JPH07104239A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数の画素から構成される画像の形成装置２
と、その画像の表示光を拡大投射する光学系５とを備え
る。各画素の投影位置を往復変位させることができるよ
うに画像形成装置２と光学系５とを構成する要素の少な
くとも一部を振動させる手段３０と、その振動周期の１
／２の周期で画像を変化させる手段とが設けられる。そ
の振動の振幅は一方の変位端に位置する投影画像の各画
素の間に他方の変位端に位置する投影画像の各画素が位
置するように設定される。 【効果】 画像形成装置の画素数を増やすことなく投影
画像の見掛け上の画素数を増やして解像度を向上するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ライトバルブやＣ
ＲＴ等の画像形成装置によって複数の画素から構成され
る画像を形成し、その画像の表示光を拡大レンズやミラ
ー等の光学系によりスクリーン等に拡大投射する投射型
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置によって形成される画像の
表示光を光学系により拡大投射する従来の投射型表示装
置（特開平３‐２９３６１４号公報参照）にあっては、
その画像形成装置により形成される画像の画素と投影画
像の画素とは１対１で対応するため、その投影画像の解
像度を向上するには画像形成装置の解像度を向上する必
要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像形成装置
の解像度を向上するには画素数を増やす必要があり、例
えば液晶表示装置では液晶パネルの高精細、高密度化や
ドライバＩＣ数の増加が必要になり、歩留りが低下する
と共にコストが大幅に増大するという問題がある。

【０００４】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
め、画像形成装置の画素数を増やすことなく投影画像の
解像度を向上することのできる投射型表示装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の画素か
ら構成される画像の形成装置と、その画像の表示光を拡
大投射する光学系とを備える投射型表示装置において、
各画素の投影位置を往復変位させることができるように
画像形成装置と光学系とを構成する要素の少なくとも一
部を振動させる手段と、その振動周期の１／２の周期で
画像を異なる画像に変化させる手段とが設けられ、一つ
の画像を変化させるのに要する走査時間が画像の変化周
期の１／２以下であり、その振動の振幅は一方の変位端
に位置する投影画像の各画素の間に他方の変位端に位置
する投影画像の各画素が位置するように設定されること
を特徴とする。少なくとも同一画像を２回以上連続して
表示させるのが好ましい。上記画像形成装置として液晶
パネルを使用し、この液晶パネルの応答時間が上記画像
の変化周期の１／２以下であるのが好ましい。

【０００６】

【作用】本発明の構成によれば、一方の変位端に位置す
る投影画像の各画素の間に他方の変位端に位置する投影
画像の各画素を位置させることで、投影画像の画素数を
見掛け上は画像形成装置により形成される画像の画素数
の２倍にすることができる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【０００８】図１に示す投射型表示装置１は、ライトバ
ルブ２と、このライトバルブ２に光を照射する光源３
と、そのライトバルブ２と光源３の間に配置されるコン
デンサレンズ４と、投射レンズ５とを備える。その光源
３はランプ３ａと反射鏡３ｂとを有し、この光源３の光
が図中矢印で示すようにコンデンサレンズ４を介しライ
トバルブ２に照射され、ライトバルブ２を透過した光が
画像表示光Ｌとなり、この画像表示光Ｌが投射レンズに
より屈折されてスクリーン６の表示面に拡大投射され
る。

【０００９】そのライトバルブ２は、複数の画素から構
成される画像を形成するＴＦＴ式アクティブマトリクス
型液晶表示装置により構成され、図２に示すように、液
晶表示パネル１１と、データ線側ドライバＩＣ１２と、
走査線側ドライバＩＣ１３と、アナログ映像信号２１の
増幅用ガンマ補正・レベル変換回路１４と、その増幅さ
れたアナログ映像信号２１をデジタル化するＡ／Ｄ変換
器１５と、そのデジタル化された映像信号２１′を記憶
する２つのフィールドメモリ１６、１７と、表示制御装
置１８とを備える。

【００１０】その表示制御装置１８から各フィールドメ
モリ１６、１７に後述の出力指示信号３７が出力される
毎に、各フィールドメモリ１６、１７は映像信号２１′
の記憶とデータ線側ドライバＩＣ１２への映像信号２
１′の出力とを交互に行ない、どちらか一方が記憶動作
を行なっている間は他方が出力動作を行なう。その表示
制御装置１８は、映像信号２１の水平同期信号２２と垂
直同期信号２３とを基準とする走査駆動信号２４、２５
をデータ線側ドライバＩＣ１２と走査線側ドライバＩＣ
１３とに出力する。その走査駆動信号により、水平同期
期間毎に、データ線側ドライバＩＣ１２は液晶表示パネ
ル１１の各画素のＴＦＴ２８に映像信号２１′に対応す
る電圧値のソース信号を出力すると共に、走査線側ドラ
イバＩＣ１３は液晶表示パネル１１の１本の走査線上の
各ＴＦＴ２８にゲート信号を出力する。これにより１回
の走査がなされ、１走査線上の各画素に画素電極２９を
介し液晶駆動電圧が印加されて電荷が保持される。この
走査が各垂直同期期間毎に液晶表示パネル１１の全走査
線に亘り行なわれることで１つの画像が形成される。そ
の画像を構成する各画素はソース信号の電圧値に応じた
透過度を有することから、表示パネル１を透過する光は
画像表示光Ｌとなる。

