(57)【要約】【課題】フレーム画像の各画素が複数のサブフレームに亘って構成されるときに色再現性の高い表示が可能な表示装置およびそれに用いられる回路装置を提供する。【解決手段】原画像のデータから複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路を備え、複数のサブフレーム画像を時分割で表示することによってフレーム画像を合成する表示装置である。フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、各画素を構成する複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含んでいる。上記回路は、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して同一座標の参照データを参照して表示データを生成することによって、前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する。【選択図】  図１
2004252273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像のデータから複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路を備え、前記複数のサブフレーム画像を時分割で表示することによってフレーム画像を合成する表示装置であって、
前記フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが前記複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、
各画素を構成する前記複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含み、
前記回路は、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して同一座標の参照データを参照して表示データを生成することによって、前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する、表示装置。
【請求項２】
各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して前記回路によって参照される前記同一座標の参照データは、前記複数のサブ画素のうちの１つのサブ画素の座標の参照データである、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して前記回路によって参照される前記同一座標の参照データは、前記複数のサブ画素から構成される画素の重心の座標の参照データである、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
原画像のデータから複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路を備え、前記複数のサブフレーム画像を時分割で表示させることによってフレーム画像を合成する表示装置であって、
前記フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが前記複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、
各画素を構成する前記複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含み、
前記回路は、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対してそれぞれの座標の参照データを参照して表示データを生成することによって前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路であって、
前記回路は、さらに、参照すべき参照データが存在しないサブ画素に対して、そのサブ画素とその周辺のサブ画素との相対配置関係と、前記周辺のサブ画素に対して参照される参照データとに基づいて演算を行うことによって表示データを生成し、
前記演算は、表示データとして与えられる信号の強度と表示輝度との非線形の関係を線形の関係に補正してから行われる、表示装置。
【請求項５】
前記フレーム画像を合成する前記複数のサブフレーム画像のうちの選択されたサブフレーム画像に属するサブ画素を、その他のサブフレーム画像に属するサブ画素に重ならないように光学的にシフトさせる光学シフト素子をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
複数のサブフレーム画像を時分割で表示することによってフレーム画像を合成し、前記フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが前記複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、各画素を構成する前記複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含む、表示装置に用いられ、原画像のデータから前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路装置であって、
原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して同一座標の参照データを参照して表示データを生成することによって、前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する、回路装置。
【請求項７】
複数のサブフレーム画像を時分割で表示することによってフレーム画像を合成し、前記フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが前記複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、各画素を構成する前記複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含む、表示装置に用いられ、原画像のデータから前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路装置であって、
原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対してそれぞれの座標の参照データを参照して表示データを生成することによって前記複数のサブフレーム画像のデータを生成し、
さらに、参照すべき参照データが存在しないサブ画素に対して、そのサブ画素とその周辺のサブ画素との相対配置関係と、前記周辺のサブ画素に対して参照される参照データとに基づいて演算を行うことによって表示データを生成し、
