JP5434253B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
液晶プロジェクターは、ライトバルブとしての液晶装置で光を変調することによって画像の表示を実現する。この点で、液晶プロジェクターは、電気光学装置の1つであるとみなされ得る。
左眼画像と右眼画像とが混在した状態では、観察者は、右眼で左眼画像及び右眼画像の双方を視認し、左眼でも左眼画像及び右眼画像の双方を視認する。この結果、右眼と左眼との視差が弱まるので、表示における立体感が弱まりやすい。
液晶パネルでの画像の切り替えでは、切り替え前の画像である前画像と、切り替え後の画像である後画像とが表示領域に混在する。画像の切り替えにおいて、前画像と後画像とは、境界を挟んで第1の方向に並んでいる。前画像から後画像への切り替えは、第1の方向において、境界が前画像側に移動することにともなって進行する。
液晶パネルにおいて、光が照射される照射領域は、表示領域よりも小さく設定されている。
照明装置は、表示領域に対する照射領域の位置を、第1の方向において、境界が移動する向きに沿って変化させる。
この電気光学装置では、液晶パネルでの画像の切り替えにおいて、表示領域に対する照射領域の位置が、前画像と後画像との間の境界が移動する向きに沿って変化する。これにより、例えば、照射領域を前画像及び後画像のいずれか一方に重畳させることができる。この結果、表示領域に前画像と後画像とが混在していても、前画像及び後画像のいずれか一方だけを視認させやすくすることができる。これにより、複数の画像のそれぞれの表示における表示品位を向上させやすくすることができる。
また、この電気光学装置では、第2の方向において、照射領域は、表示領域を貫く大きさに設定されている。なお、第2の方向は、第1の方向と交差する方向である。表示領域を貫く大きさというのは、例えば、第2の方向が横方向に相当する場合には、表示領域を横断する大きさを表す。
この電気光学装置では、第2の方向において、照射領域を表示領域いっぱいに重畳させやすくすることができる。
第1光学素子は、光源からの光を、液晶パネルにおいて、照射領域に集光させる。
第2光学素子は、第1光学素子から液晶パネルに向かう光を屈折させる屈折面を有している。第2光学素子は、動力源からの動力による回転にともなって、屈折面で屈折する光の屈折方向を第1の方向に沿って変化させる。
上記の構成により、電気光学装置において、表示領域に対する照射領域の位置を第1の方向に沿って変化させることができる。
液晶パネルでの画像の切り替えでは、切り替え前の画像である前画像と、切り替え後の画像である後画像とが表示領域に混在する。画像の切り替えにおいて、前画像と後画像とは、境界を挟んで第1の方向に並んでいる。前画像から後画像への切り替えは、第1の方向において、境界が前画像側に移動することにともなって進行する。
液晶パネルにおいて、光が照射される照射領域は、表示領域よりも小さく設定されている。
照明装置は、表示領域に対する照射領域の位置を、第1の方向において、境界が移動する向きに沿って変化させる。
この電気光学装置では、液晶パネルでの画像の切り替えにおいて、表示領域に対する照射領域の位置が、前画像と後画像との間の境界が移動する向きに沿って変化する。これにより、例えば、照射領域を前画像及び後画像のいずれか一方に重畳させることができる。この結果、表示領域に前画像と後画像とが混在していても、前画像及び後画像のいずれか一方だけを視認させやすくすることができる。これにより、複数の画像のそれぞれの表示における表示品位を向上させやすくすることができる。
そして、この適用例の電子機器は、複数の画像のそれぞれの表示における表示品位を向上させやすくすることができる電気光学装置を有している。このため、電子機器において、複数の画像のそれぞれの表示における表示品位を向上させやすくすることができる。
本実施形態におけるプロジェクター1は、主要構成を示すブロック図である図1に示すように、照明装置3と、光学系4と、制御回路5と、電源部7と、を有している。プロジェクター1は、図示しない外部装置から入力される画像信号に応じた画像を、光学系4を介してスクリーン8などに投射することができる。
なお、プロジェクター1では、外部電源PWから入力される電力が、電源部7によって直流電力に変換される。照明装置3、光学系4、制御回路5などには、電源部7から直流電力が供給される。
光学系4は、画像形成部14と、投射レンズ部15と、を有している。
ランプ11は、画像形成部14や投射レンズ部15を経てスクリーン8に向けて射出される投射光9を発する。ランプ11としては、例えば、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどが採用され得る。
