(57)【要約】【課題】スクリーン上に投写される光の光量を効果的に制御することを可能とする表示装置を提供する。【解決手段】光源ユニット１０と、映像信号に基づいて光源ユニット１０が発する光を変調する光変調素子２０と、光変調素子２０から出射された光をスクリーン２００上に投写する投写レンズユニット３０とを備えた表示装置１００が、光源ユニット１０が発する光量を検出する光量センサ５０と、光量センサ５０によって検出された光量に基づいて、光源ユニット１０が発する光量を制御する制御部１６０とを備え、光量センサ５０が、光源ユニット１０が発する光がスクリーン２００上に投写されるまでの間に前記光源ユニット１０が発する光が通る領域内であって、スクリーン２００上に投写される光に影響を与えない位置に配置されている。【選択図】図１
2008026711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、映像信号に基づいて前記光源が発する光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された光をスクリーン上に投写する投写レンズユニットとを備えた表示装置であって、
前記光源が発する光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部によって検出された光量に基づいて、前記光源が発する光量を制御する光量制御部とを備え、
前記光量検出部は、前記光源が発する光が前記スクリーン上に投写されるまでの間に前記光源が発する光が通る領域内であって、前記スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記投写レンズユニットから出射された光をスクリーン側に反射する反射面を有する反射ミラーをさらに備え、
前記光量検出部は、前記反射面の反対側に設けられた前記反射ミラーの裏面に対向して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記投写レンズユニットは、前記光源が発する光が通る領域を絞り込む絞り部を有しており、
前記絞り部は、前記光源が発する光の一部を遮る非光透過性の部材によって構成されており、
前記光量検出部は、前記絞り部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光変調素子は、
前記光源が発する光を反射する複数の微小ミラーが配列された構成を有し、
前記微小ミラーの傾きを個別に制御することによって、前記投写レンズユニット側に反射する光であるオン光と前記投写レンズユニット側に反射しない光であるオフ光とを切り替えており、
前記光量検出部は、前記オフ光が通る位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光源と前記光変調素子との間に設けられており、回転軸を中心として回転可能な回転板をさらに備え、
前記回転板は、互いに異なる波長の光のみを透過する複数の透過領域と、前記光源が発する光を反射する反射領域とを有しており、
前記光量検出部は、前記反射領域で反射された光が通る位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記光源が発する光の基準光量と前記映像信号とに基づいて、前記光量検出部で検出されるべき推定光量を算出する推定光量算出部をさらに備え、
前記光量制御部は、前記光量検出部によって検出された光量と前記推定光量算出部によって算出された推定光量との比較結果に基づいて、前記光源が発する光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光量検出部によって検出された光量と前記映像信号とに基づいて、前記光源が発する光の推定光量を算出する推定光量算出部をさらに備え、
前記光量制御部は、前記光源が発する光の基準光量と前記推定光量算出部によって算出された推定光量との比較結果に基づいて、前記光源が発する光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
光源と、映像信号に基づいて前記光源が発する光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された光をスクリーン上に投写する投写レンズユニットとを備えた表示装置であって、
前記光源が発する光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部によって検出された光量に基づいて、前記映像信号に基づいた前記光変調素子の変調量を補正する変調量補正部とを備え、
前記光量検出部は、前記光源が発する光が前記スクリーン上に投写されるまでの間に前記光源が発する光が通る有効領域内であって、前記スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源と、映像信号に基づいて光源が発する光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射された光をスクリーン上に投写する投写レンズユニットとを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＲＴや液晶パネルなどの光変調素子から出射された光をスクリーン上に投写する投写型表示装置が一般的に広く知られている。また、ＣＲＴの蛍光体やランプなどの光源は、時間経過とともに経時劣化を起こすため、光源の光量を検出することによって光源の経時劣化率を算出する方法も提案されている。
【０００３】
例えば、投写型表示装置が有効スクリーン領域の外側領域まで走査するオーバスキャン型である場合に、有効スクリーン領域の外側領域に光量センサが配置された投写型表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
