(57)【要約】【課題】光の利用効率を高めることができ、画質の良好な画像を高解像度で表示できる画像表示装置を提供する。【解決手段】光源１から出射された光を空間光変調デバイス３により映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を画素シフト手段４により選択的にシフトして表示するようにした画像表示装置において、光源１からの光を、少なくとも画素シフト手段４の応答特性に応じて遮光する遮光手段２を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を空間光変調デバイスにより映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を画素シフト手段により選択的にシフトして表示するようにした画像表示装置において、
上記光源からの光を、少なくとも上記画素シフト手段の応答特性に応じて遮光する遮光手段を設けたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
上記遮光手段は、上記光源からの光の光路中に回転可能に配置され、少なくとも上記画素シフト手段の応答特性に応じて上記光源からの光を遮光する遮光領域を形成したホイールを有す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】
上記ホイールに、さらに上記空間光変調デバイスの特性に応じた遮光領域を形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４】
上記ホイールは、上記光源と上記空間光変調デバイスとの間に配置され、上記遮光領域以外の部分に、少なくともＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを有することを特徴とする請求項２または３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記ホイールは、上記光源と上記空間光変調デバイスとの間に配置され、上記遮光領域を形成した遮光ホイールと、少なくともＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを有するカラーホイールとを備えることを特徴とする請求項２または３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
上記画素シフト手段の応答特性に応じた遮光領域は、遮光の開始部分および／または終了部分にグラデーション領域を有することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
光源から出射された光を空間光変調デバイスにより映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を画素シフト手段により選択的にシフトして表示するようにした画像表示装置において、
上記光源を、少なくとも上記画素シフト手段の応答特性に応じて消灯するように制御する点灯制御手段を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
上記点灯制御手段は、さらに上記空間光変調デバイスの特性に応じて上記光源を消灯するよう制御することを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
上記点灯制御手段は、上記光源の消灯時および／または点灯時に光量を徐々に低下および／または上昇させるように上記光源を制御することを特徴とする請求項７または８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
上記画素シフト手段は、ＴＮ液晶セルと複屈折板とを有す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】
上記画素シフト手段の応答特性は、温度特性を含む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】
上記空間光変調デバイスは、一括書き込み型であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの照明光を空間光変調デバイスにより空間変調して画像を表示するプロジェクタ、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、空間光変調デバイスの表示画素位置を画素シフト手段により選択的にシフトして高解像度化を図ったものが種々提案されている。
【０００３】