照明光学系13は、ランプ11からの光を光学系4に導く。
投射レンズ部15には、照明装置3からの光が画像形成部14を経て入射される。投射レンズ部15は、入射された光を広げる方向に屈折させて、投射光9として射出する。このため、画像形成部14に形成された画像は、拡大された状態でスクリーン8に投射され得る。
制御部21は、例えば、マイクロコンピューターで構成され、CPU(Central Processing Unit)27と、メモリー部29と、を有している。
CPU27は、メモリー部29に格納されている制御プログラムに従って、プロジェクター1の動作を総轄的に制御する。メモリー部29は、フラッシュメモリー等のROM(Read Only Memory)や、RAM(Random Access Memory)等を含んでいる。ROMには、CPU27が実行する制御プログラムなどが格納されている。RAMは、CPU27によって実行される制御プログラムを一時的に展開したり、各種設定値等を一時的に格納したりする。
ここで、画像形成部14の構成について、詳細を説明する。
画像形成部14は、主要構成を示す図である図2に示すように、分光部31と、画像形成パネル33と、クロスダイクロイックプリズム35と、を有している。
分光部31には、ランプ11からの光41が入射される。分光部31は、光41から、赤系(R)の色の光41R、緑系(G)の色の光41G、及び青系(B)の色の光41Bのそれぞれを分離する。
ダイクロイックミラー43は、光軸51aと交差する位置に設けられている。ダイクロイックミラー43は、光軸51aの方向に対して傾斜している。ダイクロイックミラー43は、光41のうちで、Rの光41Rを透過させ、Gの光41G及びBの光41Bを反射させることができる。
ダイクロイックミラー43を透過した光41Rは、光軸51aに沿って反射ミラー47へ導かれる。
他方で、ダイクロイックミラー43によって反射された光53は、光軸51aが光軸51bに変えられてから、ダイクロイックミラー45へ導かれる。
ダイクロイックミラー45を透過した光41Bは、光軸51bに沿って反射ミラー48へ導かれる。
他方で、ダイクロイックミラー45によって反射された光41Gは、光軸51bが光軸51cに変えられる。
反射ミラー48は、光41Bの光軸51bと交差する位置に設けられている。反射ミラー48は、光軸51bの方向に対して傾斜している。光41Bは、反射ミラー48によって光軸51bが光軸51eに変えられてから、反射ミラー49に導かれる。
反射ミラー49は、光41Bの光軸51eと交差する位置に設けられている。反射ミラー49は、光軸51eの方向に対して傾斜している。光41Bは、反射ミラー49で反射することによって、光軸51eが光軸51fに変えられる。
面35aは、反射ミラー47側に向けられている。面35bは、ダイクロイックミラー45側に向けられている。面35cは、反射ミラー49側に向けられている。
画像形成パネル33R、画像形成パネル33G及び画像形成パネル33Bは、相互に同じ仕様の画像形成パネル33が採用され得る。
画像形成パネル33Gは、面35bとダイクロイックミラー45との間において、光軸51cに交差する位置に設けられている。画像形成パネル33Gは、面35bに対向している。
画像形成パネル33Bは、面35cと反射ミラー49との間において、光軸51fに交差する位置に設けられている。画像形成パネル33Bは、面35cに対向している。
液晶パネルは、後述する複数の画素と、画素ごとに駆動が制御される液晶と、を有している。液晶パネルは、複数の画素に入射された光の偏光状態を、画素ごとに変化させることができる。なお、液晶パネルについては、詳細を後述する。
画像形成パネル33では、液晶パネルの複数の画素に入射された光の偏光状態を画素ごとに変化させることによって、画像形成パネル33を透過した光で画像を形成することができる。
画像形成パネル33Rを透過した光41Rは、面35aからクロスダイクロイックプリズム35に入射する。
画像形成パネル33Gを透過した光41Gは、面35bからクロスダイクロイックプリズム35に入射する。
画像形成パネル33Bを透過した光41Bは、面35cからクロスダイクロイックプリズム35に入射する。
このため、面35aには、Rの画像が投影され、面35bには、Gの画像が投影され、面35cには、Bの画像が投影され得る。
クロスダイクロイックプリズム35によって合成された光41R,41G及び41Bは、画像光55としてクロスダイクロイックプリズム35の面35dから射出される。
