JP2004062208A - 画素移動手段を具備する高解像度ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】　画素移動手段を具備する高解像度ディスプレイを提供する。
【解決手段】　光を放出する光源を含む照明光学系と、照明光学系から入射される光を変調して画像を形成する画像形成素子を含む画像光学系と、画像光学系から出射される光を偏向させて画像をなす各画素を移動させることによって画素数を増やす環状プリズムアレイを含む画素移動光学系と、画素移動光学系から偏向した光をスクリーンに投射させる投射レンズを含む投射光学系と、を具備する高解像度ディスプレイ。これにより、光を一方向に速く偏向させることによって画素を移動させて画素数を増やすことができるので高解像度の画像を具現できる。
【選択図】　図２

Description

　本発明は高解像度ディスプレイに係り、より詳細には画素を速く移動させて解像度を高めうる高解像度ディスプレイに関する。

　一般的に解像度とは画像表現のために使われるピクセル、すなわち、画素の数を意味する。画素が多いほど画像をさらに精密に表現でき、画像の容量も大きくなる。画像の解像度は画像に貯蔵された情報量、すなわち、一つの画像を構成する全体画素の数を意味し、画像の大きさを測定する単位の一つとして使われる。たとえば解像度が７２ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の１×１インチの画像は総５１８４画素（７２×７２＝５１８４）よりなり、解像度が３００ｄｐｉの１×１インチの画像は総９０，０００画素（３００×３００＝９０，０００）よりなる。

　図１は従来のディスプレイを簡略に示す構成図である。

　図１を参照すれば、従来のディスプレイには光源１１と、光源１１から放出された光を変調して画像を形成する光弁１３と、光弁１３の入力映像信号を受信して画素数を増やす補間演算処理を行った後、出力される映像信号を送信する画像変換装置１５と、光弁１３で変調された光をスクリーン１９に投射させる投射レンズ１７が備わっている。光弁１３から出射された光による画素Ａは投射レンズ１７により拡大され、画素Ｂと組合わせられてスクリーン１９に映像として表現される。

　従来のディスプレイは解像度を高めるために光弁１３に連結された画像変換装置１５、すなわち、回路構造を利用して画素数を増やした。

　液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのマトリックス表示型のディスプレイ装置ごとには表示画像の解像度や縦横比が物理的に定められている。たとえば、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）と呼ばれる信号は６４０×４８０ドットの解像度を有しており、テレビ放送分野で水平方向の解像度は正確に定義されていないが、垂直方向は一般的にＮＴＳＣ ＴＶでスキャンラインの数で定義され、たとえば、４８０ラインのスキャン信号よりなる解像度を有する。

　かかる映像信号を、たとえば、ＸＧＡ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）と呼ばれる１０２４×７６８ドットの解像度を有する液晶パネルに表示するために、ディスプレイ装置は入力映像信号の解像度をディスプレイ装置の解像度に変換する補間演算を行う画像変換装置を必要とする。

　従来のディスプレイでは、前記画像変換装置を利用して低解像度、たとえば７０ｄｐｉの画像を高解像度、たとえば３００ｄｐｉ画像に変換するために画素数を増やす演算処理を行うが、実際にはスクリーンに具現される画像は７０ｄｐｉの画像であるために低画質で表現され、解像度の向上による高画質画像が実際に具現されることではない。また従来のディスプレイは特に大画面に画像を表現する場合に良質の画像を提供できない短所を有する。

　したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、画素移動光学系を導入して各画素を上下左右に速く移動させることによって大画面でも高解像度を有する良質の画像を具現できる高解像度ディスプレイを提供するところにある。

　前記技術的課題を達成するために、本発明は光を放出する光源を含む照明光学系と、前記照明光学系から入射される光を変調して画像を形成する画像形成素子を含む画像光学系と、前記画像光学系から出射される光を偏向させて前記画像をなす各画素を移動させることによって画素数を増やす環状プリズムアレイを含む画素移動光学系と、前記画素移動光学系から偏向した光をスクリーンに投射させる投射レンズを含む投射光学系と、を具備することを特徴とする高解像度ディスプレイを提供する。

