JP3576407B2 - 投写型表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライトバルブを用いた投写型表示装置に関し、特に、透過型液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光変調用のライトバルブを用いた投写型表示装置のうち、いわゆる液晶プロジェクタと呼ばれる液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置は、高精細で大画面表示が可能なため、近い将来家庭用のテレビジョンやパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の表示装置（ＣＲＴ）に取って代わる可能性を有している。近年、ＰＣの表示装置に要求される表示解像度の向上と共に液晶プロジェクタの解像度も高精細化され、従来の６４０×４８０ドット（ＶＧＡ）から８００×６００ドット（ＳＶＧＡ）が標準になり、今後さらに１０２４×７６８ドット（ＸＧＡ）の解像度へと高精細化が進んできている。
【０００３】
この従来の液晶プロジェクタ１の概略の構成を図１５を用いて簡単に説明する。液晶プロジェクタ１の投写光学系は、ランプ２、液晶ライトバルブ部４、及び投写レンズ６を有している。また図示は省略したが、投写光学系は、ランプ２からの光を赤、緑、及び青の３色に色分割する複数のダイクロイックミラー、及び分割された３色を色合成するダイクロイックプリズム（または複数のダイクロイックミラー）を有している。色分割された３色の光は液晶ライトバルブ部４に設けられた各色用の液晶ライトバルブにそれぞれ入射して画像信号に応じて変調され、ダイクロイックプリズムで合成されて投写レンズ６へ射出するようになっている。
【０００４】
液晶プロジェクタ１の画像信号処理系は、ＰＣあるいはビデオ装置等からの映像信号が入力する制御回路８を有している。制御回路８に入力された映像信号は所定の電圧に変換されて信号線１８を介して液晶ライトバルブ部４の各液晶ライトバルブに供給される。映像信号に応じた駆動電圧を液晶ライトバルブの各画素に印加して、映像信号に応じて各画素の透過率を変えてランプ２からの光を変調することによりスクリーン上で画像を得ることができるようになる。ランプ２には、通常、メタルハライドランプ等の大光量を発生させることのできる光源が用いられる。このため電源２６から電源線２４を介して大電力が供給され、ランプ２は発熱して高温になる。
【０００５】
このランプ２に発生した熱は、放射あるいは空気を介した熱伝達により液晶プロジェクタ１（筐体）内部の温度を上昇させる。また液晶ライトバルブを構成する液晶パネル内の液晶や液晶パネル表面に張り付けられている偏光板などは光を吸収することによりそれ自身でも温度が上昇する。これら液晶や偏光板の温度を例えば６０°Ｃ程度に決められた仕様温度内に維持できるよう、従来の液晶プロジェクタ１では、液晶ライトバルブ部４周囲に空気を流すようにしている。液晶プロジェクタ１の筐体には図示のように吸気ファン１０と排気ファン１２とが設けられ、これらファン１０、１２を回転させることにより液晶ライトバルブ部４周囲に空気の流れを作る強制空冷を行っている。また、吸気ファン１０の空気流入側には埃等の進入を防止するためのフィルタ１４が取り付けられている。
【０００６】
また、液晶ライトバルブ部４には、液晶パネルや偏光板の温度を測定する温度検出素子３０が取り付けられている。温度検出素子３０からの検出信号は信号線１６を介して制御回路８に出力されるようになっている。制御回路８は、温度検出素子３０からの温度検出信号と予め記憶してある基準値とを比較して、温度検出信号が基準値を越えたら信号線２０を介してランプ２をオフし、また、信号線２２を介して液晶プロジェクタ１の電源２６をオフするようになっている。ここで、制御回路８に記憶された温度の基準値について図１６を用いて説明する。図１６の横軸は室温（°Ｃ）を表し、縦軸は温度検出素子３０からの温度検出信号に基づいて検出した温度（°Ｃ）を表している。図１６に示すように、ファン１０、１２による強制空冷にもかかわらず、室内温度の上昇と共に液晶ライトバルブ４内の温度も上昇してしまうことがわかる。このため従来では、液晶ライトバルブの内部部品の保護のため、これら液晶や偏光板の許容温度としての基準値を仕様温度に合わせ、これを越えた場合に電源２６をオフし、ランプ２もオフするようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の液晶プロジェクタ１は、ランプ２からの熱や光で液晶や偏光板が劣化したり故障したりしないように、液晶ライトバルブ部４に配置した温度検出素子３０で液晶パネル近傍の温度を計測し、予め記憶した基準値と計測結果とを比較して電源２６やランプ２をオフするようにしている。
【０００８】
ところで、図１６で示したように液晶プロジェクタ１内の温度は、液晶プロジェクタ１の設置されている雰囲気の温度に依存して変化するが、それ以外の原因、例えば吸気ファン１０前面のフィルタ１４の目詰まりの程度によっても変化する。すなわち、温度検出素子３０の計測結果が上記基準値に至るには幾つかの原因が存在する。ところが上述の従来の液晶プロジェクタの温度管理では、単に、液晶ライトバルブ部４の内部部品が基準温度を越えるか否かだけを判断しており、基準温度に達するまでの途中の温度変化を把握することができないため、液晶プロジェクタ１の電源２６やランプ２がオフした際の原因を使用者側で見つけだすことが困難であるという問題を有している。
【０００９】
また、従来の液晶プロジェクタ１では、液晶ライトバルブ部４の内部部品が基準温度を越えてしまう原因の１つであるフィルタ１４の目詰まりによる吸気ファン１０の効率低下を、容易に発見して未然に防止するメンテナンスを行うことが困難であるという問題も有している。
さらに、従来の液晶プロジェクタ１では、中間調表示において所定の階調を得るために所定の電圧を液晶に印加しても、液晶ライトバルブ部４内の液晶パネルの温度が変化してしまうと、それに依存して液晶パネルの透過率が変化してしまうため、中間調の再現性が温度に依存して異なってしまい画像品質が低下してしまうという問題も有している。
【００１０】
本発明の目的は、使用者側で容易にメンテナンスできる投写型表示装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、画像品質を向上させた投写型表示装置を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、障害発生時の原因分析を容易に行うことができる投写型表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、筐体内に配置され、光源からの入射光を変調して射出するライトバルブと、ライトバルブから射出された光を拡大投写する投写レンズとを有する投写型表示装置において、少なくともライトバルブ近傍の温度と筐体外部の温度とを計測する温度計測手段と、温度計測手段で計測された温度に基づいて、少なくとも光源の電源のオン／オフを制御する制御系とを有していることを特徴とする投写型表示装置によって達成される。
【００１２】
また、本発明の投写型表示装置において、温度計測手段は、ライトバルブ近傍の温度を計測する第１の温度検出素子と、筐体外部近傍の外気温度を計測する第２の温度検出素子とを少なくとも備えていることを特徴とする。
また、本発明の投写型表示装置において、筐体内に空気を送り込む吸気ファンを有し、第２の温度検出素子は、吸気ファン近傍に配置されていることを特徴とする。
さらに本発明の投写型表示装置において、吸気ファンの外気吸引側にフィルタが設けられ、第２の温度検出素子は、フィルタ近傍の温度を計測することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の投写型表示装置において、制御系は、第１の温度検出素子と第２の温度検出素子の計測結果に基づいてライトバルブ近傍の温度と筐体外部近傍の温度との温度差を求め、温度差に基づいてフィルタの汚れの程度を推定する推定処理部を有していることを特徴とする。本発明のこのような構成によれば、使用者側で容易にフィルタの目詰まりなどを発見することができ、容易なメンテナンスを実現することができるようになる。
【００１４】
また、上述の投写型表示装置において、制御系は、電源をオフする直前の温度計測手段で計測された温度を記憶する記憶部を有していることを特徴とする。本発明によれば、筐体内の温度だけでなく筐体外部の温度も計測して記憶するようにしているので、電源がオフしてしまった原因が、装置外部の温度が上昇したためか、あるいはファンの停止や回転速度の低下などのファンの異常によるものかの判別が容易にできるので、障害発生時の原因分析を容易に行うことができるようになる。
【００１５】
また、制御系は、オンスクリーンディスプレイ制御回路を有し、映像信号に所定の画像を重ね合わせた変調信号をライトバルブへ供給することを特徴とする。本発明はこのような構成を有するので、映像が映し出されたスクリーン上に種々の情報を重ねて表示させることができ、特に、筐体内の温度や外部温度を表示させたり、フィルタの清掃、交換の時期を表示させたりすることができるので、使用者による容易なメンテナンスを実現することができる。
【００１６】
また、上記目的は、筐体内に配置され、光源からの入射光を変調して射出するライトバルブと、ライトバルブから射出された光を拡大投写する投写レンズとを有する投写型表示装置において、少なくともライトバルブ近傍の温度を計測する温度計測手段と、温度計測手段で計測された温度に基づいて、ライトバルブに入力させる変調信号のレベルをシフトさせる制御系とを有していることを特徴とする投写型表示装置によって達成される。本発明の投写型表示装置の構成によれば、筐体内部の温度変化によりライトバルブを射出した光による映像の階調が影響を受ける事態になっても、温度変化に対応して変調信号のレベルをシフトさせるようにしたので、画像品質の劣化を防止した高品質の映像をスクリーンに映し出すことができるようになる。
また、上述の投写型表示装置において、ライトバルブは、入射光を映像信号で変調して射出する液晶パネルを有していることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態による投写型表示装置を図１乃至図１４を用いて説明する。まず、本実施の形態による投写型表示装置の概略の構成を図１を用いて説明する。本実施の形態による投写型表示装置として、透過型液晶ライトバルブを用いた液晶プロジェクタ１を例にとって説明する。液晶プロジェクタ１の投写光学系は、例えばメタルハライドランプなどを用いたランプ２を有している。また投写光学系は、図示を省略したが、ランプ２から射出された白色光を整形する整形光学系を有し、さらに整形された白色光を赤、緑、及び青の３色に色分割する複数のダイクロイックミラーを有している。
【００１８】
また、投写光学系は、ダイクロイックミラーで色分割された赤、緑、及び青の各色がそれぞれ入射する３つの液晶ライトバルブを備えた液晶ライトバルブ部４を有している。液晶ライトバルブは、マトリクス状に配列された複数の画素を画像信号に応じてそれぞれ駆動する液晶パネルと、液晶パネル表面に張り付けられた偏光板とを有している。液晶ライトバルブに入射した光は画像信号で変調されて射出される。さらに投写光学系は、図示は省略したが、液晶ライトバルブ部４を色分割されて射出した３色を色合成するダイクロイックプリズム（または複数のダイクロイックミラー）を有し、色合成された光をスクリーン上に投写する投写レンズ６を有している。
【００１９】