画像形成パネル33は、図3に示すように、液晶パネル61と、位相差板62と、位相差板63と、偏光板64aと、偏光板64bと、を有している。
ここで、画像形成パネル33には、複数の画素65が設定されている。複数の画素65は、領域67内で、図中のX方向及びY方向に配列しており、X方向を行方向とし、Y方向を列方向とするマトリクスMを構成している。
図3では、構成をわかりやすく示すため、画素65が誇張され、且つ画素65の個数が減じられている。
なお、X方向は、後述する走査線が延在する方向である。Y方向は、後述する信号線が延在する方向である。本実施形態では、X方向及びY方向は、互いに直交している。
領域67は、画像が形成(表示)される領域に相当する。このため、以下において、領域67は、表示領域67と表記される。
素子基板71には、表示面69側すなわち液晶75側に、複数の画素65のそれぞれに対応して、後述するスイッチング素子などが設けられている。
対向基板73は、素子基板71よりも表示面69側で素子基板71に対向し、且つ素子基板71との間に隙間を有した状態で設けられている。対向基板73には、面79側すなわち液晶75側に、後述する対向電極などが設けられている。なお、面79は、画像形成パネル33における表示面69とは反対側の底面に相当している。このため、以下において、面79は、底面79と表記される。
位相差板63は、対向基板73よりも表示面69側、すなわち液晶75側とは反対側に設けられている。画像形成パネル33では、位相差板62及び位相差板63は、それぞれ、入射された光に対して1/4波長の位相差を付与する。
また、液晶パネル61は、液晶パネル駆動回路25と液晶パネル61とを示すブロック図である図5に示すように、走査線駆動回路81と、信号線駆動回路83と、をも有している。液晶パネル駆動回路25と液晶パネル61とは、それぞれ、液晶装置85の構成要素の1つである。
素子基板71は、図6中のC−C線における断面図である図7に示すように、第1基板91と、素子層92とを有している。
第1基板91は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料で構成されており、表示面69側に向けられた第1面93aと、底面79側に向けられた第2面93bとを有している。
なお、絶縁膜95の材料としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料が採用され得る。本実施形態では、絶縁膜95の材料として、酸化シリコンが採用されている。
TFT素子103は、拡大図である図8に示すように、半導体層109と、ゲート電極111と、を有している。半導体層109は、絶縁膜95の表示面69側に設けられている。半導体層109は、ゲート絶縁膜113によって表示面69側から覆われている。
ゲート絶縁膜113の材料としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料が採用され得る。本実施形態では、ゲート絶縁膜113の材料として、酸化シリコンが採用されている。
ゲート電極111の材料としては、例えば、多結晶シリコンなどにイオンなどを注入したものなどが採用され得る。また、ゲート電極111の材料として、モリブデン、タングステン、タンタル、クロムなどの金属や、これらを含む合金なども採用され得る。モリブデンやタングステンなどを含む合金としては、例えば、モリブデンシリサイドや、タングステンシリサイドなどが挙げられる。
本実施形態では、ゲート電極111として、多結晶シリコンにイオンなどを注入した所謂ポリシリコンゲートが採用されている。
チャネル領域109aは、平面視でゲート電極111に重なっている。ソース領域109b及びドレイン領域109cは、それぞれ、平面視でチャネル領域109aの外側に設けられている。チャネル領域109aは、ソース領域109bとドレイン領域109cとの間に設けられている。
なお、半導体層109としては、チャネル領域109aとソース領域109bとの間や、チャネル領域109aとドレイン領域109cとの間に、LDD(Lightly Doped Drain)領域を設けた構成も採用され得る。
絶縁膜97及びゲート絶縁膜113には、コンタクトホール115aと、コンタクトホール115bと、が設けられている。
コンタクトホール115aは、ソース領域109bに及んでいる。コンタクトホール115bは、ドレイン領域109cに及んでいる。コンタクトホール115a内には、ソース電極117が設けられている。コンタクトホール115b内には、ドレイン電極119が設けられている。
