特許 6566883 投射型映像表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6566883

(24)【登録日】2019年8月9日

(45)【発行日】2019年8月28日

(54)【発明の名称】投射型映像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20190819BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20190819BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20190819BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20190819BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 A

   G03B21/00 D

   G02F1/133 535

   G02F1/13 505

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-20385(P2016-20385)

(22)【出願日】2016年2月5日

(65)【公開番号】特開2017-138521(P2017-138521A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2018年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】317015179

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白石 明弘

(72)【発明者】

【氏名】鋪田 和夫

【審査官】 村川 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１８１２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１２８８８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１３２２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３３４６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｇ０２Ｆ １／１３３

Ｈ０４Ｎ ５／７４

Ｈ０５Ｂ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

映像を生成する表示素子に光を照射して前記映像を投影する投射型映像表示装置であって、
少なくとも赤、青、および緑を含む複数の色の光をそれぞれ発光する独立した光源と、
前記各光源から発光された光を合成した白色光を、所定の透過率特性に基づいて透過させつつ反射するミラーと、
前記ミラーの裏面側に設置され、前記ミラーを透過した前記白色光における前記各色の光量を計測する照度センサと、
前記照度センサにより計測された光量の情報を取得し、取得した情報に基づいて前記各色の光源の発光量をそれぞれ調整する制御部と、を有し、
前記ミラーは、赤色の光源の中心波長および青色の光源の中心波長における光の透過率がそれぞれ緑色の光源の中心波長の光の透過率よりも大きくなるような透過率特性を有するよう形成されている、投射型映像表示装置。

【請求項2】

請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
前記ミラーは、前記緑色の光源の中心波長における光の透過率が１％未満であり、前記赤色の光源の中心波長および前記青色の光源の中心波長における光の透過率が１％より大きくなるような透過率特性を有するよう形成されている、投射型映像表示装置。

【請求項3】

請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
前記ミラーは、前記赤色の光源の中心波長および前記青色の光源の中心波長の光の透過率がそれぞれ前記緑色の光源の中心波長の光の透過率よりも３倍以上大きくなるような透過率特性を有するよう形成されている、投射型映像表示装置。

【請求項4】

請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
前記ミラーの透過率特性において、前記青色の光源の中心波長の光の透過率の方が前記赤色の光源の中心波長の光の透過率より大きい、投射型映像表示装置。

【請求項5】

請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
前記各光源から発光された前記各色の光が前記表示素子に至るまでの照明光学系光軸において、前記各色の照明光学系光軸は、前記各色の光が白色光に合成された後は前記各色で共通となり、当該共通の照明光学系光軸上に前記ミラーが配置され、さらにその延長線上に前記照度センサが配置されている、投射型映像表示装置。

【請求項6】

請求項５に記載の投射型映像表示装置において、
前記照度センサは、平面センサであり、受光部をなす面が前記照明光学系光軸の延長線に対して垂直となるよう配置されている、投射型映像表示装置。

【請求項7】

請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
前記照度センサの受光部の面積は、前記ミラーを透過した前記白色光の照射範囲の面積より小さい、投射型映像表示装置。

【請求項8】

請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
前記ミラーの裏面側に、前記ミラーを透過した前記白色光が通過可能な開口部を有する遮光部材が配置されている、投射型映像表示装置。

【請求項9】

請求項８に記載の投射型映像表示装置において、
前記照度センサの受光部の面積は、前記開口部の面積より小さく、前記開口部の面積は、前記ミラーを透過した前記白色光の照射範囲の面積より小さい、投射型映像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投射型映像表示装置の技術に関し、特に、独立光源を有する投射型映像表示装置に適用して有効な技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

スクリーン等に映像を投射する投射型映像表示装置（以下では「プロジェクタ」と記載する場合がある）において、従来、光源としては例えば高圧水銀ランプやキセノンランプなどの白色光源が主に用いられていたが、発熱や寿命、耐障害性などの観点から、近年はＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源が用いられるようになってきている。この場合、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の光源をそれぞれ独立して設け、これらから発光された光を混合・合成して白色光を生成する。

【0003】

一方、従来より、光源の劣化や温度特性等に基づく光量の減少等の変化が生じた場合でも、所望の好適な白色光を維持するため、光源から発光される光の光量（照度）をプロジェクタ内等に設けたセンサにより計測し、その値を光源の出力制御にフィードバックして光量を調節することが行われている。

