JP3920762B2

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Publication number: JP3920762B2
Application number: JP2002344294A
Authority: JP
Inventors: 健史浪江; 俊晴村井; 健司亀山; 康之滝口; 幾雄加藤; 一也宮垣; 淳高浦; 敬信逢坂
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-11-27
Also published as: JP2004180011A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する表示素子を備え、その表示素子に表示された画像をレンズで拡大し、画像を表示または観察する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像表示装置としては従来、ＣＲＴを用いた画像表示装置が広く用いられてきたが、近年では、表示素子として、液晶表示素子等の空間光変調素子を用いた画像表示装置が一般的に出回るようになってきた。表示素子として空間光変調素子（例えば液晶表示素子）を用いた画像表示装置は、液晶表示素子を構成する画素の数により、表示する画像の精細さが基本的に決定されるが、高精細な画像を得るために画素数を増加させると、液晶表示素子のコストが高くなったり、より高速な信号処理回路が必要となったりすることになる。そこで、限られた画素数の液晶表示素子を用いて、より高精細な画像を表示するための技術が開発されている。このような技術としては、例えば下記の特許文献１や特許文献２に、複屈折板を用いて表示素子からの光の光軸をシフトするものが記載されており、より詳しくは、例えば液晶表示素子から出射される光の光軸を時系列的にシフトさせて、見かけの画素位置を順次ずらすことにより、観察される画素数を増加させるものとなっている。さらにこれらの特許文献には、１フレームを４つのサブフィールドに分割して、これらサブフィールド毎に見かけの画素位置を移動させる４点画素ずらしの技術や、さらに多点の画素ずらしを行うことが記載されている。また、同様なものとしては下記の特許文献３に記載の技術がある。
【０００３】
ところで、画素ずらし手段を用いた画像表示装置では、画素ずらしを行う際に動作中の表示により、コントラスト等の性能が低下することが知られている。そこで、下記の特許文献４では、画素ずらし素子に圧電素子を使用した画像表示装置において、画素ずらし動作中に照明光をＯＦＦにすることにより、上記の問題を軽減している。また、下記の特許文献５では、画素ずらしによる光軸シフト切換え時に、表示素子に映像を表示しない、すなわち黒表示をすることにより上記の問題を軽減している。尚、以上に述べたような画像表示装置に用いられる表示素子としては、水平方向または垂直方向に偏光した光を出射するタイプの液晶表示素子などが一般的である。
【０００４】
また、液晶表示素子からなる空間光変調素子（ＬＣＯＳ）には、強誘電性液晶を用いたものがあり、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、高速動作に向いている。
この空間光変調素子（ＬＣＯＳ）に用いられる強誘電性液晶材料の特徴の一つは、自発分極が生じることである。このため、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上下二つの状態に分裂し、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。そして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。しかし、強誘電性液晶においては、このメモリ性があるために、新たな表示を行う場合には、分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加が必要である。これは、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からである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−６３３３２号公報
【特許文献２】
特開平７−３６０５４号公報
【特許文献３】
特開２００１−６６６２５号公報
【特許文献４】
特開２００１−３５６４１１号公報
【特許文献５】
特開平９−１５５４８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
画像情報に従って光を制御可能な複数の画素から構成される表示素子と、画素の位置を変位させる画素ずらし手段を備え、表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して、画素ずらし手段により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行い、表示素子の解像度よりも高い解像度の画像表示が可能である画像表示装置では、画素ずらし手段により光軸をシフトする際に、シフトするための時間が生じる。このため、動作中も画像データを表示している場合には、コントラストの低下等の障害が発生する。この問題を解決する手段としては、特許文献５に記載されているように、画素ずらしによる光軸シフト切換え時に、表示素子に映像を表示しなかったり、特許文献４に記載されているように、画素ずらし中は照明をＯＦＦにするという方法があるが、これらの方法では、画素ずらし手段として、画素の重心移動後にも、所定の画素が表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を使用した場合には、安定期間中の画像が散乱し、画素ずらしによる本来求めている高品質な画像表示を達成できない。
【０００７】
強誘電性液晶を用いた空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）は、動作時に補償電圧を印加しなければならず、その間に画像を表示すると、コントラストの低下等の障害が発生する。また、画素ずらしを行う画像表示装置では、前述したように、画素ずらし素子により光軸をシフトする際に、シフトするための時間がどうしても生じるため、その間の画像は所定の位置に表示されず障害となる。また、画素ずらしによる画素の重心移動後、所定の画素が安定して表示されるまでに、有限の安定期間を有する画素ずらし素子を使用した場合には、安定期間に画素散乱という現象が起きており、この間の画像は所定の画素を表示していないため、これを表示すると画像品質が低下する。
【０００８】
さらに、表示素子として強誘電性液晶を用いた空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）を使用し、画素ずらし素子により画素ずらしを行う画像表示装置では、上記の複数の問題が同時に生じるため、画素ずらしにより本来求めている高品質まで達成できない。また、特許文献４に記載のように、画素ずらし素子に圧電素子を使用した画像表示装置において、シフト動作中に照明をＯＦＦにする方法も提案されているが、それだけでは、空間光変調素子への補償電圧印加中や、画素ずらし素子が、所定の画素が表示されるまで安定期間を必要とする場合などには対処できず、本来求めている高品質な画像表示を達成できない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、画素ずらし手段として、画素の重心移動後にも、所定の画素が表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を使用した場合や、表示素子として、新たな表示を行う際には分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加を必要とする強誘電性液晶からなる空間光変調素子を用いた場合など、画質を低下させる要因がある場合に、画質の低下を起こす現象を最短時間内に集約し、その間の画像を表示しない制御を行うことにより、画質を低下させている要因を除去し、表示素子の解像度よりも高い解像度で、コントラスト等の画質が高品質な画像表示を行うことができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明は以下のような構成を特徴とするものである。
本発明の第１の構成では、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素から構成される表示素子と、画素の位置を変位させる画素ずらし手段を備え、前記表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して、前記画素ずらし手段により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行い、前記表示素子の解像度よりも高い解像度の画像表示が可能である画像表示装置において、前記画素ずらし手段として、画素の重心移動後、所定の画素が安定して表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を用いた場合には、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間中は、画像を表示しない制御を行うことを特徴とするものである（請求項１）。
【００１１】
第２の構成では、第１の構成の画像表示装置において、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間中は、光源を消灯する制御を行うことを特徴とするものである（請求項２）。
第３の構成では、第１の構成の画像表示装置において、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間中は、光源からの光を遮光する制御を行うことを特徴とするものである（請求項３）。
第４の構成では、第１の構成の画像表示装置において、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間中は、画像表示素子を黒表示または、最低輝度による表示を行うことを特徴とするものである（請求項４）。
【００１２】
第５の構成では、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素から構成される表示素子と、画素の位置を変位させる画素ずらし手段を備え、前記表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して、前記画素ずらし手段により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行い、前記表示素子の解像度よりも高い解像度の画像表示が可能である画像表示装置において、前記表示素子として、新たな表示を行う際には分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加を必要とする強誘電性液晶からなる空間光変調素子を用いた場合には、空間光変調素子の補償電圧印加中に画素ずらしを行い、その期間中は、画像を表示しない制御を行うことを特徴とするものである（請求項５）。
【００１３】
第６の構成では、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素から構成される表示素子と、画素の位置を変位させる画素ずらし手段を備え、前記表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して、前記画素ずらし手段により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行い、前記表示素子の解像度よりも高い解像度の画像表示が可能である画像表示装置において、前記表示素子として、新たな表示を行う際には分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加を必要とする強誘電性液晶からなる空間光変調素子を用い、前記画素ずらし手段として、画素の重心移動後、所定の画素が安定して表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を用いた場合には、空間光変調素子の補償電圧印加中に、画素ずらしに伴う画素の重心移動と、所定の画素が表示されるまでの安定期間を含め、その期間中は、画像を表示しない制御を行うことを特徴とするものである（請求項６）。
【００１４】
第７の構成では、第５または第６の構成の画像表示装置において、補償電圧印加時間以上、光源を消灯する制御を行うことを特徴とするものである（請求項７）。
第８の構成では、第５または第６の構成の画像表示装置において、補償電圧印加時間以上、光源からの光を遮光する制御を行うことを特徴とするものである（請求項８）。
【００１５】
第９の構成では、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素から構成される表示素子と、画素の位置を変位させる画素ずらし手段を備え、前記表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して、前記画素ずらし手段により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行い、前記表示素子の解像度よりも高い解像度の画像表示が可能である画像表示装置において、前記表示素子として、新たな表示を行う際には分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加を必要とする強誘電性液晶からなる空間光変調素子を用い、前記画素ずらし手段の画素ずらしにかかる時間が補償電圧印加時間を上回る場合には、画素ずらし動作期間に、空間光変調素子の補償電圧印加期間を含め、その期間中は、画像を表示しない制御を行うことを特徴とするものである（請求項９）。
【００１６】
第１０の構成では、第９の構成の画像表示装置において、画素ずらし動作時間以上、光源を消灯する制御を行うことを特徴とするものである（請求項１０）。
第１１の構成では、第９の構成の画像表示装置において、画素ずらし動作時間以上、光源からの光を遮光する制御を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
第１２の構成では、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素から構成される表示素子と、画素の位置を変位させる画素ずらし手段を備え、前記表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して、前記画素ずらし手段により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行い、前記表示素子の解像度よりも高い解像度の画像表示が可能である画像表示装置において、前記表示素子として、新たな表示を行う際には分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加を必要とする強誘電性液晶からなる空間光変調素子を用い、前記画素ずらし手段として、画素の重心移動後、所定の画素が安定して表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を用い、画素ずらしに伴う画素の重心移動と、所定の画素が表示されるまでの安定期間が補償電圧印加時間を上回る場合には、画素ずらしに伴う画素の重心移動から、所定の画素が表示されるまでの安定期間終了までに、空間光変調素子の補償電圧印加期間を含め、その期間中は、画像を表示しない制御を行うことを特徴とするものである（請求項１２）。
【００１８】
第１３の構成では、第１２の構成の画像表示装置において、画素ずらし動作開始から安定期間終了までの時間以上、光源を消灯する制御を行うことを特徴とするものである（請求項１３）。
第１４の構成では、第１２の構成の画像表示装置において、画素ずらし動作開始から安定期間終了までの時間以上、光源からの光を遮光する制御を行うことを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作及び作用を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る画像表示装置の一例を示す概略構成図である。この画像表示装置は、照明用の光源１と、照明光学系２と、表示素子３と、画素ずらし手段である２つの画素ずらし素子４，５と、拡大レンズ（投射レンズ）６と、スクリーン等の投射面７を備えており、さらには、光源１のＯＮ−ＯＦＦを制御する駆動回路８と、画像情報に対応して表示素子３の駆動を制御する駆動回路１０と、画素ずらし素子４，５の駆動を制御する駆動回路１１と、これらの駆動回路の動作を制御する制御部９とを備えた構成となっている。
【００２０】
照明光学系２は光源１からの光を均一な照明光にして表示素子３の全面を均一照明するための光学系であり、拡散板とコンデンサーレンズの組み合わせや、光学フィルタとフライアイレンズアレイの組み合わせ等、種々の構成がある。表示素子３としては、例えば液晶表示素子等の空間光変調素子が用いられる。画素ずらし素子４，５は、光軸Ｏをシフトして画素の位置を光学的に変位させるものであり、液晶素子等の電気光学素子と複屈折材料を組み合わせて使用するものや、平行平板等の光学部材をアクチュエータなどによって変位させるものなど、種々のものがある。
【００２１】
この画像表示装置は、光源１からの光を照明光学系２で均一な照明光にして表示素子３の全面を均一照明し、画像情報に従って表示素子３の複数の画素から発せられる光線に対して、画素ずらし素子４，５により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行い、拡大レンズ（投射レンズ）６で投射面７に投射して、表示素子３の解像度よりも高い解像度の画像を表示するものである。
【００２２】
次に図２は本発明に係る画像表示装置の別の例を示す概略構成図である。この画像表示装置は、照明用のバックライト１２と、表示素子３と、画素ずらし手段である２つの画素ずらし素子４，５と、拡大レンズ（接眼レンズ）６’を備えており、さらには、バックライト１２のＯＮ−ＯＦＦを制御する駆動回路１３と、画像情報に対応して表示素子３の駆動を制御する駆動回路１０と、画素ずらし素子４，５の駆動を制御する駆動回路１１と、これらの駆動回路の動作を制御する制御部９とを備えた構成となっている。
【００２３】
バックライト１２は均一な照明光により表示素子３の全面を均一照明するものであり、表示素子３としては、例えば液晶表示素子等の空間光変調素子が用いられる。画素ずらし素子４，５は、光軸Ｏをシフトして画素の位置を光学的に変位させるものであり、液晶素子等の電気光学素子と複屈折材料を組み合わせて使用するものや、平行平板等の光学部材をアクチュエータなどによって変位させるものなど、種々のものがある。
【００２４】
この画像表示装置は、バックライト１２で表示素子３の全面を均一照明し、画像情報に従って表示素子３の複数の画素から発せられる光線に対して、画素ずらし素子４，５により光軸をシフトすることにより画素ずらしを行い、拡大レンズ（接眼レンズ）６’で画像を拡大して、表示素子３の解像度よりも高い解像度の画像を観察するものである。
【００２５】
本発明は、図１または図２に示すような、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素から構成される表示素子３と、画素の位置を変位させ、１つの画素のフィールドを複数のサブフィールドに分割する画素ずらし素子４，５を備えた画像表示装置であり、さらには画像表示の有無を制御する手段を備えたものである。
より詳しくは、画素ずらし手段として、画素の重心移動後にも、所定の画素が表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を使用した場合や、表示素子として、新たな表示を行う際には分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加を必要とする強誘電性液晶からなる空間光変調素子を用いた場合など、画質を低下させる要因がある場合に、画質の低下を起こす現象を最短時間内に集約し、その間の画像を表示しない制御を行うことにより、画質を低下させている要因を除去し、表示素子の解像度よりも高い解像度で、コントラスト等の画質が高品質な画像表示を行うことができるようにするものである。以下、本発明の具体的な実施例を説明する。
【００２６】
（実施例１）
本実施例の画像表示装置の基本的な構成は、図１または図２と同様である。図３、図４は本発明の画像表示装置の動作の一例を示す図であり、図３は１つの画素のフィールドと画素ずらしによる画素の位置の一例を示す図、図４は１つの画素を２つの画素ずらし素子４，５を使用して、４つの画素を表示する際の、画像データの表示と、画素の位置の関係を示したタイミングチャートである。
表示装置３で表示される１つのフィールド内の画素Ｐに着目した場合、図３に示すように、画素ＰのＸ位置は、例えば画素ずらし素子４によりフィールド内でＸ₁とＸ₂の２つの位置をとり、Ｙ位置は、画素ずらし素子５によりＹ₁とＹ₂の２つの位置をとる。従ってＸ，Ｙ位置の組み合わせにより、画素の重心の（Ｘ，Ｙ）位置が、１フィールドの期間内に、（Ｘ₁，Ｙ₁），（Ｘ₁，Ｙ₂），（Ｘ₂，Ｙ₂），（Ｘ₂，Ｙ₁）の位置に順に変位し、それぞれの位置で４つのサブフィールドＳＦ_１〜ＳＦ_４を形成させる。この画素ずらしにより、表示素子３の１つの画素で見かけ上４つの画素を表示でき、解像度を４倍にすることができる。
【００２７】