このような画素シフトを行う画像表示装置では、画素シフト手段による画素シフト期間中に画像が表示されると、画素シフト前後の画像が繋がって見えてしまい画質の低下を招くことになる。
【０００４】
この問題を解決するようにした画像表示装置として、例えば、空間光変調デバイスによる画像の更新期間中は照明光を遮光し、この更新期間中に画素シフトを行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、他の画像表示装置として、画像データを走査線順次に更新する空間光変調デバイスを用い、この空間光変調デバイスにおける画像データの更新方向に時間的に合わせて照明光を遮光することにより、画質劣化の原因となる画像を排除するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−５７４５７号公報
【特許文献２】特開２００５−９１５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した画像表示装置に用いられる画素シフト手段は、通常、画素のシフト時と非シフト時とで異なる応答速度を有している。例えば、画素シフト手段が、液晶セルおよび複屈折板を有し、液晶セルに選択的に電圧を印加して透過光の偏光面を旋光させ、その偏光面の方向に応じて複屈折板により光軸（画素）をシフトさせるように構成されている場合、液晶セルは、印加電圧をＯＦＦからＯＮにした時の応答速度と、ＯＮからＯＦＦにした時の応答速度が異なっている。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の画像表示装置にあっては、画素シフト手段における応答速度の差異については何ら考慮することなく、遅い応答速度をカバーするように一義的に遮光時間を設定している。このため、照明光の遮光時間が必要以上に長くなって光の利用効率が低下し、それにより画像が暗くなる等、画質低下を招くことが懸念される。
【０００９】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、光の利用効率を高めることができ、画質の良好な画像を高解像度で表示できる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、光源から出射された光を空間光変調デバイスにより映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を画素シフト手段により選択的にシフトして表示するようにした画像表示装置において、
上記光源からの光を、少なくとも上記画素シフト手段の応答特性に応じて遮光する遮光手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
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、上記遮光手段は、上記光源からの光の光路中に回転可能に配置され、少なくとも上記画素シフト手段の応答特性に応じて上記光源からの光を遮光する遮光領域を形成したホイールを有することを特徴とするものである。
【００１２】
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、上記ホイールに、さらに上記空間光変調デバイスの特性に応じた遮光領域を形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の画像表示装置において、上記ホイールは、上記光源と上記空間光変調デバイスとの間に配置され、上記遮光領域以外の部分に、少なくともＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項２または３に記載の画像表示装置において、上記ホイールは、上記光源と上記空間光変調デバイスとの間に配置され、上記遮光領域を形成した遮光ホイールと、少なくともＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを有するカラーホイールとを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の画像表示装置において、上記画素シフト手段の応答特性に応じた遮光領域は、遮光の開始部分および／または終了部分にグラデーション領域を有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に係る発明は、光源から出射された光を空間光変調デバイスにより映像信号に応じて空間変調して画像を形成し、この画像を画素シフト手段により選択的にシフトして表示するようにした画像表示装置において、
