(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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る画素ずらし手段４，５を備え、表示素子３の複数の画素から発せられる光線に対して、画素ずらし手段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、表示素子３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、画素ずらし手段４，５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。【選択図】              図１
2004180011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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、
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画像表示装置。
【請求項４】
請求項１記載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画像表示装置。
【請求項５】
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画像表示装置。
【請求項６】
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画像表示装置。
【請求項７】
請求項５または６記載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画像表示装置。
【請求項８】
請求項５または６記載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画像表示装置。
【請求項９】
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画像表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載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画像表示装置。
【請求項１１】
請求項９記載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画像表示装置。
【請求項１２】
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画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１２記載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画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１２記載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画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【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ＳＦ１〜ＳＦ４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Ｔ１、画素ずらし素子４，５の光軸シフト時間をＴ２、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Ｔ３、非表示の時間をＴ４としたとき、ここでは一例としてＴ４＝Ｔ２＋Ｔ３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Ｔ２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Ｔ３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Ｔ４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Ｔ４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ＳＦ１〜ＳＦ４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ＳＦ１〜ＳＦ４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Ｔ１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Ｔ４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Ｔ４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Ｔ１と、補償電圧をかけている時間Ｔ２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ＳＦ１〜ＳＦ４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Ｔ１には画像を表示し、補償電圧をかけている時間Ｔ２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Ｔ２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Ｔ２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Ｔ３、補償電圧をかけている時間をＴ４、補償電圧印加時間と画素ずらし動作時間の差をＴ５とすると図のようになる。画素ずらしにかかる時間はＴ４＋Ｔ５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ＳＦ１〜ＳＦ４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Ｔ４＋Ｔ５以上、画像表示を行わず、Ｔ３−Ｔ５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Ｔ４＋Ｔ５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Ｔ４＋Ｔ５、その後、所定の画素が安定して表示されるまでの時間をＴ６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Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６が補償電圧印加時間Ｔ４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Ｔ４を画素ずらし開始から安定期間終了までの時間Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６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Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６以上、画像データの表示を行わず、Ｔ３−Ｔ５−Ｔ６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Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６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
ＳＦ１〜ＳＦ４：サブフィールド
【図１】
2004180011.tif 000003
【図２】
2004180011.tif 000004
【図３】
2004180011.tif 000005
【図４】
2004180011.tif 000006
【図５】
2004180011.tif 000007
【図６】
2004180011.tif 000008
【図７】
2004180011.tif 000009
【図８】
2004180011.tif 000010
【図９】
2004180011.tif 000011
【図１０】
2004180011.tif 000012
【図１１】
2004180011.tif 000013