JP7484910B2 - 断熱構造および電子機器 - Google Patents

Description

本技術は、断熱構造およびこの断熱構造を備えた電子機器に関する。

投射型表示装置等の電子機器では、例えば、光源等の熱源が使用されている。このため、この熱源に起因した周囲の温度の上昇を軽減する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１０－１３９６３５号公報

このような電子機器では、より効果的に、周囲への熱源の影響を抑えることが望まれている。

したがって、より効果的に、周囲への熱源の影響を抑えることが可能な断熱構造およびこれを備えた電子機器を提供することが望ましい。

本技術の一実施の形態に係る断熱構造は、熱源と、熱源の周囲を囲うとともに、開口を有する断熱部材と、断熱部材の形状を保持する形状保持部材と、断熱部材を形状保持部材に固定する固定部材とを備えたものであり、固定部材は収縮チューブであり、固定部材と形状保持部材との間に、熱源および断熱部材が設けられている。

本技術の一実施の形態に係る電子機器は、上記本技術の一実施の形態に係る第１の断熱構造を備えたものである。

本技術の一実施の形態に係る断熱構造および電子機器では、断熱部材と、この断熱部材の形状を保持する形状保持部材が設けられている。これにより、熱源の周囲を囲うように、断熱部材の形状が保持される。

本技術の第１の実施の形態に係る発光装置の構成の一例を表す模式図である。 （Ａ）は、図１に示した断熱構造体の構成を模式的に表す斜視図であり、（Ｂ）は、光源部とともに（Ａ）に示した断熱構造体を模式的に表す斜視図である。 図２（Ｂ）に示したＩ－Ｉ’線に沿った断面構成を表す模式図である。 図２（Ｂ）に示した光源部および断熱構造体の平面構成を表す模式図である。 図３等に示した形状保持部材の構成の一例を模式的に表す斜視図である。 図３等に示した断熱部材を形状保持部材に巻き付ける前の構成の一例を表す模式図である。 図６Ａに示した断熱部材を形状保持部材に巻き付けた後の構成を表す模式図である。 図６Ａに示した断熱部材の構成の他の例（１）を表す模式図である。 図７Ａに示した断熱部材を形状保持部材に巻き付けた後の構成を表す模式図である。 図６Ａに示した断熱部材の構成の他の例（２）を表す模式図である。 図８Ａに示した断熱部材を形状保持部材に巻き付けた後の構成を表す模式図である。 図１等に示した発光装置が適用された投射型表示装置の構成の一例を表す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る加熱装置の構成の一例を表す模式図である。 図１０に示したＩＩ－ＩＩ’線に沿ったヒータおよび断熱構造体の断面構成を表す模式図である。 図１０に示したヒータおよび断熱構造体の平面構成を表す模式図である。 図１０に示したヒータの構成を説明する平面模式図である。 図１２に示したＩＩＩ－ＩＩＩ’線における断面構成を表す模式図である。 図１２に示したＩＶ－ＩＶ’線における断面構成を表す模式図である。 図１２に示したＶ－Ｖ’線における断面構成を表す模式図である。 図１２に示したヒータの製造工程を説明する図である。 図１４Ａに続く工程を表す図である。 図１４Ｂに続く工程を表す図である。 図１４Ｃに続く工程を表す図である。 図１５Ａに続く工程を表す図である。 図１５Ｂに続く工程を表す図である。 図３に示した断熱構造体の断面構成の他の例を表す模式図である。 図５に示した形状保持部材の構成の他の例（１）を表す斜視図である。 図５に示した形状保持部材の構成の他の例（２）を表す斜視図である。 図５に示した形状保持部材の構成の他の例（３）を表す斜視図である。

以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（熱源の周囲に断熱部材を設けた発光装置の例）
１－１．発光装置の全体構成
１－２．断熱構造体の具体的な構成
１－３．作用・効果
２．適用例（投射型表示装置の例）
３．第２の実施の形態（熱源の周囲に断熱部材を設けた加熱装置の例）
３－１．加熱装置の全体構成
３－２．ヒータの構成
３－３．ヒータの製造方法
３－４．作用・効果

＜１．第１の実施の形態＞
（１－１．発光装置の全体構成）
図１は、本技術の第１の実施の形態に係る発光装置（発光装置１０）の構成の一例を表す模式図である。この発光装置１は、例えば、投射型表示装置（例えば、後述の図９の投射型表示装置２００）に適用される。発光装置１０は、例えば、外装部材１１、制御部１２、バッテリ１３、光源部１４、断熱構造体１５および透明板１６を有している。ここで、光源部１４が、本技術の「熱源」の一具体例に対応する。

外装部材１１は、制御部１２、バッテリ１３、光源部１４および断熱構造体１５を収容している。例えば、外装部材１１は、円筒形状を有している。この円筒の内部に、制御部１２、バッテリ１３、光源部１４および断熱構造体１５が収容されている。外装部材１１の一方（図１の紙面上側）は開口されており、この開口に透明板１６が設けられている。外装部材１１は、例えば、プラスチックにより構成されている。プラスチックとしては、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂、ＰＣ（Poly Carbonate）/ＡＢＳ樹脂およびナイロン等が挙げられる。外装部材１１は、アルミニウム合金（例えば、Ａ１０５０，Ａ５０５２）、マグネシウム（Ｍｇ）およびＳＵＳ（Steel Use Stainless）等の金属により構成されていてもよい。

外装部材１１に収容された制御部１２は、バッテリ１３と光源部１４とに電気的に接続されている。この制御部１２は、例えば、配線基板と、この配線基板に搭載されたＩＣ（Integrated Circuit）とを含んでいる。制御部１２は、例えば、外部から入力された信号に応じて光源部１４に駆動信号を入力する。この制御部１２からの駆動信号に応じて、光源部１４の点灯状態が制御されるようになっている。バッテリ１３により、制御部１２に電源が供給される。

