CN105705996A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种所显示的图像的端部的明亮度的下降得到抑制的显示装置。具备：光调制装置，其具有排列有多个像素的图像形成区域(40A)，对入射的光进行调制；以及照明装置，其对图像形成区域(40A)进行照明，照明装置具有有效调光区域(30A)，该有效调光区域(30A)中排列有能够分别调整对图像形成区域(40A)进行照明的光的光量的多个调光部(30a)，由从多个调光部(30a)中的、相邻的调光部(30a)射出的光进行照明的照明区域(40L)局部地重叠，光入射至光调制装置，从位于有效调光区域(30A)的最外侧的调光部(30a)射出的光的强度分布的峰值(Lp1)的位置处于图像形成区域(40A)的外缘上或者图像形成区域(40A)的外侧。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置。
背景技术
以往，已知利用光调制装置对从光源射出的光进行调制而使得图像显示的显示装置。然而，近年来，要求基于被显示的图像的高对比度化、能够显示的图像的明亮度的范围(动态范围)的扩大化等的高画质化，为了该高画质化而提出了在光调制装置的光路前段侧具备根据图像信息调整来自光源的光的光量的调光单元的显示装置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1所记载的显示装置具备：光源、第1光调制器(调光单元)、光学系统以及透射式投影屏幕，透射式投影屏幕具备第2光调制器(光调制装置)以及漫射器。
第1光调制器具备能够分别定址的多个像素，并具有通过调制来自光源的光而对光量进行调整的功能。
第2光调制器与第1光调制器相比形成为更高的分辨率，第1光调制器的1个像素与第2的光调制器的多个像素对应。
而且，对于来自光源的光而言，从利用第1光调制器成为图像的近似的像素将光射出，并经由光学系统而在第2光调制器上成像。而且，从与利用第2光调制器而显示的图像对应的像素将光射出，并经由漫射器而对图像进行显示。
专利文献1：日本专利第4348409号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，对于专利文献1所记载的显示装置而言，从第1光调制器中的多个像素中的、相邻的像素射出的光的一部分在第2光调制器中重叠，但从该排列有多个像素的区域的最外侧的像素射出的光的外侧在第2光调制器中并不重叠。也就是说，向第2光调制器中的排列有多个像素的区域中的端部照射的光的强度变弱。即，在专利文献1所记载的显示装置中，存在被显示的图像的端部变暗的问题。
用于解决问题的技术方案
本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，能够实现为以下的方式或应用例。
[应用例1]本应用例所涉及的显示装置的特征在于，具备：光调制装置，其具有排列有多个像素的图像形成区域，对入射的光进行调制；以及照明装置，其对所述图像形成区域进行照明，所述照明装置具有有效调光区域，该有效调光区域中排列有能够分别调整对所述图像形成区域进行照明的光的光量的多个调光部，由从所述多个调光部中的、相邻的调光部射出的光进行照明的照明区域局部地重叠，该光入射至所述光调制装置，从位于所述有效调光区域的最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置处于所述图像形成区域的外缘上、或者所述图像形成区域的外侧。
根据该构成，由于光调制装置的图像形成区域被利用多个调光部对光量进行调整后的光照明，因此显示装置能够实现对比度的提高和/或能够扩大动态范围地对图像进行显示。
并且，由于从位于最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置处于图像形成区域的外缘上、或者图像形成区域的外侧，因此能够以均匀的明亮度对包括图像形成区域的端部在内的图像形成区域进行照明。因而，能够抑制被显示的图像的端部的明亮度的下降。
因此，可以提供能够显示高画质的图像的显示装置。
[应用例2]在上述应用例所涉及的显示装置中，优选地，所述多个调光部的各个以同一形状构成，在将所述图像形成区域的第1方向上的长度设为L1、将从所述多个调光部射出的光在所述第1方向上的强度分布的峰值的间隔设为p1、将所述有效调光区域的所述第1方向上的所述调光部的数量设为n1的情况下，p1×(n1－1)≥L1。
根据该构成，能够构成为在第1方向上使得从位于有效调光区域的最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置位于图像形成区域的外缘上或者图像形成区域的外侧。由此，能够可靠地以峰值的强度对图像形成区域的第1方向上的端部进行照明。因而，从观察图像的观察者来看，例如能够实现使得左右方向、或者上下方向上的图像的端部的明亮度的下降得到抑制的图像的显示。
[应用例3]在上述应用例所涉及的显示装置中，优选地，在将所述图像形成区域的与所述第1方向正交的第2方向上的长度设为L2、将从所述多个调光部射出的光在所述第2方向上的强度分布的峰值的间隔设为p2、将所述有效调光区域的所述第2方向上的所述调光部的数量设为n2的情况下，p2×(n2－1)≥L2。
根据该构成，除了第1方向之外，在第2方向上也能够构成为使得从位于有效调光区域的最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置位于图像形成区域的外缘上、或者图像形成区域的外侧。由此，从观察图像的观察者来看，例如能够实现使得左右方向、以及上下方向上的图像的端部的明亮度的下降得到抑制的图像的显示。
