JP5353572B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源から出射された光を空間変調しスクリーンに表示する画像表示装置において、３Ｄ表示用映像信号を表示可能にする画像表示装置に関する。

近年、ディスプレイの大画面化が進んでいる。例えば、光源から出射された光をマイクロ・デバイス・ディスプレイにより空間変調し、投射レンズでスクリーンに投影するという方式のディスプレイがある。空間変調に用いるＤＭＤ（Digital Mirror Device、登録商標）やＨＴＰＳ（High Temperature Poly-Silicon）、ＬＣＯＳ(Liquid Crystal on Silicon)といったマイクロ・ディスプレイ・デバイスの優れた画像表示性能を生かし、大画面ディスプレイ市場で確固たる地位を得ている。

大画面ディスプレイに表示するコンテンツとしては、古くから映画やスポーツが好まれてきた。しかし最近では３次元映画や３次元ビデオゲームなどの３次元映像（３Ｄ映像）を表示したいという要求も高まっている。

マイクロ・デバイス・ディスプレイで３次元映像を表示させるためには、例えば、入力した映像信号を、右目用画像と左目用画像のサブフレームに分解し、これらサブフレームをシーケンシャル方式で表示する。つまり入力した映像信号が一般的な60Hzである場合、マイクロ・ディスプレイ・デバイス上では120Hz以上の速さで右目用画像と左目用画像を切り替え表示させる必要があった。

しかしＨＴＰＳやＬＣＯＳといった液晶デバイスは、応答速度が十分に速くないため、３Ｄ表示向けに右目用画像と左目用画像を高速で切り替えた場合、前に表示したフレームの残像が見えてしまう、言い換えれば３Ｄクロストークが発生する場合があった。

液晶デバイスの応答速度はデバイスの温度が高くなると向上するので、バックライトユニットと表示パネルを接して設け、バックライトユニットに設けられた熱電素子により表示パネル側を冷却、または加熱することで液晶デバイスの温度制御をするものがある(特許文献１参照)。

特開２００７−２８６６１１（段落００４７、図２４）

特許文献１に示す方法は、バックライト装置と表示パネル、言い換えれば光源と液晶デバイスの距離が近い直視型ディスプレイのメリットを生かし、光源の熱を制御することで、液晶デバイスの温度も制御するものであり、例えば投射型の表示装置に見られるように、光源と液晶デバイスが空間的に離れている場合には適用できないという問題があった。

また、光源の種類に依存する最適な光源温度と、液晶デバイスの最適な温度が異なる場合には、適用できないという問題があった。なお、液晶デバイスの最適な温度は、応答速度と、デバイスの寿命を総合的に判断して決められる。高温であるほど液晶デバイスの応答速度は速くなるが、限度を越えた高温の状態が長く続くと液晶デバイスの寿命は短くなる。

本発明に係る画像表示装置は、画像の表示に用いられる光を出射する光源と、光源から出射された光を空間的に変調して画像を生成する光変調部と、光変調部の温度を計測する温度計測部と、光変調部を加熱または冷却する温度制御部と、光変調部の第１の温度設定値及び第１の温度設定値よりも高い第２の温度設定値を有し、温度計測部による計測結果に基づき温度制御部を制御する温度調整部と、入力された映像信号が３Ｄ映像信号であるか２Ｄ映像信号であるかを判定するフォーマット判定部と、を備え、温度調整部は、フォーマット判定部による判定結果が３Ｄ映像信号である場合に第２の温度設定値を選択し、温度計測部で計測される温度が第２の温度設定値となるよう温度制御部を制御することを特徴とするものである。

本発明に係る画像表示装置は、画像の表示に用いられる光を出射する光源と、光源から出射された光を空間的に変調して画像を生成する光変調部と、光変調部の温度を計測する温度計測部と、光変調部を加熱または冷却する温度制御部と、光変調部の第１の温度設定値及び第１の温度設定値よりも高い第２の温度設定値を有し、温度計測部による計測結果に基づき温度制御部を制御する温度調整部と、入力された映像信号が３Ｄ映像信号であるか２Ｄ映像信号であるかを判定するフォーマット判定部と、を備え、温度調整部は、フォーマット判定部による判定結果が３Ｄ映像信号である場合に第２の温度設定値を選択し、温度計測部で計測される温度が第２の温度設定値となるよう温度制御部を制御することを特徴とするものなので、３Ｄクロストークが目立たない３Ｄ映像表示が可能になると共に温度に起因する光変調素子の特性劣化や、寿命の劣化を低減できる。