前記演算は、表示データとして与えられる信号の強度と表示輝度との非線形の関係を線形の関係に補正してから行われる、回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置およびそれに用いられる回路装置に関し、特に、フレーム画像が複数のサブフレーム画像から合成される表示装置およびそれに用いられる回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像表示装置の画素数を増加させずに解像度を向上させるため、画素ずらし（ウォブリング）を行いながら表示を行う液晶プロジェクター（投影型画像表示装置）が検討されている。このような画像表示装置によれば、偶数サブフレームの画像と奇数サブフレームの画像とが同一の表示パネル上に交互に表示され、一方のサブフレーム画像の位置が光軸振動手段（画像シフト素子）によって他のサブフレーム画像の位置よりも画面垂直方向や水平方向あるいは斜め方向に僅かにシフトさせられる。これにより、実際の画素数の２倍の画素数を備えた画像表示装置の解像度と実効的に同等の解像度を持つ表示が可能になる。
【０００３】
このような画像表示装置は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
この技術では、３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応した表示画素の位置を、垂直方向、水平方向または斜め方向に光学的にずらし、これに同期してずらした位置に対応した画像を表示するので、観測者にはあたかも、その光学的にずれた位置に画素があるかのように画像が観察される。
【０００５】
例えば、図２１（ａ）に示すように、垂直方向の画素ピッチがＰｖ、水平方向の同色画素ピッチがＰｈで配列された画素を、図２１（ｂ）に示すように、垂直方向にＰｖ／２だけ光学的にずらし（シフトさせ）、このシフトに同期して表示するサブフレーム画像を切り替えることによって、図２１（ｃ）に示すように、２倍の画素数のフレーム画像を形成することができる。そのため、２倍の画素数を有する表示装置と、ほぼ同等の解像度の画像が得られる。
【０００６】
図２１（ａ）に示した画素配列には、表示すべき画像において各画素が占める位置に対応した画素情報からなる画像情報ＶＡが供給される。また、図２１（ｂ）に示した画素配列にも同様に、表示すべき画像において各画素が占める位置に対応した画素情報からなる画像情報ＶＢが供給される。画像情報ＶＡと画像情報ＶＢとは、表示すべき画像において互いに垂直方向にＰｖ／２だけずれた位置の画素情報をそれぞれ含むものである。
【０００７】
特許文献１には、元の画像情報がインターレース方式のテレビジョン信号である場合、奇数サブフレームの信号と偶数サブフレームの信号とがもともと垂直方向にＰｖ／２だけずれた位置の画素情報となっているので、奇数サブフレームの信号を画像情報ＶＡ、偶数サブフレームの信号を画像情報ＶＢとして用いることができ、表示装置に供給する信号は従来のものと同様でよいと記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３２４３２０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像のシフト方向やシフト量あるいはシフト位置の数（サブフレーム画像の数）は上記した例に限られず、様々なものを採用することができるので、インターレース方式のテレビジョン信号をそのまま用いることができないことがある。例えば、各フレーム画像を構成するサブフレーム画像の数が３つ以上の場合や、画像を水平方向、斜め方向にシフトさせる場合、インターレース方式のテレビジョン信号をそのまま用いることはできない。
【００１０】
このように、表示すべき画像のデータから複数のサブフレーム画像のデータを形成する方法は必ずしも単純ではない。特に、フレーム画像の各画素を構成する複数のサブ画素（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）の一部が他とは異なるサブフレーム画像に属するように、すなわち、各画素が複数のサブフレームに亘って構成されるように画像をシフトさせる場合については、サブフレーム画像の形成方法は複雑であり、これまで詳細な検討は行われてこなかった。
【００１１】
このような画像のシフト方法の例を図２２（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００１２】
図２２（ａ）に示した画素配列を、図２２（ｂ）に示すように、垂直方向にＰｖ／２、水平方向にＰｈ／２だけ光学的にシフトさせることによって、図２２（ｃ）に示すような画素配列が合成される。このようなシフトを行うと、フレーム画像を構成する各画素は、複数のサブフレームに亘って構成される。例えば、図２２（ｃ）中の左上の画素Ｐに着目すると、画素Ｐは、図２２（ａ）に示した画素配列におけるＧ画素およびＢ画素と、図２２（ｂ）に示した画素配列におけるＲ画素とから構成されている。つまり、この画素Ｐは、相互に空間的に分離されたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素から構成されているものの、Ｒ画素は、Ｇ画素およびＢ画素とは異なるサブフレーム画像に属している。
【００１３】
本願発明者は、各画素が複数のサブフレームに亘って構成される場合について鋭意研究を重ねた結果、サブフレーム画像のデータの形成方法に依っては色再現性が低下してしまうことがあることを見出した。
【００１４】
図２２（ａ）〜（ｃ）に示したように画像のシフトを行う場合、ある画素を構成する複数のサブ画素（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）に対して、それぞれの位置（座標）に対応した原画像の位置（座標）のデータを個別に参照して表示データを生成する方法が考えられる。
【００１５】
しかしながら、そのような方法を用いると、サブ画素間の座標の違いに起因して、色ずれが発生することがある。この理由は、フレーム画像のある画素に対応した原画像の領域内に輝度や色の異なる領域が存在すると、その画素を構成する複数のサブ画素のうちの一部のサブ画素に対して他のサブ画素とは輝度や色が異なる領域のデータを参照することになってしまうからである。
【００１６】
また、ある画素を構成する複数のサブ画素に対して、それぞれの座標に対応した原画像の座標のデータを個別に参照して表示データを生成する場合、サブ画素の座標に対応した原画像の座標に参照するべきデータが存在しないときがある。
【００１７】
このときには、周辺の座標に対する表示データからそのサブ画素に与える表示データを演算によって求める方法が考えられる。例えば、参照するべきデータの存在しないサブ画素が、参照するべきデータの存在する２つのサブ画素の中間に位置している場合には、これら２つのサブ画素に対する表示データの平均値をそのサブ画素に対して与えるという方法である。
【００１８】
しかしながら、一般的に、表示データとして与えられるビデオ信号の強度と表示輝度とは、図２３に示すように下に凸な曲線で表される関係を有しているので、強度Ｓ１およびＳ３の信号が与えられる２つのサブ画素の中間に位置するサブ画素に対して、単にＳ１およびＳ３の平均値Ｓ２の信号を与えても、表示輝度はＳ１およびＳ３に対応した輝度Ｌ１およびＬ３の平均輝度Ｌ２´ではなく、それよりも低い輝度Ｌ２となってしまう。そのため、ある画素を構成する複数のサブ画素の一部にこのようにして表示データを与えると、色ずれが発生してしまう。
