和投影儀。
背景技術(shù)：
具有根據(jù)圖像信息調(diào)制來(lái)自光源的光束的光調(diào)制元件和放大投射由光調(diào)制元件調(diào)制的光束的投射光學(xué)裝置的投影儀已為人們所熟知。
作為光調(diào)制元件，例如采用在一對(duì)基板間密封地封入液晶的有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的液晶面板。通常，在液晶面板的光束入射側(cè)和光束射出側(cè)分別配置有透過(guò)具有指定的偏振軸的光束的入射側(cè)偏振片和射出側(cè)偏振片。
在具有上述液晶面板的投影儀中，從光源射出光束時(shí)，由于液晶層、黑矩陣(黑底)和各種布線等的光吸收，液晶面板的溫度容易上升，另外，偏振片也容易發(fā)熱。
因此，有在液晶面板與偏振片之間配置作為液體冷卻層的透過(guò)型的冷卻室，使冷卻流體流過(guò)該冷卻室從而抑制光調(diào)制元件、偏振片等的溫度上升的技術(shù)(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1)。
另外，作為使用冷卻流體的冷卻結(jié)構(gòu)，有在相對(duì)裝配的一對(duì)金屬板的內(nèi)表面間配置作為冷卻液流路的金屬管而構(gòu)成的冷卻板的結(jié)構(gòu)。該冷卻板通過(guò)在一對(duì)金屬板的至少一方形成比金屬管大的管收納溝，而將金屬管和一對(duì)金屬板裝配成一體而構(gòu)成。并且，在該制造過(guò)程中，在進(jìn)行上述裝配之后將加壓流體供給到金屬管內(nèi)，擴(kuò)大該管的直徑而使金屬管與管收納溝緊密接觸(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平1-159684號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2002-156195號(hào)公報(bào)在使冷卻流體流過(guò)液晶面板與偏振片之間的技術(shù)中，因?yàn)閳D像形成用的光束從該冷卻流體中通過(guò)，所以，液晶面板上形成的光學(xué)像中有可能包含著冷卻流體中的氣泡或塵埃的像，或者由于冷卻流體內(nèi)的溫度分布引起光學(xué)像發(fā)生搖晃，從而導(dǎo)致圖像劣化。另外，例如在冷卻流體發(fā)生劣化時(shí)，光束的透過(guò)率將降低，結(jié)果，在液晶面板上形成的光學(xué)像的照度降低或色再現(xiàn)性變差。
另外，在相對(duì)裝配的一對(duì)金屬板的內(nèi)表面間配置作為冷卻液流路的金屬管而構(gòu)成的冷卻板，在其制造過(guò)程中，將管收納溝相對(duì)金屬板的裝配面形成為倒錐形狀，在進(jìn)行金屬管的擴(kuò)徑時(shí)通過(guò)使該溝的邊緣部分(底切部)嵌入金屬管而使金屬板與金屬管結(jié)合。
因此，在上述底切部的形成中，需要使用特殊的刀具進(jìn)行切削加工，從而難于實(shí)現(xiàn)低成本化。
另外，為了使金屬管與收納溝良好地緊密接觸，必須反復(fù)多次進(jìn)行金屬管的擴(kuò)徑工序，從而需要很多時(shí)間。
此外，金屬管為小直徑時(shí)，難于進(jìn)行管的擴(kuò)徑，另外，由于管的變形量容易不均勻，所以，在管與收納溝之間容易發(fā)生間隙，結(jié)果，容易招致冷卻板的冷卻能力降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供使用冷卻流體能夠有效地抑制光調(diào)制元件的溫度上升并對(duì)低成本化和小型化也有利的光學(xué)裝置和投影儀。
本發(fā)明的第1光學(xué)裝置的特征在于，具有光學(xué)元件、保持上述光學(xué)元件的周邊部的保持框和在上述保持框的內(nèi)部沿上述光學(xué)元件的周邊部配置的流過(guò)冷卻流體的冷卻管，并在上述保持框與上述冷卻管的間隙中填充熱傳導(dǎo)材料。
在該第1光學(xué)裝置中，冷卻管配置在光學(xué)元件的保持框的內(nèi)部，所以，流過(guò)冷卻管的冷卻流體將適當(dāng)?shù)爻ス鈱W(xué)元件的熱。即，光學(xué)元件和冷卻管通過(guò)保持框進(jìn)行熱接觸，在光學(xué)元件與冷卻管內(nèi)的冷卻流體之間進(jìn)行熱交換，光學(xué)元件的熱通過(guò)保持框傳遞給冷卻管內(nèi)的冷卻流體。并且，通過(guò)使光學(xué)元件的熱向冷卻流體移動(dòng)，冷卻該光學(xué)元件。
冷卻管沿光學(xué)元件的周邊部設(shè)置，所以，圖像形成用的光束不通過(guò)冷卻流體，因此，可以避免在光學(xué)元件上形成的光學(xué)像中包含冷卻流體中的氣泡或塵埃等的像，從而可以避免發(fā)生伴隨冷卻流體的溫度分布的光學(xué)像的搖動(dòng)。
此外，在該光學(xué)裝置中，元件周邊部的冷卻流體的通路由管(冷卻管)形成，所以，可以減少通路形成用的接合部。因此，可以減小流體泄漏的危險(xiǎn)，另外，由于在流路方向形成均勻而光滑的流路，所以可以減小配管阻抗。
因此，按照該光學(xué)裝置，可以抑制使用冷卻流體引起的不良狀況，從而能夠有效地抑制光調(diào)制元件的溫度上升。
在光調(diào)制元件的保持框的內(nèi)部設(shè)置冷卻管的結(jié)構(gòu)，保持框兼作光調(diào)制元件的保持單元和冷卻單元，從而可以實(shí)現(xiàn)小型化，非常適合于應(yīng)用小型的光學(xué)元件。
另外，在該第1光學(xué)裝置中，在板狀構(gòu)件和冷卻管相互連接的部分，兩者直接進(jìn)行熱接觸，在產(chǎn)生有間隙的部分兩者通過(guò)熱傳導(dǎo)材料間接地進(jìn)行熱接觸。
即，在該第1光學(xué)裝置中，不將冷卻管擴(kuò)徑就可以使板狀構(gòu)件與冷卻管進(jìn)行熱接觸。由于不需要冷卻管的擴(kuò)徑工序，所以，可以大幅度縮短制造時(shí)間，另外，也非常適合于小直徑的冷卻管。
因此，該第1光學(xué)裝置對(duì)低成本化和小型化有利。
而且，熱傳導(dǎo)材料的熱傳導(dǎo)率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)則更好。熱傳導(dǎo)材料的熱傳導(dǎo)率小于3W/(m·K)時(shí)，板狀構(gòu)件的熱難于向冷卻管移動(dòng)。另外，通過(guò)使熱傳導(dǎo)材料的熱傳導(dǎo)率大于等于5W/(m·K)，可以使板狀構(gòu)件的熱向冷卻管良好地移動(dòng)。
在上述第1光學(xué)裝置中，上述熱傳導(dǎo)材料可以構(gòu)成為包括混入有金屬材料的樹脂材料、混入有碳材料的樹脂材料和熱熔材料中的至少1種。
這時(shí)，上述熱傳導(dǎo)材料最好在上述冷卻板的使用溫度范圍內(nèi)具有彈性。
通過(guò)使熱傳導(dǎo)材料具有彈性，熱傳導(dǎo)材料可以根據(jù)伴隨熱變形等的板狀構(gòu)件與冷卻管的間隙的變化而伸縮，從而可以穩(wěn)定地維持板狀構(gòu)件與冷卻管的熱接觸。
另外，在上述第1光學(xué)裝置中，上述保持框具有將上述冷卻管夾在中間的一對(duì)框狀構(gòu)件相對(duì)配置的結(jié)構(gòu)，在上述一對(duì)框狀構(gòu)件的至少一方的相對(duì)面上形成收納上述冷卻管的溝部，上述熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成為配置在上述溝部與上述冷卻管的間隙和/或上述一對(duì)框狀構(gòu)件之間的間隙中。
按照該結(jié)構(gòu)，可以比較容易地將冷卻管設(shè)置在保持框的內(nèi)部。
這時(shí)，可以構(gòu)成為在上述溝部的內(nèi)表面和/或上述一對(duì)框狀構(gòu)件的至少一方的相對(duì)面上形成至少暫時(shí)收容上述熱傳導(dǎo)材料輔溝。
利用上述輔溝，可以根據(jù)板狀構(gòu)件與冷卻管的間隙的容積適當(dāng)?shù)卣{(diào)整熱傳導(dǎo)材料的配置量，從而可以穩(wěn)定地維持板狀構(gòu)件與冷卻管間的熱接觸。
另外，在上述第1光學(xué)裝置中，可以采用上述一對(duì)框狀構(gòu)件之間使用基于螺釘?shù)鹊倪B接、粘接、焊接和嵌合等從機(jī)械的結(jié)合中的至少1種方法進(jìn)行結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
通過(guò)使用這些方法，可以將一對(duì)板狀構(gòu)件之間相互結(jié)合。
也可以利用上述熱傳導(dǎo)材料的粘接力而得到上述一對(duì)板狀構(gòu)件之間的結(jié)合力的至少一部分結(jié)合力。
本發(fā)明的第2光學(xué)裝置的特征在于，具有光學(xué)元件、保持上述光學(xué)元件的周邊部的保持框和在上述保持框的內(nèi)部沿上述光學(xué)元件的周邊部配置的流過(guò)冷卻流體的冷卻管，上述保持框具有將上述冷卻管夾在中間而一對(duì)框狀構(gòu)件相對(duì)配置的結(jié)構(gòu)，在上述一對(duì)框狀構(gòu)件的各相對(duì)面上形成收納上述冷卻管的溝部，在將上述冷卻管配置在上述一對(duì)框狀構(gòu)件中的第1框狀構(gòu)件上的狀態(tài)下，使用熔點(diǎn)比該冷卻管低的材料在該冷卻管的周圍通過(guò)成型而形成第2框狀構(gòu)件。
在該第2光學(xué)裝置中，和上述第1光學(xué)裝置一樣，冷卻管設(shè)置在光學(xué)元件的保持框的內(nèi)部，所以，可以由流過(guò)冷卻管的冷卻流體適當(dāng)?shù)嘏懦鈱W(xué)元件的熱。即，光學(xué)元件與冷卻管通過(guò)保持框進(jìn)行熱接觸，在光學(xué)元件與冷卻管內(nèi)的冷卻流體之間進(jìn)行熱交換，光學(xué)元件的熱通過(guò)保持框傳遞給冷卻管內(nèi)的冷卻流體。并且，光學(xué)元件的熱向冷卻流體移動(dòng)，冷卻光學(xué)元件。
冷卻管沿光學(xué)元件的周邊部設(shè)置，所以，在冷卻流體中不通過(guò)圖像形成用的光束，因此，可以避免在由光學(xué)元件形成的光學(xué)像中包含冷卻流體中的氣泡或塵埃等的像，從而可以避免發(fā)生伴隨冷卻流體的溫度分布的光學(xué)像的搖動(dòng)。
此外，在該光學(xué)裝置中，在該光學(xué)裝置中，元件周邊部的冷卻流體的通路由管(冷卻管)形成，所以，可以減少通路形成用的接合部。因此，可以減小流體泄漏的危險(xiǎn)，另外，關(guān)于流路方向，形成均勻而光滑的流路，所以，可以減小配管阻抗。
因此，按照該光學(xué)裝置，能夠抑制使用冷卻流體引起的不良狀況，從而能夠有效地抑制光調(diào)制元件的溫度上升。
在光調(diào)制元件的保持框的內(nèi)部設(shè)置冷卻管的結(jié)構(gòu)，保持框兼作光調(diào)制元件的保持單元和冷卻單元，從而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，非常適合于應(yīng)用小型的光學(xué)元件。
另外，在該第2光學(xué)裝置中，第2板狀構(gòu)件通過(guò)成型在冷卻管的周圍形成，第2板狀構(gòu)件與冷卻管緊密接觸，并且它們進(jìn)行熱接觸。由于第2板狀構(gòu)件仿照冷卻管的外形而形成，所以，板狀構(gòu)件與冷卻管良好地接觸，可以提高第2板狀構(gòu)件與冷卻管之間的熱傳導(dǎo)性，另外，也非常適合于應(yīng)用小直徑的冷卻管。
因此，第2光學(xué)裝置對(duì)低成本化和小型化有利。
這時(shí)，可以采用包括伴隨上述第2框狀構(gòu)件的成型而將上述第1框狀構(gòu)件與上述第2框狀構(gòu)件結(jié)合的嵌合部的結(jié)構(gòu)。
在上述第2光學(xué)裝置中，可以采用例如上述第1板狀構(gòu)件由金屬材料或樹脂材料構(gòu)成而上述第2板狀構(gòu)件由樹脂材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
也可以采用例如上述樹脂材料包含混入有金屬材料的樹脂材料和混入有碳材料的樹脂材料中的至少1種的結(jié)構(gòu)。
這時(shí)，熱膨脹率在上述冷卻管和上述一對(duì)板狀構(gòu)件之間最好相同。
按照該結(jié)構(gòu)，至少一方的板狀構(gòu)件由熱傳導(dǎo)性高的樹脂材料構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)冷卻單元的輕量化。另外，由于在冷卻管和一對(duì)板狀構(gòu)件之間熱膨脹率相同，所以，在固化收縮時(shí)或成型之后，可以防止在各板狀構(gòu)件與冷卻管之間由于熱變形量的差別而形成間隙，從而可以穩(wěn)定地維持它們的熱接觸。
另外，在上述第2光學(xué)裝置中，可以采用在上述冷卻管與上述一對(duì)框狀構(gòu)件的至少一方的間隙中填充熱傳導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)。
這樣，通過(guò)填充熱傳導(dǎo)材料，可以提高板狀構(gòu)件與冷卻管之間的熱傳導(dǎo)性。
熱傳導(dǎo)材料的熱傳導(dǎo)率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)則更好。熱傳導(dǎo)材料的熱傳導(dǎo)率小于3W/(m·K)時(shí)，板狀構(gòu)件的熱難于向冷卻管移動(dòng)。另外，通過(guò)使熱傳導(dǎo)材料的熱傳導(dǎo)率大于等于5W/(m·K)，可以使板狀構(gòu)件的熱向冷卻管良好地移動(dòng)。
這時(shí)，例如，上述熱傳導(dǎo)材料可以包括混入有金屬材料的樹脂材料、混入有碳材料的樹脂材料和熱熔材料中的至少1種。
另外，上述熱傳導(dǎo)材料最好在上述冷卻板的使用溫度范圍內(nèi)具有彈性。
過(guò)使熱傳導(dǎo)材料具有彈性，熱傳導(dǎo)材料可以根據(jù)伴隨熱變形等的板狀構(gòu)件與冷卻管的間隙的變化而伸縮，從而可以穩(wěn)定地維持板狀構(gòu)件與冷卻管的熱接觸。
另外，在上述第1板狀構(gòu)件上，最好形成與上述間隙連通的并且至少暫時(shí)收容上述熱傳導(dǎo)材料的輔溝。
利用上述輔溝，可以根據(jù)第1板狀構(gòu)件與冷卻管的間隙的容積適當(dāng)?shù)卣{(diào)整熱傳導(dǎo)材料的配置量，從而可以穩(wěn)定地維持第1板狀構(gòu)件與冷卻管間的熱接觸。
本發(fā)明的第3光學(xué)裝置的特征在于，具有光學(xué)元件、保持上述光學(xué)元件的周邊部的保持框和在上述保持框的內(nèi)部沿上述光學(xué)元件的周邊部配置的流過(guò)冷卻流體的冷卻管，使用熔點(diǎn)比上述冷卻管低的材料在上述冷卻管的周圍通過(guò)成型而形成上述框狀構(gòu)件。
在該第3光學(xué)裝置中，和上述第1光學(xué)裝置一樣，冷卻管設(shè)置在光學(xué)元件的保持框的內(nèi)部，所以，可以由流過(guò)冷卻管的冷卻流體適當(dāng)?shù)嘏懦鈱W(xué)元件的熱。即，光學(xué)元件與冷卻管通過(guò)保持框進(jìn)行熱接觸，在光學(xué)元件與冷卻管內(nèi)的冷卻流體之間進(jìn)行熱交換，光學(xué)元件的熱通過(guò)保持框傳遞給冷卻管內(nèi)的冷卻流體。并且，光學(xué)元件的熱向冷卻流體移動(dòng)，冷卻光學(xué)元件。
冷卻管沿光學(xué)元件的周邊部設(shè)置，所以，在冷卻流體中不通過(guò)圖像形成用的光束，因此，可以避免在由光學(xué)元件形成的光學(xué)像中包含冷卻流體中的氣泡或塵埃等的像，從而可以避免發(fā)生伴隨冷卻流體的溫度分布的光學(xué)像的搖動(dòng)。
此外，在該光學(xué)裝置中，在該光學(xué)裝置中，元件周邊部的冷卻流體的通路由管(冷卻管)形成，所以，可以減少通路形成用的接合部。因此，可以減小流體泄漏的危險(xiǎn)，另外，由于關(guān)于流路方向形成均勻而光滑的流路，所以可以減小配管阻抗。
因此，按照該光學(xué)裝置，可以抑制使用冷卻流體引起的不良狀況，從而能夠有效地抑制光調(diào)制元件的溫度上升。
在光調(diào)制元件的保持框的內(nèi)部設(shè)置冷卻管的結(jié)構(gòu)，保持框兼作光調(diào)制元件的保持單元和冷卻單元，從而可以實(shí)現(xiàn)小型化，非常適合于應(yīng)用小型的光學(xué)元件。
