JPWO2010109657A1 - 電子機器および冷却方法 - Google Patents

Abstract

電子機器の一例である投射型表示装置は、筐体（１）と、複数の温度センサ（４Ａ〜４Ｃ）と、基準温度センサ（５）と、投射部（６）と、複数のルーバー（７Ａ〜７Ｃ）と、調節部（８）と、吸気ファン（１０）と、排気ファン（１２）とを備える。調節部は、各温度センサで検出された温度と基準温度センサで検出された温度との温度差がそれぞれ正常範囲にあるか否かを判断し、正常範囲にない温度差を示した温度センサの付近を流れる風の量が増大するように、複数のルーバーの角度を調節する。電子機器の筐体内の局所的な温度上昇を緩和することができる。

Description

本発明は、冷却機構を備えた電子機器および冷却方法に関する。

投射型画像表示装置のような筐体を有する電子機器では、その電子機器の各部品で発生した熱気が筐体内に溜まり、筐体内の温度が上昇することがある。筐体内の温度がある程度以上になると、その電子機器の各部品の信頼性や寿命が低下する。このため、このような電子機器には、一般的に、筐体内の熱気を筐体外に排気して、筐体内の温度上昇を抑制するための冷却機構が備わっている。

冷却機構としては、筐体に設けられた吸気口から吸気ファンを用いて外気を筐体内に取り込み、その取り込んだ外気を、筐体に設けられた排気口から排気ファンを用いて筐体外に排気する空冷型の冷却機構が知られている。この空冷型の冷却機構では、筐体内に吸気口から排気口まで外気の流れが発生し、筐体内の熱気は、その外気の流れによって排気口まで導かれ、外気と共に筐体外に排気口から排気される。これにより、筐体内の温度上昇が抑制される。

しかしながら、電子機器の設置場所によっては、熱気の排気が十分に行われず、筐体内の温度上昇を抑制することができない場合がある。例えば、排気口付近に障害物があると、排気が十分に行われず筐体内の温度が上昇する。

特許文献１には、排気口付近に障害物があっても、筐体内の温度上昇を抑制することが可能なプロジェクタ装置が記載されている。

上記のプロジェクタ装置では、開閉角度が変更可能な可動式ルーバーが排気口に設けられる。可動式ルーバーの開閉角度が変更されると、排気口から排気される外気の排気方向が変更される。また、このプロジェクタ装置は、その外気の排気方向に障害物があるか否かを検出する障害物センサと、筐体内の温度を検出する温度センサとを有する。

温度センサにて検出された温度が設定温度以上になると、プロジェクタ装置は、障害物センサの検出結果に基づいて、排気方向に障害物がなくなるように可動式ルーバーの開閉角度を調節する。

これにより、排気口付近に障害物があっても、その障害物を避けて筐体内の外気を排気することが可能になり、筐体内の温度上昇を抑制することが可能になる。
特開平１０−９０７９４号公報

電子機器に設置状態によっては、筐体内の温度が局所的に上昇することがある。例えば、電子機器が傾斜のある場所などに設置されると、熱気が筐体内のある箇所に集中し、その熱気が集中した箇所の温度が上昇することがある。筐体内の温度が局所的に上昇すると、その温度が上昇した箇所にある部品の信頼性や寿命が低下するので、この局所的な温度上昇を緩和する必要がある。

局所的な温度上昇を緩和するためには、温度が上昇した箇所を把握するために、筐体内の複数の箇所の温度を比較する必要がある。また、その温度が上昇した箇所に流れる外気の風量を増やすために、筐体内の外気の流れを変更する必要がある。

特許文献１に記載のプロジェクタ装置では、温度センサが一つしか設けられていないため、筐体内の複数の箇所の温度を比較することができない。また、このプロジェクタ装置では、外気の排気方向を変更することはできても、筐体内の外気の流れを変更することはできない。このため、このプロジェクタ装置では、温度の局所的な上昇を把握することができたとしても、温度が上昇した箇所に流れる外気の風量を増やすために、筐体内の外気の流れを変更することができない。

