JP2006154460A

JP2006154460A - 冷却装置および投射型表示装置

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Publication number: JP2006154460A
Application number: JP2004346642A
Authority: JP
Inventors: Koji Hirai; 康次平井; Yoshinaga Kondo; 佳長近藤; Akira Nishiyama; 昭西山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: CN100524007C; CN1782861A; JP4270116B2; US7606640B2; US20060145949A1

Abstract

【課題】必要とされる最低限の回転数をもって冷却ファンを回転させることが可能で、消費電力と発生する騒音を抑えることが可能な冷却装置および投射型表示装置を提供する。
【解決手段】駆動信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８に応じた回転数をもって冷却する冷却ファン２０１〜２０４と、コントロール電圧ＶＣ１〜ＶＣ４を所定の利得をもって増幅し駆動信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８として出力する駆動回路２０５〜２０８と、温度検出センサ２０９〜２１１と、各駆動回路２０５〜２０８の回路誤差を補正するための誤差データを記憶するメモリ２１２と、温度検出センサ２０９〜２１１の検出信号Ｄ１〜Ｄ３に基づいて、現在に必要な冷却量を算出し、冷却ファンの回転数の制御に必要な電圧ＶＣとなるような駆動信号を生成し、回路誤差の補正データに基づいて駆動回路２０５〜２０８の出力信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８の回路誤差をあらかじめ補正して出力する制御部２１３とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、たとえば液晶プロジェクタ等の表示装置の照明装置として用いられる光学装置および投射型表示装置に関するものである。

液晶プロジェクタは、液晶材料を用いた空間光変調器（以下、液晶パネルという）を用いるプロジェクタ装置である。
液晶プロジェクタにおいては、液晶パネル自体は発光しない。そこで、液晶プロジェクタにおいては、液晶パネルと光源とを組み合わせ、液晶パネルに光を照射して照明する。
そして、液晶パネルに映像信号を印加し、液晶パネルにより形成された像を、投射レンズによりスクリーンに投射する。
このような構成を有する液晶プロジェクタにより、小型で効率の良いプロジェクタ装置を実現できる。

ところで、液晶プロジェクタは、光源による高エネルギーの照明光を、フライアイレンズやリレーレンズ系を含む照明光学系を通して液晶パネルに照射し、液晶パネルにより形成された像を投射レンズにより投射することから、種々の箇所で高温となる箇所が発生する。
このため、液晶プロジェクタ等の表示装置においては、装置内の高温となる液晶パネルや回路、光源ランプ、電源などの各箇所を冷却するための冷却装置が設けられる。

一般的に、液晶プロジェクタ等の表示装置冷却装置では、高温部の温度を温度検出センサを用いて測定し、その温度を冷却するのに必要な電動ファンの回転となるよう、温度または温度差からファンへの印加電圧を計算し、その計算結果をデジタル-アナログ変換し、増幅回路を経て電動ファンに電圧を供給している（たとえば特許文献１参照）。
特開平４−６０５３４号公報

ところが、上述した方式では、計算結果Ａに対して実際ファンに印加される電圧Ａ'はデジタル-アナログ変換回路、増幅回路の影響を受けてしまい、誤差を持つことになる。
そのため、従来の冷却装置は、無駄な電力消費が多く、また、騒音が発生し易いといった欠点がある。
この誤差を取るため、従来技術ではファン回転数をセンシングし、所望の回転数となるようフィードバックするなどの処理を行っていたが、そのシステムが比較的大きくなってしまう欠点があった。

本発明の目的は、システム規模の増大を招くことなく、必要とされる最低限の回転数をもって冷却ファンを回転させることが可能で、消費電力と発生する騒音を抑えることが可能な冷却装置およびそれを用いた投射型表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点の冷却装置は、供給される駆動信号のレベルに応じた冷却量をもって被冷却対象を冷却する冷却部と、上記被冷却対象の温度を検出する温度検出部と、上記駆動信号を増幅して上記冷却部に供給する駆動回路と、上記駆動回路の回路誤差を補正するためのデータを記憶するメモリと、上記温度検出部の検出結果に基づいて上記駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を上記メモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて上記駆動回路の出力信号の誤差をあらかじめ補正して上記駆動回路に出力する制御部とを有する。

本発明の第２の観点の冷却装置は、供給される駆動信号のレベルに応じた冷却量をもって対応する被冷却対象をそれぞれ冷却する複数の冷却部と、上記各被冷却対象の温度を検出する温度検出部と、上記駆動信号を増幅して対応する上記冷却部に供給する複数の駆動回路と、上記複数の駆動回路の回路誤差を補正するためのデータをそれぞれ記憶する複数のメモリと、上記温度検出部の検出結果に基づいて上記駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を上記メモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて上記駆動回路の出力信号の誤差をあらかじめ補正して上記駆動回路に出力する制御部とを有する。