另外，在該第3光學(xué)裝置中，通過(guò)成型而在冷卻管的周圍形成板狀構(gòu)件，所以，板狀構(gòu)件與冷卻管緊密接觸，并且板狀構(gòu)件與冷卻管進(jìn)行熱接觸。由于板狀構(gòu)件依照冷卻管的外形而形成，所以，板狀構(gòu)件與冷卻管良好地接觸，可以提高板狀構(gòu)件與冷卻管之間的熱傳導(dǎo)性，另外，也非常適合于應(yīng)用小直徑的冷卻管。
因此，第3光學(xué)裝置對(duì)低成本化和小型化有利。
在上述第3光學(xué)裝置中，可以采用例如上述冷卻管和上述板狀構(gòu)件都由金屬材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
這時(shí)，最好上述板狀構(gòu)件的熱膨脹率比上述冷卻管高。
可以采用例如上述冷卻管由銅合金構(gòu)成而上述板狀構(gòu)件由鋁合金或鎂合金構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
由于板狀構(gòu)件的熱膨脹率比冷卻管高，在板狀構(gòu)件發(fā)生固化收縮時(shí)板狀構(gòu)件的收縮量比冷卻管大，所以，可以防止在板狀構(gòu)件與冷卻管之間形成間隙，從而可以穩(wěn)定地維持兩者的熱接觸。
另外，在上述第3光學(xué)裝置中，也可以采用例如上述冷卻管由金屬材料構(gòu)成而上述板狀構(gòu)件由熱傳導(dǎo)性高的樹脂材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
這時(shí)，熱膨脹率在上述冷卻管和上述板狀構(gòu)件之間最好相同。
也可以采用例如上述樹脂材料包括混入有金屬材料的樹脂材料和混入有碳材料的樹脂材料中的至少1種的結(jié)構(gòu)。
由于板狀構(gòu)件由熱傳導(dǎo)性高的樹脂材料構(gòu)成，所以，可以實(shí)現(xiàn)冷卻單元的輕量化。另外，在冷卻管和板狀構(gòu)件之間熱膨脹率相同，所以，可以防止成型后在板狀構(gòu)件與冷卻管之間形成間隙，從而可以穩(wěn)定地維持兩者的熱接觸。
另外，在上述第1、第2和第3光學(xué)裝置中，上述光學(xué)元件可以構(gòu)成為包括根據(jù)圖像信息調(diào)制來(lái)自光源的光束的光調(diào)制元件和/或配置在上述光調(diào)制元件的入射面?zhèn)群蜕涑雒鎮(zhèn)鹊闹辽僖环降钠衿?br> 本發(fā)明的投影儀的特征在于，包括光源裝置、調(diào)制光源裝置的光的光學(xué)裝置、使上述冷卻流體在上述光學(xué)裝置中循環(huán)的冷卻單元和放大投射上述光學(xué)裝置的光的投射光學(xué)系統(tǒng)。
按照該投影儀，能夠有效地抑制光調(diào)制元件的溫度上升，所以，可以提高畫質(zhì)。此外，按照該投影儀，可以實(shí)現(xiàn)低成本化和小型化以及冷卻的有效化。


圖1是模式地表示投影儀的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是從上方側(cè)看投影儀內(nèi)的一部分的立體圖。
圖3是從下方看投影儀內(nèi)的光學(xué)裝置和冷卻單元的立體圖。
圖4是表示光學(xué)裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖5是表示分支容器的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖6是表示合流容器的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖7是表示光學(xué)裝置的紅色光用的面板結(jié)構(gòu)的部分立體圖。
圖8是液晶面板保持框的分解立體圖。
圖9(A)是液晶面板保持框的組裝正面圖，圖9(B)是(A)所示的A-A剖面圖。
圖10(A)是入射側(cè)偏振片保持框的組裝正面圖，圖10(B)是(A)所示的B-B剖面圖。
圖11(A)是射出側(cè)偏振片保持框的組裝正面圖，圖11(B)是(A)所示的C-C剖面圖。
圖12是表示圖9的液晶面板保持框或液晶面板冷卻管的變形例的圖，(A)是液晶面板保持框的組裝正面圖，(B)是(A)所示的A-A剖面圖，(C)是液晶面板冷卻管的立體圖。
圖13是表示圖9的液晶面板保持框或液晶面板冷卻管的別的變形例的圖，(A)是液晶面板保持框的組裝正面圖，(B)是(A)所示的A-A剖面圖。
圖14是表示圖13的液晶面板保持框的變形例的圖。
圖15是表示光學(xué)裝置的冷卻流體的流路的配管系統(tǒng)圖。
圖16是表示配管系統(tǒng)的變形例的圖。
圖17是表示配管系統(tǒng)的別的變形例的圖。
圖18是第1結(jié)合結(jié)構(gòu)的框狀構(gòu)件的部分剖面圖。
圖19是表示元件保持框的制造方法的第1例的說(shuō)明圖。
圖20是表示板狀構(gòu)件結(jié)合時(shí)的情況的一例的圖。
圖21是表示使用螺釘?shù)陌鍫顦?gòu)件結(jié)合的情況的圖。
圖22是表示圖19的制造方法的變形例的說(shuō)明圖。
圖23是表示輔溝的其他形式例的圖。
圖24是表示輔溝的其他形式例的25是表示在冷卻管上形成輔溝的例子的圖。
圖26是表示在冷卻管上形成輔溝的例子的圖。
圖27是表示在冷卻管上形成輔溝的例子的圖。
圖28是第2結(jié)合結(jié)構(gòu)的框狀構(gòu)件的部分剖面圖。
圖29是表示元件保持框的制造方法的第2例的說(shuō)明圖。
圖30是表示元件保持框的別的形式例的圖。
圖31是表示元件保持框的制造方法的第3例的說(shuō)明圖。
圖32是表示圖30的元件保持框的變形例的圖。
圖33是表示圖32的元件保持框的變形例的圖。
符號(hào)說(shuō)明A...照明光軸，1...投影儀，2...機(jī)箱(外裝殼)，3...空冷裝置，4...光學(xué)單元，5...投射透鏡(投射光學(xué)系統(tǒng))，10、105、106...元件保持框，11...光學(xué)元件，12、13...框狀構(gòu)件，14...冷卻管，44...光學(xué)裝置，46...液冷單元，122、132...溝部，123、133...對(duì)向面，140...熱傳導(dǎo)材料，160...輔溝，165...貫通孔(結(jié)合部)，168...孔部，411...光源單元，416...光源燈，441、441R、441G、441B...液晶面板(光學(xué)元件)，442...入射側(cè)偏振片(光學(xué)元件)，443...射出側(cè)偏振片(光學(xué)元件)，444...交叉分色棱鏡，445...液晶面板保持框，4451、4452...框狀構(gòu)件，4451B、4452B...溝部，446...入射側(cè)偏振片保持框，4461、4462...框狀構(gòu)件，4461B、4462B...溝部，447...射出側(cè)偏振片保持框，4471、4472...框狀構(gòu)件，4471B、4472B...溝部，461...主容器，462...流體壓送部，463...元件冷卻管，4631R...液晶面板冷卻管，4632R...入射側(cè)偏振片冷卻管，4633R...射出側(cè)偏振片冷卻管，464...分支容器，465...合流容器，466...散熱器，4662...散熱片，467...軸流風(fēng)扇。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。在各圖中，由于將各結(jié)構(gòu)要素表示為在圖面上可以識(shí)別的大小，所以，根據(jù)需要使其尺寸比例與實(shí)際大小不同。
(投影儀的結(jié)構(gòu))圖1是模式地表示投影儀1的概略結(jié)構(gòu)的圖。
投影儀1是根據(jù)圖像信息調(diào)制從光源射出的光束形成光學(xué)像并將形成的光學(xué)像放大投射到屏幕上的裝置。該投影儀1包括機(jī)箱2、空冷裝置3、光學(xué)單元4和作為投射光學(xué)裝置的投影透鏡5。
而且，雖然在圖1中省略了圖示，但在機(jī)箱2內(nèi)除空冷裝置3、光學(xué)單元4和投影透鏡5以外的空間中配置了電源組件和燈驅(qū)動(dòng)電路等。
機(jī)箱2由合成樹脂等構(gòu)成，形成將空冷裝置3、光學(xué)單元4和投影透鏡5收納配置到內(nèi)部的整體呈大致長(zhǎng)方體的形狀。雖然省略了圖示，但是，該機(jī)箱2由分別構(gòu)成投影儀1的上面、前面、背面和側(cè)面的上部殼體和分別構(gòu)成投影儀1的底面、前面、側(cè)面和背面的下部殼體構(gòu)成，上述上部殼體和上述下部殼體相互用螺釘?shù)裙潭ā?br> 機(jī)箱2不限于合成樹脂等，也可以用其他的材料形成，例如，也可以由金屬等構(gòu)成。
另外，雖然省略了圖示，但是，在該機(jī)箱2上形成有用于從投影儀1外部將空氣導(dǎo)入內(nèi)部的吸氣口(例如圖2所示的吸氣口22)和將在投影儀1內(nèi)部變熱的空氣排出的排氣口。
此外，如圖1所示，在該機(jī)箱2上形成在投影透鏡5的側(cè)面位于機(jī)箱2的角部用于將光學(xué)單元4的后面所述的散熱器466和軸流風(fēng)扇467等與其他部件隔離的隔壁21。
空冷裝置3將冷卻空氣送入在投影儀1內(nèi)部形成的冷卻流路，冷卻在投影儀1內(nèi)發(fā)生的熱?？绽溲b置3具有位于投影透鏡5的側(cè)面的從形成于機(jī)箱2的圖中未示出的吸氣口將投影儀1外部的冷卻空氣導(dǎo)入內(nèi)部的西洛科風(fēng)扇31、圖中未示出的用于冷卻電源組件和燈驅(qū)動(dòng)電路等的冷卻風(fēng)扇等。
光學(xué)單元4是將從光源射出的光束進(jìn)行光學(xué)的處理并根據(jù)圖像信息形成光學(xué)像(彩色圖像)的單元。該光學(xué)單元4的整體形狀如圖1所示的那樣，具有大致沿機(jī)箱2的背面延伸并且沿機(jī)箱2的側(cè)面延伸的平面看呈大體L字的形狀。關(guān)于該光學(xué)單元4的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，將在后面進(jìn)行說(shuō)明。
投影透鏡5構(gòu)成為由多個(gè)透鏡組合而成的透鏡組。并且，投影透鏡5將由光學(xué)單元4形成的光學(xué)像(彩色圖像)放大投射到圖中未示出的屏幕上。
(光學(xué)單元的詳細(xì)結(jié)構(gòu))如圖1所示，光學(xué)單元4具備積分照明光學(xué)系統(tǒng)41、色分離光學(xué)系統(tǒng)42、中繼光學(xué)系統(tǒng)43、光學(xué)裝置44、光學(xué)部件用箱體45、液冷單元46。
積分照明光學(xué)系統(tǒng)41是用于均勻地照明構(gòu)成光學(xué)裝置44的后面所述的液晶面板的圖像形成區(qū)域的光學(xué)系統(tǒng)。如圖1所示，積分照明光學(xué)系統(tǒng)41包括光源單元411、第1透鏡陣列412、第2透鏡陣列413、偏振變換元件414和重疊透鏡415。
光源單元411包括射出放射狀的光線的光源燈416和反射從該光源燈416射出的放射光的反射器417。作為光源燈416，大多使用鹵素?zé)艋蚪饘冫u化物燈、高壓水銀燈。另外，作為反射器417，在圖1中，采用了拋物面鏡，但是，不限于此，也可以由橢圓面鏡構(gòu)成，從而可以在光束射出側(cè)采用使由該橢圓面鏡反射的光束成為平行光的平行化凹透鏡的結(jié)構(gòu)。
第1透鏡陣列412具有從光軸方向看呈矩形的輪廓的小透鏡排列成矩陣狀的結(jié)構(gòu)。各小透鏡將從光源單元411射出的光束分割為多個(gè)部分光束。
第2透鏡陣列413具有與第1透鏡陣列412大體相同的結(jié)構(gòu)，具有小透鏡排列成矩陣狀的結(jié)構(gòu)。第2透鏡陣列413和重疊透鏡415一起具有將第1透鏡陣列412的各小透鏡的像成像到光學(xué)裝置44的后面所述的液晶面板上的功能。
偏振變換元件414配置在第2透鏡陣列413和重疊透鏡415之間，將來(lái)自第2透鏡陣列413的光變換為大體同一種類的偏振光。
具體而言，由偏振變換元件414變換為大體同一種類的偏振光的各部分光通過(guò)重疊透鏡415最終在光學(xué)裝置44的后面所述的液晶面板上疊加。由于在使用了調(diào)制偏振光的液晶面板的投影儀中，只能利用1種偏振光，所以，發(fā)生隨機(jī)的偏振光的光源單元411的光的約一半不能被利用。因此通過(guò)使用偏振變換元件414，將來(lái)自光源單元411的射出光變換為大體同一種類的偏振光，可以提高光學(xué)裝置44的光的利用效率。
如圖1所示，色分離光學(xué)系統(tǒng)42包括2個(gè)分色鏡421及422和反射鏡423，具有通過(guò)分色鏡421及422將從積分照明光學(xué)系統(tǒng)41射出的多個(gè)部分光束分離為紅(R、)綠(G)、藍(lán)(B)的3色的色光的功能。
如圖1所示，中繼光學(xué)系統(tǒng)43包括入射側(cè)透鏡431、中繼透鏡433和反射鏡432及434，具有將由色分離光學(xué)系統(tǒng)42分離的藍(lán)色光導(dǎo)引到光學(xué)裝置44的后面所述的藍(lán)色光用的液晶面板的功能。
這時(shí)，在色分離光學(xué)系統(tǒng)42的分色鏡421反射從積分照明光學(xué)系統(tǒng)41射出的光束的紅色光成分，同時(shí)透過(guò)綠色光成分和藍(lán)色光成分。由分色鏡421反射的紅色光由反射鏡423反射，通過(guò)場(chǎng)鏡418到達(dá)光學(xué)裝置44的后面所述的紅色光用的液晶面板。場(chǎng)鏡418將從第2透鏡陣列413射出的各部分光束變換為與其中心軸(主光線)平行的光束。設(shè)置在其他綠色光用、藍(lán)色光用的液晶面板的光入射側(cè)的場(chǎng)鏡418也一樣。
透過(guò)分色鏡421的綠色光和藍(lán)色光中的綠色光由分色鏡422反射，通過(guò)場(chǎng)鏡418到達(dá)光學(xué)裝置44的后面所述的綠色光用的液晶面板。另一方面，藍(lán)色光透過(guò)分色鏡422，通過(guò)中繼光學(xué)系統(tǒng)43進(jìn)而通過(guò)場(chǎng)鏡418而到達(dá)光學(xué)裝置44的后面所述的藍(lán)色光用的液晶面板。藍(lán)色光之所以使用中繼光學(xué)系統(tǒng)43，是因?yàn)樗{(lán)色光的光路的長(zhǎng)度比其他的色光的光路長(zhǎng)度長(zhǎng)，是為了防止光的發(fā)散等引起光的利用效率降低。即，由于入射到入射側(cè)透鏡431上的部分色光的光路長(zhǎng)度長(zhǎng)，所以，采用這樣的結(jié)構(gòu)，但是，也可以采用使紅色光的光路長(zhǎng)度長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，光學(xué)裝置44是作為光調(diào)制元件的3個(gè)液晶面板441(設(shè)紅色光用的液晶面板為441R、綠色光用的液晶面板為441G、藍(lán)色光用的液晶面板為441B)、配置在該液晶面板441的光束入射側(cè)和光束射出側(cè)的作為光學(xué)變換元件的3個(gè)入射側(cè)偏振片442和3個(gè)射出側(cè)偏振片443、作為色合成光學(xué)裝置的交叉分色棱鏡444一體構(gòu)成的裝置。
雖然省略了具體的圖示，但液晶面板441具有將作為電光物質(zhì)的液晶密閉地封入一對(duì)透明的玻璃基板之間的結(jié)構(gòu)，根據(jù)從圖中未示出的控制裝置輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制上述液晶的取向狀態(tài)，調(diào)制從入射側(cè)偏振片442射出的偏振光光束的偏振方向。
入射側(cè)偏振片442入射由偏振變換元件414使偏振方向變換為某一方向的各色光，僅使入射的光束中與由偏振變換元件414所變換的光束的偏振軸相同方向的偏振光透過(guò)，而吸收其他的光束(光吸收型)。
雖然省略了具體的圖示，但入射側(cè)偏振片442具有把偏振膜粘貼到藍(lán)寶石玻璃或水晶等透光性基板上的結(jié)構(gòu)。光吸收型的偏振膜例如單軸延伸包含碘分子或染料分子的薄膜而形成，具有消光比比較高而入射角依賴性小的優(yōu)點(diǎn)。
射出側(cè)偏振片443的結(jié)構(gòu)與入射側(cè)偏振片442大體相同，僅透過(guò)從液晶面板441射出的光束中具有與入射側(cè)偏振片442的光束的透過(guò)軸正交的偏振軸的光束，而吸收其他的光束(光吸收型)。
