電気光学装置
【課題】２Ｄ映像と３Ｄ映像との表示切り替えが可能な電気光学装置において、３Ｄ映像を表示する場合の液晶の応答速度を向上させつつ、その信頼性の低下を抑制した電気光学装置を提供する。
【解決手段】平面映像に応じた画像と、立体映像に応じた画像とを切り替え可能に表示する液晶パネル１２と、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネル１２の温度が高くなるように制御する制御部２９とを備える。
【解決手段】平面映像に応じた画像と、立体映像に応じた画像とを切り替え可能に表示する液晶パネル１２と、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネル１２の温度が高くなるように制御する制御部２９とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルを用いた電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気光学装置には、液晶ライトバルブにより照明光を変調しながら、スクリーン上に拡大投射された画像を表示する液晶プロジェクター（投射型電気光学装置）や、液晶パネルの背面側から照明光を照射して画像を表示する液晶モニター（直視型電気光学装置）がある。
【０００３】
また、最近では、２次元の平面映像（２Ｄ映像）の他に、３次元の立体映像（３Ｄ映像）を表示できる２Ｄ／３Ｄ対応型の液晶を用いた電気光学装置も開発されている。例えば、３Ｄ映像が表示可能な液晶プロジェクターでは、３Ｄ映像に応じた右眼画像と左目画像とをフレーム毎に時分割で交互に表示する一方、ユーザーは、右眼画像と左目画像の切り替えに同期して、右眼と左眼を交互に開閉するシャッター眼鏡を装着し、右眼画像を右眼、左目画像を左眼で選択的に視認することで、３Ｄ映像を見ることが可能となっている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００４】
ところで、このような３Ｄ映像の表示を行う電気光学装置では、液晶パネルに表示される右眼画像と左目画像を高速で切り替える必要がある。特に、映像信号の書き込みが線順次方式の場合、画素マトリックスの１番目のラインと最終ラインとの間で書き込みの遅延が生じるため、加えて液晶の応答速度が遅いと、右眼画像と左目画像とが混在する、いわゆるクロストークが発生してしまう。
【０００５】
液晶の応答速度を速くするためには、液晶材料の改良（例えば低粘性にする。）や、液晶パネルのセルギャップを小さくする、液晶パネルの温度を上げるなどの方法が考えられる。しかしながら、液晶材料の改良については、材料自体を劇的に改善することが難しい。一方、セルギャップを小さくした場合、明るさが得られなくなる。一方、液晶パネルの温度を上げた場合、信頼性（寿命）の低下を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３０６３３５号公報
【特許文献２】特開２００９−２３２２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、２Ｄ映像と３Ｄ映像との表示切り替えが可能な液晶を用いた電気光学装置において、３Ｄ映像を表示する場合の液晶の応答速度を向上させつつ、その信頼性の低下を抑制した電気光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置は、平面映像に応じた画像と、立体映像に応じた画像とを切り替え可能に表示する液晶パネルと、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネルの温度が高くなるように制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
以上のように、この電気光学装置では、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネルの温度が高くなるように設定することで、液晶の応答速度を速めることができ、３Ｄ映像に対応した画像を高速で切り替え表示することが可能となる。また、この電気光学装置では、立体映像に応じた画像を表示するときにのみ液晶パネルの温度を高めに設定することから、液晶パネルの温度を常時高めに設定する場合に比べて、この液晶パネルの信頼性の低下を抑えることが可能である。
【００１０】
また、上記電気光学装置は、液晶パネルを冷却する冷却機構を備える場合、制御部が、この冷却機構の駆動を制御することによって、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネルの温度が高くなるように制御することができる。
【００１１】
また、上記電気光学装置は、液晶パネルを加熱する加熱機構を備える場合、制御部が、この加熱機構の駆動を制御することによって、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネルの温度が高くなるように制御することができる。
【００１２】
また、上記電気光学装置は、液晶パネルの温度を測定する温度センサを備え、この温度センサが測定した結果に基づいて、制御部が液晶パネルの温度を制御する構成としてもよい。この場合、液晶パネルの温度を精度良く制御することが可能である。
【００１３】
また、上記電気光学装置は、立体映像に応じた右眼画像と左目画像とを時分割で交互に表示する液晶パネルに同期して、右眼画像が表示される区間において、右眼側を開放し且つ左眼側を遮断すると共に、左目画像が表示される区間において、右眼側を遮断し且つ左眼側を開放する眼鏡を備えることで、この眼鏡を装着したユーザーに対して、立体映像を視認させることができる。
【００１４】
また、上記電気光学装置は、上記液晶パネルをライトバルブとして用いて画像を投射させる投射型の電気光学装置に適用可能である。
【００１５】
