JP2010250218A - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素像の移動の過渡期間に生じる画質劣化を防止しつつ表示解像度の向上が可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクター１は、光を射出する光源７と、複数の画素がマトリクス状に配置され、光源からの光を変調する液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ（光変調素子）と、光変調素子によって変調された光をスクリーン２８上に投射する投射レンズ５と、被投射面上に投射される光変調素子の画素の像の位置を移動させる光透過板３０（画素像移動手段）と、光変調素子と画素像移動手段とを制御する制御部３２と、を備え、制御部は、画素像移動手段により画素の像の位置が移動している途中である過渡期間において光変調素子を黒表示とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関する。

プロジェクター等の投射型の画像表示装置において、その画像表示装置が液晶ライトバルブ等の光変調素子を備えている場合、スクリーン上に投射した画像の解像度は光変調素子の解像度（水平画素数、垂直画素数）に一致するのが通常である。なお、「スクリーン上に投射した画像の解像度」のことを以下、「表示解像度」と称する。ここで、光変調素子の解像度を変えることなく表示解像度を向上させる方法として、光変調素子の数を増やし、スクリーン上で各光変調素子が作る各画素の像の位置をずらして投射する方法がある。ところが、この方法では、光変調素子の数を増やす必要があるため、著しいコストの増大を招くという課題がある。

上記の課題を解決する方法として、各画素の像の位置を空間的にずらすのではなく、時間軸でずらす方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、一つの具体例として、光変調素子と投射レンズとの間に平行平板を光軸の法線に対して傾けて装入し、平行平板の傾き角度を変化させることでフィールド毎に光軸をシフトさせ、画素の位置を時間的にずらす構成が開示されている。また、他の具体例として、屈折率もしくは屈折量が異なる２つの領域を有する回転板を光変調素子と投射レンズとの間に斜めに装入し、この回転板を回転させることで光軸をシフトさせ、画素の像の位置を時間的にずらす構成が開示されている。

特開平１１−２９８８２９号公報

ところが、上記特許文献１の表示装置のように、平行平板の傾きを変化させて光軸をシフトさせる場合、平行平板を移動させている途中の期間も表示を続けているため、解像度の向上感が得られないことに加えて、画像がぼけるという問題があった。また、回転板を回転させて光軸をシフトさせる場合には、屈折率や屈折量が異なる２つの領域の境界部分が光変調素子を横切っている間は境界部分の両側で画素像のずれ量の不一致が生じ、画質が劣化するという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、画素像の移動の過渡期間に生じる画質劣化を防止しつつ表示解像度の向上が可能な画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動させる画素像移動手段と、前記光変調素子と前記画素像移動手段とを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画素像移動手段により前記画素の像の位置が移動している途中である過渡期間において前記光変調素子を黒表示とするように制御することを特徴とする。

本発明の画像表示装置は、画素像移動手段が被投射面上に投射される光変調素子の画素像の位置を移動させることにより、光変調素子の持つ画素数に対して被投射面上での表示画素数を増やすことができ、表示解像度の向上を図ることができる。ここで、画素像の位置が移動している途中である過渡期間では光変調素子が黒表示となるので、画素像が例えば第１の位置から第２の位置へ移動する際に画素像が引き摺られることなく、第１の位置の画素像と第２の位置の画素像とが黒表示期間によって分離される。その結果、画素移動の過渡期間に生じる画像ぼけ等の画質劣化を抑制することができる。

本発明の画像表示装置において、前記画素像移動手段を、前記光変調手段と前記投射光学系との間の光路上に設けられた光透過板と、前記光透過板の光入射面と前記投射光学系の光軸に垂直な面とのなす角度が時間的に変化するように前記光透過板を駆動する駆動手段と、により構成することができる。
この構成によれば、駆動手段によって投射光学系の光軸に垂直な面に対する光透過板の傾きを変えることによって画素像を移動させるため、画素像移動手段をそれ程大型化することなく実現が可能である。