本発明の実施の形態１に係る画像表示装置を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る画像表示装置における光源の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る画像表示装置における光変調部の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る画像表示装置における透過型液晶パネルと、温度制御素子、および温度計測部７の配置関係の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る画像表示装置における光変調制御部の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る画像表示装置におけるＦＲＣ部の構成を説明するである。 本発明の実施の形態１に係る画像表示装置におけるフレームメモリ制御部の動作を説明する図である。 ３Ｄ映像信号のフォーマットの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る画像表示装置における温度調整部の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態２に係る画像表示装置における光源の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態２に係る画像表示装置における光変調部の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態３に係る画像表示装置における光変調部の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態３に係る画像表示装置における反射型液晶パネルと、温度制御素子、および温度計測部の配置関係の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る画像表示装置における反射型液晶パネルと、温度制御素子、および温度計測部の配置関係の別の一例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る画像表示装置における光源の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態４に係る画像表示装置における光源の構成を説明する図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。画像表示装置８１は、光源１、光伝播部２、光変調部３、投射部４、スクリーン部５、温度制御素子６、温度計測部７、温度調整部８、フォーマット判定部９、光変調制御部１０から構成されている。
光源１は、画像の表示に用いられる光を出射する。光伝播部２は、光源１から出射された光を光変調部３に伝播させる。投射部４は、光変調部３により作成された画像をスクリーン部５に投射する。温度制御素子６は、光変調部３を加熱または冷却する。温度計測部７は、光変調部３の温度を計測する。温度調整部８は、光変調部３の温度が目標温度に一致するように温度制御素子６を制御する。フォーマット判定部９は、画像表示装置８１入力される映像信号が、３Ｄ映像信号であるか、２Ｄ映像信号であるかを判定する。光変調制御部１０は、画像が表示できるように光変調部３を制御する

光源１から出射された光は、光伝播部２を経て、光変調部３に入射する。光変調部３では、画像表示装置８１に入力される映像信号が表示できるように光変調制御部１０が生成した制御信号Ｆｉｍｇに基き、光伝播部２から入射した光を空間的に変調して投射部４に出射する。投射部４は光変調部３から出射された光を拡大し、スクリーン部５に投射する。

フォーマット判定部９は、画像表示装置８１に入力された映像信号Ｄｉｍｇを調べて、２Ｄ映像であるか３Ｄ映像であるかを判定する。具体的には、ＨＤＭＩ１．４などの映像信号伝送規格では、映像信号が２Ｄか３Ｄを判定するフラグを有しており、フォーマット判定部９では映像信号Ｄｉｍｇに含まれるフラグを基に、フォーマット判定結果ｆｍｔを生成し出力する。フォーマット判定結果ｆｍｔは２値の信号であり、具体的には、例えば入力する映像信号が３Ｄの場合ｆｍｔは１、入力する映像信号が２Ｄの場合ｆｍｔは０になる。

また、フォーマット判定部９は、ユーザインターフェースを備えていても良い。ユーザがスクリーン部５に表示される映像信号を見て、表示装置８１に入力する信号が、２Ｄ映像信号か３Ｄ映像信号かを判断し、フォーマット判定部９に備えてあるユーザインターフェースより判断結果を入力する。フォーマット判定部９は、ユーザインターフェースにユーザが入力した判断結果を基にフォーマット判定結果ｆｍｔを生成し出力する。

光変調制御部１０では、画像表示装置８１に入力された映像信号Ｄｉｍｇと、フォーマット判定部９から出力されるフォーマット判定結果ｆｍｔに基づき、制御信号Ｆｉｍｇを生成し、光変調部３に出力する。また映像信号ｄ１を生成し、光源１に出力する。

温度調整部８は、フォーマット判定部９から出力されるフォーマット判定結果ｆｍｔと、温度計測部７が出力する光変調部３の温度計測結果ｔｍに基づき、温度制御値ｔｏを生成し、温度制御素子６に対して出力する。
温度制御素子６は、温度制御値ｔｏに基き、熱エネルギーを発生または吸収し、光変調部３の温度を変化させる。光変調部２の温度計測結果ｔｍが温度制御値ｔｏよりも低い場合は、温度制御素子６は熱を発生させる。高い場合は、温度制御素子６は熱を吸収する。

