(57)【要約】【課題】  空冷ファンの回転を抑制し、騒音や電力消費を抑制することが可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】  トランス２３ａの１次側に備えられた温度検知回路４０は、同じく１次側に備えられた主電源部２０の力率改善回路２２及びバラスト部３０の降圧チョッパ３１がそれぞれ具備するＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）の温度変化を検知可能となっている。トランス２３ａの２次側に備えられた冷却部７０は、電源装置１０を冷却する空冷ファン７１と、空冷ファン７１を駆動するためのファン駆動回路７２とを備えており、前記温度検知回路４０による検知結果に応じて空冷ファン７１の駆動を行う。なお、温度検知回路４０は、検知結果に応じた信号を、フォトカプラを介してファン駆動回路７２に伝送することにより、温度検知回路４０と冷却部７０との絶縁が保たれている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出した光を変調して投写する投写光学系と、
前記投写光学系を制御する制御部と、
商用電源を入力し、前記光源及び前記制御部に電力を供給する電源装置と、
前記電源装置から供給された電力によって空冷ファンを回転し、前記電源装置を冷却する冷却部と、
前記電源装置の温度を検知するとともに、検知温度に応じた信号を生成する温度検知手段と、
を備え、前記冷却部は、前記温度検知手段により生成された信号に応じて、前記空冷ファンの回転数を制御することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタであって、前記温度検知手段は、前記電源装置内における複数の位置の温度を検知可能であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクタであって、前記温度検知手段は、前記電源装置を構成する回路素子の温度を検知可能に備えられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロジェクタであって、
前記電源装置に備えられ、前記商用電源を１次側とし前記冷却部を２次側とする変圧器と、
前記変圧器の１次側から２次側へ、電気的に絶縁しつつ信号を伝送可能な絶縁伝送手段と、
を備え、前記温度検知手段は、前記変圧器の１次側の温度を検知可能に備えられるとともに、検知結果に応じた信号を、前記絶縁伝送手段を介して前記冷却部に伝送することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置を冷却するための空冷ファンを備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から射出した光を変調し、スクリーン等に画像を投写するプロジェクタは、前記光源からの発熱や前記光源等を駆動する電源装置等からの発熱等によってプロジェクタの動作が不安定になるのを抑制するために、プロジェクタの内部を冷却可能な空冷ファンを備えている。
【０００３】
従来、電子機器の内部を冷却する空冷ファンは、機器の負荷状態が最悪の状態を想定した回転数で駆動されており、電子機器の内部温度を、負荷状態にかかわらず所定温度以下に保つことが可能になっている。しかしながら、上記のように空冷ファンを駆動する電子機器においては、低負荷の状態でも、高負荷時と同じ回転数で空冷ファンが回転することになるため、ファンの回転に伴う騒音や電力消費の増大が課題となっており、その改善が望まれていた。
【０００４】
上記課題を解決するために、空冷ファンによって排出される排気の温度を検知して、その排気温度に応じてファンの回転数を制御することにより、低負荷時における騒音や電力消費を抑制するファン駆動回路が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１２８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、空冷ファンの冷却対象となる領域の温度を検知するものではないため、正確な温度管理が困難であった。また、発熱する部位（発熱部）が複数ある場合には、当該部位毎の温度検知ができないため、各部位の温度に応じた細かなファンの制御が困難であった。例えば、排気温度がある所定温度に達した場合に、１つの発熱部が過度に発熱しているのか、冷却が必要ない程度の発熱が複数箇所の部位から発しているのかを知ることができないため、後者の場合においても、前者であることを想定してファンを駆動せざるを得ない。さらに、複数の発熱部毎に許容温度が異なる場合には、最も許容温度が低い発熱部の発熱であると想定してファンを駆動しなければならない。このため、ファンの回転による騒音や電力消費の低減には限界があった。
