JP2008129261A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投射型表示装置の各部品の位置調整を簡単に行えるようにする。
【解決手段】図２の例の投射型表示装置には、光源としてのランプハウス１からの光を複数の色光に色分解する色分解光学系３１と、反射型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと、偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと、偏光ビームスピリッタ１３Ｒの上方に配置されたエリアセンサ５１とが設けられている。色分解光学系３１によりＧ光に色分解されて偏光ビームスプリッタ１３Ｇに入射される光束のうちの、偏光分離部を反射せずに透過した漏れ光束の光量がエリアセンサ５１により検出され、その検出情報やその加工情報が表示機器５２に表示される。そこで、調整者は、この表示機器５２を視認することで、各部品の位置調整を簡単に行うことができるようになる。本発明は、デジタルシネマ用等の投射型表示装置に適用可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、投射型表示装置に関し、特に、その各部品の位置調整を容易に行うことができるようになった投射型表示装置に関する。

従来の投射型表示装置として、反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置（例えば特許文献１参照）が知られている。

図１は、このような従来の投射型表示装置の構成例の概略を示す図である。

図１の従来の投射型表示装置は、ランプハウス１乃至投射レンズ１６を含むように構成され、投射レンズ１６からスクリーン２１に対して光束を出射することで、その光束に対応する像をスクリーン２１上に投射する。即ち、スクリーン２１上に画像が表示される。

ランプハウス１は、発光源であるランプバルブ１−１と、ランプバルブ１−１から発した光を集光して所望の方向へ出射させる集光ミラー１―２とから構成される。

ランプバルブ１―１としては、キセノンショートアークランプや超高圧ランプ等の幅広い波長域の光束を放射する光源が使用される。

ランプハウス１から出射された光束は、ミラー２で反射された後、光学系３に入射して所望の光束に整えられた後に、第１ハエの目４、第２ハエの目５、および、光束を所望の偏光方向に整える偏光制御光学系６を経て、光学系７を通過して、色分解光学系３１に入射される。

色分解光学系３１には、ダイクロイックミラー９，１０がＸ字型に配置された色分解系が設けられている。例えば図１の例では、ダイクロイックミラー９が、赤の波長光（以下、Ｒ光と称する）を反射させ、ダイクロイックミラー１０が、青の波長光（以下、Ｂ光と称する）と緑の波長光（以下、Ｇ光と称する）を反射させる。ミラー８，１１は、この色分解系を経た光束の向きを変えるために配置されている。また、色分解光学系３１には、Ｇ光を反射させる一方、Ｂ光を透過させるダイクロイックミラー１２が設けられている。

即ち、色分解光学系３１に入射された光束のうちの、ダイクロイックミラー９で反射されたＲ光はミラー８で向きを変えた後に、偏光ビームスプリッタ１３Ｒに入射する。また、ダイクロイックミラー１０で反射されたＧ光とＢ光とはミラー１１で向きを変え、そのうちのＧ光は、ダイクロイックミラー１２で反射されて偏光ビームスプリッタ１３Ｇに入射する一方、Ｂ光は、ダイクロイックミラー１２を透過して偏光ビームスプリッタ１３Ｂに入射する。

偏光ビームスプリッタ１３Ｒに入射されたＲ光は、その偏光膜（以下、偏光分離部と適宜称する）で反射されて反射型ライトバルブ１４Ｒに入射する。反射型ライトバルブ１４Ｒは、入射したＲ光の偏光状態を微小な領域毎に任意に調整することで、偏光ビームスプリッタ１３Ｒの偏光分離部を透過させて色合成プリズム１５へ入射させるように、そのＲ光の状態を制御することができる。即ち、偏光ビームスプリッタ１３Ｒから反射型ライトバルブ１４Ｒに入射されたＲ光は、そこで反射して、偏光ビームスプリッタ１３Ｒに再び入射した後、その偏光分離部を透過して、色合成プリズム１５に入射する。

同様に、偏光ビームスプリッタ１３Ｇから反射型ライトバルブ１４Ｇに入射されたＧ光は、そこで反射して、偏光ビームスプリッタ１３Ｇに再び入射した後、その偏光分離部を透過して、色合成プリズム１５に入射する。また、偏光ビームスプリッタ１３Ｂから反射型ライトバルブ１４Ｂに入射されたＢ光は、そこで反射して、偏光ビームスプリッタ１３Ｂに再び入射した後、その偏光分離部を透過して、色合成プリズム１５に入射する。

色合成プリズム１５は、各反射型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂから入射したＲ光，Ｇ光，Ｂ光を投射レンズ１６側へ反射させる。投射レンズ１６は、それらのＲ光，Ｇ光，Ｂ光からなる光束を出射することで、各反射型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂにより形成される像をスクリーン２１上に投射する。

即ち、投射レンズ１６でスクリーン２１上に像を投射することは、各反射型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとスクリーン２１上とが、投射レンズ１６によって光学的に共役な配置にあるということを意味する。

