JP2005121704A

JP2005121704A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2005121704A
Application number: JP2003353465A
Authority: JP
Inventors: Chie Hirai; 千恵平井; Makoto Kuriyama; 誠栗山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】プロジェクタのケース表面が、光源部の熱により高温になり、利用者が手で触ると不快感を覚えるという問題があり、小型化が進むプロジェクタにおいて、ケース表面温度の低減を図る。
【解決手段】光源部であるランプ３とケース２との間に、シリカ粉体と導電性粉体とから構成される芯材１３を不織布からなる袋１４中に封入し外被材１５により被覆して真空封止した、高性能で薄く、耐熱性のある真空断熱材１２を適用することにより、プロジェクタ１のサイズを増大させることなくケース２の表面温度を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空断熱材を使用した機器に関するもので、特に液晶プロジェクタ、ＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）プロジェクタ等のプロジェクタ装置に関するものである。

図４は従来の液晶プロジェクタの縦断面模式図である。液晶プロジェクタの本体３１は、ケース３２の内部に光源ランプ３３と、その光を透過して表示像に変換する液晶表示パネル３４と、その透過光を拡大してスクリーンＳに投影する投影レンズ３５とを有する。

光源ランプ３３と液晶表示パネル３４との間には、木材やウレタンの断熱材で構成される断熱壁３６を設けることにより、光源ランプ３３の放射熱を遮断している。また、ケース３２の上部には断熱壁３６により仕切られた光源ランプ側と液晶表示パネル側とにまたがって冷却用ファン３７を備え、更に、それぞれの側に吸気口３８を設けて光源ランプ側と液晶表示パネル側とを別の流風で冷却することを特徴としている。

これにより、効率よく液晶表示パネル３４の温度上昇を低く抑えて表示コントラストの低下や液晶の熱破壊等を防ぐことができるというものである（例えば、特許文献１参照）。

また、高性能な断熱材として真空断熱材が提案されている。これは、スペーサの役割を持つ芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い、内部を減圧して封止した断熱材である。

従来の真空断熱材の一例としては、芯材として無機質繊維同士がそれら繊維より溶出した成分によって各交点で結着しているものなどがある（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−２７４３２号公報特開平７−１６７３７６号公報

しかしながら、プロジェクタの光源部の発熱量は大きく、ケースに熱が伝わりケース表面温度が高くなり、利用者が手で触れたときに不快感を与えるという問題があった。

更に、プロジェクタは年々小型化が進み、断熱のためのスペースを大きく設けられなくなってきている。そのような中で、ケース内部に有する電源部の発熱や、それらの熱が制御基板に与える悪影響も問題となってきている。

また、光源部の高温に対して、従来の常温付近で断熱性能を発揮する真空断熱材ではプロジェクタには適用が困難であるという問題があった。

上記課題を解決するため、本発明は、ケース内に、少なくとも光源部と映像表示部とを備え、前記ケースと前記光源部との間に、芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い内部を減圧後封止した真空断熱材を設けたことを特徴とするプロジェクタである。

ケースと光源部との間に真空断熱材を設けたことにより、光源部の熱がケースに伝わりにくくなり、利用者に不快感を与えるおそれが小さくなる。

また、断熱性能の高い真空断熱材であれば厚みが薄くても断熱効果が大きく、所定の断熱性能を得るためにプロジェクタのサイズを増大させる必要がない。

また、本発明は、ケース内に、光源部と映像表示部と制御基板と電源部とを備え、少なくとも、前記光源部と制御基板との間、または電源部と制御基板との間に、芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い内部を減圧後封止した真空断熱材を設けたことを特徴とするプロジェクタである。

熱によってダメージを受けやすい制御基板と、発熱の大きい光源部又は電源部との間に真空断熱材を設けることにより、制御基板が熱の影響を受けにくくなり、ダメージを防止して信頼性が向上する。

以上のように、本発明は、ケース内に、少なくとも光源部と映像表示部とを備え、前記ケースと前記光源部との間に、芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い内部を減圧後封止した真空断熱材を設けたことを特徴とするプロジェクタである。

ケースと光源部との間に真空断熱材を設けたことにより、光源部の熱がケースに伝わりにくくなり、利用者に不快感を与えることを防止できる。

また、断熱性能の高い真空断熱材を用いているため厚みが薄くても断熱効果が大きく、所定の断熱性能を得るためにプロジェクタのサイズを増大させる必要がない。

また、本発明は、ケース内に、少なくとも光源部と映像表示部と制御基板と電源部を備え、少なくとも、前記光源部と制御基板との間、または電源部と制御基板との間に、芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い内部を減圧後封止した真空断熱材を設けたことを特徴とするプロジェクタである。

熱によるダメージを受けやすい制御基板と、発熱の大きい光源部又は電源部との間に真空断熱材を設けることにより、制御基板が熱の影響を受けにくくなり信頼性が向上するものである。

本発明は、ケース内に、少なくとも光源部と映像表示部とを備え、前記ケースと前記光源部との間に、芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い内部を減圧後封止した真空断熱材を設けたことを特徴とするプロジェクタである。

