JP2011128528A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
高解像度のカラー映像を低コストで品質良く表示でき、かつ小型化が可能な映像表示装置を提供する。
【解決手段】光源部（１１）は白色光を偏光分離部（１２）へ射出し、偏光分離部は白色光から得た白色偏光光を色分解部（１４）へ射出しかつ色分解部を透過して光変調部（１３）から入射するＲＧＢ各色変調光の変調成分を抽出しＲＧＢ各色映像光として屈折部（１５）へ反射し、色分解部は白色偏光光を色分解したＲＧＢ各色偏光を光変調部（１３）へ射出し、光変調部は入力する映像信号に基づいて色分解部から入射するＲＧＢ各色偏光光を光変調したＲＧＢ各色変調光を色分解部（１４）を介して偏光分離部（１２）へ射出し、屈折部（１５）は偏光分離部（１２）から入射するＲＧＢ各色映像光を屈折して投射部（１６）へ射出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高解像度対応の表示デバイスを使用することなく、高解像度のカラー映像を投影表示できる映像表示装置に関するものである。

従来、単位面積当りの画素数が少ない低解像度対応の表示デバイスを用いてカラー映像（以下「映像」と記す）を投影表示する単板式映像表示装置がある。また、こうした単板式映像表示装置を用いて高解像度の映像を投影表示するための技術があり、その一例として、低解像度対応の表示デバイスを２枚用いて高解像度の映像を表示する映像表示装置がある（特許文献１）。

特開２００２-１０７８２１号公報

一般に単板式映像表示装置は、タイムシーケンシャル方式とカラーフィルタ方式とに大別できる。

タイムシーケンシャル方式の単板式映像表示装置は、単板の表示デバイスに赤色（Ｒ）の映像信号，緑色（Ｇ）の映像信号，青色（Ｂ）の映像信号を時間軸方向に順次入力し、ＲＧＢ各色の映像信号の表示タイミングに同期して、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次点灯させて、人間の目の積算効果を利用してカラー映像を表示する映像表示装置である。

また、カラーフィルタ方式の単板式映像表示装置は、単板の表示デバイスの画素上にカラーフィルタ等の色分解系を設けて、表示デバイスの画素単位毎にＲ光，Ｇ光，Ｂ光のいずれか１つの光を入射させ、画素に対してＲＧＢ各色を配分してカラー映像を表示する映像表示装置である。

前者の単板式映像表示装置は、時間的に色を変化させるため、視線を動かした際に虹のように色が割れて見える現象（カラーブレイク）が発生し、表示品質が低下するという課題がある。また、後者の単板式映像表示装置には、表示デバイスの限られた画素数をＲＧＢ各色で分配するため、出力するカラー映像の解像度が低下するという課題がある。

このように、単板式映像表示装置を用いて高解像度のカラー映像を投影表示するためには、低コスト化、表示品質の低下防止、出力映像の解像度向上を全て満足することは困難であった。特に、特許文献１に記載の映像表示装置は、低解像度対応の表示デバイスを２枚用いているため、低コストで高解像度のカラー映像を表示できかつカラーブレイクの発生が低減でき、表示品質を向上できるという利点はあるが、装置自体が大型化してしまうという課題があった。

そこで、本発明は前記した課題を解決するために創案されたものであり、高解像度のカラー映像が表示でき、かつカラーブレイクの発生の防止により、表示品質を向上することができる低コストで小型化の映像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、次の（１）〜（３）の構成を有する映像表示装置を提供する。