[应用例4]在上述应用例所涉及的显示装置中，优选地，所述多个调光部的光射出侧与所述图像形成区域的光入射侧对置地配置，所述有效调光区域在第1方向上以及与所述第1方向正交的第2方向上比所述图像形成区域大。
根据该构成，凭借使有效调光区域形成为比图像形成区域大、且将多个调光部与图像形成区域对置地配置的简单的构成，能够构成为使得从位于有效调光区域的最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置位于图像形成区域的外缘上或者图像形成区域的外侧。由此，能够抑制显示装置的复杂的构造和/或大型化，并能够实现具备能够以均匀的明亮度对包括图像形成区域的端部在内的图像形成区域进行照明的照明装置的显示装置。
[应用例5]在上述应用例所涉及的显示装置中，优选地，所述照明装置具备成像光学系统，该成像光学系统使得从所述有效调光区域射出的光在相对于所述光调制装置在沿着该光的光轴的方向上偏移的位置处成像。
在使得多个调光部与光调制装置接近的方面存在限度、且需要对多个调光部和/或光调制装置进行冷却的结构中，需要能够使冷却空气在多个调光部与光调制装置之间流通的空间。结果，从有效调光区域射出的光的扩散程度增大，图像形成区域中的、欲照明的期望的像素的周围也被照明，从而导致被显示的图像变得模糊。另一方面，在使得从有效调光区域射出的光在图像形成区域成像的构成中，由于多个调光部中的、将光射出的调光部的形状保持原样地显示于图像形成区域，因此该形状与在图像形成区域构成的图像重叠，从而使得被显示的图像欠缺清晰度。
根据该构成，由于照明装置具备上述的成像光学系统，因此使得从有效调光区域射出的光在离焦状态下入射至图像形成区域。由此，能够使从有效调光区域射出的光适当地扩散而对图像形成区域进行照明，因此，能够对上述的图像的模糊和/或不清晰得到抑制的图像进行显示。特别是在以高分辨率形成图像形成区域的构成中，实现了显著的效果。
[应用例6]在上述应用例所涉及的显示装置中，优选地，具备对由所述光调制装置调制后的光进行投影的投影光学装置，所述多个调光部具备：光源，其射出光；以及调光装置，其对从所述光源射出的光进行调制。
根据该构成，显示装置利用调光装置对从光源射出的光进行调制，由此对光量进行调整而对图像形成区域进行照明，利用投影光学装置对由光调制装置调制后的光进行投影。由此，能够实现对比度提高、抑制了被显示的图像的端部的明亮度的下降而使得高画质的图像显示于屏幕等投影面的显示装置。
[应用例7]在上述应用例所涉及的显示装置中，优选地，所述调光部是能够对光量进行调整地射出光的固体光源，所述照明装置具备排列有多个所述固体光源的固体光源阵列。
根据该构成，显示装置利用调整固体光源阵列所射出的光量后的光对图像形成区域进行照明。由此，能够实现对比度提高、抑制了被显示的图像的端部的明亮度的下降而使得高画质的图像显示于光调制装置的显示装置。
附图说明
图1是示出第1实施方式的投影机所具备的光学系统的概要构成的示意图。
图2是示意性地示出第1实施方式的调光装置的有效调光区域、以及光调制装置的图像形成区域的图。
图3是用于对从第1实施方式的调光部射出的光在图像形成区域上的强度进行说明的图。
图4是用于对从第1实施方式中的有效调光区域的端部附近的调光部射出的光在图像形成区域上的强度进行说明的示意图。
图5是用于与第1实施方式的投影机进行比较的图。
图6是用于对从第1实施方式中的位于最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置与图像形成区域之间的关系进行说明的示意图。
图7是示出第2实施方式的投影机所具备的光学系统的概要构成的示意图。
图8是用于对第2实施方式的成像光学系统的光路进行说明的示意图。
图9是用于对莫尔条纹进行说明的示意图。
图10是用于与第2实施方式的投影机进行比较的图。
图11是用于对从第2实施方式的投影机投影的投影图像进行说明的示意图。
图12是用于对当构成与第2实施方式的投影机的构成不同时产生光晕的情况进行说明的示意图，且是离焦量过大的情况下的图。
图13是用于对当构成与第2实施方式的投影机的构成不同时产生光晕的情况进行说明的示意图，且是构成为使得从有效调光区域射出的光在图像形成区域成像的情况下的图。
图14是用于对从第2实施方式的投影机投影的投影图像进行说明的示意图。
图15是示出变形例的照明装置的示意图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照附图对作为第1实施方式所涉及的显示装置的投影机进行说明。
本实施方式的投影机根据图像信息而对从光源射出的光进行调制，并将调制后的光投影至屏幕等投影面。
〔投影机的光学系统的构成〕
图1是示出本实施方式的投影机1所具备的光学系统的概要构成的示意图。
如图1所示，投影机1具备照明装置10、光调制装置40、作为色合成光学装置的十字分色棱镜50、以及作为投影光学装置的投影透镜60，这些光学部件被保持于未图示的光学部件用壳体。此外，虽然省略了图示，但除了上述光学系统之外，投影机1还具备：控制部，其对投影机1的工作进行控制；电源装置，其对各装置供给电力；冷却装置，其对光学系统和/或电源装置进行冷却；以及外装壳体，其将上述这些装置容纳于内部。
照明装置10具备：积分照明光学系统100；分色光学系统200，其将从积分照明光学系统100射出的光分离为红色光(以下称为“R光”)、绿色光(以下称为“G光”)以及蓝色光(以下称为“B光”)；以及调光装置300。调光装置300分别设置为用于R光、G光、B光。将分别设置为用于R光、G光、B光的调光装置300设为调光装置300R、调光装置300G、调光装置300B。
