(57)【要約】【課題】コントラストの低下や偽色の発生を低減でき、常に高解像度かつ高画質で画像を表示できる画像表示装置およびこれに用いる液晶セルの駆動方法を提供する。【解決手段】光源部11からの光を空間光変調部(15R,15G,15B)により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セル25を少なくとも有する画素シフト部21により選択的に画素シフトして表示するようにした画像表示装置において、液晶セル25の近傍の温度を計測する温度計測手段28と、所定の色光における液晶セル25の温度毎の特性データを格納するテーブル39と、温度計測手段28による計測温度に基づいて、テーブル39から対応する温度の特性データを参照して、液晶セル25の駆動を制御する液晶セル制御部38とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示するようにした画像表示装置において、
前記液晶セルの近傍の温度を計測する温度計測手段と、
所定の色光における前記液晶セルの温度毎の特性データを格納するテーブルと、
前記温度計測手段による計測温度に基づいて、前記テーブルから対応する温度の特性データを参照して、前記液晶セルの駆動を制御する液晶セル制御部と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記空間変調部は、複数の空間光変調素子を有し、
さらに、前記複数の空間光変調素子でそれぞれ形成される画像を合成する画像合成部を有し、
前記複数の空間光変調素子に前記光源部からそれぞれ異なる色光を同時に入射させて、それぞれ異なる色光の画像を形成し、これら異なる色光の画像を前記画像合成部で合成してカラー画像を形成するよう構成した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】
前記画素シフト部を、前記画像合成部で合成されたカラー画像を選択的にシフトするように、該画像合成部の出射側に配置した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】
前記画素シフト部を、前記複数の空間光変調素子と前記画像合成部との間にそれぞれ配置し、
前記温度計測手段は、少なくとも１つの前記画像合成部における前記液晶セルの近傍の温度を計測するよう構成し、
前記テーブルには、前記異なる色光をそれぞれ所定の色光として、対応する前記画像合成部における前記液晶セルの温度毎の特性データを格納し、
前記液晶セル制御部は、前記温度計測手段による計測温度に基づいて、前記テーブルから前記異なる色光の前記液晶セル毎に、前記計測温度に対応する温度の特性データをそれぞれ参照して、対応する前記液晶セルの駆動を制御する、
よう構成した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】
光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示するようにした画像表示装置において、
前記液晶セルの非表示エリアに所定の色光を照射し、その透過光を受光して該液晶セルの応答特性を計測する応答特性計測部と、
前記応答特性計測部による計測結果に基づいて、前記液晶セルの駆動を制御する液晶セル制御部と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
前記空間変調部は、複数の空間光変調素子を有し、
さらに、前記複数の空間光変調素子でそれぞれ形成される画像を合成する画像合成部を有し、
前記複数の空間光変調素子に前記光源部からそれぞれ異なる色光を同時に入射させて、それぞれ異なる色光の画像を形成し、これら異なる色光の画像を前記画像合成部で合成してカラー画像を形成するよう構成したことを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記画素シフト部を、前記画像合成部で合成されたカラー画像を選択的にシフトするように、該画像合成部の出射側に配置したことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記画素シフト部を、前記複数の空間光変調素子と前記画像合成部との間にそれぞれ配置し、
前記応答特性計測部は、各画素シフト部における前記液晶セルの応答特性を計測し、
前記液晶セル制御部は、前記応答特性計測部による各液晶セルの計測結果に基づいて、当該液晶セルの駆動を制御する、
よう構成したことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記空間変調部は、１つの空間光変調素子を有し、
前記空間光変調素子に前記光源部から異なる色光を順次入射させて、面順次でカラー画像を形成するよう構成したことを特徴とする請求項１または５に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記所定の色光は、前記光源部の分光特性に基ついて決定された波長光であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記液晶セル制御部は、前記液晶セルに対して交流電圧をオン・オフして入射光の偏光状態を選択的に切替えるとともに、前記液晶セルのオン期間において、交流電圧の周波数を切替えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示するようにした画像表示装置において、
前記液晶セルのオン期間をＴ（sec）、印加する交流電圧の周波数をＺ（Ｈｚ）、Ｎを正の整数とするとき、Ｔ＝（１／Ｚ）×Ｎ、を満たすように、前記液晶セルを駆動する液晶セル制御部を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示する画像表示装置に用いる前記液晶セルを駆動するにあたり、
所定の色光における前記液晶セルの温度毎の特性データを取得してテーブルに格納する特性データ取得ステップと、
前記液晶セルの近傍の温度を計測する計測ステップと、
前記計測ステップでの計測温度に基づいて、前記テーブルから対応する温度の特性データを参照して、前記液晶セルの駆動を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする画像表示装置に用いる液晶セルの駆動方法。
【請求項１４】
光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示する画像表示装置に用いる前記液晶セルを駆動するにあたり、
前記液晶セルの非表示エリアに所定の色光を照射し、その透過光を受光して該液晶セルの応答特性を計測する計測ステップと、
前記計測ステップで計測した応答特性に基づいて、前記液晶セルの駆動を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする画像表示装置に用いる液晶セルの駆動方法。
【請求項１５】
前記制御ステップは、前記液晶セルに対して交流電圧をオン・オフして入射光の偏光状態を選択的に切替えるとともに、前記液晶セルのオン期間において、交流電圧の周波数を切替えることを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像表示装置に用いる液晶セルの駆動方法。
【請求項１６】
光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示する画像表示装置に用いる前記液晶セルを駆動するにあたり、
前記液晶セルのオン期間をＴ（sec）、印加する交流電圧の周波数をＺ（Ｈｚ）、Ｎを正の整数とするとき、Ｔ＝（１／Ｚ）×Ｎ、を満たすように、前記液晶セルを駆動することを特徴とする画像表示装置に用いる液晶セルの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ、ＦＭＤ（フェイスマウントディスプレイ）、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、電子ビューアなどの画像表示装置、特に、画素シフトを行う画像表示装置、およびこれに用いる画素シフト用の液晶セルの駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像表示装置として、例えば光源からの光を透過型または反射型の液晶パネルなどの空間光変調デバイスにより表示すべき映像に応じて変調し、その変調された光を、液晶セルおよび複屈折素子を有する画素シフト手段により選択的に画素シフトして、空間光変調デバイスの画素数を見掛け上増大させることにより、高解像度化を図ったものが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者による実験検討によると、上記特許文献１に開示の画像表示装置には、以下に説明するような改良すべき点があることが判明した。すなわち、特許文献１に開示の画像表示装置では、画素シフト手段を構成する液晶セルの応答特性を考慮して、画素シフトする各フィールドにおける映像の偏光の積分値が同じになるように、液晶セルを駆動するタイミングを調整するようにしており、液晶セルの波長依存性およびその温度特性については何ら考慮されていない。
【０００５】
このため、入力映像信号によっては、液晶セルの波長依存性およびその温度特性に起因するコントラストの低下や偽色が発生して、充分な高解像度効果および高画質化が得られない場合がある。
【０００６】
また、画素シフト手段を構成する液晶セルは、一般に交流駆動されるが、従来は、液晶セルのオン期間と、液晶駆動信号の周波数との関係については、何ら考慮されていないため、特に液晶セルをオン状態からオフにするタイミングが、液晶駆動信号の立上りまたは立下りと一致しない場合があり、これによりコントラストの低下や偽色が発生することがある。
【０００７】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、コントラストの低下や偽色の発生を低減でき、常に高解像度かつ高画質で画像を表示できる画像表示装置およびこれに用いる液晶セルの駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する請求項１に係る画像表示装置の発明は、光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示するようにした画像表示装置において、
前記液晶セルの近傍の温度を計測する温度計測手段と、
所定の色光における前記液晶セルの温度毎の特性データを格納するテーブルと、
前記温度計測手段による計測温度に基づいて、前記テーブルから対応する温度の特性データを参照して、前記液晶セルの駆動を制御する液晶セル制御部と、
を有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像表示装置において、
前記空間変調部は、複数の空間光変調素子を有し、
さらに、前記複数の空間光変調素子でそれぞれ形成される画像を合成する画像合成部を有し、
前記複数の空間光変調素子に前記光源部からそれぞれ異なる色光を同時に入射させて、それぞれ異なる色光の画像を形成し、これら異なる色光の画像を前記画像合成部で合成してカラー画像を形成するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の画像表示装置において、
前記画素シフト部を、前記画像合成部で合成されたカラー画像を選択的にシフトするように、該画像合成部の出射側に配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の画像表示装置において、
前記画素シフト部を、前記複数の空間光変調素子と前記画像合成部との間にそれぞれ配置し、
前記温度計測手段は、少なくとも１つの前記画像合成部における前記液晶セルの近傍の温度を計測するよう構成し、
前記テーブルには、前記異なる色光をそれぞれ所定の色光として、対応する前記画像合成部における前記液晶セルの温度毎の特性データを格納し、
前記液晶セル制御部は、前記温度計測手段による計測温度に基づいて、前記テーブルから前記異なる色光の前記液晶セル毎に、前記計測温度に対応する温度の特性データをそれぞれ参照して、対応する前記液晶セルの駆動を制御する、
よう構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、上記目的を達成する請求項５に係る画像表示装置の発明は、光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示するようにした画像表示装置において、
前記液晶セルの非表示エリアに所定の色光を照射し、その透過光を受光して該液晶セルの応答特性を計測する応答特性計測部と、
前記応答特性計測部による計測結果に基づいて、前記液晶セルの駆動を制御する液晶セル制御部と、
を有することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の画像表示装置において、
前記空間変調部は、複数の空間光変調素子を有し、
さらに、前記複数の空間光変調素子でそれぞれ形成される画像を合成する画像合成部を有し、
前記複数の空間光変調素子に前記光源部からそれぞれ異なる色光を同時に入射させて、それぞれ異なる色光の画像を形成し、これら異なる色光の画像を前記画像合成部で合成してカラー画像を形成するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の画像表示装置において、
前記画素シフト部を、前記画像合成部で合成されたカラー画像を選択的にシフトするように、該画像合成部の出射側に配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項６に記載の画像表示装置において、
前記画素シフト部を、前記複数の空間光変調素子と前記画像合成部との間にそれぞれ配置し、
前記応答特性計測部は、各画素シフト部における前記液晶セルの応答特性を計測し、
前記液晶セル制御部は、前記応答特性計測部による各液晶セルの計測結果に基づいて、当該液晶セルの駆動を制御する、
よう構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項１または５に記載の画像表示装置において、
前記空間変調部は、１つの空間光変調素子を有し、
前記空間光変調素子に前記光源部から異なる色光を順次入射させて、面順次でカラー画像を形成するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
前記所定の色光は、前記光源部の分光特性に基ついて決定された波長光であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
前記液晶セル制御部は、前記液晶セルに対して交流電圧をオン・オフして入射光の偏光状態を選択的に切替えるとともに、前記液晶セルのオン期間において、交流電圧の周波数を切替えることを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、上記目的を達成する請求項１２に係る画像表示装置の発明は、
光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示するようにした画像表示装置において、
前記液晶セルのオン期間をＴ（sec）、印加する交流電圧の周波数をＺ（Ｈｚ）、Ｎを正の整数とするとき、Ｔ＝（１／Ｚ）×Ｎ、を満たすように、前記液晶セルを駆動する液晶セル制御部を有することを特徴とするものである。
【００２０】
さらに、上記目的を達成する請求項１３に係る発明は、光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示する画像表示装置に用いる前記液晶セルを駆動するにあたり、
所定の色光における前記液晶セルの温度毎の特性データを取得してテーブルに格納する特性データ取得ステップと、
前記液晶セルの近傍の温度を計測する計測ステップと、
前記計測ステップでの計測温度に基づいて、前記テーブルから対応する温度の特性データを参照して、前記液晶セルの駆動を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とするものである。
【００２１】
さらに、上記目的を達成する請求項１４に係る発明は、光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示する画像表示装置に用いる前記液晶セルを駆動するにあたり、
前記液晶セルの非表示エリアに所定の色光を照射し、その透過光を受光して該液晶セルの応答特性を計測する計測ステップと、
前記計測ステップで計測した応答特性に基づいて、前記液晶セルの駆動を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１５に係る発明は、請求項１３または１４に記載の画像表示装置に用いる液晶セルの駆動方法において、
前記制御ステップは、前記液晶セルに対して交流電圧をオン・オフして入射光の偏光状態を選択的に切替えるとともに、前記液晶セルのオン期間において、交流電圧の周波数を切替えることを特徴とするものである。
【００２３】
さらに、上記目的を達成する請求項１６に係る発明は、光源部からの光を空間光変調部により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を、電圧のオン・オフにより入射光の偏光状態を選択的に切替える液晶セルを少なくとも有する画素シフト部により選択的に画素シフトして表示する画像表示装置に用いる前記液晶セルを駆動するにあたり、
前記液晶セルのオン期間をＴ（sec）、印加する交流電圧の周波数をＺ（Ｈｚ）、Ｎを正の整数とするとき、Ｔ＝（１／Ｚ）×Ｎ、を満たすように、前記液晶セルを駆動することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、画素シフト用の液晶セルを、波長依存性およびその温度特性を考慮して駆動できるので、コントラストの低下や偽色の発生を低減でき、常に高解像度かつ高画質で画像を表示することができる。また、液晶セルのオン期間の始点および終点において、交流の液晶駆動信号の立上りまたは立下りを一致できるので、コントラストの低下や偽色の発生を低減でき、常に高解像度かつ高画質で画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００２６】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示すものである。この画像表示装置は、空間光変調部として３枚の一括書き込み型の透過型ＬＣＤ（液晶表示素子）を用いる３板式のもので、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等の白色光源１１と反射傘１２とを有する光源部からの照明光は、直線偏光してダイクロイックミラー１３に入射させ、ここでＲ（赤）光を反射させ、他の光は透過させて、分離されたＲ光を、ミラー１４を経てＲ用透過型ＬＣＤ１５Ｒに入射させて変調する。また、ダイクロイックミラー１３を透過した照明光は、ダイクロイックミラー１６でＧ（緑）光を反射させ、Ｂ（青）光は透過させて、Ｇ光をＧ用透過型ＬＣＤ１５Ｇに入射させて変調し、Ｂ光はミラー１７，１８を経てＢ用透過型ＬＣＤ１５Ｂに入射させて変調する。なお、図示しないが、白色光源１１とダイクロイックミラー１３との間には、フライアイレンズ等を使用したインテグレータ光学系や、Ｐ／Ｓコンバータ等の直線偏光素子を有する照明光学系を配置する。
【００２７】
Ｒ用透過型ＬＣＤ１５Ｒ、Ｇ用透過型ＬＣＤ１５ＧおよびＢ用透過型ＬＣＤ１５Ｂでそれぞれ変調されて形成された各色の画像は、合成プリズム２０で合成し、その合成画像を、偏光方向を揃えて画素シフト部２１に入射させて、該画素シフト部２１で選択的に画素シフトして、投影光学系２２を経てスクリーン２３に投影表示する。
【００２８】
画素シフト部２１は、液晶セル２５と、２枚の複屈折板２６ａ，２６ｂとを有して構成する。液晶セル２５は、例えば、ＴＮ液晶や強誘電性液晶等により構成して、電圧を印加したオン状態では、入射光を、偏光方向を維持したまま透過させ、電圧を印加しないオフ状態では、入射光を、偏光方向を９０度回転させて透過させるようにする。
【００２９】
また、２枚の複屈折板２６ａ，２６ｂは、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム、ルチル、方解石、チリ硝石等の異方性結晶により構成して、例えば、Ｐ偏光の入射光に対しては、複屈折板２６ａにより画素位置を水平方向に半画素ピッチ分シフトさせ、さらに複屈折板２６ｂにより画素位置を垂直方向に半画素ピッチ分シフトさせるようにし、Ｓ偏光の入射光に対しては、画素シフトを行うことなく、そのまま透過させるようにする。
【００３０】
これにより、画素シフト部２１によって、スクリーン２３に表示する画像の画素位置を、シフトしない元の画素位置と、水平および垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分シフトした斜め方向の画素位置との２点画素シフトを行う。
【００３１】
なお、合成プリズム２０に対して、Ｇ用透過型ＬＣＤ１５ＧからのＧ画像をＰ偏光で、Ｒ用透過型ＬＣＤ１５ＲおよびＢ用透過型ＬＣＤ１５ＢからのＲ画像およびＢ画像をそれぞれＳ偏光で入射させる場合には、合成プリズム２０と画素シフト部２１との間に、例えばＧ画像の偏光を９０度回転させる波長選択性偏光回転素子（例えば、カラーリンク社製の「カラースイッチ」）を配置して、画素シフト部２１に入射する各色の画像光の偏光方向を揃えるようにする。
【００３２】
本実施の形態では、画素シフト部２１を構成する液晶セル２５の近傍に温度計測手段を構成する温度センサ２８を配置して、液晶セル２５の近傍の温度をリアルタイムで検出し、その検出温度に基づいて、画像処理部により液晶セル２５の駆動を制御する。
【００３３】
図２は、本実施の形態に係る画像表示装置における画像処理部の構成を示すブロック図である。この画像処理部３０は、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３１、画像変換部３２、メモリ３３、メモリコントローラ３４、サブフィールド分割部３５、ＬＣＤ Ｉ／Ｆ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ、クロック生成部３７、液晶セル制御部３８およびターゲット色温度テーブル３９を有している。
【００３４】
入力Ｉ／Ｆ３１は、入力される映像信号から、クロックや同期信号およびデータなどを抽出して出力するもので、アナログＩ／ＦとデジタルＩ／Ｆとを有しており、アナログＲＧＢ信号、コンポーネントビデオ信号、コンポジットビデオ信号などのアナログ信号や、ＨＤＭＩやＤＶＩなどのデジタルビデオ信号といった信号が入力可能となっている。なお、特に図示しないが、入力Ｉ／Ｆ３１は、アンテナ入力部も有しており、このアンテナ入力部において、アンテナから受信したＴＶ信号を、チューナー回路で映像・音声信号の復調を行い、ビデオデコーダに転送して処理するようになっている。このように、入力Ｉ／Ｆ３１では、各種ビデオ信号を受信して、必要に応じてデジタル信号に変換して、例えば、１フレーム６０Ｈｚのインターレース信号（６０ｉ）として出力する。
【００３５】
入力Ｉ／Ｆ３１から出力されるデジタル信号は、画像変換部３２でＩＰ（インターレース／プログレッシブ）変換などの画像変換を行った後、メモリ３３に書き込む。なお、画像変換部３２は、ＩＰ変換のみでなく、キーストン補正・スケーラー・フレームレート変換・色信号処理・アスペクト変換などを行うように構成することもできる。
【００３６】
メモリ３３は、メモリコントローラ３４により、データの書き込みおよび読み出しを制御する。このメモリ３３から読み出されたデータは、サブフィールド分割部３５に入力して、入力フレームデータを、画素シフト数に応じてＲＧＢの色毎のサブフィールドに分割し、その分割されたサブフィールドのデータを、各色の透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応するＬＣＤ Ｉ／Ｆ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂに供給する。
【００３７】
ＬＣＤ Ｉ／Ｆ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂでは、入力されたデータに対して、対応する透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの面内ムラ補正やγ補正等を行うとともに、駆動に必要なパルスを生成して、その出力を対応する透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに供給する。
【００３８】
クロック生成部３７には、ＬＣＤに適合した水晶発振器が実装されており、各部に必要なクロックや基準信号を生成して、メモリコントローラ３４、サブフィールド分割部３５およびＬＣＤ Ｉ／Ｆ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂに供給する。
【００３９】
液晶セル制御部３８は、ＬＣＤ Ｉ／Ｆ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂの任意の一つからの駆動信号に同期して、画素シフト部２１の液晶セル２５を駆動制御する。本実施の形態では、この液晶セル制御部３８による液晶セル２５の駆動タイミングを、温度センサ２８による検出温度に基づいて、所望の色（ターゲット色）、ここではＧ色の画素シフトによる偏光の積分値が同じになるように制御する。このため、ターゲット色温度テーブル３９には、液晶セル２５のターゲット色の温度による応答特性を予め格納しておき、このターゲット色温度テーブル３９から、温度センサ２８による検出温度に対応する応答特性を読み出し、その読み出した応答特性に基づいて、ターゲット色の画素シフトによる偏光の積分値が同じになるように、液晶セル２５の駆動タイミングを制御する。
【００４０】
以下、本実施の形態の動作について、入力映像信号が１０８０ｉ、透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの有効サイズがＸＧＡの場合を例にとって説明する。なお、１０８０ｉは、有効画素サイズが１９２０×１０８０で６０Ｈｚのインターレースの映像信号を意味している。また、映像信号は、１０８０ｉ以外にも適用できることは容易であるため、ここでは１０８０ｉ以外については説明を省略する。
【００４１】
先ず、入力Ｉ／Ｆ３１において、１０８０ｉの奇数（ＯＤＤ）フィールドと偶数（ＥＶＥＮ）フィールドとの映像信号を交互に受信し、それらの映像信号を画像変換部３２において、１０８０ｐ（１９２０×１０８０）の映像信号にＩＰ変換してメモリ３３に書き込む。
【００４２】
次に、メモリ３３に書き込まれた１９２０×１０８０の映像信号を、サブフィールド分割部３５で、図３に示すように、ＲＧＢの各色について、１つのサブフィールドが９６０×５４０サイズの２つのサブフィールドＡおよびＤに分割する。
【００４３】
ここで、透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、ＸＧＡ（１０２４×７６８）サイズであるので、１９２０×１０８０の映像信号を２つのサブフィールドＡ，Ｄに分割すると、入力画像の有効画素よりも透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの有効画素の方が多くなってしまう。そこで、本実施の形態では、図３に示すように、各色について黒にマスクしたデータを埋め込みながらサブフィールドを生成する。
【００４４】
その後、生成した各色のサブフィールドＡ，Ｄを、対応するＬＣＤ Ｉ／Ｆ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂへ送信して、透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに表示し、それらの画像を合成プリズム２０で合成して、画素シフト部２１により、サブフィールドＡ，Ｄとで２点画素シフトしてスクリーン２３に表示する。なお、透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの足りない画素を埋めるデータは、黒マスクデータに限らず、例えばサブフィールド分割部３５の前段において画素を補間することにより、任意のデータとして表示することもできる。
【００４５】
図４は、本実施の形態における画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。本実施の形態では、サブフィールドフレームレート（サブフィールド分割レート）を１２０Ｈｚ、表示フレームレート（表示フレーム信号）を６０Ｈｚとしている。
【００４６】
図４において、「液晶タイミング」は、液晶セル２５の駆動タイミングを示しており、「ＯＮ」（オン）は電圧を印加した状態を、「ＯＦＦ」（オフ）は電圧を印加しない状態を示している。また、液晶Ｒ，液晶Ｇ，液晶Ｂは、液晶セル２５のオン・オフにおける応答特性を示しており、「表示」は、スクリーン２３に表示されるＲＧＢ合成画像の応答特性を示している。
【００４７】
図５（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態による２点画素シフトを説明するための図である。図５（ａ）は、液晶セル２５がＯＦＦ状態にある場合を示している。この状態では、液晶セル２５に入射するＲ，Ｇ，Ｂの合成光の偏光面が水平方向（Ｐ偏光）にあるとすると、液晶セル２５で偏光面が９０°回転されて垂直方向（Ｓ偏光）となる。したがって、液晶セル２５に入射する合成光の各画素１〜４は、複屈折板２６ａ，２６ｂでシフトされることなく透過して、それぞれ画素位置１−Ａ〜４−Ａに表示される。
【００４８】
これに対し、図５（ｂ）に示すように、液晶セル２５がＯＮ状態になると、Ｒ，Ｇ，Ｂの合成光は、液晶セル２５で偏光面が回転されることなく、Ｐ偏光のまま透過するので、複屈折板２６ａで画素位置が水平方向に半画素ピッチ分シフトされ、さらに複屈折板２６ｂで画素位置が垂直方向に半画素ピッチ分シフトさせる。したがって、液晶セル２５に入射する合成光の各画素１〜４は、画素シフト部２１でそれぞれ斜め方向の画素位置１−Ｄ〜４−Ｄにシフトされて表示されることになる。
【００４９】
ここで、画素シフト部２１の液晶セル２５を構成する液晶は、図４に示した液晶Ｒ，液晶Ｇ，液晶Ｂの応答特性からも明らかなように、波長依存性を持っている。また、特にＴＮ液晶は、ＯＦＦからＯＮになる場合と、ＯＮからＯＦＦになる場合とで応答特性が異なっており、ＯＮからＯＦＦになる場合の応答特性が遅い傾向にある。しかも、応答特性は、温度によっても変化する。
【００５０】
このため、液晶セル２５の駆動タイミングを、固定的に設定してしまうと、ある温度では、偽色は目立たなくても、温度が変化すると、偽色が目立つようになる。この偽色は、液晶セル２５の駆動状態が遷移する際に発生する。
【００５１】
例えば、図４の液晶Ｒにおいて、低レベルはＳ偏光を射出し、高レベルはＰ偏光を射出するとすると、応答特性が傾いている遷移期間（右上がり・右下がり）では、Ｓ偏光とＰ偏光とが射出されることになる。つまり、この遷移期間では、液晶セル２５から射出される光は、楕円偏光状態となっており、２点画素シフトの状態となっている。このため、液晶Ｒにおいて、領域ＩはMovie2-Aに偽色として現れ、領域ＩＩはMovie1-Dに偽色として現れることになる。
【００５２】
そこで、本実施の形態では、比視感度の高いＧ光（液晶Ｇ）をターゲット色として設定し、そのターゲット色の波長において、温度センサ２８による検出温度に基づいて、図４の液晶Ｇに示すように、画素シフトによるＰ偏光の積分値（面積Ｓ１）とＳ偏光の積分値（面積Ｓ２）とが同じになるように、液晶セル２５のＯＮ時間の位相と幅を制御して、偽色を低減する。
【００５３】
なお、ターゲット色は、Ｇ光に限らず、図６に示すように、ユーザにおいて偽色を低減するように、ユーザが任意に設定可能に構成することもできる。この場合には、例えば、外部からのリモコン操作やスイッチなどからのユーザインタフェースを画像処理部３０に設ければ容易に構成できるので、ここでの説明は割愛する。
【００５４】
また、ターゲット色は、白色光源１１の分光特性に合わせて設定することもできる。例えば、白色光源１１として、図７に示すような分光分布特性を有する超高圧水銀ランプを用いる場合には、例えば、波長５５０ｎｍに輝線を有する色光をターゲット色として設定することもできる。
【００５５】
図８は、本実施の形態による液晶セル２５の駆動タイミングの制御動作を示すフローチャートである。先ず、ターゲット色を設定する（ステップＳ１）。次に、温度センサ２８による液晶セル２５の近傍の温度測定を行って（ステップＳ２）、その測定したアナログの温度信号を、液晶セル制御部３８に取り込む。液晶セル制御部３８は、ＣＰＵおよびＦＰＧＡ（ストラクチャードＡＳＩＣ）などを用いて構成し、温度センサ２８からのアナログの温度信号を、例えばＣＰＵに内蔵されたＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して温度を検出する（ステップＳ３）。
【００５６】
その後、ターゲット色温度テーブル３９を参照して、検出した温度に対応する液晶セル２５のターゲット色の応答特性を取得し、その取得した応答特性を、ＣＰＵバスを経てＦＰＧＡなどで構成した液晶セル制御部３８のレジスタに書き込み（ステップＳ４）、その書き込んだ応答特性およびサブフィールド基準信号に基づいて、液晶セル２５のＯＮ時間の位相と幅、すなわちタイミングを調整する（ステップＳ５）。その後、必要に応じて、所定のウエイト期間が経過してから（ステップＳ６）、ステップＳ１に移行する。なお、ターゲット色の設定は、装置の電源投入時やメーカの工場出荷時設定で固定として、随時設定しなくても構わない。
【００５７】
このように、本実施の形態では、液晶セル２５の近傍の温度をリアルタイムで測定し、その測定温度に基づいて、ターゲット色において画素シフトによるＰ偏光の積分値とＳ偏光の積分値とが同じになるように、液晶セル２５のＯＮ時間の位相と幅を制御するようにしたので、液晶セル２５の波長依存性およびその温度特性に起因するコントラストの低下や偽色の発生を低減でき、常に高解像度かつ高画質で画像を表示することができる。
【００５８】
（第２実施の形態）
図９は、本発明の第２実施の形態に係る画像表示装置の要部の概略構成を示すものである。本実施の形態は、第１実施の形態において、温度センサ２８を省略するとともに、画像処理部３０におけるターゲット色温度テーブル３９を省略し、液晶セル２５の応答特性をリアルタイムで検出して、その検出した応答特性に基づいて液晶セル２５のＯＮ時間の位相と幅を制御して、偽色を低減するようにしたものである。
【００５９】
このため、本実施の形態では、図９に示すように、液晶セル２５に、表示エリア２５ａ以外に非表示エリア２５ｂを形成して、表示エリア２５ａと非表示エリア２５ｂとを遮光板４１で遮光する。非表示エリア２５ｂには、その両面に偏光板４２ａ，４２ｂを平行ニコルで貼り付けるとともに、表示エリア２５ａの入射面側と同じ側には、ＬＥＤ等の所定の単色光を放射する単色光源４３を配置し、出射面側には光検出器４４を配置して、非表示エリア２５ｂを透過する単色光源４３からの光を光検出器４４で受光する。光検出器４４の出力は、増幅器４５で電流―電圧変換を行って増幅し、画像処理部３０の液晶セル制御部３８に供給する。なお、単色光源４３は、好ましくは、ターゲット色と同じ波長の光、例えばＧ光を放射する光源を用いる。
【００６０】
液晶セル制御部３８では、特に図示しないが、増幅器４５の出力信号に基づいて液晶セル２５の応答特性をリアルタイムで把握し、その応答特性に基づいて液晶セル２５のＯＮ時間の位相と幅を調整する。
【００６１】
図１０は、本実施の形態による液晶セルセル２５の駆動タイミングの制御動作を示すフローチャートである。先ず、ターゲット色を設定する（ステップＳ１１）。次に、単色光源４３を発光させて液晶セル２５の応答特性の測定を行い（ステップＳ１２）、これにより増幅器４５から得られるアナログ信号を液晶セル制御部３８に取り込む。液晶セル制御部３８では、取り込んだアナログ信号をＡ／Ｄ変換して、液晶セル２５の応答特性をリアルタイムで検出する（ステップＳ１３）。なお、増幅器４５の出力をＡ／Ｄ変換する際のサンプリングクロックは、透過型ＬＣＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに供給する画像クロックより作成することが好ましい。
【００６２】
その後、検出した応答特性に基づいて、サブフィールド基準信号と応答特性の１／２ポイントとの位相差を検出し（ステップＳ１４）、その検出した位相差に基づいて、第１実施の形態の場合と同様に、ターゲット色において画素シフトによるＰ偏光の積分値とＳ偏光の積分値とが同じになるように、液晶セル２５のＯＮ時間の位相と幅、すなわちタイミングを調整する（ステップＳ１５）。その後、必要に応じて、所定のウエイト期間が経過してから（ステップＳ１６）、ステップＳ１１に移行する。その他の、構成および動作は、第１実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
このように、本実施の形態では、液晶セル２５のターゲット色における応答特性をリアルタイムで把握し、その応答特性に基づいて、ターゲット色において画素シフトによるＰ偏光の積分値とＳ偏光の積分値とが同じになるように、液晶セル２５のＯＮ時間の位相と幅を制御するようにしたので、第１実施の形態と同様に、液晶セル２５の波長依存性およびその温度特性に起因するコントラストの低下や偽色の発生を低減でき、常に高解像度かつ高画質で画像を表示することができる。
【００６４】
（第３実施の形態）
図１１は、本発明の第３実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示すものである。この画像表示装置は、空間光変調部として１枚の一括書き込み型の透過型ＬＣＤ（液晶表示素子）を用いる単板式のもので、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等の白色光源５１と反射傘５２とを有する光源部からの照明光は、図示しないフライアイレンズを有するインテグレータ照明光学系やロッドインテグレータを有する照明光学系などを経てカラーホイール５３に入射させて、ＲＧＢの３原色に面順次で変換する。
【００６５】
カラーホイール５３により面順次で変換された各色光は、Ｐ／Ｓコンバータ５４を経て透過型ＬＣＤ５５に入射させて変調し、その変調光を画素シフト部６１に入射して、該画素シフト部６１で選択的に画素シフトしながら、投影光学系６２を経てスクリーン６３に投影表示する。
【００６６】
画素シフト部６１は、第１実施の形態と同様に、液晶セル６５と、２枚の複屈折板６６ａ，６６ｂとを有して構成し、スクリーン６３に表示する画像の画素位置を、シフトしない元の画素位置と、水平および垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分シフトした斜め方向の画素位置との２点画素シフトを行うようにする。
【００６７】
なお、図１１では、白色光源５１、カラーホイール５３およびＰ／Ｓコンバータ５４により面順次射出光源を構成しているが、カラーホイール５３およびＰ／Ｓコンバータ５４に代えて「カラースイッチ」を用いたり、白色光源５１およびカラーホイール５３に代えて複数色のＬＥＤ光源を用いたり、複数色のレーザ光源を用いて面順次射出光源を構成したり、することもできる。また、面順次数は、ＲＧＢの３原色に限らず、白色（Ｗ）を加えたＲＧＢＷの４色とすることもできる。
【００６８】
透過型ＬＣＤ５５は、第１実施の形態と同様の構成の画像処理部７０により駆動する。ただし、本実施の形態は、単板式であるので、図２に示したＬＣＤ Ｉ／Ｆは１つでよく、このＬＣＤ Ｉ／Ｆではカラーホイール５３との同期もとるようにする。また、画像処理部７０では、図２に示したサブフィールド分割部３５において、サブフィールド映像を面順次データに変換する。
【００６９】
画素シフト部６１の液晶セル６５は、第１実施の形態と同様に、液晶セル６５の近傍の温度を測定し、その検出温度に基づいて画像処理部７０により、図８に示したフローチャートに従って、ターゲット色において画素シフトによるＰ偏光の積分値とＳ偏光の積分値とが同じになるように、液晶セル６５のＯＮ時間の位相と幅を制御するか、あるいは、第２実施の形態と同様に、画像処理部７０において、図１０に示したフローチャートに従って、液晶セル６５のターゲット色における応答特性をリアルタイムで把握し、その応答特性に基づいて、ターゲット色において画素シフトによるＰ偏光の積分値とＳ偏光の積分値とが同じになるように、液晶セル６５のＯＮ時間の位相と幅を制御するようにする。
【００７０】
図１２は、本実施の形態において、ターゲット色をＧ光とした場合の動作のタイミングチャートを示している。
【００７１】
したがって、本実施の形態においても、第１実施の形態や第２実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
（第４実施の形態）
図１３は、本発明の第４実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示すものである。本実施の形態は、図１に示した３板式の画像表示装置において、合成プリズム２０と投影光学系２２との間に配置した画素シフト部２１を除去し、その代わりに、Ｒ用透過型ＬＣＤ１５Ｒ、Ｇ用透過型ＬＣＤ１５ＧおよびＢ用透過型ＬＣＤ１５Ｂと、合成プリズム２０との間に、画素シフト部２１と同様の構成からなる、Ｒ用画素シフト部２１Ｒ、Ｇ用画素シフト部２１ＧおよびＢ用画素シフト部２１Ｂをそれぞれ配置して、対応する色の画像光を独立して２点画素シフトしてから合成プリズム２０で合成する。
【００７３】
すなわち、Ｒ用画素シフト部２１Ｒは、液晶セル２５Ｒと、２枚の複屈折板２６ａＲ，２６ｂＲとを有して構成され、Ｇ用画素シフト部２１Ｇは、液晶セル２５Ｇと、２枚の複屈折板２６ａＧ，２６ｂＧとを有して構成され、Ｂ用画素シフト部２１Ｂは、液晶セル２５Ｂと、２枚の複屈折板２６ａＢ，２６ｂＢとを有して構成されている。
【００７４】
Ｒ用画素シフト部２１Ｒ、Ｇ用画素シフト部２１ＧおよびＢ用画素シフト部２１Ｂのそれぞれの液晶セル２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、対応する色光の画素シフトによる偏光の積分値が同じになるように、ＯＮ時の駆動周波数を調整して、ＯＮ時間の位相および幅を制御する。
【００７５】
すなわち、液晶セルは、一般に交流駆動されることから、図４、図６、図１２においても、画素シフト用の液晶セルをＯＮにする場合には、ある周波数のパルス電圧が印加される。ここで、図１４に示すように、液晶セルの駆動タイミング（液晶タイミング）と応答特性（液晶応答）との関係を設定するものとする。すなわち、駆動タイミングがＯＮになった時点から、液晶セルが透過光の偏光面の旋光を開始するまでの時間をｔｒｄ、旋光開始から旋光終了までの時間をｔｒとし、旋光開始から旋光終了までの偏光の度合い（振幅）をＶとする。また、駆動タイミングがＯＦＦになった時点から、液晶セルが透過光の偏光面の旋光を開始するまでの時間をｔｆｄ、旋光開始から旋光終了までの時間をｔｆとする。
【００７６】
本発明者による実験によると、上記のｔｒｄ，ｔｒ，ｔｆｄ，ｔｆは、図１５に示すように、各波長の光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）について、印加するパルス電圧の周波数に応じて変化することが確かめられた。これは、ｔｆｄは、交流駆動する周波数を変えることにより、調整できることを意味することになる。
【００７７】
そこで、本実施の形態では、Ｒ用画素シフト部２１Ｒ、Ｇ用画素シフト部２１ＧおよびＢ用画素シフト部２１Ｂのそれぞれの液晶セル２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを、画素シフトによる偏光の積分値が同じになるように、ＯＮ時の駆動周波数を調整して、例えば、液晶セル２５Ｒは４ｋＨｚで、液晶セル２５Ｇは１ｋＨｚで、液晶セル２５Ｂは２ｋＨｚでそれぞれ駆動する。
【００７８】
このように、本実施の形態では、Ｒ用画素シフト部２１Ｒ、Ｇ用画素シフト部２１ＧおよびＢ用画素シフト部２１Ｂを設けて、それぞれの液晶セル２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを、対応する色光の画素シフトによる偏光の積分値が同じになるように、駆動周波数を独立して制御して駆動するようにしたので、波長依存性に起因するコントラストの低下や偽色の発生を低減でき、常に高解像度かつ高画質で画像を表示することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態において、液晶セル２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの駆動タイミングは、従来と同様に制御することもできるが、第１実施の形態と同様に、各液晶セルの近傍の温度、あるいは任意の液晶セルの近傍の温度を測定し、その検出温度に基づいて対応する液晶セルのＯＮ時間の位相と幅を制御したり、第２実施の形態と同様に、各液晶セルの対応する色光における応答特性をリアルタイムで把握し、その応答特性に基づいて当該液晶セルのＯＮ時間の位相と幅を制御したりすることもできる。このように、第１実施の形態あるいは第２実施の形態を組み合わせれば、コントラストの低下や偽色の発生をより低減でき、更なる高画質化が期待できる。
【００８０】
（第５実施の形態）
さらに、本発明者による実験によると、液晶セルを交流駆動する場合、駆動周波数が高くなると、図１４の振幅Ｖが低下することが確認された。この振幅Ｖの低下は、液晶セルの透過光が直線偏光とならずに、楕円偏光となっていることを意味する。このため、液晶セルのＯＮ時には、オフセットとして楕円偏光の成分が加わることになり、結果として、コントラストが低下するなどの画質劣化を招くことになる。
【００８１】
これを改善する本発明の第５実施の形態では、液晶セルの駆動信号の周波数を、図１６に示すように、液晶セルのＯＮ期間の一部（斜線部）において、高くする。ここで、低い周波数Ｘ（Ｈｚ）は、振幅Ｖが低下しない周波数とし、周波数Ｘよりも高い周波数Ｙ（Ｈｚ）は、画素シフトする光の波長に依存する周波数とする。
【００８２】
このように、液晶タイミングのＯＮ期間において、駆動周波数を切替えることにより、振幅Ｖの低下を防止することができるので、コントラスト低下などの画質劣化を防止することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態は、液晶セルの駆動タイミングを従来と同様に制御する場合にも適用することができるが、特に、上述した第１実施の形態や第２実施の形態で説明したようにして、液晶セルの駆動タイミングを制御する構成に適用した場合には、コントラストの低下や偽色の発生をより低減でき、更なる高画質化が期待できる。
【００８４】
（第６実施の形態）
また、液晶セルの駆動タイミングを制御する場合、駆動タイミングと駆動周波数とを独立して決定すると、図１７に示すように、液晶セルをＯＦＦからＯＮにする際は、駆動タイミングと周波数Ｘの液晶駆動信号に端数は発生しないが、液晶セルをＯＮからＯＦＦにする際は、駆動タイミングと液晶駆動信号との期間Ｘ２で、端数ができる場合がある。
【００８５】
この場合、端数Ｘ２が液晶セルのＯＮ印加電圧に対して不足していると、液晶セルがＯＮ状態にならず、端数の手前でＯＦＦ状態として動作することになる。このため、液晶セルの駆動タイミングを精度よく制御できない場合がある。
【００８６】
そこで、本発明の第６実施の形態では、図１８に示すように、液晶駆動信号のハイレベル「Ｈ」およびローレベル「Ｌ」に合わせて、すなわち液晶駆動信号の周波数に合わせて液晶セルの駆動タイミングを制御する。あるいは、図１９に示すように、液晶セルの駆動タイミングのＯＮおよびＯＦＦに端数がでないように制御する、すなわち駆動タイミングに合わせて液晶駆動信号の周波数を制御する。
【００８７】
以下、図１８および図１９の制御動作について、第２実施の形態の場合と同様に、液晶セルのターゲット色における応答特性を、非表示エリアにおいてリアルタイムで把握し、その応答特性に基づいて、ターゲット色において画素シフトによる各偏光状態の積分値が同じになるように、液晶セルの駆動タイミングを制御する場合を例にとって、図９を参照しながら説明する。
【００８８】
図２０は、図１８に示したように液晶駆動信号の周波数に合わせて液晶セルの駆動タイミングを制御する場合の動作を示すフローチャートである。先ず、単色光源４３を発光させて液晶セル２５の応答特性を測定し（ステップＳ２１）、これにより増幅器４５から得られるアナログ信号を液晶セル制御部３８に取り込む。液晶セル制御部３８では、取り込んだアナログ信号をＡ／Ｄ変換して、液晶セル２５の応答特性をリアルタイムで検出する（ステップＳ２２）。
【００８９】
その後、検出した応答特性に基づいて、サブフィールド基準信号と応答特性の１／２ポイントとの位相差を検出して、液晶セル２５をＯＮする設定時間を算出する（ステップＳ２３）。次に、算出したＯＮ設定時間が、液晶駆動信号の「Ｈ」および「Ｌ」の整数倍となるように、調整幅を決定する（ステップＳ２４）。その後、決定した調整幅を液晶セル制御部３８のレジスタに書き込んで、液晶セル２５のＯＮ時間の位相・幅を調整する（ステップＳ２５）。例えば、液晶駆動信号の周波数が、１ｋＨｚの場合には、「Ｈ」＝５００μsec、「Ｌ」＝５００μsecの時間幅となるので、この場合は、５００μsec単位でＯＮ時間幅を調整する。その後は、必要に応じて、所定のウエイト期間が経過してから（ステップＳ２６）、ステップＳ２１に移行する。
【００９０】
このように、リアルタイムで検出した液晶セル２５の応答特性に基づいて設定した駆動タイミングを、液晶駆動信号の「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルに合わせて、すなわち液晶駆動信号の周波数に合わせて調整することにより、図１７に示したような液晶駆動信号に端数が生じないように、精度よくＯＮ時間のタイミングを調整することができ、フィードバック回路の精度を高めることができる。したがって、解像度および画質の更なる向上が期待できる。
【００９１】
図２１は、図１９に示したように液晶セルの駆動タイミングに合わせて液晶駆動信号の周波数を制御する場合の動作を示すフローチャートである。先ず、図２０の場合と同様に、液晶セル２５の応答特性測定（ステップＳ３１）、応答特性検出（ステップＳ３２）およびＯＮ設定時間算出（ステップＳ３３）を行う。
【００９２】
次に、算出したＯＮ設定時間幅を、例えば、画像クロック（表示デバイスに同期したドットクロック）でカウントし（ステップＳ３４）、そのカウント値をＮ領域分割して、各領域で「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルを繰り返す駆動周波数を決定する（ステップＳ３５）。
【００９３】
例えば、ドットクロックの周波数が１３０ＭＨｚ（周期７．７ｎsec）、ステップＳ３３で算出されたＯＮ設定時間（ＯＮ時間設定期待値）が６．６７ｍsecの場合には、ステップＳ３４では、６６７００００／７．７≒８６６２３４のカウント値が得られる。この場合、ステップＳ３５において、図１９に示すように、ＯＮ設定時間幅の分割領域数Ｎを、例えばＮ＝６とすると、各領域のカウント数は、８６６２３４／６≒１４４３７２となるので、駆動周波数は、１／（１４４３７２×７．７）≒８９９．５５（Ｈｚ）となる。なお、ステップＳ３４において、ＯＮ設定時間に亘ってカウントするクロックは、画像クロックに限らず、応答特性を検出する際に、増幅器４５の出力をデジタル変換するのに用いるサンプリングクロックとすることもできる。
【００９４】
その後、ステップＳ３３で算出されたＯＮ設定時間およびステップＳ３５で決定した駆動周波数を、液晶セル制御部３８のレジスタに書き込んで、液晶セル２５のＯＮ時間の位相・幅を調整するとともに、駆動周波数を設定する（ステップＳ３６）。その後は、必要に応じて、所定のウエイト期間が経過してから（ステップＳ３７）、ステップＳ２１に移行する。
【００９５】
このように、リアルタイムで検出した液晶セル２５の応答特性に基づいて設定した駆動タイミングに同期するように、液晶駆動信号の周波数を制御することにより、更に精度よくＯＮ時間のタイミングを調整することができ、フィードバック回路の精度を更に高めることができる。したがって、解像度および画質の更なる向上が期待できる。
【００９６】
なお、本実施の形態は、液晶セルの駆動タイミングを、従来と同様に制御する場合や、第１実施の形態のように液晶セルの近傍の温度に基づいて制御する場合にも、有効に適用することができる。
【００９７】
（第７実施の形態）
図２２は、本発明の第７実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示すものである。この画像表示装置は、空間光変調部として１枚の一括書き込み型の反射型ＬＣＯＳ（液晶表示素子）を用いる単板式のもので、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等の白色光源８１と反射傘８２とを有する光源部からの照明光は、図示しないフライアイレンズを有するインテグレータ照明光学系やロッドインテグレータを有する照明光学系などを経てカラーホイール８３に入射させて、ＲＧＢの３原色に面順次で変換する。
【００９８】
カラーホイール８３により面順次で変換された各色光は、Ｐ／Ｓコンバータ８４および偏光ビームスプリッタ８５を経て反射型ＬＣＯＳ８６に入射させて変調し、この反射型ＬＣＯＳ８６で変調されて反射される変調光を、偏光ビームスプリッタ８５で反射させて画素シフト部８７に入射させ、該画素シフト部８７で選択的に画素シフトしながら、投影光学系８８を経てスクリーン８９に投影表示する。
【００９９】
画素シフト部８７は、本実施の形態では、液晶セル９１ａおよび複屈折板９２ａを有する水平方向の画素シフトセットと、液晶セル９１ｂおよび複屈折板９２ｂを有する垂直方向の画素シフトセットとを有して構成し、スクリーン８９に表示する画像の画素位置を、シフトしない元の画素位置と、水平方向に半画素ピッチ分シフトした画素位置と、垂直方向に半画素ピッチ分シフトした画素位置と、水平方向および垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分シフトした画素位置との４点画素シフトを行うようにする。
【０１００】
なお、図２２では、白色光源８１、カラーホイール８３およびＰ／Ｓコンバータ８４により面順次射出光源を構成しているが、カラーホイール８３およびＰ／Ｓコンバータ８４に代えて「カラースイッチ」を用いたり、白色光源８１およびカラーホイール８３に代えて複数色のＬＥＤ光源を用いたり、複数色のレーザ光源を用いて面順次射出光源を構成したり、することもできる。また、面順次数は、ＲＧＢの３原色に限らず、白色（Ｗ）を加えたＲＧＢＷの４色とすることもできる。
【０１０１】
画像処理部９５は、入力映像信号の１フレームを、画素シフト数に応じて４つのサブフィールドに分割するとともに、各サブフィールド映像を面順次データに変換して反射型ＬＣＯＳ８６を駆動する。また、画像処理部９５は、画素シフト部８７を構成する液晶セル９１ａ，９１ｂを、本実施の形態では、それぞれ波長５５０ｎｍの色光をターゲット色として、上述した第１実施の形態〜第６実施の形態で説明したようにして、ＯＮ時間の位相と幅、さらには駆動周波数を制御して駆動する。
【０１０２】
なお、入力映像信号の１フレームを４つのサブフィールドに分割するに際しては、例えば入力映像信号が１０８０ｉの場合には、第１実施の形態で説明したと同様に、１０８０ｉの入力映像信号を１０８０ｐ（１９２０×１０８０）の映像信号にＩＰ変換した後、図２３に示すように、１つのサブフィールドが９６０×５４０サイズの４つのサブフィールドＡおよびＤに分割する。ここで、反射型ＬＣＯＳ８６がＸＧＡ（１０２４×７６８）サイズの場合には、サブフィールドにおける入力画像の有効画素よりも、反射型ＬＣＯＳ８６の有効画素の方が多くなってしまうので、図２３に示すように、黒にマスクしたデータを埋め込みながらサブフィールドを生成する。
【０１０３】
図２４は、本実施の形態における画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。本実施の形態では、４点画素シフトを行うため、表示フレームレート（表示フレーム信号）が６０Ｈｚの場合には、サブフィールドフレームレート（サブフィールド分割レート）は２４０Ｈｚとなる。
【０１０４】
図２５（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態による４点画素シフトを説明するための図である。本実施の形態において、画素シフト部８７を構成する複屈折板９２ａは、偏光面が水平方向の偏光（Ｐ偏光）を水平方向に半画素ピッチ分シフトさせ、偏光面が垂直方向の偏光（Ｓ偏光）は、そのまま透過させるものとする。また、複屈折板９２ｂは、Ｓ偏光を垂直方向に半画素ピッチ分シフトさせ、Ｐ偏光はそのまま透過させるものとする。
【０１０５】
図２５（ａ）の状態は、水平方向画素シフト用の液晶セル９１ａおよび垂直方向画素シフト用の液晶セル９１ｂがともにＯＦＦ状態にある。この状態では、反射型ＬＣＯＳ８６を経た光の偏光面が水平方向のＰ偏光にあるとすると、液晶セル９１ａで９０°回転されてＳ偏光となって複屈折板９２ａで画素シフトされることなくそのまま透過し、さらに液晶セル９１ｂで９０°回転されてＰ偏光となって複屈折板９２ｂで画素シフトされることなくそのまま透過する。したがって、画素シフト部８７を透過した後の画素位置は、透過前の画素位置と同じ位置、すなわち一つの画素に注目すると画素位置Ａとなる。
【０１０６】
その後、液晶セル９１ａ，９１ｂがともにＯＮになると、図２５（ｂ）に示すように、反射型ＬＣＯＳ８６からのＰ偏光は、液晶セル９１ａで偏光面が回転されることなく透過して、複屈折板９２ａで水平方向に半画素ピッチ分シフトされ、さらに液晶セル９１ｂでは偏光面が回転されることなくＰ偏光のまま透過するので、複屈折板９２ｂでは画素シフトされることなく透過する。したがって、画素シフト部を透過した後の画素位置は、水平方向に半画素ピッチずれた画素位置Ｂとなる。
【０１０７】
次に、液晶セル９１ａがＯＦＦ、液晶セル９１ｂがＯＮになると、図２５（ｃ）に示すように、反射型ＬＣＯＳ８６からのＰ偏光は、液晶セル９１ａで偏光面が９０°回転されてＳ偏光となって複屈折板９２ａで画素シフトされることなくそのまま透過し、さらに液晶セル９１ｂをＳ偏光のまま透過するので、複屈折板９２ｂで垂直方向に半画素ピッチ分シフトされることになる。したがって、画素シフト部８７を透過した後の画素位置は、垂直方向に半画素ピッチずれた画素位置Ｃとなる。
【０１０８】
その後、液晶セル９１ａがＯＮ、液晶セル９１ｂがＯＦＦになると、図２５（ｄ）に示すように、反射型ＬＣＯＳ８６からのＰ偏光は、液晶セル９１ａで偏光面が回転されることなく透過して、複屈折板９２ａで水平方向に半画素ピッチ分シフトされ、さらに液晶セル９１ｂで９０°回転されてＳ偏光となって複屈折板９２ｂで垂直方向に半画素ピッチ分シフトされることになる。したがって、画素シフト部８７を透過した後の画素位置は、水平および垂直方向に半画素ピッチずれた画素位置Ｄとなる。
【０１０９】
以上のように、４点画素シフトを行う場合に、画素シフト部８７を構成する液晶セル９１ａ，９１ｂを、第１〜第６実施の形態で説明したようにして、ＯＮ時間の位相と幅、および／または駆動周波数を制御して駆動することにより、コントラストの低下や偽色の発生を低減して、常に高解像度かつ高画質で画像を表示することができる。
【０１１０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形または変更が可能である。例えば、画素シフト用の液晶セルは、単に、ターゲット色を設定し、そのターゲット色における応答特性に基づいて、駆動タイミングを制御することもでき、これにより液晶セルの波長依存性に起因するコントラストの低下や偽色の発生を低減して、常に高解像度かつ高画質で画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施の形態に係る画像表示装置における画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すサブフィールド分割部の動作を説明するための図である。
【図４】第１実施の形態の画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】第１実施の形態による２点画素シフトを説明するための図である。
【図６】第１実施の形態の変形例の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図１に示す白色光源の分光分布特性の一例を示す図である。
【図８】第１実施の形態による液晶セルの駆動タイミングの制御動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施の形態に係る画像表示装置の要部の概略構成を示す図である。
【図１０】第２実施の形態による液晶セルセルの駆動タイミングの制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図１２】第３実施の形態の画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第４実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図１４】液晶セルの駆動タイミングと応答特性との関係を示す図である。
【図１５】液晶セルの駆動周波数による波長依存性を示す図である。
【図１６】本発明の第５実施の形態を説明するための図である。
【図１７】本発明の第６実施の形態で解決する課題を説明するための図である。
【図１８】第６実施の形態による液晶セルの駆動タイミング制御方法の一例を説明するための図である。
【図１９】第６実施の形態による液晶セルの駆動タイミング制御方法の他の例を説明するための図である。
【図２０】図１８に示した液晶セルの駆動タイミング制御方法による動作を示すフローチャートである。
【図２１】図１９に示した液晶セルの駆動タイミング制御方法による動作を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第７実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を示すものである。
【図２３】第７実施の形態によるサブフィールドの分割例を説明するための図である。
【図２４】第７実施の形態の画像表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図２５】第７実施の形態による４点画素シフトを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１１，５１，８１  白色光源
１２，５２，８２  反射傘
１３，１６  ダイクロイックミラー
１４，１７，１８  ミラー
１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，５５  透過型ＬＣＤ
２０  合成プリズム
２１，６１，８７  画素シフト部
２２，６２，８８  投影光学系
２３，６３，８９  スクリーン
２５，２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ，６５，９１ａ，９１ｂ  液晶セル
２５ａ  表示エリア
２５ｂ  非表示エリア
２６ａ，２６ｂ，２６ａＲ，２６ｂＲ，２６ａＧ，２６ｂＧ，２６ａＢ，２６ｂＢ，６６ａ，６６ｂ，９２ａ，９２ｂ  複屈折板
２８  温度センサ
３０，７０，９５  画像処理部
３１  入力Ｉ／Ｆ
３２  画像変換部
３３  メモリ
３４  メモリコントローラ
３５  サブフィールド分割部
３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ  ＬＣＤ Ｉ／Ｆ
３７  クロック生成部
３８  液晶セル制御部
３９  ターゲット色温度テーブル
４１  遮光板
４２ａ，４２ｂ  偏光板
４３  単色光源
４４  光検出器
４５  増幅器
５３，８３  カラーホイール
５４，８４  Ｐ／Ｓコンバータ
８５  偏光ビームスプリッタ
８６  反射型ＬＣＯＳ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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