光源部１４は、制御部１２から入力された駆動信号により、点灯し、光を発生させる。光源部１４は、例えば、一方の端部に接続部１４Ｃ（後述の図２（Ｂ）に図示）を有しており、この接続部１４Ｃを介して制御部１２に接続されている。光源部１４は、例えば、レーザまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を含んでいる。あるいは、光源部１４は、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプおよびキセノンランプ等の放電ランプを含んでいてもよい。光源部１４からは、例えば、光とともに熱が発生する。光源部１４近傍は、例えば、７０℃～３００℃程度になり得る。ここでは、光源部１４が本技術の熱源の一具体例に対応する。

断熱構造体１５は、光源部１４近傍に設けられている。断熱構造体１５は、光源部１４の周囲を囲むように設けられており、断熱構造体１５の開口（後述の図２（Ａ）の開口１５Ｍ）を介して光源部１４で発生した光が取り出されるようになっている。断熱構造体１５により、光源部１４で発生した熱が周囲に伝わりにくくなり、光源部１４の周囲の温度上昇を抑えることができる。断熱構造体１５の具体的な構成については後述する。

透明板１６は、例えば、円の平面形状を有している。この透明板１６は、例えば、円筒状の外装部材１１の底面を構成する円と、略同じ大きさである。透明板１６により、外装部材１１の開口が閉じられている。透明板１６は、光源部１４で発生する波長帯域の光に対して高い透過性を有しており、断熱構造体１５の開口を介して取り出された光源部１４の光は、透明板１６を透過して外部に取り出されるようになっている。

（１－２．断熱構造体の具体的な構成）
次に、図２～図４を用いて断熱構造体１５の具体的な構成について説明する。図２（Ａ）は、断熱構造体１５の構成を模式的に表す斜視図であり、図２（Ｂ）は、光源部１４とともに断熱構造体１５の構成を表す斜視図である。図２（Ｂ）では、断熱構造体１５を破線で表している。図３は、図２（Ｂ）のＩ－Ｉ’線に沿った断面構成を表している。図４は、光源部１４とともに断熱構造体１５の構成を表す平面図である。

断熱構造体１５は、例えば、円筒形状を有しており、一方の底面の中央部から他方の底面の中央部まで貫通する孔部１５Ｈを有している。換言すれば、断熱構造体１５は、一方の底面および他方の底面には、孔部１５Ｈに通じる開口１５Ｍが設けられている。光源部１４は、断熱構造体１５の孔部１５Ｈに挿入されている（図２（Ａ）（Ｂ））。即ち、断熱構造体１５は円筒の側面を構成しており、この円筒の側面に光源部１４が囲まれている。断熱構造体１５の一方の開口１５Ｍから取り出された光が、透明板１６を介して出射される。光源部１４と断熱構造体１５との間には、空気層１８が介在している（図３）。断熱構造体１５は、例えば、孔部１５Ｈ（空気層１８）側から順に、形状保持部材１５１、接着層１５２、断熱部材１５３および固定部材１５４を有している。

図５は、形状保持部材１５１の構成の一例を模式的に表す斜視図である。形状保持部材１５１は、断熱部材１５３の形状を保持するためのものである。例えば、形状保持部材１５１の外形に沿って、断熱部材１５３の形状が形成される。形状保持部材１５１は、例えば、円筒形状を有しており、この形状保持部材１５１にシート状の断熱部材１５３が巻き付けられることにより、断熱部材１５３の形状が保持されている。断熱構造体１５の孔部１５Ｈおよび開口１５Ｍは、この形状保持部材１５１に設けられている。換言すれば、形状保持部材１５１の形状により、断熱構造体１５の形状を調整することができる。

形状保持部材１５１は、例えば、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）等の金属材料により構成されている。形状保持部材１５１を構成する金属材料は、光反射性を有していることが好ましい。光反射性を有する金属材料により形状保持部材１５１を構成することにより、光源部１４で発生した熱が形状保持部材１５１で反射されやすくなる。したがって、光源部１４で発生した熱が、断熱構造体１５の外側に伝わりにくくなる。また、金属材料は、比較的剛性が高いので、形状保持部材１５１の厚み（図３～図５の厚みｔ１５１）を薄くすることができる。形状保持部材１５１の厚みｔ１５１は、例えば、０．５ｍｍ以下である。例えば、小型の投射型表示装置等、小型の電子機器に発光装置１０を適用するとき、形状保持部材１５１は、金属により構成されていることが好ましい。

形状保持部材１５１は、例えば、樹脂材料により構成されていてもよい。樹脂材料は、比較的、熱伝導性が低いので、例えば、金属材料により形状保持部材１５１を構成した場合に比べて、断熱構造体１５の断熱性能を向上させることが可能となる。また、樹脂材料は比較的、安価である。断熱構造体１５の小型化が不要なとき、例えば、大型の電子機器に発光装置１０を適用するときには、樹脂材料により構成された形状保持部材１５１が好適に用いられる。

形状保持部材１５１と断熱部材１５３との間には、例えば、接着層１５２が設けられている。例えば、接着層１５２により、断熱部材１５３が形状保持部材１５１に固定されている。接着層１５２は、例えば樹脂材料を含む接着剤により構成されている。接着層１５２は、テープ等により構成されていてもよい。あるいは、形状保持部材１５１と断熱部材１５３との間に接着層１５２が設けられていなくてもよい。このとき、固定部材１５４により、断熱部材１５３が形状保持部材１５１に固定される。

接着層１５２を介して形状保持部材１５１に貼り合わされた断熱部材１５３は、例えば、２０℃環境下で、０．０４Ｗ/ｍ・ｋ以下の熱伝導率を有している。この断熱部材１５３により、光源部１４で発生した熱が断熱構造体１５の外側に伝わりにくくなる。即ち、断熱部材１５３が、断熱構造体１５で主に断熱機能を担っている。本実施の形態では、この断熱部材１５３が、形状保持部材１５１により、光源部１４の周囲を囲む形状に保持されている。詳細は後述するが、これにより、より効果的に周囲への光源部１４の影響を抑えることが可能となる。

