(57)【要約】【課題】  簡易な照明系で、複数の照明する領域に対応させた照明を行い、投写映像の画質を向上させたプロジェクタ、その他の表示装置及び発光装置を提供する。【解決手段】  有効領域７３を有し、有効領域７３に入射した照明光を変調する光変調装置を構成する液晶パネル６１と、有効領域７３内に設定される複数の有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の外形に対応して略相似な外形で発光及び消灯が可能となる複数の発光領域（例えば３つの発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ））を有する発光装置２２と、発光装置２２の発光による光束を照明光として、液晶パネル６１の有効領域７３内の有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）上に入射させるクリティカル照明系とを備える。【選択図】      図２
2006350171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効領域を有し、当該有効領域に入射した照明光を変調する光変調装置と、
前記有効領域内に設定される複数の有効画像変調領域の外形に対応して略相似な外形で発光及び消灯が可能となる複数の発光領域を有する発光装置と、
前記発光装置の発光による光束を前記照明光として、前記光変調装置の前記有効領域内の前記有効画像変調領域上に入射させるクリティカル照明系とを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置であって、
前記有効画像変調領域の切替えを行う変調領域切替え部と、
前記発光領域の切替えを行う発光領域切替え部とを有し、
前記変調領域切替え部が、前記有効画像変調領域の切替えを行うと、連動して、前記発光領域切替え部は、切替えられた前記有効画像変調領域に対応する略相似な外形で発光及び消灯が可能となるように前記発光領域を切替えることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の表示装置であって、
前記発光装置は、色光を発生する発光体層と、当該発光体層からの光を受けて蛍光を発生する蛍光体層とを有しており、前記発光領域は、前記蛍光体層の光出射領域に対応することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の表示装置であって、
前記発光装置は、固体発光素子を含み、前記発光領域は、当該固体発光素子の面発光層であることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の表示装置であって、
前記発光装置は、固体発光素子を含み、前記発光領域は、当該固体発光素子の面発光層上に形成された蛍光体層であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記発光領域は、複数の所定の縦横比の平面形状で発光及び消灯が可能となるように構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置であって、
前記所定の縦横比は、略３：４及び略９：１６であることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記クリティカル照明系は、前記発光装置の前記発光領域で発光する光を、前記光変調装置の前記有効領域の前記有効画像変調領域に略一致させつつ当該有効画像変調領域の周囲にはみ出させるように投写することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記クリティカル照明系は、前記発光装置の発光領域で発光する光を所定の倍率で拡大して、前記光変調装置の前記有効領域の前記有効画像変調領域上に投写することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記光変調装置から出射される光を拡大して投写する投写レンズをさらに備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の表示装置における発光装置であって、
前記発光領域を有することを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等に形成された像を投写等によって表示するプロジェクタ、その他の表示装置及び投写するための照明光を出射する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタとして、特許文献１に記載されるように、光源から出射された光を一対のマイクロレンズアレイからなる光学系に入射させ、色分離光学系によって色分離するとともに分離した各色光を個別の光路に導いた後、各色光を各色用の液晶パネルにそれぞれ入射させてこれらを照明するものがある。
【０００３】
また、プロジェクタにおいて、液晶パネルに形成される画素領域（本発明では有効領域に対応する）の大きさ（外形）は、用いる液晶パネルにより固定される。そのため、アスペクト比の異なる画像を投写する場合、固定された画素領域の外形内で対応させている。詳細には、画素領域の外形（縦横比）は、略３：４の比で構成されているのが一般的である。しかし、この画素領域の外形内で縦横比９：１６（例えば、ハイビジョン映像等のアスペクト比１６：９の画像）に対応するためには、縦横比略３：４（アスペクト比４：３の画像に対応）の画素領域の上下方向をカット（映像を写さず光を透過させない）することで、縦横比略９：１６（アスペクト比１６：９）を実現させている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６４９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載される照明装置および投写光学装置の構成では、マイクロレンズアレイや色分離光学系が必要となり、照明系の構成が複雑になる。
【０００６】
