JP2003302617A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
の面内ばらつきに起因する画質劣化の抑制したシフト素
子および当該シフト素子を備えた画像表示装置を提供す
る。 【解決手段】 光が入射する第1の面と、光が出射する
第2の面とを有し、印加電圧に応じて光の偏光状態を変
化させることができる少なくとも1つの液晶セル30
と、液晶セル30の第2の面から出た光を受け、光の偏
光状態に応じて光をシフトさせる複屈折素子36とを備
えたシフト素子である。液晶セル30の第1の面および
/または第2の面との間で熱伝達が可能な少なくとも1
つの熱伝達部材を介して液晶セル30の温度を調節す
る。
Description
る画素ずらしを行い、高解像度の画像を表示するための
シフト素子、および当該シフト素子を備えた画像表示装
置に関するものである。
る画素ずらしを行い、画像表示素子の表示画像を高解像
度化する技術がASIA Display’95 DIG
ESTpp.79−82に開示されている。この技術に
よれば、画素の見かけの位置を時分割で周期的に元の画
素と画素の間にシフトさせることにより、見かけの画素
数が倍増する。なお、本明細書における「画像」とは、
2次元的な情報の配列を広く含むものであり、表示され
る画像はイメージに限定されず、テキストその他の情報
であってもよい。
から構成されている場合、これら3原色の画素を順次重
ね合わせる技術が特開平8−194207号公報に開示
されている。ウォブリングを行わなければ各画素は赤・
緑・青のいずれか1色だけを表示するだけであるが、上
記技術によれば、各画素の表示位置において、時分割で
フルカラー表示となるため、表示解像度を向上させるこ
とが可能となる。
ト素子の公知例を示している。図示されるシフト素子
は、光の入射側に配置された液晶セル91と、光の出射
側に配置された複屈折素子92とを備えている。液晶セ
ル91は、光が入射する第1の面(光入射面)と、光が
出射する第2の面(光出射面)とを有し、印加電圧に応
じて光の偏光状態を変化させることができる。具体的に
は、入射光の偏光軸を回転させずにそのまま透過する状
態と、偏光方向を約90°回転させる状態との間でスイ
ッチング動作を行う。なお、本願明細書における「偏光
方向」とは、光の伝搬方向に垂直、かつ、電場ベクトル
の振動面に平行な方向を意味するものとする。
動作は、液晶層に印加する電圧のレベルによって制御さ
れる。図9に示すように、偏光方向が紙面に垂直な偏光
が左方から液晶セル91の第1の面に入射する。図9の
例では、液晶セルの印加電圧がOFF(例えば0ボル
ト)のとき、偏光軸が略90°回転した状態の偏光が液
晶セルの第2の面から出射される。第2の面から出た光
の偏光軸は、紙面に平行である。一方、液晶セル91の
印加電圧がON(例えば5ボルト)のとき、偏光軸が回
転しない状態の偏光が液晶セルの第2の面から出射され
る。第2の面から出た光の偏光軸は、紙面に垂直なまま
である。液晶セル91に用いる液晶モードは、周知のT
N(Twisted Nematic:ツイステッド・ネマチック)、
OCB(Optically Compensated Birefringence)、F
LC(Ferroelectric Liquid Cristal:強誘電性液晶)
などの各種の液晶から適宜選択される。
光の偏光方向の向きに応じ、光線をシフトさせる作用を
持っており、複屈折性を有する厚さtの一軸結晶から形
成される。
圧がOFFのとき、複屈折素子を透過した光は異常光と
してシフトするが、液晶セル91の印加電圧がONのと
き、複屈折素子92を透過した光(常光)はシフトしな
い。このシフト量は、複屈折素子92の厚さtによって
調節することができる。
酸リチウム、方解石、雲母、ルチル(TiO2)、チリ
硝石(NaNO3)などの材料から形成される。ヘッド
・マウント・ディスプレイ(HMD)のように表示装置
の総重量を小さくする必要がある場合、屈折率異方性