【０００７】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、空冷ファンの回転を抑制し、騒音や電力消費を抑制することが可能なプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプロジェクタは、光源から射出した光を変調して投写する投写光学系と、前記投写光学系を制御する制御部と、商用電源を入力し、前記光源及び前記制御部に電力を供給する電源装置と、前記電源装置から供給された電力によって空冷ファンを回転し、前記電源装置を冷却する冷却部と、前記電源装置の温度を検知するとともに、検知温度に応じた信号を生成する温度検知手段とを備え、前記冷却部は、前記温度検知手段により生成された信号に応じて、前記空冷ファンの回転数を制御することを特徴とする。
【０００９】
このプロジェクタによれば、温度検知手段が、空冷ファンの冷却対象である電源装置の温度を検知するため、電源装置の外部の温度を検知する場合に比べて正確な温度管理が可能となる。この結果、空冷ファンの回転を抑制することが可能となり、空冷ファンの回転による騒音や電力消費を抑制することが可能となる。
【００１０】
このプロジェクタにおいて、前記温度検知手段は、前記電源装置内における複数の位置の温度を検知可能であることが望ましい。
【００１１】
このプロジェクタによれば、温度検知手段が複数の位置の温度を検知可能であるため、温度管理が必要な位置が複数存在する場合にも、各位置の温度に応じた冷却が可能となる。この結果、空冷ファンの回転を抑制することが可能となり、空冷ファンの回転による騒音や電力消費を抑制することが可能となる。
【００１２】
このプロジェクタにおいて、前記温度検知手段は、前記電源装置を構成する回路素子の温度を検知可能に備えられていることが望ましい。
【００１３】
このプロジェクタによれば、温度検知手段が、回路素子の温度を検知可能であるため、自らの発熱、或いは他の発熱体からの受熱によってダメージを受けやすい特定の回路素子の温度に応じた冷却が可能となる。つまり、厳格な温度管理が必要ない他の回路素子の温度が検知結果に影響を与えるのを抑制することが可能となるため、空冷ファンの回転を必要最小限に抑制することが可能となり、空冷ファンの回転による騒音や電力消費を抑制することが可能となる。
【００１４】
このプロジェクタにおいて、前記電源装置に備えられ、前記商用電源を１次側とし前記冷却部を２次側とする変圧器と、前記変圧器の１次側から２次側へ、電気的に絶縁しつつ信号を伝送可能な絶縁伝送手段とを備え、前記温度検知手段は、前記変圧器の１次側の温度を検知可能に備えられるとともに、検知結果に応じた信号を、前記絶縁伝送手段を介して前記冷却部に伝送するようにしてもよい。
【００１５】
このプロジェクタによれば、１次側に備えられた温度検知手段から、２次側に備えられた冷却部に対して検知結果に応じた信号を伝送するのに、絶縁伝送素子を介しているため、１次側の温度検知手段と２次側の冷却部とを容易に絶縁することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係るプロジェクタについて、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、プロジェクタ１は、電源装置１０と、投写光学系５０と、制御部６０と、冷却部７０とを備えている。
【００１８】
電源装置１０は、ＡＣ１００Ｖ等の商用電源を入力してプロジェクタ１の各種動作に必要な直流の電源電圧を生成する主電源部２０と、投写光学系５０の光源を駆動するバラスト部３０と、電源装置１０内の複数箇所で温度検知が可能な温度検知手段としての温度検知回路４０とを備えている。
【００１９】
主電源部２０は、商用電源を全波整流によって直流に変換する整流回路２１と、高調波電流を抑制するとともに力率を改善する力率改善（ＰＦＣ：Power Factor Correction）回路２２と、力率改善回路２２の出力をトランス（変圧器）２３ａにより所定の電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換回路２３とを有しており、商用電源から、制御部６０を動作させる動作電力及び冷却部７０を動作させるファン駆動電力を生成する。
【００２０】
バラスト部３０は、前記トランス２３ａの１次側（商用電源側）に備えられた力率改善回路２２に接続されており、前記力率改善回路２２からの出力電圧を降圧させる降圧チョッパ３１と、降圧チョッパ３１によって降圧された直流電流を交流矩形波電流（光源駆動電力）に変換するインバータ３２と、光源ランプの電極間の絶縁破壊を行って、光源ランプの始動を促すためのイグナイタ（図示せず）とを備えている。