画素電極105としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)や、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide)などの光透過性を有する材料が採用され得る。本実施形態では、画素電極105の材料として、ITOが採用されている。
配向膜101の材料としては、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料が採用され得る。本実施形態では、配向膜101の材料として、ポリイミドが採用されている。なお、配向膜101には、表示面69側に配向処理が施されている。
対向層122は、第2基板121の対向面121bに設けられている。対向層122には、絶縁膜123と、対向電極125と、配向膜127と、が含まれている。
絶縁膜123は、第2基板121の対向面121bに設けられている。絶縁膜123の材料としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料が採用され得る。本実施形態では、絶縁膜123の材料として、酸化シリコンが採用されている。
対向電極125は、マトリクスMを構成する複数の画素65(図3)にわたって一連した状態で設けられている。対向電極125は、マトリクスMを構成する複数の画素65に対して共通して機能する。
なお、本実施形態では、画素65の領域は、図7に示すように、1つの画素電極105と、対向電極125とが重なり合う領域であると定義され得る。
また、X方向に並ぶ複数のゲート電極111は、図9に示すように、走査線Tを介して、画素行88(図5)単位で相互に電気的につながっている。
複数の信号線Sは、それぞれY方向に延びており、X方向に並んでいる。X方向に隣り合う信号線S同士の間には、隙間が設けられている。
複数の走査線Tは、それぞれX方向に延びており、Y方向に並んでいる。Y方向に隣り合う走査線T同士の間には、隙間が設けられている。
本実施形態では、容量線Cは、図7に示す絶縁膜95の表示面69側に設けられており、絶縁膜97によって表示面69側から覆われている。容量線Cの材料としては、例えば、モリブデン、タングステン、クロムなどの金属や、これらを含む合金などが採用され得る。なお、ゲート電極111(走査線T)と、容量線Cとは、図9に示すように、Y方向に隙間をあけた状態で並んでいる。
画素電極105は、図10に示すように、互いに隣り合う信号線Sと、互いに隣り合う走査線Tとによって囲まれる領域に重なっている。なお、本実施形態では、画素電極105は、周縁部が信号線S及び走査線Tに重なっている。また、画素電極105は、容量線Cに重なっている。
これにより、液晶パネル61では、容量線Cと画素電極105との間に容量素子が形成される。
なお、図7に示すTFT素子103の断面は、図10中のH−H線における断面に相当している。
ここで、走査線Tは、画素行88ごとに設けられている。このため、1つの画素行88は、1つの走査線Tに対応している。従って、n本の走査線Tを有する液晶パネル61では、n行の画素行88が存在する。以下において、n行の画素行88が個々に識別される場合に、画素行88(i)という表記が用いられる。
本実施形態では、図4に示すシール材77は、図7に示す第1基板91の第1面93aと、第2基板121の対向面121bとによって挟持されている。つまり、液晶パネル61では、液晶75は、第1基板91及び第2基板121によって保持されている。なお、シール材77は、配向膜101及び配向膜127の間に設けられていてもよい。この場合、液晶75は、素子基板71及び対向基板73に保持されているとみなされ得る。
走査線駆動回路81は、走査信号PLSに基づいて、走査線T(i)ごとに、選択信号g(i)を出力する。走査信号PLSは、選択信号g(i)を出力するタイミングを規定する信号である。
信号線駆動回路83は、入力された画像データdataに基づいて、画像データdataを信号線S(j)ごとにデータ信号d(j)として出力する。
また、液晶パネル駆動回路25は、対向電極125に、共通信号Vcを出力する。これにより、対向電極125は、共通信号Vcの電位(以下、共通電位と呼ぶ)に保たれる。
コントローラー131には、画像信号DATAが供給される。
メモリー部133には、1フレーム分の画像信号DATAが一時的に格納される。コントローラー131は、メモリー部133に格納された1フレーム分の画像信号DATAから、画素行88単位の画像データdataを読み出す。コントローラー131は、読み出した画像データdataをシリアルデータとして、DAC135を介して信号線駆動回路83に出力する。
また、コントローラー131は、走査信号PLSを走査線駆動回路81に出力する。
