JP2010054654A - Electro-optical device and projector provided with the electro-optical device - Google Patents
Electro-optical device and projector provided with the electro-optical device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010054654A JP2010054654A JP2008217670A JP2008217670A JP2010054654A JP 2010054654 A JP2010054654 A JP 2010054654A JP 2008217670 A JP2008217670 A JP 2008217670A JP 2008217670 A JP2008217670 A JP 2008217670A JP 2010054654 A JP2010054654 A JP 2010054654A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- optical
- light
- electro
- modulation element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Abstract
Description
本発明は、液晶素子を有する電気光学装置、及び該電気光学装置を備えるプロジェクタの技術分野に関する。 The present invention relates to an electro-optical device having a liquid crystal element and a technical field of a projector including the electro-optical device.
近年、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)、プロジェクタ等の表示装置における画質改善は目覚ましく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ匹敵する性能を有する装置が実現されつつある。しかしながら、輝度ダイナミックレンジについてみると、その再現範囲は1〜102[nit]程度の範囲であり、また階調数は8ビットが一般的である。一方、人間の視覚は、一度に知覚し得る輝度ダイナミックレンジの範囲が10−2〜104[nit]程度あり、また輝度弁別能力は0.2[nit]でこれを階調数に換算すると12ビット相当といわれている。このような視覚特性を経由して現在のディスプレイ装置の表示画像を見ると、輝度ダイナミックレンジの狭さが目立ち、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため、視聴者は表示画像のリアリティや迫力に対して物足りなさを感じることになる。 In recent years, display devices such as LCD (Liquid Crystal Display), EL (Electro-Luminescence) displays, plasma displays, CRTs (Cathode Ray Tubes), and projectors have been remarkably improved. Devices with comparable performance are being realized. However, regarding the luminance dynamic range, the reproduction range is about 1 to 10 2 [nit], and the number of gradations is generally 8 bits. On the other hand, human vision has a range of luminance dynamic range that can be perceived at a time of about 10 −2 to 10 4 [nit], and the luminance discrimination capability is 0.2 [nit]. It is said to be equivalent to 12 bits. When viewing the display image of the current display device via such visual characteristics, the narrowness of the luminance dynamic range is conspicuous, and in addition, the gradation of the shadow part and highlight part is insufficient, You will feel unsatisfactory with the reality and power of the displayed image.
また、映画やゲーム等で使用されるCG(Computer Graphics)では、人間の視覚に近い輝度ダイナミックレンジや階調特性を表示データ(以下、HDR(High Dynamic Range)表示データという)に持たせて描写のリアリティを追求する動きが主流になりつつある。ところが、それを表示するディスプレイ装置の性能が不足しているため、CGコンテンツが本来有する表現力を充分に発揮できないという課題がある。
さらに、次期OS(Operating System)においては、16ビット色空間の採用が予定されており、現在の8ビット色空間と比較してダイナミックレンジや階調数が飛躍的に増大する。そのため、16ビット色空間を生かすことができる高ダイナミックレンジ、高階調の電子ディスプレイ装置の実現への要求が高まると予想される。
表示装置の中でも、液晶プロジェクタ等の投射型画像表示装置(プロジェクタ)は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティや迫力を再現する上で効果的な表示装置である。この分野では上記の問題を解決するために、以下に述べる提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。
In CG (Computer Graphics) used in movies, games, etc., the display data (hereinafter referred to as HDR (High Dynamic Range) display data) has a luminance dynamic range and gradation characteristics close to human vision. The movement to pursue reality is becoming mainstream. However, since the performance of the display device that displays it is insufficient, there is a problem that the expressive power inherent in the CG content cannot be fully exhibited.
Furthermore, in the next OS (Operating System), adoption of a 16-bit color space is planned, and the dynamic range and the number of gradations are dramatically increased as compared with the current 8-bit color space. Therefore, it is expected that there will be an increasing demand for realizing a high dynamic range and high gradation electronic display device that can make use of the 16-bit color space.
Among display devices, a projection-type image display device (projector) such as a liquid crystal projector is capable of displaying on a large screen and is an effective display device for reproducing the reality and power of a display image. In this field, in order to solve the above problems, the following proposal has been made (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載の投射型画像表示装置は、第1光変調素子により第1の方向に反射された光が第2光変調素子を介して光合成手段に入射され、第1光変調素子により第2の方向に反射された光が光合成手段に直接入射されることにより、光の利用効率を向上させ、輝度の拡大及び階調性能の改善の両方を実現している。
しかしながら、上記の特許文献1に記載の投射型画像表示装置は、分離した2つの光の経路を合成する光学系を内蔵することで装置構成が複雑化してしまう。そこで、従来の投射型画像表示装置における装置構成を複雑化させること無く、輝度の拡大及び階調性能を改善することのできる技術の提供が望まれている。
However, the projection-type image display device described in
加えて、例えばPBS(PolarizedBeamSplitter)等の偏光光学系として、ワイヤーグリッド型の偏光分離素子を用いた場合、例えば、短冊形状のアルミ部を有する平行平板によって構成されるワイヤーグリッド型の偏光分離素子を光が透過する際にR光、G光及びB光が分光してしまうことにより、R光学像、G光学像及びB光学像を投射する倍率にばらつきが生じてしまい、所謂、倍率色収差が発生してしまうという技術的な問題点がある。 In addition, for example, when a wire grid type polarization separation element is used as a polarization optical system such as PBS (Polarized Beam Splitter), for example, a wire grid type polarization separation element constituted by parallel flat plates having strip-shaped aluminum portions is used. When the light is transmitted, the R light, the G light, and the B light are dispersed, resulting in variations in the magnification for projecting the R optical image, the G optical image, and the B optical image, and so-called lateral chromatic aberration is generated. There is a technical problem.
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、倍率色収差の発生を効果的に低減可能である電気光学装置、該電気光学装置を備えるプロジェクタを提供することを課題とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an electro-optical device that can effectively reduce the occurrence of chromatic aberration of magnification and a projector including the electro-optical device.
(電気光学装置)
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、光源からの光を変調する光変調素子と、入力画像情報を色情報と輝度情報とに分離する信号分離部と、前記色情報に基づいて、複数の色変調光にそれぞれ対応した複数の光学像を、複数の所定周期でそれぞれ射出するように前記光変調素子を駆動する駆動手段と、前記複数の光学像に対して、前記輝度情報に基づく輝度変調を行う輝度変調素子と、前記光変調素子と前記輝度変調素子との間で、前記複数の光学像を中継するリレー光学系と、グリッド偏光子を含むと共に前記複数の光学像の偏光状態を変化する偏光光学系と、配向膜をそれぞれ有する一対の基板の間に、前記配向膜によって垂直に配向された液晶分子からなる垂直配向型液晶が挟持されており、前記液晶分子を傾斜させることで、前記複数の光学像をそれぞれ屈折可能な液晶素子と、前記液晶分子の傾斜角度を前記複数の所定周期の中の1つで変化させるように前記液晶素子を制御する制御手段とを備える。
(Electro-optical device)
In order to solve the above problems, an electro-optical device of the present invention is based on a light modulation element that modulates light from a light source, a signal separation unit that separates input image information into color information and luminance information, and the color information. Driving means for driving the light modulation element so as to emit a plurality of optical images respectively corresponding to the plurality of color-modulated lights at a plurality of predetermined periods, and the luminance information for the plurality of optical images. A luminance modulation element that performs luminance modulation based on the above, a relay optical system that relays the plurality of optical images between the light modulation element and the luminance modulation element, a grid polarizer, and the plurality of optical images A vertically aligned liquid crystal composed of liquid crystal molecules vertically aligned by the alignment film is sandwiched between a polarizing optical system that changes the polarization state and a pair of substrates each having an alignment film, and the liquid crystal molecules are tilted. Make And a liquid crystal element capable of refracting each of the plurality of optical images, and a control means for controlling the liquid crystal element so as to change an inclination angle of the liquid crystal molecules at one of the plurality of predetermined periods. .