ここで、画素ずらし素子４，５として、画素の重心移動後にも、所定の画素が表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を使用した場合を想定する。この場合、図４に示すように、表示中の時間をＴ_１、画素ずらし素子４，５の光軸シフト時間をＴ_２、画素ずらし素子４，５による光軸シフト終了時より過渡散乱現象が収まるまでの時間をＴ_３、非表示の時間をＴ_４としたとき、ここでは一例としてＴ_４＝Ｔ_２＋Ｔ_３とした。つまり画素ずらし素子４，５による光軸シフト時間Ｔ_２中は、シフト前後のどちらの画素位置にも画素の中心がなく、表示を行うと、所定の位置以外の場所に画素が表示されてしまい、画質劣化の原因となるため、ここでは非表示とする。また、画素の散乱現象が収まるまでの時間Ｔ_３中は、画素の重心は所定の位置にあるが、画素が散乱するために画像がボケてしまい、画質劣化の原因となるため非表示とする。そして、散乱現象が終了した後に、画像の表示を行うと、所定の位置に所定の画素の大きさで表示が行われる。非表示の具体的な方法としては、光源１（またはバックライト１２）にＬＥＤ等の応答性の高い物を使用して、制御部９で駆動回路８（１３）を制御し、図４に示すように、光源１（またはバックライト１２）自体のＯＮ／ＯＦＦをこの表示／非表示に同期させて照明光のＯＮ／ＯＦＦを制御すると、非表示の時間に照明光を送ることがなくなり、画素ずらし素子４，５による画素ずらし動作中と安定期間中の散乱による画質を低下させている要因を除去することができ、コントラスト等の画質の高品質化を実現できる。
【００２８】
（実施例２）
図５は本発明に係る画像表示装置の別の例を示す概略構成図である。この画像表示装置は、基本的には実施例１の図１の構成と同様であるが、光源１からの光を非表示のタイミングに同期させて、物理的に遮光する遮光手段１４と、その遮光手段１４の駆動を制御する駆動回路１５を設けたものである。図６は遮光手段１４を構成する遮光部材の一例を示す図で、（ａ）は遮光部材の正面図、（ｂ）は遮光部材の側面図であり、円盤状の部材に遮光部と開口部（透過部）を設けたものである。また、図７は遮光手段１４を構成する遮光部材の別の例を示す図で、（ａ）は遮光部材の正面図、（ｂ）は遮光部材の側面図であり、図６よりも遮光部の面積を大きくし、遮光部と透過部の面積を同程度にしたものである。
【００２９】
本実施例では、光路上の光を物理的に遮光する円盤状の遮光部材１４を回転させる手段（例えばステッピングモータ等）を備えており、遮光部材１４の遮光する部分以外は光を透過する構造となっている。また、光を遮光する部分と透過する部分の光路上に存在する時間の比により、図６や図７に示すように、光路上に存在する部分の比（遮光部と透過部の比）を決める。ここでは遮光する部分が２つの例であるが、１つ以上存在し、遮光する部分も光を極力反射しない物性を持つものが望ましい。さらに遮光部材１４の遮光部に熱伝導率が高い物質を用いると、遮光した光の熱の影響を少なくすることができる。また、この遮光を行う他の手段としては、液晶シャッタ、機械的シャッタ等、１／３０sec以下という周期で遮光の制御を実現できるものがある。
【００３０】
本実施例では、図４に示すタイミングチャートの照明光のＯＮ／ＯＦＦの代わりに、制御部９で画素ずらし素子の動作に合わせて遮光部材１４の駆動回路１５を制御し、遮光部材１４の遮光する部分と透過する部分の光路を横切るタイミングを、図４の非表示のタイミングＴ_４に同期させて回転させることにより、表示、非表示のタイミングを制御することができ、非表示の時間Ｔ_４に光を送ることがなくなることで、画素ずらし素子４，５による画素ずらし動作中と安定期間中の散乱による画質を低下させている要因を除去することができ、コントラスト等の画質の高品質化を実現できる。尚、本実施例の物理的遮光手段は、光路上の何処で行ってもよいが、光の集光する場所ほど副作用が少ない。
【００３１】
（実施例３）
図８は本発明の画像表示装置の動作の別の例を示す図であり、１つの画素を２つの画素ずらし素子４，５を使用して、図３に示すような４つのサブフィールドＳＦ_１〜ＳＦ_４で画素を表示する際の、表示画像データと、画素の位置の関係を示したタイミングチャートである。ここでは表示素子３を非表示のタイミングに同期させて表示を行わない方法の一例を示す。サブフィールドＳＦ_１〜ＳＦ_４毎の画素をＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４とすると、まず表示素子３で表示中の時間Ｔ_１にＰ１を表示し、画素ずらし開始から散乱が収まるまでの時間Ｔ_４の間、表示素子３では黒表示を行うように制御する。そして散乱が収まった後にＰ２の画像を表示素子３に表示するというように、表示素子３で画像の表示と黒表示を繰り返していく。このように、非表示の時間Ｔ_４に黒表示とすることにより、画素ずらし素子４，５による画素ずらし動作中と安定期間中の散乱による画質を低下させている要因を除去することができ、コントラスト等の画質の高品質化を実現できる。
【００３２】
（実施例４）
本実施例の画像表示装置の基本的な構成は、図１または図２と同様であるが、表示素子３として、新たな表示を行う際には分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加を必要とする強誘電性液晶からなる空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）を用いている。
図９は本発明の画像表示装置の動作の別の例を示す図であり、１つの画素を２つの画素ずらし素子４，５を使用して、４つのサブフィールドで画素を表示する際の、表示画像データと、画素の位置の関係を示したタイミグチャートである。ここでは空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）３の印加電圧と中和のための補償電圧を等しくとり、５０％、５０％の時間で印加する例を示した。この割合は印加電圧と補償電圧により様々な割合になる。
【００３３】
ここで、空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）３に印加電圧をかけている時間Ｔ_１と、補償電圧をかけている時間Ｔ_２は図９のようになるとする。また、表示装置３で表示される１つのフィールド内の画素Ｐに着目した場合、図３に示すように、画素ＰのＸ位置は、例えば画素ずらし素子４によりフィールド内でＸ₁とＸ₂の２つの位置をとり、Ｙ位置は、画素ずらし素子５によりＹ₁とＹ₂の２つの位置をとる。従ってＸ，Ｙ位置の組み合わせにより、画素の重心の（Ｘ，Ｙ）位置が、１フィールドの期間内に、（Ｘ₁，Ｙ₁），（Ｘ₁，Ｙ₂），（Ｘ₂，Ｙ₂），（Ｘ₂，Ｙ₁）の位置に順に変位し、それぞれの位置で４つのサブフィールドＳＦ_１〜ＳＦ_４を形成する。
【００３４】
ここでは空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）３へ印加電圧をかけている時間Ｔ_１には画像を表示し、補償電圧をかけている時間Ｔ_２の間は非表示とし、その間に画素ずらし素子４，５による画素ずらしを行う。また、画素ずらしとして画素の重心移動後、所定の画素が安定して表示されるまでに、有限の安定期間を有する画素ずらし素子を使用した場合には、その補償電圧を印加している間に画素ずらし動作とそれに伴う安定期間を終えるようにする。非表示の具体的な方法としては、光源１（またはバックライト１２）にＬＥＤ等の応答性の高い物を使用して、制御部９で駆動回路８（１３）を制御し、光源１（またはバックライト１２）自体のＯＮ／ＯＦＦをこの画像表示／非表示に同期させて照明光のＯＮ／ＯＦＦを制御すると、非表示の時間に照明光を送ることがなくなり、空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）３への補償電圧の印加中や、画素ずらし素子４，５による画素ずらし動作中と安定期間中の散乱などによる、画質を低下させている要因を除去することができ、コントラスト等の画質の高品質化を実現できる。
【００３５】
（実施例５）
本実施例は基本的には実施例４の構成と同様であるが、図５のように、光源１からの光を非表示のタイミングに同期させて、物理的に遮光する遮光手段１４と、その遮光手段１４の駆動を制御する駆動回路１５を設けたものである。
また、遮光手段１４を構成する遮光部材の形状は、例えば図６または図７と同様である。
【００３６】
本実施例では、光路上の光を物理的に遮光する円盤状の遮光部材１４を回転させる手段（例えばステッピングモータ等）を備えており、遮光部材１４の遮光する部分以外は光を透過する構造となっている。また、光を遮光する部分と透過する部分の光路上に存在する時間の比により、図６や図７に示すように、光路上に存在する部分の比（遮光部と開口部の比）を決める。ここでは遮光する部分が２つの例であるが、１つ以上存在し、遮光する部分も光を極力反射しない物性を持つものが望ましい。さらに遮光部材１４の遮光部に熱伝導率が高い物質を用いると、遮光した光の熱の影響を少なくすることができる。また、この遮光を行う他の手段としては、液晶シャッタ、機械的シャッタ等、１／３０sec以下という周期で遮光の制御を実現できるものがある。
【００３７】
本実施例では、図９に示すタイミングチャートの画像表示／非表示のタイミングに合わせて制御部９で遮光部材１４の駆動回路１５を制御し、遮光部材１４の遮光する部分と透過する部分の光路を横切るタイミングを、図９の非表示のタイミングＴ_２に同期させて回転させることにより、表示、非表示のタイミングを制御することができ、非表示の時間Ｔ_２に光を送ることがなくなることで、空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）３への補償電圧の印加中や、画素ずらし素子４，５による画素ずらし動作中と安定期間中の散乱などによる、画質を低下させている要因を除去することができ、コントラスト等の画質の高品質化を実現できる。
【００３８】
（実施例６）
本実施例の画像表示装置の基本的な構成は、図１、図２、図５のいずれかと同様であるが、表示素子３として、新たな表示を行う際には分極による残留電荷を中和する処理として補償電圧の印加を必要とする強誘電性液晶からなる空間光変調素子（ＦＬＣ−ＬＣＯＳ）を用いている。
図１０は本発明の画像表示装置の動作の別の例を示す図であり、分極による残留電荷を中和するための補償電圧を一般的な印加電圧のｎ倍にし、印加電圧を印加している時間を長くする方法を用い、１つの画素を２つの画素ずらし素子４，５を使用して、４つのサブフィールドで画素を表示する際の、表示画像データと、画素の位置の関係を示したものであり、補償電圧印加時間が画素ずらしの動作時間を上回った場合のタイミグチャートの一例である。この時、印加電圧をかけている時間をＴ_３、補償電圧をかけている時間をＴ_４、補償電圧印加時間と画素ずらし動作時間の差をＴ_５とすると図のようになる。画素ずらしにかかる時間はＴ_４＋Ｔ_５である。また、表示装置３で表示される１つのフィールド内の画素Ｐに着目した場合、図３に示すように、画素ＰのＸ位置は、例えば画素ずらし素子４によりフィールド内でＸ₁とＸ₂の２つの位置をとり、Ｙ位置は、画素ずらし素子５によりＹ₁とＹ₂の２つの位置をとる。従って、Ｘ，Ｙ位置の組み合わせにより、画素の重心の（Ｘ，Ｙ）位置が、１フィールドの期間内に、（Ｘ₁，Ｙ₁），（Ｘ₁，Ｙ₂），（Ｘ₂，Ｙ₂），（Ｘ₂，Ｙ₁）の位置に順に変位し、それぞれの位置で４つのサブフィールドＳＦ_１〜ＳＦ_４を形成する。
【００３９】
補償電圧印加時間が画素ずらしの動作時間を上回った場合、補償電圧印加中に画素ずらしが終了せずに補償電圧印加終了後に画像を表示すると、画素ずらしが終了していないために、所定の画素の表示させられないことにより起因する悪影響が画像に生じてしまう。そこで、補償電圧印加期間を画素ずらし動作時間内に含めて、画素ずらし動作する時間、画像を非表示とする方法を説明する。ここでは、補償電圧印加中と画素ずらし終了までの時間Ｔ_４＋Ｔ_５以上、画像表示を行わず、Ｔ₃−Ｔ_５以下の時間で画像表示を行う。非表示の時間は例えば光源１を消灯する、あるいは各種遮光手段（例えば図５〜７に示した遮光手段）を使用して遮光を行う。これにより画像への影響を避けることができ、コントラスト等の画質の高品質化を実現できる。尚、本実施例では画素ずらし開始と補償電圧印加開始は同タイミングとなっているが、補償電圧印加のタイミングはＴ_４＋Ｔ_５内に印加が終了すれば、どのタイミングでも構わない。
【００４０】
（実施例７）
本実施例の画像表示装置の基本的な構成は実施例６と同様であるが、ここでは、画素の重心移動後、所定の画素が安定して表示されるまでに、有限の安定期間を有する画素ずらし素子を用いて、画素ずらしに伴う画素の重心移動と、所定の画素が表示されるまでの安定期間が空間光変調素子の補償電圧印加時間を上回る場合について述べる。図１１は本発明の画像表示装置の動作の別の例を示すタイミグチャートであり、このタイミグチャートでは、画素ずらしによる画素の重心移動の時間をＴ_４＋Ｔ_５、その後、所定の画素が安定して表示されるまでの時間をＴ_６とすると、このような画素ずらしに伴う画素の重心移動から所定の画素が表示されるまでの安定期間Ｔ_４＋Ｔ_５＋Ｔ_６が補償電圧印加時間Ｔ_４を上回る場合、画素ずらし動作と画素表示安定期間の終了前である補償電圧印加終了後に画像を表示すると、画素ずらしと安定期間が終了していないために、所定の画素の表示させられないことが生じ、これに起因する悪影響が画像に生じてしまう。
【００４１】
そこで、補償電圧印加期間Ｔ_４を画素ずらし開始から安定期間終了までの時間Ｔ_４＋Ｔ_５＋Ｔ_６内に含めて、その間の画像を非表示とする方法を説明する。ここでは、画素ずらしから安定期間終了までの時間Ｔ_４＋Ｔ_５＋Ｔ_６以上、画像データの表示を行わず、Ｔ₃−Ｔ_５−Ｔ_６以下の時間で画像表示を行う。非表示の時間は例えば光源を消灯する、あるいは各種遮光手段（例えば図５〜７に示した遮光手段）を使用して遮光を行う。これにより画像への影響を避けることができ、コントラスト等の画質の高品質化を実現できる。尚、本実施例では画素ずらし開始と補償電圧印加開始は同タイミングとなっているが、補償電圧印加のタイミングはＴ_４＋Ｔ_５＋Ｔ_６内に印加が終了すれば、どのタイミングでも構わない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の構成の画像表示装置では、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間の画像を表示しない制御を行うことにより、コントラスト等の画質を向上させることができる。
第２の構成の画像表示装置では、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間に光源の照明を消す制御を行うことにより、画素の重心移動時間中及び、散乱現象が収まるまでの安定期間に生じる画質低下の要因となる画像の表示を行わなくなり、それによりコントラスト等の画質を向上させるとともに、表示画像品質を向上させることができる。
第３の構成の画像表示装置では、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間に光源からの光を遮光する制御を行うことにより、画素の重心移動時間中及び、散乱現象が収まるまでの安定期間に生じる画質低下の要因となる画像の表示を行わなくなり、光源を選ばずにコントラスト等の画質を向上させるとともに、表示画像品質を向上させることができる。
第４の構成の画像表示装置では、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間に画像表示素子を黒表示または、最低輝度による表示を行うことにより、画素の重心移動時間中及び、散乱現象が収まるまでの安定期間に生じる画質低下の要因となる画像の表示を行わなくなり、コストをかけずにコントラスト等の画質を向上させることができる。
【００４３】
第５の構成の画像表示装置では、強誘電性液晶を使用した空間光変調素子の補償電圧印加中に、画素ずらしを行うことにより、画像品質劣化が生じる時間を少なくすることができる。また、その期間中は画像を表示しない制御を行うことにより、コントラスト等の画質を向上させることができる。
第６の構成の画像表示装置では、画素の重心移動後、所定の画素が安定して表示されるまでに有限の安定期間を有する画素ずらし素子を用い、強誘電性液晶を使用した空間光変調素子の補償電圧印加中に、画素ずらしに伴う画素の重心移動と、所定の画素が表示されるまでの安定期間を含めることにより、画像品質劣化が生じる時間を少なくすることができる。
第７の構成の画像表示装置では、補償電圧印加時間以上、光源を消灯する制御を行うことにより、コントラスト等の画質を向上させることができる。
第８の構成の画像表示装置では、補償電圧印加時間以上、光源からの光を遮光することにより、光源を選ばずにコントラスト等の画質を向上させることができる。
【００４４】
第９の構成の画像表示装置では、画素ずらしにかかる時間が補償電圧印加時間を上回る場合、画素ずらし中に、空間光変調素子の補償電圧印加を行うことにより、画像品質劣化が生じる時間を少なくすることができる。また、その期間中は画像を表示しない制御を行うことにより、コントラスト等の画質を向上させることができる。
第１０の構成の画像表示装置では、画素ずらし動作時間以上、光源を消灯する制御を行うことにより、コントラスト等の画質を向上させるとともに、画像データの劣化原因を抑えることができる。
第１１の構成の画像表示装置では、画素ずらし動作時間以上、光源からの光を遮光する制御を行うことにより、光源を選ばずにコントラスト等の画質を向上させるとともに、画像データの劣化原因を抑えることができる。
【００４５】
第１２の構成の画像表示装置では、画素ずらしに伴う画素の重心移動から、所定の画素が表示されるまで時間が、空間光変調素子の補償電圧印加時間を上回る場合、画素ずらしに伴う画素の重心移動から、所定の画素が表示されるまでの期間に、空間光変調素子の補償電圧印加期間を含めることにより、画像品質の劣化が生じる時間を少なくすることができる。また、その期間中は画像を表示しない制御を行うことにより、コントラスト等の画質を向上させることができる。
第１３の構成の画像表示装置では、画素ずらしに伴う画素の重心移動から、所定の画素が表示されるまでの時間以上、光源を消灯することにより、コントラスト等の画質を向上させるとともに、画像データの劣化原因を抑えることができる。
第１４の構成の画像表示装置では、画素ずらしに伴う画素の重心移動から、所定の画素が表示されるまでの時間以上、光源からの光を遮光することにより、光源を選ばずにコントラスト等の画質を向上させるとともに、画像データの劣化原因を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像表示装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像表示装置の別の例を示す概略構成図である。
【図３】１つの画素のフィールドと、画素ずらしによる画素の位置の一例を示す図である。
【図４】本発明の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。
【図５】本発明に係る画像表示装置の別の例を示す概略構成図である。
【図６】遮光手段を構成する遮光部材の一例を示す図であり、（ａ）は遮光部材の正面図、（ｂ）は遮光部材の側面図である。
【図７】遮光手段を構成する遮光部材の別の例を示す図であり、（ａ）は遮光部材の正面図、（ｂ）は遮光部材の側面図である。
【図８】本発明の画像表示装置の動作の別の例を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の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。
【図１０】本発明の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。
【図１１】本発明の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。
【符号の説明】
１：光源
２：照明光学系
３：表示素子
４，５：画素ずらし素子
６：拡大レンズ（投射レンズ）
６’：拡大レンズ（接眼レンズ）
７：投射面
８：光源の駆動回路
９：制御部
１０：表示素子の駆動回路
１１：画素ずらし素子の駆動回路
１２：バックライト
１３：バックライトの駆動回路
１４：遮光部材（遮光手段）
１５：遮光手段の駆動回路
Ｐ：画素
