JP4929736B2 - 防塵フィルタ目詰まり検出装置及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、防塵用のフィルタを通した風を用いて熱源を空冷する表示装置に係り、特に防塵用のフィルタの目詰まり検出する目詰まり検出装置に関する。

下記特許文献１には、装置の内部温度と外部温度とを検出し、内部温度と外部温度との温度差を求め、その温度差が正常温度差内にあるか否かを判定し、給排気口（フィルタを含む）もしくはファンの異常を判定する。そして、ファンの回転数が正常である場合は、給排気口が塞がれた状態（目づまり）であると判定する技術が開示されている。

下記特許文献２には、ファンの回転数に応じた回転信号に基づいて、フィルタの目詰まりを判断する技術が開示されている。

特開２００２−３５７３１７号公報 特開２００２−６２５８９号公報

上記特許文献１、２では、筐体内に許容温度の異なる複数の発熱体（部品）がある場合、具体的には、例えば、許容温度が高い光源などの発熱体（部品）と許容温度が低い表示素子（例えば、液晶パネルなど）の発熱体（部品）がある場合における効果的な目詰まり検出技術については考慮されていない。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたもので、その目的は、その許容温度が異なる少なくとも２つの発熱体（熱源）を、それぞれ冷却能力が異なるファンを用いて冷却する冷却装置において、防塵フィルタの目詰まり時の外気と通気ダクト内の温度差を増加させ、防塵フィルタの目詰まり検出の誤動作を低減すると共に、低コスト化が図れる防塵フィルタの目詰まり検出装置を提供することにある。

本発明の一面は、筐体の上面、下面、側面の何れか一面に設けられた防塵フィルタの目詰まりを検出する検出装置であって、少なくとも第１及び第２の発熱体と、前記防塵フィルタから風を吸入して前記第１の発熱体を冷却する第１のファンと、前記防塵フィルタから風を吸入して前記第２の発熱体を冷却し、前記第１のファンと回転数が異なる第２のファンと、前記防塵フィルタからの風を、所定の場所から、前記第１のファンに導く部分と前記第２のファンに導く部分とに分割する分割部を有するダクトと、前記装置外の温度を検出し、前記装置外に配置された第１の温度検出部と、前記装置内の温度を検出し、前記装置内に配置された第２の温度検出部と、前記第１の温度検出部で検出された温度と、前記第２の温度検出部で検出された温度との差温度を検出し、前記差温度が所定の閾値の範囲内にあるか否かを判定する制御部とを有する。

本発明によれば、防塵フィルタの目詰まり検出の誤動作を低減することができる。また、通気ダクト内の内部温度を検出する温度検出回路を一つにできるので、低コスト化が図れる。

以下に、本発明の実施の形態を説明する。

図１，図２，図３を用いて、実施例１の防塵フィルタの目詰まり検出装置について説明する。図１は、実施例１による防塵フィルタの目詰まり検出装置を示す模式図、図２は実施例１における検出温度と目詰まり率の関係を説明する図、図３は実施例１による目詰まり検出処理の一フローチャートである。

以下では、発熱体を有する装置を液晶プロジェクタとし、説明を容易とするために、便宜上、発熱体を２つのグループに分類するものとする（但し、実施例１はこれに限定されるものではなく、複数のグループを有するものであってもよい。）。一方は許容温度の高い発熱体のグループで、例えばＰＢＳなどであり、他方は許容温度の低い発熱体のグループで、例えば表示素子，偏光板などである。

図１において、許容温度の高い第１の発熱体２１は例えばＰＢＳである。ここでは、許容温度の高い発熱体として第１の発熱体２１のみで示しているが、複数あってもよいことはいうまでもない。許容温度が低い第２の発熱体３１は、例えば表示素子である。光源からの光を表示素子に照射し、表示素子からの光を投射レンズで投射する液晶プロジェクタでは、許容温度の低いものとして、例えばＲ光，Ｇ光，Ｂ光用の３枚の表示素子があり、また他に、偏光板などがある。ここでは、複数の発熱体があるとして、第Ｎの発熱体を符号３３で示し、他のものの図示を省略する。

ファン２２１は冷却能力が低く、防塵フィルタ１００から吸入した風で第１の発熱体２１を冷却し、ファン３３１は冷却能力が高く、防塵フィルタ１００から吸入した風で第２の発熱体３１を冷却し、ファン３３３は冷却能力が高く、第Ｎの発熱体を冷却する。各ファンは、１個の発熱体を冷却するように図示されているが、これに限定されるものではなく、１つのファンで複数の発熱体を冷却するようにしてもよい。