つぎに、各ブロックの構成および動作を詳しく説明する。
図２は、光源１の構成を示す図である。光源１は、ランプ１１とシャッタ制御部２５、シャッタ３８で構成されている。ランプ１１は例えば超高圧水銀灯であり、出射光には紫外から赤外までの幅広い周波数の光が含まれる。シャッタ制御部２５は、光変調制御部１０から出力される映像信号ｄ１を基に、シャッタ３８の開閉を制御し、ランプ１１から出射される光のオン、オフを制御する。

光源１から出射された光は、光伝播部２を通り、光変調部３に入射する。光伝播部２は、集光レンズや、光ファイバ、プリズム、偏光板といった光学素子が配置されており、光源１から出射された光を、光変調部３に適した光に補正しつつ、効率よく伝播させる。
なお、光伝播部２の詳細な構成は、光源１と光変調部３の位置関係、また周辺に配置される機器の状況により変化する。

図３は光変調部３の一例を示す図である。光変調部３は、入射した光を赤色光、青色光、緑色光に分光するダイクロイックミラー１３ａ、１３ｂ、分光された光をそれぞれ反射する全反射ミラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、分光された光をそれぞれ空間的に変調する透過型液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、空間変調された赤色光、青色光、緑色光を一つにするダイクロイックプリズム１６で構成されている。
また、液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃにはそれぞれ、温度制御素子６ａ、６ｂ、６ｃ、および温度計測部７ａ、７ｂ、７ｃが接するように組み込まれている。

光源１から出射し、光伝播部２を介して光変調部３に入射した光は、ダイクロイックミラー１３ａ、１３ｂにより、赤色光、青色光、緑色光に分光される。ダイクロイックミラーにより３色に分光された光は、全反射ミラー１４ａ、１４ｂ、１４ｃを介し、それぞれ透過型液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃに入射する。透過型液晶パネルでは、光変調制御部１０から出力される制御信号Ｆｉｍｇに基き、光を空間的に変調し、ダイクロイックプリズム１６に出射する。ダイクロイックプリズム１６では、透過型液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃで空間変調された赤色光、青色光、緑色光を一つにし、投射レンズ４に出射する。
投射レンズ４では、光変調部３から出射された光を拡大しスクリーン部５に投影する。

図４は透過型液晶パネル１５と、温度制御素子６、および温度計測部７の配置関係の一例を示す詳細図である。
透過型液晶パネル１５は、筐体１８、液晶部１９、信号線２０で構成されている。
液晶部１９の周りを金属の筐体１８が囲っており、光軸１７が、筐体１８の開口部を貫くように配置されている。
筐体１８の１辺からは信号線２０が引き出され、光変調制御部１０と接続されている。信号線２０は、光変調制御部１０から出力される制御信号Ｆｉｍｇを液晶部１９に伝える。

温度制御素子６、および温度計測部７は、筐体１８の信号線２０が引き出されていない辺に、筐体１８に接するように配置されている。
温度制御素子６は、例えばヒータやペルチェ素子を使用する。温度計測部７は、例えば熱電対やサーミスタといった、熱電素子を利用する。このとき、温度計測部７を、筐体１８に接するように配置することで、測定対象である液晶部１９の温度を正確に測定することが可能になる。一方、温度制御素子６は、図４に示すように筐体１８に接するように配置することで、液晶部１９との間で効率よく熱エネルギーを伝えることが可能になる。

図５は光変調制御部１０の構成を説明する図である。光変調制御部１０は、ＦＲＣ(Frame Rate Converter)部２６、ドライバ部２７で構成されている。光変調制御部１０に入力された映像信号Ｄｉｍｇは、ＦＲＣ部２６に入力する。ＦＲＣ部２６ではフォーマット判定部９から出力されるフォーマット判定結果ｆｍｔに基づき、入力する映像信号Ｄｉｍｇの信号フォーマットを変換し映像信号ｄ１を生成する。生成された映像信号ｄ１は、ドライバ部２７および光源１に出力される。

ドライバ部２７では、映像信号ｄ１に従い、透過型液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃをそれぞれ駆動する制御信号Ｆｉｍｇを生成し、透過型液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃに出力する。

