JPH1118098A - 画像表示装置 - Google Patents
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- JPH1118098A JPH1118098A JP9167455A JP16745597A JPH1118098A JP H1118098 A JPH1118098 A JP H1118098A JP 9167455 A JP9167455 A JP 9167455A JP 16745597 A JP16745597 A JP 16745597A JP H1118098 A JPH1118098 A JP H1118098A
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- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/30—Picture reproducers using solid-state colour display devices
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウォブリングによる画質低下の方向依存性を
除去し、高解像度で、画質の優れた画像を観察できる画
像表示装置を提供する。 【解決手段】 複数の画素を規則的に配列してなる表示
面を有する表示素子１と、前記表示面から発する光の光
軸を所定の方向に振動させる振動手段４と、この振動手
段４による光軸の振動に同期して、表示素子１に異なる
画像を表示させる画像表示制御手段２と、振動手段４に
よる光軸の振動方向と交差する方向に、前記表示面から
の光を複数の光に分離する光分離手段５とを有する。
除去し、高解像度で、画質の優れた画像を観察できる画
像表示装置を提供する。 【解決手段】 複数の画素を規則的に配列してなる表示
面を有する表示素子１と、前記表示面から発する光の光
軸を所定の方向に振動させる振動手段４と、この振動手
段４による光軸の振動に同期して、表示素子１に異なる
画像を表示させる画像表示制御手段２と、振動手段４に
よる光軸の振動方向と交差する方向に、前記表示面から
の光を複数の光に分離する光分離手段５とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ウォブリングに
よる画素ずらしを行って画像を表示する画像表示装置に
関するものである。
よる画素ずらしを行って画像を表示する画像表示装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像表示装置として、例えば特開
平７−７７０４号公報には、離散的な画素配列を有する
表示素子と観察位置との間の光路中に、偏光変換素子お
よび複屈折媒体を順次配列してなる画素ずらし素子を配
置し、表示素子の同一画素に奇数フィールドおよび偶数
フィールドの画像を順次書き込んで表示すると共に、そ
のフィールドに同期して前段の偏光変換素子を駆動し
て、表示素子からの光の偏光面を選択的に変化させ、こ
れにより後段の複屈折媒体で出射光の光軸を所定の方向
に選択的にずらして、すなわち表示素子の表示面をウォ
ブリングして、奇数フィールドと偶数フィールドとの画
像を空間的に分離し、解像度の向上を図るようにしたも
のが開示されている。
平７−７７０４号公報には、離散的な画素配列を有する
表示素子と観察位置との間の光路中に、偏光変換素子お
よび複屈折媒体を順次配列してなる画素ずらし素子を配
置し、表示素子の同一画素に奇数フィールドおよび偶数
フィールドの画像を順次書き込んで表示すると共に、そ
のフィールドに同期して前段の偏光変換素子を駆動し
て、表示素子からの光の偏光面を選択的に変化させ、こ
れにより後段の複屈折媒体で出射光の光軸を所定の方向
に選択的にずらして、すなわち表示素子の表示面をウォ
ブリングして、奇数フィールドと偶数フィールドとの画
像を空間的に分離し、解像度の向上を図るようにしたも
のが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者による種々の実験によれば、上述した従来のウォブリ
ングを採用する画像表示装置にあっては、解像度の向上
は図れても、画像によってはウォブリングの方向に線状
の縞模様が観察され、画質が低下するという問題がある
ことが分かった。特に、表示素子が、３色の画素をデル
タ配列してなるカラー表示素子の場合には、その縞模様
が顕著に観察され、画質の低下が著しくなる。
者による種々の実験によれば、上述した従来のウォブリ
ングを採用する画像表示装置にあっては、解像度の向上
は図れても、画像によってはウォブリングの方向に線状
の縞模様が観察され、画質が低下するという問題がある
ことが分かった。特に、表示素子が、３色の画素をデル
タ配列してなるカラー表示素子の場合には、その縞模様
が顕著に観察され、画質の低下が著しくなる。
【０００４】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、ウォブリングによる画質低下の
方向依存性を除去し、高解像度で、画質の優れた画像を
観察できるように適切に構成した画像表示装置を提供す
ることを目的とするものである。
目してなされたもので、ウォブリングによる画質低下の
方向依存性を除去し、高解像度で、画質の優れた画像を
観察できるように適切に構成した画像表示装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る画像表示装置は、複数の画素を規則
的に配列してなる表示面を有する表示素子と、前記表示
面から発する光の光軸を所定の方向に振動させる振動手
段と、この振動手段による光軸の振動に同期して、前記
表示素子に異なる画像を表示させる画像表示制御手段
と、前記振動手段による光軸の振動方向と交差する方向
に、前記表示面からの光を複数の光に分離する光分離手
段とを有することを特徴とするものである。
め、この発明に係る画像表示装置は、複数の画素を規則
的に配列してなる表示面を有する表示素子と、前記表示
面から発する光の光軸を所定の方向に振動させる振動手
段と、この振動手段による光軸の振動に同期して、前記
表示素子に異なる画像を表示させる画像表示制御手段
と、前記振動手段による光軸の振動方向と交差する方向
に、前記表示面からの光を複数の光に分離する光分離手
段とを有することを特徴とするものである。
【０００６】この発明の一実施形態においては、前記光
分離手段を回折格子をもって構成する。このように、回
折格子を用いれば、回折格子はほとんど偏光特性を持た
ないので扱いやすいという利点があると共に、表示面か
らの光を、例えば０次光と±１次光との３つの光に分離
することができるので、より高解像度で高画質の画像を