(Δn)が相対的に大きなニオブ酸リチウムやルチルを
用いることが好ましい。Δnが大きい材料であれば、必
要な画像シフト量を得るために必要な複屈折素子120
の厚さを薄くできるため、小型化および軽量化に適して
いる。
示装置の課題として、シフト素子の液晶セル91の応答
特性が表示画質に大きく依存するということが挙げられ
る。液晶セル91の応答特性は温度依存性を有するた
め、良好な応答特性を得るためには、液晶セル91を適
切な温度範囲内に維持しなければならない。
えば特開平11−326877号公報に記載されてい
る。この技術によれば、液晶セルが直接的にヒータで取
り囲まれ、加熱される。図10を参照しながら、このタ
イプの従来技術を説明する。
素子93から出た光の偏光状態を印加電圧に応じてスイ
ッチングさせる液晶セル91と、偏光状態に応じて光路
をシフトさせる複屈折素子92とを備えている。画像表
示素子93の表示動作は、画像表示制御回路95によっ
て制御される。
り囲むように配置されたヒータ94によって液晶セル9
1の温度を所定範囲内に維持することにより、液晶の応
答特性を良好な状態に保持しようとしている。ヒータ9
4の近傍には不図示の温度センサが配置されており、温
度センサの出力に基づいて、ヒータ駆動制御回路96が
ヒータ94への通電/非通電状態を制御する。
94で液晶セル91の周囲を囲み、側面から液晶セル9
1を加熱する場合、光が通過する面(光入射面/出射
面)のサイズが大きくなると、液晶温度の面内分布が不
均一化するという問題がある。より詳細に述べると、液
晶セル91の周囲をヒータ94で加熱した時、液晶セル
91の周辺部の温度は中心部の温度に比べて上昇しやす
く、液晶セル91の面内において応答速度のムラが生じ
る。液晶の応答速度が面内でばらつくと、画質が低下し
てしまうことになる。
わち、液晶セル自体の厚みがガラス板2枚分程度と薄い
ため、実際にヒータ94を液晶セル91の周囲に取り付
けるのが困難である。
セルを構成するガラス基板上に透明導電膜から形成した
発熱体のパターンを設けることにより、液晶セルの全面
を加熱するという技術も開示している。
布が略一様となるため、応答速度のムラは生じにくい
が、透明導電膜が光路上に存在するため、光の透過率が
低下してしまうという問題がある。
るために液晶セルに設けられる一対の透明電極のうちの
一方の両端に電圧VHを与えることにより、この透明電
極の面内に電流を流し、透明電極を発熱体として利用す
る技術が提案されている。この技術によれば、液晶セル
の動作に必要な透明導電膜を発熱体として有効に理由す
るため、余分な透明導電膜パターンの追加によって生じ
る光の透過率低下は発生しない。しかし、発熱に必要な
電圧VHを透明電極の両端に印加するとともに、液晶の
駆動に必要な電圧VLCを一対の透明電極間にも与えなけ
ればならないので、液晶層に印加される正味の電圧に勾
配が発生し、応答特性が面内で不均一になるおそれがあ
る。
つ以上用いることにより、シフト位置が3ポジション以
上となる画像シフトを行うことが可能であるが、この場
合は、液晶セルが1枚だけの場合と異なり、複数の液晶
セルの各々の応答速度を一致させる必要がある。液晶セ
ル毎に応答速度が異なると、画像シフトのタイミングが
ばらついて画質が低下するからである。このため、全て
の液晶セルで温度を均一に維持しなければならない。特
開平11−326877号公報には、上記問題に対する
解決策は示されていない。
答特性を面内で一様化し、応答特性の面内ばらつきに起
因する画質劣化の抑制したシフト素子、および当該シフ
ト素子を備えた画像表示装置を提供することにある。
光が入射する第1の面(光入射面)と、光が出射する第
2の面(光出射面)とを有し、印加電圧に応じて光の偏
光状態を変化させることができる少なくとも1つの液晶
セルと、前記液晶セルの前記第2の面から出た光を受
け、前記光の偏光状態に応じて前記光をシフトさせる複
屈折素子とを備えたシフト素子であって、前記液晶セル
の前記第1の面および/または前記第2の面との間で熱
