JP2005148622A

JP2005148622A - 映像投射装置

Info

Publication number: JP2005148622A
Application number: JP2003389302A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Mitsui; 裕三井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】良好な信頼性で基幹部品のファン冷却を行うことができ、かつ最低限のファン回転数で冷却を行うことでファンによる騒音を低減させる。
【解決手段】映像投射装置は、その筐体内部の温度上昇を抑えるファン２１ａ〜２１ｅの回転を制御して筐体内部の温度を調整するファンコントロール部５０と、吸気した外気の温度を検出する外気温度センサ２２とを有している。ファンコントロール部５０は、外気温度センサ２２の出力電圧Ｖ₃が直接入力され、その出力電圧に応じて上記ファンの回転を制御するためのファン電圧Ｖ₂を出力する。これにより、外気温度センサ２２の検出結果に応じてファン２１ａ〜２１ｅの回転数をリアルタイムに変化させ、このときに、冷却部品の温度が、耐熱スペックの範囲にぎりぎりに入るようなファン電圧Ｖ₂を供給することにより、最低限の回転数で低騒音の映像投射装置を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像投射装置、より具体的には、ファンで強制空冷させるシステムを備えた映像投射装置に関する。

液晶パネルやＤＬＰ（Digital Light Processing）素子を用いて、光源光を投射画像光としてスクリーン等に投射する映像投射装置（プロジェクタ装置）は、近年、小型化及び高輝度化の要望に伴い、光源として使用されるランプの電力を向上させたり、あるいは使用される液晶パネルの光透過率を増大させるようにしている。
ところが、ランプの電力を向上させたり、あるいは液晶パネルの光透過率を増大させたりすると、ランプが高温となったり、液晶パネル及び偏光板、あるいはＤＬＰ素子を構成するＤＭＤ（Digital Micromirror Device）の温度上昇が生じ、結果的に機器内の温度が高温となるため、機器の寿命を短くしてしまう恐れがある。

そこで、この種のプロジェクタでは、上記のような不都合を回避するために温度センサ（サーミスタ）を外気の吸入経路と液晶パネル等の基幹部品付近の２ヶ所に配置させ、外気の温度センサの検出値が所定値以上になった時にファンを高速回転させることにより、ランプやＤＭＤ、液晶パネル及び偏光板の温度上昇を抑制している。また、外気の温度センサと、基幹部品付近の温度センサとの検出値が所定値以上に達した場合には、ランプへの電源の供給を停止する制御手段（マイコン）が備えられる。このような公知技術として、例えば、特許文献１に記載された技術がある。

また、特許文献２に記載されたプロジェクタの冷却装置においては、外気の温度センサ（サーミスタ）で環境温度を検出し、予め設定した複数の基準温度と比較して該当する基準温度を判別し、判別した基準温度に従う回転数となるようにファンを制御している。ここでは、基準温度に応じて、低速、中低速、中高速または高速のいずれかでファンが回転するように制御している。
特開平６−２２１５９９号公報特開２００３−５２８９号公報

上述したプロジェクタ装置を用いることで、温度センサによる外気の温度検出値がある所定の基準温度を超えた時にファンが高速回転になり、基幹部品を保護することが可能になる。しかしながら、基準温度を超えてからファンが高速回転になるということは、基準温度に到るまでの低温領域においては、その基準温度に到る直前の温度に合わせた一定の回転でファンが回転していて、基準温度を超えるまでは無駄にファン回転数を上げている場合が生じることになる。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、良好な信頼性で基幹部品のファン冷却を行うことができ、かつ最低限のファン回転数で冷却を行うことによって、ファンによる騒音の低減を実現する映像投射装置を提供することを目的とするものである。

