JP2001356411A - Image display device and graphic controller used for this image display device - Google Patents

Image display device and graphic controller used for this image display device

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JP2001356411A
JP2001356411A JP2000180806A JP2000180806A JP2001356411A JP 2001356411 A JP2001356411 A JP 2001356411A JP 2000180806 A JP2000180806 A JP 2000180806A JP 2000180806 A JP2000180806 A JP 2000180806A JP 2001356411 A JP2001356411 A JP 2001356411A
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JP
Japan
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image display
image
shift
display element
display device
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Pending
Application number
JP2000180806A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Tokita
才明 鴇田
Kenji Kameyama
健司 亀山
Ikuo Kato
幾雄 加藤
Hiroyuki Sugimoto
浩之 杉本
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable an image display device to display images at a high speed and to realize high-quality images not to deteriorate durability in an image display device which observes small-sized image display elements having plural pixels capable of controlling illumination light according to image information as enlarged images enlarged by optical elements. SOLUTION: This device has a liquid crystal panel 4 which shifts the image display elements in correspondence to plural sub-fields constituting an image field in the about arraying surface direction of the elements and consists of a piezoelectric element 7 and a piezoelectric element drive section 12, i.e., a shift means for the image display elements. The time required for the image display element shift is set shorter than the time required for pixel switching and the image display element shift is allowed to be completed during the time from the start of the pixel switching before the end thereof. The piezoelectric element 7 is used for the image display element shift means and the pixel switching is performed in the period when the switching is not subjected to the acceleration acting during the image display element shift.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報に従って
照明光を制御可能な複数の画素を有する小型の画像表示
用素子をレンズを用いて拡大した画像として観察する画
像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display apparatus for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling illumination light according to image information as an enlarged image using a lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像情報に従って光を制御可能な複数の
画素を有する小型の画像表示用素子をレンズで拡大した
画像として観察する画像表示装置としては、フロントプ
ロジェクタ,リアプロジェクタ,ヘッドマウンテッドデ
ィスプレイ等の商品名で広く使用されている。この画像
表示用素子としては、CRT,液晶パネル,DMD(商
品名:テキサスインストルメント社:米国)等が商品と
して使用されており、また、無機EL,無機LED,有
機LED等も研究されている。また、小型の画像表示用
素子をレンズで拡大した画像として観察するのではな
く、等倍で観察する画像表示装置としては、前述のCR
T,液晶パネル,無機EL,無機LED,有機LED以
外に、プラズマディスプレイ、蛍光表示管等が商品とし
て使用されており、また、FED(フィールドエミッシ
ョンディスプレイ),PALC(プラズマアドレッシン
グディスプレイ)等も研究されている。これらは、自発
光型と空間光変調器型の2つに大きく分類されるが、い
ずれも光を制御可能な複数の画素を有するものである。
2. Description of the Related Art As an image display apparatus for observing a small image display element having a plurality of pixels whose light can be controlled in accordance with image information as an image enlarged by a lens, a front projector, a rear projector, a head mounted display, and the like are known. Widely used under the trade name. As the image display device, a CRT, a liquid crystal panel, a DMD (trade name: Texas Instrument Co., USA) and the like are used as products, and an inorganic EL, an inorganic LED, an organic LED, and the like are also being studied. . In addition, as an image display device that observes a small image display element at an equal magnification instead of observing it as an image enlarged by a lens, the above-described CR is used.
In addition to T, liquid crystal panel, inorganic EL, inorganic LED, organic LED, plasma display, fluorescent display tube, etc. are used as products, and FED (field emission display), PALC (plasma addressing display), etc. are also studied. ing. These are broadly classified into two types, a self-luminous type and a spatial light modulator type, each of which has a plurality of pixels capable of controlling light.

【0003】これらの画像表示装置に共通の課題は、高
解像度化、つまりは大画素数化であり、ブロードキャス
トの表示を目的とした走査線1000本程度のHDTV
用の表示装置が既に商品化され、ワークステーションコ
ンピュータの高解像度表示を目的とした走査線2000
本程度の開発品が、液晶パネルを用いた技術で発表され
ている('98フラットパネルディスプレイ展にて日本
IBM社のQSXGA2048本、'99電子ディスプ
レイ展にて東芝社のQUXGA2400本等)。しかし
ながら、画素数を増加させることは、液晶パネルの歩留
まりを低下させ、また、開口率を減少させるなどによ
り、コストが増加したり、輝度やコントラストが低下し
たり、消費電力が増加したりしていた。
A problem common to these image display devices is to increase the resolution, that is, to increase the number of pixels, and to use an HDTV of about 1000 scanning lines for broadcast display.
Scan line 2000 for high resolution display of a workstation computer is already commercialized.
About this developed product has been announced by using a liquid crystal panel technology (2048 QSXGA by IBM Japan at the '98 Flat Panel Display Exhibition, 2400 QUXGA by Toshiba at the '99 Electronic Display Exhibition, etc.). However, increasing the number of pixels decreases the yield of the liquid crystal panel, decreases the aperture ratio, and increases the cost, decreases the brightness and contrast, and increases the power consumption. Was.

【0004】従来の複数の画像表示用素子を用いて2倍
以上に大画素数化する方法としては、特開平3−150
525号公報,特開平4−267290号公報等があ
る。これらは、互いにずれた位置にある複数の画像表示
用素子を光学的に配置し、画像表示用素子の互いの画素
の隙間にもう一方の画像表示用素子の画素を配置してい
る。しかしながら、これらは複数の画素間の位置合わせ
が困難であり、また画像表示用素子を複数枚使用するこ
とからコストアップになったり、大きな投射レンズが必
要となったりしていた。
A conventional method of increasing the number of pixels by a factor of two or more using a plurality of image display elements is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-150.
525 and JP-A-4-267290. In these, a plurality of image display elements which are shifted from each other are optically arranged, and a pixel of another image display element is arranged in a gap between the pixels of the image display element. However, in these, it is difficult to align a plurality of pixels, and the cost is increased because a plurality of image display elements are used, and a large projection lens is required.

【0005】これらの問題に対して、特開平4−113
308号公報,特開平5−289004号公報,特開平
6−324320号公報等には単一の画像表示用素子を
用いて2倍の画素数を有するインタレース表示を行う画
像表示装置が開示されている。また、特開平7−365
04号公報には、単一の画像表示用素子を用いて4倍以
上の画素数を有する表示装置が開示されている。これら
が使用する電気光学効果を示す部材と複屈折結晶との組
み合わせは、従来から光通信分野での光分配,光スイッ
チとして用いられている偏向手段と同一の手段が用いら
れており、既に公知の技術である。また、特開平6−3
24320号公報には、電気光学効果を示す部材と複屈
折結晶との組み合わせ以外に、光路を変更する手段とし
て、レンズをシフト可能な手段,バリアングルプリズ
ム,回転ミラー,回転ガラス等が開示されており、ま
た、特開平7−104278号公報にはウエッジプリズ
ムを移動させる手段が開示されている。
To solve these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-113
Japanese Patent Application Publication No. 308, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-289004, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-324320, and the like disclose an image display apparatus that performs interlaced display having twice the number of pixels using a single image display element. ing. Also, JP-A-7-365
Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-2004 discloses a display device having four or more times the number of pixels using a single image display element. The combination of the member exhibiting the electro-optic effect and the birefringent crystal used by these uses the same means as the deflecting means conventionally used as the light distribution and optical switch in the optical communication field, and is already known. Technology. Also, JP-A-6-3
No. 24320 discloses, other than a combination of a member exhibiting an electro-optic effect and a birefringent crystal, as means for changing an optical path, means for shifting a lens, a vari-angle prism, a rotating mirror, a rotating glass, and the like. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-104278 discloses a means for moving a wedge prism.

【0006】図14は、特開平6−324320号公報
に記載の従来の表示方法を示すものであり、レンズをシ
フトする方法により画像表示用素子の高解像度化を図
り、レンズにより拡大した虚像を観察するものである。
図14において、51は画像表示用LCDパネル、52
はLCDドライブ回路、53は光路変更手段、54はボ
イスコイルのドライブ回路である。光路変更手段53
は、接眼レンズ53a、レンズ取付台53b、および、
ボイスコイル53cで構成される。ボイスコイル53c
は、ドライブ回路54で駆動され、該ドライブ回路54
は、LCDドライブ回路52から入力されたカラー映像
信号の奇数フィールドと偶数フィールドの判別信号O/
Eに従って、ボイスコイル53cに流れる電流を制御
し、LCDパネル51の位置が、光学的に接眼レンズ5
3aの光軸に垂直な方向にシフトするようにする。
FIG. 14 shows a conventional display method described in JP-A-6-324320, in which the resolution of an image display element is increased by a method of shifting a lens, and a virtual image enlarged by a lens is displayed. What you observe.
In FIG. 14, reference numeral 51 denotes an image display LCD panel;
Is an LCD drive circuit, 53 is an optical path changing means, and 54 is a voice coil drive circuit. Light path changing means 53
Is an eyepiece 53a, a lens mount 53b, and
It is composed of a voice coil 53c. Voice coil 53c
Are driven by a drive circuit 54, and the drive circuit 54
Is a signal O / for discriminating the odd field and the even field of the color video signal input from the LCD drive circuit 52.
E, the current flowing through the voice coil 53c is controlled, and the position of the LCD panel 51 is optically
The shift is made in the direction perpendicular to the optical axis of 3a.

【0007】接眼レンズ53aをシフト、つまりは、往
復運動させる駆動系としては、ボイスコイル53cに限
らず、圧電素子、バイモルフ、ステップモータ、ソレノ
イドコイル等が特開平6−324320号公報に記載さ
れている。また、光路を変更する方法としては、レンズ
や光学部材をシフトさせる方法以外に、光学部材を挿入
する方法、光学部材を回転する方法、ミラーを回転する
方法、アクティブプリズム、電気光学素子と複屈折材料
とを使用する方法等が記載されている。
The driving system for shifting or reciprocating the eyepiece 53a is not limited to the voice coil 53c, but a piezoelectric element, a bimorph, a step motor, a solenoid coil and the like are described in JP-A-6-324320. I have. As a method of changing the optical path, in addition to a method of shifting a lens or an optical member, a method of inserting an optical member, a method of rotating an optical member, a method of rotating a mirror, an active prism, an electro-optical element, and birefringence. A method using materials and the like are described.

【0008】また、図15も、特開平6−324320
号公報に記載の従来の表示方法を示すものであり、電気
光学素子と複屈折材料を使用する方法により画像表示用
素子の高解像度化を行い、レンズにより拡大した虚像を
観察するものである。図15において、61は電気光学
素子となる偏光面回転部材であり、62は複屈折板であ
る。偏光面回転部材61は、液晶板63の両面に透明電
極64,65が被着形成されて構成されており、両透明
電極64,65間に液晶ドライブ回路66から液晶駆動
電圧が印加されて、偶数と奇数のフィールド毎に偏光面
が回転され、偏向されて、複屈折板62の正常光と異常
光の偏光面に一致させられる。該正常光と異常光とは、
複屈折材料の屈折率差により偏向量が変化する。
FIG. 15 also shows Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-324320.
This discloses a conventional display method described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-260, in which the resolution of an image display element is increased by a method using an electro-optical element and a birefringent material, and a virtual image enlarged by a lens is observed. In FIG. 15, reference numeral 61 denotes a polarization plane rotating member serving as an electro-optical element, and reference numeral 62 denotes a birefringent plate. The polarization plane rotating member 61 is formed by forming transparent electrodes 64 and 65 on both surfaces of a liquid crystal plate 63. A liquid crystal driving voltage is applied between the transparent electrodes 64 and 65 from a liquid crystal drive circuit 66. The polarization plane is rotated and deflected for each of the even and odd fields so that the polarization plane of the birefringent plate 62 matches the polarization plane of the normal light and the abnormal light. The normal light and the extraordinary light are
The amount of deflection changes due to the difference in the refractive index of the birefringent material.

【0009】しかしながら、かかる方法は、レンズのシ
フト手段のかわりに他の手段を用いたとしても、拡大光
学系の光軸をシフトさせるか偏向させることにより光路
を変更させる手段であり、かつ、該光路を変更する手段
が画像表示用素子と拡大光学系との間に存在している。
このため、高解像度の表示を行う場合には、光路長が変
化したり、レンズの軸外を光学系全体の光軸としたりす
るため、光学系の諸収差が発生しやすく、拡大光学系の
設計やレイアウトに無理があるだけではなく、微小な画
像表示用素子の一画素を十分なMTF(Modulation Tra
nsfer Function)で拡大できない場合も生じる。また、
光路を変更する部材自体の不均一さがMTFを低減させ
る場合もある。さらには、電気光学素子を用いた場合に
は、波長がレーザのように単一波長ではないために、波
長による位相の色ずれが生じ、コントラストが大きく低
下してしまうという問題もある。
However, such a method is a means for changing the optical path by shifting or deflecting the optical axis of the magnifying optical system, even if other means are used instead of the lens shifting means. Means for changing the optical path exist between the image display element and the magnifying optical system.
For this reason, when performing high-resolution display, the optical path length changes, or the off-axis of the lens is used as the optical axis of the entire optical system. Not only is the design and layout difficult, but one pixel of the microscopic image display element
In some cases, it is not possible to enlarge the image using the nsfer function. Also,
The non-uniformity of the member that changes the optical path itself may reduce the MTF. Further, when an electro-optical element is used, since the wavelength is not a single wavelength like a laser, there is a problem that a color shift of a phase occurs depending on the wavelength, and the contrast is greatly reduced.

【0010】また、かかる従来の方法では、画像表示用
素子として応答速度の遅い素子を用いた場合には、同じ
画像フィールド内の最初の走査ラインと最後の走査ライ
ンとで書き込み開始時間が大きく異なるため、動画のよ
うな速い走査線速度が要求される場合に走査の方向に均
一な光路の変更状態を形成することが困難であり、コン
トラストが低下しやすい。かかる問題を改善する手法に
関しては、特開平6−324320号公報に、電気光学
素子を走査線方向に複数分割する手法が開示され、ま
た、特開平11―296135号公報、特開平11−2
59039号公報等にも、かかる問題を改善するための
方法が開示されている。
Further, in such a conventional method, when an element having a low response speed is used as an image display element, the writing start time greatly differs between the first scan line and the last scan line in the same image field. Therefore, when a high scanning linear velocity is required, such as in a moving image, it is difficult to form a uniform change of the optical path in the scanning direction, and the contrast tends to decrease. With respect to a method for solving such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-324320 discloses a method of dividing an electro-optical element into a plurality of parts in a scanning line direction, and Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-296135 and 11-2.
No. 59039 also discloses a method for improving such a problem.

【0011】図16は、特開平6−324320号公報
に記載の従来の前記改善手法を示すものであり、最初の
走査ラインと最後の走査ラインとの間の書込時間の差に
よる影響を低減させる手法を示している。図16におい
て、63は偏光面回転素子としての液晶板であるが、図
15の透明電極64の代わりに、走査ライン対応に複数
に分割した走査ライン透明電極TDを用いることによ
り、液晶板63を走査線と平行な方向に複数に分割し
て、画像表示用の液晶の走査と同期して、該液晶板63
の偏光面を順々に走査することにより、画像表示用の走
査線の最初と最後の偏光面の回転状態を均一化してい
る。
FIG. 16 shows the conventional improvement method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-324320, in which the influence of the difference in the writing time between the first scan line and the last scan line is reduced. This shows a method of causing the above. In FIG. 16, reference numeral 63 denotes a liquid crystal plate as a polarization plane rotating element. Instead of the transparent electrode 64 of FIG. 15, a plurality of scanning line transparent electrodes TD corresponding to the scanning lines are used to form the liquid crystal plate 63. The liquid crystal panel 63 is divided into a plurality of parts in a direction parallel to the scanning lines, and synchronized with the scanning of the liquid crystal for image display.
Are sequentially scanned to make the rotation state of the first and last polarization planes of the scanning line for image display uniform.