液晶プロジェクタ１の画像信号処理系は、ＰＣあるいはビデオ装置等からの映像信号が入力する制御回路８を有している。制御回路８は、ＰＣあるいはビデオ装置等からの映像信号が入力するＡ／Ｄ変換器４０を有している。また制御回路８は、Ａ／Ｄ変換器４０でアナログ−デジタル変換された映像信号が入力されるデジタル処理回路４２を有している。デジタル処理回路４２は、映像信号に対応して分割／並び替えを実施する。デジタル処理回路４２の出力信号はオンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）制御回路４４を経由してＤ／Ａ変換器４６でデジタル−アナログ変換される。ＯＳＤ制御回路４４はデジタル処理回路４２からのデジタル映像信号に所望の文字や画像を重ね合わせてＤ／Ａ変換器４６に出力するようになっている。また制御回路８は、Ｄ／Ａ変換器４６からのアナログ信号を入力してその電圧レベルを所定量だけシフトするシフト回路４８を有している。シフト回路４８で電圧レベルが変更されたアナログ信号は増幅回路５０に入力されて所定の電圧に変換されて信号線１８を介して液晶ライトバルブ部４の各液晶ライトバルブに供給される。このように映像信号に応じた駆動電圧を液晶ライトバルブの各画素に印加して各画素を透過するランプ２からの光を変調することによりスクリーン６０上で画像を得ることができるようになる。
【００２０】
また、制御回路８には、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５２が設けられ、ＭＰＵ５２によりＯＳＤ制御回路４４及びシフト回路４８が制御されるようになっている。また制御回路８には、ランプ２及び電源２６を制御する電源／ランプ制御回路５６と、液晶プロジェクタ内に複数設けられた温度検出素子３０、３２からの温度を検出する温度制御回路５４とが設けられている。電源／ランプ制御回路５６及び温度制御回路５４もＭＰＵ５２により制御されるようになっている。
【００２１】
投写光学系のランプ２には、通常、メタルハライドランプ等の大光量を発生できる光源が用いられる。このため電源２６から電源線２４を介して大電力が供給され、ランプ２は発熱して高温になる。このランプ２に発生した熱は、放射あるいは空気を介した熱伝達により液晶プロジェクタ１（筐体）内部の温度を上昇させる。また液晶ライトバルブ部４を構成する複数の液晶ライトバルブの液晶パネル内の液晶や液晶パネル表面に張り付けられている偏光板などは、光を吸収することによりそれ自身でも温度が上昇する。これら液晶や偏光板の温度を仕様温度（例えば６０°Ｃ程度）内に維持するために、本実施の形態による液晶プロジェクタ１では、液晶ライトバルブ部４周囲に空気を流すようにしている。液晶プロジェクタ１の筐体には図示のように吸気ファン１０と排気ファン１２とが設けられ、これらファン１０、１２を回転させることにより液晶ライトバルブ部４周囲に空気の流れを作る強制空冷を行っている。また、吸気ファン１０の空気流入側には埃等の進入を防止するためのフィルタ１４が取り付けられている。
【００２２】
また、本実施の形態による液晶プロジェクタ１には、液晶パネルや偏光板の温度を計測する温度検出素子３０が液晶ライトバルブ部４に取り付けられていると共に、吸気ファン１０の空気吸入側に設けられたフィルタ１４の直近にも温度検出素子３２が設置されている。温度検出素子３０は、液晶パネルの直近に設置されて液晶パネルの温度を検出し、信号線１６を介して温度制御回路５４に液晶パネルの温度データを送出する。温度検出素子３２は、液晶プロジェクタ１の筐体外から流入する風の温度（ほぼ室温に等しい）を検出し、信号線３４を介して温度制御回路５４に筐体外部の温度データを送出するようになっている。温度制御回路５４は双方の温度データを読み取り、双方の値の差や、それぞれの計測値を制御回路８全体を制御するＭＰＵ５２に通知するようになっている。制御回路８のＭＰＵ５２はこれらの値に基づいて、電源／ランプ制御回路５６を制御して電源２６やランプ２をオフしたり、シフト回路４８の設定や、ＯＳＤ制御回路４４の設定を実施するようになっている。
【００２３】
例えば、制御回路８は、温度検出素子３０からの温度検出信号と予め記憶しておいた基準値とを比較して、温度検出信号が基準値を越えたら信号線２２を介して電源２６を制御し、電源２６からランプ２への電力の供給を停止してランプ２を消灯させたり、また、信号線２２を介して液晶プロジェクタ１全体に供給される電力の供給を遮断するように電源２６を制御するようになっている。
【００２４】
この基準値について図２を用いて説明する。図２は横軸に室温（°Ｃ）を表し、縦軸は温度検出素子３０、３２からの温度検出信号に基づいて検出した温度（°Ｃ）を表している。図２中「Ａ」は温度検出素子３２で検出された室内温度を示し、「Ｂ」は温度検出素子３０で検出された液晶パネル側の温度を示している。図２に示すように、ファン１０、１２による強制空冷にもかかわらず、液晶パネル側の温度の方が常に室温より約１０°Ｃ程度高い温度を保って室温の上昇と共に液晶ライトバルブ４内の温度も上昇することを示している。このため、液晶ライトバルブの内部部品の保護のため、許容温度をこれら液晶や偏光板の温度を仕様温度に合わせ、これを越えた場合に電源２６をオフし、ランプ２もオフするようにしている。
【００２５】
以上の構成を有する本実施の形態による液晶プロジェクタ１の動作について以下に説明する。図３は本実施の形態による液晶プロジェクタ１の動作手順を示すフローチャートである。本フローチャートの左側には一連のフローにおけるひとまとまりの動作毎に番号▲１▼〜▲８▼を付している。まず、▲１▼電源オン処理の動作から説明する。液晶プロジェクタ１の電源スイッチ（ＳＷ）が操作パネルあるいは付属のリモートコントロール装置（リモコン）でオンされるまで、ＭＰＵ５２が監視しておりループ状態になっている（ステップＳ１、Ｓ２）。ＳＷがオンされると、ＭＰＵ５２が感知しこのループから抜け、電源２６を起動しランプ２をオンさせると共に、装置内の種々の回路等を初期設定したり、メモリ等をクリアする初期設定を実施する（ステップＳ３）。これにより液晶プロジェクタ１は表示を開始する。
これ以降、▲２▼入力切換処理、▲３▼液晶印加電圧制御処理、▲４▼温度表示処理、▲５▼フィルタ清掃処理、▲６▼フィルタ交換処理、▲７▼温度異常監視処理、及び▲８▼電源オフ監視処理の処理を繰り返し実行する。上記▲２▼〜▲８▼の各動作の詳細について以下に説明する。
【００２６】
まず▲２▼入力切換処理では、制御回路８のＡ／Ｄ変換器４０に入力してくる映像信号が、ＲＧＢ信号であるか否かが判断され（ステップＳ４）、ＲＧＢ信号であればさらにＲＧＢ１信号であるかＲＧＢ２信号であるかが判断される（ステップＳ５）。入力した映像信号がＲＧＢ１信号であれば制御回路８内において所定のＲＢＧ１処理が行われ（ステップＳ６）、映像信号がＲＧＢ２信号であれば制御回路８内において所定のＲＢＧ２処理が行われる（ステップＳ７）。一方、ステップＳ４にて、ＲＧＢ信号でないと判断されると、ビデオ１信号であるか否かが判断される（ステップＳ８）。入力した映像信号がビデオ１信号であれば制御回路８内において所定のビデオ１処理が行われ（ステップＳ９）、映像信号がビデオ２信号であれば制御回路８内において所定のビデオ２処理が行われる（ステップＳ１０）。このように▲２▼入力切換処理では、入力信号がＲＧＢ１、ＲＧＢ２、ビデオ１、あるいはビデオ２のどの入力が操作パネルまたはリモコンで選択されているかを常に監視するようになっている。
【００２７】
次に、▲３▼液晶印加電圧制御処理での動作手順について説明する。まず、一般的な液晶パネルの有している印加電圧−透過率特性を図４に示す。図４の横軸は液晶への印加電圧（Ｖ）を表し、縦軸は液晶パネルの透過率（％）を表している。また、図４中、実線で示すデータは液晶パネルの温度が２０°Ｃのときのものであり、一点鎖線で示すデータは液晶パネルの温度が６０°Ｃのときのものである。この図４の２つのデータが示すように液晶パネルの印加電圧−透過率特性は温度依存性を有している。すなわち、液晶パネルの温度が２０°Ｃの場合には、液晶印加電圧が０．５Ｖ以下で透過率が０％となって黒が表示され、液晶印加電圧が４．５Ｖ以上で透過率が１００％となって白が表示される。そして、印加電圧が０．５〜４．５Ｖの範囲で中間調が表示されるようになっている。一方、液晶パネルの温度が６０°Ｃの場合には、液晶印加電圧が０．９Ｖ以下で透過率が０％となって黒が表示され、液晶印加電圧が４．９Ｖ以上で透過率が１００％となって白が表示される。そして、印加電圧が０．９〜４．９Ｖの範囲で中間調が表示されるようになっている。
【００２８】
従って図４からも明らかなように、液晶パネルの温度が２０°Ｃの場合と６０°Ｃの場合とでは、例えば透過率５０％程度のところで約０．４Ｖの電圧がシフトしていることになる。つまり、この液晶パネルの温度依存の割合は１０ｍＶ／°Ｃとなる。このため中間調表示において例えば３Ｖの電圧を液晶に印加しても、２０°Ｃの液晶パネルと６０°Ｃの液晶パネルでは透過率が約１０％ずれることになり、中間調の再現が温度でかなり異なってしまうことになる。
【００２９】
本実施の形態においては、この液晶パネルの温度依存性を温度検出素子３０からの検出結果に基づき温度制御回路５４及びシフト回路４８を用いてＭＰＵ５２により補正するようにしている。例えば、映像信号のレベルを０．７Ｖとし、２０°Ｃの液晶パネルに対する液晶印加電圧を０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲（範囲：４Ｖ）とすると、増幅回路５０のゲインは５．７１４２８６（＝４／０．７）となる。従って、入力電圧をＸ（Ｖ）、出力電圧をＹ（Ｖ）とすると、Ｙ＝５．７１４２８６×Ｘ＋０．５となる。
【００３０】
液晶パネルの温度が２０°Ｃから６０°Ｃへ変化したとき、同一の透過率を得るための液晶パネルの印加電圧のシフト量は０．４Ｖであるから、シフト量を増幅回路５０のゲインで除した値０．０７Ｖ（＝０．４／５．７１４２８６）を温度差４０で除して、１°Ｃあたりのシフト量の変化量０．００１７４９９Ｖ（＝０．０７／４０）を得る。従って、シフト量ＳＶは、ＳＶ＝０．００１７４９９（ｔ−２０）で求めることができ、温度ｔごとにシフト量を変えれば温度に依存しない表示が可能になる。なお、シフト回路４８への温度ｔの入力は、液晶パネルの温度ｔが温度検出素子３０で検出されており、アナログ電圧あるいはデジタル入力のいずれでもすることができる。また図４の例では、液晶に電圧を印加しない状態で黒を表示するいわゆるノーマリブラック型の液晶パネルについて説明したが液晶に電圧を印加しない状態で白を表示するいわゆるノーマリホワイト型の液晶パネルにも同様に本実施の形態を適用することができる。
【００３１】
ここで▲３▼液晶印加電圧制御処理を図３の動作手順に戻って説明する。まず液晶パネルの温度が３０°Ｃ以下、３０〜４０°Ｃ、４０〜５０°Ｃ、または５０°Ｃ以上の４段階のいずれにあるかを判断する。そのため、温度制御回路５４により温度検出素子３０の検出結果をモニタし、液晶パネルの温度が４０°Ｃ以上か否かを判断する（ステップＳ１１）。液晶パネルの温度が４０°Ｃ以上であれば、さらに５０°Ｃ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。液晶パネルの温度が５０°Ｃ以上であると判断したら、映像信号をシフトさせるシフト量ＳＶとして０．０５２５Ｖをシフト回路４８に設定する（ステップＳ１７）。液晶パネルの温度が５０°Ｃ以下であると判断したら、映像信号をシフトさせるシフト量ＳＶとして０．０３５Ｖをシフト回路４８に設定する（ステップＳ１６）。
【００３２】