好適には、上記複数の駆動回路とメモリは、それぞれ組みとして異なる基板に搭載され、上記制御部は、各基板のメモリをアクセスして補正出力を得る。

好適には、上記冷却部は冷却ファンを含み、上記メモリに記憶する補正データは、制御温度最大値、制御温度最小値、ファン回転数最大値、およびファン回転数最小値をパラメータとして求めたデータである。

好適には、上記冷却部は冷却ファンを含み、上記メモリに記憶する補正データは、制御温度最大値、制御温度最小値、ファン回転数最大値、およびファン回転数最小値をパラメータとした理想的な回路出力および実際の回路出力を示す直線を規定し、当該直線に応じたパラメータを実際の回路に対応したパラメータと理想的な回路に対応した理想パラメータとしてデータを含み、上記制御部は、生成した駆動信号に上記実際の回路に対応したパラメータと理想的な回路に対応した理想パラメータを関連付けて補正出力を得る。

本発明の第３の観点の投射型表示装置は、入力される画像情報に基づいて入射される照明光を変調して出射する光変調手段と、上記光源からの照明光を上記光変調手段に入射させる照明光学装置と、上記光変調手段から出射される照明光を投射する投射光学系と、上記光変調手段、照明光学装置、投射光学系のうちの少なくとも一つを冷却する冷却装置と、を有し、上記冷却装置は、供給される駆動信号のレベルに応じた冷却量をもって被冷却対象を冷却する冷却部と、上記被冷却対象の温度を検出する温度検出部と、上記駆動信号を増幅して上記冷却部に供給する駆動回路と、上記駆動回路の回路誤差を補正するためのデータを記憶するメモリと、上記温度検出部の検出結果に基づいて上記駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を上記メモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて上記駆動回路の出力信号の誤差をあらかじめ補正して上記駆動回路に出力する制御部と、を含む。

本発明の第４の観点の投射型表示装置は、入力される画像情報に基づいて入射される照明光を変調して出射する光変調手段と、上記光源からの照明光を上記光変調手段に入射させる照明光学装置と、上記光変調手段から出射される照明光を投射する投射光学系と、
上記光変調手段、照明光学装置、投射光学系のうちの少なくとも一つを冷却する冷却装置と、を有し、上記冷却装置は、供給される駆動信号のレベルに応じた冷却量をもって対応する被冷却対象をそれぞれ冷却する複数の冷却部と、上記各被冷却対象の温度を検出する温度検出部と、上記駆動信号を増幅して対応する上記冷却部に供給する複数の駆動回路と、上記複数の駆動回路の回路誤差を補正するためのデータをそれぞれ記憶する複数のメモリと、上記温度検出部の検出結果に基づいて上記駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を上記メモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて上記駆動回路の出力信号の誤差をあらかじめ補正して上記駆動回路に出力する制御部と、を含み上記複数の駆動回路とメモリは、それぞれ組みとして異なる基板に搭載され、上記制御部は、各基板のメモリをアクセスして補正出力を得る。

本発明によれば、制御部に温度検出部の検出信号が入力される。制御部においては、検出信号に基づいて、現在に必要な冷却量が算出される。
制御部においては、たとえば冷却ファンの回転数の制御に必要な電圧となるような駆動信号が生成される。
そして、制御部では、生成した駆動信号をメモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて駆動回路の出力信号の回路誤差があらかじめ補正され、駆動回路に出力される。
駆動回路においては、制御部によるコントロール電圧が所定の利得をもって増幅され、駆動信号として対応する冷却ファンに印加される。
その結果、冷却ファンは、駆動信号のレベルに応じた回転数をもって回転し、被冷却対象が要に応じた適切な冷却量（風量）をもって冷却される。

本発明によれば、システム規模の増大を招くことなく、必要とされる最低限の回転数をもって冷却ファンを回転させることが可能で、消費電力と発生する騒音を抑えることができる利点がある。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に関連付けて説明する。

図１は、本発明に係る液晶プロジェクタ（投射型表示装置）の一実施形態を原理的に示す図である。
図２は、本発明に係る液晶プロジェクタ（投射型表示装置）の実装形態を示す図である。
図３は、図１および図２の液晶プロジェクタに適用される本発明に係る冷却装置の制御系のシステムブロック図である。

本液晶プロジェクタ１００は、図１および図２に示すように、光源部１０１、コリメータレンズ１０２、光学フィルタ１０３、第１のマルチレンズアレイ（ＭＬＡ）１０４、絞り装置１０５、第２のＭＬＡ１０６、偏光変換素子１０７、集光レンズ１０８、ダイクロイックミラー１１０Ｒ、１１０Ｇ、反射ミラー１１１，１１２，１１３、集光レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ、偏光板１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂ、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ、偏光板１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂ、ダイクロイックプリズム１２４、投射光学系１２５、リレーレンズ１３０，１３１等から構成される。
そして、光源部１０１、コリメータレンズ１０２、光学フィルタ１０３、第１ＭＬＡ１０４、絞り装置１０５、第２ＭＬＡ１０６、偏光変換素子１０７、および集光レンズ１０８により照明光学装置１０９が構成される。