（１）白色光を射出する光源部（１１）と、
入射する光を領域ごとに色分離して、赤色領域光，緑色領域光，及び青色領域光を生成する色分解部（１４）と、
外部から入力した映像信号に基づき、前記色分解部（１４）から入射する前記赤色領域光，前記緑色領域光，及び前記青色領域光の各色領域光を光変調し赤色領域変調光，緑色領域変調光，及び青色領域変調光の各色変調光として射出する光変調部（１３）と、
前記光源部（１１）から射出した前記白色光を第１の直線偏光の白色光と第２の直線偏光の白色光に分離し、前記第１の直線偏光の白色光を前記色分解部に射出すると共に、前記光変調部（１３）から射出した前記各変調光から変調成分である第２の直線偏光を選択的に抽出し、赤色領域映像光，緑色領域映像光，及び青色領域映像光の各色映像光として射出する偏光分離部（１２）と、
前記偏光分離部（１２）から入射する前記各色映像光を屈折して射出することにより前記各色映像光の光束を拡大し、拡大された前記各色映像光の光束が重なりあった領域を形成する屈折部（１５）と、
前記屈折部から射出する前記各色映像光を所定の倍率に拡大して投射する投射部（１６）と、を備える。

（２）前記色分解部（１４）における緑色領域光を生成する領域の数は、赤色領域及び光青色領域光を生成する領域の数以上である。

（３）白色光を射出する光源部（１１）と、
入射する光を領域ごとに色分離して、赤色領域光，緑色領域光，青色領域光及び白色領域光を生成する色分解部（１４）と、
外部から入力した映像信号に基づき、前記色分解部（１４）から入射する前記赤色領域光，前記緑色領域光，前記青色領域光及び前記白色領域光の各色領域光を光変調し赤色領域変調光，緑色領域変調光，青色領域変調光，及び白色領域変調光の各色変調光として射出する光変調部（１３）と、
前記光源部（１１）から射出した前記白色光を第１の直線偏光の白色光と第２の直線偏光の白色光に分離し、前記第１の直線偏光の白色光を前記色分解部に射出すると共に、前記光変調部（１３）から射出した前記各変調光から変調成分である第２の直線偏光を選択的に抽出し、赤色領域映像光，緑色領域映像光，及び青色領域映像光の各色映像光として射出する偏光分離部（１２）と、
前記偏光分離部（１２）から入射する前記各色映像光を屈折して射出することにより前記各色映像光の光束を拡大し、拡大された前記各色映像光の光束が重なりあった領域を形成することにより見かけ上の解像度を向上する屈折部（１５）と、
前記屈折部（１５）から射出する前記各色映像光を所定の倍率に拡大して投射する投射部と、を備える。

本発明によれば、高解像度のカラー映像を表示でき、かつカラーブレイクの発生の防止により、表示品質を向上することができる低コストで小型化の映像表示装置を提供することができる。

本発明の映像表示装置の主要構成を説明するための図 カラーフィルタの構成例図 反射型マイクロデバイス駆動回路の信号処理を説明するための図 水晶屈折板の機能例図 ＲＧＢ毎の画素拡大例図 Ｇの解像度補償を説明するための図 カラーフィルタの構成の別例図

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図７を用いて、（実施例１）、（実施例２）の順に説明する。

（実施例１）
本発明の実施の形態に係る映像表示装置１０は、図１に示すように、白色光源（光源部）１１、偏光ビームスプリッタ１２（偏光分離部）、表示デバイスである反射型マイクロデバイス(Micro Device，光変調部)１３、カラーフィルタ（色分解部）１４、水晶屈折板（屈折部）１５、投射レンズ（投射部）１６、反射型マイクロデバイス駆動回路１７を備えている単板式映像表示装置である（（）内は対応する本発明の構成を示している）。

白色光源１１は、白色光を発光する。

偏光ビームスプリッタ１２は、入射光を偏光分離して得られた一方の直線偏光（Ｐ偏光）を透過して射出し、他方の直線偏光（S偏光）を反射する。

反射型マイクロデバイス１３は、反射型マイクロデバイス駆動回路１７から入力するカラー映像信号（以下「映像信号」と記す）に基づいて液晶部を駆動して、液晶部に入射する入射光を光変調して得た変調光を反射部で反射し、外部へ射出するLCOS (Liquid Crystal On Silicon)方式の反射型マイクロデバイスである。

反射型マイクロデバイス１３は、容易に画素密度を高くすることができると共に、入射光の光利用効率が高い光変調デバイスであるため、低コストで高解像度の映像を表示できる表示デバイスとして好適である。