伝達が可能な少なくとも1つの熱伝達部材を介して、前
記液晶セルの温度を調節する。
達部材は、前記複屈折素子が兼ねている。
折素子は、空気よりも熱伝導率の高い物質の層を介し
て、または直接に、前記液晶セルの前記第2の面に接触
している。
達部材は、前記液晶セルの前記第1の面の側に配置され
た透明ブロックを含んでいる。
ブロックは、空気よりも熱伝導性の高い物質の層を介し
て、または直接に、前記液晶セルの前記第1の面に接触
している。
達部材の少なくとも一部を加熱する発熱素子を備えてい
る。
素子は、空気よりも熱伝導性の高い物質の層を介して、
または直接に、前記熱伝達部材の側面と接触している。
素子と前記熱伝達部材との接触は、前記熱伝達部材の側
面においてのみ行われている。
素子の発熱量は、シフトすべき画像に関する画像信号の
平均レベルに応じて調節される。
の面と、光が出射する第2の面とを有し、印加電圧に応
じて光の偏光状態を変化させることができる第1および
第2の液晶セルを含む複数の液晶セルと、前記第1の液
晶セルの前記第2の面から出た光を受け、前記光の偏光
状態に応じて前記光をシフトさせる第1の複屈折素子
と、前記第2の液晶セルの前記第2の面から出た光を受
け、前記光の偏光状態に応じて前記光をシフトさせる第
2の複屈折素子と、を備えたシフト素子であって、前記
第1の液晶セルの前記第2の面および前記第2の液晶セ
ルの前記第1の面との間で熱伝達が可能な少なくとも1
つの熱伝達部材を介して、前記第1および第2の液晶セ
ルの温度を調節する。
達部材は、前記第1の複屈折素子が兼ねている。
達部材は、前記第1および/または第2の液晶セルと前
記第1の複屈折素子との間に配置された少なくとも1つ
の透明ブロックを含んでいる。
達部材は、前記第1の液晶セルと前記第1の複屈折素子
との間に配置された第1の透明ブロックと、前記第2の
液晶セルと前記第1の複屈折素子との間に配置された第
2の透明ブロックと、前記第1の複屈折素子とを含んで
いる。
および第2の透明ブロックは、空気よりも熱伝導性の高
い物質の層を介して、または直接に、前記第1の複屈折
素子と接触している。
達部材の少なくとも一部を加熱する発熱素子を備えてい
る。
素子は、空気よりも熱伝導性の高い物質の層を介して、
または直接に、前記熱伝達部材の側面と接触している。
素子は、空気よりも熱伝導性の高い物質の層を介して、
または直接に、前記第1の複屈折素子の側面と接触して
いる。
素子は、空気よりも熱伝導性の高い物質の層を介して、
または直接に、前記第1および第2の透明ブロックの側
面と接触している。
素子の発熱量は、シフトすべき画像に関する画像信号の
平均レベルに応じて調節される。
ブロックの熱伝導率は、前記液晶セルの熱伝導率よりも
高い。
/または前記透明ブロックを支持する機能を有してい
る。
ト素子を備えていることを特徴とする。
則的に配列された表示面を有する表示素子と、前記表示
面上に表示すべき画像の信号を前記表示素子に供給する
画像信号制御回路とを備えた画像表示装置であって、上
記いずれかのシフト素子を更に備え、前記シフト素子
は、前記表示面上に表示される画像の切り替えに同期し
て、前記表示面から発する光線を光軸に対して垂直な方
向に周期的にシフトさせる。
3を参照しながら、本発明による画像表示装置の第1の
実施形態を説明する。
ように、光源1、画像表示素子2、シフト素子3、およ
び投影レンズ4を備えた投影型の表示装置である。光源
1から出た光は、カラーフィルタ(不図示)を備えた透
過型の画像表示素子2を照射する。画像表示素子2によ
って形成された画像は、シフト素子3を経た後、投影レ
ンズ4によって不図示のスクリーン(投影面)上へ拡大
投影される。
配列された表示面を有しており、画像信号制御手段5が
出力する画像信号に基づいて、表示面上に画像を形成す
る。表示されるべき画像の信号(画像信号)は、画像信
号制御手段5から画像表示素子2に供給される。画像表
示素子2の構成は、特に限定されず、公知の構成を有す
る透過型液晶表示素子などが好適に用いられる。