【0004】

例えば、特許第４５５９９４９号公報（特許文献１）には、異なる色の発光要素を含む光源と、表面上に反射性材料を有して、光源から放射された光を受光して反射するよう配置されている光学要素（プリズム）とを有し、光学要素における反射性材料が設けられる表面において反射性材料の無い部分に対応して、異なる波長の光を計測する複数の光センサが取り付けられており、制御システムが、複数の光センサからの計測値を受信し、受信した計測値に従って光源の各発光要素の光出力を別個に調節する装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４５５９９４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば、ＲＧＢの３色の独立したＬＥＤ光源を有するプロジェクタにおいて、好適な色バランスの白色光を維持するには、ＲＧＢ各色の光量をそれぞれ個別に適切な値に制御する必要がある。この点、特許文献１に記載された技術によれば、光源から発光されたＲＧＢ各色の光量を個別にセンサにより計測して、各色の光源の出力制御にフィードバックすることができる。

【0007】

しかしながら、センサを光源の色数毎に用意すると、設置スペースに制約が生じたりコストが高くなったりする場合が生じ得る。また、特許文献１に記載された技術では、プリズムの光学面上に反射性コーティングが施された部分と、反射性コーティングが施されていない１つ以上の非反射性開口部とを設け、非反射性開口部に対応した位置に光センサが設置される構成を有している。この非反射性開口部がプリズムの光学面での反射特性に影響を与え、例えば、プリズムの光学面で反射された照明光束により形成される照度分布に斑（ムラ）を生じさせ得る。

【0008】

そこで本発明の目的は、照明光束の照度分布を好適に維持しながら、複数の光源の各光量をより好適に計測する投射型映像表示装置を提供することにある。

【0009】

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

【0011】

本発明の代表的な実施の形態による投射型映像表示装置は、映像を生成する表示素子に光を照射して前記映像を投影する投射型映像表示装置であって、少なくとも赤、青、および緑を含む複数の色の光をそれぞれ発光する独立した光源と、前記各光源から発光された光を合成した白色光を、所定の透過率特性に基づいて透過させつつ反射するミラーと、前記ミラーの裏面側に設置され、前記ミラーを透過した前記白色光における前記各色の光量を計測する照度センサと、前記照度センサにより計測された光量の情報を取得し、取得した情報に基づいて前記各色の光源の発光量をそれぞれ調整する制御部と、を有する。

【0012】

そして、前記ミラーは、赤色の光源の中心波長および青色の光源の中心波長における光の透過率がそれぞれ緑色の光源の中心波長の光の透過率よりも大きくなるような透過率特性を有するよう形成されている。

【発明の効果】

【0013】

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

【0014】

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、照明光束の照度分布を好適に維持しながら、複数の光源の各光量をより好適に計測することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態１である投射型映像表示装置の構成例について概要を示した図である。

【図2】本発明の実施の形態１における光学ユニットの構成例について概要を示した図である。

【図3】一般的なミラーにおける波長毎の光の透過率特性の例を示したグラフである。

【図4】照度センサに照射される光量と照度センサの出力との関係の例を示したグラフである。

【図5】本発明の実施の形態１のミラーにおける色毎に調整した透過率特性の例を示したグラフである。

【図6】本発明の実施の形態２である光学ユニットの構成例について概要を示した図である。

【図7】本発明の実施の形態２における遮光マスクを面方向から見た形状の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。一方で、ある図において符号を付して説明した部位について、他の図の説明の際に再度の図示はしないが同一の符号を付して言及する場合がある。

【0017】

（実施の形態１）
＜装置構成（全体）＞
図１は、本発明の実施の形態１である投射型映像表示装置の構成例について概要を示した図である。投射型映像表示装置１００は、光学系として投射光学系１０１および光学ユニット１７０を有するプロジェクタであり、例えば、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（登録商標）プロジェクタ等として実装される。投射光学系１０１は、映像をスクリーン等へ投射する光学系であり、図示しないレンズおよび／またはミラーを含む。光学ユニット１７０は、投射光学系１０１に入射する照明光を発生させる照明光学系であり、構成要素として例えば、表示素子１０２、および独立光源であるＢ（青）光源１５０Ｂ、Ｇ（緑）光源１５０Ｇ、Ｒ（赤）光源１５０Ｒ（以下ではこれらを「光源１５０」と総称する場合がある）を有する。