上記光源を、少なくとも上記画素シフト手段の応答特性に応じて消灯するように制御する点灯制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の画像表示装置において、上記点灯制御手段は、さらに上記空間光変調デバイスの特性に応じて上記光源を消灯するよう制御することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に係る発明は、請求項７または８に記載の画像表示装置において、上記点灯制御手段は、上記光源の消灯時および／または点灯時に光量を徐々に低下および／または上昇させるように上記光源を制御することを特徴とするものである。
【００１９】
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、上記画素シフト手段は、ＴＮ液晶セルと複屈折板とを有することを特徴とするものである。
【００２０】
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、上記画素シフト手段の応答特性は、温度特性を含むことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１２に係る発明は、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像表示装置において、上記空間光変調デバイスは、一括書き込み型であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、少なくとも画素シフト手段の応答特性に応じて、光源からの光を遮光あるいは光源を消灯するので、光の遮光時間あるいは消灯時間が必要以上に長くなるのを防止して光の利用効率を高めることができ、画質の良好な画像を高解像度で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】
【００２３】
以下、本発明の画像表示装置について、図を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る画像表示装置の基本構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示装置は、光源部１、遮光手段２、空間光変調デバイス３、画素シフト手段４、投影光学系５および画像処理部６を有しており、光源部１から出射される照明光は、遮光手段２で選択的に遮光されながら空間光変調デバイス３に入射する。
【００２５】
画像処理部６では、入力される映像信号をサブフィールドに分割して、各色毎の面順次のデータに変換して空間光変調デバイス３に書き込んで表示し、これにより空間光変調デバイス３に入射する照明光は空間変調されて、画素シフト手段４および投影光学系５を経て図示しないスクリーン等に画像が投影表示される。
【００２６】
具体的には、光源部１は、例えば、超高圧水銀（ＵＨＰ）ランプやキセノンランプなどの白色光源とカラーホイールやダイクロイックミラーなどの色分離素子とを有して構成するか、あるいは３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）以上のＬＥＤ光源を有して構成する。遮光手段２は、色分離素子に遮光領域を設けて構成するか、あるいは光源自体をＯＮ・ＯＦＦするように構成する。空間光変調デバイス３は、透過型あるいは反射型の液晶（ＬＣＤ）やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を有して構成する。また、画素シフト手段４は、偏光回転素子であるＴＮ液晶や強誘電性液晶などの液晶セルと、光路偏向素子である水晶、ニオブ酸リチウム、ルチル、方解石、チリ硝石などの異方性結晶からなる複屈折板とを有して構成する。
【００２７】
次に、本発明に係る画像表示装置の具体的な実施の形態について説明する。
【００２８】
（第１実施の形態）
図２は第１実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図である。この画像表示装置は、一枚の空間光変調デバイスで３原色を面順次で表示する単板面順次方式のもので、光源部は、ＵＨＰランプなどからなる白色光源１１、フライアイレンズなどを使用した図示しないインテグレータ照明光学系、白色光をＲＧＢの３原色に面順次で変換するために回転駆動されるカラーホイール１２、インテグレータ照明光学系を経た白色光をカラーホイール１２に効率よく入射させるための図示しないレンズ、カラーホイール１２からの射出光の偏光面を揃える偏光変換素子としてのＰ／Ｓコンバータ１３を有して構成され、遮光手段はカラーホイール１２に形成された遮光部１５（黒く塗り潰して示す）を有して構成されている。