実施例１による防塵フィルタ１００は、許容温度の高い発熱体を冷却する防塵フィルタと、許容温度の低い発熱体を冷却する風路に設けてある防塵フィルタとが共通であって、装置の筐体の上面、下面、側面の何れか一面に形成されている。

また、実施例１による通気ダクト２００は、防塵フィルタ１００側は分割されてないが、所定の場所から許容温度の高い発熱体を冷却する風路を形成する通気ダクト２００ａと許容温度の低い発熱体を冷却する風路を形成する通気ダクト２００ｂとに分割する分割部２０１とで形成されている。そして、通気ダクト２００ａ側に第１の発熱体２１，ファン２２１が設けられ、通気ダクト２００ｂ側に第２の発熱体３１，ファン３３１、…、第Ｎの発熱体３３，ファン３３３が設けられている。

制御回路６は、例えば演算制御機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、図示しないＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、図示しないワークメモリを適宜用いながら装置全体の制御を行うとともに、例えば後述する防塵フィルタの目詰まり検出処理を行う。

液晶プロジェクタの冷却装置は、以上述べたように形成されている。そこで、防塵フィルタ１００が目詰まりしてない場合には、空気は防塵フィルタ１００から取り込まれ、通気ダクト２００内のそれぞれの通気ダクト２００ａ，２００ｂを矢印８０１，８０２，８０３のように流れる。しかし、防塵フィルタ１００が目詰まりしてくると、ファンの冷却能力の差により、静圧の小さいファン側から静圧の大きいファン側に向かう空気流が生じてしまう。実施例１では、ファン２２１は冷却能力が小さいので静圧・風量が小さく、これに対してファン３３１，３３３は冷却能力が大きいので静圧・風量が大きい。従って、矢印８１０の向きに空気流が生じる。第１の発熱体２１は、発熱温度が高い。防塵フィルタ１００の目詰まりが生じると、矢印８１０の向きに空気流が生じるので、第１の発熱体２１によって温度が上昇した温風が通気ダクト２００ａを通って、通気ダクト２００ｂ側に逆流する。

そこで、実施例１では、通気ダクト２００ａ内のみに温度検出用の第２の温度検出回路４を設けるようにした。防塵フィルタ１００の目詰まりで逆流が生じると、第１の発熱体により温度が上昇した温風が通気ダクト２００ａ内を逆流するので、急激に第２の温度検出回路４で検出される温度が上昇する。

図２は、検出温度と目詰まり率の関係を示す図である。Ｔ１０１は第１の温度検出回路３にて検出した外気温度で、Ｔ１０２は第２の温度検出回路４にて検出した通気ダクト２００ａの内部温度である。ΔＴは目詰まりしてないときの内部温度Ｔ１０２と外気温度Ｔ１０１の差温度である。ΔＴ１０３は（Ｔ１０２−Ｔ１０１−ΔＴ）の式であらわされる差温度で、目詰まりによる温度変化を示すものである。ΔＴ１０４は目詰まり検出と判定する所定の閾値を示す。実施例１では、その閾値レベルには後述する、異なるレベルαとレベルβとがある。尚、以下では、差温度はΔＴ１０３を指すものとする。

図２から明らかなように、防塵フィルタの目詰まりが生じると、差温度ΔＴ１０３は、通気ダクト２００ａと２００ｂを分離し、２つのダクトにして温度検出した場合に対して、温度変化が十分大きくなる。これにともない、防塵フィルタの目詰まりを検出する所定の閾値であるΔＴ１０４を大きくすることができる。これによって、温度検出回路が多少の検出温度のばらつき（通常２〜３℃）を有していても、目詰まり検出に対する影響が相対的に小さくなるので、良好に防塵フィルタの目詰まりを検出することが可能となる。なお、目詰まりの早期発見および温度差を大きくする為に、第２の温度検出回路４は通気ダクト２００ａ内でファン２２１に近い位置に設けるのが好ましい。