【0012】しかしながら、かかる従来の方法、あるい
は、装置は、素子の構造や駆動方法を複雑にするため
に、コストが増加してしまう。また、完全に走査線方向
の不均一さを解消するには至っていない。すなわち、デ
ータ走査線数が大きくなった現状の画像表示装置におい
て、フルカラーの動画像表示を行おうとする場合に、デ
ータを走査線の方向に書き込む速さに、表示デバイスの
応答速度が対応できない。フルカラー表示においては、
RGBの各色に対して、64階調から256階調の階調
表示が必要であるため、通常のTN液晶のアナログ変調
や、高速のFLCに対するディザ変調とパルス幅変調の
組み合わせ等が用いられている。しかし、大画素数の表
示に対しては、TFT素子の絶対数が大きくなることに
よる欠陥率の増加や開口率の減少、あるいは、FLCの
応答速度や該駆動方法に対する限界等により、コストが
増加したり、十分な画素数や画像品質が得られていな
い。
However, the cost of the conventional method or device increases because the structure of the element and the driving method are complicated. Further, it has not been possible to completely eliminate the non-uniformity in the scanning line direction. That is, in a current image display device having a large number of data scanning lines, when displaying a full-color moving image, the response speed of the display device cannot correspond to the speed of writing data in the direction of the scanning lines. In full color display,
Since gradation display of 64 gradations to 256 gradations is required for each color of RGB, analog modulation of normal TN liquid crystal, a combination of dither modulation and pulse width modulation for high-speed FLC, and the like are used. I have. However, for a display with a large number of pixels, the cost increases due to an increase in the defect rate and a decrease in the aperture ratio due to an increase in the absolute number of TFT elements, or a limitation on the response speed of the FLC and the driving method. Or a sufficient number of pixels or image quality is not obtained.

【0013】一方、照明光の光強度を変調することによ
るデジタル階調表示を行う表示装置において、高い輝度
を得るための空間光変調装置として、特開平11−75
144号公報に記載の従来の変調方法がある。該変調方
法は、光学空間変調素子に第1のメモリと第2のメモリ
を設けて、画像データが書き込まれた第1メモリから第
2メモリへ画像データを転送し、転送された第2メモリ
の画像データに基づいて画素の状態を変化させるもので
ある。かかる方法を用いることにより、光学空間変調素
子への照明光の実効的な照明時間を増加させることがで
きるので、低コストで、かつ、省エネルギー性の高い画
像表示を行うことができる。しかしながら、かかる光学
空間変調素子は、デジタル階調表示を行う場合のビット
プレーンの時間を低減するために、液晶のDC成分をう
ち消すための中和条件を必要としない、液層の劣化を防
止することができる駆動方法の実現を目的としており、
さらには、光源利用効率の増加による高輝度、低コスト
のフィールドシーケンシャル表示を目的としており、本
発明が係わる画像表示用素子を画像フィールド内で変異
させた場合の画像の空間的クロストークには何ら着目し
てはいない。
On the other hand, in a display device for performing digital gradation display by modulating the light intensity of illumination light, a spatial light modulator for obtaining high luminance is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-75.
No. 144 discloses a conventional modulation method. In the modulation method, a first memory and a second memory are provided in an optical spatial modulation element, image data is transferred from the first memory in which image data is written to the second memory, and the transferred second memory is The state of the pixel is changed based on the image data. By using such a method, the effective illumination time of the illumination light to the optical spatial modulation element can be increased, so that an image display with low cost and high energy saving can be performed. However, such an optical spatial modulation device does not require a neutralization condition for canceling out a DC component of a liquid crystal in order to reduce a bit plane time when performing digital gradation display, and prevents deterioration of a liquid layer. The purpose is to realize a driving method that can
Furthermore, it aims at high-brightness, low-cost field sequential display due to an increase in light source utilization efficiency, and there is no spatial crosstalk in an image when the image display element according to the present invention is mutated in an image field. I'm not paying attention.

【0014】また、画像情報信号から光路を変更する手
段を駆動して高解像度化を図る従来の方法では、拡大光
学系による実像または虚像の変位量が、個々の高解像度
化手段の寸法バラツキや初期組み付け位置合わせバラツ
キにも影響される。さらには、使用している際の振動等
により組み付け位置のズレが生じる場合があり、本来は
変位して異なる表示の位置にある画素が重なったり、色
ずれを起こしたりする場合が生じて、画像品質が劣化す
ることがある。
Further, in the conventional method of driving the means for changing the optical path from the image information signal to increase the resolution, the displacement of the real image or the virtual image by the magnifying optical system causes the dimensional variation of each of the resolution improving means. Also affected by variations in the initial assembly alignment. In addition, the mounting position may be displaced due to vibrations during use, and pixels that are originally displaced and located at different display positions may overlap or cause color misregistration, and the image may be displaced. Quality may degrade.

【0015】一方、本出願人は、拡大光学系の光学特性
を劣化させることの少ない、より高解像度の拡大像を与
えることを目的として、画像情報に従って光を制御可能
な複数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素子を
用いて拡大した拡大画像として観察する画像表示装置で
あって、かつ、画像フィールドを構成する複数のサブフ
ィールドに対応して画素の略配列面方向に対して画像表
示素子の光学的に実効的な位置をシフトすなわち変位さ
せる手段を有する画像表示装置において、光学的に実効
的な該位置をシフトさせる手段が圧電素子よりなる画像
表示素子シフト手段により構成されることを特徴とする
画像表示装置を提案している。さらに、変位された位置
に対応するサブフィールドを構成する複数のフレーム同
士で照明光の強度プロファイルが異なる照明光とする照
明光制御手段を備えることにより、変位された位置に対
応する各サブフィールドごとに階調性の高い高解像度の
拡大像を与えることが可能な画像表示装置を提案してい
る。
On the other hand, the applicant of the present invention has proposed a small-sized image forming apparatus having a plurality of pixels capable of controlling light in accordance with image information in order to provide a higher-resolution enlarged image which does not deteriorate optical characteristics of the magnifying optical system. An image display device for observing an image display element as an enlarged image using an optical element, and displaying an image in a direction substantially corresponding to a plane of arrangement of pixels corresponding to a plurality of subfields constituting an image field In an image display device having means for shifting or displacing the optically effective position of the element, the means for shifting the optically effective position is constituted by an image display element shift means comprising a piezoelectric element. An image display device featuring the feature is proposed. Furthermore, by providing illumination light control means for making illumination light having a different intensity profile of illumination light among a plurality of frames constituting a subfield corresponding to the displaced position, each subfield corresponding to the displaced position is provided. Has proposed an image display device capable of giving a high-resolution enlarged image with high gradation.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本出願
人が提案した上記画像表示装置は上述の通り高解像度の
拡大像が得られるものの、画像表示素子シフトに要する
時間と画素スイッチングに要する時間とについて動作タ
イミングを十分に管理していないために、画像表示に対
する時間的な遅れが発生する可能性があり、これを低減
する必要があった(請求項1,2の課題)。
However, although the above-mentioned image display device proposed by the present applicant can obtain a high-resolution enlarged image as described above, the time required for shifting the image display element and the time required for pixel switching are reduced. Since the operation timing is not sufficiently managed, there is a possibility that a time delay with respect to the image display may occur, and it is necessary to reduce the delay (claims 1 and 2).

【0017】また、装置動作中に、絶えず画像表示素子
をシフトさせることによる不具合が発生する。すなわ
ち、該シフト時に画像表示素子が受ける加速度により画
像表示素子材料の構成が変化しやすくなり、耐久性を劣
化させる要因となっている。かかる劣化要因を改善する
ための手段に関しては従来開示されたものはなく、改善
の必要があった(請求項2,3の課題)。
Further, there is a problem that the image display element is constantly shifted during the operation of the apparatus. That is, the composition of the image display element material tends to change due to the acceleration applied to the image display element at the time of the shift, which is a factor of deteriorating the durability. There has been no means disclosed for improving such a deterioration factor, and there is a need for improvement (claims 2 and 3).

【0018】一方、入力する画像信号に注目した場合、
入力画像信号によって表示画素数がさまざまに設定され
ているのが現状である。たとえばパーソナルコンピュー
タ(以後、パソコンと記す)からパソコンモニタへの画
像信号を例にとった場合、いわゆるAT互換機において
は、IBM社が開発したVGAモードにおける640×
480ドット、SVGAモードにおける800×600
ドット、XGAモードにおける1024×768ドット
などがある。今後、より高い解像度の画像が求められ、
該解像度も用途によってさまざまに設定されることが予
想される。従来の画像表示装置においては、画像表示素
子シフトの位置を複数個設定させることにより、画像表
示素子が有する画素数以上の画像表示を可能とするもの
の、入力画像信号に対応した適切な画像表示手段に関し
ての開示は従来なく、改善が望まれる(請求項4、6の
課題)。
On the other hand, when attention is paid to an input image signal,
At present, the number of display pixels is variously set according to the input image signal. For example, when an image signal from a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer) to a personal computer monitor is taken as an example, in a so-called AT compatible machine, 640 × in a VGA mode developed by IBM Corporation is used.
480 dots, 800 × 600 in SVGA mode
Dots, 1024 × 768 dots in the XGA mode, and the like. In the future, higher resolution images will be required,
It is expected that the resolution is also set variously depending on the application. In a conventional image display device, by setting a plurality of image display element shift positions, it is possible to display an image with more than the number of pixels of the image display element, but an appropriate image display means corresponding to an input image signal There is no disclosure regarding the above, and improvement is desired (problems of claims 4 and 6).

【0019】また、画像表示素子シフトに伴う摩耗劣化
を低減し、耐久性を向上させるための画像表示素子シフ
ト手順に関しても、従来の開示はなかった(請求項5の
課題)。
Further, there has been no prior disclosure of an image display element shift procedure for reducing abrasion deterioration accompanying the image display element shift and improving durability (claim 5).

【0020】さらに、画像表示装置において、カラー画
像を表示させる場合に、画像表示方式として、複数のサ
ブフィールドにより1つの画像フィールドを構成する場
合に適したカラー表示方法について具体的な手段として
開示されたものが従来はなかった(請求項7,8の課
題)。
Further, a color display method suitable for forming one image field by a plurality of sub-fields as an image display method when displaying a color image on an image display device is disclosed as specific means. There was no prior art (the problems of claims 7 and 8).

【0021】また、前述のごとき課題を解決する画像表
示装置に適した画像表示材料および適切な駆動方法につ
いても従来より開示されているものはなかった(請求項
9,10,11の課題)。
Further, there has not been disclosed any image display material and an appropriate driving method suitable for an image display device which solves the above-mentioned problems (the problems of claims 9, 10 and 11).

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、画像情報に従って照射光を制御
可能な複数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素
子で拡大した拡大画像として観察する画像表示装置であ
って、かつ、画像フィールドを構成する複数のサブフィ
ールドに対応して該画像表示素子を画素の略配列面方向
にシフトさせる、圧電素子よりなる画像表示素子シフト
手段を有する画像表示装置において、該画像表示素子シ
フト手段が、前記画像表示素子のシフトに要する時間を
前記画素のスイッチングに要する時間よりも短く設定さ
せ、かつ、前記画素のスイッチング開始から終了までの
間に前記画像表示素子のシフトを完了させるタイミング
を設定せしめることを特徴とする画像表示装置を提供し
ている。
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is an enlargement in which a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling irradiation light according to image information is enlarged by an optical element. An image display device for observing as an image, and an image display element shift means comprising a piezoelectric element for shifting the image display element in a direction substantially corresponding to a plane in which pixels are arranged corresponding to a plurality of subfields constituting an image field. Wherein the image display element shift means sets the time required for shifting the image display element to be shorter than the time required for switching the pixels, and between the start and end of switching of the pixels. The timing of completing the shift of the image display element is set in the image display device.

【0023】請求項2の発明は、画像情報に従って照射
光を制御可能な複数の画素を有する小型の画像表示素子
を光学素子で拡大した拡大画像として観察する画像表示
装置であって、かつ、画像フィールドを構成する複数の
サブフィールドに対応して該画像表示素子を画素の略配
列面方向にシフトさせる、圧電素子よりなる画像表示素
子シフト手段を有する画像表示装置において、該画像表
示素子シフト手段が、前記画像表示素子のシフトに要す
る時間を前記画素のスイッチングに要する時間よりも長
く設定させ、かつ、前記画像表示素子のシフト開始から
終了までの間に前記画素のスイッチングを完了させるタ
イミングを設定せしめることを特徴とする画像表示装置
を提供している。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image display apparatus for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling irradiation light in accordance with image information as an enlarged image obtained by enlarging an optical element. In an image display apparatus having an image display element shift unit composed of a piezoelectric element, the image display element is shifted in a direction substantially corresponding to a plane in which pixels are arranged in correspondence with a plurality of subfields constituting a field. The time required for shifting the image display element is set longer than the time required for switching the pixel, and the timing for completing the switching of the pixel is set between the start and end of the shift of the image display element. An image display device is provided.

【0024】請求項3の発明は、画像情報に従って照射
光を制御可能な複数の画素を有する小型の画像表示素子
を光学素子で拡大した拡大画像として観察する画像表示
装置であって、かつ、画像フィールドを構成する複数の
サブフィールドに対応して該画像表示素子を画素の略配
列面方向にシフトさせる、圧電素子よりなる画像表示素
子シフト手段を有する画像表示装置において、該画像表
示素子シフト手段が対応する前記サブフィールドの画像
を表示させるための前記画素のスイッチング動作を、前
記画像表示素子のシフト開始前に終了させるか、あるい
は、該シフト終了後に開始させるように設定せしめるこ
とを特徴とする画像表示装置を提供している。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image display apparatus for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling irradiation light in accordance with image information as an enlarged image enlarged by an optical element. In an image display apparatus having an image display element shift unit composed of a piezoelectric element, the image display element is shifted in a direction substantially corresponding to a plane in which pixels are arranged in correspondence with a plurality of subfields constituting a field. An image characterized by setting the switching operation of the pixels for displaying the image of the corresponding subfield to be completed before the shift of the image display element is started or to be started after the shift is completed. A display device is provided.

【0025】請求項4の発明は、請求項1乃至3のいず
れかの発明において、入力する画像情報における横方向
および縦方向の画素数情報から、画像表示素子の横方向
および縦方向の位置設定個数を自動的に算出させる位置
設定個数演算手段と、該位置設定個数を基に前記画像表
示素子のシフトの順序およびシフト量を設定させるシフ
ト制御手段とを有することを特徴とする画像表示装置に
用いられるグラフィックコントローラを提供している。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, the horizontal and vertical position setting of the image display element is performed based on the horizontal and vertical pixel number information in the input image information. An image display device comprising: a position setting number calculating means for automatically calculating the number; and a shift control means for setting a shift order and a shift amount of the image display element based on the position setting number. Provides the graphic controller used.

【0026】請求項5の発明は、請求項4の発明におい
て、前記シフト動作の有無、該シフト動作時のシフト順
序および該シフト量の設定があらかじめ定められた該シ
フトの回数またはあらかじめ定められた経過時間毎に自
動的に切り替えさせることを特徴とする画像表示装置に
用いられるグラフィックコントローラを提供している。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of the fourth aspect, the presence or absence of the shift operation, the shift order during the shift operation, and the setting of the shift amount are determined in advance or the number of times of the shift. There is provided a graphic controller used in an image display device, which is automatically switched for each elapsed time.

【0027】請求項6の発明は、画像情報に従って照明
光を制御可能な複数の画素を有する小型の画像表示素子
を光学素子で拡大した拡大画像として観察する画像表示
装置であって、かつ、画像フィールドを構成する複数の
サブフィールドに対応して、該画像表示素子を画素の略
配列面方向にシフトさせることが可能な画像表示装置に
おいて、自動または手動により画素開口率または画素開
口形状を変化させる画素開口率設定手段を有することを
特徴とする画像表示装置を提供している。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image display apparatus for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling illumination light in accordance with image information as an enlarged image obtained by enlarging an optical element. In an image display device capable of shifting the image display element in the direction of a substantially array surface of pixels corresponding to a plurality of subfields constituting a field, the pixel aperture ratio or the pixel aperture shape is automatically or manually changed. An image display device having a pixel aperture ratio setting means is provided.