また、前記真空断熱材の厚みが３ｍｍ以下であることを特徴とする。

小型化が加速されるプロジェクタにおいて、断熱のためのスペースはほとんど設けられない。また、従来の断熱材を３ｍｍの厚さで適用してもほとんど断熱効果は得られない。

しかし、真空断熱材は従来の断熱材では断熱性能を得られないような薄さでも十分な断熱性能を発揮することができ、３ｍｍ以下のものをプロジェクタに適用しても装置を大型化することなく断熱性能を得られるものである。

また、前記真空断熱材の芯材が少なくともシリカ粉体と導電性粉体を含むことを特徴とする。

例えば空隙径の大きな繊維系の芯材では温度に対する熱伝導率の悪化度合いが大きく、温度が高い領域（例えば１００℃以上）では熱伝導率が大幅に悪化する。しかしながら、空隙径の小さいシリカ粉体を芯材を適用しているため熱伝導率の温度依存性が小さく、温度が高い領域でも優れた断熱性能を維持する。

また、芯材に導電性粉体を適用することにより、シリカの凝集体が解砕され芯材固体成分の熱伝導が低減することから、断熱性能が一層優れたものとなる。

従って、プロジェクタの光源部という、温度が高い領域ではシリカ粉体と導電性粉体を用いた真空断熱材を適用することにより、断熱効果が増大する。

更には、シリカ粉体、導電性粉体、無機繊維を含む成形体において、成形体表面にバインダー成分を含む芯材を適用することにより、芯材の耐荷重性、表面性及び成型性を向上することができる。耐荷重性、表面性に優れているため、例えばケースに真空断熱材を貼付して使用する場合でもケース外観に悪影響を及ぼすことがなく、外観的にも優れたプロジェクタが得られる。また、成型性に優れているため、薄い芯材を作製しやすく、従って薄い真空断熱材を得られやすい。

高温でも断熱性能の低下の少ない粉体芯材で、厚さ３ｍｍ以下の真空断熱材を得ることは、厚み均一性、表面性等の点で困難であるが、成形体表面にバインダー成分を含む構成により容易に得られるものである。

また、前記真空断熱材の外被材が、熱融着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造であり、前記熱融着層の融点が１５０℃以上であることを特徴とするプロジェクタである。

プロジェクタの光源部は高温であり、周囲温度が１５０℃以上になることが十分考えられる。このように、プロジェクタの光源部の近傍のような温度が高い部位でも、熱融着層の融点が１５０℃以上である外被材を用いることにより真空断熱材の適用範囲が広がり、真空断熱材を効果的に使用したプロジェクタが得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるプロジェクタの平面断面模式図である。図２は、図１に示す真空断熱材の断面図である。

プロジェクタ１はＤＬＰプロジェクタであり、ケース２の内部には高輝度ランプを有する光源部３を備え、光源部３から照射した光をカラーフィルター４で色付けし、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）５で反射し、投影レンズ６からスクリーンに映像を映し出す。また、ケース２内には制御基板７、電源部８、ランプ用バラスト９が収められ、冷却ファン１０によって吸気口１１から外気が導入されて各部が冷却されている。

また、真空断熱材１２は、光源部３とケース２との間と、制御基板７とカラーフィルター４及びＤＭＤ５の間、および制御基板７と電源部８との間に配設されている。

真空断熱材１２は、多孔質体からなる芯材をラミネートフィルムからなる外被材で覆い、内部を真空引きして封止したものであり、公知の芯材、外被材、また必要に応じて、ガスや水分を吸着する吸着剤を使用することができる。

真空断熱材１２は、シリカ粉体としてアエロジル３８０（日本アエロジル製）と、導電性粉体としてカーボンブラックとから構成される芯材１３を、不織布からなる袋１４中に封入し、外被材１５により被覆し、内部真空度が１００Ｐａ程度になるように真空封止したものであり、厚みは３ｍｍである。

なお、外被材１５は、２枚のラミネートフィルムを袋状に成形して適用している。このうち、第１のラミネートフィルムは、熱融着層に厚さ５０μｍの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムと、ガスバリア層に厚さ１５μｍのエチレン−ポリビニルアルコール共重合体フィルムに膜厚４５ｎｍのアルミ蒸着を施したフィルムと厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに膜厚４５ｎｍのアルミ蒸着を施したフィルムとをアルミ蒸着面同士貼り合わせたフィルムとから構成している。第２のラミネートフィルムは、熱融着層に厚さ５０μｍの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムと、ガスバリア層に厚み６μｍのアルミ箔と、保護層に厚さ２５μｍのナイロンフィルムとから構成している。

このように、ガスバリア層にアルミ蒸着フィルムを適用した第１のラミネートフィルムと、ガスバリア層にアルミ箔を適用した第２のラミネートフィルムとを組み合わせて適用することで、真空断熱材のガスバリア性とアルミ箔を伝わるヒートリーク抑制の両立が可能となる。

