JP5197404B2

JP5197404B2 - 投写型表示装置

Info

Publication number: JP5197404B2
Application number: JP2009012601A
Authority: JP
Inventors: 哲史宇於崎; 寛之矢原; 宣秀樋野本; 忍川尻
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: JP2010169908A

Description

本発明は、投写型表示装置の冷却制御に関するものである。

投写型表示装置、所謂プロジェクタは近年様々なユーザーが使用しており、求められる仕様、性能は多様化している。従来から比較的プロジェクタの導入が盛んだった企業や教育機関といった場でも、単純に輝度や解像度が高いものだけではなくランニングコストも重要視されるようになり、より製品寿命が長く、且つ性能も優れているものが求められている。

製品寿命を長くする上で、冷却制御は重要な要素であり、一般的に電子部品、光学部品、構造部品は、いずれも温度を低く抑えるほど長寿命となる事が知られている。その為、従来から様々な冷却制御方法が採られてきた。

例えば、特許文献１には、光源をＯＦＦした後に冷却能力を高める手法が開示されている。

特許第２９０３６５５号明細書

従来の技術は、光源をＯＦＦした後に冷却能力を高めるものであり、光源がＯＮ状態、即ち製品が動作している時の冷却制御ではない。製品寿命を伸ばす上では、部品に熱的負荷が掛かっている動作時の冷却を高能力化する事が重要である。

また、高地で使用する場合を対象として、通常使用時よりも冷却能力を高める動作モードを設けた製品もある。これは、全冷却器の能力を高める手法を取っている。一般的な電子部品、構造部品、光学部品については冷却能力が高まれば高まるほど部品の寿命面にとっては有利となる為、この動作モードを長寿命化を目的に使用する事ができる。

しかし、光源に用いられる放電ランプなどは、放電状態を保つのに最適な温度の上限、下限が決まっており、温度が低すぎても黒化、白濁などの発生要因になり、性能面に悪影響を及ぼしてしまう。これらの症状が発生したランプは製品として見た場合、所定の性能を満たせなくなっており、事実上寿命を迎えた事と同義である。即ち、前述の高地用動作モードを高地以外で使用した場合、放電ランプにとっては過冷却となり、かえって寿命や性能を落とす結果となり、ひいては製品としての寿命を縮める結果となっていた。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑み、投写型表示装置において、動作時の光源の温度範囲を考慮しつつ、装置内部の全ての部品に対して可及的に最適な冷却制御を行うことを目的とする。

本発明の投写型表示装置は、光源と、光源からの光を映像信号に応じて変調する変調手段と、変調手段にて変調された光を投射する投射レンズと、投写型表示装置の電源を供給する電源回路や、映像信号を処理し変調手段に出力する信号処理回路を含む、電子回路と、投写型表示装置内を冷却する冷却装置と、冷却装置の駆動を制御する制御手段と、を備え、冷却装置は、光源を冷却する光源冷却器と、変調手段を冷却する変調手段冷却器と、電子回路を冷却する回路冷却器と、を備え、冷却装置は、動作モードとして少なくとも、投写型表示装置の通常動作に適した冷却を行う通常動作モードと、通常動作モードより高い能力で冷却を行う高冷却モードと、を備え、制御手段は、高冷却モードにおいて、冷却装置のうち特定の冷却器が、通常動作モードと同等の冷却を行い、そのほかの冷却器が通常動作モードより高い能力で冷却を行うように制御する。

本発明の投写型表示装置において、冷却装置は、動作モードとして少なくとも、装置の通常動作に適した冷却を行う通常動作モードと、通常動作モードより高い能力で冷却を行う高冷却モードと、を備え、制御手段は、冷却装置のうち特定の冷却器が、高冷却モードにおいても通常動作モードと同等の冷却を行うように制御する。当該特定の冷却器を光源冷却器とすれば、動作時の光源の温度範囲を考慮しつつ、装置内部の全ての部品に対して最適な冷却制御を行うことが出来る。

実施の形態１に係る投写型表示装置の構成図である。実施の形態２に係る投写型表示装置の構成図である。

（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る投写型表示装置の構成図である。実施の形態１に係る投写型表示装置は、光源１、カラーホイル３及び例えばＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）よりなるミラー１０を含む変調手段１３、投射レンズ５、電子回路１２を備える。

変調手段１３は、光源１から照射された光を映像信号に応じて変調する。なお、光源１は放電ランプを想定している。投射レンズ５には、変調手段１３で変調された映像信号がミラー１０を経由して入力され、これを映像として投射する。電子回路１２は投写型表示装置の電源を供給する電源回路や、映像信号を処理し変調手段１３に出力する信号処理回路等である。