また、このような像がスクリーン２１上に投射されている際には、第１ハエの目４と第２ハエの目５とによって、第２ハエの目５の出射面近傍に複数の２次光源が形成され、この２次光源は光学系７によりいわゆるケーラー照明を構成して、各反射型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを照明する。

このような構成の従来の投射型表示装置においては、像が投射されるスクリーン２１上の照度を最大にするために、集光ミラー１−２とランプバルブ１−１との位置関係の調整、ランプハウス１と光学系３との位置関係の調整、ミラー２の傾き調整等、各部品の位置調整が必要に応じて行われる。その際、図１に示されるように、スクリーン２１上に照度を測定する受光センサ２２が配置され、また、その近傍に、受光センサ２２の測定値を表示する表示装置２３が配設される。

即ち、調整者は、従来の投射型表示装置からスクリーン２１上に像を実際に投射させ、その際の受光センサ２２によって測定された照度の値を、表示装置２３によって読み取りつつ、従来の投射型表示装置の各部品の位置調整を行っていた。
特開２００５−２５０２４９号公報

しかしながら、従来の投射型表示装置からスクリーン２１上に像を正しく投射する場合には、投射レンズ１６の投射可能距離まで、従来の投射型表示装置をスクリーン２１から離さないといけない。このため、当然ながら、従来の投射型表示装置と、スクリーン２１上に設置される受光センサ２２とは、投射レンズ１６の投射可能距離分だけ離間することになる。従って、従来の投射型表示装置の各部品の位置調整を行う際には、投射可能距離分だけ離れている受光センサ２２を用いて照度を測定する作業が必要となる。かかる作業は、調整者にとって煩雑な作業であった。

さらに、その照度の測定は投射される映像の中心で一般的に行われる。即ち、受光センサ２２は映像の中心に配置される。しかしながら、近年、デジタルシネマの分野等において、スクリーン２１の大型化が進み、その結果、映像の中心、即ち、スクリーン２１の中心位置は床からかなりの高さとなっている場合がある。このような場合、スクリーン２１の中心部に受光センサ２２を配置させて、照度を測定する作業は、調整者にとって位置的に困難な作業であった。

このため、調整者からは、投射型表示装置の各部品の位置調整を容易に行いたいという要望が挙げられていたが、このような要望に十分に応えられていない状況である。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、投射型表示装置の各部品の位置調整を容易に行うことをできるようにするものである。

本発明の一側面の投射型表示装置は、光源からの光を複数の色光に色分解する色分解光学系と、前記複数の色光のそれぞれについての複数の反射型ライトバルブと、前記色分解光学系により色分解された前記複数の色光のうちの所定色光を偏光分離部で偏光分離して、前記複数の反射型ライトバルブのうちの対応するひとつへ出射し、その反射型ライトバルブから入射した光を前記偏光分離部で偏光分離して検光する複数の偏光ビームスプリッタとを備える投射型表示装置において、所定の前記偏光ビームスプリッタの面のうちの、前記色分解光学系からの前記所定の色光が入射する第１の面と対向する第２の面から出射される光を検出する受光機器を、前記複数の偏光ビームスプリッタのうちの１以上に対して備える投射型表示装置。

前記所定の偏光ビームスプリッタに対する前記受光機器は、前記所定の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離部を対称軸として、対応する前記反射型ライトバルブと対称な位置に配置されている。

前記受光機器は、エリアセンサである。

前記所定の偏光ビームスプリッタに対する前記受光機器は、前記所定の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離部を対称軸として、対応する前記反射型ライトバルブと対称な平面内の任意な位置に配置された１以上のピンホールと、前記１以上のピンホールの各々を通過してくる光束を個別に受光する１以上の受光センサとで構成されている。

前記複数の偏光ビームスプリッタのうちの１以上のそれぞれに対する前記受光機器の検出情報、またはそれらの検出情報の加工情報を、前記投射型表示装置から投射される光に関する情報として提示する提示機器をさらに備える。

前記複数の偏光ビームスプリッタのそれぞれに対して複数の前記受光機器がそれぞれ備えられており、前記複数の受光機器の各検出情報に基づいて、前記投射型表示装置を構成する光学部品の性能状態を監視する監視機器をさらに備える。

本発明の一側面の投射型表示装置においては、光源からの光を複数の色光に色分解する色分解光学系と、前記複数の色光のそれぞれについての複数の反射型ライトバルブと、前記色分解光学系により色分解された前記複数の色光のうちの所定色光を偏光分離部で偏光分離して、前記複数の反射型ライトバルブのうちの対応するひとつへ出射し、その反射型ライトバルブから入射した光を前記偏光分離部で偏光分離して検光する複数の偏光ビームスプリッタとが設けられており、所定の前記偏光ビームスプリッタの面のうちの、前記色分解光学系からの前記所定の色光が入射する第１の面と対向する第２の面から出射される光を検出する受光機器が、前記複数の偏光ビームスプリッタのうちの１以上に対して設けられている。