【0028】請求項7の発明は、請求項1又は2又は3
又は6の発明において、画像情報に従って照明光を制御
可能な複数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素
子で拡大した拡大画像として観察する画像表示装置であ
って、かつ、画像フィールドを構成する複数のサブフィ
ールドに対応して該画像表示素子を画素の略配列面方向
に変位させる、圧電素子よりなる画像表示素子シフト手
段を有する画像表示装置において、前記各サブフィール
ドが複数の時分割フレームにより構成され、該時分割フ
レーム毎に照明光波長スペクトルおよび照明光強度プロ
ファイルが異なる照明がなされ、かつ、前記サブフィー
ルドの切り替え時において照明がなされないように制御
する照明光制御手段を有することを特徴とする画像表示
装置を提供している。
The invention of claim 7 is the invention of claim 1 or 2 or 3
Or an image display device for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling illumination light in accordance with image information as an enlarged image enlarged by an optical element, and constituting an image field. In an image display apparatus having an image display element shift unit composed of a piezoelectric element, the image display element is displaced in a direction substantially corresponding to a plane in which pixels are arranged corresponding to a plurality of subfields. And illumination light control means for controlling illumination so as not to be performed at the time of switching between the subfields, wherein illumination having different illumination light wavelength spectra and illumination light intensity profiles is performed for each time-division frame. Is provided.

【0029】請求項8の発明は、請求項1又は2又は3
又は6の発明において、画像情報に従って照明光を制御
可能な複数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素
子で拡大した拡大画像として観察する画像表示装置であ
って、かつ、画像フィールドを構成する複数のサブフィ
ールドに対応して該画像表示素子を画素の略配列面方向
に変位させる、圧電素子よりなる画像表示素子シフト手
段を有する画像表示装置において、1つの画像フィール
ドを構成する複数のサブフィールドを数回にわたり繰り
返しスキャンし、かつ、該スキャン毎に照明光波長スペ
クトルおよび照明光強度プロファイルが異なる照明がな
され、かつ、前記サブフィールドの切り替え時において
は照明がなされないように制御する照明光制御手段を有
することを特徴とする画像表示装置を提供している。
The invention of claim 8 is the invention of claim 1 or 2 or 3
Or an image display device for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling illumination light in accordance with image information as an enlarged image enlarged by an optical element, and constituting an image field. A plurality of subfields constituting one image field in an image display device having an image display element shift unit composed of a piezoelectric element for displacing the image display element in a direction substantially corresponding to a plane in which pixels are arranged corresponding to the plurality of subfields Is repeatedly scanned several times, and illumination with different illumination light wavelength spectrum and illumination light intensity profile is performed for each scan, and illumination is controlled such that no illumination is performed when the subfield is switched. An image display device characterized by having means is provided.

【0030】請求項9の発明は、請求項1又は2又は3
又は6又は7又は8の発明において、画像表示素子の照
明光を制御する複数の画素が強誘電性液晶材料よりな
り、該画像表示素子に対する照明光の入射と出射とが同
一面を通して行われる反射型構造であることを特徴とす
る画像表示装置を提供している。
[0030] The invention of claim 9 is the invention of claim 1 or 2 or 3.
Alternatively, in the invention of 6 or 7 or 8, the plurality of pixels for controlling the illumination light of the image display element are made of a ferroelectric liquid crystal material, and the reflection and the incidence of the illumination light to the image display element are performed through the same surface. An image display device having a mold structure is provided.

【0031】請求項10の発明は、請求項9の発明にお
いて、時間的に連続するサブフィールドもしくは連続す
る時分割フレームに対応して表示画像を変更する際に、
表示状態を変更する必要のある画素にのみ画素スイッチ
ング操作を行い、表示状態を変更する必要がない画素は
現状の状態を保持させる画素状態制御手段を有すること
を特徴とする画像表示装置を提供している。
According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the present invention, when the display image is changed corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time division frame,
Provided is an image display device comprising: a pixel state control unit that performs a pixel switching operation only on a pixel whose display state needs to be changed, and maintains a current state of a pixel that does not need to change the display state. ing.

【0032】請求項11の発明は、請求項9又は10の
発明において、時間的に連続するサブフィールドもしく
は連続する時分割フレームに対応して表示画像を変更す
る際に、表示状態を変更する必要のある画素に画素スイ
ッチング操作を行う場合に、該画素スイッチング操作の
直前に画素の分極を緩和させる動作を行わしめることを
特徴とする画像表示装置を提供している。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the ninth or tenth aspect, it is necessary to change a display state when a display image is changed corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time-division frame. The present invention provides an image display device characterized in that when a pixel switching operation is performed on a certain pixel, an operation for relaxing the polarization of the pixel is performed immediately before the pixel switching operation.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】本発明にかかる画像表示装置の実
施形態について、図を用いて以下に詳細に説明する。ま
ず、図1は、本発明が適用される画像表示装置の構成の
一例を示す概要図である。図1において、1は赤色LE
Dを2次元アレイ状に配列した照明光源、2は拡散板、
3はコンデンサレンズ、4は液晶パネル、5は投射レン
ズ、6はスクリーン、10は光源ドライブ部、11は液
晶パネルのドライブ部である。光源ドライブ部10で制
御されて照明光源1から放出された照明光は、拡散板2
により均一化された照明光となり、コンデンサレンズ3
により液晶ドライブ部11で照明光源と同期して制御さ
れて、液晶パネル4をクリティカル照明する。液晶パネ
ル4で空間光変調された照明光は投射レンズ5で拡大さ
れ、スクリーン6に投射される。なお、液晶パネル4は
上下方向に支持体9と接続され、該支持体9はピエゾ効
果を有する小型の圧電素子7に固定されており、該圧電
素子7は圧電素子ドライブ部12により制御される。ま
た、図示はしていないが、液晶パネル4は紙面と垂直方
向にも圧電素子に固定された支持体に接続されており、
該圧電素子は、上下方向と同様に、紙面の前後方向に変
位させるように、圧電素子ドライブ部12により制御さ
れる。また、液晶パネル4、支持体9および圧電素子7
により液晶パネルユニット8が形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an image display device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of an image display device to which the present invention is applied. In FIG. 1, 1 is a red LE
An illumination light source in which D is arranged in a two-dimensional array, 2 is a diffuser,
Reference numeral 3 denotes a condenser lens, 4 denotes a liquid crystal panel, 5 denotes a projection lens, 6 denotes a screen, 10 denotes a light source drive unit, and 11 denotes a liquid crystal panel drive unit. The illumination light emitted from the illumination light source 1 under the control of the light source drive unit 10
The illumination light becomes uniform by the condenser lens 3
Is controlled by the liquid crystal drive section 11 in synchronization with the illumination light source, and the liquid crystal panel 4 is critically illuminated. The illumination light spatially modulated by the liquid crystal panel 4 is enlarged by the projection lens 5 and projected on the screen 6. The liquid crystal panel 4 is vertically connected to a support 9, and the support 9 is fixed to a small piezoelectric element 7 having a piezo effect, and the piezoelectric element 7 is controlled by a piezoelectric element drive unit 12. . Although not shown, the liquid crystal panel 4 is also connected to a support fixed to the piezoelectric element in a direction perpendicular to the plane of the drawing.
The piezoelectric element is controlled by the piezoelectric element drive unit 12 so as to be displaced in the front-rear direction of the paper as in the vertical direction. Further, the liquid crystal panel 4, the support 9 and the piezoelectric element 7
Form a liquid crystal panel unit 8.

【0034】図1において、圧電素子ドライブ部12に
より、液晶パネル4は紙面の上下方向および前後方向す
なわちx軸およびy軸方向に、それぞれ画素ピッチの1
/2(1サブフィールド)を、1つの基本単位として、
1画素(1フィールド)が4つのサブフィールドに分割
されて移動する。かかる移動に要する時間は、拡大され
たスクリーン6上で液晶パネル4の画像に感じるフリッ
カーが実用レベルの時間以下の時間とする。かかる移動
時間の実現により、液晶パネル4の変位された位置に対
応するサブフィールドについて、該移動位置に対応する
画像データを画像表示装置で表示させることにより、4
倍の画素数の画像表示を行うことができる。
In FIG. 1, the liquid crystal panel 4 is driven by the piezoelectric element drive unit 12 so that the liquid crystal panel 4 has a pixel pitch of 1 at the pixel pitch in the up-down direction and the front-back direction, ie, in the x-axis and y-axis directions.
/ 2 (1 subfield) as one basic unit,
One pixel (one field) moves while being divided into four subfields. The time required for such movement is a time at which flicker perceived on the image of the liquid crystal panel 4 on the enlarged screen 6 is equal to or less than a practical level. By realizing such a movement time, image data corresponding to the moved position is displayed on the image display device for the subfield corresponding to the displaced position of the liquid crystal panel 4, whereby the 4
Image display with twice the number of pixels can be performed.

【0035】図2は、図1に示した液晶パネルユニット
8の一実施例を示す図であり、図1の右方向から見た概
要図である。図2において、7′,9′は、それぞれ、
図1においては図示していなかった紙面と垂直方向の圧
電素子および支持体である。図2において、たとえば、
x軸方向の位置x1→x0となる変位値Δx13,およ
び、y軸方向の位置y1→y0となる変位値Δy14を
与えることにより、液晶パネルユニット8内の液晶パネ
ル4の位置を変位させる(すなわちシフトさせる)こと
ができる。
FIG. 2 is a diagram showing one embodiment of the liquid crystal panel unit 8 shown in FIG. 1, and is a schematic diagram viewed from the right in FIG. In FIG. 2, 7 'and 9' are
FIG. 1 shows a piezoelectric element and a support which are not shown in the drawing and are perpendicular to the plane of the drawing. In FIG. 2, for example,
The position of the liquid crystal panel 4 in the liquid crystal panel unit 8 is displaced by giving a displacement value Δx13 that becomes the position x1 → x0 in the x-axis direction and a displacement value Δy14 that becomes the position y1 → y0 in the y-axis direction (ie, Shift).

【0036】また、図3は、液晶パネル4の画素(4×
4の液晶パネルの実画素分)を拡大観察した場合の概要
図を示したものである。該画素ピッチが、x軸方向、y
軸方向にそれぞれ2Δx、2Δyであるとき、該画素ピ
ッチの1/2ピッチに相当するΔx、Δyを1サブフィ
ールドの変位値とすることにより、液晶パネル4の実画
素1つを、4倍の4つの画素として表示することができ
る。図3において、15aの位置に(x0,y0)=
(0,0)の場合の開口率が約12%の実画素が設けて
あるとき、それぞれのサブフィールドで(x0,y0)
=(0,0)に対し、(Δx,0),(0,Δy),
(Δx,Δy)とすることにより、それぞれ15d、1
5b、15cの位置に画素を表示することができる。
FIG. 3 shows a pixel (4 × 4) of the liquid crystal panel 4.
4 is a schematic diagram showing an enlarged view of (actual pixels of the liquid crystal panel No. 4). The pixel pitch is in the x-axis direction, y
When 2Δx and 2Δy are respectively provided in the axial direction, Δx and Δy corresponding to a half pitch of the pixel pitch are set as displacement values of one subfield, so that one real pixel of the liquid crystal panel 4 is quadrupled. It can be displayed as four pixels. In FIG. 3, (x0, y0) =
When an actual pixel having an aperture ratio of about 12% in the case of (0, 0) is provided, (x0, y0)
= (0,0), (Δx, 0), (0, Δy),
By setting (Δx, Δy), 15d, 1
Pixels can be displayed at the positions of 5b and 15c.

【0037】なお、かかるサブフィールド間のピッチ
は、x軸,y軸とも実画素ピッチの1/2に限定される
必要はなく、両軸方向に実画素ピッチの1/3として、
9倍の画素を表示させることもできるし、y軸方向にの
み実画素ピッチの1/2として、NTSCの偶数と奇数
のフィールドをサブフィールドとして、2倍の画素を表
示させることもできる。また、開口率は大きくても小さ
くても良いが、25%付近とするのが、画素間の空間的
クロストークを減少させ、かつ、画素間の表示抜けが視
認されにくいので好ましい。
The pitch between the subfields need not be limited to 1/2 of the actual pixel pitch in both the x-axis and the y-axis.
It is possible to display nine times as many pixels, or to display twice as many pixels in the y-axis direction as の of the actual pixel pitch and using even and odd fields of NTSC as subfields. The aperture ratio may be large or small, but is preferably around 25% because spatial crosstalk between pixels is reduced and display omission between pixels is hardly visually recognized.

【0038】図1においては、従来のごとく、液晶パネ
ルと光路とをサブフィールドごとに偏向させる必要がな
い。したがって、画素を増倍させない場合と全く同じ照
明光学系、および、投射光学系を用いることができる。
また、光学系のMTFを劣化させることがないので、低
コストで高解像度の表示を行うことができる。高解像度
の投射レンズ5には、従来よりも2倍の空間周波数に対
して同程度のMTFを確保する必要があるが、投射光学
系の設計負担を大きく減少することができる。また、圧
電素子7を用いることにより、ボイスコイルやステップ
モータ等を用いる方法と比較して、より正確に液晶パネ
ル4の位置の変位量すなわちシフト量を制御することが
できる。したがって、常に、該シフト量をフィードバッ
クさせて、制御を行う必要がないため、液晶パネル4を
変位(シフト)させる液晶パネルドライブ部11を簡略
化できる。かつ、正確な位置に変位(シフト)させるこ
とができるため、低コストで、かつ、位置ずれによる画
像品質の低下が少ない高解像度の画像表示を行うことが
できる。
In FIG. 1, there is no need to deflect the liquid crystal panel and the optical path for each subfield as in the prior art. Therefore, it is possible to use the same illumination optical system and projection optical system as in the case where the pixel is not multiplied.
In addition, since the MTF of the optical system is not deteriorated, high-resolution display can be performed at low cost. For the high-resolution projection lens 5, it is necessary to secure the same MTF for a spatial frequency twice as high as that of the conventional one, but the design burden of the projection optical system can be greatly reduced. Further, by using the piezoelectric element 7, the displacement amount, that is, the shift amount of the position of the liquid crystal panel 4 can be more accurately controlled as compared with a method using a voice coil, a step motor, or the like. Therefore, since it is not necessary to always feed back the shift amount and perform control, the liquid crystal panel drive unit 11 for displacing (shifting) the liquid crystal panel 4 can be simplified. In addition, since it can be displaced (shifted) to an accurate position, it is possible to perform high-resolution image display at low cost and with little deterioration in image quality due to positional displacement.

【0039】また、圧電素子7は一般に印加電圧と積層
数に制約されて変位量(シフト量)が小さい。しかし、
図1のように10乃至50倍の拡大像をスクリーン6で
観察する画像表示装置においては、元の液晶パネル4の
変位量は、スクリーン6で観察される変位量に対して1
/50乃至1/10と微小でよいので、液晶パネル4の
変位量を絶対値として小さくすることができる。したが
って、200V以内、場合によっては、100V以内の
駆動電圧における圧電素子7の可動範囲内の変位量で十
分であり、圧電素子7の実用的な駆動電圧での変位量の
制約を受けにくい。さらには、従来の照明光学系、およ
び、投射光学系をそのまま用いることができるので、新
たな設計の負担がなく、低コストの画像表示装置を提供
できる。また、圧電素子7による液晶パネル4の変位を
行わない場合、すなわち、画素増倍しない表示モードに
おいては、通常と同様の光学特性を実現できるので、同
じ画像表示装置において、表示モードを切り替えて表示
させることが容易である。
The amount of displacement (shift amount) of the piezoelectric element 7 is generally limited by the applied voltage and the number of layers. But,
As shown in FIG. 1, in the image display device for observing a magnified image of 10 to 50 times on the screen 6, the displacement of the original liquid crystal panel 4 is 1
Since it may be as small as / 50 to 1/10, the displacement of the liquid crystal panel 4 can be reduced as an absolute value. Therefore, a displacement within the movable range of the piezoelectric element 7 at a drive voltage of 200 V or less, and in some cases, of 100 V or less is sufficient, and the displacement of the piezoelectric element 7 at a practical drive voltage is hardly restricted. Further, since the conventional illumination optical system and projection optical system can be used as they are, there is no new design burden and a low-cost image display device can be provided. Further, in the case where the liquid crystal panel 4 is not displaced by the piezoelectric element 7, that is, in the display mode in which the pixel is not multiplied, the same optical characteristics as those in the normal mode can be realized. It is easy to do.