【００１１】その液晶表示パネル１１上に形成されると
共に遮光用ブラックマトリクスによって区画される各画
素の投影位置を往復変位させることでができるように、
前記投射レンズ５を振動させる加振装置３０が設けられ
ている。その加振装置３０はパルスモータ３２と、この
パルスモータ３２の回転を投射レンズ５の往復運動に変
換する運動変換機構３３と、そのパルスモータ３２に駆
動パルス信号３５を出力するモータ制御装置３４とを有
し、その駆動パルス信号３５の周期に対応する周期で投
射レンズ５を振動させる。この振動により投射レンズ５
が図１において実線で示す位置と破線で示す位置との間
で変位することで、画像表示光Ｌが実線で示す位置と破
線で示す位置との間で変位し、これにより各画素の投影
位置が往復変位する。

【００１２】そのモータ制御装置３４は、前記水平同期
信号２２および垂直同期信号２３から作られた前記表示
制御装置１８から出力される基準信号３６に基づき駆動
パルス信号３５を出力し、パルスモータ３２を駆動す
る。また表示制御装置１８は投射レンズ５の振動周期の
１／２の周期で出力指示信号３７を生成し、その出力指
示信号３７を各フィールドメモリ１６、１７に交互に出
力する。これにより、前述のように各フィールドメモリ
１６、１７は映像信号２１′の記憶と出力とを交互に行
ない、投射レンズ５の振動周期の１／２の周期で画像を
変化させる。その出力指示信号３７の出力タイミング
は、投射レンズ５が各変位端に位置する時に一つの画像
の表示光を投射できるように設定される。すなわち、各
フィールドメモリ１６、１７の一方から出力される映像
信号２１′により形成される画像の表示光は、投射レン
ズ５が一方の変位端に位置する時に投射され、各フィー
ルドメモリ１６、１７の他方から出力される映像信号２
１′により形成される画像の表示光は、投射レンズ５が
他方の変位端に位置する時に投射される。そのため、一
つの画像を形成するのに要する走査時間はレンズ５の振
動周期の１／２よりも短い必要があり、投影画像の十分
な解像度を得るために、この走査時間は画像の変化の周
期の１／２以下、すなわち投射レンズの振動周期の１／
４以下に設定される。

【００１３】その投射レンズ５の振動の振幅は、一方の
変位端に位置する投影画像の各画素の間に他方の変位端
に位置する投影画像の各画素が位置するように設定され
る。例えば、各フィールドメモリ１６、１７の一方から
出力される映像信号２１′により液晶表示パネル１１上
に形成される一つの画像が図３の（１）に模式的に示す
ような複数の画素ａ〜ｉにより構成され、各フィールド
メモリ１６、１７の他方から出力される映像信号２１′
により液晶表示パネル１１上に形成される一つの画像が
図３の（２）に模式的に示すような複数の画素ａ′〜
ｉ′により構成される場合に、投射レンズ５の振動方向
が液晶表示パネル１１の走査線に平行であると、図３の
（３）に実線で示すように一方の変位端に位置する投影
画像の各画素Ａ〜Ｉの水平方向間に破線で示すように他
方の変位端に位置する投影画像の各画素Ａ′〜Ｉ′が位
置する。

【００１４】上記構成によれば、ライトバルブ２により
形成される画像を構成する各画素の投影位置を往復変位
させ、一方の変位端に位置する投影画像の各画素の間に
他方の変位端に位置する投影画像の各画素を位置させる
ことができるので、投影画像の画素数を見掛け上はライ
トバルブ２により形成される画像の画素数の２倍にする
ことができ、ライトバルブ２の画素数を増やすことなく
投影画像の解像度を向上することができる。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。例えば、上記実施例では投射レンズ５の振動方向を
液晶表示パネル１１の走査線に平行として水平解像度を
向上したが、その振動方向を走査線に対し直角として垂
直解像度を向上してもよい。また、その振動方向を走査
線に対し斜めとすることで、図４の第１変形例において
実線で示すように一方の変位端に位置する投影画像の各
画素Ａ〜Ｉの斜め方向間に破線で示すように他方の変位
端に位置する投影画像の各画素Ａ′〜Ｉ′が位置するよ
うにしてもよい。これにより、見掛け上の画素配列をデ
ルタ配置として水平解像度と垂直解像度の双方を向上す
ることができる。また、上記実施例では投射レンズ５を
振動させたが、図５の第２変形例に示すように、ライト
バルブ２を実線で示す位置と破線で示す位置との間で変
位するように振動させることで、各画素の投影位置を往
復変位させてもよい。また、図６の第３変形例に示すよ
うに、ライトバルブ２と投射レンズ５との間に一対のミ
ラー４０、４１を介在させ、一方のミラー４０を実線で
示す位置と破線で示す位置との間で変位するように振動
させることで、各画素の投影位置を往復変位させてもよ
く、要は、画像形成装置と画像表示光を拡大投射する光
学系とを構成する要素の少なくとも一部を振動させれば
よい。なお、図５、図６において上記実施例と同様部分
は同一符号で示す。また、ＲＧＢの３原色に対応する３
台の液晶ライトバルブとダイクロイックミラーとを備え
るカラー液晶投射装置や、画像形成装置として液晶表示
装置以外の例えばＣＲＴのような表示装置を備える投射
型表示装置にも本発明は適用できる。なお、上記画像形
成装置として液晶パネルを使用した場合、液晶の応答時
間が十分速くないと、走査時間内に正確な画像が形成さ
れず、投影画像の解像度が低下してしまう。