一方、ステップＳ１１において液晶パネルの温度が４０°Ｃ以下であると判断したら、さらに３０°Ｃ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。液晶パネルの温度が３０°Ｃ以上であると判断したら、映像信号をシフトさせるシフト量ＳＶとして０．０１７５Ｖをシフト回路４８に設定する（ステップＳ１５）。液晶パネルの温度が３０°Ｃ以下であると判断したら、映像信号をシフトさせるシフト量ＳＶとして０Ｖ（シフト量なし）をシフト回路４８に設定する（ステップＳ１４）。こうすることにより、液晶パネルの温度に依存せずに、入力映像信号に正確に対応した中間調表示を得ることができるようになる。上記例では液晶パネルの温度変化を１０°Ｃ毎の４段階に分けてシフト量ＳＶを変更したが、温度範囲をさらに細かく設定したり、連続的にシフト量を変化させることも可能である。
【００３３】
次に、図５を用いて、▲３▼液晶印加電圧制御処理で用いられるシフト回路４８の構成例について説明する。ここでは、上述のように液晶パネルの温度範囲を１０°Ｃ毎に４段階に分けてシフト量ＳＶを設定するシフト回路４８について説明する。シフト回路４８は、６個の抵抗８０、８２、８４、８６、８８、９０により４種類の出力電圧を得る抵抗分圧回路を有している。３つの抵抗８０、８２、８４は３Ｖの電圧が並列に印加されるようになっており、それぞれの抵抗値はＲ１＝１０ｋΩである。抵抗８０は抵抗８６（Ｒ２＝５８．６７Ω）と接続されてＧＮＤ（グランド）に接地されている。抵抗８２は抵抗８８（Ｒ３＝１１８．０４Ω）と接続されてＧＮＤ（グランド）に接地されている。また、抵抗８４は抵抗９０（Ｒ４＝１７８．１１Ω）と接続されてＧＮＤ（グランド）に接地されている。
【００３４】
このような構成において、抵抗８０と抵抗８６とを接続する接続線から分岐して０．０１７５Ｖを供給する電圧供給端子９４が形成され、抵抗８２と抵抗８８とを接続する接続線から分岐して０．０３５Ｖを供給する電圧供給端子９６が形成され、さらに抵抗８４と抵抗９０とを接続する接続線から分岐して０．０５２５Ｖを供給する電圧供給端子９８が形成されている。また、ＧＮＤからは０Ｖを供給する電圧供給端子９２が形成されている。
【００３５】
ＭＰＵ５２からの選択信号に基づいて、これら４つの電圧供給端子９２〜９８のいずれかに選択的に接続可能な切り替えスイッチ１００が設けられている。切り替えスイッチ１００はバッファ用オペアンプ１０２の非反転入力端子（＋端子）に接続されている。バッファ用オペアンプ１０２の出力端子は抵抗１０４に接続されると共に、バッファ用オペアンプ１０２の反転入力端子（−端子）に接続されている。抵抗１０４は並列的に次段の抵抗１０６とシフト用オペアンプ１１２の反転入力端子とに接続されている。抵抗１０６の電流流下方向側はシフト用オペアンプ１１２の出力端子に接続されている。また、シフト用オペアンプ１１２の非反転入力端子には抵抗１０８を介して映像信号が入力するようになっている。なお、シフト用オペアンプ１１２の非反転入力端子及び抵抗１０８の間とＧＮＤとの間に抵抗１１０が接続されている。
【００３６】
このような構成において、各段階のシフト量ＳＶは抵抗分圧で作成される。例えば、シフト量ＳＶ＝０．０１７５Ｖを作成する場合は、ＳＶ＝３／（Ｒ１＋Ｒ３）×Ｒ３＝０．０１７５においてＲ１＝１０ｋΩとしてＲ３＝５８．６７Ωとすればよい。このようにして４段階のシフト量ＳＶを作成しておいて、温度検出素子３０の計測結果から、液晶パネルの温度が３０°Ｃ以下、３０〜４０°Ｃ、４０〜５０°Ｃ、または５０°Ｃ以上の４段階のいずれにあるかをＭＰＵ５２内で計算し、選択信号をＭＰＵ５２から送出して切り替えスイッチ（リレー／アナログスイッチ等）１００でシフト電圧ＳＶをバッファ用オペアンプ１０２の非反転入力端子に入力する。このバッファ用オペアンプ１０２の出力端子にはシフト電圧ＳＶと同一の電圧値が出力され、次段のシフト用オペアンプ１１２の反転入力端子側に入力されて、シフト用オペアンプ１１２の出力端子側から映像信号にシフト電圧ＳＶを印加した出力電圧が得られる。
【００３７】
また図５に示したシフト回路４８の変形例として図６に示すような構成にしてもよい。図６は、シフト電圧ＳＶを段階的に変化させるのではなく連続的に変化させることができるシフト回路４８を示している。ＭＰＵ５２において、液晶パネルの温度に対応したシフト電圧ＳＶを計算し、図示を省略したＤ／Ａ変換器を通してアナログ電圧のシフト電圧ＳＶをバッファ用オペアンプ１０２の非反転入力端子に入力するようになっている。バッファ用オペアンプ１０２の出力側から後段は図５と全く同じ構成であるので説明は省略する。
【００３８】
以上説明したような構成を有するシフト回路４８を制御回路８内に配置することにより、液晶プロジェクタ１内の温度が変化して液晶プロジェクタ部４内の液晶パネルの温度が変化したとしても、正確な階調表示を維持して高い表示品質の映像をスクリーン６０上に映し出すことができるようになる。
【００３９】
次に、図３における▲４▼温度表示処理の手順について説明する。ステップＳ１８において温度表示を行うか否かが判断され、操作パネル又はリモコンから使用者の指示が出されるとステップＳ１９において温度表示処理が行われる。液晶プロジェクタ１に内蔵された温度検出素子３０、３２の温度検出値を映像信号と共にスクリーン６０上に投写し、使用者が液晶プロジェクタ１の温度に関する動作環境や動作状態を確認できるようにしている。これにより、使用者は的確な動作環境の設定（例えば、より室温の低い場所に液晶プロジェクタ１を設置する等）をすることができる。映像信号と共に温度検出素子３０、３２の温度検出値を重ね合わせて表示させるためにＯＳＤ制御回路４４が用いられている。図７にオンスクリーンディスプレイの例を示す。図７では、「外部温度 ２５°Ｃ」と「内部温度 ３５°Ｃ」とがスクリーン６０に映し出された映像に重なって表示されている例を示している。表示の態様は様々であり「室温 ２５°Ｃ」、「装置内 ３５°Ｃ」のように表示させてももちろんよい。
【００４０】
次に、以上の▲４▼温度表示処理において用いられたＯＳＤ制御回路４４の一般的な構成例を図８を用いて説明する。ＯＳＤ制御回路４４は大別すると、映像信号に重畳させる重合せ信号を生成するＯＳＤ−ＩＣ６２と、生成された重合せ信号を映像信号に掛け合わせるマルチプレックス回路７２とから構成される。マルチプレックス回路７２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色毎に設けられている。
【００４１】
ＯＳＤ−ＩＣ６２の種類は様々あるが、ここでは内部にキャラクタＲＯＭ６４とＤＲＡＭ６６とを備え、表示制御回路６８と出力回路７０とを有している一般的なＯＳＤ−ＩＣ６２で説明する。本ＯＳＤ−ＩＣ６２の表示制御回路６８には、ＭＰＵ５２からの制御信号と表示データ情報とが入力されるようになっている。ＭＰＵ５２からの制御信号は、スクリーン６０に表示する表示データを内部ＤＲＡＭ６６に取り込むために用いられる。ＭＰＵ５２からの表示データ情報は、例えば映像信号に重ね合わせるキャラクタ情報である。また表示制御回路６８には、映像信号と同期をとるための垂直同期信号（ＶＳ）や水平同期信号（ＨＳ）等の制御信号もＭＰＵ５２から入力されるようになっている。
【００４２】
ここで、ＯＳＤ制御によりスクリーン上に画像と共に文字を重ね合わせる方法を簡単に説明する。まず、ＭＰＵ５２からＯＳＤ−ＩＣ６２にシリアルデータとして送出される表示データ情報の簡略化した例を図９を用いて説明する。図９に示すように、表示データ情報は、先頭（図中左側）から２バイト（８ビット）毎に、２０行×１６列程度の容量を有するＤＲＡＭ６６の列位置、ＤＲＡＭ６６の行位置、ＯＳＤ−ＩＣ６２内のキャラクタＲＯＭ６４の文字の位置、当該文字の色、及び当該文字の影付きや点滅の修飾を示す合計１０バイトのデータから構成される。本例では、ＤＲＡＭ６６の列位置は（００）、ＤＲＡＭ６６の行位置は（０１）、ＯＳＤ−ＩＣ６２内のキャラクタＲＯＭ６４の文字の位置は（１Ｂ）、当該文字の色は（４０）、及び当該文字の影付きや点滅の修飾は（００）である。この１０バイト１データの表示データ情報をＭＰＵ５２からＯＳＤ−ＩＣ６２に転送するとＯＳＤ−ＩＣ６２はＤＲＡＭ６６の指定の位置に、指定の文字色で文字パターンを設定し出力する。
【００４３】
次に、ＯＳＤ−ＩＣ６２のキャラクタＲＯＭ６４の構成例を図１０を用いて説明する。キャラクタＲＯＭ６４は、例えば２５６×２４×１２ｂｉｔ程度の容量を有している。キャラクタＲＯＭ６４は上位アドレス、下位アドレス共に４ビットで構成され、図１０では上位アドレスが行を示し、下位アドレスが列を示しており、共に１６進数で表示されている。上位及び下位のアドレスで特定される要素には図１０に示すようにキャラクタが割り当てられ、例えば、図９に示した表示データ情報におけるキャラクタＲＯＭ６４の文字の位置（１Ｂ）は、「Ｒ」を示している。また例えば「温」という文字をスクリーン６０上に映し出したい場合はアドレスとして「Ａ３」を選択すればよい。
【００４４】
さらに、例えば「外部温度２５°Ｃ」、「内部温度３５°Ｃ」という文字をスクリーン６０上に画像と共に映し出したい場合には、ＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域に図１１に示すようなメモリ構成を予め作成しておくようにしてもよい。図１１はＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域の所定アドレスに対応した複数の文字イメージ及び実データを示している。例えば上述の場合には図１１におけるアドレスＡＣ０番地〜Ｂ０Ｆ番地にこれらの文字情報、位置情報、色情報等を格納しておいて、スクリーン６０にこれらを表示させようとする場合はこのアドレスＡＣ０番地〜Ｂ０Ｆ番地のデータ群をＯＳＤ−ＩＣ６２に送出するようにすればよい。例えば、図３に示した動作手順の▲４▼温度表示処理で温度表示するかどうかを選択する際には、操作パネルまたはリモコンの操作により、図１１に示したＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＡ８０番地〜ＡＢＦ番地の「温度モニタ？はい■ いいえ」を選択してスクリーン６０上に表示させ、「はい」を選択した場合は、上述の温度を表示し、「いいえ」を選択した場合は表示しないようにさせることができる。
【００４５】
次に、図１２、図１３を用いて▲５▼フィルタ清掃処理、及び▲６▼フィルタ交換処理について説明する。図１２はフィルタ１４の汚れ具合による液晶プロジェクタ１の内部温度と外部温度との関係を示したものである。横軸は室温（°Ｃ）を表し、縦軸は温度検出素子３０、３２で検出された検出温度（°Ｃ）を表している。図１２中「Ａ」は温度検出素子３２で検出された室内温度を示し、「Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２」はそれぞれフィルタ１４の汚れ具合が異なる場合の温度検出素子３０で検出された液晶パネル側の温度を示している。図１２の「Ｂ０」に示すように、新品のフィルタ１４を使用した場合の液晶パネル側の温度は、外部温度との差が１０°Ｃの上昇となっている。「Ｂ１」はフィルタ１４の汚れが中程度でフィルタ１４の清掃が必要な場合の液晶パネル側の温度で、外部温度との差が２０°Ｃの上昇となっている。「Ｂ２」はフィルタ１４の汚れが大きくフィルタ１４の交換が必要な場合の液晶パネル側の温度で、外部温度との差が３５°Ｃの上昇となっている。
【００４６】
従って、温度検出素子３０、３２から検出された温度の差を温度制御回路５４で求めることにより、フィルタ１４の汚れ具合を推定することができる。温度制御回路５４はＭＰＵ５２に対し、推定されたフィルタの汚れ具合に基づいてアラーム信号を送出する。ＭＰＵ５２は受け取ったアラーム信号に応じて図１３に示すような情報をＯＳＤ制御回路４４を通してスクリーン６０に表示し、使用者にフィルタ１４のメンテナンスを促すことができるようになっている。図１３の例では、「フィルタを清掃してください （内外温度差 ２０°Ｃ）」をスクリーン６０上に表示させているが、温度差が３５°Ｃ程度になったら、「フィルタを交換してください （内外温度差 ３５°Ｃ）」のように表示させる。