また、本実施形態の液晶プロジェクタ１００においては、図３に示すように、装置内の高温となる液晶パネルや回路、光源ランプ、電源などの各箇所を冷却するための冷却装置２００が設けられる。

冷却装置２００は、液晶パネルや電源、光源ランプなどの冷却用電動ファン（以下、冷却ファンという）を有し、これら冷却ファンの回転数（冷却能力である風量）をコントロール際に、可能な限り冷却ファンの回転数を下げ、消費される電力または発生される騒音を抑える。
冷却装置２００は、冷却ファンを駆動する駆動回路には回路誤差を含むことから、あらかじめメモリにこれらの回路誤差に関するデータを記憶しておき、温度検出センサの検出温度に応じた冷却量を算出し、さらにメモリの誤差データにより駆動回路の誤差分をあらかじめ補正して駆動回路に与える。
すなわち、冷却装置２００は、冷却ファンの印加電圧を補正して、必要とされる最低限の回転を行うことにより、消費電力と発生する騒音を抑えるように構成されている。
本実施形態の冷却装置２００が冷却ファンのコントロール電圧を補正するのは、以下の理由による。

温度検出センサから検出された値を用い、現在の温度に必要な冷却量をコントローラが算出し、ファンに必要な電圧Ｖｔとなるようファンのコントロール電圧Ｖｃを制御部が出力する。このＶｃを増幅器でα倍に増幅しファンに印加する。この関係は（Ｖｔ＝αＶｃ）となる。
しかし、実際はこの増幅の際にαが回路による誤差をもち、増幅誤差としてα±αeの範囲を持ってしまう。結果として出力される電圧は(α±αe)Ｖｃとなってしまうため、必要な回転数を得るためのＶｃ'は、
Ｖｔ＜ (α±αe)Ｖｃ'
の関係となるようにしなければならないため、
αＶｃ＜ (α±αe)Ｖｃ'
α/(α±αe)・Ｖｃ＜Ｖｃc'
となって、誤差αeが大きくなるに従い、制御部はより大きい値を出力する必要がある。
このとき、回路から出力される電圧Ｖｔ'は(α-αe)Ｖｃ'から(α+αe)Ｖｃ'までのばらつきを持つことになるため、回路の個体差により、冷却ファンの回転数がばらつき、消費電力、騒音などの面で不利である。
そこで、本実施形態の冷却装置２００は、この誤差に関する情報をメモリに記憶することで出力されるＶｔ'のばらつきを抑え、低消費電力、静音性に貢献するものである。

以下、液晶プロジェクタ１００の各構成要素の構成および機能について説明し、続いて冷却装置２００の具体的な構成および機能について説明する。

光源部１０１は、放電ランプ１０１ａおよび反射集光鏡１０１ｂから構成されており、この放電ランプ１０１ａから出射された光を反射集光鏡１０１ｂが集光してコリメータレンズ１０２に向けて出射する。

コリメータレンズ１０２は、光源部１０１から出射された照明光Ｌを平行束として光学フィルタ１０３に向けて出射する。

光学フィルタ１０３は、光源部１０１から出射され、コリメータレンズ１０２を介した照明光Ｌに含まれる赤外線領域および紫外線領域の不要な光を除去する。

第１のＭＬＡ１０４は、光源部１０１からの照明光Ｌを複数に分割し、それらの光学像を第２のＭＬＡ１０６の光入射面近傍に配置させる。
より具体的には、第１のＭＬＡ１０４は、複数のレンズがアレイ状に配置され、照明光Ｌを複数の像に分割し、分割像を集光して、各分割像の光スポットを所定の位置（第２のＭＬＡ１０６の光入射面近傍）にレイアウトさせる。

絞り装置１０５は、照明光学装置１０９の第１のＭＬＡ１０４と第２ＭＬＡ１０６の間でかつ略両者の中間位置に略等距離をもって配置され、光軸に対して同心円状に開閉する。
絞り装置１０５は、映像信号の平均輝度レベルに応じてレベルが高いときは絞り開口率を大きく低いときは小さく、常に最適な絞り口径となるよう連続可変動作させる。
絞り装置１０５は、黒側で照明Ｆナンバが最大となるように制御される。
また、絞り装置１０５は、白側で照明Ｆナンバが最小かつ絞り開口率１００％となるように制御される。
そして、絞り装置１０５は、開口率０％とならないような構造を有する。
絞り装置１０５は、同一形状を持つ絞り羽根の枚数が６枚以上であり、これらの絞り羽は同期的に開閉される。絞り羽根の表面を光沢めっき仕上げとし、羽根表面に羽根同士が重なる領域において、点接触可能なように突起を設けてある。
また、絞り装置１０５は、駆動用アクチュエータおよび羽根の開口位置検出用センサを断熱マウントする構造を有し、駆動用アクチュエータが光源部１０１に対して出射面側に配置されている。
さらに、絞り装置１０５は、駆動用アクチュエータを強制冷却する構造を有し、照明絞り装置の羽根およびその周辺部を強制冷却する構造を有する。
また、絞り装置１０５は、アクチュエータ作動ストローク限界（メカ終端位置）を使用しないように構成される。
また、絞り装置１０５の駆動源として、ガルバノメータ１０５ａ（図２）を採用している。