以下、反射型マイクロデバイス１３としてLCOS方式の反射型マイクロデバイスを用いた場合について説明するが、LCOSを用いたものだけに限定されることなく、DMD(Digital Micromirror Device)も用いることができる。

カラーフィルタ１４は、図２に示すように、多数のＲＧＢ各色画素を配列したものである。図２では、単位面積当り６行×８列＝４８画素で配列した場合を示す。このＲＧＢ各色画素の画素数と配列パターンは、反射型マイクロデバイス１３の画素数と反射型マイクロデバイス１３の各画素に供給される映像信号の色に対応している。カラーフィルタ１４の画素の画素数や配列パターンは、様々な数やパターンが考えられるが、ここでは、図２に示す６行×８列のベイヤ配列を用いて説明する。

カラーフィルタ１４は、ＲＧＢ各色画素の全画素数４８の半分の画素数２４を緑色フィルタ部Green（図３（Ａ）ＧＧに対応）の画素（画素Ｇ）とし、残りの半分の画素数２４を等分して、画素数１２の赤色フィルタ部Red（図３（Ａ）ＲＲに対応）の画素（画素Ｒ）と画素数１２の青色フィルタ部Blue（図３（Ａ）ＢＢに対応）の画素（画素Ｂ）として、２４の画素Ｇ、１２の画素Ｒ、１２の画素Ｂが千鳥状にベイヤ配列される。ここで、画素Ｇの画素数を、画素Ｒ，Ｂの各画素数の２倍としているのは、人間の眼の分光感度が緑色付近をピークとしており、緑色の解像度を上げることにより見かけ上の解像度を向上することができるためである。

具体的には、カラーフィルタ１４（図２）の最上段（１段目）は、左端から右端に向かって、Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒの８画素が順に配列され、同様に、２段目は、Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇが順に配列され、３段目は、１段目と同じく、Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒが順に配列され、４段目は、２段目と同じく、Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇが配列され、５段目は、１段目、３段目と同じく、Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒが順に配列され、そして、最下段（６段目）は、２段目、４段目と同じく、Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇの８画素が順に配列されている。

反射型マイクロデバイス駆動回路１７には、反射型マイクロデバイス１３の画素数に基づく解像度よりも高解像度の映像信号が外部から入力する。例えば、反射型マイクロデバイス駆動回路１７には、反射型マイクロデバイス１３の画素数の２倍の解像度の映像信号が外部から入力され、ここで、この高解像度の映像信号を１／２の解像度に信号変換した映像信号を反射型マイクロデバイス１３へ出力する。この信号変換の詳細は後述する。

次に、上記した構成を有する映像表示装置１０の動作を説明する。

図１に示すように、白色光源１１から射出する白色光は、無偏光の状態で偏光ビームスプリッタ１２へ入射する。偏光ビームスプリッタ１２は、入射した無偏光の状態の白色光からＰ偏光の白色光（Ｐ偏光白色光）を偏光分離し透過してカラーフィルタ１４へ射出する。カラーフィルタ１４は、カラーフィルタ１４の各画素の領域において、入射したＰ偏光白色光を各画素の領域毎に各カラーフィルタ画素に対応した色に色分解して、入射したＰ偏光白色光をＲＧＢの領域に対応した各色Ｐ偏光（Ｐ偏光Ｒ色光、Ｐ偏光Ｇ色光、Ｐ偏光Ｂ色光）として反射型マイクロデバイス１３へ射出する。

反射型マイクロデバイス１３は、反射型マイクロデバイス駆動回路１７から入力する反射型マイクロデバイス１３の画素数に合わせた映像信号で液晶部を駆動し、カラーフィルタ１４から入射したＲＧＢ各色Ｐ偏光を光変調して、ＲＧＢ各色変調光（Ｒ色変調光、Ｇ色変調光、Ｂ色変調光）としてカラーフィルタ１４側へ反射し、射出する。カラーフィルタ１４は入射するＲＧＢ各色変調光を透過して偏光ビームスプリッタ１２へ射出する。偏光ビームスプリッタ１２は、カラーフィルタ１４から入射するＲＧＢ各色変調光から変調成分であるＳ偏光のＲＧＢ各色変調光（Ｓ偏光Ｒ色変調光、Ｓ偏光Ｇ色変調光、Ｓ偏光Ｂ色変調光）を水晶屈折板１５へ反射する。このＳ偏光のＲＧＢ各色変調光は、投影表示する映像光となる。