したがって、特許文献１に記載のプロジェクタ装置では、筐体内の局所的な温度上昇を緩和することができないという問題があった。

本発明の目的は、上記の課題である、局所的な温度上昇を緩和することができないという問題を解決する電子機器および冷却方法を提供することである。

本発明による電子機器は、筐体と、前記筐体内に外気を取り込む吸気手段と、前記吸気手段にて取り込まれた外気を前記筐体外に排気する排気手段と、前記吸気手段と前記排気手段との間に設けられ、風向きを調節する風向調節手段と、前記筐体内の複数の検出箇所のそれぞれの温度を検出する複数の温度センサと、前記複数の温度センサのそれぞれにて検出された温度に基づいて、前記吸気手段にて取り込まれた外気の流れを前記風向き調節手段を用いて変更する調節手段と、を含む。

また、本発明による冷却方法は、筐体と、前記筐体内に外気を取り込む吸気手段と、前記吸気手段にて取り込まれた外気を前記筐体外に排気する排気手段と、前記吸気手段と前記排気手段との間に設けられ、風向きを調節する風向調節手段と、を含む電子機器による冷却方法であって、前記筐体内の複数の検出箇所のそれぞれの温度を検出し、前記検出された温度に基づいて、前記吸気手段にて取り込まれた外気の流れを前記風向き調節手段を用いて変更する。

本発明によれば、局所的な温度上昇を緩和することが可能になる。

第一の実施形態の投射型表示装置の構成を示したブロック図である。 第一の実施形態の投射型表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第二の実施形態の投射型表示装置の構成を示したブロック図である。 第二の実施形態の投射型表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有する構成には同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の第一の実施形態の投射型表示装置の構成を示したブロック図である。

図１において、投射型表示装置は、筐体１と、吸気部２と、排気部３と、温度センサ４Ａ〜４Ｃと、基準温度センサ５と、投射部６と、ルーバー７Ａ〜７Ｃと、調節部８とを含む。

吸気部２は、吸気口９と、吸気ファン１０とを含む。吸気口９は、筐体１に設けられた開口部である。吸気ファン１０は、吸気口９から外気を筐体１内に取り込む。これにより、吸気部２は、筐体１内に外気を取り込むことになる。

排気部３は、排気口１１と、排気ファン１２とを含む。排気口１１は、筐体１に設けられた開口部である。排気ファン１２は、吸気口９から取り込まれた外気を、筐体１内の熱気と共に排気口１１から筐体１外に排気する。これにより、排気部３は、吸気部２にて取り込まれた外気を筐体１外に排気することになる。

温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれは、筐体１内の複数の検出箇所のそれぞれの温度である検出温度を検出し、その検出温度を示す温度信号を出力する。温度信号は、その温度信号を出力した温度センサを識別するための識別情報を含む。また、温度信号は、アナログ信号であるとする。

検出箇所は、温度が上昇すると信頼性や寿命が低下する恐れのある主用電気部品（例えば、後述のＣＰＵ１８や不図示の光源など）のある位置や、温度が上昇しやすい位置（吸気口９および排気口１１の位置）などである。

なお、温度センサ４Ａ〜４Ｃは、その検出箇所付近に設けられる。本実施形態では、温度センサ４Ａは、吸気口９付近に設けられ、温度センサ４Ｂは、排気口１１付近に設けられ、温度センサ４Ｃは、ＣＰＵ１８付近に設けられる。また、なお、温度センサの数は、図１では、３つだけだが、実際には、複数あればよい。

基準温度センサ５は、筐体１内の予め定められた基準箇所の温度である基準温度を検出し、その基準温度を示す基準温度信号を出力する。なお、基準温度信号は、アナログ信号であるとする。また、基準箇所は、投射型表示装置の熱源となる部品から離れた、比較的温度が一定に保たれる位置が望ましい。