本発明の画像表示装置において、前記光透過板は、前記角度が第１の角度に保持された第１の保持期間と、前記角度が前記第１の角度と異なる第２の角度に保持された第２の保持期間と、前記角度が前記第１の角度から前記第２の角度に変化する第１の過渡期間と、前記角度が前記第２の角度から前記第１の角度に変化する第２の過渡期間と、を有するように、前記駆動手段によって間欠的に駆動され、前記制御手段は、前記第１の過渡期間および前記第２の過渡期間において、前記光変調素子を黒表示とするように制御する構成を採用できる。
この構成によれば、駆動手段によって光透過板が間欠的に駆動され、光透過板の動作のシーケンスが上記の第１の保持期間、第２の保持期間、第１の過渡期間、第２の過渡期間に明確に区別できる。そのため、第１の過渡期間、第２の過渡期間に同期して光変調素子を黒表示とすればよく、制御が比較的容易になる。

もしくは、本発明の画像表示装置において、前記光透過板は、前記角度が最小角度と最大角度との間でなだらかに変化するように、前記駆動手段によって連続的に駆動され、前記制御手段は、前記角度が、前記最小角度と前記最大角度との間に設定された第１の角度と第２の角度との間を変化する過渡期間において、前記光変調素子を黒表示とするように制御する構成を採用できる。
この構成によれば、前記角度が最小角度と最大角度との間でなだらかに変化するように、駆動手段が光透過板を連続的に駆動するため、光透過板を駆動するに際して駆動手段に多大な負荷が掛かることを回避できる。

本発明の画像表示装置において、前記画素像移動手段を、前記光変調手段と前記投射光学系との間の光路上に光入射面が前記投射光学系の光軸に垂直な面に対して傾いた姿勢で配置され、光の屈折率もしくは屈折量が異なる複数の光透過領域を有する回転板と、前記回転板を前記光入射面と垂直な回転軸周りに回転させる駆動手段と、により構成することができる。
この構成によれば、駆動手段によって回転板を回転させることで光が回転板を透過する際の光の屈折率もしくは屈折量が時間的に変化し、画素像を移動させるため、例えば回転板は一定速度で回転していれば良く、駆動手段の制御を複雑にすることなく実現が可能である。

本発明の画像表示装置において、前記制御手段は、前記回転板の複数の光透過領域の境界線が前記光変調素子によって変調された光の照射領域を横切っている過渡期間において、前記光変調素子を黒表示とするように制御する構成を採用できる。
この構成によれば、回転板が一定速度で回転している場合、回転板の１回転に要する時間のうち、光透過領域の境界線が変調光の照射領域を横切る過渡期間が占める割合が判るので、光変調素子を黒表示とする制御を容易に行うことができる。

本発明の画像表示方法は、光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動させる画素像移動手段と、を備えた画像表示装置を用いた画像表示方法であって、前記画素像移動手段により前記画素の像が移動している途中である過渡期間において前記光変調素子を黒表示とすることを特徴とする。

本発明の画像表示方法によれば、画素像の位置が移動している途中である過渡期間では光変調素子が黒表示となるので、画素像が例えば第１の位置から第２の位置へ移動する際に画素像が引き摺られることなく、第１の位置の画素像と第２の位置の画素像とが黒表示期間によって分離される。その結果、画素移動の過渡期間に生じる画像ぼけ等の画質劣化を抑制することができる。