また、上記電気光学装置は、上記液晶パネルを画像の表示面として直視する直視型の電気光学装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターを示す斜視図である。
【図２】図１に示す液晶プロジェクターが備えるプロジェクター本体の構成を示す図である。
【図３】図１に示す液晶プロジェクターの回路構成を示す図である。
【図４】図１に示す液晶プロジェクターが備えるシャッター眼鏡の開閉動作を示すタイミングチャートである。
【図５】液晶パネルにヒーターを設けた構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターは、２次元の平面映像（２Ｄ映像）の他に、３次元の立体映像（３Ｄ映像）を表示できる２Ｄ／３Ｄ対応型の電気光学装置の例である。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターを示す斜視図である。
この液晶プロジェクターは、図１に示すように、２Ｄ映像と３Ｄ映像との表示切り替え可能が可能なプロジェクター本体１と、３Ｄ映像を表示するときにユーザーが使用するシャッター眼鏡２とを備え、プロジェクター本体１から拡大投射された画像をスクリーンＳ上に表示する。
【００２０】
図２は、図１に示す液晶プロジェクターが備えるプロジェクター本体１の構成を示す図である。
このプロジェクター本体１は、赤色光変調用、緑色光変調用、青色光変調用の３組の液晶ライトバルブ（液晶パネル）を備えた、いわゆる３板式の液晶プロジェクターの一構成例である。
【００２１】
具体的に、このプロジェクター本体１は、図２に示すように、光源３と、ダイクロイックミラー４，５と、反射ミラー６，７，８と、入射レンズ９と、リレーレンズ１０と、射出レンズ１１と、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１３と、投射レンズ１４とを概略備えて構成されている。
【００２２】
また、その他にも、光源３から射出される光の照度分布を均一化するためのインテグレータ光学系や、光源３から射出される光の偏光状態を液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂで用いる偏光に揃える偏光変換光学系などを備えていてもよい。
【００２３】
光源３は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の放電灯１６と、放電灯１６の光を反射するリフレクター１７とから構成されている。ダイクロイックミラー４は、光源３からの白色光に含まれる赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射する機能を有している。ダイクロイックミラー５は、青色光ＬＢを透過させるとともに、緑色光ＬＧを反射する機能を有している。よって、ダイクロイックミラー４を透過した赤色光は反射ミラー６で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ１２Ｒに入射される。また、ダイクロイックミラー４で反射された緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー５によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ１２Ｇに入射される。
【００２４】
さらに、ダイクロイックミラー４で反射された青色光は、ダイクロイックミラー５を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ９、リレーレンズ１０、および射出レンズ１１を含むリレーレンズ系からなる導光光学系１８が設けられている。この導光光学系１８を介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ１２Ｂに入射される。
【００２５】
各液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１３に入射する。このクロスダイクロイックプリズム１３は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１４によってスクリーン１９（図１中に示すスクリーンＳ）上に投影され、画像が拡大表示される。
【００２６】
本実施形態の液晶プロジェクターでは、２Ｄ映像と３Ｄ映像とを切り替え可能に表示するものであり、２Ｄ映像を表示するときには、この２Ｄ映像に対応した画像がスクリーン１９上に表示される。一方、３Ｄ映像を表示するときには、この３Ｄ映像に対応した右眼用画像と左眼用画像とがフレーム毎に時分割で交互に切り替わりながらスクリーン１９上に表示される。このとき、ユーザーは、右眼用画像と左眼用画像との切り換えに同期して右眼と左眼が交互に開閉するシャッター眼鏡２を装着することで、立体画像を視認することが可能となっている。
【００２７】
図３は、図１に示す液晶プロジェクターの回路構成を示す図である。
本実施形態の液晶プロジェクターは、図３に示すように、上記プロジェクター本体１の内部に、画像情報判定部２１、直流電源部２２、放電灯点灯部２３、画像処理部２４等からなる回路部２５を概略備えている。
【００２８】
画像情報判定部２１は、画像信号変換部２８と、ＣＰＵ２９（Central Processing Unit）とを備えている。画像情報判定部２１は、投影対象となる画像情報が、所定の切り換えタイミングで右眼画像と左眼画像とを切り換えて交互に出力するための立体画像情報であるか否かを判定するものである。
【００２９】
画像信号変換部２８は、外部から画像信号（輝度−色差信号やアナログ信号など）ＳＧ１が入力されると、この画像信号ＳＧ１を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂを生成する。このとき、画像信号変換部２８は、画像信号ＳＧ１として、所定のタイミングで右眼画像と左用画像とが交互に切り換わる立体画像情報が入力された場合には、右眼画像と左眼画像との切り換えタイミングに基づいて、同期信号ＳＧ３をＣＰＵ２９に供給する。