以上のごとく、本発明によれば、投射型表示装置を提供できる。特に、その各部品の位置調整が簡単になった投射型表示装置を提供できる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、明細書または図面における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、明細書または図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書または図面中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

さらに、この記載は、明細書または図面に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、明細書または図面に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。

本発明の一側面の投射型表示装置（例えば、図２、図４、図５、または図６の構成の投射型表示装置。ただし、対応関係の説明では、特に断りのない限り、図２の構成との対応関係のみについて説明する）は、
光源（例えば図２のランプハウス１）からの光を複数の色光に色分解する色分解光学系（例えば図２の色分解光学系３１）と、
前記複数の色光のそれぞれについての複数の反射型ライトバルブ（例えば図２の反射型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）と、
前記色分解光学系により色分解された前記複数の色光のうちの所定色光を偏光分離部（例えば図３の偏光分離部６３）で偏光分離して、前記複数の反射型ライトバルブのうちの対応するひとつへ出射し、その反射型ライトバルブから入射した光を前記偏光分離部で偏光分離して検光する複数の偏光ビームスプリッタ（例えば図２の偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）と
を備える投射型表示装置において、
所定の前記偏光ビームスプリッタ（例えば図３の偏光ビームスプリッタ１３）の面のうちの、前記色分解光学系からの前記所定の色光（例えば図３の入射光束Ｌｉ）が入射する第１の面（例えば図３の面６１）と対向する第２の面（例えば図３の面６２）から出射される光（例えば図３の漏れ光束Lｌ）を検出する受光機器（例えば図３のエリアセンサ５１）を、前記複数の偏光ビームスプリッタのうちの１以上に対して備える（なお、図２の例では、１つの偏光ビームスプリッタ１３Ｇに対する受光機器（エリアセンサ５１）だけ備えられているが、図５や図６の例では、全ての偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに対してそれぞれ受光機器（受光センサ７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ等）が備えられている）
投射型表示装置。

前記所定の偏光ビームスプリッタ（例えば図３の偏光ビームスプリッタ１３）に対する前記受光機器（例えば図３のエリアセンサ５１）は、
前記所定の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離部（例えば図３の偏光分離部６３）を対称軸として、対応する前記反射型ライトバルブ（例えば図３の反射型ライトバルブ１４）と対称な位置に配置されている（例えば図３に示されるように配置されている）。

前記受光機器は、エリアセンサ（例えば図２や図３のエリアセンサ５１）である。

前記所定の偏光ビームスプリッタに対する前記受光機器（例えば図４の投射型表示装置における受光機器）は、
前記所定の偏光ビームスプリッタ（例えば図４の偏光ビームスプリッタ１３Ｇ）の前記偏光分離部を対称軸として、対応する前記反射型ライトバルブ（例えば図４の反射型ライトバルブ１４Ｇ）と対称な平面内の任意な位置に配置された１以上のピンホール（例えば図４のピンホール７１）と、
前記１以上の各々のピンホールを通過してくる光束を個別に受光する１以上の受光センサ（例えば図４の受光センサ７２）とで構成されている。

前記複数の偏光ビームスプリッタのうちの１以上のそれぞれに対する前記受光機器の検出情報、またはそれらの検出情報の加工情報を、前記投射型表示装置から投射される光に関する情報として提示する提示機器（例えば図２の表示機器５２）をさらに備える。

前記複数の偏光ビームスプリッタのそれぞれに対して複数の前記受光機器がそれぞれ備えられており（例えば図６の例では、全ての偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに対してそれぞれ受光機器（受光センサ７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ等）が備えられており）、
前記複数の受光機器の各検出情報に基づいて、前記投射型表示装置を構成する光学部品の性能状態を監視する監視機器（例えば図６の監視機器８１）をさらに備える。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図２は、本発明が適用される投射型表示装置の一実施の形態の構成の概略を示す図である。

なお、図２において、図１と対応する箇所には対応する符号を付している。かかる箇所の説明については、図１を用いて説明済みであるので、以下においては適宜省略する。

図２の例の投射型表示装置においては、図１の従来の投射型表示装置と同様に、ランプハウス１乃至投射レンズ１６が設けられている。即ち、図２の例の投射型表示装置も、投射レンズ１６からスクリーン２１に対して光束を出射することで、その光束に対応する像をスクリーン２１上に投射する。即ち、スクリーン２１上に画像が表示される。

さらに、図２の例の投射型表示装置においては、偏光ビームスプリッタ１３Ｇの上方に受光機器の一例であるエリアセンサ５１が配置され、また、そのエリアセンサ５１の検出情報を提示する提示機器の一例である表示機器５２が設けられている。

なお、エリアセンサ５１の配置位置は、図２の例では偏光ビームスプリッタ１３Ｇの上方とされているが、図２の例に限定されず、その他、偏光ビームスプリッタ１３Ｒの右方でもよいし、或いは、偏光ビームスプリッタ１３Ｂの右方でもよい。