本発明の第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。 光透過板を駆動したときの光軸シフトの様子を示す図である。 画素像の位置をずらしたイメージを示す図である。 光透過板の傾き角度を説明するための図である。 傾き角度と液晶ライトバルブへの印加電圧との関係を示すタイミングチャートである。 光透過板の他の駆動方法を採用した場合の傾き角度と液晶ライトバルブへの印加電圧との関係を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態のプロジェクターの概略構成図である。 回転板を回転させたときの光軸シフトの様子を示す図である。 他の形態の回転板を回転させたときの光軸シフトの様子を示す図である。 回転板の回転角度を説明するための図である。 回転角度と液晶ライトバルブへの印加電圧との関係を示すタイミングチャートである。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図５を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置は、３枚の液晶ライトバルブを備えた、いわゆる３板式のプロジェクターの構成例である。
図１は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図２は、光透過板を駆動したときの光軸シフトの様子を示す図である。図３は、画素像の位置をずらしたイメージを示す図である。図４は、光透過板の傾き角度を説明するための図である。図５は、傾き角度と液晶ライトバルブへの印加電圧との関係を示すタイミングチャートである。
なお、以下の各図面においては、構成要素を見やすくするため、構成要素に応じて寸法の比率や縮尺を異ならせることがある。

本実施形態のプロジェクター１は、図１に示すように、照明光学系２、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ（光変調素子）、クロスダイクロイックプリズム４（色合成光学系）、投射レンズ５（投射光学系）等を備えている。本実施形態の照明光学系２は、光源７、光源７の後段に順に配置された一対のフライアイレンズアレイ８、偏光変換素子９、ダイクロイックミラー１０，１１等から構成されている。光源７は、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の白色ランプ１２と、白色ランプ１２の光を反射させて前方に射出するリフレクター１３とから構成されている。したがって、白色ランプ１２からは、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）、すなわち異なる色の複数の色光を含む白色光が射出される。

一対のフライアイレンズアレイ８は、光源７から射出された光の光強度の分布を均一化するものである。これにより、被照明領域である液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに照射される光の照度分布が均一化される。
偏光変換素子９は、その詳細な構造を図示しないが、偏光ビームスプリッターアレイ（ＰＢＳアレイ）と１／２波長板アレイとを有している。フライアイレンズアレイ８からＰＢＳアレイに入射した光のうち、第１の偏光方向の直線偏光がＰＢＳアレイ内の偏光分離膜（ＰＢＳ膜）を透過するとともに、第２の偏光方向の直線偏光がＰＢＳアレイ内のＰＢＳ膜で反射する。反射した偏光は、１／２波長板アレイによって偏光方向が第１の偏光方向に変化して射出される。このように偏光変換素子９は、光源光の光量を損なうことなく光源光の偏光方向を一方向に揃えるように構成されている。

ダイクロイックミラー１０，１１は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したものである。これにより、所定の波長帯域の色光が選択的に反射し、それ以外の波長帯域の色光が透過するようになっている。具体的には、光源７から射出された光源光のうち、赤色光ＬＲがダイクロイックミラー１０を透過するとともに、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢがダイクロイックミラー１０で反射する。また、ダイクロイックミラー１０で反射した緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢのうち、青色光ＬＢがダイクロイックミラー１１を透過し、緑色光ＬＧがダイクロイックミラー１１で反射する。

ダイクロイックミラー１０を透過した赤色光ＬＲは、反射ミラー１５で反射し、平行化レンズ１６を経て赤色光用の液晶ライトバルブ３Ｒに入射する。ダイクロイックミラー１１で反射した緑色光ＬＧは、平行化レンズ１６を経て緑色光用の液晶ライトバルブ３Ｇに入射する。ダイクロイックミラー１１を透過した青色光ＬＢは、リレー光学系１７を経て青色光用の液晶ライトバルブ３Ｂに入射する。リレー光学系１７は、ダイクロイックミラー１１側から順に配置されたリレーレンズ１８、反射ミラー１９、リレーレンズ２０、反射ミラー２１、リレーレンズ２２等からなっている。リレーレンズ２２は、平行化レンズとしても機能する。青色光の場合、他の色光に比べて光源７から液晶ライトバルブ３Ｂまでの光路が長いため、光路が長いことによる光損失を防ぐため、このようなリレー光学系１７を設けている。