また、上述したアスペクト比の異なる画像に対応する場合には、画素領域の上下方向の領域を変調して光を透過不可能とすることでカットしても、光源から出射される照明光は、液晶パネルの画素領域全体に入射する構造であるため、スクリーンに投写されたカットした画像領域に対応する部分は、黒色光（光を透過させない場合の色光）とはならず、投写された映像のコントラスト等を低下させる原因となっている。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な照明系で、複数の照明する領域に対応させた照明を行い、投写映像の画質を向上させたプロジェクタ、その他の表示装置及び発光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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の表示装置は、有効領域を有し、有効領域に入射した照明光を変調する光変調装置と、有効領域内に設定される複数の有効画像変調領域の外形に対応して略相似な外形で発光及び消灯が可能となる複数の発光領域を有する発光装置と、発光装置の発光による光束を照明光として、光変調装置の有効領域内の有効画像変調領域上に入射させるクリティカル照明系とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような表示装置によれば、発光装置が、光変調装置の有効領域内に設定される複数の有効画像変調領域の外形に対応して略相似な外形で発光及び消灯が可能となる複数の発光領域を有している。その発光装置の発光による光束を、クリティカル照明系が、光変調装置の有効画像変調領域に照明光として入射させる。これにより、擬似的な面光源を構成しない簡単な構成の照明系を用いて、しかも、光変調装置の複数の有効画像変調領域の外形にそれぞれ対応させた複数の発光領域を有する発光装置により、直接的で効率的な照明を行うことができる。従って、有効画像変調領域に入射した照明光が光変調装置により変調され、出射した光となる投写映像の画質（例えばコントラスト特性）が向上できる。よって、簡易なレンズ構成で、照明する必要のある有効画像変調領域は、それぞれ対応する発光領域を発光させて照明を行い、照明の必要でない有効画像変調領域はそれぞれ対応する発光領域を消灯させることで、投写映像の画質を向上させたプロジェクタ、その他の表示装置及び発光装置を提供できる。
【００１０】
上記表示装置において、有効画像変調領域の切替えを行う変調領域切替え部と、発光領域の切替えを行う発光領域切替え部とを有し、変調領域切替え部が、有効画像変調領域の切替えを行うと、連動して、発光領域切替え部は、切替えられた有効画像変調領域に対応する略相似な外形で発光及び消灯が可能となるように発光領域を切替えることが好ましい。
【００１１】
このような表示装置によれば、変調領域切替え部が、有効画像変調領域の切替えを行うと、連動して、変調領域切替え部が、切替えられた有効画像変調領域に対応する略相似な外形で発光及び消灯するように、発光領域を切替える。これにより、例えばアスペクト比の異なる画像等に対応させる有効画像変調領域の外形に切替えると、連動して、切替えられた有効画像変調領域に対応した発光領域に切替えることにより、照明する必要のない有効画像変調領域は、対応する発光領域を消灯させ、照明する必要のある有効画像変調領域は、対応する発光領域を発光させて照明光を入射させることができる。よって、表示装置の利便性が向上し、切替えられる有効画像変調領域に直接的で効率的に照明光を入射及び消灯させることができる。
【００１２】
上記表示装置において、発光装置は、色光を発生する発光体層と、発光体層からの光を受けて蛍光を発生する蛍光体層とを有しており、発光領域は、蛍光体層の光出射領域に対応することが好ましい。この場合、蛍光型の光源からの光束を、照明光として有効領域上に効率的に入射させることができる。
【００１３】
上記表示装置において、発光装置は、固体発光素子を含み、発光領域は、固体発光素子の面発光層であることが好ましい。この場合、固体発光素子の面発光層から出射される効率が良く制御性に優れる光束を利用して、光変調装置を照明することができる。
【００１４】
上記表示装置において、発光装置は、固体発光素子を含み、発光領域は、固体発光素子の面発光層上に形成された蛍光体層であることが好ましい。この場合、固体発光素子の面発光層から出射される効率が良く制御性に優れる光束を蛍光体層で適宜変換することによって得られた所望の波長特性の光を利用して、光変調装置を照明することができる。
【００１５】
上記表示装置において、発光領域は、複数の所定の縦横比の平面形状で発光及び消灯可能となるように構成されていることが好ましい。この場合、光変調装置の有効領域の有効画像変調領域も同様の複数の縦横比の平面形状となっており、所定の縦横比を有する平面形状の有効画像変調領域を直接的で効率的に照明及び消灯することができる。
【００１６】
上記表示装置において、発光領域の所定の縦横比は、略３：４及び略９：１６であることが好ましい。この場合、例えば光変調装置に用いる液晶パネルにより固定される有効領域（有効画像変調領域）の平面形状の外形が略３：４の場合に、その有効領域内に略９：１６の別の有効画像変調領域を形成する場合や、また、固定される有効領域（有効画像変調領域）の平面形状の外形が略９：１６の場合に、その有効領域内に略３：４の別の有効画像変調領域を形成する場合にも、それぞれの有効画像変調領域に対応するそれぞれの発光領域を発光及び消灯することで、それぞれの有効画像変調領域を直接的で効率的に照明及び消灯することができる。
【００１７】
上記表示装置において、クリティカル照明系は、発光装置の発光領域で発光する光を、光変調装置の有効領域の有効画像変調領域に略一致させつつ有効画像変調領域の周囲にはみ出させるように投写することが好ましい。この場合、発光装置から出射される光束を無駄なく活用することができ、かつ、有効画像変調領域周辺で減光が発生することを防止できる。
【００１８】
上記表示装置において、クリティカル照明系は、発光装置の発光領域で発光する光を、所定の倍率で拡大して、光変調装置の有効領域の有効画像変調領域上に投写することが好ましい。この場合、発光領域が比較的小さくても、比較的大きな光変調装置を照明することができる。