なお、以下、偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを特に区別する必要がない場合、単に偏光ビームスプリッタ１３と称する。そして、偏光ビームスピリッタ１３と称している場合には、反射型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂも区別せずに、単に反射型ライトバルブ１４と称する。以下、図３を参照して、この呼称を用いて、エリアセンサ５１の配置位置について説明する。

図３に示されるように、偏光ビームスプリッタ１３の面のうちの、色分解光学系３１からの光束Ｌｉ（以下、入射光束Ｌｉと称する）が入射する面６１と対向する面６２側に、エリアセンサ５１は配置される。

即ち、入射光束Ｌｉの全てが、偏光ビームスプリッタ１３の偏光分離部６３で反射されて反射型ライトバルブ１４へ入射することが理想的である。ただし、実際には、入射光束Ｌｉの偏光純度、即ち所望の偏光とそれ以外の偏光の割合や、偏光分離部６３の性能によって、その入射光束Ｌｉのうちの一部は、偏光分離部６３で反射されずにそのまま透過してしまう。かかる一部の光束、即ち、偏光分離部６３を透過してしまう光束は、図３の例では、符号Ｌｌが付された点線矢印として示されている。そこで以下、かかる光束を、漏れ光束Ｌｌと称する。

エリアセンサ５１は、この漏れ光束Ｌｌの光量の二次元分布状態を検出し、その検出結果を表示機器５２に出力する。表示機器５２は、この検出結果、即ち、漏れ光束Ｌｌの光量の二次元分布状態自身を表示したり、その検出結果の加工情報を表示する。

即ち、エリアセンサ５１の配置位置は、漏れ光束Ｌｌの光量を検出可能な位置であれば足りる。ただし、より好適には、図３に図示されているように、エリアセンサ５１の配置位置は、偏光ビームスプリッタ１３の偏光分離部６３を対称軸として、反射型ライトバルブ１４と対称な位置であるとよい。この好適な理由については、後述する。

例えば、偏光ビームスプリッタ１３Ｇにおける漏れ光束Ｌｌの光量を検出する場合には、入射光束ＬｉであるＧ光が入射される面６１は、図２に示されるように（図２に対応した図３にも示されるように）下側に配置されるので、その面６１に対向する面６２は上側に配置されることになり、その結果、エリアセンサ５１は、偏光ビームスプリッタ１３Ｇの上方に配置されるのである。

一方、例えば、偏光ビームスプリッタ１３Ｒにおける漏れ光束Ｌｌの光量を検出する場合には、入射光束ＬｉであるＲ光が入射される面６１は、図２に示されるように左側に配置されるので、その面６１に対向する面６２は右側に配置されることになり、その結果、エリアセンサ５１は、偏光ビームスプリッタ１３Ｒの右方に配置されるのである。

同様に、例えば、偏光ビームスプリッタ１３Ｂにおける漏れ光束Ｌｌの光量を検出する場合には、入射光束ＬｉであるＢ光が入射される面６１は、図２に示されるように左側に配置されるので、その面６１に対向する面６２は右側に配置されることになり、その結果、エリアセンサ５１は、偏光ビームスプリッタ１３Ｂの右方に配置されるのである。

以下、引き続き図３を参照して、エリアセンサ５１と表示機器５２とについて、その用途の観点から説明を行う。

エリアセンサ５１の検出対象である漏れ光束Ｌｌの光量は、入射光束Ｌｉの光量に比例する、という特徴がある。

また、入射光束Ｌｉのうちの偏光分離部６３で反射して反射型ライトバルブ１４へ向かった光束Ｌｒ（以下、主光束Ｌｒと称する）は、反射型ライトバルブ１４によって偏光状態が制御され、例えばスクリーン２１上に白を投射しようとする際には偏光分離部６３を透過する様に偏光状態が制御され、その結果、偏光分離部６３を通過して、図３には図示せぬ色合成プリズム１５（図２参照）を通過して、投射レンズ１６からスクリーン２１に対して出射される。即ち、この主光束Ｌｒの光量が、図２の例の投射型表示装置から出射される光束の光量と対応し、ひいてはスクリーン２１上の照度に対応する。そして、この主光束Ｌｒの光量もまた、偏光ビームスプリッタ１３への入射光束Ｌｉの光量に比例する、という特徴がある。

以上の内容をまとめると、漏れ光束Ｌｌの光量は、図２の例の投射型表示装置から出射される光束の光量、ひいてはスクリーン２１上の照度と比例する、という特徴があるといえる。

そこで、漏れ光束Ｌｌの光量とスクリーン２１上の照度との比例係数（傾き）を事前に把握しておくことで、エリアセンサ５１により測定された漏れ光束Ｌｌの光量を用いて、図２の例の投射型表示装置から出射される光束の光量、ひいてはスクリーン２１上の照度を求めることが容易に可能となる。そして、このエリアセンサ５１により測定された漏れ光束Ｌｌの光量を示す情報やその加工情報は、表示機器５２に表示される。