第２のＭＬＡ１０６は、第１のＭＬＡ１０４による分割光源像を、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂの照明光として入射可能となるように偏光変換素子１０７に入射させる。
第２のＭＬＡ１０６は、第１のＭＬＡ１０４により集光される複数の光スポットに対応する複数のレベルが配置され、各レンズにより第１のＭＬＡ１０４により分割像を重畳結合して出射する。

偏光変換素子１０７は、たとえば、短冊状に配列された偏光ビームスプリッタと、これに対応して間欠的に設けられた位相差板から構成され入射した照明光Ｌのｐ偏光成分をｓ偏光成分に変換し、全体としてｓ偏光成分を多く含む偏光方向の揃えられた照明光を出力する。

集光レンズ１０８は、偏光変換素子１０７を通過した照明光Ｌが液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂにおいて重ね合わされるように集光する。

ダイクロイックミラー１１０Ｒは、集光レンズ１０８を通過した偏光方向の揃えられた照明光Ｌの光軸に対して４５度傾斜しており、照明光Ｌのうち、赤色の波長領域の光ＬR
のみ反射ミラー１１１に向けて反射し、その他の波長域の光ＬGBを透過する。

反射ミラー１１１は、ダイクロイックミラー１１０Ｒで反射された光ＬR の光軸に対して４５度傾斜しており、光ＬR を集光レンズ１２０Ｒに向けて反射する。

ダイクロイックミラー１１０Ｇは、ダイクロイックミラー１１０Ｒを透過した光ＬGBの光軸に対して４５度傾斜しており、ダイクロイックミラー１１０Ｒを透過した光ＬGBのうち緑色の波長域の光ＬG のみを集光レンズ１２０Ｇに向けて反射し、その他の波長域（青色の波長域）の光ＬB を透過する。

リレーレンズ１３０および１３１は、青色の波長域の光ＬB のダイクロイックミラー１１０Ｇから液晶パネル１２２Ｂまでの光路長が比較的長いため、光路途中で青色光ＬB を結像しなおすために設けられている。
ダイクロイックミラー１１０Ｇを通過した青色光ＬB は、リレーレンズ１３０および１３１を通過し、反射ミラー１１３によって集光レンズ１２０Ｇに向けて反射される。

各集光レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂおよび液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂは、立方体形状のダイクロイックプリズム１２４の３つの側面に対して所定の位置にそれぞれ配置されている。
また、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂの入射側と出射側には、偏光子としての偏光板１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂと、検光子としての偏光板１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂがそれぞれ平行に配置されている。
偏光板１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂは、集光レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの出射側にそれぞれ固定されており、偏光板１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂはダイクロイックプリズム１２４の入射側の３面にそれぞれ固定されている。

液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂは、印加される赤色、緑色、青色の三原色に対応する映像信号によって、集光レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂを通じて入射する各色光ＬR ，ＬG ，ＬB の強度を変調する。
すなわち、偏光板１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂを透過した所定の偏光方向の色光ＬR，ＬG ，ＬB は、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂに印加された映像信号に基づき、偏光面が回転する。
偏光面の回転を受けた光の所定の偏光成分が、偏光板１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂを透過し、ダイクロイックプリズム１２４に入射される。

ダイクロイックプリズム１２４は、たとえば、複数のガラスプリズムを接合することによって構成されており、各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有する干渉フィルタ１２４ａ，１２４ｂが形成されている。
干渉フィルタ１２４ａは、青色光ＬB を反射し、赤色光ＬR および緑色光ＬG ，を透過する。干渉フィルタ１２４ｂは、赤色光ＬR を反射し、緑色光ＬG および青色光ＬB を透過する。
したがって、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂによって変調された各色光ＬR，ＬG ，ＬB は、合成されて投射光学系１２５に入射する。

投射光学系１２５は、たとえば、ダイクロイックプリズム１２４から入射された映像光をスクリーン等の投影面に、向けて投射する。スクリーンには、カラー映像が映し出される。

冷却装置２００は、たとえば冷却ファン２０１〜２０４、駆動回路（増幅回路）２０５〜２０８、温度検出センサ２０９〜２１１、メモリ２１２、および制御部２１３を有する。

冷却ファン２０１は、駆動回路２０５により供給される駆動信号Ｄ２０５のレベル（電圧値）に応じた回転数（風量）をもって、対応する被冷却対象、たとえば光源部１０１のランプバラストや照明光学装置１０９の絞り装置１０５等を冷却する。冷却ファン２０１は、たとえばシロッコファンにより構成される。