【００３０】
ＣＰＵ２９は、同期信号ＳＧ３に基づいて、投影対象となる画像情報が右眼画像と左眼画像とを交互に切り換えて出力する立体画像情報であるか否かを判定する。画像情報が立体画像情報であるか否かの判定結果ＳＧ４は、画像処理部２４に出力される。
【００３１】
また、ＣＰＵ２９は、液晶プロジェクター１の点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ２９は、通信信号ＳＧ５を介して点灯命令や消灯命令を放電灯点灯部２３に向けて出力する。また、ＣＰＵ２９は、通信信号ＳＧ６を介して放電灯点灯部２３から放電灯１６の点灯情報を受け取る。さらに、ＣＰＵ２９は、同期信号ＳＧ３に基づいて、画像信号ＳＧ１に同期してシャッター眼鏡２を制御するための制御信号ＳＧ７を、有線又は無線の通信手段を介してシャッター眼鏡２に出力する。
【００３２】
画像処理部２４は、３つの画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂに対してガンマ補正等を含む画像処理を行う。画像処理後、画像処理部２４は、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号ＳＧ８Ｒ，ＳＧ８Ｇ，ＳＧ８Ｂを生成し、それらの駆動信号ＳＧ８Ｒ，ＳＧ８Ｇ，ＳＧ８Ｂを液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに供給する。そして、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、それぞれの駆動信号ＳＧ８Ｒ，ＳＧ８Ｇ，ＳＧ８Ｂに基づいて、各液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射される色光の輝度を変調する。
【００３３】
直流電源部２２は、外部の交流電源３０から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換し、トランス（図示しないが、直流電源部２２に含まれる）の２次側にある画像信号変換部２８、画像処理部２４、ＣＰＵ２９、及びトランスの１次側にある放電灯点灯部２３に直流電圧を供給する。
【００３４】
放電灯点灯部２３は、液晶プロジェクター１の起動時に放電灯１６の一対の電極間に高電圧を発生させ、絶縁破壊を生じさせて放電路を形成し、以降、放電灯１６が放電を維持するための駆動電流Ｉ１を供給する。
【００３５】
シャッター眼鏡２は、図３に示すように、右眼シャッター３２Ｒと左眼シャッター３２Ｌとを備えている。これら右眼シャッター３２Ｒ及び左眼シャッター３２Ｌは、制御信号ＳＧ７に基づいて開閉が制御される。なお、右眼シャッター３２Ｒ及び左眼シャッター３２Ｌは、例えば液晶シャッターで構成することができる。
【００３６】
図４は、シャッター眼鏡２の開閉動作を示すタイミングチャートである。
シャッタ眼鏡２は、図４に示すように、右眼画像Ｒと左目画像Ｌとをフレーム毎に時分割で交互に切り替えて出力される立体画像情報に同期して、右眼画像Ｒが表示される区間において、右眼シャッター３２Ｒを開放し且つ左眼シャッター３２Ｌを遮断すると共に、左目画像Ｌが表示される区間において、右眼シャッター３２Ｒを遮断し且つ左眼シャッター３２Ｌを開放する。
【００３７】
なお、図４に示すタイミングチャートでは、１フレーム（１／６０秒）毎に時分割（１／２４０秒）により右眼画像Ｒと右眼画像Ｌに対応する映像信号（駆動信号ＳＧ８Ｒ，ＳＧ８Ｇ，ＳＧ８Ｂ）を各々２回ずつ液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに出力している。そして、１回目の右眼画像Ｒ対応する映像信号を出力した後に、右眼シャッター３２Ｒを開放し、１回目の左眼画像Ｌ対応する映像信号を出力する前に、右眼シャッター３２Ｒを遮断するように、右眼シャッター３２Ｒの開閉するタイミングを制御している。また、左眼シャッター３２Ｌの開閉するタイミングについても、同様のタイミングで制御している。
【００３８】
ところで、上述した映像信号の書き込みが線順次方式の場合、画素マトリックスの１番目のラインと最終ラインとの間で書き込みの遅延が生じるため、加えて液晶の応答速度が遅いと、右眼画像と左目画像とが混在する、いわゆるクロストークが発生してしまう。
【００３９】
クロストークの発生を防ぐために必要な液晶の応答速度は、シャッター眼鏡２の応答性や、開閉時間の設定などにもよるが、概ね２ｍｓ以下とすることが望ましい。すなわち、３Ｄ映像を表示するときは、液晶の応答速度を２ｍｓ以下とすることで、クロストークの発生を抑制しながら、十分な明るさを得ることができる。
【００４０】
一方、２Ｄ映像を表示するときは、１フレーム内で画像の切り替えを高速で行う必要がないため、３Ｄ映像を表示するときよりも液晶の応答速度を遅くすることができる。本実施形態では、２Ｄ映像を表示するときの液晶の応答速度は約３ｍｓである。
【００４１】
そこで、本発明では、３Ｄ映像を表示するときに、２Ｄ映像を表示するときよりも、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ（以下、まとめて液晶パネル１２と言う。）の温度を高めに設定し、液晶の応答速度を２ｍｓ以下とする制御を行った。
【００４２】
この場合、３Ｄ映像を表示するときに、右眼画像と左眼画像とを高速で切り替え表示することが可能となる。また、３Ｄ映像を表示するときにのみ液晶パネル１２の温度を高めに設定するため、液晶パネル１２の温度を常時高めに設定する場合に比べて、この液晶パネル１２の信頼性の低下を抑えることが可能である。
【００４３】
液晶パネル１２の温度を制御する方法としては、例えば図３に示すように、プロジェクター本体１の内部に設けられた冷却ファン（冷却機構）４０を上記ＣＰＵ２９が制御することで、液晶パネル１２の温度を制御することができる。
【００４４】
具体的に、上記ＣＰＵ２９は、上述した画像情報が立体画像情報であるか否かの判定結果ＳＧ４に基づいて、液晶パネル１２が３Ｄ映像を表示する場合に、冷却ファン４０を制御するための制御信号ＳＧ９を生成し、冷却ファン４０に出力する。この制御信号ＳＧ９は、２Ｄ映像を表示するときよりも冷却ファン４０の駆動電圧を低めに設定し、冷却ファン４０の送風を低めに制御する。これにより、液晶パネル１２の温度を高めに設定することができる。一方、液晶パネル１２が２Ｄ映像を表示する場合の制御信号ＳＧ９は、３Ｄ映像を表示するときよりも冷却ファン４０の駆動電圧を高めに設定し、冷却ファン４０の送風を高めに制御する。これにより、液晶パネル１２の温度を低めに設定することができる。
【００４５】
例えば、表１にまとめて示すように、２Ｄ映像を表示する場合の冷却ファン４０の駆動電圧は高め（Ｈｉ）に設定されるため、液晶パネル１２の温度は約４５℃となり、この場合の液晶の応答速度は約３ｍｓとなった。これに対して、３Ｄ映像を表示する場合の冷却ファン４０の駆動電圧は低め（Ｌｏｗ）に設定されるため、液晶パネル１２の温度は約５５℃となり、この場合の液晶の応答速度は約２ｍｓとなった。
【００４６】
【表１】
【００４７】
また、液晶パネル１２の温度を制御する方法としては、例えば図５に示すように、液晶パネル１２を加熱するヒーター（加熱機構）４１を設けて、このヒーター４１を上記ＣＰＵ２９が制御することで、液晶パネル１２の温度を制御することもできる。
【００４８】
具体的に、液晶パネル１２は、図５に示すように、素子基板４２と対向基板４３との間に液晶層４４が挟持された構造を有し、素子基板４２側にヒーター４１及び冷却フィン４５、対向基板４３側に防塵ガラス４６が取り付けられた状態で、外周部がフレーム４７により保持されている。
【００４９】
上記ＣＰＵ２９は、上述した画像情報が立体画像情報であるか否かの判定結果ＳＧ４に基づいて、液晶パネル１２が３Ｄ映像を表示する場合に、ヒーター４１を制御するための制御信号ＳＧ９を生成し、ヒーター４１に出力する。これにより、ヒーター４１が液晶パネル１２を加熱することで、液晶パネル１２の温度を高めに設定することができる。
【００５０】
以上のようにして、上記液晶プロジェクターでは、３Ｄ映像を表示するときに、液晶パネル１２の温度を高めに設定し、液晶の応答速度を速めることができるため、上述した右眼画像と左眼画像との表示切り替えを高速で行うことが可能である。また、上記液晶プロジェクターでは、３Ｄ映像を表示するときにのみ液晶パネル１２の温度を高めに設定するため、液晶パネル１２の温度を常時高めに設定する場合に比べて、この液晶パネル１２の信頼性の低下を抑えることが可能である。
【００５１】
また、上記液晶プロジェクターでは、液晶パネル１２の温度を測定する温度センサ（図示せず。）を設けた構成としてもよい。この場合、温度センサが測定した結果に基づいて、上記ＣＰＵ２９が液晶パネル１２の温度を精度良く制御することが可能である。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記液晶プロジェクターでは、３Ｄ映像の表示方式として、シャッター眼鏡２を用いる時分割方式を例に挙げて説明したが、それ以外にも、例えば偏光眼鏡を用いる偏光方式、分光眼鏡を用いる波長分割方式などを用いることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、液晶パネルをライトバルブとして用いて画像を投射させる投射型の電気光学装置として液晶プロジェクターを例に挙げて説明したが、液晶パネルを画像の表示面として視認・観察する直視型の電気光学装置に本発明を適用してもよい。その他、電気光学装置の液晶パネル及びその回路部の具体的な構成に関しては、上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…プロジェクター本体 ２…シャッター眼鏡 １２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）…液晶ライトバルブ（液晶パネル） ２９…ＣＰＵ（制御部） ４０…冷却ファン（冷却機構） ４１…ヒーター（加熱機構）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルを用いた電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気光学装置には、液晶ライトバルブにより照明光を変調しながら、スクリーン上に拡大投射された画像を表示する液晶プロジェクター（投射型電気光学装置）や、液晶パネルの背面側から照明光を照射して画像を表示する液晶モニター（直視型電気光学装置）がある。
【０００３】
また、最近では、２次元の平面映像（２Ｄ映像）の他に、３次元の立体映像（３Ｄ映像）を表示できる２Ｄ／３Ｄ対応型の液晶を用いた電気光学装置も開発されている。例えば、３Ｄ映像が表示可能な液晶プロジェクターでは、３Ｄ映像に応じた右眼画像と左目画像とをフレーム毎に時分割で交互に表示する一方、ユーザーは、右眼画像と左目画像の切り替えに同期して、右眼と左眼を交互に開閉するシャッター眼鏡を装着し、右眼画像を右眼、左目画像を左眼で選択的に視認することで、３Ｄ映像を見ることが可能となっている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
【０００４】
ところで、このような３Ｄ映像の表示を行う電気光学装置では、液晶パネルに表示される右眼画像と左目画像を高速で切り替える必要がある。特に、映像信号の書き込みが線順次方式の場合、画素マトリックスの１番目のラインと最終ラインとの間で書き込みの遅延が生じるため、加えて液晶の応答速度が遅いと、右眼画像と左目画像とが混在する、いわゆるクロストークが発生してしまう。
【０００５】
液晶の応答速度を速くするためには、液晶材料の改良（例えば低粘性にする。）や、液晶パネルのセルギャップを小さくする、液晶パネルの温度を上げるなどの方法が考えられる。しかしながら、液晶材料の改良については、材料自体を劇的に改善することが難しい。一方、セルギャップを小さくした場合、明るさが得られなくなる。一方、液晶パネルの温度を上げた場合、信頼性（寿命）の低下を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３０６３３５号公報