【００４７】
図３に示した動作フローに戻って▲５▼フィルタ清掃処理の手順について説明する。フィルタ１４の汚れ具合を推定して利用者に必要なメンテナンスを促すため、▲５▼フィルタ清掃処理では、温度検出素子３０、３２の検出結果から液晶プロジェクタ１の内部温度と外部温度との温度差が温度制御回路５４で求められてＭＰＵ５２に送出され、フィルタ清掃が必要か否かが判断される（ステップＳ２０）。温度差が２０°Ｃ〜３５°Ｃの場合は、図１１に示したＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＢ５０番地〜ＢＣＦ番地の「フィルタを清掃して下さい （内外温度差 ２０°Ｃ）」（「清掃」の文字は例えば黄色で表示する）をＯＳＤ−ＩＣ６２に送出してスクリーン６０上に表示する（ステップＳ２１）。温度差が２０°Ｃ〜３５°Ｃ以外の場合は、▲６▼フィルタ交換処理へ進む。
【００４８】
次に、▲６▼フィルタ交換処理ではＭＰＵ５２において同様にして、フィルタ交換が必要か否かが判断される（ステップＳ２２）。液晶プロジェクタ１の内部温度と外部温度との温度差が３５°Ｃ〜４０°Ｃの場合、図１１に示したＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＢＤ０番地〜Ｃ３Ｆ番地の「フィルタを交換して下さい （内外温度差 ３５°Ｃ）」（「交換」の文字は例えば赤色で表示する）をＯＳＤ−ＩＣ６２に送出してスクリーン６０上に表示する（ステップＳ２３）。温度差が３５°Ｃ〜４０°Ｃ以外であれば、▲７▼温度異常監視処理へ進む。
【００４９】
次に、▲７▼温度異常監視処理における手順について説明する。まず、液晶プロジェクタ１内の温度が上昇して許容温度を越えてしまい電源２６が遮断される事態について検討すると、まず図２を用いて説明したように、ファン１０、１２で強制空冷しても、液晶パネルは、室温より約１０°Ｃ程度高い温度を保って室温の上昇と共に温度上昇する。従って、液晶プロジェクタ１外部の温度が上昇し続けて液晶パネルの許容温度を越えると電源２６が遮断される。ところが、室温が変化しなくても、例えば吸気／排気ファン１０、１２が停止してしまったり回転速度が低下してしまうような吸気／排気ファン１０、１２の異常により、液晶プロジェクタ１の内部温度が上昇して液晶パネルの許容温度を越えてしまい、電源２６が遮断されることもある。
【００５０】
このように、電源２６が遮断される原因はいくつかあるが、従来ではこれらの原因を究明しようとしても既に液晶プロジェクタ１の電源２６が落ちているため原因解析が極めて困難であるという問題を有していた。従来では液晶プロジェクタ１外部の温度が上昇したために電源２６が落ちたのか、吸気／排気ファン１０、１２の異常により電源２６が落ちたのか全く分からないが、本実施の形態による液晶プロジェクタ１では外部温度も同時に計測しているため障害解析が容易になる。ステップＳ２４において、液晶ライトバルブ部４の温度異常か否かが判断され、温度制御回路５４を介して液晶ライトバルブ部４の温度が規定温度を越えたと判断されたら、ＭＰＵ５２はその時の温度検出素子３０、３２からの温度データの値を記憶してから（ステップＳ２５）、電源／ランプ制御回路５６を制御して電源２６またはランプ２をオフさせ（ステップＳ２６）、機能を停止させる（ステップＳ２７）。温度検出素子３０、３２からの温度データの値は、例えば図１１に示したＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＣ４０番地以降に格納されるようになっている。
【００５１】
液晶プロジェクタ１の電源２６が落とされた後、再び電源２６のスイッチをオンさせると、操作パネルまたはリモコンから指示することにより、ＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＣ４０番地以降のデータがＯＳＤ制御回路４４を介して、図１４に示すような障害時発生時のデータとしてスクリーン６０上に表示できるようになっている。図１４は、スクリーン６０上に表示された電源断時の温度状態の例を示しており、例えば、「電源断時温度」、「外部温度 ２０°Ｃ」、内部温度 ６０°Ｃ」、「温度差 ４０°Ｃ」のように表示される。
【００５２】
次に、図３における▲８▼電源オフ監視処理について説明する。電源オフ監視処理では、電源ＳＷが操作パネル又はリモコンによりオフされるか否かを監視しており（ステップＳ２８）、オフされた場合ループから抜け出し、ランプ２をオフして装置を停止させるようになっている（ステップＳ２９）。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、使用者側で容易にフィルタの目詰まりなどを発見することができ、容易なメンテナンスを実現することができるようになる。
また、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、筐体内の温度だけでなく筐体外部の温度も計測して記憶するようにしているので、電源がオフしてしまった原因が、装置外部の温度が上昇したためか、あるいはファンの停止や回転速度の低下などのファンの異常によるものかの判別が容易にできるので、障害発生時の原因分析を容易に行うことができるようになる。
【００５４】
また、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、映像が映し出されたスクリーン上に筐体内の温度や外部温度を表示させたり、フィルタの清掃、交換の時期を表示させたりすることができので、使用者による容易なメンテナンスを実現することができる。
また、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、筐体内部の温度変化によりライトバルブを射出する映像信号の階調が影響を受ける事態になっても、温度変化に対応して変調信号のレベルをシフトさせることができるようになるので画像品質の劣化を防止した高品質の映像をスクリーンに映し出すことができるようになる。
【００５５】
本発明は上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、ランプ２からダイクロイックミラー等により導かれた光を透過させてスクリーン６０に画像を映し出す透過型液晶ライトバルブを用いたが、本発明はもちろんこれに限られず、光源からの光を反射させてスクリーン６０に画像を映し出す反射型液晶パネルを用いた反射型液晶ライトバルブを用いることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、使用者側で容易にメンテナンスできる投写型表示装置を実現できる。また本発明によれば、画像品質を向上させた投写型表示装置を実現できる。さらに本発明によれば、障害発生時の原因分析を容易に行うことができる投写型表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による投写型表示装置の概略の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による投写型表示装置における室温と温度検出素子３０による検出結果との関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１の動作手順を示すフローチャートを示す図である。
【図４】一般的な液晶パネルの有している印加電圧−透過率特性を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１での液晶印加電圧制御処理で用いられるシフト回路４８の構成例を示す図である。
【図６】図５に示したシフト回路４８の変形例を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１でのオンスクリーンディスプレイの例を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１における温度表示処理において用いられたＯＳＤ制御回路４４の一般的な構成例を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１におけるＭＰＵ５２からＯＳＤ−ＩＣ６２にシリアルデータとして送出される表示データ情報の簡略化した例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１におけるＯＳＤ−ＩＣ６２のキャラクタＲＯＭ６４の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１におけるＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域の構成を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１における、フィルタ１４の汚れ具合による液晶プロジェクタ１の内部温度と外部温度との関係を示す図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１でのオンスクリーンディスプレイの例を示す図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１でのオンスクリーンディスプレイの例を示す図である。
【図１５】従来の液晶プロジェクタの概略の構成を示す図である。
【図１６】従来の液晶プロジェクタの温度検出素子に基づく検出温度と室温との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 液晶プロジェクタ
２ ランプ
４ 液晶ライトバルブ部
６ 投写レンズ
８ 制御回路
１０ 吸気ファン
１２ 排気ファン
１４ フィルタ
１６、１８、２０、２２、３４ 信号線
２４ 電源線
２６ 電源
３０、３２ 温度検出素子
４０ Ａ／Ｄ変換器
４２ デジタル処理回路
４４ ＯＳＤ制御回路
４６ Ｄ／Ａ変換器
４８ シフト回路
５０ 増幅回路
５２ ＭＰＵ
５４ 温度制御回路
５６ 電源／ランプ制御回路
６０ スクリーン
６２ ＯＳＤ−ＩＣ
６４ キャラクタＲＯＭ
６６ ＤＲＡＭ
６８ 表示制御回路
７０ 出力回路
７２ マルチプレックス回路
８０、８２、８４、８６、８８、９０ 抵抗
９２、９４、９６、９８ 電圧供給端子
１００ 切り替えスイッチ
１０２ バッファ用オペアンプ
１０４、１０６、１０８、１１０ 抵抗
１１２ シフト用オペアンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライトバルブを用いた投写型表示装置に関し、特に、透過型液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光変調用のライトバルブを用いた投写型表示装置のうち、いわゆる液晶プロジェクタと呼ばれる液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置は、高精細で大画面表示が可能なため、近い将来家庭用のテレビジョンやパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の表示装置（ＣＲＴ）に取って代わる可能性を有している。近年、ＰＣの表示装置に要求される表示解像度の向上と共に液晶プロジェクタの解像度も高精細化され、従来の６４０×４８０ドット（ＶＧＡ）から８００×６００ドット（ＳＶＧＡ）が標準になり、今後さらに１０２４×７６８ドット（ＸＧＡ）の解像度へと高精細化が進んできている。
【０００３】