【0040】圧電素子7の材料としては、ピエゾ素子を
用いたものが好ましい。例えば、株式会社トーキンの圧
電素子(型番:AE0203D08)を用いれば、駆動
電圧100Vで変位量約6μmが得られる。該圧電素子
の共振周波数は138kHzであり、該共振周波数の3
分の1の周波数を最大周波数として、約40kHz以上
の高速変位が実現でき、かつ、矩形的な変位以外に、変
位の開始時と終了時の加速度を低減させた変位プロファ
イルを実現することもできる。
As the material of the piezoelectric element 7, a material using a piezo element is preferable. For example, if a piezoelectric element (model number: AE0203D08) manufactured by Tokin Co., Ltd. is used, a displacement of about 6 μm can be obtained at a driving voltage of 100 V. The resonance frequency of the piezoelectric element is 138 kHz, and the resonance frequency is 3 kHz.
A high-speed displacement of about 40 kHz or more can be realized with the one-half frequency as the maximum frequency, and a displacement profile in which the acceleration at the start and end of the displacement is reduced in addition to the rectangular displacement can be realized. .

【0041】また、液晶パネル4の材料としては、画素
が10μmピッチのディスプレイテクノロジー社(米)
のLCOS(Liquid Crystal on S
i)型の空間変調素子を用いて、反射型の照明光学系お
よび投射光学系を構成して、4倍の画素増倍を行うこと
ができる。ただし、前述のごとく、投射レンズ5の空間
周波数への要求が高解像度のために2倍となるので、高
解像度対応の投射レンズを使用する必要がある。なお、
図1においては、投射レンズ5により、スクリーン6に
空間光変調器の実像を形成して拡大しているが、これに
限定されるものではなく、投射レンズ5のかわりに接眼
レンズを用いて、直接に拡大した虚像を観察させてもよ
い。
As a material for the liquid crystal panel 4, a display technology company (US) having pixels of 10 μm pitch is used.
LCOS (Liquid Crystal on S)
Using the i) type spatial modulation element, a reflection type illumination optical system and a projection optical system can be configured to perform four times pixel multiplication. However, as described above, since the requirement for the spatial frequency of the projection lens 5 is doubled due to the high resolution, it is necessary to use a projection lens that supports high resolution. In addition,
In FIG. 1, a real image of the spatial light modulator is formed and enlarged on the screen 6 by the projection lens 5, but the present invention is not limited to this, and an eyepiece is used instead of the projection lens 5. A directly enlarged virtual image may be observed.

【0042】図4は、本発明の高解像度画像表示装置の
動作の一例を示すタイミグチャートである。図4に示す
ように、画像表示素子のx位置はx0とx1の2つの位
置をとり、y位置はy0とy1の2つの位置をとる。
x,y位置の組み合わせにより、(x,y)が1フィー
ルドの期間内に、(x1,y1),(x1,y0),
(x0,y1),(x0,y0)の位置に順に変位し、
それぞれの位置をサブフィールド1(SF1),サブフ
ィールド2(SF2),サブフィールド3(SF3),
サブフィールド4(SF4)とし、4つのサブフィール
ドを形成させる。
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the high resolution image display device of the present invention. As shown in FIG. 4, the x position of the image display element takes two positions x0 and x1, and the y position takes two positions y0 and y1.
According to the combination of the x and y positions, (x, y) is (x1, y1), (x1, y0),
(X0, y1) and (x0, y0) are sequentially displaced,
The respective positions are represented by subfield 1 (SF1), subfield 2 (SF2), subfield 3 (SF3),
Subfield 4 (SF4) is formed, and four subfields are formed.

【0043】図4を構成する画像表示装置としては、液
晶パネルユニット周辺部についてはすべて図1に示す液
晶パネルユニット8の周辺部と同様の構成を用いる。ま
た、液晶パネル4においては、図示はしていないが、各
画素はそれぞれ走査ラインからの信号に基づく画素デー
タ入力用の画素データ記憶手段Aを有し、さらに、各画
素はそれぞれ該画素データ記憶手段Aとは異なる画素デ
ータ出力用の画素データ記憶手段Bも有している。さら
には、画素データ記憶手段Aの画素データを画素データ
記憶手段Bの画素データとして転送する転送手段と、該
画素データ記憶手段Bの画素データに基づいて各画素に
電圧印加可能な駆動手段とを有し、また、該画像表示素
子が各サブフィールドごとに前記転送手段により画素デ
ータ記憶手段Aの画素データを画素データ記憶手段Bの
画素データとして実質的に同時に転送する転送タイミン
グ決定手段も有している。また、図4においては、説明
の簡略化のため、特定の1つのデータ線が走査線を4本
有している構成としているが、実際には、他のデータ線
に関しても同様であり、また走査線がn本の場合におい
ても、走査線の書込を4回からn回にすることで同様に
実現させることができる。
As for the image display device shown in FIG. 4, the same configuration as the peripheral portion of the liquid crystal panel unit 8 shown in FIG. 1 is used for all the peripheral portions of the liquid crystal panel unit. In the liquid crystal panel 4, although not shown, each pixel has a pixel data storage unit A for inputting pixel data based on a signal from a scanning line. It also has a pixel data storage means B for outputting pixel data different from the means A. Further, a transfer unit that transfers the pixel data of the pixel data storage unit A as the pixel data of the pixel data storage unit B, and a driving unit that can apply a voltage to each pixel based on the pixel data of the pixel data storage unit B Further, the image display device also has transfer timing determining means for transferring the pixel data of the pixel data storage means A substantially simultaneously as the pixel data of the pixel data storage means B by the transfer means for each subfield. ing. Further, in FIG. 4, for simplification of description, one specific data line has four scanning lines. However, the same is true for other data lines. Even in the case where the number of scanning lines is n, the same can be realized by changing the number of writing of the scanning lines from four to n.

【0044】ここに、図4においては、画像データは、
走査線1,2,3,4の順に画素データ記憶手段Aに入
力を行うことを基本とする例を示している。画像データ
は、画像表示素子の1つの画素を4倍にして表示させる
ために、図示していない画像データ処理装置によりサブ
フィールドに対応した画像データにあらかじめ変換さ
れ、さらに、該サブフィールドの画像データに対応し
て、走査線4本分の画像データが、サブフィールド1,
2,3,4の順に画素データ記憶手段Aに入力されるこ
とにより、1つの画像フィールド分の画像データが入力
されることとなる。
Here, in FIG. 4, the image data is
An example is shown in which input is basically performed to the pixel data storage means A in the order of the scanning lines 1, 2, 3, and 4. The image data is converted in advance to image data corresponding to a subfield by an image data processing device (not shown) in order to display one pixel of the image display element by quadrupling the image data. , The image data for four scanning lines is divided into subfields 1,
By being input to the pixel data storage means A in the order of 2, 3, and 4, image data for one image field is input.

【0045】なお、ある画像データが書き込まれた時期
から次の画像データが書き込まれる時期までの期間にお
いて、特定のサブフィールドの走査線に対応した画像デ
ータとして画像表示を行うと、走査線の違いにより画像
表示される期間に違いが生じるため、かかる期間に画像
表示素子を変位させると空間的なクロストークが生じて
しまう。したがって、本発明においては、図4に示すご
とく、画像表示素子が移動している時期(図4に示す照
明光OFFの期間)には照明光の照射を停止させて表示
を行わさせないこととするとともに、かかる照明光の停
止期間に一括して画素データ記憶手段Aの画像データを
画素への電圧印加駆動手段と対応した画素データ記憶手
段Bに転送させる(図4に示す転送指令による)ので、
空間的なクロストークのない高解像度で高コントラスト
の画像表示を行うことができる。
If image display is performed as image data corresponding to a scanning line of a specific subfield during a period from the time when certain image data is written to the time when the next image data is written, the difference between the scanning lines Causes a difference in a period in which an image is displayed, and when the image display element is displaced in such a period, spatial crosstalk occurs. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4, during the time when the image display element is moving (the period of the illumination light OFF shown in FIG. 4), the illumination light irradiation is stopped and the display is not performed. At the same time, the image data of the pixel data storage unit A is transferred to the pixel data storage unit B corresponding to the voltage application drive unit to the pixels at a time during the stop period of the illumination light (according to the transfer command shown in FIG. 4).
It is possible to display a high-resolution and high-contrast image without spatial crosstalk.

【0046】より具体的には、図4において、画像デー
タは、走査線1,2,3,4の順に画素データ記憶手段
Aに入力を行い、特定のタイミングでは画素データ記憶
手段Aにはサブフィールドの状態が走査線ですべて異な
るが、すべての走査線で入力を終了した時点で画素デー
タ記憶手段Aの画像データを、別の画素データ出力用の
画素データ記憶手段Bに転送することにより、画素デー
タ記憶手段Bは次のサブフィールドの期間ではすべての
走査線が同一のサブフィールドとなる。したがって、画
素データ記憶手段Bの画像データ内容に従って、駆動回
路(図1に示す液晶パネルドライブ部11)により画像
表示素子(図1に示す液晶パネル4)の画素に電圧を印
加し、画素スイッチングを行い、かつ、照明光を照射す
ることにより、1つのサブフィールド期間に、それより
1つ前のサブフィールドの期間で入力した画像データが
表示されることになる。
More specifically, in FIG. 4, image data is input to the pixel data storage means A in the order of the scanning lines 1, 2, 3, and 4, and the sub data is stored in the pixel data storage means A at a specific timing. Although the state of the field is different for each scanning line, the image data of the pixel data storage unit A is transferred to another pixel data storage unit B for pixel data output at the time when input has been completed for all scanning lines. In the pixel data storage means B, all scanning lines are in the same subfield during the period of the next subfield. Therefore, a voltage is applied to the pixels of the image display element (the liquid crystal panel 4 shown in FIG. 1) by the drive circuit (the liquid crystal panel drive unit 11 shown in FIG. 1) in accordance with the image data contents of the pixel data storage means B, and the pixel switching is performed. By performing the illumination and irradiating the illumination light, the image data input in one subfield period is displayed in one subfield period.

【0047】なお、図4では、空間光変調素子に照明光
を照明して光を空間光変調して制御している例を示して
いるが、かかる構成に限定されるものではなく、有機E
L,無機EL,無機LEDチップアレイ等の発光素子を
用いた場合には、照明光を用いる代わりに、直接、発光
素子から放出される光を制御することにより、同様の効
果が得られる。
Although FIG. 4 shows an example in which the spatial light modulator is illuminated with illumination light and the light is spatially modulated and controlled, the present invention is not limited to this configuration.
When a light-emitting element such as an L, inorganic EL, or inorganic LED chip array is used, a similar effect can be obtained by directly controlling light emitted from the light-emitting element instead of using illumination light.

【0048】以下、本発明における高解像度画像表示装
置の動作について、さらに詳細に説明する。図5は、画
像表示装置のタイミングチャートの一部を示すものであ
り、請求項1,2にかかる画像表示素子シフトに要する
時間tshift、および、画素のスイッチングに要する時
間tswitchを説明するためのものである。図5におい
て、CLKは画像表示装置の画像表示用クロック、FP
はフィールド切り替え用のフィールドパルス、SFPは
サブフィールド切り替え用のサブフィールドパルスであ
る。ここでは、サブフィールドが4つの場合を示してい
る。サブフィールドの切り替えは前述の通り圧電素子駆
動により行うが、圧電素子には該圧電素子を変形させる
ための電圧が駆動信号として印加される。該駆動信号に
基づく圧電素子の変形すなわちサブフィールドの切り替
えはサブフィールドパルスの立下りをトリガーに行われ
る。圧電素子駆動は高速なサブフィールド切り替えの為
にはできるだけ応答性の良いものを選ぶべきであるが、
あまり応答性が良いものとすると、高速な動作により画
像表示素子には加速度による負荷がかかるため注意しな
ければならない。先に述べた40kHzの圧電素子を用
いた場合、最短時間として約2.5msでサブフィール
ドの切替えすなわち画像表示素子シフトが行われる。一
方、画素スイッチングに要する時間tswitchは、画素に
電圧を印可する等の書き換え操作をしてから画素データ
の書き換えが終了するまでの時間である。
Hereinafter, the operation of the high resolution image display device according to the present invention will be described in more detail. FIG. 5 shows a part of a timing chart of the image display device, for explaining the time t shift required for shifting the image display element and the time t switch required for switching pixels according to the first and second aspects . belongs to. In FIG. 5, CLK is an image display clock of the image display device, FP
Is a field pulse for switching fields, and SFP is a subfield pulse for switching subfields. Here, a case where there are four subfields is shown. As described above, the switching of the subfield is performed by driving the piezoelectric element, and a voltage for deforming the piezoelectric element is applied to the piezoelectric element as a drive signal. The deformation of the piezoelectric element based on the drive signal, that is, the switching of the subfield, is performed with the falling of the subfield pulse as a trigger. For driving the piezoelectric element, it is necessary to select the one with the highest responsiveness for high-speed subfield switching,
If the response is too good, attention must be paid to the load due to acceleration applied to the image display element due to the high-speed operation. When the above-described piezoelectric element of 40 kHz is used, the switching of the subfield, that is, the image display element shift is performed in about 2.5 ms as the shortest time. On the other hand, a time t switch required for pixel switching is a time from a rewriting operation such as application of a voltage to a pixel to completion of rewriting of pixel data.

【0049】図6(A)に請求項1に述べる画像表示素
子シフトと画素スイッチングのタイミングチャートを示
す。なお、本画像表示装置は、前述した通り、画像表示
素子の各画素が走査ラインからの信号に基づく画素デー
タ入力用の画素データ記憶手段Aを有し、同じ各画素が
該画素データ記憶手段Aとは異なる画素データ出力用の
画素データ記憶手段Bを有し、画素データ記憶手段Aの
画素データを画素データ記憶手段Bの画素データとして
転送する転送手段を有し、画素データ記憶手段Bの画素
データに基づいて各画素に電圧印加可能な駆動手段を有
し、該画像表示素子が各サブフィールドごとに前記転送
手段により画素データ記憶手段Aの画素データを画素デ
ータ記憶手段Bの画素データとして実質的に同時に転送
する転送タイミング決定手段を有する画像表示装置とし
て構成することができ、これにより、画素スイッチング
はすべての画素に対して一括に行うことができる。
FIG. 6A shows a timing chart of the image display element shift and the pixel switching described in the first aspect. As described above, in the present image display device, each pixel of the image display element has a pixel data storage unit A for inputting pixel data based on a signal from a scanning line, and the same pixel is stored in the pixel data storage unit A. A pixel data storage means B for outputting pixel data different from the pixel data storage means A, and a transfer means for transferring the pixel data of the pixel data storage means A as the pixel data of the pixel data storage means B. The image display element has driving means capable of applying a voltage to each pixel based on data, and the image display element substantially converts the pixel data of the pixel data storage means A into the pixel data of the pixel data storage means B by the transfer means for each subfield. And an image display device having a transfer timing determining means for simultaneously transferring the image data, whereby the pixel switching is performed for all the pixels. It can be carried out in bulk.