水晶屈折板１５は、固有の屈折率（１．５４４３（１８℃））を有しており、偏光ビームスプリッタ１２から入射するＳ偏光のＲＧＢ各色変調光を、屈折して投射レンズ１６へ射出する。投射レンズ１６は、入射するＲＧＢ各色変調光を、投射レンズの所定の倍率で拡大して、図示せぬ投影スクリーン上へ射出する。

さて、反射型マイクロデバイス駆動回路１７で行う、高解像度の映像信号から１／２の解像度の映像信号に解像度変換する前記した変換処理は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように行われる。

反射型マイクロデバイス駆動回路１７から反射型マイクロデバイス１３へ出力する低解像度の映像信号は、外部から反射型マイクロデバイス駆動回路１７に入力する高解像度の映像信号に対応したＲＧＢ各色画素の画素数（図３（Ａ））に比べて、画素Ｇでその半分、画素Ｒと画素Ｂとはそれぞれ１／４の画素数となるような画素数（図３（Ｂ））に信号変換処理が行われる。

ここで、反射型マイクロデバイス駆動回路１７に入力する映像信号に対応したＲＧＢ各色画素の画素数（図３（Ａ））は、各２４画素（４行×６列）の計７２画素で構成されており、また、反射型マイクロデバイス駆動回路１７から出力する映像信号に対応したＲＧＢ各色画素の画素数（図３（Ｂ））は、画素Ｇで１２画素、画素Ｒ及び画素Ｂで６画素の計２４画素（前記した各７２画素の１／３）で構成されている。

具体的には、反射型マイクロデバイス駆動回路１７に入力する映像信号に対応したＲＧＢ各色画素の画素数は、図３（Ａ）のＲＲ，ＧＧ，ＢＢに示すように、Ｒ色画素は画素Ｒ１〜画素Ｒ２４、Ｇ色画素は画素Ｇ１〜画素Ｇ２４、そして、Ｂ色画素は画素Ｂ１〜画素Ｂ２４の各２４画素（合計７２画素）で構成されている。

そして、ＲＧＢ各色画素の表示領域（例えば図３（Ａ）のＧ内の太線で囲まれた領域）を構成する９画素（縦３画素×横３画素）毎の輝度レベルの平均値を、反射型マイクロデバイス駆動回路１７から出力する映像信号に応じたＲＧＢ全色のうちのＧ色画素の輝度レベル値とする信号変換を行なうものである。

例えば、図３（Ｂ）に示すＧ色画素Ｘの輝度レベル値は、図３（Ａ）に示すＧ色の画素Ｇ１〜Ｇ２４中、画素Ｘに対応する画素Ｇ８を中心としてその周囲（画素Ｇ１〜Ｇ３、画素Ｇ７〜Ｇ９、画素Ｇ１３〜Ｇ１５）の９画素の輝度レベルの平均値とする。

そのため、画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の輝度レベルが「１」，「２」，「３」、画素Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９の輝度レベルが「７」，「８」，「９」、画素Ｇ１３，Ｇ１４，Ｇ１５の輝度レベルが「１３」，「１４」，「１５」の場合、Ｇ色画素Ｘの輝度レベル値は、
（１＋２＋３＋７＋８＋９＋１３＋１４＋１５）／９＝８ となる。

Ｒ色画素Ｘ１の輝度レベル値、Ｂ色画素Ｘ２の輝度レベル値に対しても、Ｇ色画素Ｘの輝度レベル値を求めたのと同様な方法で、求めることができる。

即ち、図３（Ｂ）に示すＲ色画素Ｘ１の輝度レベル値は、図３（Ａ）に示すＲ色の画素Ｒ１〜Ｒ２４中、画素Ｘ１に対応する画素Ｒ１４を中心としてその周囲（画素Ｒ７〜Ｒ９、画素Ｒ１３〜Ｒ１５、画素Ｒ１９〜Ｒ２１）の９画素分の輝度レベルの平均値とする。