　ここで、前記画像形成素子はＬＣＤを含む光弁であることが望ましい。

　前記画像光学系は前記画像形成素子が形成する前記画像の画素を縮めるマイクロレンズアレイを具備することが望ましい。

　前記環状プリズムアレイは前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一方向の傾斜面を有する複数の環状プリズムが同心円状に配列されて形成されることもある。

　前記環状プリズムアレイは前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一軸に対して互いに対称の傾斜面を有する複数の扇状プリズムが環状に配列されて形成されることもある。

　また、前記環状プリズムアレイは、前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一方向の傾斜面を有する複数の環状プリズムが同心円状に配列された第１環状プリズムアレイと、前記第１環状プリズムアレイから出射された光を前記第１方向と直交する第２方向に偏向させ、１８０°回転により前記第２方向の反対方向に前記光を偏向させるように一軸に対して互いに対称する傾斜面を有する複数の扇状プリズムが環状に配列された第２環状プリズムアレイと、を含む。

　前記環状プリズムアレイは前記画像光学系を出射する光を透過させるように全体の少なくとも１／３領域が扇状の平面レンズで形成され、残りの領域が前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一方向の傾斜面を有する複数のプリズムが同心円状に配列されて形成されることもある。

　前記環状プリズムアレイは前記画像光学系を出射する光を透過させるように全体の少なくとも１／３領域が扇状の平面レンズで形成され、残りの領域が前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一軸に対して互いに対称する傾斜面を有する複数の扇状プリズムが環状に配列されて形成されることもある。

　本発明は光偏向素子として環状プリズムアレイまたはミラーアレイを画像光学系と投射光学系間に位置する画素移動光学系に具備して、画像光学系で生成される画像の各画素を上下左右に速く移動させて画素数を増やすことによって高解像度の画像を具現できる。

　本発明は光弁で形成される元画素をマイクロレンズアレイを使用して縮めて元画素間に余白を作った後、光偏向素子を使用して光弁から出射される光の光路を一定方向に偏向させることによってスクリーン上に表現される元画素間の余白に多数の画素をさらに表現して解像度を向上させうるディスプレイを具現している。

　以下、本発明の実施形態による高解像度ディスプレイを図面を参照して詳細に説明する。

　図２は画素移動光学系を具備する本発明の実施形態による高解像度ディスプレイに関する簡略な構成図である。

　図２を参照すれば、本発明の実施形態による高解像度ディスプレイは、光を出射する照明光学系１０１と、入力映像信号によって光を変調して画像を形成する画像光学系１０３と、変調された光を上下左右に偏向させて画素を移動させる画素移動光学系１０５と、光をスクリーン３９に投射させて画像を表現する投射光学系１０７とを具備する。

　照明光学系１０１はレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の複数の色光を含む光を放出する光源３１を含むが、光源３１の前方には光を平行光として形成するコリメーティングレンズまたは光を定形化させるリレイレンズをさらに具備して画像光学系１０３に向かう光を均質化させることができる。また、照明光学系１０１は光源３１から照射される白色光からＲ、Ｇ及びＢの各色光を分離するカラーフィルター、異色ミラー、プリズムなどの色分離光学素子をさらに具備して各色光をそれぞれ別の光路に進めることができる。光源３１にはメタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどの高輝度白色光源を使用できる。

　画像光学系１０３は入力映像信号によって入射される光を変調して画像を形成する光弁３３と、光弁３３の後方に画素Ｐ０を小さな画素Ｐ１に変換させるマイクロレンズアレイ３４とを具備する。ここで、光弁３３には投射または反射ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、強誘電性素子、変形可能なミラーなどいかなる形態の公知の電子的光弁をも利用できる。ＬＣＤは各ピクセルに電圧が印加されるにしたがって液晶分子の配列状態が変化して光学的性質が変わる素子であって、入射光の偏光状態を変化させて光を変調することによって画像を形成する。