【００２９】
空間光変調デバイスは、一括書き込み型の透過型ＬＣＤ１６を用いて構成され、画像処理部６から出力される面順次データを書き込んで表示するようになっている。また、画素シフト手段は、ここでは液晶セル１７Ａおよび複屈折板１８Ａを有する水平方向の画素シフトセットと、液晶セル１７Ｂおよび複屈折板１８Ｂを有する垂直方向の画素シフトセットとを備えて、水平および垂直方向に４点画素シフトするように構成され、この画素シフト手段および投影光学系５を経て、透過型ＬＣＤ１６に表示された画像がスクリーン１９に投影表示されるようになっている。
【００３０】
図３は、図２に示す画像処理部６の要部の構成を示すブロック図である。この画像処理部６は、入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２１、メモリ２２、サブフィールド分割部２３、面順次変換部２４、カラーホイールコントローラ２５および液晶セル制御部２６を有している。
【００３１】
入力される映像信号は、入力Ｉ／Ｆ２１で受信されて、クロックや同期信号およびデータなどが抽出され、それらの信号がメモリ２２に書き込まれる。メモリ２２に対する信号の書き込みおよび読み出しは、図示しないメモリコントローラによって制御される。メモリ２２から読み出されたデータは、サブフィールド分割部２３に送られて入力フレームデータがサブフィールドに分割され、その後、面順次変換部２４にて各色のデータに分割されて、図示しない透過型ＬＣＤコントローラを経て透過型ＬＣＤ１６に送られる。なお、透過型ＬＣＤコントローラは、透過型ＬＣＤ１６の駆動に必要なパルスおよび書き込みタイミングに合わせて画像データ転送などを行っている。
【００３２】
また、面順次変換部２４の出力はカラーホイールコントローラ２５および液晶セル制御部２６にも供給されて、カラーホイールコントローラ２５により面順次に同期してカラーホイール１２の駆動が制御され、液晶セル制御部２６により画素シフト手段の液晶セル１７Ａ，１７Ｂの駆動パルスを生成している。
【００３３】
次に、映像信号が１０８０ｉ、透過型ＬＣＤ１６の有効サイズがＸＧＡ、透過型ＬＣＤ１６のフィールドシーケンシャルレートが３６０Ｈｚの場合の動作について説明する。ここで、１０８０ｉの映像信号は、１９２０×１０８０の６０Ｈｚインターレースの映像信号を意味している。なお、１０８０ｉ以外の映像信号の場合にも適用できることは容易であるので、ここでは説明を省略する。
【００３４】
先ず、入力Ｉ／Ｆ２１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、それらを有効画素サイズ１９２０×１０８０の１枚の映像信号としてメモリ２２に書き込む。この処理は、入力Ｉ／Ｆ２１とメモリ２２との間にメモリを追加して行ってもよいし、ＩＰ変換コントローラを使用して行ってもかまわない。
【００３５】
次に、メモリ２２に書き込まれた１９２０×１０８０の映像信号は、サブフィールド分割部２３で、図４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〜Ｄに分割する。
【００３６】
ここで、透過型ＬＣＤ１６は、ＸＧＡ（１０２４×７６８）サイズであるので、１９２０×１０８０の映像信号を４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ＬＣＤ１６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４に示すように、黒にマスクしたデータを埋めこみながらサブフィールドを生成している。その後、生成したサブフィールドＡ〜Ｄは、面順次変換部２４に送信し、ここで各色毎のデータに分割して透過型ＬＣＤ１６へ送信する。
【００３７】
図５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。
【００３８】
本実施の形態において、画素シフト手段を構成する液晶セル１７Ａ，１７Ｂ（ここでは、ＴＮ液晶セル）は、一般に、ＯＦＦからＯＮにするときの特性（以下、ＯＮ特性とも言う）と、ＯＮからＯＦＦにするときの特性（以下、ＯＦＦ特性とも言う）とに応答速度の差があることが知られている。
【００３９】