従って、図２の例の投射型表示装置を採用することで、調整者は、その投射型表示装置に搭載された又は直近に存在する表示機器５２の表示内容を視認するだけで、スクリーン２１上の照度を把握することができるようになり、即ち、スクリーン２１上に配置された受光センサ２２（図１）を用いた照度の実測は不要となり、その結果、各部品の位置調整を容易に行うことができるようになる。

なお、比例係数（傾き）を事前に把握する手法は、特に限定されないが、例えば本実施の形態では次のような手法が採用されているとする。

即ち、先ず、調整者は、表示機器５２に表示されたエリアセンサ５１の検出結果を視認しながら、漏れ光束Ｌｌの光量が最大となるように、各部品の位置調整（初期設定としての位置調整）を行う。

次に、調整者は、漏れ光束Ｌｌがその最大光量の際のスクリーン２１上の照度の実測値を測定する。この場合の実測値の測定手法は、特に限定されないが、例えば図１を用いて説明した従来の測定手法、即ち、スクリーン２１上に設置された受光センサ２２を用いる手法を採用することができる。

これにより、調整者は、漏れ光束Ｌｌの最大光量と、スクリーン２１上の照度の実測値とから、比例係数（傾き）を求めることができる。

このようにして求められた比例係数（傾き）は、調整者自身が保持してもよいし、図２の例の投射型表示装置内部（表示機器５２含む）に保持させてもよい。後者の場合には、図２の例の投射型表示装置（表示機器５２含む）が演算機能を有していれば、エリアセンサ５１の検出結果、即ち、漏れ光束Ｌｌの光量からスクリーン２１上の照度を演算し、その演算結果も表示機器５２に簡単に表示させることができるようになる。その結果、調整者にとっては、より一段と簡単に各部品の位置調整を行うことができるようになる。

さらに、図２の例では、漏れ光束Ｌｌの光量を検出する受光機器として、エリアセンサ５１が採用されている。そこで、エリアセンサ５１の配置位置を、図３に示されるように、偏光分離部６３を対称軸として、反射型ライトバルブ１４と対称な位置とすることで、その検出結果、即ち、漏れ光束Ｌｌの光量の二次元分布状態は、反射型ライトバルブ１４に入射する主光束Ｌｒの面内分布、即ちスクリーン２１上に投射される像の照度分布をほぼ表したものとなる。

換言すると、エリアセンサ５１により検出された漏れ光束Ｌｌの光量の二次元分布のうちの点αにおける検出光量は、偏光分離部６３を対称軸とした反射型ライトバルブ１４における対称な点ａの光量に対応し、このことは、この点ａの像が投影されるスクリーン２１上の点Ａの照度に対応していることを意味する。同様に、エリアセンサ５１により検出された漏れ光束Ｌｌの光量の二次元分布のうちの点βにおける検出光量は、偏光分離部６３を対称軸とした反射型ライトバルブ１４における対称な点ｂの光量に対応し、このことは、この点ｂの像が投影されるスクリーン２１上の点Ｂの照度に対応していることを意味する。なお、図３の例では、説明の簡略上、点ａと点ｂとの位置関係と、点Ａと点Ｂとの位置関係とは同一関係（同距離）となるように図示されているが、実際には、投射レンズ１６の特質に応じて異なる関係（異なる距離）となることが多い。

また、図３の例では、反射型ライトバルブ１４上の点aと点bの位置関係についても、図３中点aは点bの上に図示されており、またスクリーン２１上でも同様に点aの対応点Ａは点bの対応点Ｂの上に図示されている。この位置関係は、各色別の反射型ライトバルブ１４と色合成プリズム１５（図示せず）および投射レンズ１６によって逆転することもあるが、ここでは説明の便宜上ライトバルブ１４上の位置関係のままスクリーン２１上に投影されるものとしたためである。

このような配置関係のエリアセンサ５１を採用することで、調整者は、様々な観点から、各部品の位置調整を行うことができるようになる。

具体的には例えば、光量だけに着目した観点からは、調整者は、エリアセンサ５１の検出光量の二次元分布の各位置による差は無視して、それらの検出光量を単純平均した代表値を演算し、その代表値を用いて各部品の位置調整を行えばよい。また例えば、スクリーン２１上における像の画面の上下や左右の照度バランスを重視した観点からは、調整者は、それらの照度バランスがわかるような情報を、エリアセンサ５１の検出光量の二次元分布状態から演算して、その演算値を用いて各部品の位置調整を行えばよい。

なお、このようなエリアセンサ５１の検出結果を用いた演算は、ここでは調整者自身が行うとしたが、実際には、図２の例の投射型表示装置（表示機器５２含む）が演算機能を有していれば、その投射型表示装置に行わせるようにしてもよい。この場合、各演算結果を表示機器５２に簡単に表示させることができるので、調整者にとっては、より一段と簡単に各部品の位置調整を行うことができるようになる。