本発明の電気光学装置によれば、光変調素子によって、光源からの光が変調される。信号分離部によって、入力画像情報が色情報と輝度情報とに分離される。駆動手段によって、色情報に基づいて、複数の色変調光にそれぞれ対応した複数の光学像が、複数の所定周期でそれぞれ射出するように前記光変調素子が駆動される。輝度変調素子によって、複数の光学像に対して、輝度情報に基づく輝度変調が行われる。リレー光学系によって、光変調素子と輝度変調素子との間で、複数の光学像が中継される。偏光光学系は、グリッド偏光子を含むと共に複数の光学像の偏光状態を変化させる。グリッド偏光子としては、典型的には、ワイヤーグリッドを挙げることができる。これにより、輝度情報に、ブランキング期間を挿入すること可能であり、映像中のオブジェクトが動く際に、オブジェクトの縁部の階調が低下してぼんやりと表示されることを防止又は抑制することが可能である。 According to the electro-optical device of the present invention, the light from the light source is modulated by the light modulation element. The input image information is separated into color information and luminance information by the signal separation unit. Based on the color information, the light modulating element is driven by the driving means so that a plurality of optical images respectively corresponding to the plurality of color modulated lights are emitted at a plurality of predetermined periods. The luminance modulation element performs luminance modulation based on luminance information on the plurality of optical images. A plurality of optical images are relayed between the light modulation element and the luminance modulation element by the relay optical system. The polarization optical system includes a grid polarizer and changes the polarization state of a plurality of optical images. A typical example of the grid polarizer is a wire grid. As a result, it is possible to insert a blanking period in the luminance information, and when the object in the video moves, the gradation of the edge of the object is lowered and is prevented or suppressed from being blurredly displayed. Is possible.
液晶素子は、配向膜をそれぞれ有する一対の基板の間に、配向膜によって垂直に配向された液晶分子からなる垂直配向型液晶を挟持しており、この液晶分子を傾斜させることで、複数の光学像をそれぞれ屈折可能である。制御手段は、液晶分子の傾斜角度を所定周期で変化させるように液晶素子を制御する。 In a liquid crystal element, a vertical alignment type liquid crystal composed of liquid crystal molecules vertically aligned by an alignment film is sandwiched between a pair of substrates each having an alignment film. Each image can be refracted. The control means controls the liquid crystal element so as to change the tilt angle of the liquid crystal molecules at a predetermined period.
これにより、垂直配向型の液晶素子における液晶分子の傾斜角を、これら複数の光学像のそれぞれに対して変化させることができる。これにより、グリッド偏光子を含む偏光光学系を光が透過する際に複数の光学像がそれぞれ分光した場合、垂直配向型の液晶素子において、複数の光学像のそれぞれの屈折率を変化させることができるので、倍率色収差の発生を効果的に防止することができる。以上の結果、高コントラストの実現、ダイナミックレンジの向上、多階調化、及び色再現範囲の拡大を実現可能である。 Thereby, the inclination angle of the liquid crystal molecules in the vertical alignment type liquid crystal element can be changed with respect to each of the plurality of optical images. Thus, when light is transmitted through a polarizing optical system including a grid polarizer, when each of the plurality of optical images is dispersed, the refractive index of each of the plurality of optical images can be changed in a vertically aligned liquid crystal element. Therefore, the occurrence of lateral chromatic aberration can be effectively prevented. As a result, it is possible to realize high contrast, improve the dynamic range, increase the number of gradations, and expand the color reproduction range.
仮に、上述した液晶素子を用いることなく、例えばワイヤーグリッド等のグリッド偏光子を含む偏光光学系を用いた場合、例えば、短冊形状のアルミ部を有する平行平板によって構成されるグリッド偏光子を光が透過する際に、例えばR光、G光及びB光等を含む白色光が色毎に分光してしまうことにより、例えばR光学像、G光学像及びB光学像等の複数の光学像を投射する倍率にばらつきが生じてしまい、所謂、倍率色収差が発生してしまうという技術的な問題点がある。 For example, when a polarizing optical system including a grid polarizer such as a wire grid is used without using the liquid crystal element described above, for example, light is transmitted through a grid polarizer configured by parallel flat plates having strip-shaped aluminum portions. When transmitting, white light including, for example, R light, G light, and B light is dispersed for each color, thereby projecting a plurality of optical images such as an R optical image, a G optical image, and a B optical image, for example. There is a technical problem that variation occurs in the magnification and so-called chromatic aberration of magnification occurs.
本発明の電気光学装置の一の態様では、前記駆動手段は、時分割された複数の光学像を、前記複数の所定周期でそれぞれ射出するように前記光変調素子を駆動し、前記輝度変調素子は、前記時分割された複数の光学像に対して、前記輝度変調を行い、前記制御手段は、前記時分割された複数の光学像にそれぞれ対応して前記液晶分子の傾斜角度を変化させるように前記液晶素子を制御する。
この態様によれば、垂直配向型の液晶素子における液晶分子の傾斜角を、これら時分割された複数の光学像に対して、高精度に変化させることができるので、倍率色収差の発生をより効果的に防止することができる。
In one aspect of the electro-optical device of the present invention, the driving unit drives the light modulation element so as to emit a plurality of time-divided optical images at the plurality of predetermined periods, and the luminance modulation element. Performs the luminance modulation on the plurality of time-divided optical images, and the control means changes the tilt angle of the liquid crystal molecules corresponding to each of the plurality of time-divided optical images. The liquid crystal element is controlled.
According to this aspect, the tilt angle of the liquid crystal molecules in the vertical alignment type liquid crystal element can be changed with high accuracy with respect to the plurality of time-divided optical images. Can be prevented.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記液晶素子は、複数の第1画素が配列されてなる第1画素領域を有すると共に、前記第1画素毎に印加される電圧を変化させることで、前記液晶分子の傾斜角度を変化させる。
この態様によれば、垂直配向型の液晶素子における液晶分子の傾斜角を、複数の光学像に対して、複数の第1画素毎に変化させることができるので、光学像の部分毎に倍率色収差の発生をより効果的に防止することができる。
In another aspect of the electro-optical device according to the aspect of the invention, the liquid crystal element has a first pixel region in which a plurality of first pixels are arranged, and changes a voltage applied to the first pixels. The tilt angle of the liquid crystal molecules is changed.
According to this aspect, the tilt angle of the liquid crystal molecules in the vertical alignment type liquid crystal element can be changed for each of the plurality of first pixels with respect to the plurality of optical images. Can be more effectively prevented.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光変調素子及び前記輝度変調素子は、反射型の液晶ライトバルブからそれぞれ構成される。
この態様によれば、2種類の液晶ライトバルブによって、色情報と輝度情報との両方を別々に制御する2変調方式を簡便に実現できる。加えて、光学系の光学設計の簡便化、並びに、光学系の寸法の省空間化を実現できると共に、3板式の光学系と比較して製造コストを低減可能である。
In another aspect of the electro-optical device of the present invention, each of the light modulation element and the luminance modulation element includes a reflective liquid crystal light valve.