【0018】

表示素子１０２は、投射する映像を生成する素子であり、例えば、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）（登録商標、以下同様）パネル等を用いることができる。本実施の形態ではＤＭＤパネルを用いるものとして説明する。表示素子１０２は、表示素子駆動部１０３から映像信号に応じた駆動信号を受けて、これに基づいて投射する映像を生成する。光源１５０は、それぞれ、電源１０６から電力の供給を受けて対象の色（ＲＧＢ）の照明光を発光するＬＥＤ光源により構成される。光源１５０の発光は、それぞれの色に対応するドライバ（Ｂ光源ドライバ１５１Ｂ、Ｇ光源ドライバ１５１Ｇ、Ｒ光源ドライバ１５１Ｒ（以下ではこれらを「光源ドライバ１５１」と総称する場合がある））により制御される。

【0019】

光学ユニット１７０では、３色の光源１５０から発光された照射光を混合・合成して白色光を生成し、これをミラー１７１で反射させて表示素子１０２へ入射する。そして、本実施の形態では、ミラー１７１の裏面側の所定の位置に設置された照度センサ１６０により各色（ＲＧＢ）の光量をそれぞれ計測し、後述する制御部１１０へフィードバックして、制御部１１０が光源ドライバ１５１を介して各光源１５０の出力（発光量）を個別に調整可能とする。光学ユニット１７０の詳細については後述する。なお、本実施の形態では、ＲＧＢの３色の光源１５０を用いて白色光を生成する場合を例としているが、２色や４色以上の光源を用いて白色光を生成する構成であっても同様に適用することができる。

【0020】

投射型映像表示装置１００は、さらに、電源１０６、操作信号入力部１０７、不揮発性メモリ１０８、メモリ１０９、制御部１１０、冷却部１１５、映像入力部１３１、通信部１３２、音声入力部１３３、および音声出力部１４０などの各部を有する。

【0021】

電源１０６は、図示しない外部電源からの電力の供給を受けて、光源１５０を始めとする各部に対して動作用の電力を供給する。操作信号入力部１０７は、ユーザが投射型映像表示装置１００に対する操作を行うための入力インタフェースであり、例えば、投射型映像表示装置１００の本体上に設けられた図示しない操作ボタンや、リモコンの受光部により構成され、ユーザからの操作信号の入力を受け付ける。

【0022】

不揮発性メモリ１０８は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリにより構成され、例えば、投射型映像表示装置１００に係る各種設定情報等を保持する。本実施の形態では、各色の光源１５０の光量等を制御するための各種パラメータ等を保持するようにしてもよい。メモリ１０９は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリにより構成され、後述する映像入力部１３１等を介して入力された投射対象の映像データをバッファリングしたり、投射型映像表示装置１００に係る各種制御用データを展開して保持したりする。

【0023】

冷却部１１５は、光源１５０からの発熱を外部に放出して高温化を抑制するためのファン等からなる。映像入力部１３１、および音声入力部１３３は、外部インタフェースを介して接続された図示しない情報処理装置等から、投射対象もしくは出力対象の映像データや音声データを入力する。入力した映像データや音声データはメモリ１０９にバッファリングしてもよい。通信部１３２は、情報処理装置などの図示しない外部の装置と通信を行い、各種制御信号等を入出力する機能を有する。インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークインタフェースを有していてもよい。音声出力部１４０は、図示しないスピーカーや外部出力端子等を備え、表示映像に関連する音声情報を出力したり、投射型映像表示装置１００の操作やエラー等に係る通知音や警告音、音声情報などを出力したりする。

【0024】

制御部１１０は、投射型映像表示装置１００の各部の動作を制御する。特に、本実施の形態では、照度センサ１６０によって計測された各色の光源１５０の光量の情報を取得し、取得した値に基づいて各色の光源ドライバ１５１に対して対応する光源１５０の光量を所望の値に調節するよう駆動信号を出力することで、投影される映像の色バランスを再調整する。

【0025】

制御部１１０における上記のような各色の光源１５０の光量の取得と色バランスの再調整（以下では単に「色バランス再調整」と記載する場合がある）は、例えば、ユーザが設定したモード等に応じて所定のタイミングで定期的に行うようにしてもよいし、予め設定された条件や状況を投射型映像表示装置１００が検知したタイミングで追加的に行うようにしてもよい。