観察することが可能となる。
分離手段を回折格子をもって構成する。このように、回
折格子を用いれば、回折格子はほとんど偏光特性を持た
ないので扱いやすいという利点があると共に、表示面か
らの光を、例えば０次光と±１次光との３つの光に分離
することができるので、より高解像度で高画質の画像を
観察することが可能となる。
【０００７】さらに、この発明の一実施形態において
は、前記光分離手段を異方性結晶をもって構成する。こ
のように、異方性結晶を用いれば、回折格子を用いる場
合よりも安価にできる利点がある。
は、前記光分離手段を異方性結晶をもって構成する。こ
のように、異方性結晶を用いれば、回折格子を用いる場
合よりも安価にできる利点がある。
【０００８】さらに、この発明の一実施形態において
は、前記表示素子を、３色の画素をデルタ配列してなる
カラー表示素子とし、前記振動手段は、前記カラー表示
素子の表示面からの光の光軸を、水平画素列の方向では
その画素ピッチのほぼ０．７５ピッチ、垂直画素列の方
向ではその画素ピッチのほぼ０．５ピッチとなるよう
に、前記水平画素列に対して斜め方向に振動させるよう
構成する。このように構成すれば、高解像度で高画質の
カラー画像を観察することが可能となる。
は、前記表示素子を、３色の画素をデルタ配列してなる
カラー表示素子とし、前記振動手段は、前記カラー表示
素子の表示面からの光の光軸を、水平画素列の方向では
その画素ピッチのほぼ０．７５ピッチ、垂直画素列の方
向ではその画素ピッチのほぼ０．５ピッチとなるよう
に、前記水平画素列に対して斜め方向に振動させるよう
構成する。このように構成すれば、高解像度で高画質の
カラー画像を観察することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態の
構成を示すものである。この実施形態では、表示素子と
して、走査線数がＮＴＳＣの１／２で、Ｒ，Ｇ，Ｂのそ
れぞれの画素をデルタ配列してなるカラー液晶パネル
（以下、カラーＬＣＤと称する）１を用いる。このカラ
ーＬＣＤ１には、その同一画素に、画像表示制御回路２
を介して入力映像信号の奇数フィールド画像と偶数フィ
ールド画像とを表示させ、その表示するタイミングに合
わせて、カラーＬＣＤ１からの光の光軸を所定の方向に
振動させるウォブリングを行い、さらにそのウォブリン
グ方向と交差する方向に、カラーＬＣＤ１からの光を複
数の光に分離して、ウォブリングによる画質低下の方向
依存性を除去するようにする。このため、カラーＬＣＤ
１の背面側には、白色光を発するバックライト３を配置
し、カラーＬＣＤ１の前面側には、振動手段を構成する
ウォブリング素子４および光分離手段としての光学的ロ
ーパスフィルタ５を配置する。なお、カラーＬＣＤ１
は、図面を明瞭とするために、走査線数を数本に省略し
て示してある。
構成を示すものである。この実施形態では、表示素子と
して、走査線数がＮＴＳＣの１／２で、Ｒ，Ｇ，Ｂのそ
れぞれの画素をデルタ配列してなるカラー液晶パネル
（以下、カラーＬＣＤと称する）１を用いる。このカラ
ーＬＣＤ１には、その同一画素に、画像表示制御回路２
を介して入力映像信号の奇数フィールド画像と偶数フィ
ールド画像とを表示させ、その表示するタイミングに合
わせて、カラーＬＣＤ１からの光の光軸を所定の方向に
振動させるウォブリングを行い、さらにそのウォブリン
グ方向と交差する方向に、カラーＬＣＤ１からの光を複
数の光に分離して、ウォブリングによる画質低下の方向
依存性を除去するようにする。このため、カラーＬＣＤ
１の背面側には、白色光を発するバックライト３を配置
し、カラーＬＣＤ１の前面側には、振動手段を構成する
ウォブリング素子４および光分離手段としての光学的ロ
ーパスフィルタ５を配置する。なお、カラーＬＣＤ１
は、図面を明瞭とするために、走査線数を数本に省略し
て示してある。
【００１０】ウォブリング素子４は、偏光変換用液晶板
６およびその前面側に配置した複屈折板７を有し、カラ
ーＬＣＤ１に表示する映像信号の同期信号に基づいて、
ウォブリング用結晶駆動回路８により偏光変換用液晶板
６への電圧のオン・オフを制御し、これにより電圧がオ
ンの状態では、カラーＬＣＤ１からの光の偏光を変化さ
せることなく透過させ、電圧がオフの状態では、カラー
ＬＣＤ１からの光の偏光を９０°変化させて透過させ
て、その偏光方向に応じて複屈折板７により射出する位
置を変化させてウォブリングを行うようにする。ここ
で、複屈折板７は、例えば、水晶（α−SiO2）、ニオブ
酸リチウム（LiNbO3）、ルチル（TiO2）、方解石(CaC
o3) 、チリ硝石(NaNo3) 、YVO4等の異方性結晶をもって
構成することができる。なお、カラーＬＣＤ１は、次の
フィールドの画像に書き換えるまでは前のフィールドの
画像を保持するので、偏光変換用液晶板６の一方の電極
は、例えば５ライン程度の複数ラインに分割し、他方の
電極は共通電極として、一方の電極をカラーＬＣＤ１の
ライン走査のタイミングに合わせて選択して電圧の印加
を制御するようにする。
６およびその前面側に配置した複屈折板７を有し、カラ
ーＬＣＤ１に表示する映像信号の同期信号に基づいて、
ウォブリング用結晶駆動回路８により偏光変換用液晶板
６への電圧のオン・オフを制御し、これにより電圧がオ
ンの状態では、カラーＬＣＤ１からの光の偏光を変化さ
せることなく透過させ、電圧がオフの状態では、カラー
ＬＣＤ１からの光の偏光を９０°変化させて透過させ
て、その偏光方向に応じて複屈折板７により射出する位
置を変化させてウォブリングを行うようにする。ここ
で、複屈折板７は、例えば、水晶（α−SiO2）、ニオブ
酸リチウム（LiNbO3）、ルチル（TiO2）、方解石(CaC
o3) 、チリ硝石(NaNo3) 、YVO4等の異方性結晶をもって
構成することができる。なお、カラーＬＣＤ１は、次の
フィールドの画像に書き換えるまでは前のフィールドの
画像を保持するので、偏光変換用液晶板６の一方の電極
は、例えば５ライン程度の複数ラインに分割し、他方の
電極は共通電極として、一方の電極をカラーＬＣＤ１の
ライン走査のタイミングに合わせて選択して電圧の印加
を制御するようにする。
【００１１】この実施形態では、カラーＬＣＤ１に奇数
フィールド画像と偶数フィールド画像とを交互に表示す
る際、図２（ａ）に示すように、カラーＬＣＤ１のデル
タ配列の水平方向の画素ピッチをＰｘ、垂直方向の画素
ピッチをＰｙとするとき、奇数フィールド画像を表示す
るときは、図２（ｂ）に破線で示す位置にカラーＬＣＤ
１の画素列が位置し、偶数フィールド画像を表示すると
きは、実線で示す位置に画素列が位置するように、上記
のウォブリング素子４により、水平方向に０．７５Ｐ
ｘ、垂直方向に０．５Ｐｙの斜め方向にウォブリングを