交叉分色棱鏡444是合成從射出側(cè)偏振片443射出的按照各色光進(jìn)行調(diào)制而成的光學(xué)像從而形成彩色圖像的光學(xué)元件。該交叉分色棱鏡444將4個(gè)直角棱鏡相互粘貼而成的平面看大體呈正方形的形狀，在將直角棱鏡相互粘貼的界面形成有2個(gè)電介質(zhì)多層膜。這些電介質(zhì)多層膜反射從液晶面板441R、441B射出的通過(guò)射出側(cè)偏振片443的色光，透過(guò)從液晶面板441G射出的通過(guò)射出側(cè)偏振片443的色光。這樣，將由各液晶面板441R、441G、441B調(diào)制的各色光合成，形成彩色圖像。
光學(xué)部件用箱體45由例如金屬制構(gòu)件構(gòu)成，在內(nèi)部設(shè)定指定的照明光軸A，將上述光學(xué)部件41～44收納配置到相對(duì)照明光軸A的指定位置。光學(xué)部件用箱體45不限于金屬制部件，也可以用其他的材料構(gòu)成，特別是最好用熱傳導(dǎo)性材料構(gòu)成。
液冷單元46是使冷卻流體循環(huán)，主要冷卻光學(xué)裝置44的裝置，除了暫時(shí)存儲(chǔ)冷卻流體的主容器461、用于將冷卻流體的熱釋放的作為散熱部的散熱器466和向該散熱器466吹冷卻空氣的軸流風(fēng)扇467外，還具有后面所述的流體壓送部、元件冷卻管、分支容器、合流容器和管部等。
這里，圖2是從上方側(cè)看投影儀1內(nèi)的一部分的立體圖，圖3是從下方看投影儀1內(nèi)的主要是光學(xué)裝置44和液冷單元46的立體圖。
在圖2中，為了說(shuō)明方便，光學(xué)部件用箱體45內(nèi)的光學(xué)部件僅表示出了光學(xué)裝置44，省略了其他的光學(xué)部件41～43。另外，在圖2和圖3中，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)略，將液冷單元46的構(gòu)件省略了一部分。
如圖2所示，光學(xué)部件用箱體45包括部件收納構(gòu)件451和蓋住部件收納構(gòu)件451的開(kāi)口部分的蓋狀構(gòu)件。
其中，部件收納構(gòu)件451分別構(gòu)成光學(xué)部件用箱體45的底面、前面和側(cè)面。
在該部件收納構(gòu)件451中，如圖2所示，在側(cè)面的內(nèi)側(cè)面上形成有用于將上述的光學(xué)部件41～44從上方滑動(dòng)式地嵌入的槽部415A。
另外，側(cè)面的正面部分如圖2所示，形成有用于將投影透鏡5相對(duì)光學(xué)單元4設(shè)置到指定位置的投影透鏡設(shè)置部451B。該投影透鏡設(shè)置部451B形成平面看呈矩形的形狀，在平面看的大體中央部分，與光學(xué)裝置44的光束射出位置對(duì)應(yīng)地形成有圓形的圖中未示出的孔，在光學(xué)單元4中形成的彩色圖像通過(guò)上述孔后由投影透鏡5進(jìn)行放大投射。
(液冷單元)下面，詳細(xì)說(shuō)明液冷單元46。
在圖2和圖3中，液冷單元46包括主容器461、流體壓送部462(圖3)、元件冷卻管463、分支容器464(圖3)、合流容器465、散熱器466、軸流風(fēng)扇467和管部469。
如圖2和圖3所示，主容器461整體呈大致圓柱形狀，由鋁等金屬制的2個(gè)容器狀構(gòu)件構(gòu)成，通過(guò)將2個(gè)容器狀構(gòu)件的開(kāi)口部分相互連接在內(nèi)部暫時(shí)存儲(chǔ)冷卻流體。這些容器狀構(gòu)件通過(guò)例如密封焊接或橡膠等彈性構(gòu)件進(jìn)行連接。
如圖3所示，在該主容器461的周面上形成冷卻流體的流入部461A和流出部461B。
這些流入部461A和流出部461B由管狀構(gòu)件構(gòu)成，配置成向主容器461的內(nèi)外突出。并且，管部469的一端與流入部461A向外側(cè)突出的一端連接，外部的冷卻流體通過(guò)該管部469流入主容器461內(nèi)部。另外，流出部461B的向外側(cè)突出的一端也連接有管部469的一端，主容器461內(nèi)部的冷卻流體通過(guò)該管部469向外部流出。
另外，在主容器461中，流入部461A和流出部461B的各中心軸處于相互正交的位置關(guān)系，這樣，通過(guò)流入部461A流入主容器461內(nèi)部的冷卻流體可以避免通過(guò)流出部461B直接向外部流出，利用在主容器461內(nèi)部的混合作用，可以實(shí)現(xiàn)冷卻流體的均質(zhì)化和溫度的均勻化。并且，從主容器461流出的冷卻流體通過(guò)管部469向流體壓送部462輸送。
如圖3所示，流體壓送部462向內(nèi)部吸引主容器461的冷卻流體，同時(shí)將該冷卻流體強(qiáng)制地向外部排出到分支容器464。即，主容器461的流出部461B與流體壓送部462的流入部462A通過(guò)管部469而連接，流體壓送部462的流出部462B與分支容器464的流入部464A通過(guò)管部469連接。
具體而言，流體壓送部462具有例如在長(zhǎng)方體狀的鋁等金屬制的中空構(gòu)件內(nèi)配置葉輪的結(jié)構(gòu)，在圖中未示出的控制裝置的控制下，上述葉輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)管部469強(qiáng)制地吸引主容器461內(nèi)存儲(chǔ)的冷卻流體，將該冷卻流體通過(guò)管部469強(qiáng)制地向外部排出。利用這樣的結(jié)構(gòu)，可以減小上述葉輪的旋轉(zhuǎn)軸方向的厚度尺寸，從而可以實(shí)現(xiàn)緊湊化和節(jié)省空間化。在本實(shí)施例中，流體壓送部462如圖2或圖3所示的那樣配置在投影透鏡5的下方。
元件冷卻管463與光學(xué)裝置44的液晶面板441、入射側(cè)偏振片442和射出側(cè)偏振片443的各元件相鄰地配置。并且，在流過(guò)元件冷卻管463的內(nèi)部的冷卻流體與各元件441、442、443之間進(jìn)行熱交換。
這里，圖4是表示光學(xué)裝置44的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
在圖4中，如前所述，光學(xué)裝置44由3個(gè)液晶面板441(紅色光用的液晶面板441R、綠色光用的液晶面板441G、藍(lán)色光用的液晶面板441B)、配置在各液晶面板441的入射側(cè)或射出側(cè)的偏振片(入射側(cè)偏振片442、射出側(cè)偏振片443)和交叉分色棱鏡444一體地構(gòu)成。
即，對(duì)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的各色按射出側(cè)偏振片443、液晶面板441和入射側(cè)偏振片442的順序在交叉分色棱鏡444上重疊地配置這些元件。
并且，元件冷卻管463對(duì)液晶面板441、入射側(cè)偏振片442和射出側(cè)偏振片443分別單獨(dú)設(shè)置。
具體而言，元件冷卻管463對(duì)紅色光而言包括設(shè)置在液晶面板441R的周邊的液晶面板冷卻管4631R、設(shè)置在入射側(cè)偏振片442的周邊的入射側(cè)偏振片冷卻管4632R和設(shè)置在射出側(cè)偏振片443的周邊的射出側(cè)偏振片冷卻管4633R。冷卻流體從各元件冷卻管4631R、4632R、4633R的流入部(IN)流入各管內(nèi)部，沿各元件441R、442、443的周邊流動(dòng)，從各管的流出部(OUT)向外部流出。
同樣，元件冷卻管463對(duì)綠色光而言也包括設(shè)置在液晶面板441G的周邊的液晶面板冷卻管4631G、設(shè)置在入射側(cè)偏振片442的周邊的入射側(cè)偏振片冷卻管4632G和設(shè)置在射出側(cè)偏振片443的周邊的射出側(cè)偏振片冷卻管4633G，另外，對(duì)藍(lán)色光而言包括設(shè)置在液晶面板441B的周邊的液晶面板冷卻管4631B、設(shè)置在入射側(cè)偏振片442的周邊的入射側(cè)偏振片冷卻管4632B和設(shè)置在射出側(cè)偏振片443的周邊的射出側(cè)偏振片冷卻管4633B。
在本實(shí)施例中，液晶面板441、入射側(cè)偏振片442和射出側(cè)偏振片443的各元件的周邊由保持框保持，在該保持框的內(nèi)部，各元件冷卻管463沿各元件的周邊部圍繞一周而設(shè)置。并且，在各元件441、442、443的同一邊側(cè)設(shè)置有各元件冷卻管463的流入部(IN)和流出部(OUT)。
在后面說(shuō)明關(guān)于上述元件保持框和元件冷卻管463的詳細(xì)情況。
返回到圖2和圖3，如圖3所示，分支容器464使從流體壓送部462傳送來(lái)的冷卻流體向各元件冷卻管463分支。
另外，如圖2所示，合流容器465使從各元件冷卻管463傳送來(lái)的冷卻流體合流并暫時(shí)存儲(chǔ)。
在本實(shí)施例中，在光學(xué)裝置44的交叉分色棱鏡444的一面配置有分支容器464，在該交叉分色棱鏡444的相反側(cè)的一面配置有合流容器465。分支容器464和合流容器465的配置位置不限于此，也可以是其他的位置。
這里，圖5是表示分支容器464的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖6是表示合流容器465的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
如圖5所示，分支容器464整體大體呈圓柱形狀，由鋁等金屬制的密閉的容器狀構(gòu)件構(gòu)成，在內(nèi)部暫時(shí)存儲(chǔ)冷卻流體。
在該分支容器464的圓周面上，形成有冷卻流體的流入部464A和流出部464B1、464B2、...464B9。
這些流入部464A和流出部464B1～464B9由管狀構(gòu)件構(gòu)成，配置成向分支容器464的內(nèi)外突出。并且，管部469的一端與流入部464A的向外側(cè)突出的一端連接，流體壓送部462(參見(jiàn)圖3)的冷卻流體通過(guò)該管部469流入分支容器464內(nèi)部。另外，流出部464B1～464B9的外側(cè)突出的各一端也分別連接有管部469的一端，分支容器464內(nèi)部的冷卻流體通過(guò)該管部469向各元件冷卻管463(參見(jiàn)圖4)流出。
合流容器465和分支容器464一樣，如圖6所示，整體大體呈圓柱形狀，由鋁等金屬制的密閉的容器狀構(gòu)件構(gòu)成，在內(nèi)部暫時(shí)存儲(chǔ)冷卻流體。
在該合流容器465的圓周面上，形成有冷卻流體的流入部465A1、465A2、...465A9和流出部465B。
這些流入部465A1～465A9和流出部465B由管狀構(gòu)件構(gòu)成，配置成向合流容器465的內(nèi)外突出。并且，管部469的一端分別與流入部465A1～465A9向外側(cè)突出的各一端連接，來(lái)自各元件冷卻管463(參見(jiàn)圖4)的冷卻流體通過(guò)該管部469流入合流容器465內(nèi)部。另外，管部469的一端也與流出部465B向外側(cè)突出的一端連接，合流容器465內(nèi)部的冷卻流體通過(guò)該管部469向散熱器466流出。
返回到圖2和圖3，如圖3所示，散熱器466具有流過(guò)冷卻流體的管狀構(gòu)件4661和與該管狀構(gòu)件連接的多個(gè)散熱片4662。
管狀構(gòu)件4661由鋁等熱傳導(dǎo)性高的構(gòu)件構(gòu)成，從流入部4661A流入的冷卻流體流過(guò)內(nèi)部到流出部4661B。管狀構(gòu)件4661的流入部4661A和合流容器465的流出部465B通過(guò)管部469而連接，管狀構(gòu)件4661的流出部4661B和主容器461通過(guò)管部469而連接。
多個(gè)散熱片4662由鋁等熱傳導(dǎo)性高的板狀構(gòu)件構(gòu)成，并列地配置。另外，軸流風(fēng)扇467構(gòu)成為從散熱器466的一面?zhèn)却颠M(jìn)冷卻空氣。
并且，在散熱器466中，流過(guò)管狀構(gòu)件4661內(nèi)的冷卻流體的熱通過(guò)散熱片4662散熱，同時(shí)，通過(guò)軸流風(fēng)扇467的冷卻空氣的供給來(lái)促進(jìn)該散熱。
作為管部469的形成材料，可以使用例如鋁等金屬，也可以使用樹脂制等的其他材料。
作為冷卻流體，可以使用例如作為透明性的非揮發(fā)性液體的乙二醇，也可以使用其他液體。本發(fā)明的冷卻流體不限于液體，可以是氣體，另外，也可以使用液體與固體的混合物等。
如上所述，在液冷單元46中，冷卻流體通過(guò)管部469按主容器461、流體壓送部462、分支容器464、元件冷卻管463、合流容器465和散熱器466的順序流過(guò)，該冷卻流體從散熱器466返回主容器461，反復(fù)流過(guò)上述通路而進(jìn)行循環(huán)。
并且，在液冷單元46中，通過(guò)使冷卻流體流過(guò)各元件冷卻管463內(nèi)，適當(dāng)?shù)嘏懦晒馐恼丈涞榷l(fā)生的光學(xué)裝置44的各元件441、442、443的熱，抑制各元件441、442、443的溫度上升。各元件441、442、443的熱通過(guò)各元件的保持框傳遞給各元件冷卻管463內(nèi)的冷卻流體。
(元件保持框和元件冷卻管)下面，說(shuō)明元件保持框和元件冷卻管。這里，僅代表性地說(shuō)明關(guān)于紅色光的元件保持框和元件冷卻管，關(guān)于綠色光和藍(lán)色光的情況也一樣。
圖7是表示光學(xué)裝置44的紅色光用的面板結(jié)構(gòu)的部分立體圖。
如圖7所示，關(guān)于紅色光，液晶面板441R的周邊被保持于液晶面板保持框445，入射側(cè)偏振片442的周邊被保持于入射側(cè)偏振片保持框446，射出側(cè)偏振片443的周邊被保持于射出側(cè)偏振片保持框447。各保持框445、446、447具有與液晶面板441R的圖像形成區(qū)域?qū)?yīng)的后面所述的矩形的開(kāi)口部，光束從這些開(kāi)口部通過(guò)。
并且，在液晶面板保持框445的內(nèi)部，沿液晶面板441R的周邊設(shè)置有液晶面板冷卻管4631R，在入射側(cè)偏振片保持框446的內(nèi)部，沿入射側(cè)偏振片442的周邊設(shè)置有入射側(cè)偏振片冷卻管4632R，在射出側(cè)偏振片保持框447的內(nèi)部，沿射出側(cè)偏振片443的周邊設(shè)置有射出側(cè)偏振片冷卻管4633R。
圖8是液晶面板保持框445的分解立體圖，圖9(A)是液晶面板保持框445的組裝正面圖，圖9(B)是圖9(A)所示的A-A剖面圖。
如圖8所示，液晶面板保持框445包括一對(duì)框狀構(gòu)件4451及4452和液晶面板固定板4453。
這里，液晶面板441R是透過(guò)型的，具有將液晶層密閉地封入一對(duì)透明基板間的結(jié)構(gòu)，一對(duì)基板包括形成有用于將驅(qū)動(dòng)電壓加到液晶上的數(shù)據(jù)線、掃描線、開(kāi)關(guān)元件、像素電極等的驅(qū)動(dòng)基板和形成有共同電極、黑底等的對(duì)向基板。
框狀構(gòu)件4451及4452分別為平面看大體呈矩形的箱體，具有與液晶面板441R的圖像形成區(qū)域?qū)?yīng)的矩形的開(kāi)口部4451A及4452A和用于收納液晶面板冷卻管4631R的溝部4451B及4452B?？驙顦?gòu)件4451和框狀構(gòu)件4452將液晶面板冷卻管4631R夾在中間而相對(duì)配置。作為框狀構(gòu)件4451、4452，可以使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，除了例如可以應(yīng)用鋁(234W/(m·K))、鎂(156W/(m·K))或其合金(鋁模鑄合金(約100W/(m·K))、Mg-Al-Zn系合金(約50W/(m·K)等)之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，框狀構(gòu)件4451、4452不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(樹脂材料等)。