【００１９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレーム画像の各画素が複数のサブフレームに亘って構成されるときに色再現性の高い表示が可能な表示装置およびそれに用いられる回路装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明による表示装置は、原画像のデータから複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路を備え、前記複数のサブフレーム画像を時分割で表示することによってフレーム画像を合成する表示装置であって、前記フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが前記複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、各画素を構成する前記複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含み、前記回路は、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して同一座標の参照データを参照して表示データを生成することによって、前記複数のサブフレーム画像のデータを生成し、そのことによって上記目的が達成される。
【００２１】
各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して前記回路によって参照される前記同一座標の参照データは、前記複数のサブ画素のうちの１つのサブ画素の座標の参照データであってもよい。
【００２２】
各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して前記回路によって参照される前記同一座標の参照データは、前記複数のサブ画素から構成される画素の重心の座標の参照データであってもよい。
【００２３】
あるいは、本発明による表示装置は、原画像のデータから複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路を備え、前記複数のサブフレーム画像を時分割で表示させることによってフレーム画像を合成する表示装置であって、前記フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが前記複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、各画素を構成する前記複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含み、前記回路は、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対してそれぞれの座標の参照データを参照して表示データを生成することによって前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路であって、前記回路は、さらに、参照すべき参照データが存在しないサブ画素に対して、そのサブ画素とその周辺のサブ画素との相対配置関係と、前記周辺のサブ画素に対して参照される参照データとに基づいて演算を行うことによって表示データを生成し、前記演算は、表示データとして与えられる信号の強度と表示輝度との非線形の関係を線形の関係に補正してから行われ、そのことによって上記目的が達成される。
【００２４】
前記フレーム画像を合成する前記複数のサブフレーム画像のうちの選択されたサブフレーム画像に属するサブ画素を、その他のサブフレーム画像に属するサブ画素に重ならないように光学的にシフトさせる光学シフト素子をさらに備えてもよい。
【００２５】
本発明による回路装置は、複数のサブフレーム画像を時分割で表示することによってフレーム画像を合成し、前記フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが前記複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、各画素を構成する前記複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含む、表示装置に用いられ、原画像のデータから前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路装置であって、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対して同一座標の参照データを参照して表示データを生成することによって、前記複数のサブフレーム画像のデータを生成し、そのことによって上記目的が達成される。
【００２６】
あるいは、本発明による回路装置は、複数のサブフレーム画像を時分割で表示することによってフレーム画像を合成し、前記フレーム画像を構成する複数の画素のそれぞれは、それぞれが前記複数のサブフレーム画像のいずれかに属し、相互に空間的に分離された複数のサブ画素から構成されており、各画素を構成する前記複数のサブ画素は、互いに異なるサブフレーム画像に属する２つのサブ画素を少なくとも含む、表示装置に用いられ、原画像のデータから前記複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路装置であって、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する前記複数のサブ画素に対してそれぞれの座標の参照データを参照して表示データを生成することによって前記複数のサブフレーム画像のデータを生成し、さらに、参照すべき参照データが存在しないサブ画素に対して、そのサブ画素とその周辺のサブ画素との相対配置関係と、前記周辺のサブ画素に対して参照される参照データとに基づいて演算を行うことによって表示データを生成し、前記演算は、表示データとして与えられる信号の強度と表示輝度との非線形の関係を線形の関係に補正してから行われ、そのことによって上記目的が達成される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明による表示装置では、表示すべき画像（原画像）のデータから複数のサブフレーム画像のデータを生成し、複数のサブフレーム画像を時分割で表示することによってフレーム画像を合成（形成）する。
【００２８】
典型的には、これらのサブフレーム画像をそれぞれに属する画素（「サブ画素」と称する）が互いに重ならないように、表示の切り替えに同期してシフトさせることによって、見かけ上の画素数を多くして解像度を向上させる。サブフレーム画像のシフトは、光学シフト素子によって行われる。光学シフト素子は、サブフレーム画像を表示する素子（例えば画像表示パネル）の前面側に配置され、その素子によって変調された光の光路を周期的・規則的に変化させる。
【００２９】
フレーム画像を構成する各「画素」は、相互に空間的に分離された複数の「サブ画素」から構成されるが、これら複数のサブ画素は、人間の視覚による空間的分解能よりも小さな領域内に配列されているので、相互に空間的に分離されているにもかかわらず、人間の目には１つの画素が構成されるように認識される。
【００３０】
また、１つの画素を構成する複数のサブ画素のうちの一部のサブ画素は、その他のサブ画素とは異なるサブフレーム画像に属しており、異なるタイミングで表示されるが、複数のサブフレーム画像は人間の視覚の時間分解能以下の短い時間単位で時分割表示されるため、これらの複数のサブ画素は、残像によって人間の目には１つの画素として認識される。
【００３１】