断熱部材１５３は、例えば、シート形状を有しており、形状保持部材１５１の外形に倣って配置されている。即ち、断熱部材１５３は、円筒の側面により連続的に光源部１４を囲んでいる。断熱部材１５３には、円筒の底面に対応する位置に開口（断熱構造体１５の開口１５Ｍ）が設けられている。即ち、断熱部材１５３は、光源部１４を間にして対向する一対の開口を有している。この一対の開口の一方を介して、光源部１４で発生した光が取り出される。断熱部材１５３に、このような開口を設けることにより、光源部１４で発生した光が利用可能となるので、部品の配置の自由度が高まる。

断熱部材１５３の厚み（図３、図４の厚みｔ１５３）は、例えば、５．０ｍｍ以下である。特に、小型の電子機器に発光装置１０を適用するとき、部品間の間隙も小さくなるため、断熱部材１５３の厚みｔ１５３が５．０ｍｍ以下であることが好ましい。光源部１４の温度が３００℃以下であるとき、厚みｔ１５３が２．０ｍｍ以下の断熱部材１５３を用いてもよい。例えば、厚み０．１ｍｍ程度のシートを複数重ねることにより、断熱部材１５３が構成されていてもよい。複数のシートを重ねて断熱部材１５３を構成することにより、断熱部材１５３の厚みｔ１５３を調整し易くなる。

シート状の断熱部材１５３は、一方の開口側および他方の開口側に端面１５３Ｅ（図３）を有している。例えば、一方の開口側の端面１５３Ｅは、露出されており、空気に触れている。詳細は後述するが、この断熱構造体１５では、断熱部材１５３が密閉されていないので、断熱構造体１５を小型化し易い。端面１５３Ｅは、例えば、他の部材に覆われていてもよく、あるいは、樹脂材料等が塗布されていてもよい。

図６Ａは、形状保持部材１５１に巻き付けられる前の状態の断熱部材１５３の端面１５３Ｅの構成を表しており、図６Ｂは、円筒状の形状保持部材１５１と、この形状保持部材１５１に巻き付けられた断熱部材１５３の構成を表している。断熱部材１５３の端面１５３Ｅは、形状保持部材１５１側に設けられる内周辺Ｓｉと、固定部材１５４側に設けられる外周辺Ｓｏとを有している。断熱部材１５３を形状保持部材１５１に巻き付けたときには、端面１５３Ｅの延在方向（Ｘ軸方向）の両側が合わさるようになっている（合わせ部Ａ）。例えば、断熱部材１５３の端面１５３Ｅは、略台形であってもよい。このとき、例えば、内周辺Ｓｉは、円筒状の形状保持部材１５１の円周と略同じ大きさであり、外周辺Ｓｉは、内周辺Ｓｉよりも大きくなっている。これにより、断熱部材１５３を形状保持部材１５１に巻き付け易くなる。

図７Ａおよび図８Ａは、図６Ａに示した断熱部材１５３の端面１５３Ｅの構成の他の例（他の例（１），（２））を表し、図７Ｂおよび図８Ｂは、図６Ｂに示した断熱部材１５３の構成の他の例（他の例（１），（２））を表している。図７Ａに示したように、断熱部材１５３の端面１５３Ｅは、略平行四辺形であってもよい。このとき、例えば、図７Ｂに示したように、合わせ部Ａは、形状保持部材１５１の直径方向からずれて形成される。あるいは、断熱部材１５３の端面１５３Ｅは、矩形であってもよい（図示せず）。また、図８Ａに示したように、断熱部材１５３には、外周辺Ｓｏから内周辺Ｓｉに向かう方向にスリット１５３Ｌを設けるようにしてもよい。スリット１５３Ｌを設けることにより、断熱部材１５３を形状保持部材１５１に巻き付けたときに、外周辺Ｓｏでスリット１５３Ｌが広がり（図８（Ｂ））、外周辺Ｓｏ側の応力を軽減することができる。よって、断熱部材１５３を形状保持部材１５１に巻き付け易くなる。スリット１５３Ｌの深さは、例えば、断熱部材１５３の厚みｔ１５３の１/３程度であり、例えば、断熱部材１５３には、３つのスリット１５３Ｌが設けられている。

断熱部材１５３は、例えば、エアロゲルを含んでいることが好ましい。エアロゲルとしては、例えば、シリカエアロゲルが挙げられる。エアロゲルを含む断熱部材１５３は、断熱性能に優れている。また、エアロゲルを含む断熱部材１５３では、対流、輻射および熱伝導の３つのほとんどの影響が軽減される。このような断熱部材１５３は、その厚みｔ１５３を小さくしやすい。よって、エアロゲルを含む断熱部材１５３は、小型の電子機器に好適に用いることができる。

断熱部材１５３と光源部１４との間、具体的には、形状保持部材１５１と光源部１４との間には空気層１８が設けられている。この空気層１８によっても断熱がなされる。このため、断熱部材１５３と光源部１４との間に空気層１８を設けることにより、断熱部材１５３の耐熱温度を調整し易くなる。例えば、形状保持部材１５１と光源部１４との位置決めを行うことにより、空気層１８が所定の大きさに調整される。

発光装置１は、例えば、断熱構造体１５と光源部１４との位置決め、具体的には、形状保持部材１５１と光源部１４との位置決めを行うための係止部材１７を含んでいる（図３）。この係止部材１７は、例えば、環状の部材であり、光源部１４にフランジ状に取付けられている（図２（Ｂ））。例えば、係止部材１７の内周に設けられた凸部１７Ｐが、断熱構造体１５の他方の開口１５Ｍから形状保持部材１５１に掛かることにより、光源部１４に対する断熱構造体１５の位置、即ち、光源部１４に対する断熱部材１５３の位置が固定される。係止部材１７は、熱伝導率の低い材料により構成されていることが好ましく、例えば、熱伝導率が１．０Ｗ/ｍ・ｋ以下の樹脂材料等により構成されている。このような樹脂材料としては、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）およびＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等のエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。ここでは、凸部１７Ｐと形状保持部材１５１とが接する部分が、本技術の位置決め部の一具体例に対応する。光源部１４に対する断熱部材１５３の位置決めは、他の方法により行うようにしてもよく、例えば、係止部材１７に凹部、形状保持部材１５１に凸部を各々設け、この凹部と凸部とを嵌合させるようにしてもよい。