【特許文献２】特開２００９−２３２２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、２Ｄ映像と３Ｄ映像との表示切り替えが可能な液晶を用いた電気光学装置において、３Ｄ映像を表示する場合の液晶の応答速度を向上させつつ、その信頼性の低下を抑制した電気光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置は、平面映像に応じた画像と、立体映像に応じた画像とを切り替え可能に表示する液晶パネルと、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネルの温度が高くなるように制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
以上のように、この電気光学装置では、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネルの温度が高くなるように設定することで、液晶の応答速度を速めることができ、３Ｄ映像に対応した画像を高速で切り替え表示することが可能となる。また、この電気光学装置では、立体映像に応じた画像を表示するときにのみ液晶パネルの温度を高めに設定することから、液晶パネルの温度を常時高めに設定する場合に比べて、この液晶パネルの信頼性の低下を抑えることが可能である。
【００１０】
また、上記電気光学装置は、液晶パネルを冷却する冷却機構を備える場合、制御部が、この冷却機構の駆動を制御することによって、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネルの温度が高くなるように制御することができる。
【００１１】
また、上記電気光学装置は、液晶パネルを加熱する加熱機構を備える場合、制御部が、この加熱機構の駆動を制御することによって、立体映像に応じた画像を表示するときに、平面映像に応じた画像を表示するときよりも、液晶パネルの温度が高くなるように制御することができる。
【００１２】
また、上記電気光学装置は、液晶パネルの温度を測定する温度センサを備え、この温度センサが測定した結果に基づいて、制御部が液晶パネルの温度を制御する構成としてもよい。この場合、液晶パネルの温度を精度良く制御することが可能である。
【００１３】
また、上記電気光学装置は、立体映像に応じた右眼画像と左目画像とを時分割で交互に表示する液晶パネルに同期して、右眼画像が表示される区間において、右眼側を開放し且つ左眼側を遮断すると共に、左目画像が表示される区間において、右眼側を遮断し且つ左眼側を開放する眼鏡を備えることで、この眼鏡を装着したユーザーに対して、立体映像を視認させることができる。
【００１４】
また、上記電気光学装置は、上記液晶パネルをライトバルブとして用いて画像を投射させる投射型の電気光学装置に適用可能である。
【００１５】
また、上記電気光学装置は、上記液晶パネルを画像の表示面として直視する直視型の電気光学装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターを示す斜視図である。
【図２】図１に示す液晶プロジェクターが備えるプロジェクター本体の構成を示す図である。
【図３】図１に示す液晶プロジェクターの回路構成を示す図である。
【図４】図１に示す液晶プロジェクターが備えるシャッター眼鏡の開閉動作を示すタイミングチャートである。
【図５】液晶パネルにヒーターを設けた構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターは、２次元の平面映像（２Ｄ映像）の他に、３次元の立体映像（３Ｄ映像）を表示できる２Ｄ／３Ｄ対応型の電気光学装置の例である。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターを示す斜視図である。
この液晶プロジェクターは、図１に示すように、２Ｄ映像と３Ｄ映像との表示切り替え可能が可能なプロジェクター本体１と、３Ｄ映像を表示するときにユーザーが使用するシャッター眼鏡２とを備え、プロジェクター本体１から拡大投射された画像をスクリーンＳ上に表示する。
【００２０】
図２は、図１に示す液晶プロジェクターが備えるプロジェクター本体１の構成を示す図である。
このプロジェクター本体１は、赤色光変調用、緑色光変調用、青色光変調用の３組の液晶ライトバルブ（液晶パネル）を備えた、いわゆる３板式の液晶プロジェクターの一構成例である。
【００２１】
具体的に、このプロジェクター本体１は、図２に示すように、光源３と、ダイクロイックミラー４，５と、反射ミラー６，７，８と、入射レンズ９と、リレーレンズ１０と、射出レンズ１１と、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１３と、投射レンズ１４とを概略備えて構成されている。
【００２２】
また、その他にも、光源３から射出される光の照度分布を均一化するためのインテグレータ光学系や、光源３から射出される光の偏光状態を液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂで用いる偏光に揃える偏光変換光学系などを備えていてもよい。
【００２３】
光源３は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の放電灯１６と、放電灯１６の光を反射するリフレクター１７とから構成されている。ダイクロイックミラー４は、光源３からの白色光に含まれる赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射する機能を有している。ダイクロイックミラー５は、青色光ＬＢを透過させるとともに、緑色光ＬＧを反射する機能を有している。よって、ダイクロイックミラー４を透過した赤色光は反射ミラー６で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ１２Ｒに入射される。また、ダイクロイックミラー４で反射された緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー５によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ１２Ｇに入射される。