そのため、画素Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９の輝度レベルが「１」，「２」，「３」、画素Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５の輝度レベルが「７」，「８」，「９」、画素Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１の輝度レベルが「１３」，「１４」，「１５」の場合、Ｒ色画素Ｘ１の輝度レベル値は、
（１＋２＋３＋７＋８＋９＋１３＋１４＋１５）／９＝８ となる。

同様に、図３（Ｂ）に示すＢ色画素Ｘ２の輝度レベル値は、図３（Ａ）に示すＢ色の画素Ｂ１〜Ｂ２４中、画素Ｘ２に対応する画素Ｂ９を中心としてその周囲（画素Ｂ２〜Ｂ４、画素Ｂ８〜Ｂ１０、画素Ｂ１４〜Ｂ１６）の９画素分の輝度レベルの平均値とする。

そのため、画素Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の輝度レベルが「１」，「２」，「３」、画素Ｂ８，Ｂ９，Ｂ１０の輝度レベルが「７」，「８」，「９」、画素Ｂ１４，Ｂ１５，Ｂ１６の輝度レベルが「１３」，「１４」，「１５」の場合、Ｂ色画素Ｘ２の輝度レベル値は、
（１＋２＋３＋７＋８＋９＋１３＋１４＋１５）／９＝８ となる。

このように、図３(Ａ)、(Ｂ)を用いて説明した信号変換処理は、近傍９画素の単純平均により求められているが、その画素数や計算方法はこれに限るものではなく、例えば、加重平均等の公知のフィルタ演算を用いてもよい。

こうして、反射型マイクロデバイス駆動回路１７で高解像度の映像信号を１／２の解像度に信号変換された映像信号は、反射型マイクロデバイス１３へ出力される（図３（Ｃ））。

次に、図４を用いて水晶屈折板１５の屈折機能を説明する。

図４は、入射光が紙面に対して直交する方向から水晶屈折板１５に入射した際の、水晶屈折板１５の有する複屈折作用により、水晶屈折板１５内を進行する入射光の光束が屈折され、光束の境界面（太線枠）が斜線ａ１，ａ２で示す各方向へ拡大して、光束が点線枠で示す領域とする射出光として水晶屈折板１５から射出する状態を示している。

更に詳しく説明すると、図４の太線枠で示す入射光の光束が水晶屈折板１５で縦横方向にそれぞれ２倍に拡大し、入射光を点線枠で示すように４倍に拡大した射出光として射出する。その際、水晶屈折板１５は、射出した射出光の中心と入射光の中心とが一致する光学特性を有している。水晶屈折板１５の光学特性は複屈折作用以外にもあるが、ここでは説明の都合上、水晶屈折板１５が複屈折作用のみを備えているものとして説明する。

水晶屈折板１５は、偏光ビームスプリッタ１２で反射されたＳ偏光のＲＧＢ各色変調光が入射光（映像光）として入射すると、水晶の複屈折作用により、入射光束が屈折し拡大したＳ偏光のＲＧＢ各色変調光が射出光（拡大映像光）として投射レンズ１６へ射出される。ここで、水晶屈折板１５に入射する入射光を入射光学映像とし、また、ここから射出する射出光を射出光学映像として説明する。この説明のため、水晶屈折板１５へ入射する入射光学映像に応じた「ＲＧＢ全色画素」と水晶屈折板１５から射出する射出光学映像に応じた「ＲＧＢ各色画素」とを用いる。

水晶屈折板１５へ入射する入射光学映像は、図５（Ａ）〜（Ｃ）の実線枠で示すように、ＲＧＢ各色が４行×６列の計２４個の領域に配列するブロックＰとなる。ブロックＰの第１行は、Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ、第２行は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ、第３行は、Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ、第４行は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，Ｇ、の各色の領域が配列されている。すなわち、ブロックＰには、６個のＲ色領域と、１２個のＧ色領域と、６個のＢ色領域との計２４個の領域が存在する。

