CN1885153A - 显示装置以及发光装置 - Google Patents

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CN1885153A CNA200610093042XA CN200610093042A CN1885153A CN 1885153 A CN1885153 A CN 1885153A CN A200610093042X A CNA200610093042X A CN A200610093042XA CN 200610093042 A CN200610093042 A CN 200610093042A CN 1885153 A CN1885153 A CN 1885153A
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Abstract

本发明提供以简单的照明系统进行与多个照明区域相对应的照明、提高了投影影像的画质的投影仪、及其他的显示装置以及发光装置。包括：液晶面板(61)，其构成具有有效区域(73)、并调制射入有效区域(73)的照明光的光调制装置；发光装置(22)，其具有与设定在有效区域(73)内的多个有效图像调制区域(73a、73b、73c)的外形相对应、以大致相似的外形进行发光和熄灭的多个发光区域(例如三个发光体层(31a、31b、31c))；和临界照明系统，其将由发光装置(22)的发光产生的光束作为上述照明光，射入液晶面板(61)的有效区域(73)内的有效图像调制区域(73a、73b、73c)上。

Description

显示装置以及发光装置
技术领域
本发明涉及通过投影等来显示形成在液晶面板上的图像的投影仪、及其他的显示装置以及射出用于投影的照明光的发光装置。
背景技术
以往，作为投影仪，如专利文献1所记载，有将从光源射出的光射入由一对微透镜阵列构成的光学系统，通过色分离光学系统进行色分离，并将分离后的各色光导入各自的光路，然后使各色光分别射入各色用的液晶面板而将其照明的投影仪。
另外，在投影仪中，形成在液晶面板上的像素区域(在本发明中与有效区域相对应)的大小(外形)，根据所使用的液晶面板而被固定。因此，在投影宽高(aspect)比不同的图像时，在固定的像素区域的外形内使之对应。详细地说，像素区域的外形(纵横比)，一般以大致3∶4的比例构成。但是，为了在该像素区域的外形内对应纵横比9∶16(例如，高清晰度影像等宽高比16∶9的图像)，通过剪切掉纵横比大致3∶4(对应宽高比4∶3的图像)的像素区域的上下方向(不投影影像，不使光透射)，来实现大致9∶16的纵横比(宽高比16∶9)。
专利文献1：特开平11-64977号公报
但是，在专利文献1所记载的照明装置和投影光学装置的结构中，必须有微透镜阵列、色分离光学系统等，照明系统的结构变得复杂。
另外，在与上述的宽高比不同的图像对应时，即使通过调制而使光不能透过地剪切像素区域的上下方向的区域，由于是从光源射出的照明光射入液晶面板的像素区域整体的结构，因此投影在屏幕上的与剪切后的像素区域相对应的部分，不显示为黑色光(不使光透过时的色光)，从而成为使投影后的影像的对比度等降低的原因。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供以简单的照明系统进行与多个进行照明的区域相对应的照明、提高了投影影像的画质的投影仪、及其他的显示装置以及发光装置。
为达成上述的目的，本发明的显示装置，其特征在于，包括：光调制装置，其具有有效区域，并调制射入有效区域的照明光；发光装置，其具有能够以与设定在有效区域内的多个有效图像调制区域的外形相对应的大致相似的外形进行发光和熄灭的多个发光区域；和临界(critical)照明系统，其将由发光装置的发光产生的光束作为照明光，使其射入光调制装置的有效区域内的有效图像调制区域上。
根据这样的显示装置，发光装置具有能够以与设定在有效区域内的多个有效图像调制区域的外形相对应的大致相似的外形进行发光和熄灭的多个发光区域。临界照明系统，使由该发光装置的发光产生的光束作为照明光而射入光调制装置的有效图像调制区域上。由此，使用不构成虚拟的面光源的简单结构的照明系统，并且通过具有分别与光调制装置的多个有效图像调制区域的外形相对应的多个发光区域的发光装置，可以直接地进行高效的照明。因此，射入有效图像调制区域内的照明光被光调制装置调制，能够提高由射出的光构成的投影影像的画质(例如对比度特性)。因此，可以提供下述的投影仪、及其他的显示装置以及发光装置：以简单的透镜结构，在需要照明的有效图像调制区域分别使对应的发光区域发光而进行照明，在不需要照明的有效图像调制区域分别使对应的发光区域熄灭，由此提高投影影像的画质。