积分照明光学系统100具备光源装置110、第1透镜阵列120、第2透镜阵列130、作为偏振转换单元的偏振转换元件140、以及重叠透镜150。
光源装置110具备由超高压水银灯和/或金属卤素灯等构成的放电式的光源111、以及反射器112等，并朝向第1透镜阵列120射出光。第1透镜阵列120具备多个小透镜，将来自光源装置110的光分割为多个部分光束。第2透镜阵列130及重叠透镜150使来自第1透镜阵列120的多个部分光束会聚，并使它们在光调制装置40的下述的图像形成区域上重叠。配置于第2透镜阵列130与重叠透镜150之间的偏振转换元件140具备偏振分离膜和相位差板，将从光源装置110射出的随机的偏振方向的光一致为预定方向的偏振光并将其射出。
分色光学系统200具备分色镜210、220、反射镜230、240、250、中继透镜260、270、以及场透镜280R、280G、280B，将从积分照明光学系统100射出的白色光分离为R光、G光及B光这3种颜色的色光，并将各色光引导至各色光用的调光装置300。此外，将反射镜240、250以及中继透镜260、270作为中继光学系统。
分色镜210对从积分照明光学系统100射出的白色光中的R光进行反射、且使G光及B光透过。分色镜220对从分色镜210透过的光中的G光进行反射、且使B光透过。
借助分色镜210而分离的R光在反射镜230反射，并经由场透镜280R而向R光用的调光装置300R入射。
由分色镜220反射后的G光经由场透镜280G而向G光用的调光装置300G入射。
而且，从分色镜220透过的B光经由中继透镜260、270以及反射镜240、250、进而经由场透镜280B而向B光用的调光装置300B入射。
此外，虽然本实施方式的光学系统构成为由中继光学系统将B光向调光装置300B引导，但是并不局限于此，例如可以构成为由中继光学系统将R光向调光装置300R引导。
调光装置300具备液晶面板，根据图像信息对借助分色光学系统200而分离的色光进行调制，由此调整对光调制装置40进行照明的光的光量。
光调制装置40分别设置为用于R光、G光及B光，根据图像信息而对从调光装置300射出的色光进行调制，形成各色光的显示图像。将分别设置为用于R光、G光、B光的光调制装置40设为光调制装置40R、光调制装置40G、光调制装置40B。
对于调光装置300及光调制装置40，在后文中进行详细说明。
如图1所示，十字分色棱镜50呈贴合4个直角棱镜而成的俯视时大致正方形形状，在将直角棱镜彼此贴合的界面形成有2个电介质多层膜。
十字分色棱镜50的电介质多层膜对由光调制装置40R、40B调制后的R光及B光进行反射，并使由光调制装置40G调制后的G光透过，而将各色光进行合成。
投影透镜60构成为具有多个透镜(省略图示)，并将利用十字分色棱镜50合成的光放大投影至屏幕等投影面。
〔调光装置以及光调制装置的构成〕
此处，对调光装置300及光调制装置40进行详细说明。
图2是示出调光装置300以及光调制装置40的一部分的示意图，且是示出下述的有效调光区域30A、以及图像形成区域40A的图。
首先，对调光装置300进行说明。
调光装置300除具备液晶面板之外，还具备在液晶面板的光入射侧、光射出侧分别配置的入射侧偏振板、射出侧偏振板。
液晶面板具有在由玻璃等构成的一对基板之间密闭封入有液晶的构成。在一方的基板上设置有排列成矩阵状的多个像素电极和/或与像素电极连接的开关元件等，在另一方的基板上设置有共用电极和/或作为遮光部件的黑矩阵(blackmatrix)等。
黑矩阵俯视时形成为格子状，以划分像素，被该黑矩阵包围的矩形形状的区域成为使光透过的透光部。
液晶面板根据来自控制部的驱动信号而向像素电极与共用电极之间施加电压。而且，液晶面板通过使按各个像素电极施加的电压的大小改变而控制夹在像素电极及共用电极之间的液晶的取向状态，对入射的光进行调制。
入射侧偏振板使借助分色光学系统200而分离的色光中的、由偏振转换元件140一致后的偏振光透过，吸收与该偏振光不同的偏振光，并使其向液晶面板射出。液晶面板根据图像信息而对从入射侧偏振板射出的光进行调制。射出侧偏振板使从液晶面板射出的光中的一定方向的偏振光透过，将与该偏振光不同的偏振光吸收，使其向光调制装置40射出。
而且，如图2所示，与液晶面板的1个像素电极对应、且能够分别对光量进行调整的多个调光部30a在调光装置300中排列为矩阵状。多个调光部30a分别以同一形状构成，调光装置300通过调制在排列有多个调光部30a的有效调光区域30A中入射的色光而对透过的光量进行调整。
另外，调光部30a的数量形成为比光调制装置40的像素数少。调光部30a例如在第1方向X上排列有约250个、且在与第1方向X正交的第2方向Y上排列有约125个。此处，第1方向X是指由观察从投影机1投影的图像的观察者看到的、与图像的横向对应的方向，第2方向Y是指由观察者看到的、与图像的纵向对应的方向。此外，可以以250×125以外的数量构成调光部30a。
而且，从调光部30a射出的光对图像形成区域40A进行照明。
接下来，对光调制装置40进行说明。
与调光装置300相同，光调制装置40具备：液晶面板；以及在液晶面板的光入射侧、射出侧分别配置的入射侧偏振板、射出侧偏振板。此处，能够兼用调光装置300与光调制装置40之间的偏振板。
光调制装置40的分辨率与调光装置300的分辨率相比形成为高密度。光调制装置40的像素40a的数量例如在第1方向X上排列有约4，000个，在第2方向Y上排列有约2，000个，在排列有该多个像素40a的图像形成区域40A中形成显示图像。此外，可以以4，000×2，000以外的数量构成光调制装置40的像素数。并且，光调制装置40的液晶面板与入射侧偏振板及射出侧偏振板配置为隔开间隔，该情况下的图像形成区域40A是处于液晶面板的位置的区域。另外，在液晶面板的外周配置的虚拟像素和/或对各色光的光调制装置彼此或者相对于调光装置300的位置偏移进行修正的位置修正用的像素不能被称为形成了图像，不包含于图像形成区域40A中。