具体的には、この投写型表示装置では、有効スクリーン領域の外側領域に光源の基準光が投写されて、光源の基準光量が光量センサによって検出される。また、光量センサによって検出された光量と光源の初期光量とを比較することによって、光源の経時劣化率が算出される。
【０００５】
さらに、上述した投写型表示装置では、算出された光源の経時劣化率に基づいて光源の出力（光量）を制御することによって、ホワイトバランスが維持されている。
【０００６】
また、有効スクリーン領域の外側領域は、視聴者から見えない領域であるため、有効スクリーン領域の外側領域に光源の基準光が投写されても、視聴者が映像を視聴する上で視聴者に違和感を与えることがない。
【特許文献１】特開平９−３７２８１号公報（請求項１、図１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一般的に、視聴者がスクリーン上に投写された映像を視聴する際には、スクリーンの周辺部分よりもスクリーンの中央部分に視聴者の視線が集まる。従って、スクリーン上に投写される光の光量の制御では、スクリーンの中央部分に投写される光量の検出結果を用いた方が好ましい。
【０００８】
しかしながら、上述した投写型表示装置では、有効スクリーン領域の外側領域に投写される光量の検出結果を用いて、スクリーン上に投写される光の光量の制御が行われるため、スクリーン上に投写される光の光量の制御が効果的に行うことができない場合があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、スクリーン上に投写される光の光量を効果的に制御することを可能とする表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の特徴は、光源（光源ユニット１０）と、映像信号に基づいて前記光源が発する光を変調する光変調素子（光変調素子２０）と、前記光変調素子から出射された光をスクリーン（スクリーン２００）上に投写する投写レンズユニット（投写レンズユニット３０）とを備えた表示装置が、前記光源が発する光量を検出する光量検出部（光量センサ５０）と、前記光量検出部によって検出された光量に基づいて、前記光源が発する光量を制御する光量制御部（制御部１６０）とを備え、前記光量検出部が、前記光源が発する光が前記スクリーン上に投写されるまでの間に前記光源が発する光が通る領域内であって、前記スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることを要旨とする。
【００１１】
かかる特徴によれば、光量検出部は、光源が発する光がスクリーン上に投写されるまでの間に光源が発する光が通る領域内に配置されていることにより、有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
【００１２】
また、光量検出部は、スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることにより、スクリーン上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
【００１３】
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記投写レンズユニットから出射された光をスクリーン側に反射する反射面（反射面４０ａ）を有する反射ミラー（反射ミラー４０）を表示装置がさらに備え、前記光量検出部が、前記反射面の反対側に設けられた前記反射ミラーの裏面（裏面４０ｂ）に対向して設けられていることを要旨とする。
【００１４】
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記投写レンズユニットが、前記光源が発する光が通る領域を絞り込む絞り部（絞り部３１）を有しており、前記絞り部が、前記光源が発する光の一部を遮る非光透過性の部材によって構成されており、前記光量検出部が、前記絞り部に設けられていることを要旨とする。
【００１５】
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光変調素子が、前記光源が発する光を反射する複数の微小ミラー（微小ミラー２２）が配列された構成を有し、前記微小ミラーの傾きを個別に制御することによって、前記投写レンズユニット側に反射する光であるオン光と前記投写レンズユニット側に反射しない光であるオフ光とを切り替えており、前記光量検出部が、前記オフ光が通る位置に配置されていることを要旨とする。
【００１６】
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光源と前記光変調素子との間に設けられており、回転軸を中心として回転可能な回転板（カラーホイール９０）を表示装置がさらに備え、前記回転板は、互いに異なる波長の光のみを透過する複数の透過領域（透過領域９０ｒ、透過領域９０ｇ及び透過領域９０ｂ）と、前記光源が発する光を反射する反射領域（反射領域９１）とを有しており、前記光量検出部が、前記反射領域で反射された光が通る位置に配置されていることを要旨とする。
【００１７】
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光源が発する光の基準光量と前記映像信号とに基づいて、前記光量検出部で検出されるべき推定光量を算出する推定光量算出部（推定光量算出部１５０）を表示装置がさらに備え、前記光量制御部が、前記光量検出部によって検出された光量と前記推定光量算出部によって算出された推定光量との比較結果に基づいて、前記光源が発する光量を制御することを要旨とする。
【００１８】