【００２１】
温度検知回路４０は、前記トランス２３ａの１次側に備えられており、電源装置１０を構成する回路素子のうち、動作時に大きな発熱を伴う回路素子（発熱部）の温度を検知して、検知結果に応じた信号を出力可能になっている。本実施形態では、主電源部２０の力率改善回路２２、及びバラスト部３０の降圧チョッパ３１のそれぞれに備えられた２つのＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ、図示せず）を検知対象としており、各ＦＥＴの近傍には、温度を検知するためのサーミスタＲＴ１，ＲＴ２が備えられている。
【００２２】
投写光学系５０は、光源ランプ５１と、液晶ライトバルブ５２と、投写レンズ５３とを備えており、プロジェクタ１の外部に備えられたスクリーンＳＣ等に画像の表示を行うものである。光源ランプ５１は、液晶ライトバルブ５２に光を照射するものであって、前記バラスト部３０で生成された光源駆動電力により点灯動作を行う。液晶ライトバルブ５２は、マトリクス状に形成された図示しない複数の画素を備えており、光源ランプ５１から射出した光を、制御部６０から入力される画像信号に基づいて画素毎に変調することによって画像信号に応じた光学像を形成する。液晶ライトバルブ５２によって形成された光学像は、投写レンズ５３によってスクリーンＳＣ等に拡大投写される。
【００２３】
制御部６０は、プロジェクタ１の各種動作の統括制御を行う主制御部６１と、主制御部６１に接続された画像制御部６２及び操作部６３等とからなっており、主電源部２０によって生成された動作電力によって動作する。操作部６３は、複数の操作スイッチ等から構成されており、ユーザの入力操作に応じた操作信号を主制御部６１に送信する。画像制御部６２は、主制御部６１からの指示に基づいて、外部の画像供給装置（図示せず）から入力される画像信号に各種処理を施すとともに、処理を施した画像信号を投写光学系５０の液晶ライトバルブ５２に出力する。
【００２４】
冷却部７０は、電源装置１０を冷却する空冷ファン７１と、空冷ファン７１を駆動するためのファン駆動回路７２とを備えており、前記温度検知回路４０による検知結果に応じて空冷ファン７１の駆動を行う。冷却部７０は、前記トランス２３ａの２次側に備えられており、主電源部２０によって生成されたファン駆動電力によって動作する。
【００２５】
次に、温度検知回路４０及び冷却部７０の詳細について、図面を参照して説明する。図２は、本実施形態の温度検知回路４０及び冷却部７０の具体的構成を示す回路図である。
【００２６】
前述したように、温度検知回路４０はトランス２３ａの１次側に備えられ、冷却部７０はトランス２３ａの２次側に備えられている。このため本実施形態では、温度検知回路４０の検知結果に応じた信号を、フォトカプラＰｃ（絶縁伝送手段）を介してファン駆動回路７２に伝送することにより、温度検知回路４０と冷却部７０との絶縁を保っている。
【００２７】
図２に示すように、温度検知回路４０は、ともにトランス２３ａ（図１参照）の１次側に備えられた電源電位Ｖｃｃ１と接地電位ＧＮＤ１との間に、２つの電圧生成部ＴＨ１，ＴＨ２を並列に備えている。第１の電圧生成部ＴＨ１には、サーミスタＲＴ１と抵抗Ｒ１とが直列に接続され、サーミスタＲＴ１の一端が電源電位Ｖｃｃ１に接続され、抵抗Ｒ１の一端が接地されている。第２の電圧生成部ＴＨ２には、サーミスタＲＴ２と抵抗Ｒ２とが直列に接続され、サーミスタＲＴ２の一端が電源電位Ｖｃｃ１に接続され、抵抗Ｒ２の一端が接地されている。
【００２８】
２つのサーミスタＲＴ１，ＲＴ２は、いずれも温度の上昇に伴って抵抗値が低下するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタであり、サーミスタＲＴ１は、主電源部２０の力率改善回路２２に備えられたＦＥＴ（発熱部）の近傍に、サーミスタＲＴ２は、バラスト部３０の降圧チョッパ３１に備えられたＦＥＴ（発熱部）の近傍に備えられている。
【００２９】
図３は、サーミスタＲＴ１の配置を説明する斜視図であり、電源装置１０を構成する各種電子部品等が実装された回路基板を示している。図３に示すように、回路基板１００上には、発熱部としてのＦＥＴ１０１、及びサーミスタＲＴ１、並びに他の回路素子（図示せず）が実装されるとともに、ＦＥＴ１０１の発熱を放熱するための放熱板１０２が備えられている。ＦＥＴ１０１は、放熱部材１０１ａが一体成型されたパッケージに収められており、放熱部材１０１ａが放熱板１０２に当接するように放熱板１０２にネジ止めされている。さらに、サーミスタＲＴ１も放熱板１０２に当接するようにＦＥＴ１０１の近傍に備えられており、ＦＥＴ１０１の温度変化を、放熱板１０２を介して検知することが可能になっている。なお、サーミスタＲＴ２についても上記と同様であるため、図示及び説明は省略する。