在上述显示装置中，具有进行有效图像调制区域的切换的调制区域切换部、和进行发光区域的切换的发光区域切换部，调制区域切换部进行有效图像调制区域的切换，与其相连动地，发光区域切换部优选以可以在与被切换的上述有效图像调制区域相对应的大致相似的外形下进行发光并熄灭的方式对上述发光区域进行切换。
根据这样的显示装置，当调制区域切换部进行有效图像调制区域的切换时，与其相连动地，发光区域切换部以与被切换的有效图像调制区域相对应的大致相似的外形、以可以发光并熄灭的方式切换发光区域。由此，例如通过切换成与切换后的宽高比不同的图像等相对应的有效图像调制区域的外形，与此相连动切换成与切换后的有效图像调制区域相对应的发光区域，由此在不需要照明的的有效图像调制区域可以使相对应的发光区域熄灭，在需要照明的有效图像调制区域可以使相对应的发光区域发光，从而使照明光入射。
在上述显示装置中，发光装置优选具有产生色光的发光体层和接受来自发光体层的光而产生荧光的荧光体层，发光区域优选与荧光体层的光射出区域相对应。此时，可以使来自荧光型的光源的光束作为照明光而高效地射入在有效区域上。
在上述显示装置中，发光装置优选包括固体发光元件，发光区域优选是固体发光元件的面发光层。此时，可以利用从固体发光元件的面发光层射出的效率高控制性优异的光束来照明光调制装置。
在上述显示装置中，发光装置优选包括固体发光元件，发光区域优选为形成在面发光层上的荧光体层。此时，可以利用通过用荧光体层适当变换从固体发光元件的面发光层射出的效率高控制性优异的光束而得到的所期望的波长特性的光，来照明光调制装置。
在上述显示装置中，发光区域，优选以能够以多个规定的纵横比的平面形状进行发光和熄灭的方式构成。此时，光调制装置的有效区域的有效图像调制区域也形成为同样的多个纵横比的平面形状，可以直接高效地照明和熄灭具有规定的纵横比的平面形状的有效图像调制区域。
在上述显示装置中，发光区域的规定的纵横比，优选为大致3∶4和大致9∶16。此时，例如当在由用于光调制装置的液晶面板固定的有效区域(有效图像调制区域)的平面形状的外形大致为3∶4的情况下、在该有效区域内形成大致9∶16的其他的有效图像调制区域时，或者当在固定的有效区域(有效图像调制区域)的平面形状的外形大致为9∶16的情况下、在该有效区域内形成大致3∶4的其他的有效图像调制区域时，通过使与各自的有效图像调制区域相对应的各自的发光区域发光或熄灭，可以直接高效地照明或熄灭各自的有效图像调制区域。
在上述显示装置中，临界照明系统对在发光装置的发光区域发出的光进行投影，使得其与上述光调制装置的上述有效区域的上述有效图像调制区域大致一致、并且在该有效图像调制区域的周围溢出。此时，可以不浪费地灵活应用从发光装置射出的光束，而且可以防止在有效图像调制区域周边产生衰减光。
在上述显示装置中，临界照明系统优选将在发光装置的发光区域发出的光以规定的倍率放大，然后投影在光调制装置的有效区域的有效图像调制区域上。此时，即使发光区域比较小，也可以照明比较大的光调制装置。
在上述显示装置中，优选进一步具备放大投影从光调制装置射出的光的投影透镜。此时，可以实现将来自光调制装置的作为透射光或反射光的光放大并投影在设置于外部的屏幕等上的投影仪。
上述显示装置的发光装置，优选具有上述的发光区域。此时，由于具有与光调制装置的多个有效图像调制区域相对应的多个发光区域，因此可以提供通过使与各自的有效图像调制区域相对应的各自的发光区域发光或熄灭、可以直接高效地照明或熄灭各自的有效图像调制区域的发光装置。
附图说明
图1是作为本发明的第1实施方式的显示装置的投影仪的说明图。
图2是说明图1的光源装置和光调制部的形状的关系的图，图2(a)表示构成光调制部的液晶面板的正面构造，图2(b)表示形成在光源装置上的发光部的正面构造，图2(c)表示光源装置的发光部的侧面构造。
图3是投影仪的电路框图。
图4是本发明的第2实施方式的改变了液晶面板和发光部的形状而实施时的说明图，图4(a)表示构成光调制部的液晶面板的正面构造，图4(b)表示形成在光源装置上的发光部的正面构造，图4(c)表示光源装置的发光部的侧面构造。
图5是使图2(b)所示的发光部变形时的概略剖面图。
符号说明
1投影仪；20光源装置；22发光装置；23电路基板24LED芯片(chip)；25基座(台座)；26封装(package)；31、131、231发光部；31a、231a第1发光体层；31b、231b第2发光体层；31c、231c第3发光体层；40照明光学系统；60光调制部；61、261液晶面板；63、64偏振滤光器；71、271本体部分；72、272金属框；73、273有效区域；73a、273a第1有效图像调制区域；73b、273b第2有效图像调制区域；73c、273c第3有效图像调制区域；80、280照明区域；80a、280a第1照明区域；80b、280b第2照明区域；80c、280c第3照明区域；90投影透镜；132面状发光体；133荧光体层；500控制部；505发光区域切换部；520图像处理部；525调制区域切换部；530液晶面板驱动部；550LED控制部。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1是作为本发明的第1实施方式的显示装置的投影仪的说明图。使用图1，对投影仪1的结构和动作进行说明。