図６は、ＦＲＣ部２６の構成を説明するブロック図である。ＦＲＣ部２６はフレームメモリ制御部２８、フレームメモリ２９、セレクタ３０から構成されている。フレームメモリ制御部２８は、入力した映像信号Ｄｉｍｇに含まれる同期信号を基に生成したメモリアドレスに従い、フレームメモリに映像信号Ｄｉｍｇを書き込む。また、フレームメモリ制御部２８は、蓄積された映像信号の読み出しも行う。
フレームメモリ２９から読み出された映像信号ｄ２はセレクタ３０に入力する。セレクタ３０では、フォーマット判定部９から出力されたフォーマット判定結果ｆｍｔに基づき、フレームメモリから読み出された映像信号ｄ２と、入力した映像信号Ｄｉｍｇを選択し、映像信号ｄ１を生成、出力する。

図７はフレームメモリ制御部２８に入力する映像信号Ｄｉｍｇと、フレームメモリ２９から読み出された映像信号ｄ２の関係、および光源１から光を出射するタイミングを示した図である。
フレームメモリから読み出された映像信号ｄ２は、入力される映像信号Ｄｉｍｇと比較して、各フレームにおいて映像データが前つめになっており、映像データの後ろに、ブランキング期間ＢＴが発生している。

具体的には、書き込みのクロックよりも速いクロックで読み出しを行なう。または書き込みと同じ速さのクロックを用いて、画素を間引いて読み出しを行なうことで、ブランキング期間ＢＴを生成する。
また、光源１からは、ブランキング期間がはじまり、液晶部１９の応答時間ＷＴが経過後に光が出射される。

図８は３Ｄ映像信号のフォーマットの一例を示したものである。本画像表示装置８１は、図８に示すように右目用画像と左目用画像がシーケンシャルに送られてくる３Ｄ信号を、映像信号に同期して右目用シャッタ、左目用シャッタが交互に開閉する３Ｄメガネを使用して観察する。
３Ｄ映像信号は、視差を生成するために、右目用画像と左目用画像とでは、被写対象物の位置が水平方向にずれている。つまり、３Ｄ映像信号では、任意の画素に注目したとき、フレーム間で連続性のない信号になっている。

つまり、３Ｄ映像信号では、液晶の応答速度などに起因して、フレーム間での映像信号の３Ｄクロストークが発生した場合、例えば３Ｄメガネの右目用シャッタが開き、右目画像を見ている最中に、被写対象物の水平位相の異なる左目画像も混じって観察する事態になり、著しく画質を劣化させる原因になる。

そこで、液晶の応答時間ＷＴよりも十分に長いブランキング期間ＢＴを生成し、光源制御部２５において、液晶部１９の応答時間ＷＴが経過後のブランキング期間ＢＴの間、ランプ１１を点灯させるようにランプ１１を制御することで、右目用画像と左目用画像の３Ｄクロストークをなくする。

しかし、映像信号にブランキング期間ＢＴを追加し、液晶部１９の応答時間ＷＴが経過後のブランキング期間ＢＴの間、ランプ１１を点灯する場合、液晶部１９の応答時間ＷＴが長くなるに従い、光源１１から光が出射される時間が短くなり、スクリーン輝度が相対的に低下してしまうという問題が発生する。
そこで、液晶部１９の応答時間ＷＴを少しでも短く設定することが重要である。

図９は、温度調整部８の構成を説明する図である。温度調整部８は、３Ｄ温度指令値記憶部２１、２Ｄ温度指令値記憶部２２、セレクタ２３、温度制御回路部２４で構成されている。

３Ｄ温度指令値記憶部２１には、入力する映像信号が３Ｄの場合の温度指令値ｔ３Ｄが記憶されている。また２Ｄ温度指令値記憶部２２には、入力する映像信号が２Ｄの場合の温度指令値ｔ２Ｄが記憶されている。ｔ３ｄとｔ２Ｄの関係は、ｔ３Ｄ＞ｔ２Ｄである。
３Ｄ温度指令値記憶部２１と２Ｄ温度指令値記憶部２２は、セレクタ２３に接続されている。セレクタ２３は、フォーマット判定部９から出力されるフォーマット判定結果ｆｍｔに基づき、温度指令値ｔｃを出力する。具体的には、ｆｍｔ＝１の場合ｔｃ＝ｔ３Ｄ、ｆｍｔ＝０の場合ｔｃ＝ｔ２Ｄとなる。

