JP2018097023A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】画素シフトさせる場合に、解像度を擬似的に高めつつ、明るさの低下を抑える。
【解決手段】Ｘ方向およびＹ方向にわたってマトリクスに配列する複数の画素Ｄと、複数の画素Ｄの各々において光を透過させる開口部Ａpと、を含み、開口部Ａpを透過した出射光が視認される位置を、Ａの位置と、当該Ａの位置からＹ方向にシフトさせたＢの位置とに画素シフト素子によって切り替え、平面視したときに、奇数列の画素Ｄの開口部Ａpの重心と、当該奇数列の画素Ｄに対してＸ方向で隣り合う偶数列の画素Ａの開口部Ａpの重心とを、Ｘ方向に沿ってみたときに不揃いとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。

液晶パネルのような電気光学装置を用いて縮小画像を形成し、この縮小画像を光学系によってスクリーンに拡大投射するプロジェクター（電子機器）が普及している。
一方、画像表示装置では、ハイビジョン（１Ｋ）、４Ｋ、８Ｋなどのように高解像度化が順次進行しつつある。
プロジェクターにおいて高解像度化の要求に応えるためには、電気光学装置の画素数を増やせば良いが、単純に画素数を増やすと、電気光学装置の表示サイズが広くなるので、高コスト化を招く。このため、電気光学装置で高解像度化するためには、表示サイズが広くなるのを抑える観点から、画素ピッチを狭くする必要がある。

電気光学装置として液晶パネルを用いて、画素ピッチを狭くすると、液晶分子が基板面に沿った方向の電界の影響を受けてリバースチルトドメイン等が発生し、表示品質を低下させる、という問題がある。
そこで、近年では、スクリーンに投射される画像を、０．５画素程度シフトさせる画素シフト素子を電気光学装置とスクリーンとの間に設けて、人間に知覚される解像度を擬似的に高める技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−９１５１９号公報

しかしながら、開口率の高い電気光学装置を用いて画素シフトさせると、画素シフトの前後で開口部に重なりが生じ、解像度を擬似的に高めることができなくなる。一方で、開口率の低い電気光学装置を用いて画素シフトさせると、明るさが低下してしまう。
そこで、本発明のいくつかの態様の目的の一つは、画素シフトさせる場合であっても解像度を擬似的に高めつつ、明るさの低下を抑えた電気光学装置および電子機器を提供することにある。

上記目的の一つを達成するために、本発明の一態様に係る電気光学装置は、第１方向および第２方向にマトリクスに配列する複数の画素と、前記複数の画素の各々において光を透過または反射させる開口部と、を含み、前記開口部を透過または反射した出射光の視認位置が、第１位置と、前記第１位置から前記第１方向にシフトした第２位置とに画素シフト素子によって切り替えられ、一の画素の開口部の重心と、前記一の画素に対して前記第２方向で隣り合う画素の開口部の重心とは、前記第２方向に沿って不揃いである構成となっている。
上記一態様に係る電気光学装置によれば、画素シフト素子を用いて、画素の開口部を第１位置と第２位置とで切り替える場合に、解像度を擬似的な高めつつ、明るさの低下を抑えることができる。
なお、第１方向および第２方向とは相対的な概念である。

上記一態様に係る電気光学装置において、前記画素の開口部の重心は、当該画素の重心に対して前記第１方向に沿ってずれている構成が好ましい。この構成によれば、画素シフトによる擬似的な高解像度化と明るさの低下の抑止とを図ることできる。
上記一態様に係る電気光学装置において、一の画素の開口部に一部と、前記一の画素に対して前記第２方向で隣り合う画素の開口部の一部とが、互いに向かい合う構成としても良い。この構成によれば、より明るい表示が可能となる。
上記一態様に係る電気光学装置において、前記画素シフト素子における前記第１位置から前記第２位置までのシフト量は、前記複数の画素の配列ピッチの半分である構成が好ましい。

また、本発明の別の態様に係る電子機器は、上記一態様に係る電気光学装置の複数と、前記複数の電気光学装置の各々に対し、異なる波長帯域の光で照明する照明部と、前記複数の電気光学装置で形成された画像を合成する合成部と、前記合成部により合成された画像をスクリーンに投射する投射部と、を有し、前記画素シフト素子は、前記合成部により合成された画像を画素シフトする構成となっている。この構成によれば、スクリーンに表示画像の解像度を擬似的な高めつつ、明るさの低下を抑えることができる。

