JP2000153121A - フィルタの目詰まり判定制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタの目詰まり状態を長期間に亘り正確に
判定する。 【解決手段】ケース内に設置された冷却用ファンを駆動
する駆動モータ５１と、ケースに取り付けられた塵埃除
去用のフィルタと、モータの回転数を検出する検出手段
７２と、この検出手段から得られる検出信号の周波数を
基準の周波数と比較する比較手段と、この比較手段から
の比較出力が所定の規定値の範囲から外れたとき、モー
タに対する異常処理を行う異常処理手段とを有する。比
較出力が規定値の範囲から外れたとき、フィルタの目詰
まり状態と判定して、モータの回転を止めたり、ブザー
を鳴らしたり、表示素子を点滅させる。冷却用ファンの
駆動モータの回転数を検出するだけでフィルタの目詰ま
りを検出するため、圧力センサや温度センサなどを使用
しないでも、長期間に亘り正確にしかも安定してフィル
タの目詰まり状態を判定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は投影型プロジェク
タなどに適用できるフィルタの目詰まり判定制御回路に
関する。詳しくは、ケース内のフィルタを介して強制冷
却するとき、フィルタの目詰まりを正確に判定して、ケ
ース内が異常に高くならないようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】２次元の液晶素子を使用した投影型プロ
ジェクタなどではその映像投影用の光源として、所定の
スクリーン輝度を得るために水銀ランプの一種であるメ
タルハライドランプなどが使用されることが多い。この
メタルハライドランプなどを使用した光源では、この光
源からの発熱が多いことから、プロジェクタケース（筐
体）内を自然流の空気循環だけでは冷却効果が十分では
ない。そのため、このような投影型プロジェクタではケ
ース内に冷却用ファンを取り付け、このファンでケース
内外の空気を強制循環させて、冷却効果を高めるように
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プロジェク
タ用のケース内には映像信号例えばＲ、Ｇ、Ｂの各原色
信号をスイッチングするため、スイッチング素子として
２次元構成の３個の液晶素子などが使用されている。

【０００４】ケース内の空気を強制循環させてケース内
特に投影用光源を冷却する場合、外部から取り込む空気
には塵や埃などが浮遊しているので、この塵埃がケース
内に入り込み、入り込んだ塵埃が液晶素子の表面に付着
することが多い。液晶素子の表面に塵埃などが付着する
と、十分なスクリーン輝度が得られなくなるおそれがあ
るため、従来から塵埃除去用のフィルタをケースに取り
付けている。このフィルタによって濾過された空気をケ
ース内部に取り込むようにすれば、スクリーン輝度が低
下することなく、十分な冷却効果を達成できる。

【０００５】しかし、このように塵埃除去用のフィルタ
をケースに取り付けて空気を強制循環させる場合、当然
にフィルタが塵埃によって目詰まりを起こす。フィルタ
の目詰まり状態を放置すると、十分な冷却効果が得られ
なくなり、プロジェクタを駆動できなくなってしまう。

【０００６】そのため、従来からこの目詰まりを検出す
る様々な工夫がなされている。例えばファンの風量を測
定したり、ケース内の温度を直接測定したりしてフィル
タの目詰まりを判定している。

【０００７】このうち風量を測定するためには圧力セン
サや、風量センサなどがケース内に設置され、またケー
ス内温度を測定するためには温度センサがケース内に設
置されるが、これらのセンサは、何れも経時変化がある
ため長期間に亘って正確に風量や温度などを測定できな
いという欠点がある。これを補うためには校正回路など
が必要になり、回路規模を増大させ、コストアップをも
たらす一因となっていた。

【０００８】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、圧力センサなどを使用するこ
となく、長期間にわたり、フィルタの目詰まりを正確に
安定して検出できるようにしたフィルタの目詰まり判定
制御回路を提案するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載したこの発明に係るフィルタの目詰
まり判定制御回路では、ケース内に設置された冷却用フ
ァンを駆動するモータと、上記ケースに取り付けられた
塵埃除去用のフィルタと、上記モータの回転数を検出す
る検出手段と、この検出手段から得られる検出信号の周
波数を基準の周波数と比較する比較手段と、この比較手
段からの比較出力が所定の規定値の範囲から外れたと
き、上記モータに対する異常処理を行う異常処理手段と
を有し、上記比較出力が上記規定値の範囲から外れたと
き、上記フィルタの目詰まり状態と判定するようにした
ことを特徴とする。