このようにして作製した真空断熱材の熱伝導率は、平均温度２４℃において、０．００４Ｗ／ｍＫであり、汎用的な硬質ウレタンフォームの５倍程度の断熱性能を有していた。

このような真空断熱材１２を光源部３とケース２との間のケース側に貼付することにより、ケース外側表面温度が１５℃低下した。

ここでは真空断熱材１２をケース側に貼付したが、貼付位置は特に指定するものではなく、光源部側や、光源部３とケース２との中間でもよい。

また、真空断熱材１２を光源部３、および電源部８と制御基板７との間に設けたものについても、制御基板７が受ける熱が減少し、制御基板７の信頼性が向上した。

真空断熱材の適用は、映像表示部や制御基板のように高温に弱いものを熱から守る役割をも有しており、この目的に沿うのであれば他に適用場所を指定するものではない。

（実施の形態２）
実施の形態１に対して、真空断熱材１２のみを変更した。その他の形態は実施の形態１と同様である。

図３は、図１に示す真空断熱材の実施の形態２における断面図である。

この真空断熱材１６は、シリカ粉体としてアエロジル３８０（日本アエロジル製）と、導電性粉体としてカーボンブラックと、無機繊維としてグラスウールとを混合して圧縮成形し、この成形体の表面にデンプンを塗布して剛性を向上したものを芯材１７としたもので、外被材１８にて被覆し、内部真空度が１００Ｐａ程度になるように真空封止して作製している。

デンプンに替えて、公知の有機、及び無機バインダーが使用できる。有機バインダーとしては、水溶性のデンプン、ポリビニルアルコール、及びメチルセルロース等が使用でき、無機バインダーとしては、水ガラスやコロイダルシリカなどが使用できる。

また、外被材１８は、２枚のラミネートフィルムを袋状に成形して適用している。第１のラミネートフィルムは、熱溶着層に融点が２１０℃のポリクロロ３フッ化エチレン（厚さ５０μｍ）、ガスバリア層には高温側に配設することを考慮して厚さ６μｍのアルミ箔、保護層は融点２６０℃の４フッ化エチレン−エチレン共重合体（厚さ２５μｍ）とした。ポリクロロ３フッ化エチレンは、フッ素系樹脂フィルムの中でも融点が低く使いやすい上、ガスバリア性も優れるものである。第２のラミネートフィルムは、熱溶着層にポリクロロ３フッ化エチレン（厚さ５０μｍ）、ガスバリア層にはポリエチレンナフタレートフィルム（厚さ１２μｍ）にアクリル酸のコーティングを行い、その上に金属、金属酸化物、シリカのいずれかの１つの蒸着が行われたフィルム、第一の保護層にはガスバリア性の強化のために内側に５００Åの厚さにアルミニウムを蒸着したポリエチレンナフタレート（厚さ１２μｍ）、第二の保護層は融点２６０℃の４フッ化エチレン−エチレン共重合体（厚さ２５μｍ）とした。

このようにして作製した真空断熱材１６の熱伝導率は、平均温度２４℃において、０．００５Ｗ／ｍＫであった。

以上のような真空断熱材１６は、芯材１７が、表面層に高強度の薄膜層が形成されることから、その薄膜層が外殻作用を有し、優れた表面性、耐荷重性を有するものになる。また、より耐熱性が高い外被材１８を用いていることから、高温下での使用において優れた信頼性を有する。

このような真空断熱材１６をプロジェクタに適用することにより、プロジェクタのケースへの接着性に優れ、かつ長期にわたってケース表面温度低下効果が高い、信頼性に優れたプロジェクタを得ることができる。

以上のように、本発明にかかるプロジェクタは、光源部の熱がケースに伝わりにくくなり、利用者に不快感を与えることを防止でき、真空断熱材の高断熱性を生かして他の応用製品へも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるプロジェクタの平面断面模式図図１に示す真空断熱材の断面図図１に示す真空断熱材の実施の形態２における断面図従来の液晶プロジェクタの縦断面模式図

符号の説明

１プロジェクタ
２ケース
３光源部
４カラーフィルター
５ＤＭＤ
６投影レンズ
７制御基板
８電源部
１２真空断熱材
１３芯材
１５外被材
１６真空断熱材
１７芯材
１８外被材

Claims

ケース内に、少なくとも光源部と映像表示部とを備え、前記ケースと前記光源部との間に、芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い内部を減圧後封止した真空断熱材を設けたことを特徴とするプロジェクタ。
ケース内に、光源部と映像表示部と制御基板と電源部とを備え、少なくとも、前記光源部と前記制御基板との間、または前記電源部と前記制御基板との間に、芯材をガスバリア性を有する外被材で覆い内部を減圧後封止した真空断熱材を設けたことを特徴とするプロジェクタ。
真空断熱材の厚みが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプロジェクタ。
真空断熱材の芯材が、少なくともシリカ粉体と、導電性粉体とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプロジェクタ。
真空断熱材の芯材が、少なくともシリカ粉体と、導電性粉体と、無機繊維とを含む成形体であり、前記成形体の表面にバインダー層を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプロジェクタ。
真空断熱材の外被材が、熱融着層とガスバリア層と保護層とを有するラミネート構造であり、前記熱融着層の融点が１５０℃以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプロジェクタ。