(57)【要約】【課題】画像がぼやけて見えるという画質劣化を防止しつつ、表示解像度の向上が可能な画像表示装置および画像表示方法を提供する。【解決手段】本発明のプロジェクター１は、複数の色光を含む光を射出する光源９と、複数の画素がマトリクス状に配置され、光源から射出される光を色光毎に変調する複数の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ（光変調素子）と、複数の光変調素子によって変調された光をスクリーン３４（被投射面）上に投射する投射光学系３と、を備え、複数の光変調素子の複数の画素像のうち、少なくとも一つの画素像の位置が他の画素像の位置からずれており、かつ、少なくとも一つの画素像における画素内光透過部の像と他の画素像における画素内光透過部の像とが重畳していない。【選択図】図１
2010243584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長域が異なる複数の色光を含む光を射出する光源と、
複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源から射出される光を前記色光毎に変調する複数の光変調素子と、
前記複数の光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備え、
前記被投射面上に投射される前記複数の光変調素子の複数の画素像のうち、少なくとも一つの画素像の位置が他の画素像の位置からずれており、かつ、前記少なくとも一つの画素像における画素内光透過部の像と前記他の画素像における画素内光透過部の像とが重畳していないことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記他の画素像における隣接する２つの画素内光透過部像間の水平方向のピッチをＷ、前記隣接する２つの画素内光透過部像間の垂直方向のピッチをＨ、前記少なくとも一つの画素像における画素内光透過部像の面積をＳとし、光透過部面積比率をＳ／（Ｗ×Ｈ）と定義すると、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）が０．２５以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記複数の光変調素子に、各画素に対応した画素開口部を有する遮光膜が備えられ、
前記複数の光変調素子の光入射側に、複数のマイクロレンズがアレイ状に配置されてなるマイクロレンズアレイが備えられ、
前記マイクロレンズアレイに入射された光は、前記マイクロレンズの各々に入射された光束が前記画素開口部よりも小さい範囲に集光された状態で、前記光変調素子を透過することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記複数の光変調素子に、各画素に対応した画素開口部を有する遮光膜が備えられ、
前記複数の光変調素子の各々に入射された光が前記画素開口部内の全域を透過することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記複数の色光が赤色光、緑色光、青色光であり、
前記複数の光変調素子が、前記赤色光を変調する第１の赤色光用光変調素子および第２の赤色光用光変調素子と、前記緑色光を変調する第１の緑色光用光変調素子および第２の緑色光用光変調素子と、前記青色光を変調する第１の青色光用光変調素子および第２の青色光用光変調素子と、からなり、
前記第１の赤色光用光変調素子、前記第１の緑色光用光変調素子、および前記第１の青色光用光変調素子における画素像の位置と、前記第２の赤色光用光変調素子、前記第２の緑色光用光変調素子、および前記第２の青色光用光変調素子における画素像の位置と、がずれていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記複数の色光が赤色光、緑色光、青色光であり、
前記複数の光変調素子が、前記赤色光を変調する赤色光用光変調素子と、前記緑色光を変調する緑色光用光変調素子と、前記青色光を変調する青色光用光変調素子と、からなり、
前記赤色光用光変調素子、前記緑色光用光変調素子、前記青色光用光変調素子のうち、いずれか一つの光変調素子における画素像の位置と、残りの２つの光変調素子における画素像の位置と、がずれていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
波長域が異なる複数の色光を含む光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源から射出される光を前記色光毎に変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備えた画像表示装置を用いた画像表示方法であって、
前記被投射面上に投射する前記複数の光変調素子の複数の画素像のうち、少なくとも一つの画素像の位置を他の画素像の位置からずらし、かつ、前記少なくとも一つの画素像における画素内光透過部の像と前記他の画素像における画素内光透過部の像とを重畳させないようにすることを特徴とする画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター等の投射型の画像表示装置において、その画像表示装置が液晶ライトバルブ等の光変調素子を備えている場合、スクリーン上に投射した画像の解像度は光変調素子の解像度（水平画素数、垂直画素数）に一致するのが通常である。なお、「スクリーン上に投射した画像の解像度」のことを以下、「表示解像度」と称する。これに対して、光変調素子の解像度を変えることなく表示解像度を向上させる方法として、光変調素子の数を増やし、スクリーン上で各光変調素子が作る各画素の像の位置をずらして投射する方法がある。
【０００３】
例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対して２枚ずつ、計６枚の液晶パネルを使用し、第１の液晶パネル（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各画素の表示に対して、第２の液晶パネル（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）の各画素の表示を１／２画素ピッチだけずらした構成の液晶プロジェクター装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。また、緑色光変調用の液晶パネルを２枚、計４枚の液晶パネルを使用し、第１の緑色画素の表示と第２の緑色画素の表示とを１／２画素ピッチだけずらした構成の液晶プロジェクター装置も提案されている（例えば、下記の特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２３２７０号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１，２の液晶プロジェクター装置においては、解像度の向上感は一応得られるものの、画像の鮮鋭性が低下し、画像がぼやけて見えるという画質劣化の問題が生じていた。  
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、画像がぼやけて見えるという画質劣化を防止しつつ、表示解像度の向上が可能な画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、波長域が異なる複数の色光を含む光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源から射出される光を前記色光毎に変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備え、前記被投射面上に投射される前記複数の光変調素子の複数の画素像のうち、少なくとも一つの画素像の位置が他の画素像の位置からずれており、かつ、前記少なくとも一つの画素像における画素内光透過部の像と前記他の画素像における画素内光透過部の像とが重畳していないことを特徴とする。
【０００８】
本発明者らは、従来の画像表示装置において画像のぼやけが発生する原因を検討した結果、その原因が、ずらした位置関係にある画素同士が重なり合っていることで、表示パターンの縁の部分の鮮鋭性が失われていることにあることを見出した。本発明の画像表示装置においては、被投射面上に投射される複数の光変調素子の複数の画素像のうち、少なくとも一つの画素像の位置が他の画素像の位置からずれており、かつ、少なくとも一つの画素像における画素内光透過部の像と他の画素像における画素内光透過部の像とが重畳していない。そのため、表示パターンの縁の部分の鮮鋭性が確保され、画像のぼやけという画質劣化を防止しつつ、表示解像度の向上が可能な画像表示装置を提供できる。
【０００９】
本発明の画像表示装置において、前記他の画素像における隣接する２つの画素内光透過部像間の水平方向のピッチをＷ、前記隣接する２つの画素内光透過部像間の垂直方向のピッチをＨ、前記少なくとも一つの画素像における画素内光透過部像の面積をＳとし、光透過部面積比率をＳ／（Ｗ×Ｈ）と定義すると、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）が０．２５以下であることが望ましい。
画素内光透過部像の形状を矩形とすると、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）が０．２５であるとき、他の画素像における水平方向、垂直方向に隣接する４つの画素内光透過部像間の中央に、少なくとも一つの画素像における画素内光透過部像が、その角部同士が接するようにちょうど嵌り込む形態となる。したがって、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）が０．２５以下であれば、画素内光透過部像同士を重畳させない構成を確実に実現できる。
【００１０】
本発明の画像表示装置において、前記複数の光変調素子に、前記画素に対応した画素開口部を有する遮光膜が備えられ、前記複数の光変調素子の光入射側に、複数のマイクロレンズがアレイ状に配置されてなるマイクロレンズアレイが備えられ、前記マイクロレンズアレイに入射された光は、前記マイクロレンズの各々に入射された光束が前記画素開口部よりも小さい範囲に集光された状態で、前記光変調素子を透過する構成を採用できる。
この構成によれば、マイクロレンズアレイを構成する各マイクロレンズの曲率（焦点距離）を変更することにより、画素開口部の大きさとは関係なく、マイクロレンズの各々に入射された光束が集光されてできる画素内光透過部像の大きさを適宜調整できる。したがって、光変調素子が備えるブラックマトリクス等の遮光膜を特に設計変更することなく、本発明の構成を実現できる。
【００１１】
もしくは、本発明の画像表示装置において、前記複数の光変調素子に、前記画素に対応した画素開口部を有する遮光膜が備えられ、前記複数の光変調素子の各々に入射された光が前記画素開口部内の全域を透過する構成を採用できる。
この構成によれば、上記の構成とは逆に、画素内光透過部像の大きさが光変調素子の遮光膜の画素開口部で規定されるので、光透過部面積比率が上記の条件を満たすように画素開口部を設計しさえすれば、マイクロレンズアレイを使用することなく、本発明の構成を実現できる。
【００１２】
本発明の画像表示装置において、前記複数の色光が赤色光、緑色光、青色光であり、前記複数の光変調素子が、前記赤色光を変調する第１の赤色光用光変調素子および第２の赤色光用光変調素子と、前記緑色光を変調する第１の緑色光用光変調素子および第２の緑色光用光変調素子と、前記青色光を変調する第１の青色光用光変調素子および第２の青色光用光変調素子と、からなり、前記第１の赤色光用光変調素子、前記第１の緑色光用光変調素子、および前記第１の青色光用光変調素子における画素像の位置と、前記第２の赤色光用光変調素子、前記第２の緑色光用光変調素子、および前記第２の青色光用光変調素子における画素像の位置と、がずれている構成を採用できる。
この構成によれば、ずらした位置関係にある２つの画素像がそれぞれ赤色光による画素像、緑色光による画素像、青色光による画素像で構成されるため、色バランスに優れた画像を得ることができる。
【００１３】
もしくは、本発明の画像表示装置において、前記複数の色光が赤色光、緑色光、青色光であり、前記複数の光変調素子が、前記赤色光を変調する赤色光用光変調素子と、前記緑色光を変調する緑色光用光変調素子と、前記青色光を変調する青色光用光変調素子と、からなり、前記赤色光用光変調素子、前記緑色光用光変調素子、前記青色光用光変調素子のうち、いずれか一つの光変調素子における画素像の位置と、残りの２つの光変調素子における画素像の位置と、がずれている構成を採用できる。
この構成によれば、赤色光用光変調素子、緑色光用光変調素子、青色光用光変調素子の３つの光変調素子を備えた一般的な画像表示装置を用いて本発明の構成を実現できる。
【００１４】
本発明の画像表示方法は、波長域が異なる複数の色光を含む光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源から射出される光を前記色光毎に変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備えた画像表示装置を用いた画像表示方法であって、前記被投射面上に投射する前記複数の光変調素子の複数の画素像のうち、少なくとも一つの画素像の位置を他の画素像の位置からずらし、かつ、前記少なくとも一つの画素像における画素内光透過部と前記他の画素像における画素内光透過部とを重畳させないようにすることを特徴とする。
【００１５】
本発明の画像表示方法においては、少なくとも一つの画素像における画素内光透過部と他の画素像における画素内光透過部とを重畳させないため、表示パターンの縁の部分の鮮鋭性が確保され、画像のぼやけという画質劣化を防止しつつ、表示解像度の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】本プロジェクターの液晶ライトバルブの一形態を示す断面図である。
【図３】本実施形態での画素像の位置をずらしたイメージを示す図である。
【図４】光透過部面積比率を説明するための図である。
【図５】光透過部面積比率を変えたときの空間周波数と振幅比との関係を示すグラフである。
【図６】本実施形態のプロジェクターの効果を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図８】本実施形態での画素像の位置をずらしたイメージを示す図である。
【図９】画素像の位置をずらした他のイメージを示す図である。
【図１０】画素像の位置をずらしたさらに他のイメージを示す図である。
【図１１】液晶ライトバルブの他の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図６を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色について２組ずつ、計６組の液晶ライトバルブを備えた、いわゆる６板式のプロジェクターの構成例である。
図１は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図２は、本実施形態のプロジェクターの液晶ライトバルブの一形態を示す断面図である。図３は、本実施形態におけるスクリーン上の画素像の位置をずらしたイメージを示す図であり、図３（Ａ）は本実施形態、図３（Ｂ）は従来例、をそれぞれ示している。図４は、光透過部面積比率を説明するための図である。図５は、光透過部面積比率を変えたときの空間周波数と振幅比との関係を示すグラフである。図６は、本実施形態のプロジェクターの効果を示す図であり、図６（Ａ）はオリジナル表示パターン、図６（Ｂ）は従来の表示パターン、図６（Ｃ）は本実施形態の表示パターン、をそれぞれ示している。
なお、以下の各図面においては、構成要素を見やすくするため、構成要素に応じて寸法の比率や縮尺を異ならせることがある。
【００１８】
本実施形態のプロジェクター１は、図１に示すように、光源から射出された光を入力される画像信号に応じて変調し、画像光を形成する２つの画像形成光学系２Ａ，２Ｂと、画像形成光学系２Ａ，２Ｂにて形成された画像光を投射する投射光学系３と、を備えている。
画像形成光学系２Ａ，２Ｂは、形成した画像光の射出方向と投射光学系３による画像光の投射方向とが略平行となるように配置された画像形成光学系２Ａと、形成した画像光の射出方向と投射光学系３による画像光の投射方向とが略直交するように配置された画像形成光学系２Ｂと、で構成されている。各画像形成光学系２Ａ，２Ｂは、照明光学系４と、色分離光学系５と、リレー光学系６と、電気光学装置７Ａ，７Ｂと、を備えている。
【００１９】
照明光学系４は、光源９から射出された光を被照明領域で結像させるものであり、光源９と、第１レンズアレイ１１と、第２レンズアレイ１２と、重畳レンズ１３と、を備えている。
光源９は、図示は省略するが、放射状の光線を射出する光源ランプと、光源ランプから射出された放射光を反射して所定位置に収束させるリフレクターと、リフレクターによって収束される光を照明光軸Ａに対して平行化する平行化凹レンズとを備えている。
【００２０】
第１レンズアレイ１１と第２レンズアレイ１２とは、互いに対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有しており、第１レンズアレイ１１は、光源９から入射した光を複数の部分光に分割して、第２レンズアレイ１２の近傍に結像させる。また、第２レンズアレイ１２は、光路の後段に位置する重畳レンズ１３とともに、第１レンズアレイ１１の各小レンズから射出された像を、後述する電気光学装置７Ａ，７Ｂの液晶パネルの画像形成領域に結像させる。なお、第２レンズアレイ１２から射出した各部分光は、第２レンズアレイ１２と、重畳レンズ１３との間に配置される偏光変換素子（図示略）によって略１種類の偏光方向を有する直線偏光に変換される。また、画像形成光学系２Ａにおける偏光変換素子によって変換される直線偏光と、画像形成光学系２Ｂにおける偏光変換素子によって変換される直線偏光とは、互いに異なる種類の偏光方向を有する直線偏光となっている。
【００２１】
色分離光学系５は、２枚のダイクロイックミラー１５，１６と、反射ミラー１７と、を備えており、ダイクロイックミラー１５，１６によって、照明光学系４から射出された複数の部分光を赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）の３色の色光に分離する機能を有している。リレー光学系６は、入射側レンズ１９、リレーレンズ２０、および反射ミラー２１，２２を備えており、色分離光学系５で分離され、他の色光に比べて光路の長い青色光を青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂまで導く機能を有している。
【００２２】
この際、色分離光学系５のダイクロイックミラー１５では、照明光学系４から射出された光のうちの赤色光成分が透過する一方、緑色光成分と青色光成分とが反射する。ダイクロイックミラー１５を透過した赤色光は、反射ミラー１７で反射し、フィールドレンズ２５を通って赤色光用液晶ライトバルブ２４Ｒに到達する。このフィールドレンズ２５は、第２レンズアレイ１２から射出された各部分光をその中心軸（主光線）に対して平行な光に変換するものである。緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇおよび青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂの光入射側に設けられたフィールドレンズ２５も同様である。
【００２３】
ダイクロイックミラー１５で反射した緑色光と青色光のうち、緑色光はダイクロイックミラー１６によって反射し、フィールドレンズ２５を通って緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇに到達する。一方、青色光はダイクロイックミラー１６を透過してリレー光学系６を通り、さらにフィールドレンズ２５を通って青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂに到達する。
【００２４】
電気光学装置７Ａ，７Ｂは、入射した光を画像信号に応じて変調して画像光を形成するものであり、形成した画像光の射出方向と投射光学系３による画像光の投射方向とが略平行となるように配置された平行側電気光学装置７Ａと、形成した画像光の射出方向と投射光学系３による画像光の投射方向とが略直交するように配置された垂直側電気光学装置７Ｂと、で構成されている。
これら各電気光学装置７Ａ，７Ｂは、３つの液晶ライトバルブ（赤色光用液晶ライトバルブ２４Ｒ、緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇ、青色光用液晶ライトバルブを２４Ｂ）と、各液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの光入射側に配置される入射側偏光板（図示略）と、各液晶ライトバルブの光射出側に配置される射出側偏光板（図示略）と、クロスダイクロイックプリズム２６（色合成光学系）と、を備えている。
【００２５】
入射側偏光板は、色分離光学系５で分離された各色光のうち、偏光変換素子で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向を有する偏光のみ透過させ、その他の光を吸収する。光変調素子としての液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは入力される画像信号に応じて液晶パネル２８内の液晶の配向状態が制御されることで、入射側偏光板から入射された偏光の偏光方向を変調する。射出側偏光板は、液晶パネル２８を介して射出された光のうち、一定方向の偏光（例えば、入射側偏光板における光の透過軸と直交する偏光軸を有する光）を透過し、その他の光を吸収する。
【００２６】
色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム２６は、各射出側偏光板から射出された各色光を合成して画像光を形成する。このクロスダイクロイックプリズム２６は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状を有し、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶ライトバルブ２４Ｇから射出された緑色光を透過し、液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｂから射出された赤色光および青色光を反射する。これにより、赤色光、緑色光および青色光が合成された画像光（カラー画像）が形成される。
【００２７】
投射光学系３は、偏光ビームスプリッター３１（Polarized Beam Splitter, 以下、ＰＢＳと略記する）と、投射レンズ３２と、を備えている。ＰＢＳ３１は、２つの直角プリズムを貼り合わせて構成され、各直角プリズムを貼り合わせた界面に形成された誘電体偏光膜にて一方の偏光方向の光を透過させ、他方の偏光方向の光を反射させる。本実施形態では、画像形成光学系２Ａから射出される画像光は誘電体偏光膜を透過し、画像形成光学系２Ｂから射出される画像光は誘電体偏光膜で反射されて、それぞれ投射レンズ３２に導かれる。投射レンズ３２は、筒状の鏡筒（図示略）内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、ＰＢＳ３１から射出される画像光をスクリーン３４等の被投射面に拡大投射する。
【００２８】
本実施形態の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、図２に示すように、液晶パネル２８と、液晶パネル２８の光入射側に配置されたマイクロレンズアレイ２９と、を備えている。液晶パネル２８は、一対の透明なガラス基板３６，３７間に電気光学物質である液晶層が封入された構成を有している。液晶パネル２８は、複数の画素Ｐがマトリクス状に配置された画像形成領域を有しており、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐ間を区画するブラックマトリクス３８（遮光膜）を備えている。ブラックマトリクス３８は、一対のガラス基板３６，３７のうちのアクティブマトリクス基板上に形成されたデータ線、走査線、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）等を遮光する機能も有している。したがって、ブラックマトリクス３８は、遮光性を有するクロム等の金属膜により一方のガラス基板３６，３７の液晶層側の面上に格子状に形成されており、各画素Ｐに対応して設けられた画素開口部Ｐａ内を光が透過し、画像の形成に寄与する。
【００２９】
ここで、マイクロレンズアレイ２９に入射された光は、図２に示すように、各マイクロレンズ４０に入射された光束Ｌｐが各マイクロレンズ４０によって画素開口部Ｐａよりも小さい範囲に集光された状態で、液晶パネル２８を透過する。これにより、最終的にスクリーン３４上に投影される各画素開口部Ｐａの内側を透過した光による像は、画素開口部Ｐａをそのまま投影したときの像よりも小さくなる。以下、「各画素開口部を透過した光によって生じるスクリーン上の像」のことを「画素内光透過部像」と称する。
【００３０】
本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、平行側電気光学装置７Ａにおける３つの液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂによる画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１と、垂直側電気光学装置７Ｂにおける３つの液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂによる画素内光透過部像Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２と、が画素内光透過部像の配列方向（水平方向、垂直方向）に対して斜め方向にずれている。これは、スクリーン３４に画像を投射しつつ、上記２組の画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２が斜め方向にずれるように、平行側電気光学装置７Ａと垂直側電気光学装置７Ｂとの相対位置を調整した後、これら電気光学装置７Ａ，７Ｂをプロジェクター１の筐体内に組み付けることで実現できる。
【００３１】
一方、図３（Ｂ）は、画素像をずらす構成を有する従来のプロジェクターにおいて、画素像をずらした様子を示す図である。従来のプロジェクターでは、このように、ずらした位置関係にある画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２同士が重畳している。このことが画像のぼやけが生じる原因であると思われる。一方、本実施形態のプロジェクター１においては、平行側電気光学装置７Ａにおける３つの液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂによる画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１と、垂直側電気光学装置７Ｂにおける３つの液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂによる画素内光透過部像Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２と、が重畳していない。
【００３２】
ここで、図４に示すように、例えば平行側電気光学装置７Ａ側の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにおける隣接する２つの画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１間の水平方向のピッチをＷ、隣接する２つの画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１間の垂直方向のピッチをＨ、垂直側電気光学装置７Ｂ側の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにおける画素内光透過部像Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の面積をＳとしたとき、光透過部面積比率をＳ／（Ｗ×Ｈ）と定義する。平行側電気光学装置７Ａにおける液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂによる画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１と、垂直側電気光学装置７Ｂにおける液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂによる画素内光透過部像Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２と、を重畳させないためには、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）を０．２５以下とする必要がある。
【００３３】
例えば、画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の形状を正方形と仮定すると、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）が０．２５であるとき、平行側電気光学装置７Ａ側の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにおける水平方向、垂直方向に隣接する４つの画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１間の中央に、垂直側電気光学装置７Ｂ側の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにおける画素内光透過部像Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２が、その角部同士が接するようにちょうど嵌り込む形態となる。したがって、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）が０．２５以下であれば、画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２同士が重畳しない構成となる。
【００３４】
このように、本実施形態のプロジェクター１によれば、ずらした位置関係にある画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２同士が重畳していないため、表示パターンの縁の部分の鮮鋭性が確保され、画像のぼやけという画質劣化を防止しつつ、表示解像度を向上することができる。また、本実施形態では、液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにマイクロレンズアレイ２９が備えられているので、マイクロレンズアレイ２９を構成する各マイクロレンズ４０の曲率（焦点距離）を変更すれば、画素開口部Ｐａの大きさとは関係なく、スクリーン３４上の画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の大きさを適宜調整できる。したがって、液晶パネル２８内のブラックマトリクス３８を特に設計変更する必要がない。さらに、ずらした位置関係にある２つの画素内光透過部像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２のそれぞれが赤色光による像、緑色光による像、青色光による像で構成されるため、色バランスに優れた画像を得ることができる。
【００３５】
本発明者らは、上記の光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）を変えたときの表示パターンの鮮鋭性のシミュレーションによる評価を行った。図５はプロジェクターの周波数特性のシミュレーション結果であり、横軸が入力信号の周波数、縦軸が振幅比である。
まず、空間領域において各画素に入力される離散信号と、所定の光透過部面積比率における補間関数とを設定した後、上記の離散信号と補間関数を用いてフーリエ変換を行うことにより、図５に示すような振幅比の周波数特性を計算することができる。振幅比は、入力信号が１００％再現できたときの値が１であり、１より小さくなればなる程、入力信号が忠実に再現できず、表示パターンの鮮鋭性が低下することを意味する。光透過部面積比率の変化に伴って補間関数が変化する結果、振幅比の周波数特性が変化する。図５から判るように、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）を１００％から２０％と小さくするにつれて振幅比の周波数特性が１に近い値を取るようになり、表示パターンの鮮鋭性が向上していることが確認できる。
【００３６】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、実際の表示パターンを拡大視した図であり、オリジナル（画素ずらしを行っていない状態）の表示パターンは、図６（Ａ）に示す「ｍ」の文字である。これに対して、図６（Ｂ）に示すように、光透過部面積比率を７２％とした場合には文字の縁の部分の鮮鋭性が失われ、文字がぼやけて見える。一方、図６（Ｃ）に示すように、光透過部面積比率を本実施形態の範囲である２５％とした場合には文字の縁の部分の鮮鋭性が向上し、図６（Ｂ）に比べて文字がはっきりと見える。
【００３７】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図７〜図９を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置は、３板式のプロジェクターの構成例である。
図７は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図８、図９は、本実施形態での画素像の位置をずらしたイメージを示す図である。
図７において第１実施形態の図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する場合がある。
【００３８】
本実施形態のプロジェクター５１は、図７に示すように、照明光学系５２と、色分離光学系５と、リレー光学系６と、液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ（光変調手段）と、クロスダイクロイックプリズム２６（色合成手段）と、投射レンズ３（投射光学系）と、を備えている。照明光学系５２は、光源９と、第１レンズアレイ１１および第２レンズアレイ１２と、偏光変換素子５３と、を備えている。
【００３９】
色分離光学系５は、ダイクロイックミラー１５，１６を備えている。光源９から射出された光のうち、赤色光ＬＲがダイクロイックミラー１５を透過する一方、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢがダイクロイックミラー１５で反射する。また、ダイクロイックミラー１５で反射した緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢのうち、青色光ＬＢがダイクロイックミラー１６を透過し、緑色光ＬＧがダイクロイックミラー１６で反射する。
【００４０】
ダイクロイックミラー１５を透過した赤色光ＬＲは、反射ミラー１７で反射し、フィールドレンズ２５を経て赤色光用液晶ライトバルブ２４Ｒに入射する。ダイクロイックミラー１６で反射した緑色光ＬＧは、フィールドレンズ２５を経て緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇに入射する。ダイクロイックミラー１６を透過した青色光ＬＢは、リレー光学系６を経て青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂに入射する。
【００４１】
液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの各々は、第１実施形態と同様、透過型の液晶パネル２８と、液晶パネル２８の光入射側に設けられたマイクロレンズアレイ２９と、から構成されている。また、液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの光入射側、光射出側には、入射側偏光板、射出側偏光板がそれぞれ設けられている。各液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂで変調された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム２６に入射し、３つの色光が合成されて合成光Ｌとなる。合成光Ｌは、投射レンズ３に入射し、投射レンズ３によってスクリーン３４（被投射面）に拡大投射される。
【００４２】
第１実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光に２組、計６組の液晶ライトバルブを有していたため、ずらした位置関係にある２つの画素内光透過部像のそれぞれが赤色光による像、緑色光による像、青色光による像で構成されていた。これに対して、本実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光に１組、計３組の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを有しているため、図８（Ａ）に示すように、赤色光用液晶ライトバルブ２４Ｒによる画素内光透過部像Ｒと青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂによる画素内光透過部像Ｂに対して、緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇによる画素内光透過部像Ｇだけが画素内光透過部像の配列方向（水平方向、垂直方向）に対して斜め方向にずれている。
【００４３】
また、従来のプロジェクターでは、図８（Ｂ）に示すように、ずらした位置関係にある画素内光透過部像Ｒ，Ｇ，Ｂ同士が重畳しているのに対し、本実施形態のプロジェクター５１においては、図８（Ａ）に示すように、赤色光用液晶ライトバルブ２４Ｒによる画素内光透過部像Ｒと青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂによる画素内光透過部像Ｂとは重畳しているが、これらの画素内光透過部像Ｒ，Ｂに対して緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇによる画素内光透過部像Ｇが重畳していない。本実施形態の場合も第１実施形態と同様、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）を０．２５以下としている。
【００４４】
本実施形態のプロジェクター５１においても、ずらした位置関係にある画素内光透過部像Ｒ，Ｇ，Ｂ同士が重畳していないため、画像のぼやけという画質劣化を防止しつつ、表示解像度を向上できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、３組の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを備えた、いわゆる３板式のプロジェクターに本発明を適用しているので、第１実施形態のように装置構成を複雑にすることなく、本発明の効果を十分に得ることができる。
【００４５】