如图1所示，投影仪1包括：产生光源光的光源装置20，将从光源装置20射出的光源光适当会聚的照明光学系统40，由经过照明光学系统40的照明光照明的光调制部60，和将来自光调制部60的光投影在屏幕上(图示略)的投影透镜90。
光源装置20，是将产生例如红色、绿色、蓝色或大致白色(设包含所有的色光的颜色为白色)的光源光的发光装置22安装在具备电源等的电路基板23上的装置。在本实施方式中，产生大致白色的光源光。发光装置22是内置有作为固体发光元件的LED(Light Emitting Diode(发光二极管))芯片24的装置，该LED芯片24被安装在树脂或陶瓷制的基座25上，并以可以从正面射出光源光的方式被封入透明树脂制的封装26中。LED芯片24在其上面具有矩形的面发光层即作为发光区域的发光部31，从该发光部31整个面大致均匀地射出光源光。即，发光部31成为矩形的面状发光体。详细的情况，使用图3在后面详细叙述。另外，LED芯片24省略掉图示，由例如蓝宝石基板等构成，该基板上的发光部31以夹持薄膜状的有源层的方式在上下具有电极层，并在上侧的电极层上形成有透明电极层，所述薄膜状的有源层通过能带(band)结构的控制而产生多种波长的光。在这样的透明电极层和下侧的电极层上，连接有金属电极，可以从电路基板23侧接受电力的供给。
照明光学系统40是由双面凸形状的球面透镜构成的临界照明系统，使从光源装置20的发光部31以一定的发散角射出的光源光会聚而大致均匀地射入光调制部60。此时，照明光学系统40将由发光部31发出的光以规定的倍率(例如数倍～数十倍的倍率)成像在光调制部60中的后述的有效区域(详细地说是有效图像调制区域)上。即，发光部31和光调制部60的有效区域，位于相对于照明光学系统40共轭的位置。
光调制部60包括：由照明光学系统40的透镜所会聚的照明光IL射入的液晶面板61，和以夹持液晶面板61的方式配置的1组偏振滤光器63、64。这里，液晶面板61和将其夹持的一对偏振滤光器63、64，构成用于对照明光进行2维亮度调制的液晶光阀即光调制装置。液晶面板61，是用于使所射入的照明光IL的偏振方向的空间分布发生变化的透过型的光调制装置。射入液晶面板61的照明光IL，根据作为电信号而输入液晶面板61的驱动信号或图像信号，其偏振状态以像素单位被调整。此时，通过偏振滤光器63、64，对射入液晶面板61的照明光的偏振方向进行调整，同时从由液晶面板61射出的光取出规定的偏振方向的调制光。
在照明光IL为红色、绿色、蓝色或大致白色时，液晶面板61可以形成与对这些色光进行2维调制后的图像相对应的光。另外，在照明光IL为大致白色的本实施方式的情况下，在液晶面板61的每个像素上以适当的排列设置滤色器(图示略)，将均匀地射入液晶面板61的大致白色的照明光IL调制为彩色图像。
投影透镜90是由适当的透镜组构成的投影光学系统，将经过光调制部60的光以适当的放大率投影在屏幕(图示略)等投影面上。
对本实施方式的投影仪1的动作进行说明。
来自光源装置20的发光装置22的照明光，经过临界型的照明光学系统40，射入光调制部60的液晶面板61。由该液晶面板61所调制的光，射入投影透镜90，以适当的倍率投影在屏幕上。此时，通过简单的临界型的照明光学系统40，将由发光部31发出的光，以无浪费地覆盖液晶面板61的有效区域73(在图2中进行说明)的方式投影在液晶面板61上，因此可以均匀地照明液晶面板61的有效区域73。
图2是说明图1的光源装置和光调制部的形状关系的图。图2(a)表示构成光调制部的液晶面板的正面构造，图2(b)表示形成在光源装置上的发光部的正面构造，图2(c)表示光源装置的发光部的侧面构造。
在图2(a)中，液晶面板61是将本体部分71的周围用金属框72固定的部分，从金属框72的上部，延伸有信号提供用的电缆CA。另外，本体部分71，省略掉图示，由例如一对平行配置的玻璃基板构成，在两玻璃基板的内表面侧分别形成有透明电极，在两玻璃基板之间夹持有液晶层。本体部分71虽然可以通过施加在透明电极间的驱动电力而以像素单位对液晶层的状态进行切换，但包括这些像素整体的像素形成区域，不是露出金属框72的开口部72a的本体部分71的整体，而是在除去周边部的中央侧的在本实施方式中形成为纵横比大致3∶4的外形形状的有效区域73。在本实施方式中，将包括像素整体的像素形成区域设为有效区域73。另外，将从光源装置20经过照明光学系统40而射入液晶面板61的照明光IL的区域设为照明区域80。照明区域80与有效区域73大致一致，但形成为稍微溢出有效区域73的周围的状态。