本発明による表示装置は、原画像のデータから複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路（回路装置）を備えている。この回路は、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する複数のサブ画素に対して同一座標の参照データに基づいた表示データを生成することによって、複数のサブフレーム画像のデータを生成する。ある画素を構成する複数のサブ画素に対して参照される参照データは、例えば、その画素を構成するサブ画素のうちの１つのサブ画素の座標の参照データや、あるいは、その画素の重心の座標の参照データである。なお、本願明細書においては、原画像内での位置を示す「座標」も、フレーム画像内での位置を示す「座標」も、特にことわらない限り単に「座標」と表記する。
【００３２】
このように、本発明による表示装置では、各画素を構成する複数のサブ画素に対して、同一座標の参照データに基づいた表示データが生成されるので、サブ画素間の位置（座標）の違いに起因した色ずれが発生しない。そのため、色再現性の高い表示が実現される。
【００３３】
あるいは、本発明による表示装置が備える回路は、原画像のデータから所定の座標毎に参照データを取得し、各画素を構成する複数のサブ画素に対してそれぞれの座標の参照データを参照して表示データを生成することによって複数のサブフレーム画像のデータを生成する回路である。この回路は、参照すべき参照データが存在しないサブ画素に対して、そのサブ画素とその周辺のサブ画素との相対配置関係と、周辺のサブ画素に対して参照される参照データとに基づいて演算を行うことによって表示データを生成する。さらに、この演算は、表示データとして与えられる信号の強度と表示輝度との非線形の関係を線形の関係に補正してから行われるので、参照すべき参照データが存在しないサブ画素に対しても、信号強度と表示輝度との非線形の関係に起因した輝度ずれのない表示データを生成することができ、色再現性の高い表示が実現される。
【００３４】
以下、投影型の画像表示装置を例にとり、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本発明の適用範囲は投影型画像表示装置に限定されず、ビュワーやヘッド・マウント・ディスプレイなどの直視型画像表示装置にも好適に適用される。また、以下では画像をシフトさせる光学シフト素子を備えた表示装置を例に説明するが、光学シフト素子を備えていない表示装置にも本発明を用いることができる。
【００３５】
（実施形態１）
まず、図１を参照しながら、本発明による表示装置の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態における表示装置１００を模式的に示している。
【００３６】
表示装置１００は、図１に示すように、光源１と、液晶表示パネル８と、光源１からの光を波長域に応じて液晶表示パネル８の対応する画素領域に集光させる光制御手段と、液晶表示パネル８によって変調された光を被投影面上に投射する投影光学系とを備えている。
【００３７】
表示装置１００は、さらに、光源１から後方に出た光（白色光）を前方に反射する球面鏡２と、光源１および球面鏡２からの光を平行光束にするコンデンサーレンズ３と、この光束を波長域に応じて複数の光束に分離するダイクロイックミラー４〜６を備えている。ダイクロイックミラー４〜６によって反射された光は、波長域に応じて異なる角度でマイクロレンズアレイ７に入射する。マイクロレンズアレイ７は液晶表示パネル８の光源側基板に取りつけられており、異なる角度でマイクロレンズ７に入射した光は、それぞれ異なる位置の対応する画素領域に集められる。
【００３８】
表示装置１００の投影光学系は、フィールドレンズ９および投影レンズ１１を備えており、液晶表示パネル８を透過した光束１２をスクリーン（被投影面）１３に投射する。本実施形態では、フィールドレンズ９と投影レンズ１１との間に、光学シフト素子１０が配置されている。図１には、光学シフト素子１０によって被投影面に平行な方向にシフトされた光束１２ａ、１２ｂが示されている。光束のシフトを行うには、光学シフト素子１０は液晶表示パネル８とスクリーン１３との間の何れかの位置に挿入されていればよく、投影レンズ１１とスクリーン１３との間に配置されていても良い。
【００３９】
次に、表示装置１００の各構成要素を順番に説明する。
【００４０】
本実施形態においては、光源１として、光出力１５０Ｗ、アーク長５ｍｍ、アーク径２．２ｍｍのメタルハライドランプを用い、このランプをアーク長方向が図面の紙面と平行となるように配置している。光源１としては、メタルハライドランプ以外に、ハロゲンランプ、超高圧水銀ランプ、またはキセノンランプ等を用いても良い。本実施形態で使用する光源１は三原色に対応する３つの波長域の光を含む白色光を放射する。
【００４１】
光源１の背面には球面鏡２が配置され、光源１の前面には口径８０ｍｍφ、焦点距離６０ｍｍのコンデンサーレンズ３が配置されている。球面鏡２は、その中心が光源１の発光部の中心と一致するように配置されており、コンデンサーレンズ３は、その焦点が光源１の中心と一致するように配置されている。
【００４２】
このような配置構成により、光源１から出射された光は、コンデンサーレンズ３によって平行化され、液晶表示パネル８を照らすことになる。コンデンサーレンズ３を通過した光の平行度は、例えばアーク長方向（図１の紙面に平行な方向）に約２．２°、アーク径方向に約１°となる。
【００４３】
本実施形態で使用する液晶表示パネル８は、光源側の透明基板上にマイクロレンズアレイ７が配置された透過型液晶表示素子である。液晶の種類や動作モードは任意であるが、高速動作し得るものであることが好ましい。本実施形態ではＴＮ（ツイステッド・ネマティック）モードで動作する。液晶表示パネル８には、光を変調するための複数の画素領域が設けられているが、本願明細書における「画素領域」とは、画像表示パネルにおいて空間的に分離された個々の光変調部を意味する。液晶表示パネル８の場合は、個々の画素領域に対応する画素電極によって液晶層の対応部分に電圧が印加され、その部分の光学特性が変化することによって光の変調が行われる。
【００４４】
この液晶表示パネル８では、例えば７６８（Ｈ）×７６８（Ｖ）の走査線がノンインターレースで駆動される。液晶表示パネル８の画素領域は透明基板上に二次元的に配列されており、本実施形態の場合、画素領域のピッチは水平方向に沿って測定した値は２１μｍ、垂直方向に沿って計測した値は１５．７５μｍである。そして、本実施形態の場合、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用画素領域は、それぞれ画面の水平方向に沿ってストライプ状に配列され、各マイクロレンズが３つの画素領域（Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用画素領域）からなるセットに割り当てられている。
【００４５】
液晶表示パネル８を照射するＲ、Ｇ、およびＢ光は、図１に示すように光源１から放射された白色光をダイクロイックミラー４、５および６によって分離したものであり、液晶表示パネル８上のマイクロレンズアレイ７へ異なる角度で入射する。Ｒ、Ｇ、およびＢ光の入射角度を適切に設定することにより、図２に示すように、マイクロレンズ７によって各波長域に対応する画素領域へ適切に振り分けられる。本実施形態ではマイクロレンズ７の焦点距離を２５５μｍとし、各光束がなす角度が５．８°になるように設計している。より詳細には、Ｒ光は液晶表示パネル８に対して垂直に入射し、Ｂ光およびＧ光は、それぞれ、Ｒ光に対して５．８°の角度で入射する。
【００４６】