第１実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。 プロジェクターの構成を示すブロック図である。 プロジェクターにおける信号処理回路の構成を示すブロック図である。 入力される映像信号の画素配列を示す図である。 プロジェクターにおける液晶パネルの画素配列を示す図である。 プロジェクターにおける液晶パネルの画素配列を示す図である。 プロジェクターにおける画素シフトの説明図である。 プロジェクターの動作を説明するためのタイミングチャートである。 実施形態における液晶パネルの画素配列の別例を示す図である。 第２実施形態に係るプロジェクターの液晶パネルの画素配列を示す図である。 第２実施形態に係るプロジェクターの液晶パネルの画素配列を示す図である。 第３実施形態に係るプロジェクターの液晶パネルの画素配列を示す図である。 第３実施形態に係るプロジェクターの液晶パネルの画素配列を示す図である。 第３実施形態における液晶パネルの画素配列を示す図である。 比較例（その１）に係る画素配列を示す図である。 比較例（その２）に係る画素配列を示す図である。 比較例（その３）に係る画素配列を示す図である。 比較例（その４）に係る画素配列を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器の一例であるプロジェクター１の光学的な構成を示す図である。プロジェクター１は、電気光学装置の一例である液晶パネルで形成された画像を合成して拡大投射するものである。
この図に示されるように、プロジェクター１の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット２０２が設けられている。このランプユニット２０２から出射された白色光（可視光）は、内部に配置された３枚のミラー２０６、ダイクロイックミラー２０８ａおよび２０８ｂによってＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の３原色に分離されて、各原色に対応する液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ導かれる。
詳細には、ダイクロイックミラー２０８ａは、白色光のうち、Ｒの波長域の光を透過し、ＧおよびＢの波長域の光を反射し、ダイクロイックミラー２０８ｂは、ダイクロイックミラー２０８ａによって反射したＧおよびＢの波長域の光のうち、Ｂの波長域の光を透過し、Ｇ波長域の光を反射する。ここで、Ｂの光路長は、他のＲおよびＧの光路長と比較して長くなっているので、Ｂの光路の途中には光路長を補正するために、リレーレンズ２２３が設けられている。
なお、ランプユニット２０２、３枚のミラー２０６、ダイクロイックミラー２０８ａおよび２０８ｂは、Ｒ、ＧおよびＢの３原色を、それぞれに対応する液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂに導く照明部として機能することになる。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂは、それぞれライトバルブとして用いられる透過型の電気光学装置であり、液晶パネル１００Ｒは、Ｒの原色に対応し、液晶パネル１００Ｇは、Ｇの原色に対応し、液晶パネル１００Ｂは、Ｂの原色に対応する。液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの各々の詳細については後述するが、本実施形態では、それぞれ横３８４０列×縦１０８０行で画素がマトリクス状に配列し、各画素の透過率がそれぞれ変化する。これにより、液晶パネル１００Ｒからの出射光はＲ成分の画像となり、液晶パネル１００Ｇからの出射光はＧ成分の画像となり、液晶パネル１００Ｂからの出射光はＢ成分の画像となる。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの各々から出射した光は、ダイクロイックプリズム２１２に対し３方向から入射する。ダイクロイックプリズム２１２において、ＲおよびＢの光は９０度で屈折する一方、Ｇの光は直進するので、ＲおよびＢの各原色の画像が合成される。このため、ダイクロイックプリズム２１２が合成部として機能することになる。
ダイクロイックプリズム２１２の出射側には、画素シフト素子４００および投射レンズ群２１４が順番に配置する。ここで、画素シフト素子４００は、入射光に対して出射光の光軸を所定の方向にシフトして、投射される画像をずらす（画素シフトする）ものであり、投射レンズ群２１４は、投射部として機能するものであり、画素シフト素子４００を介した合成像をスクリーン３００に拡大投射するものである。

なお、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂには、ダイクロイックミラー２０８ａ、２０８ｂによって、それぞれに対応するＲ、ＧおよびＢの原色に対応する光が入射するので、直視型のようなカラーフィルターは設けられていない。
また、液晶パネル１００Ｒおよび１００Ｂの透過像は、ダイクロイックプリズム２１２により反射した後に投射されるのに対し、液晶パネル１００Ｇの透過像は、ダイクロイックプリズム２１２を直進して投射されるので、液晶パネル１００Ｒおよび１００Ｂにより形成される画像と、液晶パネル１００Ｇにより形成される画像とは、左右反転の関係にある。

図２は、プロジェクター１の電気的な構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、プロジェクター１は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂと、画素シフト素子４００と、走査制御回路５００と、信号処理回路６００と、を含む。

信号処理回路６００には、図示省略された上位装置から映像信号Ｖid-inが供給される。この映像信号Ｖid-inは、１フレームの画像を、横３８４０列×縦２１６０行で配列する画素で規定するとともに、１画素の階調を、例えばＲＧＢの各８ビット（計２４ビット）で規定するデジタルデータである。
なお、映像信号Ｖid-inは、同期信号Ｓyncに含まれる垂直走査信号、水平走査信号およびドットクロック信号（いずれも図示省略）にしたがった走査の順番で供給される。また、ここでいう１フレームとは、１画像を表示する期間であり、同期信号Ｓyncに含まれる垂直走査信号で規定される垂直走査期間をいう。本実施形態では、例えば横３８４０列×縦２１６０行で画素配列の１画像を視認可能に表示させる期間であり、後述のように１フレームは複数のフィールドで構成される。