另外，光调制装置40的各种颜色的灰阶能够构成例如256灰阶。此外，能够使调光装置300的各种颜色的灰阶数与光调制装置40的灰阶数相等，也能够设为不同的灰阶数。
而且，调光装置300的调光部30a的灰阶基于向投影机1输入的输入图像信号中的、与照明区域40L(参照图2)中所包含的多个像素40a对应的图像数据而生成。例如，能够为基于与某1帧或者子帧中的照明区域40L中所包含的像素40a对应的图像数据的最大值的信号。并且，可以使与上述每1帧或者每子帧中的多个像素对应的灰阶在多个帧的范围内实现平均化。
此处，对从调光装置300射出的光在图像形成区域40A上的强度进行说明。
如图2所示，多个调光部30a的光射出侧与图像形成区域40A的光入射侧对置地配置，如上所述，调光部30a例如在第1方向X上排列有约250个、且在第2方向Y上排列有约125个，光调制装置40的像素40a例如在第1方向X上排列有约4，000个、且在第2方向Y上排列有约2，000个。
如图2所示，有效调光区域30A在第1方向X及第2方向Y上形成为比图像形成区域40A大，利用从1个调光部30a射出的光对多个像素40a进行照明。例如，对于1个调光部30a而言，从该调光部30a射出的光主要对在第1方向X及第2方向Y上分别排列的约16个像素40a进行照明。将与这1个调光部30a对应的多个像素40a设为像素组40b。此外，在图2中，为了容易识别像素40a，以4×4的数量示出1个像素组40b中的像素40a。
另外，有效调光区域30A中的、位于最外侧的调光部30a配置为与图像形成区域40A的外侧对应。具体而言，在第1方向X上位于有效调光区域30A的两端部、且沿着第2方向Y分别配置有1列的调光部30ax，配置为主要使光向第1方向X上的图像形成区域40A的外侧的区域照射。而且，在第2方向Y上位于有效调光区域30A的两端部、且沿着第1方向X分别配置有1列的调光部30ay，配置为主要使光向第2方向Y上的图像形成区域40A的外侧的区域照射。
如图2所示，从1个调光部30a射出的光对与该调光部30a对应的1个像素组40b、以及该像素组40b的周围的区域进行照明。将从1个调光部30a射出的光所照明的1个像素组40b、以及该像素组40b的周围的区域设为照明区域40L。
也就是说，利用从相邻的调光部30a射出的光照明的照明区域40L会局部地重叠。
图3是用于对从调光部30a射出的光在图像形成区域40A上的强度进行说明的示意图。具体而言，图3是对从1个调光部30a射出的光的强度进行说明的图，图3的(a)是对从调光部30a射出的光30L的光路进行说明的图，图3的(b)是示出光30L的强度分布的图。
如图3的(a)所示，调光装置300和光调制装置40配置为隔开距离d，从1个调光部30a射出的光朝向图像形成区域40A扩展地行进。具体而言，调光部30a在第2方向Y上具有长度h，从该长度h的区域射出的光除了主要朝向像素组40b的主光线之外，还包括相对于主光线具有角度θ的范围的副光线。该副光线会朝向相邻的像素组40b。也就是说，在也从相邻的调光部30a射出了光的情况下，该副光线与从相邻的调光部30a射出的主光线重叠。
而且，如图3的(b)所示，从调光部30a射出的光30L的强度分布30d绘制出中央达到峰值Lp、越远离中央越低的曲线。
图4是用于对从有效调光区域30A的端部附近的调光部30a射出的光在图像形成区域40A上的强度进行说明的示意图。具体而言，图4的(a)是示出第1方向X上的有效调光区域30A的一侧(左侧)的端部附近的、有效调光区域30A与图像形成区域40A的位置关系的平面图，且是示出从在第1方向X上排列为一列的调光部30a射出的光的照明区域40L的图。图4的(b)是示出从图4的(a)中的调光部30a射出的光在图像形成区域40A上的强度分布30T的示意图。此外，图4的(a)是省略了像素40a的图。另外，由于是从矩形形状的调光部30a射出，因此照明区域40L具有比调光部30a的尺寸大的尺寸的矩形形状的角部平滑地连接的形状，但在图4的(a)中以圆形示出。
如图4的(a)所示，在第1方向X上，由从相邻的调光部30a分别射出的光照明的照明区域40L局部地重叠。而且，如图4的(b)所示，从各调光部30a射出的光的强度分布30d排列为峰值Lp具有大致相同的间隔的间距p。
另外，如图4的(b)所示，从有效调光区域30A中的位于最外侧的调光部30a射出的光的强度的峰值Lp1位于图像形成区域40A的外侧。而且，在照明区域40L中重叠的部分的光被合成，结果，如图4的(b)所示，图像形成区域40A包括图像形成区域40A的端部(参照图4的(b)的30Te)在内，由强度大致均匀的强度分布30T的光进行照明。
虽然将图示省略，但与第1方向X上的图像形成区域40A的一侧(左侧)相同，第1方向X上的图像形成区域40A的另一侧(右侧)的端部附近、以及第2方向Y上的图像形成区域40A的两侧的端部附近也被照明。
图5是用于与本实施方式的投影机1进行比较的图，且是用于对调光装置具有与本实施方式的有效调光区域30A不同的有效调光区域91A，且在该有效调光区域91A未设置有与图像形成区域40A的外侧对应的调光部的情况下(例如有效调光区域91A形成为与图像形成区域40A大致相同的大小的情况下)的图像形成区域40A上的光的强度进行说明的图。