According to this aspect, it is possible to easily realize a two-modulation method that separately controls both color information and luminance information by using two types of liquid crystal light valves. In addition, simplification of the optical design of the optical system and space saving of the dimensions of the optical system can be realized, and the manufacturing cost can be reduced as compared with a three-plate optical system.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記駆動手段は、前記複数の光学像として、R色変調光に対応したR光学像、G色変調光に対応したG光学像、及びB色変調光に対応したB光学像を、R周期、G周期及びB周期でそれぞれ射出するように前記光変調素子を駆動し、前記輝度変調素子は、前記R光学像、前記G光学像及び前記B光学像に対して、前記輝度変調を行い、前記制御手段は、前記R周期、前記G周期及び前記B周期にそれぞれ対応して前記液晶分子の傾斜角度を変化させるように前記液晶素子を制御する。
この態様によれば、垂直配向型の液晶素子における液晶分子の傾斜角を、R光学像、G光学像及びB光学像に対して、高精度なタイミング(即ち、R周期、G周期及びB周期)に変化させることができるので、倍率色収差の発生をより効果的に防止することができる。
In another aspect of the electro-optical device of the present invention, the driving unit includes, as the plurality of optical images, an R optical image corresponding to R color modulated light, a G optical image corresponding to G color modulated light, and a B color modulation. The light modulation element is driven so that a B optical image corresponding to light is emitted in an R period, a G period, and a B period, and the luminance modulation element is used for the R optical image, the G optical image, and the B optical element. The luminance modulation is performed on the image, and the control unit controls the liquid crystal element so as to change the tilt angle of the liquid crystal molecules corresponding to the R period, the G period, and the B period, respectively.
According to this aspect, the tilt angle of the liquid crystal molecules in the vertical alignment type liquid crystal element is set to a highly accurate timing (that is, the R period, the G period, and the B period with respect to the R optical image, the G optical image, and the B optical image). ), The occurrence of lateral chromatic aberration can be more effectively prevented.
上述した光変調素子及び輝度変調素子に係る態様では、前記光変調素子は、前記R光学像、前記G光学像及び前記B光学像にそれぞれ対応した3つのサブ画素を含む複数の第2画素が配列されてなる第2画素領域を有すると共に、前記輝度変調素子は、前記第2画素にそれぞれ対応した第2変調領域を有するようにしてよい。
このように構成すれば、光変調素子の画素構造に対して、輝度変調素子の画素構造が単純化されるため、輝度変調素子における製造コストを低減することができる。
In the aspect related to the light modulation element and the luminance modulation element described above, the light modulation element includes a plurality of second pixels including three sub-pixels corresponding to the R optical image, the G optical image, and the B optical image, respectively. The luminance modulation element may have a second modulation area corresponding to each of the second pixels.
With this configuration, the pixel structure of the luminance modulation element is simplified with respect to the pixel structure of the light modulation element, so that the manufacturing cost of the luminance modulation element can be reduced.
更に、上述した光変調素子及び輝度変調素子に係る態様では、前記輝度変調素子は、前記第2変調領域として、前記サブ画素にそれぞれ対応した変調領域を有するようにしてよい。
このように構成すれば、輝度変調素子は、光変調素子と同様の画素構成を有するため、光変調素子における製造工程を大きく変更することなく輝度変調素子を製造できる。よって、輝度変調素子用として特別な構造の光学素子を用いる必要が無くなるので、製造コストの上昇を抑制することができる。
Further, in the aspect related to the light modulation element and the luminance modulation element described above, the luminance modulation element may have a modulation area corresponding to each of the sub-pixels as the second modulation area.
If comprised in this way, since a brightness | luminance modulation element has the pixel structure similar to a light modulation element, a brightness | luminance modulation element can be manufactured, without changing the manufacturing process in a light modulation element largely. Therefore, it is not necessary to use an optical element having a special structure for the luminance modulation element, so that an increase in manufacturing cost can be suppressed.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記リレー光学系は、倍率調整機構及び焦点調整機構のうち少なくとも一方を含む。
この態様によれば、リレー光学系に含まれる倍率調整機構及び焦点調整機構の少なくとも一方の作用により、電気光学装置の光学系内の光路や光軸上の各構成要素の位置関係に多少のズレが生じたとしても、光学像を拡大或いは縮小することで、光変調素子で合成された光学像を、輝度変調素子上に結像することができる。
In another aspect of the electro-optical device of the present invention, the relay optical system includes at least one of a magnification adjustment mechanism and a focus adjustment mechanism.
According to this aspect, due to the action of at least one of the magnification adjustment mechanism and the focus adjustment mechanism included in the relay optical system, the optical path in the optical system of the electro-optical device and the positional relationship of each component on the optical axis are slightly shifted. Even if this occurs, an optical image synthesized by the light modulation element can be formed on the luminance modulation element by enlarging or reducing the optical image.
上述したリレー光学系に係る態様では、前記焦点調整機構は、前記複数の光学像を前記輝度変調素子の光入射面上で結像させるようにしてよい。
このように構成すれば、焦点調整機構により光変調素子により変調された光学像が輝度変調素子に結像された状態で入射されるので、モアレの発生を低減することができる。
In the aspect related to the relay optical system described above, the focus adjustment mechanism may form the plurality of optical images on the light incident surface of the luminance modulation element.
With this configuration, since the optical image modulated by the light modulation element by the focus adjustment mechanism is incident on the luminance modulation element, incidence of moire can be reduced.
(プロジェクタ)
本発明のプロジェクタは上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、各種の態様を含む)と、前記光を出射する光源と、前記複数の光学像を投射する投射光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
本発明のプロジェクタによれば、上述した本発明の電気光学装置と概ね同様にして、本発明のプロジェクタにおいて、倍率色収差の発生を効果的に防止することができる。
なお、本発明のプロジェクタにおいても、上述した本発明の電気光学装置についての各種態様と同様の態様を適宜採ることが可能である。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する、発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
(projector)
In order to solve the above-described problems, a projector according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention (including various aspects), a light source that emits the light, and projection optics that projects the plurality of optical images. And a projector.
According to the projector of the present invention, it is possible to effectively prevent the occurrence of lateral chromatic aberration in the projector of the present invention in substantially the same manner as the electro-optical device of the present invention described above.
Note that the projector of the present invention can appropriately adopt the same aspects as the various aspects of the electro-optical device of the present invention described above.
The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
(第1実施形態)
(電気光学装置の光学系の基本構成)
次に、本実施形態に係る電気光学装置の光学系における基本構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに、図1は、本実施形態に係る電気光学装置の光学系における基本構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
(Basic configuration of optical system of electro-optical device)
Next, a basic configuration of the optical system of the electro-optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the optical system of the electro-optical device according to this embodiment.