【００２４】
さらに、ダイクロイックミラー４で反射された青色光は、ダイクロイックミラー５を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ９、リレーレンズ１０、および射出レンズ１１を含むリレーレンズ系からなる導光光学系１８が設けられている。この導光光学系１８を介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ１２Ｂに入射される。
【００２５】
各液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１３に入射する。このクロスダイクロイックプリズム１３は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１４によってスクリーン１９（図１中に示すスクリーンＳ）上に投影され、画像が拡大表示される。
【００２６】
本実施形態の液晶プロジェクターでは、２Ｄ映像と３Ｄ映像とを切り替え可能に表示するものであり、２Ｄ映像を表示するときには、この２Ｄ映像に対応した画像がスクリーン１９上に表示される。一方、３Ｄ映像を表示するときには、この３Ｄ映像に対応した右眼用画像と左眼用画像とがフレーム毎に時分割で交互に切り替わりながらスクリーン１９上に表示される。このとき、ユーザーは、右眼用画像と左眼用画像との切り換えに同期して右眼と左眼が交互に開閉するシャッター眼鏡２を装着することで、立体画像を視認することが可能となっている。
【００２７】
図３は、図１に示す液晶プロジェクターの回路構成を示す図である。
本実施形態の液晶プロジェクターは、図３に示すように、上記プロジェクター本体１の内部に、画像情報判定部２１、直流電源部２２、放電灯点灯部２３、画像処理部２４等からなる回路部２５を概略備えている。
【００２８】
画像情報判定部２１は、画像信号変換部２８と、ＣＰＵ２９（Central Processing Unit）とを備えている。画像情報判定部２１は、投影対象となる画像情報が、所定の切り換えタイミングで右眼画像と左眼画像とを切り換えて交互に出力するための立体画像情報であるか否かを判定するものである。
【００２９】
画像信号変換部２８は、外部から画像信号（輝度−色差信号やアナログ信号など）ＳＧ１が入力されると、この画像信号ＳＧ１を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂを生成する。このとき、画像信号変換部２８は、画像信号ＳＧ１として、所定のタイミングで右眼画像と左用画像とが交互に切り換わる立体画像情報が入力された場合には、右眼画像と左眼画像との切り換えタイミングに基づいて、同期信号ＳＧ３をＣＰＵ２９に供給する。
【００３０】
ＣＰＵ２９は、同期信号ＳＧ３に基づいて、投影対象となる画像情報が右眼画像と左眼画像とを交互に切り換えて出力する立体画像情報であるか否かを判定する。画像情報が立体画像情報であるか否かの判定結果ＳＧ４は、画像処理部２４に出力される。
【００３１】
また、ＣＰＵ２９は、液晶プロジェクター１の点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ２９は、通信信号ＳＧ５を介して点灯命令や消灯命令を放電灯点灯部２３に向けて出力する。また、ＣＰＵ２９は、通信信号ＳＧ６を介して放電灯点灯部２３から放電灯１６の点灯情報を受け取る。さらに、ＣＰＵ２９は、同期信号ＳＧ３に基づいて、画像信号ＳＧ１に同期してシャッター眼鏡２を制御するための制御信号ＳＧ７を、有線又は無線の通信手段を介してシャッター眼鏡２に出力する。
【００３２】
画像処理部２４は、３つの画像信号ＳＧ２Ｒ，ＳＧ２Ｇ，ＳＧ２Ｂに対してガンマ補正等を含む画像処理を行う。画像処理後、画像処理部２４は、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号ＳＧ８Ｒ，ＳＧ８Ｇ，ＳＧ８Ｂを生成し、それらの駆動信号ＳＧ８Ｒ，ＳＧ８Ｇ，ＳＧ８Ｂを液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに供給する。そして、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、それぞれの駆動信号ＳＧ８Ｒ，ＳＧ８Ｇ，ＳＧ８Ｂに基づいて、各液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射される色光の輝度を変調する。
【００３３】
直流電源部２２は、外部の交流電源３０から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換し、トランス（図示しないが、直流電源部２２に含まれる）の２次側にある画像信号変換部２８、画像処理部２４、ＣＰＵ２９、及びトランスの１次側にある放電灯点灯部２３に直流電圧を供給する。
【００３４】
放電灯点灯部２３は、液晶プロジェクター１の起動時に放電灯１６の一対の電極間に高電圧を発生させ、絶縁破壊を生じさせて放電路を形成し、以降、放電灯１６が放電を維持するための駆動電流Ｉ１を供給する。
【００３５】
シャッター眼鏡２は、図３に示すように、右眼シャッター３２Ｒと左眼シャッター３２Ｌとを備えている。これら右眼シャッター３２Ｒ及び左眼シャッター３２Ｌは、制御信号ＳＧ７に基づいて開閉が制御される。なお、右眼シャッター３２Ｒ及び左眼シャッター３２Ｌは、例えば液晶シャッターで構成することができる。
【００３６】