行う。すなわち、例えばＰｘが１８μｍ、Ｐｙが４７．
５μｍの場合には、水平方向に１３．５μｍ、垂直方向
に２３．７５μｍずれた斜め方向に、距離がほぼ２７．
３μｍのウォブリングを行う。
フィールド画像と偶数フィールド画像とを交互に表示す
る際、図２（ａ）に示すように、カラーＬＣＤ１のデル
タ配列の水平方向の画素ピッチをＰｘ、垂直方向の画素
ピッチをＰｙとするとき、奇数フィールド画像を表示す
るときは、図２（ｂ）に破線で示す位置にカラーＬＣＤ
１の画素列が位置し、偶数フィールド画像を表示すると
きは、実線で示す位置に画素列が位置するように、上記
のウォブリング素子４により、水平方向に０．７５Ｐ
ｘ、垂直方向に０．５Ｐｙの斜め方向にウォブリングを
行う。すなわち、例えばＰｘが１８μｍ、Ｐｙが４７．
５μｍの場合には、水平方向に１３．５μｍ、垂直方向
に２３．７５μｍずれた斜め方向に、距離がほぼ２７．
３μｍのウォブリングを行う。
【００１２】このため、図３に示すように、複屈折板７
の結晶軸７ａは、ＬＣＤ面におけるｘ−ｙ座標と、その
法線方向であるｚ方向に対して傾いた方向に設定して、
入射偏光方向がカラーＬＣＤ１からの光の偏光方向と一
致する場合には、異常光として透過させて画素ずらしを
行うようにし、入射偏光方向がカラーＬＣＤ１からの光
の偏光方向に対して９０°回転している場合には、画素
ずらしを行うことなく常光としてそのまま透過させるよ
うにする。この複屈折板７の厚み（ｚ方向の寸法）は、
上記のように水平方向に１３．５μｍ、垂直方向に２
３．７５μｍずれた斜め方向にウォブリングを行う場合
には、例えば、ニオブ酸リチウムでほぼ０．６８ｍｍ、
ルチルでほぼ０．２６ｍｍとすることができる。
の結晶軸７ａは、ＬＣＤ面におけるｘ−ｙ座標と、その
法線方向であるｚ方向に対して傾いた方向に設定して、
入射偏光方向がカラーＬＣＤ１からの光の偏光方向と一
致する場合には、異常光として透過させて画素ずらしを
行うようにし、入射偏光方向がカラーＬＣＤ１からの光
の偏光方向に対して９０°回転している場合には、画素
ずらしを行うことなく常光としてそのまま透過させるよ
うにする。この複屈折板７の厚み（ｚ方向の寸法）は、
上記のように水平方向に１３．５μｍ、垂直方向に２
３．７５μｍずれた斜め方向にウォブリングを行う場合
には、例えば、ニオブ酸リチウムでほぼ０．６８ｍｍ、
ルチルでほぼ０．２６ｍｍとすることができる。
【００１３】このようにして、図４に示すように、カラ
ーＬＣＤ１に奇数フィールドの画像を表示するときは、
その書き換えられる水平ラインに対応する偏光変換用液
晶板６の領域への電圧の印加をオンにして、そのライン
からの光の偏光方向を９０°回転させることなくそのま
ま透過させ、その光を複屈折板７により異常光として出
射させて画素ずらしし、偶数フィールドの画像を表示す
るときは、その書き換えられる水平ラインに対応する偏
光変換用液晶板６の領域への電圧の印加をオフにして、
そのラインからの光の偏光方向を９０°回転させて透過
させ、その光を複屈折板７により画素ずらしを行うこと
なく常光としてそのまま出射させる。
ーＬＣＤ１に奇数フィールドの画像を表示するときは、
その書き換えられる水平ラインに対応する偏光変換用液
晶板６の領域への電圧の印加をオンにして、そのライン
からの光の偏光方向を９０°回転させることなくそのま
ま透過させ、その光を複屈折板７により異常光として出
射させて画素ずらしし、偶数フィールドの画像を表示す
るときは、その書き換えられる水平ラインに対応する偏
光変換用液晶板６の領域への電圧の印加をオフにして、
そのラインからの光の偏光方向を９０°回転させて透過
させ、その光を複屈折板７により画素ずらしを行うこと
なく常光としてそのまま出射させる。
【００１４】以上のウォブリングを行うことにより、カ
ラーＬＣＤ１の水平および垂直方向の解像度をそれぞれ
２倍にすることができるが、そのままでは、図２（ｂ）
から明らかなように、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素が斜
め方向に並ぶため、斜めの縞模様が現れ、画質が劣化す
ることになる。そこで、このウォブリングによる画質低
下の方向依存性を除去するため、光学的ローパスフィル
タ５により、カラーＬＣＤ１からの光をウォブリング方
向と交差する方向に複数の光に分離して、画素を散乱さ
せる。
ラーＬＣＤ１の水平および垂直方向の解像度をそれぞれ
２倍にすることができるが、そのままでは、図２（ｂ）
から明らかなように、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素が斜
め方向に並ぶため、斜めの縞模様が現れ、画質が劣化す
ることになる。そこで、このウォブリングによる画質低
下の方向依存性を除去するため、光学的ローパスフィル
タ５により、カラーＬＣＤ１からの光をウォブリング方
向と交差する方向に複数の光に分離して、画素を散乱さ
せる。
【００１５】光学的ローパスフィルタ５は、例えば、図
５に示すような回折格子９をもって構成する。この実施
形態では、回折格子９の溝の方向を、ウォブリング素子
４によるウォブリング方向とほぼ一致させ、これにより
カラーＬＣＤ１からの光をウォブリング方向とほぼ直交
する方向に回折させて、０次光および±１次光の３つに
分離するようにする。このように、回折格子９でカラー
ＬＣＤ１からの光を回折させると、図２（ａ）に示す画
素は、図６に示すように観察されることになる。なお、
図６において、実線は０次光による画素を、一点鎖線は
±１次光による画素をそれぞれ示し、ウォブリングによ
って画素ずらしされる画素は示していない。
５に示すような回折格子９をもって構成する。この実施
形態では、回折格子９の溝の方向を、ウォブリング素子
４によるウォブリング方向とほぼ一致させ、これにより
カラーＬＣＤ１からの光をウォブリング方向とほぼ直交
する方向に回折させて、０次光および±１次光の３つに
分離するようにする。このように、回折格子９でカラー
ＬＣＤ１からの光を回折させると、図２（ａ）に示す画
素は、図６に示すように観察されることになる。なお、
図６において、実線は０次光による画素を、一点鎖線は
±１次光による画素をそれぞれ示し、ウォブリングによ
って画素ずらしされる画素は示していない。
【００１６】ここで、回折格子９は、本発明者による種
々の実験によれば、±１次光の回折効率が０次光の回折
効率に対して７０％程度となるように構成するのが好ま
しい。また、図７に示すように、±１次光の回折角θ
は、カラーＬＣＤ１の表示面における回折光の虚像が、
水平画素ピッチＰｘに対して８０％前後、垂直画素ピッ
チＰｙに対して２５％前後の斜め方向に位置するように
するのが好ましい。例えば、上述したように、Ｐｘが１
８μｍ、Ｐｙが４７．５μｍの場合には、水平方向にほ