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光量検出部によって検出された光量と前記映像信号とに基づいて、前記光源が発する光の推定光量を算出する推定光量算出部（推定光量算出部１５０）を表示装置がさらに備え、前記光量制御部が、前記光源が発する光の基準光量と前記推定光量算出部によって算出された推定光量との比較結果に基づいて、前記光源が発する光量を制御することを要旨とする。
【００１９】
本発明の一の特徴は、光源（光源ユニット１０）と、映像信号に基づいて前記光源が発する光を変調する光変調素子（光変調素子２０）と、前記光変調素子から出射された光をスクリーン上に投写する投写レンズユニット（投写レンズユニット３０）とを備えた表示装置が、前記光源が発する光量を検出する光量検出部（光量センサ５０）と、前記光量検出部によって検出された光量に基づいて、前記映像信号に基づいた前記光変調素子の変調量を補正する変調量補正部（変調量制御部１２０）とを備え、前記光量検出部は、前記光源が発する光が前記スクリーン上に投写されるまでの間に前記光源が発する光が通る有効領域内であって、前記スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スクリーン上に投写される光の光量を効果的に制御することを可能とする表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下において、本発明の実施形態に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
【００２２】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２３】
［第１実施形態］
（表示装置の構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。なお、図１では、本発明の第１実施形態に係る表示装置１００を説明するための構成について着目しており、コンデンサレンズやリレーレンズなどのように、表示装置１００に必要な他の構成について省略している点に留意すべきである。
【００２４】
図１に示すように、表示装置１００は、光源ユニット１０と、光変調素子２０と、投写レンズユニット３０と、反射ミラー４０と、光量センサ５０とを有する。また、表示装置１００は、スクリーン２００上に映像光を投写する。
【００２５】
光源ユニット１０は、光変調素子２０側に向けて白色光を発する光源１０ａと、光源１０ａが発する白色光を光変調素子２０側に反射するリフレクタ１０ｂとを有する。なお、光源ユニット１０は、例えば、白色ＵＨＰランプなどである。
【００２６】
光変調素子２０は、光源ユニット１０が発する光を画素単位で変調する素子であり、例えば、液晶パネルなどである。
【００２７】
投写レンズユニット３０は、光変調素子２０から出射された光、すなわち、光変調素子２０によって変調された光（映像光）をスクリーン２００上に投写する投写レンズ（不図示）を有するユニットである。
【００２８】
反射ミラー４０は、投写レンズユニット３０から出射された光（映像光）をスクリーン２００側に反射する反射面４０ａを有している。ここで、反射ミラー４０は、光透過性を有する部材によって構成されており、投写レンズユニット３０から出射された光（映像光）の大半をスクリーン２００側に反射する。一方で、反射ミラー４０は、投写レンズユニット３０から出射された光（映像光）の一部を透過する。これは、投写レンズユニット３０から出射された光（映像光）の偏光方向を完全に一方向に揃えることが難しいためである。
【００２９】
光量センサ５０は、反射面４０ａの反対側に設けられた反射ミラー４０の裏面４０ｂに対向して設けられており、反射ミラー４０を透過した透過光の光量を検出する。また、光量センサ５０は、反射ミラー４０の裏面４０ｂの略中央部に設けられており、投写レンズユニット３０から出射された光（映像光）のうち、スクリーン２００の略中央部に投写される光（映像光）に対応する透過光の光量を検出する。
【００３０】
（表示装置の機能）
以下において、本発明の第１実施形態に係る表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る表示装置１００の機能を示すブロック図である。
【００３１】
図２に示すように、表示装置１００は、光源ユニット１０、光変調素子２０及び光量センサ５０に加えて、映像信号入力部１１０と、変調量制御部１２０と、寄与度記憶部１３０と、基準光量記憶部１４０と、推定光量算出部１５０と、制御部１６０とを有する。
【００３２】
映像信号入力部１１０は、変調量制御部１２０及び推定光量算出部１５０に映像信号をフレーム単位で入力する。ここで、映像信号とは、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の比率を画素単位で示す信号であり、フレーム単位で生成される信号である。なお、映像信号は、例えば、０〜２５５ビットの範囲内で、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の色調比率を示す信号であり、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１２８，１２８，１９６）などで表される。
【００３３】
変調量制御部１２０は、映像信号入力部１１０から取得した映像信号に基づいて、光変調素子２０の変調量を画素単位で制御する。例えば、変調量制御部１２０は、映像信号入力部１１０から取得した映像信号に基づいて、光変調素子２０から出射される光量を各色毎に制御する。
【００３４】