冷却ファン２０２は、駆動回路２０６により供給される駆動信号Ｄ２０６のレベル（電圧値）に応じた回転数（風量）をもって、対応する被冷却対象、たとえばプリズム系を冷却する。冷却ファン２０２は、たとえばシロッコファンにより構成される。

冷却ファン２０３は、駆動回路２０７により供給される駆動信号Ｄ２０７のレベル（電圧値）に応じた回転数（風量）をもって、対応する被冷却対象、たとえば電源部を冷却する。

冷却ファン２０４は、駆動回路２０８により供給される駆動信号Ｄ２０８のレベル（電圧値）に応じた回転数（風量）をもって、対応する被冷却対象、たとえば光源部１０１のランプを冷却する。

駆動回路２０５は、制御部２１３により供給されるコントロール電圧ＶＣ１を所定の利得をもって増幅し、駆動信号Ｄ２０５として冷却ファン２０１に供給する。

駆動回路２０６は、制御部２１３により供給されるコントロール電圧ＶＣ２を所定の利得をもって増幅し、駆動信号Ｄ２０６として冷却ファン２０２に供給する。

駆動回路２０７は、制御部２１３により供給されるコントロール電圧ＶＣ３を所定の利得をもって増幅し、駆動信号Ｄ２０７として冷却ファン２０３に供給する。

駆動回路２０８は、制御部２１３により供給されるコントロール電圧ＶＣ４を所定の利得をもって増幅し、駆動信号Ｄ２０８として冷却ファン２０４に供給する。

温度検出センサ２０９は、外気の温度を検出し、検出信号Ｄ１を制御部２１３に出力する。
温度検出センサ２１０は、光源ランプ近傍の温度を検出し、検出信号Ｄ２を制御部２１３に出力する。
温度検出センサ２１１は、液晶パネル部近傍の温度を検出し、検出信号Ｄ３を制御部２１３に出力する。

メモリ２１２は、たとえばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリにより構成され、各駆動回路２０５〜２０８の回路誤差を補正するための誤差データをあらかじめ記憶する。
この誤差データについては、後で詳述する。

制御部２１３は、温度検出センサ２０９〜２１１の検出信号Ｄ１〜Ｄ３に基づいて、現在に必要な冷却量を算出し、冷却ファン２０１〜２０４の回転数の制御に必要な電圧ＶＣとなるような駆動信号を生成し、生成した駆動信号をメモリ２１２に記憶された回路誤差の補正データに基づいて駆動回路２０５〜２０８の出力信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８の回路誤差をあらかじめ補正し、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）２１３ａを通してコントロール電圧ＶＣ１、ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４を対応する冷却ファン２０１，２０２，２０３，２０４を駆動する駆動回路２０５，２０６，２０７，２０８に出力する。

以下に、メモリ２１２に記憶される誤差データ、および制御部２１３のコントロール電圧ＶＣ１〜ＶＣ４の生成についてさらに詳細に説明する。

図４は、上述したように、冷却ファンのコントロールカーブを決めるパラメータを説明するための図である。
図４において、横軸が温度を、縦軸がファンの回転数に対応したコントロール電圧ＶＣをそれぞれ示している。

本実施形態においては、冷却ファンのコントロールカーブを決めるパラメータとして、図４に示すように、４つのパラメータを用いる。
すなわち、
（１）FAN Cont Max ：FAN 制御温度最大値、
（２）FAN Cont Min ：FAN 制御温度最小値、
（３）FAN Speed Max ：FAN 回転数最大値、
（４）FAN Speed Min ：FAN 回転数最小値、
の４つのパラメータである。
そして、この４つのパラメータに基づいてコントロール電圧ＶＣを調整する。
FAN 回転数最大値FAN Speed Maxは、コントロール電圧ＶＣとして、たとえば２１０／２５５の電圧として制御部２１３が出力する。
FAN 回転数最小値FAN Speed Minは、コントロール電圧ＶＣとして、たとえば４０／２５５の電圧として制御部２１３が出力する。

たとえば駆動回路２０５〜２０８の増幅後の駆動信号の電圧は、本実施形態のように誤差補正を行わない場合、３００ｍＶ程度の誤差を持つが、補正したコントロール電圧ＶＣを駆動回路２０５〜２０８に供給することにより、所望の電圧値の±５０ｍＶ内に抑えることができる。

図５は、本実施形態の冷却装置２００におけるファン（ＦＡＮ）コントロールカーブ補正の原理を説明するための図である。
図５において、横軸が制御部２１３のＤＡＣ２１３ａの出力値を、縦軸はファン回転数の相対値をそれぞれ示している。
そして、図５中、Ａで示す直線がばらつきを含んだ電圧特性を、Ｂで示す直線が理想電圧特性を、Ｃで示す直線が補正電圧特性をそれぞれ示している。