ＳＦ_１〜ＳＦ_４：サブフィールド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device that includes a display element having a plurality of pixels that can control light according to image information, enlarges an image displayed on the display element with a lens, and displays or observes the image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an image display device using a CRT has been widely used as an image display device. However, in recent years, an image display device using a spatial light modulation element such as a liquid crystal display element is generally used as a display element. It has become. In an image display device using a spatial light modulation element (for example, a liquid crystal display element) as a display element, the definition of an image to be displayed is basically determined by the number of pixels constituting the liquid crystal display element. If the number of pixels is increased in order to obtain an image, the cost of the liquid crystal display element increases, and a higher-speed signal processing circuit is required. Therefore, a technique for displaying a higher-definition image using a liquid crystal display element having a limited number of pixels has been developed. As such a technique, for example, the following Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a technique for shifting the optical axis of light from a display element using a birefringent plate. The number of observed pixels is increased by shifting the optical axis of light emitted from the element in time series and sequentially shifting the apparent pixel positions. Further, in these patent documents, one frame is divided into four subfields, and a four-point pixel shift technique for moving the apparent pixel position for each subfield, or a multipoint pixel shift is performed. Are listed. Moreover, there exists a technique of the following patent document 3 as a similar thing.
[0003]
By the way, in an image display device using a pixel shifting means, it is known that performance such as contrast deteriorates due to display during operation when performing pixel shifting. Therefore, in the following Patent Document 4, in an image display device using a piezoelectric element as a pixel shifting element, the above problem is reduced by turning off illumination light during the pixel shifting operation. Further, in Patent Document 5 below, the above-mentioned problem is reduced by not displaying an image on the display element, that is, displaying black when the optical axis shift is switched by pixel shifting. As a display element used in the image display apparatus as described above, a liquid crystal display element of a type that emits light polarized in a horizontal direction or a vertical direction is generally used.
[0004]
In addition, there is a spatial light modulation element (LCOS) made of a liquid crystal display element using a ferroelectric liquid crystal, and the pixel switching time is generally about several tens μs although it depends on conditions such as a use temperature. It is suitable for high-speed operation.
One of the characteristics of the ferroelectric liquid crystal material used for this spatial light modulator (LCOS) is that spontaneous polarization occurs. For this reason, when configured as an image display element, the spontaneous polarization splits into two states above and below the substrate interface, making it bistable, so that the polarization state is maintained even when the external electric field is removed, and the memory performance is improved. Show. Since it has a memory property, once the pixel signal is written, the writing state is maintained even if the external electric field is stopped. However, since the ferroelectric liquid crystal has such a memory property, when a new display is performed, it is necessary to apply a compensation voltage as a process for neutralizing residual charges due to polarization. This is because, when the residual charge is left or when an electric field is further applied in the same direction as the residual charge, the possibility of ion breakdown of the ferroelectric liquid crystal is increased.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-63332
[Patent Document 2]
JP 7-36054 A
[Patent Document 3]
JP 2001-66625 A
[Patent Document 4]
JP 2001-356411 A
[Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-15548
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
A display element comprising a plurality of pixels whose light can be controlled according to image information and a pixel shifting means for displacing the position of the pixels are provided, and light emitted from the plurality of pixels of the display element is emitted by the pixel shifting means. In an image display device that performs pixel shifting by shifting the axis and is capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element, it takes time to shift when the optical axis is shifted by the pixel shifting means. . For this reason, when image data is displayed even during operation, a failure such as a decrease in contrast occurs. As means for solving this problem, as described in Patent Document 5, at the time of optical axis shift switching by pixel shift, no image is displayed on the display element, or as described in Patent Document 4, There is a method of turning off the illumination during pixel shifting. In these methods, as a pixel shifting means, a pixel shifting element having a finite stable period until a predetermined pixel is displayed even after the center of gravity of the pixel is moved. Is used, the image during the stable period is scattered, and the high-quality image display originally desired by pixel shifting cannot be achieved.
[0007]
A spatial light modulation element (FLC-LCOS) using a ferroelectric liquid crystal must be applied with a compensation voltage during operation. When an image is displayed during the operation, a failure such as a decrease in contrast occurs. Also, in the image display device that performs pixel shifting, as described above, when the optical axis is shifted by the pixel shifting element, a time for shifting is inevitably generated, so that the image during that time is not displayed at a predetermined position and is not obstructed. It becomes. In addition, when a pixel shifting element having a finite stability period is used until a predetermined pixel is stably displayed after moving the center of gravity of the pixel due to pixel shifting, a phenomenon called pixel scattering occurs during the stable period. In addition, since the predetermined pixel is not displayed in the image in the meantime, when this is displayed, the image quality is deteriorated.
[0008]
Furthermore, in an image display device that uses a spatial light modulation element (FLC-LCOS) that uses ferroelectric liquid crystal as a display element and performs pixel shifting by a pixel shifting element, the above-described multiple problems occur at the same time. It is not possible to achieve the high quality originally required. Also, as described in Patent Document 4, in an image display device using a piezoelectric element as a pixel shift element, a method of turning off illumination during a shift operation has also been proposed. When the compensation voltage is being applied, or when the pixel shifting element requires a stable period until a predetermined pixel is displayed, it is not possible to achieve the high-quality image display originally desired.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when using a pixel shifting element having a finite stable period until a predetermined pixel is displayed even after moving the center of gravity of the pixel as a pixel shifting means, When using a spatial light modulation element made of a ferroelectric liquid crystal that requires the application of a compensation voltage as a process to neutralize the residual charge due to polarization when performing a new display, the image quality deteriorates. When there is a factor, the phenomenon that causes the degradation of image quality is aggregated within the shortest time, and the control that does not display the image during that time is removed, thereby removing the factor that degrades the image quality and higher than the resolution of the display element An object of the present invention is to provide an image display apparatus capable of displaying an image with high resolution and high image quality such as contrast.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As means for achieving the above object, the present invention is characterized by the following configurations.
In the first configuration of the present invention, a display element including a plurality of pixels whose light can be controlled according to image information and a pixel shifting means for displacing the position of the pixel are provided and emitted from the plurality of pixels of the display element. In an image display device capable of performing pixel shift by shifting the optical axis with respect to a light beam by the pixel shift means and displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element, the pixel shift means When a pixel shifting element having a finite stability period is used after the center of gravity shift until the predetermined pixel is stably displayed, the center of gravity shift of the pixel and the stable period until the predetermined pixel is displayed Is characterized in that control is performed so as not to display an image (claim 1).
[0011]
In the second configuration, in the image display device of the first configuration, control is performed to turn off the light source during a stable period until the center of gravity of the pixel is moved and a predetermined pixel is displayed. (Claim 2).
The third configuration is characterized in that in the image display device of the first configuration, control is performed to block light from the light source during a stable period until the center of gravity of the pixel is moved and a predetermined pixel is displayed. (Claim 3).