寄与度記憶部１３０は、光変調素子２０の各画素位置から出射された光が光量センサ５０に到達する割合（以下、寄与度）と画素位置とを対応付けて記憶する。ここで、寄与度とは、表示装置１００の工場出荷時において、光変調素子２０の各画素位置から出射された光について、光量センサ５０によって検出された光量によって算出される。また、寄与度とは、例えば、各画素位置に対応する光量の相対的な比率で表される。なお、寄与度記憶部１３０は、寄与度を算出した際における光変調素子２０の変調量（すなわち、映像信号）と寄与度とを対応付けて記憶している。
【００３５】
ここで、各画素位置から光量センサ５０までの距離や光路は、光変調素子２０の各画素位置に応じて異なるため、各画素位置から出射された光が、光量センサ５０によって検出された光量に与える影響が異なる。従って、寄与度は、光源ユニット１０が発する光の光量制御の精度向上を図るために用いられる。
【００３６】
また、寄与度は、表示装置１００の工場出荷後に表示装置１００のメンテナンスを行う際などにおいて、光源ユニット１０が発する光について、光量センサ５０によって再度検出された光量によって再算出されてもよい。
【００３７】
基準光量記憶部１４０は、光源ユニット１０が発する光の基準となる光量（以下、基準光量）を記憶する。ここで、基準光量とは、例えば、表示装置１００の工場出荷時において、光源ユニット１０が発する光について、光量センサ５０によって検出された光量（初期光量）である。なお、基準光量記憶部１４０は、基準光量を検出した際における光変調素子２０の変調量（すなわち、映像信号）と基準光量とを対応付けて記憶している。
【００３８】
また、基準光量は、表示装置１００の工場出荷後に表示装置１００のメンテナンスを行う際などにおいて、光源ユニット１０が発する光について、光量センサ５０によって再度検出された光量であってもよい。
【００３９】
なお、第１実施形態では、基準光量を検出した際における光変調素子２０の変調量（すなわち、映像信号）は、寄与度を算出した際における光変調素子２０の変調量（すなわち、映像信号）と同じであるものとする。
【００４０】
推定光量算出部１５０は、映像信号入力部１１０から取得した映像信号（すなわち、光変調素子２０の変調量）と、寄与度記憶部１３０に記憶された寄与度と、基準光量記憶部１４０に記憶された基準光量とに基づいて、光量センサ５０で検出されるべき推定光量を算出する。
【００４１】
具体的には、推定光量算出部１５０は、画素位置を（ｉ（１≦ｉ≦Ｉ），ｊ（１≦ｊ≦Ｊ））とした場合に、フレーム全体の各色毎の係数（赤色の係数（Ｒｔ）、緑色の係数（Ｇｔ）、青色の係数（Ｂｔ））を以下の式（１）によって算出する。なお、“Ｃｒｉ，ｊ” “Ｃｇｉ，ｊ”及び“Ｃｂｉ，ｊ”は、画素位置（ｉ，ｊ）に対応付けられた各色毎の寄与度であり、“Ｒｉ，ｊ”、“Ｇｉ，ｊ”及び“Ｂｉ，ｊ”は、映像信号（変調量）である。
【数１】
2008026711.tif 000003
【００４２】
続いて、推定光量算出部１５０は、基準光量記憶部１４０に記憶された基準光量を“ｘｓ”、推定光量を“ｘｐ”とした場合に、光量センサ５０で検出されるべき推定光量（ｘｐ）を以下の式（２）によって算出する。
【数２】
2008026711.tif 000004
【００４３】
制御部１６０は、推定光量算出部１５０によって算出された推定光量と、光量センサ５０によって検出された検出光量とに基づいて、光源ユニット１０から出力される光量（光源１０ａの出力）の制御量を算出する。具体的には、制御部１６０は、光源ユニット１０から出力される光量の制御量を“Ｉ”、検出光量を“ｘｄ”とした場合に、光源ユニット１０から出力される光量の制御量（Ｉ）を以下の式（３）によって算出する。
【数３】
2008026711.tif 000005
【００４４】
また、制御部１６０は、算出された制御量（Ｉ）に基づいて、光源ユニット１０から出力される光量を制御する。
【００４５】
（表示装置の動作）
以下において、本発明の第１実施形態に係る表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る表示装置１００の動作を示すフロー図である。
【００４６】
図３に示すように、ステップ１０において、表示装置１００は、映像信号（例えば、Ｒ，Ｇ及びＢの色調比率）に基づいて、光変調素子２０の変調量を制御する。
【００４７】
ステップ２０において、表示装置１００は、寄与度記憶部１３０から各画素位置毎の寄与度を読み出す。
【００４８】
ステップ３０において、表示装置１００は、基準光量記憶部１４０から基準光量を読み出す。
【００４９】
ステップ４０において、表示装置１００は、ステップ１０で制御された変調量（映像信号）と、ステップ２０で読み出された寄与度と、ステップ３０で読み出された基準光量とに基づいて推定光量を算出する。
【００５０】
具体的には、表示装置１００は、基準光量記憶部１４０から読み出された基準光量を“ｘｓ”、推定光量を“ｘｐ”とした場合に、推定光量（ｘｐ）を以下の式（２）によって算出する。
【数４】
2008026711.tif 000006
【００５１】
ステップ５０において、表示装置１００は、ステップ１０で変調量が制御された光の光量を光量センサ５０によって検出する。
【００５２】
ステップ６０において、表示装置１００は、ステップ４０で算出された推定光量と、ステップ５０で検出された検出光量とに基づいて、光源ユニット１０が発する光の光量（光源１０ａの出力）の制御量を算出する。
【００５３】
具体的には、表示装置１００は、光源ユニット１０から出力される光量の制御量を“Ｉ”、検出光量を“ｘｄ”とした場合に、光源ユニット１０から出力される光量の制御量（Ｉ）を以下の式（３）によって算出する。
【数５】
2008026711.tif 000007
【００５４】
ステップ７０において、表示装置１００は、ステップ６０で算出された制御量（Ｉ）に基づいて、光源ユニット１０から出力される光量を制御する。
【００５５】
（作用及び効果）