具体而言，图5的(a)是示出第1方向X上的有效调光区域91A的一侧(左侧)的端部附近的、有效调光区域91A与图像形成区域40A的位置关系的平面图，且是示出从在第1方向X上排列为一列的调光部91a射出的光的照明区域41L的图。图5的(b)是示出从图5的(a)中的调光部91a射出的光在图像形成区域40A上的强度分布91T的示意图。
如图5所示，在有效调光区域91A未设置与图像形成区域40A的外侧对应的调光部的情况下，如图5的(b)所示，从各调光部射出的光的强度分布91d以大致相同的间隔排列，但从有效调光区域91A中的位于最外侧的调光部91a射出的光的强度的峰值91Lp位于图像形成区域40A的内侧。结果，如图5的(b)所示，图像形成区域40A的图像形成区域40A的端部由弱的光(参照图5的(b)的91Te)进行照明。
虽然将图示省略，但在该比较例所示的构成中，图像形成区域40A中的第1方向X及第2方向Y上的各自的两侧的端部由低强度的光进行照明。
另一方面，本实施方式的投影机1形成为：从有效调光区域30A中的、位于最外侧的调光部30a射出的光的强度分布的峰值Lp的位置位于图像形成区域40A的外侧。而且，图像形成区域40A的端部附近也以与中央部同样的明亮度被照明。
此外，虽然本实施方式的投影机1构成为：从有效调光区域30A中的位于最外侧的调光部30a射出的光的强度分布的峰值Lp的位置位于图像形成区域40A的外侧，但也可以形成为使得从位于最外侧的调光部30a射出的光的强度分布的峰值Lp的位置位于图像形成区域40A的外缘上。
图6是用于对从位于最外侧的调光部30a射出的光的强度分布的峰值的位置与图像形成区域40A的关系进行说明的示意图。
如图6所示，在将图像形成区域40A的第1方向X上的长度设为L1、将从多个调光部30a射出的光在第1方向X上的强度分布的峰值的间隔设为p1、且将有效调光区域30A的第1方向X上的调光部30a的数量设为n1的情况下，只要为p1×(n1－1)≥L1即可。
此处，峰值的间隔p1可以比光调制装置400的第1方向X上的像素的间隔宽、且为像素的间隔的整数倍。
另外，在将图像形成区域40A的第2方向Y上的长度设为L2、将从多个调光部30a射出的光在第2方向Y上的强度分布的峰值的间隔设为p2、且将有效调光区域30A的第2方向Y上的调光部30a的数量设为n2的情况下，只要为p2×(n2－1)≥L2即可。
峰值的间隔p2也与p1相同，可以比光调制装置400的第2方向Y上的像素的间隔宽、且为像素的间隔的整数倍。
如以上说明的那样，根据本实施方式，能够获得以下的效果。
(1)由于图像形成区域40A被利用调光装置300对光量进行调整后的光照明，因此投影机1能够实现对比度(contrastratio)的提高和/或能够扩大动态范围地对图像进行显示。
并且，由于从位于有效调光区域30A的最外侧的调光部30ax、30ay射出的光的强度分布的峰值Lp的位置处于图像形成区域40A的外缘上、或者图像形成区域40A的外侧，因此，能够以均匀的明亮度对包括图像形成区域40A的端部在内的图像形成区域40A进行照明。因而，能够抑制被显示的图像的端部的明亮度的下降。
因此，能够提供作为能够显示高画质的图像的显示装置的投影机1。
(2)构成为在第1方向X及第2方向Y上，从位于有效调光区域30A的最外侧的调光部30ax、30ay射出的光的强度分布的峰值Lp的位置位于图像形成区域40A的外缘上、或者图像形成区域40A的外侧。由此，从观察投影图像的观察者来看，能够实现左右方向及上下方向上的图像的端部的明亮度的下降得到抑制的图像的显示。
(3)在有效调光区域30A形成为比图像形成区域40A大、且将调光装置300与光调制装置40对置地配置的简单的构成中，能够构成为：从位于有效调光区域30A的最外侧的调光部30ax、30ay射出的光的强度分布的峰值Lp的位置位于图像形成区域40A的外缘上、或者图像形成区域40A的外侧。由此，能够抑制投影机1的复杂的构造和/或大型化，并且能够实现具备能够以均匀的明亮度对包括图像形成区域40A的端部在内的图像形成区域40A进行照明的照明装置10的投影机1。
(第2实施方式)
以下，参照附图对第2实施方式所涉及的投影机进行说明。在以下说明中，对于与第1实施方式的投影机1相同的构成以及同样的部件，标注相同的附图标记并将其详细的说明省略或简化。
本实施方式的投影机2具备与第1实施方式的投影机1中的光学系统不同的光学系统。
图7是示出本实施方式的投影机2所具备的光学系统的概要构成的示意图。
如图7所示，投影机2的光学系统具备：照明装置20、光调制装置800、作为色合成光学装置的十字分色棱镜50、以及作为投影光学装置的投影透镜60。
照明装置20具备：积分照明光学系统201、分色光学系统500、调光装置600以及成像光学系统700。调光装置600分别设置为用于R光、G光、B光，将R光、G光、B光用的调光装置600分别设为调光装置600R、调光装置600G、调光装置600B。
积分照明光学系统201以与第1实施方式中的积分照明光学系统100同样的方式构成。
分色光学系统500具备：十字分色镜501、分色镜502、反射镜503、504、中继透镜505、506、以及场透镜507R、507G、507B。分色光学系统500将从积分照明光学系统201射出的光分离为R光、G光以及B光这3种颜色的色光，并将各色光向调光装置600引导。
十字分色镜501构成为：具备分色镜501B、501GR，并将这2个光学部件配置为X字状。对于十字分色镜501而言，分色镜501B对从积分照明光学系统201射出的光中的、B光进行反射，分色镜501GR对G光及R光进行反射，而将入射的光束分离。