　マイクロレンズアレイ３４は図２に示したように、光弁３３で生成される画素Ｐ０を縮少させて画素Ｐ１に形成して画素Ｐ１間に余白を形成する。光弁３３で生成される画素Ｐ０間の余白が大きいほど光効率が低下するので画素Ｐ０はそのまま維持し、その代わりに光弁３３を出射する光路上にマイクロレンズアレイ３４をさらに具備して光効率は維持しながら画素Ｐ１間の間隔を広めうる。

　図３Ａ及び図３Ｂは、各々投射型光弁及び反射型光弁でレンズアレイを通過した後、画素Ｐ０が再構成されて画素Ｐ１を形成する原理を簡略に示す図面である。

　図３Ａを参照すれば、マイクロレンズアレイ３４は投射型光弁３３ａを通過する光を集束して光弁３３ａの前方に画素Ｐ０より小さな画素Ｐ１を形成する。一方、図３Ｂを参照すれば、反射型光弁３３ｂを通過する光は光弁３３ｂの前面から反射されてマイクロレンズアレイ３４を通過しながら画素Ｐ０の大きさが縮まって画素Ｐ１を形成する。

　また図２を参照すれば、画素移動光学系１０５は光偏向素子３５を具備し、画像光学系１０３で変調された光を上下左右方向に速く移動させることによってスクリーン３９上で画素Ｐ１を若干の時間差をおいて画素Ｐ１間の余白に表現して画素数を増やすことができる。画素数が増えるにつれて映像は４倍の解像度で表示されて高画質の画像を表現できる。光偏向素子３５は光の進行方向に変化を与えて画素を一画素程度の間隔で移動させるが、光偏向素子３５を回転させながら画像内容を変化させれば所望の高解像度を実現できる。

　図４は、画素移動光学系１０５において光偏向素子３５が画素Ｐ１をスクリーン３９上の画素Ｐ２に移動させる原理を表現した図面である。画素Ｐ１は画像光学系でマイクロレンズアレイと光弁３３とを通過しながら図示したように大きさが小さくなって画素間に余白が発生する。所定画素Ｐ０を形成する光は光偏向素子３５がなければ光路ｌ１に沿って進んでスクリーン３９上に画素Ｓ１として現れるが、光偏向素子３５により光路がｌ２に変わってスクリーン３９上に画素Ｓ１間の余白位置に画素Ｓ２として現れる。かかる方式で光を上下左右に偏向させて画素Ｓ１を画素Ｓ１間の余白位置に画素Ｓ２として現せば画素数が増加して解像度が向上する。たとえば、図示したように、２×２解像度の画素を上下左右に移動させれば４倍向上した４×４の解像度の画素を得ることができる。

　投射光学系は投射レンズ３７を具備し、光偏向素子３５により光路を移動する光をスクリーン３９上に投射させて増加した画素数よりなる新しい高解像度画像を表示する。

　図５は、本発明の実施形態による高解像度ディスプレイに備わる光偏向素子３５であって、いずれかの方向に傾いた傾斜面を有する第１環状プリズムアレイ３５ａの斜視図である。

　第１環状プリズムアレイ３５ａは中心部が平面レンズで形成されており、中心部を取り囲むように複数の環状プリズムが同心円状に配列されている。複数の環状プリズムは左側が高くて右側が低く傾いた傾斜面を有するように形成され、第１方向に光を偏向させていて１８０°回転後に第１方向の反対方向に光を偏向させる。第１方向及びその反対方向は、左右方向または上下方向になりうる。

　図６Ａ及び図６Ｂは、画像光学系１０３が第１環状プリズムアレイ３５ａの左側に位置する場合に第１環状プリズムアレイ３５ａの回転による画素Ｐ１の移動を示す平面図である。