【0050】図6(A)において、SFPはサブフィー
ルド切替え用のサブフィールドパルス信号であり、SF
Pの立下りに同期してサブフィールドが切り替わる。ま
た、tshiftとtswitchとの関係は、tshift<tswitch
であり、ディレイ時間tdela yを設けることにより、画
素スイッチングの開始から終了までの間に画像表示素子
シフトを完了せしめるタイミングが画像表示素子シフト
手段により設定されている。tdelayとしては、図6
(A)に示すごとく、 tdelay=(tswitch−tshift)/2 に定めるのが望ましい。かかる設定を行うことにより、
例えばtshift=4.2ms、tswitch=5.0msとし
た場合には、tdelay=0.4msが設定される。
In FIG. 6A, SFP is a subfield pulse signal for subfield switching, and SF
The subfield switches in synchronization with the falling edge of P. The relationship between t shift and t switch is t shift <t switch
, And the by providing the delay time t dela y, timing allowed to complete the image display device shifts between the start and end of the pixel switching is set by the image display device shifting means. As t delay , FIG.
As shown in (A), it is desirable to set t delay = (t switch −t shift ) / 2. By making such settings,
For example, when t shift = 4.2 ms and t switch = 5.0 ms, t delay = 0.4 ms is set.

【0051】一方、図6(B)あるいは図6(C)は、
それぞれ、画像表示素子シフトの時間tshiftの間に、
画素スイッチングの開始点が設定される場合、あるい
は、画素スイッチングの終了点が設定される場合を示し
ているが、いずれの場合も、図6(A)に示す場合以上
に画像の表示までの時間を消費してしまう。画像表示素
子シフトに要する時間tshiftを画素スイッチングの時
間tswitchより短く設定する場合、画素シフトのタイミ
ングを、画素スイッチングの開始から終了までの間に画
像表示素子シフトを完了せしめるように設定することに
より、画像表示素子シフトに要する時間tshiftに伴う
表示時間の遅れを実質的に発生させずに済み、高速性が
損なわれない。特に、画像表示素子材料として、ツイス
テッド・ネマティック型(TN)液晶を用いる場合等、
数msから数十msの画素スイッチング時間を要する場
合に非常に有用である。
On the other hand, FIG. 6B or FIG.
During the time t shift of the image display element shift,
FIG. 6A shows a case where a start point of pixel switching is set or a case where an end point of pixel switching is set. In each case, the time until image display is longer than that shown in FIG. Consumes. When the time t shift required for the image display element shift is set shorter than the pixel switching time t switch , the pixel shift timing is set so that the image display element shift is completed between the start and the end of the pixel switching. Accordingly, the display time is not substantially delayed due to the time t shift required for the image display element shift, and the high-speed performance is not impaired. In particular, when a twisted nematic (TN) liquid crystal is used as an image display element material,
This is very useful when a pixel switching time of several ms to several tens ms is required.

【0052】一方、図10(A)に請求項2に述べる画
像表示素子シフトと画素スイッチングのタイミングチャ
ートを示す。図10(A)において、SFPはサブフィ
ールド切替え用のサブフィールドパルス信号であり、S
FPの立下りに同期してサブフィールドが切り替わる。
shiftとtswitchとの関係は図6(A)の場合とは逆
の関係にあり、tswitch<tshiftであり、ディレイ時
間tdelayを設けることにより、画像表示素子シフトの
開始から終了までの間に画素スイッチングを完了せしめ
るタイミングが画像表示素子シフト手段により設定され
ている。tdelayとしては、 tdelay=(tshift−tswitch)/2 に定めるのが望ましい。
On the other hand, FIG. 10A shows a timing chart of the image display element shift and pixel switching described in claim 2. In FIG. 10A, SFP is a subfield pulse signal for subfield switching,
The subfield switches in synchronization with the fall of the FP.
The relationship between t shift and t switch is opposite to the case of FIG. 6A , where t switch <t shift and from the start to the end of the shift of the image display element by providing the delay time t delay. The timing for completing the pixel switching is set by the image display element shift means. It is desirable to set t delay as t delay = (t shift −t switch ) / 2.

【0053】かかる関係にある場合、画像表示素子シフ
トを行う際、画像表示素子には該シフト時の加速度に伴
う力が働くが、該加速度に伴う力が大き過ぎる場合、該
画像表示素子の構造が変化し、破損を招く場合がある。
したがって、極力、画像表示素子シフト時の加速度を弱
めることが望ましく、また、画像表示素子材料への負荷
を考慮すると、画素スイッチングが加速度の影響を受け
ないか、あるいは、加速度が小さいときに行うのが好ま
しい。該シフト時の加速度は一般的に画像表示素子シフ
ト開始直後および終了直前が最も大きいので、かかる期
間を避けて画素スイッチング動作を行うことが好まし
い。すなわち、図10(B)あるいは図10(C)は、
それぞれ、画素スイッチング時間tswitchの間に画像表
示素子シフトの開始点が設定される場合、あるいは、画
像表示素子シフトの終了点が設定される場合を示してい
るが、いずれの場合も、画像表示素子シフトの開始点、
終了点が画素スイッチングの期間tswitch中にあり、好
ましくない。
In such a relationship, when the image display element is shifted, a force accompanying the acceleration at the time of the shift acts on the image display element. If the force accompanying the acceleration is too large, the structure of the image display element is changed. May change, resulting in breakage.
Therefore, it is desirable to reduce the acceleration at the time of shifting the image display element as much as possible, and in consideration of the load on the image display element material, the pixel switching is not affected by the acceleration or performed when the acceleration is small. Is preferred. Since the acceleration during the shift is generally greatest immediately after the start and immediately before the end of the shift of the image display element, it is preferable to perform the pixel switching operation while avoiding such a period. That is, FIG. 10B or FIG.
Each shows a case where the start point of the image display element shift is set during the pixel switching time t switch or a case where the end point of the image display element shift is set. Starting point of element shift,
The end point is during the pixel switching period t switch , which is not preferable.

【0054】一方、図10(A)に示すごとく、t
delay=(tshift−tswitch)/2に設定することで、
該シフト時の加速度を弱め、画像表示素子材料への負荷
を低減することが可能となる。かかる設定を行うことに
より、例えば、tshift=3.20ms、tswitch=0.
04msとした場合には、tdelay=1.58msが設定
される。また、画素スイッチングに要する時間tswitch
を画像表示素子シフトに要する時間tshiftよりも短く
設定する場合、画素スイッチングのタイミングを、画像
表示素子シフトの開始から終了までの間に画素スイッチ
ングを完了せしめるように設定することで、画素スイッ
チングに要する時間tswitchに伴う表示時間の遅れを実
質的に発生させずに済み、高速性が損なわれない等の利
点もある。特に、画像表示素子材料として、強誘電性液
晶(FLC)、デジタルマイクロミラーデバイス(DM
D)等比較的高速スイッチングが可能な材料を用いる場
合、すなわち、数μsから数十μsの画素スイッチング
時間の場合に非常に有用である。
On the other hand, as shown in FIG.
By setting delay = (t shift −t switch ) / 2,
It is possible to weaken the acceleration during the shift and reduce the load on the image display element material. By performing such setting, for example, t shift = 3.20 ms, t switch = 0.
In the case of 04 ms, t delay = 1.58 ms is set. Also, the time required for pixel switching t switch
Is set shorter than the time t shift required for the image display element shift, the pixel switching timing is set so that the pixel switching is completed between the start and the end of the image display element shift. There is also an advantage that the display time is not substantially delayed due to the required time t switch and the high speed is not impaired. In particular, ferroelectric liquid crystal (FLC), digital micromirror device (DM)
This is very useful when a material capable of relatively high-speed switching such as D) is used, that is, when the pixel switching time is several μs to several tens μs.

【0055】図7(A)および(B)は、請求項3に述
べる画像表示素子シフトと画素スイッチングのタイミン
グチャートを示す。図7(A)においては、SFPはサ
ブフィールド切替え用のサブフィールドパルス信号であ
り、SFPの立下りに同期して画素スイッチングがなさ
れ、さらに、該画素スイッチングの後、画像表示素子シ
フトがなされる場合を示している。一方、図7(B)に
おいては、SFPの立下りに同期して、まず、画像表示
素子シフトがなされ、該画像表示素子シフトの後、画素
スイッチングがなされる場合を示している。画像表示素
子材料への負荷を考慮した場合、画素スイッチングは画
像表示素子シフトに伴う加速度を受けないときに行うの
が好ましく、前述の通り、加速度は一般的に画像表示素
子シフト開始直後および終了直前が最も大きいので、こ
の間を避けて画像スイッチング動作することが好まし
い。
FIGS. 7A and 7B are timing charts of the image display element shift and the pixel switching according to the third aspect. In FIG. 7A, SFP is a subfield pulse signal for subfield switching, and pixel switching is performed in synchronization with the fall of the SFP, and after the pixel switching, the image display element is shifted. Shows the case. On the other hand, FIG. 7B shows a case where an image display element shift is first performed in synchronization with the fall of the SFP, and pixel switching is performed after the image display element shift. In consideration of the load on the image display element material, it is preferable that the pixel switching is performed when the acceleration accompanying the image display element shift is not received. As described above, the acceleration is generally immediately after the start and immediately before the end of the image display element shift. Therefore, it is preferable to perform the image switching operation while avoiding this interval.

【0056】図11は、画像表示素子シフトを制御する
グラフィックコントローラのブロック構成図である。グ
ラフィックコントローラはパソコン等の入力装置側に設
置してもよく、あるいは、本画像表示装置内部に設置し
ても良いが、以下には、パソコン側に設置する場合につ
いて説明する。図11には、入力する画像情報における
横方向および縦方向の画素数情報から、画像表示素子の
横方向および縦方向の位置設定個数を自動的に算出する
位置設定個数演算手段32、該位置設定個数を基に画像
表示素子シフトの順序およびシフト量を設定するシフト
制御手段33、および、該シフト量を基に画素形状また
は画素開口率を変化させる開口率制御手段34が示され
ている。
FIG. 11 is a block diagram of a graphic controller for controlling the shift of the image display element. The graphic controller may be installed on the input device side such as a personal computer, or may be installed inside the present image display device. Hereinafter, the case where the graphic controller is installed on the personal computer side will be described. FIG. 11 shows a position setting number calculating means 32 for automatically calculating the number of horizontal and vertical position settings of the image display element from the information on the number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction in the input image information. A shift control means 33 for setting the order and shift amount of image display element shift based on the number, and an aperture ratio control means 34 for changing a pixel shape or a pixel aperture ratio based on the shift amount are shown.

【0057】図11において、ビデオRAM36等に記
憶されている画像情報はCPUインターフェイスを介し
てグラフィックコントローラの制御回路31に入力さ
れ、表示データ信号と制御信号とに大きく分けられる。
表示データ信号が階調表示の場合、階調制御回路35を
経て、画像表示素子へ表示データとして転送される。一
方、制御信号はクロック,フレームパルス信号,サブフ
レームパルス信号,ラッチパルス信号等が含まれてお
り、また、上記の位置設定個数演算手段32、シフト制
御手段33、開口率設定手段34によって、それぞれ、
制御信号が生成され、画像表示素子へ入力される。
In FIG. 11, image information stored in the video RAM 36 and the like is input to the control circuit 31 of the graphic controller via the CPU interface, and is roughly divided into a display data signal and a control signal.
When the display data signal is a gray scale display, it is transferred as display data to the image display device via the gray scale control circuit 35. On the other hand, the control signal includes a clock, a frame pulse signal, a sub-frame pulse signal, a latch pulse signal, and the like, and is controlled by the position setting number calculating means 32, the shift control means 33, and the aperture ratio setting means 34, respectively. ,
A control signal is generated and input to the image display device.

【0058】ビデオRAM36等から送られてくる画像
信号は、画像の種類により表示画素数がさまざまに設定
されている。例えば、本画像表示装置の画像表示素子の
画素数が(横)600×(縦)400ドットである場
合、入力する画像信号の画素数が600×400前後で
あれば、画像表示素子シフト等の処理は必要ない。しか
し、入力画像信号の画素数が1200×800ドットで
ある場合、入力画像信号の画素数を600×400ドッ
トに間引いて画像の表示データを生成することも考えら
れる。しかしながら、該間引き処理は入力画像信号に対
して解像度を低下させて表示することとなり、好ましく
ない。したがって、かかる場合には、本画像表示素子に
おいて、1画素当たり、2値ずつに設定させることによ
り、入力画像信号に応じた高精細の画像表示が可能とな
る。該設定処理はビデオRAM36等の画像信号を位置
設定個数演算手段32によって個数演算(この場合、縦
方向2,横方向2)を施させ、対応したフレームパルス
信号,サブフレームパルス信号,ラッチパルス信号を
得、さらに、シフト制御手段33および開口率設定手段
34を通過させることによりシフト量開口率が決定され
る。また、シフト制御手段の制御信号は、画像表示素子
シフト手段に転送される。
The image signal sent from the video RAM 36 or the like has various numbers of display pixels set according to the type of image. For example, if the number of pixels of the image display element of the present image display device is (horizontal) 600 × (vertical) 400 dots, and if the number of pixels of the input image signal is around 600 × 400, the image display element shift and the like are performed. No action is required. However, when the number of pixels of the input image signal is 1200 × 800 dots, it is conceivable that the number of pixels of the input image signal is thinned out to 600 × 400 dots to generate display data of an image. However, the thinning process is not preferable because the resolution of the input image signal is reduced. Therefore, in such a case, high-definition image display according to the input image signal can be performed by setting the image display element to two values per pixel. In the setting processing, the image signals of the video RAM 36 and the like are subjected to number calculation (in this case, two in the vertical direction and two in the horizontal direction) by the position setting number calculating means 32, and the corresponding frame pulse signal, sub-frame pulse signal, latch pulse signal Is obtained, and further passed through the shift control means 33 and the aperture ratio setting means 34 to determine the shift amount aperture ratio. Further, the control signal of the shift control means is transferred to the image display element shift means.

【0059】画像表示素子シフトの順序としては、縦横
両方向にシフトさせる場合、図8(A)および(B)に
示すとおり、大きく分けて2通りある。図8(A)は縦
方向あるいは横方向のみの画像表示素子シフトである
が、図8(B)は斜め方向の該シフトもある場合であ
る。図8(A)の該シフトにおいては、画像表示素子シ
フト手段の駆動が、図8(B)に比較して周期が長く負
荷が小さい利点がある。一方、図8(B)では、画素の
縦横のシフトが図8(A)の場合に比べ短い間隔で行わ
れるので、画像のチラツキが低減される利点がある。い
ずれの順序を用いるかをユーザが選択できるように構成
しても良い。
As shown in FIGS. 8A and 8B, there are roughly two types of image display element shift orders when shifting in both the vertical and horizontal directions. FIG. 8A shows the image display element shift only in the vertical direction or the horizontal direction, while FIG. 8B shows the case where the shift also occurs in the oblique direction. In the shift shown in FIG. 8A, the driving of the image display element shift means has an advantage that the period is longer and the load is smaller than that in FIG. 8B. On the other hand, in FIG. 8B, since the vertical and horizontal shifts of the pixels are performed at shorter intervals than in the case of FIG. 8A, there is an advantage that the flicker of the image is reduced. You may comprise so that a user can select which order is used.

【0060】図8(C)は入力画像信号の画素数が18
00×800ドットの場合に画像表示素子シフトを横方
向3値、縦方向2値に設定した場合を示している。前述
のとおり、画像シフトを横2値×縦2値の4つの位置に
設定する場合、開口率は25%程度に設定するのがクロ
ストークの発生を抑え、かつ、非画像表示領域を低減さ
せる上で都合が良かった。同様の理由から、画像シフト
を横3値×縦2値に設定する場合は、約17%の開口率
に設定するのが都合よい。位置設定個数に基づいて、か
かる開口率の設定を自動的に実施する手段、すなわち、
画素の開口率設定手段について図9を用いて説明する。
FIG. 8C shows that the number of pixels of the input image signal is 18.
This shows a case where the image display element shift is set to three values in the horizontal direction and two values in the vertical direction in the case of 00 × 800 dots. As described above, when the image shift is set to four positions of horizontal binary × vertical binary, setting the aperture ratio to about 25% suppresses the occurrence of crosstalk and reduces the non-image display area. Above was convenient. For the same reason, when setting the image shift to three values in the horizontal direction and two values in the vertical direction, it is convenient to set the aperture ratio to about 17%. Means for automatically performing the setting of the aperture ratio based on the number of position settings, that is,
The pixel aperture ratio setting means will be described with reference to FIG.