如圖8所示，液晶面板固定板4453由具有與液晶面板441R的圖像形成區(qū)域?qū)?yīng)的矩形的開(kāi)口部4453A的板狀構(gòu)件構(gòu)成，將液晶面板441R夾在中間固定于框狀構(gòu)件4452。如圖9(B)所示，該液晶面板固定板4453與液晶面板441R接觸地配置，具有使框狀構(gòu)件4451及4452與液晶面板441R相互緊密接觸從而使它們進(jìn)行熱接觸的功能，同時(shí)，具有將液晶面板441R的熱散熱的功能。另外，液晶面板441R的熱的一部分通過(guò)液晶面板固定板4453傳遞給框狀構(gòu)件4451及4452。
液晶面板冷卻管4631R由具有例如環(huán)狀的剖面，由沿其中心軸延伸的管子(pipe or tube)構(gòu)成，如圖8所示，根據(jù)框狀構(gòu)件4451及4452的溝部4451B及4452B的形狀對(duì)應(yīng)地進(jìn)行彎曲加工。作為液晶面板冷卻管4631R，可以使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，除了例如可以應(yīng)用鋁、銅、不銹鋼或其合金之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，液晶面板冷卻管4631R不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(樹脂材料等)。
具體而言，如圖9(A)和(B)所示，液晶面板冷卻管4631R在液晶面板441R的周邊部的外側(cè)沿液晶面板441R的周邊部圍繞大約一周而配置。即，在框狀構(gòu)件4451及4452的各內(nèi)表面(相對(duì)面)，沿開(kāi)口部4451A及4452A的周邊圍繞大約一周形成有剖面大體呈半圓狀的溝部4451B及4452B，溝部4451B和溝部4452B處于相互呈鏡面對(duì)稱的形狀關(guān)系。并且，在將液晶面板冷卻管4631R收納到各溝即4451B及4452B內(nèi)的狀態(tài)下，框狀構(gòu)件4451及4452相互結(jié)合。在本實(shí)施例中，液晶面板冷卻管4631R是圓形管，其外徑與液晶面板441R的厚度相同。
框狀構(gòu)件4451與框狀構(gòu)件4452的結(jié)合，可以應(yīng)用基于螺釘?shù)鹊穆?lián)結(jié)、粘接、焊接和嵌合等機(jī)械的結(jié)合等各種方法。作為結(jié)合方法，最好使用液晶面板冷卻管4631R與框狀構(gòu)件4451及4452(或者液晶面板441R)間的熱傳導(dǎo)性高的方法。
在后面說(shuō)明關(guān)于框狀構(gòu)件4451及4452的具體例的結(jié)合結(jié)構(gòu)。
冷卻流體的流入部(IN)設(shè)置在液晶面板冷卻管4631R的一端，流出部(OUT)設(shè)置在另一端。液晶面板冷卻管4631R的流入部和流出部分別與冷卻流體循環(huán)用的配管(管部469)連接。
從流入部(IN)流入液晶面板冷卻管4631R內(nèi)的冷卻流體沿液晶面板441R的周邊圍繞大約一周流動(dòng)，從流出部(OUT)流出。另外，該冷卻流體在液晶面板冷卻管4631R內(nèi)流動(dòng)的期間，從液晶面板441R帶走熱。即，液晶面板441R的熱通過(guò)框狀構(gòu)件4451及4452傳遞給液晶面板冷卻管4631R內(nèi)的冷卻流體而向外部傳輸。
這里，在該液晶面板保持框445中，如圖9(B)所示，在液晶面板441R的厚度方向，接近液晶面板441R的光束入射面?zhèn)扰渲糜幸壕姘謇鋮s管4631R。在液晶面板441R中，通常配置了黑底的入射面?zhèn)鹊臒嵛毡壬涑雒鎮(zhèn)榷?。因此，通過(guò)在溫度容易上升的入射面?zhèn)冉咏渲靡壕姘謇鋮s管4631R，可以有效地帶走液晶面板441R的熱。
此外，在液晶面板441R的側(cè)面設(shè)置有階梯，使射出面的面積比入射面大。因此，通過(guò)在面積小的入射面?zhèn)冉咏O(shè)置液晶面板冷卻管4631R，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)要素的有效配置，從而可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
圖10(A)是入射側(cè)偏振片保持框446的組裝正面圖，圖10(B)是圖10(A)所示的B-B剖面圖。
入射側(cè)偏振片保持框446由與液晶面板保持框445(參見(jiàn)圖8)相同的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如圖10(A)和(B)所示，包括一對(duì)框狀構(gòu)件4461及4462和偏振片固定板4463。
這里，入射側(cè)偏振片構(gòu)成為在透光性基板上粘貼偏振膜的結(jié)構(gòu)。
框狀構(gòu)件4461及4462分別為平面看大體呈矩形的箱體，具有與入射側(cè)偏振片442的光透過(guò)區(qū)域?qū)?yīng)的矩形的開(kāi)口部4461A及4462A和用于收納入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的溝部4461B及4462B?？驙顦?gòu)件4461和框狀構(gòu)件4462將入射側(cè)偏振片冷卻管4632R夾在中間而相互相對(duì)地配置。作為框狀構(gòu)件4461及4462，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，例如，例如除了可以應(yīng)用鋁、鎂或其合金之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，框狀構(gòu)件4461及4462不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))其他材料(樹脂材料等)。
如圖10(A)和(B)所示，偏振片固定板4463由具有與入射側(cè)偏振片442的光透過(guò)區(qū)域?qū)?yīng)的矩形的開(kāi)口部4463A的板狀構(gòu)件構(gòu)成，將入射側(cè)偏振片442夾在中間固定于框狀構(gòu)件4461。如圖10(B)所示，該偏振片固定板4463與入射側(cè)偏振片442接觸地配置，使框狀構(gòu)件4461及4462與入射側(cè)偏振片442相互緊密接觸，從而具有使它們進(jìn)行熱接觸的功能，同時(shí)，具有釋放入射側(cè)偏振片442的熱的功能。另外，入射側(cè)偏振片442的一部分熱通過(guò)偏振片固定板4463傳遞給框狀構(gòu)件4461及4462。
入射側(cè)偏振片冷卻管4632R由通過(guò)例如拉拔加工和拉深加工等而形成的無(wú)縫管構(gòu)成，根據(jù)框狀構(gòu)件4461及4462的溝部4461B及4462B的形狀進(jìn)行彎曲加工。作為入射側(cè)偏振片冷卻管4632R，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體構(gòu)成，除了例如可以應(yīng)用鋁、銅、不銹鋼或其合金之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，入射側(cè)偏振片冷卻管4632R不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))其他材料(樹脂材料等)。
具體而言，如圖10(A)和(B)所示，入射側(cè)偏振片冷卻管4632R在入射側(cè)偏振片442的周邊部的外側(cè)沿入射側(cè)偏振片442的周邊部圍繞約一周而配置。即，在框狀構(gòu)件4461及4462的各內(nèi)表面(接合面、相對(duì)面)，沿開(kāi)口部4461A及4462A的周邊圍繞約一周形成剖面略呈半圓狀的溝部4461B及4462B，溝部4461B和溝部4462B處于相互鏡面對(duì)稱的形狀關(guān)系。并且，在將入射側(cè)偏振片冷卻管4632R收納到各溝部4461B及4462B內(nèi)的狀態(tài)下，框狀構(gòu)件4461和4462相互結(jié)合。在本實(shí)施例中，入射側(cè)偏振片冷卻管4632R是圓形管，其外徑與入射側(cè)偏振片442的厚度相同。
框狀構(gòu)件4461與框狀構(gòu)件4462的結(jié)合，可以應(yīng)用基于螺釘?shù)鹊穆?lián)結(jié)、粘接、焊接和嵌合等的機(jī)械的結(jié)合等各種各樣的方法。作為結(jié)合方法，最好使用入射側(cè)偏振片冷卻管4632R與框狀構(gòu)件4461及4462(或入射側(cè)偏振片442)間的熱傳導(dǎo)性高的方法。
冷卻流體的流入部(IN)設(shè)置在入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的一端，流出部(OUT)設(shè)置在另一端。入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的流入部和流出部分別與冷卻流體循環(huán)用的配管(管部469)連接。
從流入部(IN)流入入射側(cè)偏振片冷卻管4632R內(nèi)的冷卻流體沿入射側(cè)偏振片442的周邊圍繞約一周流動(dòng)，從流出部(OUT)流出。另外，該冷卻流體在入射側(cè)偏振片冷卻管4632R內(nèi)流動(dòng)的期間從入射側(cè)偏振片442上帶走熱。即，入射側(cè)偏振片442的熱通過(guò)框狀構(gòu)件4461及4462傳遞給入射側(cè)偏振片冷卻管4632R內(nèi)的冷卻流體而傳輸?shù)酵獠俊?br> 圖11(A)是射出側(cè)偏振片保持框447的組裝正面圖，圖11(B)是圖11(A)所示的C-C剖面圖。
射出側(cè)偏振片保持框447由與入射側(cè)偏振片保持框446(參見(jiàn)圖10)相同的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如圖11(A)和(B)所示，包括一對(duì)框狀構(gòu)件4471及4472和偏振片固定板4473。
這里，射出側(cè)偏振片443和入射側(cè)偏振片442一樣，由在透光性基板上粘貼偏振膜的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
框狀構(gòu)件4471及4472分別是平面看大體呈矩形的箱體，具有與射出側(cè)偏振片443的光透過(guò)區(qū)域?qū)?yīng)的矩形的開(kāi)口部4471A及4472A和用于收納射出側(cè)偏振片冷卻管4633R的溝部4471B及4472B?？驙顦?gòu)件4471和框狀構(gòu)件4472將射出側(cè)偏振片冷卻管4633R夾在中間相互相對(duì)地配置。作為框狀構(gòu)件4471及4472，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，除了例如可以應(yīng)用鋁、鎂或其合金之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，框狀構(gòu)件4471及4472不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))其他材料(樹脂材料等)。
如圖11(A)和(B)所示，偏振片固定板4473由具有與射出側(cè)偏振片443的光透過(guò)區(qū)域?qū)?yīng)的矩形的開(kāi)口部4473A的板狀構(gòu)件構(gòu)成，將射出側(cè)偏振片443夾在中間固定于框狀構(gòu)件4471。如圖11(B)所示，該偏振片固定板4473與射出側(cè)偏振片443接觸地配置，使框狀構(gòu)件4471及4472與射出側(cè)偏振片443相互緊密地接觸，從而具有使它們進(jìn)行熱接觸的功能，同時(shí)，具有釋放射出側(cè)偏振片443的熱的功能。另外，射出側(cè)偏振片443的一部分熱通過(guò)偏振片固定板4473傳遞給框狀構(gòu)件4471及4472。
射出側(cè)偏振片冷卻管4633R由通過(guò)例如拉拔加工和拉深加工等而形成的無(wú)縫管構(gòu)成，根據(jù)框狀構(gòu)件4471及4472的溝部4471B及4472B的形狀進(jìn)行彎曲加工。作為射出側(cè)偏振片冷卻管4633R，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體構(gòu)成，除了例如可以應(yīng)用鋁、銅、不銹鋼或其合金之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，入射側(cè)偏振片冷卻管4633R不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))其他材料(樹脂材料等)。
具體而言，如圖11(A)和(B)所示，射出側(cè)偏振片冷卻管4633R在射出側(cè)偏振片443的周邊部的外側(cè)沿射出側(cè)偏振片443的周邊部圍繞約一周而配置。即，在框狀構(gòu)件4471及4472的各內(nèi)表面(接合面、相對(duì)面)，沿開(kāi)口部4471A及4472A的周邊圍繞一周形成剖面略呈半圓狀的溝部4471B及4472B，溝部4471B和溝部4472B處于相互鏡面對(duì)稱的形狀關(guān)系。并且，在將射出側(cè)偏振片冷卻管4633R收納到各溝部4471B及4472B內(nèi)的狀態(tài)下，框狀構(gòu)件4471及4472相互結(jié)合。在本實(shí)施例中，射出側(cè)偏振片冷卻管4633R由圓形管構(gòu)成，其外徑與射出側(cè)偏振片443的厚度相同。
框狀構(gòu)件4471與框狀構(gòu)件4472的結(jié)合，可以應(yīng)用基于螺釘?shù)鹊穆?lián)結(jié)、粘接、焊接和嵌合等的機(jī)械的結(jié)合等各種各樣的方法。作為結(jié)合方法，最好使用入射側(cè)偏振片冷卻管4633R與框狀構(gòu)件4471及4472(或射出側(cè)偏振片443)間的熱傳導(dǎo)性高的方法。
冷卻流體的流入部(IN)設(shè)置在射出側(cè)偏振片冷卻管4633R的一端，流出部(OUT)設(shè)置另一端。射出側(cè)偏振片冷卻管4633R的流入部和流出部分別與冷卻流體循環(huán)用的配管(管部469)連接。
從流入部(IN)流入射出側(cè)偏振片冷卻管4633R內(nèi)的冷卻流體沿射出側(cè)偏振片443的周邊圍繞約一周流動(dòng)，從流出部(OUT)流出。另外，該冷卻流體在射出側(cè)偏振片冷卻管4633R內(nèi)流動(dòng)的期間從射出側(cè)偏振片443帶走熱。即，射出側(cè)偏振片443的熱通過(guò)框狀構(gòu)件447及4472傳遞給射出側(cè)偏振片冷卻管4463R內(nèi)的冷卻流體而傳輸?shù)酵獠俊?br> 這樣，在本實(shí)施例中，對(duì)紅色光而言，在液晶面板441R、入射側(cè)偏振片442、射出側(cè)偏振片443的各元件的保持框445、446、447的內(nèi)部設(shè)置了元件冷卻管4631R、4632R、4633R，由流過(guò)該元件冷卻管4631R、4632R、4633R的冷卻流體適當(dāng)?shù)貛ё吒髟?41R、442、443的熱。即，各元件441R、442、443與元件冷卻管4631R、4632R、4633R通過(guò)各保持框445、446、447進(jìn)行熱接觸，通過(guò)在各元件441R、442、443與元件冷卻管4631R、4632R、4633R內(nèi)的冷卻流體之間進(jìn)行熱交換，各元件441R、442、443的熱通過(guò)保持框445、446、447傳遞給元件冷卻管4631R、4632R、4633R內(nèi)的冷卻流體。于是，通過(guò)各元件441R、442、443的熱向冷卻流體移動(dòng)，冷卻各元件441R、442、443。
另外，在本實(shí)施例中，各元件冷卻管631R、4632R、4633R沿各元件441R、442、443的周邊部圍繞約一周而設(shè)置，所以，可以擴(kuò)大傳熱面積，從而可以有效地冷卻各元件。
而且，冷卻流體的通路(元件冷卻管4631R、4632R、4633R)沿各元件441R、442、443的周邊部設(shè)置，圖像形成用的光束不通過(guò)冷卻流體中，因此，可以避免在由液晶面板441R形成的光學(xué)像中包含冷卻流體的氣泡或塵埃等的像，從而可以避免發(fā)生伴隨冷卻流體的溫度分布的光學(xué)像的搖動(dòng)。