セレクタ２３から出力された温度指令値ｔｃは、温度制御回路部２４に入力する。温度制御回路部２４では、温度計測部７で計測された光変調部３の温度計測結果ｔｍと、温度指令値ｔｃを基に温度制御値ｔｏを生成し、温度制御素子６に出力する。具体的には、温度計測結果ｔｍと温度指令値ｔｃを比較し、両者の誤差がゼロになるように温度制御値ｔｏを制御する。
温度制御値ｔｏは、温度制御素子６の種類により、電圧や、ＰＷＭ制御におけるパルス幅である。

温度制御値ｔｏは、フォーマット判定部９の出力値ｆｍｔに基き、入力映像信号Ｄｉｍｇが３Ｄ映像信号の場合は、２Ｄの場合と比べて高くなるため、入力映像信号Ｄｉｍｇが３Ｄ映像信号の場合、透過型液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃの温度は、２Ｄ映像信号の場合と比べて高温にすることができる。
逆にフレーム間のクロストークが比較的問題にならない２Ｄ映像信号の場合は、透過型液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃの温度を低く抑えることで、液晶部１９の物性変化をおさえ、長寿命化を図ることができる。

以上説明したように、画像の表示に用いられる光を出射する光源と、前記光源から出射された光を空間的に変調する光変調部と、前記光変調部を加熱または冷却することが可能な温度制御素子と、前記光変調部の温度を計測する温度計測部と、前記温度制御素子を制御する温度調整部を有し、前記温度計測部によって求められる前記光変調部の温度が、予め定めておいた表示映像の種類に応じた応答速度が得られる温度設定値になるように、前記温度調整部を制御するため、従来の画像表示装置のように光変調部である液晶デバイスの応答速度に起因する３Ｄクロストークが視認されることがない。

また、入力する映像信号のフォーマットにより、３Ｄ映像か２Ｄ映像か判断し、３Ｄ映像が表示される期間だけ液晶パネルの温度を高温にするようにしたので、液晶デバイスを長時間にわたって高温にすることで生じる物性の特性劣化が防止できる。なお、３Ｄ映像は３Ｄ映像視聴用のメガネを装着した人だけが視聴できること、また、経験的に長時間集中して３Ｄ映像を見続けると疲労が溜まることを考慮すると、長時間３Ｄ映像が表示され続けることは少ないと考えられる。

温度制御素子６と筐体１８は接しているとして説明をしたが、完全に接していなくとも、接近していれば輻射熱という形で液晶部１９に熱を効率よく伝えることは可能であり、温度制御素子６と、筐体１８が完全に接していなくても、同様の効果が得られるのは言うまでもない。

また、図４では温度制御素子６と、温度計測部７が、筐体１８の異なる辺に配置されているが、同じ辺に配置しても同じ効果が得られるのは言うまでもない。
さらに、ランプ１１は超高圧水銀灯を例に説明をしたが、例えば白色ＬＥＤ等を用いても同様の効果が得られる。

さらに、本実施の形態では、液晶デバイスにより空間的に変調した光をスクリーンに投射する、投射型表示装置を例に説明を行なったが、それに限ったものではない。液晶デバイスを使用する画像表示装置であれば、本発明を適用できる。

実施の形態２．
図１０は実施の形態２における光源１の構成を説明する図であり、光源制御部３１、温度制御部３２、ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで構成されている。ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれを、光源と考えることもできる。
ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは例えば、赤色光、青色光、緑色光を出射するＬＥＤやレーザダイオードで構成される。
ＬＥＤやレーザダイオードは波長の帯域が狭く、色純度を高くできる反面、温度変化に伴い、発光波長や発光効率が変化する。そこで温度制御部３２により、ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの温度をそれぞれ最適な値に管理する。

光源制御部３１は、光変調制御部１０から出力される映像信号ｄ１を基に、ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃから出射される光の点灯、消灯を制御する。ＬＥＤやレーザダイオードは、点灯、消灯のスイッチングが早いため、シャッタ等を利用し光を遮蔽する必要がない。

図１１は実施の形態２における光変調部３の構成を説明する図である。図３に示す実施の形態１の光変調部３との違いは、ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃより出射され、光伝播部２を介して、光変調部３に入力する光が、３種類の異なる波長帯域の光、例えば、赤色光、青色光、緑色光であるため、ダイクロイックミラー１３ａ、１３ｂ、および反射ミラー１４ｃがない点である。
なお、その他の構成や動作については実施の形態１と同じであるため、ここでは説明を省略する。

