(57)【要約】  圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３、および、蒸発器２５が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、冷媒回路に設けられた加熱器２６と、を備え、蒸発器２５は発熱体と熱的に接続されるものである。
2015186257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路に設けられた加熱器と、を備え、
前記蒸発器は発熱体と熱的に接続される
冷却装置。
【請求項２】
前記蒸発器は前記圧縮機と前記膨張弁との間の配管で構成される
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記発熱体はレーザ光源モジュールであり、
前記蒸発器は、
放熱体であるヒートブロックを備え、
前記圧縮機と前記膨張弁との間の配管は、前記ヒートブロックを介して前記レーザ光源モジュールと熱的に接続される
請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置と、
少なくとも前記冷却装置の前記加熱器を制御する制御手段と、を備えた
光源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記加熱器を起動後、前記圧縮機を起動させ、前記圧縮機を起動後、前記レーザ光源モジュールを起動させる
請求項３に従属する請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記レーザ光源モジュールは、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュールと、その他の色のレーザ光を出射する単位レーザ光源モジュールとで構成され、
前記緑色レーザ光源モジュールは、前記単位レーザ光源モジュールよりも上流側に設けられている
請求項３に従属する請求項４、または請求項３に従属する５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記レーザ光源モジュールは、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュールと、その他の色のレーザ光を出射する単位レーザ光源モジュールと、で構成され、
前記単位レーザ光源モジュールを少なくとも２つ有し、
前記緑色レーザ光源モジュールは、少なくとも１つの前記単位レーザ光源モジュールよりも上流側に設けられている
請求項３に従属する請求項４、または請求項３に従属する５に記載の光源装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記加熱器を制御することにより前記圧縮機に吸入される冷媒の状態を蒸気にする
請求項４〜７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記加熱器は、前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間、および、前記蒸発器と前記膨張弁との間にそれぞれ設けられ、
前記制御手段は、
前記蒸発器と前記膨張弁との間の前記加熱器を制御することにより冷媒の二相状態の乾き度を調整し、
前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間の前記加熱器を制御することにより前記圧縮機に吸入される冷媒の状態を蒸気にする
請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記凝縮器と前記膨張弁との間に、前記凝縮器から流出した冷媒と前記蒸発器から流出した冷媒とで熱交換を行う熱交換器が設けられ、
前記加熱器は前記膨張弁と前記蒸発器との間に位置し、
前記加熱器を制御することにより冷媒の二相状態の乾き度を調整し、
前記熱交換器を制御することにより前記圧縮機に吸入される冷媒の状態を蒸気にする
請求項４〜７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、
前記加熱器を制御することにより前記蒸発器の温度を露点温度以下にならないように調整する
請求項４〜１０のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項４〜１１のいずれか一項に記載の光源装置を備えた
投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置、冷却装置を備えた光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。【０００３】
従来の多くの投写型映像表示装置においては、３原色の光を生成するための光源にランプが採用され、ランプが発する白色光をダイクロイックミラーにより赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色に分離し、この３原色を画像情報により変調して合成プリズムで合成した後、投写レンズを介してスクリーンに表示している。【０００４】