【0061】図9において、画像表示素子すなわち液晶
パネル4の光路の下流側には画素開口率設定手段20が
設置されている。画素開口率設定手段20は、画像表示
素子の各画素に対応して、凸レンズを2次元的に配置さ
せたマイクロレンズアレイ20aと、同様に、画像表示
素子の各画素に対応して、凹レンズを2次元的に配置さ
せたマイクロレンズアレイ20bとの組み合わせよりな
る。開口率の変化はマイクロレンズアレイ20aと20
bとの距離を制御することにより、操作することができ
る。また、マイクロレンズアレイ20a,20bの縦横
の位置関係を変化させることにより、画素形状を変形さ
せることも可能である。画像表示素子シフトに関して
は、画像表示素子すなわち液晶パネル4のシフトと画素
開口率設定手段20による画素形状の変形設定とを同時
に実施させるのが好ましい。画像表示素子4をシフトさ
せるかわりに、画素開口率設定手段20で画素形状の変
形を行うことで、画像表示素子シフトと同様の効果が可
能であるものの表示光のケラレが発生し、効率が低下す
る為、好ましくない。画素開口率設定手段20に関して
は、ここで示す凸レンズアレイ20aと凹レンズアレイ
20bとの組み合わせのほかに、電気光学効果(ポッケ
ルス効果)を示す光学部材に対して、画像表示素子画素
数に対応した微小セルをアレイ状に形成し、該微小セル
に付与する電界を制御することにより、電気光学的に開
口率を制御することも可能である。前記のいずれの手段
を用いても、画素開口率制御手段20を利用して、画素
形状を変化させることによりクロストークのない高精細
画像が得られる。
In FIG. 9, a pixel aperture ratio setting means 20 is provided on the image display element, that is, on the downstream side of the optical path of the liquid crystal panel 4. The pixel aperture ratio setting means 20 includes a micro lens array 20a in which convex lenses are two-dimensionally arranged corresponding to each pixel of the image display element, and a concave lens corresponding to each pixel of the image display element. It consists of a combination with the microlens array 20b arranged two-dimensionally. The change in the aperture ratio is caused by the micro lens arrays 20a and 20a
It can be operated by controlling the distance to b. Further, by changing the vertical and horizontal positional relationship between the microlens arrays 20a and 20b, the pixel shape can be changed. As for the shift of the image display element, it is preferable that the shift of the image display element, that is, the liquid crystal panel 4 and the deformation setting of the pixel shape by the pixel aperture ratio setting means 20 are simultaneously performed. By changing the pixel shape by the pixel aperture ratio setting means 20 instead of shifting the image display element 4, the same effect as the shift of the image display element can be obtained, but vignetting of display light occurs and efficiency is reduced. Is not preferred. Regarding the pixel aperture ratio setting means 20, in addition to the combination of the convex lens array 20a and the concave lens array 20b shown here, an optical member exhibiting an electro-optical effect (Pockels effect) is provided with a microscopic element corresponding to the number of image display element pixels. By forming cells in an array and controlling the electric field applied to the minute cells, the aperture ratio can be controlled electro-optically. With any of the above means, a high definition image without crosstalk can be obtained by changing the pixel shape using the pixel aperture ratio control means 20.

【0062】上記の図11に示すとおり、入力する画像
情報における横方向および縦方向の画素数情報から、画
像表示素子の横方向および縦方向の位置設定個数を自動
的に算出する位置設定個数演算手段32、該位置設定個
数を基に画像表示素子シフトの順序およびシフト量を設
定するシフト制御手段33、および、該シフト量を基に
画素形状または画素開口率を変化させる画素の開口率設
定手段34を設けることにより、入力画像の画素数情報
に対して最も高品質な画像を表示させる設定を自動的に
選択することが可能となる。
As shown in FIG. 11, a position set number calculation for automatically calculating the horizontal and vertical position set numbers of the image display elements from the horizontal and vertical pixel number information in the input image information. Means 32, shift control means 33 for setting the order and shift amount of the image display element shift based on the set number of positions, and pixel aperture ratio setting means for changing the pixel shape or pixel aperture ratio based on the shift amount By providing the information 34, it is possible to automatically select a setting for displaying the highest quality image with respect to the pixel number information of the input image.

【0063】また、図11におけるシフト制御手段33
には、画像表示素子シフトの順序をあらかじめ定められ
たシフト回数(所定回数)またはあらかじめ定められた
経過時間(所定時間)毎に切り替える信号の生成機能が
付加されている。該切り替え信号は、シフト制御手段3
3で生成され、画像表示素子シフト手段に送られる。画
像表示素子シフトの順序を所定回数または所定時間ごと
に切り替えることにより、画像表示素子シフトに伴って
生ずる画像表示素子あるいは該画像表示素子の周辺部材
にかかる応力が平均化され、耐久性を向上させることが
できる。すなわち、図8(A)においては、時計回り方
向の画像表示素子シフトが示されているが、前記切り替
え信号により、所定回数または所定時間毎に反時計回り
に逆転させたり、あるいは、図8(B)に示す画像表示
素子シフト手順に切り替えを行わしめることができる。
The shift control means 33 shown in FIG.
Has a function of generating a signal for switching the order of shifting the image display elements every predetermined number of shifts (a predetermined number of times) or every predetermined elapsed time (a predetermined time). The switching signal is transmitted to the shift control unit 3
3 and sent to the image display element shift means. By switching the order of shifting the image display element at a predetermined number of times or at predetermined time intervals, the stress applied to the image display element or the peripheral members of the image display element caused by the image display element shift is averaged, and the durability is improved. be able to. That is, in FIG. 8A, the image display element shift in the clockwise direction is shown, but the switching signal causes the image display element to be rotated counterclockwise every predetermined number of times or every predetermined time, or in FIG. Switching to the image display element shift procedure shown in B) can be performed.

【0064】図12には、複数の時分割フレームにより
構成されるサブフィールドおよび照明光制御手段により
制御される照明のタイミングチャートを示す。図12
は、各サブフィールドが複数の時分割フレームにより構
成され、各時分割フレーム毎に照明光波長スペクトルお
よび照明光強度プロファイルが異なる照明がなされ、か
つ、サブフィールドの切り替え時には照明がなされない
ように、照明光制御手段によって制御されていることを
示している。
FIG. 12 shows a timing chart of illumination controlled by the illumination light control means and a subfield composed of a plurality of time division frames. FIG.
In each sub-field is configured by a plurality of time-division frames, illumination light wavelength spectrum and illumination light intensity profile are different for each time-division frame, and so as not to be illuminated when switching the sub-field, This shows that the illumination light is controlled by the illumination light control means.

【0065】本画像表示装置においては、複数のサブフ
ィールドにより1つの画像フィールドを構成している
が、カラー画像を表示させる場合、各サブフィールドに
おいて3種類の光波長スペクトルを有する照明光(例え
ば、中心波長が635nm,520nm,465nmの
光)を照射する。各波長はそれぞれ赤(R),緑
(G),青(B)に相当する波長である。かかる照明光
を時分割にR→G→B→R…と画像表示素子に対して高
速に切り替えて照射し、各色に対応して画像表示素子の
スイッチングを行うことにより、残像効果によってユー
ザにはあたかもカラーの画像が表示されているように観
察させることができる。
In the present image display device, one image field is constituted by a plurality of subfields. However, when displaying a color image, illumination light having three kinds of light wavelength spectra in each subfield (for example, Light having a center wavelength of 635 nm, 520 nm, or 465 nm) is irradiated. Each wavelength is a wavelength corresponding to red (R), green (G), and blue (B), respectively. By irradiating the illumination light in a time-division manner with high speed switching to the image display element in the order of R → G → B → R... It can be observed as if a color image is displayed.

【0066】さらに、R→G→B→R…の繰り返しにお
いて、該繰り返しの第1回目から順次光強度を変化させ
ていき、適当な強度のときに、画像データに対応して画
像表示素子の光をオンにさせることにより階調表示が可
能となる。すなわち、図12の時分割フレームは5つに
分割して設定されている一例を示しているが、各時分割
フレームの照明光強度が、それぞれ、図12に示すごと
く、相対的に1→2→4→8→16と変化しながら、画
像表示素子に照射され、該画像表示素子がそれぞれの時
分割フレームでオンとオフによる2値的な空間光変調を
行うことにすれば、結果として1つのサブフィールドで
32階調の画像表示を行うことができる。ここで、例え
ば、図12に示す色の切り替えと光強度の切り替えとの
関係を、R1→G1→B1→R2→・・・→B16と表
記した場合、R1→R2・・・→R16→G1→G2・
・・→G16→B1→・・・→B8→B16と、ある1
つの色毎に強度を変えていくプロセスも考えられるが、
かかる1つの色毎に強度を変える方法では、色フリッカ
が観察されやすく、好ましくない。
Further, in the repetition of R → G → B → R..., The light intensity is sequentially changed from the first repetition of the repetition. By turning on the light, gradation display becomes possible. That is, although the time division frame in FIG. 12 shows an example in which the time division frame is divided into five, the illumination light intensity of each time division frame is relatively 1 → 2 as shown in FIG. The image display element is irradiated while changing from → 4 → 8 → 16, and the image display element performs binary spatial light modulation by ON and OFF in each time-division frame. Image display of 32 gradations can be performed in one subfield. Here, for example, when the relationship between the color switching and the light intensity switching shown in FIG. 12 is described as R1 → G1 → B1 → R2 →... → B16, R1 → R2. → G2 ・
・ ・ → G16 → B1 → ・ ・ ・ → B8 → B16
It is possible to change the intensity for each color,
The method of changing the intensity for each color is not preferable because color flicker is easily observed.

【0067】図13は、図12の場合と異なる他の照明
方法を説明するためのタイミングチャートを示す。すな
わち、図13には、1つの画像フィールドを構成する複
数のサブフィールドを、複数回にわたり繰り返しスキャ
ンし、かつ、各スキャン毎に照明光波長スペクトルおよ
び照明光強度プロファイルが異なる照明がなされ、か
つ、サブフィールドの切り替え時には照明がなされない
ように制御される場合のタイミングチャートを示してい
る。図12におけるタイミングチャートに比較し、サブ
フィールドの切り替えが高速になされる為、輝度フリッ
カー,色フリッカー,空間フリッカーを低減させること
ができ、よりチラツキの少ない画像が得られる。
FIG. 13 is a timing chart for explaining another illumination method different from the case of FIG. That is, in FIG. 13, a plurality of sub-fields constituting one image field are repeatedly scanned a plurality of times, and illuminations having different illumination light wavelength spectra and illumination light intensity profiles are performed for each scan, and A timing chart is shown in a case where control is performed so that illumination is not performed at the time of subfield switching. Compared to the timing chart in FIG. 12, the switching of the subfields is performed at a higher speed, so that the luminance flicker, the color flicker, and the spatial flicker can be reduced, and an image with less flicker can be obtained.

【0068】画素を拡大させて観察させる画像表示装置
においては、画像表示素子または拡大のためのレンズと
の位置関係を変化させることにより、画素の実効的な位
置を変位させるが、該実効的な位置を本来の画素の1/
2または1/3の位置に、本来の画素間隔の1/4以内
または1/6以内の精度で正確に制御する必要がある。
たとえば、本来の画素が10μm間隔であるならば、該
精度は2.5μm以内または1.7μm以内に相当する。
液晶パネルがRGBの3板式で構成される画像表示装置
において、機械的精度で組み付けて、前記精度を実現す
ることは、通常の解像度の場合と比べて非常に困難であ
り、実用性がなく、高コストとなるし、また、運搬、振
動等に対する長期的な信頼性が低くなる。しかしなが
ら、図12,図13に示す構成とすることにより、単板
式の液晶パネルを用いて実現することができるので、2
μmクラスの精度の調整が不要となり、低コスト化が図
れると同時に、信頼性が非常に向上する。さらには、光
源の分割光学系が不要であるので、小型化、軽量化する
ことができる。
In an image display device in which a pixel is enlarged and observed, an effective position of the pixel is displaced by changing a positional relationship with an image display element or a lens for enlargement. The position is 1/1 of the original pixel.
It is necessary to precisely control the position of 2 or 1/3 with an accuracy within 1/4 or 1/6 of the original pixel interval.
For example, if the original pixels are at intervals of 10 μm, the accuracy corresponds to within 2.5 μm or within 1.7 μm.
In an image display device in which a liquid crystal panel is formed of a three-panel type of RGB, it is very difficult to realize the accuracy by assembling with mechanical accuracy as compared with a normal resolution, and there is no practical use. The cost is high, and the long-term reliability for transportation, vibration, and the like is low. However, the configuration shown in FIGS. 12 and 13 can be realized using a single-panel type liquid crystal panel.
It is not necessary to adjust the accuracy of the μm class, so that the cost can be reduced and the reliability is greatly improved. Further, since a split optical system for the light source is not required, the size and weight can be reduced.

【0069】図12,図13に示すタイムチャートを達
成する為の画像表示素子材料について以下に説明する。
まず、ビデオレートを60Hzとした場合の画素スイッ
チングに必要な速度を示す。ビデオレート60Hzの場
合、図12において、画像フィールドは約1/60秒
(=16.7ms)である。該画像フィールドを各サブ
フィールド毎に4分割する場合、それぞれのサブフィー
ルドの表示時間は16.7/4=4.2msであり、ま
た、各サブフィールドを5つの時分割フレームに分け、
さらに、各時分割フレームそれぞれ3種類の波長の光に
対応させて画像を表示させるので、各波長の光の照明時
間は、4.2/(5×3)=0.28msとなる。実際に
は、画像表示素子シフトに伴う時間も必要である為、さ
らに前記照明時間は短時間となる。かかる照明時間内で
画像表示を良好に行う為には、画素スイッチングの応答
速度が、前記照明時間の約1/4の0.07msすなわ
ち70μs以下であることが望ましい。サブフィールド
数、時分割フレーム数を増やすと、さらに、該画素スイ
ッチングの必要速度が上昇する。
An image display element material for achieving the time charts shown in FIGS. 12 and 13 will be described below.
First, the speed required for pixel switching when the video rate is 60 Hz will be described. For a video rate of 60 Hz, in FIG. 12, the image field is about 1/60 second (= 16.7 ms). When the image field is divided into four for each subfield, the display time of each subfield is 16.7 / 4 = 4.2 ms, and each subfield is divided into five time division frames.
Further, since each time-division frame displays an image corresponding to light of three wavelengths, the illumination time of light of each wavelength is 4.2 / (5 × 3) = 0.28 ms. Actually, the time required for the shift of the image display element is also required, so that the illumination time is further shortened. In order to display images favorably within such an illumination time, it is desirable that the response speed of the pixel switching be 0.07 ms, which is about 1/4 of the illumination time, that is, 70 μs or less. Increasing the number of subfields and the number of time-division frames further increases the required speed of the pixel switching.

【0070】従来の応答速度の遅いTN液晶を基本とす
る画像表示素子では、画素スイッチング時間は数ミリ秒
(ms)以上要するので、上述の本発明の画像表示装置
に使用することはできない。一方、強誘電性液晶(FL
C)の画素スイッチング時間は、使用温度等の条件にも
よるが、一般的に数十μs程度であり、本発明の画像表
示装置には好適である。また、シリコン上に微小鏡を形
成した高速の画像表示素子すなわちデジタルマイクロミ
ラーデバイスDMD(テキサスインストルメント社:米
国)においても、画素スイッチング時間は数十μsであ
り、応答速度の点では問題がないが、微小鏡をヒンジを
支えに微動させてスイッチングする構成である為、本画
像表示装置の画像表示素子シフトを適用する場合には、
画像表示素子のシフト方向によっては破損を生じやす
く、配慮しなければならない。
In a conventional image display device based on a TN liquid crystal having a slow response speed, the pixel switching time requires several milliseconds (ms) or more, and therefore cannot be used in the above-described image display device of the present invention. On the other hand, ferroelectric liquid crystal (FL)
The pixel switching time of C) depends on conditions such as operating temperature and the like, but is generally about several tens μs, which is suitable for the image display device of the present invention. Also, in a high-speed image display element in which a micromirror is formed on silicon, that is, a digital micromirror device DMD (Texas Instruments, USA), the pixel switching time is several tens μs, and there is no problem in terms of response speed. However, since it is a configuration in which the micromirror is finely moved with the hinge as a support for switching, when the image display element shift of the present image display device is applied,
Damage is likely to occur depending on the shift direction of the image display element, and care must be taken.