液晶部１９は例えば室温より高い、４０℃〜６０℃程度に管理することが望まれる。超高圧水銀灯をランプに用いた場合などは、赤外領域を含む白色光が液晶部１９に入射するため、光源１と光変換部３が空間的に離れている場合でも、液晶部１９の温度はある程度上昇する。しかし、波長の帯域が狭いＬＥＤやレーザダイオードをランプに用いた場合、液晶部１９の温度はほとんど上昇しない。

しかし、透過型液晶パネル１５ａ、１５ｂ、１５ｃに温度制御素子６がそれぞれ接するように配置され、温度管理ができるようになっているため、光源にＬＥＤやレーザダイオードを用いた場合でも、液晶部１９の温度を理想的な温度で管理することが可能になる。

また、ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃと液晶部１９とでは、その理想的な動作温度は通常大きく異なるが、光源の温度調整機能とは別に、液晶パネルにも温度調整機能を持たせることで、光源の温度に依存することなく、液晶パネルの温度を調整することが可能になり、光源と液晶パネルをそれぞれ最適な温度環境で使用することが可能になる。

実施の形態３．
図１２は実施の形態３における光変調部３の構成を示した図であり、ワイヤーグリッド３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、反射型液晶パネル３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、ダイクロイックプリズム１６、温度制御素子６ａ、６ｂ、６ｃ、温度計測部７ａ、７ｂ、７ｃで構成されている。

ランプ１１ａから出射され、光伝播部２を介して入射した赤色光は、ワイヤーグリッド３３ａを通過し、反射型液晶パネル３４ａに入射する。反射型液晶パネル３４ａでは、光変調制御部１０から出力される制御信号Ｆｉｍｇに基き、光を空間的に変調し、光をワイヤーグリッド３３ａに戻す。ワイヤーグリッド３３ａでは、反射型液晶パネル３４ａで空間的に変調された光を反射して、ダイクロイックプリズム１６に出射する。
同様に、ランプ１１ｂ、１１ｃから出射された青色光、緑色光は、それぞれ反射型液晶パネル３４ｂ、３４ｃで空間的に変調され、ワイヤーグリッド３３ｂ、３３ｃを介してダイクロイックプリズム１６に出射される。
ダイクロイックプリズム１６では、反射型液晶パネル３４ａ、３４ｂ、３４ｃから出射された、空間変調された赤色光、青色光、緑色光を一つにし、投射レンズ４に出射する。投射レンズ４では、光変調部３から出射された光を拡大し、スクリーン部５に投影する。

図１３は、反射型液晶パネル３４と、温度制御素子６、および温度計測部７の配置関係の一例を示す図である。図１３(a)におけるＡＡ線での断面図が図１３(b)である。
反射型液晶パネル３４は、筐体１８、液晶部１９、信号線２０で構成されており、筐体１８のからは信号線２０が引き出され、光変調制御部１０と接続されている。信号線２０は、光変調制御部１０から出力される制御信号Ｆｉｍｇを液晶部１９に伝える。

温度計測部７は、液晶部１９の裏面に接するように、また温度制御素子６に挟まれるように配置されている。
温度制御素子６と、液晶部１９の間に生じる空間には、伝熱材３５が挟まれている。
なお、光変調部３の構成以外は実施の形態２の構成と同じであり、詳細な説明を省略する。

液晶部１９を温度管理する場合、液晶部１９面内の温度は均一であることが望ましい。よって、温度制御素子６を熱源として温度管理をする場合、温度制御素子６は、液晶部１９の裏面全面を覆うような大きさであることが望ましい。
一方で、温度計測部７は液晶部１９よりも小さいことが多く、温度計測部７を液晶部１９と温度制御素子６の間に挟む場合、液晶部１９と温度制御素子６との間に、温度計測部７の厚み分の隙間が生じる。
そこで、温度制御素子６と液晶部１９の間に生じる隙間に、熱伝導性の良い、伝熱材３５を配置する。
伝熱材３５を用いることで、温度制御素子６が発生または吸収する熱を、均一に液晶部１９に伝えられるとともに、温度計測部７が、液晶部１９、温度制御素子６および伝熱材３５で囲まれるため、温度測定精度も向上する。