另外，在本實(shí)施例中，各元件441R、442、443的周邊部的冷卻流體的通路利用管(元件冷卻管4631R、4632R、4633R)形成，所以，通路形成用的接合部比較少也可以。通過(guò)減少接合部的數(shù)、面積等，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化，同時(shí)，可以防止冷卻流體泄漏。
這樣，按照本實(shí)施例，可以抑制通過(guò)使用冷卻流體而引起的不良狀況，從而能夠有效地抑制各元件441R、442、443的溫度上升。而且，在元件保持框445、446、447的內(nèi)部設(shè)置元件冷卻管4631R、4632R、4633R的結(jié)構(gòu)，保持框445、446、447兼作各元件441R、442、443的保持單元和冷卻單元，結(jié)果，容易實(shí)現(xiàn)小型化，可以應(yīng)用小型的光學(xué)元件。
例如，在本實(shí)施例中，在各元件441R、442、443的周邊部的外側(cè)，設(shè)置了具有與各元件的厚度相同的外徑的元件冷卻管4631R、4632R、4633R，抑制了由于具有冷卻流體通路而在厚度方向產(chǎn)生的擴(kuò)大。
這里，圖12是表示圖9的液晶面板保持框445或液晶面板冷卻管4631R的變形例的圖，圖12(A)是液晶面板保持框445的組裝正面圖，圖12(B)是圖12(A)所示的A-A剖面圖，圖12(C)是液晶面板冷卻管4631R的立體圖。
在圖12的例中，液晶面板冷卻管4631R在液晶面板441R的厚度方向多重(在本例中是2重)地設(shè)置。
即，如圖12(A)～(C)所示，在液晶面板保持框445的內(nèi)部，剖面呈圓環(huán)狀的液晶面板冷卻管4631R沿液晶面板441R的周邊部圍繞約一周地延伸，并且折返向相反方向圍繞約一周地延伸。這樣的管的形狀可以通過(guò)所謂的成型加工而形成。另外，在框狀構(gòu)件4451A、4451B、4452的各內(nèi)表面(接合面、相對(duì)面)上，沿液晶面板441R的周邊圍繞約一周形成剖面大體呈半圓狀的溝部4451aB、4451bB、4452Ba、4452Bb，溝部4451aB與溝部4452Ba、溝部4451bB與溝部4452Bb分別處于相互大體鏡面對(duì)稱的形狀關(guān)系。并且，在將液晶面板冷卻管4631R收納到各溝部4451aB、4451bB、4452Ba、4452Bb內(nèi)的狀態(tài)下，框狀構(gòu)件4451a、4451b、4452彼此相互結(jié)合。
在本例中，液晶面板冷卻管4631R在液晶面板441R的厚度方向多重地配置，所以，對(duì)其厚度方向而言擴(kuò)大了冷卻區(qū)域，結(jié)果，可以更有效地進(jìn)行冷卻。而且，本發(fā)明不限于2重，可以將液晶面板冷卻管4631R配置3重及以上。另外，關(guān)于入射側(cè)偏振片冷卻管4632R(參見(jiàn)圖10)、射出側(cè)偏振片冷卻管4633R(參見(jiàn)圖11)，也可以有同樣的變形。
另外，圖13是表示圖9的液晶面板保持框445或液晶面板冷卻管4631R的別的變形例的圖，圖13(A)是液晶面板保持框445的組裝正面圖，圖13(B)是圖13(A)所示的A-A剖面圖。
在圖13的例中，液晶面板冷卻管4631R作為保持液晶面板441R的保持框(液晶面板保持框445)的形式而形成。
即，如圖13(A)和(B)所示，具有大體矩形剖面的液晶面板冷卻管4631R沿液晶面板441R的周邊部設(shè)置成框狀。并且，在液晶面板冷卻管4631R的中央的開(kāi)口部保持液晶面板441R。液晶面板冷卻管4631R的厚度與液晶面板441R相同。
在本例中，液晶面板冷卻管4631R作為保持液晶面板441R的保持框(液晶面板保持框445)的形式而形成，所以，在液晶面板441R與液晶面板冷卻管4631R之間直接進(jìn)行熱傳遞，由冷卻流體有效地帶走液晶面板441R的熱。
而且，如圖14(A)和(B)所示，液晶面板冷卻管4631R也可以采用將具有大體矩形剖面的多個(gè)管狀構(gòu)件相互組合的形式。另外，也可以采用通過(guò)在其內(nèi)部配置板狀構(gòu)件等而具有螺旋狀的流路的形式。關(guān)于入射側(cè)偏振片冷卻管4632R(參見(jiàn)圖10)、射出側(cè)偏振片冷卻管4633R(參見(jiàn)圖11)也可以有同樣的變形。
以上，代表性地說(shuō)明了光學(xué)裝置44(參見(jiàn)圖4)的紅色光用的面板結(jié)構(gòu)及其冷卻結(jié)構(gòu)，但是，對(duì)于綠色光和藍(lán)色光也一樣，各元件(液晶面板、入射側(cè)偏振片、射出側(cè)偏振片)可以單獨(dú)由保持框保持，而元件冷卻管設(shè)置在該保持框的內(nèi)部。
即，在本實(shí)施例中，包括3個(gè)液晶面板441R、441G、441B和3個(gè)入射側(cè)偏振片442以及3個(gè)射出側(cè)偏振片443的共計(jì)9個(gè)光學(xué)元件單獨(dú)利用冷卻流體進(jìn)行冷卻。各元件通過(guò)單獨(dú)進(jìn)行冷卻，可以可靠地防止各元件的溫度上升導(dǎo)致的不良狀況。
(配管系統(tǒng))圖15是表示上述光學(xué)裝置44的冷卻流體的流動(dòng)的配管系統(tǒng)圖。
如圖15所示，在本實(shí)施例中，對(duì)包含光學(xué)裝置44的3個(gè)液晶面板441R、441G、441B和3個(gè)入射側(cè)偏振片442以及3個(gè)射出側(cè)偏振片443的共計(jì)9個(gè)光學(xué)元件并行地設(shè)置冷卻流體的通路。
具體而言，包括關(guān)于紅色光的液晶面板冷卻管4631R和入射側(cè)偏振片冷卻管4632R以及射出側(cè)偏振片冷卻管4633R的3個(gè)元件冷卻管分別一端與分支容器464連接而另一端與合流容器465連接。同樣，關(guān)于綠色光的3個(gè)元件冷卻管4631G、4632G、4633G和關(guān)于藍(lán)色光的3個(gè)元件冷卻管4631B、4632B、4633B也分別是一端與分支容器464連接而另一端與合流容器465連接。結(jié)果，上述9個(gè)元件冷卻管并行地配置在分支容器464與合流容器465之間的冷卻流體的通路上。
冷卻流體在分支容器464分支為對(duì)每色各3個(gè)的共計(jì)9個(gè)通路上，在9個(gè)元件冷卻管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B)內(nèi)并行地流動(dòng)。由于上述9個(gè)元件冷卻管并行地配置在冷卻流體的通路上。所以，大致相同溫度的冷卻流體流入各元件冷卻管內(nèi)。沿各元件的周邊，冷卻流體在各元件冷卻管內(nèi)流動(dòng)，冷卻各元件，同時(shí)，流過(guò)各元件冷卻管的冷卻流體的溫度上升。在該熱交換之后，冷卻流體在合流容器465內(nèi)合流，通過(guò)前面進(jìn)行了說(shuō)明的散熱器466(參見(jiàn)圖3)的散熱而冷卻。于是，溫度降低后的冷卻流體再次供給分支容器464。
在本實(shí)施例方式中，與9個(gè)光學(xué)元件對(duì)應(yīng)的上述9個(gè)元件冷卻管在冷卻流體的通路上并行地配置，所以，從分支容器464到合流容器465的冷卻流體的通路的長(zhǎng)度比較短，該通路中的壓力損失造成的流路阻抗小。因此，各元件冷卻管即使是小直徑也容易確保冷卻流體的流量，另外，由于對(duì)各元件的冷卻管供給溫度比較低的冷卻流體，所以，可以有效地冷卻各元件。
對(duì)上述9個(gè)光學(xué)元件中發(fā)熱少的元件也可以省略元件冷卻管的設(shè)置。例如，對(duì)入射側(cè)偏振片442和射出側(cè)偏振片443為無(wú)機(jī)偏振片等光束吸收少的形態(tài)的情況下，可以采用對(duì)它們省略冷卻管的結(jié)構(gòu)。
另外，不限于將多個(gè)元件冷卻管在冷卻流體的通路上都并行地配置的結(jié)構(gòu)，也可以采用至少將一部分串行配置的結(jié)構(gòu)。這時(shí)，可以根據(jù)各元件的發(fā)熱量決定其通路。
圖16表示上述配管系統(tǒng)的變形例。對(duì)于與圖15相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)以相同的符號(hào)。
在圖16的例中，對(duì)光學(xué)裝置44的包括3個(gè)液晶面板441R、441G、441B和3個(gè)入射側(cè)偏振片442以及3個(gè)射出側(cè)偏振片443的共計(jì)9個(gè)光學(xué)元件分別設(shè)置了元件冷卻管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B)，同時(shí)，冷卻流體的通路對(duì)各色串行地配置。
具體而言，對(duì)紅色光則是分支容器464的流出部與射出側(cè)偏振片冷卻管4633R的流入部連接，射出側(cè)偏振片冷卻管4633R的流出部與液晶面板冷卻管4631R的流入部連接，液晶面板冷卻管4631R的流出部與入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的流入部連接，入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的流出部與合流容器465的流入部連接。即，從分支容器464到合流容器465，按射出側(cè)偏振片冷卻管4633R、液晶面板冷卻管4631R、入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的順序而串行地配置。同樣，對(duì)綠色光而言，則是從分支容器464到合流容器465按射出側(cè)偏振片4633G、液晶面板冷卻管4631G、入射側(cè)偏振片冷卻管4632G的順序而串行地配置。另外，對(duì)藍(lán)色光也一樣，從分支容器464到合流容器465，按射出側(cè)偏振片冷卻管4633B、液晶面板冷卻管B4632B、入射側(cè)偏振片冷卻管4632B的順序而串行地配置。
冷卻流體在分支容器464分支到3個(gè)通路。并且，對(duì)每個(gè)顏色分別首先流過(guò)射出側(cè)偏振片冷卻管4633R、4633G、4633B，其次流過(guò)液晶面板冷卻管4631R、4631G、4631B，最后流過(guò)入射側(cè)偏振片冷卻管4632R、4632G、4632B。通過(guò)冷卻流體沿各元件的周邊在各元件冷卻管內(nèi)流過(guò)冷卻各元件的同時(shí)流過(guò)各元件冷卻管的冷卻流體的溫度上升。在本例中，由于對(duì)各色串行地配置了3個(gè)元件冷卻管，所以，冷卻流體流入時(shí)的溫度(入口溫度)在上游側(cè)的射出側(cè)偏振片冷卻管4633R、4633G、4633B中最低，在液晶面板冷卻管4631R、4631G、4631B中次之，而在下游側(cè)的入射側(cè)偏振片冷卻管4632R、4632G、4632B中比較高。然后，冷卻流體在合流容器465內(nèi)合流，通過(guò)前面進(jìn)行了說(shuō)明的散熱器466(參見(jiàn)圖3)的散熱而冷卻。于是，溫度降低后的冷卻流體再次供給分支容器464。
這里，在液晶面板441R、441G、441B中，液晶層吸收光并且在驅(qū)動(dòng)基板上形成的數(shù)據(jù)線和掃描線和/或在及在對(duì)向基板上形成的黑底等也吸收一部分光束。另外，在入射側(cè)偏振片422中，入射的光束由上游側(cè)的偏振變換元件414(參見(jiàn)圖1)變換為大體1種偏振光，并且該光束幾乎全部透過(guò)，光束的吸收比較少。另外，在射出側(cè)偏振片443中，入射的光束被根據(jù)圖像信息調(diào)制偏振方向，所以通常該光束的吸收量比入射側(cè)偏振片442多。
并且，光學(xué)裝置44的發(fā)熱量，具有按入射側(cè)偏振片、液晶面板、射出側(cè)偏振片的順序逐漸增高的傾向(入射側(cè)偏振片＜液晶面板＜射出側(cè)偏振片)。
在圖16的例中，對(duì)每個(gè)顏色各有3個(gè)元件冷卻管在冷卻流體的通路上串行地配置，所以，與將9個(gè)元件冷卻管都并行地配置的結(jié)構(gòu)相比，可以實(shí)現(xiàn)配管空間的縮小化。
另外，對(duì)發(fā)熱量比較高的射出側(cè)偏振片443最早供給冷卻流體，所以，可以可靠地冷卻射出側(cè)偏振片443。
在上述例中，按發(fā)熱量高的順序從上游側(cè)開(kāi)始串行地配置元件冷卻管。但不限于此，也可以按發(fā)熱量低的順序從上游側(cè)開(kāi)始串行地配置元件冷卻管，或者也可以按別的順序串行地配置。配置的順序，根據(jù)多個(gè)元件間的發(fā)熱量的差別和元件冷卻管的冷卻能力等而決定。
此外，對(duì)每個(gè)顏色不限于將多個(gè)元件冷卻管都串行地配置，也可以是以下說(shuō)明的僅將一部分串行地配置的結(jié)構(gòu)。
圖17表示上述配管系統(tǒng)的別的變形例。對(duì)于與圖15相同的要素標(biāo)以相同的符號(hào)。
在圖17的例中，對(duì)光學(xué)裝置44的包括3個(gè)液晶面板441R、441G、441B和3個(gè)入射側(cè)偏振片442以及3個(gè)射出側(cè)偏振片443的共計(jì)9個(gè)光學(xué)元件分別設(shè)置了元件冷卻管(4631R、4632R、4633R、4631G、4632G、4633G、4631B、4632B、4633B)，同時(shí)，冷卻流體的通路對(duì)各色都有一部分被串行地配置。
具體而言，對(duì)于紅色光則是從分支容器464到合流容器465按液晶面板冷卻管4631R和入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的順序串行地配置，而射出側(cè)偏振片冷卻管4633R與它們并行地配置。即，分支容器464的流出部與液晶面板冷卻管4631R的流入部連接，液晶面板冷卻管4631R的流出部與入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的流入部連接，入射側(cè)偏振片冷卻管4632R的流出部與合流容器465的流入部連接。另外，分支容器464的流出部與射出側(cè)偏振片冷卻管4633R的流入部連接，射出側(cè)偏振片冷卻管4633R的流出部與合流容器465流入部連接。同樣，對(duì)綠色光而言，從分支容器464到合流容器465，按液晶面板冷卻管4631G和入射側(cè)偏振片冷卻管4632G的順序串行地配置，射出側(cè)偏振片冷卻管4633G與它們并行地配置。對(duì)藍(lán)色光也一樣，按液晶面板冷卻管4631B和入射側(cè)偏振片冷卻管4632B的順序串行地配置，射出側(cè)偏振片冷卻管4633B與它們并行地配置。
冷卻流體在分支容器464中分支為對(duì)每個(gè)顏色各2個(gè)的共計(jì)6個(gè)通路。并且，該冷卻流體對(duì)每個(gè)顏色分別首先流入液晶面板冷卻管4631R、4631G、4631B和射出側(cè)偏振片冷卻管4633R、4633G、4633B。流過(guò)液晶面板冷卻管4631R、4631G、4631B的冷卻流體，接著流過(guò)入射側(cè)偏振片冷卻管4632R、4632G、4632B，然后流向合流容器465。另一方面，流過(guò)射出側(cè)偏振片冷卻管4633R、4633G、4633B的冷卻流體，對(duì)每個(gè)顏色分別從射出側(cè)偏振片冷卻管4633R、4633G、4633B直接流向合流容器465。冷卻流體通過(guò)沿各元件的周邊流過(guò)各元件冷卻管內(nèi)冷卻各元件，同時(shí)流過(guò)各元件冷卻管的冷卻流體的溫度上升。在本例中，冷卻流體的流入時(shí)的溫度(入口溫度)在上游側(cè)的液晶面板冷卻管4631R、4631G、4631B和射出側(cè)偏振片冷卻管4633R、4633G、4633B中比較低，在入射側(cè)偏振片冷卻管4632R、4632G、4632B中比較高。另外，如上所述，由于射出側(cè)偏振片433的發(fā)熱量與其他元件相比最高，所以射出側(cè)偏振片冷卻管4633R、4633G、4633B的冷卻流體流出時(shí)的溫度(出口溫度)比較高，而與其相比液晶面板冷卻管4631R、4631G、4631B的出口溫度比較低。因此，在圖17的例中，入射側(cè)偏振片冷卻管4632R、4632G、4632B的入口溫度比上述圖16的低。流過(guò)各元件周邊的冷卻流體，此后在合流容器465內(nèi)合流，通過(guò)前面說(shuō)明了的散熱器466(參見(jiàn)圖3)的散熱進(jìn)行冷卻。于是，溫度降低后的冷卻流體再次供給分支容器464。