図1に示されるように、例えばプロジェクタ等の電気光学装置1の光学系は、装置本体1A、投射レンズ4及びスクリーンSを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the optical system of the electro-
装置本体1Aは、光源部10と、色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20、ワイヤーグリッドWG1を有する偏光分離素子30、ダイクロイックプリズム35、リレーレンズ40、垂直配向型液晶パネル50、ワイヤーグリッドWG2を有する偏光分離素子60、並びに、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70を備えて構成されている。
このうち、液晶ライトバルブ20は、図1に示すように、光源11が発する赤色光(以下、「R光」と称す)、緑色光(以下、「G光」と称す)、及び青色光(以下、「B光」と称す)それぞれに対応する、R光用ライトバルブ20R、G光用ライトバルブ20G及びB光用ライトバルブ20Bを含む。また、偏光分離素子30は、前記R光、G光及びB光のそれぞれに対応する、偏光分離素子30R、偏光分離素子30G及び偏光分離素子30Bを含む。
The apparatus main body 1A includes a light source unit 10, a reflective liquid crystal
Among these, as shown in FIG. 1, the liquid crystal
光源部10は、光源11と、第1、第2フライアレイレンズ13a、13bと、偏光変換素子14とを備えている。また、光源11は、R光、G光及びB光を含む白色光を射出するものである。光源11は、光を射出する高圧水銀ランプ11aと、高圧水銀ランプ11aから射出された光を反射させるリフレクタ(反射部)11bとを備えている。高圧水銀ランプ11aは、赤色光、緑色光、青色光を含む白色光を射出するランプである。
The light source unit 10 includes a light source 11, first and second
第1及び第2フライアレイレンズ13a及び13bは、高圧水銀ランプ11aから射出された光の照度分布を均一化するレンズである。偏光変換素子14は、均一化された不定偏光状態の光を後述する色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20及び輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70に入射可能な特定の偏光方向の光に変換する素子である。また、偏光変換素子14は、例えば、PBSアレイと、1/2波長板とで構成されており、ランダム偏光を特定の直線偏光に変換するものである。
なお、光源11から発せられた前記白色光は、第1・色分離素子9Aにおいて、R光と、G光及びB光を含む光に分離され、第2・色分離素子9Bにおいて、G光とB光とに分離される。
The first and second
The white light emitted from the light source 11 is separated into R light and light including G light and B light in the first /
色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20は、表面上に反射画素電極をマトリクス状に形成したシリコン基板と透明電極を形成した透明基板とをスペーサを介して対向配置し、その間に液晶が封入されている。シリコン基板には、反射画素電極を駆動するための駆動回路も形成されている。これら2つの基板の表面には液晶を所定の方向に配向するための配向膜が形成されている。外部からの色データ(即ち、色情報)に基づいて反射型の液晶ライトバルブ20を駆動すると、液晶分子の配列が変調信号に応じて変化し、それに伴って入射光束の偏光状態が変化する。
偏光分離素子30を透過した光は、反射型の液晶ライトバルブ20で偏光状態に変調を受けて反射され、偏光分離素子30に入射した光束のうち、例えばS偏光成分及びP偏光成分のうちS偏光成分(即ち、色変調を受けた光成分)は全反射されてリレーレンズ40、垂直配向型液晶パネル50、偏光分離素子60を経て、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70上に結像される。
The reflective liquid crystal
The light transmitted through the polarization separation element 30 is modulated and reflected in the polarization state by the reflective liquid crystal
偏光分離素子30は、ワイヤーグリッドWG1を有すると共に、例えば、偏光ビームスプリッタ(PolarizedBeamSplitter:以下、適宜、「PBS」と称す)アレイと1/2波長板等とから構成されており、光源から出射された不定偏光状態の光束を後段の光学系で利用できるように振動方向が一方向に揃った偏光に変換する。
ワイヤーグリッドWG1は、本発明に係るグリッド偏光子の一具体例を構成する。図2は、本実施形態に係る偏光分離素子に設けられたグリッド偏光子の一具体例であるワイヤーグリッドを模式的に示した平面図(図2(a))、及びH1−H1’に沿った断面図(図2(b))である。なお、図2中のX軸、Y軸及びZ軸は共通である。図2(a)及び図2(b)に示されるように、本実施形態に係る偏光分離素子30は、ワイヤーグリッド301及び導電線301aを備えて構成されている。本実施形態に係るワイヤーグリッド301は、ガラス等の透明基板に、アルミニウム、銀、Cr等の金属からなり一定周期で平行に配置された直線格子状の導電線301aから構成されてよい。その導電線301aの配置周期は0.3μm以下、導電線301aの格子のデューティ比が0.1〜0.3、導電線301aの格子の溝深さが0.05から0.4μmに設定されてよい。
The polarization separation element 30 includes a wire grid WG1 and includes, for example, a polarization beam splitter (Polarized Beam Splitter: hereinafter referred to as “PBS”) array, a half-wave plate, and the like, and is emitted from a light source. The light beam in the indefinite polarization state is converted into polarized light whose vibration direction is aligned in one direction so that it can be used in the subsequent optical system.
The wire grid WG1 constitutes a specific example of the grid polarizer according to the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing a wire grid which is a specific example of a grid polarizer provided in the polarization separation element according to the present embodiment (FIG. 2A), and along H1-H1 ′. FIG. 2 is a cross-sectional view (FIG. 2B). Note that the X, Y, and Z axes in FIG. 2 are common. As shown in FIGS. 2A and 2B, the polarization separation element 30 according to this embodiment includes a
このようなワイヤーグリッド301は、ランダム偏光(即ち、自然偏光)の光を入射させると、ワイヤーグリッド301の導電線301aに沿った方向に平行に振動する電界ベクトルを保持する偏光成分を反射し、導電線301aに沿った方向に直交に振動する偏光成分を透過させる。光がワイヤーグリッド301を透過することで、その導電線301aに沿った方向に直交する偏光方向を有する直線偏光を得ることができる。
Such a
ダイクロイックプリズム35は、偏光分離素子30(=30R,30G,30B)を透過し、液晶ライトバルブ20(=20R,20G,20B)で色変調を受けたR光、G光及びB光をリレーレンズ40へ向けて進行させる。
The
リレーレンズ40は、開口絞りに対して略対称に配置された前段レンズ群、後段レンズ群からなる等倍結像レンズである。リレーレンズ40は、前段レンズ群、後段レンズ群は、複数の凸レンズ及び凹レンズを含んで構成されているが、レンズの形状、大きさ、配置間隔及び枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜変更される。このような構成に基づいて、リレーレンズ40は、上記の色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20で合成された光学像(光)を、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70に中継する。
特に、リレーレンズ40は、倍率調整機構及び焦点調整機構を含んでいる。なお、リレーレンズ40は、倍率調整機構及び焦点調整機構のいずれか一方を含む構成であってもよい。この倍率調整機構及び焦点調整機構は、例えば上記の凸レンズ及び凹レンズの形状や曲率を適宜設定することで種々に構成される。この構成により、電気光学装置1の光学系内の光路や光軸上の各構成要素の位置関係に多少のズレが生じたとしても、倍率調整機構により光学像を拡大或いは縮小することで、色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20で合成された光学像(光)を、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70上に結像することができる。
The
In particular, the
垂直配向型の液晶パネル50は、当該液晶パネル50に封入された液晶層の液晶分子のチルト角を変化させることで、光が当該液晶パネル50を透過する際の屈折率を変化させ、倍率色収差の発生を効果的に防止する。なお、この垂直配向型の液晶パネル50の詳細については、後述される。
The vertical alignment type
偏光分離素子60は、上述の偏光分離素子30と概ね同様の構成であって、ワイヤーグリッドWG2を有すると共に、例えば、偏光ビームスプリッタ(PBS)アレイと1/2波長板等とから構成されており、光源から出射された不定偏光状態の光束を後段の光学系で利用できるように振動方向が一方向に揃った偏光に変換する。
The
輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70は、上述した色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20と概ね同様の構成であって、表面上に反射画素電極をマトリクス状に形成したシリコン基板と透明電極を形成した透明基板とをスペーサを介して対向配置し、その間に液晶が封入されている。シリコン基板には、反射画素電極を駆動するための駆動回路も形成されている。これら2つの基板の表面には液晶を所定の方向に配向するための配向膜が形成されている。外部からの輝度データ(即ち、輝度情報)に基づいて反射型の液晶ライトバルブ70を駆動すると、液晶分子の配列が変調信号に応じて変化し、それに伴って入射光束の偏光状態が変化する。光は、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70で偏光状態に変調を受けて反射され、偏光分離素子60に入射した光束のうち、例えばS偏光成分(輝度変調を受けた光成分)は全反射されて投射レンズ4を経てスクリーンS上に拡大投射される。
The reflection-type liquid crystal
特に、例えばプロジェクタ等の電気光学装置1は、色情報(又は色データ)と輝度情報(又は輝度データ)との両方を別々に独立して制御して変調し、色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20から射出された光学像を、リレーレンズ40を介して輝度変調用の液晶ライトバルブ70に中継し、重畳して輝度変調を行うことにより画像を生成することができる。これにより、色情報の色変調の影響による輝度情報を変調する際の変調範囲の狭くなることを抑制可能であると共に、輝度情報の輝度変調の影響による色情報を変調する際の変調範囲の狭くなることを抑制可能である。この結果、プロジェクタ等の電気光学装置1から投射される画像を高輝度ダイナミックレンジであって且つ高階調数を備えた画質に変換することができる。
In particular, the electro-
(電気光学装置の制御装置の基本構成)
次に、本実施形態に係る電気光学装置の制御装置における基本構成について、図3を参照して説明する。ここに、図3は、本実施形態に係る電気光学装置の制御装置における基本構成を示すブロック図である。
(Basic configuration of control device for electro-optical device)
Next, a basic configuration of the control device of the electro-optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the basic configuration of the control device for the electro-optical device according to this embodiment.