図１４は、反射型液晶パネル３４と、温度制御素子６、および温度計測部７の配置関係が異なる別の構成例を示す図である。図１３に示す例との違いは、温度計測部７が、筐体１８の側面、ただし、信号線１６が出ていない辺に取り付けられている点である。

図１３と比較すると、筐体１８の熱容量の影響、および温度計測部７が外気に暴露されるため、液晶部１９の温度測定結果の信頼性は若干低くなるが、温度制御素子６を含めた反射型液晶パネル３４の厚みが薄くできる。

以上説明したように、反射型液晶パネルの背面に、温度制御素子６と、温度測定部７を配置することで、液晶部１９の温度を正確に管理することが可能になり、応答時間ＷＴを最小限に抑えることが可能になる。
その結果、２Ｄ映像信号を表示させるときと比較して３Ｄ映像信号を表示させた場合のスクリーン輝度の低下を最小限に抑えることができる。

また、液晶パネルの背面に対して、均一に熱を加えることが可能になるため、液晶面の不均一な熱分布に起因する画質の劣化を抑えることができる。

実施の形態４．
図１５は実施の形態４における光変調部３の構成を示した図である。実施の形態３に示す光変調部３との違いは、光変調部３が保温ケース３６に収まっており、反射型液晶パネル３４ａ、３４ｂ、３４ｃにそれぞれ接するように配置されていた、温度制御素子６および温度計測部７が、保温ケース３６に接するように配置されている点である。

保温ケース３６は、例えば金属製であり、ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃから出射された光を反射型液晶パネル３４ａ、３４ｂ、３４ｃに導くため、またダイクロイックプリズム１６から出射される光を、投射部に導くために、窓３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが設けられている。

具体的にランプ１１ａから出射された光を例に説明すると、ランプ１１ａから出射し、光伝播部２を介して入射した赤色光は、窓３７ａを介して、光変調部３に入射する。窓３７ａを通過した光は、ワイヤーグリッド３３ａを通過し、反射型液晶パネル３４ａに入射する。
反射型液晶パネル３４ａでは、光変調制御部１０から出力される制御信号Ｆｉｍｇに基き、光を空間的に変調し、光をワイヤーグリッド３３ａに戻す。
ワイヤーグリッド３３ａでは、反射型液晶パネル３４ａで空間的に変調された光を、ダイクロイックプリズム１６に出力する。ダイクロイックプリズム１６では、反射型液晶パネル３４ａ、３４ｂ、３４ｃから出力された、空間変調された赤色光、青色光、緑色光を一つにし、窓３７ｄを介して投射レンズ４に出力する。
投射レンズ４では、光変調部３から出力された光を拡大し、スクリーン部５に投影する。

保温ケース３６内は外気と遮断されており、温度制御素子６から供給された熱エネルギーにより、保温ケース内の温度は変化する。
また、温度計測部７は保温ケース３６に接するように配置されているので、保温ケース３６内の温度を正確に測定することが可能である。

保温ケース３６に金属を用いた場合、金属の高い熱伝導率の影響で、温度制御素子６で生成した熱により保温ケース３６全体が均一に暖められることより、保温ケース３６内部が均一に暖まるという利点があるが、金属表面からの放熱が多いため、エネルギー消費量は比較的大きくなる。
そこで、保温ケース３６の材質を、断熱性の高い樹脂で形成する方法もある。この場合、温度制御素子６は、保温ケース３６内の空気を暖め、同様に温度計測部７は、保温ケース３６内の空気の温度を計測する。

以上説明したように、光変調部３が保温ケース３６に収まっており、反射型液晶パネル３４ａ、３４ｂ、３４ｃにそれぞれ接するように配置されていた、温度制御素子６および温度計測部７が、保温ケース３６に接するように配置されているので、反射型液晶パネル３４ａ、３４ｂ、３４ｃの厚みが薄くすることが可能になる。
特に反射型液晶パネル３４ｃなどは、ランプ１１ｂから出射された光が反射型液晶パネル３４ｃの背面近くを通過する光学系になっており、温度制御素子６を、保温ケース上に配置することで、光変調部３を小さく作ることが可能になる。また、温度制御素子６、および温度計測部７の使用個数がそれぞれ１個と少なくすることができるため、コスト的に有利である。

なお、ここでは 反射型液晶パネルを用いた場合を例に説明をしたが、実施の形態１や実施の形態２で説明した、透過型液晶パネルを用いた場合も、同様の効果が得られえるのは言うまでもない。