映像信号Ｖid-inで規定される画像の解像度は、横３８４０列×縦２１６０行（４Ｋ２Ｋ）であるのに対し、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの各々の解像度は、それぞれ縦が半分の横３８４０列×縦１０８０行（４Ｋ１Ｋ）である。
そこで、本実施形態では、１フレームの期間を複数のフィールドの期間に分割するとともに、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂによる合成像を、例えば奇数フィールドにおいて、画素シフト素子４００で画素シフトさせないで投射する一方、偶数フィールドにおいて、画素シフト素子４００で画素シフトさせて投射して、縦方向の解像度を擬似的に倍にする構成としている。

走査制御回路５００は、上記上位装置から供給された同期信号Ｓyncに同期して、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂと、画素シフト素子４００と、信号処理回路６００とをそれぞれ制御する。
特に走査制御回路５００は、制御信号Ａ／Ｂにより画素シフト素子４００による画素シフトを制御する。具体的には、走査制御回路５００は、画素シフト素子４００に対し、奇数フィールドでは画素シフトをさせず、偶数フィールドでは画素シフトさせるように制御する。

信号処理回路６００は、詳細については後述するが、映像信号Ｖid-inを処理して、奇数フィールドおよび偶数フィールド用のデータ信号Ｖ-Rを液晶パネル１００Ｒに、データ信号Ｖ-Gを液晶パネル１００Ｇに、データ信号Ｖ-Bを液晶パネル１００Ｂに、それぞれ供給する。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂは、入射する光の色が異なるだけで、その構成は互いに同一である。そこで、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂについては、液晶パネル１００Ｒで代表して説明することにする。

液晶パネル１００Ｒは、透光性を有する素子基板１００ａと対向基板１００ｂとが一定の間隙を保って貼り合わせられるとともに、この間隙に、ＶＡ型の液晶１０５が挟持された構成となっている。
素子基板１００ａのうち、対向基板１００ｂとの対向面には、１０８０行の走査線１１２が図においてＸ方向（横方向、左右方向）に沿って設けられる一方、３８４０列のデータ線１１４が、Ｙ方向（縦方向、上下方向）に沿って、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つように設けられている。
なお、本実施形態では、走査線１１２または画素を区別するために、図において上から順に１、２、３、…、１０８０行目という呼び方をする場合がある。同様に、データ線１１４または画素を区別するために、図において左から順に１、２、３、…、３８４０列目という呼び方をする場合がある。

素子基板１００ａでは、さらに、走査線１１２とデータ線１１４との交差のそれぞれに対応して、ｎチャネル型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）１１６と透光性を有する画素電極１１８との組が設けられている。ＴＦＴ１１６のゲート電極は走査線１１２に接続され、ソース電極はデータ線１１４に接続され、ドレイン電極が画素電極１１８に接続されている。
一方、対向基板１００ｂのうち、素子基板１００ａとの対向面には、透光性を有するコモン電極１０８が全面にわたって設けられる。コモン電極１０８には、図示省略した回路によって電圧ＬＣcomが印加される。

なお、図２において、素子基板１００ａの対向面は紙面裏側であるので、当該対向面に設けられる走査線１１２、データ線１１４、ＴＦＴ１１６および画素電極１１８については、破線で示すべきであるが、見難くなるので、それぞれ実線で示している。

素子基板１００ａには、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０が形成される。このうち、走査線駆動回路１３０は、走査制御回路５００による制御信号Ｙctrにしたがって、１、２、３、…、１０８０行目の走査線１１２に、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙ１０８０を供給する。
詳細には、走査線駆動回路１３０は、走査線１１２を各フィールドにわたって１、２、３、…、１０８０行目という順番で選択するとともに、選択した走査線への走査信号を選択電圧（Ｈレベル）とし、それ以外の走査線への走査信号を非選択電圧（Ｌレベル）とする。

データ線駆動回路１４０は、信号処理回路６００から供給されるデータ信号Ｖ-Rを、走査制御回路５００による制御信号Ｘctrにしたがって１、２、３、…、３８４０列目のデータ線１１４に順次サンプリングして、データ信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘ３８４０として供給する。