【００１０】この発明では、フィルタの目詰まりをモー
タの回転数によって検出する。フィルタに目詰まりが発
生すると、冷却用ファンへの空気流入に減少するため、
モータにとっては回転負荷が減少したことになる。回転
負荷が減少すると、モータ回転数が速くなるから、フィ
ルタに目詰まりがないときのモータ回転数を基準の回転
数とし、この基準回転数よりもある範囲を超えて速くな
ったときには、フィルタの目詰まりが発生し、フィルタ
の交換タイミング、清掃タイミングであることを使用者
に報知したり、場合によってはモータを停止させる。

【００１１】これによって、フィルタ目詰まりによるケ
ース内の温度が異常上昇するのを回避できる。圧力セン
サ、温度センサなどを使用しないため、経時、経年変化
に伴う測定精度の劣化を防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】続いて、この発明に係るフィルタ
の目詰まり判定制御回路の一実施形態を投影型プロジェ
クタに適用した場合について図面を参照して詳細に説明
する。液晶素子などを使用した投影型プロジェクタの一
般的な構成としては、シャッタ素子として機能する２次
元の液晶素子がＲ、Ｇ、Ｂの原色信号に対応して３つ設
けられ、それぞれの液晶素子が原色信号によってスイッ
チング駆動される。液晶素子には光源からの投影光が与
えられ、それぞれの光学像が合成されてスクリーンに投
影される。

【００１３】図１はこの発明を適用した投影型プロジェ
クタ１０の系統図であって、ケース４０内には映像信号
処理部１４と、例えばＲ、Ｇ、Ｂに変換された原色信号
が供給される投影用光源を含む映像投影部２４と、冷却
用ファン５２を駆動する制御回路５０とで構成される。

【００１４】端子１２にはスクリーン２６に映し出すべ
きカラー映像信号が供給され、これが映像信号処理部
（ビデオプロセッサ）１４で、２次元液晶素子４２（４
２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ）をシャッタ駆動するに適した信
号形態に変換される。この例ではＲ、Ｇ、Ｂの３原色信
号に変換される。

【００１５】映像投影部２４は、投影用光源２０を有す
る。光源２０はお椀状の反射鏡２２の中心部に取り付け
固定され、投影光を集光するようにしている。光源２０
からの投影光がダイクロイックミラー４６ａ、プリズム
４８を介して赤色映像用シャッタ素子として使用される
液晶素子４２Ｒに導かれる。投影用光源２０は上述した
ような水銀ランプの一種であるメタルハライドランプな
どを使用することができる。液晶素子４２Ｒは透過型が
用いられ、ここにドライバー１６を介して赤色信号（パ
ターン信号を含む）が供給される。

【００１６】同様に、ダイクロイックミラー４６ｂを介
して得られる緑用投影光は緑色信号によって駆動される
液晶素子４２Ｇに導かれる。さらにダイクロイックミラ
ー４６ｃによって分光された青色用投影光は青色信号に
よって駆動される液晶素子４２Ｂにミラー４６ｄを介し
て導かれる。これら３つの液晶素子４２Ｒ，４２Ｇ，４
２Ｂをスイッチング駆動することによって得られるカラ
ー分解像は合成用プリズム４９で合成され、その合成カ
ラー映像が光学系５２を介してスクリーン２６に投影さ
れる。

【００１７】３つの液晶素子４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを
透過する投影光によってスクリーン２６の映像輝度（ス
クリーン輝度）が変化する。スクリーン輝度は投影用光
源２０の発光輝度に依存する。

【００１８】ケース４０内にはこれらの他に、光源２０
から発散される熱を外部に排熱して内部の温度上昇を抑
える冷却手段が設けられている。まず、光源２０を効果
的に冷却できる位置に冷却用ファン５２が設けられ、こ
れには駆動モータ５１が直結されている。またケース４
０の所定位置には通気用のフィルタ５４が取り付け固定
されている。駆動モータ５１にはモータ駆動およびフィ
ルタ５４の目詰まりを判定し、適切な事後処理を実行す
るための制御回路６０が設けられる。