在圖17的例中，由于對(duì)各色串行地配置2個(gè)元件冷卻管，并且與其并行地配置其他1個(gè)元件冷卻管，所以與將9個(gè)元件冷卻管都并行地配置的結(jié)構(gòu)相比，可以實(shí)現(xiàn)配管空間的縮小化。
另外，與對(duì)發(fā)熱量高的射出側(cè)偏振片443的冷卻通路并行地設(shè)置對(duì)液晶面板441R、441G、441B和入射側(cè)偏振片442的冷卻通路，所以，可以避免射出側(cè)偏振片443的熱影響其他元件，從而可以有效地冷卻液晶面板441R、441G、441B和入射側(cè)偏振片442。
在上述圖15、圖16和圖17的例中，紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的3色的冷卻結(jié)構(gòu)分別是相同的結(jié)構(gòu)，但是，也可以是對(duì)各色不同的結(jié)構(gòu)。例如，對(duì)紅色光和藍(lán)色光采用圖16或圖17的結(jié)構(gòu)，對(duì)綠色光可以采用圖15或圖17的結(jié)構(gòu)?；蛘咭部梢允瞧渌慕M合。
這里，通常，綠色光的光強(qiáng)度比較強(qiáng)，所以，其光學(xué)元件的溫度也容易上升。因此，通過(guò)對(duì)綠色光采用冷卻效果高的冷卻結(jié)構(gòu)，而對(duì)其他的紅色光和藍(lán)色光采用簡(jiǎn)單的冷卻結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)配管空間的縮小化和元件冷卻的高效化。
另外，在上述圖15圖16和圖17的例中，分支容器464將冷卻流體的通路與紅、綠、藍(lán)的3色對(duì)應(yīng)地至少分支為3個(gè)，但不限于此。例如，分支容器464也可以是將冷卻流體的通路分支為關(guān)于紅色光和藍(lán)色光的系統(tǒng)和關(guān)于綠色光的系統(tǒng)。這時(shí)，通過(guò)串行地配置例如關(guān)于紅色光和藍(lán)色光的冷卻結(jié)構(gòu)以及與其并行地配置關(guān)于綠色光的冷卻結(jié)構(gòu)，和上述一樣，可以實(shí)現(xiàn)配管空間的縮小化和元件冷卻的高效化。
(框狀構(gòu)件的第1結(jié)合結(jié)構(gòu))下面，說(shuō)明適用于上述液晶面板441、入射側(cè)偏振片442和射出側(cè)偏振片443的各元件的保持框(液晶面板保持框445、入射側(cè)偏振片保持框446、射出側(cè)偏振片保持框447)的框狀構(gòu)件的結(jié)合結(jié)構(gòu)和元件保持框的制造方法。
而且在以下的說(shuō)明中，「框狀構(gòu)件12、13」(參見(jiàn)圖18)與上述液晶面板保持框445(框狀構(gòu)件4451、框狀構(gòu)件4452)、入射側(cè)偏振片保持框446(框狀構(gòu)件4461、框狀構(gòu)件4462)和射出側(cè)偏振片保持框447(框狀構(gòu)件4471、框狀構(gòu)件4472)(參見(jiàn)圖4、圖9、圖10和圖11)對(duì)應(yīng)。
同樣，「冷卻管14」與上述元件冷卻管463(液晶面板冷卻管4631R、入射側(cè)偏振片冷卻管4632R、射出側(cè)偏振片冷卻管4633R)對(duì)應(yīng)。
同樣，「光學(xué)元件11」與上述液晶面板441R、441G、441B，入射側(cè)偏振片442和射出側(cè)偏振片443對(duì)應(yīng)。
如圖18所示，框狀構(gòu)件12和框狀構(gòu)件13將冷卻管14夾在中間相互相對(duì)地配置，在框狀構(gòu)件12、13上分別形成收納冷卻管14的溝部122、132。各框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14具有形狀基本上相同的外形部分(半圓剖面形狀)使得能夠相互組合。溝部122、132的直徑與冷卻管14的外形相比基本上相同或略大。例如，溝部122、132的內(nèi)徑尺寸相比冷卻管14的外徑尺寸形成正公差。并且，在進(jìn)行組裝時(shí)產(chǎn)生的溝部122、132與冷卻管14的間隙中填充熱傳導(dǎo)材料140。
作為熱傳導(dǎo)材料140，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材料構(gòu)成的熱良導(dǎo)體。具體而言，例如可以使用混入有金屬材料的樹脂材料、混入有碳材料的樹脂材料和熱熔材料等。熱傳導(dǎo)材料140的熱傳導(dǎo)率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)則更好。熱熔金屬的熱傳導(dǎo)率通常大于等于5W/(m·K)。金屬材料或混入有碳材料的樹脂材料，有的熱傳導(dǎo)率大于等于3W/(m·K)，有的熱傳導(dǎo)率大于等于10W/(m·K)。作為一例，有Cool polymers公司制D2(注冊(cè)商標(biāo))(LCP樹脂+熱傳導(dǎo)用混入物、15W/(m·K)、熱膨脹率10×10-6/K)、RS007(注冊(cè)商標(biāo))(PPS樹脂+熱傳導(dǎo)用混入物、3.5W/(m·K)、熱膨脹率20×10-6/K)。
框狀構(gòu)件12和框狀構(gòu)件13使用基于螺釘?shù)鹊穆?lián)結(jié)、粘接、焊接和嵌合等的機(jī)械的結(jié)合中的至少1種方法進(jìn)行結(jié)合。為了實(shí)現(xiàn)低成本化和緊湊化，最好使用簡(jiǎn)單的結(jié)合方法。而且也可以是利用熱傳導(dǎo)材料140的粘接力得到框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13的結(jié)合力中的至少一部分的結(jié)構(gòu)。
在本例中，在各框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14相互連接的部分，各框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14直接進(jìn)行熱接觸，在產(chǎn)生間隙的部分，兩者通過(guò)熱傳導(dǎo)材料140間接地進(jìn)行熱接觸。即，框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14的熱傳遞由熱傳導(dǎo)材料140補(bǔ)充完成，從而可以提高框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14之間的熱傳導(dǎo)性。因此，可以由流過(guò)冷卻管14內(nèi)的冷卻流體有效地冷卻與框狀構(gòu)件12、13接觸的光學(xué)元件。另外，在保持光學(xué)元件的箱體(框狀構(gòu)件12、13)的內(nèi)部配置冷卻管14的結(jié)構(gòu)，冷卻流體的通路形成用的接合部比較少，所以，流體泄漏的危險(xiǎn)性小。另外，對(duì)流路方向可以形成均勻而光滑的流路，所以，配管阻力小。特別是在本例中，冷卻管14的剖面形狀保持為大致圓形，所以，流體的紊亂小。
(元件保持框的第1制造方法)下面，說(shuō)明由上述框狀構(gòu)件12、13構(gòu)成的元件保持框的制造方法。
圖19是表示圖18的元件保持框的制造方法的一例的說(shuō)明圖。該制造方法包括溝部形成工序、結(jié)合工序和填充工序。在本例中，填充工序包含在結(jié)合工序中。
首先，如圖19(A)所示，在溝部形成工序中，在一對(duì)框狀構(gòu)件12、13的各相對(duì)面123、133上，形成用于收納冷卻管的剖面呈大致半圓狀或剖面呈大致U字狀的溝部122、132。在該工序中，使用鑄造法(壓鑄法等)或鍛造法(冷鍛/熱鍛等)一體地形成具有溝部122(132)的框狀構(gòu)件12(13)。在鑄造法中，例如將熔融的材料注入指定形狀的模具中，通過(guò)凝固而得到所希望的形狀的框狀構(gòu)件。在鍛造法中，將例如材料部件夾在一組模具之間進(jìn)行加壓而得到所希望的形狀的框狀構(gòu)件。通過(guò)使用鑄造法(壓鑄法等)或鍛造法(冷鍛/熱鍛等)，可以容易且低成本地形成這種形狀的框狀構(gòu)件12、13，另外，對(duì)小型的物體非常適用。另外，框狀構(gòu)件12、13的形狀簡(jiǎn)單，所以，即使使用切削加工也可以，能夠容易且低成本地形成。
其次，在結(jié)合工序(填充工序)中，如圖19(b)所示，將框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13相對(duì)配置，并將冷卻管14收納到各溝部122、132內(nèi)。這時(shí)，如圖20所示，也可以預(yù)先設(shè)置框狀構(gòu)件12、13定位用的凹部157和凸部158，通過(guò)將兩者相互組合，將框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13的平面上的相對(duì)位置進(jìn)行定位。另外，在收納之前，在溝部122、132的內(nèi)表面和/或冷卻管14的外表面涂敷熱傳導(dǎo)材料140。熱傳導(dǎo)材料140的涂敷，可以使用旋轉(zhuǎn)涂敷法、噴射涂敷法、滾動(dòng)涂敷法、雙著色涂敷法、浸漬涂敷法或液滴噴涂法等各種各樣的方法。
并且，在熱傳導(dǎo)材料140涂敷之后，如圖19(b)所示，在將冷卻管14收納到各溝部122、132內(nèi)的狀態(tài)下，施加外力使框狀構(gòu)件12的相對(duì)面123與框狀構(gòu)件13的相對(duì)面133緊密接觸。通過(guò)這樣處理，熱傳導(dǎo)材料140就填充到各框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14的間隙中(參見(jiàn)圖18)。然后，將框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13結(jié)合。該結(jié)合可以使用基于圖21所示的螺釘159等的聯(lián)結(jié)、粘接、焊接和嵌合等的機(jī)械的結(jié)合中的至少1種方法進(jìn)行。熱傳導(dǎo)材料140的粘接力十分大時(shí)，也可以省去粘接以外的其他方法的結(jié)合。
在進(jìn)行上述結(jié)合時(shí)，根據(jù)需要可以使熱傳導(dǎo)材料140軟化或流動(dòng)。例如，熱傳導(dǎo)材料140為熱可塑性材料時(shí)，在進(jìn)行上述結(jié)合時(shí)將熱傳導(dǎo)材料140加熱。這時(shí)，例如通過(guò)上述結(jié)合時(shí)保持框狀構(gòu)件12、13的物體(夾具)將框狀構(gòu)件12、13加熱，或者使高溫流體在冷卻管14內(nèi)流動(dòng)。通過(guò)在框狀構(gòu)件12、13結(jié)合時(shí)使熱傳導(dǎo)材料140軟化或流動(dòng)，將熱傳導(dǎo)材料140填充到框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14的間隙中的整體區(qū)域。這樣，就制造成了具有將冷卻管14夾在中間的一對(duì)框狀構(gòu)件12、13相對(duì)配置的結(jié)構(gòu)的元件保持框。
如上所述，在本例的元件保持框10的制造方法中，通過(guò)使用熱傳導(dǎo)材料140，不將冷卻管14擴(kuò)徑，就可以使各框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14進(jìn)行熱接觸。由于不需要冷卻管14的擴(kuò)徑工序，可以大幅度縮短制造時(shí)間，另外，非常適合應(yīng)用于小直徑的冷卻管14。因此，按照該制造方法，可以實(shí)現(xiàn)制造的元件保持框10的低成本化和小型化。
另外，也可以在將一對(duì)框狀構(gòu)件12、13結(jié)合之后將熱傳導(dǎo)材料140填充(注入)到框狀構(gòu)件12、13的各溝部122、132與冷卻管14的間隙中。
另外，熱傳導(dǎo)材料140最好在冷卻板(框狀構(gòu)件12、13)的使用溫度范圍內(nèi)具有彈性。通過(guò)使熱傳導(dǎo)材料140具有彈性，熱傳導(dǎo)材料140根據(jù)伴隨熱變形等發(fā)生的框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14的間隙的變化而伸縮，從而可以穩(wěn)定地維持框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14的熱接觸。
圖22是表示圖19的制造方法的變形例的說(shuō)明圖。而且，對(duì)具有與已進(jìn)行了說(shuō)明的相同功能的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)以相同的符號(hào)，并省略或簡(jiǎn)化其說(shuō)明。
在圖22的例中，在框狀構(gòu)件13的相對(duì)面133上，形成至少暫時(shí)收容熱傳導(dǎo)材料140的輔溝160。
即，在溝部形成工序中，在一方的框狀構(gòu)件12的相對(duì)面123上形成用于收納冷卻管14的溝部122，在另一方的框狀構(gòu)件13的相對(duì)面133上形成用于收納冷卻管14的溝部132和與該溝部132相鄰設(shè)置的輔溝160(圖22(a)。在框狀構(gòu)件13的相對(duì)面133上，輔溝160在溝部132的兩外側(cè)與溝部132平行地形成，此外，多個(gè)輔溝160相互分離地設(shè)置。輔溝160的形狀和其數(shù)量根據(jù)各熱傳導(dǎo)材料140的材質(zhì)特性等適當(dāng)?shù)貨Q定。通過(guò)使用鑄造法(壓鑄法)或鍛造法(冷鍛/熱鍛等)，即使是這種形狀的框狀構(gòu)件13，也可以容易且低成本地形成。在框狀構(gòu)件12的相對(duì)面123上，也可以設(shè)置同樣的輔溝。
在結(jié)合工序(填充工序)中，在將冷卻管14向溝部122、132內(nèi)收納之前，將熱傳導(dǎo)材料140涂敷到溝部122、132的內(nèi)表面和/或冷卻管14的外表面。并且，在涂敷熱傳導(dǎo)材料140之后，在將冷卻管14收納到各溝部122、132內(nèi)的狀態(tài)下，施加外力使框狀構(gòu)件12的相對(duì)面123與框狀構(gòu)件13的相對(duì)面133緊密接觸，這樣，就將熱傳導(dǎo)材料140填充到各框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14的間隙內(nèi)(圖22(b))。這時(shí)，根據(jù)需要通過(guò)加熱等使熱傳導(dǎo)材料140軟化流動(dòng)。熱傳導(dǎo)材料140的剩余部分流入并滯留在輔溝160內(nèi)。然后，將框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13結(jié)合。
在本例中，由于在框狀構(gòu)件13的相對(duì)面133上形成輔溝160，所以，熱傳導(dǎo)材料140的剩余部分就滯留在輔溝160內(nèi)。通過(guò)設(shè)置熱傳導(dǎo)材料140的溢出場(chǎng)所，熱傳導(dǎo)材料140容易均勻地?cái)U(kuò)展，從而熱傳導(dǎo)材料140可以可靠地配置到框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14的間隙的整體區(qū)域中。另外，設(shè)置在輔溝160(或者相對(duì)面123、133的間隙)內(nèi)的熱傳導(dǎo)材料140具有提高框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13的熱接觸性的功能。
另外，在熱傳導(dǎo)材料140具有粘接力的情況下，通過(guò)擴(kuò)大熱傳導(dǎo)材料140的配置區(qū)域而擴(kuò)大框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13間的接觸面積，提高基于熱傳導(dǎo)材料140的框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13的結(jié)合力。結(jié)果，可以省去利用基于螺釘?shù)鹊穆?lián)結(jié)的其他方法的結(jié)合。