液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの各々は、透過型液晶セル２４と、その入射側、射出側にそれぞれ設けられた偏光板２５，２６とから構成されている。透過型液晶セル２４は、例えばアクティブマトリクス型のものであり、一対の電極間に挟持された液晶層を有している。また、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、画像信号を供給する信号源に電気的に接続されている。信号源から画像信号が供給されると、透過型液晶セル２４の電極間に電圧が印加され、この印加電圧に応じて液晶分子の配向方向が制御される。これにより、光を変調することが可能になっている。各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで変調された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム４に入射する。

クロスダイクロイックプリズム４は、三角柱プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光ＬＲが反射して緑色光ＬＢが透過する選択反射面と、青色光ＬＢが反射して緑色光ＬＧが透過する選択反射面とが互いに直交して形成されている。赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢはこれらの選択反射面で選択的に反射し、緑色光ＬＧはこれらの選択反射面を選択的に透過し、３つの色光は同じ側に射出される。これにより、３つの色光が重ね合わされて合成光Ｌとなる。

クロスダイクロイックプリズム４を射出した合成光Ｌは、複数のレンズ群からなる投射レンズ５によりスクリーン２８（被投射面）上に拡大投射される。そして、本実施形態においては、クロスダイクロイックプリズム４と投射レンズ５との間に光透過板３０（画素像移動手段）が配置されている。光透過板３０は、光を透過させる際に内部で屈折を生じさせ、光軸を移動させるものであり、例えばガラス等の光透過性を有する材料から形成された平行平板で構成されている。そして、矢印Ａの方向に光透過板３０の傾きを変化させるように光透過板３０を駆動する駆動部３１（駆動手段）が設けられている。駆動部３１は、光透過板３０の光入射面と投射レンズ５の光軸に垂直な面とのなす角度が時間的に変化するように光透過板３０を駆動する。具体的には、駆動部３１は、光透過板３０の光入射面と投射レンズ５の光軸に垂直な面とのなす角度を第１の角度θ１と第２の角度θ２との間で１２０Ｈｚで切り換えるように構成されている。駆動部３１には、例えば圧電素子を用いることができる。また、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと駆動部３１とを制御する制御部３２（制御手段）が設けられている。

光透過板３０の傾きが変化したときの作用を図２に示す。なお、図２では、図面を簡略化するため、投射レンズ５を１枚のレンズとして示す。まず、実線で示すように光透過板３０の光入射面３０ａが投射レンズ５の光軸Ｇに垂直であったとすると、クロスダイクロイックプリズム４から射出された光Ｌが光透過板３０の光入射面３０ａに対して垂直に入射し、光射出面３０ｂから垂直に射出されるので、光Ｌは光透過板３０で屈折することなく、光軸の位置が光透過板３０の前後で移動しない。次に、２点鎖線で示すように光透過板３０の光入射面３０ａが投射レンズ５の光軸に対して傾くと、クロスダイクロイックプリズム４から射出された光が光透過板３０の光入射面３０ａに対して垂直以外の角度で入射するので、屈折が生じ、さらに、光は光射出面３０ｂに対して垂直以外の角度で入射するので、屈折して射出される。このため、光軸の位置が光透過板３０の前後で傾き角度に応じた距離ΔＸだけ移動する。

スクリーン２８上に投射された画素の像が移動する様子を図３に示す。本実施形態では、画像は６０Ｈｚ毎に書き換えられるフレーム（すなわち、１フレーム＝１／６０秒）で構成され、光透過板は上述の第１の角度θ１と第２の角度θ２との間を１２０Ｈｚで切り換わるものとする。このとき、図３に示すように、任意の１／１２０秒（これを第１フィールドと称する）で実線の位置にある複数の画素像からなる格子は、次の１／１２０秒（これを第２フィールドと称する）では破線で示す位置に移動する。複数の画素像はスクリーン２８の水平方向および垂直方向に配列されているが、移動方向は画素像の配列方向に対して斜め方向とすることが望ましい。また、移動距離ΔＸ１は、１つの格子の対角線の長さの１／２に設定することが望ましい。このようにして、第１フィールドの位置にある画像は６０Ｈｚ毎に書き換えられ、第１フィールドの位置からずれた第２フィールドの位置にある画像も６０Ｈｚ毎に書き換えられることになる。このようにして、解像度の向上感を得ることができる。