ぼ１４．４μｍ、垂直方向にほぼ１２μｍずれた斜め方
向の位置に±１次光の虚像がそれぞれ形成されるように
する。この場合、表示面上での実像と虚像との距離ｄ
は、（１４．４2 ＋１２2 ）1/2 ≒１８．７（μｍ）、
となるので、カラーＬＣＤ１と回折格子９との間の距離
Ｌを１ｍｍとすると、回折角θはほぼ１．１°となる。
また、回折格子９の格子ピッチは、例えば中心の緑色光
の波長λ（λ＝５５０ｎｍ）で、ほぼ２９μｍとすれば
よい。
々の実験によれば、±１次光の回折効率が０次光の回折
効率に対して７０％程度となるように構成するのが好ま
しい。また、図７に示すように、±１次光の回折角θ
は、カラーＬＣＤ１の表示面における回折光の虚像が、
水平画素ピッチＰｘに対して８０％前後、垂直画素ピッ
チＰｙに対して２５％前後の斜め方向に位置するように
するのが好ましい。例えば、上述したように、Ｐｘが１
８μｍ、Ｐｙが４７．５μｍの場合には、水平方向にほ
ぼ１４．４μｍ、垂直方向にほぼ１２μｍずれた斜め方
向の位置に±１次光の虚像がそれぞれ形成されるように
する。この場合、表示面上での実像と虚像との距離ｄ
は、（１４．４2 ＋１２2 ）1/2 ≒１８．７（μｍ）、
となるので、カラーＬＣＤ１と回折格子９との間の距離
Ｌを１ｍｍとすると、回折角θはほぼ１．１°となる。
また、回折格子９の格子ピッチは、例えば中心の緑色光
の波長λ（λ＝５５０ｎｍ）で、ほぼ２９μｍとすれば
よい。
【００１７】図８は、図１に示す画像表示制御回路２の
一例の構成を示すものである。この画像表示制御回路２
では、入力される映像信号を映像信号受信部１１で受信
して同期信号分離部１２で、輝度信号と水平および垂直
同期信号とに分離する。分離された輝度信号および垂直
同期信号は信号合成部１３に供給し、水平同期信号はス
イッチング回路１４に供給する。スイッチング回路１４
は、垂直同期信号に基づいてフィールド毎に切り換え制
御して、奇数フィールドについては水平同期信号を遅延
回路１５に供給し、ここで０．７５Ｐｘに相当する遅延
時間を与えて信号合成部１３に供給し、偶数フィールド
については水平同期信号を遅延回路１５を通すことなく
信号合成部１３に供給するようにする。
一例の構成を示すものである。この画像表示制御回路２
では、入力される映像信号を映像信号受信部１１で受信
して同期信号分離部１２で、輝度信号と水平および垂直
同期信号とに分離する。分離された輝度信号および垂直
同期信号は信号合成部１３に供給し、水平同期信号はス
イッチング回路１４に供給する。スイッチング回路１４
は、垂直同期信号に基づいてフィールド毎に切り換え制
御して、奇数フィールドについては水平同期信号を遅延
回路１５に供給し、ここで０．７５Ｐｘに相当する遅延
時間を与えて信号合成部１３に供給し、偶数フィールド
については水平同期信号を遅延回路１５を通すことなく
信号合成部１３に供給するようにする。
【００１８】信号合成部１３では、同期分離回路１２か
らの輝度信号および垂直同期信号と、スイッチング回路
１４を通して供給される水平同期信号とを合成してＬＣ
Ｄ駆動回路１６に供給し、これによりカラーＬＣＤ１に
奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とを交互に表
示させるようにする。また、同期分離回路１２で分離し
た水平同期信号および垂直同期信号は、ウォブリング用
液晶駆動回路８にも供給し、これにより上述したように
偏光変換用液晶板６への電圧の印加を制御するようにす
る。
らの輝度信号および垂直同期信号と、スイッチング回路
１４を通して供給される水平同期信号とを合成してＬＣ
Ｄ駆動回路１６に供給し、これによりカラーＬＣＤ１に
奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とを交互に表
示させるようにする。また、同期分離回路１２で分離し
た水平同期信号および垂直同期信号は、ウォブリング用
液晶駆動回路８にも供給し、これにより上述したように
偏光変換用液晶板６への電圧の印加を制御するようにす
る。
【００１９】このように、偶数フィールドの画像に対し
て奇数フィールドの画像を、０．７５Ｐｘに相当する時
間分、すなわち水平方向への画素ずらし分に相当する時
間分遅延してサンプリングを行った画像を、カラーＬＣ
Ｄ１に表示してウォブリングを行うことにより、表示面
上で奇数フィールドと偶数フィールドとで異なるタイミ
ングでサンプリングした高解像度の画像を表示すること
ができる。
て奇数フィールドの画像を、０．７５Ｐｘに相当する時
間分、すなわち水平方向への画素ずらし分に相当する時
間分遅延してサンプリングを行った画像を、カラーＬＣ
Ｄ１に表示してウォブリングを行うことにより、表示面
上で奇数フィールドと偶数フィールドとで異なるタイミ
ングでサンプリングした高解像度の画像を表示すること
ができる。
【００２０】図９は、この実施形態において観察される
カラーＬＣＤ１の表示面の画素を示すものである。図９
において、実線は図２（ａ）に示すカラーＬＣＤ１上の
画素位置を示し、破線は図２（ｂ）に示すウォブリング
による画素位置を示し、一点鎖線は図６に示す回折によ
る画素位置を示す。図９からも明らかなように、カラー
ＬＣＤ１上の各画素は、画素ずらしされない本来の位置
において回折され、さらに、ウォブリングにより画素ず
らしされた位置においても回折されることになる。
カラーＬＣＤ１の表示面の画素を示すものである。図９
において、実線は図２（ａ）に示すカラーＬＣＤ１上の
画素位置を示し、破線は図２（ｂ）に示すウォブリング
による画素位置を示し、一点鎖線は図６に示す回折によ
る画素位置を示す。図９からも明らかなように、カラー
ＬＣＤ１上の各画素は、画素ずらしされない本来の位置
において回折され、さらに、ウォブリングにより画素ず
らしされた位置においても回折されることになる。
【００２１】以上のように、この実施形態によれば、デ
ルタ配列のカラーＬＣＤ１の解像度をウォブリングによ
って縦横それぞれ２倍にすることができると共に、その
ウォブリングによる画質低下の方向依存性を回折格子９
による回折作用により有効に除去することができる。し
たがって、高解像度で、画質の優れた画像を観察するこ
とができる。また、光分離手段を回折格子９をもって構
成したので、偏光に影響されることなく、任意の次数光
を得ることができる。したがって、設計の自由度を高め
ることができる。
ルタ配列のカラーＬＣＤ１の解像度をウォブリングによ
って縦横それぞれ２倍にすることができると共に、その
ウォブリングによる画質低下の方向依存性を回折格子９
による回折作用により有効に除去することができる。し
たがって、高解像度で、画質の優れた画像を観察するこ
とができる。また、光分離手段を回折格子９をもって構