【0026】

例えば、常時最大頻度（すなわち毎フレーム）で色バランス再調整を行うようにしてもよい。また、投射型映像表示装置１００の使用開始から所定時間（例えば２０分程度）は高頻度（毎フレーム）で色バランス再調整を行い、その後は低頻度（数回／分など）に切り替えるようにしてもよい。また、投射型映像表示装置１００の１回の使用につき１回程度だけ（例えば、光源１５０の点灯から２０分後に１回だけ等）、色バランス再調整を行うようにしてもよい。ことのき、例えば、各色の光源１５０の発光に係る積分時間が、投射型映像表示装置１００の１回の使用時間より十分に長い所定の値を超えた場合に、経時劣化の補正のための色バランス再調整を行うようにしてもよい。

【0027】

投射型映像表示装置１００の動作モードに応じて色バランス再調整の頻度を動的に変更するようにしてもよい。例えば、光源１５０の発光強度を映像信号に連動して可変とする調光モード（映像連動可変調光モード）がＯＮのときはＯＦＦのときよりも頻度を多くするようにしてもよい。

【0028】

また、投射型映像表示装置１００においてホワイトバランスの設定を変更した直後に色バランス再調整を行うものとしてもよい。このとき、ホワイトバランスの設定変更から所定時間（例えば２０分程度）は高頻度（毎フレーム）で色バランス再調整を行うようにしてもよい。なお、ホワイトバランスの設定変更の際には、表示素子１０２（ＤＭＤパネル）での映像の生成をミュートするようにしてもよい。また、投射型映像表示装置１００に搭載した図示しない重力センサが姿勢変更を検知した場合に、その直後に色バランス再調整を行うものとしてもよい。このとき、検知から所定時間（例えば２０分程度）は高頻度（毎フレーム）で色バランス再調整を行うようにしてもよい。

【0029】

＜装置構成（光学系）＞
図２は、本実施の形態における光学ユニット１７０の構成例について概要を示した図である。光学ユニット１７０では、異なる位置にそれぞれ配置されたＲ光源１５０Ｒ、Ｇ光源１５０Ｇ、およびＢ光源１５０Ｂの３色の光源１５０から発光されて拡散する照射光が、対応するリレーレンズ２０１、２０２、および２０３により照明光束とされ、これらが色合成ミラー（ダイクロイックミラー）２０４、および２０５により合成されて白色の照明光束が生成される。図２の例では、Ｇ光源１５０Ｇからの照射光とＢ光源１５０Ｂからの照射光とが色合成ミラー２０５により合成され、さらにこれとＲ光源１５０Ｒからの照射光とが色合成ミラー２０４により合成される。

【0030】

合成された白色の照明光束は、リレーレンズ２０６を介してロッドインテグレータ２０７に入射して照度分布が均一化された後にリレーレンズ２０８を介して取り出される。この照明光束は、ミラー１７１により反射された後、リレーレンズ２０９を介してＴＩＲ（Total Internal Reflection：内部全反射）プリズム２１０に入射し、ＴＩＲプリズム２１０の内部で全反射されて、投射する映像が生成された表示素子１０２（本実施の形態ではＤＭＤパネル）に照射される。そして、表示素子１０２により反射された光は、ＴＩＲプリズム２１０を透過して投射光学系１０１に入射し、投射光学系１０１によって図示しないスクリーン等に映像が投射される。

【0031】

そして、本実施の形態では、上述したように、各色の光源１５０から発光された照明光の光量を計測するため、ミラー１７１の反射面（照明光束を反射する面）とは反対側の面（以下では「裏面」と記載する場合がある）側の所定の位置に照度センサ１６０を１つ設けている。ミラー１７１に用いられるミラーは、通常、１００％の反射率（すなわち０％の透過率）を有するものではなく、１％弱から数％の透過率を有する。そこで、ミラー１７１の裏面側に配置した照度センサ１６０により、ミラー１７１に照射された白色の照明光束のうち、ミラー１７１で反射せずに透過したものの光量を光源１５０の色毎に計測する。なお、照度センサ１６０は、例えば、１ＫＨｚ等のサイクルでの時分割で複数の色の光量を順次サイクリックに計測できるもの等を用いることで、センサの数を減らしてコストの上昇を抑止するのが望ましい。