近年、さらなる高輝度化（高出力化）、色再現範囲の拡大、および長寿命化の要求が高まっているが、ランプ光源でさらなる高輝度化を進めるには、発熱の増大、冷却構造の大型化、騒音、電源の大型化などの問題が生じるため難しく、色再現範囲の拡大、および長寿命化についても難しかった。【０００５】
そこで、近年ではランプ光源に代わり、色再現範囲が広く、長寿命である半導体レーザやＬＥＤを光源要素として使用し、それらを複数使用することで高出力を得ることのできる光源の開発、およびその光源を使用した投写型映像表示装置の開発が進められている。【０００６】
各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の半導体レーザやＬＥＤなどを安定的に発光、発振させるためには動作設定温度を一定に保つ事が重要であり、光源要素が半導体レーザの場合には、低温であればあるほど発光効率がよくなる。一般的に、半導体レーザの冷却技術としてペルチェ素子を利用するが、熱負荷が大きいため、ヒートパイプやヒートシンクの大型化、ファン風量増大による騒音悪化、消費電力の増大などの問題が生じる。
また、水冷による冷却方法は、ペルチェ素子に比べ熱負荷を抑えることができるが、冷却器の出入口水温の差が大きくなり、複数の半導体レーザの温度を一定に保てず、安定した出力光を供給できない。【０００７】
上記の問題を解決する方法の一つとして、圧縮機、凝縮器、ファン、減圧器、および蒸発器（冷却器）で構成された冷媒回路を有する冷却装置を使用し、冷媒の蒸発潜熱を利用した方法が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。【０００８】
特許文献１では、光源エレメントに冷媒配管を直接、またはヒートパイプを介して間接的に接続することで、温度を一定に保つ方式が提案されている。また、特許文献２では、光源エレメントに加熱手段を設け、その加熱手段を制御することにより温度を調整する方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−０４２７０３号公報（たとえば、［００２５］〜［００２８］、図２参照）
【特許文献２】特開２００９−０８６２６９号公報（たとえば、［００２６］〜［００２９］、図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、冷却装置側に加熱手段が無いため、装置の起動時に、熱源（光源エレメント）側よりも冷却（冷却装置）側を先に起動した場合、冷媒温度が低下してしまい、露点温度以下になると装置内部に結露が発生し、その内部でショートして装置が故障しやすくなる。また、装置の起動時に冷却側よりも熱源側を先に起動した場合、冷媒の供給が間に合わず、光源エレメントの温度が上昇して故障しやすくなる。さらに、冷却器で冷媒が蒸発せず、液状態で圧縮機に流れ込むため、圧縮機が故障しやすくなる。そのため、装置の信頼性が低下するという課題があった。【００１１】
特許文献２では、光源エレメントに加熱手段を直接設けているため、加熱手段の加熱量が光源エレメントの発熱量に比べて大きい場合、光源エレメントの温度が上昇して寿命が短くなるという課題があった。さらに、光源エレメントの温度のみを見て加熱量を決めており、圧縮機の吸入側における冷媒の状態を判別できないため、圧縮機に液戻りしやすく、圧縮機が故障しやすくなるという課題があった。【００１２】
本発明は、以上のような課題を考慮してなされたもので、接続する発熱体を搭載した装置の信頼性を向上させることができる冷却装置、冷却装置を備えた光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る冷却装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられた加熱器と、を備え、前記蒸発器は発熱体と熱的に接続されるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る冷却装置によれば、加熱器を備えることにより、熱的に接続される発熱体を搭載した装置の結露を抑制することができるため、装置の故障を抑制し、装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷却装置を備えた光源装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷却装置の要部拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る光源装置のレーザ光源モジュールとその液分布を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る光源装置に設けられた冷却装置の要部拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る光源装置に設けられた冷却装置の冷媒回路図である。