そのため、本実施の形態では、カラーホイール１２に形成する遮光領域１５を、図６に示すように、液晶セル１７ＡのＯＮ特性に合わせた遮光領域１５ＡＯＮおよびＯＦＦ特性に合わせた遮光領域１５ＡＯＦＦと、液晶セル１７ＢのＯＮ特性に合わせた遮光領域１５ＢＯＮおよびＯＦＦ特性に合わせた遮光領域１５ＢＯＦＦとする。なお、図６では、遮光領域１５ＡＯＮおよび１５ＢＯＮの扇形角度を２．５°、遮光領域１５ＡＯＦＦおよび１５ＢＯＦＦの扇形角度を２４．７°としたが、これらの角度は液晶セル１７Ａ，１７Ｂの応答速度に従って設けられるのであり、その値は限定されない。また、ＲＧＢの各フィルタ領域の扇形角度をそれぞれ３０．４°、２０°、２６°としたが、それらの比率はホワイトバランスを考慮して任意に設定されるもので、上記の値に限定されるものではない。
【００４０】
また、本実施の形態では、例えば図７に示すように、カラーホイール１２の軸受部側面に基準位置を示すマーキング１２Ａを設け、このマーキング１２Ａをフォトインタラプタ２８で検出して、その出力に基づいてカラーホイール１２を入力映像信号に同期して回転させる。すなわち、本実施の形態では、カラーホイール１２を３０Ｈｚで回転させる。
【００４１】
なお、具体的には、液晶セルは、図８に示すような応答特性を有しているので、ＯＮ遅延特性およびＯＦＦ遅延特性はタイミング調整により無視できる程度に補正して、図９に示すように、ＯＮ特性時間およびＯＦＦ特性時間のそれぞれの中間と、対応する遮光時間の中心とが一致するようにカラーホイール１２の回転を制御する。
【００４２】
このように、本実施の形態では、画素シフト手段を構成する液晶セル１７Ａ，１７ＢのＯＮ特性およびＯＦＦ特性に応じてカラーホイール１２に遮光領域１５ＡＯＮ、１５ＢＯＮ、１５ＡＯＦＦ、１５ＢＯＦＦを設定して、画素シフト時に画像を表示しないようにしたので、光の利用効率を高めることができ、画質の良好な画像を高解像度で表示することができる。
【００４３】
ここで、液晶セル１７Ａ，１７ＢのＯＮ特性時間ｔｒが０．２３ｍｓｅｃ、ＯＦＦ特性時間ｔｆが２．２９ｍｓｅｃである場合に、遮光領域１５ＡＯＮ、１５ＢＯＮによる遮光時間をＯＮ特性時間ｔｒに一致させ、遮光領域１５ＡＯＦＦ、１５ＢＯＦＦによる遮光時間をＯＦＦ特性時間ｔｆに一致させた場合の光の利用効率は、以下のようになる。
【００４４】
すなわち、カラーホイール１２の一回転における遮光時間は、（０．２３＋２．２９）×２＝５．０４（ｍｓｅｃ）となる。また、カラーホイール１２は３０Ｈｚで回転しているので、一回転の回転時間は、１／３０＝３３．３３（ｍｓｅｃ）となる。したがって、光の利用効率は、１００−｛（５．０４／３３．３３）×１００｝＝８４．８８％となる。
【００４５】
これに対し、従来のように、遮光時間を応答時間の遅いＯＦＦ特性時間に合わせると、カラーホイール１２の一回転における遮光時間は、２．２９×４＝９．１６（ｍｓｅｃ）となるので、光の利用効率は、１００−｛（９．１６／３３．３３）×１００｝＝７２．５２％となる。したがって、本実施の形態によれば、従来方式と比較して、光の利用効率を１２．３６％も向上することができる。
【００４６】
図１０（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。図１０（ａ）の状態は、水平方向画素シフト用の液晶セル１７Ａおよび垂直方向画素シフト用の液晶セル１７ＢがともにＯＦＦ状態にある。この状態では、透過型ＬＣＤ１６を経た光の偏光面が水平方向にあるとすると、液晶セル１７Ａで９０°回転されて垂直方向の偏光面となって複屈折板１８Ａ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１７Ｂで９０°回転されて水平方向の偏光面となって複屈折板１８Ｂ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、画素シフト手段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位置Ａとなる。
【００４７】
その後、液晶セル１７ＡがＯＮになると、図１０（ｂ）に示すように、透過型ＬＣＤ１６からの光は、液晶セル１７Ａで偏光面を回転されることなく透過して、複屈折板１８Ａで水平方向に半画素ピッチシフトされ、さらに液晶セル１７Ｂで９０°回転されて垂直方向の偏光面となって複屈折板１８Ｂで垂直方向に半画素ピッチシフトされることになる。したがって、画素シフト手段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位置Ｂとなる。
【００４８】
次に、液晶セル１７ＢがＯＮになると、図１０（ｃ）に示すように、液晶セル１７Ｂでは入射光の水平方向偏光面が回転されることなくそのまま透過するので、複屈折板１８Ｂでは画素シフトされることなく透過することになる。したがって、画素シフト手段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位置Ｃとなる。