ダイクロイックミラー４、５、および６は、図３に示すような分光特性を有しており、それぞれ緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、および青色（Ｂ）の光を選択的に反射する。Ｇ光の波長域は５２０〜５８０ｎｍ、Ｒ光の波長域は６００〜６５０ｎｍ、Ｂ光の波長域は４２０〜４８０ｎｍである。
【００４７】
本実施形態では、３原色の光を対応する画素領域に集めるためにダイクロイックミラー４〜６およびマイクロレンズアレイ７を用いているが、他の光学的な手段（例えば、光の回折・分光機能を付与された透過型ホログラム）を用いても良い。
【００４８】
液晶表示パネル８はノンインターレースで駆動されるため、１秒間に６０フレームの画像が表示され、各フレームに割り当てられる時間（フレーム期間）Ｔは１／６０秒、すなわち、Ｔ＝１／６０（秒）≒１６．６（ミリ秒）となる。
【００４９】
なお、インターレースで駆動される場合は、画面内の走査線を偶数ラインと奇数ラインに分け、交互に表示していくため、Ｔ＝１／３０（秒）≒３３．３（ミリ秒）となる。また、各フレームを構成する偶数サブフレームおよび奇数サブフレームの各々に割り当てられた時間（１サブフレーム期間）は、１／６０≒１６．６（ミリ秒）となる。また、インターレース駆動の場合は、あるフィールドの画像が本願明細書における「フレーム画像」と同様に取り扱われ得る。
【００５０】
本実施形態の表示装置１００は、表示すべき画像（原画像）の情報（データ）を受け取り、その情報を逐次メモリに蓄え、そのメモリから選択的に読み出した情報に基づいて複数のサブフレーム画像を形成するサブフレーム画像生成回路１４を備えている。サブフレーム画像生成回路１４は、サブフレーム画像を液晶表示パネル８に時分割で表示させる機能も有する。サブフレーム画像生成回路１４におけるサブフレーム画像の形成方法は、後述することとする。
【００５１】
本発明の実施形態における表示装置１００では、１枚の表示パネルにＲ、Ｇ、およびＢ用画素領域が別々の位置に設けられている。そして、Ｒ、Ｇ、およびＢ用データの各々に基づいてＲ、Ｇ、およびＢ用画素領域で光の変調が行われ、被投影面上にカラー画像が形成されることになる。
【００５２】
次に、光学シフト素子１０およびサブフレーム画像のシフト方法を説明する。
【００５３】
図４および図５は、光学シフト素子１０に用いられる光学シフト部１０´を模式的に示している。光学シフト部１０´は、入射した光の偏光方向を変調する第１の素子ｇ１と、光の偏光方向によって屈折率の異なる第２の素子ｇ２とを有している。本実施形態における第１の素子ｇ１は、液晶層および液晶層に電圧を印加する一対の電極を含む液晶セルから形成された液晶素子であり、光の偏光方向を直交する２つの方向の間で切り替える。また、本実施形態における第２の素子ｇ２は、水晶板である。
【００５４】
図４および図５に示されている例では、液晶素子ｇ１に入射する光は垂直方向（紙面に平行な方向）に偏光しているとする。液晶素子ｇ１の液晶層に電圧を印加しない場合には、図４に示すように、液晶素子ｇ１に入射する光は、液晶層によってその偏光方向を９０°回転させられる。これに対し、液晶素子ｇ１の液晶層に適切なレベル電圧（例えば５ボルト）を印加している場合は、図５に示すように、光の偏光方向は、光が液晶素子ｇ１を透過する過程で回転しない。なお、ここでは、回転角度が９０°である場合を例示しているが、液晶層の設計によっては、回転角度を任意に設定することが可能である。
【００５５】
水晶板ｇ２は、単軸結晶であり、複屈折性を持つため、入射光の偏光方向によって異なる屈折率を示す。水晶板ｇ２の光学軸ｋ２は、図４および図５では、水平な面内に含まれているが、水晶板ｇ２の光入射面からは傾斜している。このため、図４に示すように、偏光方向の水平な光が水晶板ｇ２に入射すると、光は光学軸ｋ２を含む面内で屈折し、光は水平方向にΔＤだけシフトする。このとき、光の進行方向と水晶板ｇ２の光学軸ｋ２とを含む平面（「主断面」と称される。）が入射光の偏光方向と平行な関係にある。このように偏光方向が主断面に平行な入射光は、水晶板ｇ２にとって「異常光」である。
【００５６】
一方、図５に示すように、偏光方向の垂直な光が水晶板ｇ２に入射すると、偏光方向が水晶板ｇ２の光学軸ｋ２（または主断面）と直交するため、光は屈折せず、光のシフトも生じない。この場合、水晶板ｇ２に入射する光は、水晶板ｇ２にとって「常光」である。
【００５７】
このように、液晶素子ｇ１の液晶層に電圧を印加するか否かによって、水晶板ｇ２に入射する光の偏光方向を制御し、また、偏光方向の異なる光を水晶板ｇ２に入射させることにより、水晶板ｇ２から出射する光のシフトを調節することができる。
【００５８】
光のシフト量ΔＤは、水晶板ｇ２の厚さに比例するので、水晶板ｇ２の厚さを調節することによって光のシフト量ΔＤを任意の値に設定することができる。なお、第２の素子ｇ２に用いられる材料は、水晶に限定されず、複屈折性を有する一軸結晶であれば如何なるものであってもよい。例えば、ニオブ酸リチウム、方解石、雲母、ルチル（ＴｉＯ２）、チリ硝石（ＮａＮＯ３）などの材料を用いることができる。ただし、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）のように表示装置の総重量を小さくする必要がある場合、屈折率異方性（Δｎ）が相対的に大きなニオブ酸リチウムやルチルを用いることが好ましい。Δｎが大きい材料であれば、必要なシフト量を得るために必要な第２の素子の厚さを薄くできるため、小型化および軽量化に適している。
【００５９】
上述したように、光学シフト部１０´は、図４に示した状態、または、図５に示した状態をとることによって、画像をΔＤだけシフトさせることができる。つまり、２つの異なる位置を選択することができる。
【００６０】
本実施形態における光学シフト素子１０は、図６に示すように、光学シフト部１０´を２つ含んでおり、この２つの光学シフト部１０´を光路上に直列的に配置することにより、最大で４つの異なる位置を選択できるよう画像をシフトさせることができる。なお、図６では、出射側の光学シフト部１０´の第２の素子ｇ２は、光学軸ｋ２の向きが互いに異なる２枚の水晶板ｇ２ａおよびｇ２ｂを重ね合わせて形成されている。
【００６１】
４つの位置の選択は、入射側の液晶素子ｇ１に対する電圧印加状態（ＯＮ／ＯＦＦ）と出射側の液晶素子ｇ１に対する電圧印加状態（ＯＮ／ＯＦＦ）との組み合わせによって行われる。また、４つの位置の間隔、すなわちシフト量は、第２の素子ｇ２の厚さや光学軸ｋ２の設定などによって決定される。
【００６２】
入射側の光学シフト部１０´の水晶板ｇ２（厚さがａ）によるシフト量をΔａとし、出射側の光学シフト部１０´の水晶板ｇ２ａ、ｇ２ｂ（それぞれの厚さがｘ、ｙ）によるシフト量をΔｘ、Δｙとしたとき、水晶板ｇ２および水晶板ｇ２ａの光学軸ｋ２を水平な面内に含まれるように、水晶板ｇ２ｂの光学軸ｋ２を垂直な面内に含まれるように配置すると、図７に示すように、平行四辺形の頂点に対応する４つの異なる位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄへのシフトを実現することができる。
【００６３】
図７に示した位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄへのシフトに対応して画素配列がシフトされる様子を図８（ａ）〜（ｄ）に示す。なお、図８（ｂ）〜（ｄ）には、図８（ａ）において左上に位置するＲ画素の位置を基準位置として示している。画素配列を図８（ａ）〜（ｄ）に示したように互いに重ならないようにシフトさせることによって、観測者には、図８（ｅ）に示すように合成された画素配列（合成画素配列）が観測されることになる。従って、図８（ａ）〜８（ｄ）に示したシフトに同期してサブフレーム画像を切り替えて表示することによって、図８（ｅ）に示した合成画素配列でフレーム画像を表示することができる。