在本实施方式中，在有效区域73内，设定有第1有效图像调制区域73a、第2有效图像调制区域73b、第3有效图像调制区域73c三个有效图像调制区域。另外，将三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)合起来的外形(与有效区域73的外形相对应)的纵横比大致为3∶4。而且，第1有效图像调制区域73a的外形的纵横比设定为大致9∶16。
另外，三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)，不是物理上区分而构成的。详细地说，指的是在包含构成液晶面板61的像素整体的像素形成区域内，用于与投影仪1的图像处理部520(在后面叙述)处理的图像数据中的静止图像和动态图像的图像数据部分相对应地使液晶层动作而设定的区域，和用于与不作为静止图像和动态图像使用的图像数据部分相对应地使液晶层动作而设定的区域。所谓与不作为静止图像和动态图像而使用的图像数据部分相对应地使液晶层动作，指的是在该区域内，以不使照明光透过的方式使液晶动作，其结果，将来自该区域的射出光剪切掉。有关图像数据在后面叙述。
在这样地设定的三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)中，在本实施方式中，在调制以3∶4的纵横比构成的图像时，使用从第1到第3有效图像调制区域(73a、73b、73c)这三个有效图像调制区域，与图像相对应地进行调制。另外，在调制以9∶16的纵横比构成的图像时，仅使用第1有效图像调制区域73a，进行与图像相对应的调制。在本实施方式中，在对相对于宽高比4∶3的图像宽高比不同的图像(例如高清晰影像等宽高比16∶9的图像)进行调制时，在作为固定的像素形成区域的有效区域73的外形内进行对应。于是，在位于纵横比大致3∶4的有效区域73的上下(纵)方向的第2有效图像调制区域73b和第3有效图像调制区域73c，进行用于不使光透过的调制。
照明区域80通过后述的发光部31的结构，与三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)相对应地，形成第1照明区域80a、第2照明区域80b、第3照明区域80c三个照明区域。
如图2(b)、(c)所示，发光部31是矩形的发光体层(即面发光层)，由第1发光体层31a、第2发光体层31b、第3发光体层31c三个发光体层构成。另外，将三个发光体层(31a、31b、31c)合起来的外形，形成为与将三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)合起来的外形大致相似的形状，纵横比大致为3∶4。另外，第1发光体层31a的外形，形成为与第1有效图像调制区域73a的外形大致相似的形状，纵横比大致为9∶16。另外，第2发光体层31b形成为与第2有效图像调制区域73b大致相似的形状，第3发光体层31c形成为与第3有效图像调制区域73c大致相似的形状。
详细地说，为了与对纵横比为3∶4的图像进行调制时的从第1到第3有效图像调制区域(73a、73b、73c)的外形相对应，通过使用从第1到第3发光体层(31a、31b、31c)这三个发光体层而构成纵横比3∶4的大致相似形状。另外，为了与对纵横比为9∶16的图像进行调制时的第1有效图像调制区域73a的外形相对应，通过仅使用第1发光体层31a而构成纵横比9∶16的大致相似形状。由此，在对纵横比3∶4的图像进行调制时，使从第1到第3发光体层(31a、31b、31c)这三个发光体层发光。另外，在对纵横比9∶16的图像进行调制时，仅使第1发光体层31a发光，而不使第2发光体层31b和第3发光体层31c发光(使之熄灭)。
由此，在使从第1到第3发光体层(31a、31b、31c)这三个发光体层发光时，如图2(a)所示，变为照明三个照明区域(80a、80b、80c)的范围。另外，在仅使第1发光体层31a发光，而使第2发光体层31b和第3发光体层31c熄灭时，变为仅照明第1照明区域80a的范围，而不照明第2照明区域80b和第3照明区域80c的范围。
图3是本发明的第1实施方式的投影仪的电路框图。使用图3，对投影仪1的电路结构和动作进行概略说明。
投影仪1具有：控制部500、信号变换部510、图像处理部520、液晶面板驱动部530、LED控制部550、遥控控制部560和电源570而构成。另外，图像处理部520具有调制区域切换部525而构成。另外，控制部500具有发光区域切换部505而构成。控制部500、信号变换部510、图像处理部520和遥控控制部560，通过总线500a互相连接。
与信号变换部510相连接的图像输入端子515，接受从外部的图像信号提供装置(图示略)提供的例如模拟图像信号。另外，作为模拟图像信号，例如，将表示从个人计算机输出的计算机图像的RGB信号、表示从录像机或电视机输出的动态图像的合成图像信号等图像信号，提供给图像输入端子515。信号变换部510对从图像输入端子515输入的模拟图像信号进行AD转换，作为数字图像信号输出给图像处理部520。