図１６は、実施の形態４における光変調部３の別の構成例を示した図である。
図１５に示す光変調部３との違いは、温度計測部７が、反射型液晶パネル３４ｂの背面に配置されている点である。

温度計測部７を、測定対象である反射型液晶パネル３４ｂの背面に配置することで、温度の追従性は向上する。一方、反射型液晶パネル３４ｃの背面には、温度制御素子や、温度計測部が配置されていないため、光変調部３を小さく作るために障害にはならない。

なお、温度計測部７は、反射型液晶パネル３４ａの背面に配置されても同じ効果を得られる。

１ 光源、
２ 光伝播部、
３ 光変調部、
４ 投射部、
５ スクリーン部、
６、６ａ、６ｂ、６ｃ 温度制御素子、
７、７ａ、７ｂ、７ｃ 温度計測部、
８ 温度調整部、
９ フォーマット判定部、
１０ 光変調制御部、
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ ランプ、
１２ カラーホイール、
１３ａ、１３ｂ ダイクロイックミラー、
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 全反射ミラー、
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 透過型液晶パネル、
１６ ダイクロイックプリズム、
１７ 光軸、
１８ 筐体、
１９ 液晶部、
２０ 信号線、
２１ ３Ｄ温度指令値、
２２ ２Ｄ温度指令値、
２３ セレクタ、
２４ 温度制御回路部、
２５ シャッタ制御部、
２６ ＦＲＣ部、
２７ ドライバ部、
２８ フレームメモリ制御部、
２９ フレームメモリ、
３０ セレクタ、
３１ 光源制御部、
３２ 温度制御部、
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ ワイヤーグリッド、
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ 反射型液晶パネル、
３５ 伝熱材、
３６ 保温ケース、
３７ 窓、
３８ シャッタ、
８１ 画像表示装置

Claims (9)

1. 画像の表示に用いられる光を出射する光源と、
   前記光源から出射された光を空間的に変調して画像を生成する光変調部と、
   前記光変調部の温度を計測する温度計測部と、
   前記光変調部を加熱または冷却する温度制御部と、
   前記光変調部の第１の温度設定値及び該第１の温度設定値よりも高い第２の温度設定値を有し、前記温度計測部による計測結果に基づき前記温度制御部を制御する温度調整部と、
   入力された映像信号が３Ｄ映像信号であるか２Ｄ映像信号であるかを判定するフォーマット判定部と、
   を備え、
   前記温度調整部は、前記フォーマット判定部による判定結果が３Ｄ映像信号である場合に前記第２の温度設定値を選択し、前記温度計測部で計測される温度が該第２の温度設定値となるよう前記温度制御部を制御することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記光源は、第１波長帯域の光を出射する第１光源と、前記第１波長帯域とは異なる波長帯域の光を出射する第２光源と、を有し、
   前記光変調部は、前記第１光源に対応する第１液晶パネルと、前記第２光源に対応する第２液晶パネルと、を有し、
   前記温度計測部は、前記第１液晶パネルの温度を計測する第１温度計測部と、前記第２液晶パネルの温度を計測する第２温度計測部と、を有し、
   前記温度制御部は、前記第１液晶パネルを加熱または冷却する第１温度制御部と、前記第２液晶パネルを加熱または冷却する第２温度制御部と、を有し、
   前記温度調整部は、前記第１温度計測部又は前記第２温度計測部で計測される温度が、前記第１の温度設定値又は前記第２の温度設定値となるよう前記第１温度制御部及び前記第２温度制御部それぞれを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記温度調整部は、前記第１液晶パネルに対応する第１温度調整部と、前記第２液晶パネルに対応する第２温度調整部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記光源の温度を制御する光源温度制御部を備え、
   前記光源温度制御部は、前記光変調部の温度とは異なる温度設定値で前記光源を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記光変調部は液晶パネルを有し、
   前記温度計測部は、前記液晶パネルに接するように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記温度計測部は、前記液晶パネルと前記温度制御部との間に設けられた伝熱材により囲われていることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記光変調部は液晶パネルを有し、
   前記温度制御部は、前記液晶パネルに接するように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
8. 前記光変調部は液晶パネルを有し、
   前記温度制御部は、前記液晶パネルを収納し外気と遮断可能に設けられた保温部に接するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
9. 前記温度計測部は、前記保温部に接するように設置されていることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。

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