【００１９】
上記表示装置において、光変調装置から出射される光を拡大して投写する投写レンズをさらに備えることが好ましい。この場合、光変調装置からの透過光又は反射光である光を拡大して、外部に設置するスクリーン等に投写するプロジェクタを実現することができる。
【００２０】
上記表示装置における発光装置であって、上述した発光領域を有することが好ましい。この場合、光変調装置の複数の有効画像変調領域に対応する複数の発光領域を有するため、それぞれの有効画像変調領域に対応するそれぞれの発光領域を発光及び消灯することで、それぞれの有効画像変調領域を直接的で効率的に照明及び消灯することができる発光装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置としてのプロジェクタの説明図である。図１を用いて、プロジェクタ１の構成と動作を説明する。
【００２３】
図１に示すように、プロジェクタ１は、光源光を発生する光源装置２０と、光源装置２０から出射された光源光を適宜集光する照明光学系４０と、照明光学系４０を経た照明光によって照明される光変調部６０と、光変調部６０からの光をスクリーン（図示省略）に投写する投写レンズ９０とを備える。
【００２４】
光源装置２０は、例えば赤色、緑色、青色、または略白色（すべての色光を含む色を白色としている）の光源光を発生させる発光装置２２を、電源等を備える回路基板２３上に実装したものである。本実施形態では、略白色の光源光を発生させている。発光装置２２は、固体発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップ２４を内蔵するものであり、このＬＥＤチップ２４は、樹脂またはセラミック製の台座２５上にマウントされており、正面からの光源光の出射が可能となるように透明樹脂製のパッケージ２６中に封入されている。ＬＥＤチップ２４は、その上面に矩形の面発光層である発光領域としての発光部３１を有しており、この発光部３１全面から略均一に光源光を出射する。つまり、発光部３１は、矩形の面状発光体となっている。詳細には、図３を用いて後述する。なお、ＬＥＤチップ２４は、図示を省略するが、例えばサファイア基板等からなり、かかる基板上の発光部３１は、バンド構造の制御によって多様な波長の光を発生する薄膜状の活性層を挟んで上下に電極層を有しており、上側の電極層上には透明電極層が形成されている。このような透明電極層や下側の電極層には、金属電極が接続されており、回路基板２３側から電力の供給を受けることができるようになっている。
【００２５】
照明光学系４０は、両面凸形状の球面レンズからなるクリティカル照明系であり、光源装置２０の発光部３１から一定の広がり角で出射される光源光を集光して光変調部６０に略均一に入射させる。その際、照明光学系４０は、発光部３１で発光する光を所定の倍率（例えば数倍〜数十倍の倍率）で光変調部６０のうち後述する有効領域（詳細には有効画像変調領域）に結像する。つまり、発光部３１と光変調部６０の有効領域とは、照明光学系４０に関して共役な位置となっている。
【００２６】
光変調部６０は、照明光学系４０のレンズによって集光された照明光ＩＬが入射する液晶パネル６１と、液晶パネル６１を挟むように配置される１組の偏光フィルタ６３，６４とを備える。ここで、液晶パネル６１と、これを挟む一対の偏光フィルタ６３，６４とは、照明光を２次元的に輝度変調するための液晶ライトバルブすなわち光変調装置を構成する。液晶パネル６１は、入射した照明光ＩＬの偏光方向の空間的分布を変化させるための透過型の光変調装置であり、液晶パネル６１に入射した照明光ＩＬは、液晶パネル６１に電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位でその偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ６３，６４によって、液晶パネル６１に入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、液晶パネル６１から出射される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。
【００２７】
照明光ＩＬが赤色、緑色、青色、または略白色である場合、液晶パネル６１は、それらの色光を２次元的に変調した画像に対応する光を形成することができる。なお、照明光ＩＬが略白色である本実施形態の場合、液晶パネル６１の各画素ごとに適切な配列でカラーフィルタ（図示省略）を設け、液晶パネル６１に均一に入射する略白色の照明光ＩＬをカラー画像に変調している。
【００２８】
投写レンズ９０は、適切なレンズ群からなる投写光学系であり、光変調部６０を経た光を適切な拡大率でスクリーン（図示省略）等の投写面に投写する。
【００２９】
本実施形態に係るプロジェクタ１の動作について説明する。
光源装置２０の発光装置２２からの照明光は、クリティカル型の照明光学系４０を経て、光変調部６０の液晶パネル６１に入射する。この液晶パネル６１で変調された光は、投写レンズ９０に入射して、適当な倍率でスクリーンに投写される。その際、簡単なクリティカル型の照明光学系４０によって、発光部３１で発光する光を、液晶パネル６１の有効領域７３（図２で説明する）が無駄なくカバーされるように液晶パネル６１上に投写するので、液晶パネル６１の有効領域７３を均一に照明することができる。
【００３０】
図２は、図１の光源装置と光変調部の形状的な関係を説明する図である。図２（ａ）は、光変調部を構成する液晶パネルの正面構造を示し、図２（ｂ）は、光源装置に形成された発光部の正面構造を示し、図２（ｃ）は、光源装置の発光部の側面構造を示す。
【００３１】
図２（ａ）において、液晶パネル６１は、本体部分７１の周囲を金属枠７２で固定したものであり、金属枠７２の上部からは、信号供給用のケーブルＣＡが延びている。なお、本体部分７１は、図示を省略するが、例えば一対の平行配置されたガラス基板からなり、両ガラス基板の内面側には透明電極がそれぞれ形成されており、両ガラス基板の間には液晶層が挟まれている。本体部分７１は、透明電極間に印加される駆動電力によって画素単位で液晶層の状態を切替えることができるが、これらの画素全体を含む画素形成領域は、金属枠７２の開口７２ａに露出する本体部分７１全体ではなく、周辺部を除いた中央側において、本実施形態では、縦横比が略３：４の外形形状となる有効領域７３となっている。本実施形態では、画素全体を含む画素形成領域を有効領域７３としている。なお、光源装置２０から照明光学系４０を経て液晶パネル６１に入射する照明光ＩＬの領域を照明領域８０としている。照明領域８０は、有効領域７３に略一致しているが、有効領域７３の周囲にわずかにはみ出した状態となっている。
