JP6969198B2 - LCD panels, projectors and electronics - Google Patents
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Description
本発明は、液晶パネル、プロジェクターおよび電子機器に関する。 The present invention relates to liquid crystal panels, projectors and electronic devices.
プロジェクターのライトバルブ等として、液晶光変調装置が用いられている(例えば特許文献1参照)。液晶光変調装置が備える液晶パネルにおいて、複数の画素電極が、水平方向と垂直方向とに配列されている。各画素電極には、画像信号に基づいて、所定の電圧が印加される。 A liquid crystal light modulator is used as a light bulb or the like of a projector (see, for example, Patent Document 1). In the liquid crystal panel included in the liquid crystal light modulator, a plurality of pixel electrodes are arranged in the horizontal direction and the vertical direction. A predetermined voltage is applied to each pixel electrode based on the image signal.
液晶パネルにおいて、水平方向または垂直方向に並ぶ画素電極間に、異なる電圧が印加されることに起因して、横電界が生じる。横電界に起因して、リバースチルトドメイン等の液晶配向が乱れた領域が発生し、表示品位を低下させることがある。 In a liquid crystal panel, a transverse electric field is generated due to the application of different voltages between the pixel electrodes arranged in the horizontal or vertical direction. Due to the lateral electric field, a region such as a reverse tilt domain in which the liquid crystal orientation is disturbed may occur, which may deteriorate the display quality.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、液晶パネルにおいて横電界に起因する液晶配向が乱れた領域の発生を抑制することができる技術を提供することを、解決課題の一つとする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of the problems to be solved is to provide a technique capable of suppressing the generation of a region in a liquid crystal panel in which the liquid crystal orientation is disturbed due to a transverse electric field. do.
以上の課題を解決するため、本発明に係る液晶パネルの一態様は、第1種の画素領域および第2種の画素領域が第1方向と当該第1方向に交差する第2方向とにそれぞれ交互に配置された表示領域と、前記第1種の画素領域に対応して設けられた画素電極と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記画素電極よりも面積が小さい電極と、前記表示領域に、前記第1種の画素領域に対応して設けられた第1の開口と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記第1の開口よりも面積が小さい第2の開口と、を含む遮光膜と、マイクロレンズアレイと、を有し、前記マイクロレンズアレイのレンズの光軸は、前記第1種の画素領域と交差し、前記第2種の画素領域とは交差しない。 In order to solve the above problems, one aspect of the liquid crystal panel according to the present invention is a first-type pixel region and a second-type pixel region intersecting the first direction, respectively. Alternately arranged display areas, pixel electrodes provided corresponding to the first type pixel area, and electrodes provided corresponding to the second type pixel area and having a smaller area than the pixel electrodes. And, in the display area, a first opening provided corresponding to the first type pixel area and a first opening corresponding to the second type pixel area are provided, and the area is larger than that of the first opening. It has a light-shielding film including a small second aperture, a microlens array, and the optical axis of the lens of the microlens array intersects the pixel region of the first type and the pixel of the second type. It does not intersect the area.
前記態様によれば、前記第1種の画素領域に開口を有するとともに、前記第2種の画素領域に開口を有する遮光膜を有するため、遮光膜による光の吸収に起因する液晶パネルの温度上昇を抑制することができる。According to the above aspect, since the light-shielding film having an opening in the pixel region of the first type and the light-shielding film having an opening in the pixel area of the second type is provided, the temperature of the liquid crystal panel rises due to the absorption of light by the light-shielding film. Can be suppressed.
また、前記態様によれば、前記第2種の画素領域に設けられた前記開口は、前記第1種の画素領域に設けられた前記開口と比べて小さいため、第2種の画素領域に設けられた開口を介した光抜けが抑制される。Further, according to the above aspect, since the opening provided in the second type pixel region is smaller than the opening provided in the first type pixel region, it is provided in the second type pixel region. Light leakage through the opened opening is suppressed.
また、前記態様によれば、前記第2種の画素領域に、前記第1種の画素領域に設けられた画素電極と比べて小さい電極が設けられているため、第2種の画素領域に設けられた電極と、画素電極との間の横電界を抑制しつつ、第2種の画素領域における液晶配向を制御することができる。Further, according to the above aspect, since the second type pixel region is provided with an electrode smaller than the pixel electrode provided in the first type pixel region, it is provided in the second type pixel region. It is possible to control the liquid crystal orientation in the second type pixel region while suppressing the transverse electric field between the electrode and the pixel electrode.
また、前記態様によれば、マイクロレンズアレイを有し、前記マイクロレンズアレイのレンズの光軸は、前記第1種の画素領域と交差し、前記第2種の画素領域とは交差しない。この態様によれば、第1種の画素領域には集光し、第2種の画素領域への集光は抑制することができる。Further, according to the above aspect, the microlens array is provided, and the optical axis of the lens of the microlens array intersects the pixel region of the first type and does not intersect the pixel region of the second type. According to this aspect, it is possible to condense light on the first type pixel region and suppress the condensing on the second type pixel region.
上述した液晶パネルの一態様において、前記第1方向における前記画素電極のピッチと、前記第2方向における前記画素電極のピッチとは、同等である。前記画素電極のピッチと、前記第2方向に並んだ前記画素領域の配列における、前記画素電極のピッチとは、同等である。この態様によれば、第1方向における表示品位と第2方向における表示品位とがばらつくことを抑制できる。 In one aspect of the liquid crystal panel described above, the pitch of the pixel electrodes in the first direction and the pitch of the pixel electrodes in the second direction are equivalent. The pitch of the pixel electrodes and the pitch of the pixel electrodes in the arrangement of the pixel regions arranged in the second direction are equivalent. According to this aspect, it is possible to suppress the variation between the display quality in the first direction and the display quality in the second direction.
上述した液晶パネルの一態様において、前記第2種の画素領域の前記遮光膜に覆われた領域に、スイッチング素子および蓄積容量の少なくとも一方が設けられている。この態様によれば、スイッチング素子および蓄積容量の少なくとも一方を、第2種の画素領域における遮光領域を有効に利用して形成することができる。 In one aspect of the liquid crystal panel described above, at least one of the switching element and the storage capacity is provided in the region of the second type pixel region covered with the light-shielding film. According to this aspect, at least one of the switching element and the storage capacity can be formed by effectively utilizing the light-shielding region in the second type pixel region.
以上の課題を解決するため、本発明に係るプロジェクターの一態様は、第1種の画素領域および第2種の画素領域が第1方向と当該第1方向に交差する第2方向とにそれぞれ交互に配置された表示領域と、前記第1種の画素領域に対応して設けられた画素電極と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記画素電極よりも面積が小さい電極と、前記表示領域に、前記第1種の画素領域に対応して設けられた第1の開口と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記第1の開口よりも面積が小さい第2の開口と、を含む遮光膜と、を有する液晶パネルと、前記液晶パネルから出射された光を投射する光学系と、第1期間において前記第2種の画素領域が投射された投射面上の位置に、第2期間において前記第1種の画素領域が投射されるとともに、当該第1期間において前記第1種の画素領域が投射された当該投射面上の位置に、当該第2期間において前記第2種の画素領域が投射されるように、前記液晶パネルから出射された光の光路をシフトさせる光路シフト装置と、を有する。 In order to solve the above problems, in one aspect of the projector according to the present invention, the first type pixel region and the second type pixel region alternate between the first direction and the second direction where the first type intersects the first direction, respectively. A display area arranged in, a pixel electrode provided corresponding to the first type pixel area, and an electrode provided corresponding to the second type pixel area and having a smaller area than the pixel electrode. The display area is provided with a first opening corresponding to the first type pixel area and a first opening corresponding to the second type pixel area, and has a smaller area than the first opening. A liquid crystal panel having a light-shielding film including a second opening, an optical system for projecting light emitted from the liquid crystal panel, and a projection surface on which the second type pixel region is projected in the first period. The first type of pixel area is projected on the upper position in the second period, and the second period is projected on the projection surface on which the first type pixel area is projected in the first period. It has an optical path shift device that shifts the optical path of the light emitted from the liquid crystal panel so that the second type pixel region is projected.
前記態様によれば、液晶パネルにおける第2種の画素領域での画像の表示を補完して、画像の表示を行うことができる。 According to the above aspect, it is possible to complement the display of the image in the second type pixel region on the liquid crystal panel and display the image.