第１の技術手段は、筐体内に配置された光源と、その筐体内に取り付けられ内部の温度上昇を抑えるファンと、ファンの回転を制御して機器筐体内部の温度を調整するファンコントロール部と、吸気した外気の温度を検出する温度センサと、を備えた映像投射装置であって、ファンコントロール部は、温度センサの出力が入力され、入力した温度センサの出力に応じてファンの回転を制御することを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、ファンの回転制御を監視して温度センサによる検出値が温度異常であるかどうかを判定する温度異常判定手段と、温度異常判定手段が温度異常であることを判定したときに、光源を消灯する消灯制御手段とを有することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１の技術手段において、映像投射装置が、使用時のファン回転制御データを記憶するメモリを有することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第３の技術手段において、映像投射装置が、警告表示制御手段を有し、該映像投射装置の使用中に、前回使用されたときの前記ファン回転制御データと、現在のファン回転制御データとを比較して、差が所定レベル以上に大きい時には、温度異常を警告する警告情報、異常の復帰方法に関する情報、及び異常の原因チェックに関する情報のいずれかまたは複数を所定の表示手段に表示することを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第４の技術手段において、上記警告情報、異常の復帰方法に関する情報、及び異常の原因チェックに関する情報を表示するか否かをそれぞれ選択可能としたことを特徴したものである。

第６の技術手段は、第１の技術手段において、吸気した外気の吸入経路上に吸気フィルタが配置されていることを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第１の技術手段において、上記ファンコントロール部が、可変型レギュレータと、可変型レギュレータの基準電圧とグランドとに接続される第１の抵抗と、可変型レギュレータの基準電圧とファンの回転制御出力とに接続される第２の抵抗とを備え、上記ファンの回転制御出力は、第１及び第２の抵抗により決定されることを特徴としたものである。

本発明によれば、良好な信頼性で基幹部品のファン冷却を行うことができ、かつ最低限のファン回転数で冷却を行うことによって、ファンによる騒音の低減を実現する映像投射装置を提供することができる。
すなわち、本発明の映像投射装置は、ユーザにとって最もネックになっているファンによる騒音をより低騒音にすることができ、また、ファン電圧によって温度異常を検出することにより、高い安全性を付与することができる。また、本発明により、ユーザにとって気がかりな映像投射装置の価格を低下させることができる。

本発明では、外気温度を検出する外気温度センサから出力される電圧（ＴＥＭＰ電圧）を冷却用ファンの回転をコントロールするファンコントロール部に直接印加することで、外気温度センサの検出結果に応じてファンの回転数をリアルタイムに変化させる。このときに、機器筐体内部の基幹部品（液晶パネル、ＤＭＤ等）や各部の強制空冷する部品の温度が、耐熱スペックの範囲にぎりぎりに入るようなファン電圧を供給することにより、最低限の回転数で低騒音のファンを実現することができる。

すなわち、本発明によれば、ファン回転数をその瞬間に最適な回転数とすることができ、従来のように、所定の外気温度になったときにファンの回転数を予め設定した回転数に切り替えたり、もしくは基準温度と比較して該当する基準温度を判別し、その基準温度に従って予め設定したファンの回転数に切り替える、という部品温度スペックに余裕を残した切り替え制御に比して、ファン回転数を低く抑えることがき、最低限の回転数で各部の冷却を行うことができるようになる。

また、上述のように、従来の温度異常判定手段においては、液晶パネルやＤＭＤ等の基幹部品付近にサーミスタを配置して温度を検知しているが、本発明では上記のとおり、ファンの回転数（電圧）を状況に応じてリアルタイムに変化させることができるため、ファンの電圧値がある所定値を超えた時に温度異常とみなして、機器の電源をＯＦＦするように構成することで、基幹部品付近に配置していたサーミスタを削減することができ、より低価格な装置を実現することができる。さらに、本発明では、複数のファンのファン電圧を監視することで、従来のように基幹部品付近の温度の監視のみならず、強制空冷する各部の部品に関してもその温度を監視することができるため、より安全性の高い機器を提供することができる。