【００３２】
本実施形態では、有効領域７３内に、第１有効画像変調領域７３ａと第２有効画像変調領域７３ｂと第３有効画像変調領域７３ｃとの３つの有効画像変調領域を設定している。また、３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）を合せた外形（有効領域７３の外形に対応する）の縦横比は略３：４となる。そして、第１有効画像変調領域７３ａの外形の縦横比は略９：１６となるように設定されている。
【００３３】
なお、３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）は、物理的に分けられて構成されているものではない。詳細には、液晶パネル６１を構成する画素全体を含む画素形成領域内において、プロジェクタ１の画像処理部５２０（後述する）で処理された画像データの中で、静止画像及び動画像に対する画像データ部分に対応して液晶層を動作させるために設定された領域と、静止画像及び動画像として使用しない画像データ部分に対応して液晶層を動作させるために設定された領域とをいう。静止画像及び動画像として使用しない画像データ部分に対応して液晶層を動作させるとは、その領域において、照明光を透過させないように液晶を動作させることであり、その結果、その領域からの出射光をカットさせることになる。画像データに関しては後述する。
【００３４】
このように設定された３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）において、本実施形態では、縦横比が３：４で構成される画像を変調する場合には、第１から第３有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の３つの有効画像変調領域を使用し、画像に対応させた変調を行う。また、縦横比が９：１６で構成される画像を変調する場合には、第１有効画像変調領域７３ａのみを使用し、画像に対応させた変調を行う。本実施形態では、アスペクト比４：３の画像に対して、アスペクト比の異なる画像（例えばハイビジョン映像等のアスペクト比１６：９の画像）を変調する場合、固定された画素形成領域としての有効領域７３の外形内で対応させている。そして、縦横比略３：４の有効領域７３の上下（縦）方向となる第２有効画像変調領域７３ｂ及び第３有効画像変調領域７３ｃにおいては、光を透過させないための変調を行う。
【００３５】
照明領域８０は、後述する発光部３１の構成により、３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）に対応させて、第１照明領域８０ａと第２照明領域８０ｂと第３照明領域８０ｃとの３つの照明領域が形成される。
【００３６】
図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、発光部３１は、矩形の発光体層（すなわち面発光層）であり、第１発光体層３１ａと第２発光体層３１ｂと第３発光体層３１ｃとの３つの発光体層から構成されている。また、３つの発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）を合せた外形は、３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）を合せた外形と略相似形状をなしており、縦横比は略３：４となる。また、第１発光体層３１ａの外形は、第１有効画像変調領域７３ａの外形と略相似形状をなしており、縦横比は略９：１６となる。また、第２発光体層３１ｂは、第２有効画像変調領域７３ｂと略相似形状をなし、第３発光体層３１ｃは、第３有効画像変調領域７３ｃと略相似形状をなしている。
【００３７】
詳細には、縦横比が３：４の画像を変調する場合の第１から第３有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の外形に対応させるために、第１から第３発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）の３つの発光体層を用いることで縦横比３：４の略相似形状を構成する。また、縦横比が９：１６の画像を変調する場合の第１有効画像変調領域７３ａの外形に対応させるために、第１発光体層３１ａのみを用いることで縦横比９：１６の略相似形状を構成する。よって、縦横比が３：４の画像を変調する場合には、第１から第３発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）の３つの発光体層を発光させる。また、縦横比が９：１６の画像を変調する場合には、第１発光体層３１ａのみを発光させ、第２発光体層３１ｂ及び第３発光体層３１ｃは発光させない（消灯させる）。
【００３８】
これにより、第１から第３発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）の３つの発光体層を発光させた場合には、図２（ａ）に示すように、３つの照明領域（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）の範囲を照明することになる。また、第１発光体層３１ａのみを発光させ、第２発光体層３１ｂ及び第３発光体層３１ｃを消灯させた場合には、第１照明領域８０ａの範囲のみを照明し、第２照明領域８０ｂ及び第３照明領域８０ｃの範囲は照明しないことになる。
【００３９】
図３は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの回路ブロック図である。図３を用いて、プロジェクタ１の回路構成と動作を概略説明する。
【００４０】