このような構成において、ある走査線１１２が走査信号により選択されると、当該選択された走査線１１２に位置する画素電極１１８に、当該画素電極１１８に対応するデータ線１１４にサンプリングされたデータ信号の電圧が印加される。走査線１１２の選択が解除されても、印加された電圧が容量性によって保持される。このときに保持された電圧がゼロ（または近傍）であれば、液晶分子が基板面に対してほぼ垂直方向に配列し、これにより出射（透過）光は、偏光子（図示省略）によりほぼ遮断されて暗（黒）状態となる一方、保持電圧が徐々に高まるにつれて、液晶分子が基板面に対して傾斜し、これにより、偏光子を通過する出射光量が徐々に多くなり、やがて最大となる明（白）状態となる（ノーマリーブラックモード）。

液晶パネル１００Ｒでは、画素電極１１８と対向電極１０８とにより保持される電圧が、走査信号およびデータ信号により画素毎に書き込まれ、これにより、Ｒ成分の画像が形成される。同様に、液晶パネル１００Ｇ（１００Ｂ）では、Ｇ（Ｂ）成分の画像が形成される。

また、ここでは液晶パネル１００Ｒ（１００Ｇまたは１００Ｂ）の電気的な構成について説明したが、素子基板１００ａおよび対向基板１００ｂを平面視したときに、画素の平面形状や、ブラックマトリクスを開口する開口部の平面形状については後述することにする。

図３は、信号処理回路６００の構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、信号処理回路６００は、解像度変換回路６０１、フィールドメモリー６０２、６０３、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）６０６Ｒ、６０６Ｇおよび６０６Ｂを含む。
解像度変換回路６０１は、４Ｋ２Ｋの映像信号Ｖid-inに対して液晶パネル１００Ｒ、１００Ｂおよび１００Ｇの解像度に変換する処理を、画素シフト素子４００による画素シフトを考慮しつつ施す。なお、解像度変換回路６０１における具体的な処理内容については、画素シフト素子４００による画素シフトの後に説明するが、端的にいえば、映像信号Ｖid-inにおける１フレーム分の画像を、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂで表示すべき奇数フィールド用の画像と偶数フィールド用の画像とに分解する。

フィールドメモリー６０２には、解像度変換回路６０１で処理された奇数フィールド用の画像データが格納される。一方、フィールドメモリー６０２からは、走査制御回路５００が液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂを奇数フィールドで駆動するときに、当該奇数フィールド用の画像データが上記駆動における垂直および水平走査に同期して画素毎に読み出される。
フィールドメモリー６０３には、走査制御回路５００の制御にしたがって、解像度変換回路６０１で処理された偶数フィールド用の画像データが格納される一方、フィールドメモリー６０３からは、走査制御回路５００が液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂを偶数フィールドで駆動するときに、当該偶数フィールド用の画像データが上記駆動における垂直および水平走査に同期して画素毎に読み出される。
なお、フィールドメモリー６０２または６０３から画素毎に読み出された画像データのうち、Ｒ成分はＤＡＣ６０６Ｒに、Ｇ成分はＤＡＣ６０６Ｇに、Ｂ成分はＤＡＣ６０６Ｂに、それぞれ供給される。

ＤＡＣ６０６Ｒは、Ｒ成分の画像データをアナログのデータ信号Ｖ-Rに変換して、当該データ信号Ｖ-Rを液晶パネル１００Ｒに供給する。同様に、ＤＡＣ６０６Ｇは、Ｇ成分の画像データをアナログのデータ信号Ｖ-Gに変換して液晶パネル１００Ｇに供給し、ＤＡＣ６０６Ｂは、Ｂ成分の画像データをアナログのデータ信号Ｖ-bに変換して液晶パネル１００Ｂに供給する。
なお、ＤＡＣ６０６Ｒ、６０６Ｇおよび６０６Ｂは、画像データの各成分を、例えば奇数フィールドでは正極性で、偶数フィールドでは負極性で、それぞれアナログ信号に変換する。ここで正極性および負極性とは、液晶１０５に直流成分が印加されないように交流駆動する際の便宜上のものであり、具体的には、対向電極１０８に印加される電圧ＬＣcomを基準として高位側を正極性として、低位側を負極性としている。

図４は、映像信号Ｖid-inで規定される画像の説明図である。
この図に示されるように映像信号Ｖid-inで規定される１フレーム分の画像では、画素が、Ｘ方向およびＹ方向にわたってマトリクス状に配列している。詳細には、画素は、上述のように、Ｘ方向（横）に３８４０列であって、Ｙ方向（縦）に２１６０行で配列している。
なお、説明の便宜上、奇数行奇数列および偶数行偶数列の画素を「ａ」と表記し、奇数行偶数列および偶数行奇数列の画素を「ｂ」と表記している。