　図５及び図６Ａを参照すれば、第１環状プリズムアレイ３５ａの左側後方に位置する光弁３３から出射された画素を形成する光は、プリズムを通過しながら傾斜面により左側に偏向する。光弁３３に生成された画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６はスクリーン上では画素Ｐ１１ｏ、Ｐ１２ｏ、Ｐ１３ｏ、Ｐ１４ｏ、Ｐ１５ｏ、Ｐ１６ｏの左側に偏向して画素Ｐ１１ｎ、Ｐ１２ｎ、Ｐ１３ｎ、Ｐ１４ｎ、Ｐ１５ｎ、Ｐ１６ｎと現れる。

　図６Ｂに示したように、第１環状プリズムアレイ３５ａを１８０°回転させれば右側に位置したプリズムが左側に位置するようになり、プリズムの傾斜面が本来の傾斜面と対称になるので画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６を形成する光は右側に偏向する。したがって、画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６を形成する光は左側から右側に光路が変化し、これにより画素Ｐ１１ｏ、Ｐ１２ｏ、Ｐ１３ｏ、Ｐ１４ｏ、Ｐ１５ｏ、Ｐ１６ｏ間の余白位置に画素Ｐ１１ｎ、Ｐ１２ｎ、Ｐ１３ｎ、Ｐ１４ｎ、Ｐ１５ｎ、Ｐ１６ｎが現れて全体的にスクリーン３９上に表現される画像は画素数が増加する。

　すなわち、第１環状プリズムアレイ３５ａの第１ハーフプリズムを通過した光が光軸に対して右側に偏向する場合、第１環状プリズムアレイ３５ａが１８０°回転するにしたがって第２ハーフプリズムが第１ハーフプリズムがあった位置に移動して傾斜面が反対に配列されるので光は左側に偏向するようになる。光の偏向によって画素Ｐ１１ｏ、Ｐ１２ｏ、Ｐ１３ｏ、Ｐ１４ｏ、Ｐ１５ｏ、Ｐ１６ｏは新しい画素Ｐ１１ｎ、Ｐ１２ｎ、Ｐ１３ｎ、Ｐ１４ｎ、Ｐ１５ｎ、Ｐ１６ｎの右側及び左側に移動してスクリーン３９上に表示される。

　しかし、第１環状プリズムアレイ３５ａの第１ハーフプリズムを通過した光が光軸に対して下方に偏向する場合、第１環状プリズムアレイ３５ａが１８０°回転するにしたがって第２ハーフプリズムが第１ハーフプリズムがあった位置に移動して光は上方に偏向する。光の偏向によって画素Ｐ１１ｏ、Ｐ１２ｏ、Ｐ１３ｏ、Ｐ１４ｏ、Ｐ１５ｏ、Ｐ１６ｏは新しい画素Ｐ１１ｎ、Ｐ１２ｎ、Ｐ１３ｎ、Ｐ１４ｎ、Ｐ１５ｎ、Ｐ１６ｎの下方及び上方に移動してスクリーン３９上に現れる。

　図７は、本発明の実施形態による高解像度ディスプレイに備わる光偏向素子３５であって、一軸に対して対称の傾斜面を有する第２環状プリズムアレイ３５ｂの斜視図である。

　第２環状プリズムアレイ３５ｂは第１ハーフ部分に配列されたプリズムの傾斜面が一軸Ｃに対して第２ハーフ部分と対称に傾くように形成され、それぞれのプリズムは扇状に形成される。各プリズムは第１方向に光を偏向させていて１８０°回転後に前記第１方向の反対方向に光を偏向させる。第１方向及びその反対方向は上下方向、あるいは左右方向である。

　図８Ａ及び図８Ｂは、図７に示した第２環状プリズムアレイを具備する本発明の第２実施形態による高解像度ディスプレイを示す正面図である。

　図８Ａを参照すれば、本発明の第２実施形態による高解像度ディスプレイは、光源３１から照射された光がマイクロレンズアレイ３４で屈折して光弁３３を通過して画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６を形成し、光は第２環状プリズムアレイ３５ｂにより光路が下方に屈折してスクリーン３９上では画素Ｐ１１ｏ、Ｐ１２ｏ、Ｐ１３ｏ、Ｐ１４ｏ、Ｐ１５ｏ、Ｐ１６ｏより下方に画素Ｐ１１ｎ、Ｐ１２ｎ、Ｐ１３ｎ、Ｐ１４ｎ、Ｐ１５ｎ、Ｐ１６ｎを各々形成する。