この従来の液晶プロジェクタ１の概略の構成を図１５を用いて簡単に説明する。液晶プロジェクタ１の投写光学系は、ランプ２、液晶ライトバルブ部４、及び投写レンズ６を有している。また図示は省略したが、投写光学系は、ランプ２からの光を赤、緑、及び青の３色に色分割する複数のダイクロイックミラー、及び分割された３色を色合成するダイクロイックプリズム（または複数のダイクロイックミラー）を有している。色分割された３色の光は液晶ライトバルブ部４に設けられた各色用の液晶ライトバルブにそれぞれ入射して画像信号に応じて変調され、ダイクロイックプリズムで合成されて投写レンズ６へ射出するようになっている。
【０００４】
液晶プロジェクタ１の画像信号処理系は、ＰＣあるいはビデオ装置等からの映像信号が入力する制御回路８を有している。制御回路８に入力された映像信号は所定の電圧に変換されて信号線１８を介して液晶ライトバルブ部４の各液晶ライトバルブに供給される。映像信号に応じた駆動電圧を液晶ライトバルブの各画素に印加して、映像信号に応じて各画素の透過率を変えてランプ２からの光を変調することによりスクリーン上で画像を得ることができるようになる。ランプ２には、通常、メタルハライドランプ等の大光量を発生させることのできる光源が用いられる。このため電源２６から電源線２４を介して大電力が供給され、ランプ２は発熱して高温になる。
【０００５】
このランプ２に発生した熱は、放射あるいは空気を介した熱伝達により液晶プロジェクタ１（筐体）内部の温度を上昇させる。また液晶ライトバルブを構成する液晶パネル内の液晶や液晶パネル表面に張り付けられている偏光板などは光を吸収することによりそれ自身でも温度が上昇する。これら液晶や偏光板の温度を例えば６０°Ｃ程度に決められた仕様温度内に維持できるよう、従来の液晶プロジェクタ１では、液晶ライトバルブ部４周囲に空気を流すようにしている。液晶プロジェクタ１の筐体には図示のように吸気ファン１０と排気ファン１２とが設けられ、これらファン１０、１２を回転させることにより液晶ライトバルブ部４周囲に空気の流れを作る強制空冷を行っている。また、吸気ファン１０の空気流入側には埃等の進入を防止するためのフィルタ１４が取り付けられている。
【０００６】
また、液晶ライトバルブ部４には、液晶パネルや偏光板の温度を測定する温度検出素子３０が取り付けられている。温度検出素子３０からの検出信号は信号線１６を介して制御回路８に出力されるようになっている。制御回路８は、温度検出素子３０からの温度検出信号と予め記憶してある基準値とを比較して、温度検出信号が基準値を越えたら信号線２０を介してランプ２をオフし、また、信号線２２を介して液晶プロジェクタ１の電源２６をオフするようになっている。ここで、制御回路８に記憶された温度の基準値について図１６を用いて説明する。図１６の横軸は室温（°Ｃ）を表し、縦軸は温度検出素子３０からの温度検出信号に基づいて検出した温度（°Ｃ）を表している。図１６に示すように、ファン１０、１２による強制空冷にもかかわらず、室内温度の上昇と共に液晶ライトバルブ４内の温度も上昇してしまうことがわかる。このため従来では、液晶ライトバルブの内部部品の保護のため、これら液晶や偏光板の許容温度としての基準値を仕様温度に合わせ、これを越えた場合に電源２６をオフし、ランプ２もオフするようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の液晶プロジェクタ１は、ランプ２からの熱や光で液晶や偏光板が劣化したり故障したりしないように、液晶ライトバルブ部４に配置した温度検出素子３０で液晶パネル近傍の温度を計測し、予め記憶した基準値と計測結果とを比較して電源２６やランプ２をオフするようにしている。
【０００８】
ところで、図１６で示したように液晶プロジェクタ１内の温度は、液晶プロジェクタ１の設置されている雰囲気の温度に依存して変化するが、それ以外の原因、例えば吸気ファン１０前面のフィルタ１４の目詰まりの程度によっても変化する。すなわち、温度検出素子３０の計測結果が上記基準値に至るには幾つかの原因が存在する。ところが上述の従来の液晶プロジェクタの温度管理では、単に、液晶ライトバルブ部４の内部部品が基準温度を越えるか否かだけを判断しており、基準温度に達するまでの途中の温度変化を把握することができないため、液晶プロジェクタ１の電源２６やランプ２がオフした際の原因を使用者側で見つけだすことが困難であるという問題を有している。
【０００９】
また、従来の液晶プロジェクタ１では、液晶ライトバルブ部４の内部部品が基準温度を越えてしまう原因の１つであるフィルタ１４の目詰まりによる吸気ファン１０の効率低下を、容易に発見して未然に防止するメンテナンスを行うことが困難であるという問題も有している。
さらに、従来の液晶プロジェクタ１では、中間調表示において所定の階調を得るために所定の電圧を液晶に印加しても、液晶ライトバルブ部４内の液晶パネルの温度が変化してしまうと、それに依存して液晶パネルの透過率が変化してしまうため、中間調の再現性が温度に依存して異なってしまい画像品質が低下してしまうという問題も有している。
【００１０】
本発明の目的は、使用者側で容易にメンテナンスできる投写型表示装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、画像品質を向上させた投写型表示装置を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、障害発生時の原因分析を容易に行うことができる投写型表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、筐体内に配置され、光源からの入射光を変調して射出するライトバルブと、ライトバルブから射出された光を拡大投写する投写レンズとを有する投写型表示装置において、少なくともライトバルブ近傍の温度と筐体外部の温度とを計測する温度計測手段と、温度計測手段で計測された温度に基づいて、少なくとも光源の電源のオン／オフを制御する制御系とを有していることを特徴とする投写型表示装置によって達成される。
【００１２】
また、本発明の投写型表示装置において、温度計測手段は、ライトバルブ近傍の温度を計測する第１の温度検出素子と、筐体外部近傍の外気温度を計測する第２の温度検出素子とを少なくとも備えていることを特徴とする。
また、本発明の投写型表示装置において、筐体内に空気を送り込む吸気ファンを有し、第２の温度検出素子は、吸気ファン近傍に配置されていることを特徴とする。
さらに本発明の投写型表示装置において、吸気ファンの外気吸引側にフィルタが設けられ、第２の温度検出素子は、フィルタ近傍の温度を計測することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の投写型表示装置において、制御系は、第１の温度検出素子と第２の温度検出素子の計測結果に基づいてライトバルブ近傍の温度と筐体外部近傍の温度との温度差を求め、温度差に基づいてフィルタの汚れの程度を推定する推定処理部を有していることを特徴とする。本発明のこのような構成によれば、使用者側で容易にフィルタの目詰まりなどを発見することができ、容易なメンテナンスを実現することができるようになる。
【００１４】
また、上述の投写型表示装置において、制御系は、電源をオフする直前の温度計測手段で計測された温度を記憶する記憶部を有していることを特徴とする。本発明によれば、筐体内の温度だけでなく筐体外部の温度も計測して記憶するようにしているので、電源がオフしてしまった原因が、装置外部の温度が上昇したためか、あるいはファンの停止や回転速度の低下などのファンの異常によるものかの判別が容易にできるので、障害発生時の原因分析を容易に行うことができるようになる。
【００１５】
また、制御系は、オンスクリーンディスプレイ制御回路を有し、映像信号に所定の画像を重ね合わせた変調信号をライトバルブへ供給することを特徴とする。本発明はこのような構成を有するので、映像が映し出されたスクリーン上に種々の情報を重ねて表示させることができ、特に、筐体内の温度や外部温度を表示させたり、フィルタの清掃、交換の時期を表示させたりすることができるので、使用者による容易なメンテナンスを実現することができる。
【００１６】
また、上記目的は、筐体内に配置され、光源からの入射光を変調して射出するライトバルブと、ライトバルブから射出された光を拡大投写する投写レンズとを有する投写型表示装置において、少なくともライトバルブ近傍の温度を計測する温度計測手段と、温度計測手段で計測された温度に基づいて、ライトバルブに入力させる変調信号のレベルをシフトさせる制御系とを有していることを特徴とする投写型表示装置によって達成される。本発明の投写型表示装置の構成によれば、筐体内部の温度変化によりライトバルブを射出した光による映像の階調が影響を受ける事態になっても、温度変化に対応して変調信号のレベルをシフトさせるようにしたので、画像品質の劣化を防止した高品質の映像をスクリーンに映し出すことができるようになる。
また、上述の投写型表示装置において、ライトバルブは、入射光を映像信号で変調して射出する液晶パネルを有していることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態による投写型表示装置を図１乃至図１４を用いて説明する。まず、本実施の形態による投写型表示装置の概略の構成を図１を用いて説明する。本実施の形態による投写型表示装置として、透過型液晶ライトバルブを用いた液晶プロジェクタ１を例にとって説明する。液晶プロジェクタ１の投写光学系は、例えばメタルハライドランプなどを用いたランプ２を有している。また投写光学系は、図示を省略したが、ランプ２から射出された白色光を整形する整形光学系を有し、さらに整形された白色光を赤、緑、及び青の３色に色分割する複数のダイクロイックミラーを有している。
【００１８】
また、投写光学系は、ダイクロイックミラーで色分割された赤、緑、及び青の各色がそれぞれ入射する３つの液晶ライトバルブを備えた液晶ライトバルブ部４を有している。液晶ライトバルブは、マトリクス状に配列された複数の画素を画像信号に応じてそれぞれ駆動する液晶パネルと、液晶パネル表面に張り付けられた偏光板とを有している。液晶ライトバルブに入射した光は画像信号で変調されて射出される。さらに投写光学系は、図示は省略したが、液晶ライトバルブ部４を色分割されて射出した３色を色合成するダイクロイックプリズム（または複数のダイクロイックミラー）を有し、色合成された光をスクリーン上に投写する投写レンズ６を有している。
【００１９】
液晶プロジェクタ１の画像信号処理系は、ＰＣあるいはビデオ装置等からの映像信号が入力する制御回路８を有している。制御回路８は、ＰＣあるいはビデオ装置等からの映像信号が入力するＡ／Ｄ変換器４０を有している。また制御回路８は、Ａ／Ｄ変換器４０でアナログ−デジタル変換された映像信号が入力されるデジタル処理回路４２を有している。デジタル処理回路４２は、映像信号に対応して分割／並び替えを実施する。デジタル処理回路４２の出力信号はオンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）制御回路４４を経由してＤ／Ａ変換器４６でデジタル−アナログ変換される。ＯＳＤ制御回路４４はデジタル処理回路４２からのデジタル映像信号に所望の文字や画像を重ね合わせてＤ／Ａ変換器４６に出力するようになっている。また制御回路８は、Ｄ／Ａ変換器４６からのアナログ信号を入力してその電圧レベルを所定量だけシフトするシフト回路４８を有している。シフト回路４８で電圧レベルが変更されたアナログ信号は増幅回路５０に入力されて所定の電圧に変換されて信号線１８を介して液晶ライトバルブ部４の各液晶ライトバルブに供給される。このように映像信号に応じた駆動電圧を液晶ライトバルブの各画素に印加して各画素を透過するランプ２からの光を変調することによりスクリーン６０上で画像を得ることができるようになる。
【００２０】