【図６】本発明の実施の形態６に係る光源装置を備えた投写型映像表示装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷却装置１５を備えた光源装置９０の全体構成図、図２は、本発明の実施の形態１に係る冷却装置１５の要部拡大図である。
なお、本実施の形態１では、冷却装置１５で冷却する電子機器として光源装置９０について説明する。
本実施の形態１に係る光源装置９０は、レーザ光源モジュール１０と、光学系ユニット１３と、光ファイバ１４と、光ファイバ集結部１４ａと、光ファイバ集合線１４ｂと、冷却装置１５と、ヒートブロック３０と、電気基板６０と、レーザ光源駆動回路基板６１と、電源回路基板６２と、制御回路基板６３と、を備えている。
【００１８】
レーザ光源モジュール１０は、緑色（Ｇ）のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュール１０ａ、赤色（Ｒ）のレーザ光を出射する赤色レーザ光源モジュール１０ｂ、および、青色（Ｂ）のレーザ光を出射する青色レーザ光源モジュール１０ｃで構成されている。
また、レーザ光源駆動回路基板６１は、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のレーザ光源モジュール１０を駆動する、緑色レーザ光源駆動回路基板６１ａ、赤色レーザ光源駆動回路基板６１ｂ、および、青色レーザ光源駆動回路基板６１ｃで構成されている。なお、レーザ光源モジュール１０は、本発明の「発熱体」に相当する。また、赤色レーザ光源モジュール１０ｂおよび青色レーザ光源モジュール１０ｃは、本発明の「単位レーザ光源モジュール」に相当する。
【００１９】
また、レーザ光源モジュール１０は電気端子部１２を備え、電気基板６０を介して通電されることによりレーザ光が出射される。そして、その出射されたレーザ光は、光学系ユニット１３を介して光ファイバ１４へ導かれる。
光ファイバ１４は、各色のレーザ光源モジュール１０に接続され、レーザ光源モジュール１０から出射したレーザ光を、光ファイバ１４、光ファイバ集結部１４ａ、および光ファイバ集合線１４ｂを介してレーザ光源外部に出力される。
【００２０】
電源回路基板６２は、光源装置９０に電源を供給する回路基板であり、制御回路基板６３は、光源装置９０を制御する回路基板である。なお、制御回路基板６３は、本発明の「制御手段」に相当する。
【００２１】
冷却装置１５は、圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３、および、レーザ光源モジュール１０を冷却する蒸発器２５が、順次配管２０で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を有している。また、凝縮器２２には通風するためのファン２４が設けられている。
配管２０は冷媒を流すためのものであり、膨張弁２３と圧縮機２１との間の配管２０には、放熱体である複数のヒートブロック３０が取り付けられている。そして、膨張弁２３と圧縮機２１との間の配管２０とヒートブロック３０とにより、蒸発器２５を構成している。また、レーザ光源モジュール１０は、ヒートブロック３０に接合されている。つまり、配管２０とレーザ光源モジュール１０とは、ヒートブロック３０を介して熱的に接続されている。そして、レーザ光源モジュール１０は、配管２０の内部を流れる冷媒によって冷却されている。
【００２２】
詳しくは、圧縮機２１で圧縮された高温高圧の冷媒が、凝縮器２２およびファン２４の作用により通風する外気と熱交換され、温度が下がり低温高圧の冷媒となると同時に、その凝縮熱はファン２４によって光源装置９０の外部へ排出される。次いで、冷媒は膨張弁２３によって減圧された後、レーザ光源モジュール１０が接合されたヒートブロック３０が取り付けられた配管２０を通過する際に、蒸発潜熱を奪うことで吸熱しながら（つまり、レーザ光源モジュール１０を冷却しながら）低温低圧の冷媒となる。この一連の、いわゆるヒートポンプ動作によって、レーザ光源モジュール１０はその発熱を連続的に光源装置９０の外部へ排出し、温度を一定に保っている。
【００２３】
この冷媒回路の作用により、図２におけるヒートブロック３０が取り付けられた配管２０内での冷媒温度は、その周辺温度以下まで低下する。また、低圧側（圧縮機２１の吸入側）の配管２０表面は、冷媒温度と同等まで低下する。また、レーザ光源モジュール１０とヒートブロック３０との接合部においてはレーザ光源モジュール１０からの発熱により温度が上昇するが、接合部以外のヒートブロック３０表面は熱の出入りが小さいため、その表面温度は冷媒温度と同等まで低下する。そして、それらが露点温度以下になった場合、低圧側の配管２０やヒートブロック３０表面に結露が発生する。
【００２４】
これを改善するため、本実施の形態１では、冷媒回路、つまり冷却装置１５に加熱器２６を備えている。この加熱器２６を制御することにより、冷媒温度を露点温度以下にならないように調整することで結露を抑制している。装置の起動時、冷却装置１５の圧縮機２１から起動させると光源モジュールは発熱をしていないため、配管２０やヒートブロック３０の温度が低下し、これらの表面に結露が発生する。一方、レーザ光源モジュール１０から起動すると、冷却装置１５の圧縮機２１が起動していないため、レーザ光源モジュール１０の温度が直ちに昇温し、レーザ光源モジュール１０の故障や寿命が短くなる。