　図８Ｂを参照すれば、図８Ａに示した第２環状プリズムアレイ３５ｂが回転して図８Ａの右側下部に位置したプリズムが左側上部に移動し、傾斜面が図８Ａに示したプリズムとは異なって反対に傾いて光路は上方に屈折する。したがって、画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６はスクリーン３９上で画素Ｐ１１ｏ、Ｐ１２ｏ、Ｐ１３ｏ、Ｐ１４ｏ、Ｐ１５ｏ、Ｐ１６ｏより上方に新しい画素Ｐ１１ｎ、Ｐ１２ｎ、Ｐ１３ｎ、Ｐ１４ｎ、Ｐ１５ｎ、Ｐ１６ｎを形成する。かかる方法でスクリーン３９上に現れる画素は元画素の２倍の大きさで現れるので解像度はさらに向上し、使用者は良質の画像を見ることができる。光偏向素子３５の回転速度に画素移動速度が依存するので回転速度を高めれば画素移動速度が高まって錯視現象により映像が切れずに伝えられる。

　図５および図７に示した第１及び第２環状プリズムアレイ３５ａ、３５ｂを順次に光弁３３の前方に配列すれば、画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６を上下左右に移動させて元解像度より４倍増加した解像度で映像を表現できる。

　図９は本発明の第３実施形態による高解像度ディスプレイを簡略に示す構成図である。

　図９を参照すれば、光源３１から出射された光は第１環状プリズムアレイ３５ａにより左右いずれの方向に偏向し、また第２環状プリズムアレイ３５ｂを通過しながら上下方向に偏向する。

　たとえば、第１環状プリズムアレイ３５ａが停止した状態で光が左側に偏向した後、第２環状プリズムアレイ３５ｂにより再び下方に偏向すれば、第１及び第２環状プリズムアレイ３５ａ、３５ｂが配列されていない場合にスクリーン３９上に現れたはずの元画素Ｔｏが左側下方に移動して画素Ｔ１に現れる。第１環状プリズムアレイ３５ａが停止して第２環状プリズムアレイ３５ｂが１８０°回転すれば、画素Ｔ０が左側上方に移動して画素Ｔ２に現れる。

　第２環状プリズムアレイ３５ｂが停止した状態で第１環状プリズムアレイ３５ａが１８０°回転すれば、画素Ｔｏは画素Ｔ３に移動し、第１環状プリズムアレイ３５ｂが停止した状態で再び第２環状プリズムアレイ３５ｂが１８０°回転すれば、画素Ｔｏは画素Ｔ４に現れる。この時、画素Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の間には多少の余白が存在して解像度が向上しながら画質は全体的に柔らかい感じがするように均質化して現れる。

　Ｒ、Ｇ及びＢの複数の色光に画素が分離される光弁に図１０に示したような第３環状プリズムアレイ３５ｃを使用できる。

　図１０を参照すれば、本発明の第４実施形態による高解像度ディスプレイに備わる第３環状プリズムアレイ３５ｃは第１ないし第３領域３５＿１、３５＿２、３５＿３よりなる。第１及び第３領域３５ｃ−１、３５ｃ−３は図５に示した第１環状プリズムアレイ３５ａと類似した形態に一方向に傾いた複数の環状プリズムが同心円状に配列されるが、第２領域３５ｃ−２は全体面積の１／３を占有して扇状の平面レンズで形成される。

　光が平面レンズが形成された第２領域３５ｃ−２に入射されれば、偏向せずにそのまま透過して元画素をスクリーン上の定位置に表示し、環状プリズムアレイが形成された第１領域３５ｃ−１を通過すれば第１方向に偏向し、環状プリズムアレイが形成された第３領域３５ｃ−３を通過すれば第１方向の反対方向に偏向する。ここで、第１方向及びその反対方向は上下方向あるいは左右方向になる。