また、映像投射装置は使用する部屋が決まっていることが多く、投影する環境もほぼ同一であるため、前回の投影時のファン電圧、例えば投影を終了して電源をＯＦＦしたときのファン電圧を記録しておき、次回の投影時のファン電圧と、記録しておいた前回投影時のファン電圧とに電圧差が生じているときには、画面への警告表示を行ったり、フィルタ部の掃除方法や吸気口に異物を置いていないか等のチェック方法を画面表示させることで、ファン電圧が上昇していることをユーザが確実に知ることができ、またこのときの対処方法をユーザが容易に知ることができるようになる。

以下、本発明に係る映像投射装置の実施例を添付された図面を参照しながらさらに詳細に説明する。図１は、本発明よる映像投射装置の一実施形態を説明するための図である。映像投射装置は、レンズ１０と、表示部２０と、光源３０と、マイコン部４０と、ファンコントロール部５０とを有している。表示部２０、光源３０、マイコン部４０及びファンコントロール部５０は当該映像投射装置の筐体内に配置される。
また、図２は、上記ファンコントロール部５０の動作について説明するための図である。

表示部２０は、複数のファン２1ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅと、外気の吸入経路上に設けられる吸気フィルタ２３と、上記ファン２１ａ〜２１ｅと、吸気した空気の温度を検出するサーミスタによる外気温度センサ２２と、から構成される。また、マイコン部４０は、ＯＳＤ／ＬＥＤ表示手段４１と、メモリ部４２と、温度異常判定手段４３と、消灯制御手段４４とを有している。上記の温度異常判定手段４３及び消灯制御手段４４は、メモリ部４２または他のＨＤＤやＲＯＭ等の資源に記憶したプログラムによって実現される。また、ＯＳＤ／ＬＥＤ表示手段４１は、表示部２０が表示する表示画像に対してＯＳＤ表示によって情報表示をさせるか、または別途備えられるＬＥＤによって、温度の異常上昇等の警報のための表示を行わせる。このＯＳＤ／ＬＥＤ表示手段４１は、後述する温度異常の警告情報や、その他異常の復帰方法ないし異常箇所のチェック方法等の表示制御を行う本発明の警告情報制御手段に該当する。ＯＳＤ／ＬＥＤ表示手段４１もまたプログラムによって実現される。

ファンコントロール部５０は、映像投射装置の筐体内部の温度上昇を抑えるためのファン２１ａ〜２１ｅの回転数を制御して、筐体内部の温度を調整するもので、可変型レギュレータ５１を有して構成されている。可変型レギュレータ５１は、ファン２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ毎にそれぞれ備えられ、各ファン毎に回転数を制御することができる。ファン２１ａ〜２１ｅによって、基幹部品や強制冷却すべき部品６０を冷却する。例えば、液晶パネルやＤＭＤ等の基幹部品を冷却するためのファン２１ａ，２１ｂ，２１ｃだけでなく、より低騒音のプロジェクタ装置を実現させるために、排気ファン２１ｄ及びランプ吸気ファン２１ｅに対しても可変型レギュレータ５１を設け、これらファンの回転数を制御させることができる。

上記可変型レギュータ５１は、電源部からの入力電圧Ｖ₁が入力する電圧入力端子ｔ₁、マイコン部４０からの出力制御信号Ｓ₁が入力する出力制御信号入力端子ｔ₂，ファンの回転数を制御するためのファン電圧Ｖ₂を出力するファン電圧出力端子ｔ₃，外気温度センサからの電圧Ｖ₃を入力するコントロール端子（基準電圧端子）ｔ₄，及びグランド端子ｔ₅を有している。

それぞれの端子の働きを説明すると、可変型レギュレータ５１の電圧入力端子ｔ₁には、図示しない電源部から入力電圧Ｖ₁がかかる。そして可変型レギュレータ５１では、マイコン部４０からの出力制御信号Ｓ₁によってファン電圧Ｖ₂を出力させるかどうかを決める。出力するファン電圧Ｖ₂は、コントロール端子ｔ₄とグランド端子ｔ₅とに接続される第１の抵抗Ｒ₁と、コントロール端子ｔ₄とファン電圧出力端子ｔ₃とに接続される第２の抵抗Ｒ₂とによってその値が決定される。