成したので、偏光に影響されることなく、任意の次数光
を得ることができる。したがって、設計の自由度を高め
ることができる。
【００２２】図１０は、図１に示す画像表示装置を適用
する頭部装着型画像表示装置（以下、ＨＭＤと称する）
の一例の構成を示すものである。このＨＭＤは、表示装
置本体部２１、側頭フレーム２２および頭頂フレーム２
３を有し、側頭フレーム２２および頭頂フレーム２３を
観察者２４の頭部に装着することにより、表示装置本体
部２１が観察者２４の顔面に保持されるようになってい
る。また、側頭フレーム２２には、板バネ２５を介して
リヤフレーム２６が取り付けられ、このリヤフレーム２
６に観察者の耳の位置に対応してスピーカ２７が設けら
れている。
する頭部装着型画像表示装置（以下、ＨＭＤと称する）
の一例の構成を示すものである。このＨＭＤは、表示装
置本体部２１、側頭フレーム２２および頭頂フレーム２
３を有し、側頭フレーム２２および頭頂フレーム２３を
観察者２４の頭部に装着することにより、表示装置本体
部２１が観察者２４の顔面に保持されるようになってい
る。また、側頭フレーム２２には、板バネ２５を介して
リヤフレーム２６が取り付けられ、このリヤフレーム２
６に観察者の耳の位置に対応してスピーカ２７が設けら
れている。
【００２３】表示装置本体部２１には、観察者２４の左
右の眼球に対応して、図１１（ａ）または（ｂ）に示す
ような光学系が設けられている。図１１（ａ）に示す光
学系は、シースルータイプのもので、図１に示すバック
ライト、カラーＬＣＤ、ウォブリング素子および光学的
ローパスフィルタを有する画像表示装置３１での表示画
像を、ハーフミラープリズム３２を透過させて凹面鏡３
３で反射させ、さらにハーフミラープリズム３２で反射
させて対応する眼球に拡大して導くと共に、外界像を、
例えば、液晶シャッタ３４およびハーフミラープリズム
３２を経て対応する眼球に導くようにしたものである。
また、図１１（ｂ）に示す光学系は、図１に示す構成の
画像表示装置３１での表示画像を接眼レンズ３６を経て
対応する眼球に導くようにしたものである。
右の眼球に対応して、図１１（ａ）または（ｂ）に示す
ような光学系が設けられている。図１１（ａ）に示す光
学系は、シースルータイプのもので、図１に示すバック
ライト、カラーＬＣＤ、ウォブリング素子および光学的
ローパスフィルタを有する画像表示装置３１での表示画
像を、ハーフミラープリズム３２を透過させて凹面鏡３
３で反射させ、さらにハーフミラープリズム３２で反射
させて対応する眼球に拡大して導くと共に、外界像を、
例えば、液晶シャッタ３４およびハーフミラープリズム
３２を経て対応する眼球に導くようにしたものである。
また、図１１（ｂ）に示す光学系は、図１に示す構成の
画像表示装置３１での表示画像を接眼レンズ３６を経て
対応する眼球に導くようにしたものである。
【００２４】表示装置本体部２１は、ケーブル２８を介
して、音声信号のレベル等を調整するボリューム等の調
整手段３０を有する再生装置２９に接続され、この再生
装置２９から所要の映像信号が左右の画像表示装置に供
給されて表示され、音声信号がスピーカ２７から出力さ
れるようになっている。
して、音声信号のレベル等を調整するボリューム等の調
整手段３０を有する再生装置２９に接続され、この再生
装置２９から所要の映像信号が左右の画像表示装置に供
給されて表示され、音声信号がスピーカ２７から出力さ
れるようになっている。
【００２５】なお、表示装置本体部２１は、ケーブル２
８を介して既存のビデオデッキや、ＴＶチューナに接続
して、映像を表示するようにすることもできるし、ある
いはコンピュータ等に接続してコンピュータグラフィッ
クスの映像や、コンピュータからのメッセージ映像等を
表示するようにすることもできる。また、ケーブル２８
を用いることなく、表示装置本体部２１にアンテナを設
けて、外部からの信号を電波によって受信して表示する
ようにすることもできる。さらに、左右の画像表示装置
に、例えば、視差を有する映像信号を供給して表示させ
ることにより、立体画像を観察するようにすることもで
きる。
８を介して既存のビデオデッキや、ＴＶチューナに接続
して、映像を表示するようにすることもできるし、ある
いはコンピュータ等に接続してコンピュータグラフィッ
クスの映像や、コンピュータからのメッセージ映像等を
表示するようにすることもできる。また、ケーブル２８
を用いることなく、表示装置本体部２１にアンテナを設
けて、外部からの信号を電波によって受信して表示する
ようにすることもできる。さらに、左右の画像表示装置
に、例えば、視差を有する映像信号を供給して表示させ
ることにより、立体画像を観察するようにすることもで
きる。
【００２６】上述したＨＭＤにおいて、画像表示装置を
構成するカラーＬＣＤは、例えば、１．３インチと小型
であり、その画素数もせいぜい多くて３０万画素であ
る。したがって、このようなカラーＬＣＤを用いて上述
したウォブリングおよびフィルタリングを行うことは、
広画角のＨＭＤにおいて、高解像度および高画質を図る
うえで極めて有効である。
構成するカラーＬＣＤは、例えば、１．３インチと小型
であり、その画素数もせいぜい多くて３０万画素であ
る。したがって、このようなカラーＬＣＤを用いて上述
したウォブリングおよびフィルタリングを行うことは、
広画角のＨＭＤにおいて、高解像度および高画質を図る
うえで極めて有効である。
【００２７】なお、この発明は、上述した実施形態にの
み限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可
能である。例えば、上述した実施形態では、表示素子と
してカラーＬＣＤを用いるようにしたが、モノクロのＬ
ＣＤ、プラズマディスプレイ、ＥＬ、ホトクロミック等
の表示素子を用いる場合にもこの発明を有効に適用する
ことができると共に、その画素配列もデルタ配列に限ら
れるものではない。また、図１では、表示素子からの光
を振動手段を経て光分離手段に入射させるようにした
が、表示素子からの光を光分離手段を経て振動手段に入
射させるよう構成することもできる。このように構成し
ても、図１の場合と同様の効果を得ることができる。
み限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可
能である。例えば、上述した実施形態では、表示素子と
してカラーＬＣＤを用いるようにしたが、モノクロのＬ
ＣＤ、プラズマディスプレイ、ＥＬ、ホトクロミック等
の表示素子を用いる場合にもこの発明を有効に適用する
ことができると共に、その画素配列もデルタ配列に限ら
れるものではない。また、図１では、表示素子からの光
を振動手段を経て光分離手段に入射させるようにした