本発明の第１実施形態に係る表示装置１００によれば、光量センサ５０は、光源ユニット１０が発する光がスクリーン２００上に投写されるまでの間に光源ユニット１０が発する光が通る領域内に配置されている。具体的には、光量センサ５０は、反射ミラー４０の裏面４０ｂに対向して設けられており、反射ミラー４０の略中央部に設けられている。従って、スクリーン２００の有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン２００上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
【００５６】
また、光量センサ５０は、反射ミラー４０の裏面４０ｂ側に設けられているため、スクリーン２００上に投写される光に影響を与えない。従って、スクリーン２００上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
【００５７】
［第２実施形態］
以下において、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との相違点について主として説明する。
【００５８】
具体的には、上述した第１実施形態では、表示装置１００が背面型投写表示装置であり、光量センサ５０は、反射ミラー４０の裏面４０ｂに対向して設けられている。これに対して、第２実施形態では、光量センサ５０は、投写レンズユニット３０の絞り部に設けられている。なお、第２実施形態では、表示装置１００が背面型投写表示装置に限定されない点に留意すべきである。
【００５９】
（表示装置の構成）
以下において、本発明の第２実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。なお、図４では、本発明の第２実施形態に係る表示装置１００を説明するための構成について着目しており、リレーレンズなどのように、表示装置１００に必要な他の構成について省略している点に留意すべきである。
【００６０】
最初に、本発明の第２実施形態に係る表示装置１００の光学系について、図４（ａ）を参照しながら説明する。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、表示装置１００は、光源ユニット１０、光変調素子２０及び投写レンズユニット３０に加えて、一対の一対のフライアイレンズ（フライアイレンズ６１及びフライアイレンズ６２）と、偏光変換素子７０と、、コンデンサレンズ８０とを有する。
【００６２】
フライアイレンズ６１は、アレイ状に配置された複数の微小レンズ６１ａを有する。各微小レンズ６１ａは、偏光変換素子７０に光を集光する。
【００６３】
フライアイレンズ６２は、アレイ状に配置された複数の微小レンズ６２ａを有する。各微小レンズ６２ａは、偏光変換素子７０に光を集光する。なお、微小レンズ６２ａによって偏光変換素子７０に集光された光は、コンデンサレンズ８０によって光変調素子２０の全面に集光される。
【００６４】
偏光変換素子７０は、光源ユニット１０が発する光の偏光方向をＳ偏光に変換して、Ｓ偏光成分の光のみをコンデンサレンズ８０側に出射する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ；Ｐｏｌａｒｉｚａｔｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を水平方向及び垂直方向にアレイ化した光学素子である。具体的には、偏光変換素子７０は、ＰＢＳ面７１ａと、ＰＢＳ面７１ｂと、１／２λ位相差板７２とを有する。
【００６５】
ＰＢＳ面７１ａは、フライアイレンズ６１の微小レンズ６１ａによって集光された光のうち、Ｐ偏光成分の光を１／２λ位相差板７２側に透過するとともに、Ｓ偏光成分の光をＰＢＳ面７１ｂ側に反射する。ＰＢＳ面７１ｂは、ＰＢＳ面７１ａによって反射されたＳ偏光成分の光をコンデンサレンズ８０側に反射する。１／２λ位相差板７２は、ＰＢＳ面７１ａを透過したＰ偏光成分の光の偏光方向を９０°変換して、Ｓ偏光成分の光としてコンデンサレンズ８０側に出射する。
【００６６】
コンデンサレンズ８０は、フライアイレンズ６２の微小レンズ６２ａによって集光される光を光変調素子２０の全面に集光する。すなわち、コンデンサレンズ８０は、偏光変換素子７０によって偏光方向が一の偏光方向に揃えられた光を光変調素子２０の全面に集光する。
【００６７】
次に、本発明の第２実施形態に係る投写レンズユニット３０について、図４（ｂ）を参照しながら説明する。
【００６８】
図４（ｂ）に示すように、投写レンズユニット３０は、絞り部３１と、投写レンズ３２とを有する。
【００６９】
絞り部３１は、光源ユニット１０が発する光の一部を遮る非光透過性の部材によって構成されており、光源ユニット１０が発する光が通る領域を絞り込む。
【００７０】
投写レンズ３２は、絞り部３１によって絞り込まれた光をスクリーン２００上に投写する。
【００７１】
光量センサ５０は、絞り部３１に設けられている。具体的には、光量センサ５０は、光源ユニット１０側に設けられた絞り部３１の側面上に設けられている。
【００７２】
（作用及び効果）
本発明の第２実施形態に係る表示装置１００によれば、光量センサ５０は、投写レンズユニット３０の絞り部３１に設けられている。従って、スクリーン２００の有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン２００上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
【００７３】
また、光量センサ５０は、投写レンズユニット３０の絞り部３１に設けられているため、スクリーン２００上に投写される光に影響を与えない。従って、スクリーン２００上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