また、この際、通気ダクト２００内の内部温度測定に一つの温度検出回路４のみを使用するため、従来に比べて、低コスト化を図ることもできる。

次に、図３を用いて、実施例１による制御回路６の制御処理について説明する。制御回路６は、防塵フィルタの目詰まり検出処理を所定の時間間隔で定期的に行う。目詰まり検出処理を開始すると、まずステップ１（以下、ステップを「Ｓ」とする）で、第１の温度検出回路３と第２の温度検出回路４を用いて外気温度Ｔ１０１と内部温度Ｔ１０２を検出する。次に、内部温度Ｔ１０２と外気温度Ｔ１０１の差温度ΔＴ１０３を算出する（Ｓ２）。そして、Ｓ３で、差温度ΔＴ１０３が目詰まり検出の警告表示を行う所定の閾値αを超えたか判定する。Ｓ３でＮＯであれば目詰まり検出処理を終了し、ＹＥＳであればＳ４に進む。

Ｓ４では、差温度ΔＴ１０３が目詰まり検出であるエラー表示を行う所定の閾値βを超えたか判定する。Ｓ４でＮＯであれば（すなわち差温度ΔＴ１０３が閾値β以下であれば）Ｓ５に進み、制御回路６は防塵フィルタの交換時期であることを表示するとともに、許容温度が低い第２の発熱体３１，…，第Ｎの発熱体３３の信頼性が低下することを通知する警告表示を表示デバイス７で行う。そして処理を終了する。

Ｓ４でＹＥＳであれば（すなわち差温度ΔＴ１０３が閾値β以上であれば）Ｓ６に進み、制御回路６は防塵フィルタの目詰まりが生じたものとして、発熱体の寿命（特に許容温度が低い第２の発熱体３１，…，第Ｎの発熱体３３の寿命）の観点から、発熱体に熱エネルギーを供給する供給源の電源をオフする（但し、この際、ファンは発熱体の温度を低下させるために、所定時間の間動作させることはいうまでもない）。例えば装置が液晶プロジェクタの場合は、光学部品は光源からの光を受けて発熱するので、光源の発光を停止する。また、例えば装置が半導体装置であれば、発熱体の電源をオフする。そして、次にＳ７で防塵フィルタの目詰まりが生じたことをユーザに通知するため、表示デバイス７で目詰まり状態表示を行い、処理を終了する。

図４は、温度検出回路の一実施例である。図４では、温度検出回路の代表として第１の温度検出回路３を示している。他の温度検出回路も同様に形成されていることはいうまでもない。実施例１では、温度センサーとしてサーミスタ３０３を用いている。サーミスタ３０３にＤＣ電源３０１から抵抗Ｒ１を介して電流を流し、サーミスタ３０３の両端間の電圧（アナログ電圧）をＡＤコンバータ３０４でデジタルデータに変換する。そして、制御回路６であるＣＰＵ６０１はＡＤコンバータ３０４からのデジタルデータを読み取り、温度を検出し、他の温度検出回路の温度検出値と合せて、これらの温度検出値に基づき、図３に示した目詰まり検出処理を行う。

図５は、表示デバイスの一実施例である。図５において、実施例１の表示デバイス７は、警告表示を行うＬＥＤ１と目詰まり状態表示を行うＬＥＤ２とを含む。制御回路６は差温度ΔＴ１０３が所定の閾値α以上でβ以下であることを検出すると、トランジスタＴＲ１のベース（Ａ点）に１．４Ｖ以上の電圧を出力する。これによりトランジスタＴＲ１がオンし、ＤＣ電源７０１から抵抗Ｒ２を介してＬＥＤ１に電流が流れ、ＬＥＤ１が発光し、警告表示がなされる。また、制御回路６は差温度ΔＴ１０３が所定の閾値β以上であることを検出すると、トランジスタＴＲ２のベース（Ｂ点）に１．４Ｖ以上の電圧を出力する。これによりトランジスタＴＲ２がオンし、ＤＣ電源７０１から抵抗Ｒ３介してＬＥＤ２に電流が流れ、ＬＥＤ２が発光し、目詰まり状態表示がなされる。

図６を用いて、実施例２の防塵フィルタの目詰まり検出装置について説明する。図６において、５は、ダクト２００ａを通過する風量を検出する風量検出センサである。図６において、実施例１と同様の符号及び機能の説明は省略する。

実施例２では、実施例１と同様に、防塵フィルタ１００が目詰まりしてくると、ファンの冷却能力の差により、静圧の小さいファン側から静圧の大きいファン側に向かう空気流（矢印８１０）が生じる。そこで、予め、風量検出センサ５により、通常使用しているときと目詰まりしているときの差風量を検出し、目詰まり検出と判定する閾値を設定することにより、防塵フィルタ１００の目詰まりを検出する。