　図１１Ａないし図１１Ｃは、図１０に示した第３環状プリズムアレイ３５ｃを具備する本発明の第４実施形態による高解像度ディスプレイを簡略に示す図面である。図１１Ａないし図１１ＣはＲ、Ｇ、Ｂで配列されていた画素が順に移動する順序を示している。

　図１１Ａを参照すれば、Ｒ、Ｇ、Ｂが順番通りに配列されている第１画素Ｐｘ１は第３環状プリズムアレイ３５ｃの第１領域３５ｃ−１に画素Ｐｘ１が対応して位置すれば、画素Ｐｘ１から出射された光は左側に移動した後、投射レンズ３７により屈折してスクリーン３９上では右側からＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ順の画素Ｐｙ１に配列される。

　次に、図１１Ｂを参照すれば、第３環状プリズムアレイ３５ｃが１２０°回転して第２領域３５ｃ−２が画素Ｐｘ１に対応して位置すれば、画素Ｐｘ１から出射された光はスクリーン３９上でＢ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ順の画素Ｐｙ２に配列されるが、これは画素Ｐｘ１の元色相配列順序が右側に１画素ずつ移動して現れたものである。かつ、これは画素Ｐｘ１が平面レンズである第２領域３５ｃ−２をそのまま透過した後投射レンズ３７により屈折してスクリーン３９上に現れたものである。

　図１１Ｃを参照すれば、また第３環状プリズムアレイ３５ｃが逆時回り方向に回転して第３領域３５ｃ−３が画素Ｐｘ１に対応するように位置すれば、画素Ｐｘ１から出射された光は右側に光路が変化してスクリーン３９上ではＧ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ順の画素Ｐｙ３に配列される。

　第３環状プリズムレンズアレイ３５ｃと類似した形態に図７に示した第２環状プリズムアレイ３５ｂも全体面積の少なくとも１／３領域を平面レンズで形成して画素をスクリーン上の３つの位置に移動させることによって３倍の分解能を有することができる。

　図１２は、本発明の第５実施形態による高解像度ディスプレイを示す。

　図１２を参照すれば、本発明の第５実施形態による高解像度ディスプレイは、光偏向素子としてＤＭＤなどの駆動ミラーアレイやガルバノミラーなどのミラーアレイ４５を採用して光を反射させることによって光路を変化させる。

　光源３１から出射された光は光弁３３から印加される映像信号によって画像を形成し、マイクロレンズアレイ３４により画素が縮まって画素間に余白を形成する。光弁３３から出射された光はミラーアレイ４５で反射されて光路が第１方向及びその反対方向に変化して画素を移動させる。投射レンズ３７は移動した画素をスクリーン３９上に拡大投射して高解像度の映像を表現する。ここで、第１方向及びその反対方向は上下方向あるいは左右方向になる。

　本発明の第５実施形態による高解像度ディスプレイにおいて、光源３１、マイクロレンズアレイ３４、光弁３３及び投射レンズ３７の構造と機能は前記と同一である。

　前記説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは発明の範囲を限定するというよりは、望ましい実施形態の例示として解釈されなければならない。本発明の範囲は説明された実施形態によって定められることではなく特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められなければならない。