上記のファン電圧Ｖ₂を決定する演算式は、一般に下記のようになる。
ファン電圧Ｖ₂＝可変型レギュレータの基準電圧×（１＋抵抗Ｒ₂／抵抗Ｒ₁）
・・・式（１）

まず、外気の温度が変化した時には、外気温度センサ（サーミスタ）２２の抵抗値が温度に応じて変化するため、それに伴い外気温度センサからの電圧Ｖ₃が変化し、第３の抵抗Ｒ₃に伝えられる。

その際に、図２の回路から上記演算式（１）を求めると次式（２）のようになる。
ファン電圧Ｖ₂＝｛（１＋抵抗Ｒ₂／抵抗Ｒ₁＋抵抗Ｒ₂／抵抗Ｒ₃）×可変型レギュレータの基準電圧｝−｛（抵抗Ｒ₂／抵抗Ｒ₃）×外気温度センサからの電圧Ｖ₃｝
・・・式（２）

上式（２）からも分るとおり、ファン電圧Ｖ₂のＭＡＸ値は予め各抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃にて決められ、外気温度が変化すると、すぐに外気温度センサ２２からの電圧Ｖ₃が変動し、これに応じてファン電圧Ｖ₂が変化する。

従来は、外気温度センサ２２より出力される電圧Ｖ₃をマイコン部４０にて検知し、所定の外気温度になると予め設定したファンの回転数に切り替えるか、もしくは該当する基準温度に応じて予め設定した電圧をマイコン部４０からコントロール端子ｔ₄に印加していたが、本発明においては、外気温度センサ２２からの電圧Ｖ₃をファンコントロール部５０に直接印加する。これにより、ファンコントロール部５０は、筐体内部の部品（液晶パネル、ＤＭＤ等）や、強制空冷する各部の部品の温度が、その部品の耐熱スペックにぎりぎり入るように瞬時にファンの回転数を制御することができる。これにより、ファンの回転を最低限に抑えることができ、より低騒音の映像投射装置とすることができる。

上述のように、各ファン２１ａ〜２１ｅはそれぞれ可変型レギュレータ５１を具備しているため、液晶パネルやＤＭＤを冷却するためのファン２１ａ，２１ｂ，２１ｃの回転数を制御するだけでなく、より低騒音のプロジェクタ装置を実現させるために、排気ファン２１ｄ、及びランプ吸気ファン２１ｅの回転数も同様に制御させることができる。すなわち、液晶パネルやＤＭＤ等の基幹部品を制御するのみならず、強制冷却を行っている部品に対してもファンの制御を行うことで、より安全性の高い装置を提供することができる。

また、マイコン部４０の温度異常判定手段４３は、可変型レギュレータ５１から出力されるファン電圧Ｖ₂を監視し、所定以上の電圧になった際には温度異常があるものと判定する。そして、マイコン部４０の消灯制御手段４４は、温度異常判定手段４３が温度異常を判定したときに、光源３０をＯＦＦにする。
例えば、吸気フィルタ２３の目が詰まってしまったとき、もしくは、何らかの異物により吸気フィルタ２３が塞がれてしまったときには、ファンの吸入量が減ってしまい、外気温度センサ２２による検出部の温度が上昇してしまう。これによって外気温度センサ２２から出力される電圧Ｖ₃が変化し、これに応じてファン電圧Ｖ₂が上がる。

このときに、温度異常判定手段４３によって、可変型レギュレータ５１から出力されるファン電圧Ｖ₂を絶えず監視させ、ファン電圧Ｖ₂が所定電圧以上になったときに、消灯制御手段４４によって映像投射装置の光源３０であるランプを消灯させる。同様に複数のファンを使用している場合には、それぞれのファンに対するファン電圧Ｖ₂を監視する。このような構成により、従来のように基幹部品のみの監視だけではなく、それぞれ強制空冷している各部品の温度も同時に監視することができ、より安全性の高い機器を提供することができる。また、従来の基幹部品付近に配置した外気温度センサを削減できるため、より低価格な映像投射装置を実現することができる。