图像处理部520对输入的数字图像信号进行帧频转换和比例变换处理等，生成图像数据。另外，图像处理部520具有的调制区域切换部525，进行这样的动作：获得与来自控制部500的图像数据相对的宽高比的信息，切换为用于使液晶面板61的有效区域73内的三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)进行与所获得的宽高比相对应的动作的图像数据，并向液晶面板驱动部530输出。在本实施方式中，在调制区域切换部525切换为与宽高比4∶3的图像相对应的图像数据和与16∶9的图像相对应的图像数据中的任何一方并进行输出。
另外，图像处理部520进行与宽高比相对应的图像处理。详细地说，在与宽高比4∶3相对应时，如图2(a)所示，以成为下述图像数据的方式进行加工，该图像数据用于对三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)进行宽高比4∶3的实际的影像显示的驱动。另外，在与宽高比16∶9相对应时，以成为下述图像数据的方式进行加工，该图像数据用于对第2有效图像调制区域73b和第3有效图像调制区域73c进行不使光透过的驱动，对第2有效图像调制区域73a进行宽高比16∶9的实际的影像显示的驱动。
液晶面板驱动部530，基于由调制区域切换部525切换宽高比并从图像处理部520输出的图像数据，对构成光调制部60的液晶面板61的有效区域73进行驱动。
控制部500统括控制投影仪1的各种功能。而且，控制部500所具有的发光区域切换部505，获得与图像数据相对应的宽高比信息，对LED控制部550，以在与宽高比相对应的发光区域进行发光和熄灭的方式，将用于切换的信号向LED控制部550输出。
LED控制部550，基于来自发光区域切换部505的输入信号，驱动发光装置22。详细地说，LED控制部550在与宽高比4∶3相对应时，进行使从第1到第3发光体层(31a、31b、31c)这三个发光体层全部发光的驱动。另外，在与宽高比16∶9相对应时，进行仅使第1发光体层31a发光、而使第2发光体层31b和第3发光体层31c熄灭的驱动。
如上所述，调制区域切换部525通过切换成与宽高比相对应的图像数据并将图像数据从图像处理部520输出，进行用于实际地进行图像显示的有效图像调制区域的切换，与其相联动，发光区域切换部505以与进行切换后的有效图像调制区域相对应的方式对构成发光区域的三个发光体层(31a、31b、31c)进行切换并使之发光和熄灭。
遥控控制部560，基于来自遥控器565的操作信号而输出对投影仪1的各部分的功能进行控制的信号。
电源570通过电源适配器等从投影仪1的外部提供电力。因此，包括与电源适配器等相连接的连接器575而构成。
根据上述的第1实施方式，可以得到下面的效果。
(1)根据本实施方式，发光装置22，与设定在构成光调制装置的液晶面板61的有效区域73内的三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)的外形相对应，形成为大致相似形状的三个发光体层(31a、31b、31c)的发光区域。另外，与宽高比相对应地如上述那样使发光区域发光和熄灭。而且，构成临界照明系统的照明光学系统40，将由该发光装置22的发光所产生的光束，与宽高比相对应地作为照明光而射入设定在液晶面板61上的上述的有效图像调制区域内。由此，可以进行直接且有效地利用发光装置22进行的照明，所述发光装置22使用简单的结构的照明系统，而且与液晶面板61的三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)的外形相对应。因此，射入有效图像调制区域的照明光由液晶面板61调制，可以提高射出的成为像光的投影影像的画质(例如对比度特性)。因此，以简单的透镜结构，通过使与需要照明的有效图像调制区域分别对应的发光区域发光而进行照明，使与不需要照明的的有效图像调制区域分别对应的发光区域熄灭，来实现提高了投影影像的画质的投影仪。
(2)根据本实施方式，调制区域切换部525如上述那样进行三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)的切换，与其相联动，发光区域切换部505以下述方式进行切换：以与进行切换后的有效图像调制区域相对应的大致相似的外形使构成发光区域的三个发光体层(31a、31b、31c)发光和熄灭。由此，可以提高投影仪1的便利性，并在切换后的有效图像调制区域内直接且有效地使照明光射入和熄灭。
(3)根据本实施方式，发光部31的外形形状的纵横比大致为3∶4，在该发光部31中，将第1发光体层31a的外形形状的纵横比大致为9∶16。由此，与调制的图像的宽高比为4∶3和16∶9这两种情况相对应，可以直接且有效地照明和熄灭液晶面板61的有效区域73内的相对应的有效图像调制区域。