冷却装置２００において、駆動回路２０５〜２０８の出力が、所望の最小/最大電圧出力が得られるように、それぞれの冷却ファン２０１〜２０４のコントロール電圧ＶＣ（N Reg Max/Min ）値を調整してメモリ２１２に記憶する。

冷却装置２００において、制御信号「FAN Reg Adj Cont」によって、通常コントロールか、コントロールオフ（FAN 電圧調整モード）を選択する。通常コントロール時は、算出されたコントロールカーブからその温度にあわせたそれぞれのファン回転数（FAN Speed 値）を出力する。コントロールオフの時は、それぞれのFAN コントロール電圧ＶＣをＤＡＣ出力値（D/A 値、実際にはFAN Speed の値）を逆算して出力する。そして、FAN Reg Max/Min を調整後、メモリキーを押すことで、それぞれのFAN Reg Max/Min の値をファン専用のメモリ２１２に格納する。

制御部２１３は、コントロールカーブ算出において、ファン回転最大値「FAN Speed Max」とファン回転最小値「FAN Speed Min」を、駆動岐路２０５〜２０６の回路誤差（ばらつき）を加味した補正ファン回転最大値Correct FAN Speed Max と補正ファン回転最小値Correct FAN Speed Min の値を用いて算出する。
補正回転最大値Correct FAN Speed Max とファン回転最小値Correct FAN Speed Min の算出方法は下記に示す。

算出の際、あらかじめ与えられているFAN Speed Max/FAN Speed Min を初期値のパラメータとして用いる。
その関係式は、
CFS ：Correct FAN Speed（電圧バラツキ補正値）、
X1 ：FAN Reg Min、
X2 ：FAN Reg Max、
Y1 ：FAN Ideal Min、
Y2 ：FAN Ideal Max、
とした場合、求めるD/A 出力値：Correct FAN Speed を、次式により求めることがでる。

（数１）
CFS =（X2-X1）/(Y2-Y1) * FS - Y1 + (Y2-Y1)/(X2-X1) * X1

さらに理解を容易にするために、図６に関連付けて説明する。
図６は、冷却装置における理想的な回路出力と実際の回路出力との関係を示す図である。
図６において、横軸が制御部２１３のＤＡＣ２１３aの出力を示し、縦軸が駆動回路の出力電圧を示している。
そして、図６中のＶmaxが理想的な回転最大値のときに出力すべき電圧を、Ｖminが理想的な回転最小値のときに出力すべきで電圧を示している。
また、図６中、Ａで示す直線線が理想的な回路出力特性を、Ｂで示す直線が実際の回路出力特性を示している。

まず、２点を通る直線の式は次のようになる。

（数２）
y=x^*(y1-y2)/(x1-x2)+y1-x1^*(y1-y2)/(x1-x2)

したがって、理想的な回路出力Yａと実際の回路出力Ybは下記のようになる。

（数３）
理想的な回路出力：
Ya=DAC Out x (Vmax-Vmin)/(IdealMax-IdealMin)+Vmax-IdealMin
x (Vmax-Vmin)/(IdealMax-IdealMin)

(数４)
実際の回路出力：
Yb=AC Out x (Vmax-Vmin)/(RegMax-RegMin)+Vmax-RegMin
x (Vmax-Vmin)/(RegMax-RegMin)

制御部２１３のＤＡＣ２１３の出力コントロール電圧（DAC Out）設定値での所望の電圧Voutを得たい場合の実際に出力しなければならない補正後DAC Outは、次のようになる。

（数５）
Vout=DAC Out設定値 x (Vmax-Vmin)/(IdealMax-IdealMin)
+Vmax-IdealMin x (Vmax-Vmin)/(IdealMax-IdealMin)
=補正後DAC Out x (Vmax-Vmin)/(RegMax-RegMin)
+Vmax-RegMin x (Vmax-Vmin)/(RegMax-RegMin)

この式の両辺を(Vmax-Vmin)/(RegMax-RegMin)で割ると、次のようになる。

（数６）
DAC Out設定値 x (RegMax-RegMin)/(IdealMax-IdealMin)
+ Vmax/(RegMax-RegMin)- IdealMin x (RegMax-RegMin)/(IdealMax-IdealMin)
=補正後DAC Out + Vmax/(RegMax-RegMin)-RegMin

すなわち、補正後のコントロール電圧ＶＣであるCorrect DAC Outは次のようにして得られる。

（数７）
Correct DAC Out =
DAC Out設定値 x (RegMax-RegMin)/(IdealMax-IdealMin)
- IdealMin x (RegMax-RegMin)/(IdealMax-IdealMin)
+ RegMin