In the fourth configuration, in the image display device of the first configuration, during the stable period until the center of gravity of the pixel is moved and the predetermined pixel is displayed, the image display element is displayed in black or displayed with the lowest luminance. (Claim 4).
[0012]
In the fifth configuration, a display element including a plurality of pixels whose light can be controlled according to image information and a pixel shifting unit that displaces the position of the pixel are provided, and a light beam emitted from the plurality of pixels of the display element is provided. In the image display device capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element, a new display is performed as the display element. In the case of using a spatial light modulator made of a ferroelectric liquid crystal that requires application of a compensation voltage as a process for neutralizing residual charges due to polarization, pixel shift is performed during application of the compensation voltage of the spatial light modulator. And during this period, control is performed so as not to display an image (Claim 5).
[0013]
In a sixth configuration, a display element including a plurality of pixels whose light can be controlled according to image information and a pixel shifting unit that displaces the position of the pixel are provided, and light rays emitted from the plurality of pixels of the display element are provided. In the image display device capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element, a new display is performed as the display element. In this case, a spatial light modulation element made of a ferroelectric liquid crystal that requires the application of a compensation voltage is used as a process for neutralizing residual charges due to polarization. When a pixel shifting element having a finite stabilization period until stable display is used, the pixel overlap caused by the pixel shifting is applied during the application of the compensation voltage of the spatial light modulation element. Including moving and the stable period until a predetermined pixel is displayed, during that period, it is characterized in performing control not to display the image (claim 6).
[0014]
The seventh configuration is characterized in that in the image display device of the fifth or sixth configuration, control is performed to turn off the light source for at least the compensation voltage application time.
The eighth configuration is characterized in that in the image display device of the fifth or sixth configuration, control is performed to block light from the light source for at least the compensation voltage application time (claim 8).
[0015]
In the ninth configuration, a display element including a plurality of pixels whose light can be controlled according to image information and a pixel shifting unit that displaces the position of the pixel are provided, and light rays emitted from the plurality of pixels of the display element are provided. In the image display device capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element, a new display is performed as the display element. In this case, a spatial light modulation element made of a ferroelectric liquid crystal that requires the application of a compensation voltage is used as a process for neutralizing residual charges due to polarization, and the time required for pixel shifting of the pixel shifting means is set to a compensation voltage application time. If it exceeds, the pixel shift operation period includes the compensation voltage application period of the spatial light modulation element, and during that period, control is performed so as not to display an image. A shall (claim 9).
[0016]
In the tenth configuration, in the image display device of the ninth configuration, control is performed to turn off the light source for at least the pixel shifting operation time.
The eleventh configuration is characterized in that in the image display device of the ninth configuration, control is performed to block light from the light source for a pixel shift operation time or longer.
[0017]
In a twelfth configuration, a display element including a plurality of pixels whose light can be controlled in accordance with image information and a pixel shifting unit that displaces the position of the pixel are provided, and the light emitted from the plurality of pixels of the display element In the image display device capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element, a new display is performed as the display element. In this case, a spatial light modulation element made of a ferroelectric liquid crystal that requires the application of a compensation voltage is used as a process for neutralizing residual charges due to polarization. Using a pixel shift element that has a finite stability period until it is displayed stably, the pixel's center of gravity shifts due to pixel shift, and the stability until a predetermined pixel is displayed If the interval exceeds the compensation voltage application time, including the compensation voltage application period of the spatial light modulation element from the shift of the center of gravity of the pixel accompanying the pixel shift to the end of the stable period until the predetermined pixel is displayed, During the period, control is performed not to display an image (claim 12).
[0018]
The thirteenth configuration is characterized in that in the image display device of the twelfth configuration, the light source is controlled to be extinguished for at least the time from the start of the pixel shifting operation to the end of the stable period (claim 13).
The fourteenth configuration is characterized in that in the image display device of the twelfth configuration, control is performed to block light from the light source for a time period from the start of the pixel shifting operation to the end of the stable period.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration, operation and action of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image display apparatus according to the present invention. This image display device includes an illumination light source 1, an illumination optical system 2, a display element 3, two pixel shifting elements 4 and 5 as pixel shifting means, a magnifying lens (projection lens) 6, a screen, and the like. , A driving circuit 8 that controls ON / OFF of the light source 1, a driving circuit 10 that controls driving of the display element 3 in accordance with image information, and a pixel shifting element 4. 5 is configured to include a drive circuit 11 that controls the drive of 5 and a control unit 9 that controls the operation of these drive circuits.
[0020]
The illumination optical system 2 is an optical system for uniformly illuminating the entire surface of the display element 3 by using the light from the light source 1 as uniform illumination light, and includes a combination of a diffusion plate and a condenser lens, an optical filter and a fly-eye lens array. There are various configurations such as combinations. As the display element 3, for example, a spatial light modulation element such as a liquid crystal display element is used. The pixel shifting elements 4 and 5 are optical elements that shift the position of the pixel by shifting the optical axis O. The pixel shifting elements 4 and 5 use a combination of an electro-optical element such as a liquid crystal element and a birefringent material, a parallel plate, etc. There are various types such as an optical member that is displaced by an actuator or the like.
[0021]
This image display device uniformly illuminates the entire surface of the display element 3 by making the light from the light source 1 uniform illumination light by the illumination optical system 2, and with respect to light rays emitted from a plurality of pixels of the display element 3 according to image information. Pixel shifting is performed by shifting the optical axis by the pixel shifting elements 4 and 5, and the image is projected onto the projection surface 7 by the magnifying lens (projection lens) 6 to display an image having a resolution higher than that of the display element 3. Is.
[0022]
Next, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of the image display apparatus according to the present invention. This image display device includes a backlight 12 for illumination, a display element 3, two pixel shifting elements 4 and 5 which are pixel shifting means, and a magnifying lens (eyepiece lens) 6 '. A drive circuit 13 that controls ON / OFF of the backlight 12, a drive circuit 10 that controls the drive of the display element 3 in accordance with image information, a drive circuit 11 that controls the drive of the pixel shifting elements 4 and 5, The control unit 9 controls the operation of these drive circuits.
[0023]
The backlight 12 uniformly illuminates the entire surface of the display element 3 with uniform illumination light. As the display element 3, for example, a spatial light modulation element such as a liquid crystal display element is used. The pixel shifting elements 4 and 5 are optical elements that shift the position of the pixel by shifting the optical axis O. The pixel shifting elements 4 and 5 use a combination of an electro-optical element such as a liquid crystal element and a birefringent material, a parallel plate, etc. There are various types such as an optical member that is displaced by an actuator or the like.
[0024]