【００４９】
その後、液晶セル１７ＡがＯＦＦになると、図１０（ｄ）に示すように、透過型ＬＣＤ１６からの光は液晶セル１７Ａで偏光面が９０°回転されて垂直方向の偏光面となって複屈折板１８Ａ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１７Ｂを垂直方向の偏光面のまま透過するので、複屈折板１８Ｂで垂直方向に半画素ピッチシフトされることになる。したがって、画素シフト手段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位置Ｄとなる。
【００５０】
以上の動作により、透過型ＬＣＤ１６の各画素位置が水平および垂直方向に半画素ピッチシフトした４点画素シフトを行うことにより、解像度を向上させることができる。
【００５１】
（第２実施の形態）
図１１および図１２は本発明の第２実施の形態を示すもので、図１１は動作を示すタイミングチャート、図１２はカラーホイール１２の平面図である。
【００５２】
本実施の形態は、第１実施の形態において、さらに透過型ＬＣＤ１６における画像の一括書き込み期間中も遮光するようにしたものである。このため、図１２に示すように、カラーホイール１２に、液晶セル１７Ａ，１７ＢのＯＮ特性に合わせた遮光領域１５ＡＯＮ，１５ＢＯＮおよびＯＦＦ特性に合わせた遮光領域１５ＡＯＦＦ，１５ＢＯＦＦの他に、ＲフィルタとＧフィルタとの間、およびＧフィルタとＢフィルタとの間に、透過型ＬＣＤ１６における一括書き込み時間に合わせて書き込み用遮光領域１５Ｃを設けている。
【００５３】
このように、本実施の形態によれば、画素シフト手段を構成する液晶セル１７Ａ，１７ＢのＯＮ特性およびＯＦＦ特性に応じて遮光する他に、透過型ＬＣＤ１６における画像の一括書き込み期間中も遮光するようにしたので、高解像度化した映像の画質を更に向上することができる。
【００５４】
（第３実施の形態）
図１３（ａ）および（ｂ）は本発明の第３実施の形態における要部の構成を説明するための図である。本実施の形態は、第１あるいは第２実施の形態において、カラーホイール１２を、図１３（ａ）に示すようにＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタのみで形成し、このカラーホイール１２と別体に図１３（ｂ）に示すような遮光ホイール３１を設けて、この遮光ホイール３１に上述した遮光領域１５ＡＯＮ，１５ＢＯＮ，１５ＡＯＦＦ，１５ＢＯＦＦを形成し、これらカラーホイール１２と遮光ホイール３１とを重ねて一体に回転させるようにしたものである。遮光ホイール３１は、遮光領域１５ＡＯＮ，１５ＢＯＮ，１５ＡＯＦＦ，１５ＢＯＦＦ以外の部分は透光領域とする。なお、図１３（ｂ）では、遮光ホイール３１に遮光領域１５ＡＯＮ，１５ＢＯＮ，１５ＡＯＦＦ，１５ＢＯＦＦを形成したが、第２実施の形態のように、さらに遮光領域１５Ｃを形成することもできる。
【００５５】
このように、カラーフィルタを保持するカラーホイール１２と遮光領域を形成する遮光ホイール３１とを別体に形成すれば、それぞれの製作が容易になり、コストダウンが図れる利点がある。
【００５６】
また、本実施の形態のようにカラーホイール１２とは別体の遮光ホイール３１を用いる場合には、液晶セル１７Ａ，１７Ｂの温度特性に応じた遮光ホイール３１を用意し、所要の温度特性のものを選択して使用することができる。すなわち、液晶セルは、温度に比例して応答速度が速くなるので、例えば、図１４（ａ）に示すような低温用（例えば、２５℃未満）と、図１４（ｂ）に示す常温用（例えば、２５℃以上５０℃未満）と、図１４（ｃ）に示す高温用（例えば、５０℃以上）との３つの遮光ホイール１２を用意して、使用環境温度に対応するものを選択して使用する。なお、図１４（ａ）〜（ｃ）に示す遮光ホイール１２は、高温用になるほど、遮光領域の頂角が小さくなっている。
【００５７】
また、遮光ホイール１２の遮光領域と透光領域との境界部分にグラデーションを付けることもできる。このようにすると、グラデーション部分で若干の照明光が透過するので、画質を低下させることなく、さらに光の利用効率を高めることが可能となる。
【００５８】
（第４実施の形態）