以上の課題を解決するため、本発明に係るプロジェクターの一態様は、第1種の画素領域および第2種の画素領域が第1方向と当該第1方向に交差する第2方向とにそれぞれ交互に配置された表示領域と、前記第1種の画素領域に対応して設けられた画素電極と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記画素電極よりも面積が小さい電極と、前記表示領域に、前記第1種の画素領域に対応して設けられた第1の開口と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記第1の開口よりも面積が小さい第2の開口と、を含む遮光膜と、をそれぞれ有する第1の液晶パネルおよび第2の液晶パネルと、前記第1の液晶パネルの前記第2種の画素領域が投射されている投射面上の位置に、前記第2の液晶パネルの前記第1種の画素領域が重ねて投射されるとともに、前記第1の液晶パネルの前記第1種の画素領域が投射されている当該投射面上の位置に、前記第2の液晶パネルの前記第2種の画素領域が重ねて投射されるように、前記第1の液晶パネルから出射された光と、前記第2の液晶パネルから出射された光とを投射する光学系と、を有する。
In order to solve the above problems, in one aspect of the projector according to the present invention, the first type pixel region and the second type pixel region alternate between the first direction and the second direction where the first type intersects the first direction. A display area arranged in, a pixel electrode provided corresponding to the first type pixel area, and an electrode provided corresponding to the second type pixel area and having a smaller area than the pixel electrode. The display area is provided with a first opening corresponding to the first type pixel area and a first opening corresponding to the second type pixel area, and has a smaller area than the first opening. A first liquid crystal panel and a second liquid crystal panel having a light-shielding film including a second opening, and a projection surface on which the second type pixel region of the first liquid crystal panel is projected. On the projection surface on which the first-class pixel region of the second liquid crystal panel is superimposed and projected, and the first-class pixel region of the first liquid crystal panel is projected. The light emitted from the first liquid crystal panel and the light emitted from the second liquid crystal panel so that the second type pixel region of the second liquid crystal panel is superimposed and projected at the position. It has an optical system that projects and.
前記態様によれば、第1の液晶パネルおよび第2の液晶パネルにおける第2種の画素領域での画像の表示を相互に補完して、画像の表示を行うことができる。 According to the above aspect, the display of the image in the second type pixel region in the first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel can be complemented with each other to display the image.
以上の課題を解決するため、本発明に係る電子機器の一態様は、上述した液晶パネルを備える。 In order to solve the above problems, one aspect of the electronic device according to the present invention includes the above-mentioned liquid crystal panel.
前記態様によれば、電子機器が上述した液晶パネルを備えることで、液晶パネルにおいて、横電界に起因して発生する液晶配向が乱れた領域を抑制できる。 According to the above aspect, when the electronic device includes the above-mentioned liquid crystal panel, it is possible to suppress a region in the liquid crystal panel in which the liquid crystal orientation is disturbed due to a transverse electric field.
以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the like. However, in each figure, the dimensions and scale of each part are appropriately different from the actual ones. Further, since the embodiments described below are suitable specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are attached, but the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. Unless otherwise stated, it is not limited to these forms.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態による投射型液晶表示装置(プロジェクター)1について説明する。図1は、第1実施形態によるプロジェクター1の光学系を例示する模式図である。図1には、プロジェクター1の光学系に加えて、液晶パネル100R、100G、100Bおよび光路シフト素子300を制御する制御装置200も示す。
<First Embodiment>
The projection type liquid crystal display device (projector) 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an optical system of the
第1実施形態によるプロジェクター1は、光源10と、インテグレーター20と、偏光変換素子30と、色分離導光光学系40と、R光用液晶光変調装置50R、G光用液晶光変調装置50GおよびB光用液晶光変調装置50Bと、クロスダイクロイックプリズム60と、光路シフト素子300と、投写光学系70と、制御装置200と、を有する。
The
光源10は、赤色光(以下「R光」という)、緑色光(以下「G光」という)および青色光(以下「B光」という)を含む光を出射する。光源10としては、例えば超高圧水銀ランプが用いられる。
The
インテグレーター20は、光源10から出射された光の照度分布を均一化する。インテグレーター20から出射した光は、偏光変換素子30により、特定の振動方向を有する偏光、例えばs偏光に変換される。
The
偏光変換素子30から出射した光は、色分離導光光学系40のR光透過ダイクロイックミラー41Rに入射する。色分離導光光学系40は、R光透過ダイクロイックミラー41Rと、G光反射ダイクロイックミラー41Gと、3枚の反射ミラー42a〜42cと、を有する。
The light emitted from the
R光透過ダイクロイックミラー41Rは、R光を透過し、G光およびB光を反射する。R光透過ダイクロイックミラー41Rを透過したR光は、反射ミラー42aで反射されて、R光用液晶光変調装置50R(以下単に「光変調装置50R」ともいう)に入射する。光変調装置50Rは、R光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。光変調装置50Rは、λ/2位相差板53Rと、第1偏光板51Rと、液晶パネル100Rと、第2偏光板52Rとを有する。
The R light transmission
本例において、光変調装置50Rに入射するR光はs偏光であり、このs偏光は、λ/2位相差板53Rによりp偏光に変換される。p偏光に変換されたR光は、第1偏光板51Rを透過して、液晶パネル100Rに入射する。液晶パネル100Rは、画像信号に応じた変調により、R光をp偏光からs偏光に変換する。液晶パネル100Rによる変調でs偏光に変換されたR光は、第2偏光板52Rから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60に入射する。
In this example, the R light incident on the
R光透過ダイクロイックミラー41Rで反射されたG光およびB光は、G光反射ダイクロイックミラー41Gに入射する。G光反射ダイクロイックミラー41Gは、G光を反射し、B光を透過する。G光反射ダイクロイックミラー41Gで反射されたG光は、G光用液晶光変調装置50G(以下単に「光変調装置50G」ともいう)に入射する。光変調装置50Gは、G光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。光変調装置50Gは、第1偏光板51Gと、液晶パネル100Gと、第2偏光板52Gとを有する。
The G light and B light reflected by the R light transmitting
