JP2019174731A - 電子機器、投射型表示装置、電子機器の制御方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンの異常状態を正確に検出することが可能な電子機器を提供する。【解決手段】電子機器（１００）は、対象部材（３、４、５）の温度を検知する温度検知部（１０、１１、１２）と、対象部材を冷却する冷却ファン（７、８、９）と、温度に関する情報と冷却ファンの回転数とに基づいて算出された制御値を用いて冷却ファンの回転を制御する制御部（１０２、１０４）とを有し、制御部は、制御値が所定の制御値よりも大きく、かつ、冷却ファンの回転が停止していると判定した場合、冷却ファンが異常状態であると判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却ファンを備えた電子機器に関する。

従来、電圧制御における電圧レベルやＰＷＭ制御におけるデューティ比を可変制御することにより、冷却ファンの回転数を制御して対象部材の温度を制御する電子機器が知られている。

特許文献１には、冷却ファンの回転数の下限値を設けて冷却ファンが停止しない範囲内で冷却ファンを制御し、冷却ファンの回転数が下限値を下回った場合に異常状態と判定する投射型表示装置が開示されている。

特許第５１５０１６２号

しかしながら、特許文献１に開示されている投射型表示装置では、対象部材の温度が適切な温度であるために冷却ファンが停止している状態であっても、冷却ファンが停止している場合に異常状態であると判定してしまう。このため、冷却ファンの異常状態を正確に検出することができない。
そこで本発明は、冷却ファンの異常状態を正確に検出することが可能な電子機器、投射型表示装置、電子機器の制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての電子機器は、対象部材の温度を検知する温度検知部と、前記対象部材を冷却する冷却ファンと、前記対象部材の前記温度に関する情報と前記冷却ファンの回転数とに基づいて算出された制御値を用いて前記冷却ファンの回転を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記制御値が所定の制御値よりも大きく、かつ、前記冷却ファンの回転が停止していると判定した場合、前記冷却ファンが異常状態であると判定する。

本発明の他の側面としての投射型表示装置は、前記電子機器と、前記対象部材としての光変調部と、前記光変調部により変調された光を被投射面に投射する光学系とを有する。

本発明の他の側面としての電子機器の制御方法は、対象部材の温度を取得するステップと、前記対象部材を冷却する冷却ファンの回転数を取得するステップと、前記対象部材の前記温度に関する情報と前記冷却ファンの回転数とに基づいて制御値を算出するステップと、前記制御値を用いて前記冷却ファンの回転を制御するステップとを有し、前記冷却ファンの回転を制御するステップにおいて、前記制御値が所定の制御値よりも大きく、かつ、前記冷却ファンの回転が停止していると判定した場合、前記冷却ファンが異常状態であると判定する。

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記電子機器の制御方法をコンピュータに実行させる。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、冷却ファンの異常状態を正確に検出することが可能な電子機器、投射型表示装置、電子機器の制御方法、および、プログラムを提供することができる。

本実施形態における投射型表示装置の構成図である。 本実施形態における投射型表示装置の制御方法のフローチャートである。 本実施形態における冷却ファンの回転数とデューティ比との関係図である。 本実施形態における冷却ファンの温度とデューティ比との関係図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態における投射型表示装置の構成について説明する。図１は、投射型表示装置（プロジェクタ）１００の構成図である。１は、光を照射する水銀ランプやレーザダイオードなどの光源である。２は、ダイクロイックプリズム、偏光ビームスプリッタ、および、色合成プリズムなどを備えて構成される色分離合成光学系である。３、４、５は、Ｒｅｄ（Ｒ）、Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）、Ｂｌｕｅ（Ｂ）の三色の光をそれぞれ変調する光変調部（光変調素子）である。光変調部３、４、５はそれぞれ、反射型液晶パネルである。ただし本発明はこれに限定されるものではなく、反射型液晶パネルに代えて、透過型液晶パネルまたはデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）などを用いてもよい。６は、光源１から射出された光を色分離合成光学系２とＲＧＢ各色の光変調部３、４、５とにより生成された映像をスクリーンなどの被投射面に投射する投射レンズである。

７、８、９は、ＲＧＢ各色の光変調部（表示パネル）３、４、５が適切な温度に保たれるように光変調部３、４、５を冷却する冷却ファン（冷却部）である。１０、１１、１２は、ＲＧＢ各色の光変調部３、４、５の温度を検知する温度センサ（温度検知部）である。１３は、冷却ファン７、８、９をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動で制御するとともに、冷却ファン７、８、９の回転数をカウントするファンドライバ（制御ドライバ）である。