【００１９】図２はこの制御回路６０の一実施形態を示
す。図２において、駆動モータ５１にはスイッチングト
ランジスタＱａが設けられ、このスイッチングトランジ
スタＱａにはＰＷＭ制御ブロック６２から駆動パルスＰ
Ｄが供給される。

【００２０】ＰＷＭ制御ブロック６２は、のこぎり波発
生回路６４と基準電圧発生回路６６とを有し、それぞれ
から得られたのこぎり波信号と基準電圧ＶＲとが比較回
路６８に供給されてのこぎり波によって基準電圧ＶＲが
パルス化される。パルス化された駆動パルスＰＤがスイ
ッチングトランジスタＱａに供給されて駆動モータ５１
はスイッチング駆動される。またＣＰＵで構成された制
御部７４からの制御信号ＳＣによって基準電圧ＶＲの値
が制御されて、駆動モータ５１はＰＷＭ制御される。

【００２１】駆動モータ５１の電流通路には抵抗器Ｒａ
が接続され、その接続点ｐには駆動パルスＰＤに対応し
たモータ電圧が得られる。このモータ電圧のうちダイオ
ードＤによって負側の電圧のみ取り出され、取り出され
たモータ電圧がコンパレータ７０で基準レベル（この例
では接地レベル）と比較される。

【００２２】モータ電圧はモータの回転数に比例した電
圧であって、したがって波形成形された比較出力（モー
タ電圧）が周波数検出回路７２に供給されてその周波数
が検出される。検出されたモータ回転周波数はＣＰＵで
構成された制御部７４に供給されて、基準周波数との比
較処理が行われる。基準周波数からのずれに応じた制御
信号ＳＣがこの制御部７４で生成される。制御信号ＳＣ
は基準電圧発生回路６６の電圧制御信号として供給され
ているので、駆動モータ５１に対するフィードバックル
ープが形成され、常に一定の回転数で駆動モータ５１が
回転するように負帰還がかけられている。制御部７４に
は警報装置（ブザー）５６の他に異常状態を知らせる警
報用表示素子（ＬＥＤ）７６が設けられている。

【００２３】上述した制御部７４では、少なくとも検出
した周波数を基準の周波数と比較する比較処理と、比較
出力が所定の規定値の範囲から外れたとき、駆動モータ
５１に対する異常処理を行う異常処理が行われる。

【００２４】ここで、検出された回転周波数が基準の周
波数であるときには図３Ａのような基準電圧ＶＲｎが得
られ、このときの駆動パルスＰＤ（ＰＷＭ出力）は同図
Ｂのようなデューティーがほぼ５０％のパルスとなる。
これに対して、回転数が基準の回転数よりも速いときに
は高めの基準電圧ＶＲｕが得られ、これによって駆動パ
ルスＰＤは同図Ｃのようにパルス幅の狭いパルスに変調
されて出力される。デューティーが５０％以下であるた
めに駆動モータ５１への駆動電圧が低下してその回転数
が遅くなって定速回転数となるように制御される。

【００２５】また、回転数が基準よりも遅いときには基
準電圧ＶＲｄが低くなって、そのときの駆動パルスＰＤ
は同図Ｄのようにパルス幅の広いパルスに変調されて出
力される。デューティーが５０％以上であるために駆動
モータ５１への駆動電圧が高くなってその回転数が定速
回転数となるように制御される。

【００２６】この発明では、フィルタ５４の目詰まりを
駆動モータ５１の回転数によって検出する。フィルタ５
４に目詰まりが発生すると、冷却用ファン５２への空気
流入に減少するため、駆動モータ５１にとっては回転負
荷が減少したことになる。回転負荷が減少すると、モー
タ回転数が速くなるから、フィルタ５４に目詰まりがな
いときのモータ回転数を基準の回転数とし、この基準回
転数よりもある範囲を超えて速くなったときには、フィ
ルタ５４の目詰まりが発生し、フィルタ５４の交換タイ
ミング、清掃タイミングであることを使用者に報知した
り、場合によってはモータを停止させるような異常処理
が行われる。