【００１６】図７に上記走査時間がレンズの振動周期の
１／２の場合の画像形成装置の各変動位置での表示画像
を示す。図８に上記走査時間がレンズの振動周期の１／
４の場合の画像形成装置の各変動位置での表示画像を示
す。図７、図８において表示画像Ａは一方の変位端に位
置する画像であり、表示画像Ｂは他方の変位端に位置す
る画像である。通常ブラウン管や液晶パネルなどの画像
形成装置は線順次駆動で画像を表示しているため表示画
面の上から下に向かって走査線１ライン毎に画面が書き
換わっていく。図７では一つの画像を形成するのに要す
る走査時間がレンズの振動周期の１／２と長いため、画
像形成装置の表示画面上に表示画像Ａと表示画像Ｂの混
在している時間が長くなり、その結果投影画像は画像Ａ
と画像Ｂが重なり、解像度が低下してしまう。図８では
一つの画像を形成するのに要する走査時間がレンズの振
動周期の１／４と短いため、画像形成装置の表示画面上
に表示画像Ａと表示画像Ｂの混在している時間が短くな
り、その結果投影画像は画像Ａと画像Ｂが分離され、解
像度が向上する。

【００１７】図９に上記走査時間がレンズの振動周期の
１／４であり、同一画像を２回連続して表示した場合の
画像形成装置の各変動位置での表示画像を示す。図９に
おいて表示画像Ａ、Ａ′は一方の変位端に位置する画像
であり、表示画像Ｂ、Ｂ′は他方の変位端に位置する画
像である。ここでＡとＡ′、ＢとＢ′は同一画像であ
る。図９では一つの画像を形成するのに要する走査時間
がレンズの振動周期の１／４と短いため、画像形成装置
の表示画面上に表示画像Ａと表示画像Ｂの混在している
時間が短くなり、その結果投影画像は画像Ａと画像Ｂが
分離され、解像度が向上する。また常に画像形成のため
の走査を行っているため、画像保持能力の悪い画像形成
装置においても、十分な解像度が得られる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の投射型表示装置によれば、画像
形成装置の画素数を増やすことなく投影画像の見掛け上
の画素数を増やして解像度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の投射型表示装置の構成説明図

【図２】本発明の実施例の投射型表示装置の制御系の構
成説明図

【図３】本発明の実施例の投射型表示装置の作用説明図

【図４】本発明の第１変形例の投射型表示装置の作用説
明図

【図５】本発明の第２変形例の投射型表示装置の構成説
明図

【図６】本発明の第３変形例の投射型表示装置の構成説
明図

【図７】走査時間がレンズの振動周期の１／２の場合の
画像形成装置の各変動位置での表示画像を示す図

【図８】走査時間がレンズの振動周期の１／４の場合の
画像形成装置の各変動位置での表示画像を示す図

【図９】同一画像を２回連続して表示した場合の表示画
像を示す図

【符号の説明】

２ ライトバルブ ５ 投射レンズ ３０ 加振装置 ４０ ミラー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素から構成される画像の形成装
   置と、その画像の表示光を拡大投射する光学系とを備え
   る投射型表示装置において、各画素の投影位置を往復変
   位させることができるように画像形成装置と光学系とを
   構成する要素の少なくとも一部を振動させる手段と、そ
   の振動周期の１／２の周期で画像を異なる画像に変化さ
   せる手段とが設けられ、一つの画像を変化させるのに要
   する走査時間が画像の変化周期の１／２以下であり、そ
   の振動の振幅は一方の変位端に位置する投影画像の各画
   素の間に他方の変位端に位置する投影画像の各画素が位
   置するように設定されることを特徴とする投射型表示装
   置。
2. 【請求項２】 少なくとも同一画像を２回以上連続して
   表示させることを特徴とする請求項１に記載の投射型表
   示装置。
3. 【請求項３】 上記画像形成装置として液晶パネルを使
   用し、この液晶パネルの応答時間が上記画像の変化周期
   の１／２以下であることを特徴とする請求項１または２
   に記載の投射型表示装置。