【００６４】
図８（ａ）〜（ｄ）に示した各々のシフト位置において、サブフレーム画像はＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素によって構成される。サブフレーム画像を構成するこれらＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素は、サブフレーム画像に属する「サブ画素」と称される。また、図８（ｅ）に示した合成画素配列で表示されるフレーム画像においては、相互に空間的に分離された複数のサブ画素（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）から構成される「画素」が白を表示する最小の単位として機能する。さらに、本実施形態では、各画素を構成する複数のサブ画素は、他とは異なるサブフレーム画像に属するサブ画素を含んでいる。例えば、図８（ｅ）に示した画素Ｐに着目すると、この画素Ｐは、図８（ａ）に示したシフト位置におけるＢ画素と、図８（ｂ）に示したシフト位置におけるＲ画素と、図８（ｃ）に示したシフト位置におけるＧ画素とから構成されている。
【００６５】
本実施形態では、図８（ａ）に示すように同色画素の水平方向に沿ったピッチをＰｈ、垂直方向に沿ったピッチをＰｖとしたときに、図７中に示したシフト量Δａ、Δｘ、ΔｙがそれぞれＰｈ／２、Ｐｈ／６、Ｐｖ／２となるように光学シフト素子１０が設計されている。従って、図８（ｂ）に示した画素配列は、図８（ａ）に示した画素配列に比べて水平方向にＰｈ／２だけずれた位置にシフトされ、図８（ｃ）に示した画素配列は、図８（ａ）に示した画素配列に比べて水平方向にＰｈ／３、垂直方向にＰｖ／２だけずれた位置にシフトされる。また、図８（ｄ）に示した画素配列は、図８（ａ）に示した画素配列に比べて水平方向にＰｈ／６、垂直方向にＰｖ／２だけずれた位置にシフトされる。
【００６６】
光学シフト素子１０が有する第２の素子ｇ２の厚さや光学軸Ｋ２の傾きなどは、上記のシフト量を実現できるように設定される。例えば、図８（ｅ）に示した合成画素配列において、水平方向に沿った画素ピッチを２１μｍ、垂直方向に沿った画素ピッチを１５．７５μｍとしたとき、図８（ａ）に示した画素配列から図８（ｂ）に示した画素配列にシフトさせる際の水平方向へのシフト量（図７におけるΔａに相当）は３１．５μｍとなる。従って、第２の素子ｇ２として、常光屈折率が１．５４４、異常光屈折率が１．５５３、光学軸ｋ２の傾斜角度が４５°の水晶板を用いた場合、水晶板に必要とされる厚さは、公知の関係式を用いて５．４ｍｍと求められる。
【００６７】
次に、表示装置１００におけるサブフレーム画像の形成方法を説明する。
【００６８】
表示装置１００では、表示すべき画像（原画像）のデータから、サブフレーム画像生成回路１４によって複数のサブフレーム画像のデータが生成される。表示装置１００に入力される原画像のデータは、原画像を構成する画素ごとのデータを含んでいる。原画像のデータは、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂに分離された信号（ＲＧＢ信号）、輝度信号Ｙと色差信号Ｂ−ＹおよびＲ−Ｙに分離された信号（Ｙ−Ｃ信号）、色搬送波を色差信号で変調した色信号Ｃと輝度信号Ｙを周波数多重化した複合映像信号（コンポジット信号）などを含んでいる。
【００６９】
図９に、原画像を構成する画素の配列を模式的に示す。なお、図９では、各画素に座標を付して示している。図９に示したように、原画像を構成する複数の画素は、マトリクス状に配列されており、それぞれの画素は正方形状である。また、本実施形態では、原画像の画素数は１０２４（Ｈ）×７６８（Ｖ）である。
【００７０】
一方、フレーム画像を構成する画素の配列を図１０に模式的に示す。図１０に示したように、フレーム画像の画素は３つのサブ画素（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）から構成されており、かぎ状（Ｌ字状）の形状を有している。また、本実施形態ではフレーム画像の画素数は１０２４（Ｈ）×７６８（Ｖ）である。
【００７１】
サブフレーム画像生成回路１４は、原画像のデータに基づいて各サブ画素に対する表示データ（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）を生成し、そのことによって複数のサブフレーム画像のデータを生成する。本実施形態では、原画像の画素数とフレーム画像の画素数とが同じなので、サブフレーム画像生成回路１４は、原画像の画素とフレーム画像の画素とを一対一で対応付け、フレーム画像の各画素を構成する複数のサブ画素に対して、その画素に対応付けられた原画像の画素のデータを参照して表示データを生成する。
【００７２】
図１１（ａ）および（ｂ）に、原画像の画素とフレーム画像の画素との対応関係を示す。図１１（ａ）は原画像を構成する複数の画素を示し、図１１（ｂ）はフレーム画像を構成する複数の画素を示している。図１１（ａ）および（ｂ）では、対応した画素同士に同じ座標を付して示しており、例えば、原画像の画素（１，１）のデータを参照してフレーム画像の画素（１，１）を構成するサブ画素（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）に対して表示データが生成される。
【００７３】
このように、サブフレーム画像生成回路１４は、原画像のデータから所定の座標ごと（ここでは原画像の画素を単位とする座標ごと）に参照データを取得し、フレーム画像の各画素を構成する複数のサブ画素に対して同一の座標の参照データを参照して表示データを生成する。
【００７４】
ある画素を構成するサブ画素群に対してどの座標の参照データを参照するか、すなわち、サブ画素群に対する参照データの選択は、例えば、サブ画素群のうちの１つのサブ画素の座標に基づいて行われる。つまり、ある画素を構成するサブ画素のうちのＲ画素の座標の参照データを参照して、その画素のＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素に対して表示データが生成される。参照データの選択に用いられる画素中のある一点（ここではＲ画素）を、以下では「参照点」と呼ぶ。
【００７５】
上述したようにして各画素を構成するサブ画素群に対して表示データを生成することにより、複数のサブフレーム画像（ここでは４枚のサブフレーム画像）が生成される。これら複数のサブフレーム画像を時分割で表示することにより、フレーム画像を合成することができる。
【００７６】
このように、本発明による表示装置１００では、フレーム画像の各画素を構成する複数のサブ画素に対して同一座標の参照データを参照して表示データが生成される。従って、各画素においてサブ画素の位置の違いに起因した色ずれが発生することがなく、色再現性の高い表示が可能になる。
【００７７】
なお、ここでは、平行四辺形の頂点に対応する４つの異なる位置に画像をシフトさせる場合を示したが、シフト方向や選択する位置の数はこれに限定されない。シフト方向は水平方向のみあるいは垂直方向のみであってもよい。また、位置の数も必要に応じて設定すればよい。さらに、本発明は、画像のシフトを行わない場合にも適用できる。