１０１は、温度センサ１０、１１、１２から光変調部３、４、５のそれぞれの温度（温度情報）を取得する温度取得部である。１０２は、ファンドライバ１３に対して、算出された冷却ファン７、８、９の制御値を設定するとともに、ファンドライバ１３から冷却ファン７、８、９の回転数(回転数情報)を取得する冷却制御部である。１０３は、冷却ファン７、８、９の異常状態を検出するための判定閾値（所定の制御値）、ＲＧＢのそれぞれの光変調部３、４、５の適切な温度を示す目標温度(目標温度情報)を保持する不揮発メモリなどの記憶部である。なお記憶部１０３は、投射型表示装置１００のＭＰＵに内蔵されたＦｌａｓｈＭｅｍｏｒｙ、ＥＥＰＲＯＭやＳＰＩ−Ｆｌａｓｈなどの外部記憶部であってもよい。

１０４は、ファンドライバ１３に設定される制御値を算出する制御部である。制御部１０４は、光変調部３、４、５のそれぞれの現在の温度情報および目標温度情報と冷却ファン７、８、９のそれぞれの現在の回転数情報とに基づいて、ファンドライバ１３に次回設定するための制御値を算出する。なお、光変調部３、４、５のそれぞれの現在の温度情報は、温度取得部１０１から取得される。光変調部３、４、５のそれぞれの目標温度情報は、記憶部１０３に記憶されている。冷却ファン７、８、９の現在の回転数情報は、冷却制御部１０２から取得される。本実施形態において、冷却ファン７、８、９の制御に用いられる制御値は、ＰＷＭ制御のデューティ比、電圧制御の駆動電圧（電圧レベル、ＤＣ電圧値）、または、電流制御の駆動電流（電流値）などであるが、これらに限定されるものではない。

制御部１０４は、冷却ファン７、８、９の現在の回転数情報と、制御値と、記憶部１０３から取得された制御値が異常（駆動条件異常）であるか否かを判定するための判定閾値情報とに基づいて、冷却ファン７、８、９が正常な状態で停止しているか否かを判定する。なお、温度取得部１０１、冷却制御部１０２、および、制御部１０４は、プログラムでＭＰＵ上に設計された機能ブロックである。また制御部１０４は、温度取得部１０１、冷却制御部１０２、記憶部１０３をそれぞれ制御する。すなわち制御部１０４は、後述のように、対象部材（例えば光変調部３）の温度に関する情報と冷却部（例えば冷却ファン７）の回転数とに基づいて算出された制御値を用いて冷却部の回転を制御する。

ここで、図３を参照して、冷却ファン７（冷却ファン８、９も同様）の回転数（制御値）とＰＷＭ制御のデューティ比との関係について説明する。図３は、冷却ファン７の回転数（制御値）とＰＷＭ制御のデューティ比との関係図である。図３において、横軸は時間、縦軸（左側軸）は冷却ファン７の回転数（ｒｐｍ）、縦軸（右側軸）はデューティ比（％）をそれぞれ示している。また図３において、実線は回転数、破線はデューティ比をそれぞれ表している。

ＰＷＭ制御で冷却ファンを回転駆動する場合、荷重、摩擦、流体、および、負荷などの影響を受ける。このため図３に示されるように、ＰＷＭ制御のデューティ比をリニアリティ可変制御しても、デューティ比が所定のデューティ比より小さい状態では、冷却ファン７が停止してしまう（冷却ファン７の回転数が０になる）場合がある。つまり、ＰＷＭ制御のデューティ比をリニアリティ可変制御しても、冷却ファン７を停止状態から最大可動状態まで駆動させることはできない。つまり、従来のように、冷却ファンの回転数に下限値を設け下限値を下回った時に異常状態と判定すると、制御値が所定の制御値よりも小さいときにファンが停止する場合など正常状態であるにもかかわらず異常状態と検出してしまう。一方、本実施形態によれば、以下の制御方法により、冷却ファンの異常状態を正確に検出することができる。

図２を参照して、投射型表示装置１００の制御方法について説明する。図２は、投射型表示装置１００の制御方法を示すフローチャートである。図２の各ステップは、主に、温度取得部１０１、冷却制御部１０２、または、制御部１０４により実行される。以下、Ｒの光変調部３を冷却する冷却ファン７を用いてＲの光変調部３を冷却する場合について説明するが、図２のフローチャートはＲ、Ｇ、Ｂの各色の光変調部３、４、５を冷却する冷却ファン７、８、９に共通である。