投射部６は、入力映像信号に応じた映像を投射して表示する。具体的には、投射部６は、スケーラ１３、表示デバイス１４および投射レンズ１５を含み、各部が以下の処理を行う。

スケーラ１３は、入力映像信号の解像度を所定の解像度に変換する。表示デバイス１４は、スケーラ１３にて解像度が変換された入力映像信号に応じた映像を、投射レンズ１５を介して不図示の被投射面に投射して表示する。

ルーバー７Ａ〜７Ｃは、開閉角度が調節可能なルーバーである。ルーバー７Ａは、吸気口９に設けられ、ルーバー７Ｂは、排気口１１に設けられ、ルーバー７Ｃは、筐体１内の吸気部２と排気部３との間に設けられる。

ルーバー７Ａは、筐体内に吸気される外気の吸気方向を調節する。ルーバー７Ｂは、筐体外に外気を排気する排気方向を調節する。ルーバー７Ｃは、風向き調節手段の一例であり、筐体内の風向きを調節する。

調節部８は、温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれにて検出された温度に基づいて、吸気口９から取り込まれた外気の流れを、ルーバー７Ｃを用いて変更する。なお、調節部８は、ルーバー７Ｃの開閉角度を調節することで、外気の流れを変更する。

より具体的には、調節部８は、温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれに対して、その温度センサから出力された温度信号が示す検出温度と、基準温度センサ５から出力された基準温度信号が示す基準温度とを比較して比較値を求める。本実施形態では、調節部８は、検出温度と基準温度との差分値を比較値として求める。なお、調節部８は、検出温度と基準温度との比率を比較値として求めてもよい。

調節部８は、その求めた各差分値に基づいて、ルーバー７Ｃの開閉角度を調節して、吸気口９から取り込まれて排気口１１から排気されるまでの外気の流れを変更する。

具体的には、調節部８は、各差分値が予め定められた正常範囲に含まれるか否かを判断する。その正常範囲に含まれない差分値があると、調節部８は、その正常範囲に含まれない差分値に対する温度センサの検出箇所に流れる外気の風量が増大するように、ルーバー７Ａ〜７Ｃの開閉角度を調節する。

より具体的には、調節部８は、Ａ／Ｄ変換器１６と、メモリ１７と、ＣＰＵ１８と、ルーバー駆動回路１９とを含み、各部が以下の処理を行う。

Ａ／Ｄ変換器１６は、温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれが出力したアナログ信号である温度信号を、ディジタル信号に変換する。また、Ａ／Ｄ変換器１６は、基準温度センサ５が出力したアナログ信号である基準温度信号を、ディジタル信号に変換する。

メモリ１７は、ＣＰＵ１８にて読み取り可能な記録媒体であり、ＣＰＵ１８の動作を規定するプログラムを記録する。また、メモリ１７は、温度センサ４Ａ〜４Ｃの識別情報ごとに、その温度センサの検出箇所に流れる外気が増えるようなルーバー７Ｃの開閉角度を示した角度情報を記録する。

ＣＰＵ１８は、メモリ１７に記録されたプログラムを読み取り、その読み取ったプログラムを実行して以下の処理を実現する。

ＣＰＵ１８は、Ａ／Ｄ変換器１６がディジタル信号に変換した基準温度信号が示す基準温度に応じて吸気ファン１０および排気ファン１２の回転数を変更する。

ＣＰＵ１８は、Ａ／Ｄ変換器１６がディジタル信号に変換した温度信号のそれぞれに対して、その温度信号が示す検出温度と、Ａ／Ｄ変換器１６がディジタル信号に変換した基準温度信号が示す基準温度との差分値を求める。ＣＰＵ１８は、その求めた各差分値が正常範囲に含まれるか否かを判断する。

その正常範囲に含まれない差分値があると、ＣＰＵ１８は、各差分値に基づいて、温度が上昇した上昇箇所を特定する。例えば、ＣＰＵ１８は、正常範囲に含まれない差分値に対する温度信号に含まれる識別情報にて特定される温度センサの検出箇所を、上昇箇所として特定する。