【００７８】
（実施形態２）
本発明による表示装置の第２の実施形態を説明する。以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７９】
本実施形態における光学シフト素子１０は、図１２に示すように、光学シフト部１０´を１つ有しており、２つの異なる位置を選択できるよう画像をシフトさせることができる。光学シフト部１０´の第２の素子ｇ２は、２枚の水晶板ｇ２ａおよびｇ２ｂを重ね合わせて形成されている。
【００８０】
光学シフト部１０´の入射側の水晶板ｇ２ａ（厚さがｘ）によるシフト量をΔｘ、また、出射側の水晶板ｇ２ｂ（厚さがｙ）によるシフト量をΔｙとし、水晶板ｇ２ａの光学軸ｋ２が水平な面内に含まれるように、水晶板ｇ２ｂの光学軸ｋ２が垂直な面内に含まれるように配置すると、図１３に示すように、２つの異なる位置Ａ、Ｂ間での斜め方向へのシフトを実現することができる。
【００８１】
図１３に示した位置Ａ、Ｂへのシフトに対応して画素配列がシフトされる様子を図１４（ａ）および（ｂ）に示す。図１４（ｂ）には、図１４（ａ）において左上に位置するＲ画素の位置を基準位置として示している。画素配列を図１４（ａ）および（ｂ）に示したように互いに重ならないようにシフトさせることによって、観測者には、図１４（ｃ）に示すように合成された画素配列（合成画素配列）が観測されることになる。従って、図１４（ａ）および（ｂ）に示したシフトに同期してサブフレーム画像を切り替えて表示することによって、図１４（ｅ）に示した合成画素配列でフレーム画像を表示することができる。なお、本実施形態では、図１４（ｂ）に示した画素配列は、図１４（ａ）に示した画素配列に比べて水平方向にＰｈ／２、垂直方向にＰｖ／２だけずれた位置にシフトされる。
【００８２】
また、本実施形態における液晶表示パネル８の画素領域の数は１０２４（Ｈ）×７６８（Ｖ）であり、画素領域の水平方向に沿ったピッチおよび垂直方向に沿ったピッチはいずれも２１μｍである。
【００８３】
次に、本実施形態におけるサブフレーム画像の形成方法を説明する。
【００８４】
本実施形態における原画像の画素配列は、図９に示したものと同じであり、原画像の画素数は１０２４（Ｈ）×７６８（Ｖ）である。
【００８５】
これに対して、図１４（ｃ）に示した合成画素配列によって表示されるフレーム画像の画素数は、図１５に示すように、６８２（Ｈ）×７６８（Ｖ）である。なお、図１５では、各サブ画素に座標を付しているが、この座標は、図９中の各画素の座標には対応していない。本実施形態では、サブ画素を（１，１）→（１，２）、（２，１）→（２，２）、・・・と斜め方向にシフトさせるので、３つのサブ画素から構成される１つの画素はＴ字状であり、３つのサブ画素の重心同士を結ぶとほぼ正三角形状となる。
【００８６】
本実施形態では、原画像の画素数とフレーム画像の画素数とが異なっているので、原画像の画素とフレーム画像の画素とを一対一で対応付けることはできない。そこで、本実施形態におけるサブフレーム画像生成回路１４は、原画像のデータから、フレーム画像の各画素の重心（図１５中に黒丸で示している）の座標ごとに参照データを取得する。具体的には、原画像のデータに含まれる１０２４（Ｈ）×７６８（Ｖ）個のデータをサンプリングしなおすことによって、フレーム画像の画素の重心の座標に対応した６８４（Ｈ）×７６８（Ｖ）個の参照データを生成する。そして、フレーム画像の各画素を構成する複数のサブ画素に対してその画素の重心の座標の参照データを参照して表示データを生成する。
【００８７】
なお、各画素の重心ではなく、各画素を構成するサブ画素群のうちの１つのサブ画素（例えばＲ画素）の座標の参照データを参照してもよい。
【００８８】
このように、フレーム画像の各画素を構成する複数のサブ画素に対して同一座標の参照データに基づいて表示データが生成されるので、本実施形態においても、サブ画素の位置の違いに起因した色ずれが発生することがなく、色再現性の高い表示が可能になる。
【００８９】
なお、ここでは２つの位置間で斜め方向にシフトさせる場合を例示したが、シフトの方向や選択する位置の数はこれに限定されない。シフト方向は水平方向のみあるいは垂直方向のみであってもよい。また、位置の数も必要に応じて設定すればよい。さらに、画像のシフトを行わなくてもよい。
【００９０】
また、上記の例では、フレーム画像の各画素が３つのサブ画素（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素が１つずつ）から構成され、サブ画素の重心同士を結ぶ線分が三角形を形成する場合を示したが、必ずしもそうである必要はない。各画素がＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素を２つずつ以上含んでいてもよいし、サブ画素の重心同士を結ぶ線分が例えば横長や縦長の長方形を形成してもよい。
【００９１】
（実施形態３）
本発明による表示装置の第３の実施形態を説明する。以下では、第１および第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９２】
本実施形態における光学シフト素子１０は、図１６に示すように、光学シフト部１０´を１つ有しており、２つの異なる位置を選択できるよう画像をシフトさせることができる。光学シフト部１０´が有する第２の素子ｇ２（厚さがａ）によるシフト量をΔａとすると、第２の素子ｇ２の光学軸ｋ２が水平な面内に含まれるように配置することによって、図１７に示すように、２つの異なる位置Ａ、Ｂ間での水平方向のシフトを実現することができる。
【００９３】
図１７に示した位置Ａ、Ｂへのシフトに対応して画素配列がシフトされる様子を図１８（ａ）および（ｂ）に示す。図１８（ｂ）には、図１８（ａ）において左上に位置するＲ画素の位置を基準位置として示している。画素配列を図１８（ａ）および（ｂ）に示したように互いに重ならないようにシフトさせることによって、観測者には、図１８（ｃ）に示すように合成された画素配列（合成画素配列）が観測されることになる。従って、図１８（ａ）および（ｂ）に示したシフトに同期してサブフレーム画像を切り替えて表示することによって、図１８（ｃ）に示した合成画素配列でフレーム画像を表示することができる。本実施形態では、図１８（ｂ）に示した画素配列は、図１８（ａ）に示した画素配列に比べて水平方向にＰｈ／２だけずれた位置にシフトされる。
【００９４】
また、本実施形態における液晶表示パネル８の画素領域の数は１０２４（Ｈ）×７６８（Ｖ）であり、画素領域の水平方向に沿ったピッチおよび垂直方向に沿ったピッチはいずれも２１μｍである。
【００９５】
次に、本実施形態におけるサブフレーム画像の形成方法を説明する。
【００９６】
原画像の画素配列は、図９に示したものと同じであり、原画像の画素数は１０２４（Ｈ）×７６８（Ｖ）である。
【００９７】
本実施形態では、サブフレーム画像生成回路１４は、フレーム画像の各画素を構成する複数のサブ画素に対して、それぞれの座標の参照データを参照して表示データを生成する。つまり、参照点が画素ごとではなくサブ画素ごとに規定される。
【００９８】
図１８（ｃ）に示した合成画素配列におけるサブ画素の数は、図１９に示すように、２０４８（Ｈ）×７６８（Ｖ）である。なお、図１９では、各サブ画素に座標を付しているが、この座標は図９中の各画素の座標には対応していない。また、図１９では、わかりやすさのために（１，１）に位置するサブ画素と（１，２）に位置するサブ画素とが上下にずれて示されているが、実際には、（１，１）と（１，２）間、（２，１）と（２，２）間で水平方向にシフトを行う。