まずステップＳ１０１において、温度取得部１０１は、光変調部（パネル）３の温度センサ１０から温度（現在のパネル温度、現在温度）を取得する。続いてステップＳ１０２において、制御部１０４は、ステップＳ１０１にて取得した温度（現在温度）と、記憶部１０３に記録された目標温度（目標パネル温度）とに基づいて、冷却ファン７の補正値を算出する。ここで、冷却ファン７の補正値は、現在のパネル温度と目標パネル温度との差分値（差分温度、すなわち温度に関する情報）である。続いてステップＳ１０３において、冷却制御部１０２は、ファンドライバ１３から現在の冷却ファン７の回転数（回転数情報）を取得する。続いてステップＳ１０４において、制御部１０４は、ステップＳ１０２にて算出された補正値（差分温度）と、冷却制御部１０２から取得された現在の冷却ファン７の回転数（回転数情報）とに基づいて、冷却ファン７の制御値を算出する。この制御値は、温度センサ１０からの情報をフィードバックして得られる（フィードバック制御で得られる）現在温度を目標温度に近づけるために用いられる制御パラメータである。

続いてステップＳ１０５において、制御部１０４は、ステップＳ１０４にて算出された冷却ファン７の制御値が記憶部１０３から取得された判定閾値以下（所定の制御値以下）であるか否かを判定する。制御値が判定閾値以下の場合、ステップＳ１０６に進む。一方、制御値が判定閾値よりも大きい場合、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０６において、冷却制御部１０２は、制御部１０４から取得した制御値をファンドライバ１３に送信する。ファンドライバ１３は受信した制御値に基づいて、冷却ファン７の駆動（回転数）を制御する。

ステップＳ１０７において、制御部１０４は、ステップＳ１０３にて取得した現在の冷却ファン７の回転数情報に基づいて、冷却ファン７が停止状態であるか否かを判定する。例えば制御部１０４は、ファンドライバ１３から冷却ファン７の回転数が「０」を示す信号が出力された場合、冷却ファン７が停止状態であると判定する。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではなく、制御部１０４は所定の閾値以下の値を示す信号を出力したことを検出した場合や、冷却ファン７の実際の回転数が所定の回転数以下であることを検出した場合、停止状態であると判定してもよい。冷却ファン７が停止状態でない場合、ステップＳ１０６に進み、前述のように制御部１０４は冷却ファン７を制御する。一方、冷却ファン７が停止状態である場合、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、制御部１０４は、冷却ファン７が異常状態（異常停止状態）であると判定する。

ここで、図４を参照して、光変調部３の温度と冷却ファン７のＰＷＭ制御のデューティ比との関係について説明する。図４（Ａ）は冷却ファン７の回転が停止している状態における光変調部３の温度特性であり、横軸は時間、縦軸は光変調部３の温度をそれぞれ示している。図４（Ｂ）は図４（Ａ）のように光変調部３の温度が上昇した場合における冷却ファン７のＰＷＭ制御のデューティ比の特性であり、横軸は時間、縦軸はデューティ比（％）をそれぞれ示している。

図４（Ａ）に示されるように、冷却ファン７の回転が停止している状態では、冷却対象となる光変調部３の温度、すなわち温度センサ１０から取得された現在の温度（実線）は上昇して目標温度２０１よりも高い温度になる。一方、温度センサ１０から取得された光変調部３の現在の温度（図４（Ａ）中の実線）が上昇して目標温度２０１との差分が大きくなるにつれて、図４（Ｂ）に示されるように、制御部１０４にて算出された制御値であるデューティ比（破線）も大きくなる。冷却ファン７が異常停止状態である場合、温度センサ１０から取得した温度は上昇し続けるため、時間ｔ_１を経過すると、制御部１０４により算出された制御値は判定閾値（デューティ閾値）２０２よりも大きくなる。判定閾値２０２は、冷却ファン７を駆動するために十分な制御値であり、予め冷却ファン７が駆動することが確認されている値を用いることができる。または、判定閾値２０２として、最大稼働状態となるデューティ比（１００％）を用いてもよい。

このように、判定閾値２０２以上の制御値（デューティ比）で冷却ファン７を制御しているにも関わらず冷却ファン７の回転が停止していることがステップＳ１０７にて検出された場合、冷却ファン７またはその周辺部材が故障していると判定することができる。なお本実施形態において、冷却ファン７の制御値としてＰＷＭのデューティ比が用いられるが、これに限定されるものではない。電圧制御の電圧レベルや電流制御の電流値をフィードバック制御に用いる構成など、他の構成を採用してもよい。本実施形態によれば、冷却ファンまたはその周辺部材の故障により冷却ファンが異常停止しているか否かを正確に判定することができるため、冷却ファンの正確な制御が可能となる。

本実施形態において、投射型表示装置１００を用いて良好な映像を表示するには、光変調部（Ｇパネル）４と光変調部（Ｒパネル）３との間の温度差Ｇ−Ｒ＝ΔＴｒを一定に保つ必要がある。また同様に、光変調部（Ｇパネル）４と光変調部（Ｂパネル）５との間の温度差Ｇ−Ｂ＝ΔＴｂを一定に保つ必要がある。このため本実施形態では、温度差ΔＴｒ、ΔＴｂがそれぞれ一定になるように冷却のフィードバック制御を行うことが好ましい。すなわち、温度差ΔＴｒ、ΔＴｂがそれぞれ所定の温度差を維持するように制御する好ましい。