また、ＣＰＵ１８は、温度センサ４Ａが出力した温度信号が示す温度（以下、吸気温度Ａと称することもある）と、温度センサ４Ｂが出力した温度信号が示す温度（以下、排気温度Ｂと称することもある）とを比較して吸排気比較値を求める。以下では、ＣＰＵ１８は、吸気温度Ａから排気温度Ｂを減算した減算値Ｘ＝Ａ−Ｂを吸排気比較値として求めるものとする。ＣＰＵ１８は、その減算値Ｘが予め定められた一定範囲に含まれるか否かを判断する。なお、排気口１１付近に障害物があると、排気口１１付近の温度が上昇し、吸気温度Ａに比べて排気温度Ｂが上昇するので、減算値Ｘは負の方向に増大する。一方、吸気口９付近に障害物があると、吸気口９付近の温度が上昇し、排気温度Ｂに比べて吸気温度Ａが上昇するので、減算値Ｘは正の方向に増大する。

ルーバー駆動回路１９は、ＣＰＵ１８が特定した上昇箇所に流れる外気の風量が増えるように、ルーバー７Ｃの開閉角度を調節する。例えば、ルーバー駆動回路１９は、メモリ１７に記録された角度情報の中で、その上昇箇所である検出箇所の温度を検出する温度センサの識別情報と対応付けられた開閉角度にルーバー７Ｃの開閉角度を調節する。

また、ルーバー駆動回路１９は、ＣＰＵ１８にて全ての差分値が正常範囲に含まれると判断されるまで、ルーバー７Ｃの開閉角度を徐々に調節していってもよい。この場合、ＣＰＵ１８にて全ての差分値が正常範囲に含まれると判断されると、ルーバー駆動回路１９は、上昇箇所に流れる外気の風量が増えたと判断してルーバー７Ｃの開閉角度の調節を終了して、その時のルーバー７Ｃの開閉角度に固定してもよい。

また、ＣＰＵ１８にて減算値Ｘが一定範囲より小さいと判断された場合、ルーバー駆動回路１９は、減算値Ｘが一定範囲に含まれるまで、ルーバー７Ｂの開閉角度を調節して、外気の排気方向を調節する。

また、ＣＰＵ１８にて減算値Ｘが一定範囲より大きいと判断された場合、ルーバー駆動回路１９は、減算値Ｘが一定範囲に含まれるまで、ルーバー７Ａの開閉角度を調節して、外気の吸気方向を調節する。

次に動作を説明する。

図２は、投射型表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ１では、温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれは、自温度センサの検出箇所における温度である検出温度を検出し、その検出温度を示す温度信号をＡ／Ｄ変換器１６に出力する。また、基準温度センサ５は、基準箇所の温度である基準温度を検出し、その基準温度を示す基準温度信号をＡ／Ｄ変換器１６に出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、各温度信号と、基準温度信号とを受け付けると、ステップＳ２を実行する。

ステップＳ２では、Ａ／Ｄ変換器１６は、各温度信号をディジタル信号に変換し、そのディジタル信号に変換した各温度信号をＣＰＵ１８に出力する。また、Ａ／Ｄ変換器１６は、基準温度信号をディジタル信号に変換し、そのディジタル信号に変換した基準温度信号をＣＰＵ１８に出力する。ＣＰＵ１８は、各温度信号および基準温度信号を受け付けると、ステップＳ３を実行する。

ステップＳ３では、ＣＰＵ１８は、温度信号のそれぞれに対して、その温度信号が示す検出温度と基準温度信号が示す基準温度信号との差分値を求める。その後、ＣＰＵ１８は、ステップＳ４を実行する。