【００７４】
［第３実施形態］
以下において、本発明の第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第２実施形態と第３実施形態との相違点について主として説明する。
【００７５】
具体的には、上述した第２実施形態では、光変調素子について特に限定していないが、第３実施形態では、光変調素子は、複数の微小ミラーが配列された素子（ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）；登録商標）である。また、光量センサ５０は、複数の微小ミラーが配列された素子が反射するオフ光が通る位置に配置されている。
【００７６】
（表示装置の構成）
以下において、本発明の第３実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図５及び図６は、本発明の第３実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。
【００７７】
最初に、本発明の第３実施形態に係る表示装置１００について、図５（ａ）を参照しながら説明する。なお、図５（ａ）では、上述した図４（ａ）と同様の構成については同様の符号を付している点に留意すべきである。
【００７８】
図５（ａ）に示すように、表示装置１００は、光変調素子２１を有しており、投写レンズユニット３０には、光変調素子２１で反射された反射光が入射する。
【００７９】
次に、本発明の第３実施形態に係る光変調素子２１について、図５（ｂ）を参照しながら説明する。
【００８０】
図５（ｂ）に示すように、光変調素子２１は、複数の微小ミラー２２が配列された構成を有している。ここで、微小ミラー２２は、例えば、画素単位で設けられており、光変調素子２１は、微小ミラー２２の傾きを制御することによって、投写レンズユニット３０側に反射するオン光と、投写レンズユニット３０側に反射しないオフ光とを切り替えている。
【００８１】
最後に、本発明の第３実施形態に係る光量センサ５０の配置位置について、図６を参照しながら説明する。
【００８２】
図６に示すように、光変調素子２１は、微小ミラー２２の傾きを制御することによって、投写レンズユニット３０側に反射するオン光（Ｌｏｎ）と、投写レンズユニット３０側に反射しないオフ光（Ｌｏｆｆ）とを切り替えている。
【００８３】
例えば、光変調素子２１は、微小ミラー２２ａ〜微小ミラー２２ｃ及び微小ミラー２２ｆの傾きを制御して、これらの微小ミラーで光を投写レンズユニット３０側に反射する（オン光（Ｌｏｎ））。一方で、光変調素子２１は、微小ミラー２２ｄ及び微小ミラー２２ｅの傾きを制御して、これらの微小ミラーで光を投写レンズユニット３０側とは異なる方向に反射する（オフ光（Ｌｏｆｆ））。
【００８４】
光量センサ５０は、光変調素子２１によって投写レンズユニット３０側に反射されない光（オフ光（Ｌｏｆｆ））の通る位置に配置されている。
【００８５】
（作用及び効果）
本発明の第３実施形態に係る表示装置１００によれば、光量センサ５０は、光変調素子２１の微小レンズ６１ａで反射されるオフ光（Ｌｏｆｆ）が通る位置に配置されている。従って、スクリーン２００の有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン２００上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
【００８６】
また、光量センサ５０は、光変調素子２１の微小レンズ６１ａで反射されるオフ光（Ｌｏｆｆ）が通る位置に配置されているため、スクリーン２００上に投写される光に影響を与えない。従って、スクリーン２００上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
【００８７】
［第４実施形態］
以下において、本発明の第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第３実施形態と第４実施形態との相違点について主として説明する。
【００８８】
具体的には、上述した第３実施形態では特に触れていないが、第４実施形態では、表示装置１００がカラーホイールを有しており、光量センサ５０は、カラーホイールに対向して設けられている。
【００８９】
（表示装置の構成）
以下において、本発明の第４実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図７は、本発明の第４実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。
【００９０】
最初に、本発明の第４実施形態に係る表示装置１００について、図７（ａ）を参照しながら説明する。なお、図７（ａ）では、上述した図５（ａ）と同様の構成については同様の符号を付している点に留意すべきである。
【００９１】
図７（ａ）に示すように、表示装置１００は、図５（ａ）に示した構成に加えて、カラーホイール９０を有する。
【００９２】
カラーホイール９０は、後述するように、互いに異なる波長の光を透過する透過領域と、光源ユニット１０が発する光を反射する反射領域とを有している。
【００９３】
光量センサ５０は、光源ユニット１０側に設けられたカラーホイール９０の面（反射領域）に対向して設けられており、反射領域で反射された光の光量を検出する。すなわち、光量センサ５０は、カラーホイール９０の反射領域で反射された光が通る位置に配置されている。
【００９４】
次に、本発明の第４実施形態に係るカラーホイール９０について、図７（ｂ）を参照しながら説明する。なお、図７（ｂ）は、光源ユニット１０側からカラーホイール９０を見た場合におけるカラーホイール９０の面を示している。
【００９５】