解像度変換回路６０１は、映像信号Ｖid-inで規定される１フレーム分の画像のうち、画素ａの配列を奇数フィールド用の画像データとしてフィールドメモリー６０２に格納し、画素ｂの配列を偶数フィールド用の画像データとしてフィールドメモリー６０３に格納する。
なお、画素ａは、図４の実線のようにＸ方向に沿ってジグザグ状に配列することになる。Ｘ方向にジグザグ状に配列する画素ａは、次に説明する画素配列の液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂでは、同一行に存在するものとして処理される。
また、画素ｂについても、図４の破線のようにＸ方向に沿ってジグザグ状に配列することになるが、ジグザグ状に配列する画素ｂについても、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂでは、同一行に存在するものとして処理される。

図５は、本実施形態における液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの各々における画素配列の一部をそれぞれ平面視で示す図である。平面視の方向は、図１において、液晶パネル１００Ｒ（１００Ｇまたは１００Ｂ）の光入射方向または光出射方向である。この図に示されるように、液晶パネル１００Ｒ（１００Ｇまたは１００Ｂ）の画素Ｄは、紙面において縦のＹ方向が長手の矩形形状である。詳細には、画素Ｄは、Ｙ方向の長さが、Ｘ方向の長さのほぼ２倍の長方形の形状となっている。
画素Ｄは、Ｘ方向およびＹ方向にわたってマトリクス状に配列している。詳細には、画素Ｄは、Ｙ方向に３８４０列であってＸ方向に１０８０行で格子状に規則正しく配列している。
なお、図５では、縦（Ｙ）および横（Ｘ）方向に延在する一点鎖線は、画素Ｄの境界を示している。また、横方向に延在する破線のＡは、画素シフトする前の基準を示している。

一方、画素Ｄにおいて、おおよそ正方形の開口部Ａpが、奇数列では図において上端側に、偶数列では下端側に、それぞれ設けられている。開口部Ａpにおける一辺の長さは、画素Ｄにおける縦辺のほぼ半分である。開口部Ａｐは、例えば、入射光を出射光として出射可能な液晶パネル１００Ｒ（１００Ｇまたは１００Ｂ）の領域でありである（図１参照）。
このため、本実施形態では、画素Ｄに対して開口部Ａpの占める比率、すなわち開口率は、約５０％程度となる。また、同一行で隣り合う画素Ｄの開口部Ａpでは、縦辺同士が互いに対向しないように構成される。

図５における開口部Ａpの配列は、図４の画素配列のうち、画素ａに対応している。
図５の画素配列について同一行でみたとき、開口部Ａpは、上端側と下端側とに交互にジグザグ状に配列することになるが、同一の走査線１１２に対応することになるので、当該画素へのデータ信号を書き込みは、当該走査線１１２の選択で実行される。具体的には、図４において、映像信号Ｖid-inで規定される１フレーム分の画像のうち、Ｘ方向にジグザグ状に配列する画素ａの画像データがフィールドメモリー６０２に同一行として格納される一方、同一行として格納された画素ａの画像データが順番に読み出され、アナログのデータ信号に変換された上で、当該走査線１１２の選択時にデータ線１１４にサンプリングされて、書き込まれる。

平面視したときに開口部Ａp以外は、黒色で示される遮光用のブラックマトリクスである。なお、図５においては、画素Ｄの境界を白背景とした黒色の一点鎖線で示すために、ブラックマトリクスの一部を省略した状態で示しているが、実際には、画素Ｄの境界についてもブラックマトリクスで覆われる。遮光用のブラックマトリクスは、素子基板１００ａまたは対向基板１００ｂに遮光性膜を設け、開口部の膜を除去することで形成可能であるが、素子基板１００ａに設けられた遮光性の走査線１１２やデータ線１１４等の配線や電極の構成により形成可能である。

本実施形態の液晶パネル１００Ｒ（１００Ｇまたは１００Ｂ）における画素電極１１８（図２参照）は、開口部Ａpの形状とほぼ一致するように、一対一で形成される。本実施形態では、上述したようにノーマリーブラックモードとしているので、開口部Ａpを透過する光量は、当該開口部Ａpに位置する画素電極１１８と対向基板１０８とで保持される電圧が低ければ、少なくなって暗になり、高ければ、多くなって明となる。

なお、図５に示した液晶パネル１００Ｒ（１００Ｇまたは１００Ｂ）の画素Ｄの配列は、画素シフト素子４００により画素シフトさせない状態でスクリーン３００に投射される画素の配列ということもできる。画素シフトさせない状態を便宜的に「Ａ状態」と呼ぶ場合がある。

図６は、画素シフト素子４００により画素シフトさせた状態でスクリーン３００に投射される画素の配列を示す図である。画素シフトさせた状態を便宜的に「Ｂ状態」と呼ぶ場合がある。
この図に示されるように、Ｂ状態でスクリーン３００に投射される画素の配列は、Ａ状態でスクリーン３００に投射される画素の配列に対してＹ方向（下方向）に、画素シフト素子４００により０．５画素分シフトされる。