固定部材１５４は、断熱部材１５３を形状保持部材１５１に固定するためのものであり、例えば、断熱部材１５３の外周が固定部材１５４に支持されている。この固定部材１５４には、例えば、収縮チューブを用いることができる。このとき、収縮チューブの収縮力により、断熱部材１５３が形状保持部材１５１に固定される。例えば、断熱部材１５３を形状保持部材１５１に巻き付けたときに、合わせ部Ａ（例えば、図７Ｂ等）の断熱部材１５３の厚みが、他の部分の断熱部材１５３の厚みよりも大きくなっていることも考え得る。このとき、固定部材１５４に収縮チューブを用いることにより、合わせ部Ａの断熱部材１５３の厚みを、他の部分の断熱部材１５３の厚みと同じ程度に圧縮することが可能となる。固定部材１５４は、例えば、断熱部材１５３の外周を覆う管状の部品であってもよい。例えば、ステンレス等の金属の管により固定部材１５４が構成されていてもよい。あるいは、固定部材１５４は、ポリイミド等の樹脂材料を含むテープであってもよい。固定部材１５４には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等が蒸着されていてもよい。これにより、断熱構造体１５からの熱の放射率を低下させることが可能となる。

（１－３．作用・効果）
本実施の形態の発光装置１０が有する断熱構造体１５には、断熱部材１５３と、この断熱部材１５３の形状を保持する形状保持部材１５１が設けられている。これにより、光源部１４の周囲を囲うように、断熱部材１５３の形状が保持される。

例えば、断熱構造体に形状保持部材が設けられていないとき、シート状の断熱部材の形状を自在に調整することは困難である。このため、熱源の一方向のみに断熱部材が配置され、断熱部材が設けられた方向以外の方向では、熱源に起因した温度の上昇が生じやすい。したがって、耐熱性の低い部品は、熱源から十分に離間して配置する必要がある。このような形状保持部材の設けられていない断熱構造体は、小型の装置に適用しにくい。

また、密閉容器内を真空状態にすることにより断熱を行う方法や、密閉容器内にエアロゲルを充填させて断熱を行う方法も考え得る。この密閉容器は、例えば、熱源側の内壁と、内壁に対向する外壁と、内壁と外壁とをつなぐ接続部分とを有している。このような密閉容器は、熱源から内壁に熱が伝達されると、この熱が接続部分を介して外壁に伝わるという問題、即ち、ヒートブリッジ構造の問題を抱えている。ヒートブリッジ構造では、十分な断熱を行うために、伝熱経路を長くして放熱させることが必要となる。このため、密閉容器が大きくなる。したがって、このような密閉容器を有する断熱構造体も、小型の装置には適用しにくい。特に、真空状態を保持するための密閉容器は、熱伝導率の高い材料により構成されており、密閉容器が大きくなりやすい。真空状態を保持するための密閉容器には、ガスの透過を抑えるため、金属材料またはガラス材料等が用いられることが多い。

断熱部材として、ウレタンフォームおよびメラミンフォーム等の発泡樹脂を用いるとき、このような密閉容器は不要となる。しかし、このような断熱部材は、主に対流による熱伝達を防ぐことを目的としており、断熱部材の厚みが大きくなりやすい。したがって、このような発泡樹脂を含む断熱部材も、小型の装置には適用しにくい。

これに対し、発光装置１の断熱構造体１５は、形状保持部材１５１を有しているので、光源部１４の周囲を囲うように、断熱部材１５３の形状を保持することができる。このため、光源部１４の一方向のみに断熱部材１５３を設ける場合に比べて、光源部１４近傍がより効果的に断熱される。よって、より効果的に周囲への光源部１４の影響を抑えることができ、耐熱性の低い部品であっても、光源部１４とより近い位置に配置することが可能となる。即ち、断熱構造体１５は、小型の装置に好適に使用することができる。また、断熱構造体１５が形状保持部材１５１を有することにより、断熱部材１５３の寸法を安定して維持しやすい。

更に、断熱構造体１５では、断熱部材１５３の一方の端面１５３Ｅが露出されている。即ち、この断熱構造体１５は、上記ヒートブリッジ構造を有しておらず、伝熱経路を長くする必要がない。したがって、断熱構造体１５を小さくし、小型の装置に適用しやすい。また、このような断熱構造体１５は、常温常圧下で製造されるので、密閉容器内を真空状態にする断熱構造体に比べて容易に製造することができる。

また、断熱構造体１５の断熱部材１５３は、エアロゲルを含んでいるので、発泡樹脂を含む断熱部材１５３に比べて、その厚みｔ１５３を小さくしやすい。したがって、断熱部材１５３にエアロゲルを用いることにより、断熱構造体１５が小さくなり、小型の装置に適用しやすくなる。

以上説明したように、本実施の形態では、光源部１４の周囲を囲うように断熱部材１５３を設けるようにしたので、熱源の一方向のみに断熱部材を設ける場合に比べて、光源部１４近傍がより効果的に断熱される。よって、より効果的に、周囲への光源部１４の影響を抑えることが可能となる。このような断熱構造体１５は、光源部１４の近傍に部品が配置しやすくなるので、小型の装置に好適に用いられる。

また、このような断熱構造体１５を有する発光装置１０では、部品の設計自由度が高くなる。例えば、耐熱性の低い樹脂を含む部品を光源部１４の近傍に用いることも可能であり、部品に要するコストを抑えることができる。