が、表示素子からの光を光分離手段を経て振動手段に入
射させるよう構成することもできる。このように構成し
ても、図１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２８】また、振動手段による光軸の振動方向（ウ
ォブリング方向）も、上述した実施形態に限らず任意に
設定できると共に、光分離手段による光軸の分離方向
（図１では回折方向）も、必ずしもウォブリング方向に
対してほぼ直交させる必要はない。このウォブリング方
向と分離方向との交差角は、本発明者による種々の実験
によれば、２０°以上であれば、ウォブリングによる画
質低下の方向依存性を十分除去することができ、高解像
度・高画質の画像を観察することができることが確認で
きた。したがって、上述した実施形態において、回折格
子９の溝方向をカラーＬＣＤ１の垂直方向の画素列とほ
ぼ平行にして、水平方向に回折させるように構成するこ
ともできる。
ォブリング方向）も、上述した実施形態に限らず任意に
設定できると共に、光分離手段による光軸の分離方向
（図１では回折方向）も、必ずしもウォブリング方向に
対してほぼ直交させる必要はない。このウォブリング方
向と分離方向との交差角は、本発明者による種々の実験
によれば、２０°以上であれば、ウォブリングによる画
質低下の方向依存性を十分除去することができ、高解像
度・高画質の画像を観察することができることが確認で
きた。したがって、上述した実施形態において、回折格
子９の溝方向をカラーＬＣＤ１の垂直方向の画素列とほ
ぼ平行にして、水平方向に回折させるように構成するこ
ともできる。
【００２９】さらに、光分離手段は、回折格子に限ら
ず、振動手段を構成する複屈折板と同様の異方性結晶を
用いて構成することもできる。この場合において、上述
した実施形態と同様に、振動手段を経た光の光軸を表示
素子の水平画素列に対して斜め方向に分離する場合に
は、光分離手段を例えば図１２（ａ）に示すように、旋
光子４１と水晶板４２とを用いて構成し、振動手段を経
た光の偏光方向を、その振動に応じて旋光子４１により
水平および垂直方向の偏光に旋光し、それらの偏光を水
晶板４２でそれぞれ斜め方向に分離するようにすればよ
い。したがって、この場合の水晶板４２の結晶軸４２ａ
は、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸に対してそれぞれ傾いた方向
に設定する。また、振動手段を経た光の光軸を表示素子
の水平画素列に対して平行な方向に分離する場合には、
光分離手段を例えば図１２（ｂ）に示すように、水晶板
４３を用いて構成すればよい。この場合、水晶板４３の
結晶軸４３ａは、ｘ−ｚ軸平面内で傾いた方向に設定す
る。
ず、振動手段を構成する複屈折板と同様の異方性結晶を
用いて構成することもできる。この場合において、上述
した実施形態と同様に、振動手段を経た光の光軸を表示
素子の水平画素列に対して斜め方向に分離する場合に
は、光分離手段を例えば図１２（ａ）に示すように、旋
光子４１と水晶板４２とを用いて構成し、振動手段を経
た光の偏光方向を、その振動に応じて旋光子４１により
水平および垂直方向の偏光に旋光し、それらの偏光を水
晶板４２でそれぞれ斜め方向に分離するようにすればよ
い。したがって、この場合の水晶板４２の結晶軸４２ａ
は、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸に対してそれぞれ傾いた方向
に設定する。また、振動手段を経た光の光軸を表示素子
の水平画素列に対して平行な方向に分離する場合には、
光分離手段を例えば図１２（ｂ）に示すように、水晶板
４３を用いて構成すればよい。この場合、水晶板４３の
結晶軸４３ａは、ｘ−ｚ軸平面内で傾いた方向に設定す
る。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、表示
素子への異なる画像の表示に同期して、表示面から発す
る光の光軸を所定の方向にウォブリングし、さらにその
ウォブリング方向と交差する方向に表示面からの光を複
数の光に分離するようにしたので、ウォブリングによる
画質低下の方向依存性を有効に除去することができ、高
解像度で、画質の優れた画像を観察することができる。
素子への異なる画像の表示に同期して、表示面から発す
る光の光軸を所定の方向にウォブリングし、さらにその
ウォブリング方向と交差する方向に表示面からの光を複
数の光に分離するようにしたので、ウォブリングによる
画質低下の方向依存性を有効に除去することができ、高
解像度で、画質の優れた画像を観察することができる。
【図１】この発明の一実施形態の構成を示す図である。
【図２】図１に示すウォブリング素子の作用を説明する
ための図である
ための図である
【図３】図１に示す複屈折板の作用を説明するための図
である。
である。
【図４】図１に示す実施形態の動作を説明するための図
である。
である。
【図５】図１に示す光学的ローパスフィルタの一例の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図６】図５に示す回折格子の作用を説明するための図
である。
である。
【図７】同じく、回折格子の作用を説明するための図で
ある。
ある。
【図８】図１に示す画像表示制御回路の一例の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図９】図１に示す実施形態において観察されるカラー
ＬＣＤの表示面の画素を示すものである。
ＬＣＤの表示面の画素を示すものである。
【図１０】図１に示す画像表示装置を適用する頭部装着
型画像表示装置の一例の構成を示す図である。
型画像表示装置の一例の構成を示す図である。
【図１１】図１０に示す頭部装着型画像表示装置におい
て、観察者の左右の眼球に対応して表示装置本体部に設
ける光学系の二つの例を示す図である。
て、観察者の左右の眼球に対応して表示装置本体部に設
ける光学系の二つの例を示す図である。
【図１２】この発明の変形例を説明するための図であ
る。
る。
１ カラーＬＣＤ ２ 画像表示制御回路 ３ バックライト ４ ウォブリング素子 ５ 光学的ローパスフィルタ ６ 偏光変換用液晶板 ７ 複屈折板 ８ ウォブリング用結晶駆動回路 ９ 回折格子 １１ 映像信号受信部 １２ 同期信号分離部 １３ 信号合成部 １４ スイッチング回路 １５ 遅延回路 １６ ＬＣＤ駆動回路 ３１ 画像表示装置 ４１ 旋光子 ４２，４３ 水晶板
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の画素を規則的に配列してなる表示
面を有する表示素子と、 前記表示面から発する光の光軸を所定の方向に振動させ
る振動手段と、 この振動手段による光軸の振動に同期して、前記表示素