【００２５】
そこで、装置の起動時、最初に加熱器２６を起動させて冷媒を温めてから圧縮機２１を起動させることにより、冷媒温度を露点温度以下にならないように調整する。そして、その後でレーザ光源モジュール１０を起動させることにより、レーザ光源モジュール１０の温度上昇を抑制する。
【００２６】
また、加熱器２６を設けることにより、冷媒の蒸発温度の調整と同時に、圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にすることが可能である。ここで、冷媒が蒸気の状態で圧縮機２１に吸入されるように加熱器２６を制御する際、加熱器２６をレーザ光源モジュール１０に直接設けると、上記のように同時に制御を行うことが難しい。そのため、（圧縮機２１の吐出側を上流、吸入側を下流とすると）レーザ光源モジュール１０のうち最下流の青色レーザ光源モジュール１０ｃ近傍を流れる冷媒が過熱蒸気になって冷却されなかったり、圧縮機２１に吸入される冷媒の状態が蒸気にならなかったりしてしまう。
【００２７】
そこで、冷媒回路内の低圧側（本実施の形態１では、蒸発器２５と圧縮機２１の吸入口との間）に加熱器２６を設けると、蒸発器２５は湿り状態の冷媒を流す一方、圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にすることが可能であり、レーザ光源モジュール１０の信頼性だけでなく、圧縮機２１の信頼性も向上させることができる。
【００２８】
また、結露回収容器が必要なく、加熱器２６を回路内に複数必要としないため、装置を安価に製作できる。レーザ光源モジュール１０内の最低配管温度や圧縮機２１の吸入温度を見て、レーザ光源モジュール１０の発熱量に応じて加熱器２６を制御することにより冷媒温度を調整すればよいため、複数の加熱器２６を用いた場合に比べ冷媒の温度調整が容易である。
【００２９】
また、本実施の形態１では加熱器２６を一つのみ設けているため、コストを抑えることができ、また、風数の加熱器２６の制御を行う必要がないため、制御が複雑とならず装置の応答性もよくすることができる。
なお、レーザ光源モジュール１０の上流側と下流側にそれぞれ加熱器２６を設けてもよい。そうすることで、上流側の加熱器２６を制御することにより冷媒の蒸発温度を、下流側の加熱器２６で圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を、それぞれ調整できる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態１に係る冷却装置１５を備えた光源装置９０によれば、加熱器２６による結露抑制により、装置内部に結露が発生してその内部でショートするのが抑制され、信頼性の高い光源装置９０が得られる。
【００３１】
また、レーザ光源モジュール１０内部のレーザダイオードの発光部温度を低下させることにより、電気―光変換効率が高くなる特性を持つ。そのため、上記のようにして冷媒温度を下げることにより、光源装置９０外部への光出力が増大する。その結果として、光源装置９０に必要な光出力を得るためのレーザ光源モジュール１０の数を減ずることも可能となり、光源装置９０のコストを安価にできるという効果が得られる。
【００３２】
また、蒸発器２５の冷媒温度の調整とともに圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にできるため、圧縮機２１の信頼性を高めることができる。
なお、本実施の形態１では、冷却装置１５で冷却する電子機器として光源装置９０について説明したが、それに限定されず、たとえばパソコンなどの発熱素子を搭載した電子機器でもよい。
【００３３】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る光源装置９０のレーザ光源モジュール１０とその液分布を示す図である。
以下、本実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態１では、冷却装置１５を備えた光源装置９０について説明したが、本実施の形態２では、複数のレーザ光源モジュール１０のうちの一つが緑色レーザ光を出射するものであり、その緑色レーザ光源モジュール１０ａが上流側にあるものについて説明する。
なお、図３中において、冷媒の流れ方向に対して最上流の領域を領域Ａ、最下流の領域を領域Ｃ、領域Ａと領域Ｃとの間の領域を領域Ｂとそれぞれ称する。
【００３４】
本実施の形態２では、図３中の配管２０内の液分布で示すように、気液二相状態の冷媒において、領域Ａ＞Ｂ＞Ｃの順に液冷媒の液量が多くなっている。そして、領域Ｃでは冷媒の液量が少なく過熱蒸気も流れるため、冷媒の潜熱が小さく、冷媒が気液二相状態から蒸気のみの状態になると冷媒温度が急激に上昇する。そこで、本実施の形態２では冷媒の液量に分布のある光源装置９０において、冷却温度の制約がある緑色レーザ光源モジュール１０ａを上流側（領域Ａまたは領域Ｂ）に配置し、冷媒の気液二相状態を保つことで緑色レーザ光源モジュール１０ａの急激な温度上昇を抑制でき、冷媒温度の調整を容易にできる。なお、緑色レーザ光源モジュール１０ａをできるだけ上流側（領域Ａ）に配置すると、より緑色レーザ光源モジュール１０ａの急激な温度上昇を抑制でき、冷媒温度の調整を容易にできる。以上より、レーザ光源モジュール１０の信頼性を高め、安定したレーザ光を出射できる。