また、制御回路８には、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５２が設けられ、ＭＰＵ５２によりＯＳＤ制御回路４４及びシフト回路４８が制御されるようになっている。また制御回路８には、ランプ２及び電源２６を制御する電源／ランプ制御回路５６と、液晶プロジェクタ内に複数設けられた温度検出素子３０、３２からの温度を検出する温度制御回路５４とが設けられている。電源／ランプ制御回路５６及び温度制御回路５４もＭＰＵ５２により制御されるようになっている。
【００２１】
投写光学系のランプ２には、通常、メタルハライドランプ等の大光量を発生できる光源が用いられる。このため電源２６から電源線２４を介して大電力が供給され、ランプ２は発熱して高温になる。このランプ２に発生した熱は、放射あるいは空気を介した熱伝達により液晶プロジェクタ１（筐体）内部の温度を上昇させる。また液晶ライトバルブ部４を構成する複数の液晶ライトバルブの液晶パネル内の液晶や液晶パネル表面に張り付けられている偏光板などは、光を吸収することによりそれ自身でも温度が上昇する。これら液晶や偏光板の温度を仕様温度（例えば６０°Ｃ程度）内に維持するために、本実施の形態による液晶プロジェクタ１では、液晶ライトバルブ部４周囲に空気を流すようにしている。液晶プロジェクタ１の筐体には図示のように吸気ファン１０と排気ファン１２とが設けられ、これらファン１０、１２を回転させることにより液晶ライトバルブ部４周囲に空気の流れを作る強制空冷を行っている。また、吸気ファン１０の空気流入側には埃等の進入を防止するためのフィルタ１４が取り付けられている。
【００２２】
また、本実施の形態による液晶プロジェクタ１には、液晶パネルや偏光板の温度を計測する温度検出素子３０が液晶ライトバルブ部４に取り付けられていると共に、吸気ファン１０の空気吸入側に設けられたフィルタ１４の直近にも温度検出素子３２が設置されている。温度検出素子３０は、液晶パネルの直近に設置されて液晶パネルの温度を検出し、信号線１６を介して温度制御回路５４に液晶パネルの温度データを送出する。温度検出素子３２は、液晶プロジェクタ１の筐体外から流入する風の温度（ほぼ室温に等しい）を検出し、信号線３４を介して温度制御回路５４に筐体外部の温度データを送出するようになっている。温度制御回路５４は双方の温度データを読み取り、双方の値の差や、それぞれの計測値を制御回路８全体を制御するＭＰＵ５２に通知するようになっている。制御回路８のＭＰＵ５２はこれらの値に基づいて、電源／ランプ制御回路５６を制御して電源２６やランプ２をオフしたり、シフト回路４８の設定や、ＯＳＤ制御回路４４の設定を実施するようになっている。
【００２３】
例えば、制御回路８は、温度検出素子３０からの温度検出信号と予め記憶しておいた基準値とを比較して、温度検出信号が基準値を越えたら信号線２２を介して電源２６を制御し、電源２６からランプ２への電力の供給を停止してランプ２を消灯させたり、また、信号線２２を介して液晶プロジェクタ１全体に供給される電力の供給を遮断するように電源２６を制御するようになっている。
【００２４】
この基準値について図２を用いて説明する。図２は横軸に室温（°Ｃ）を表し、縦軸は温度検出素子３０、３２からの温度検出信号に基づいて検出した温度（°Ｃ）を表している。図２中「Ａ」は温度検出素子３２で検出された室内温度を示し、「Ｂ」は温度検出素子３０で検出された液晶パネル側の温度を示している。図２に示すように、ファン１０、１２による強制空冷にもかかわらず、液晶パネル側の温度の方が常に室温より約１０°Ｃ程度高い温度を保って室温の上昇と共に液晶ライトバルブ４内の温度も上昇することを示している。このため、液晶ライトバルブの内部部品の保護のため、許容温度をこれら液晶や偏光板の温度を仕様温度に合わせ、これを越えた場合に電源２６をオフし、ランプ２もオフするようにしている。
【００２５】
以上の構成を有する本実施の形態による液晶プロジェクタ１の動作について以下に説明する。図３は本実施の形態による液晶プロジェクタ１の動作手順を示すフローチャートである。本フローチャートの左側には一連のフローにおけるひとまとまりの動作毎に番号▲１▼〜▲８▼を付している。まず、▲１▼電源オン処理の動作から説明する。液晶プロジェクタ１の電源スイッチ（ＳＷ）が操作パネルあるいは付属のリモートコントロール装置（リモコン）でオンされるまで、ＭＰＵ５２が監視しておりループ状態になっている（ステップＳ１、Ｓ２）。ＳＷがオンされると、ＭＰＵ５２が感知しこのループから抜け、電源２６を起動しランプ２をオンさせると共に、装置内の種々の回路等を初期設定したり、メモリ等をクリアする初期設定を実施する（ステップＳ３）。これにより液晶プロジェクタ１は表示を開始する。
これ以降、▲２▼入力切換処理、▲３▼液晶印加電圧制御処理、▲４▼温度表示処理、▲５▼フィルタ清掃処理、▲６▼フィルタ交換処理、▲７▼温度異常監視処理、及び▲８▼電源オフ監視処理の処理を繰り返し実行する。上記▲２▼〜▲８▼の各動作の詳細について以下に説明する。
【００２６】
まず▲２▼入力切換処理では、制御回路８のＡ／Ｄ変換器４０に入力してくる映像信号が、ＲＧＢ信号であるか否かが判断され（ステップＳ４）、ＲＧＢ信号であればさらにＲＧＢ１信号であるかＲＧＢ２信号であるかが判断される（ステップＳ５）。入力した映像信号がＲＧＢ１信号であれば制御回路８内において所定のＲＢＧ１処理が行われ（ステップＳ６）、映像信号がＲＧＢ２信号であれば制御回路８内において所定のＲＢＧ２処理が行われる（ステップＳ７）。一方、ステップＳ４にて、ＲＧＢ信号でないと判断されると、ビデオ１信号であるか否かが判断される（ステップＳ８）。入力した映像信号がビデオ１信号であれば制御回路８内において所定のビデオ１処理が行われ（ステップＳ９）、映像信号がビデオ２信号であれば制御回路８内において所定のビデオ２処理が行われる（ステップＳ１０）。このように▲２▼入力切換処理では、入力信号がＲＧＢ１、ＲＧＢ２、ビデオ１、あるいはビデオ２のどの入力が操作パネルまたはリモコンで選択されているかを常に監視するようになっている。
【００２７】
次に、▲３▼液晶印加電圧制御処理での動作手順について説明する。まず、一般的な液晶パネルの有している印加電圧−透過率特性を図４に示す。図４の横軸は液晶への印加電圧（Ｖ）を表し、縦軸は液晶パネルの透過率（％）を表している。また、図４中、実線で示すデータは液晶パネルの温度が２０°Ｃのときのものであり、一点鎖線で示すデータは液晶パネルの温度が６０°Ｃのときのものである。この図４の２つのデータが示すように液晶パネルの印加電圧−透過率特性は温度依存性を有している。すなわち、液晶パネルの温度が２０°Ｃの場合には、液晶印加電圧が０．５Ｖ以下で透過率が０％となって黒が表示され、液晶印加電圧が４．５Ｖ以上で透過率が１００％となって白が表示される。そして、印加電圧が０．５〜４．５Ｖの範囲で中間調が表示されるようになっている。一方、液晶パネルの温度が６０°Ｃの場合には、液晶印加電圧が０．９Ｖ以下で透過率が０％となって黒が表示され、液晶印加電圧が４．９Ｖ以上で透過率が１００％となって白が表示される。そして、印加電圧が０．９〜４．９Ｖの範囲で中間調が表示されるようになっている。
【００２８】
従って図４からも明らかなように、液晶パネルの温度が２０°Ｃの場合と６０°Ｃの場合とでは、例えば透過率５０％程度のところで約０．４Ｖの電圧がシフトしていることになる。つまり、この液晶パネルの温度依存の割合は１０ｍＶ／°Ｃとなる。このため中間調表示において例えば３Ｖの電圧を液晶に印加しても、２０°Ｃの液晶パネルと６０°Ｃの液晶パネルでは透過率が約１０％ずれることになり、中間調の再現が温度でかなり異なってしまうことになる。
【００２９】
本実施の形態においては、この液晶パネルの温度依存性を温度検出素子３０からの検出結果に基づき温度制御回路５４及びシフト回路４８を用いてＭＰＵ５２により補正するようにしている。例えば、映像信号のレベルを０．７Ｖとし、２０°Ｃの液晶パネルに対する液晶印加電圧を０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲（範囲：４Ｖ）とすると、増幅回路５０のゲインは５．７１４２８６（＝４／０．７）となる。従って、入力電圧をＸ（Ｖ）、出力電圧をＹ（Ｖ）とすると、Ｙ＝５．７１４２８６×Ｘ＋０．５となる。
【００３０】
液晶パネルの温度が２０°Ｃから６０°Ｃへ変化したとき、同一の透過率を得るための液晶パネルの印加電圧のシフト量は０．４Ｖであるから、シフト量を増幅回路５０のゲインで除した値０．０７Ｖ（＝０．４／５．７１４２８６）を温度差４０で除して、１°Ｃあたりのシフト量の変化量０．００１７４９９Ｖ（＝０．０７／４０）を得る。従って、シフト量ＳＶは、ＳＶ＝０．００１７４９９（ｔ−２０）で求めることができ、温度ｔごとにシフト量を変えれば温度に依存しない表示が可能になる。なお、シフト回路４８への温度ｔの入力は、液晶パネルの温度ｔが温度検出素子３０で検出されており、アナログ電圧あるいはデジタル入力のいずれでもすることができる。また図４の例では、液晶に電圧を印加しない状態で黒を表示するいわゆるノーマリブラック型の液晶パネルについて説明したが液晶に電圧を印加しない状態で白を表示するいわゆるノーマリホワイト型の液晶パネルにも同様に本実施の形態を適用することができる。
【００３１】
ここで▲３▼液晶印加電圧制御処理を図３の動作手順に戻って説明する。まず液晶パネルの温度が３０°Ｃ以下、３０〜４０°Ｃ、４０〜５０°Ｃ、または５０°Ｃ以上の４段階のいずれにあるかを判断する。そのため、温度制御回路５４により温度検出素子３０の検出結果をモニタし、液晶パネルの温度が４０°Ｃ以上か否かを判断する（ステップＳ１１）。液晶パネルの温度が４０°Ｃ以上であれば、さらに５０°Ｃ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。液晶パネルの温度が５０°Ｃ以上であると判断したら、映像信号をシフトさせるシフト量ＳＶとして０．０５２５Ｖをシフト回路４８に設定する（ステップＳ１７）。液晶パネルの温度が５０°Ｃ以下であると判断したら、映像信号をシフトさせるシフト量ＳＶとして０．０３５Ｖをシフト回路４８に設定する（ステップＳ１６）。
【００３２】
一方、ステップＳ１１において液晶パネルの温度が４０°Ｃ以下であると判断したら、さらに３０°Ｃ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。液晶パネルの温度が３０°Ｃ以上であると判断したら、映像信号をシフトさせるシフト量ＳＶとして０．０１７５Ｖをシフト回路４８に設定する（ステップＳ１５）。液晶パネルの温度が３０°Ｃ以下であると判断したら、映像信号をシフトさせるシフト量ＳＶとして０Ｖ（シフト量なし）をシフト回路４８に設定する（ステップＳ１４）。こうすることにより、液晶パネルの温度に依存せずに、入力映像信号に正確に対応した中間調表示を得ることができるようになる。上記例では液晶パネルの温度変化を１０°Ｃ毎の４段階に分けてシフト量ＳＶを変更したが、温度範囲をさらに細かく設定したり、連続的にシフト量を変化させることも可能である。
【００３３】
次に、図５を用いて、▲３▼液晶印加電圧制御処理で用いられるシフト回路４８の構成例について説明する。ここでは、上述のように液晶パネルの温度範囲を１０°Ｃ毎に４段階に分けてシフト量ＳＶを設定するシフト回路４８について説明する。シフト回路４８は、６個の抵抗８０、８２、８４、８６、８８、９０により４種類の出力電圧を得る抵抗分圧回路を有している。３つの抵抗８０、８２、８４は３Ｖの電圧が並列に印加されるようになっており、それぞれの抵抗値はＲ１＝１０ｋΩである。抵抗８０は抵抗８６（Ｒ２＝５８．６７Ω）と接続されてＧＮＤ（グランド）に接地されている。抵抗８２は抵抗８８（Ｒ３＝１１８．０４Ω）と接続されてＧＮＤ（グランド）に接地されている。また、抵抗８４は抵抗９０（Ｒ４＝１７８．１１Ω）と接続されてＧＮＤ（グランド）に接地されている。