図3において、本実施形態に係る電気光学装置の制御装置100は、インターフェイス101、YC分離回路102、Y処理回路103、C処理回路104、駆動制御回路105、106及び107、制御回路108、ROM109、制御対象としての輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70、制御対象としての色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20、並びに、制御対象としての垂直配向型液晶パネル50を備えて構成されている。なお、色変調用の反射型の液晶ライトバルブ(所謂、C変調素子)20によって、本発明に係る光変調素子の一例が構成されている。輝度変調用の反射型の液晶ライトバルブ(所謂、Y変調素子)70によって、本発明に係る輝度変調素子の一例が構成されている。垂直配向型液晶パネル50によって、本発明に係る液晶素子の一例が構成されている。制御回路108によって、本発明に係る制御手段の一例が構成されている。駆動制御回路106によって、本発明に係る駆動手段の一例が構成されている。なお、駆動制御回路105、106及び107は一つの回路にまとめられていてもよい。
3, the
例えばHDR(HighDynamicRange)映像信号等の入力映像データは、インターフェース101を経由して、YC分離回路102に入力される。YC分離回路102では、例えば入力された入力映像データに含まれる画素値(例えばX0)に基づいて、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70を駆動制御するための制御値(即ち、輝度データ)と、色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20を駆動制御するための制御値(即ち、色データ)を算出する処理を行う。YC分離回路102で算出された輝度変調用の液晶ライトバルブ70の制御値は、駆動制御回路105内の輝度用のフレームメモリに格納される。加えて、色変調用の液晶ライトバルブ20の制御値は、駆動制御回路106内の色用のフレームメモリに格納される。なお、輝度データによって、本発明に係る輝度情報の一例が構成されている。また、色データによって、本発明に係る色情報の一例が構成されている。
For example, input video data such as an HDR (High Dynamic Range) video signal is input to the
駆動制御回路105によって、フレームメモリに格納された制御値に基づいて、輝度変調用の液晶ライトバルブ70に駆動信号が供給される。加えて、駆動制御回路106によって、フレームメモリに格納された制御値に基づいて、色変調用の液晶ライトバルブ20に駆動信号が供給される。このように、輝度変調用の液晶ライトバルブ70及び色変調用の液晶ライトバルブ20を駆動することで、輝度ダイナミックレンジの広い画像を含む映像を表示することができる。
The
制御回路108は、所謂、フレーム切換信号やフィールド切換信号を出力可能に構成され、R光学像を射出するためのR用の周期Tr、G光学像を射出するためのG用の周期Tg及びB光学像を射出するためのB用の周期Tbに対応して、垂直配向型の液晶パネル50の各画素に印加される電圧を変化させる各種の制御信号を出力する。なお、この制御回路108の詳細な動作原理については後述される。
The
ROM109には、垂直配向型液晶パネル50の各画素に印加される印加電圧の基準値を補正する値である補正値Dr、Dg及びDbがそれぞれ格納され、制御回路108と入出力可能に構成されている。なお、これらの補正値Dr、Dg及びDbについては後述される。
The
(透過型の垂直配向型液晶パネル)
次に、垂直配向型の液晶パネル50について説明する。ここに、図4は、本実施形態に係る液晶パネルの全体構成図(図4(a))及び、当該図4(a)のH−H’線に沿う断面構成図(図4(b))である。図5は、本実施形態に係る液晶パネルの構成を示す説明図である。
液晶パネル50は、図4に示すように、互いに対向して配置された対向基板51とTFTアレイ基板52とを備え、シール材33を介して両者を貼り合わせた構成である。対向基板51、TFTアレイ基板52、及びシール材33に囲まれた領域内に、液晶層53が封入されている。液晶層53は、負の誘電率異方性を有する液晶からなり、本実施形態の液晶パネル50では、図5に示すように、液晶分子53eが配向膜52a、51bの間で所定の傾き(プレチルト角)を有して垂直配向した構成である。
(Transmission type vertical alignment type liquid crystal panel)
Next, the vertical alignment type
As shown in FIG. 4, the
液晶パネル50は、TFTアレイ基板52、対向基板51及びシール材33で区画された領域に封止された液晶層53を有している。液晶パネル50のうちシール材33の形成領域の内側には、周辺見切りとなる遮光膜35が形成されている。シール材33の外周側の角部には、TFTアレイ基板52と対向基板51との電気的導通をとるための基板間導通材57が配設されている。
The
TFTアレイ基板52のうち平面視でシール材33の形成領域の外側となる領域に、データ線駆動回路71及び外部回路実装端子75と、2個の走査線駆動回路73とが形成されている。さらに、TFTアレイ基板52の上記領域には、上記画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路73の間を接続するための複数の配線74も形成されている。データ線駆動回路71及び走査線駆動回路73をTFTアレイ基板52上に形成する代わりに、例えば、駆動用LSIが実装されたTAB(Tape Automated Bonding)基板とTFTアレイ基板52の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続してもよい。
In the
対向基板51は、図4(b)に示すように、平面的に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板(集光基板)である。対向基板51は、基板92と、樹脂層93と、カバーガラス94とを主体として構成されている。
The
基板92及びカバーガラス94は、ガラス等からなる透明基板であり、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス(青板ガラス)、クラウンガラス(白板ガラス)等からなる基板を用いることもできる。基板92の液晶層53側(図示下面側)には、複数の凹部(マイクロレンズ)95が形成されている。マイクロレンズ95は、液晶層53と反対側から基板92に入射する光を集光して液晶層53側に射出する。
The
樹脂層93は、基板92のマイクロレンズ95上に充填された樹脂材料からなる層であり、光を透過可能な樹脂材料、例えばアクリル系樹脂等を用いて形成される。樹脂層93は、基板92の一面側を覆い、マイクロレンズ95の凹状の内部を充填するように設けられている。樹脂層93の上面は平坦面とされ、かかる平坦面にカバーガラス94が貼り付けられている。
The
マイクロレンズ基板の液晶層53側の面には、遮光膜35と、共通電極97と、配向膜51bとが形成されている。遮光膜35は平面視略格子状を成してカバーガラス94上に形成されている。マイクロレンズ51aは、遮光膜35の間に位置して、液晶パネル50の画素領域(画素電極42の形成領域)に平面視で重なる領域にそれぞれ配置されている。配向膜51bは液晶層53を構成する液晶分子を基板面に対して略垂直に配向させる垂直配向膜であり、例えば、斜方蒸着により柱状構造を有して形成されたシリコン酸化物膜や、配向処理を施されたポリイミド膜等からなるものである。