また例えば、スクリーン２１上の所定点、例えば中心点等の照度に着目した観点からは、調整者は、エリアセンサ５１により検出された漏れ光束Ｌｌの光量の二次元分布のうちの、所定点に対応する点における検出光量を用いて、各部品の位置調整を行えばよい。ここで、スクリーン２１上の所定点に対応する点とは、スクリーン２１上の所定点の像に対応する反射型ライトバルブ１４の像の点に対して、偏光分離部６３を対称軸としたエリアセンサ５１における対称な点をいう。具体的には例えば、スクリーン２１上の所定点が点Ａの場合には、点αが、スクリーン２１上の所定点に対応する点である。また例えば、スクリーン２１上の所定点が点Ｂの場合には、点βが、スクリーン２１上の所定点に対応する点である。

このような観点から調整を行う場合、即ち、調整者がスクリーン２１上の所定点に着目して各部品の位置調整を行う場合には、図２の例の投射型表示装置の代わりに、例えば図４に示されるような投射型表示装置を採用することもできる。即ち、図４は、本発明が適用される投射型表示装置の一実施の形態であって、図２の例とは異なる例の実施の形態の構成の概略を示す図である。

なお、図４において、図１または図２と対応する箇所には対応する符号を付している。かかる箇所の説明については、図１または図２を用いて説明済みであるので、以下においては適宜省略する。

図４の例の投射型表示装置においては、図２の例の投射型表示装置と同様に、ランプハウス１乃至投射レンズ１６が設けられている。即ち、図４の例の投射型表示装置も、投射レンズ１６からスクリーン２１に対して光束を出射することで、その光束に対応する像をスクリーン２１上に投射する。即ち、スクリーン２１上に画像が表示される。

ただし、図４の例の投射型表示装置においては、偏光ビームスプリッタ１３Ｇの上方に、ピンホール７１と受光センサ７２とからなる受光機器が配置され、また、その受光センサ７２の検出情報を提示する提示機器の一例である表示機器５２が設けられている。即ち、受光機器として、図２の例ではエリアセンサ５１が採用されていたのに対して、図４の例ではピンホール７１と受光センサ７２とからなる受光機器が採用されている。

なお、ピンホール７１と受光センサ７２とからなる受光機器の配置位置は、図４の例では偏光ビームスプリッタ１３Ｇの上方とされているが、図４の例に限定されず、その他、偏光ビームスプリッタ１３Ｒの右方でもよいし、或いは、偏光ビームスプリッタ１３Ｂの右方でもよい。

即ち、ピンホール７１と受光センサ７２とからなる受光機器の配置位置は、図３を用いて説明したエリアセンサ５１の配置位置と全く同様に、漏れ光束Ｌｌの光量を検出可能な位置であれば足りる。

ただし、スクリーン２１上の所定点の照度を求めたい場合には、受光センサ７２は、スクリーン２１上の所定点に対応する点についての漏れ光束Ｌｌの光量を検出する必要がある。そして、スクリーン２１の像が投射される全範囲の中から所定点が任意に選択される可能性がある。従って、これらのことを考慮すると、ピンホール７１の位置は、偏光ビームスプリッタ１３の偏光分離部６３を対称軸として、反射型ライトバルブ１４と対称な平面内の任意の位置とすると好適である。即ち、任意の位置とは、任意に選択され得る所定点に対応する位置という意味である。そして、受光センサ７２の配置位置は、そのピンホール７１を通過してくる漏れ光束Ｌｌの光量を検出可能な位置とすると好適である。

なお、ピンホール７１と受光センサ７２との組の組数は、上述した例では１組とされたが、スクリーン２１上の複数点の照度を利用した各部品の位置調整が行われ得ることを考慮すると、即ち、スクリーン２１上の所定点が複数点になり得ることを考慮すると、複数組であってもよい。即ち、図４の例の受光機器は、同図中あたかもピンホール７１と受光センサ７２との１組のみで構成されているように描画されているが、実際には、ピンホール７１と受光センサ７２との組を１組以上含むように構成されている。

具体的には例えば、スクリーン２１上の所定点が、投射される像の中心及び上下左右の５箇所の点であった場合には、偏光ビームスプリッタ１３の偏光分離部６３を対称軸として反射型ライトバルブ１４と対称な平面内のうちの、これらの５箇所に対応する５つのピンホール７１を設け、それらに対応する５つの受光センサ７２を設ければよい。この場合、これら５つの受光センサ７２の検出結果から、スクリーン２１上に投射される像の照度分布のおよその情報を得ることも可能となり、調整者は、その情報を用いて各部品の位置調整を行うこともできる。

ただし、以下、説明の簡略上、特に断りのない限り、ピンホール７１と受光センサ７２との組が複数組である場合にも、単に、ピンホール７１と受光センサ７２とのそれぞれと称する。