＜２．適用例＞
上記第１の実施の形態で説明した発光装置１０は、例えば投射型表示装置等の電子機器に適用することができる。

図９は、発光装置１０が適用された投射型表示装置（投射型表示装置２００）の構成例を示す図である。この投射型表示装置２００は、例えばスクリーンに画像を投射する表示装置である。投射型表示装置２００は、例えばＰＣ等のコンピュータや各種画像プレーヤ等の外部の画像供給装置にＩ／Ｆ（インターフェイス）を介して接続されており、このＩ／Ｆに入力される画像信号に基づいて、スクリーン等への投影を行うものである。なお、以下に説明する投射型表示装置２００の構成は一例であり、本技術に係る投射型表示装置は、このような構成に限定されるものではない。

投射型表示装置２００は、発光装置１０、マルチレンズアレイ２１２、ＰｂＳアレイ２１３、フォーカスレンズ２１４、ミラー２１５、ダイクロイックミラー２１６、２１７、光変調素子２１８ａ～２１８ｃ、ダイクロイックプリズム２１９、および投写レンズ２２０を備える。

発光装置１０では、発光素子１２１から出射された光が、アレイレンズを通過し、コリメート光として取り出される。この光は、マルチレンズアレイ２１２に入射するようになっている。マルチレンズアレイ２１２は、複数のレンズ素子がアレイ状に設けられた構造であり、発光装置１，２から出射された光を集光する。ＰｂＳアレイ２１３は、マルチレンズアレイ２１２によって集光された光を、所定の偏光方向の光、例えばＰ偏光波に偏光する。フォーカスレンズ２１４は、ＰｂＳアレイ２１３によって所定の偏光方向の光に変換された光を集光する。

ダイクロイックミラー２１６は、フォーカスレンズ２１４、ミラー２１５を介して入射してきた光のうちの赤色光Ｒを透過し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを反射する。ダイクロイックミラー２１６によって透過された赤色光Ｒは、ミラー２１５を介して光変調素子２１８ａに導かれる。

ダイクロイックミラー２１７は、ダイクロイックミラー２１６によって反射された光のうちの青色光Ｂを透過し、緑色光Ｇを反射する。ダイクロイックミラー２１７によって反射された緑色光Ｇは、光変調素子２１８ｂに導かれる。一方、ダイクロイックミラー２１７によって透過された青色光Ｂは、ミラー２１５を介して光変調素子２１８ｃに導かれる。

光変調素子２１８ａ～２１８ｃの各々は、入射された各色光を光変調し、光変調された各色光をダイクロイックプリズム２１９に入射する。ダイクロイックプリズム２１９は、光変調されて入射してきた各色光を１つの光軸に合成する。合成された各色光は、投写レンズ２２０を介してスクリーン等に投影される。

投射型表示装置２００では、色の３原色である赤、緑、青の３色に対応した３つの光変調素子２１８ａ～２１８ｃが組み合わされ、あらゆる色が表示される。即ち、投射型表示装置２００は、いわゆる３板式の投射型表示装置である。

次に、本開示の第２の実施の形態について説明するが、以降の説明において上記第１の実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。

＜３．第２の実施の形態＞
（３－１．加熱装置の全体構成）
図１０は、本技術の第２の実施の形態に係る発光装置（加熱装置２０）の構成の一例を表す模式図である。この加熱装置２０は、例えば、アロマディフューザーおよび電子香炉等に適用される。加熱装置２０は、例えば、ヒータ２４を有し、この他、上記第１の実施の形態と同様に、外装部材１１、制御部１２、バッテリ１３および断熱構造体１５を有している。また、外装部材１１の開口は蓋部１９によって閉じられている。ここで、ヒータ２４が、本技術の「熱源」の一具体例に対応する。

蓋部１９は、例えば、円の平面形状を有している。この蓋部１９は、例えば、円筒状の外装部材１１の底面を構成する円と、略同じ大きさである。蓋部１９により、外装部材１１の開口が閉じられている。蓋部１９は、例えば、プラスチックにより構成されている。プラスチックとしては、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂、ＰＣ（Poly Carbonate）/ＡＢＳ樹脂およびナイロン等が挙げられる。蓋部１９は、アルミニウム合金（例えば、Ａ１０５０，Ａ５０５２）、マグネシウム（Ｍｇ）およびＳＵＳ（Steel Use Stainless）等の金属により構成されていてもよい。

ヒータ２４は、制御部１２から入力された制御信号により、例えば、バッテリ１３から電流が印加されることによって熱を発生させる。ヒータ２４の詳細な構成については後述するが、ヒータ２４は、例えば、シート形状を有し、発熱部２４０Ｘと、接続部２４０Ｙとを有する。接続部２４０Ｙには、例えば、バッテリ１３の一対の電極と電気的に接続された配線２５１が、はんだ２６０を介して接続されている（図１２参照）。

本実施の形態では、ヒータ２４は、例えば、円筒形状を形成しており、一方の底面から他方の底面まで貫通する孔部２４Ｈを有している。換言すれば、ヒータ２４は、一方の底面および他方の底面には、孔部２４Ｈに通じる開口２４Ｍが設けられている。

次に、図１１Ａ，図１１Ｂを用いてヒータ２４および断熱構造体１５の具体的な構成について説明する。加熱装置２０では、熱源であるヒータ２４が、断熱構造体１５を構成する形状保持部材１５１と断熱部材１５３との間に配置されており、形状保持部材１５１の外径に沿って、ヒータ２４の形状が形成されている。形状保持部材１５１は、上記第１の実施の形態と同様に、例えば、円筒形状を有しており、この形状保持部材１５１にシート状のヒータ２４が巻き付けられることにより、ヒータ２４の形状が保持されている。ヒータ２４の周囲には、断熱部材１５３が設けられている。具体的には、ヒータ２４と断熱部材１５３との間には、例えば、接着層１５２が設けられており、断熱部材１５３は、接着層１５２により、ヒータ２４に固定されている。あるいは、ヒータ２４と断熱部材１５３との間には、接着層１５２が設けられていなくてもよい。このとき、固定部材１５４により、断熱部材１５３がヒータ２４に固定される。即ち、ヒータ２４と断熱部材１５３とは、直接または接着層１５２を介して接している。