本例において、光変調装置50Gに入射するG光はs偏光であり、このs偏光は、第1偏光板51Gを透過して、液晶パネル100Gに入射する。液晶パネル100Gは、画像信号に応じた変調により、G光をs偏光からp偏光に変換する。液晶パネル100Gの変調でp偏光に変換されたG光は、第2偏光板52Gから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60に入射する。
In this example, the G light incident on the optical modulation device 50G is s-polarized light, and this s-polarized light passes through the first
G光反射ダイクロイックミラー41Gを透過したB光は、2枚の反射ミラー42bおよび42cで順次反射されて、B光用液晶光変調装置50B(以下単に「光変調装置50B」ともいう)に入射する。光変調装置50Bは、B光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。光変調装置50Bは、λ/2位相差板53Bと、第1偏光板51Bと、液晶パネル100Bと、第2偏光板52Bとを有する。
The B light transmitted through the G light reflection
本例において、光変調装置50Bに入射するB光はs偏光であり、このs偏光は、λ/2位相差板53Bによりp偏光に変換される。p偏光に変換されたB光は、第1偏光板51Bを透過して、液晶パネル100Bに入射する。液晶パネル100Bは、画像信号に応じた変調により、B光をp偏光からs偏光に変換する。液晶パネル100Bによる変調でs偏光に変換されたB光は、第2偏光板52Bから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60に入射する。
In this example, the B light incident on the
このように、色分離導光光学系40は、光源10から出射された光をR光とG光とB光とに分離し、分離されたR光とG光とB光とを、それぞれ、光変調装置50Rと、光変調装置50Gと、光変調装置50Bとに入射させる。
In this way, the color-separated light guide
光変調装置50R、光変調装置50Gおよび光変調装置50Bは、それぞれ、R光、G光およびB光を、液晶パネル100R、液晶パネル100Gおよび液晶パネル100Bによって画像信号に応じて変調し、変調されたR光、G光およびB光を、クロスダイクロイックプリズム60に供給する。詳細は後述するように、制御装置200が、液晶パネル100R、液晶パネル100Gおよび液晶パネル100Bを制御する。
The
クロスダイクロイックプリズム60は、相互に直交配置されたダイクロイック膜61aおよびダイクロイック膜61bにより構成される。ダイクロイック膜61aは、B光を反射し、G光を透過する。ダイクロイック膜61bは、R光を反射し、G光を透過する。これにより、光変調装置50Gから入射してクロスダイクロイックプリズム60を透過するG光と、光変調装置50Rおよび光変調装置50Bからそれぞれ入射してクロスダイクロイックプリズム60で反射されるR光およびB光とは、合成されてクロスダイクロイックプリズム60から出射される。このように、クロスダイクロイックプリズム60は、色合成光学系として機能する。
The cross
クロスダイクロイックプリズム60から出射した光は、光路シフト素子300に入射する。光路シフト素子300は、光路シフト素子300に入射した光の光路を所定量シフトさせる(ずらす、変化させる)。詳細は後述するように、制御装置200が、光路シフト素子300を制御する。
The light emitted from the cross
光路シフト素子300は、入射光の光路をシフトさせる光路調整部と、光路調整部により光路がシフトされる状態とシフトされない状態とを切り替える駆動部とを有する。例えば、光路調整部は、1/2波長板と、偏光角回転素子と、複屈折素子とを含んで構成され、駆動部は、偏光角回転素子を駆動してシフト量を変化させることで、光路がシフトされる状態とシフトされない状態とを切り替える。光路シフト素子300の駆動部は、制御装置200により制御される。
The optical
光路シフト素子300から出射した光は、投写光学系70により、投射面(スクリーン)90に投射される。このように、クロスダイクロイックプリズム60で合成された光が、光路シフト素子300を介して投射面90上に投射されることで、投射面90上においてフルカラー画像を得ることができる。
The light emitted from the optical
光変調装置50Rの液晶パネル100R、光変調装置50Gの液晶パネル100G、および、光変調装置50Bの液晶パネル100Bとしては、共通の構造を有する液晶パネル100を用いることができる。
As the
以下、図2〜図8を参照して、本実施形態による液晶パネル100について説明する。液晶パネル100は、素子基板と、対向基板と、素子基板と対向基板とに挟持された液晶層とを備える。素子基板は、画素電極121と、薄膜トランジスター(TFT)160と、走査線141と、データ線142と、蓄積容量161とを備える。対向基板は、遮光膜150と、マイクロレンズアレイ(MLA)170と、共通電極とを備える。液晶層は、負または正の誘電異方性を有する液晶で形成され、液晶パネル100は、例えば、VA(Vertical Alignment)液晶を用いたノーマリーブラックモードや、TN(Twisted Nematic)液晶を用いたノーマリーホワイトモードで動作する。
Hereinafter, the
図2は、液晶パネル100における画素領域110の配列を例示する概略平面図である。ここで、平面視は、例えば、画素電極121の表面(液晶層に向いた表面)に対して垂直な視線で液晶パネル100を見ることをいう。画素電極121の表面に対して垂直な方向を、厚さ方向ということもある。
FIG. 2 is a schematic plan view illustrating the arrangement of the
液晶パネル100は、X方向(水平方向、第1方向)とY方向(垂直方向、第1方向に交差する第2方向)とに行列状(マトリクス状)に配列された画素領域(画素)110を有する。このような画素領域110の配列により、表示領域101が構成されている。X方向に並んだ画素領域110の配列を「行」と呼び、Y方向に並んだ画素領域110の配列を「列」と呼ぶことがある。図2は、画素領域110の4行4列の配列部分を例示する。図2において、画素領域110同士の境界を、二点鎖線で示す。
The
配列された画素領域110は、第1種の画素領域111(以下単に「画素領域111」ともいう)と、第2種の画素領域112(以下単に「画素領域112」ともいう)とを含む。画素領域111は、画像信号に基づいた電圧が(共通電極との間で)印加される画素電極121が設けられ、当該画像信号に基づいた階調を表示する領域である。つまり、画素領域111は、当該画像信号に基づいた画像(以下単に「画像」ともいう)の表示を行う領域である。図2において、画素電極121の縁を、破線で示す。
The arranged
画素領域112は、画素領域111において画像の表示が行われている際に、所定の光透過率以下の階調(明るさ)を表示する領域である。画素領域112は、常時黒表示を行う領域であってもよい。以下、光透過率を、単に「透過率」という。ここで、所定の透過率とは、画素電極121によって、画素領域111を透過する光が略最大となるように調光された場合の、1画素に対する透過率を指し、所定の透過率以下とは、このような場合の画素領域111の透過率以下であることをいう。本実施形態では、画素領域112に、画素電極および開口が設けられていない。他方、後述の変形例のように、画素領域112に、画素電極および開口が設けられてもよい。画素領域112に画素電極および開口が設けられていない場合、画素領域112に表示される階調に対応する透過率は、画素領域111の黒表示時の透過率より低い値となる。他方、画素領域112に画素電極および開口が設けられている場合、画素領域112に表示される階調に対応する透過率は、前述したとおり、画素領域111の透過率以下であればよい。
The
画素領域111と画素領域112とは、市松状に配置されている。換言すると、液晶パネル100は、画素領域110の行において、画素領域111と画素領域112とが交互に配置されているとともに、画素領域110の列において、画素領域111と画素領域112とが交互に配置されている。
The
遮光膜150は、画素領域112の全域を覆っている。これにより、画素領域112は、光が透過しない遮光領域となり、常に黒表示を行う領域となる。一方、遮光膜150は、画素領域111において、開口131を有する。開口131の内側領域は、遮光膜150が配置されず光が透過する透光領域となり、画素電極121への印加電圧に応じた階調で画像の表示を行う領域となる。図2において、遮光膜150を、右上がりのハッチングを付して示し、開口131の内側領域を、白抜きで示す。画素領域111に内包されるように、画素電極121が配置され、画素電極121に内包されるように、開口131が配置されている。
The light-shielding
画素領域111と画素領域112とが市松状に配置されていることで、画素領域111に対し、X方向の両隣、および、Y方向の両隣に隣接する画素領域110は、いずれも、画素領域111ではなく、画素領域112となる。画素領域112には、画素電極が設けられていない。このため、本実施形態の液晶パネル100においては、隣接する画素領域110間で画素電極121同士は隣接せず、画素電極121同士を離すことが容易になる。これにより、画素電極121間の横電界を低減でき、横電界に起因して発生するリバースチルトドメイン等の液晶配向が乱れた領域を抑制できる。
Since the
ただし、表示領域101のうち画像信号に基づいた画像が表示されるのは、市松状に配置された画素領域111に限られる。このため、本実施形態では、詳細は後述するように、投射面90上で画素領域111が投射される位置を、光路シフト装置310を用いて、画素領域112が投射される領域と重なるように移動させ、画素領域112での画像の表示を補完することにより、全体的な画像の表示を可能としている。
However, the image based on the image signal in the
画素領域110の行における、画素電極121のX方向のピッチPTxと、画素領域110の列における、画素電極121のY方向のピッチPTyとは、同等であることが好ましい。ピッチPTxとピッチPTyとが同等であることで、X方向における表示品位とY方向における表示品位とがばらつくことを抑制できる。ここで、「ピッチPTxとピッチPTyとが同等である」とは、例えば、ピッチPTxに対するピッチPTyの比が0.9以上1.1以下の範囲であるか、または、ピッチPTyに対するピッチPTxの比が0.9以上1.1以下の範囲であることをいう。
It is preferable that the pitch PTx in the X direction of the
なお、画素領域110の行において、画素領域111は、つまり画素電極121は、画素領域110の1つおきに配置されている。したがって、画素電極121のX方向のピッチPTxは、画素ピッチとしては2画素ピッチとなる。同様にして、画素電極121のY方向のピッチPTyは、画素ピッチとしては2画素ピッチとなる。