【0071】次に、本画像表示素子に使用される強誘電
性液晶材料についてさらに説明を加える。画像表示素子
用の強誘電性液晶材料は、液晶ポリマーの中で側鎖型が
一般的に用いられており、ポリアクリレート,ポリメタ
クリレート,ポリシロキサン,ポリオキシエチレン等の
主鎖に柔軟なメチレン鎖等よりなるスペーサを介して側
鎖としてメソゲンがぶら下がった構造をなす。さらに、
側鎖の分子末端には、不斉炭素を有し、該不斉炭素近傍
の−COO−基を担う分子内の永久双極子の分子の長軸
回りの回転に偏りが生じて、強誘電たる所以である自発
分極が生じる(参考文献;例えば「液晶ディスプレイの
最先端」液晶若手研究会編)。画像表示素子として構成
する際、かかる自発分極が基板界面に対してアップまた
はダウンの2状態に分裂し、双安定とすることで、外部
電界を除いても分極状態が維持され、メモリ性を示す。
なお、強誘電液晶材料は高分子のために粘弾性が大き
く、衝撃により、一旦、分子配向が壊れると、TN液晶
とは異なり、自己整合をとることができない。すなわ
ち、衝撃による分子配向の乱れは致命的な欠陥となり、
特別の配慮をすることが好ましい。かかる分子配向の乱
れは、画像表示素子シフトと画像スイッチングとが同時
に行われる時に、発生確率が上昇することが予測される
為、本画像表示装置においては、表示状態を変更する必
要のある画素にのみ画素スイッチング操作を行い、それ
以外の画素は現状の状態を保持する画素状態制御手段を
設けている。
Next, the ferroelectric liquid crystal material used in the present image display device will be further described. As a ferroelectric liquid crystal material for an image display device, a side chain type is generally used among liquid crystal polymers, and a methylene chain having a flexible main chain such as polyacrylate, polymethacrylate, polysiloxane, or polyoxyethylene. A mesogen hangs as a side chain via a spacer composed of the same. further,
At the molecular terminal of the side chain, there is an asymmetric carbon, and the rotation of the permanent dipole in the molecule carrying the -COO- group near the asymmetric carbon around the major axis of the molecule is biased, resulting in ferroelectricity. The spontaneous polarization which is the reason occurs (references; for example, “The Latest in Liquid Crystal Displays” edited by Young Researchers Group for Liquid Crystals). When configured as an image display element, such spontaneous polarization splits into two states, up or down, with respect to the substrate interface, and is made bistable, so that the polarization state is maintained even when an external electric field is removed, indicating memory properties. .
The ferroelectric liquid crystal material has high viscoelasticity due to a polymer, and once the molecular orientation is broken by an impact, unlike a TN liquid crystal, self-alignment cannot be achieved. That is, the disorder of the molecular orientation due to the impact becomes a fatal defect,
Special considerations are preferred. Such a disorder of the molecular orientation is expected to increase the probability of occurrence when the image display element shift and the image switching are performed at the same time. Therefore, in the present image display device, the pixels in which the display state needs to be changed need to be changed. Only the pixel switching operation is performed, and the other pixels are provided with pixel state control means for maintaining the current state.

【0072】上述のとおり、強誘電性液晶材料には、メ
モリ性があるため、一旦画素信号を書き込めば、外部電
界を停止しても該書き込み状態を維持する性質がある。
画像表示に際して、ある画素の現在のオフ/オフ状態
と、これに引き続き表示すべき画像信号のオフ/オフ状
態とをあらかじめ比較し、前後で変化がない場合は、外
部電界を印加せず、画素の表示状態を保持させる。外部
電界を印加しなくても画素の表示状態には何ら支障は発
生しない。したがって、上述のごとく、分子配向の乱れ
発生を低減できる利点を得ることができ、画像表示素子
の耐久性向上に寄与する。すなわち、時間的に連続する
サブフィールドもしくは連続する時分割フレームに対応
して表示画像を変更する際には、表示状態を変更する必
要のある画素にのみ画素スイッチング操作を行い、変更
を必要としない画素は現状の状態を保持させる画素状態
制御手段を設けることにより、強誘電性液晶のイオン破
壊を防止でき、信頼性を向上させることができる。
As described above, since the ferroelectric liquid crystal material has a memory property, once a pixel signal is written, it has a property of maintaining the written state even when the external electric field is stopped.
At the time of image display, the current off / off state of a certain pixel and the off / off state of an image signal to be displayed subsequently are compared in advance, and if there is no change before and after, no external electric field is applied and the pixel is turned off. Is maintained. Even if no external electric field is applied, no problem occurs in the display state of the pixel. Therefore, as described above, it is possible to obtain an advantage that the occurrence of disorder in molecular orientation can be reduced, which contributes to improvement in durability of the image display element. That is, when changing a display image corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time-division frame, a pixel switching operation is performed only on a pixel whose display state needs to be changed, and no change is required. By providing the pixel state control means for maintaining the current state of the pixel, ion destruction of the ferroelectric liquid crystal can be prevented, and reliability can be improved.

【0073】また、強誘電性液晶においては、分極によ
る残留電荷を中和する処理が必要であり、本画像表示装
置においては、画像表示素子シフトを行うタイミングに
ついて配慮を要する。すなわち、残留電荷を放置した場
合、または、該残留電荷と同方向にさらに電界を付与し
た場合には、強誘電性液晶のイオン破壊が発生する可能
性が高まることになる。したがって、本画像表示装置に
おいては、時間的に連続するサブフィールドもしくは連
続する時分割フレームに対応して表示画像を変更する際
に、表示状態を変更する必要がある画素に対して画素ス
イッチング操作を行う場合に、該画素スイッチング操作
の直前に画素の分極を緩和する処理を行う。また、該緩
和処理としての残留電荷中和の為の外部電界印加と画像
表示素子シフトとを同時に行わせない為、分子配向の乱
れ発生を低減でき、かつ、画像表示素子の耐久性向上に
寄与させることができる。すなわち、時間的に連続する
サブフィールドもしくは連続する時分割フレームに対応
して表示画像を変更する際に、表示状態を変更する必要
がある画素に画素スイッチング操作を行う場合に、該画
素スイッチング操作の直前に画素の分極を緩和する処理
を行うことにより、強誘電性液晶のイオン破壊を防止で
き、信頼性を向上させることができる。
In the ferroelectric liquid crystal, a process for neutralizing the residual charge due to polarization is required, and in the present image display device, consideration must be given to the timing of shifting the image display element. That is, when the residual charge is left unattended, or when an electric field is further applied in the same direction as the residual charge, the possibility of ionic breakdown of the ferroelectric liquid crystal increases. Therefore, in the present image display device, when changing a display image corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time-division frame, a pixel switching operation is performed on a pixel whose display state needs to be changed. If so, a process for relaxing the polarization of the pixel is performed immediately before the pixel switching operation. In addition, since the external electric field application and the image display element shift for neutralizing the residual charge as the relaxation treatment are not performed at the same time, the occurrence of disorder in the molecular orientation can be reduced, and the durability of the image display element is improved. Can be done. That is, when a display image is changed corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time-division frame, a pixel switching operation is performed on a pixel whose display state needs to be changed. Immediately before the process of relaxing the polarization of the pixel, the ion destruction of the ferroelectric liquid crystal can be prevented, and the reliability can be improved.

【0074】[0074]

【発明の効果】(請求項1)画像表示素子シフトに要す
る時間を画素スイッチングの時間より短く設定し、か
つ、画像表示素子シフトのタイミングを、画素スイッチ
ングの開始から終了までの間に画像表示素子シフトを完
了せしめるように設定することにより、画像表示素子シ
フトに要する時間に伴う表示時間の遅れを実質的に発生
させずに済み、高速性が損なわれない。特に、画像表示
素子材料として、ツイステッド・ネマティック型(T
N)液晶を用いる場合のごとく、数msから数十msの
画素スイッチング時間を要する場合に非常に有用であ
る。
According to the present invention, the time required for the image display element shift is set shorter than the pixel switching time, and the image display element shift timing is set between the start and the end of the pixel switching. By setting the shift to be completed, the display time is not substantially delayed due to the time required for shifting the image display element, and the high-speed operation is not impaired. In particular, twisted nematic type (T
N) It is very useful when a pixel switching time of several ms to several tens ms is required as in the case of using liquid crystal.

【0075】(請求項2)画像表示素子シフト時に作用
する加速度に伴う画像表示素子への損傷を回避もしくは
非常に低減させることができる。また、画像表示素子シ
フトの開始から終了までの間に画素スイッチングを完了
せしめるように設定することにより、画素スイッチング
に要する時間に伴う表示時間の遅れを実質的に発生させ
ずに済み、高速性が損なわれない。特に、画像表示素子
材料として、強誘電性液晶(FLC)等比較的高速スイ
ッチング可能な材料を用いる場合、すなわち、数μsか
ら数十μsの画素スイッチング時間の場合に非常に有用
である。また、画像表示素子を装置動作中に絶えずシフ
トさせることにより発生する不具合、すなわち、画像表
示素子シフト時に該画像表示素子が受ける加速度によ
り、画像表示素子材料の構成が変化しやすくなり、耐久
性を劣化させるごとき要因を改善することができる。
(Claim 2) Damage to the image display element due to acceleration acting when shifting the image display element can be avoided or greatly reduced. In addition, by setting the pixel switching to be completed between the start and the end of the image display element shift, a delay in the display time due to the time required for the pixel switching can be substantially prevented, and the high-speed operation can be achieved. It is not spoiled. In particular, when a material capable of relatively high-speed switching such as ferroelectric liquid crystal (FLC) is used as an image display element material, that is, when a pixel switching time is several μs to several tens μs, it is very useful. In addition, a defect caused by constantly shifting the image display element during the operation of the apparatus, that is, the acceleration applied to the image display element at the time of shifting the image display element makes it easy for the composition of the image display element material to change, thereby reducing durability. Factors such as deterioration can be improved.

【0076】(請求項3)画像表示素子シフト時に作用
する加速度に伴う画像表示素子への損傷をさらに回避も
しくは非常に低減させることができる。すなわち、請求
項2に示す場合よりもさらに低減可能である。
(Claim 3) Damage to the image display element due to acceleration acting when shifting the image display element can be further avoided or greatly reduced. That is, it can be further reduced than the case described in claim 2.

【0077】(請求項4)入力する画像情報における横
方向および縦方向の画素数情報から、画像表示素子の横
方向および縦方向の位置設定個数を自動的に算出する位
置設定個数演算手段、該位置設定個数を基に画像表示素
子シフトの順序および該シフト量を設定するシフト制御
手段とを設けることにより、入力画像信号に対応した適
切な最も高品質な画像を表示させる設定を自動的に選択
することが可能となる。
(Claim 4) Position setting number calculating means for automatically calculating the horizontal and vertical position setting numbers of the image display elements from the horizontal and vertical pixel number information in the input image information. By providing a shift control means for setting the order of image display element shift and the shift amount based on the set number of positions, a setting for displaying an appropriate highest quality image corresponding to an input image signal is automatically selected. It is possible to do.

【0078】(請求項5)前記シフト制御手段におい
て、シフトの順序をあらかじめ定められたシフト回数ま
たはあらかじめ定められた経過時間毎に切り替えること
により、シフトに伴って画像表示素子あるいは該画像表
示素子の周辺部材に加わる応力が平均化され、耐久性が
向上する。
(5) The shift control means switches the order of the shifts at a predetermined number of shifts or at a predetermined elapsed time, so that the image display element or the image display element of the image display element is associated with the shift. The stress applied to the peripheral members is averaged, and the durability is improved.

【0079】(請求項6)自動または手動により画素開
口率を変化させることが可能な画素開口率設定手段を有
することにより、画像表示素子シフトに伴い発生する可
能性のある画素間のクロストークを抑え、かつ、画素間
の表示抜けが視認されにくく設定できる。
(Claim 6) By having the pixel aperture ratio setting means capable of automatically or manually changing the pixel aperture ratio, crosstalk between pixels which may occur due to the shift of the image display element is reduced. It is possible to suppress the display omission between the pixels and make the display less visible.

【0080】(請求項7)複数のサブフィールドにより
1つの画像フィールドを構成する画像表示装置に適した
カラー表示方法を提供できる。各サブフィールドが複数
の時分割フレームにより構成され、照明光制御手段によ
って各時分割フレーム毎に照明光波長スペクトルおよび
照明光強度プロファイルが異なる照明がなされ、かつ、
サブフィールドの切り替え時には照明がなされないよう
に制御することで、1つの画像表示素子で高品位のカラ
ー画像が得られ、光学系の部品点数をより低減できる
為、コストが削減され、さらに、軽量化、小型化が可能
となる。請求項8に示す方式と比較した場合、サブフィ
ールド切り替えの頻度が少ない為、耐久性の点で有利で
ある。サブフィールド切り替え時に照明がなされない
為、サブフィールド切り替え時の画像の乱れが観察者に
認識されない為、画像劣化が防げる。
(Claim 7) A color display method suitable for an image display device in which one image field is constituted by a plurality of subfields can be provided. Each sub-field is composed of a plurality of time-division frames, and the illumination light control means illuminates with different illumination light wavelength spectrum and illumination light intensity profile for each time-division frame, and
By controlling so that illumination is not performed at the time of subfield switching, a high-quality color image can be obtained with one image display element, and the number of components of the optical system can be further reduced, so that cost is reduced and weight is further reduced. Size and size can be reduced. Compared with the method described in claim 8, the frequency of subfield switching is low, which is advantageous in terms of durability. Since illumination is not performed at the time of switching the subfields, disturbance of the image at the time of switching the subfields is not recognized by the observer, so that image degradation can be prevented.

【0081】(請求項8)請求項7に比較し、サブフィ
ールドの切り替えが高速である為、輝度フリッカー,色
フリッカー,空間フリッカーが低減し、よりチラツキの
ない画像が得られる。また請求項7と同様に、1つの画
像表示素子で高品位のカラー画像が得られ、光学系の部
品点数をより低減できる為、コストが削減され、さら
に、軽量化、小型化が可能となる。
(Claim 8) Compared to claim 7, since the switching of the subfield is faster, the luminance flicker, the color flicker, and the spatial flicker are reduced, and an image without flicker is obtained. Further, as in the case of the seventh aspect, a high-quality color image can be obtained with one image display element, and the number of components of the optical system can be further reduced, so that the cost can be reduced, and further, the weight and size can be reduced. .

【0082】(請求項9)本画像表示装置に適した画像
表示素子材料を提供することができる。
(Claim 9) An image display element material suitable for the present image display device can be provided.

【0083】(請求項10)時間的に連続するサブフィ
ールドもしくは連続する時分割フレームに対応して表示
画像を変更する際に、表示状態を変更する必要のある画
素にのみ画素スイッチング操作を行い、それ以外の画素
は現状の状態を保持させる画素状態制御手段を設けるこ
とにより、強誘電性液晶のイオン破壊を防止でき、信頼
性を向上させることができる。
(Claim 10) When a display image is changed corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time-division frame, a pixel switching operation is performed only on a pixel whose display state needs to be changed, By providing pixel state control means for maintaining the current state of the other pixels, ion destruction of the ferroelectric liquid crystal can be prevented, and reliability can be improved.