一方、水晶屈折板１５から射出する射出光学映像は、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の各色の射出光学映像として説明する。Ｒ光の射出光学映像を図５（Ａ）の点線枠で示し、Ｇ光の射出光学映像を図５（Ｂ）の点線枠及び一点鎖線枠で示し、Ｂ光の射出光学映像を図５（Ｃ）の点線枠で示す。ＲＧＢ各色の射出光学映像は、上述したように入射光学映像に対して４倍に拡大されるため、Ｒ光の射出光学映像とＢ光の射出光学映像とでは、図５（Ａ）及び図５（Ｃ）に示すように、２行×３列の計６個の領域に配列するブロック（Ｐｒ，Ｐｂ）となる。また、Ｇ光の射出光学映像は、図５（Ｂ）に示すように、２行×３列の計６個の領域に配列する２つのブロック（Ｐｇ１，Ｐｇ２）が上下左右に入射光学映像の０．５領域分ずれて重なった状態となる。

例えば、図５（Ａ）に示すように、ブロックＰの第２，４行にあるＲ色領域の中心とＲ色領域を拡大したブロックＰｒの各領域の中心とを比較すると、ブロックＰにおける６つのＲ色領域がブロックＰｒにおいて４倍に拡大されて密に隙間なく表示されることが分る。

また、図５（Ｂ）に示すように、ブロックＰの第１，３行にあるＧ色領域の中心とＧ色領域を拡大したブロックＰｇ１の各領域の中心とを比較すると、ブロックＰにおける６つのＧ色領域がブロックＰｇ１において４倍に拡大されて密に隙間なく表示されることが分る。同様に、ブロックＰの第２，４行にあるＧ色領域の中心とＧ色領域を拡大したブロックＰｇ２の各領域の中心とを比較すると、ブロックＰにおける６つのＧ画素がブロックＰｇ２において全拡大画素に４倍に拡大されて密に隙間なく表示されることが分る。

さらに、図５（Ｃ）に示すように、ブロックＰの第１，３行にあるＢ色領域の中心とＢ色領域を拡大したブロックＰｂの各領域の中心とを比較すると、ブロックＰにおける６つのＢ画素がブロックＰｂにおいて全拡大画素に４倍に拡大されて密に隙間なく表示されていることが分る。

ブロックＰにおける各Ｇ色領域を拡大表示することに関しては、ブロックＰｇ１，Ｐｇ２それぞれから得られる拡大された各Ｇ色領域の像が互いに重なり合うため、その場所において異なる明るさを表現することができる。これについて、Ｇ色領域のみを抜粋した図６を用いて説明する。

図６はブロックＰにおけるＧ色領域をブロックＰｇ１，Ｐｇ２にそれぞれ拡大表示したときの拡大Ｇ色領域の解像度補償を説明するための図である。

図６に示す拡大されたＧ色領域１５ａ〜１５ｄは、拡大されたブロックＰｇ１を構成するものであり、また、拡大されたＧ色領域１５ｅは、ブロックＰｇ１のＧ色領域１５ａ〜１５ｄの中央に位置し、拡大されたブロックＰｇ２を構成するものである。

即ち、水晶屈折板１５へ入射するＧ光の５つの領域の明るさのレベルをそれぞれ、拡大されたＧ色領域１５ａの輝度レベルを「２」とし、拡大されたＧ色領域１５ｂの輝度レベルを「４」とし、拡大されたＧ色領域１５ｃの輝度レベルを「８」とし、拡大されたＧ色領域１５ｄの輝度レベルを「１０」とし、そして拡大されたＧ色領域１５ｅの輝度レベルを「６」とする。その際、拡大されたＧ色領域１５ａ〜１５ｄが拡大されたＧ色領域１５ｅとそれぞれ一部ずつ重なり合う４領域１５ｆ１〜１５ｆ４が存在する。