図１５は第４実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図である。この画像表示装置は、三枚の空間光変調デバイスで３原色を同時に表示する三板同時方式のもので、白色光源１１からの照明光を第３実施の形態で説明した遮光ホイール３１を経てダイクロイックミラー３２に入射させ、ここでＲ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３３で反射させてＲ用透過型ＬＣＤ１６Ｒに入射させ、ダイクロイックミラー３２を透過した照明光はダイクロイックミラー３４でＧ光を反射させ、Ｂ光は透過させて、Ｇ光をＧ用透過型ＬＣＤ１６Ｇに入射させ、Ｂ光はミラー３５，３６を経てＢ用透過型ＬＣＤ１６Ｂに入射させる。なお、Ｐ／Ｓコンバータ等の照明光学系は図示を省略してある。
【００５９】
Ｒ用透過型ＬＣＤ１６Ｒ、Ｇ用透過型ＬＣＤ１６ＧおよびＢ用透過型ＬＣＤ１６Ｂでそれぞれ変調されて形成された画像は、合成プリズム３８で合成して、上述した実施の形態と同様に、液晶セル１７Ａおよび複屈折板１８Ａを有する水平方向の画素シフトセットと、液晶セル１７Ｂおよび複屈折板１８Ｂを有する垂直方向の画素シフトセットとを備える画素シフト手段により水平および垂直方向に４点画素シフトするようにして、投影光学系５を経てスクリーン１９に投影表示されるようになっている。
【００６０】
本実施の形態によれば、遮光ホイール３１を回転させることにより、上述した単板の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
（第５実施の形態）
図１６および図１７は本発明の第５実施の形態を示すもので、図１６は画像表示装置の概略構成図、図１７は動作を示すタイミングチャートである。
【００６２】
本実施の形態は、Ｒ光を発光するＲＬＥＤ、Ｇ光を発光するＧＬＥＤおよびＢ光を発光するＢＬＥＤを有するＬＥＤ光源４１を用い、このＬＥＤ光源４１における各色のＬＥＤの点灯（ＯＮ）および消灯（ＯＦＦ）タイミングを、映像処理部６に接続した点灯制御手段４２により個別に制御して、第１実施の形態と同様に、画素シフト手段を構成する液晶セル１７Ａ，１７ＢのＯＮ特性およびＯＦＦ特性に応じて透過型ＬＣＤ１６に照明光が入射しないようにしたもので、その他の構成は第１実施の形態と同様である。
【００６３】
本実施の形態によれば、液晶セル１７Ａ，１７ＢのＯＮ特性およびＯＦＦ特性に応じてＬＥＤ光源４１における各色のＬＥＤを消灯するようにＬＥＤ光源４１を点灯制御手段４２により直接制御するので、上述したカラーホイールや遮光ホイールを設ける必要がなく、簡単かつ安価にできる利点がある。
【００６４】
なお、本実施の形態では、液晶セル１７Ａ，１７ＢのＯＮ特性およびＯＦＦ特性に応じて消灯時間（本明細書では遮光時間とも言う）を設けるようにしたが、図１８にタイミングチャートを示すように、第２実施の形態と同様に透過型ＬＣＤ１６における画像の一括書き込み期間中も消灯するように、ＬＥＤ光源４１の点灯を制御するようにして、高解像度化した映像の画質を更に向上することもできる。また、各色のＬＥＤの点灯および／または消灯の際に、印加電圧を徐々に上昇および／または下降させることにより、第３実施の形態で説明したグラデーションを付けた遮光ホイール１２と同様の効果を得ることもできる。
【００６５】
（第６実施の形態）
図１９は第６実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図である。この画像表示装置は、図１５に示した第４実施の形態において、白色光源１１に代えて第５実施の形態で示した３原色のＬＥＤ光源４１を用い、このＬＥＤ光源４１における各色のＬＥＤのＯＮ・ＯＦＦタイミングを点灯制御手段４２（図１６参照）で同時に制御することにより、第４実施の形態と同様に、画素シフト手段を構成する液晶セル１７Ａ，１７ＢのＯＮ特性およびＯＦＦ特性に応じてＲ用透過型ＬＣＤ１６Ｒ、Ｇ用透過型ＬＣＤ１６ＧおよびＢ用透過型ＬＣＤ１６Ｂへ対応する色の照明光が入射しないようにしたもので、その他の構成は第４実施の形態と同様である。
【００６６】
本実施の形態によれば、図１５に示した遮光ホイール３１を設ける必要がないので、簡単かつ安価にできる利点がある。
【００６７】
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、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第１実施の形態で説明した具体例では、照明光の遮光時間を画素シフト手段を構成する液晶セルのＯＮ特性時間およびＯＦＦ特性時間にそれぞれ一致させたが、図２０（ａ）に示すようにＯＮ特性時間およびＯＦＦ特性時間にそれぞれ対応する遮光時間を、それぞれＯＮ特性時間およびＯＦＦ特性時間の１２０％程度に設定することもできる。このようすれば、部品のバラツキにも影響されることなく、光の利用効率を高めることができて、高解像度化した映像の画質を向上することができる。また、図２０（ｂ）に示すように、ＯＮ特性時間およびＯＦＦ特性時間にそれぞれ対応する遮光時間を、それぞれＯＮ特性時間およびＯＦＦ特性時間の７０％程度に設定したり、さらに図２０（ｃ）に示すように、７０％の遮光時間の前後にＯＮ特性時間およびＯＦＦ特性時間に一致するようにグラデーション時間を設定したりすることもできる。このようにすれば、より光の利用効率を高めることができ、高解像度化した映像の画質を更に向上することができる。