Ｂ状態において開口部Ａpは、図４の画素配列のうち、画素ｂに対応している。なお、Ｂ状態における１行分の書き込みは、Ａ状態と同様であり、図４において、映像信号Ｖid-inで規定される１フレーム分の画像のうち、Ｘ方向にジグザグ状に配列する画素ｂの画像データがフィールドメモリー６０３に同一行として格納される一方、同一行として格納された画素ｂの画像データが順番に読み出され、アナログのデータ信号に変換された上で、当該走査線１１２の選択時にデータ線１１４にサンプリングされて、書き込まれる。

切り換え周波数によっては、Ａ状態からＢ状態に切り替えられても、観察者には、別々の画像としてではなく、Ａ状態での画素ａからなる画像と、Ｂ状態での画素ｂからなる画像との双方が視認される。このため、スクリーン３００に投射されて視認される画像の画素配列は、図７に示される通りとなるので、図４で示した映像信号Ｖid-inで規定される画像が再現されることになる。

図８は、プロジェクター１の動作例を示すタイミングチャートであって、特に、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂに対する各行の書き込みと、画素シフト素子４００による画素シフトとの関係を示す図である。
この図の例では、１フレーム（Ｆ）が４つのフィールドに分割される。詳細には、１フレーム（Ｆ）が、第１フィールド（１ｆ）、第２フィールド（２ｆ）、第３フィールド（３ｆ）および第４フィールド（４ｆ）に分割される。走査制御回路５００は、このうち、奇数フィールドである第１フィールド（１ｆ）および第３フィールド（３ｆ）で制御信号Ａ／ＢをＬレベルとし、画素シフト素子４００に対し画素シフトさせないで、Ａ状態とする一方、偶数フィールドである第２フィールド（２ｆ）および第４フィールド（４ｆ）で制御信号Ａ／ＢをＨレベルとし、画素シフト素子４００に対し画素シフトさせて、Ｂ状態とする。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂでは、各フィールドにわたって１行目から１０８０行目までの走査線が順番に選択されて、選択された走査線に位置する画素に対し、当該画素の階調に応じたデータ信号が供給される。ここで、図８において、記号■は、走査線１行分の選択する期間を示しており、各フィールドのそれぞれにおいて、１行目から１０８０行目まで順番に選択されている状態を示している。
なお、この例は、１フレーム（１Ｆ）を４つのフィールドで分割して駆動するので、いわゆる４倍速駆動となる。

記号■が連続すると、右下に向かう斜め線として見える。また、あるフィールドの記号■の右側から次のフィールドの記号■までの領域は、当該あるフィールドの記号■の選択によって書き込まれたデータ信号の電圧に対応する階調で保持される期間を示す。

図１５は、第１実施形態に係るプロジェクター１に対する比較例（その１）を示す図であり、ほぼ正方形の画素において開口率が比較的高い液晶パネルをＹ方向に画素ピッチの半分だけ画素シフトさせた例である。

図１６は、比較例（その２）を示す図であり、ほぼ正方形の画素において開口率が比較的高い液晶パネルをＸ方向に画素ピッチの半分だけ画素シフトさせた例である。

図１７は、比較例（その３）を示す図であり、ほぼ正方形の画素において開口率が比較的高い液晶パネルをＸ方向およびＹ方向にそれぞれ画素ピッチの半分だけ、すなわち、右斜め下４５度の方向に画素シフトさせた例である。
いずれの比較例（その１、その２、および、その３）においても判るように、開口率が比較的高い液晶パネルでは、画素シフトしたときの前後にわたって開口部に重なりが生じてしまうので、解像度を擬似的に高めることが困難となっている。

図１８は、比較例（その４）を示す図である。
画素シフト量が０．５画素である場合に、画素に対して開口部を縦半分および横半分以下として開口率を２５％以下とすれば、画素シフトしたときに開口部に重なりが生じないので、解像度を擬似的に高めることはできる。しかしながら、開口率が低いので、明るい画像は得られにくくなる。

これに対して、第１実施形態に係るプロジェクター１では、開口率が約５０％程度の液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂを用いる場合であっても、画素シフトしたときに開口部Ａpに重なりが生じない（図７参照）。
詳細には、平面視したときに、ある画素Ｄの開口部Ａpと、当該画素Ｄに対してＸ方向で隣り合う画素Ｄの開口部Ａpとは、Ｘ方向に沿ってみたときに不揃いであるが、開口部Ａｐの出射光が視認される位置をＡ状態の位置から、当該Ａ状態の位置からＹ方向に向けて０．５画素分シフトさせたＢ状態の位置まで、画素シフト素子４００で画素シフトさせると、比較的揃えることができる。このため、本実施形態では、解像度が擬似的に高められるとともに、明るい画像が得られることになる。また、同一行で隣り合う画素Ｄの開口部Ａpでは、縦辺同士が互いに対向しないので、リバースチルトドメインの発生も抑制される。