さらに、実施の形態１に係る投写型表示装置は、冷却器として、光源冷却器２、変調手段冷却器４、回路冷却器６、吸気装置７、排気装置８を備え、これら冷却器の冷却力を制御する制御手段１１を備える。

光源冷却器２は光源１を、変調手段冷却器４は変調手段１３を、回路冷却器６は電子回路１２を、夫々冷却する。吸気装置７は装置内部に外気を取り込み、排気装置８は装置内部の熱を外部へ排出するための手段である。これら前述の冷却器は、例えば全て冷却ファンを想定した場合、制御手段１１はファンの回転数を制御する。

＜動作＞
これら冷却ファンは、制御手段１１からの制御信号を受けて、その回転数を任意の値に設定することができる。回転数の制御は、冷却ファンがＰＷＭ制御ファンであれば制御信号のＤｕｔｙ比を制御し、冷却ファンがＤＣファンであれば、ファンへの供給電圧を制御することによって行う。

実施の形態１に係る投写型表示装置は、投写型表示装置の通常動作に適した冷却を行う通常動作モードと、通常動作モードよりも高い能力で冷却を行う高冷却モードの二つの動作モードを有する。

例えば、通常動作モードにおいて、制御手段１１は全冷却ファンの回転数を１５００ｒｐｍに制御しており、光源１の放電ランプの温度は最適な温度範囲を保っているものとする。高冷却モードに切り替えると、制御手段１１は冷却ファンの回転数を３０００ｒｐｍまで上昇させる制御を行う。但し、光源１を冷却する光源冷却器２に関しては高冷却モードに制御せず、通常動作モードのまま１５００ｒｐｍの回転数を保つ。

これにより、光源１以外の部品については高冷却モードで熱負荷を軽減して寿命を伸ばすと同時に、光源１の放電ランプは性能面、寿命面共に最適な温度範囲を保つことができる。

すなわち、実施の形態１に係る投写型表示装置は、光源１と、前記光源１からの光を映像信号に応じて変調する変調手段１３と、前記変調手段１３にて変調された光を投射する投射レンズ５と、投写型表示装置の電源を供給する電源回路や、映像信号を変調手段１３に出力する信号処理回路を含む、電子回路１２と、投写型表示装置内を冷却する冷却装置と、冷却装置の駆動を制御する制御手段１１と、を備え、冷却装置は、光源１を冷却する光源冷却器２と、変調手段１３を冷却する変調手段冷却器４と、電子回路１２を冷却する回路冷却器６と、を備え、冷却装置は、動作モードとして少なくとも、投写型表示装置の通常動作に適した冷却を行う通常動作モードと、通常動作モードより高い能力で冷却を行う高冷却モードと、を備え、制御手段１１は、高冷却モードにおいて、冷却装置のうち特定の冷却器が、通常動作モードと同等の冷却を行い、その他の冷却器が、通常動作モードより高い能力で冷却を行うように制御する。これにより、装置内の構成要素の温度特性に応じた冷却を行う事ができる。

さらに、当該特定の冷却器は、光源冷却器２である。これにより、光源１を過冷却することなく他の部品を高い能力で冷却することができ、高寿命な製品が実現できる。

又、光源１は放電ランプである。放電ランプには適切な温度範囲があり、これを逸脱すると黒化や白濁を招いてしまうが、放電ランプを冷却する光源冷却器は高冷却モードにおいても通常動作モードと同様の冷却を行うことにより、過冷却による上記弊害を防止することができる。

＜効果＞
上述したように、実施の形態１に係る投写型表示装置は、光源１と、前記光源１からの光を映像信号に応じて変調する変調手段１３と、前記変調手段１３にて変調された光を投射する投射レンズ５と、投写型表示装置の電源を供給する電源回路や、映像信号を変調手段１３に出力する信号処理回路を含む、電子回路１２と、投写型表示装置内を冷却する冷却装置と、冷却装置の駆動を制御する制御手段１１と、を備え、冷却装置は、光源１を冷却する光源冷却器２と、変調手段１３を冷却する変調手段冷却器４と、電子回路１２を冷却する回路冷却器６と、を備え、冷却装置は、動作モードとして少なくとも、投写型表示装置の通常動作に適した冷却を行う通常動作モードと、通常動作モードより高い能力で冷却を行う高冷却モードと、を備え、制御手段１１は、高冷却モードにおいて、冷却装置のうち特定の冷却器が、通常動作モードと同等の冷却を行い、その他の冷却器が、通常動作モードより高い能力で冷却を行うように制御する。これにより、装置内の構成要素の温度特性に応じた冷却を行う事ができる。