ステップＳ４では、ＣＰＵ１８は、各差分値が正常範囲に含まれるか否かを判断して、正常範囲に含まれない差分値があるか否かを判断する。ＣＰＵ１８は、正常範囲に含まれない差分値があると、ステップＳ５を実行し、正常範囲に含まれない差分値がないと、動作を終了する。

ステップＳ５では、ＣＰＵ１８は、その正常範囲に含まれない差分値に対する温度信号内の識別情報にて特定される温度センサの検出箇所を、温度が上昇した上昇箇所として特定する。ＣＰＵ１８は、その識別情報に対応するルーバー７Ｃの開閉角度を、メモリ１７内の角度情報から取得する。ＣＰＵ１８は、ステップＳ５を終了すると、ステップＳ６を実行する。

ステップＳ６では、ＣＰＵ１８は、その取得した開閉角度を示す制御信号をルーバー駆動回路１９に出力する。ルーバー駆動回路１９は、制御信号を受け付けると、その制御信号が示す開閉角度に、ルーバー７Ｃを調整して、動作を終了する。

次に効果を説明する。

本実施形態によれば、温度センサ４Ａ〜４Ｃは、筐体１内の複数の検出箇所のそれぞれの温度を検出する。調節部８は、温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれにて検出された温度に基づいて、吸気部２が取り込んだ外気の流れを、ルーバー７Ｃを用いて変更する。

この場合、吸気部２が取り込んだ外気の流れが、温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれにて検出された温度に基づいて変更される。したがって、筐体１内の温度が局所的に上昇しても、その温度が上昇した箇所に流れる風量を増やすことが可能になり、局所的な温度上昇を緩和することが可能になる。

また、本実施形態では、基準温度センサ５は、筐体１内の基準位置の基準温度を検出する。調節部は、温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれに対して、その温度センサにて検出された温度と基準温度センサ５にて検出された基準温度とを比較して比較値を求める。調節部８は、各比較値に基づいて外気の流れを変更する。

この場合、温度センサ４Ａ〜４Ｃのそれぞれに対して、その温度センサにて検出された検出温度と基準温度とが比較されて比較値が求められる。外気の流れはその比較値に基づいて変更される。

したがって、筐体１内の温度が上昇した箇所を的確に把握することが可能になり、局所的な温度上昇を的確に緩和することが可能になる。

また、本実施形態では、調節部８は、各比較値が予め定められた正常範囲に含まれるか否かを判断する。正常範囲に含まれない比較値があると、調節部８は、その比較値に対する温度センサの検出箇所に流れる風量が増えるように外気の流れを変更する。

この場合、正常範囲に含まれない比較値に対する検出箇所に流れる風量が増える。したがって、温度が上昇した箇所に流れる風量を適切に増やすことが可能になり、局所的な温度上昇を適切に緩和することが可能になる。

また、本実施形態では、吸気手段として吸気口９および吸気ファン１０が用いられ、排気手段として、排気口１１および排気ファン１２が用いられる。また、風向き調整手段としてルーバー７が用いられる。したがって、外気の流れを変更するのに既存の部品を使用することが可能であり、特殊な部品を必要としないため、局所的な温度上昇を緩和するためのコストアップを抑制することが可能になる。

次に第二の実施形態について説明する。

図３は、本実施形態の投射型画像表示装置の構成を示したブロック図である。図３において、投射型画像表示装置は、図１で示した投射型画像表示装置と比べて、投射部６にＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ：On Screen Display）生成回路２０が含まれている点が異なる。

ＣＰＵ１８にて正常範囲に含まれない差分値があると判断されると、ＯＳＤ生成回路２０は、アラーム用の画像であるアラーム画像を示すアラーム映像信号を生成する。

スケーラ１３は、解像度が変換された入力映像信号と、ＯＳＤ生成回路２０が生成したアラーム映像信号とを合成して合成画像を生成する。

表示デバイス１４は、スケーラ１３が生成した合成画像を、投射レンズ１５を介して被投射面に投射して表示する。

これにより、投射部６は、正常範囲に含まれない比較値があると、アラーム画像を投射して表示することになる。

次に動作を説明する。

図４は、本実施形態の投射型画像表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。

ＣＰＵ１８は、図２のステップＳ５で上昇箇所を特定すると、ステップＳ１１を実行する。

ステップＳ１１では、ＣＰＵ１８は、その上昇箇所を示すアラーム制御信号を生成し、そのアラーム制御信号をＯＳＤ生成回路２０に出力する。ＯＳＤ生成回路２０は、アラーム制御回路を受け付けると、ステップＳ１２を実行する。