図４は、シャッター眼鏡２の開閉動作を示すタイミングチャートである。
シャッタ眼鏡２は、図４に示すように、右眼画像Ｒと左目画像Ｌとをフレーム毎に時分割で交互に切り替えて出力される立体画像情報に同期して、右眼画像Ｒが表示される区間において、右眼シャッター３２Ｒを開放し且つ左眼シャッター３２Ｌを遮断すると共に、左目画像Ｌが表示される区間において、右眼シャッター３２Ｒを遮断し且つ左眼シャッター３２Ｌを開放する。
【００３７】
なお、図４に示すタイミングチャートでは、１フレーム（１／６０秒）毎に時分割（１／２４０秒）により右眼画像Ｒと右眼画像Ｌに対応する映像信号（駆動信号ＳＧ８Ｒ，ＳＧ８Ｇ，ＳＧ８Ｂ）を各々２回ずつ液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに出力している。そして、１回目の右眼画像Ｒ対応する映像信号を出力した後に、右眼シャッター３２Ｒを開放し、１回目の左眼画像Ｌ対応する映像信号を出力する前に、右眼シャッター３２Ｒを遮断するように、右眼シャッター３２Ｒの開閉するタイミングを制御している。また、左眼シャッター３２Ｌの開閉するタイミングについても、同様のタイミングで制御している。
【００３８】
ところで、上述した映像信号の書き込みが線順次方式の場合、画素マトリックスの１番目のラインと最終ラインとの間で書き込みの遅延が生じるため、加えて液晶の応答速度が遅いと、右眼画像と左目画像とが混在する、いわゆるクロストークが発生してしまう。
【００３９】
クロストークの発生を防ぐために必要な液晶の応答速度は、シャッター眼鏡２の応答性や、開閉時間の設定などにもよるが、概ね２ｍｓ以下とすることが望ましい。すなわち、３Ｄ映像を表示するときは、液晶の応答速度を２ｍｓ以下とすることで、クロストークの発生を抑制しながら、十分な明るさを得ることができる。
【００４０】
一方、２Ｄ映像を表示するときは、１フレーム内で画像の切り替えを高速で行う必要がないため、３Ｄ映像を表示するときよりも液晶の応答速度を遅くすることができる。本実施形態では、２Ｄ映像を表示するときの液晶の応答速度は約３ｍｓである。
【００４１】
そこで、本発明では、３Ｄ映像を表示するときに、２Ｄ映像を表示するときよりも、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ（以下、まとめて液晶パネル１２と言う。）の温度を高めに設定し、液晶の応答速度を２ｍｓ以下とする制御を行った。
【００４２】
この場合、３Ｄ映像を表示するときに、右眼画像と左眼画像とを高速で切り替え表示することが可能となる。また、３Ｄ映像を表示するときにのみ液晶パネル１２の温度を高めに設定するため、液晶パネル１２の温度を常時高めに設定する場合に比べて、この液晶パネル１２の信頼性の低下を抑えることが可能である。
【００４３】
液晶パネル１２の温度を制御する方法としては、例えば図３に示すように、プロジェクター本体１の内部に設けられた冷却ファン（冷却機構）４０を上記ＣＰＵ２９が制御することで、液晶パネル１２の温度を制御することができる。
【００４４】
具体的に、上記ＣＰＵ２９は、上述した画像情報が立体画像情報であるか否かの判定結果ＳＧ４に基づいて、液晶パネル１２が３Ｄ映像を表示する場合に、冷却ファン４０を制御するための制御信号ＳＧ９を生成し、冷却ファン４０に出力する。この制御信号ＳＧ９は、２Ｄ映像を表示するときよりも冷却ファン４０の駆動電圧を低めに設定し、冷却ファン４０の送風を低めに制御する。これにより、液晶パネル１２の温度を高めに設定することができる。一方、液晶パネル１２が２Ｄ映像を表示する場合の制御信号ＳＧ９は、３Ｄ映像を表示するときよりも冷却ファン４０の駆動電圧を高めに設定し、冷却ファン４０の送風を高めに制御する。これにより、液晶パネル１２の温度を低めに設定することができる。
【００４５】
例えば、表１にまとめて示すように、２Ｄ映像を表示する場合の冷却ファン４０の駆動電圧は高め（Ｈｉ）に設定されるため、液晶パネル１２の温度は約４５℃となり、この場合の液晶の応答速度は約３ｍｓとなった。これに対して、３Ｄ映像を表示する場合の冷却ファン４０の駆動電圧は低め（Ｌｏｗ）に設定されるため、液晶パネル１２の温度は約５５℃となり、この場合の液晶の応答速度は約２ｍｓとなった。
【００４６】
【表１】
【００４７】
また、液晶パネル１２の温度を制御する方法としては、例えば図５に示すように、液晶パネル１２を加熱するヒーター（加熱機構）４１を設けて、このヒーター４１を上記ＣＰＵ２９が制御することで、液晶パネル１２の温度を制御することもできる。
【００４８】
具体的に、液晶パネル１２は、図５に示すように、素子基板４２と対向基板４３との間に液晶層４４が挟持された構造を有し、素子基板４２側にヒーター４１及び冷却フィン４５、対向基板４３側に防塵ガラス４６が取り付けられた状態で、外周部がフレーム４７により保持されている。
【００４９】
上記ＣＰＵ２９は、上述した画像情報が立体画像情報であるか否かの判定結果ＳＧ４に基づいて、液晶パネル１２が３Ｄ映像を表示する場合に、ヒーター４１を制御するための制御信号ＳＧ９を生成し、ヒーター４１に出力する。これにより、ヒーター４１が液晶パネル１２を加熱することで、液晶パネル１２の温度を高めに設定することができる。
【００５０】
以上のようにして、上記液晶プロジェクターでは、３Ｄ映像を表示するときに、液晶パネル１２の温度を高めに設定し、液晶の応答速度を速めることができるため、上述した右眼画像と左眼画像との表示切り替えを高速で行うことが可能である。また、上記液晶プロジェクターでは、３Ｄ映像を表示するときにのみ液晶パネル１２の温度を高めに設定するため、液晶パネル１２の温度を常時高めに設定する場合に比べて、この液晶パネル１２の信頼性の低下を抑えることが可能である。
【００５１】