子に異なる画像を表示させる画像表示制御手段と、 前記振動手段による光軸の振動方向と交差する方向に、
前記表示面からの光を複数の光に分離する光分離手段と
を有することを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の画像表示装置において、 前記光分離手段は回折格子であることを特徴とする画像
表示装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の画像表示装置において、 前記光分離手段は異方性結晶であることを特徴とする画
像表示装置。 - 【請求項４】 請求項１，２または３記載の画像表示装
置において、 前記表示素子は、３色の画素をデルタ配列してなるカラ
ー表示素子で、 前記振動手段は、前記カラー表示素子の表示面からの光
の光軸を、水平画素列の方向ではその画素ピッチのほぼ
０．７５ピッチ、垂直画素列の方向ではその画素ピッチ
のほぼ０．５ピッチとなるように、前記水平画素列に対
して斜め方向に振動させるよう構成したことを特徴とす
る画像表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16745597A JP3813693B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 画像表示装置 |
| US09/102,766 US6313888B1 (en) | 1997-06-24 | 1998-06-23 | Image display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16745597A JP3813693B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1118098A true JPH1118098A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3813693B2 JP3813693B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=15850011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16745597A Expired - Fee Related JP3813693B2 (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 画像表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6313888B1 (ja) |
| JP (1) | JP3813693B2 (ja) |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11239237A (ja) * | 1998-02-24 | 1999-08-31 | Canon Inc | 画像表示装置 |
| US6529175B2 (en) * | 2000-01-27 | 2003-03-04 | Vrex, Inc. | Stereoscopic LCD shutter glass driver system |
| US7034811B2 (en) | 2002-08-07 | 2006-04-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image display system and method |
| US6963319B2 (en) * | 2002-08-07 | 2005-11-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image display system and method |
| US7172288B2 (en) * | 2003-07-31 | 2007-02-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Display device including a spatial light modulator with plural image regions |
| US7030894B2 (en) * | 2002-08-07 | 2006-04-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image display system and method |
| US7317465B2 (en) * | 2002-08-07 | 2008-01-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image display system and method |
| US20040109093A1 (en) * | 2002-12-05 | 2004-06-10 | Small-Stryker Aaron Tug | Method and apparatus for simultaneous television video presentation and separate viewing of different broadcasts |
| FI114946B (fi) * | 2002-12-16 | 2005-01-31 | Nokia Corp | Diffraktiivinen hilaelementti diffraktiohyötysuhteen tasapainottamiseksi |
| US7098936B2 (en) * | 2003-03-11 | 2006-08-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image display system and method including optical scaling |
| US7289114B2 (en) * | 2003-07-31 | 2007-10-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US7253811B2 (en) * | 2003-09-26 | 2007-08-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US7190380B2 (en) * | 2003-09-26 | 2007-03-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US7109981B2 (en) * | 2003-07-31 | 2006-09-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US20050093894A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-05-05 | Tretter Daniel R. | Generating an displaying spatially offset sub-frames on different types of grids |