【００３０】
図２に戻って、サーミスタＲＴ１と抵抗Ｒ１との接続点Ｐ１、及びサーミスタＲＴ２と抵抗Ｒ２との接続点Ｐ２は、それぞれダイオードＤ１，Ｄ２のアノード端子に接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード端子は、互いに短絡されており、抵抗Ｒｒｅｆを介して接地電位ＧＮＤ１に接続されるとともに、後述する誤差検出素子ＩＣｒｅｆのリファレンス端子Ｒに接続されている。
【００３１】
また、電源電位Ｖｃｃ１と接地電位ＧＮＤ１との間には、電源電位Ｖｃｃ１側から順に、抵抗Ｒｄｃ、フォトカプラＰｃを構成する発光ダイオードＤｃ、誤差検出素子ＩＣｒｅｆが直列に接続されており、発光ダイオードＤｃは、そのアノード端子が抵抗Ｒｄｃに、カソード端子が誤差検出素子ＩＣｒｅｆに接続されている。ここで、誤差検出素子ＩＣｒｅｆは、内部に基準電位を保持しており、前記リファレンス端子Ｒから入力されるリファレンス電位と基準電位とを比較し、リファレンス電位が基準電位よりも大きい場合にのみ電源電位Ｖｃｃ１から電流を流入するようになっている。このとき、発光ダイオードＤｃには電源電位Ｖｃｃ１と抵抗Ｒｄｃによって定まる電流が流れ、発光ダイオードＤｃは点灯状態となる。
【００３２】
一方、冷却部７０には、フォトカプラＰｃを構成するＮＰＮ型のフォトトランジスタＱｃが備えられており、フォトトランジスタＱｃのコレクタ端子は、トランス２３ａの２次側に備えられた電源電位Ｖｃｃ２に接続されている。フォトトランジスタＱｃのエミッタ端子は、抵抗ＲｉｃとコンデンサＣｉとが順に直列接続された積分回路を介して、２次側の接地電位ＧＮＤ２に接続されている。なお、コンデンサＣｉの両端には、抵抗Ｒｉｄが並列に接続されている。
【００３３】
また、電源電位Ｖｃｃ２と接地電位ＧＮＤ２との間には、２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４が直列に接続されており、これらの接続点には、ダイオードＤ３のアノード端子が接続されている。ダイオードＤ３のカソード端子は、前述した積分回路を構成する抵抗ＲｉｃとコンデンサＣｉとの接続点Ｐ３に接続されるとともに、オペアンプＩＣｄの非反転入力端子に接続されている。
【００３４】
オペアンプＩＣｄの出力端子は、ＮＰＮ型のトランジスタＱｄのベース端子に接続されている。トランジスタＱｄのコレクタ端子は電源電位Ｖｃｃ２に接続され、トランジスタＱｄのエミッタ端子はオペアンプＩＣｄの反転入力端子に接続されて負帰還がかけられている。トランジスタＱｄのエミッタ端子と、接地電位ＧＮＤ２との間には、空冷ファン７１が備えられており、空冷ファン７１は、トランジスタＱｄのオン動作によって駆動される。
【００３５】
次に、温度検知回路４０及び冷却部７０の動作について、図２を用いて説明する。
ユーザの操作によりプロジェクタ１の動作が開始すると、動作状態に応じて発熱部である２つのＦＥＴの温度が上昇する。ＦＥＴの温度上昇に伴って、それぞれの近傍に備えられたサーミスタＲＴ１，ＲＴ２の抵抗値は低下し、抵抗Ｒ１，Ｒ２との接続点Ｐ１，Ｐ２の電位Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は上昇する。接続点Ｐ１，Ｐ２に接続されたダイオードＤ１，Ｄ２によって、誤差検出素子ＩＣｒｅｆのリファレンス端子Ｒには、各接続点Ｐ１，Ｐ２の電位Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２のうち、高いほうの電位が加わる。この電位が、誤差検出素子ＩＣｒｅｆの基準電位よりも高い場合には、発光ダイオードＤｃに電流が流れて発光し、基準電位よりも低い場合には、発光ダイオードＤｃは消灯する。
【００３６】
発光ダイオードＤｃが点灯すると、フォトトランジスタＱｃがオンして、電源電位Ｖｃｃ２と接続点Ｐ３の電位Ｖｉとの電位差、及び抵抗Ｒｉｃの抵抗値によって定まる電流がコンデンサＣｉに流れ込み、電位Ｖｉを上昇させる。一方、発光ダイオードＤｃが消灯すると、フォトトランジスタＱｃがオフするためこの電流は流れず、コンデンサＣｉに蓄えられた電荷は、抵抗Ｒｉｄを通して放電され、電位Ｖｉは低下する。なお、接続点Ｐ３には、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点がダイオードＤ３を介して接続されているため、電位Ｖｉが、所定の電位を下回るのを防止している。
【００３７】