第１実施形態では、同一行で隣り合う画素Ｄの開口部Ａpでは、縦辺同士が互いに対向しないようにしたが、図９に示されるように、一部が対向するように構成しても良い。なお、図９において、画素Ｄの開口部Ａpにおいて、対向する部分を黒の破線で示している。
このように、同一行で隣り合う画素Ｄにおいて、開口部Ａpの一部が対向するように構成すると、開口率が高まるので、より明るい画像が得られる。
換言すれば、図９のように平面視したときに、ある画素Ｄの開口部Ａpと、当該画素Ｄに対してＸ方向で隣り合う画素Ｄの開口部Ａpとは、Ｘ方向に沿ってみたときに不揃いであるがとともに、ひとつの画素Ｄでみたときに、当該画素Ｄの開口部Ａpの重心（×）は、当該画素Ｄの重心（＋）に対して画素シフト方向であるＹ方向に沿ってずれていれば、画素シフトにより、解像度が擬似的に高められるとともに、明るい画像は得られることになる。
なお、ここでいう重心とは、平面視したときに、対象となる形状において１次モーメントの総和がゼロになる地点をいい、矩形形状であれば対角線の交点をいう。

なお、隣り合う開口部Ａpの一部が対向する、ということは、画素電極１１８同士が接近する、ということであるので、当該部分でリバースチルトドメインが発生しやすくなる。ただし、開口部Ａpの全周ではなく、縦辺の一部のみであるので、表示品質の低下については無視することができる場合が多い。

次に、第２実施形態に係るプロジェクターについて説明する。第２実施形態に係るプロジェクターが第１実施形態に係るプロジェクターと異なる点は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにおける画素配列であり、それ以外は同一である。そこで、第２実施形態については、この画素配列を中心に説明する。

図１０は、第２実施形態に係るプロジェクターにおける液晶パネルの画素配列を平面視で示す図である。
この図に示されるように、第２実施形態に係るプロジェクターでは、液晶パネルの画素Ｄおよび当該画素Ｄの開口部Ａpのすべては、図５に示した第１実施形態における奇数列の画素Ｄおよび当該画素Ｄの開口部Ａpとそれぞれ共通である。また、第２実施形態に係る液晶パネルのうち、偶数列の画素Ｄおよび当該画素Ｄの開口部Ａpは、奇数列の画素Ｄおよび当該画素Ｄの開口部Ａpを基準にして、Ｙ方向に、画素ピッチの半分だけシフトしている。
したがって、第２実施形態については、複数の画素Ｄにおける開口部Ａpの配列についてのみ着目すれば、第１実施形態と同様である。すなわち、画素シフトさせないＡ状態において開口部Ａpは、図４の画素配列のうち、画素ａに対応する配列となる。

図１１は、第２実施形態において、画素シフト素子４００により画素シフトさせた状態でスクリーン３００に投射される画素の配列を示す図である。
第２実施形態において、画素シフトさせたＢ状態でスクリーン３００に投射される画素配列は、第１実施形態と同様に、Ａ状態でスクリーン３００に投射される画素配列に対してＹ方向（下方向）に、０．５画素分シフトされる。このため、第２実施形態においても、Ｂ状態において開口部Ａpは、図４の画素配列のうち、画素ｂに対応するように配列することになる。
したがって、第２実施形態においても、Ａ状態とＢ状態とで切り替えられた場合、スクリーン３００に投射される画像の画素配列は、図７に示される通りとなる。
このため、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、図４で示した映像信号Ｖid-inで規定される画像が再現されることになって、解像度が擬似的に高められるとともに、明るい画像は得られることになる。

なお、特に図示しないが、第２実施形態においても、図９と同様に、同一行で隣り合う画素Ｄにおいて、開口部Ａpの一部が対向するように構成しても良い。

第１実施形態および第２実施形態については、平面視したときに開口部Ａpの形状をほぼ正方形としたが、これに限られない。

図１２は、応用・変形例に係るプロジェクターにおける画素配列を平面視で示す図である。この例では、第１実施形態における画素Ｄおよび開口部ＡpをＹ方向のみ１／２に圧縮した形状となっている。
具体的には、画素Ｄは、ほぼ正方形であり、矩形形状の開口部Ａpが、奇数列では図において上側に、偶数列では下側に、それぞれ設けられている。開口部Ａpにおける縦辺の長さは、画素Ｄのほぼ半分である。このため、開口率は、約５０％程度となり、また、同一行で隣り合う画素Ｄの開口部Ａpでは、縦辺同士が互いに対向しないように構成される。