【0032】

図示するように、本実施の形態では、光学ユニット１７０における各色の光源１５０から表示素子１０２までの照明光束の光軸（以下では「照明光学系光軸」と記載する場合がある。図中の破線）は、色合成ミラー２０４および２０５により各色の照明光束が合成されて白色光となった後は共通であり、この状態で照度センサ１６０の前方にあるミラー１７１に向かって照明光束が入射する。そして、照度センサ１６０は、この各色共通の照明光学系光軸における（ミラー１７１の裏面側の）延長線上に配置される。

【0033】

ここで、照度センサ１６０は、照明光束の透過光を適切に計測するために平面センサであるのが望ましく、その受光部をなす面が照明光学系光軸（の延長線）に対して垂直となるように配置されるのが望ましい。また、受光部の面積は、照明光束（の透過光）の照射範囲の面積より小さく、当該照射範囲の中に受光部が含まれるように照度センサ１６０を配置するのが望ましい。

【0034】

このように、本実施の形態では、照度センサ１６０をミラー１７１の裏面側の照明光学系光軸の延長線上に配置することで、ミラー１７１を透過した照明光束の光量を計測することができる。これにより、例えば、照明光束の光路上にない拡散光などの映像の投射・表示に用いられない（「管理されていない」）光ではなく、実際に映像の投射・表示に用いられる（「管理された」）照明光束に対応した光量を計測することができる。そして、これにより、計測結果に基づく各色の光源１５０の出力制御をより適切に行うことができる。

【0035】

なお、上記の効果をより確実にするため、例えば、光学ユニット１７０において照度センサ１６０が配置されている領域を暗室化するなどにより、装置内の他の箇所で乱反射してきた光などの「管理されていない」光が照度センサ１６０により計測されることを可能な限り回避するのが望ましい。

【0036】

＜ＲＧＢの光量の計測＞
図３は、一般的なミラーにおける波長毎の光の透過率特性の例を示したグラフである。図３の例では、ＲＧＢ各色の光の中心波長付近（図中の点線で示される。例えば、図３の例では、Ｂ：４５０ｎｍ付近、Ｇ：５６０ｎｍ付近、Ｒ：６２０ｎｍ付近）における透過率は概ね１％前後でフラットである。そして、この透過率特性は、ミラーの面上の位置に関わらず概ね均一である。

【0037】

上述したように、本実施の形態では、ミラー１７１の裏面側に配置した照度センサ１６０によって、ミラー１７１を透過した白色の照明光束に対してＲＧＢ各色の光量を計測する。したがって、本実施の形態では、照度センサ１６０による計測対象である、ミラー１７１を透過した照明光束の照度分布は、照明光束の有効範囲内で概ね均一となる。すなわち、上記の特許文献１に記載された技術を用いた場合に生じ得る照度分布の斑（ムラ）が生じることを回避することができる。

【0038】

一方で、照度センサ１６０により計測された結果をそのまま用いることができればよいが、実際には照度センサ１６０における感度はＲＧＢ各色で異なることから、照射される光量に対するセンサ出力（すなわち、センサの感度×光量）の特性はＲＧＢの各色で大きく異なる。

【0039】

図４は、照度センサ１６０に照射される光量と照度センサの出力との関係の例を示したグラフである。図中の実線で示すように、一般的に、照度センサ１６０において最も感度が高い（ダイナミックレンジが大きい）のは緑（Ｇ）であり、これに対して赤（Ｒ）のダイナミックレンジは５分の１程度しかない。青（Ｂ）についても赤（Ｒ）と同程度である。ここで、照度センサ１６０からの出力に応じた制御を行うためには、出力を飽和させないようにする必要がある。したがって、照度センサ１６０の感度が図４に示すような特性を有する場合、照度センサ１６０のゲインを緑（Ｇ）に合わせて用いると、赤（Ｒ）や青（Ｂ）についてはセンサの検出能力を十分に使うことができないことになる。特に、光量が少ない場合には測定誤差が大きくなってしまう。