由分色镜501B反射后的B光由反射镜503反射，并经由中继透镜505、场透镜507B而向调光装置600B入射。另一方面，由分色镜501GR反射后的G光及R光在由反射镜504反射之后，经由中继透镜506而入射至分色镜502。
分色镜502对入射的G光及R光中的、G光进行反射，使R光透过，而将入射的光束分离。
而且，由分色镜502反射的G光经由场透镜507G而向调光装置600G入射，从分色镜502透过的R光经由场透镜507R而向调光装置600R入射。
调光装置600具备液晶面板，通过对借助分色光学系统500而分离的色光进行调制而调整对光调制装置800进行照明的光的光量。虽然将图示省略，但调光装置600与第1实施方式的调光装置300同样地具有排列有多个调光部的有效调光区域。
成像光学系统700具有与3个调光装置600R、600G、600B分别对应的3个光学系统700R、700G、700B，并将从有效调光区域射出的光向光调制装置800中的图像形成区域引导。
成像光学系统700以使得从有效调光区域中的、位于最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置处于光调制装置800中的图像形成区域的外缘上、或者图像形成区域的外侧的方式对光进行引导。
另外，成像光学系统700使从调光装置600射出的各色光以预定的倍率在沿着从有效调光区域射出的光的光轴的方向上，在相对于各种色光用的光调制装置800偏移的位置成像。也就是说，成像光学系统700使从有效调光区域射出的光以离焦(defocus)状态入射至图像形成区域800A。此外，在本实施方式中，对成像光学系统700构成为等倍的光学系统的情况进行说明。
光学系统700R具有双高斯透镜710R、1对凸透镜720R、730R、以及反射镜701R，光入射侧、光射出侧这两侧成为远心光学系统。
凸透镜720R配置于双高斯透镜710R的光入射侧，凸透镜730R配置于双高斯透镜710R的光射出侧。
反射镜701R配置于双高斯透镜710R与凸透镜730R之间，使从双高斯透镜710R射出的光朝向凸透镜730R反射。
此处，还能够将凸透镜720R及凸透镜730R设为具有正的光焦度的弯月形透镜。
与光学系统700R相同，光学系统700G具有双高斯透镜710G、1对凸透镜720G、730G、以及反射镜701G。除了反射镜701G的位置配置于与光学系统700R中的反射镜701R不同的位置以外，光学系统700G构成为与光学系统700R相同。具体而言，反射镜701G配置于凸透镜720G与双高斯透镜710G之间，使从凸透镜720G射出的光朝向双高斯透镜710G反射。
与光学系统700R相同，光学系统700B具有双高斯透镜710B、1对凸透镜720B、730B、以及反射镜701B，这些光学部件配置为与光学系统700R的光学部件相同。
光调制装置800具备液晶面板，并分别设置为用于R光、G光及B光。光调制装置800根据图像信息对由成像光学系统700引导的色光进行调制，并形成各色光的显示图像。将分别设置为用于R光、G光、B光的光调制装置800设为光调制装置800R、光调制装置800G、光调制装置800B。
此处，对成像光学系统700的光路进行说明。
图8是用于对成像光学系统700的光路进行说明的示意图，着重对G光用的光学系统700G进行说明。此外，图8是将反射镜701G省略的图，以使得光路变得明确。
如图8所示，双高斯透镜710G具有自光入射侧起按顺序排列的第1透镜711、第2透镜712、光阑7ST、第3透镜713、以及第4透镜714。另外，第2透镜712及第3透镜713形成为分别组合有2个透镜的结构。即，第2透镜712通过将透镜712a和透镜712b贴合而构成，第3透镜713通过将透镜713a和透镜713b贴合而构成。
如图8所示，从调光装置600G(有效调光区域600A)射出的G光经由凸透镜720G～凸透镜730G而在离焦状态下向光调制装置800G入射。
光学系统700G的光入射侧和光射出侧以双高斯透镜710G的光阑7ST的位置为基准而成为对称的透镜结构，光学系统700G使从调光装置600G射出的G光在相对于调光装置600G偏移的位置处等倍地成像。此外，并不局限于等倍，也可以以成为小于1倍或超过1倍的倍率的方式构成成像光学系统700。在该构成的情况下，形成为配置于光入射侧的透镜与配置于光射出侧的透镜以光阑7ST的位置为基准而不对称的结构。
另外，为了抑制投影的图像中产生莫尔条纹和/或光晕，成像光学系统700使从有效调光区域600A射出的光在相对于光调制装置800偏移的位置成像。此外，成像的位置可以是相对于光调制装置800G向光入射侧偏移的位置，也可以是向光射出侧偏移的位置。
此处，对莫尔条纹及光晕进行说明。
图9是用于对莫尔条纹进行说明的示意图。
莫尔条纹在具有空间频率f1的图像与具有空间频率f2的图像重叠的情况下，当为f1≠n×f2(n为自然数)时而产生。例如，在白与黑排列多个而呈带状的2个图像重叠、且为f1≠n×f2的条件的情况下，如图9的(a)所示，投影的图像中产生成为明暗的条纹图案的莫尔条纹。
另外，在2个图像产生相对的旋转偏差的情况下，即使为f1＝n×f2，如图9的(b)所示那样也产生莫尔条纹。这是因为由相对的旋转偏差而使得从某方向观察的空间频率改变的缘故。
图10是用于为了与本实施方式的投影机2进行比较而对构成为使得从调光装置600射出的光在光调制装置800成像的情况下的投影图像进行说明的示意图，且是对格子状的图像进行显示的情况下的图。具体而言，图10的(a)是示出由从有效调光区域600A射出的光照明的图像形成区域800A的状态的图，图10的(b)是示出在图像形成区域800A显示的显示图像800D的图，图10的(c)是示出投影至屏幕(省略图示)等的投影图像900A的图。