はサブフレーム)の切り替えに同期して、表示面から発
する光をその光軸に対して垂直な方向に周期的にシフト
させる。その結果、スクリーン上に表示される画像の見
かけの画素数は画像表示素子上の画素数に比べて2倍に
増加する。
入射側に配置された液晶セル30と、光の出射側に配置
された複屈折素子36とを備えており、両者は市販の熱
硬化型透明シリコン樹脂によって接合されている。液晶
セル30と複屈折素子36との間に存在する樹脂層の厚
さは、数μm程度である。
板間に位置する液晶層とを備えている。図1の例におい
て、一対の基板のうちの一方は複屈折素子36の平面サ
イズ(面積)と略等しい平面サイズを有しているが、他
方の基板の平面サイズは、これらよりも相対的に大き
い。液晶セル30の各基板は、熱伝導率が0.76[W
/m・K]のホウ珪酸ガラスから形成されている。
と、光が出射する第2の面とを有し、液晶層に印加する
電圧に応じて光の偏光状態を変化させることができる。
本実施形態では、入射光(可視領域において略直接偏
光)の偏光軸を回転させずにそのまま透過する状態と、
偏光方向を約90°回転させる状態との間でスイッチン
グ動作を行う。このスイッチング動作は、不図示のシフ
ト素子駆動回路によって制御される。より詳細には、画
像表示素子に供給される画像信号のフレームまたはサブ
フレームの切り替えに同期して、駆動回路が液晶セル3
0の液晶層に印加する電圧を周期的に変化させる。
光の偏光方向の向きに応じ、光線をシフトさせる作用を
持っており、光学異方性を有する厚さ5〜7mm程度の
一軸結晶から形成される。
参照しながら説明したものと同様である。このようなシ
フト素子3によれば、2ポジションの画像シフトを実行
し、表示画素数を実質的に2倍に向上させることができ
る。
抜き出し図である。複屈折素子36の周囲にはシート状
の電熱ヒータ7が巻きつけられており、ヒータ7によっ
て複屈折素子36の側面が加熱される。ヒータ7は、図
1に示すように、ヒータ駆動制御回路6と接続されてお
り、ヒータ7の発熱量はヒータ駆動制御回路6によって
制御される。
は、上記のように、光学部材としての機能だけではな
く、液晶セル30の温度調節を行うための熱伝達部材と
しても重要な機能を果たす。故に複屈折素子36は熱伝
導率の高い材料から形成されていることが好ましい。
水晶やサファイアから形成される。水晶の熱伝導率は
5.4[W/m・K]〜9.3[W/m・K]の値を示
し、液晶パネル(基板)の熱伝導率(約0.8[W/m
・K])よりも高い。水晶中の熱は、結晶軸に平行な方
向にはやや伝導しにくいが、結晶軸に垂直な方向には伝
導しやすい。5.4[W/m・K]の熱伝導率は、結晶
軸に平行な方向に関するものであり、9.3[W/m・
K]の熱伝導率は、結晶軸に垂直な方向に関するもので
ある。一方、サファイアの熱伝導率は、42.0[W/
m・K]の値を示す。
るヒータ7としてステンレス薄膜を用いている。ヒータ
7の幅は4〜6mm程度であり、複屈折素子36の厚さ
よりも小さい。ヒータ7に電流を流し、発生したジュー
ル熱で複屈折素子36の側面を加熱することにより、そ
の熱を液晶セル30に伝播させ、液晶セル30を間接的
に加熱する。
の面(第2の面)と複屈折素子36との間でスムーズな
熱伝達が可能となるように、液晶セル30および複屈折
素子36を前述した樹脂で接合している。樹脂を用いて
両者を接合する場合は、硬化後、液晶セル30および複
屈折素子36の間の熱膨張率差によって剥がれが生じな
いように柔軟性を保持する樹脂を選択することが好まし
い。
知するための温度センサ8を液晶セル30上に配置して
いる。そして、温度センサ8の出力に基づいて、ヒータ
7へ供給する電力の制御、すなわち電流量の調整および
/または電流のON/OFFを制御する。その結果、液
晶セルの温度は、液晶セルの応答特性が良好なものとな
る範囲(例えば60℃程度)に維持される。ヒータ7の
制御はヒータ駆動制御回路6によって行う。
も熱伝導率が高い複屈折素子36を用いて液晶セル30
の主面を間接的に加熱するため、液晶セル30の側面に