図７（ｂ）に示すように、カラーホイール９０は、赤色に相当する波長の光を透過する透過領域９０ｒと、緑色に相当する波長の光を透過する透過領域９０ｇと、青色に相当する波長の光を透過する透過領域９０ｂとを有する。また、カラーホイール９０は、光源ユニット１０が発する光を反射する反射領域９１を有する。なお、反射領域９１は、例えば、ミラー面などによって構成されている。
【００９６】
（作用及び効果）
本発明の第４実施形態に係る表示装置１００によれば、光量センサ５０は、カラーホイール９０の反射領域９１で反射される光が通る位置に配置されている。従って、スクリーン２００の有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン２００上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
【００９７】
また、光量センサ５０は、カラーホイール９０の反射領域９１で反射される光が通る位置に配置されているため、スクリーン２００上に投写される光に影響を与えない。従って、スクリーン２００上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
【００９８】
［第５実施形態］
以下において、本発明の第５実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第１実施形態と第５実施形態との相違点について主として説明する。
【００９９】
具体的には、上述した第１実施形態では、制御部１６０は、光源ユニット１０が発する光の光量を制御しているが、第５実施形態では、制御部１６０は、光変調素子２０の変調量を補正する。
【０１００】
（表示装置の機能）
以下において、本発明の第５実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図８は、本発明の第５実施形態に係る表示装置１００の構成を示すブロック図である。なお、図８では、上述した図２と同様の構成については同様の符号を付している点に留意すべきである。
【０１０１】
図８に示すように、制御部１６０は、光源ユニット１０ではなくて、変調量制御部１２０に接続されている。また、制御部１６０は、推定光量算出部１５０によって算出された推定光量と、基準光量記憶部１４０に記憶された基準光量とに基づいて、光変調素子２０の変調量の補正量を算出する。
【０１０２】
具体的には、制御部１６０は、光変調素子２０の変調量の補正量を“Ｃ”、推定光量を“ｘｐ”、検出光量を“ｘｄ”とした場合に、光変調素子２０の変調量の補正量を“Ｃ”を以下の式（４）によって算出する。
【数６】
2008026711.tif 000008
【０１０３】
また、制御部１６０は、光変調素子２０の変調量の補正量“Ｃ”を変調量制御部１２０に入力し、変調量制御部１２０は、制御部１６０から取得した補正量“Ｃ”に基づいて、映像信号に基づいた光変調素子２０の変調量を補正する。
【０１０４】
（表示装置の動作）
以下において、本発明の第５実施形態に係る表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図９は、本発明の第５実施形態に係る表示装置１００の動作を示すフロー図である。なお、図９では、上述した図３と同様の処理については同様のステップ番号を付している。
【０１０５】
図９に示すように、ステップ８０において、表示装置１００は、ステップ４０で算出された推定光量と、ステップ５０で読み出された基準光量とに基づいて、光変調素子２０の変調量の補正量を算出する。
【０１０６】
具体的には、表示装置１００は、光変調素子２０の変調量の補正量を“Ｃ”、推定光量を“ｘｐ”、検出光量を“ｘｄ”とした場合に、光変調素子２０の変調量の補正量“Ｃ”を以下の式（４）によって算出する。
【数７】
2008026711.tif 000009
【０１０７】
ステップ９０において、表示装置１００は、ステップ８０で算出された補正量（Ｃ）に基づいて、光変調素子２０の変調量を補正する。
【０１０８】
（作用及び効果）
本発明の第５実施形態に係る表示装置１００によれば、制御部１６０は、光変調素子２０の変調量の補正量“Ｃ”を算出し、変調量制御部１２０は、制御部１６０から取得した補正量“Ｃ”に基づいて、映像信号に基づいた光変調素子２０の変調量を補正する。従って、光源ユニット１０の出力を制御できない場合であっても、スクリーン２００上に投写される光の光量を制御することができる。
【０１０９】
例えば、光源ユニット１０が単色光源である場合であっても、光変調素子２０が各色（赤色、緑色及び青色）に対応して設けられている場合には、表示装置１００は、光変調素子２０の変調量を補正することによって、ホワイトバランスを維持することができる。
【０１１０】
［第６実施形態］
以下において、本発明の第６実施形態について説明する。なお、以下においては、上述した第１実施形態と第６実施形態との相違点について主として説明する。
【０１１１】
具体的には、上述した第１実施形態では、推定光量算出部１５０は、映像信号入力部１１０から取得した映像信号（すなわち、光変調素子２０の変調量）と、寄与度記憶部１３０に記憶された寄与度と、基準光量記憶部１４０に記憶された基準光量とに基づいて、光源ユニット１０が発する光の推定光量を算出する。
【０１１２】
これに対して、第６実施形態では、推定光量算出部１５０は、映像信号入力部１１０から取得した映像信号（すなわち、光変調素子２０の変調量）と、寄与度記憶部１３０に記憶された寄与度と、光量センサ５０によって検出された光量とに基づいて、光源ユニット１０が発する光の推定光量を算出する。
【０１１３】
具体的には、推定光量算出部１５０は、光量センサ５０によって検出された光量を“ｘｄ”、推定光量を“ｘｐ”とした場合に、推定光量（ｘ）を以下の式（５）によって算出する。