【0084】(請求項11)時間的に連続するサブフィ
ールドもしくは連続する時分割フレームに対応して表示
画像を変更する際に、表示状態を変更する必要のある画
素に画素スイッチング操作を行う場合に、画素スイッチ
ング操作の直前に画素の分極を緩和する処理を行わせる
ことにより、強誘電性液晶のイオン破壊を防止でき、信
頼性を向上させることができる。
(Claim 11) When a display image is changed corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time-division frame, a pixel switching operation is performed on a pixel whose display state needs to be changed. By performing a process for relaxing the polarization of the pixel immediately before the pixel switching operation, the ion destruction of the ferroelectric liquid crystal can be prevented, and the reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明における高解像度画像表示装置の構成
の一例を示す概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of a high-resolution image display device according to the present invention.

【図2】 本発明における高解像度画像表示装置の液晶
パネルユニットの一実施例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing one embodiment of a liquid crystal panel unit of the high resolution image display device according to the present invention.

【図3】 本発明における液晶パネルユニット内の液晶
パネルの画素部の拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of a pixel portion of a liquid crystal panel in a liquid crystal panel unit according to the present invention.

【図4】 本発明における高解像度画像表示装置の動作
の一例を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the high-resolution image display device according to the present invention.

【図5】 本発明における高解像度画像表示装置の動作
を説明するためのタイミングチャートの一部を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a part of a timing chart for explaining the operation of the high-resolution image display device according to the present invention.

【図6】 本発明における画像表示素子シフトと画素ス
イッチングの実施例を示すタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing an embodiment of image display element shift and pixel switching according to the present invention.

【図7】 本発明における画像表示素子シフトと画素ス
イッチングの別の実施例を示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 7 is a timing chart showing another embodiment of the image display element shift and the pixel switching in the present invention.

【図8】 本発明における画像表示素子シフトの順序の
一例を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of an image display element shift order in the present invention.

【図9】 本発明における画素の開口率設定手段の一例
を示す光路図である。
FIG. 9 is an optical path diagram illustrating an example of a pixel aperture ratio setting unit according to the present invention.

【図10】 本発明における画像表示素子シフトと画素
スイッチングのさらに別の実施例を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 10 is a timing chart showing still another embodiment of the image display element shift and the pixel switching in the present invention.

【図11】 本発明における画像表示素子シフトを制御
するグラフィックコントローラのブロック構成図であ
る。
FIG. 11 is a block diagram of a graphic controller that controls image display element shift according to the present invention.

【図12】 本発明におけるサブフィールドの構成およ
び照明光制御手段により制御される照明方法の一実施例
を示すタイミングチャートである。
FIG. 12 is a timing chart showing one embodiment of a subfield configuration and an illumination method controlled by illumination light control means in the present invention.

【図13】 本発明におけるサブフィールドの構成およ
び照明光制御手段により制御される照明方法の他の実施
例を示すタイミングチャートである。
FIG. 13 is a timing chart showing another embodiment of the illumination method controlled by the illumination light control means and the configuration of the subfield in the present invention.

【図14】 従来の高解像度画像表示装置の実施例を示
す構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram showing an embodiment of a conventional high-resolution image display device.

【図15】 従来の高解像度画像表示装置の別の実施例
を示す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing another example of a conventional high-resolution image display device.

【図16】 従来の高解像度画像表示装置のさらに別の
実施例を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing still another embodiment of the conventional high-resolution image display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…照明光源、2…拡散板、3…コンデンサレンズ、4
…液晶パネル、5…放射レンズ、6…スクリーン、7,
7′…圧電素子、8…液晶パネルユニット、9,9′…
液晶パネル支持体、10…光源ドライブ部、11…液晶
パネルドライブ部、12…圧電素子ドライブ部、13…
x軸方向変位量、14…y軸方向変位量、15a,15
b,15c,15d…サブフィールド、20…画素開口
率設定手段、20a,20b…マイクロレンズアレイ、
31…グラフィックコントローラ制御回路、32…位置
設定個数演算手段、33…シフト制御手段、34…開口
率制御手段、35…階調制御回路、36…ビデオRA
M、51…画像表示LCDパネル、52…LCDドライ
ブ回路、53…光路変更手段、53a…接眼レンズ、5
3b…レンズ取付台、53c…ボイスコイル、54…ボ
イスコイルドライブ回路、61…偏光面回転部材、62
…複屈折板、63…液晶板、64,65…透明電極、6
6…液晶ドライブ回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illumination light source, 2 ... Diffusion plate, 3 ... Condenser lens, 4
... liquid crystal panel, 5 ... radiation lens, 6 ... screen, 7,
7 ': piezoelectric element, 8: liquid crystal panel unit, 9, 9' ...
Liquid crystal panel support, 10: light source drive unit, 11: liquid crystal panel drive unit, 12: piezoelectric element drive unit, 13 ...
x-axis direction displacement, 14 ... y-axis direction displacement, 15a, 15
b, 15c, 15d: subfield, 20: pixel aperture ratio setting means, 20a, 20b: microlens array,
Reference numeral 31: graphic controller control circuit, 32: position setting number calculation means, 33: shift control means, 34: aperture ratio control means, 35: gradation control circuit, 36: video RA
M, 51: image display LCD panel, 52: LCD drive circuit, 53: optical path changing means, 53a: eyepiece, 5
3b: lens mount, 53c: voice coil, 54: voice coil drive circuit, 61: polarization plane rotating member, 62
... birefringent plate, 63 ... liquid crystal plate, 64, 65 ... transparent electrode, 6
6. Liquid crystal drive circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 680 G09G 3/20 680F 3/36 3/36 H04N 5/74 B H04N 5/74 G02F 1/137 510 (72)発明者 杉本 浩之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 滝口 康之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H088 EA10 EA12 EA19 HA06 JA17 MA02 MA05 2H093 NC43 NC44 ND43 5C006 AF44 BA12 BB28 EA01 EA03 EC11 FA11 FA23 5C058 AA06 BA23 BA35 EA02 EA26 EA42 EA51 5C080 AA10 BB05 DD06 DD07 DD08 DD29 EE29 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) G09G 3/20 680 G09G 3/20 680F 3/36 3/36 H04N 5/74 B H04N 5/74 G02F 1 / 137 510 (72) Inventor Hiroyuki Sugimoto 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Yasuyuki Takiguchi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company F Terms (reference) 2H088 EA10 EA12 EA19 HA06 JA17 MA02 MA05 2H093 NC43 NC44 ND43 5C006 AF44 BA12 BB28 EA01 EA03 EC11 FA11 FA23 5C058 AA06 BA23 BA35 EA02 EA26 EA42 EA51 5C080 AA10 BB05 DD29 EJ05

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像情報に従って照射光を制御可能な複
数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素子で拡大
した拡大画像として観察する画像表示装置であって、か
つ、画像フィールドを構成する複数のサブフィールドに
対応して該画像表示素子を画素の略配列面方向にシフト
させる、圧電素子よりなる画像表示素子シフト手段を有
する画像表示装置において、該画像表示素子シフト手段
が、前記画像表示素子のシフトに要する時間を前記画素
のスイッチングに要する時間よりも短く設定させ、か
つ、前記画素のスイッチング開始から終了までの間に前
記画像表示素子のシフトを完了させるタイミングを設定
せしめることを特徴とする画像表示装置。
An image display device for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling irradiation light in accordance with image information as an enlarged image enlarged by an optical element, and comprising a plurality of image fields An image display device having an image display element shift means comprising a piezoelectric element, wherein the image display element shift means shifts the image display element substantially in the direction of the arrangement plane of the pixels in accordance with the subfields. The time required for the shift of the pixel is set shorter than the time required for the switching of the pixel, and the timing for completing the shift of the image display element is set between the start and the end of the switching of the pixel. Image display device.
【請求項2】 画像情報に従って照射光を制御可能な複
数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素子で拡大
した拡大画像として観察する画像表示装置であって、か
つ、画像フィールドを構成する複数のサブフィールドに
対応して該画像表示素子を画素の略配列面方向にシフト
させる、圧電素子よりなる画像表示素子シフト手段を有
する画像表示装置において、該画像表示素子シフト手段
が、前記画像表示素子のシフトに要する時間を前記画素
のスイッチングに要する時間よりも長く設定させ、か
つ、前記画像表示素子のシフト開始から終了までの間に
前記画素のスイッチングを完了させるタイミングを設定
せしめることを特徴とする画像表示装置。
2. An image display device for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling irradiation light in accordance with image information as an enlarged image obtained by enlarging with an optical element, and comprising a plurality of image fields. An image display device having an image display element shift means comprising a piezoelectric element, wherein the image display element shift means shifts the image display element substantially in the direction of the arrangement plane of the pixels in accordance with the subfields. The time required for the shift of the pixel is set longer than the time required for the switching of the pixel, and the timing for completing the switching of the pixel is set from the start to the end of the shift of the image display element. Image display device.
【請求項3】 画像情報に従って照射光を制御可能な複
数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素子で拡大
した拡大画像として観察する画像表示装置であって、か
つ、画像フィールドを構成する複数のサブフィールドに
対応して該画像表示素子を画素の略配列面方向にシフト
させる、圧電素子よりなる画像表示素子シフト手段を有
する画像表示装置において、該画像表示素子シフト手段
が対応する前記サブフィールドの画像を表示させるため
の前記画素のスイッチング動作を、前記画像表示素子の
シフト開始前に終了させるか、あるいは、該シフト終了
後に開始させるように設定せしめることを特徴とする画
像表示装置。
3. An image display device for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling irradiation light in accordance with image information as an enlarged image obtained by enlarging with an optical element, and comprising a plurality of image fields. An image display device having an image display element shift means composed of a piezoelectric element, which shifts the image display element in the direction of the substantially array surface of the pixels in accordance with the subfields. An image display device characterized in that the switching operation of the pixels for displaying the image is terminated before the shift of the image display element is started or is set to be started after the shift is completed.
【請求項4】 入力する画像情報における横方向および
縦方向の画素数情報から、画像表示素子の横方向および
縦方向の位置設定個数を自動的に算出させる位置設定個
数演算手段と、該位置設定個数を基に前記画像表示素子
のシフトの順序およびシフト量を設定させるシフト制御
手段とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいず
れかに記載の画像表示装置に用いられるグラフィックコ
ントローラ。
4. A number-of-positions calculating means for automatically calculating the number of horizontal and vertical positions of an image display element from information on the number of horizontal and vertical pixels in input image information; 4. The graphic controller used in the image display device according to claim 1, further comprising: a shift control unit configured to set a shift order and a shift amount of the image display elements based on the number.
【請求項5】 前記シフト動作の有無、該シフト動作時
のシフト順序および該シフト量の設定があらかじめ定め
られた該シフトの回数またはあらかじめ定められた経過
時間毎に自動的に切り替えさせることを特徴とする請求
項4に記載の画像表示装置に用いられるグラフィックコ
ントローラ。
5. The method according to claim 1, wherein the presence / absence of the shift operation, the shift order at the time of the shift operation, and the setting of the shift amount are automatically switched every predetermined number of times of the shift or every predetermined elapsed time. A graphic controller used in the image display device according to claim 4.
【請求項6】 画像情報に従って照明光を制御可能な複
数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素子で拡大
した拡大画像として観察する画像表示装置であって、か
つ、画像フィールドを構成する複数のサブフィールドに
対応して、該画像表示素子を画素の略配列面方向にシフ
トさせることが可能な画像表示装置において、自動また
は手動により画素開口率または画素開口形状を変化させ
る画素開口率設定手段を有することを特徴とする画像表
示装置。
6. An image display device for observing a small image display element having a plurality of pixels whose illumination light can be controlled in accordance with image information as an enlarged image enlarged by an optical element, and comprising a plurality of image fields. A pixel aperture ratio setting means for automatically or manually changing a pixel aperture ratio or a pixel aperture shape in an image display device capable of shifting the image display element in the direction of a substantially array surface of pixels in accordance with the subfields An image display device comprising:
【請求項7】 画像情報に従って照明光を制御可能な複
数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素子で拡大
した拡大画像として観察する画像表示装置であって、か
つ、画像フィールドを構成する複数のサブフィールドに
対応して該画像表示素子を画素の略配列面方向に変位さ
せる、圧電素子よりなる画像表示素子シフト手段を有す
る画像表示装置において、前記各サブフィールドが複数
の時分割フレームにより構成され、該時分割フレーム毎
に照明光波長スペクトルおよび照明光強度プロファイル
が異なる照明がなされ、かつ、前記サブフィールドの切
り替え時において照明がなされないように制御する照明
光制御手段を有することを特徴とする請求項1又は2又
は3又は6に記載の画像表示装置。
7. An image display device for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling illumination light in accordance with image information as an enlarged image enlarged by an optical element, and comprising a plurality of image fields. In the image display device having an image display element shift means composed of a piezoelectric element for displacing the image display element in a direction substantially corresponding to the arrangement plane of the pixels corresponding to the subfields, each of the subfields is constituted by a plurality of time division frames The illumination light wavelength spectrum and the illumination light intensity profile are different for each time-division frame, and illumination light control means is provided to control the illumination so as not to be performed when the subfield is switched. The image display device according to claim 1, 2, 3, or 6.
【請求項8】 画像情報に従って照明光を制御可能な複
数の画素を有する小型の画像表示素子を光学素子で拡大
した拡大画像として観察する画像表示装置であって、か
つ、画像フィールドを構成する複数のサブフィールドに
対応して該画像表示素子を画素の略配列面方向に変位さ
せる、圧電素子よりなる画像表示素子シフト手段を有す
る画像表示装置において、1つの画像フィールドを構成
する複数のサブフィールドを数回にわたり繰り返しスキ
ャンし、かつ、該スキャン毎に照明光波長スペクトルお
よび照明光強度プロファイルが異なる照明がなされ、か
つ、前記サブフィールドの切り替え時においては照明が
なされないように制御する照明光制御手段を有すること
を特徴とする請求項1又は2又は3又は6に記載の画像
表示装置。
8. An image display device for observing a small image display element having a plurality of pixels capable of controlling illumination light in accordance with image information as an enlarged image enlarged by an optical element, and comprising a plurality of image fields. In the image display device having an image display element shift means composed of a piezoelectric element, which displaces the image display element in the direction of the substantially array plane of the pixels in accordance with the subfields, a plurality of subfields forming one image field are Illumination light control means for performing scanning repeatedly several times, performing illumination with a different illumination light wavelength spectrum and illumination light intensity profile for each scan, and performing control so that no illumination is performed when the subfield is switched. The image display device according to claim 1, wherein the image display device has:
【請求項9】 画像表示素子の照明光を制御する複数の
画素が強誘電性液晶材料よりなり、該画像表示素子に対
する照明光の入射と出射とが同一面を通して行われる反
射型構造であることを特徴とする請求項1又は2又は3
又は6又は7又は8に記載の画像表示装置。
9. A reflection type structure in which a plurality of pixels for controlling illumination light of an image display element are made of a ferroelectric liquid crystal material, and illumination light enters and exits the image display element through the same surface. 4. The method according to claim 1, wherein
Or the image display device according to 6 or 7 or 8.
【請求項10】 時間的に連続するサブフィールドもし
くは連続する時分割フレームに対応して表示画像を変更
する際に、表示状態を変更する必要のある画素にのみ画
素スイッチング操作を行い、表示状態を変更する必要が
ない画素は現状の状態を保持させる画素状態制御手段を
有することを特徴とする請求項9に記載の画像表示装
置。
10. When a display image is changed corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time-division frame, a pixel switching operation is performed only on a pixel whose display state needs to be changed, and the display state is changed. 10. The image display device according to claim 9, wherein a pixel that does not need to be changed has a pixel state control unit that holds a current state.
【請求項11】 時間的に連続するサブフィールドもし
くは連続する時分割フレームに対応して表示画像を変更
する際に、表示状態を変更する必要のある画素に画素ス
イッチング操作を行う場合に、該画素スイッチング操作
の直前に画素の分極を緩和させる動作を行わしめること
を特徴とする請求項9又は10に記載の画像表示装置。
11. When changing a display image corresponding to a temporally continuous subfield or a continuous time-division frame, performing a pixel switching operation on a pixel whose display state needs to be changed. The image display device according to claim 9, wherein an operation of relaxing polarization of the pixel is performed immediately before the switching operation.
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