(4)根据本实施方式，对宽高比16∶9的图像，进行仅使构成发光装置22的发光部31的第1发光体层31a发光、而不使第2发光体层31b和第3发光体层31c发光(使之熄灭)的动作。由此，可以仅直接且有效地照明液晶面板61的第1有效图像调制区域73a，而不照明与图像无关的、成为进行黑显示(不使光透过的显示)的区域的第2有效图像调制区域73b和第3有效图像调制区域73c。由此，与以往的情况相对，在本实施方式中可以提高对比度。以往的结构是从光源射出的照明光射入液晶面板的像素形成区域整体，因此与投影在屏幕上的宽高比16∶9的投影图像无关的、进行黑显示的部分，稍微变亮，降低了宽高比16∶9的投影图像的对比度。
(5)根据本实施方式，发光装置22的发光区域，构成为具有与设定在液晶面板61的有效区域73内的三个有效图像调制区域(73a、73b、73c)相对应的大致相似形状的三个发光体层(31a、31b、31c)，以成为与宽高比相对应的外形形状的方式发光和熄灭。因此，可以实现下述发光装置22：使照明光直接且有效地射入与宽高比相对应的有效图像调制区域(73a、73b、73c)上。
(第2实施方式)
下面，对第2实施方式的投影仪进行说明。第2实施方式的投影仪，是在第1实施方式的投影仪1中对液晶面板61和发光装置22的形状进行了变更的机器，对于没有特别说明的部分，设为是与第1实施方式相同的结构。
另外，第2实施方式，是在液晶面板261具有与宽高比16∶9的图像相对应的固定的像素形成区域(有效区域273)时，在该有效区域273的外形内，也与宽高比4∶3的图像相对应的情况的实施方式(第1实施方式是与此相反的情况的实施方式)。
图4是本发明的第2实施方式的改变液晶面板和发光部的形状而进行实施时的说明图。图4(a)表示构成光调制部的液晶面板的正面构造，图4(b)表示形成在光源装置上的发光部的正面构造，图4(c)表示光源装置的发光部的侧面构造。
在图4(a)中，本体部分271，不是露出于金属框272的开口部272a的本体部分271的整体，而在除去了周边部的中央侧形成纵横比大致9∶16的有效区域273。另外，作为发光区域的发光部231发光而射入液晶面板261时的照明区域280，与有效区域273大致一致，但形成为稍微溢出有效区域273的周围的状态。
在本实施方式中，在有效区域273内，设定有第1有效图像调制区域273a、第2有效图像调制区域273b、第3有效图像调制区域273c三个有效图像调制区域。另外，将三个有效图像调制区域(273a、273b、273c)合起来的外形(与有效区域273的外形相对应)的纵横比大致为9∶16。而且，第1有效图像调制区域273a的外形的纵横比设定为大致3∶4。作为有效图像调制区域的思考方法，与第1实施方式相同。
在这样地设定的三个有效图像调制区域(273a、273b、273c)中，在本实施方式中，在调制以9∶16的纵横比构成的图像时，使用三个有效图像调制区域(273a、273b、273c)，进行与图像相对应的调制。另外，在调制以3∶4的纵横比构成的图像时，仅使用第1有效图像调制区域273a，进行与图像相对应的调制。在本实施方式中，在对相对于宽高比16∶9的图像宽高比不同的图像(电视影像等的宽高比4∶3图像)进行调制时，在作为固定的像素形成区域的有效区域273的外形内进行对应。而且，在位于纵横比大致16∶9的有效区域273的左右(横)方向的第2有效图像调制区域273b和第3有效图像调制区域273c，进行用于不使光透过的调制。
照明区域280通过后述的发光部231的结构，与三个有效图像调制区域(273a、273b、273c)相对应地形成第1照明区域280a、第2照明区域280b、第3照明区域280c三个照明区域。
如图4(b)、(c)所示，发光部231是矩形的发光体层(即面发光层)，由第1发光体层231a、第2发光体层231b、第3发光体层231c三个发光体层构成。另外，将三个发光体层(231a、231b、231c)合起来的外形，形成为与将三个有效图像调制区域(273a、273b、273c)合起来的外形大致相似的形状，纵横比大致为9∶16。另外，第1发光体层231a的外形，形成为与第1有效图像调制区域273a的外形大致相似的形状，纵横比大致为3∶4。另外，第2发光体层231b，形成为与第2有效图像调制区域273b大致相似的形状，第3发光体层231c，形成为与第3有效图像调制区域273c大致相似的形状。