走査線駆動回路81は、図13に示すように、シフトレジスター134を有している。タイミング信号VSYNC及びクロック信号CLYは、シフトレジスター134に入力される。
シフトレジスター134からは、選択信号g(1)〜選択信号g(n)が出力される。選択信号g(1)は、図5に示すように、走査線T(1)に供給される。選択信号g(2)が走査線T(2)に供給され、選択信号g(n)が走査線T(n)に供給される。
選択信号g(1)は、タイミング信号VSYNCが立ち上がってからクロック信号CLYの2番目の変化点、すなわち1フレーム期間が開始してからクロック信号CLYの2番目のパルスの立ち上がりに基づいて、LoレベルからHiレベルに立ち上がる。ここで、変化点とは、パルス信号がLoレベルからHiレベルに変化する時点と、パルス信号がHiレベルからLoレベルに変化する時点とを示す。
Hiレベルに立ち上がった選択信号g(1)は、図13に示すシフトレジスター134によって、クロック信号CLYの変化点ごとに選択信号g(2),g(3),…,g(n)の順にシフトされていく。
なお、1フレーム期間が開始してからクロック信号CLYの1番目のパルスがHiレベルに維持されている期間は、コントローラー131から信号線駆動回路83へ画像データdataを転送するための期間である。
本実施形態では、走査線T(i)に対して選択信号g(i)を、走査線T(1)から走査線T(n)まで順次に出力する線順次走査が採用されている。
本実施形態では、液晶75に電界が作用すると、液晶75がオン状態になる。他方で、液晶75に作用する電界が解除されると、液晶75がオフ状態になる。
プロジェクター1では、図2に示す画像形成部14に光41を照射した状態で、各液晶パネル61における液晶75の配向状態を画素65ごとに変化させることにより、表示が制御される。液晶75の配向状態は、画素電極105の電位と対向電極125の電位との差(以下、駆動電圧と呼ぶ)によって変化し得る。
液晶パネル61では、駆動電圧が0Vのときに、液晶75がオフ状態にある。他方で、駆動電圧が0Vを超えると、液晶75がオフ状態からオン状態に変化する。
図15(a)は、液晶75がオフ状態のときの画像形成パネル33における偏光状態を示す図であり、図15(b)は、液晶75がオン状態のときの画像形成パネル33における偏光状態を示す図である。
なお、図15(a)及び図15(b)において、X'方向及びY'方向は、X'方向が偏光板64aの透過軸141の方向を示し、Y'方向が偏光板64bの透過軸142の方向を示している。X'方向及びY'方向は、XY平面内で互いに直交する任意の2方向である。
従って、偏光板64aを透過した直線偏光143は、位相差板62によって1/4波長の位相差が与えられ、平面視で反時計方向に回転する円偏光144として液晶75に入射される。
ここで、位相差板63の遅相軸63aは、平面視でX'方向に対して、時計方向に45度の傾きを有する方向に設定されている。
偏光板64bに向けて射出された直線偏光145は、偏光軸が偏光板64bの透過軸142に対して直交しているため、偏光板64bによって吸収される。
位相差板63に入射された円偏光147は、位相差板63によって1/4波長の位相差が与えられ、平面視でY'方向に沿った偏光軸を有する直線偏光149として偏光板64bに向けて射出される。
偏光板64bに向けて射出された直線偏光149は、偏光軸が偏光板64bの透過軸142に沿っているため、偏光板64bを透過する。
本実施形態では、液晶75がオフ状態のときに画像形成パネル33からの光の射出が遮断される所謂ノーマリーブラック(初期的に“黒表示”の状態)の表示モードが採用されている。しかしながら、表示モードは、ノーマリーブラックに限定されず、所謂ノーマリーホワイト(初期的に“白表示”の状態)も採用され得る。
本実施形態では、画像形成パネル33を透過する光の透過率は、駆動電圧の大きさに応じて高くなる。つまり、本実施形態では、駆動電圧の大きさを制御することによって、表示における階調表現が実現され得る。
前述したように、本実施形態では、画像形成パネル33での画像の表示において、線順次走査が採用されている。
線順次走査では、画像の切り替えにおいて、図16に示すように、切り替え前の画像である前画像181と、切り替え後の画像である後画像183とが、表示面69に混在することがある。
この場合、第1の画像と第2の画像とは、視差画像を構成している。第1の画像と第2の画像とは、例えば、眼鏡を介して観察される。そして、観察者は、この眼鏡を介して、第1の画像を右眼で視認し、第2の画像を左眼で視認することによって、擬似的な立体画像を視認することができる。このような眼鏡としては、左右で偏光方向が異なる偏光眼鏡や、左右交互に開閉されるシャッター眼鏡などの種々の態様が採用され得る。