ここで、改めて角度について定義すると、図４に示すように、光透過板３０の光入射面３０ａと投射レンズ５の光軸Ｇに垂直な面Ｍとのなす角度のうち、小さい側を第１の角度θ１、大きい側を第２の角度θ２とする。なお、図４においては、光透過板３０の板厚方向の中心を通る面と投射レンズ５の光軸Ｇに垂直な面Ｍとのなす角度として図示したが、光透過板３０が平行平板であるため、この角度は光透過板３０の光入射面３０ａと投射レンズ５の光軸Ｇに垂直な面Ｍとのなす角度と等価である。以下、説明の便宜上、「光透過板３０の光入射面３０ａと投射レンズ５の光軸Ｇに垂直な面Ｍとのなす角度」のことを、「光透過板３０の傾き角度」と称する。

本実施形態では、光透過板３０の傾き角度が第１の角度θ１で一定時間保持され、一定時間内で第１の角度θ１から第２の角度θ２に変化し、第２の角度θ２で一定時間保持され、一定時間内で第２の角度θ１から第１の角度θ２に変化し、…という動作を繰り返すように、駆動部３１によって光透過板３０が間欠的に駆動される。この動作をタイミングチャートとして示したのが図５の上段である。この図の横軸は時間、縦軸は光透過板の傾き角度、である。すなわち、光透過板３０の傾き角度が第１の角度θ１に保持された第１の保持期間Ｔ１（時刻ｔ２〜ｔ３）と、傾き角度が第１の角度θ１から第２の角度θ２に変化する第１の過渡期間Ｔ２（時刻ｔ３〜ｔ４）と、傾き角度が第２の角度θ２に保持された第２の保持期間Ｔ３（時刻ｔ０〜ｔ１）と、傾き角度が第２の角度θ２から第１の角度θ１に変化する第２の過渡期間Ｔ４（時刻ｔ１〜ｔ２）と、が順に繰り返される。

制御部３２は、光透過板３０が上記の動作を行うように駆動部３１を制御するとともに、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの表示状態を制御する。所定の期間における光透過板３０の状態に応じて各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに入力する輝度信号値をタイミングチャートとして示したのが図５の下段である。この図の横軸は時間、縦軸は輝度信号値、である。このタイミングチャートは現在白表示を行っている画素に与える輝度信号値を示しており、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおいて黒表示とするときの輝度信号値をＶ１、白表示とするときの輝度信号値をＶ２、と表す。図５に示す通り、制御部３２は、第１の保持期間Ｔ１と第２の保持期間Ｔ３は白表示、第１の過渡期間Ｔ２と第２の過渡期間Ｔ４は黒表示となるような輝度信号を各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに供給する。

本実施形態のプロジェクター１は、傾き角度が逐次変化する光透過板３０によってスクリーン２８上に投射される画素像の位置が高速に移動するため、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが持つ画素数に対してスクリーン２８上での表示画素数を増やすことができ、表示解像度の向上を図ることができる。このとき、画素像の位置が移動している途中である第１の過渡期間Ｔ２および第２の過渡期間Ｔ４では液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが黒表示となるので、画素像が第１フィールドの位置から第２フィールドの位置へ移動する際に画素像が引き摺られることなく、２つの画素像が黒表示期間によって分離される。その結果、画素像の移動の過渡期間に生じる画像ぼけ等の画質劣化を抑制することができる。さらに、光源７を瞬間的に点灯、消灯させて黒を表示するのは容易ではないが、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを黒表示として対応しているため、本構成はより現実的である。