【数８】
2008026711.tif 000010
【０１１４】
制御部１６０は、推定光量算出部１５０によって算出された推定光量と、基準光量記憶部１４０に記憶された基準光量とに基づいて、光源ユニット１０から出力される光量（光源１０ａの出力）の制御量を算出する。具体的には、制御部１６０は、光源ユニット１０から出力される光量の制御量を“Ｉ”、基準光量を“ｘｓ”とした場合に、光源ユニット１０から出力される光量の制御量（Ｉ）を以下の式（６）によって算出する。
【数９】
2008026711.tif 000011
【０１１５】
また、制御部１６０は、算出された制御量（Ｉ）に基づいて、光源ユニット１０から出力される光量を制御する。
【０１１６】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１１７】
例えば、上述した第１実施形態〜第５実施形態では、光源が単色光源である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。具体的には、表示装置１００は、各色（赤色、緑色及び青色）の光を発する複数の光源（例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ））を有していてもよい。
【０１１８】
この場合において、表示装置１００は、例えば、複数のフレーム（フレーム１〜フレーム３）に対応する光変調素子２０の変調量（映像信号）に基づいて、各色（赤色、緑色及び青色）毎に推定光量を算出してもよい。
【０１１９】
具体的には、基準光量記憶部１４０に記憶された基準光量を“ｘｓ”として、赤色の推定光量を“ｘｒｐ”、緑色の推定光量を“ｘｇｐ”、青色の推定光量を“ｘｂｐ”とした場合に、表示装置１００は、以下の式（７）の連立方程式を立てることができる。
【数１０】
2008026711.tif 000012
【０１２０】
続いて、表示装置１００は、上述した連立方程式を解くことによって、各色の推定光量（ｘｒｐ、ｘｇｐ及びｘｂｐ）を算出することができる。なお、複数のフレームに対応する各色の係数（Ｒｔ、Ｇｔ及びＢｔ）は、映像信号に応じて異なることに留意すべきである。
【０１２１】
上述した第１実施形態〜第５実施形態では、光量センサ５０は、各色の光を区別することなく、総光量を検出しているが、これに限定されるものではない。具体的には、光量センサ５０は、各色毎に複数の受光部を有しており、各色の光を区別して光量を検出してもよい。
【０１２２】
また、表示装置１００は、プロジェクタ、プロジェクションテレビ、ＣＲＴ、液晶パネルなどであってもよい。
【０１２３】
さらに、上述した第１実施形態〜第５実施形態では、推定光量の算出精度について向上を図るために、寄与度記憶部１３０に記憶された寄与度を用いているが、これに限定されるものではない。具体的には、表示装置１００は、寄与度記憶部１３０に記憶された寄与度を用いずに、映像信号と検出光量とに基づいて推定光量を算出してもよい。
【０１２４】
例えば、光変調素子２０によって変調された光が結像する位置（例えば、第１実施形態に示すように、反射ミラー４０の裏面４０ｂの略中央部）に光量センサ５０が配置されている場合には、寄与度記憶部１３０に記憶された寄与度を用いなくても、十分な推定光量の算出精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る表示装置の機能を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る表示装置の動作を示すフロー図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である（その１）。
【図６】本発明の第３実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である（その２）。
【図７】本発明の第４実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る表示装置１００の機能を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る表示装置１００の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０・・・光源ユニット、１０ａ・・・光源、１０ｂ・・・リフレクタ、２０・・・光変調素子、２１・・・光変調素子、２２・・・微小ミラー、３０・・・投写レンズユニット、３１・・・絞り部、３２・・・投写レンズ、４０・・・反射ミラー、４０ａ・・・反射面、４０ｂ・・・裏面、５０・・・光量センサ、６１・・・フライアイレンズ、６１ａ・・・微小レンズ、６２・・・フライアイレンズ、６２ａ・・・微小レンズ、７０・・・偏光変換素子、７１ａ・・・ＰＢＳ面、７１ｂ・・・ＰＢＳ面、７２・・・１／２λ位相差板、８０・・・コンデンサレンズ、９０・・・カラーホイール、９０ｒ・・・透過領域、９０ｇ・・・透過領域、９０ｂ・・・透過領域、９１・・・反射領域、１００・・・表示装置、１１０・・・映像信号入力部、１２０・・・変調量制御部、１３０・・・寄与度記憶部、１４０・・・基準光量記憶部、１５０・・・推定光量算出部、１６０・・・制御部、２００・・・スクリーン
【図１】
2008026711.tif 000013
【図２】
2008026711.tif 000014
【図３】
2008026711.tif 000015
【図４】
2008026711.tif 000016
【図５】
2008026711.tif 000017
【図６】
2008026711.tif 000018
【図７】
2008026711.tif 000019
【図８】
2008026711.tif 000020
【図９】
2008026711.tif 000021