A
TFTアレイ基板52は、ガラスや石英等からなる透明の基板41と、基板41の液晶層53側面に形成された画素電極42と、画素電極を駆動するTFT44と、配向膜52aとを主体として構成されている。
The
画素電極42は、例えばITO等の透明導電材料からなる平面視略矩形状の導電膜であり、図4(a)に示すように、基板41上に平面視マトリクス状に配列され、平面視でマイクロレンズ51aと重なる領域に形成されている。
TFT44は、図示を簡略化しているが、画素電極42の各々に対応して基板41上に形成されており、通常は平面視で対向基板51側の遮光膜35と重なる領域(非表示領域、遮光領域)に配置されている。
The
Although the
画素電極42を覆って形成された配向膜52aは、先の配向膜51bと同様に、斜方蒸着により形成されたシリコン酸化物膜等からなる垂直配向膜である。
配向膜52a、51bは、互いの配向方向(柱状構造物の配向方向)が平面視でほぼ平行になるように形成されており、液晶層53を構成する液晶分子53eを基板面に対して所定の傾きを有してほぼ垂直に配向させるとともに、液晶分子の53e傾き方向を基板面方向で一様なものとするべく機能する。
Similar to the
The
なお、基板41の液晶層53側の表面のうち平面視でシール材33の形成領域の内側となる領域には、画素電極42やTFT44を接続するデータ線(図示略)や走査線(図示略)が形成されている。データ線及び走査線は、平面視で遮光膜35と重なる領域に形成されている。そして、遮光膜35やTFT44、データ線、走査線によって縁取られた領域が液晶パネル50の画素領域とされる。そして、複数の画素領域が平面視マトリクス状に配列されて画像表示領域を構成している。
A data line (not shown) and a scanning line (not shown) for connecting the
特に、図5に示されるように、液晶パネル50において、液晶層53を挟持して対向する配向膜52a、51bは、例えば基板法線方向から50°程度ずれた斜め方向からシリコン酸化物を蒸着して形成されている。膜厚はいずれも40nm程度である。配向膜52aにおける配向方向と配向膜51bにおける配向方向とは互いに平行でよい。そして、配向膜52a、51bの配向規制力により、液晶分子53eは基板法線から2°〜8°程度傾いた状態で配向するとともに、液晶分子53eのダイレクタの方向(プレチルト方向P)が基板面方向で配向方向に沿った方向となるように配向している。
In particular, as shown in FIG. 5, in the
上述した制御回路によって、R光学像を射出するためのR用の周期Tr、G光学像を射出するためのG用の周期Tg及びB光学像を射出するためのB用の周期Tbに対応して、垂直配向型の液晶パネル50の各画素に印加される電圧を変化させる。典型的には、後述されるように、周期Tr、Tg及びTbは、1フレーム周期Tや1フィールド周期を3つに時分割した周期でよい。これにより、垂直配向型の液晶パネル50の液晶層53における液晶分子53eのチルト角を、R光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれに対して変化させることができる。これにより、ワイヤーグリッド型の偏光分離素子30を光が透過する際にR光学像、G光学像及びB光学像が分光した場合、垂直配向型の液晶パネル50において、R光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれの屈折率を変化させることができるので、倍率色収差の発生を効果的に防止することができる。
詳細には、液晶パネル50に封入された液晶層53は、光学的に正の一軸性を示すもので、液晶分子53eのダイレクタ方向531の屈折率が他の方向の屈折率より大きくなっている。すなわち液晶層53は、上述した図5に平均的な屈折率楕円体530を示すように、ラグビーボール型の屈折率楕円体を有するものとなっている。これにより、液晶分子53eのチルト角をR光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれに対して変化させることで、屈折率楕円体530のチルト角をR光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれに対して変化させる。この結果、垂直配向型の液晶パネル50において、R光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれの屈折率を時分割的に変化させることができる。
The control circuit described above corresponds to the R cycle Tr for emitting the R optical image, the G cycle Tg for emitting the G optical image, and the B cycle Tb for emitting the B optical image. Thus, the voltage applied to each pixel of the vertical alignment type
Specifically, the
(動作原理)
次に、本実施形態に係る垂直配向型の液晶パネルの動作原理について、図6及び図7を参照して説明する。ここに、図6は、本実施形態に係る垂直配向型の液晶パネルの動作原理を示すフローチャートである。図7は、本実施形態に係る垂直配向型の液晶パネルの各画素に印加される電圧及び当該電圧に対応した液晶分子のチルト角を示したテーブル(図7(a))及び液晶分子のチルト角の一例を図式的に示した液晶層の断面図(図7(b))である。
(Operating principle)
Next, the operation principle of the vertical alignment type liquid crystal panel according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing the operation principle of the vertical alignment type liquid crystal panel according to this embodiment. FIG. 7 is a table (FIG. 7A) showing the voltage applied to each pixel of the vertical alignment type liquid crystal panel according to the present embodiment and the tilt angle of the liquid crystal molecules corresponding to the voltage, and the tilt of the liquid crystal molecules. It is sectional drawing (FIG.7 (b)) of the liquid crystal layer which showed an example of the corner | angular diagram schematically.