これに対し、本実施形態では、画像形成パネル33に照射する光の照射領域を表示領域67よりも小さくし、且つ、表示領域67に対する照射領域の位置を変化させることができる照明装置3が採用されている。本実施形態では、照明装置3によって、前画像181及び後画像183のいずれか一方だけを視認させやすくすることができる。この結果、右眼と左眼との視差が弱まることを低く抑えることができ、立体表示における立体感を高めやすくすることができる。
照明装置3は、図17に示すように、光源部201と、照明光学系13と、を有している。
なお、図17において、ランプ11から射出される光束の略中心を通る直線を光軸Lとし、光軸Lの延在方向をZ方向としている。また、画像形成パネル33の表示領域67の高さ方向(図17の紙面の上下方向)がY方向に対応し、紙面の奥行き方向がX方向に対応している。
光源部201は、ランプ11と、リフレクター203と、を有している。リフレクター203は、ランプ11からの光を平行光として照明光学系13に射出する。なお、説明を容易にするため、光源部201が射出する光は、光軸Lを中心とした略円柱状の平行光であり、その円柱の断面内に表示領域67が収まるものとする。
また、図17において、照明光は、破線で示している。
光学部材205は、円盤209と、集光レンズ211と、プリズム213と、を有している。
板状部材としての円盤209は、透明な材質から構成された円盤であり、回転軸Cmを中心とした回転体である。
集光レンズ211は、円盤209の周縁部における光源部201側に設けられており、円盤209の半径方向の断面は凸形状を有している。また、図17では、照明光学系13の断面形状を示しているため、集光レンズ211が上下に分離しているように見えるが、実際は、円盤209の周縁部に沿って環状に連続している。つまり、円盤209の周縁部に沿って環状のシリンドリカルレンズが形成されている。
集光レンズ211は、光源部201からの照明光を、画像形成パネル33の表示領域67において、帯状光にするための屈折および集光作用(レンズ面)を有している。
画像形成パネル33に対して照明光が照射される領域である照射領域215の大きさは、集光レンズ211によって、表示領域67の大きさよりも小さくなっている。
また、集光レンズ211、およびプリズム213は、円盤209と同一な透明樹脂によって、例えば、射出成型などによって一体に形成されている。
モーター207は、その回転軸が円盤209の回転軸Cmと一致するように配置されている。モーター207が回転すると、円盤209は、回転軸Cmを中心にして回転する。
図18は、光学部材205を画像形成パネル33側から観察したときの平面図であり、プリズム213の平面図でもある。図18において、らせん状の2点鎖線Pは、プリズム213の傾斜面Kによる帯状光の屈折方向を示している。
前述した通り、傾斜面Kは、円周における部位ごとによって、つまり円周に沿って傾斜角度が異なる。ここでは、光学部材205の回転軸CmからY方向に沿って12時の方向を0°とし、反時計回りに90°ごとに断面を取って、プリズム213の詳しい形状について説明する。
90°の断面において、傾斜面Kは、図18中のE視方向における断面図である図19(b)に示すように、プリズム213の周縁側から回転軸Cmに向かって下がる方向に傾斜している。90°の断面において、基準面Bと傾斜面Kとが成す傾斜角度はθ2となっている。傾斜角度θ2は、傾斜角度θ1よりも小さい。
270°の断面において、傾斜面Kは、図18中のG視方向における断面図である図19(d)に示すように、回転軸Cmからプリズム213の周縁側に向かって下がる方向に傾斜している。270°の断面において、基準面Bと傾斜面Kとが成す傾斜角度はθ3となっている。なお、傾斜角度θ3は、傾斜角度θ2とは逆方向であるが、角度の絶対値は略同じである。
詳しくは、0°〜90°においては、図19(a)における右上がりの傾斜角度θ1の傾斜が、徐々に傾斜角度を小さくしながら、図19(b)の右上がりの傾斜角度θ2の傾斜に連続的に変化している。
同様に、90°〜180°においては、図19(b)の右上がりの傾斜角度θ2の傾斜が、徐々に傾斜角度を小さくしながら、図19(c)のフラットな形状に連続的に変化する。
また、180°〜270°においては、図19(c)のフラットな形状から、右下がりの傾斜になるように、徐々に逆方向の傾斜角度を大きくしながら、図19(d)の右下がりの傾斜角度θ3の傾斜に連続的に変化している。
このようなプリズム213を備えた光学部材205は、モーター207によって回転軸Cmを中心にして、図18に示すように、時計方向に一定速度で回転する。