In the row of the
図3および図4は、液晶パネル100における走査線141およびデータ線142の配置例を示す概略平面図である。図3は第1の配置例を示し、図4は第2の配置例を示す。
3 and 4 are schematic plan views showing an arrangement example of scanning
液晶パネル100において、各画素領域111に対応してTFT160(スイッチング素子)が設けられている(図5参照)。各TFT160において、ゲート電極は走査線141と電気的に接続され、ソース電極はデータ線142と電気的に接続され、ドレイン電極は画素電極121と電気的に接続されている。
In the
走査信号が走査線141からTFT160のゲート電極に供給されることで、当該TFT160がオン状態となる。画像信号に基づいて生成されたデータ信号が、当該TFT160がオン状態の期間にデータ線142からソース電極に供給されることで、データ信号がドレイン電極を介して画素電極121に書き込まれる。つまり、画像信号に基づいた電圧が、画素電極121に印加される。書き込まれたデータ信号は、画素電極121と共通電極との間に形成される液晶容量で、所定期間保持される。書き込まれたデータ信号のリークを抑制するため、画素領域111ごとに、液晶容量と電気的に並列に蓄積容量161が設けられている(図5参照)。
When the scanning signal is supplied from the
走査線141は、画素領域110の隣接する行同士の境界上に、X方向に延びて設けられている。データ線142は、画素領域110の隣接する列同士の境界上に、Y方向に延びて設けられている。各画素領域111における画素電極121への書き込みに用いられる走査線141およびデータ線142を、矢印を付して示す。以下説明の便宜上、各画素領域111における画素電極121への書き込みに用いられる走査線141、データ線142を、当該画素領域111に接続された走査線141、データ線142と称することがある。
The
図3に示すように、第1の配置例では、画素領域110の2行ごとに1本の走査線141が設けられ、画素領域110の1列ごとに1本のデータ線142が設けられている。1本の走査線141を挟んでY方向上下に配置された2行分の画素領域110に含まれる画素領域111は、当該走査線141に共通に接続されている。
As shown in FIG. 3, in the first arrangement example, one
画素領域111と画素領域112とが市松状に配置されているため、1本の走査線141を挟んでY方向上下に配置された2行分の画素領域110において、上の行に含まれる画素領域111と、下の行に含まれる画素領域111とは、X方向の位置が互い違いになっている。これにより、1本の走査線141にX方向の各位置で接続される画素領域111は1つのみとなり、2行分の画素領域110に含まれる画素領域111に対する書き込みを、1本の走査線141を用いて行うことができる。
Since the
図4に示すように、第2の配置例では、画素領域110の1行ごとに1本の走査線141が設けられ、画素領域110の2列ごとに1本のデータ線142が設けられている。1本のデータ線142を挟んでX方向左右に配置された2列分の画素領域110に含まれる画素領域111は、当該データ線142に共通に接続されている。
As shown in FIG. 4, in the second arrangement example, one
画素領域111と画素領域112とが市松状に配置されているため、1本のデータ線142を挟んでX方向左右に配置された2列分の画素領域110において、左の行に含まれる画素領域111と、右の行に含まれる画素領域111とは、Y方向の位置が互い違いになっている。これにより、1本のデータ線142にY方向の各位置で接続される画素領域111は1つのみとなり、2列分の画素領域110に含まれる画素領域111に対する書き込みを、1本のデータ線142を用いて行うことができる。
Since the
例えば、液晶パネル100の画素領域110のすべてが画像信号に基づいた画像を表示するとした場合に、4K2Kの解像度が得られるとすると、第1の配置例の液晶パネル100は、4K2Kの液晶パネルに対して走査線141の本数が半減した、つまり駆動画素が半減した4K1Kの液晶パネルとなる。また、第2の配置例の液晶パネル100は、4K2Kの液晶パネルに対してデータ線142の本数が半減した、つまり駆動画素が半減した2K2Kの液晶パネルとなる。このため、第1の配置例および第2の配置例のそれぞれにおいて、4K2Kの場合と比べて駆動負荷が減り、液晶パネル100を1枚のチップオンフィルム(COF)基板により駆動することが容易になる。なお、上記で触れたように、また詳細は後述するように、画素領域112での画像の表示を補完することで、全体的な画像の表示が行われる。
For example, if it is assumed that the
図5は、液晶パネル100におけるTFT160および蓄積容量161の配置例を示す概略平面図である。画素領域112は、遮光膜150に覆われ、画像信号に基づいた画像の表示には用いられない領域である。そこで、本実施形態では、各画素領域111に対応して設けられるTFT160および蓄積容量161(の少なくとも一方)を、当該画素領域111と隣接する画素領域112に(画素領域112まで拡がって画素領域112と重なりを持つように)配置している。図5に示す例では、各画素領域111に対応して設けられるTFT160および蓄積容量161を、当該画素領域111のY方向下側に配置された画素領域112を利用して配置している。
FIG. 5 is a schematic plan view showing an arrangement example of the
このように、画素領域112において遮光膜150に覆われた遮光領域を有効に利用して、TFT160および蓄積容量161の少なくとも一方を設けることができる。画素領域112の遮光領域を有効に利用して、TFT160や蓄積容量161のサイズを大きくすることで、TFT160の駆動能力の向上や蓄積容量161の容量の向上が図られる。
In this way, at least one of the
図6は、液晶パネル100におけるMLA170の配置例を示す概略平面図である。MLA170は、画素領域111の開口131に対し、厚さ方向について光入射側に配置されている。
FIG. 6 is a schematic plan view showing an arrangement example of the
画素領域111は開口131内に光を透過させることで画像の表示を行う領域である。画素領域112は黒表示を行う領域であり、画素領域112へ入射した光は、画素領域112を透過しない。また、画素領域112へ入射した光は、遮光膜150に吸収されて熱となり、液晶パネル100の温度上昇の原因となる。したがって、MLA170は、画素領域111には集光し、画素領域112への集光は抑制することが好ましい。
The
このため、MLA170を構成するレンズ171は、レンズ171の光軸が画素領域111と交差し画素領域112とは交差しないように、設けられる。なお、レンズ171のレンズ面は、MLA170よりも光入射側で画素領域112上に照射された光を、画素領域111側に集光できるように、画素領域112上まで拡がって(画素領域112と重なって)形成されているとよい。図6は、レンズ171の光軸を中心とする円により、レンズ171のイメージを示している。
Therefore, the
このように、本実施形態によるMLA170において、レンズ171は、画素領域111ごとに形成されており、(画素領域112との関係において)市松状に配置されている。また、画素領域110がX方向およびY方向に1画素ピッチで正方行列状に配列されているのに対し、レンズ171は対角方向に√2倍の画素ピッチで正方行列状に配列されている、ということもできる。画素領域110ごとにレンズが形成されたMLA、つまり、レンズが1画素ピッチで正方行列状に配列されたMLAと比較すると、本実施形態によるMLA170は、MLAの形成する微細構造のピッチが√2倍に広くなっている。このため、本実施形態によるMLA170は、入射光のMLAに起因する回折を抑制する観点からも好ましい。
As described above, in the
次に、制御装置200について説明する。図7は、制御装置200、液晶パネル100R〜100B、および、光路シフト素子300を示すブロック図の一例である。制御装置200は、画像信号処理部210と、タイミング制御部220とを有する。画像信号処理部210は、フレームメモリー211を有する。
Next, the
画像信号VIDが、制御装置200の画像信号処理部210に入力される。画像信号処理部210は、画像信号VIDを、各色(R、G、B)のフレームごとにフレームメモリー211に格納する。
The image signal VID is input to the image
ここで、各液晶パネル100R〜100Bのすべての画素領域110において、つまり画素領域111および画素領域112の両方において、画像信号に基づいた画像が表示されるとした場合に、画素領域111の位置に表示される画像の部分を、「画像P111」と呼び、画素領域112の位置に表示される画像の部分を、「画像P112」と呼ぶ。また、1フレーム期間を二等分した期間を、「第1フィールド期間」と「第2フィールド期間」と呼ぶ。
Here, when an image based on an image signal is displayed in all the
画像信号処理部210は、第1フィールド期間(第1期間)において、画像P111が各液晶パネル100R〜100Bの画素領域111に表示されるように、フレームメモリー211から当該フレームの画像P111のデータ信号(Dr、DgおよびDb)を読み出して、液晶パネル100R〜100Bに供給する。
The image
また、画像信号処理部210は、第2フィールド期間(第2期間)において、画像P112が各液晶パネル100R〜100Bの画素領域111に表示されるように、フレームメモリー211から当該フレームの画像P112のデータ信号(Dr、DgおよびDb)を読み出して、液晶パネル100R〜100Bに供給する。
Further, in the second field period (second period), the image
タイミング制御部220は、データ信号(Dr、DgおよびDb)を液晶パネル100R〜100Bに供給するためのクロック信号等を生成し、液晶パネル100R〜100Bのデータ線駆動回路に供給する。
The
また、タイミング制御部220は、画像信号VIDに基づいて光路シフト素子300の駆動部に制御信号Ctrlを供給し、光路シフト素子300が光路をシフトするタイミングを制御する。光路シフト素子300と制御装置200とが、光路シフト装置310を構成する。
Further, the
図8を参照して、第1実施形態における画像の表示態様について例示的に説明する。図8は、あるフレームにおいて、投射面90上に投射された液晶パネル100の表示領域101を例示する概略平面図である。