熱傳導(dǎo)材料140也可以在冷卻板(框狀構(gòu)件12、13)的使用溫度范圍內(nèi)具有流動(dòng)性。這時(shí)，伴隨熱變形等框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14的間隙的容積變化時(shí)，通過(guò)在上述間隙與輔溝160間使熱傳導(dǎo)材料140，使得得以保持上述間隙中的熱傳導(dǎo)材料140的填充狀態(tài)，從而穩(wěn)定地維持框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14的熱接觸。這時(shí)，最好采取防止熱傳導(dǎo)材料140向外部泄漏的措施。例如，可以使用厭氣類型的熱傳導(dǎo)材料使其在與外氣接觸的部分固化而內(nèi)部保持流動(dòng)性?；蛘?，也可以將在上述使用溫度范圍內(nèi)具有流動(dòng)性的熱傳導(dǎo)材料配置在內(nèi)側(cè)而將固化的別的熱傳導(dǎo)材料配置在外側(cè)。
圖23和圖24表示輔溝160的其他的形式例。
在圖23的例中，輔溝160在框狀構(gòu)件12、13的各溝部122、132的內(nèi)表面沿其軸方向延伸地形成。此外，多個(gè)輔溝160在輔溝160的圓周方向相互分離地設(shè)置。
另外，在圖24的例中，輔溝160在框狀構(gòu)件12、13的各溝部122、132的內(nèi)表面在圓周方向延伸地形成。此外，多個(gè)輔溝160在溝部122、132的軸方向相互分離地設(shè)置。而且在圖24中，也可以將輔溝160形成為從溝部122(132)的底部到頂部深度逐漸減小的形式。
通過(guò)使用鑄造法(壓鑄法等)或鍛造法(冷鍛/熱鍛等)，即使是這種形狀的框狀構(gòu)件12、13，也可以容易且低成本地形成。
在圖23和圖24的例中，在框狀構(gòu)件12、13的各溝部122、132的內(nèi)表面形成輔溝160，所以，在填充熱傳導(dǎo)材料140時(shí)，熱傳導(dǎo)材料140的剩余部分容易向輔溝160移動(dòng)。結(jié)果，熱傳導(dǎo)材料140容易均勻地?cái)U(kuò)展，從而熱傳導(dǎo)材料140可以更可靠地配置到框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14的間隙中的整體區(qū)域。
另外，也可以在框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132和相對(duì)面123、133上都設(shè)置輔溝160。
圖25、圖26和圖27表示在冷卻管14的外表面形成輔溝160的例子。
在圖25的例中，輔溝160在冷卻管14的外表面在其軸方向延伸地形成。此外，多個(gè)輔溝160在冷卻管14的圓周方向相互分離地設(shè)置。
在圖26的例中，輔溝160在冷卻管14的外表面在其圓周方向延伸地形成。此外，多個(gè)輔溝160在冷卻管14的軸方向相互分離地設(shè)置。
在圖27的例中，輔溝160在冷卻管14的外表面形成螺旋狀。
在圖25、圖26和圖27的例中，在冷卻管14的外表面形成輔溝160，所以，在填充熱傳導(dǎo)材料140時(shí)，熱傳導(dǎo)材料140的剩余部分容易向輔溝160移動(dòng)。結(jié)果，熱傳導(dǎo)材料容易均勻地?cái)U(kuò)展，從而熱傳導(dǎo)材料140可以更可靠地配置到框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132與冷卻管14的間隙中的整體區(qū)域。
(框狀構(gòu)件的第2結(jié)合結(jié)構(gòu))下面，說(shuō)明框狀構(gòu)件的結(jié)合結(jié)構(gòu)的第2例和與其對(duì)應(yīng)的元件保持框的制造方法。在各圖中，為了將各結(jié)構(gòu)要素表示為在圖面上可以識(shí)別的大小，所以，根據(jù)需要使其尺寸比例與實(shí)際不同。另外對(duì)與已進(jìn)行了說(shuō)明的結(jié)構(gòu)要素具有相同的功能的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)以相同的符號(hào)，并省略或簡(jiǎn)化其說(shuō)明。
圖28是表示具有本例的結(jié)合結(jié)構(gòu)的元件保持框105的剖面圖。該元件保持框105和圖18的元件保持框10一樣，是保持光學(xué)元件11的邊緣并且冷卻該光學(xué)元件11的裝置，具有保持光學(xué)元件11的一對(duì)框狀構(gòu)件12、13和夾在一對(duì)框狀構(gòu)件12、13之間的冷卻管14。
本例的元件保持框105和圖18的元件保持框10不同，一方的框狀構(gòu)件13利用插入成型加工而形成。
作為框狀構(gòu)件13(第1框狀構(gòu)件)，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，除了例如可以應(yīng)用鋁(234W/(m·K))、鎂(156W/(m·K))或者其合金(鋁合金(約100W/(m·K))、低比重鎂合金(約50W/(m·K))等之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，框狀構(gòu)件13不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(樹脂材料等)。
另一方面，作為框狀構(gòu)件12(第2框狀構(gòu)件)，可以使用熔點(diǎn)比框狀構(gòu)件13和冷卻管14低的樹脂材料。例如，可以使用混入有金屬材料的樹脂材料和混入有碳材料的樹脂材料等。樹脂材料的熱傳導(dǎo)率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)則更好。混入有金屬材料或碳材料的樹脂材料，有的熱傳導(dǎo)率大于等于3W/(m·K)，有的大于等于10W/(m·K)。作為一例，有Cool polymers公司制D2(注冊(cè)商標(biāo))(LCP樹脂+熱傳導(dǎo)用混入物、15W/(m·K)、熱膨脹率10×10-6/K)、RS007(注冊(cè)商標(biāo))(PPS樹脂+熱傳導(dǎo)用混入物、3.5W/(m·K)、熱膨脹率20×10-6/K)。
冷卻管14具有例如環(huán)狀的剖面，由沿其中心軸延伸的管構(gòu)成，根據(jù)框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132的平面形狀進(jìn)行彎曲加工。作為冷卻管14，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，除了例如可以應(yīng)用鋁(234W/(m·K))、銅(398W/(m·K))、不銹鋼(16W/(m·K)(奧氏體系))或其合金之外，還可以應(yīng)用各種金屬。
這里，作為框狀構(gòu)件13(第1框狀構(gòu)件)、框狀構(gòu)件12(第2框狀構(gòu)件)和冷卻管14的材質(zhì)的組合，最好它們的熱膨脹率相同。
作為一例，有框狀構(gòu)件13和冷卻管14由銅(熱膨脹率16.6×10-6/K)或不銹鋼(奧氏體系、熱膨脹率13.6×10-6/K)構(gòu)成而框狀構(gòu)件12由上述熱傳導(dǎo)率高的樹脂材料(熱膨脹率10～20×10-6/K)構(gòu)成的組合。
在框狀構(gòu)件13的相對(duì)面133上，設(shè)置了收納冷卻管14的溝部132和作為嵌合部的貫通孔165。貫通孔165在與相對(duì)面133相反側(cè)的開(kāi)口附近具有面向開(kāi)口而面積擴(kuò)大的錐狀的斜面165a。也可以設(shè)置具有階梯的開(kāi)口部而取代錐狀的開(kāi)口部，貫通孔165的形狀和數(shù)量可以任意設(shè)定。于是，在框狀構(gòu)件12的插入成型時(shí)通過(guò)將該框狀構(gòu)件12的形成材料填充到框狀構(gòu)件13的貫通孔165的內(nèi)部而將框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13結(jié)合。通過(guò)該結(jié)合，框狀構(gòu)件12、13和冷卻管14相互進(jìn)行熱接觸。
(元件保持框的第2制造方法)下面，說(shuō)明上述元件保持框105的制造方法。
圖29是表示元件保持框105的制造方法的一例的說(shuō)明圖。該制造方法包括溝部形成工序和結(jié)合工序。
首先，如圖29(a)所示，在溝部形成工序中，在框狀構(gòu)件13(第1框狀構(gòu)件)的相對(duì)面133上形成用于收納冷卻管14的剖面略呈半圓狀或剖面略呈U字狀的溝部132和結(jié)合用的貫通孔165。如前所述，貫通孔165在相對(duì)面133的相反側(cè)的開(kāi)口附近具有面積向開(kāi)口擴(kuò)大的錐狀的斜面165a。在該工序中，使用鑄造法(壓鑄法等)或鍛造法(冷鍛/熱鍛等)一體地形成具有溝部132和貫通孔165的框狀構(gòu)件13。在鑄造法中，例如將熔融的材料注入指定形狀的模具中，使之凝固而得到所希望的形狀的框狀構(gòu)件。在鍛造法中，例如將材料部件夾到一組模具間，通過(guò)擠壓該模具而得到所希望的形狀的框狀構(gòu)。通過(guò)使用鑄造法(壓鑄法等)或鍛造法(冷鍛/熱鍛等)，可以容易且低成本地形成這種形狀的框狀構(gòu)件13，另外，也非常適合應(yīng)用于小型的物體。
其次，如圖29(b)所示，在結(jié)合工序中，在將冷卻管14收納到框狀構(gòu)件13的溝部132內(nèi)的狀態(tài)下，由插入成型加工而形成框狀構(gòu)件12。即，在將冷卻管14收納到框狀構(gòu)件13的溝部132內(nèi)的狀態(tài)下，將其固定于模具166固定，將熔融的材料供給到模具166的內(nèi)部(例如，進(jìn)行注入供給或射出供給)，使之凝固而得到所希望的形狀的框狀構(gòu)件12。
在該成型過(guò)程中，框狀構(gòu)件12依照框狀構(gòu)件13和冷卻管14的外形而形成，這樣，在框狀構(gòu)件12的相對(duì)面123上就形成具有與冷卻管14基本上相同的形狀的外形部分(半圓剖面形狀)的溝部122。另外，通過(guò)將框狀構(gòu)件12的形成材料填充到框狀構(gòu)件13的貫通孔165中，該部分成為嵌合狀態(tài)。結(jié)果，框狀構(gòu)件12與框狀構(gòu)件13和冷卻管14保持緊密接觸的狀態(tài)，從而框狀構(gòu)件12、13和冷卻管14相互進(jìn)行熱接觸。
另外，作為框狀構(gòu)件13(第1框狀構(gòu)件)、框狀構(gòu)件12(第2框狀構(gòu)件)和冷卻管14的材質(zhì)的組合，通過(guò)使用熱膨脹率相同的材質(zhì)，在框狀構(gòu)件12固化收縮時(shí)或成型之后，可以防止在各框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14之間由于熱變形量的差別而形成間隙，從而可以穩(wěn)定地維持它們的熱接觸。
如上所述，在本例中，通過(guò)插入成型在冷卻管14的周圍形成框狀構(gòu)件12，所以，依照冷卻管14和框狀構(gòu)件13的外形形成框狀構(gòu)件12，框狀構(gòu)件12、13和冷卻管14相互良好地接觸。因此，即使是小型的冷卻管14，也可以提高各框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14間的熱傳遞性。另外，由于不需要擴(kuò)徑工序，從而不需要使用特殊的刀具的切削加工等復(fù)雜的加工。即，按照該制造方法，可以實(shí)現(xiàn)制造的元件保持框105的低成本化和小型化。
而且，在上述元件保持框中，通過(guò)將熱傳導(dǎo)材料填充到框狀構(gòu)件13的溝部132與冷卻管14的間隙中，可以提高框狀構(gòu)件13與冷卻管14間的熱傳遞性。作為熱傳導(dǎo)材料，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，例如，可以使用混入有金屬材料的樹脂材料和混入有碳材料的樹脂材料以及熱熔材料等。
熱傳導(dǎo)材料的填充，例如可以通過(guò)在將冷卻管14收納到框狀構(gòu)件13的溝部132內(nèi)之前預(yù)先在框狀構(gòu)件13的溝部132的內(nèi)表面和/或冷卻管14的外表面涂敷熱傳導(dǎo)材料而實(shí)施。熱傳導(dǎo)材料的涂敷，可以使用旋轉(zhuǎn)涂敷法、噴射涂敷法、滾動(dòng)涂敷法、雙著色涂敷法、浸漬涂敷法或液滴噴涂法等各種各樣的方法。
在熱傳導(dǎo)材料涂敷之后，如果冷卻管14收納到框狀構(gòu)件13的溝部132內(nèi)，則在框狀構(gòu)件13的溝部132與冷卻管14相互接觸的部分，框狀構(gòu)件13與冷卻管14直接進(jìn)行熱接觸，在發(fā)生間隙的部分，兩者通過(guò)熱傳導(dǎo)材料間接地進(jìn)行熱接觸。即，利用熱傳導(dǎo)材料補(bǔ)充進(jìn)行框狀構(gòu)件13與冷卻管14的熱傳遞，可以提高框狀構(gòu)件13與冷卻管14之間的熱傳遞性。另外，在熱傳導(dǎo)材料具有粘接力的情況下，可以將該力利用為框狀構(gòu)件13與冷卻管14的結(jié)合力等。
另外，在進(jìn)行上述結(jié)合時(shí)，根據(jù)需要可以使熱傳導(dǎo)材料軟化流動(dòng)。例如，熱傳導(dǎo)材料為熱可塑性的情況下，在進(jìn)行上述結(jié)合時(shí)將熱傳導(dǎo)材料加熱。這時(shí)，利用框狀構(gòu)件12成型時(shí)的熱或者使高溫流體在冷卻管14內(nèi)流動(dòng)。通過(guò)使熱傳導(dǎo)材料軟化流動(dòng)，可以將熱傳導(dǎo)材料填充到框狀構(gòu)件13的溝部與冷卻管14的間隙中的整體區(qū)域。
另外，熱傳導(dǎo)材料在冷卻板(框中部件12、13)的使用溫度范圍內(nèi)最好具有彈性。通過(guò)使熱傳導(dǎo)材料具有彈性，熱傳導(dǎo)材料可以根據(jù)伴隨熱變形等的框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14的間隙的變化而伸縮，從而可以穩(wěn)定地維持框狀構(gòu)件12、13與冷卻管14的熱接觸。
(元件保持框的別的形式例)下面，說(shuō)明元件保持框的別的形式例。在各圖中，為了將各結(jié)構(gòu)要素標(biāo)識(shí)為在圖面上可以識(shí)別的尺寸，所以，根據(jù)需要使其比例尺寸與實(shí)際不同。另外，對(duì)具有與已進(jìn)行了說(shuō)明的結(jié)構(gòu)要素相同功能的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)以相同的符號(hào)，并省略或簡(jiǎn)化其說(shuō)明。
圖30是表示本例的元件保持框106的剖面圖。該元件保持框106和圖28的元件保持框10一樣，是保持光學(xué)元件11的邊緣并且冷卻該光學(xué)元件11的裝置。具有保持光學(xué)元件11的框狀構(gòu)件12和配置在框狀構(gòu)件12的內(nèi)部的冷卻管14。
本例的元件保持框106與圖28的元件保持框10不同，通過(guò)插入成型加工在冷卻管14的周圍形成1個(gè)框狀構(gòu)件12。
作為框狀構(gòu)件12，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，除了例如可以應(yīng)用鋁(234W/(m·K))、鎂(156W/(m·K))或者其合金(鋁合金(約100W/(m·K))、低比重鎂合金(約50W/(m·K))之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，框狀構(gòu)件12不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(樹脂材料等)。
冷卻管14具有例如環(huán)狀的剖面，由沿其中心軸延伸的管構(gòu)成，根據(jù)框狀構(gòu)件12、13的溝部122、132的平面形狀進(jìn)行彎曲加工。作為冷卻管14最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，除了例如可以應(yīng)用鋁(234W/(m·K))、銅(398W/(m·K))、不銹鋼(16W/(m·K)(奧氏體系))或其合金等之外，還可以應(yīng)用各種金屬。
這里，作為框狀構(gòu)件12和冷卻管14的材質(zhì)的組合，最好使用熔點(diǎn)比冷卻管14低而熱膨脹率比冷卻管14高的框狀構(gòu)件12。