なお、本実施の形態の断熱部材１５３には、例えば、フッ素樹脂、メラミン樹脂またはシリコンを練り込んだエアロゲルを用いることが好ましい。これにより、断熱部材１５３の耐熱性を向上させることができる。また、断熱構造体１５の一方の底面には、開口２４Ｍを塞ぐ蓋等が設けられていてもよい。この蓋は、断熱構造体１５と一体化していてもよいし、別体として形成されていてもよい。

（３－２．ヒータの構成）
図１２は、ヒータ２４の平面構成の一例を表す模式図である。図１３Ａは、図１２に示したＩＩＩ－ＩＩＩ’線に沿ったヒータ２４の断面模式図である。図１３Ｂは、図１２に示したＩＶ－ＩＶ’線に沿ったヒータ２４の断面模式図である。図１３Ｃは、図１２に示したＶ－Ｖ’線に沿ったヒータ２４、正確には、ヒータ２４に接続された配線２５１の断面模式図である。

ヒータ２４は、上記のように、発熱部２４０Ｘと、接続部２４０Ｙとを有する、シート状の発熱体である。ヒータ２４は、フレキシブル基板２４１上に、導電膜２４２がパターン形成された構成を有する。具体的には、導電膜２４２は、例えば、互いに独立する複数の導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃと、導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃをそれぞれの一端および他端で一体化した拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２とを有している。互いに独立する複数の導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃは、例えば、互いに平行にパターニングされている。この互いに独立する複数の導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃ部分が発熱部２４０Ｘを、拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２が接続部２４０Ｙを構成している。接続部２４０Ｙには、一対の配線２５１（２５１Ａ，２５１Ｂ）が、はんだ２６０を介して接合されている。

フレキシブル基板２４１は、可撓性を有する支持基材であり、例えば、ポリイミド（ＰＩ）樹脂等の絶縁材料によって構成されている。

導電膜２４２は、例えば、電気抵抗が比較的高い導電材料を用いて形成することが好ましく、このような導電材料としては、例えば、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）等の金属材料やカーボン等が挙げられる。発熱部２４０Ｘでは、導電膜２４２は、互いに独立する複数の導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃとしてパターニングされているため、通電により高温となる。一方、接続部２４０Ｙでは、導電膜２４２は、導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃを一体化することにより、導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃよりも幅広な拡張部２４２Ｄ１、２４２Ｄ２を構成している。このため、導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃ部分と比較して電気抵抗は小さくなる。即ち、通電時の接続部２４０Ｙの温度は、発熱部２４０Ｘよりも低温で維持される。

なお、本実施形態の導電膜２４２は、一部をスリット状にパターニングして複数の導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃに独立させることで個々のパターンを幅狭にしているが、必ずしも複数にする必要はなく幅狭の１つの導電膜を用いて形成するようにしてもよい。換言すると、接続部２４０Ｙ内の導電膜から連続する発熱部２４０Ｘ内の導電膜の幅が狭ければ１つの導電膜としてもよい。また、発熱部２４０Ｘの導電膜の幅と接続部２４０Ｙの導電膜の幅とが、接続部分において同じである必要はなく、例えば、接続部２４０Ｙの端部からそれぞれ異なる方向に幅狭の導電膜が延在しているようにしてもよい。

一対の配線２５１（２５１Ａ，２５１Ｂ）は、平板形状を有する、例えば銅（Ｃｕ）配線である。配線２５１Ａ，２５１Ｂの一端は、それぞれ、拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２と電気的に接続されており、他端は、例えば、バッテリ１３の一対の電極とそれぞれ電気的に接続されている。配線２５１Ａ，２５１Ｂは、図１３Ｃに示したように、例えば、拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２との接続部分を除いて、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂またはフッ素樹脂等を含む絶縁膜２５２によって被覆されている。なお、図１２および図１３Ｃでは、配線２５１Ａ，２５１Ｂが絶縁膜２５２によってまとめて被覆されている例を示したが、別々に被覆されていてもよい。

接続部２４０Ｙでは、図１３Ｂに示したように、フレキシブル基板２４１上に、拡張部２４２Ｄ１、はんだ２６０および配線２５１Ａが、拡張部２４２Ｄ２、はんだ２６０および配線２５１Ｂが、それぞれ、この順に積層されている。即ち、拡張部２４２Ｄ１と配線２５１Ａと、拡張部２４２Ｄ２と配線２５１Ｂとは、それぞれ、はんだ２６０を介して接合されている。はんだ２６０は、例えば、ＳｎＣｕＮｉＧｅ（錫－銅－ニッケル－ゲルマニウム）合金等のはんだを用いることができる。この他、例えば、ＳｎＡｇＣｕ（錫－銀－銅）系，ＡｕＳｎ（金－錫）系，Ｓｎ（錫）系またはＩｎ（インジウム）系等のはんだを用いてもよい。

（３－３．ヒータの製造方法）
ヒータ２４は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、図１４Ａに示したように、フレキシブル基板１４１に導電膜２４２を成膜する。続いて、図１４Ｂに示したように、例えば、導電膜２４２上にフォトレジストを塗布後、プリベーク、露光、現像およびポストベークを得て、所定のパターンを有するレジスト膜を形成した後、例えば、エッチングにより所定のパターンを有する導電膜２４２を形成する。次に、図１４Ｃに示したように、一部（例えば、拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２）を除く導電膜２４２を、例えばエポキシ樹脂、シリコン樹脂またはフッ素樹脂を含む絶縁膜２４３で被覆する。