The display mode of the image in the first embodiment will be exemplified with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic plan view illustrating a
表示領域101a、開口131a、画素領域111aおよび画素領域112aは、それぞれ、当該フレームの第1フィールド期間に、表示領域101、開口131、画素領域111および画素領域112が投射される投射面90上の領域である。開口131aを破線で示す。
The
表示領域101b、開口131b、画素領域111bおよび画素領域112bは、それぞれ、当該フレームの第2フィールド期間に、表示領域101、開口131、画素領域111および画素領域112が投射される投射面90上の領域である。開口131bを太線の実線で示す。
The
第1フィールド期間において、画素領域111aには画像P111が表示され、画素領域112aは黒表示される。一方、第2フィールド期間において、画素領域111bには画像P112が表示され、画素領域112bは黒表示される。
In the first field period, the image P111 is displayed in the
光路シフト装置310は、画素領域112a上に、第2フィールド期間において画素領域111bが配置されるとともに、画素領域111a上に、第2フィールド期間において画素領域112bが配置されるように、液晶パネル100から出射された光の光路をシフトさせる。図8に示す例では、X方向右側に1画素ピッチのシフトが行われている。
The optical
このような光路のシフトにより、第1フィールド期間は黒表示される画素領域112a上に、第2フィールド期間において画素領域111bが配置され、画素領域111bに画像P112が表示される。そして、第2フィールド期間は黒表示される画素領域112b上に、第1フィールド期間において画素領域111aが配置され、画素領域111aに画像P111が表示される。
Due to such an optical path shift, the
以上説明したように、第1フィールド期間は画像P111を表示し、そして、上述のような光路のシフトを行うとともに第2フィールド期間は画像P112を表示することで、画素領域112での画像の表示を補完することができる。このようにして、当該フレームに対して、画像P111と画像P112とが合成された全体的な画像を、目の残像現象を利用して得ることができる。
As described above, the image P111 is displayed during the first field period, and the optical path is shifted as described above, and the image P112 is displayed during the second field period, whereby the image is displayed in the
なおここでは、説明の煩雑さを避けるため、代表的に1枚の液晶パネル100に対する表示態様を例示したが、各色を表示する液晶パネル100R、100Gおよび100Bのそれぞれにおいて、同様な態様で表示が行われる。これにより、投射面90上でフルカラーの全体的な画像を得ることができる。
Here, in order to avoid complication of explanation, a display mode for one
なお、光路のシフトの方向および量として、X方向右側に1画素ピッチのシフトを例示したが、光路のシフトの方向および量は、画像P111と画像P112とが合成された全体的な画像が適切に得られるように、選択されていればよい。例えば、シフトの方向は、必要に応じてX方向左側としてもよいし、Y方向の上側や下側としてもよい。また例えば、シフトの量は、1画素ピッチであることが必須ではなく、奇数個の画素ピッチ、つまり2n−1(nは1以上の整数)画素ピッチとしてもよい。 As the direction and amount of the shift of the optical path, the shift of one pixel pitch is exemplified on the right side in the X direction, but the direction and amount of the shift of the optical path is an overall image in which the image P111 and the image P112 are combined. It may be selected so that it can be obtained in. For example, the shift direction may be the left side in the X direction, or the upper side or the lower side in the Y direction, if necessary. Further, for example, the amount of shift is not necessarily required to be one pixel pitch, and may be an odd number of pixel pitches, that is, 2n-1 (n is an integer of 1 or more) pixel pitch.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に述べるような他の実施形態への適用や、各種の変形が可能である。また、以下に述べる他の実施形態や変形の態様は、任意に選択された一または複数を、適宜に組み合わせることもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to other embodiments as described below and various modifications can be made. In addition, the other embodiments and modifications described below may be appropriately combined with one or more arbitrarily selected embodiments.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態によるプロジェクター1について説明する。第2実施形態のプロジェクター1においても、第1実施形態と同様な、画素領域111と画素領域112とが市松状に配置された液晶パネル100が用いられる。画素領域112での画像の表示を補完するため、第1実施形態では、光路シフト装置310を用いて、画素領域111が投射される領域を、画素領域112が投射される領域と重なるように移動させた。一方、第2実施形態では、以下に説明するような態様で、画素領域112での画像の表示を補完する。
<Second Embodiment>
Next, the
図9は、第2実施形態によるプロジェクター1の光学系を例示する模式図である。図9には、プロジェクター1の光学系に加えて、液晶パネル100Ra、100Ga、100Ba、および、液晶パネル100Rb、100Gb、100Bbを制御する制御装置200も示す。液晶パネル100Ra〜100Ba、および、液晶パネル100Rb〜100Bbとしては、共通の構造を有する液晶パネル100を用いることができる。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an optical system of the
第2実施形態によるプロジェクター1は、光源10と、インテグレーター20と、偏光分離素子35と、色分離導光光学系40aと、R光用光変調装置50Ra、G光用光変調装置50GaおよびB光用液晶光変調装置50Baと、クロスダイクロイックプリズム60aと、カラー偏光子80aと、色分離導光光学系40bと、R光用液晶光変調装置50Rb、G光用液晶光変調装置50GbおよびB光用液晶光変調装置50Bbと、クロスダイクロイックプリズム60bと、カラー偏光子80bと、合成光学系65と、投写光学系70と、制御装置200と、を有する。
The
光源10およびインテグレーター20は、第1実施形態と同様に機能する。インテグレーター20から出射した光は、偏光分離素子35に入射する。偏光分離素子35は、例えば、s偏光を反射し、p偏光を透過することで、入射した光をs偏光とp偏光とに分離する。
The
偏光分離素子35で反射されたs偏光は、色分離導光光学系40aのR光反射ダイクロイックミラー41Raに入射する。色分離導光光学系40aは、R光反射ダイクロイックミラー41Raと、G光反射ダイクロイックミラー41Gaと、3枚の反射ミラー42aa〜42caと、を有する。
The s-polarized light reflected by the
R光反射ダイクロイックミラー41Raは、R光を反射し、G光およびB光を透過する。R光反射ダイクロイックミラー41Raで反射されたR光は、反射ミラー42aaを介して、光変調装置50Raに入射する。R光反射ダイクロイックミラー41Raを透過したG光およびB光は、G光反射ダイクロイックミラー41Gaに入射する。G光反射ダイクロイックミラー41Gaは、G光を反射し、B光を透過する。G光反射ダイクロイックミラー41Gaで反射されたG光は、光変調装置50Gaに入射する。G光反射ダイクロイックミラー41Gaを透過したB光は、反射ミラー42ba、42caを介して、光変調装置50Baに入射する。 The R light reflection dichroic mirror 41Ra reflects R light and transmits G light and B light. The R light reflected by the R light reflection dichroic mirror 41Ra is incident on the light modulation device 50Ra via the reflection mirror 42aa. The G light and B light transmitted through the R light reflection dichroic mirror 41Ra are incident on the G light reflection dichroic mirror 41Ga. The G light reflection dichroic mirror 41Ga reflects G light and transmits B light. G light reflection The G light reflected by the dichroic mirror 41Ga is incident on the light modulation device 50Ga. The B light transmitted through the G light reflection dichroic mirror 41Ga is incident on the light modulation device 50Ba via the reflection mirrors 42ba and 42ca.