しかしながら、光路上の設置場所、分配される光量、冷却ファンの配置やダクト形状などの冷却構成の相違により、各色の光変調部３、４、５の温度特性はそれぞれ異なり、各光変調部の温度を独立して制御する必要がある。このため本実施形態では、温度差ΔＴｒ、ΔＴｂの値が小さい場合、光変調部３、５をそれぞれ冷却するための冷却ファン７、９を高速に回転させて温度差ΔＴｒ、ΔＴｂの値がそれぞれ大きくなるよう制御する。一方、温度差ΔＴｒ、ΔＴｂの値が大きい場合、冷却ファン７、９を低速に回転させて温度差ΔＴｒ、ΔＴｂの値がそれぞれ小さくなるよう制御する。このとき、冷却ファン７、９を十分に低速に回転させる必要があり、冷却ファン７、９が故障していない状態でも冷却ファン７、９の回転が停止する場合がある。本実施形態によれば、このような場合でも、冷却ファン７、９が故障しているか否かを正確に判定することができる。

このように本実施形態において、制御部１０４は、制御値が所定の制御値よりも大きく、かつ、冷却ファンの回転が停止していると判定した場合、冷却ファンが異常状態であると判定する。好ましくは、制御部１０４は、冷却ファンの回転数が所定の回転数よりも小さい場合、冷却ファンの回転が停止していると判定する。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

本実施形態は投射型表示装置に関して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却ファンを備えた他の電子機器にも広く適用可能である。また本実施形態では、冷却ファン（例えば冷却ファン７）が冷却する対象部材が光変調部（例えば光変調部３）であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光源などの光変調部以外の部材を冷却の対象部材としてもよい。

本実施形態の投射型表示装置（電子機器）は、冷却ファンの駆動に用いられる制御値が冷却ファンの駆動に十分大きい値であるにも関わらず冷却ファンの回転が停止している場合、冷却ファンが異常状態であると判定することができる。このため本実施形態によれば、冷却ファンの停止や駆動による高精度の冷却制御を行いながら冷却ファンの異常停止状態を正確に検出することが可能な電子機器、投射型表示装置、電子機器の制御方法、および、プログラムを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

３、４、５ 光変調部
７、８、９ 冷却ファン
１０、１１、１２ 温度センサ（温度検知部）
１００ 投射型表示装置（電子機器）
１０２ 冷却制御部
１０４ 制御部

Claims (10)

1. 対象部材の温度を検知する温度検知部と、
   前記対象部材を冷却する冷却ファンと、
   前記対象部材の前記温度に関する情報と前記冷却ファンの回転数とに基づいて算出された制御値を用いて前記冷却ファンの回転を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記制御値が所定の制御値よりも大きく、かつ、前記冷却ファンの回転が停止していると判定した場合、前記冷却ファンが異常状態であると判定することを特徴とする電子機器。
2. 前記制御部は、前記冷却ファンの回転数が所定の回転数よりも小さい場合、前記冷却ファンの回転が停止していると判定することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記温度に関する情報は、前記温度検知部により検知された前記対象部材の前記温度と目標温度との差分温度であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記制御部は、ＰＷＭ制御により前記冷却ファンの回転を制御し、
   前記制御値はデューティ比であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. 前記制御部は、電圧制御により前記冷却ファンの回転を制御し、
   前記制御値は、電圧レベルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 前記所定の制御値を記憶する記憶部を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器と、
   前記対象部材としての光変調部と、
   前記光変調部により変調された光を被投射面に投射する光学系と、を有することを特徴とする投射型表示装置。
8. 前記光変調部は、第１の光変調部と第２の光変調部とを含み、
   前記制御部は、前記第１の変調部と前記第２の変調部との温度差が一定になるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の投射型表示装置。
9. 対象部材の温度を取得するステップと、
   前記対象部材を冷却する冷却ファンの回転数を取得するステップと、
   前記対象部材の前記温度に関する情報と前記冷却ファンの回転数とに基づいて制御値を算出するステップと、
   前記制御値を用いて前記冷却ファンの回転を制御するステップと、を有し、
   前記冷却ファンの回転を制御するステップにおいて、前記制御値が所定の制御値よりも大きく、かつ、前記冷却ファンの回転が停止していると判定した場合、前記冷却ファンが異常状態であると判定することを特徴とする電子機器の制御方法。
10. 請求項９に記載の電子機器の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。