【００２７】異常処理としては、駆動モータ５１の回転
を止めるような強制制御の他に、警報装置５６を駆動し
て、使用者にフィルタ５４の目詰まり状態を知らせた
り、表示素子７６を点滅駆動して目詰まりを知らせたり
する。これらの異常処理は任意に組み合わせることがで
きる。例えば基準電圧ＶＲを動作電圧まで上げることに
よって駆動モータ５１の回転を止めるとき、同時に警報
装置５６も同時に駆動する。こうすれば、フィルタ５４
の目詰まり状態を使用者に確実に知らせることができ
る。

【００２８】ここで、フィードバックループによって回
転数を制御する場合には、通常の場合検出される回転数
の変動率は基準の回転数に対して数％以内である。その
ため、フィルタ５４の目詰まりの基準となる規定回転数
は、これよりもさらに回転数が変動したときを目安とす
るもので、例えば基準の回転数に対して１０％を越える
ような場合を規定の回転数とすることができる。

【００２９】図４は上述した制御部７４に設けられた異
常状態を検出するための一例を示す制御例であって、駆
動モータ５１の周波数をまず検出し（ステップ８１）、
次に基準周波数との比較が行われる（ステップ８２）。
基準周波数よりも高いときには基準電圧ＶＲを下げる処
理が行われ（ステップ８３）、基準周波数よりも低いと
きは基準電圧ＶＲを上げる処理が行われる（ステップ８
４）。と同時にステップ８１に戻って周波数の検出処理
を遂行する。

【００３０】次に検出した周波数と基準の周波数との比
較の結果、その比較値（差の周波数）が規定値（規定の
周波数）以内であるかを判断し、規定値の範囲内にある
ときは周波数検出をそのまま継続する（ステップ８５，
８１）。しかし、規定の範囲外となるときには上述した
異常処理を行う（ステップ８６）。

【００３１】このように駆動モータ５１の回転数を検出
してフィルタ５４の目詰まり状態を判定したので、従来
例のように圧力センサ、風量センサ、温度センサなどを
使用しないでも目詰まり状態を確実に検出できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明では、冷却
用ファンの駆動モータの回転数を検出するだけでフィル
タの目詰まりを検出できるようにしたものである。

【００３３】これによれば、圧力センサや温度センサな
どを使用しないでも、長期間に亘り正確にしかも安定し
てフィルタの目詰まり状態を判定できる特徴を有する。
圧力センサ、温度センサなどを使用しないため、経時、
経年変化に伴う測定精度の劣化を防止できる。

【００３４】したがってこの発明は投影型プロジェクタ
などのように発熱源としての光源などを使用する装置に
適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るフィルタの目詰まり判定制御回
路を投影型プロジェクタに適用した場合の一実施形態を
示す要部の系統図である。

【図２】制御回路の要部の系統図である。

【図３】ＰＷＭ制御例を示す波形図である。

【図４】異常状態検出例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０・・・投影型プロジェクタ、２６・・・スクリー
ン、２０・・・投影用光源、５１・・・駆動モータ、５
２・・・冷却用ファン、５６・・・警報装置、７６・・
・表示素子、５０・・・制御手段、６０・・・制御回
路、７２・・・周波数検出回路、７４・・・制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース内に設置された冷却用ファンを駆
   動するモータと、 上記ケースに取り付けられた塵埃除去用のフィルタと、 上記モータの回転数を検出する検出手段と、 この検出手段から得られる検出信号の周波数を基準の周
   波数と比較する比較手段と、 この比較手段からの比較出力が所定の規定値の範囲から
   外れたとき、上記モータに対する異常処理を行う異常処
   理手段とを有し、 上記比較出力が上記規定値の範囲から外れたとき、上記
   フィルタの目詰まり状態と判定するようにしたことを特
   徴とするフィルタの目詰まり判定制御回路。
2. 【請求項２】 上記ケース内には発熱源としての光源
   と、映像投影手段が設けられたことを特徴とする請求項
   １記載のフィルタの目詰まり判定制御回路。
3. 【請求項３】 上記異常処理は、上記モータへの回転停
   止処理、警報処理、警告表示処理の何れか若しくは任意
   に組み合わせたものであることを特徴とする請求項１記
   載のフィルタの目詰まり判定制御回路。