光変調装置50Raに入射したs偏光のR光は、λ/2位相差板53Raによりp偏光に変換され、第1偏光板51Raを透過して液晶パネル100Raに入射し、液晶パネル100Raでs偏光に変換され、第2偏光板52Raから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60aに入射する。
The s-polarized R light incident on the optical modulator 50Ra is converted into p-polarized light by the λ / 2 retardation plate 53Ra, passes through the first polarizing plate 51Ra, enters the liquid crystal panel 100Ra, and is s-polarized by the liquid crystal panel 100Ra. Is converted into light, is emitted from the second polarizing plate 52Ra, and is incident on the cross
光変調装置50Gaに入射したs偏光のG光は、第1偏光板51Gaを透過して液晶パネル100Gaに入射し、液晶パネル100Gaでp偏光に変換され、第2偏光板52Gaから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60aに入射する。
The s-polarized G light incident on the optical modulator 50Ga passes through the first polarizing plate 51Ga, enters the liquid crystal panel 100Ga, is converted into p-polarized light by the liquid crystal panel 100Ga, and is emitted from the second polarizing plate 52Ga. It is incident on the
光変調装置50Baに入射したs偏光のB光は、λ/2位相差板53Baによりp偏光に変換され、第1偏光板51Baを透過して液晶パネル100Baに入射し、液晶パネル100Baでs偏光に変換され、第2偏光板52Baから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60aに入射する。
The s-polarized B light incident on the optical modulator 50Ba is converted into p-polarized light by the λ / 2 retardation plate 53Ba, passes through the first polarizing plate 51Ba, enters the liquid crystal panel 100Ba, and is s-polarized by the liquid crystal panel 100Ba. Is converted into light, is emitted from the second polarizing plate 52Ba, and is incident on the cross
クロスダイクロイックプリズム60aは、第1実施形態のクロスダイクロイックプリズム60と同様に機能する。光変調装置50Ra、50Gaおよび50Baから出射した光は、クロスダイクロイックプリズム60aで合成されて、カラー偏光子80aに入射する。カラー偏光子80aは、s偏光のR光およびB光を、p偏光のR光およびB光に変換する。これにより、カラー偏光子80aから、p偏光のR光、G光およびB光が出射される。
The cross
偏光分離素子35を透過したp偏光は、色分離導光光学系40bのR光反射ダイクロイックミラー41Rbに入射する。色分離導光光学系40bは、R光反射ダイクロイックミラー41Rbと、G光反射ダイクロイックミラー41Gbと、3枚の反射ミラー42ab〜42cbと、を有する。
The p-polarized light transmitted through the
R光反射ダイクロイックミラー41Rbは、R光を反射し、G光およびB光を透過する。R光反射ダイクロイックミラー41Rbで反射されたR光は、反射ミラー42abを介して、光変調装置50Rbに入射する。R光反射ダイクロイックミラー41Rbを透過したG光およびB光は、G光反射ダイクロイックミラー41Gbに入射する。G光反射ダイクロイックミラー41Gbは、G光を反射し、B光を透過する。G光反射ダイクロイックミラー41Gbで反射されたG光は、光変調装置50Gbに入射する。G光反射ダイクロイックミラー41Gbを透過したB光は、反射ミラー42bb、42cbを介して、光変調装置50Bbに入射する。 The R light reflection dichroic mirror 41Rb reflects R light and transmits G light and B light. The R light reflected by the R light reflection dichroic mirror 41Rb is incident on the light modulation device 50Rb via the reflection mirror 42ab. The G light and B light transmitted through the R light reflection dichroic mirror 41Rb are incident on the G light reflection dichroic mirror 41Gb. The G light reflection dichroic mirror 41Gb reflects G light and transmits B light. G light reflection The G light reflected by the dichroic mirror 41Gb is incident on the light modulation device 50Gb. The B light transmitted through the G light reflection dichroic mirror 41Gb is incident on the light modulation device 50Bb via the reflection mirrors 42bb and 42bb.
光変調装置50Rbに入射したp偏光のR光は、第1偏光板51Rbを透過して液晶パネル100Rbに入射し、液晶パネル100Rbでs偏光に変換され、第2偏光板52Rbから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60bに入射する。
The p-polarized R light incident on the optical modulator 50Rb passes through the first polarizing plate 51Rb, enters the liquid crystal panel 100Rb, is converted into s-polarized light by the liquid crystal panel 100Rb, and is emitted from the second polarizing plate 52Rb. It is incident on the
光変調装置50Gbに入射したp偏光のG光は、λ/2位相差板53Gbによりs偏光に変換され、第1偏光板51Gbを透過して液晶パネル100Gbに入射し、液晶パネル100Gbでp偏光に変換され、第2偏光板52Gbから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60bに入射する。
The p-polarized G light incident on the optical modulator 50 Gb is converted into s-polarized light by the λ / 2 retardation plate 53 Gb, passes through the first polarizing plate 51 Gb, is incident on the
光変調装置50Bbに入射したp偏光のB光は、第1偏光板51Bbを透過して液晶パネル100Bbに入射し、液晶パネル100Bbでs偏光に変換され、第2偏光板52Bbから出射されて、クロスダイクロイックプリズム60bに入射する。
The p-polarized B light incident on the optical modulator 50Bb passes through the first polarizing plate 51Bb, enters the liquid crystal panel 100Bb, is converted into s-polarized light by the liquid crystal panel 100Bb, and is emitted from the second polarizing plate 52Bb. It is incident on the
クロスダイクロイックプリズム60bは、クロスダイクロイックプリズム60aと同様に機能する。光変調装置50Rb、50Gbおよび50Bbから出射した光は、クロスダイクロイックプリズム60bで合成されて、カラー偏光子80bに入射する。カラー偏光子80bは、p偏光のG光を、s偏光のG光に変換する。これにより、カラー偏光子80bから、s偏光のR光、G光およびB光が出射される。
The cross
カラー偏光子80aから出射されたp偏光のR光、G光およびB光と、カラー偏光子80bから出射されたs偏光のR光、G光およびB光とが、合成光学系65に入射する。合成光学系65は、例えば、カラー偏光子80aから出射されたp偏光のR光、G光およびB光を透過し、これらの透過光と重なって進行させるように、カラー偏光子80bから出射されたs偏光のR光、G光およびB光を反射する。
The p-polarized R light, G light and B light emitted from the
これにより、合成光学系65は、カラー偏光子80aから出射されたp偏光のR光、G光およびB光、つまり、液晶パネル100Ra〜100Baに表示された画像と、カラー偏光子80bから出射されたs偏光のR光、G光およびB光、つまり、液晶パネル100Rb〜100Bbに表示された画像とを、合成する。
As a result, the synthetic
合成光学系65から出射した光は、投写光学系70により、投射面(スクリーン)90に投射される。このように、合成光学系65で合成された光が投射面90上に投射されることで、投射面90上においてフルカラー画像を得ることができる。
The light emitted from the synthetic
偏光分離素子35で反射された光が、合成光学系65に入射するまでに配置された光学系(色分離導光光学系40a、光変調装置50Ra〜50Ba、クロスダイクロイックプリズム60a、カラー偏光子80a)を、「光学系a」と呼ぶ。また、偏光分離素子35を透過した光が、合成光学系65に入射するまでに配置された光学系(色分離導光光学系40b、光変調装置50Rb〜50Bb、クロスダイクロイックプリズム60b、カラー偏光子80b)を、「光学系b」と呼ぶ。
An optical system (color separation light guide
次に、制御装置200について説明する。図10は、制御装置200、光学系aの液晶パネル100Ra〜100Ba、および、光学系bの液晶パネル100Rb〜100Bbを示すブロック図の一例である。
Next, the
画像信号VIDが、制御装置200の画像信号処理部210に入力される。画像信号処理部210は、画像信号VIDを、各色(R、G、B)のフレームごとにフレームメモリー211に格納する。
The image signal VID is input to the image
ここで、光学系aの各液晶パネル100Ra〜100Baのすべての画素領域110において、つまり画素領域111および画素領域112の両方において、画像信号に基づいた画像が表示されるとした場合に、画素領域111の位置に表示される画像の部分を、「画像P111」と呼び、画素領域112の位置に表示される画像の部分を、「画像P112」と呼ぶ。
Here, when an image based on an image signal is displayed in all the
画像信号処理部210は、画像P111が光学系aの各液晶パネル100Ra〜100Baの画素領域111に表示されるように、フレームメモリー211から当該フレームの画像P111のデータ信号(Dr、DgおよびDb)を読み出して、液晶パネル100Ra〜100Baに供給する。
The image
また、画像信号処理部210は、画像P112が光学系bの各液晶パネル100Rb〜100Bbの画素領域111に表示されるように、フレームメモリー211から当該フレームの画像P112のデータ信号(Dr、DgおよびDb)を読み出して、液晶パネル100Rb〜100Bbに供給する。
Further, the image
タイミング制御部220は、データ信号(Dr、DgおよびDb)を光学系aの液晶パネル100Ra〜100Baおよび光学系bの液晶パネル100Rb〜100Bbに供給するためのクロック信号等を生成し、液晶パネル100Ra〜100Baおよび100Rb〜100Bbのデータ線駆動回路に供給する。
The
再び図8を参照して、第2実施形態における画像の表示態様について例示的に説明する。ここで、光学系aに配置された液晶パネル100Ra〜100Baを代表的に示す1枚の液晶パネル100を、「液晶パネル100a(第1の液晶パネル)」と呼び、光学系bに配置された液晶パネル100Rb〜100Bbを代表的に示す1枚の液晶パネル100を、「液晶パネル100b(第2の液晶パネル)」と呼ぶ。図8は、投射面90上に同時に投射された、液晶パネル100aおよび100bの表示領域101を示す概略平面図である。