これと平行して、導電膜２４２と接合する配線２５１を準備する。まず、図１５Ａに示したように、絶縁膜２５２によって被覆された配線２５１Ａ，２５１Ｂを用意する。続いて、図１５Ｂに示したように、絶縁膜２５２の一部を除去して配線２５１Ａ，２５１Ｂの端部を露出させる。次に、図１６に示したように、例えば、金属箔またはペースト状のはんだ２６０を導電膜２４２に塗布し、はんだ２６０の融解温度から数十度高い温度で加熱して、導電膜２４２と、配線２５１Ａ，２５１Ｂとを接合する。その後、接合部周囲を絶縁膜で被覆することで、図１２に示したヒータ２４が完成する。

なお、図１２に示した接続部２４０Ｙにおける、拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２と配線２５１Ａ，２５１Ｂとの接合は、発熱部２４０Ｘからできるだけ離れた位置で行うことが好ましい。具体的には、例えば、発熱部２４０Ｘの周縁から、２ｍｍ～３ｍｍ程度離れた位置で接合することが好ましい。これにより、発熱部２４０Ｘからの伝熱による拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２と配線２５１Ａ，２５１Ｂとの接合強度の低下を防ぐことができる。

（３－４．作用・効果）
本実施の形態の加熱装置２０では、熱源としてシート形状を有するヒータ２４を用い、このヒータ２４を、例えば、円筒形状を有する形状保持部材１５１の外径に沿って配置されている。ヒータ２４の周囲には、直接または接着層１５２を介して断熱部材１５３が設けられている。これにより、ヒータ２４で発生した熱が、効率的に、断熱構造体１５の内側、具体的には、円筒形状を形成するヒータ２４の孔部２４Ｈの内側にためられるようになる。従って、上記第１の実施の形態の効果に加えて、加熱装置２０の省電力化が可能となる。

また、一般的なヒータの製造工程では、発熱体となる導電膜をパターニングした後、所定の位置に銅メッキを施して導電部の電気抵抗値を下げているが、このメッキ工程が製造コストの上昇の一因となっている。

これに対して、本実施の形態のヒータ２４では、発熱部２４０Ｘを構成する複数の導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃの一端および他端において、複数の導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃを一体化した拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２を設け、これを、複数の導電膜２４２Ａ，２４２Ｂ，２４２Ｃに電流を印加する一対の配線２５１Ａ，２５１Ｂとの接続部２４０Ｙとして用いるようにした。これにより、通電時における接続部２４０Yの温度は、例えば、はんだの融点よりも低い温度で維持されるようになり、導電膜２４２（拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２）と配線２５１（２５１Ａ，２５１Ｂ）とのはんだ接合が可能となる。したがって、ヒータ２４およびこれを備えた加熱装置２０の製造コストを低減することが可能となる。

また、一対の配線２５１Ａ，２５１Ｂとして、平板形状を有する配線を用いるようにしたので、接続部２４０Ｙにおける導電膜２４２（拡張部２４２Ｄ１，２４２Ｄ２）と配線２５１Ａ，２５１Ｂとの接合面積が増大し、接合強度を向上させることが可能となる。よって、信頼性を向上させることが可能となる。

以上、第１，第２の実施の形態および適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態等において例示した発光装置１０および加熱装置２０の構成要素および配置等は、あくまで一例であり、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。

また、上記実施の形態等では、発光装置１０および加熱装置２０が断熱構造体１５を有する場合について説明したが、断熱構造体１５は、他の電子機器に設けられていてもよい。

また、例えば、上記第１の実施の形態では、断熱構造体１５が、光源部１４（孔部１５Ｈ）に近い位置から順に、形状保持部材１５１、接着層１５２、断熱部材１５３および固定部材１５４を有する例について説明したが、断熱構造体１５は、他の構成を有していてもよい。例えば、図１７に示したように、光源部１４と形状保持部材１５１との間に断熱部材１５３が設けられていてもよい。即ち、断熱部材１５３の外側に形状保持部材１５１が配置されていてもよい。また、形状保持部材１５１は、例えば樹脂により構成されていてもよい。樹脂は、金属に比べて、比熱および比重が小さい。即ち、熱容量が小さい。熱源（光源部１４）に近い位置に、比較的熱容量の小さい形状保持部材１５１を設けることにより、断熱構造体１５の内側に熱をためやすくなる。

また、図５に形状保持部材１５１の構成の一例を図示したが、形状保持部材１５１は、他の構成を有していてもよい。図１８Ａ、図１８Ｂおよび図１８Ｃは、図５に示した形状保持部材１５１の構成の他の例（他の例（１），（２），（３））を表している。このように形状保持部材１５１には、穴加工部１５１Ａが設けられていてもよい。穴加工部１５１Ａは、形状保持部材１５１を構成する金属または樹脂等の一部に穴加工を施した部分である。穴加工部１５１Ａは、例えば、円、楕円または四角等のどのような形状を有していてもよい。小さな穴加工部１５１Ａが、形状保持部材１５１の全体にわたって散在していてもよく（図１８（Ａ））、１つまたは２つの穴加工部１５１Ａが円筒の長さ方向に延在するように設けられていてもよい（図１８（Ｂ）（Ｃ））。穴加工部１５１Ａは、どのように配置されていてもよい。形状保持部材１５１に穴加工部１５１Ａを設けることにより、形状保持部材１５１の重量が小さくなる。したがって、形状保持部材１５１の熱容量が小さくなる。このような形状保持部材１５１は、断熱構造体１５の内側に熱がたまりやすくなり、例えば、アロマディフューザー等として用いられる加熱装置２０に好適に用いられる。

また、上記実施の形態等では、形状保持部材１５１が円筒形状を有する例について説明したが、形状保持部材１５１は、他の形状を有していてもよい。例えば、形状保持部材１５１は、角柱等の筒形状を有していてもよい。