図17において、このときの照明光の様子を説明すると、光源部201からの照明光は、集光レンズ211に入射し、円盤209を透過した後、プリズム213の傾斜面Kから射出され、表示領域67に対して帯状に照射される。そして、帯状光の照射領域215は、光学部材205の回転に伴い、表示領域67に対する位置が変化する。
光学部材205の回転に伴う照射領域215の遷移態様について説明する。
図20(a)〜(d)のそれぞれは、図19(a)〜(d)のそれぞれと対応している。図20(a)〜(d)は、図18において、表示領域67に、光学部材205の回転に伴い、0°〜270°に対応するプリズム213の傾斜面Kが位置したときの表示領域67の照明態様を示している。
0°の位置において、照射領域215は、図20(a)に示すように、表示領域67の画素行88(1)に重なっている。
なお、照射領域215は、集光レンズ211の集光作用により、Y方向において、表示領域67よりも狭く、X方向において、表示領域67を貫いている。つまり、表示領域67に照射される照明光は、X方向に延在する帯状の帯状光となっている。
照射領域215の幅t2は、表示領域67の幅t1の半分以下であれば良いが、好適には、幅t1の1/4以下であることが好ましい。
また、図20では、照射領域215をX軸方向に湾曲した状態で描いているが、この湾曲の程度は、円盤209の直径に依存しており、直径を大きくすれば直線に近づけることができる。
180°の位置において、照射領域215は、90°の位置のときよりも画素行88(n)側に変位している。
270°の位置において、照射領域215は、180°の位置のときよりも画素行88(n)側に変位している。
270°の位置から0°の位置に戻る間に、照射領域215は、表示領域67の画素行88(n)まで移動する。
このように、図18に示す光学部材205が1回転することによって、表示領域67の画素行88(1)から画素行88(n)までの間を照射領域215が移動する。換言すれば、光学部材205が1回転すると、表示領域67が帯状光によって1回走査されることになる。従って、光学部材205が連続して回転することによって、照射領域215は、画素行88(1)から画素行88(n)までの間を反復して循環的に走査する。
また、このとき、照射領域215が前画像181の範囲内に位置する場合において、境界185と照射領域215とが互いに接近していることが好ましい。これは、液晶75の応答特性の観点による。
照射領域215が前画像181の範囲内に位置する場合において、境界185と照射領域215とが互いに接近していれば、液晶75の応答時間を十分に確保しやすい。これにより、表示における表示品位を一層向上させやすくすることができる。
余白画像221を境界185として介在させた構成では、表示領域67に混在する前画像181と後画像183との間を広げやすくすることができる。これにより、表示領域67に混在する前画像181と後画像183とを互いに遠ざけやすくすることができ、前画像181及び後画像183のいずれか一方だけを一層視認させやすくすることができる。これにより、表示における表示品位を一層向上させやすくすることができる。
この結果、立体表示においては、視差画像における視差を一層強めることができ、立体感を一層高めやすくすることができる。
なお、余白画像221は、余白を示す画像であって、前画像181及び後画像183のいずれとも異なる画像である。ここでの余白というのは、白色という色の概念を含まず、模様がない無地の概念を表す。
これにより、余白画像221を目立たなくすることができる。また、画素65に黒表示を行わせるので、照射領域215が余白画像221に重なっても余白画像221の領域から光が射出されることを低く抑えることができる。
照射領域215では、Y方向に輝度の分布が生じることがある。この場合、照射領域215のY方向における中央付近において、照射領域215のY方向における端部付近よりも輝度が高くなりやすい。そして、前画像181の領域への光の照射においては、照射領域215の輝度が高い部分を、境界185に最も近い画素行88に重ねることが好ましい。この理由については、前述したとおりである。
これに対し、余白画像221を境界185として介在させた構成では、前画像181の領域において、照射領域215のY方向における中央付近を、境界185に最も近い画素行88に重ねても、後画像183の領域に光が照射されにくい。
このため、余白画像221を境界185として介在させた構成では、液晶75の応答時間を一層十分に確保しやすい。これにより、表示における表示品位を一層向上させやすくすることができる。