プロジェクタ１は、制御部５００、信号変換部５１０、画像処理部５２０、液晶パネル駆動部５３０、ＬＥＤ制御部５５０、リモコン制御部５６０及び電源５７０等を有して構成される。また、画像処理部５２０は、変調領域切替え部５２５を有して構成される。また、制御部５００は、発光領域切替え部５０５を有して構成される。制御部５００、信号変換部５１０、画像処理部５２０及びリモコン制御部５６０は、バス５００ａにより互いに接続されている。
【００４１】
信号変換部５１０に接続される画像入力端子５１５は、外部の画像信号供給装置（図示省略）から供給される例えばアナログ画像信号を受取る。なお、アナログ画像信号として、例えば、パーソナルコンピュータから出力されたコンピュータ画像を表すＲＧＢ信号や、ビデオレコーダやテレビジョン受像機から出力された動画を表すコンポジット画像信号等の画像信号が、画像入力端子５１５に供給される。信号変換部５１０は、画像入力端子５１５から入力したアナログ画像信号をＡＤ変換して、デジタル画像信号として画像処理部５２０に出力する。
【００４２】
画像処理部５２０は、入力したデジタル画像信号に、フレームレート変換およびスケーリング処理等を行い、画像データを生成する。また、画像処理部５２０の有する変調領域切替え部５２５は、制御部５００からの画像データに対するアスペクト比の情報を取得し、液晶パネル６１の有効領域７３内の３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）に対して、取得したアスペクト比に対応した動作を行わせるための画像データに切替えて、液晶パネル駆動部５３０に出力させる動作を行う。本実施形態においては、変調領域切替え部５２５では、アスペクト比４：３の画像に対応した画像データと、１６：９の画像に対応した画像データとのどちらか一方に切替えさせて出力する。
【００４３】
なお、画像処理部５２０はアスペクト比に応じた画像処理を行う。詳細には、アスペクト比４：３に対応させる場合は、図２（ａ）に示すように、３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）を使用してアスペクト比４：３の実際の映像表示を行う駆動をさせるための画像データとなるように加工する。また、アスペクト比１６：９に対応させる場合は、第２有効画像変調領域７３ｂ及び第３有効画像変調領域７３ｃは光を透過させない駆動をさせ、第１有効画像変調領域７３ａにアスペクト比１６：９の実際の映像表示を行う駆動をさせるための画像データとなるように加工する。
【００４４】
液晶パネル駆動部５３０は、変調領域切替え部５２５によりアスペクト比を切替えられて画像処理部５２０から出力した画像データに基づき、光変調部６０を構成する液晶パネル６１の有効領域７３を駆動する。
【００４５】
制御部５００は、プロジェクタ１の各機能を統括して制御する。そして、制御部５００に有する発光領域切替え部５０５は、画像データに対するアスペクト比の情報を取得し、ＬＥＤ制御部５５０に対して、アスペクト比に対応した発光領域で発光及び消灯させるように、切替えるための信号をＬＥＤ制御部５５０に出力する。
【００４６】
ＬＥＤ制御部５５０は、発光領域切替え部５０５からの入力信号に基づいて、発光装置２２を駆動する。詳細には、ＬＥＤ制御部５５０は、アスペクト比４：３に対応する場合には、第１から第３発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）の３つの発光体層全てを発光させる駆動を行う。また、アスペクト比１６：９に対応する場合には、第１発光体層３１ａのみを発光させ、第２発光体層３１ｂ及び第３発光体層３１ｃは、消灯させる駆動を行う。
【００４７】
上述したように、変調領域切替え部５２５が、アスペクト比に対応する画像データに切替えさせて画像データを画像処理部５２０から出力させることにより、実際に画像表示させるための有効画像変調領域の切替えを行うと、連動して、発光領域切替え部５０５は、発光領域を構成する３つの発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）を切替えられた有効画像変調領域に対応するように切替えて発光及び消灯させる。
【００４８】
リモコン制御部５６０は、リモートコントローラ５６５からの操作信号に基づいてプロジェクタ１の各部の機能を制御する信号を出力する。
【００４９】
電源５７０は、プロジェクタ１の外部から、電源アダプタ等により電力を供給される。そのために、電源アダプタ等と接続するためのコネクタ５７５を備えて構成される。
【００５０】
上述した、第１実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）本実施形態によれば、発光装置２２が、光変調装置を構成する液晶パネル６１の有効領域７３内に設定される３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の外形に対応して、略相似形状となる３つの発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）の発光領域を形成している。また、アスペクト比に対応させて上述したように発光領域を発光及び消灯させる。そして、その発光装置２２の発光による光束を、クリティカル照明系を構成する照明光学系４０が、液晶パネル６１に設定される上述した有効画像変調領域に、アスペクト比に対応させて、照明光として入射させる。これにより、簡単な構成の照明系を用いて、しかも、液晶パネル６１の３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の外形に対応させた直接的で効率的な発光装置２２による照明を行うことができる。従って、有効画像変調領域に入射した照明光が液晶パネル６１により変調され、出射した像光となる投写映像の画質（例えばコントラスト特性）が向上できる。よって、簡易なレンズ構成で、照明する必要のある有効画像変調領域は、それぞれ対応する発光領域を発光させて照明を行い、照明の必要でない有効画像変調領域はそれぞれ対応する発光領域を消灯させることで、投写映像の画質を向上させたプロジェクタを実現できる。
【００５１】