また本実施形態では、画素像を移動させる手段として、光透過板３０と、光透過板３０の傾き角度を時間的に変化させる駆動部３１とを用いているため、画素像移動手段がそれ程大型化することなく実現が可能である。さらに、駆動部３１によって光透過板３０を間欠的に駆動する構成としており、傾き角度が一定に保持されている期間と傾き角度が変化している過渡期間とが明確に区別できる。そのため、第１の過渡期間Ｔ２、第２の過渡期間Ｔ４に同期して液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを黒表示とすればよく、制御が比較的容易になる。

［変形例１］
本実施形態では、光透過板３０を間欠的に駆動する構成を説明したが、この構成に代えて、光透過板３０を連続的に駆動する構成としても良い。
以下、その例について説明する。
例えば、光透過板３０を駆動部３１により共振周波数で振動させることにより、所定の角度範囲を高速に往復回動運動させる構成とする。この場合、光透過板３０が最大の傾き角度θmaxと最小の傾き角度θminとなる点、すなわち往復の折り返し点で速度が０になり、光透過板３０が一瞬停止する以外、光透過板３０は連続的に駆動される。この動作をタイミングチャートとして示したのが図６の上段である。この場合は上記実施形態の図５の場合と異なり、傾き角度が完全に一定に保持される期間がなく、最小傾き角度θminと最大傾き角度θmaxとの間でなだらかに曲線的に変化する。したがって、この構成では、上記実施形態で言う保持期間と過渡期間とが明確に区別できない。

したがって、本構成の場合には、最大傾き角度θmaxよりも僅かに小さく、傾き角度の変化率が大きくなり始める角度を閾値として上記第２の角度θ２に設定し、最小傾き角度θminよりも僅かに大きく、傾き角度の変化率が大きくなり始める角度を閾値として上記第１の角度θ１に設定する。したがって、第１の角度θ１よりも小さい角度範囲では傾き角度が略一定に保持されているとみなし、第２の角度θ２よりも大きい角度範囲では傾き角度が略一定に保持されているとみなし、それ以外を過渡期間とみなす。そして、上記実施形態と同様、制御部３２は、光透過板３０が上記の動作を行うように駆動部３１を制御するとともに、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの表示状態を制御する。各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに入力する輝度信号値をタイミングチャートとして示したのが図６の下段である。この図に示す通り、制御部３２は、第１の保持期間Ｔ１と第２の保持期間Ｔ３は白表示、第１の過渡期間Ｔ２と第２の過渡期間Ｔ４は黒表示となるような輝度信号を各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに供給する。

本構成においても、画素像が第１フィールドの位置から第２フィールドの位置へ移動する際に画素像が引き摺られることなく、２つの画素像が黒表示期間によって分離されるため、画素像の移動の過渡期間に生じる画像ぼけ等の画質劣化を抑制することができる。また、上記実施形態のように駆動部３１が１２０Ｈｚもの高速で光透過板３０を間欠的に駆動する構成を実現するのは現実的には難しいが、本変形例では、駆動部３１が光透過板３０を連続的に駆動する構成としたため、光透過板３０を駆動するに際して駆動部３１に多大な負荷が掛かることを回避できる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図７〜図１１を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置も３板式のプロジェクターの構成例であり、その基本構成は第１実施形態と同様である。
図７は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図８、図９は、回転板の具体例を示す側面図である。図１０は、回転板の回転角度を説明するための図である。図１１は、回転角度と液晶ライトバルブへの印加電圧との関係を示すタイミングチャートである。
図７において第１実施形態の図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１実施形態では、光透過板を傾けて光軸を移動させる構成であったのに対し、本実施形態では、回転板を回転させることにより光軸を移動させる構成を採用している。本実施形態のプロジェクター４１は、図７に示すように、クロスダイクロイックプリズム４と投射レンズ５との間に回転板４３（画素像移動手段）が設けられている。回転板４３は、光透過性を有する材料からなる円板状の部材であり、光の屈折率もしくは屈折量が異なる２つの光透過領域を有している。回転板４３は、クロスダイクロイックプリズム４と投射レンズ５との間の光路上に、光入射面４３ａが投射レンズ５の光軸Ｇに垂直な面に対して傾いた姿勢となるように配置されている。したがって、クロスダイクロイックプリズム４から射出された光は、回転板４３の光入射面４３ａに対して斜めに入射されるため、回転板４３を透過する際に屈折し、光軸が移動する。回転板４３を光入射面４３ａと垂直な回転軸４４周りに一定速度で回転させるモーター４５（駆動手段）が備えられている。また、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂとモーター４５とを制御する制御部４６（制御手段）が設けられている。