図6において、本実施形態に係る垂直配向型の液晶パネルの動作が開始されると、先ず、制御回路の制御下で、周期がR光学像を射出するためのR用の周期Trであるか否かが判定される(ステップS101)。ここで、周期がR用の周期Trであると判定される場合(ステップS101:Yes)、印加電圧の基準値を補正する値として、補正値Drが適用される(ステップS102)。これにより、図7(a)及び図7(b)に示されるように、周期Trでは、液晶分子53eは、印加電圧の基準値を補正値Drで補正した電圧に対応したチルト角Prで傾斜する。
In FIG. 6, when the operation of the vertical alignment type liquid crystal panel according to the present embodiment is started, first, under the control of the control circuit, whether the period is the R period Tr for emitting the R optical image. It is determined whether or not (step S101). Here, when it is determined that the period is the R period Tr (step S101: Yes), the correction value Dr is applied as a value for correcting the reference value of the applied voltage (step S102). Accordingly, as shown in FIGS. 7A and 7B, in the period Tr, the
他方、ステップS101の判定の結果、周期がR用の周期Trであると判定される場合(ステップS101:No)、更に、制御回路の制御下で、周期がG光学像を射出するためのG用の周期Tgであるか否かが判定される(ステップS103)。ここで、周期がG用の周期Tgであると判定される場合(ステップS103:Yes)、印加電圧の基準値を補正する値として、補正値Dgが適用される(ステップS104)。これにより、図7(a)及び図7(b)に示されるように、周期Tgでは、液晶分子53eは、印加電圧の基準値を補正値Dgで補正した電圧に対応したチルト角Pgで傾斜する。
On the other hand, as a result of the determination in step S101, if it is determined that the cycle is the cycle Tr for R (step S101: No), G is further used to emit the G optical image under the control of the control circuit. It is determined whether or not it is the period Tg for use (step S103). Here, when it is determined that the period is the period Tg for G (step S103: Yes), the correction value Dg is applied as a value for correcting the reference value of the applied voltage (step S104). Thus, as shown in FIGS. 7A and 7B, in the period Tg, the
他方、ステップS103の判定の結果、周期がG用の周期Tgであると判定されない場合(ステップS103:No)、周期はB用の周期Tbであると判定されるので、印加電圧の基準値を補正する値として、補正値Dbが適用される(ステップS105)。これにより、図7(a)及び図7(b)に示されるように、周期Tbでは、液晶分子53eは、印加電圧の基準値を補正値Dbで補正した電圧に対応したチルト角Pbで傾斜する。
On the other hand, if the cycle is not determined to be the G cycle Tg as a result of the determination in step S103 (step S103: No), the cycle is determined to be the B cycle Tb. The correction value Db is applied as the value to be corrected (step S105). As a result, as shown in FIGS. 7A and 7B, in the period Tb, the
(本実施形態に係る垂直配向型の液晶パネルの作用と効果との検討)
次に、図8を参照して、本実施形態に係る垂直配向型の液晶パネルの作用と効果とについて説明する。ここに、図8は、比較例において倍率色収差が発生する原理を概念的に示した模式図(図8(a))、及び本実施形態に係る垂直配向型の液晶パネルの作用と倍率色収差の発生を防止する原理を概念的に示した模式図(図8(b))である。
図8(a)の比較例に示されるように、例えばPBS等の偏光光学系として、ワイヤーグリッド型の偏光分離素子30を用いた場合、例えば、短冊形状のアルミ部を有するワイヤーグリッドWG1によって構成されるワイヤーグリッド型の偏光分離素子30を光が透過する際にR光、G光及びB光のそれぞれの進行方向にばらつきが生じてしまうことにより、R光学像、G光学像及びB光学像を投射する倍率にばらつきが生じてしまい、所謂、倍率色収差が発生してしまうという技術的な問題点がある。
なお、倍率色収差等が発生するのは、図1に示す、リレーレンズ40の中心線CLからみて、図中左右の光学系が対称に配置されていないことにもよる。
(Examination of action and effect of vertical alignment type liquid crystal panel according to this embodiment)
Next, operations and effects of the vertical alignment type liquid crystal panel according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram (FIG. 8A) conceptually showing the principle of the occurrence of lateral chromatic aberration in the comparative example, and the action of the vertically aligned liquid crystal panel according to this embodiment and the lateral chromatic aberration. It is the schematic diagram (FIG.8 (b)) which showed the principle which prevents generation | occurrence | production conceptually.
As shown in the comparative example of FIG. 8A, when a wire grid type polarization separation element 30 is used as a polarization optical system such as PBS, for example, it is configured by, for example, a wire grid WG1 having a strip-shaped aluminum portion. When the light is transmitted through the wire grid type polarization separation element 30, variation occurs in the traveling directions of the R light, the G light, and the B light, thereby causing an R optical image, a G optical image, and a B optical image. There is a technical problem that the magnification at which the light is projected varies, and so-called lateral chromatic aberration occurs.
Note that the lateral chromatic aberration or the like is caused by the fact that the left and right optical systems in the figure are not arranged symmetrically as seen from the center line CL of the
これに対して本実施形態によれば、図8(b)に示されるように、例えば1フレーム中を時分割して入力されるR画像データ、G画像データ及びB画像データに基づいて、反射型の液晶ライトバルブ20から、R光学像、G光学像及びB光学像が、R用の周期Tr、G用の周期Tg及びB用の周期Tbごとにそれぞれ射出される。典型的には、周期Tr、Tg及びTbは、1フレーム周期Tや1フィールド周期を3つに時分割した周期でよい。
On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 8 (b), for example, reflection is performed based on R image data, G image data, and B image data input in a time-division manner within one frame. An R optical image, a G optical image, and a B optical image are emitted from the liquid crystal
このことに加えて、これらのR光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれに対して、垂直配向型の液晶パネル50の各画素に印加される電圧を変化させる。これにより、垂直配向型の液晶パネル50の液晶層53における液晶分子53eのチルト角を、R光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれに対して変化させることができる。これにより、R光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれの屈折率を変化させることができるので、前述した倍率色収差の発生を効果的に防止することができる。
In addition to this, the voltage applied to each pixel of the vertical alignment type
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図9を参照して説明する。第2実施形態は、例えばプロジェクタ等の電気光学装置1の構成が異なっている。ここに、図9は、第2実施形態に係る色変調用の反射型の液晶ライトバルブと、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブとの光学的な関係を図式的に示した外観斜視図(図9(a)及び図9(b))である。なお、以下に説明する実施形態の図面において、上述した第1実施形態と共通の構成については同一符号を付し、その説明については省略若しくは簡略化することにする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the configuration of the electro-
上記第1実施形態では、三つの液晶ライトバルブを備えた、所謂、三板方式のプロジェクタであったが、この第2実施形態では、通常は、1つの色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20を備えた1板方式の電気光学装置であることが想定される(本発明は、基本的に、どのような構成であっても、R光学像、G光学像及びB光学像のそれぞれに対応して、垂直配向型液晶パネル50の印加電圧をそれぞれ変化可能であればよい。)。
In the first embodiment, a so-called three-plate projector provided with three liquid crystal light valves is used. However, in the second embodiment, one reflective liquid crystal
第2実施形態に係る色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20により生成される光学像251は、図9(a)に示されるように複数の画素252を含む。また、各画素252は異なる色の変調光を含む複数のサブ画素253R,253G,253Bから構成される。これに対し、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70は輝度変調領域750を有し、この輝度変調領域750は複数の画素755を含んでいる。この画素755は上記の色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20に生成された光学像の各画素252に対応するもので、それぞれにおいて輝度変調が可能となっている。
The
ここで、光学像251における画素252と、輝度変調領域750における画素755とが対応するとは、ある画素252における変調光が所定の画素755に重ねられることを意味する。すなわち、光源部10の光について色変調と輝度変調とを重ねて行うことができる。このように輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70の輝度変調領域750の画素構造にてサブ画素を無くすことで画素構造を簡略化し、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70のコスト低減している。すなわち、電気光学装置1自体の低コスト化を実現できる。
Here, the correspondence between the
あるいは、図9(b)に示されるように輝度変調領域750における画素755が色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20の画素251と同一構成であってもよい。すなわち、輝度変調領域750における画素755は三つのサブ画素755R、755G、及び755Bを備えている。このように、電気光学装置1の色変調用の反射型の液晶ライトバルブ20における製造工程を大きく変更することなく輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70を製造できる。よって、輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ70として特別な構造の液晶表示素子を用いる必要が無く、コスト上昇を防止できる。
Alternatively, as shown in FIG. 9B, the
以上述べたように、第1実施形態の電気光学装置1について、高輝度ダイナミックレンジであって且つ高階調数を備えた画質に変換することができる。
As described above, the electro-
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態ではプロジェクタとして反射型の液晶ライトバルブを備えたものについて説明したが、本発明は透過型の液晶ライトバルブを備えたプロジェクタについても適用可能である。また、DLP(DigitalLightProcessing、商標)方式のプロジェクタについても適用可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above embodiment, the projector provided with the reflective liquid crystal light valve has been described, but the present invention is also applicable to a projector provided with a transmissive liquid crystal light valve. The present invention can also be applied to a DLP (Digital Light Processing (trademark)) projector.