ステップＳ１２では、ＯＳＤ生成回路２０は、アラーム制御信号が示す上昇箇所があらわされたアラーム画像を示したアラーム画像信号を生成し、そのアラーム画像信号をスケーラ１３に出力する。スケーラ１３は、アラーム画像信号を受け付けると、ステップＳ１３を実行する。

ステップＳ１３では、スケーラ１３は、アラーム画像信号と、解像度を変換した入力映像信号とを合成して合成画像を生成する。スケーラは、その合成画像を表示デバイス１４に出力する。表示デバイス１４は、合成画像を受け付けると、ステップＳ１４を実行する。

ステップＳ１４では、表示デバイス１４は、その合成画像に応じた画像を、投射レンズ１５を介して被投射面に投射して表示して、動作を終了する。

次に効果を説明する。

本実施形態では、投射部６は、正常範囲に含まれない比較値があると、アラーム画像を投射して表示する。

この場合、投射型画像表示装置の使用者に、その投射型画像表示装置の冷却状態に異常があることを知らせることが可能になる。よって、投射型画像表示装置の設置状態の見直しやルーバー７Ａ〜７Ｃの開閉角度の手動調節などを促すことが可能になる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

例えば、電子機器として投射型画像表示装置を用いたが、本発明は筐体を有する一般的な電子機器にも適用することができる。

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体内に外気を取り込む吸気手段と、
   前記吸気手段にて取り込まれた外気を前記筐体外に排気する排気手段と、
   前記吸気手段と前記排気手段との間に設けられ、風向きを調節する風向調節手段と、
   前記筐体内の複数の検出箇所のそれぞれの温度を検出する複数の温度センサと、
   前記複数の温度センサのそれぞれにて検出された温度に基づいて、前記吸気手段にて取り込まれた外気の流れを前記風向き調節手段を用いて変更する調節手段と、を含む電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記筐体内の基準箇所の温度を検出する基準温度センサをさらに含み、
   前記調節手段は、前記温度センサのそれぞれに対して、該温度センサにて検出された温度と前記基準温度センサにて検出された温度とを比較して比較値を求め、各比較値に基づいて、前記外気の流れを変更する調節手段と、を含む電子機器。
3. 請求項２に記載の電子機器において、
   前記調節手段は、各比較値が予め定められた正常範囲に含まれるか否かを判断し、前記正常範囲に含まれない比較値があると、該比較値に対する温度センサの検出箇所に流れる風量が増えるように、前記外気の流れを変更する、電子機器。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子機器において、
   前記電子機器は、入力映像信号に応じた映像を投射して表示する投射手段を含む投射型画像表示装置である。
5. 請求項３に記載の電子機器において、
   前記電子機器は、入力映像信号に応じた映像を投射して表示する投射手段を含む投射型画像表示装置であり、
   前記投射手段は、前記正常範囲に含まれない比較値があると、アラームを投射して表示する、電子機器。
6. 筐体と、前記筐体内に外気を取り込む吸気手段と、前記吸気手段にて取り込まれた外気を前記筐体外に排気する排気手段と、前記吸気手段と前記排気手段との間に設けられ、風向きを調節する風向調節手段と、を含む電子機器による冷却方法であって、
   前記筐体内の複数の検出箇所のそれぞれの温度を検出し、
   前記検出された温度に基づいて、前記吸気手段にて取り込まれた外気の流れを前記風向き調節手段を用いて変更する、冷却方法。

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