【００３５】
なお、本実施の形態２では、図３に示すように各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のレーザ光源モジュール１０を直列に並べているが、それに限定されるものではない。本実施の形態２とは異なる色の組み合わせや異なる数でもよく、それらを並列に並べてもよいが、緑色が含まれる列がある場合には、緑色レーザ光源モジュール１０ａを上流側に配置するとよい。
【００３６】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る光源装置９０に設けられた冷却装置１５の要部拡大図である。
以下、本実施の形態３について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態２では、複数のレーザ光源モジュール１０のうちの一つが緑色レーザ光源モジュール１０ａであり、それが上流側にあるものについて説明したが、本実施の形態４では、加熱器２６により圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にしたものについて説明する。
【００３７】
本実施の形態３では、図４に示すように蒸発器２５と圧縮機２１の吸入側との間に加熱器２６ａ、および蒸発器２５と膨張弁２３との間に加熱器２６ｂがそれぞれ設けられている。また、蒸発器２５と加熱器２６ａとの間に第一温度センサ２７、および加熱器２６ａと圧縮機２１との間に第二温度センサ２８がそれぞれ設けられている。
【００３８】
そして、第二温度センサ２８より圧縮機２１の吸入温度を検知し、第一温度センサ２７により蒸発温度（本実施の形態３では蒸発器２５の出口温度）を検知することにより、これらの温度差から圧縮機２１に吸入される冷媒の気液状態が判別できる。そのため、液が多く存在する気液二相状態で冷媒を蒸発器２５から流出させ、圧縮機２１の吸入側で蒸気になるよう加熱器２６を制御できる。これにより、蒸発器２５内の冷媒の温度分布が一定であるため、レーザ光源モジュール１０は安定性の高いレーザ光を出射でき、寿命も長くなる。さらに、圧縮機２１の液戻りを抑制できるため、圧縮機２１の信頼性を高められる。
【００３９】
また、加熱器を二つ用いて、上流側の加熱器２６ｂを制御することにより冷媒の蒸発温度を調整し、下流側の加熱器２６ａを制御することにより圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にすることにより、一つの加熱器で制御するよりも、精度の高い制御が可能である。なお、第一温度センサ２７およびの位置（蒸発温度の検出位置）は上記に限定されるものではなく、膨張弁２３の出口から蒸発器２５の出口までの配管２０であればどこでもよい。
【００４０】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係る光源装置９０に設けられた冷却装置１５の冷媒回路図である。
以下、本実施の形態４について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態３では、加熱器２６を制御することにより圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にしたものについて説明したが、本実施の形態４では、高圧側の熱源により低圧側の冷媒を加熱し、圧縮機２１に吸入される冷媒を蒸気にしたものについて説明する。
【００４１】
本実施の形態４では、図５に示すように凝縮器２２と膨張弁２３との間に熱交換器２９が設けられている。また、加熱器２６が、膨張弁２３と蒸発器２５との間に設けられている。そして、凝縮器２２の出口から流出した液冷媒を熱源とし、蒸発器２５の出口から流出した冷媒と熱交換器２９で熱交換することにより、冷媒を蒸気にして圧縮機２１の吸入口に流すことが可能である。そのため、加熱器２６を制御することにより冷媒の蒸発温度を調整し、熱交換器２９を制御することにより圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にすることが可能である。
【００４２】
このように、熱交換器２９を膨張弁２３の入口側と接続し、熱交換器２９で凝縮器２２の出口から流出した液冷媒によって蒸発器２５の出口から流出した冷媒を加熱することにより、圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にすることができる。
以上のように、冷媒自身の持つ熱量を用いて、圧縮機２１の吸入口に流れる冷媒を蒸発させると、加熱器２６の熱量を低減できるため、加熱器２６のコストを低減できる。
【００４３】