This image display device uniformly illuminates the entire surface of the display element 3 with the backlight 12 and shifts the optical axis by the pixel shifting elements 4 and 5 with respect to light rays emitted from a plurality of pixels of the display element 3 according to the image information. Thus, pixel shifting is performed, and the image is magnified by the magnifying lens (eyepiece lens) 6 ′, and an image having a resolution higher than that of the display element 3 is observed.
[0025]
The present invention, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, includes a display element 3 composed of a plurality of pixels whose light can be controlled according to image information, and the position of the pixel is displaced to make a field of one pixel a plurality of sub-fields. The image display device includes pixel shifting elements 4 and 5 that are divided into fields, and further includes means for controlling the presence or absence of image display.
More specifically, as a pixel shifting means, when a pixel shifting element having a finite stable period until a predetermined pixel is displayed even after the center of gravity of the pixel is moved, or when a new display is performed as a display element. If there is a factor that degrades image quality, such as when using a spatial light modulator made of a ferroelectric liquid crystal that requires the application of a compensation voltage as a treatment to neutralize residual charges due to polarization, the image quality may be degraded. By consolidating the phenomena that occur within the shortest time and controlling the image not to be displayed during that time, the factors that deteriorate the image quality are eliminated, and the image quality such as contrast is high in resolution that is higher than the resolution of the display element. Therefore, it is possible to perform a simple image display. Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
[0026]
Example 1
The basic configuration of the image display apparatus of this embodiment is the same as that shown in FIG. 3 and 4 are diagrams illustrating an example of the operation of the image display device of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a pixel field and a pixel position by pixel shifting. FIG. 6 is a timing chart showing the relationship between image data display and pixel position when displaying four pixels using two pixel shifting elements 4 and 5.
When attention is paid to the pixel P in one field displayed on the display device 3, as shown in FIG. 3, the X position of the pixel P is, for example, X in the field by the pixel shift element 4. ₁ And X ₂ The Y position is set to Y by the pixel shift element 5. ₁ And Y ₂ Two positions are taken. Therefore, by combining the X and Y positions, the (X, Y) position of the center of gravity of the pixel is changed to (X ₁ , Y ₁ ), (X ₁ , Y ₂ ), (X ₂ , Y ₂ ), (X ₂ , Y ₁ ) In order, and at each position there are four subfields SF. ₁ ~ SF ₄ To form. By this pixel shift, four pixels can be displayed apparently by one pixel of the display element 3, and the resolution can be quadrupled.
[0027]
Here, it is assumed that the pixel shifting elements 4 and 5 are pixel shifting elements having a finite stable period until a predetermined pixel is displayed even after the center of gravity of the pixel is moved. In this case, as shown in FIG. ₁ , The optical axis shift time of the pixel shifting elements 4 and 5 is T ₂ , The time from the end of the optical axis shift by the pixel shifting elements 4 and 5 until the transient scattering phenomenon is settled is T ₃ , T ₄ As an example here, T ₄ = T ₂ + T ₃ It was. That is, the optical axis shift time T by the pixel shifting elements 4 and 5 ₂ During the display, there is no center of the pixel at either pixel position before and after the shift, and if display is performed, the pixel is displayed at a place other than the predetermined position, which causes deterioration of image quality. To do. In addition, the time T until the pixel scattering phenomenon is settled. ₃ While the center of gravity of the pixel is at a predetermined position, the image is blurred because the pixel is scattered, and the image quality is deteriorated. When the image is displayed after the scattering phenomenon is finished, the image is displayed at a predetermined position with a predetermined pixel size. As a specific method of non-display, the light source 1 (or the backlight 12) uses a highly responsive object such as an LED, and the control circuit 9 controls the drive circuit 8 (13), which is shown in FIG. As described above, when ON / OFF of the illumination light is controlled by synchronizing ON / OFF of the light source 1 (or the backlight 12) with this display / non-display, the illumination light is not sent during the non-display time, and the pixel It is possible to remove the factor that degrades the image quality due to scattering during the pixel shifting operation by the shifting elements 4 and 5 and during the stable period, and it is possible to realize high quality image quality such as contrast.
[0028]
(Example 2)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another example of the image display apparatus according to the present invention. This image display device is basically the same as the configuration of FIG. 1 of the first embodiment, but the light shielding means 14 for physically shielding the light from the light source 1 in synchronism with the non-display timing, and its A driving circuit 15 for controlling the driving of the light shielding means 14 is provided. 6A and 6B are diagrams showing an example of the light shielding member constituting the light shielding means 14, wherein FIG. 6A is a front view of the light shielding member, and FIG. 6B is a side view of the light shielding member. (Transmission part) is provided. 7A and 7B are diagrams showing another example of the light shielding member constituting the light shielding means 14, wherein FIG. 7A is a front view of the light shielding member, and FIG. 7B is a side view of the light shielding member. The area of the light-shielding part and the transmission part are made approximately the same.
[0029]
In this embodiment, there is provided a means (for example, a stepping motor) for rotating a disk-shaped light shielding member 14 that physically shields light on the optical path, and a structure that transmits light except for the light shielding portion of the light shielding member 14. It has become. Further, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, the ratio of the portion existing on the optical path (ratio between the light shielding portion and the transmission portion) is determined by the ratio of the time existing on the optical path between the light shielding portion and the transmitting portion. Decide. Here, there are two examples of the light shielding part, but it is desirable that one or more light shielding parts have physical properties that do not reflect light as much as possible. Further, if a material having high thermal conductivity is used for the light shielding portion of the light shielding member 14, the influence of the heat of the light shielded can be reduced. In addition, as other means for performing the light shielding, there are those that can realize the light shielding control with a period of 1/30 sec or less, such as a liquid crystal shutter and a mechanical shutter.
[0030]
In this embodiment, instead of turning on / off the illumination light in the timing chart shown in FIG. 4, the control unit 9 controls the drive circuit 15 of the light shielding member 14 in accordance with the operation of the pixel shifting element, thereby blocking the light shielding member 14. The timing of crossing the optical path of the portion to be transmitted and the portion to transmit is shown as the non-display timing T in FIG. ₄ The display and non-display timing can be controlled by rotating in synchronization with the non-display time T. ₄ By eliminating the need to send light to the light source, it is possible to eliminate the factors that deteriorate the image quality due to scattering during the pixel shifting operation by the pixel shifting elements 4 and 5 and during the stable period, and to improve the image quality such as contrast. Can be realized. The physical light shielding means of the present embodiment may be performed anywhere on the optical path, but there are fewer side effects as the light is condensed.
[0031]
(Example 3)
FIG. 8 is a diagram showing another example of the operation of the image display apparatus according to the present invention. One pixel uses two pixel shifting elements 4 and 5 and four subfields SF as shown in FIG. ₁ ~ SF ₄ 5 is a timing chart showing the relationship between display image data and pixel positions when displaying pixels. Here, an example of a method in which display is not performed in synchronization with the non-display timing of the display element 3 is shown. Subfield SF ₁ ~ SF ₄ Assuming that each pixel is P1, P2, P3, P4, first, the display element 3 is displaying time T. ₁ P1 is displayed, and the time T from the start of pixel shift until the scattering is settled ₄ In the meantime, the display element 3 is controlled to perform black display. Then, the display element 3 repeats the image display and the black display so that the image of P2 is displayed on the display element 3 after the scattering is settled. Thus, the non-display time T ₄ By displaying black at the same time, it is possible to eliminate the factors that deteriorate the image quality due to scattering during the pixel shifting operation by the pixel shifting elements 4 and 5 and during the stable period, and realize high quality image quality such as contrast. it can.