（２）本実施形態によれば、変調領域切替え部５２５が、上述したように有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の切替えを行うと、連動して、発光領域切替え部５０５が、発光領域としての発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）を、切替えられた有効画像変調領域に対応する略相似な外形で発光及び消灯させるように切替える。これにより、プロジェクタ１の利便性が向上し、切替えられる有効画像変調領域に直接的で効率的に照明光を入射及び消灯させることができる。
【００５２】
（３）本実施形態によれば、発光部３１の外形形状の縦横比は略３：４であり、その発光部３１の中で、第１発光体層３１ａの外形形状の縦横比を略９：１６で形成している。これにより、変調する画像のアスペクト比が４：３及び１６：９の両方の場合に対応して、液晶パネル６１の有効領域７３内の対応する有効画像変調領域を直接的で効率的に照明及び消灯させることができる。
【００５３】
（４）本実施形態によれば、アスペクト比１６：９の画像に対して、発光装置２２の発光部３１を構成する第１発光体層３１ａのみを発光させて、第２発光体層３１ｂ及び第３発光体層３１ｃの発光をさせない（消灯させる）動作を行っている。これにより、液晶パネル６１の第１有効画像変調領域７３ａのみを直接的で効率的に照明することができ、画像に関係のない、黒表示（光を透過させない表示）させる領域となる第２有効画像変調領域７３ｂ及び第３有効画像変調領域７３ｃは照明しない。これにより、従来、光源から出射される照明光は、液晶パネルの画素形成領域全体に入射する構造であるため、スクリーンに投写されるアスペクト比１６：９の投写映像とは関係のない、黒表示させる領域に対応する部分は、若干明るくなり、アスペクト比１６：９の投写映像のコントラストを低下させていたのに対して、本実施形態ではコントラストを向上させることができる。
【００５４】
（５）本実施形態によれば、発光装置２２の発光領域は、液晶パネル６１の有効領域７３内に設定される３つの有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）に対応する略相似形状の３つの発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）で構成され、アスペクト比に対応した外形形状となるように発光および消灯する。よって、アスペクト比に対応した有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）上に直接的で効率的に照明光を入射させることができる発光装置２２を実現できる。
（第２実施形態）
【００５５】
以下、第２実施形態のプロジェクタについて説明する。第２実施形態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタ１において液晶パネル６１及び発光装置２２の形状に関して変更したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様の構成となっているものとする。
【００５６】
また、第２実施形態は、液晶パネル２６１が、アスペクト比１６：９の画像に対応させる固定された画素形成領域（有効領域２７３）を有する場合に、その有効領域２７３の外形内で、アスペクト比４：３の画像にも対応させた場合の実施形態である（第１実施形態は、この逆の場合における実施形態である）。
【００５７】
図４は、本発明の第２実施形態に係る液晶パネル及び発光部の形状を変更して実施した場合の説明図である。図４（ａ）は、光変調部を構成する液晶パネルの正面構造を示し、図４（ｂ）は、光源装置に形成された発光部の正面構造を示し、図４（ｃ）は、光源装置の発光部の側面構造を示す。
【００５８】
図４（ａ）において、本体部分２７１は、金属枠２７２の開口２７２ａに露出する本体部分２７１全体ではなく、周辺部を除いた中央側において縦横比が略９：１６の有効領域２７３となっている。なお、発光領域としての発光部２３１が発光して液晶パネル２６１に入射した場合の照明領域２８０は、有効領域２７３に略一致しているが、有効領域２７３の周囲にわずかにはみ出した状態となっている。
【００５９】
本実施形態では、有効領域２７３内に、第１有効画像変調領域２７３ａと第２有効画像変調領域２７３ｂと第３有効画像変調領域２７３ｃとの３つの有効画像変調領域を設定している。また、３つの有効画像変調領域（２７３ａ，２７３ｂ，２７３ｃ）を合せた外形（有効領域２７３の外形に対応する）の縦横比は、略９：１６となる。そして、第１有効画像変調領域２７３ａの外形の縦横比は略３：４となるように設定されている。有効画像変調領域としての考え方は、第１実施形態と同様である。
【００６０】
このように設定された３つの有効画像変調領域（２７３ａ，２７３ｂ，２７３ｃ）において、本実施形態では、縦横比が９：１６で構成される画像を変調する場合には、３つの有効画像変調領域（２７３ａ，２７３ｂ，２７３ｃ）を使用し、画像に対応させた変調を行う。また、縦横比が３：４で構成される画像を変調する場合には、第１有効画像変調領域２７３ａのみを使用し、画像に対応させた変調を行う。本実施形態では、アスペクト比１６：９の画像に対して、アスペクト比の異なる画像（テレビジョン映像等のアスペクト比４：３の画像）を変調する場合、固定された画素形成領域としての有効領域２７３の外形内で対応させている。そして、縦横比略９：１６の有効領域２７３の左右（横）方向となる第２有効画像変調領域２７３ｂ及び第３有効画像変調領域２７３ｃにおいては、光を透過させないための変調を行う。
【００６１】
照明領域２８０は、後述する発光部２３１の構成により、３つの有効画像変調領域（２７３ａ，２７３ｂ，２７３ｃ）に対応させて、第１照明領域２８０ａと第２照明領域２８０ｂと第３照明領域２８０ｃとの３つの照明領域が形成される。
【００６２】