また、冷媒温度を冷媒の潜熱で下げることにより、レーザ光源モジュール１０の温度を従来のペルチェ素子や水冷による冷却方式よりも低温に保つことが可能となる。レーザ光源モジュール１０内部のレーザダイオードは、その発光部温度が低いほど寿命が長くなる特性を持つため、より信頼性の高い光源装置９０を得ることが可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態４では凝縮器２２の出口から流出した液冷媒を熱源としているが、圧縮機２１の吐出側の吐出配管を熱源にしてもよい。そうすることにより、凝縮液と異なり熱量は小さいが、温度差が大きいため蒸発器２５の出口から流出した冷媒を蒸気にする熱量を得ることができる。
また、膨張弁２３をキャピラリーにして、蒸発器２５の出口から流出した冷媒と熱交換をさせてもよい。
【００４５】
実施の形態５．
以下、本実施の形態５について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態４では、高圧側の熱源により低圧側の冷媒を加熱し圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にしたものについて説明したが、本実施の形態６では、加熱器２６を制御することにより冷媒温度を調整し、蒸発器２５の温度が露点温度以下にならないようにしたものについて説明する。
【００４６】
本実施の形態５では、図４に示すように第一温度センサ２７で検知した冷媒温度を加熱器２６により露点温度以下にならないように調整することで、配管２０の結露を抑制できる。また、冷却装置１５の起動時や停止時の過渡な運転により結露が発生する場合にも、加熱器２６の熱量を制御し、冷媒温度を上げて蒸発器２５や周囲の配管２０の温度を露点温度より高い値に維持することで、これらの結露を抑制することができる。
【００４７】
たとえば、起動時は蒸発器２５の温度を露点温度より高い値に維持しつつ、冷媒回路の動作を安定させる。その後、レーザ光源モジュール１０による発熱量の増加に合わせ、加熱器２６の熱量を低減させる。停止時はレーザ光源モジュール１０による発熱量を減らしながら加熱器２６による熱量を増加させ、加熱器２６のみの発熱に切り替えた後、装置を停止する。このような運転を行うことにより、装置内の結露を抑制し、レーザ光源モジュール１０の寿命を長期化し、信頼性の高い装置を得ることができる。
【００４８】
実施の形態６．
図６は、本発明の実施の形態６に係る光源装置９０を備えた投写型映像表示装置９１の全体構成図である。
以下、本実施の形態６について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態５では、加熱器２６を制御することにより冷媒温度を調整し、蒸発器２５の温度が露点温度以下にならないようにしたものについて説明したが、本実施の形態６では、光源装置９０を備えた投写型映像表示装置９１について説明する。
【００４９】
本実施の形態６に係る投写型映像表示装置９１は、図６に示すように光源装置９０の光ファイバ集結部１４ａに光ファイバ集合線１４ｂで接続されており、その内部に備えるレーザ光を空間変調して画像光を生成する手段と、画像光を投射する投射光学系により、プロジェクタ外部へ画像を投影するものである。
本実施の形態６に係る投写型映像表示装置９１によれば、高信頼性、低コスト、および高い省エネ性を得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  レーザ光源モジュール、１０ａ  緑色レーザ光源モジュール、１０ｂ  赤色レーザ光源モジュール、１０ｃ  青色レーザ光源モジュール、１２  電気端子部、１３  光学系ユニット、１４  光ファイバ、１４ａ  光ファイバ集結部、１４ｂ  光ファイバ集合線、１５  冷却装置、２０  配管、２１  圧縮機、２２  凝縮器、２３  膨張弁、２４  ファン、２５  蒸発器、２６  加熱器、２６ａ  加熱器、２６ｂ  加熱器、２７  第一温度センサ、２８  第二温度センサ、２９  熱交換器、３０  ヒートブロック、６０  電気基板、６１  レーザ光源駆動回路基板、６１ａ  緑色レーザ光源駆動回路基板、６１ｂ  赤色レーザ光源駆動回路基板、６１ｃ  青色レーザ光源駆動回路基板、６２  電源回路基板、６３  制御回路基板、９０  光源装置、９１  投写型映像表示装置。
【図１】
2015186257.tif 000003
【図２】
2015186257.tif 000004
【図３】
2015186257.tif 000005
【図４】
2015186257.tif 000006
【図５】
2015186257.tif 000007
【図６】