上記の３組の液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂのうち、画素内光透過部像Ｒ，Ｇ，Ｂをずらす対象となる液晶ライトバルブは、緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇに限ることはなく、赤色光用液晶ライトバルブ２４Ｒでも良いし、青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂでも良い。ただし、人間の目にとって視感度が最も高いのは緑色であるため、上記の構成のように、赤色光用液晶ライトバルブ２４Ｒによる画素内光透過部像Ｒと青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂによる画素内光透過部像Ｂに対して、緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇによる画素内光透過部像Ｇをずらすのが、画像を構成する画素内光透過部像Ｒ，Ｇ，Ｂ間の輝度の違いがより小さくなる意味で望ましい。
【００４６】
また、第１実施形態、第２実施形態ともに、画素内光透過部像の配列方向に対して画素内光透過部像を斜めにずらす構成とした。この構成は、人間の目の視覚特性に合致して解像度の向上感をより効果的に得ることができる。しかしながら、画素内光透過部像をずらす方向は画素内光透過部像の配列方向に対して必ずしも斜め方向に限ることはなく、画素内光透過部像の配列方向に沿う方向（水平方向もしくは垂直方向）であっても良い。
【００４７】
例えば図９（Ａ）に示すように、画素内光透過部像Ｒ，Ｇ，Ｂを画面の水平方向にずらし、赤色光用液晶ライトバルブ２４Ｒによる画素内光透過部像Ｒと、緑色光用液晶ライトバルブ２４Ｇによる画素内光透過部像Ｇと、青色光用液晶ライトバルブ２４Ｂによる画素内光透過部像Ｂと、が全て重畳しない構成としても良い。この構成の場合、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）は約０．１１となり、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）が０．２５以下の条件を満たす。この構成の場合も、図９（Ｂ）に示す画素内光透過部像が重畳した従来の場合に比べて、画像のぼやけという画質劣化を防止しつつ、表示解像度を向上することができる。
【００４８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば第１実施形態では６板式のプロジェクターの例、第２実施形態では３板式のプロジェクターの例を示したが、光変調素子の数はこれらに限るものではない。例えば、最も視感度が高い緑色光用液晶ライトバルブを２組用い、図１０（Ａ）に示すように、赤色光用液晶ライトバルブによる画素内光透過部像Ｒと青色光用液晶ライトバルブによる画素内光透過部像Ｂと第１の緑色光用液晶ライトバルブによる画素内光透過部像Ｇ１とを重畳させ、第２の緑色光用液晶ライトバルブによる画素内光透過部像Ｇ２のみを斜めにずらして重畳させない構成としても良い。この構成の場合も、図１０（Ｂ）に示す画素内光透過部像Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂが重畳した従来の場合に比べて、画像のぼやけという画質劣化を防止しつつ、表示解像度を向上することができる。
【００４９】
また、上記実施形態では、光透過部面積比率Ｓ／（Ｗ×Ｈ）が０．２５以下となるように画素内光透過部像を縮小する手段として、液晶ライトバルブを構成する液晶パネルの光入射側にマイクロレンズアレイを配置する構成を例示したが、この構成に限ることはない。例えば、図１１に示すように、液晶パネル６０のブラックマトリクス６１が設けられた側の基板６２と反対側の基板６３にも格子状の遮光膜６４を設け、ブラックマトリクス６１の画素開口部Ｐａ１よりも新たに設けた遮光膜６４の画素開口部Ｐａ２を小さくする構成を採用しても良い。この構成によれば、画素内光透過部像の大きさが遮光膜６４の画素開口部Ｐａ２で規定されるので、光透過部面積比率が上記の条件を満たすように画素開口部Ｐａ２を設計しさえすれば、マイクロレンズアレイを使用することなく、本発明の効果を得ることができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、画素内光透過部像をずらして２箇所に配置する例を示したが、画素内光透過部像を３箇所以上の位置に配置する構成としても良い。また、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を挙げたが、その他、反射型の液晶ライトバルブ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device，登録商標）等を用いることもできる。また、上記実施形態で述べたプロジェクターの各部の具体的な構成は適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１，５１…プロジェクター（画像表示装置）、３…投射光学系、９…光源、２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、２９…マイクロレンズアレイ、３４…スクリーン（被投射面）、３８，６１…ブラックマトリクス（遮光膜）、４０…マイクロレンズ、Ｐ…画素、Ｐａ，Ｐａ１，Ｐａ２…画素開口部、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２…画素内光透過部像。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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