また、上記液晶プロジェクターでは、液晶パネル１２の温度を測定する温度センサ（図示せず。）を設けた構成としてもよい。この場合、温度センサが測定した結果に基づいて、上記ＣＰＵ２９が液晶パネル１２の温度を精度良く制御することが可能である。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記液晶プロジェクターでは、３Ｄ映像の表示方式として、シャッター眼鏡２を用いる時分割方式を例に挙げて説明したが、それ以外にも、例えば偏光眼鏡を用いる偏光方式、分光眼鏡を用いる波長分割方式などを用いることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、液晶パネルをライトバルブとして用いて画像を投射させる投射型の電気光学装置として液晶プロジェクターを例に挙げて説明したが、液晶パネルを画像の表示面として視認・観察する直視型の電気光学装置に本発明を適用してもよい。その他、電気光学装置の液晶パネル及びその回路部の具体的な構成に関しては、上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…プロジェクター本体 ２…シャッター眼鏡 １２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）…液晶ライトバルブ（液晶パネル） ２９…ＣＰＵ（制御部） ４０…冷却ファン（冷却機構） ４１…ヒーター（加熱機構）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面映像に応じた画像と、立体映像に応じた画像とを切り替え可能に表示する液晶パネルと、
前記立体映像に応じた画像を表示するときに、前記平面映像に応じた画像を表示するときよりも、前記液晶パネルの温度が高くなるように制御する制御部とを備える電気光学装置。
【請求項２】
前記液晶パネルを冷却する冷却機構を備え、
前記制御部は、前記冷却機構の駆動を制御することによって、前記立体映像に応じた画像を表示するときに、前記平面映像に応じた画像を表示するときよりも、前記液晶パネルの温度が高くなるように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。
【請求項３】
前記液晶パネルを加熱する加熱機構を備え、
前記制御部は、前記加熱機構の駆動を制御することによって、前記立体映像に応じた画像を表示するときに、前記平面映像に応じた画像を表示するときよりも、前記液晶パネルの温度が高くなるように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。
【請求項４】
前記立体映像に応じた右眼画像と左目画像とを時分割で交互に表示する液晶パネルに同期して、前記右眼画像が表示される区間において、右眼側を開放し且つ左眼側を遮断すると共に、前記左目画像が表示される区間において、右眼側を遮断し且つ左眼側を開放する眼鏡を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
前記液晶パネルの温度を測定する温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサが測定した結果に基づいて、前記液晶パネルの温度を制御することを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
前記液晶パネルをライトバルブとして用いて画像を投射させることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記液晶パネルを画像の表示面として直視することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１】
平面映像に応じた画像と、立体映像に応じた画像とを切り替え可能に表示する液晶パネルと、
前記立体映像に応じた画像を表示するときに、前記平面映像に応じた画像を表示するときよりも、前記液晶パネルの温度が高くなるように制御する制御部とを備える電気光学装置。
【請求項２】
前記液晶パネルを冷却する冷却機構を備え、
前記制御部は、前記冷却機構の駆動を制御することによって、前記立体映像に応じた画像を表示するときに、前記平面映像に応じた画像を表示するときよりも、前記液晶パネルの温度が高くなるように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。
【請求項３】
前記液晶パネルを加熱する加熱機構を備え、
前記制御部は、前記加熱機構の駆動を制御することによって、前記立体映像に応じた画像を表示するときに、前記平面映像に応じた画像を表示するときよりも、前記液晶パネルの温度が高くなるように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。
【請求項４】
前記立体映像に応じた右眼画像と左目画像とを時分割で交互に表示する液晶パネルに同期して、前記右眼画像が表示される区間において、右眼側を開放し且つ左眼側を遮断すると共に、前記左目画像が表示される区間において、右眼側を遮断し且つ左眼側を開放する眼鏡を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
前記液晶パネルの温度を測定する温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサが測定した結果に基づいて、前記液晶パネルの温度を制御することを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
前記液晶パネルをライトバルブとして用いて画像を投射させることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記液晶パネルを画像の表示面として直視することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０８４２６（Ｐ２０１２−２０８４２６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５８０９（Ｐ２０１１−７５８０９）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]