【0040】

ここで、例えば、図中の矢印に示すように、赤（Ｒ）や青（Ｂ）について、ダイナミックレンジが緑（Ｇ）と同程度になるよう、回路処理等により電気的にゲインを補正することが考えられる。例えば、照度センサ１６０が時分割でＲＧＢ各色について順次サイクリックに光量を計測する際、赤（Ｒ）と青（Ｂ）の計測タイミングのときだけゲインを５倍にすることなどが考えられる。しかしながら、この場合、ゲインは５倍になるもののノイズも同様に５倍されてしまい、計測精度を緑（Ｇ）と同様にすることはできない。

【0041】

そこで、本実施の形態では、ゲイン等の補正を行うのではなく、ミラー１７１として透過率を色毎に調整したミラーを用いることで、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の照射光束について、一般的なミラーを用いる場合よりもミラー１７１を透過する光量自体を増加させる。これにより、照度センサ１６０の出力のダイナミックレンジを緑（Ｇ）のものと同程度にする。なお、色毎に透過率を調整したミラーは、公知技術を用いて適宜形成することができる。

【0042】

図５は、本実施の形態のミラー１７１における色毎に調整した透過率特性の例を示したグラフである。図中の調整後透過率特性の曲線は、色毎に調整した透過率特性の例を模式的に示したものであり、必ずしもこのような曲線状になっていることは必要ではない。本実施の形態では、赤（Ｒ）および青（Ｂ）の透過率が緑（Ｇ）の透過率よりも相対的に大きくなるよう調整する（Ｒ＞Ｇ、Ｂ＞Ｇ）。緑（Ｇ）の光は、投射型映像表示装置１００の明るさに最も寄与するため、極力、ミラー１７１の反射率を上げて透過率を下げたい。よって、緑（Ｇ）の透過率は、Ｇ（緑）光源１５０Ｇの中心波長付近で１％未満であることが望ましい。これに対し、例えば、赤（Ｒ）および青（Ｂ）の透過率は、各光源１５０の中心波長付近で１％より大きくすればよい。さらに望ましくは、赤（Ｒ）および青（Ｂ）の透過率を、緑（Ｇ）の透過率の少なくとも３倍以上（４〜５倍程度）となるようにする。具体的には、例えば、緑（Ｇ）の透過率を０．５％程度とする場合、赤（Ｒ）および青（Ｂ）の透過率を４倍の２．０％程度となるよう調整する。

【0043】

赤（Ｒ）と青（Ｂ）との間の透過率の大小関係は特に限定されないが、白色光における一般的な特性を考慮して、青（Ｂ）の透過率が赤（Ｒ）の透過率より大きくなるよう調整してもよい（Ｂ＞Ｒ＞Ｇ）。一方、使用する照度センサ１６０の感度の特性上、赤（Ｒ）の感度が低い場合には逆に赤（Ｒ）の透過率が青（Ｂ）の透過率より大きくなるよう調整してもよい（Ｒ＞Ｂ＞Ｇ）。

【0044】

以上に説明したように、本発明の実施の形態１である投射型映像表示装置１００によれば、照度センサ１６０をミラー１７１の裏面側の照明光学系光軸の延長線上に配置することで、ミラー１７１を透過した照明光束の光量を計測する。この場合、上記の特許第４５５９９４９号公報（特許文献１）のような、反射性材料のない部分を設ける必要がないため、ミラー１７１の反射面の照明光束の有効範囲内において反射率を略均一のままにすることができる。これにより、ミラー１７１を透過した照明光束の照度分布を、照明光束の有効範囲内で概ね均一とすることができ、照度分布の斑（ムラ）が生じることを回避することができる。また、実際に映像の投射・表示に用いられる（「管理された」）照明光束に対応した光量を計測することができ、計測結果に基づく各色の光源１５０の出力制御をより適切に行うことができる。

【0045】

また、ミラー１７１として透過率を色毎に調整したミラーを用い、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の照射光束について、一般的なミラーを用いる場合よりもミラー１７１を透過する光量自体を増加させることで、照度センサ１６０の出力のダイナミックレンジを緑（Ｇ）のものと同程度にする。これにより、各色の光源１５０の光量を精度よく計測することができ、光源１５０の出力制御をより適切に行うことが可能となる。

【0046】

以上に説明したとおり、本発明の実施の形態１である投射型映像表示装置１００によれば、照明光束の照度分布を好適に維持しながら、複数の光源の各光量をより好適に計測することができる。