以上、本発明が適用される受光機器として、図２の例のエリアセンサ５１と、図４の例のピンホール７１と受光センサ７２とを含む受光機器とについて説明してきた。ただし、本発明が適用される受光機器とは、これらの例に限定されず、次のような受光機器であれば足りる。即ち、図３を用いて説明すると、偏光ビームスプリッタ１３の面のうちの、色分解光学系３１からの入射光束Ｌｉが入射する面６１と対向する面６２側に設けられ、偏光ビームスプリッタ１３からの光、即ち、漏れ光束Ｌｌを検出する受光機器であれば足り、その構成は特に限定されない。

また、かかる受光機器の個数は、１つに限定されず、複数でもよい。即ち、１つの偏光ビームスプリッタ１３に対して１つの受光機器（図２や図４の例参照）を設けてもよいし、複数の偏光ビームスプリッタ１３のそれぞれに対して複数の受光機器をそれぞれ個別に設けるようにしてもよい。

具体的には例えば、図５の例では、偏光ビームスプリッタ１３Ｇの上方に、ピンホール７１Ｇと受光センサ７２Ｇとからなる受光機器が配置され、偏光ビームスプリッタ１３Ｒの右方に、ピンホール７１Ｒと受光センサ７２Ｒとからなる受光機器が配置され、偏光ビームスプリッタ１３Ｂの右方に、ピンホール７１Ｂと受光センサ７２Ｂとからなる受光機器が配置されている。この場合、表示機器５２は、受光センサ７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂの各検出情報、またはそれらの加工情報を表示することができる。

即ち、図５は、本発明が適用される投射型表示装置の一実施の形態であって、図２や図４の例とは異なる例の実施の形態の構成の概略を示す図である。なお、図５において、図１、図２、または図４と対応する箇所には対応する符号を付している。かかる箇所の説明については、図１、図２、または図４を用いて説明済みであるので、以下においては適宜省略する。

この図５の例の投射型表示装置を採用することで、その各部品の調整を容易に行えるという上述した効果（以下、調整容易効果と称する）に加えて、さらに、各部品の劣化状態を把握できるようになるという効果（以下、劣化把握効果と称する）を奏することができるようになる。

以下、かかる劣化把握効果についてさらに説明する。

即ち、投射型表示装置を構成する各部品のうちの光学部品は、主として光が熱に変わることから生じる熱負荷にさらされる。従って、光学部品は、熱負荷により劣化する、という特徴を有している。特に、近年、デジタルシネマの分野等に投射型表示装置が適用されるようになったことから、大型スクリーンに映像を投射する必要が生じ、その投射のための光束量は年々増大しており、それに伴い、光学部品が受ける熱量も増大し、その結果、光学部品の寿命に影響を与えるようになっている。

一般的に、光学部品は予め設定した時間（予測寿命）に従って交換することを推奨しているが、実際には使用者の使用状況によって寿命への到達度や、熱負荷による性能劣化の具合はまちまちであり、光学部品の交換時期等は個別に判断する必要がある。従って、使用者からは、投射型表示装置の光学部品の寿命診断を適切に行いたいという要望が挙げられていたが、このような要望に十分に応えられていない状況であった。

これに対して、図５の例の投射型表示装置を例えば次のように利用することで、劣化把握効果を奏することができ、ひいてはかかる要望に応えることができるようになる。

即ち、使用者は、図５の例の投射型表示装置の使用開始初期における各受光センサ７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂの出力の各比（以下、初期出力比と称する）を保持しておき、その後の使用時における各受光センサ７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂの出力の各比（以下、現状出力比と称する）と適宜比較し、その比較結果に基づいて、偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂまでの経路における各部品の劣化状態を、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光についての各部品毎に個別に把握できるようになる。例えば、Ｂ光とＧ光についての現状出力比は初期出力比とほぼ変わりないが、Ｒ光と他色光についての現状出力比が初期出力比から変化していることから、Ｒ光の出力のみの低下が認められた場合には、使用者は、Ｒ光の光路中の部品が性能劣化をおこしていると判断することが容易にできる。

なお、このような初期出力比や現状出力比は、使用者自身が保持してもよいし、図５の例の投射型表示装置内部（表示機器５２含む）に保持させてもよい。或いは例えば図６のように、演算機能を有する監視機器８１を投射型表示装置にさらに搭載させ、この監視機器８１に初期出力比や現状出力比を記憶させるようにしてもよい。

即ち、図６は、本発明が適用される投射型表示装置の一実施の形態であって、図２、図４、または図５の例とは異なる例の実施の形態の構成の概略を示す図である。なお、図６において、図１、図２、図４、または図５と対応する箇所には対応する符号を付している。かかる箇所の説明については、図１、図２、図４、または図５を用いて説明済みであるので、以下においては適宜省略する。

監視機器８１は、各受光センサ７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂの各出力を取得し、初期出力比や現状出力比を演算して、記憶しておくことができる。さらに、監視機器８１は、初期出力比と現状出力比との比較演算や、その比較演算結果に基づく寿命診断演算等を行い、その結果を表示機器５２に表示させることもできる。これにより、使用者にとっては、より一段と簡単に各部品の寿命診断操作を行うことができるようになる。