[0032]
Example 4
The basic configuration of the image display apparatus of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 or FIG. 2, but the compensation voltage is used as a process for neutralizing residual charges due to polarization when the display element 3 performs a new display. The spatial light modulation element (FLC-LCOS) which consists of a ferroelectric liquid crystal which needs to be applied is used.
FIG. 9 is a diagram showing another example of the operation of the image display apparatus according to the present invention. When one pixel is displayed in four subfields using two pixel shifting elements 4 and 5, 6 is a timing chart showing the relationship between display image data and pixel positions. In this example, the applied voltage of the spatial light modulator (FLC-LCOS) 3 is equal to the compensation voltage for neutralization, and applied for 50% and 50% time. This ratio varies depending on the applied voltage and the compensation voltage.
[0033]
Here, the time T during which the applied voltage is applied to the spatial light modulator (FLC-LCOS) 3 ₁ And the time T during which the compensation voltage is applied ₂ Is as shown in FIG. When attention is paid to the pixel P in one field displayed on the display device 3, as shown in FIG. 3, the X position of the pixel P is set in the field by the pixel shift element 4, for example. ₁ And X ₂ The Y position is set to Y by the pixel shift element 5. ₁ And Y ₂ Two positions are taken. Therefore, by combining the X and Y positions, the (X, Y) position of the center of gravity of the pixel is changed to (X ₁ , Y ₁ ), (X ₁ , Y ₂ ), (X ₂ , Y ₂ ), (X ₂ , Y ₁ ) In order, and at each position there are four subfields SF. ₁ ~ SF ₄ Form.
[0034]
Here, the time T during which the applied voltage is applied to the spatial light modulator (FLC-LCOS) 3 ₁ Is the time T during which the image is displayed and the compensation voltage is applied. ₂ In the meantime, no display is performed, and during that period, pixel shift by the pixel shift elements 4 and 5 is performed. In addition, when a pixel shift element having a finite stability period is used until a predetermined pixel is stably displayed after the center of gravity of the pixel is moved as a pixel shift, while the compensation voltage is being applied. The pixel shifting operation and the accompanying stable period are finished. As a specific method of non-display, a light source 1 (or backlight 12) using a highly responsive object such as an LED, the control circuit 9 controls the drive circuit 8 (13), and the light source 1 (or When the ON / OFF of the backlight 12) itself is synchronized with the image display / non-display to control the ON / OFF of the illumination light, the illumination light is not sent during the non-display time, and the spatial light modulator (FLC−) LCOS) 3 and the factors causing deterioration in image quality due to scattering during the pixel shifting operation by the pixel shifting elements 4 and 5 and the scattering during the stable period can be removed. High quality can be realized.
[0035]
(Example 5)
The present embodiment is basically the same as the configuration of the fourth embodiment, but as shown in FIG. 5, the light shielding means 14 for physically shielding the light from the light source 1 in synchronization with the non-display timing, A driving circuit 15 for controlling the driving of the light shielding means 14 is provided.
Further, the shape of the light shielding member constituting the light shielding means 14 is the same as, for example, FIG. 6 or FIG.
[0036]
In this embodiment, there is provided a means (for example, a stepping motor) for rotating a disk-shaped light shielding member 14 that physically shields light on the optical path, and a structure that transmits light except for the light shielding portion of the light shielding member 14. It has become. Further, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, the ratio of the portion existing on the optical path (ratio between the light shielding portion and the opening portion) is determined by the ratio of the time existing on the optical path between the portion that blocks light and the portion that transmits light. Decide. Here, there are two examples of the light shielding part, but it is desirable that one or more light shielding parts have physical properties that do not reflect light as much as possible. Further, if a material having high thermal conductivity is used for the light shielding portion of the light shielding member 14, the influence of the heat of the light shielded can be reduced. In addition, as other means for performing the light shielding, there are those that can realize the light shielding control with a period of 1/30 sec or less, such as a liquid crystal shutter and a mechanical shutter.
[0037]
In this embodiment, the control unit 9 controls the drive circuit 15 of the light shielding member 14 in accordance with the image display / non-display timing of the timing chart shown in FIG. 9 is the non-display timing T in FIG. ₂ The display and non-display timing can be controlled by rotating in synchronization with the non-display time T. ₂ Since the light is not sent to the light source, the image quality is increased by applying a compensation voltage to the spatial light modulator (FLC-LCOS) 3 or by scattering during the pixel shift operation and the stable period by the pixel shift elements 4 and 5. Can be removed, and high image quality such as contrast can be realized.
[0038]
(Example 6)
The basic configuration of the image display apparatus of the present embodiment is the same as that of any of FIGS. 1, 2, and 5, but the display element 3 neutralizes residual charges due to polarization when performing a new display. As the processing, a spatial light modulation element (FLC-LCOS) made of a ferroelectric liquid crystal that requires application of a compensation voltage is used.
FIG. 10 is a diagram showing another example of the operation of the image display device of the present invention. The compensation voltage for neutralizing residual charges due to polarization is set to n times the general applied voltage, and the applied voltage is applied. The relationship between the display image data and the position of the pixel when displaying a pixel in four subfields using a method of lengthening a certain time using two pixel shifting elements 4 and 5 is shown. It is an example of a timing chart when the compensation voltage application time exceeds the pixel shift operation time. At this time, the time during which the applied voltage is applied is expressed as T ₃ , T ₄ The difference between the compensation voltage application time and the pixel shift operation time is expressed as T ₅ Then it looks like the figure. The time required for pixel shifting is T ₄ + T ₅ It is. When attention is paid to the pixel P in one field displayed on the display device 3, as shown in FIG. 3, the X position of the pixel P is set in the field by the pixel shift element 4, for example. ₁ And X ₂ The Y position is set to Y by the pixel shift element 5. ₁ And Y ₂ Two positions are taken. Therefore, by combining the X and Y positions, the (X, Y) position of the center of gravity of the pixel is changed to (X ₁ , Y ₁ ), (X ₁ , Y ₂ ), (X ₂ , Y ₂ ), (X ₂ , Y ₁ ) In order, and at each position there are four subfields SF. ₁ ~ SF ₄ Form.
[0039]
If the compensation voltage application time exceeds the pixel shift operation time and the pixel shift is not completed during the compensation voltage application and the image is displayed after the compensation voltage application is completed, the pixel shift is not completed. Since the image is not displayed, an adverse effect caused by the image is generated on the image. Therefore, a method of including the compensation voltage application period in the pixel shift operation time and not displaying the image during the pixel shift operation time will be described. Here, the time T during the compensation voltage application and the pixel shift end ₄ + T ₅ As described above, T is displayed without image display. _Three -T ₅ The image is displayed at the following times. During the non-display time, for example, the light source 1 is turned off or light shielding is performed using various light shielding means (for example, the light shielding means shown in FIGS. 5 to 7). As a result, the influence on the image can be avoided, and high quality of the image quality such as contrast can be realized. In this embodiment, the pixel shift start and the compensation voltage application start are at the same timing, but the compensation voltage application timing is T ₄ + T ₅ As long as the application is completed, any timing may be used.
[0040]
(Example 7)
The basic configuration of the image display apparatus according to the present embodiment is the same as that of the sixth embodiment, but here, after the center of gravity of the pixel moves, a predetermined stable period is displayed until a predetermined pixel is stably displayed. A case will be described in which a pixel shift operation using a pixel shift element and a stable period until a predetermined pixel is displayed exceeds the compensation voltage application time of the spatial light modulation element. FIG. 11 is a timing chart showing another example of the operation of the image display device according to the present invention. In this timing chart, the time of pixel center-of-gravity movement by pixel shifting is expressed as T. ₄ + T ₅ Then, the time until a predetermined pixel is stably displayed is T ₆ Then, the stable period T from the shift of the center of gravity of the pixel accompanying such a pixel shift until the predetermined pixel is displayed. ₄ + T ₅ + T ₆ Is the compensation voltage application time T ₄ If the image is displayed after the pixel shift operation and the application of the compensation voltage, which is before the end of the pixel display stabilization period, the pixel shift and the stable period may not be completed, so the predetermined pixel may not be displayed. And an adverse effect resulting from this occurs in the image.