上述した実施形態では、集光レンズ211とプリズム213とが一体的に形成された光学部材205が採用されている。しかしながら、光学部材205としては、集光レンズ211とプリズム213とが別体である構成も採用され得る。この場合、集光レンズ211を回転させることなく、プリズム213を回転させる構成が採用され得る。これにより、光学部材205の慣性モーメントを軽減することができるので、モーター207にかかる負荷を軽減することができる。この結果、モーター207や、光学部材205を小型化することができる。
また、本実施形態では、液晶装置85をプロジェクター1に適用した例を説明したが、液晶装置85の適用はプロジェクター1に限定されない。液晶装置85は、例えば、ディスプレイなどの表示装置にも適用され得る。
また、本実施形態では、液晶75の駆動方式としてVA型の駆動方式が採用されているが、駆動方式はこれに限定されない。液晶75の駆動方式は、TN(Twisted Nematic)型、IPS(In Plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型等の種々の方式も採用され得る。
また、液晶装置85が適用され得る電子機器としては、プロジェクター1に限られず、携帯電話機、モバイルコンピューター、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カーナビゲーションシステム用の表示機器などの車載機器、オーディオ機器等の種々の電子機器が挙げられる。
Claims (7)
- 立体画像を構成する左眼画像と右眼画像とを観察者に交互に視認させる電気光学装置において、
前記電気光学装置は、
表示領域を有する電気光学パネルと、
前記表示領域を照明する照明装置とを備え、
前記電気光学パネルは、
第1の期間において、前記左眼画像が表示された表示領域に、前記右眼画像を第1の方向に線順次に表示し、
第2の期間において、前記右眼画像が表示された表示領域に、前記左眼画像を第1の方向に線順次に表示し、
前記照明装置は、
前記光源と、
前記光源と前記電気光学パネルとの間に介在し、前記光源からの光を集光する第1光学素子と、
前記第1光学素子と前記電気光学パネルとの間に介在し、前記集光された光を屈折する環状の屈折面を備えた第2光学素子と、
前記第2光学素子を回転させる回転部と、を含み、
前記環状の屈折面は、
前記環状の屈折面が外周側に傾斜した第1の部位と、前記第1の部位と隣り合い前記環状の屈折面が内周側に傾斜した第2の部位と、前記第1の部位と前記第2の部位の間で前記環状の屈折面の傾斜が連続的に変わる部位とを有し、
前記表示領域において、前記屈折面により屈折された光が照射される照射領域は、前記第1の方向において、前記表示領域よりも狭い帯状に設定され、前記第2光学素子の回転にともなって、前記第1の方向に移動され、
前記第1の期間において、前記照射領域は、前記左眼画像と重なり、
前記第2の期間において、前記照射領域は、前記右目画像と重なり、
前記線順次の表示に伴って、前記照射領域が前記第1の方向へ移動する
ことを特徴とする電気光学装置。 - 前記照射領域は、前記第1の方向において、前記表示領域よりも狭く、且つ前記第1の方向と交差する第2の方向において、前記表示領域を貫く大きさに設定されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記左眼画像と前記右眼画像は、それぞれ相互に異なる視点から捉えられており、前記左眼画像と前記右眼画像間で視差を付与する視差画像を構成している、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。 - 前記照明装置は、前記照射領域を前記左眼画像と前記右眼画像のうち前記第1の方向に隣り合う画像側に位置させた状態で、前記表示領域に対する前記照射領域を前記第1の方向に移動させる、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記左眼画像と前記右眼画像との間に、余白を示す余白画像が介在している、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記電気光学パネルには、複数の画素が設けられており、
前記画素から前記光の射出が停止されることによって、前記余白画像が表示される、ことを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気光学装置を有する、ことを特徴とする電子機器。
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