The display mode of the image in the second embodiment will be exemplified with reference to FIG. 8 again. Here, one
表示領域101a、開口131a、画素領域111aおよび画素領域112aは、それぞれ、液晶パネル100aの表示領域101、開口131、画素領域111および画素領域112が投射される投射面90上の領域である。開口131aを破線で示す。
The
表示領域101b、開口131b、画素領域111bおよび画素領域112bは、それぞれ、液晶パネル100bの表示領域101、開口131、画素領域111および画素領域112が投射される投射面90上の領域である。開口131bを太線の実線で示す。
The
液晶パネル100aにおいて、画素領域111aには画像P111が表示され、画素領域112aは黒表示される。一方、液晶パネル100bにおいて、画素領域111bには画像P112が表示され、画素領域112bは黒表示される。
In the liquid crystal panel 100a, the image P111 is displayed in the
本実施形態によるプロジェクター1の全体的な光学系(以下単に「光学系」ともいう)は、液晶パネル100aの画素領域112a上に、液晶パネル100bの画素領域111bが重ねて配置されるとともに、液晶パネル100aの画素領域111a上に、液晶パネル100bの画素領域112bが重ねて配置されるように、液晶パネル100aから出射された光と液晶パネル100bから出射された光とを投射する。図8に示す例では、液晶パネル100aの投射領域に対し液晶パネル100bの投射領域が、X方向右側に1画素ピッチずれるように、光学系が構成されている。
In the overall optical system of the
このような光学系により、液晶パネル100aにおいて黒表示される画素領域112a上に、液晶パネル100bの画素領域111bが配置され、画素領域111bに画像P112が表示される。そして、液晶パネル100bにおいて黒表示される画素領域112b上に、液晶パネル100aの画素領域111aが配置され、画素領域111aに画像P111が表示される。
With such an optical system, the
以上説明したように、液晶パネル100aおよび100bの投射領域を上述のようにずらして配置するとともに、液晶パネル100aに画像P111を表示し、液晶パネル100bに画像P112を表示することで、液晶パネル100aおよび100bにおける画素領域112での画像の表示を相互に補完することができる。このようにして、画像P111と画像P112とが合成された全体的な画像を得ることができる。
As described above, by arranging the projection regions of the liquid crystal panels 100a and 100b in a staggered manner as described above, displaying the image P111 on the liquid crystal panel 100a, and displaying the image P112 on the liquid crystal panel 100b, the liquid crystal panel 100a is displayed. And the display of the image in the
なおここでは、説明の煩雑さを避けるため、光学系a、光学系bのそれぞれについて代表的に1枚の液晶パネル100a、100bに対する表示態様を例示したが、光学系aにおいて各色を表示する液晶パネル100Ra〜100Ba、および、光学系bにおいて各色を表示する液晶パネル100Rb〜100Bbのそれぞれにおいて、同様な態様で表示が行われる。これにより、投射面90上でフルカラーの全体的な画像を得ることができる。
Here, in order to avoid complication of explanation, a display mode for one liquid crystal panel 100a and 100b is typically illustrated for each of the optical system a and the optical system b, but the liquid crystal displaying each color in the optical system a is illustrated. Display is performed in the same manner on the panels 100Ra to 100Ba and the liquid crystal panels 100Rb to 100Bb displaying each color in the optical system b. This makes it possible to obtain a full-color overall image on the
なお、液晶パネル100aおよび100bの投射領域のずれの方向および量として、X方向右側に1画素ピッチのずれを例示したが、投射領域のずれの方向および量は、画像P111と画像P112とが合成された全体的な画像が適切に得られるように、選択されていればよい。例えば、ずれの方向は、必要に応じてX方向左側としてもよいし、Y方向の上側や下側としてもよい。また例えば、ずれの量は、1画素ピッチであることが必須ではなく、奇数個の画素ピッチ、つまり2n−1(nは1以上の整数)画素ピッチとしてもよい。 As the direction and amount of the deviation of the projection regions of the liquid crystal panels 100a and 100b, the deviation of one pixel pitch is exemplified on the right side in the X direction, but the direction and the amount of the deviation of the projection region are combined with the image P111 and the image P112. It may be selected so that the overall image obtained is appropriately obtained. For example, the direction of deviation may be the left side in the X direction, or the upper side or the lower side in the Y direction, if necessary. Further, for example, the amount of deviation is not necessarily one pixel pitch, and may be an odd number of pixel pitches, that is, 2n-1 (n is an integer of 1 or more) pixel pitch.
<変形例>
次に、変形例による液晶パネル100について説明する。まず、第1変形例について説明する。図11は、第1変形例による液晶パネル100の概略平面図である。第1実施形態(図2参照)との違いは、画素領域112に、電極122が設けられていることである。
<Modification example>
Next, the
電極122には、所定の固定電圧(例えば、共通電極に印加されるコモン電圧や、オフセット電圧)が印加される。電極122を設けることにより、画素領域112における液晶の配向制御が容易となり、液晶の焼きつき等を抑制することができる。なお、本変形例では画素領域112が遮光膜150で覆われており、画素領域112に配置された液晶の状態が直接的に視認されることはないが、画素領域112における液晶の乱れは、周辺に配置された、画像の表示を行う画素領域111に波及するおそれがあるため、抑制されることが好ましい。
A predetermined fixed voltage (for example, a common voltage applied to the common electrode or an offset voltage) is applied to the
電極122が画素電極121と同様な大きさであると、電極122と画素電極121との隙間が狭くなり、電極122と画素電極121との間の横電界が大きくなって、当該横電界に起因する液晶配向の乱れが生じやすい。したがって、電極122は、画素領域111に設けられた画素電極121と比べて小さいことが好ましい。これにより、電極122と画素電極121との間の横電界を抑制しつつ、画素領域112における液晶配向を制御することができる。なお、電極122が画素電極121と比べて小さいとは、例えば、平面視において電極122が画素電極121に内包される大きさであることをいい、また例えば、平面視において電極122が画素電極121と比べて狭いことをいう。
When the
次に、第2変形例について説明する。図12は、第2変形例による液晶パネル100の概略平面図である。第1実施形態(図2参照)との違いは、画素領域112において、遮光膜150に開口132が設けられていることである。この態様では、ノーマリーブラックモードの液晶パネル100が用いられる。
Next, a second modification will be described. FIG. 12 is a schematic plan view of the
画素領域112が遮光膜150で覆われていることは、画素領域112における黒表示を良好に行う観点からは好ましい。ただし、遮光膜150は、照射された光を吸収するので、液晶パネル100の温度上昇を抑制する観点からは、配置されないことが好ましい。本変形例は、遮光膜150が画素領域112において開口132を有することで、液晶パネル100の温度上昇を抑制することができる。
It is preferable that the
なお、画素領域112における開口132は、光を透過させて画像を表示するための領域ではなく、温度上昇の抑制効果が得られる程度の大きさであればよい。このため、開口132は、画素領域111における開口131と比べて小さくてもよい。なお、開口132が開口131と比べて小さいとは、例えば、平面視において開口132が開口131に内包される大きさであることをいい、また例えば、平面視において開口132が開口131と比べて狭いことをいう。開口132が例えば開口131と比べて小さいことは、開口132を介した光抜けが抑制される観点で好ましい。なお、画素領域112において、開口132以外の遮光膜150で覆われた領域を有効に利用して、TFT160や蓄積容量161を形成してもよい。
The
画素領域112は、画素電極が設けられていないので、基本的には液晶配向が変化せず、開口132が設けられていても、黒表示のままである。ただし、画素領域112に意図しない帯電が生じ、これに起因して液晶配向が変化することで、光抜けが発生する可能性はある。
Since the
このため、画素領域112に開口132を設ける場合は、第1変形例のように電極122を設け、電極122への電圧印加により画素領域112における安定的な黒表示を行うことが、より好ましい。図13は、第3変形例として、画素領域112が開口132および電極122を有する態様を示す。なお、画素領域112に開口132を設ける場合であっても、電極122を設け電圧印加により画素領域112で黒表示が行える場合は、ノーマリーホワイトの液晶パネル100を用いてもよい。
Therefore, when the
なお、上述の液晶パネル100は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに用いてもよいし、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに用いてもよい。
The above-mentioned
なお、上述の液晶パネル100を利用することができる電子機器は、プロジェクターに限定されない。液晶パネル100は、例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、POSなどの情報端末機器の表示部として用いてもよい。
The electronic device that can use the above-mentioned
1…プロジェクター、10…光源、20…インテグレーター、30…偏光変換素子、35…偏光分離素子、40…色分離導光光学系、41R…R光透過ダイクロイックミラー、41G…素子基板、42a…ミラー、42b…ミラー、42c…ミラー、50R…R光用液晶光変調装置、50G…G光用液晶光変調装置、50B…B光用液晶光変調装置、51R…第1偏光板、51G…第1偏光板、51B…第1偏光板、52R…第2偏光板、52G…第2偏光板、52B…第2偏光板、53R…λ/2位相差板、53B…λ/2位相差板、60…クロスダイクロイックプリズム、65…合成光学系、70…投写光学系、80a…カラー偏光子、80b…カラー偏光子、90…投射面、100…液晶パネル、100R…液晶パネル、100G…液晶パネル、100B…液晶パネル、101…表示領域、110…画素領域、111…第1種の画素領域、112…第2種の画素領域、121…画素電極、122…電極、131…開口、132…開口、141…走査線、142…データ線、150…遮光膜、160…TFT、161…蓄積容量、170…MLA、171…レンズ、200…制御装置、210…画像信号処理部、211…フレームメモリー、220…タイミング制御部、300…光路シフト素子、310…光路シフト装置。