また、上記の実施形態においては、光源10として、高圧水銀ランプ11aとリフレクタ11bとを備えたものを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、光源10として、液晶装置に用いられるバックライトや、有機EL素子等の従来から照明装置として用いられるものであれば種々のものに置き換え可能である。
Moreover, in said embodiment, although what provided the high
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、該電気光学装置を備えたプロジェクタもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an electro-optical device with such a change, A projector including the electro-optical device is also included in the technical scope of the present invention.
1…電気光学装置、1A…装置本体、4…投射レンズ、10…光源部、20…色変調用の反射型の液晶ライトバルブ、30…偏光分離素子、40…リレーレンズ、50…垂直配向型液晶パネル、60…偏光分離素子、70…輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ、100…電気光学装置の制御装置、101…インターフェイス、102…YC分離回路、103…Y処理回路、104…C処理回路、105、106及び107…駆動制御回路、108…制御回路、109…ROM、S…スクリーン、WG1、WG2…ワイヤーグリッド。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
入力画像情報を色情報と輝度情報とに分離する信号分離部と、
前記色情報に基づいて、複数の色変調光にそれぞれ対応した複数の光学像を、複数の所定周期でそれぞれ射出するように前記光変調素子を駆動する駆動手段と、
前記複数の光学像に対して、前記輝度情報に基づく輝度変調を行う輝度変調素子と、
前記光変調素子と前記輝度変調素子との間で、前記複数の光学像を中継するリレー光学系と、
グリッド偏光子を含むと共に前記複数の光学像の偏光状態を変化させる偏光光学系と、
配向膜をそれぞれ有する一対の基板の間に、前記配向膜によって垂直に配向された液晶分子からなる垂直配向型液晶が挟持されており、前記液晶分子を傾斜させることで、前記複数の光学像をそれぞれ屈折可能な液晶素子と、
前記液晶分子の傾斜角度を前記複数の所定周期の中の1つで変化させるように前記液晶素子を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電気光学装置。 A light modulation element for modulating light from the light source;
A signal separation unit for separating input image information into color information and luminance information;
Driving means for driving the light modulation element so as to emit a plurality of optical images respectively corresponding to a plurality of color modulated lights at a plurality of predetermined periods based on the color information;
A luminance modulation element for performing luminance modulation on the plurality of optical images based on the luminance information;
A relay optical system that relays the plurality of optical images between the light modulation element and the luminance modulation element;
A polarization optical system including a grid polarizer and changing a polarization state of the plurality of optical images;
A vertical alignment type liquid crystal composed of liquid crystal molecules vertically aligned by the alignment film is sandwiched between a pair of substrates each having an alignment film, and the plurality of optical images can be obtained by tilting the liquid crystal molecules. A liquid crystal element that can be refracted,
An electro-optical device comprising: control means for controlling the liquid crystal element so as to change the tilt angle of the liquid crystal molecules at one of the plurality of predetermined periods.
前記輝度変調素子は、前記時分割された複数の光学像に対して、前記輝度変調を行い、
前記制御手段は、前記時分割された複数の光学像にそれぞれ対応して前記液晶分子の傾斜角度を変化させるように前記液晶素子を制御することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 The drive means drives the light modulation element to emit a plurality of time-divided optical images at the plurality of predetermined periods,
The luminance modulation element performs the luminance modulation on the plurality of time-divided optical images,
2. The electro-optical device according to claim 1, wherein the control unit controls the liquid crystal element so as to change an inclination angle of the liquid crystal molecule corresponding to each of the plurality of time-divided optical images. .
前記輝度変調素子は、前記R光学像、前記G光学像及び前記B光学像に対して、前記輝度変調を行い、
前記制御手段は、前記R周期、前記G周期及び前記B周期にそれぞれ対応して前記液晶分子の傾斜角度を変化させるように前記液晶素子を制御することを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか一項に記載の電気光学装置。 The driving means includes, as the plurality of optical images, an R optical image corresponding to R color modulated light, a G optical image corresponding to G color modulated light, and a B optical image corresponding to B color modulated light, an R period, Driving the light modulation element to emit in the G period and the B period,
The luminance modulation element performs the luminance modulation on the R optical image, the G optical image, and the B optical image,
5. The control device according to claim 1, wherein the control unit controls the liquid crystal element so as to change an inclination angle of the liquid crystal molecules corresponding to the R cycle, the G cycle, and the B cycle. The electro-optical device according to any one of the above.
前記輝度変調素子は、前記第2画素にそれぞれ対応した第2変調領域を有することを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。 The light modulation element has a second pixel region in which a plurality of second pixels including three sub-pixels corresponding to the R optical image, the G optical image, and the B optical image are arranged, and
The electro-optical device according to claim 5, wherein the luminance modulation element has a second modulation region corresponding to each of the second pixels.
前記光を出射する光源と、
前記複数の光学像を投射する投射光学系と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
The electro-optical device according to any one of claims 1 to 9,
A light source that emits the light;
A projector comprising: a projection optical system that projects the plurality of optical images.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008217670A JP2010054654A (en) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Electro-optical device and projector provided with the electro-optical device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008217670A JP2010054654A (en) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Electro-optical device and projector provided with the electro-optical device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010054654A true JP2010054654A (en) | 2010-03-11 |
Family
ID=42070673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008217670A Withdrawn JP2010054654A (en) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Electro-optical device and projector provided with the electro-optical device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010054654A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103502881A (en) * | 2011-04-28 | 2014-01-08 | 杜比实验室特许公司 | Dual LCD display with color correction to compensate for varying achromatic LCD panel drive conditions |
-
2008
- 2008-08-27 JP JP2008217670A patent/JP2010054654A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103502881A (en) * | 2011-04-28 | 2014-01-08 | 杜比实验室特许公司 | Dual LCD display with color correction to compensate for varying achromatic LCD panel drive conditions |
JP2014519051A (en) * | 2011-04-28 | 2014-08-07 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | Dual LCD display with color correction function to compensate for changing chromatic aberration correction LCD panel driving condition |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7575327B2 (en) | Image display apparatus | |
US10139669B2 (en) | Electro-optical device and electronic instrument | |
JP4158776B2 (en) | Image display device and projector | |
JP2012083513A (en) | Liquid crystal device, and electronic device | |
JP2009156898A (en) | Display device | |
JP4059233B2 (en) | Image display device and projector | |
US7319439B2 (en) | Image display device and projector | |
JP2016133633A (en) | Optical unit, projection type display device, and electronic apparatus | |
JP2006010868A (en) | Microlens array, liquid crystal display apparatus, and projection type display apparatus | |
JP4598409B2 (en) | Display device and projection display device | |
CN108496112B (en) | Projector and control method of projector | |
JP2010054654A (en) | Electro-optical device and projector provided with the electro-optical device | |
JP2013105116A (en) | Liquid crystal panel and liquid crystal projector device | |
JP2001255605A (en) | Projector | |
JP2015145934A (en) | projector | |
JP2021076734A (en) | Liquid crystal device and electronic apparatus | |
WO2000033130A1 (en) | Liquid crystal device and projection type display device using the liquid crystal device | |
US11947201B2 (en) | Liquid crystal device, display device, optical modulation module, and control method of liquid crystal device | |
JP2006330058A (en) | Projector | |
JP2009156900A (en) | Image quality conversion unit | |
JP3633361B2 (en) | Projection type LCD | |
JP6969198B2 (en) | LCD panels, projectors and electronics | |
JP2004234017A (en) | Liquid crystal device and projection display device | |
JP2001296513A (en) | Projection type liquid crystal display device | |
JP2002148617A (en) | Liquid crystal display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20111101 |