详细地说，为了与对纵横比为9∶16的图像进行调制时的从第1到第3有效图像调制区域(273a、273b、273c)的外形相对应，通过使用从第1到第3发光体层(231a、231b、231c)这三个发光体层而构成纵横比9∶16的大致相似形状。另外，为了与对纵横比为3∶4的图像进行调制时的第1有效图像调制区域273a的外形相对应，通过仅使用第1发光体层231a而构成纵横比3∶4的大致相似形状。由此，在对纵横比9∶16的图像进行调制时，使从第1到第3发光体层(231a、231b、231c)这三个发光体层发光。另外，在对纵横比3∶4的图像进行调制时，仅使第1发光体层231a发光，而不使第2发光体层231b和第3发光体层231c发光(使之熄灭)。
由此，在使从第1到第3发光体层(231a、231b、231c)这三个发光体层发光时，如图4(a)所示，变为照明三个照明区域(280a、280b、280c)的范围。另外，在仅使第1发光体层231a发光，而使第2发光体层231b和第3发光体层231c不发光时，变为仅照明第1照明区域280a的范围，而不照明第2照明区域280b和第3照明区域280c的范围。
根据上述的第2实施方式，与第1实施方式相比，仅在有效区域中的有效图像调制区域和/或分别与之相对应的发光部的发光区域及照明区域的形状不同，达到与第1实施方式相同的效果。
另外，根据本实施方式，发光部231的外形形状的纵横比大致为9∶16，在该发光部231中，将第1发光体层231a的外形形状的纵横比大致为3∶4。由此，与调制的图像的宽高比为16∶9和3∶4这两种情况相对应，可以直接且有效地照明液晶面板261的有效区域273内的相对应的有效图像调制区域。
另外，根据第1实施方式和第2实施方式，对于宽高比为4∶3和16∶9的图像，通过发光部31和发光部231的发光体层的结构，可以直接且有效地使照明光射入必要的有效图像调制区域，可以实现提高了投影影像的画质的投影仪1。
另外，本发明不限定于上述实施方式，可以加以各种变更、改良。下面叙述变形例。
(变形例1)
图5是在第1实施方式中使图2(b)所示的发光部31变形时的发光部131概略剖面图。该发光部131具备由半导体材料构成的矩形的面状发光体132(132a、132b、132c)和分别覆盖面状发光体132的荧光体层133(133a、133b、133c)。荧光体层133将从作为发光体层的面状发光体132射出的例如蓝色光转换成绿色或红色。此时，由于荧光体层133射出照明光，因此与各荧光体层(133a、133b、133c)的光射出区域相对应的发光区域的外形形状，成为与在图2(b)所示的各发光体层(31a、31b、31c)相同的尺寸，形成为与设定在图2(a)所示的液晶面板61的有效区域73内的各有效图像调制区域(73a、73b、73c)的外形形状大致相似。也可以设为具有这样地构成的发光部131的发光装置。另外，具有这样地构成的发光部131的发光装置，在第2实施方式中也同样适用。
(变形例2)
在上述第1实施方式中，投影仪1，为使用具有滤色器的1个液晶面板61和射出大致白色光的1个发光装置22的结构。但并不限定于此，也可以设为使用3个液晶面板和3个发光装置的结构。此时，3个发光装置的结构与第1实施方式相同，分别发出不同的色光(红色光、绿色光、蓝色光)，并分别通过照明光学系统40使发出的色光射入与该色光相对应的3个液晶面板的有效图像调制区域内。而且，通过十字分色棱镜将由3个液晶面板调制射出的各色光合成，并经过投影透镜投影在屏幕上。通过这样的结构，也可以同样达到本实施方式的效果。另外，对于投影仪的结构，自由度有所扩大。另外，对于上述第2实施方式也可以同样地实施。
(变形例3)
在上述实施方式中，照明光学系统40，使用由双面凸形状的球面透镜构成的透镜(所谓会聚透镜)，使从光源装置20的发光部31以一定的发散角射出的光源光会聚而大致均匀地射入光调制部60。但并不限定于此，也可以设为下述结构：使用该会聚透镜和棒状(rod)积分透镜，使来自会聚透镜的光射入棒状积分透镜，并使射出的光射入光调制部60。由此，不会降低光源光的效率，可以同样达到本实施方式的效果。另外，可以自由地设定光源装置20和光调制部60的配置关系，也可以实现投影仪的小型化。另外，通过在上述变形例2的结构中也使用棒状积分透镜，对于投影仪的结构，可以进一步扩大自由度，并可以提高亮度。
(变形例4)
在上述第1实施方式中，发光部31，由三个发光体层(31a、31b、31c)构成。但并不限定于此，也可以将该各发光体层分为更多个。此时，分割后的多个发光体层，在发光和熄灭时，需要以成为三个发光体层(31a、31b、31c)的外形形状的方式进行动作。在第2实施方式中也一样。
(变形例5)
在上述第1实施方式中，发光部31，由三个发光体层(31a、31b、31c)构成，并以成为与液晶面板61的有效区域73大致相似的形状的方式，以将三个合起来的外形的纵横比大致为3∶4的方式构成。第一发光体层31a构成为纵横比大致为9∶16。但并不限定于此，也可以以使发光部31的整体的外形形成为与液晶面板61的有效区域73具有大致相似形状的纵横比大致3∶4为前提，将相同形状的发光体层形成多个(例如形成阵列状或矩阵状)而构成，驱动每个或规定的个数的发光体层。由此，可以与自由地设定在液晶面板上的多个有效图像调制区域的外形形状相对应，以成为大致相似形状的方式使发光体层发光和熄灭，因此可以对有效图像调制区域进行有效的照明，并扩大了作为发光装置的便利性。特别是，在进行图像的梯形失真校正时等有效。在第2实施方式中，也可以通过变更为同样原理的结构而进行实施。