このような構成を有する冷却装置２００においては、制御部２１３に温度検出センサ２０９〜２１１の検出信号Ｄ１〜Ｄ３が入力される。
制御部２１３においては、検出信号Ｄ１〜Ｄ３に基づいて、現在に必要な冷却量が算出される。
制御部２１３においては、冷却ファン２０１〜２０４の回転数の制御に必要な電圧ＶＣとなるような駆動信号が生成される。
そして、制御部２１３では、生成した駆動信号をメモリ２１２に記憶された回路誤差の補正データに基づいて駆動回路２０５〜２０８の出力信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８の回路誤差があらかじめ補正されデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）２１３ａを通してコントロール電圧ＶＣ１、ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４が対応する冷却ファン２０１，２０２，２０３，２０４を駆動する駆動回路２０５，２０６，２０７，２０８に出力される。
駆動回路２０５〜２０８においては、制御部２１３によるコントロール電圧ＶＣ１〜ＶＣ４が所定の利得をもって増幅され、駆動信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８として対応する冷却ファン２０１〜２０４に印加される。
その結果、各冷却ファン２０１〜２０４は、駆動信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８のレベルに応じた回転数をもって回転し、被冷却対象で光源ランプ、絞り装置、電源等が必要に応じた適切な風量をもって冷却される。

本実施形態によれば、供給される駆動信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８のレベル（電圧値）に応じた回転数（風量）をもって、対応する被冷却対象を冷却する冷却ファン２０１〜２０４と、制御部２１３により供給されるコントロール電圧ＶＣ１〜ＶＣ４を所定の利得をもって増幅し、駆動信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８として冷却ファン２０１〜２０４に供給する駆動回路２０５〜２０８と、外気、光源ランプ近傍、液晶パネル近傍の温度を検出する温度検出センサ２０９〜２１１と、各駆動回路２０５〜２０８の回路誤差を補正するための誤差データをあらかじめ記憶するメモリ２１２と、温度検出センサ２０９〜２１１の検出信号Ｄ１〜Ｄ３に基づいて、現在に必要な冷却量を算出し、冷却ファン２０１〜２０４の回転数の制御に必要な電圧ＶＣとなるような駆動信号を生成し、生成した駆動信号をメモリ２１２に記憶された回路誤差の補正データに基づいて駆動回路２０５〜２０８の出力信号Ｄ２０５〜Ｄ２０８の回路誤差をあらかじめ補正し、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）２１３ａを通してコントロール電圧ＶＣ１〜ＶＣ４を対応する冷却ファン２０１〜２０４を駆動する駆動回路２０５〜２０８に出力する制御部２１３とを有することから、システム規模の増大を招くことなく、必要とされる最低限の回転数をもって冷却ファンを回転させることが可能である。

なお、上述した本実施形態においては、メモリ２１２を一つ設けて複数の駆動回路の回路誤差に関するデータを記憶する構成について説明したが、たとえば図７に示すように、複数の基板３０１〜３０４に駆動回路２０５Ａ〜２０８Ａが搭載される場合、各基板３０１〜３０４にメモリ２１２−１〜２１２−４を設けて、各メモリ２１２−１〜２１２−４に同一基板に搭載された駆動回路の回路誤差に関するデータを記憶しておき、ＣＰＵ等の制御部２１３Ａが各基板のメモリ２１２−１〜２１２−４をアクセスして補正コントロール電圧ＶＣを出力するように構成することも可能である。
このような構成を採用することにより、各駆動回路ごとに回路誤差データを同一基板のメモリに格納することができることから、より実用に即した冷却システムを構成することができる。

本発明に係る冷却装置を採用した液晶プロジェクタ（投射型表示装置）の一実施形態を原理的に示す図である。本発明に係る冷却装置を採用した液晶プロジェクタ（投射型表示装置）の実装形態を示す図である。図１および図２の液晶プロジェクタに適用される本発明に係る冷却装置の制御系を示すシステムブロック図である。冷却ファンのコントロールカーブを決めるパラメータを説明するための図である。本実施形態の冷却装置におけるファン（ＦＡＮ）コントロールカーブ補正の原理を説明するための図である。冷却装置における理想的な回路出力と実際の回路出力との関係を示す図である。図１および図２の液晶プロジェクタに適用される本発明に係る冷却装置の制御系の他の構成例を示すシステムブロック図である。

符号の説明

１００…液晶プロジェクタ、１０１…光源部、１０２…コリメータレンズ、１０３…光学フィルタ、１０４…第１のマルチレンズアレイ（ＭＬＡ）、１０５…絞り装置、１０６…第２のＭＬＡ、１０７…偏光変換素子、１０８…集光レンズ、１０９…照明光学装置、１１０Ｒ、１１０Ｇ…ダイクロイックミラー、１１１，１１２，１１３…反射ミラー、１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ…集光レンズ、１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂ…偏光板、１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ…液晶パネル、１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂ…偏光板、１２４…ダイクロイックプリズム、１２５…投射光学系、１３０，１３１…リレーレンズ、２００，２００Ａ…冷却装置、２０１〜２０４…冷却ファン、２０５〜２０８…駆動回路、２０９〜１１…温度検出センサ、２１２…メモリ、２１３…制御部。