なお、図６の例では、寿命診断の機能を明確にすべく、表示機器５２とは別に監視機器８１が設けられているが、上述したように監視機器８１の機能を表示機器５２や図示せぬ他の部品に委譲することもできる。この場合、監視機器８１は、省略可能である。

また、このような劣化把握効果を奏するためには、投射型表示装置を、図５や図６の例のように構成する必要はなく、各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのそれぞれに対して個別に、上述した本発明が適用される受光機器をそれぞれ配置させる構成、具体的には例えば図２のエリアセンサ５１をそれぞれ配置させる構成とすればよい。

以上、本発明が適用される投射型表示装置として、図２、図４、図５、および図６の例の投射型表示装置について説明してきたが、本発明は、これらの例に限定されず、様々な実施の形態を取ることができる。

例えば、上述した各例では何れも、表示機器５２は、投射型表示装置の一構成要素とされていたが、投射型表示装置の構成要素としては特に必須なものではない。即ち、本発明が適用される投射型表示装置は、上述した本発明が適用される受光機器を１以上備え、その１以上の受光機器の各検出結果の出力機能を有していれば足りる。また、各受光機器の各検出結果の提示機器も、特に表示機器５２に限定されず、その他例えば、メッセージ等を出力する音声出力機器であってもよい。換言すると、各受光機器の各検出結果の提示手法は、特に限定されず、例えば表示でもよいし、音声出力でもよい。また、各受光機器の各検出結果そのものを提示してもよいし、それらの加工情報を提示してもよい。

従来の投射型表示装置の構成例の概略を示す図である。 本発明が適用される投射型表示装置の第１の実施形態の構成例の概略を示す図である。 図２の例の投射型表示装置のうちの偏光ビームスプリッタ周辺の概略の拡大図である。 本発明が適用される投射型表示装置の第２の実施形態の構成例の概略を示す図である。 本発明が適用される投射型表示装置の第３の実施形態の構成例の概略を示す図である。 本発明が適用される投射型表示装置の第４の実施形態の構成例の概略を示す図である。

符号の説明

１ ランプハウス， １−１ ランプバルブ， １−２ 集光ミラー， ２ ミラー， ３ 光学系， ４ 第１ハエの目， ５ 第２ハエの目， ６ 偏光制御光学系， ７ 光学系， ８ ミラー， ９ ダイクロイックミラー，１０ ダイクロイックミラー， １１ ミラー， １２ ダイクロイックミラー， １３，１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ 偏光ビームスプリッタ， １４，１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ 反射型ライトバルブ， １５ 色合成プリズム， １６ 投射レンズ， ２１ スクリーン， ３１ 色分解光学系， ５１ エリアセンサ， ５２ 表示機器， ６１ 面， ６２ 面， ６３ 偏光分離部， ７１，７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ ピンホール， ７２，７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂ 受光センサ， ８１ 監視機器

Claims (6)

1. 光源からの光を複数の色光に色分解する色分解光学系と、
   前記複数の色光のそれぞれについての複数の反射型ライトバルブと、
   前記色分解光学系により色分解された前記複数の色光のうちの所定色光を偏光分離部で偏光分離して、前記複数の反射型ライトバルブのうちの対応するひとつへ出射し、その反射型ライトバルブから入射した光を前記偏光分離部で偏光分離して検光する複数の偏光ビームスプリッタと
   を備える投射型表示装置において、
   所定の前記偏光ビームスプリッタの面のうちの、前記色分解光学系からの前記所定の色光が入射する第１の面と対向する第２の面から出射される光を検出する受光機器を、前記複数の偏光ビームスプリッタのうちの１以上に対して備える
   投射型表示装置。
2. 前記所定の偏光ビームスプリッタに対する前記受光機器は、
   前記所定の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離部を対称軸として、対応する前記反射型ライトバルブと対称な位置に配置されている
   請求項１に記載の投射型表示装置。
3. 前記受光機器は、エリアセンサである
   請求項１に記載の投射型表示装置。
4. 前記所定の偏光ビームスプリッタに対する前記受光機器は、
   前記所定の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離部を対称軸として、対応する前記反射型ライトバルブと対称な平面内の任意な位置に配置された１以上のピンホールと、
   前記１以上のピンホールの各々を通過してくる光束を個別に受光する１以上の受光センサとで構成されている
   請求項１に記載の投射型表示装置。
5. 前記複数の偏光ビームスプリッタのうちの１以上のそれぞれに対する前記受光機器の検出情報、またはそれらの検出情報の加工情報を、前記投射型表示装置から投射される光に関する情報として提示する提示機器
   をさらに備える請求項１に記載の投射型表示装置。
6. 前記複数の偏光ビームスプリッタのそれぞれに対して複数の前記受光機器がそれぞれ備えられており、
   前記複数の受光機器の各検出情報に基づいて、前記投射型表示装置を構成する光学部品の性能状態を監視する監視機器
   をさらに備える請求項１に記載の投射型表示装置。

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