(变形例6)
在上述实施方式中，发光装置22使用了具有平坦的射出面的封装26。但并不限定于此，也可以将封装26的射出面设为凸面或凹面，能够与照明光学系统40协作而对液晶面板61等进行临界照明。
(变形例7)
在上述实施方式中，液晶面板61、261，使用的是透过型的。但并不限定于此，也可以是反射型的液晶面板。在该情况下，也可以灵活应用光源装置20、照明光学系统40等。
(变形例8)
在上述实施方式中，使用了液晶面板61、261。但并不限定于此，也可以代替液晶面板61、261而使用数字微镜设备(digital micromirrordevice)。在该情况下，也可以灵活应用光源装置20、照明光学系统40等来照明数字微镜设备。
(变形例9)
在上述实施方式中，投影仪1，设为从观察投影面的方向进行图像投影的前投型投影仪。但并不限定于此，在使用从与观察投影面的方向相反一侧进行图像投影的背投型投影仪时，也可以使用本实施方式所示的投影仪的结构。
(变形例10)
在上述实施方式中，通过投影透镜90而将在光调制部60形成的图像的光以适当的放大倍数投影在屏幕上。但并不限定于此，也可以设为直接观察光调制部60的类型的显示装置。此时，也可以通过变更为将液晶面板的有效区域、光源装置、照明光学系统等适当扩大的结构来提高可见性。

Claims (11)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
光调制装置，其具有有效区域，并调制射入该有效区域的照明光；
发光装置，其具有能够以与设定在上述有效区域内的多个有效图像调制区域的外形相对应的大致相似的外形进行发光和熄灭的多个发光区域；和
临界照明系统，其将由上述发光装置的发光产生的光束作为上述照明光，使其射入上述光调制装置的上述有效区域内的上述有效图像调制区域上。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
具有：
进行上述有效图像调制区域的切换的调制区域切换部；和
进行上述发光区域的切换的发光区域切换部；
其中，当上述调制区域切换部进行上述有效图像调制区域的切换时，与其相连动地，上述发光区域切换部以能够以与被切换的上述有效图像调制区域相对应的大致相似的外形进行发光和熄灭的方式对上述发光区域进行切换。
3.如权利要求1或权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
其中，上述发光装置具有产生色光的发光体层和接受来自该发光体层的光而产生荧光的荧光体层，上述发光区域与上述荧光体层的光射出区域相对应。
4.如权利要求1或权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
上述发光装置包括固体发光元件，上述发光区域为该固体发光元件的面发光层。
5.如权利要求1或权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
上述发光装置包括固体发光元件，上述发光区域是形成在该固体发光元件的面发光层上的荧光体层。
6.如权利要求1～5中的任意一项所述的显示装置，其特征在于：上述发光区域以能够以多个规定的纵横比的平面形状进行发光和熄灭的方式构成。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
上述规定的纵横比，为大致3∶4和大致9∶16。
8.如权利要求1～7中的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
上述临界照明系统对在上述发光装置的上述发光区域发出的光进行投影，使得其与上述光调制装置的上述有效区域的上述有效图像调制区域大致一致、并且在该有效图像调制区域的周围溢出。
9.如权利要求1～8中的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
上述临界照明系统将在上述发光装置的发光区域发出的光以规定的倍率放大，并投影在上述光调制装置的上述有效区域的上述有效图像调制区域上。
10.如权利要求1～9中的任意一项所述的显示装置，其特征在于：进一步具备放大投影从上述光调制装置射出的光的投影透镜。
11.如权利要求1～10中的任意一项所述的显示装置中的发光装置，其特征在于：具有上述发光区域。
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