拡大されたＧ色領域１５ａと拡大されたＧ色領域１５ｅとが重なる領域１５ｆ１の輝度レベルは、拡大されたＧ色領域１５ａの輝度レベル「２」と拡大されたＧ色領域１５ｅの輝度レベル「６」との和、つまり輝度レベル「８」となる。拡大されたＧ色領域１５ｂと拡大されたＧ色領域１５ｅとが重なる領域１５ｆ２の輝度レベルは、拡大されたＧ色領域１５ｂの輝度レベル「４」と拡大されたＧ色領域１５ｅの輝度レベル「６」との和、つまり輝度レベル「１０」となる。拡大されたＧ色領域１５ｃと拡大されたＧ色領域１５ｅとが重なる領域１５ｆ３の輝度レベルは、拡大されたＧ色領域１５ｃの輝度レベル「８」と拡大されたＧ色領域１５ｅの輝度レベル「６」との和、つまり輝度レベル「１４」となる。そして、拡大されたＧ色領域１５ｄと拡大されたＧ色領域１５ｅとが重なる領域１５ｆ４の輝度レベルは、拡大されたＧ色領域１５ｄの輝度レベル「１０」と拡大されたＧ色領域１５ｅの輝度レベル「６」との和、つまり輝度レベル「１６」となる。

こうして、水晶屈折板１５の複屈折作用による入射光学映像の領域拡大効果を用いることによって、ブロックＰにおける各Ｇ色領域を拡大表示するばかりではなく、異なる明るさを表現することができる。

また、図６に示すように、水晶屈折板１５を光学映像が透過することによって、本来、反射型マイクロデバイス１３の全画素数のうちの半分の画素数しかなかったＧの画素が、見かけ上画素サイズを代えることなく画素数が倍増し、反射型マイクロデバイス１３の全画素数に対応することが分かる。反射型マイクロデバイス駆動回路１７へ外部から入力する高解像度の映像信号を変換した低解像度の映像信号をＧ光用の反射型マイクロデバイス１３に供給しているが、水晶屈折板１５によって見かけ上画素数が倍増するため、解像度を補償することができる。本例では、Ｇ画素のみが解像度を補償され、Ｒ画素とＢ画素に関しては水晶屈折板１５へ入射する光学映像の１／４の解像度となる。しかしながら、人間の目の解像度感はＧ色が支配的であるため、Ｒ色とＢ色による解像度の劣化は比較的問題となりにくい。

こうして、映像表示装置１０は、低解像度対応の反射型マイクロデバイス１３を用いた単板式映像表示装置でありながら、２倍の高解像度映像信号の映像光を投影表示するのとほぼ同等の解像度で映像光を投影表示することができるのである。

更に、前述した映像表示装置１０は、小型、低コストのシステムであって、高解像度の映像を表示することができると共に、カラーブレイクの発生を防止することができる。

（実施例２）
前記した（実施例１）に示したカラーフィルタ１４(図２)は、ＲＧＢ各色画素の全画素数４８の半分の画素数２４を緑色フィルタ部Greenの画素Ｇとし、残りの半分の画素数２４を等分して、画素数１２の赤色フィルタ部Redの画素Ｒと画素数１２の青色フィルタ部Blueの画素Ｂとして、２４の画素Ｇ、１２の画素Ｒ、１２の画素Ｂによって千鳥状のベイヤ配列されていた。

これに対して、（実施例２）のカラーフィルタ１４ａは、図７に示すように、カラーフィルタ１４ａの構成に、白色フィルタ部Whiteの画素（画素Ｗ）を加えたものである。即ち、カラーフィルタ１４ａは、ＲＧＢＷ各画素数の割合を、１：１：１：１としたものであり、全画素数４８の１／４の画素数１２を画素Ｇとし、その１／４の画素数１２を画素Ｒとし、その１／４の画素数１２を画素Ｂとし、その１／４の画素数１２を画素Ｗとして、１２の画素Ｇ、１２の画素Ｒ、１２の画素Ｂ、１２の画素Ｗによって千鳥状のベイヤ配列としたものである。このように、カラーフィルタを構成する画素に画素Ｗを加えることによって、出力映像の明るさを向上させることができる。