シート状のヒータを巻きつけて直接加熱する場合に比べ
て、液晶セル30の面内の温度分布を均一化しやすい。
そのため、液晶の応答速度が面内で均一化され、画質が
向上する。
どを配置していないため、光の透過率が下がることもな
い。加えて、ヒータ7と加熱対象(複屈折素子)との接
触面積を増加させることが容易であるため、熱伝導効率
を高めることも可能となる。
もの以外に、方解石、ルチル、チリ硝石などの異方性結
晶を利用してもよい。
の厚さtで調節されるため、シフト量を小さく設定する
場合、複屈折素子36の厚さがヒータ7を巻きつけるた
めには不充分になる場合があり得る。そのような場合
は、図3に示すように、複屈折素子36と同程度の面積
と、充分な厚さ(例えば、厚さt≧6mm)を有する透
明なブロック40を液晶セル30の第1の面側に配置
し、透明ブロック40の側面にヒータを巻きつけてもよ
い。
透明ブロック40をシフト素子の光入射側に配置し、複
屈折素子36の側面にはヒータを設けていない。これに
対し、複屈折素子36が充分に厚い場合においても、透
明ブロック40をシフト素子の光入射面側に配置すると
ともに、複屈折素子36および透明ブロック40の各々
の側面にシート状ヒータ7を設け、液晶セル30の両面
から液晶セル30を加熱するようにしてもよい。
ル30と複屈折素子36との間に配置されていても良
い。その場合、透明ブロック40の平面サイズ(面積)
と複屈折素子36の平面サイズを揃えることにより、透
明ブロック40および複屈折素子36の側面に1つのヒ
ータを巻き付けてもよい。また、透明ブロック40が充
分に厚い場合は、透明ブロック40の側面のみにヒータ
を巻きつけるようにしてもよい。
ル30、複屈折素子36、および透明ブロック40をこ
の順番に配列して前述の樹脂で相互に接合してよい。ヒ
ータ7の熱は透明ブロック40および複屈折素子36を
介して液晶セル36の第2の面に流れる。このような構
成を採用する場合は、ヒータ7によって直接加熱される
透明ブロック40と液晶セル30との間に複屈折素子3
6が介在するため、複屈折素子32として熱伝導率の充
分に高いものを選択することが必要である。
屈折素子36および/または透明ブロック40を介して
間接的に加熱され、複屈折素子36や透明ブロック40
は熱伝達部材として機能している。また、このような熱
伝達部材は、液晶セル30の光入射面や出射面との間で
熱伝導を行うため、液晶セル30の温度の面内分布が一
様化されやすい。
0の温度を効率的に調節するには、熱伝達部材の主面を
液晶セルの第1または第2の面に密着させることが好ま
しい。液晶セル30と熱伝達部材との間に空気の層が存
在すると、スムーズな熱伝導が実現しにくいため、熱伝
導性の高い透明な材料を用いて両者を接合することが好
ましい。この場合、前述した熱硬化型透明シリコン樹脂
に代え、透明な紫外線効果樹脂などを用いてもよい。
熱伝導率の高い材料から形成したブロックを用いること
が望ましい。例えば、熱伝導率がガラスよりも高い水晶
やサファイアを用いて透明ブロックを形成することがで
きる。但し、これらの材料は光学的異方性を有するた
め、材料の結晶軸の向きを調節することにより、透明ブ
ロック内で光路シフトが生じないようにする必要があ
る。厳密には、透明ブロックによる光路シフト量または
シフト方向が偏光軸の回転によって変化しないようにす
る必要がある。
も、透明導電体の抵抗配線パターンを光路上に挿入した
場合に比べると、透過率の低下は著しく小さく、画質が
劣化するという問題はない。
て機能する複屈折素子や透明ブロックの側面とヒータと
が全周にわたって接触させているように図示している
が、その必要性は必ずしもない。図示されていないが、
例えば複屈折素子を画像表示装置に対して固定するため
の部材が複屈折素子の側面の一辺または一部に取り付け
らる場合、その部分をヒータと接触させる必要はない。
液晶セルの面内温度分布を均一化するためには、熱伝達
部材の側面全周の半分以上の領域において、熱伝達部部
材とヒータとを接触させることが好ましい。