【0047】

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２である投射型映像表示装置１００は、基本的な構成や制御方法等については実施の形態１の投射型映像表示装置１００と同様であるが、光学ユニット１７０におけるミラー１７１の部分の構成が相違する。以下この相違点を中心に説明する。

【0048】

図６は、本発明の実施の形態２である光学ユニット１７０の構成例について概要を示した図である。照度センサ１６０の前に配置されたミラー１７１の部分以外の構成は、実施の形態１の図２に示したものと同様であるため、再度の説明は省略する。本実施の形態では、ミラー１７１の裏面側（反射面とは反対側の照度センサ１６０が設置された側）において、ミラー１７１に接する、もしくは近接する位置に遮光マスク３０１を有している。なお、図６の例では、遮光マスク３０１を断面形状により示している。

【0049】

図７は、遮光マスク３０１を面方向から見た形状の例を示した図である。図示するように、遮光マスク３０１は、例えば、金属等の遮光素材により構成された板状の部材からなり、中央付近に遮光素材を有さない開口部３０２（孔）を有することで、この部分に照射された光のみを通過させることができる。本実施の形態では、耐熱性等の観点から、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）等からなる金属板により遮光マスク３０１を構成するものとするが、遮光機能を有する素材であれば金属以外の他の素材を用いることも当然可能である。

【0050】

また、少なくとも遮光マスク３０１における光が照射される面については、遮光性能を高めるために黒色のコーティング等を施しておくのが望ましい。また、図７の例では開口部３０２の形状を矩形としているが、円形など他の形状であってもよい。また、本実施の形態では、遮光マスク３０１を金属板等によりミラー１７１とは別に形成し、図６に示すようにミラー１７１の裏面側に設置（もしくはミラー１７１に接着）するものとしているが、このような構成に限られない。例えば、図７に示した遮光マスク３０１の平面形状と同様の形状を、遮光機能を有する塗料等によりミラー１７１の裏面側に直接塗装したりコーティングしたりすることで、ミラー１７１の裏面側に直接遮光マスク３０１を形成してもよい。

【0051】

図６に戻り、本実施の形態では、図７に示したような遮光マスク３０１を、その開口部３０２が照明光学系光軸（図中の破線）の延長線の領域を含む状態となるように、ミラー１７１の裏面側に設置する。これにより、ミラー１７１を透過した白色の照明光束のうち、照明光学系光軸の延長線付近を含む一定領域の透過光のみが開口部３０２を通過するように制限することができる。すなわち、照明光束の外周付近のノイズとなる透過光をカットすることで照度センサ１６０の計測精度をより向上させることができる。

【0052】

上記の効果をより確実にするため、開口部３０２の面積（より正確には、照明光学系光軸に垂直な面への投影面積）は、照明光束の照射範囲の面積より小さくし、当該照射範囲の中に開口部３０２が含まれるように開口部３０２の形状および配置位置を調整するのが望ましい。さらに、照度センサ１６０の受光部の面積は、上記の開口部３０２の面積より小さく、開口部３０２を通過した透過光の照射範囲の中に受光部が含まれるように照度センサ１６０を配置するのが望ましい。

【0053】

以上説明したとおり、本発明の実施の形態２である投射型映像表示装置１００によれば、上述した実施の形態１の投射型映像表示装置１００の効果を有し、さらに好適に各色の光源の光量を計測することができる。

【0054】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、独立光源を有する投射型映像表示装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１００…投射型映像表示装置、１０１…投射光学系、１０２…表示素子、１０３…表示素子駆動部、１０６…電源、１０７…操作信号入力部、１０８…不揮発性メモリ、１０９…メモリ、１１０…制御部、１１５…冷却部、１３１…映像入力部、１３２…通信部、１３３…音声入力部、１４０…音声出力部、１５０Ｂ…Ｂ光源、１５０Ｇ…Ｇ光源、１５０Ｒ…Ｒ光源、１５１Ｂ…Ｂ光源ドライバ、１５１Ｇ…Ｇ光源ドライバ、１５１Ｒ…Ｒ光源ドライバ、１６０…照度センサ、１７０…光学ユニット、１７１…ミラー、
２０１〜２０３…リレーレンズ、２０４〜２０５…色合成ミラー、２０６…リレーレンズ、２０７…ロッドインテグレータ、２０８〜２０９…リレーレンズ、２１０…ＴＩＲプリズム、
３０１…遮光マスク、３０２…開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】