在构成为使得从有效调光区域600A射出的光在图像形成区域800A成像的情况下，如图10的(a)所示，在图像形成区域800A上显示出设置于调光装置600的液晶面板的黑矩阵的影子。如图10的(b)所示，在图像形成区域800A显示有格子状的图像。而且，在屏幕上显示由从有效调光区域600A射出的光所照明的图像形成区域800A调制后的光的投影图像900A。也就是说，在屏幕上显示有与图10的(a)所示的图像和图10的(b)所示的图像重叠的状态对应的投影图像900A。在光调制装置800相对于调光装置600配置为相对地产生旋转偏差的情况下，如上所述，即使构成为f1＝n×f2，也如图10的(c)所示那样在该投影图像900A上产生成为明暗的条纹图案的莫尔条纹。
另一方面，本实施方式的投影机2具备成像光学系统700，该成像光学系统700使得从有效调光区域600A射出的光在相对于光调制装置800偏移的位置处成像，因此能够抑制该莫尔条纹。
图11是用于对从本实施方式的投影机2投影的投影图像进行说明的示意图，且是对格子状的图像进行显示的情况下的图。具体而言，图11的(a)是示出由从有效调光区域600A射出的光照明的图像形成区域800A的状态的图，图11的(b)是示出在图像形成区域800A显示的显示图像800D的图，图11的(c)是示出从投影机2投影至屏幕等的投影图像900B的图。
由于使得从有效调光区域600A射出的光在相对于光调制装置800偏移的位置处成像，因此，如图11的(a)所示，在图像形成区域800A上几乎未显示出设置于调光装置600的黑矩阵的影子。由此，即使在光调制装置800相对于调光装置600配置为产生相对的旋转偏差的情况下，如图11的(c)所示，与图11的(a)所示的图像和图11的(b)所示的图像重叠的状态对应的投影图像900B也成为抑制了莫尔条纹的图像。
另外，若离焦量过大，则在原本为黑的(暗的)图像的部分产生模糊地泛白(white-tinged)的光晕，若使得从有效调光区域600A射出的光在光调制装置800上成像，则产生使得有效调光区域600A中的射出光的调光部的形状变得鲜明的光晕。
图12、图13是用于对当构成与本实施方式的投影机的构成不同时产生光晕Ha的情况进行说明的示意图，且是示出对外侧为黑的白的圆形的图像进行显示的情况的图。具体而言，图12是离焦量过大的情况下的图，图13是构成为使得从有效调光区域600A射出的光在图像形成区域800A成像的情况下的图。而且，在图12、图13中，(a)图是示出由从有效调光区域600A射出的光照明的图像形成区域800A的状态的图，(b)图是示出在图像形成区域800A显示的显示图像800D的图，(c)图是示出投影图像900C、900D的图。
如图12的(a)所示，若离焦量过大，则在图像形成区域800A上，照明光向大小超过图12的(b)所示的图像形成区域800A所显示的白的圆形的图像的大小的区域进行照射。结果，如图12的(c)所示，在白色圆形的外侧原本欲显示为黑色的部分显示出泛白的明显的光晕Ha。
在构成为使得从有效调光区域600A射出的光在图像形成区域800A成像的情况下，如图13的(a)所示，有效调光区域600A中的调光部的形状保持原样地显示于图像形成区域800A上，如图13的(c)所示，投影图像900D会显示有在原本欲显示的白色圆形的外侧显示出调光部的形状的光晕Ha。
另一方面，如本实施方式这样，从具备适当地设定了离焦量的成像光学系统700的投影机2投影的图像的光晕Ha得到了抑制。
图14是用于对从本实施方式的投影机2投影的投影图像进行说明的示意图。具体而言，图14的(a)是示出由从有效调光区域600A射出的光照明的图像形成区域800A的状态的图，图14的(b)是示出在图像形成区域800A显示的显示图像800D的图，图14的(c)是示出投影图像900E的图。
如图14的(a)所示，若适当地设定了离焦量，则如图14的(a)所示，从有效调光区域600A射出的光在图像形成区域800A上对小于图12的(a)所示的区域、且与在图像形成区域800A所显示的白色圆形的图像的大小接近的面积的区域进行照射。
而且，如图14的(c)所示，投影图像900E在白的圆形的外侧产生虽然微小但仍泛白的部分，但与图12的(c)所示的投影图像900C的光晕Ha相比，面积小、且泛白的程度也小。另外，与图13的(c)所示的投影图像900D的光晕Ha相比，投影图像900E是还看不到调光部的形状的图像、且是由观察者观察也不会产生不和谐感的图像。
这样，成像光学系统700适当地设定离焦量，以便抑制莫尔条纹及光晕。
如以上说明的那样，根据本实施方式的投影机2，在第1实施方式的投影机1的效果(1)、(2)之外，还能够获得以下的效果。
(1)照明装置20具备成像光学系统700，并使从有效调光区域600A射出的光在离焦状态下入射至图像形成区域800A。由此，由于能够使从有效调光区域600A射出的光适当地扩散而对图像形成区域800A进行照明，因此能够对抑制了上述的莫尔条纹和/或光晕的图像进行显示。特别是在以高分辨率形成图像形成区域800A的构成中，可以发挥显著的效果。
(2)与不具备成像光学系统700的构成相比，无需高精度地对调光装置600相对于光调制装置800的位置进行配置(例如，上述的旋转偏差的缓和等)，因此能够使投影机2的制造变得容易。
(3)由于能够使调光装置600与光调制装置800分离，因此能够容易地使冷却风在调光装置600与光调制装置800之间流通，从而能够高效地对调光装置600及光调制装置800进行冷却。因而，能够抑制调光装置600以及光调制装置800的因高温而导致的劣化，从而能够使投影机2实现长寿命化。
(变形例)
此外，所述实施方式可以进行如下改变。