ら、本発明による表示装置の第2の実施形態を説明す
る。
複屈折素子の組を2つ有するシフト素子43を備えてい
る点で実施形態1の投影型画像表示装置と異なってい
る。シフト素子43以外の構成は、実施形態1の構成と
略同様である。
にに、光源1、画像表示素子2、シフト素子43、およ
び投影レンズ4を備えている。光源1から出た光は、カ
ラーフィルタ(不図示)を備えた透過型の画像表示素子
2を照射する。画像表示素子2の表示面に表された画像
は、シフト素子43を経た後、投影レンズ4によって不
図示のスクリーンへ拡大投影される。
の入射側から順番に配置された第1の液晶セル30a、
第1の複屈折素子36a、第2の液晶セル30b、およ
び第2の複屈折素子36bを備えており、各構成部材は
市販の熱硬化型透明シリコン樹脂によって接合されてい
る。
成を備え、それぞれ、一対の基板と、基板間に位置する
液晶層とを備えている。
される画像の切り替えに同期して、画像表示素子2から
出た光をその光軸に対して垂直な方向に周期的にシフト
させる。液晶セル36aおよび36bによる偏光状態を
適切に切り替えることにより、3ポジションまたは4ポ
ジションの画像シフトを行い、見かけの表示画素数を3
倍または4倍に向上させることができる。
6aを抜き出した図である。複屈折素子36aの側面
(周囲)には、シート状ヒータ7が巻きつけられてお
り、このヒータ7が複屈折素子36aを直接的に加熱す
る。複屈折素子36aは、液晶セル30aおよび液晶セ
ル30bの間に挟まれ、これらの面に熱的に接触してい
るため、ヒータ7の熱は液晶セル30aおよび30bへ
均一かつ効率的に伝導する。
<5mm)、その側面にヒータ7を巻きつけるることが
困難な場合、図6に示すように、複屈折素子36aの両
側に等しい厚さを有する2枚の透明ブロック40aおよ
び40bを挿入してもよい。液晶セル30aの光出射側
に配置される透明ブロック40aは、前述の樹脂を介し
て液晶セル30aの第2の面と接合されるとともに、同
様の樹脂を介して複屈折素子36aにも接合されてい
る。同様に、液晶セル30bの光入射側に配置される透
明ブロック40bは、前述の樹脂を介して液晶セル30
bの第1の面と接合されるとともに、同様の樹脂を介し
て複屈折素子36aにも接合されている。
枚の液晶セル30aおよび30bへの熱伝達度を等しく
することができる。この場合も、透明ブロック40aお
よび40bは、熱伝導率が高い材料(水晶やサファイア
など)を用いて作製することが望ましい。
晶セル30aおよび30bに挟まれている複屈折素子3
6aを加熱することにより、2枚の液晶セルを均一に加
熱することができるため、両方の液晶セル30aおよび
30bの温度を均等に制御することが可能となる。その
結果、両液晶セル30aおよび30bの応答速度が揃
い、表示品位が安定化する。
がら、本発明による表示装置の第3の実施形態を説明す
る。
を表示装置に固定するための支持体50を備えている点
で前述の実施形態と異なる。この支持体50はヒータを
内蔵するか、あるいは、支持体50自身がヒータとして
機能する。
2と同様に、2組の液晶セルおよび複屈折素子の対を備
えている。2つの液晶セルに挟まれた複屈折素子36a
の下半分の側面を支持する支持体50により、シフト素
子43は画像表示装置の筐体(不図示)に固定されてい
る。図8は、図7のシフト素子から複屈折素子および支
持体50を抜き出して記載している。
50を用いることにより、部材の共通化が可能となり、
コストも低く抑えることができる。
に限定されない。液晶セルなどを一体として支持するよ
うな構成を有していてもよい。
置の第4の実施形態を説明する。
3、43は、画像表示素子を通過してシフト素子に入射
してくる光によっても加熱(輻射加熱)される。従っ
て、ヒータから複屈折素子を介して液晶セルに供給され
る熱量が一定レベルにあっても、シフト素子に入射する
光の強度が表示画像の内容に応じて刻々変化するため、
液晶セルに流入する熱量も変動し、温度制御の誤差要因
となる。特に、投影型画像表示装置では、強力な光源か