回転板４３の２つの具体例を示す。
図８に示す回転板４３Ａには、光の屈折量の異なる２つの光透過領域Ｃ１，Ｃ２が、円板を周方向に２分割した形で設けられている。２つの光透過領域Ｃ１，Ｃ２は同一の材料で形成されており、同一の屈折率を有しているが、板厚が異なることで光の屈折量が異なっている。クロスダイクロイックプリズム４から射出された光Ｌは回転板４３Ａの回転軸４４を外れた領域に照射されるが、照射領域が板厚の厚い領域に位置するときには屈折量が大きいために光軸の移動量ΔＸが大きい。これに対し、図８に示す状態から回転板４３Ａが回転し、照射領域が板厚の薄い領域に位置するときには屈折量が小さいために光軸の移動量ΔＸが小さくなる。よって、回転板４３Ａが６０Ｈｚで回転すると、第１フィールドの画素像の位置と第２フィールドの画素像の位置とが１２０Ｈｚで切り換わる。

一方、図９に示す回転板４３Ｂには、光の屈折率の異なる２つの光透過領域Ｃ３，Ｃ４が、円板を周方向に２分割した形で設けられている。２つの光透過領域Ｃ３，Ｃ４は、板厚は同一であるが、屈折率が異なる材料で形成されている。クロスダイクロイックプリズム４から射出された光Ｌの照射領域が屈折率の大きい領域に位置するときには光軸の移動量ΔＸが大きく、照射領域が屈折率の小さい領域に位置するときには光軸の移動量ΔＸが小さくなる。よって、回転板４３Ｂが６０Ｈｚで回転すると、第１フィールドの画素像の位置と第２フィールドの画素像の位置とが１２０Ｈｚで切り換わる。

図１０は、回転板４３を回転軸４４の延在方向から見た正面図である。破線で示した符号Ｓの矩形がクロスダイクロイックプリズム４から射出された光の照射領域を示している。また、図１０において回転板４３は反時計回り（矢印Ａ方向）に回転しているものとする。回転軸４４を通り、照射領域Ｓの水平方向に平行な基準軸Ｊを設定し、回転板４３の２つの光透過領域Ｃ１，Ｃ２の境界線Ｋと基準軸Ｊとのなす角度をθとすると、境界線Ｋが照射領域Ｓの右下の角と交わった時点から照射領域Ｓの左下の角と交わった時点までは、境界線Ｋが照射領域Ｓを横切っている期間である。角度θで言えば、これは境界線Ｋが照射領域Ｓの右下の角に交わったときの基準軸Ｊとのなす角度θ１と、境界線Ｋが照射領域Ｓの左下の角に交わったときの基準軸Ｊとのなす角度θ２との間の期間に相当する。