図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、発光部２３１は、矩形の発光体層（すなわち面発光層）であり、第１発光体層２３１ａと第２発光体層２３１ｂと第３発光体層２３１ｃとの３つの発光体層から構成されている。また、３つの発光体層（２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ）を合せた外形は、３つの有効画像変調領域（２７３ａ，２７３ｂ，２７３ｃ）を合せた外形と略相似形状をなしており、縦横比は略９：１６となる。また、第１発光体層２３１ａの外形は、第１有効画像変調領域２７３ａの外形と略相似形状をなしており、縦横比は略３：４となる。また、第２発光体層２３１ｂは、第２有効画像変調領域２７３ｂと略相似形状をなし、第３発光体層２３１ｃは、第３有効画像変調領域２７３ｃと略相似形状をなしている。
【００６３】
詳細には、縦横比が９：１６の画像を変調する場合の第１から第３有効画像変調領域（２７３ａ，２７３ｂ，２７３ｃ）の外形に対応させるために、第１から第３発光体層（２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ）の３つの発光体層を用いることで縦横比９：１６の略相似形状を構成する。また、縦横比が３：４の画像を変調する場合の第１有効画像変調領域２７３ａの外形に対応させるために、第１発光体層２３１ａのみを用いることで縦横比３：４の略相似形状を構成する。よって、縦横比が９：１６の画像を変調する場合には、第１から第３発光体層（２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ）の３つの発光体層を発光させる。また、縦横比が３：４の画像を変調する場合には、第１発光体層２３１ａのみを発光させ、第２発光体層２３１ｂ及び第３発光体層２３１ｃは発光させない（消灯させる）。
【００６４】
これにより、第１から第３発光体層（２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ）の３つの発光体層を発光させた場合には、図４（ａ）に示すように、３つの照明領域（２８０ａ，２８０ｂ，２８０ｃ）の範囲を照明することになる。また、第１発光体層２３１ａのみを発光させ、第２発光体層２３１ｂ及び第３発光体層２３１ｃを発光させない場合には、第１照明領域２８０ａの範囲のみを照明し、第２照明領域２８０ｂ及び第３照明領域２８０ｃの範囲は照明しないことになる。
【００６５】
上述した、第２実施形態によれば、第１実施形態とは、有効領域での有効画像変調領域や、それに対応させた発光部の発光領域及び照明領域の形状が異なるのみであり、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６６】
また、本実施形態によれば、発光部２３１の外形形状の縦横比は略９：１６であり、その発光部２３１の中で、第１発光体層２３１ａの外形形状の縦横比を略３：４で形成している。これにより、変調する画像のアスペクト比が１６：９の場合と４：３の場合の両方の場合に対応して、液晶パネル２６１の有効領域２７３内の対応する有効画像変調領域を直接的で効率的に照明することができる。
【００６７】
また、第１実施形態及び第２実施形態により、アスペクト比４：３及び１６：９の画像に対して、発光部３１及び発光部２３１の発光体層の構成により、必要な有効画像変調領域に直接的で効率的な照明光を入射させることができ、投写映像の画質を向上させたプロジェクタ１を実現できる。
【００６８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良等加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００６９】
（変形例１）図５は、第１実施形態において、図２（ｂ）に示す発光部３１を変形した場合の発光部１３１の概略断面図である。この発光部１３１は、半導体材料からなる矩形の面状発光体１３２（１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ）と、面状発光体１３２をそれぞれ覆う蛍光体層１３３（１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ）とを備える。蛍光体層１３３は、発光体層である面状発光体１３２から出射される例えば青色の光を緑色や赤色に変換する。この場合、蛍光体層１３３から照明光が出射されるので、各蛍光体層（１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ）の光出射領域に対応する発光領域の外形形状は、図２（ｂ）に示す各発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）と同一サイズになっており、図２（ａ）に示す液晶パネル６１の有効領域７３内に設定される各有効画像変調領域（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の外形形状と略相似になる。このように構成される発光部１３１を有する発光装置としても良い。なお、このように構成される発光部１３１を有する発光装置は、第２実施形態においても同様に適用できる。
【００７０】
（変形例２）前記第１実施形態において、プロジェクタ１は、カラーフィルタを有する１つの液晶パネル６１と、略白色光を出射する１つの発光装置２２とを用いる構成となっている。しかしこれに限らず、３つの液晶パネルと３つの発光装置とを用いる構成であっても良い。この場合、３つの発光装置の構成は第１実施形態と同様で、発光させる色光は、それぞれ相違した色光（赤色光、緑色光、青色光）を発光させ、その色光に対応する３つの液晶パネルの有効画像変調領域に、それぞれ照明光学系４０により入射させる。そして、３つの液晶パネルにより変調され出射した色光をクロスダイクロイックプリズムにより各色光を合成し、投写レンズを経てスクリーンに投写させる。このような構成でも、本実施形態での効果を同様に奏することができる。また、プロジェクタの構成に関して自由度が拡大する。なお、前記第２実施形態についても同様に実施できる。
【００７１】