2015186257.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月22日(2016.6.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、電子機器、および電子機器を備えた投写型映像表示装置に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、以上のような課題を考慮してなされたもので、接続する発熱体を搭載した装置の信頼性を向上させることができる電子機器、および電子機器を備えた投写型映像表示装置を提供することを目的としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る電子機器は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられた加熱器と、を備え、前記蒸発器は発熱体と熱的に接続される冷却装置と、少なくとも前記冷却装置の前記加熱器を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記蒸発器の温度が露点温度以下にならないように前記加熱器を制御するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明に係る電子機器によれば、加熱器を備えることにより、熱的に接続される発熱体を搭載した装置の結露を抑制することができるため、装置の故障を抑制し、装置の信頼性を向上させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る光源装置９０に設けられた冷却装置１５の要部拡大図である。
以下、本実施の形態３について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態２では、複数のレーザ光源モジュール１０のうちの一つが緑色レーザ光源モジュール１０ａであり、それが上流側にあるものについて説明したが、本実施の形態３では、加熱器２６により圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にしたものについて説明する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
実施の形態５．
以下、本実施の形態５について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態４では、高圧側の熱源により低圧側の冷媒を加熱し圧縮機２１に吸入される冷媒の状態を蒸気にしたものについて説明したが、本実施の形態５では、加熱器２６を制御することにより冷媒温度を調整し、蒸発器２５の温度が露点温度以下にならないようにしたものについて説明する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路に設けられた加熱器と、を備え、
前記蒸発器は発熱体と熱的に接続される冷却装置と、
少なくとも前記冷却装置の前記加熱器を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記蒸発器の温度が露点温度以下にならないように前記加熱器を制御する
電子機器。
【請求項２】
前記蒸発器は前記圧縮機と前記膨張弁との間の配管で構成される
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記発熱体はレーザ光源モジュールであり、
前記蒸発器は、
放熱体であるヒートブロックを備え、
前記圧縮機と前記膨張弁との間の配管は、前記ヒートブロックを介して前記レーザ光源モジュールと熱的に接続される
請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記加熱器を起動後、前記圧縮機を起動させ、前記圧縮機を起動後、前記レーザ光源モジュールを起動させる
請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記レーザ光源モジュールは、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュールと、その他の色のレーザ光を出射する単位レーザ光源モジュールとで構成され、
前記緑色レーザ光源モジュールは、前記単位レーザ光源モジュールよりも上流側に設けられている
請求項３または４に記載の電子機器。
【請求項６】
前記レーザ光源モジュールは、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュールと、その他の色のレーザ光を出射する単位レーザ光源モジュールと、で構成され、
前記単位レーザ光源モジュールを少なくとも２つ有し、
前記緑色レーザ光源モジュールは、少なくとも１つの前記単位レーザ光源モジュールよりも上流側に設けられている
請求項３または４に記載の電子機器。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記加熱器を制御することにより前記圧縮機に吸入される冷媒の状態を蒸気にする
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記加熱器は、前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間、および、前記蒸発器と前記膨張弁との間にそれぞれ設けられ、
前記制御手段は、
前記蒸発器と前記膨張弁との間の前記加熱器を制御することにより冷媒の二相状態の乾き度を調整し、