上記の期間では、１つの画像の中でも境界線Ｋの両側で画素像のずれ量の不一致が生じるため、画質が劣化する。したがって、この期間が第１実施形態の過渡期間に相当し、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを黒表示とする。これを図１１のタイミングチャートで説明すると、回転板４３は一定速度で回転しているので、角度θは時間Ｔの経過とともに単純に増加する。そこで、角度θが角度θ１と角度θ２との間の範囲内にあるとき（時刻ｔ１〜ｔ２）は、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが黒表示となる輝度信号値Ｖ１を供給し、角度θが角度θ１と角度θ２との間の範囲外にあるとき（時刻ｔ０〜ｔ１，ｔ２〜）は、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが白表示となる輝度信号値Ｖ２を供給する。なお、回転板４３が１回転すると角度θが３６０°となるので、以降はこの動作を繰り返す。

本実施形態においても、画素像が第１フィールドの位置から第２フィールドの位置へ移動する際に画素像が引き摺られることなく、２つの画素像が黒表示期間によって分離されるため、画素像の移動の過渡期間に生じる画像ぼけ等の画質劣化を抑制できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、回転板４３を一定速度で回転させ、回転板４３の回転角度だけから液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを黒表示とする制御を行えばよいため、制御部４６による液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの制御が容易になる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、画素像を第１フィールド、第２フィールドの２つの位置に移動させる例を示したが、画素像を３つ以上の位置に移動させ、各過渡期間に液晶ライトバルブを黒表示とする構成を採用しても良い。また、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を挙げたが、その他、反射型の液晶ライトバルブ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device，登録商標）等を用いることもできる。また、上記実施形態で述べたプロジェクターの各部の具体的な構成は適宜変更が可能である。

１，３１，４１…プロジェクター、２…照明光学系、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、５…投射レンズ（投射光学系）、７…光源、３０…光透過板（画素像移動手段）、３１…駆動部（駆動手段）、３２，４６…制御部（制御手段）、４３…回転板（画素像移動手段）、４５…モーター（駆動手段）。

Claims (7)

1. 光を射出する光源と、
   複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、
   前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、
   前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動させる画素像移動手段と、
   前記光変調素子と前記画素像移動手段とを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記画素像移動手段により前記画素の像の位置が移動している途中である過渡期間において前記光変調素子を黒表示とするように制御することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記画素像移動手段が、前記光変調手段と前記投射光学系との間の光路上に設けられた光透過板と、前記光透過板の光入射面と前記投射光学系の光軸に垂直な面とのなす角度が時間的に変化するように前記光透過板を駆動する駆動手段と、により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記光透過板は、前記角度が第１の角度に保持された第１の保持期間と、前記角度が前記第１の角度と異なる第２の角度に保持された第２の保持期間と、前記角度が前記第１の角度から前記第２の角度に変化する第１の過渡期間と、前記角度が前記第２の角度から前記第１の角度に変化する第２の過渡期間と、を有するように、前記駆動手段によって間欠的に駆動され、
   前記制御手段は、前記第１の過渡期間および前記第２の過渡期間において、前記光変調素子を黒表示とするように制御することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記光透過板は、前記角度が最小角度と最大角度との間でなだらかに変化するように、前記駆動手段によって連続的に駆動され、
   前記制御手段は、前記角度が、前記最小角度と前記最大角度との間に設定された第１の角度と第２の角度との間を変化する過渡期間において、前記光変調素子を黒表示とするように制御することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
5. 前記画素像移動手段が、前記光変調手段と前記投射光学系との間の光路上に光入射面が前記投射光学系の光軸に垂直な面に対して傾いた姿勢で配置され、光の屈折率もしくは屈折量が異なる複数の光透過領域を有する回転板と、前記回転板を前記光入射面と垂直な回転軸周りに回転させる駆動手段と、により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記制御手段は、前記回転板の複数の光透過領域の境界線が前記光変調素子によって変調された光の照射領域を横切っている過渡期間において、前記光変調素子を黒表示とするように制御することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
7. 光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動させる画素像移動手段と、を備えた画像表示装置を用いた画像表示方法であって、
   前記画素像移動手段により前記画素の像が移動している途中である過渡期間において前記光変調素子を黒表示とすることを特徴とする画像表示方法。

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