上述实施方式中作为显示装置而示出了前投式的投影机、即将图像投影至与投影机1、2对置地配置的屏幕的投影机1、2，但也可以将具备透射式的屏幕的后投式的投影机作为显示装置。
上述实施方式的照明装置10、20构成为：液晶面板对从光源111射出的光进行调制，由此对光量进行调整，但也可以将具备能够对射出的光的光量进行调整的固体光源的装置作为照明装置。
图15是示出变形例的照明装置1000的示意图。如图15所示，照明装置1000具备纵横排列有多个固体光源1110(例如LED(发光二极管；LightEmittingDiode))的固体光源阵列1100。固体光源1110相当于调光部，固体光源阵列1100具有排列为使得各固体光源1110与图像形成区域中的预定的像素组对应的有效调光区域。各固体光源1110构成为例如通过PWM(脉冲宽度调制；PulseWidthModulation)驱动而能够对各自射出的光量进行调整，并基于表示图像形成区域中的显示图像的信号而确定。另外，固体光源阵列1100形成为：使得从位于有效调光区域的最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置处于图像形成区域的外缘上、或者图像形成区域的外侧。
由于具备这种照明装置1000，从而能够实现对比度的提高，并能够抑制被显示的图像的端部的明亮度的下降，从而能够实现能够在图像形成区域对高画质的图像进行显示的电视机、监视器等显示装置。
在上述实施方式中，有效调光区域中的调光部、以及图像形成区域中的像素形成为矩形形状，但并不局限于矩形形状，例如可以是蜂巢状。
另外，多个调光部可以分别以同一形状构成，但也可以构成为具有不同的形状的调光部。例如，可以构成为大小在有效调光区域内的中央和端部附近不同。
上述实施方式的投影机1、2采用了使用与R光、G光以及B光对应的3个光调制装置的所谓的3板方式，但并不局限于此，可以采用单板方式，或者还能够应用于具备2个或者4个以上的光调制装置的投影机。
上述实施方式的调光装置300、600、光调制装置40、800构成为使用透射式的液晶面板，但也可以利用反射式的液晶面板。
另外，也可以利用微镜式的装置、例如DMD(数字微镜器件；DigitalMicromirrorDevice)等。
上述实施方式的光源111采用了放电式的灯，但并不局限于放电式的灯，也可以由其它方式的灯、激光器、LED等固体光源构成。
另外，可以将照明装置构成为：使用射出不同的色光的多个光源(例如将3种色光分别射出的多个LED)，使分色光学系统200、500实现简化、或者不具备分色光学系统200、500。
附图标记的说明
1、2…投影机；10、20、1000…照明装置；30A、600A…有效调光区域；30a、30ax、30ay…调光部；40、800…光调制装置；40A、800A…图像形成区域；40L…照明区域；40a…像素；40b…像素组；60…投影透镜；111…光源；300、600…调光装置；700…成像光学系统；1110…固体光源；Lp…光的强度的峰值。

Claims (7)

1.一种显示装置，其特征在于，
具备：
光调制装置，其具有排列有多个像素的图像形成区域，对入射的光进行调制；以及
照明装置，其对所述图像形成区域进行照明，
所述照明装置具有有效调光区域，该有效调光区域中排列有能够分别调整对所述图像形成区域进行照明的光的光量的多个调光部，
由从所述多个调光部中的、相邻的调光部射出的光进行照明的照明区域局部地重叠，该光入射至所述光调制装置，
从位于所述有效调光区域的最外侧的调光部射出的光的强度分布的峰值的位置处于所述图像形成区域的外缘上、或者所述图像形成区域的外侧。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述多个调光部的各个以同一形状构成，
在将所述图像形成区域的第1方向上的长度设为L1、将从所述多个调光部射出的光在所述第1方向上的强度分布的峰值的间隔设为p1、将所述有效调光区域的所述第1方向上的所述调光部的数量设为n1的情况下，p1×(n1－1)≥L1。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，
在将所述图像形成区域的与所述第1方向正交的第2方向上的长度设为L2、将从所述多个调光部射出的光在所述第2方向上的强度分布的峰值的间隔设为p2、将所述有效调光区域的所述第2方向上的所述调光部的数量设为n2的情况下，p2×(n2－1)≥L2。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述多个调光部的光射出侧与所述图像形成区域的光入射侧对置地配置，
所述有效调光区域在第1方向上以及与所述第1方向正交的第2方向上比所述图像形成区域大。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述照明装置具备成像光学系统，该成像光学系统使得从所述有效调光区域射出的光在相对于所述光调制装置在沿着该光的光轴的方向上偏移的位置处成像。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的显示装置，其特征在于，
具备对由所述光调制装置调制后的光进行投影的投影光学装置，
所述多个调光部具备：
光源，其射出光；以及
调光装置，其对从所述光源射出的光进行调制。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述调光部是能够对光量进行调整地射出光的固体光源，
所述照明装置具备排列有多个所述固体光源的固体光源阵列。
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