Claims

供給される駆動信号のレベルに応じた冷却量をもって被冷却対象を冷却する冷却部と、
上記被冷却対象の温度を検出する温度検出部と、
上記駆動信号を増幅して上記冷却部に供給する駆動回路と、
上記駆動回路の回路誤差を補正するためのデータを記憶するメモリと、
上記温度検出部の検出結果に基づいて上記駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を上記メモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて上記駆動回路の出力信号の誤差をあらかじめ補正して上記駆動回路に出力する制御部と
を有する冷却装置。
上記冷却部は冷却ファンを含み、
上記メモリに記憶する補正データは、制御温度最大値、制御温度最小値、ファン回転数最大値、およびファン回転数最小値をパラメータとして求めたデータである
請求項１記載の冷却装置。
上記冷却部は冷却ファンを含み、
上記メモリに記憶する補正データは、制御温度最大値、制御温度最小値、ファン回転数最大値、およびファン回転数最小値をパラメータとした理想的な回路出力および実際の回路出力を示す直線を規定し、当該直線に応じたパラメータを実際の回路に対応したパラメータと理想的な回路に対応した理想パラメータとしてデータを含み、
上記制御部は、生成した駆動信号に上記実際の回路に対応したパラメータと理想的な回路に対応した理想パラメータを関連付けて補正出力を得る
請求項１記載の冷却装置。
供給される駆動信号のレベルに応じた冷却量をもって対応する被冷却対象をそれぞれ冷却する複数の冷却部と、
上記各被冷却対象の温度を検出する温度検出部と、
上記駆動信号を増幅して対応する上記冷却部に供給する複数の駆動回路と、
上記複数の駆動回路の回路誤差を補正するためのデータをそれぞれ記憶する複数のメモリと、
上記温度検出部の検出結果に基づいて上記駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を上記メモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて上記駆動回路の出力信号の誤差をあらかじめ補正して上記駆動回路に出力する制御部と
を有する冷却装置。
上記複数の駆動回路とメモリは、それぞれ組みとして異なる基板に搭載され、
上記制御部は、各基板のメモリをアクセスして補正出力を得る
請求項４記載の冷却装置。
上記冷却部は冷却ファンを含み、
上記メモリに記憶する補正データは、制御温度最大値、制御温度最小値、ファン回転数最大値、およびファン回転数最小値をパラメータとして求めたデータである
請求項５記載の冷却装置。
上記冷却部は冷却ファンを含み、
上記メモリに記憶する補正データは、制御温度最大値、制御温度最小値、ファン回転数最大値、およびファン回転数最小値をパラメータとした理想的な回路出力および実際の回路出力を示す直線を規定し、当該直線に応じたパラメータを実際の回路に対応したパラメータと理想的な回路に対応した理想パラメータとしてデータを含み、
上記制御部は、生成した駆動信号に上記実際の回路に対応したパラメータと理想的な回路に対応した理想パラメータを関連付けて補正出力を得る
請求項５記載の冷却装置。
入力される画像情報に基づいて入射される照明光を変調して出射する光変調手段と、
上記光源からの照明光を上記光変調手段に入射させる照明光学装置と、
上記光変調手段から出射される照明光を投射する投射光学系と、
上記光変調手段、照明光学装置、投射光学系のうちの少なくとも一つを冷却する冷却装置と、を有し、
上記冷却装置は、
供給される駆動信号のレベルに応じた冷却量をもって被冷却対象を冷却する冷却部と、
上記被冷却対象の温度を検出する温度検出部と、
上記駆動信号を増幅して上記冷却部に供給する駆動回路と、
上記駆動回路の回路誤差を補正するためのデータを記憶するメモリと、
上記温度検出部の検出結果に基づいて上記駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を上記メモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて上記駆動回路の出力信号の誤差をあらかじめ補正して上記駆動回路に出力する制御部と、を含む
投射型表示装置。
入力される画像情報に基づいて入射される照明光を変調して出射する光変調手段と、
上記光源からの照明光を上記光変調手段に入射させる照明光学装置と、
上記光変調手段から出射される照明光を投射する投射光学系と、
上記光変調手段、照明光学装置、投射光学系のうちの少なくとも一つを冷却する冷却装置と、を有し、
上記冷却装置は、
供給される駆動信号のレベルに応じた冷却量をもって対応する被冷却対象をそれぞれ冷却する複数の冷却部と、
上記各被冷却対象の温度を検出する温度検出部と、
上記駆動信号を増幅して対応する上記冷却部に供給する複数の駆動回路と、
上記複数の駆動回路の回路誤差を補正するためのデータをそれぞれ記憶する複数のメモリと、
上記温度検出部の検出結果に基づいて上記駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号を上記メモリに記憶された回路誤差の補正データに基づいて上記駆動回路の出力信号の誤差をあらかじめ補正して上記駆動回路に出力する制御部と、を含み、
上記複数の駆動回路とメモリは、それぞれ組みとして異なる基板に搭載され、
上記制御部は、各基板のメモリをアクセスして補正出力を得る
投射型表示装置。