ら出た強い光がシフト素子に入射するため、輻射熱によ
る液晶セルの温度上昇が顕著となり、ヒータによる温度
制御が適正を欠く可能性がある。すなわち、図1に示す
ようなセンサ8による温度測定のみに基づくフィードバ
ック制御では、ダイナミックに変化する現実の温度変化
には迅速に対応できず、液晶セルの温度が適正な温度範
囲から逸脱するおそれがある。
シフト素子に入射する光の量に基づいてヒータの制御を
補償する。シフト素子に入射する光の量は、例えば、表
示する画像信号の平均レベルを示す信号に基づいて評価
することができる。画像信号の平均レベルは、例えば、
画像信号をフレームメモリに書き込む場合、各フレーム
または各フレーム内から選択された特定領域の信号レベ
ルを積算することによって求めることができる。また、
ローパスフィルタなどを用いて画像信号を逐次積分した
信号を用いても良い。
均レベルが高くなる場合、画像信号の平均レベルに応じ
て、ヒータに通電する電流量を低下させたり、ヒータの
通電時間を短縮するような補正を行うことができる。よ
り具体的には、画像信号の平均レベルを示す信号を生成
する回路を用い、この回路から画像信号の平均レベルを
示す信号をヒータ駆動制御回路に与える。ヒータ駆動制
御信号は、センサによって検知した液晶セルの温度、お
よび上記の信号値に基づいて、ヒータの発熱量を制御す
ることができる。
差の抑制は、前述のシフト素子を備えた各種の表示装置
に適用することができる。
本発明を説明してきたが、本発明は挙げたが、単板式に
限らず、3板式の投影型画像表示装置や、直視型の画像
表示装置に対しても適用可能である。
されず、ヘッド・マウント・ディスプレイなどの直視型
であってもよい。
行う光学シフト素子に含まれる複屈折素子または透明ブ
ロックなどの熱伝達部材を介して液晶セルの光入射面お
よび/または光出射面の温度を制御する。このため、液
晶セルを均一に加熱して液晶の応答特性を面内で一様化
することができ、応答特性の面内ばらつきに起因する画
質劣化の抑制することができる。また、シフト素子が2
つ液晶セルを含む場合は、それらの液晶セルを同時に加
熱することができるため、液晶セルの温度分布を容易に
均一化できる。
す図である。
タを示す図である。
素子を示す図である。
す図である。
タを示す図である。
素子を示す図である。
す図である。
タを示す図である。
ト素子を示す断面図である。
像表示装置を示す図である。
ヒータとして使用する場合の問題点を説明するための図
である。
タイプ) 50 支持体 91 液晶セル 92 複屈折素子 93 画像表示素子 94 ヒータ 95 画像信号制御回路 96 ヒータ駆動制御回路
Claims (23)
- 【請求項1】 光が入射する第1の面と、光が出射する
第2の面とを有し、印加電圧に応じて光の偏光状態を変
化させることができる少なくとも1つの液晶セルと、 前記液晶セルの前記第2の面から出た光を受け、前記光
の偏光状態に応じて前記光をシフトさせる複屈折素子
と、を備えたシフト素子であって、 前記液晶セルの前記第1の面および/または前記第2の
面との間で熱伝達が可能な少なくとも1つの熱伝達部材
を介して前記液晶セルの温度を調節するシフト素子。 - 【請求項2】 前記熱伝達部材は、前記複屈折素子が兼
ねている請求項1に記載のシフト素子。 - 【請求項3】 前記複屈折素子は、空気よりも熱伝導率
の高い物質の層を介して、または直接に、前記液晶セル
の前記第2の面に接触している請求項2に記載のシフト
素子。 - 【請求項4】 前記熱伝達部材は、前記液晶セルの前記
第1の面の側に配置された透明ブロックを含んでいる請
求項1に記載のシフト素子。 - 【請求項5】 前記透明ブロックは、空気よりも熱伝導
性の高い物質の層を介して、または直接に、前記液晶セ
ルの前記第1の面に接触している請求項4に記載のシフ
ト素子。 - 【請求項6】 前記熱伝達部材の少なくとも一部を加熱
する発熱素子を備えている請求項1から5のいずれかに
記載のシフト素子。 - 【請求項7】 前記発熱素子は、空気よりも熱伝導性の