【００６８】
また、上記実施の形態では、画素シフト手段によって４点画素シフトを行うようにしたが、２点画素シフトを行う場合にも本発明を有効に適用することができる。さらに、空間光変調デバイスも透過型ＬＣＤに限らず、反射型ＬＣＤやＤＭＤなどを用いることができるとともに、多板式とする場合でも、３板に限らず、２板や４板以上の場合でも有効に適用することができる。また、画素シフト手段も液晶セルと複屈折板との組み合わせに限らず、例えば特開２００３−２７９９２４号公報に開示されている公知の構成や、メカ構成による画素シフト手段などを使用することもできる。
【００６９】
さらに、遮光ホイール３１を設ける場合には、これを画素シフト手段の出射側に配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る画像表示装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図３】図２に示す画像処理部の要部の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すサブフィールド分割部でのサブフィールドの分割例を示す図である。
【図５】第１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。
【図６】図２に示すカラーホイールの詳細を示す平面図である。
【図７】同じく、カラーホイールの軸受部側面を示す図である。
【図８】液晶セルの応答特性を示す図である。
【図９】同じく、応答特性と遮光時間との関係を示す図である。
【図１０】第１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。
【図１１】第２実施の形態に係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。
【図１２】第２実施の形態で用いるカラーホイールの平面図である。
【図１３】第３実施の形態に係る画像表示装置で用いるカラーホイールと遮光ホイールとを示す平面図である。
【図１４】第３実施の形態の変形例を説明するための図である。
【図１５】第４実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１６】第５実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１７】その動作を示すタイミングチャートである。
【図１８】第５実施の形態の変形例を説明するタイミングチャートである。
【図１９】第６実施の形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図２０】液晶セルのＯＮ特性時間およびＯＦＦ特性時間にそれぞれ対応する遮光時間の設定例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  光源部
２  遮光手段
３  空間光変調デバイス
４  画素シフト手段
５  投影光学系
６  画像処理部
１１  白色光源
１２  カラーホイール
１２Ａ  マーキング
１３  Ｐ／Ｓコンバータ
１５  遮光部
１５ＡＯＮ，１５ＡＯＦＦ，１５ＢＯＮ，１５ＢＯＦＦ  遮光領域
１５Ｃ  遮光領域
１６  透過型ＬＣＤ
１６Ｒ  Ｒ用透過型ＬＣＤ
１６Ｇ  Ｇ用透過型ＬＣＤ
１６Ｂ  Ｂ用透過型ＬＣＤ
１７Ａ，１７Ｂ  液晶セル
１８Ａ，１８Ｂ  複屈折板
１９  スクリーン
２１  入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）
２２  メモリ
２３  サブフィールド分割部
２４  面順次変換部
２５  カラーホイールコントローラ
２６  液晶セル制御部
２８  フォトインタラプタ
３１  遮光ホイール
３２，３４  ダイクロイックミラー
３３，３５，３６  ミラー
３８  合成プリズム
４１  ＬＥＤ光源
４２  点灯制御手段
【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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