図１を用いてマイコン部４０の制御についてより詳しく説明する。マイコン部４０は、映像投射装置の使用時のファン電圧、例えば、電源をＯＦＦにしたときのファン電圧Ｖ₂をメモリ部４２に記憶させておく。そして、次に映像投射装置の電源をＯＮしたとき、温度異常判定手段４３は、現在のファン電圧Ｖ₂を、前回使用時のファン電圧Ｖ₂と比較する。そして、前回記憶したファン電圧Ｖ₂に比して、現在動作中のファン電圧Ｖ₂が高くなり、これらの電圧差がある程度開き始めたならば、マイコン部４０は、直ちにＯＳＤ／ＬＥＤ表示手段４１により警告情報表示、及びフィルタ部の掃除方法に関する情報表示や吸気口に異物を置いていないか等のチェック方法に関する情報表示のいずれかまたは複数を表示させる。

また、マイコン部４０は、映像投射装置の電源をＯＮした直後に、メモリ部４２に記憶している前回のファン電圧Ｖ₂に比べて、電源ＯＮ時のファン電圧Ｖ₂が明らかに大きい場合には、ＯＳＤ／ＬＥＤ表示手段４１によりＬＥＤ表示を行い、ユーザが光源３０をＯＮにしないように報知することができる。

また、大抵のユーザは、温度異常が一度でも発生すれば、どのように対処したらよいかを理解していると考えられる。従って、上記のフィルタ部の掃除方法や吸気口における異物のチェック方法等の表示の有無を、ユーザが選択することができるようにしてもよい。

本発明よる映像投射装置の一実施形態を説明するための図である。ファンコントロール部の動作について説明するための図である。

符号の説明

１０…レンズ、２０…表示部、２1ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ…ファン、２２…外気温度センサ、２３…吸気フィルタ、３０…光源、４０…マイコン部、４１…ＯＳＤ／ＬＥＤ表示手段、４２…メモリ部、４３…温度異常判定手段、４４…消灯制御手段、５０…ファンコントロール部、５１…可変型レギュレータ、６０…部品。

Claims

筐体内に配置された光源と、前記筐体内に取り付けられ内部の温度上昇を抑えるファンと、前記ファンの回転を制御して前記機器筐体内部の温度を調整するファンコントロール部と、吸気した外気の温度を検出する温度センサと、を備えた映像投射装置であって、前記ファンコントロール部は、前記温度センサの出力が入力され、入力した温度センサの出力に応じて前記ファンの回転を制御することを特徴とする映像投射装置。
前記ファンの回転制御を監視して前記温度センサによる検出値が温度異常であるかどうかを判定する温度異常判定手段と、該温度異常判定手段が前記温度異常であることを判定したときに、前記光源を消灯する消灯制御手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の映像投射装置。
前記映像投射装置は、使用時の前記ファン回転制御データを記憶するメモリを有することを特徴とする請求項１に記載の映像投射装置。
前記映像投射装置は、警告表示制御手段を有し、該映像投射装置の使用中に、前回使用されたときの前記ファン回転制御データと、現在のファン回転制御データとを比較して、差が所定レベル以上に大きい時には、温度異常を警告する警告情報、異常の復帰方法に関する情報、及び異常の原因チェックに関する情報のいずれかまたは複数を所定の表示手段に表示することを特徴とする請求項３に記載の映像投射装置。
前記警告情報、異常の復帰方法に関する情報、及び異常の原因チェックに関する情報を表示するか否かをそれぞれ選択可能としたことを特徴とする請求項４記載の映像投射装置。
前記吸気した外気の吸入経路上に吸気フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の映像投射装置。
前記ファンコントロール部は、可変型レギュレータと、該可変型レギュレータの基準電圧とグランドとに接続される第１の抵抗と、該可変型レギュレータの基準電圧とファンの回転制御出力とに接続される第２の抵抗とを備え、前記ファンの回転制御出力は、前記第１及び第２の抵抗により決定されることを特徴とする請求項１に記載の映像投射装置。