前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間の前記加熱器を制御することにより前記圧縮機に吸入される冷媒の状態を蒸気にする
請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
前記凝縮器と前記膨張弁との間に、前記凝縮器から流出した冷媒と前記蒸発器から流出した冷媒とで熱交換を行う熱交換器が設けられ、
前記加熱器は前記膨張弁と前記蒸発器との間に位置し、
前記加熱器を制御することにより冷媒の二相状態の乾き度を調整し、
前記熱交換器を制御することにより前記圧縮機に吸入される冷媒の状態を蒸気にする
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子機器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子機器を備えた
投写型映像表示装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月28日(2016.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る電子機器は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられた加熱器と、を備え、前記蒸発器は発熱体と熱的に接続される冷却装置と、少なくとも前記冷却装置の前記加熱器を制御する制御手段と、を備え、前記加熱器は、前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間、および、前記蒸発器と前記膨張弁との間にそれぞれ設けられ、前記制御手段は、前記蒸発器の温度が露点温度以下にならないように前記加熱器を制御し、前記蒸発器と前記膨張弁との間の前記加熱器を制御することにより冷媒の二相状態の乾き度を調整し、前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間の前記加熱器を制御することにより前記圧縮機に吸入される冷媒の状態を蒸気にするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路に設けられた加熱器と、を備え、
前記蒸発器は発熱体と熱的に接続される冷却装置と、
少なくとも前記冷却装置の前記加熱器を制御する制御手段と、を備え、
前記加熱器は、前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間、および、前記蒸発器と前記膨張弁との間にそれぞれ設けられ、
前記制御手段は、
前記蒸発器の温度が露点温度以下にならないように前記加熱器を制御し、
前記蒸発器と前記膨張弁との間の前記加熱器を制御することにより冷媒の二相状態の乾き度を調整し、
前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間の前記加熱器を制御することにより前記圧縮機に吸入される冷媒の状態を蒸気にする
電子機器。
【請求項２】
前記蒸発器は前記圧縮機と前記膨張弁との間の配管で構成される
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記発熱体はレーザ光源モジュールであり、
前記蒸発器は、
放熱体であるヒートブロックを備え、
前記圧縮機と前記膨張弁との間の配管は、前記ヒートブロックを介して前記レーザ光源モジュールと熱的に接続される
請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記加熱器を起動後、前記圧縮機を起動させ、前記圧縮機を起動後、前記レーザ光源モジュールを起動させる
請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記レーザ光源モジュールは、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュールと、その他の色のレーザ光を出射する単位レーザ光源モジュールとで構成され、
前記緑色レーザ光源モジュールは、前記単位レーザ光源モジュールよりも上流側に設けられている
請求項３または４に記載の電子機器。
【請求項６】
前記レーザ光源モジュールは、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュールと、その他の色のレーザ光を出射する単位レーザ光源モジュールと、で構成され、
前記単位レーザ光源モジュールを少なくとも２つ有し、
前記緑色レーザ光源モジュールは、少なくとも１つの前記単位レーザ光源モジュールよりも上流側に設けられている
請求項３または４に記載の電子機器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子機器を備えた
投写型映像表示装置。
【国際調査報告】
2015186257.tif 000009
2015186257.tif 000010
2015186257.tif 000011
2015186257.tif 000012