1 ... projector, 10 ... light source, 20 ... integrator, 30 ... polarization conversion element, 35 ... polarization separation element, 40 ... color separation light guide optical system, 41R ... R light transmission dichroic mirror, 41G ... element substrate, 42a ... mirror, 42b ... mirror, 42c ... mirror, 50R ... R optical liquid crystal light modulator, 50G ... G optical liquid crystal light modulator, 50B ... B optical liquid crystal light modulator, 51R ... first polarizing plate, 51G ... first polarization Plate, 51B ... 1st polarizing plate, 52R ... 2nd polarizing plate, 52G ... 2nd polarizing plate, 52B ... 2nd polarizing plate, 53R ... λ / 2 retardation plate, 53B ... λ / 2 retardation plate, 60 ... Cross-dycroic prism, 65 ... Synthetic optical system, 70 ... Projection optical system, 80a ... Color polarizing element, 80b ... Color polarizing element, 90 ... Projection surface, 100 ... Liquid crystal panel, 100R ... Liquid crystal panel, 100G ... Liquid crystal panel, 100B ... Liquid crystal panel, 101 ... display area, 110 ... pixel area, 111 ... first type pixel area, 112 ... second type pixel area, 121 ... pixel electrode, 122 ... electrode, 131 ... opening, 132 ... opening, 141 ... Scanning line, 142 ... data line, 150 ... light-shielding film, 160 ... TFT, 161 ... storage capacity, 170 ... MLA, 171 ... lens, 200 ... control device, 210 ... image signal processing unit, 211 ... frame memory, 220 ... timing Control unit, 300 ... Optical path shift element, 310 ... Optical path shift device.
Claims (6)
前記第1種の画素領域に対応して設けられた画素電極と、
前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記画素電極よりも面積が小さい電極と、
前記表示領域に、前記第1種の画素領域に対応して設けられた第1の開口と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記第1の開口よりも面積が小さい第2の開口と、を含む遮光膜と、
マイクロレンズアレイと、を有し、
前記マイクロレンズアレイのレンズの光軸は、前記第1種の画素領域と交差し、前記第2種の画素領域とは交差しない、
液晶パネル。 A display area in which a first-type pixel area and a second-type pixel area are alternately arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction, respectively.
Pixel electrodes provided corresponding to the first-class pixel region,
An electrode provided corresponding to the second type pixel region and having a smaller area than the pixel electrode,
A first opening provided in the display area corresponding to the first type pixel area and a second opening provided corresponding to the second type pixel area and having a smaller area than the first opening. A light-shielding film including 2 openings,
With a microlens array,
The optical axis of the lens of the microlens array intersects the pixel region of the first type and does not intersect the pixel region of the second type.
LCD panel.
請求項1に記載の液晶パネル。 The pitch of the pixel electrodes in the first direction and the pitch of the pixel electrodes in the second direction are equivalent.
The liquid crystal panel according to claim 1.
請求項1または2に記載の液晶パネル。 At least one of the switching element and the storage capacity is provided in the region of the second type pixel region covered with the light-shielding film.
The liquid crystal panel according to claim 1 or 2.
前記第1種の画素領域に対応して設けられた画素電極と、
前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記画素電極よりも面積が小さい電極と、
前記表示領域に、前記第1種の画素領域に対応して設けられた第1の開口と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記第1の開口よりも面積が小さい第2の開口と、を含む遮光膜と、を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルから出射された光を投射する光学系と、
第1期間において前記第2種の画素領域が投射された投射面上の位置に、第2期間において前記第1種の画素領域が投射されるとともに、当該第1期間において前記第1種の画素領域が投射された当該投射面上の位置に、当該第2期間において前記第2種の画素領域が投射されるように、前記液晶パネルから出射された光の光路をシフトさせる光路シフト装置と、
を有する、
プロジェクター。 A display area in which a first-type pixel area and a second-type pixel area are alternately arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction, respectively.
Pixel electrodes provided corresponding to the first-class pixel region,
An electrode provided corresponding to the second type pixel region and having a smaller area than the pixel electrode,
A first opening provided in the display area corresponding to the first type pixel area and a second opening provided corresponding to the second type pixel area and having a smaller area than the first opening. A liquid crystal panel having 2 openings and a light-shielding film including
An optical system that projects the light emitted from the liquid crystal panel,
The first type pixel area is projected at a position on the projection surface on which the second type pixel region is projected in the first period, and the first type pixel is projected in the first period. An optical path shift device that shifts the optical path of light emitted from the liquid crystal panel so that the second type pixel region is projected at a position on the projection surface on which the region is projected.
Have,
projector.
前記第1種の画素領域に対応して設けられた画素電極と、
前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記画素電極よりも面積が小さい電極と、
前記表示領域に、前記第1種の画素領域に対応して設けられた第1の開口と、前記第2種の画素領域に対応して設けられ、前記第1の開口よりも面積が小さい第2の開口と、を含む遮光膜と、をそれぞれ有する第1の液晶パネルおよび第2の液晶パネルと、
前記第1の液晶パネルの前記第2種の画素領域が投射されている投射面上の位置に、前記第2の液晶パネルの前記第1種の画素領域が重ねて投射されるとともに、前記第1の液晶パネルの前記第1種の画素領域が投射されている当該投射面上の位置に、前記第2の液晶パネルの前記第2種の画素領域が重ねて投射されるように、前記第1の液晶パネルから出射された光と、前記第2の液晶パネルから出射された光とを投射する光学系と、
を有する、
プロジェクター。 A display area in which the first-type pixel area and the second-type pixel area are alternately arranged in the first direction and the second direction in which the first-type pixel area intersects the first direction, respectively.
Pixel electrodes provided corresponding to the first-class pixel region,
An electrode provided corresponding to the second type pixel region and having a smaller area than the pixel electrode,
A first opening provided in the display area corresponding to the first type pixel area and a second opening provided corresponding to the second type pixel area and having a smaller area than the first opening. A first liquid crystal panel and a second liquid crystal panel having a light-shielding film including two openings, respectively.
The first type pixel area of the second liquid crystal panel is superimposed and projected on a position on the projection surface on which the second type pixel area of the first liquid crystal panel is projected, and the first type is projected. The second type of liquid crystal panel is projected so that the second type of pixel area of the second liquid crystal panel is superimposed on the position on the projection surface on which the first type pixel area of the liquid crystal panel 1 is projected. An optical system that projects the light emitted from the liquid crystal panel 1 and the light emitted from the second liquid crystal panel.
Have,
projector.
を備える電子機器。
The liquid crystal panel according to any one of claims 1 to 3.
Electronic equipment equipped with.
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