（実施の形態２）
＜構成＞
図２は、実施の形態２に係る投写型表示装置の構成図である。実施の形態２に係る投写型表示装置は、実施の形態１に温度センサ９を加えたものであり、これ以外の構成は図１に示した実施の形態１の投写型表示装置と同様であるため、説明を省略する。

温度センサ９は、外気を吸気として装置内部に送り込む吸気装置７の近傍に配置されて、吸気装置７により吸気される外気の温度を計測する。

＜動作＞
実施の形態１では、冷却ファンの回転数は各モードにおいて一定値に制御されていたが、実施の形態２においては、制御手段１１は、温度センサ９により計測された吸気温度に従って、各冷却ファンの回転数を可変制御する。すなわち、吸気温度が高くなるほど、各冷却ファンを高回転で動作させるように制御する。

例えば、通常動作モードにおける全冷却ファンの回転数は１５００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの範囲で吸気温度に応じて制御手段１１により可変制御されており、光源１の放電ランプの温度が最適な温度範囲に入っているとする。

高冷却モードに切り替えた際、制御手段１１は、光源冷却器２以外のファン回転数を例えば２０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍの範囲に上昇させ、冷却能力を向上させる。そして、光源冷却器２だけは通常動作モードで動作させ、回転数を１５００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの範囲で可変制御する。

すなわち、実施の形態２に係る投写型表示装置において、冷却装置は、外気を吸気として投写型表示装置内部に送り込む吸気装置７をさらに備え、投写型表示装置は、前記吸気装置７の吸気温度を測定する温度センサ９と、をさらに備え、前記制御手段１１は、前記吸気温度に応じて前記冷却装置の駆動を制御する。吸気温度に応じて冷却ファンの回転数を可変制御することにより、冷却能力の向上が必要な時だけ冷却ファンの回転数を調整できるため、ファン回転数の増加を必要最低限にして、低騒音化が実現できる。

＜効果＞
すなわち、実施の形態２に係る投写型表示装置において、冷却装置は、外気を吸気として投写型表示装置内部に送り込む吸気装置７をさらに備え、投写型表示装置は、前記吸気装置７の吸気温度を測定する温度センサ９と、をさらに備え、前記制御手段１１は、前記吸気温度に応じて前記冷却装置の駆動を制御する。実施の形態１と同様、光源１以外の部品については高冷却モードで熱負荷を軽減して寿命を伸ばすと同時に、光源１の放電ランプは性能面、寿命面共に最適な温度範囲を保つことができる。加えて、吸気温度に応じて冷却ファンの回転数を可変制御することにより、冷却能力の向上が必要な時だけ冷却ファンの回転数を調整できるため、ファン回転数の増加を必要最低限にして、低騒音化が実現できる。

１光源、２光源冷却器、４変調手段冷却器、５投射レンズ、６回路冷却器、７吸気装置、８排気装置、９温度センサ、１１制御手段、１３変調手段。

Claims

投写型表示装置であって、
光源と、
前記光源からの光を映像信号に応じて変調する変調手段と、
前記変調手段にて変調された光を投射する投射レンズと、
前記投写型表示装置の電源を供給する電源回路や、前記映像信号を処理し前記変調手段に出力する信号処理回路を含む、電子回路と、
前記投写型表示装置内を冷却する冷却装置と、
前記冷却装置の駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記冷却装置は、
前記光源を冷却する光源冷却器と、
前記変調手段を冷却する変調手段冷却器と、
前記電子回路を冷却する回路冷却器と、
を備え、
前記冷却装置は、動作モードとして少なくとも、
前記投写型表示装置の通常動作に適した冷却を行う通常動作モードと、
前記通常動作モードより高い能力で冷却を行う高冷却モードと、を備え、
前記制御手段は、前記高冷却モードにおいて、前記冷却装置のうち特定の冷却器が、前記通常動作モードと同等の冷却を行い、その他の冷却器が、前記通常動作モードより高い能力で冷却を行うように制御する、投写型表示装置。
前記特定の冷却器は、前記光源冷却器であることを特徴とする、請求項１に記載の投写型表示装置。
前記光源は放電ランプであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の投写型表示装置。
前記冷却装置は、外気を吸気として前記投写型表示装置内部に送り込む吸気装置をさらに備え、
前記吸気装置の吸気温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記吸気温度に応じて前記冷却装置の駆動を制御する、請求項1〜３のいずれかに記載の投写型表示装置。