[0041]
Therefore, the compensation voltage application period T ₄ From the start of pixel shift to the end of the stable period T ₄ + T ₅ + T ₆ A method for including the image and hiding the image in between will be described. Here, the time T from the pixel shift to the end of the stable period ₄ + T ₅ + T ₆ As described above, T is displayed without displaying image data. _Three -T ₅ -T ₆ The image is displayed at the following times. During the non-display time, for example, the light source is turned off or light shielding is performed using various light shielding means (for example, the light shielding means shown in FIGS. 5 to 7). As a result, the influence on the image can be avoided, and high quality of the image quality such as contrast can be realized. In this embodiment, the pixel shift start and the compensation voltage application start are at the same timing, but the compensation voltage application timing is T ₄ + T ₅ + T ₆ As long as the application is completed, any timing may be used.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the image display device having the first configuration according to the present invention, the image quality such as the contrast is controlled by performing the control not to display the image in the stable period until the center of gravity of the pixel is displayed and the predetermined pixel is displayed. Can be improved.
In the image display device of the second configuration, the scattering phenomenon is settled during the pixel center-of-gravity movement time by performing the control of turning off the illumination of the light source during the stable period until the pixel is displayed and the predetermined pixel is displayed. It is no longer possible to display an image that causes a reduction in image quality that occurs during the stable period until the image quality, such as contrast, is improved, and display image quality can be improved.
In the image display device having the third configuration, by performing control to block light from the light source during a stable period until the center of gravity of the pixel is displayed and a predetermined pixel is displayed, a scattering phenomenon occurs during the time of center of gravity movement of the pixel. Thus, it is possible to stop displaying an image that causes a decrease in image quality that occurs during a stable period until the image is settled, and to improve the image quality such as contrast without selecting a light source, and to improve the display image quality.
In the image display device having the fourth configuration, during the time when the center of gravity of the pixel is moved, the image display element is displayed black or displayed with the lowest luminance during the stable period until the center of gravity of the pixel is displayed and the predetermined pixel is displayed. In addition, display of an image that causes a decrease in image quality that occurs during a stable period until the scattering phenomenon is settled is not performed, and image quality such as contrast can be improved without cost.
[0043]
In the image display device having the fifth configuration, the time during which image quality degradation occurs can be reduced by performing pixel shifting while applying the compensation voltage of the spatial light modulator using ferroelectric liquid crystal. Further, image quality such as contrast can be improved by performing control not to display an image during the period.
In the image display device of the sixth configuration, spatial light modulation using a ferroelectric liquid crystal using a pixel shift element having a finite stability period until a predetermined pixel is stably displayed after moving the center of gravity of the pixel. By including the shift of the center of gravity of the pixel accompanying the pixel shift and the stable period until the predetermined pixel is displayed during application of the compensation voltage of the element, the time during which image quality degradation occurs can be reduced.
In the image display device having the seventh configuration, the image quality such as contrast can be improved by performing the control to turn off the light source for the compensation voltage application time or longer.
In the image display device having the eighth configuration, the image quality such as contrast can be improved without selecting the light source by blocking the light from the light source for the compensation voltage application time or longer.
[0044]
In the image display apparatus of the ninth configuration, when the time required for pixel shifting exceeds the compensation voltage application time, the time during which image quality deterioration occurs is reduced by applying the compensation voltage of the spatial light modulation element during pixel shifting. can do. Further, image quality such as contrast can be improved by performing control not to display an image during the period.
In the image display device having the tenth configuration, by performing control to turn off the light source for the pixel shift operation time or longer, the image quality such as contrast can be improved and the cause of deterioration of the image data can be suppressed.
In the image display device having the eleventh configuration, by performing control to block light from the light source for the pixel shift operation time or longer, the image quality such as contrast is improved without selecting the light source, and the cause of deterioration of the image data is suppressed. be able to.
[0045]
In the image display device of the twelfth configuration, when the time until the predetermined pixel is displayed after the shift of the center of gravity of the pixel due to the pixel shift exceeds the compensation voltage application time of the spatial light modulation element, the pixel shift due to the pixel shift By including the compensation voltage application period of the spatial light modulation element in the period from when the center of gravity moves to when a predetermined pixel is displayed, it is possible to reduce the time during which image quality degradation occurs. Further, image quality such as contrast can be improved by performing control not to display an image during the period.
In the image display device of the thirteenth configuration, the image quality such as contrast is improved and the image data is improved by turning off the light source for a time period from when the center of gravity of the pixel shifts due to pixel shifting to when a predetermined pixel is displayed. The cause of deterioration can be suppressed.
In the image display device of the fourteenth configuration, the light from the light source is shielded for more than the time until the predetermined pixel is displayed after the shift of the center of gravity of the pixel due to the pixel shift, so that the contrast or the like can be selected without selecting the light source. The image quality can be improved and the cause of the image data deterioration can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image display device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of an image display device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a field of one pixel and a pixel position by pixel shifting.
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the image display apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another example of an image display device according to the present invention.
6A and 6B are diagrams illustrating an example of a light shielding member that constitutes a light shielding unit, in which FIG. 6A is a front view of the light shielding member, and FIG. 6B is a side view of the light shielding member.
7A and 7B are diagrams showing another example of the light shielding member that constitutes the light shielding means. FIG. 7A is a front view of the light shielding member, and FIG. 7B is a side view of the light shielding member.
FIG. 8 is a timing chart showing another example of the operation of the image display apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a timing chart showing an example of the operation of the image display apparatus of the present invention.
FIG. 10 is a timing chart showing an example of the operation of the image display apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a timing chart showing an example of the operation of the image display apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Light source
2: Illumination optical system
3: Display element
4, 5: Pixel shift element
6: Magnifying lens (projection lens)
6 ': Magnifying lens (eyepiece)
7: Projection surface
8: Light source drive circuit
9: Control unit
10: Display element drive circuit
11: Drive circuit for pixel shifting element
12: Backlight
13: Backlight drive circuit
14: Light shielding member (light shielding means)
15: Drive circuit for light shielding means
P: Pixel
SF ₁ ~ SF ₄ : Subfield