尚、通常、入力カラー映像信号はＲＧＢ各色画素で構成されているため、反射型マイクロデバイス駆動回路１７において、ＲＧＢ各色の入力信号からＷ色の信号を生成する必要がある。このＷ色信号生成処理としては、ＲＧＢの各入力信号から次のような演算により求められた輝度信号が用いられる。例えば、ＲＧＢの各入力信号の平均値を用いる方法や、ＲＧＢの入力信号の最小値を用いる方法が挙げられる。

具体的には、カラーフィルタ１４ａ（図７）の最上段（１段目）は、左端から右端に向かって、Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒの８画素が順に配列され、同様に、２段目は、Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗが順に配列され、３段目は、１段目と同じく、Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒが順に配列され、４段目は、２段目と同じく、Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗが配列され、５段目は、１段目、３段目と同じく、Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒが順に配列され、そして、最下段（６段目）は、２段目、４段目と同じく、Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗ，Ｂ，Ｗの８画素が順に配列されている。

上記した（実施例１）及び（実施例２）では、反射型マイクロデバイスを用いた場合について説明したが、カラーフィルタ１４又は１４ａで色分解した光を透過型マイクロデバイスで光変調し、水晶屈折板を用いて見かけ上画素数が倍増することも可能である。

１０ 映像表示装置
１１ 白色光源（光源部）
１２ 偏光ビームスプリッタ（偏光分離部）
１３ 反射型マイクロデバイス（光変調部）
１４ カラーフィルタ（色分解部）
１５ 水晶屈折板（屈折部）
１６ 投射レンズ（投射部）
１７ 反射型マイクロデバイス駆動回路

Claims (3)

1. 白色光を射出する光源部と、
   入射する光を領域ごとに色分離して、赤色領域光，緑色領域光，及び青色領域光を生成する色分解部と、
   外部から入力した映像信号に基づき、前記色分解部から入射する前記赤色領域光，前記緑色領域光，及び前記青色領域光の各色領域光を光変調し赤色領域変調光，緑色領域変調光，及び青色領域変調光の各色変調光として射出する光変調部と、
   前記光源部から射出した前記白色光を第１の直線偏光の白色光と第２の直線偏光の白色光に分離し、前記第１の直線偏光の白色光を前記色分解部に射出すると共に、前記光変調部から射出した前記各変調光から変調成分である第２の直線偏光を選択的に抽出し、赤色領域映像光，緑色領域映像光，及び青色領域映像光の各色映像光として射出する偏光分離部と、
   前記偏光分離部から入射する前記各色映像光を屈折して射出することにより前記各色映像光の光束を拡大し、拡大された前記各色映像光の光束が重なりあった領域を形成する屈折部と、
   前記屈折部から射出する前記各色映像光を所定の倍率に拡大して投射する投射部と、
   を備えることを特徴とする映像表示装置。
2. 前記色分解部における緑色領域光を生成する領域の数は、赤色領域及び光青色領域光を生成する領域の数以上であることを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
3. 白色光を射出する光源部と、
   入射する光を領域ごとに色分離して、赤色領域光，緑色領域光，青色領域光及び白色領域光を生成する色分解部と、
   外部から入力した映像信号に基づき、前記色分解部から入射する前記赤色領域光，前記緑色領域光，前記青色領域光及び前記白色領域光の各色領域光を光変調し赤色領域変調光，緑色領域変調光，青色領域変調光，及び白色領域変調光の各色変調光として射出する光変調部と、
   前記光源部から射出した前記白色光を第１の直線偏光の白色光と第２の直線偏光の白色光に分離し、前記第１の直線偏光の白色光を前記色分解部に射出すると共に、前記光変調部から射出した前記各変調光から変調成分である第２の直線偏光を選択的に抽出し、赤色領域映像光，緑色領域映像光，及び青色領域映像光の各色映像光として射出する偏光分離部と、
   前記偏光分離部から入射する前記各色映像光を屈折して射出することにより前記各色映像光の光束を拡大し、拡大された前記各色映像光の光束が重なりあった領域を形成することにより見かけ上の解像度を向上する屈折部と、
   前記屈折部から射出する前記各色映像光を所定の倍率に拡大して投射する投射部と、
   を備えることを特徴とする映像表示装置。

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