（変形例３）前記実施形態において、照明光学系４０は、両面凸形状の球面レンズからなるレンズ（いわゆる集光レンズ）を用いて、光源装置２０の発光部３１から一定の広がり角で出射される光源光を集光して光変調部６０に略均一に入射させている。しかしこれに限らず、この集光レンズと、ロッドインテグレータレンズとを用いて、集光レンズからの光をロッドインテグレータレンズに入射させて、出射した光を光変調部６０に入射させる構成としても良い。これにより、光源光の効率を低下させることなく、本実施形態での効果を同様に奏することができる。また、光源装置２０と光変調部６０との配置関係を自由に設定することができ、プロジェクタの小型化を図ることもできる。また、上記変形例２での構成にもロッドインテグレータレンズを用いることにより、プロジェクタの構成に関して更に自由度が拡大するとともに、輝度を向上させることも可能となる。
【００７２】
（変形例４）前記第１実施形態において、発光部３１は、３つの発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）で構成されている。しかしこれに限らず、この各発光体層を更に複数に分けることでも良い。この場合、分けられた複数の発光体層は、発光及び消灯した場合、３つの発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）の外形形状となるように動作することが必要である。第２実施形態においても同様である。
【００７３】
（変形例５）前記第１実施形態において、発光部３１は、３つの発光体層（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）で構成されて、液晶パネル６１の有効領域７３と略相似形状となるように、３つ合せた外形の縦横比が略３：４となるように構成している。また、第１発光体層３１ａは、縦横比が略９：１６となるように構成している。しかしこれに限らず、発光部３１の全体の外形が液晶パネル６１の有効領域７３と略相似形状となる縦横比略３：４となることを前提に、同一形状の発光体層を複数形成（例えばアレイ状またはマトリクス状に形成）して構成し、発光体層を個々または所定の個数で駆動させても良い。これにより、液晶パネルに自由に設定される複数の有効画像変調領域の外形形状に応じて、略相似形状となるように発光体層を発光及び消灯できるため、有効画像変調領域への効率的な照明を行えるとともに、発光装置としての利便性が拡大する。特に、画像の台形歪補正を行う場合等に有効である。第２実施形態においても同様の考え方の構成に変更することで実施できる。
【００７４】
（変形例６）前記実施形態において、発光装置２２が平坦な出射面を有するパッケージ２６を用いている。しかしこれに限らず、パッケージ２６の出射面を凸面や凹面とすることもでも良く、照明光学系４０と協働して液晶パネル６１等に対してクリティカル照明を行うことができる。
【００７５】
（変形例７）前記実施形態において、液晶パネル６１，２６１は、透過型のものを用いている。しかしこれに限らず、反射型の液晶パネルであっても良い。その場合にも、光源装置２０や照明光学系４０等を活用することができる。
【００７６】
（変形例８）前記実施形態においては、液晶パネル６１，２６１を用いている。しかしこれに限らず、液晶パネル６１，２６１に代えて、デジタル・マイクロミラー・デバイスを用いることもできる。その場合にも、光源装置２０や照明光学系４０等を活用してデジタル・マイクロミラー・デバイスを照明することができる。
【００７７】
（変形例９）前記実施形態において、プロジェクタ１は、投写面を観察する方向から画像投写を行う前面プロジェクタとしている。しかしこれに限らず、投写面を観察する方向とは反対側から画像投写を行う背面プロジェクタを用いた場合にも、本実施形態に示すプロジェクタの構成は、適用可能である。
【００７８】
（変形例１０）前記実施形態において、光変調部６０で形成された画像の光を投写レンズ９０によって適切な拡大率でスクリーンに投写している。しかしこれに限らず、光変調部６０を直接観察するタイプの表示装置とすることも可能である。この場合、液晶パネルの有効領域や光源装置や照明光学系等を適宜拡大する構成に変更することにより視認性を向上することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置としてのプロジェクタの説明図である。
【図２】図１の光源装置と光変調部の形状的な関係を説明する図であり、図２（ａ）は、光変調部を構成する液晶パネルの正面構造を示し、図２（ｂ）は、光源装置に形成された発光部の正面構造を示し、図２（ｃ）は、光源装置の発光部の側面構造を示す。
【図３】プロジェクタの回路ブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液晶パネル及び発光部の形状を変更して実施した場合の説明図であり、図４（ａ）は、光変調部を構成する液晶パネルの正面構造を示し、図４（ｂ）は、光源装置に形成された発光部の正面構造を示し、図４（ｃ）は、光源装置の発光部の側面構造を示す。
【図５】図２（ｂ）に示す発光部を変形した場合の概略断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…プロジェクタ、２０…光源装置、２２…発光装置、２３…回路基板、２４…ＬＥＤチップ、２５…台座、２６…パッケージ、３１，１３１，２３１…発光部、３１ａ，２３１ａ…第１発光体層、３１ｂ，２３１ｂ…第２発光体層、３１ｃ，２３１ｃ…第３発光体層、４０…照明光学系、６０…光変調部、６１，２６１…液晶パネル、６３，６４…偏光フィルタ、７１，２７１…本体部分、７２，２７２…金属枠、７３，２７３…有効領域、７３ａ，２７３ａ…第１有効画像変調領域、７３ｂ，２７３ｂ…第２有効画像変調領域、７３ｃ，２７３ｃ…第３有効画像変調領域、８０，２８０…照明領域、８０ａ，２８０ａ…第１照明領域、８０ｂ，２８０ｂ…第２照明領域、８０ｃ，２８０ｃ…第３照明領域、９０…投写レンズ、１３２…面状発光体、１３３…蛍光体層、５００…制御部、５０５…発光領域切替え部、５２０…画像処理部、５２５…変調領域切替え部、５３０…液晶パネル駆動部、５５０…ＬＥＤ制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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