【００９９】
原画像の画素数と、フレーム画像におけるサブ画素数とは異なっているので、原画像の各画素とフレーム画像における各サブ画素とを一対一で対応付けることはできない。従って、原画像のデータを参照できないサブ画素が存在してしまう。例えば、図１９中、（１，２）、（２，２）、（１，４）などに位置するサブ画素は原画像のデータを参照できない。
【０１００】
そこで、本実施形態におけるサブフレーム画像生成回路１４は、参照すべき参照データが存在しないサブ画素に対して、そのサブ画素とその周辺のサブ画素との相対配置関係と、周辺のサブ画素に対して参照される参照データとに基づいて演算を行うことによって表示データを生成する。
【０１０１】
例えば、図１９中、（２，２）に位置しているサブ画素は原画像のデータを参照できないが、このサブ画素は（３，１）に位置するサブ画素と（４，１）に位置するサブ画素の中間に位置しているので、これらのサブ画素に対して参照される参照データを平均化したものを（２，２）に位置するサブ画素に対して参照し、そのことによって表示データを生成する。
【０１０２】
本実施形態では、さらに、上記の演算は、表示データとして与えられる信号の強度と表示輝度との非線形の関係（典型的には図２３に示したような下に凸な曲線で表される関係）を線形の関係に補正してから行われる。
【０１０３】
この補正を、参照データの存在しないサブ画素が参照データの存在する２つのサブ画素の中間に位置している場合を例として図２０を参照しながら説明する。周辺の２つのサブ画素に対して参照される参照データに基づく信号強度をＳ１およびＳ３、表示輝度をＬ１およびＬ３としたとき、単にＳ１およびＳ３の中間値Ｓ２の信号を与えても、表示輝度はＬ１およびＬ３の中間値Ｌ２´ではなくそれよりも低い輝度Ｌ２となってしまう。本実施形態では、信号の強度と表示輝度との非線形の関係を図２０中に破線で示すような線形の関係に補正してから演算を行うので、Ｌ１およびＬ３の中間値Ｌ２´の表示輝度を与える信号強度Ｓ２´が、参照データの存在しないサブ画素に表示データとして与えられる。
【０１０４】
このように、本実施形態では、参照すべきデータが存在しない座標のサブ画素に対しては、その周辺の座標のサブ画素に対して参照される参照データに基づいて演算を行うことによって表示データを生成する。また、本実施形態では、この演算を、信号強度と表示輝度との非線形の関係を線形の関係に補正してから行うので、信号強度と表示輝度との非線形の関係に起因した色ずれの発生が抑制され、色再現性の高い表示が実現される。
【０１０５】
なお、表示データの演算方法は例示したものに限定されない。例えば、図１４に示したように斜め方向にシフトを行う場合には、参照データの存在しないサブ画素が参照データの存在する４つのサブ画素に取り囲まれているので、これらの４つのサブ画素に対して参照される参照データに基づいて演算を行えばよい。
【０１０６】
また、ここでは、２つの位置間で水平方向にシフトさせる場合を例示したが、シフトの方向や選択する位置の数はこれに限定されない。シフト方向が垂直方向または斜め方向である場合や、選択する位置の数が３つ以上である場合にも、上述のようにして色再現性の高い表示を実現できる。また、画像のシフトを行わない場合も同様である。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によると、フレーム画像の各画素が複数のサブフレームに亘って構成されるときに色再現性の高い表示が可能な表示装置およびそれに用いられる回路装置が提供される。
【０１０８】
本発明は、特に、光学シフト素子を備えた表示装置に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表示装置を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す表示装置の液晶表示パネル付近を拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す表示装置が備えるダイクロイックミラーの分光特性を示すグラフである。
【図４】光学シフト素子の光学シフト部の構成および動作を説明する模式図である。
【図５】光学シフト素子の光学シフト部の構成および動作を説明する他の模式図である。
【図６】光学シフト素子の構成および動作を説明する模式図である。
【図７】光学シフト素子による光学的なシフトを模式的に示す図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、画素配列のシフトを模式的に示す図であり、（ｅ）は、合成された画素配列を模式的に示す図である。
【図９】原画像を構成する画素の配列を模式的に示す図である。
【図１０】フレーム画像を構成する画素の配列を模式的に示す図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、原画像の画素とフレーム画像の画素との対応関係を模式的に示す図である。
【図１２】光学シフト素子の構成および動作を説明する模式図である。
【図１３】光学シフト素子による光学的なシフトを模式的に示す図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、画素配列のシフトを模式的に示す図であり、（ｃ）は、合成された画素配列を模式的に示す図である。
【図１５】合成された画素配列を模式的に示す図である。
【図１６】光学シフト素子の構成および動作を説明する模式図である。
【図１７】光学シフト素子による光学的なシフトを模式的に示す図である。
【図１８】（ａ）および（ｂ）は、画素配列のシフトを模式的に示す図であり、（ｃ）は、合成された画素配列を模式的に示す図である。
【図１９】合成された画素配列を模式的に示す図である。
【図２０】信号強度と表示輝度との関係を示すグラフである。
【図２１】（ａ）および（ｂ）は、画素配列のシフトを模式的に示す図であり、（ｃ）は、合成された画素配列を模式的に示す図である。
【図２２】（ａ）および（ｂ）は、画素配列のシフトを模式的に示す図であり、（ｃ）は、合成された画素配列を模式的に示す図である。
【図２３】信号強度と表示輝度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  光源
２  球面鏡
３  コンデンサーレンズ
４、５、６  ダイクロイックミラー
７  マイクロレンズアレイ
８  液晶表示パネル（画像表示パネル）
９  フィールドレンズ
１０  光学シフト素子
１０´  光学シフト部
１１  投影レンズ
１２、１２ａ、１２ｂ  光束
１３  被投影面
１４  サブフレーム画像生成回路
１００  表示装置
【図１】
2004252273.tif 000003
【図２】
2004252273.tif 000004
【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】
2004252273.tif 000019
【図１８】
2004252273.tif 000020
【図１９】
2004252273.tif 000021
【図２０】
2004252273.tif 000022
【図２１】
2004252273.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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