| US7301549B2 (en) * | 2003-10-30 | 2007-11-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames on a diamond grid |
| US7355612B2 (en) | 2003-12-31 | 2008-04-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Displaying spatially offset sub-frames with a display device having a set of defective display pixels |
| US6984040B2 (en) * | 2004-01-20 | 2006-01-10 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Synchronizing periodic variation of a plurality of colors of light and projection of a plurality of sub-frame images |
| US7086736B2 (en) | 2004-01-20 | 2006-08-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Display system with sequential color and wobble device |
| US7483044B2 (en) * | 2004-01-30 | 2009-01-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Displaying sub-frames at spatially offset positions on a circle |
| US7463272B2 (en) * | 2004-01-30 | 2008-12-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US20050225570A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-13 | Collins David C | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US7660485B2 (en) * | 2004-04-08 | 2010-02-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames using error values |
| US20050225571A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-13 | Collins David C | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US7023449B2 (en) * | 2004-04-30 | 2006-04-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Displaying least significant color image bit-planes in less than all image sub-frame locations |
| US7657118B2 (en) * | 2004-06-09 | 2010-02-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames using image data converted from a different color space |
| US7668398B2 (en) * | 2004-06-15 | 2010-02-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames using image data with a portion converted to zero values |
| US20050275669A1 (en) * | 2004-06-15 | 2005-12-15 | Collins David C | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US7453478B2 (en) * | 2004-07-29 | 2008-11-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Address generation in a light modulator |
| US7522177B2 (en) * | 2004-09-01 | 2009-04-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image display system and method |
| US7453449B2 (en) * | 2004-09-23 | 2008-11-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for correcting defective pixels of a display device |
| US7474319B2 (en) * | 2004-10-20 | 2009-01-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames |
| US7676113B2 (en) * | 2004-11-19 | 2010-03-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating and displaying spatially offset sub-frames using a sharpening factor |
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