従来のディスプレイを簡略に示す図面である。 本発明の実施形態による高解像度ディスプレイを簡略に示す構成図である。 本発明の実施形態による高解像度ディスプレイに採用される投射型光弁で画素が縮まる原理を簡略に示す図面である。 本発明の実施形態による高解像度ディスプレイに採用される反射型光弁で画素が縮まる原理を簡略に示す図面である。 本発明の実施形態による高解像度ディスプレイにおいて光偏向素子による画素移動原理を簡略に示す図面である。 本発明の第１実施形態による第１環状プリズムアレイの斜視図である。 図５に示した第１環状プリズムアレイを具備する本発明の第１実施形態による高解像度ディスプレイを示す平面図である。 図５に示した第１環状プリズムアレイを具備する本発明の第１実施形態による高解像度ディスプレイを示す平面図である。 本発明の第２実施形態による第２環状プリズムアレイの斜視図である。 図７に示した第２環状プリズムアレイを具備する本発明の第２実施形態による高解像度ディスプレイを示す正面図である。 図７に示した第２環状プリズムアレイを具備する本発明の第２実施形態による高解像度ディスプレイを示す正面図である。 図５に示した第１環状プリズムアレイと図７に示した第２環状プリズムアレイとを備える本発明の第３実施形態による高解像度ディスプレイを簡略に示す図面である。 本発明の第３実施形態による第３環状プリズムアレイの斜視図である。 図１０に示した第３環状プリズムアレイを採用する本発明の第４実施形態による高解像度ディスプレイを簡略に示す図面である。 図１０に示した第３環状プリズムアレイを採用する本発明の第４実施形態による高解像度ディスプレイを簡略に示す図面である。 図１０に示した第３環状プリズムアレイを採用する本発明の第４実施形態による高解像度ディスプレイを簡略に示す図面である。 本発明の第５実施形態による高解像度ディスプレイを簡略に示す図面である。

符号の説明

　３１　光源
　３３　光弁
　３４　マイクロレンズアレイ
　３５　光偏向素子
　３７　投射レンズ
　３９　スクリーン
　１０１　照明光学系
　１０３　画像光学系
　１０５　画素移動光学系
　１０７　投射光学系
　Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２　画素

Claims (8)

1. 　光を放出する光源を含む照明光学系と、
   　前記照明光学系から入射される光を変調して画像を形成する画像形成素子を含む画像光学系と、
   　前記画像光学系から出射される光を偏向させて前記画像をなす各画素を移動させることによって画素数を増やす環状プリズムアレイを含む画素移動光学系と、
   　前記画素移動光学系から偏向した光をスクリーンに投射させる投射レンズを含む投射光学系と、を具備することを特徴とする高解像度ディスプレイ。
2. 　前記画像形成素子はＬＣＤを含む光弁であることを特徴とする請求項１に記載の高解像度ディスプレイ。
3. 　前記画像光学系は前記画像形成素子が形成する前記画像の画素を縮めるマイクロレンズアレイを具備することを特徴とする請求項１に記載の高解像度ディスプレイ。
4. 　前記環状プリズムアレイは前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一方向の傾斜面を有する複数の環状プリズムが同心円状に配列されたことを特徴とする請求項１または３に記載の高解像度ディスプレイ。
5. 　前記環状プリズムアレイは前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一軸に対して互いに対称の傾斜面を有する複数の扇状プリズムが環状に配列されたことを特徴とする請求項１または３に記載の高解像度ディスプレイ。
6. 　前記環状プリズムアレイは、
   前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一方向の傾斜面を有する複数の環状プリズムが同心円状に配列された第１環状プリズムアレイと、
   　前記第１環状プリズムアレイから出射された光を前記第１方向と直交する第２方向に偏向させ、１８０°回転により前記第２方向の反対方向に前記光を偏向させるように一軸に対して互いに対称する傾斜面を有する複数の扇状プリズムが環状に配列された第２環状プリズムアレイと、を含むことを特徴とする請求項１または３に記載の高解像度ディスプレイ。
7. 　前記環状プリズムアレイは前記画像光学系を出射する光を透過させるように全体の少なくとも１／３領域が扇状の平面レンズで形成され、残りの領域が前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一方向の傾斜面を有する複数のプリズムが同心円状に配列されて形成されることを特徴とする請求項１または３に記載の高解像度ディスプレイ。
8. 　前記環状プリズムアレイは前記画像光学系を出射する光を透過させるように全体の少なくとも１／３領域が扇状の平面レンズで形成され、残りの領域が前記画像光学系から出射された光を第１方向に偏向させ、１８０°回転により前記第１方向の反対方向に前記光を偏向させるように一軸に対して互いに対称する傾斜面を有する複数の扇状プリズムが環状に配列されて形成されることを特徴とする請求項１または３に記載の高解像度ディスプレイ。
   
   

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