高い物質の層を介して、または直接に、前記熱伝達部材
の側面と接触している請求項6に記載のシフト素子。 - 【請求項8】 前記発熱素子と前記熱伝達部材との接触
は、前記熱伝達部材の側面においてのみ行われている請
求項7に記載のシフト素子。 - 【請求項9】 前記発熱素子の発熱量は、シフトすべき
画像に関する画像信号の平均レベルに応じて調節される
請求項6から8のいずれかに記載のシフト素子。 - 【請求項10】 光が入射する第1の面と、光が出射す
る第2の面とを有し、印加電圧に応じて光の偏光状態を
変化させることができる第1および第2の液晶セルを含
む複数の液晶セルと、 前記第1の液晶セルの前記第2の面から出た光を受け、
前記光の偏光状態に応じて前記光をシフトさせる第1の
複屈折素子と、 前記第2の液晶セルの前記第2の面から出た光を受け、
前記光の偏光状態に応じて前記光をシフトさせる第2の
複屈折素子と、を備えたシフト素子であって、 前記第1の液晶セルの前記第2の面および前記第2の液
晶セルの前記第1の面との間で熱伝達が可能な少なくと
も1つの熱伝達部材を介して、前記第1および第2の液
晶セルの温度を調節するシフト素子。 - 【請求項11】 前記熱伝達部材は、前記第1の複屈折
素子が兼ねている、請求項10に記載のシフト素子。 - 【請求項12】 前記熱伝達部材は、前記第1および/
または第2の液晶セルと前記第1の複屈折素子との間に
配置された少なくとも1つの透明ブロックを含んでいる
請求項10に記載のシフト素子。 - 【請求項13】 前記熱伝達部材は、前記第1の液晶セ
ルと前記第1の複屈折素子との間に配置された第1の透
明ブロックと、前記第2の液晶セルと前記第1の複屈折
素子との間に配置された第2の透明ブロックと、前記第
1の複屈折素子とを含んでいる請求項12に記載のシフ
ト素子。 - 【請求項14】 前記第1および第2の透明ブロック
は、空気よりも熱伝導性の高い物質の層を介して、また
は直接に、前記第1の複屈折素子と接触している請求項
13に記載のシフト素子。 - 【請求項15】 前記熱伝達部材の少なくとも一部を加
熱する発熱素子を備えている請求項10から14のいず
れかに記載のシフト素子。 - 【請求項16】 前記発熱素子は、空気よりも熱伝導性
の高い物質の層を介して、または直接に、前記熱伝達部
材の側面と接触している請求項15に記載のシフト素
子。 - 【請求項17】 前記発熱素子は、空気よりも熱伝導性
の高い物質の層を介して、または直接に、前記第1の複
屈折素子の側面と接触している請求項15に記載のシフ
ト素子。 - 【請求項18】 前記発熱素子は、空気よりも熱伝導性
の高い物質の層を介して、または直接に、前記第1およ
び第2の透明ブロックの側面と接触している請求項15
に記載のシフト素子。 - 【請求項19】 前記発熱素子の発熱量は、シフトすべ
き画像に関する画像信号の平均レベルに応じて調節され
る請求項15から18のいずれかに記載のシフト素子。 - 【請求項20】 前記透明ブロックの熱伝導率は、前記
液晶セルの熱伝導率よりも高い請求項4、5、12、1
3、または14に記載のシフト素子。 - 【請求項21】 前記熱伝達部材は、前記複屈折素子お
よび/または前記透明ブロックを支持する機能を有して
いる請求項4、5、12、13、または14に記載のシ
フト素子。 - 【請求項22】 請求項1から21のいずれかに記載の
シフト素子を備えた表示装置。 - 【請求項23】 複数の画素が規則的に配列された表示
面を有する表示素子と、 前記表示面上に表示すべき画像の信号を前記表示素子に
供給する画像信号制御回路と、を備えた画像表示装置で
あって、 請求項1から21のいずれかに記載のシフト素子を更に
備え、前記シフト素子は、前記表示面上に表示される画
像の切り替えに同期して、前記表示面から発する光線を
光軸に対して垂直な方向に周期的にシフトさせる、画像
表示装置。
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