作為一例，有框狀構(gòu)件12由鋁合金(熔點(diǎn)580℃、熱膨脹率22×10-6/K)構(gòu)成而冷卻管14由銅(熔點(diǎn)1083℃、熱膨脹率16.6×10-6/K)構(gòu)成的組合，或者框狀構(gòu)件12由低比重鎂合金(熔點(diǎn)650℃、熱膨脹率27×10-6/K)構(gòu)成而冷卻管14由銅(熔點(diǎn)1083℃、熱膨脹率16.6×10-6/K)構(gòu)成的組合等。
于是，利用成型在冷卻管14的周圍形成框狀構(gòu)件12，使框狀構(gòu)件12與冷卻管14相互保持熱接觸。
(元件保持框的第3制造方法)下面，說(shuō)明上述元件保持框106的制造方法。
圖31是表示元件保持框106的制造方法的一例的說(shuō)明圖。該制造方法具有成型工序。
即，如圖31所示，通過(guò)插入成型加工在冷卻管14的周圍形成框狀構(gòu)件12。具體而言，將冷卻管14固定于模具167，將熔融的材料供給到模具167的內(nèi)部(例如注入供給或射出供給)，使其凝固而得到希望的形狀的框狀構(gòu)件12。
在該成型過(guò)程中，依照冷卻管14的外形形成框狀構(gòu)件12，在框狀構(gòu)件12的內(nèi)部形成具有與冷卻管14基本上相同的形狀的外形部分(剖面圓形形狀)的孔部168。結(jié)果，使框狀構(gòu)件12與冷卻管14保持緊密接觸的狀態(tài)，從而框狀構(gòu)件12與冷卻管14相互保持熱接觸。
另外，利用熱膨脹率框狀構(gòu)件12比冷卻管14高的材質(zhì)的組合，在框狀構(gòu)件12固化收縮時(shí)，由于框狀構(gòu)件12的收縮量比冷卻管14大，所以，可以防止在框狀構(gòu)件12與冷卻管14之間形成間隙，從而可以使兩者可靠地接觸。即，在冷卻管14和框狀構(gòu)件12固化收縮的過(guò)程中，根據(jù)冷卻管14與框狀構(gòu)件12的熱變形量的差別，冷卻管14成為封閉到框狀構(gòu)件12的孔部168內(nèi)的狀態(tài)。結(jié)果，可以穩(wěn)定地維持兩者的熱接觸。
如上所述，在本例中，由于通過(guò)插入成型在冷卻管14的周圍形成框狀構(gòu)件12，所以，可以依照冷卻管14的外形形成框狀構(gòu)件12，并使框狀構(gòu)件12與冷卻管14相互良好地接觸。因此，即使是小型的冷卻管14，也可以提高框狀構(gòu)件12與冷卻管14間的熱傳遞性。另外，由于不本需要擴(kuò)徑工序，所以，不需要使用特殊的刀具的切削加工等復(fù)雜的加工。即，按照該制造方法，可以實(shí)現(xiàn)制造的元件保持框106的低成本化和小型化。
作為框狀構(gòu)件12，可以使用熔點(diǎn)比冷卻管14低而熱傳導(dǎo)率高的樹脂材料。例如，可以使用混入有金屬材料的樹脂材料和混入有碳材料的樹脂材料等。樹脂材料的熱傳導(dǎo)率最好大于等于3W/(m·K)，而大于等于5W/(m·K)則更好?；烊胗薪饘俨牧匣蛱疾牧系臉渲牧希械臒醾鲗?dǎo)率大于等于3W/(m·K)，有的大于等于10W/(m·K)。作為一例，有Coolpolymers公司制D2(注冊(cè)商標(biāo))(LCP樹脂+熱傳導(dǎo)用混入物、15W/(m·K)、熱膨脹率10×10-6/K)、RS007(注冊(cè)商標(biāo))(PPS樹脂+熱傳導(dǎo)用混入物、3.5W/(m·K)、熱膨脹率20×10-6/K)。
這時(shí)，作為框狀構(gòu)件12和冷卻管14的材質(zhì)的組合，最好它們的熱膨脹率相同。
作為一例，有冷卻管14由銅(熱膨脹率16.6×10-6/K)或不銹鋼(奧氏體系、熱膨脹率13.6×10-6/K)構(gòu)成而框狀構(gòu)件12由上述熱傳導(dǎo)率高的樹脂材料(熱膨脹率10～20×10-6/K)構(gòu)成的組合。
作為框狀構(gòu)件12和冷卻管14的材質(zhì)的組合，通過(guò)使用它們的熱膨脹率相同的組合，在框狀構(gòu)件12固化收縮時(shí)或成型之后，可以防止在框狀構(gòu)件12與冷卻管14之間由于熱變形量的差別而形成間隙，從而可以穩(wěn)定地維持它們的熱接觸。
圖32表示圖30的元件保持框106的變形例。
圖32的元件保持框107和圖30的元件保持框106一樣，通過(guò)插入成型加工在冷卻管14的周圍形成1個(gè)框狀構(gòu)件12。另外，該元件保持框107與圖30的元件保持框106不同，在框狀構(gòu)件12之外具有使光學(xué)元件11與冷卻管14進(jìn)行熱接觸的傳熱構(gòu)件170。
即，如圖32所示，在框狀構(gòu)件12的內(nèi)部，除了冷卻管14外，還設(shè)置了由熱傳導(dǎo)性高的材質(zhì)構(gòu)成的傳熱構(gòu)件170。傳熱構(gòu)件170的一部分在框狀構(gòu)件12的內(nèi)部與冷卻管14抵接，同時(shí)其另一部分露出到外部，該露出部分與光學(xué)元件11抵接。在本例中，傳熱構(gòu)件170由板狀構(gòu)件構(gòu)成，沿冷卻管14的外表面圍繞大致一周而設(shè)置，其端部與光學(xué)元件11抵接。
作為傳熱構(gòu)件170，最好使用由熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的熱良導(dǎo)體，除了例如可以應(yīng)用鋁(234W/(m·K))、鎂(156W/(m·K))或者其合金(鋁合金(約100W/(m·K))、Mg-Al-Zn東合金(約50W/(m·K))等之外，還可以應(yīng)用各種金屬。另外，框狀構(gòu)件12不限于金屬材料，也可以是熱傳導(dǎo)率高的(例如大于等于5W/(m·K))的其他材料(樹脂材料等)。
在本例中，在框狀構(gòu)件12之外利用傳熱構(gòu)件170使光學(xué)元件11與冷卻管14進(jìn)行熱接觸。因此，框狀構(gòu)件12可以由熱傳導(dǎo)率比較低的材質(zhì)構(gòu)成。例如，通過(guò)采用比較低的熱傳導(dǎo)性的樹脂材料構(gòu)成框狀構(gòu)件12，可以實(shí)現(xiàn)低成本化和輕量化。
而且，傳熱構(gòu)件170的形式不限于圖32所示的形式，其形狀和數(shù)量可以任意設(shè)定。例如，如圖33所示，可以采用根據(jù)光學(xué)元件11的角部的形狀使由板狀構(gòu)件構(gòu)成的傳熱構(gòu)件170的端部的一部分彎曲而擴(kuò)大傳熱面積的形式。
在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了使用3個(gè)液晶面板的投影儀的例子，但是，本發(fā)明也可以應(yīng)用于僅使用1個(gè)液晶面板的投影儀、僅使用2個(gè)液晶面板的投影儀或使用4個(gè)及以上的液晶面板的投影儀。
另外，不限于透過(guò)型的液晶面板，也可以使用反射型的液晶面板。
另外，作為光調(diào)制元件，不限于液晶面板，也可以使用應(yīng)用微鏡的器件等液晶以外的光調(diào)制元件。這時(shí)，可以省略光束入射側(cè)和光束射出側(cè)的偏振片。
另外，本發(fā)明可以應(yīng)用于從觀察屏幕的方向進(jìn)行投射的前面型的投影儀和從觀察屏幕的相反方向進(jìn)行投射的背面型的投影儀。
以上，參照

了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是，本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。業(yè)者在權(quán)利要求所述的技術(shù)思想的范疇內(nèi)可以實(shí)施各種變更例或修正例，這些當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，其特征在于，具備光學(xué)元件；保持上述光學(xué)元件的周邊部的保持框；以及在上述保持框的內(nèi)部沿上述光學(xué)元件的周邊部配置的流過(guò)冷卻流體的冷卻管；其中，在上述保持框與上述冷卻管的間隙中填充熱傳導(dǎo)材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于，上述熱傳導(dǎo)材料包括混入有金屬材料的樹脂材料、混入有碳材料的樹脂材料和熱熔材料中的至少1種材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述熱傳導(dǎo)材料在上述光學(xué)元件的使用溫度范圍內(nèi)具有彈性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～權(quán)利要求3的任一權(quán)項(xiàng)所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述保持框具有將上述冷卻管夾在中間的一對(duì)框狀構(gòu)件相對(duì)配置的結(jié)構(gòu)；在上述一對(duì)框狀構(gòu)件的至少一方的相對(duì)面上形成有收納上述冷卻管的溝部；上述熱傳導(dǎo)材料配置在上述溝部與上述冷卻管的間隙和/或上述一對(duì)框狀構(gòu)件之間的間隙內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)裝置，其特征在于在上述溝部的內(nèi)表面和/或上述一對(duì)框狀構(gòu)件的至少一方的相對(duì)面上形成有至少暫時(shí)收容上述熱傳導(dǎo)材料的輔溝。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的光學(xué)裝置，其特征在于在上述冷卻管的外表面形成有至少暫時(shí)收容上述熱傳導(dǎo)材料的輔溝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～權(quán)利要求6的任一權(quán)項(xiàng)所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述一對(duì)框狀構(gòu)件之間使用基于螺釘?shù)鹊穆?lián)結(jié)、粘接、焊接和嵌合等的機(jī)械的結(jié)合中的至少1種方法進(jìn)行結(jié)合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)裝置，其特征在于利用上述熱傳導(dǎo)材料的粘接力而得到上述一對(duì)框狀構(gòu)件之間的結(jié)合力的至少一部分。
9.一種光學(xué)裝置，其特征在于，具有光學(xué)元件；保持上述光學(xué)元件的周邊部的保持框；以及在上述保持框的內(nèi)部沿上述光學(xué)元件的周邊部配置的流過(guò)冷卻流體的冷卻管；其中，上述保持框具有將上述冷卻管夾在中間而一對(duì)框狀構(gòu)件相對(duì)配置的結(jié)構(gòu)；在上述一對(duì)框狀構(gòu)件的各相對(duì)面上形成有收納上述冷卻管的溝部；在將上述冷卻管配置在上述一對(duì)框狀構(gòu)件中的第1框狀構(gòu)件上的狀態(tài)下，使用熔點(diǎn)比該冷卻管低的材料在該冷卻管的周圍通過(guò)成型而形成第2框狀構(gòu)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)裝置，其特征在于包括伴隨上述第2框狀構(gòu)件的成型而將上述第1框狀構(gòu)件與上述第2框狀構(gòu)件結(jié)合的嵌合部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述第1框狀構(gòu)件由金屬材料或樹脂材料構(gòu)成，上述第2框狀構(gòu)件由樹脂材料構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述樹脂材料包括混入有金屬材料的樹脂材料和混入有碳材料的樹脂材料中的至少1種。
13.根據(jù)權(quán)利要求9～權(quán)利要求12的任一權(quán)項(xiàng)所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述冷卻管與上述一對(duì)框狀構(gòu)件的每一個(gè)之間的熱膨脹率相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求9～權(quán)利要求13的任一權(quán)項(xiàng)所述的光學(xué)裝置，其特征在于在上述冷卻管與上述一對(duì)框狀構(gòu)件中的至少一方的間隙中填充有熱傳導(dǎo)材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述熱傳導(dǎo)材料包括混入有金屬材料的樹脂材料和混入有碳材料的樹脂材料以及熱熔材料中的至少1種材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或權(quán)利要求15所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述熱傳導(dǎo)材料在上述冷卻板的使用溫度范圍內(nèi)具有彈性。
17.根據(jù)權(quán)利要求9～權(quán)利要求16的任一權(quán)項(xiàng)所述的光學(xué)裝置，其特征在于在上述第1框狀構(gòu)件上形成與上述間隙連通的并且至少暫時(shí)收容上述熱傳導(dǎo)材料的輔溝。
18.一種光學(xué)裝置，其特征在于，具有光學(xué)元件；保持上述光學(xué)元件的周邊部的保持框；以及在上述保持框的內(nèi)部沿上述光學(xué)元件的周邊部配置的流過(guò)冷卻流體的冷卻管；其中，使用熔點(diǎn)比上述冷卻管低的材料在上述冷卻管的周圍通過(guò)成型而形成上述框狀構(gòu)件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述冷卻管和上述保持框都由金屬材料構(gòu)成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述保持框的熱膨脹率比上述冷卻管高。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述冷卻管由銅合金構(gòu)成，上述保持框由鋁合金或鎂合金構(gòu)成。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述冷卻管由金屬材料構(gòu)成，上述框狀構(gòu)件由熱傳導(dǎo)性高的樹脂材料構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述冷卻管與上述框狀構(gòu)件之間的熱膨脹率相同。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或權(quán)利要求23所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述樹脂材料包含混入有金屬材料的樹脂材料和混入有碳材料的樹脂材料中的至少1種。
25.根據(jù)權(quán)利要求1～權(quán)利要求24的任一權(quán)項(xiàng)所述的光學(xué)裝置，其特征在于上述光學(xué)元件包括根據(jù)圖像信息調(diào)制來(lái)自光源的光束的光調(diào)制元件和/或配置在上述光調(diào)制元件的入射面?zhèn)群蜕涑雒鎮(zhèn)戎械闹辽僖环降钠衿?br> 26.一種投影儀，其特征在于，具有光源裝置；權(quán)利要求25所述的光學(xué)裝置；使上述冷卻流體在上述光學(xué)裝置中循環(huán)的冷卻單元；以及放大投射由上述光學(xué)裝置形成的光學(xué)像的投射光學(xué)裝置。
全文摘要
提供能夠使用冷卻流體有效地抑制光調(diào)制元件的溫度上升，且對(duì)低成本化和小型化有利的光學(xué)裝置。光學(xué)裝置(44)具有光學(xué)元件(441R)、保持光學(xué)元件(441R)的周邊部的保持框(445)和在保持框(445)的內(nèi)部沿光學(xué)元件(441R)的周邊部配置的流過(guò)冷卻流體的冷卻管(4631R)。在保持框(445)與冷卻管(4631R)的間隙中填充熱傳導(dǎo)材料。
文檔編號(hào)G03B21/00GK1828406SQ200610057870
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月1日
發(fā)明者座光寺誠(chéng), 木下悟志, 藤森基行, 柳澤佳幸 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社