Claims

A display element composed of a plurality of pixels capable of controlling light according to image information; and a pixel shifting means for displacing the position of the pixel, the pixel shifting means for light rays emitted from the plurality of pixels of the display element In the image display device capable of performing pixel shift by shifting the optical axis, and capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element.
When the pixel shifting element having a finite stability period until the predetermined pixel is stably displayed after the pixel centroid movement is used as the pixel shifting means, the pixel centroid movement and the predetermined pixel are displayed. An image display device characterized by performing control not to display an image during a stable period until it is performed.

The image display device according to claim 1,
An image display device characterized by performing control to turn off a light source during a stable period until a center of gravity of a pixel is moved and a predetermined pixel is displayed.

The image display device according to claim 1,
An image display device characterized by performing control to block light from a light source during a stable period until the center of gravity of a pixel is moved and a predetermined pixel is displayed.

The image display device according to claim 1,
An image display device, wherein the image display element performs black display or display with a minimum luminance during a stable period until the center of gravity of a pixel is moved and a predetermined pixel is displayed.

A display element composed of a plurality of pixels capable of controlling light according to image information; and a pixel shifting means for displacing the position of the pixel, the pixel shifting means for light rays emitted from the plurality of pixels of the display element In the image display device capable of performing pixel shift by shifting the optical axis, and capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element.
In the case where a spatial light modulation element made of a ferroelectric liquid crystal that requires application of a compensation voltage as a process for neutralizing residual charges due to polarization when performing a new display, the display element uses spatial light. An image display apparatus characterized by performing pixel shift during application of a compensation voltage to a modulation element and performing control not to display an image during the period.

A display element composed of a plurality of pixels capable of controlling light according to image information; and a pixel shifting means for displacing the position of the pixel, the pixel shifting means for light rays emitted from the plurality of pixels of the display element In the image display device capable of performing pixel shift by shifting the optical axis, and capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element.
As the display element, when performing a new display, a spatial light modulation element made of a ferroelectric liquid crystal that requires application of a compensation voltage as a process of neutralizing residual charges due to polarization, and the pixel shifting means, When a pixel shifting element having a finite stability period is used until a predetermined pixel is stably displayed after moving the center of gravity of the pixel, the pixel accompanying the pixel shifting while applying the compensation voltage of the spatial light modulation element An image display device characterized by performing control not to display an image during a period including a shift of the center of gravity and a stable period until a predetermined pixel is displayed.

The image display device according to claim 5 or 6,
An image display device that performs control to turn off a light source for at least a compensation voltage application time.

The image display device according to claim 5 or 6,
An image display device characterized by performing control to block light from a light source for at least a compensation voltage application time.

A display element composed of a plurality of pixels capable of controlling light according to image information; and a pixel shifting means for displacing the position of the pixel, the pixel shifting means for light rays emitted from the plurality of pixels of the display element In the image display device capable of performing pixel shift by shifting the optical axis, and capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element.
As the display element, when performing a new display, a spatial light modulation element made of a ferroelectric liquid crystal that requires application of a compensation voltage as a process for neutralizing residual charges due to polarization is used, and the pixel of the pixel shifting unit is used. When the time required for shifting exceeds the compensation voltage application time, the compensation voltage application period of the spatial light modulator is included in the pixel shifting operation period, and control is performed so that no image is displayed during that period. Image display device.

The image display device according to claim 9.
An image display device that performs control to turn off a light source for at least a pixel shifting operation time.

The image display device according to claim 9.
An image display device characterized by performing control to block light from a light source for at least a pixel shifting operation time.

A display element composed of a plurality of pixels capable of controlling light according to image information; and a pixel shifting means for displacing the position of the pixel, the pixel shifting means for light rays emitted from the plurality of pixels of the display element In the image display device capable of performing pixel shift by shifting the optical axis, and capable of displaying an image with a resolution higher than the resolution of the display element.
As the display element, when performing a new display, a spatial light modulation element made of a ferroelectric liquid crystal that requires application of a compensation voltage as a process of neutralizing residual charges due to polarization, and the pixel shifting means, After shifting the center of gravity of a pixel, a pixel shift element having a finite stability period is used until a predetermined pixel is stably displayed, and the center of gravity of the pixel is shifted along with the pixel shift, and the stable until the predetermined pixel is displayed. If the period exceeds the compensation voltage application time, including the compensation voltage application period of the spatial light modulation element from the shift of the center of gravity of the pixel accompanying the pixel shift to the end of the stable period until the predetermined pixel is displayed, An image display device that performs control not to display an image during a period.

The image display device according to claim 12, wherein
An image display device characterized by performing control to turn off the light source for a time from the start of the pixel shifting operation to the end of the stable period.

The image display device according to claim 12, wherein
An image display device characterized by performing control to block light from a light source for a time from the start of a pixel shifting operation to the end of a stable period.