【００３４】
このような構成において、抵抗８０と抵抗８６とを接続する接続線から分岐して０．０１７５Ｖを供給する電圧供給端子９４が形成され、抵抗８２と抵抗８８とを接続する接続線から分岐して０．０３５Ｖを供給する電圧供給端子９６が形成され、さらに抵抗８４と抵抗９０とを接続する接続線から分岐して０．０５２５Ｖを供給する電圧供給端子９８が形成されている。また、ＧＮＤからは０Ｖを供給する電圧供給端子９２が形成されている。
【００３５】
ＭＰＵ５２からの選択信号に基づいて、これら４つの電圧供給端子９２〜９８のいずれかに選択的に接続可能な切り替えスイッチ１００が設けられている。切り替えスイッチ１００はバッファ用オペアンプ１０２の非反転入力端子（＋端子）に接続されている。バッファ用オペアンプ１０２の出力端子は抵抗１０４に接続されると共に、バッファ用オペアンプ１０２の反転入力端子（−端子）に接続されている。抵抗１０４は並列的に次段の抵抗１０６とシフト用オペアンプ１１２の反転入力端子とに接続されている。抵抗１０６の電流流下方向側はシフト用オペアンプ１１２の出力端子に接続されている。また、シフト用オペアンプ１１２の非反転入力端子には抵抗１０８を介して映像信号が入力するようになっている。なお、シフト用オペアンプ１１２の非反転入力端子及び抵抗１０８の間とＧＮＤとの間に抵抗１１０が接続されている。
【００３６】
このような構成において、各段階のシフト量ＳＶは抵抗分圧で作成される。例えば、シフト量ＳＶ＝０．０１７５Ｖを作成する場合は、ＳＶ＝３／（Ｒ１＋Ｒ３）×Ｒ３＝０．０１７５においてＲ１＝１０ｋΩとしてＲ３＝５８．６７Ωとすればよい。このようにして４段階のシフト量ＳＶを作成しておいて、温度検出素子３０の計測結果から、液晶パネルの温度が３０°Ｃ以下、３０〜４０°Ｃ、４０〜５０°Ｃ、または５０°Ｃ以上の４段階のいずれにあるかをＭＰＵ５２内で計算し、選択信号をＭＰＵ５２から送出して切り替えスイッチ（リレー／アナログスイッチ等）１００でシフト電圧ＳＶをバッファ用オペアンプ１０２の非反転入力端子に入力する。このバッファ用オペアンプ１０２の出力端子にはシフト電圧ＳＶと同一の電圧値が出力され、次段のシフト用オペアンプ１１２の反転入力端子側に入力されて、シフト用オペアンプ１１２の出力端子側から映像信号にシフト電圧ＳＶを印加した出力電圧が得られる。
【００３７】
また図５に示したシフト回路４８の変形例として図６に示すような構成にしてもよい。図６は、シフト電圧ＳＶを段階的に変化させるのではなく連続的に変化させることができるシフト回路４８を示している。ＭＰＵ５２において、液晶パネルの温度に対応したシフト電圧ＳＶを計算し、図示を省略したＤ／Ａ変換器を通してアナログ電圧のシフト電圧ＳＶをバッファ用オペアンプ１０２の非反転入力端子に入力するようになっている。バッファ用オペアンプ１０２の出力側から後段は図５と全く同じ構成であるので説明は省略する。
【００３８】
以上説明したような構成を有するシフト回路４８を制御回路８内に配置することにより、液晶プロジェクタ１内の温度が変化して液晶プロジェクタ部４内の液晶パネルの温度が変化したとしても、正確な階調表示を維持して高い表示品質の映像をスクリーン６０上に映し出すことができるようになる。
【００３９】
次に、図３における▲４▼温度表示処理の手順について説明する。ステップＳ１８において温度表示を行うか否かが判断され、操作パネル又はリモコンから使用者の指示が出されるとステップＳ１９において温度表示処理が行われる。液晶プロジェクタ１に内蔵された温度検出素子３０、３２の温度検出値を映像信号と共にスクリーン６０上に投写し、使用者が液晶プロジェクタ１の温度に関する動作環境や動作状態を確認できるようにしている。これにより、使用者は的確な動作環境の設定（例えば、より室温の低い場所に液晶プロジェクタ１を設置する等）をすることができる。映像信号と共に温度検出素子３０、３２の温度検出値を重ね合わせて表示させるためにＯＳＤ制御回路４４が用いられている。図７にオンスクリーンディスプレイの例を示す。図７では、「外部温度 ２５°Ｃ」と「内部温度 ３５°Ｃ」とがスクリーン６０に映し出された映像に重なって表示されている例を示している。表示の態様は様々であり「室温 ２５°Ｃ」、「装置内 ３５°Ｃ」のように表示させてももちろんよい。
【００４０】
次に、以上の▲４▼温度表示処理において用いられたＯＳＤ制御回路４４の一般的な構成例を図８を用いて説明する。ＯＳＤ制御回路４４は大別すると、映像信号に重畳させる重合せ信号を生成するＯＳＤ−ＩＣ６２と、生成された重合せ信号を映像信号に掛け合わせるマルチプレックス回路７２とから構成される。マルチプレックス回路７２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色毎に設けられている。
【００４１】
ＯＳＤ−ＩＣ６２の種類は様々あるが、ここでは内部にキャラクタＲＯＭ６４とＤＲＡＭ６６とを備え、表示制御回路６８と出力回路７０とを有している一般的なＯＳＤ−ＩＣ６２で説明する。本ＯＳＤ−ＩＣ６２の表示制御回路６８には、ＭＰＵ５２からの制御信号と表示データ情報とが入力されるようになっている。ＭＰＵ５２からの制御信号は、スクリーン６０に表示する表示データを内部ＤＲＡＭ６６に取り込むために用いられる。ＭＰＵ５２からの表示データ情報は、例えば映像信号に重ね合わせるキャラクタ情報である。また表示制御回路６８には、映像信号と同期をとるための垂直同期信号（ＶＳ）や水平同期信号（ＨＳ）等の制御信号もＭＰＵ５２から入力されるようになっている。
【００４２】
ここで、ＯＳＤ制御によりスクリーン上に画像と共に文字を重ね合わせる方法を簡単に説明する。まず、ＭＰＵ５２からＯＳＤ−ＩＣ６２にシリアルデータとして送出される表示データ情報の簡略化した例を図９を用いて説明する。図９に示すように、表示データ情報は、先頭（図中左側）から２バイト（８ビット）毎に、２０行×１６列程度の容量を有するＤＲＡＭ６６の列位置、ＤＲＡＭ６６の行位置、ＯＳＤ−ＩＣ６２内のキャラクタＲＯＭ６４の文字の位置、当該文字の色、及び当該文字の影付きや点滅の修飾を示す合計１０バイトのデータから構成される。本例では、ＤＲＡＭ６６の列位置は（００）、ＤＲＡＭ６６の行位置は（０１）、ＯＳＤ−ＩＣ６２内のキャラクタＲＯＭ６４の文字の位置は（１Ｂ）、当該文字の色は（４０）、及び当該文字の影付きや点滅の修飾は（００）である。この１０バイト１データの表示データ情報をＭＰＵ５２からＯＳＤ−ＩＣ６２に転送するとＯＳＤ−ＩＣ６２はＤＲＡＭ６６の指定の位置に、指定の文字色で文字パターンを設定し出力する。
【００４３】
次に、ＯＳＤ−ＩＣ６２のキャラクタＲＯＭ６４の構成例を図１０を用いて説明する。キャラクタＲＯＭ６４は、例えば２５６×２４×１２ｂｉｔ程度の容量を有している。キャラクタＲＯＭ６４は上位アドレス、下位アドレス共に４ビットで構成され、図１０では上位アドレスが行を示し、下位アドレスが列を示しており、共に１６進数で表示されている。上位及び下位のアドレスで特定される要素には図１０に示すようにキャラクタが割り当てられ、例えば、図９に示した表示データ情報におけるキャラクタＲＯＭ６４の文字の位置（１Ｂ）は、「Ｒ」を示している。また例えば「温」という文字をスクリーン６０上に映し出したい場合はアドレスとして「Ａ３」を選択すればよい。
【００４４】
さらに、例えば「外部温度２５°Ｃ」、「内部温度３５°Ｃ」という文字をスクリーン６０上に画像と共に映し出したい場合には、ＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域に図１１に示すようなメモリ構成を予め作成しておくようにしてもよい。図１１はＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域の所定アドレスに対応した複数の文字イメージ及び実データを示している。例えば上述の場合には図１１におけるアドレスＡＣ０番地〜Ｂ０Ｆ番地にこれらの文字情報、位置情報、色情報等を格納しておいて、スクリーン６０にこれらを表示させようとする場合はこのアドレスＡＣ０番地〜Ｂ０Ｆ番地のデータ群をＯＳＤ−ＩＣ６２に送出するようにすればよい。例えば、図３に示した動作手順の▲４▼温度表示処理で温度表示するかどうかを選択する際には、操作パネルまたはリモコンの操作により、図１１に示したＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＡ８０番地〜ＡＢＦ番地の「温度モニタ？はい■ いいえ」を選択してスクリーン６０上に表示させ、「はい」を選択した場合は、上述の温度を表示し、「いいえ」を選択した場合は表示しないようにさせることができる。
【００４５】
次に、図１２、図１３を用いて▲５▼フィルタ清掃処理、及び▲６▼フィルタ交換処理について説明する。図１２はフィルタ１４の汚れ具合による液晶プロジェクタ１の内部温度と外部温度との関係を示したものである。横軸は室温（°Ｃ）を表し、縦軸は温度検出素子３０、３２で検出された検出温度（°Ｃ）を表している。図１２中「Ａ」は温度検出素子３２で検出された室内温度を示し、「Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２」はそれぞれフィルタ１４の汚れ具合が異なる場合の温度検出素子３０で検出された液晶パネル側の温度を示している。図１２の「Ｂ０」に示すように、新品のフィルタ１４を使用した場合の液晶パネル側の温度は、外部温度との差が１０°Ｃの上昇となっている。「Ｂ１」はフィルタ１４の汚れが中程度でフィルタ１４の清掃が必要な場合の液晶パネル側の温度で、外部温度との差が２０°Ｃの上昇となっている。「Ｂ２」はフィルタ１４の汚れが大きくフィルタ１４の交換が必要な場合の液晶パネル側の温度で、外部温度との差が３５°Ｃの上昇となっている。
【００４６】
従って、温度検出素子３０、３２から検出された温度の差を温度制御回路５４で求めることにより、フィルタ１４の汚れ具合を推定することができる。温度制御回路５４はＭＰＵ５２に対し、推定されたフィルタの汚れ具合に基づいてアラーム信号を送出する。ＭＰＵ５２は受け取ったアラーム信号に応じて図１３に示すような情報をＯＳＤ制御回路４４を通してスクリーン６０に表示し、使用者にフィルタ１４のメンテナンスを促すことができるようになっている。図１３の例では、「フィルタを清掃してください （内外温度差 ２０°Ｃ）」をスクリーン６０上に表示させているが、温度差が３５°Ｃ程度になったら、「フィルタを交換してください （内外温度差 ３５°Ｃ）」のように表示させる。
【００４７】
図３に示した動作フローに戻って▲５▼フィルタ清掃処理の手順について説明する。フィルタ１４の汚れ具合を推定して利用者に必要なメンテナンスを促すため、▲５▼フィルタ清掃処理では、温度検出素子３０、３２の検出結果から液晶プロジェクタ１の内部温度と外部温度との温度差が温度制御回路５４で求められてＭＰＵ５２に送出され、フィルタ清掃が必要か否かが判断される（ステップＳ２０）。温度差が２０°Ｃ〜３５°Ｃの場合は、図１１に示したＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＢ５０番地〜ＢＣＦ番地の「フィルタを清掃して下さい （内外温度差 ２０°Ｃ）」（「清掃」の文字は例えば黄色で表示する）をＯＳＤ−ＩＣ６２に送出してスクリーン６０上に表示する（ステップＳ２１）。温度差が２０°Ｃ〜３５°Ｃ以外の場合は、▲６▼フィルタ交換処理へ進む。
【００４８】