また、上記実施の形態等では、断熱部材１５３が光源部１４の周囲を連続的に囲んでいる例について説明したが、複数に分離された断熱部材１５３が光源部１４を囲んでいてもよい。あるいは、断熱部材１５３の開口が、円筒の側面に設けられていてもよい。

また、上記第１の実施の形態では、断熱構造体１５の位置決めを、係止部材１７を用いて行う場合について説明したが、他の方法により、断熱構造体１５との位置決めを行うようにしてもよい。例えば、外装部材１１またはシャーシ等に断熱構造体１５が固定されていてもよい。

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であってこれに限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

なお、本技術は、以下のような構成も可能である。以下の構成を有する本技術の断熱構造および電子機器によれば、光源部１４の周囲を囲うように断熱部材１５３を設けるようにしたので、熱源の一方向のみに断熱部材を設ける場合に比べて、光源部１４近傍がより効果的に断熱される。よって、より効果的に、周囲への光源部１４の影響を抑えることが可能となる。
（１）
熱源と、
前記熱源の周囲を囲うとともに、開口を有する断熱部材と、
前記断熱部材の形状を保持する形状保持部材と、
前記断熱部材を前記形状保持部材に固定する固定部材とを備え、
前記固定部材は収縮チューブであり、
前記固定部材と前記形状保持部材との間に、前記熱源および前記断熱部材が設けられている
断熱構造。
（２）
前記断熱部材は、エアロゲルを含む
前記（１）に記載の断熱構造。
（３）
前記開口は、前記熱源を間にして対向する第１開口および第２開口を含む
前記（１）または（２）に記載の断熱構造。
（４）
前記断熱部材はシート状である
前記（１）乃至（３）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（５）
前記断熱部材の端面は露出されている
前記（１）乃至（４）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（６）
前記形状保持部材は筒形状を有する
前記（１）乃至（５）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（７）
前記形状保持部材は金属を含む
前記（１）乃至（６）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（８）
前記形状保持部材は光反射性を有する
前記（１）乃至（７）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（９）
前記熱源はシート状であり、
形状保持部材の周囲に、前記熱源および前記断熱部材がこの順に設けられている
前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（１０）
前記断熱部材は、空気層を介して前記熱源の周囲を囲っている
前記（１）乃至（９）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（１１）
前記空気層と前記断熱部材との間に、前記形状保持部材が設けられている
前記（１０）に記載の断熱構造。
（１２）
更に、前記断熱部材を前記形状保持部材に固定する固定部材を有し、
前記固定部材は収縮チューブであり、
前記固定部材と前記空気層との間に前記断熱部材が設けられている
前記（１０）または（１１）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（１３）
更に、前記熱源に対する前記断熱部材の位置を決定するための位置決め部を有する
前記（１）乃至（１２）のうちのいずれか１つに記載の断熱構造。
（１４）
前記断熱部材は、前記熱源の周囲を連続的に囲んでいる
前記（１）乃至（１３）のうちのいずれか１つ１に記載の断熱構造。
（１５）
熱源と、
前記熱源の周囲を囲うとともに、開口を有する断熱部材と、
前記断熱部材の形状を保持する形状保持部材と、
前記断熱部材を前記形状保持部材に固定する固定部材とを含み、
前記固定部材は収縮チューブであり、
前記固定部材と前記形状保持部材との間に、前記熱源および前記断熱部材が設けられている
断熱構造を備えた電子機器。

本出願は、日本国特許庁において２０１９年６月２０日に出願された日本特許出願番号２０１９－１１４４８８号および２０１９年１１月１日に出願された日本特許出願番号２０１９－２０００７３号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (15)

1. 熱源と、
   前記熱源の周囲を囲うとともに、開口を有する断熱部材と、
   前記断熱部材の形状を保持する形状保持部材と、
   前記断熱部材を前記形状保持部材に固定する固定部材とを備え、
   前記固定部材は収縮チューブであり、
   前記固定部材と前記形状保持部材との間に、前記熱源および前記断熱部材が設けられている
   断熱構造。
2. 前記断熱部材は、エアロゲルを含む
   請求項１に記載の断熱構造。
3. 前記開口は、前記熱源を間にして対向する第１開口および第２開口を含む
   請求項１に記載の断熱構造。
4. 前記断熱部材はシート状である
   請求項１に記載の断熱構造。
5. 前記断熱部材の端面は露出されている
   請求項１に記載の断熱構造。
6. 前記形状保持部材は筒形状を有する
   請求項１に記載の断熱構造。
7. 前記形状保持部材は金属を含む
   請求項１に記載の断熱構造。
8. 前記形状保持部材は光反射性を有する
   請求項１に記載の断熱構造。
9. 前記熱源はシート状であり、
   形状保持部材の周囲に、前記熱源および前記断熱部材がこの順に設けられている
   請求項１に記載の断熱構造。
10. 前記断熱部材は、空気層を介して前記熱源の周囲を囲っている
    請求項１に記載の断熱構造。
11. 前記空気層と前記断熱部材との間に、前記形状保持部材が設けられている
    請求項１０に記載の断熱構造。
12. 更に、前記断熱部材を前記形状保持部材に固定する固定部材を有し、
    前記固定部材は収縮チューブであり、
    前記固定部材と前記空気層との間に前記断熱部材が設けられている
    請求項１０に記載の断熱構造。
13. 更に、前記熱源に対する前記断熱部材の位置を決定するための位置決め部を有する
    請求項１に記載の断熱構造。
14. 前記断熱部材は、前記熱源の周囲を連続的に囲んでいる
    請求項１に記載の断熱構造。
15. 熱源と、
    前記熱源の周囲を囲うとともに、開口を有する断熱部材と、
    前記断熱部材の形状を保持する形状保持部材と、
    前記断熱部材を前記形状保持部材に固定する固定部材とを含み、
    前記固定部材は収縮チューブであり、
    前記固定部材と前記形状保持部材との間に、前記熱源および前記断熱部材が設けられている
    断熱構造を備えた電子機器。

Images