空冷ファン７１には、オペアンプＩＣｄ及びトランジスタＱｄによって、電位Ｖｉと同電位の電位が印加されて、電位Ｖｉに応じた電流が電源電位Ｖｃｃ２から流れ、空冷ファン７１は、電位Ｖｉに応じた回転数で回転する。
【００３８】
ここで、電位Ｖｉが上昇するほど、空冷ファン７１は速い回転数で駆動され、発熱部は冷却される。発熱部が冷却されると、サーミスタＲＴ１，ＲＴ２の抵抗値が上昇して接続点Ｐ１，Ｐ２の電位が下がり、発光ダイオードＤｃが消灯する。これにより、接続点Ｐ３の電位Ｖｉは下降して、空冷ファン７１の回転数は低下する。このように発熱部の温度変化に応じてコンデンサＣｉの充放電が繰り返された後、電位Ｖｉはほぼ安定した電位となり、空冷ファン７１の回転数も安定する。
【００３９】
なお、図２に示した回路で使用される各回路素子の定数等は、計算や実験結果等に基づいて適宜最適な値を定めればよい。また、２つの発熱部の許容温度が異なる場合には、電位Ｖｔｈ１と電位Ｖｔｈ２とが、異なる温度（各発熱部の許容温度に応じた温度）で誤差検出素子ＩＣｒｅｆの基準電位を超えるように、電圧生成部ＴＨ１，ＴＨ２の回路定数を適宜定めることにより、各発熱部の許容温度に応じた冷却が可能となる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４１】
（１）本実施形態のプロジェクタ１によれば、温度検知回路４０が、空冷ファン７１の冷却対象である電源装置１０の温度を検知しているため、電源装置１０の外部の温度を検知する場合に比べて正確な温度管理が可能となる。この結果、空冷ファン７１の回転を抑制することが可能となり、空冷ファン７１の回転による騒音や電力消費を抑制することが可能となる。
【００４２】
（２）本実施形態のプロジェクタ１によれば、温度検知回路４０が、発熱部（ＦＥＴ）の近傍に備えられたサーミスタＲＴ１，ＲＴ２によって発熱部の温度を検知しているため、厳格な温度管理が必要ない他の回路素子の温度が、検知結果に影響を与えるのを抑制することが可能となる。
【００４３】
（３）本実施形態のプロジェクタ１によれば、温度検知回路４０が複数の発熱部（ＦＥＴ）の温度を検知しているため、各発熱部の温度に応じた冷却が可能となる。
【００４４】
（４）本実施形態のプロジェクタ１によれば、トランス２３ａの１次側に備えられた温度検知回路４０から、２次側に備えられた冷却部７０に対して検知結果に応じた信号を伝送するのに、フォトカプラＰｃを介しているため、１次側の温度検知回路４０と２次側の冷却部７０とを容易に絶縁することが可能となる。
【００４５】
（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００４６】
・前記実施形態では、サーミスタＲＴ１，ＲＴ２は、放熱板１０２を介してＦＥＴの温度を検知しているが、サーミスタＲＴ１，ＲＴ２を直接ＦＥＴに当接させるようにしてもよい。
【００４７】
・前記実施形態では、２つのサーミスタＲＴ１，ＲＴ２によって温度検知を行っているが、サーミスタの数は２つに限られず、検知対象となる部位の数に応じて定めればよい。
【００４８】
・前記実施形態では、発熱部であるＦＥＴの温度検知を行っているが、温度検知を行う素子は、動作に伴って自ら発熱する素子に限られず、他の発熱体からの受熱によってダメージを被りやすい素子等の温度検知を行うようにしてもよい。
【００４９】
・前記実施形態では、絶縁伝送手段としてフォトカプラＰｃを用いているが、絶縁伝送手段はフォトカプラＰｃに限られず、リレー等、他の素子を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示すブロック図。
【図２】温度検知回路及び冷却部の具体的構成を示す回路図。
【図３】サーミスタの配置を説明する斜視図。
【符号の説明】
【００５１】
１…プロジェクタ、１０…電源装置、２０…主電源部、２１…整流回路、２２…力率改善回路、２３…ＤＣ−ＤＣ変換回路、２３ａ…トランス（変圧器）、３０…バラスト部、３１…降圧チョッパ、３２…インバータ、４０…温度検知手段としての温度検知回路、５０…投写光学系、５１…光源ランプ、５２…液晶ライトバルブ、５３…投写レンズ、６０…制御部、６１…主制御部、６２…画像制御部、６３…操作部、７０…冷却部、７１…空冷ファン、７２…ファン駆動回路、１００…回路基板、１０１ａ…放熱部材、１０２…放熱板、Ｐｃ…絶縁伝送手段としてのフォトカプラ、ＲＴ１，ＲＴ２…サーミスタ、ＴＨ１，ＴＨ２…電圧生成部。
【図１】
2006145824.tif 000003
【図２】
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【図３】
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