次に、▲６▼フィルタ交換処理ではＭＰＵ５２において同様にして、フィルタ交換が必要か否かが判断される（ステップＳ２２）。液晶プロジェクタ１の内部温度と外部温度との温度差が３５°Ｃ〜４０°Ｃの場合、図１１に示したＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＢＤ０番地〜Ｃ３Ｆ番地の「フィルタを交換して下さい （内外温度差 ３５°Ｃ）」（「交換」の文字は例えば赤色で表示する）をＯＳＤ−ＩＣ６２に送出してスクリーン６０上に表示する（ステップＳ２３）。温度差が３５°Ｃ〜４０°Ｃ以外であれば、▲７▼温度異常監視処理へ進む。
【００４９】
次に、▲７▼温度異常監視処理における手順について説明する。まず、液晶プロジェクタ１内の温度が上昇して許容温度を越えてしまい電源２６が遮断される事態について検討すると、まず図２を用いて説明したように、ファン１０、１２で強制空冷しても、液晶パネルは、室温より約１０°Ｃ程度高い温度を保って室温の上昇と共に温度上昇する。従って、液晶プロジェクタ１外部の温度が上昇し続けて液晶パネルの許容温度を越えると電源２６が遮断される。ところが、室温が変化しなくても、例えば吸気／排気ファン１０、１２が停止してしまったり回転速度が低下してしまうような吸気／排気ファン１０、１２の異常により、液晶プロジェクタ１の内部温度が上昇して液晶パネルの許容温度を越えてしまい、電源２６が遮断されることもある。
【００５０】
このように、電源２６が遮断される原因はいくつかあるが、従来ではこれらの原因を究明しようとしても既に液晶プロジェクタ１の電源２６が落ちているため原因解析が極めて困難であるという問題を有していた。従来では液晶プロジェクタ１外部の温度が上昇したために電源２６が落ちたのか、吸気／排気ファン１０、１２の異常により電源２６が落ちたのか全く分からないが、本実施の形態による液晶プロジェクタ１では外部温度も同時に計測しているため障害解析が容易になる。ステップＳ２４において、液晶ライトバルブ部４の温度異常か否かが判断され、温度制御回路５４を介して液晶ライトバルブ部４の温度が規定温度を越えたと判断されたら、ＭＰＵ５２はその時の温度検出素子３０、３２からの温度データの値を記憶してから（ステップＳ２５）、電源／ランプ制御回路５６を制御して電源２６またはランプ２をオフさせ（ステップＳ２６）、機能を停止させる（ステップＳ２７）。温度検出素子３０、３２からの温度データの値は、例えば図１１に示したＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＣ４０番地以降に格納されるようになっている。
【００５１】
液晶プロジェクタ１の電源２６が落とされた後、再び電源２６のスイッチをオンさせると、操作パネルまたはリモコンから指示することにより、ＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域のアドレスＣ４０番地以降のデータがＯＳＤ制御回路４４を介して、図１４に示すような障害時発生時のデータとしてスクリーン６０上に表示できるようになっている。図１４は、スクリーン６０上に表示された電源断時の温度状態の例を示しており、例えば、「電源断時温度」、「外部温度 ２０°Ｃ」、内部温度 ６０°Ｃ」、「温度差 ４０°Ｃ」のように表示される。
【００５２】
次に、図３における▲８▼電源オフ監視処理について説明する。電源オフ監視処理では、電源ＳＷが操作パネル又はリモコンによりオフされるか否かを監視しており（ステップＳ２８）、オフされた場合ループから抜け出し、ランプ２をオフして装置を停止させるようになっている（ステップＳ２９）。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、使用者側で容易にフィルタの目詰まりなどを発見することができ、容易なメンテナンスを実現することができるようになる。
また、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、筐体内の温度だけでなく筐体外部の温度も計測して記憶するようにしているので、電源がオフしてしまった原因が、装置外部の温度が上昇したためか、あるいはファンの停止や回転速度の低下などのファンの異常によるものかの判別が容易にできるので、障害発生時の原因分析を容易に行うことができるようになる。
【００５４】
また、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、映像が映し出されたスクリーン上に筐体内の温度や外部温度を表示させたり、フィルタの清掃、交換の時期を表示させたりすることができので、使用者による容易なメンテナンスを実現することができる。
また、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、筐体内部の温度変化によりライトバルブを射出する映像信号の階調が影響を受ける事態になっても、温度変化に対応して変調信号のレベルをシフトさせることができるようになるので画像品質の劣化を防止した高品質の映像をスクリーンに映し出すことができるようになる。
【００５５】
本発明は上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、ランプ２からダイクロイックミラー等により導かれた光を透過させてスクリーン６０に画像を映し出す透過型液晶ライトバルブを用いたが、本発明はもちろんこれに限られず、光源からの光を反射させてスクリーン６０に画像を映し出す反射型液晶パネルを用いた反射型液晶ライトバルブを用いることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、使用者側で容易にメンテナンスできる投写型表示装置を実現できる。また本発明によれば、画像品質を向上させた投写型表示装置を実現できる。さらに本発明によれば、障害発生時の原因分析を容易に行うことができる投写型表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による投写型表示装置の概略の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による投写型表示装置における室温と温度検出素子３０による検出結果との関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１の動作手順を示すフローチャートを示す図である。
【図４】一般的な液晶パネルの有している印加電圧−透過率特性を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１での液晶印加電圧制御処理で用いられるシフト回路４８の構成例を示す図である。
【図６】図５に示したシフト回路４８の変形例を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１でのオンスクリーンディスプレイの例を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１における温度表示処理において用いられたＯＳＤ制御回路４４の一般的な構成例を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１におけるＭＰＵ５２からＯＳＤ−ＩＣ６２にシリアルデータとして送出される表示データ情報の簡略化した例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１におけるＯＳＤ−ＩＣ６２のキャラクタＲＯＭ６４の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１におけるＭＰＵ５２側のＲＯＭ領域の構成を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１における、フィルタ１４の汚れ具合による液晶プロジェクタ１の内部温度と外部温度との関係を示す図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１でのオンスクリーンディスプレイの例を示す図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による液晶プロジェクタ１でのオンスクリーンディスプレイの例を示す図である。
【図１５】従来の液晶プロジェクタの概略の構成を示す図である。
【図１６】従来の液晶プロジェクタの温度検出素子に基づく検出温度と室温との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 液晶プロジェクタ
２ ランプ
４ 液晶ライトバルブ部
６ 投写レンズ
８ 制御回路
１０ 吸気ファン
１２ 排気ファン
１４ フィルタ
１６、１８、２０、２２、３４ 信号線
２４ 電源線
２６ 電源
３０、３２ 温度検出素子
４０ Ａ／Ｄ変換器
４２ デジタル処理回路
４４ ＯＳＤ制御回路
４６ Ｄ／Ａ変換器
４８ シフト回路
５０ 増幅回路
５２ ＭＰＵ
５４ 温度制御回路
５６ 電源／ランプ制御回路
６０ スクリーン
６２ ＯＳＤ−ＩＣ
６４ キャラクタＲＯＭ
６６ ＤＲＡＭ
６８ 表示制御回路
７０ 出力回路
７２ マルチプレックス回路
８０、８２、８４、８６、８８、９０ 抵抗
９２、９４、９６、９８ 電圧供給端子
１００ 切り替えスイッチ
１０２ バッファ用オペアンプ
１０４、１０６、１０８、１１０ 抵抗
１１２ シフト用オペアンプ
Claims (5)
- 筐体内に配置され、光源からの入射光を変調して射出するライトバルブと、前記ライトバルブから射出された光を拡大投写する投写レンズとを有する投写型表示装置において、
前記筐体内に空気を送り込む吸気ファンと、
前記吸気ファンの外気吸引側に設けられたフィルタと、
前記ライトバルブ近傍の温度を計測する第１の温度検出素子と、
前記吸気ファン近傍に配置されて前記筐体外部近傍の外気温度を計測する第２の温度検出素子と、
前記第１の温度検出素子と前記第２の温度検出素子の計測結果に基づいて前記ライトバルブ近傍の温度と前記筐体外部近傍の温度との温度差を求め、前記温度差に基づいて前記フィルタの汚れの程度を推定する制御系と
を有していることを特徴とする投写型表示装置。 - 筐体内に配置され、光源からの入射光を変調して射出するライトバルブと、前記ライトバルブから射出された光を拡大投写する投写レンズとを有する投写型表示装置において、
前記筐体内に空気を送り込む吸気ファンと、
前記吸気ファンの外気吸引側に設けられたフィルタと、
前記ライトバルブ近傍の温度を計測する第１の温度検出素子と、
前記吸気ファン近傍に配置されて前記筐体外部近傍の外気温度を計測する第２の温度検出素子と、
前記第１の温度検出素子と前記第２の温度検出素子で計測された温度に基づいて、少なくとも前記光源の電源のオン／オフを制御する制御系と
を有していることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項２記載の投写型表示装置において、
前記制御系は、前記第１の温度検出素子と前記第２の温度検出素子の計測結果に基づいて前記ライトバルブ近傍の温度と前記筐体外部近傍の温度との温度差を求め、前記温度差に基づいて前記フィルタの汚れの程度を推定する推定処理部を有していることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項２又は３に記載の投写型表示装置において、
前記制御系は、前記電源をオフする直前の前記第１の温度検出素子と前記第２の温度検出素子で計測された温度を記憶する記憶部を有していることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載の投写型表示装置において、
前記制御系は、オンスクリーンディスプレイ制御回路を有し、映像信号に所定の画像を重ね合わせた変調信号を前記ライトバルブへ供給することを特徴とする投写型表示装置。
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