実施例２によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、実施例２では、風量検出センサ５をダクト２００ａ内に配置しているが、ダクト２００ｂ内に配置し、ダクト２００ｂを通過する風量を検出しても同様の効果を得ることは言うまでもない。さらに、防塵フィルタ１００が目詰まり状態になった場合には、ファン２２１に向かう風の所定量がファン３３１に向かうため、即ち、分割部２０１の近傍に、風量検出センサ５を配置しても同様の効果を得ることは言うまでもない。

実施例１による防塵フィルタの目詰まり検出装置を示す模式図。 実施例１における検出温度と目詰まり率の関係を説明する図。 実施例１による目詰まり検出処理の一フローチャート。 温度検出回路の一実施例。 表示デバイスの一実施例。 実施例２による防塵フィルタの目詰まり検出装置を示す模式図。

符号の説明

３…第１の温度検出回路、４…第２の温度検出回路、５…風量検出センサ、６…制御回路、７…表示デバイス、２１…第１の発熱体、３１…第２の発熱体、３３…第Ｎの発熱体、１００…防塵フィルタ、２００…通気ダクト、２０１…分割部、２２１…ファン、３０１…ＤＣ電源、３０３…サーミスタ、３０４…ＡＤコンバータ、３３１，３３３…ファン、６０１…ＣＰＵ、７０１…ＤＣ電源、８０１，８０２，８０３，８１０…矢印。

Claims (7)

1. 防塵フィルタの目詰まりを検出する検出装置であって、
   第１の領域と第２の領域を有するダクトと、
   前記第１の領域内に配置された第１の発熱体と、
   前記第２の領域内に配置された第２の発熱体と、
   前記防塵フィルタから風を吸入して前記第１の発熱体を冷却する第１のファンと、
   前記防塵フィルタから風を吸入して前記第２の発熱体を冷却し、前記第１のファンよりも回転数が多い第２のファンと、
   前記防塵フィルタからの風を、前記第１の領域へ導く風と前記第２の領域へ導く風とに分割する分割部と、
   前記装置外の温度を検出し、前記装置外に配置された第１の温度検出部と、
   前記装置内の温度を検出し、前記装置内に配置された第２の温度検出部と、
   前記第１の温度検出部で検出された温度と、前記第２の温度検出部で検出された温度との差温度を検出し、前記差温度が所定の閾値の範囲内にあるか否かを判定する制御部とを備え、
   前記第２の温度検出部は、前記第１の領域内に配置される、検出装置。
2. 前記制御部が前記差温度は所定の閾値の範囲にあると判定した場合、前記判定を表示する表示デバイスを更に備える、請求項１記載の検出装置。
3. 少なくとも、前記第１のファンに電流を供給する電源部を備え、
   前記制御部が前記差温度は所定の閾値の範囲にあると判定した場合、前記電源部は、前記電流を供給する量を異ならせる、請求項１又は２記載の検出装置。
4. 防塵フィルタの目詰まりを検出する検出装置であって、
   第１の領域と第２の領域を有するダクトと、
   前記第１の領域内に配置された第１の発熱体と、
   前記第２の領域内に配置された第２の発熱体と、
   前記防塵フィルタから風を吸入して前記第１の発熱体を冷却する第１のファンと、
   前記防塵フィルタから風を吸入して前記第２の発熱体を冷却し、前記第１のファンよりも回転数が多い第２のファンと、
   前記防塵フィルタからの風を、前記第１の領域へ導く風と前記第２の領域へ導く風とに分割する分割部と、
   前記装置内に配置され、前記防塵フィルタが正常である時の風量と当該防塵フィルタが目詰まりしている時の風量の差を示す差風量を検出する風量検出センサと、
   前記風量検出センサにより検出された前記差風量が所定の閾値の範囲内にあるか否かを判定する制御部とを備え、
   前記風量検出センサは、前記第１の領域内に配置される、検出装置。
5. 前記制御部が前記差風量は所定の閾値の範囲にあると判定した場合、前記判定を表示する表示デバイスを更に備える、請求項４記載の検出装置。
6. 少なくとも、前記第１のファンに電流を供給する電源部を備え、
   前記制御部が前記差風量は所定の閾値の範囲にあると判定した場合、前記電源部は、前記電流を供給する量を異ならせる、請求項４又は５記載の検出装置。
7. 光源からの光を表示素子に照射し、前記表示素子からの光を投射レンズで投射する表示装置であって、
   少なくとも、請求項１乃至６何れか一に記載の検出装置を備える、表示装置。

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