図１３は、画素シフト素子４００により画素シフトさせた状態でスクリーン３００に投射される画素の配列を示す図である。この応用・変形例においても、図１２に示した画素の配列に対して、Ｙ方向（下方向）に０．５画素分、画素シフト素子４００により画素シフトされる。
したがって、この応用・変形例においても、解像度を擬似的に高めつつ、かつ、明るい画像を得ることができる。
なお、この応用・変形例においても、図１４に示されるように、同一行で隣り合う画素Ｄにおいて、開口部Ａpの一部が対向するように構成し、開口率を高めて、より明るい画像が得られるようにしても良い。

本発明は、上述した第１実施形態、第２実施形態および応用・変形例（以下、実施形態等という）に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の応用・変形が可能である。なお、次に述べる応用・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。

実施形態等のように、図８のように画素シフト素子４００による画素シフトを奇数フィールドでＡ状態とし、偶数フィールドでＢ状態とした場合、１行目の画素は奇数フィールドの全域にわたってＡ状態となるが、１０８０行目の画素は途中でＡ状態からＢ状態に切り替わる。このため、スクリーン３００に投射される画像の上側と下側とで差が生じてしまう。
そこで、各フィールドにおいて１行目の走査線１１２が選択されてから最終の１０８０行目の走査線１１２が選択されるまでの期間について出射光を遮断するシャッター機構を設けて、スクリーン３００に投射される画像の上側と下側との差が生じないようにしても良い。

実施形態等にあっては、画素シフトさせない状態をＡ状態とし、画素シフトさせた状態をＢ状態としたが、両状態で比較したときに相対的な画素シフト量が０．５画素分であれば良いので、例えば＋０．２５画素分シフトした状態をＡ状態とし、−０．２５画素分シフトした状態をＢ状態としても良い。

解像度変換回路６０１においては、解像度変換の際に画素シフトに伴って階調を補正する処理をしても良い。

実施形態等では、画素シフト素子４００による画素シフトの方向をＹ方向（データ線延在方向）としたが、これに限られない。
例えば図６における液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの画素配列を時計回りに９０度回転させた構成として、回転後の水平方向をＸ方向とし、回転後の垂直方向をＹ方向とし、走査線延在方向のＸ方向に画素シフトしても良い。
すなわち、本説明において第１方向および第２方向とは、いずれかの一方をＸ方向とし、いずれかの他方をＹ方向として考えることができる相対的な概念である。

実施形態等では、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂを透過型として説明したが、反射型としても良い。反射型では、開口部Ａpは、光を反射可能な領域であり、画素電極１１８に反射膜を設けることで形成可能である。また、ブラックマトリクスは、光を反射しない領域あるいは反射量が開口部Ａｐより小さい領域であり、光吸収膜、または液晶１０５のノーマリブラック領域で、形成可能である。その場合、プロジェクター１は、反射型液晶パネルに適した光学系を有し、画素シフト素子４００は適切な位置に配置される。
また、実施形態等では、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの開口部を透過（反射）した出射光の光軸を、画素シフト素子４００でを用いてシフトさせて画素シフトする構成としたが、例えば、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂ自体をアクチュエーターによりシフトさせても良い。すなわち、画素シフト素子は、結果的にスクリーン３００に投射される画像の画素をシフトさせる構成であれば良い。

１…プロジェクター、１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ…液晶パネル、１１２…走査線、１１４…データ線、１１８…画素電極、４００…画素シフト素子、５００…走査制御回路、６００…信号処理回路、Ｄ…画素、Ａp…開口部。

Claims (5)

1. 第１方向および第２方向にマトリクスに配列する複数の画素と、
   前記複数の画素の各々において光を透過または反射させる開口部と、
   を含み、
   前記開口部を透過または反射した出射光の視認位置が、第１位置と、前記第１位置から前記第１方向にシフトした第２位置とに画素シフト素子によって切り替えられ、
   一の画素の開口部の重心と、前記一の画素に対して前記第２方向で隣り合う画素の開口部の重心とは、前記第２方向に沿って不揃いである
   電気光学装置。
2. 前記画素の開口部の重心は、当該画素の重心に対して前記第１方向に沿ってずれている
   請求項１に記載の電気光学装置。
3. 一の画素の開口部に一部と、前記一の画素に対して前記第２方向で隣り合う画素の開口部の一部とが、互いに向かい合う
   請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記画素シフト素子における前記第１位置から前記第２位置までのシフト量は、前記複数の画素の配列ピッチの半分である
   請求項１、２または３に記載の電気光学装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の電気光学装置の複数と、
   前記複数の電気光学装置の各々に対し、異なる波長帯域の光で照明する照明部と、
   前記複数の電気光学装置で形成された画像を合成する合成部と、
   前記合成部により合成された画像をスクリーンに投射する投射部と、
   を有し、
   前記画素シフト素子は、前記合成部により合成された画像を画素シフトする
   電子機器。
   

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