(57)【要約】【課題】１台のプロジェクタで等価的に２倍近い解像度を得ると共に、コンバージェンス装置を不要として大幅なコストダウンと高コントラストを実現する。【解決手段】ＲＧＢ分離合成投影システム系１０２の投射レンズを１：１リレーレンズ３５に置き換え、１／４波長板５１でＰＳ分離できるようにして、一度変調されたＲＧＢ合成光をＰＳ分離ＷＧ５２でＰ偏光とＳ偏光に分離する。Ｓ偏光はＹ１デバイス６３にて輝度信号Ｙ１で変調されると共に、Ｐ偏光はＹ２デバイス５８にて輝度信号Ｙ２で変調される。これら二度変調されたＹ１デバイス６３、Ｙ２デバイス５８からの変調光は、ＰＳ合成ＷＧ６６で合成して投射する。これにより、二重変調を行うので２台スタックより、はるかに高い１００万：１以上の高コントラストが得られ、１台のプロジェクタでコンバージェンス装置も不要にでき、大幅なコストダウンができる。【選択図】図１
2009116098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号から生成した三原色の色信号で三原色の各原色光毎に別々に変調して得られた各変調原色光を、波長合成して第１の合成光を生成して出力する変調光学系と、
前記第１の合成光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する分離手段と、
前記画像信号から生成した２種類の輝度信号のうちの一方の輝度信号で、前記分離手段で分離した前記Ｓ偏光を変調して第１の変調光を生成する第１の変調光生成手段と、
前記画像信号から生成した２種類の輝度信号のうちの他方の輝度信号で、前記分離手段で分離した前記Ｐ偏光を変調して第２の変調光を生成する第２の変調光生成手段と、
前記第１及び第２の変調光をＰＳ合成して第２の合成光を生成する光合成手段と、
前記第２の合成光を投射するための投射手段と
を有することを特徴とする光学システム。
【請求項２】
前記第１の変調光生成手段内の前記Ｓ偏光を変調する第１のデバイスの画素と、前記第２の変調光生成手段内の前記Ｐ偏光を変調する第２のデバイスの画素とは、互いに水平方向及び垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分ずつずらした４５度斜め半画素ずらしの空間位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学システム。
【請求項３】
表示すべき画像に関する複数の原色光成分からなる第１及び第２の原色信号のうち、前記第１の原色信号に基づいて帯域制限されていない第１の輝度信号を生成し、かつ、前記第２の原色信号に基づいて帯域制限されていない第２の輝度信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記第１及び第２の原色信号を帯域制限し、その帯域制限された前記第１及び第２の原色信号のそれぞれについて画素毎の最大値を求めると共に、帯域制限された前記第１及び第２の原色信号のそれぞれに基づいて、帯域制限された第３及び第４の輝度信号を生成する第２の信号生成手段と、
前記第２の信号生成手段で求めた、帯域制限された前記第１及び第２の原色信号の画素毎の最大値に基づいて、色信号用補正係数を生成すると共に、帯域制限された前記第１及び第２の原色信号の画素毎の最大値と前記第１及び第３の輝度信号とに基づいて第１の表示用輝度信号を生成し、かつ、帯域制限された前記第１及び第２の原色信号の画素毎の最大値と前記第２及び第４の輝度信号とに基づいて第２の表示用輝度信号を生成する第３の信号生成手段と、
前記色信号用補正係数と帯域制限された前記第１及び第２の原色信号とを乗算して、表示用の三原色信号を生成する第４の信号生成手段と、
前記表示用の三原色信号の各原色光毎に別々に変調して得られた各変調原色光を、波長合成して第１の合成光を生成して出力する変調光学系と、
前記第１の合成光を、Ｐ偏光とＳ偏光とに分離する分離手段と、
前記第１の表示用輝度信号で、前記分離手段で分離した前記Ｓ偏光を変調して第１の変調光を生成する第１の変調光生成手段と、
前記第２の表示用輝度信号で、前記分離手段で分離した前記Ｐ偏光を変調して第２の変調光を生成する第２の変調光生成手段と、
前記第１及び第２の変調光をＰＳ合成して第２の合成光を生成する光合成手段と、
前記第２の合成光を投射するための投射手段と
を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項４】
前記第１の信号生成手段は、互いに水平方向及び垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分ずつずらした４５度斜め半画素ずらしの空間位置に配置されている緑色光用の第１及び第２の固体撮像素子と、青色光用の第３の固体撮像素子と、赤色光用の第３の固体撮像素子のうち、前記第１、第３及び第４の固体撮像素子からそれぞれ出力される前記表示すべき画像に関する原色光成分からなる前記第１の原色信号と、前記第２、第３及び第４の固体撮像素子からそれぞれ出力される原色光成分からなる前記表示すべき画像に関する前記第２の原色信号とを入力として受け、前記第１の原色信号に基づいて帯域制限されていない第１の輝度信号を生成し、かつ、前記第２の原色信号に基づいて帯域制限されていない第２の輝度信号を生成する手段であり、
前記第１の変調光生成手段内の前記Ｓ偏光を変調する第１のデバイスの画素と、前記第２の変調光生成手段内の前記Ｐ偏光を変調する第２のデバイスの画素とは、互いに水平方向及び垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分ずつずらした４５度斜め半画素ずらしの空間位置に配置されていることを特徴とする請求項３記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学システム及び投射型表示装置に係り、特に投射型プロジェクタにおいて、高コントラスト画像を得る光学システム及び投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投射型表示装置（プロジェクタ）は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３枚の変調デバイスを用いた３板式プロジェクタが一般的で、また、その種類にはデバイスの種類によりＬＣＤ（Liquid Crystal Device）プロジェクタ、ＤＬＰ（Digital Light Processing）プロジェクタ、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）プロジェクタ等がある。
【０００３】
図５は従来の光学システムの一例の構成図を示す。同図において、ランプハウス１１内のランプ（キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、レーザーダイオード、発光ダイオード等）から出射した白色光は、コンデンサレンズ１２により一旦平行光とされた後、表示デバイスや途中の光学部品にとって不要なＵＶ光やＩＲ光をカットするためのコールドミラー１３で反射され、インテグレータ（ロッドインテグレータやフライアイインテグレータ等）１４及びフィールドレンズ１５を透過してＢ／ＲＧクロスダイクロイックミラー（クロスダイクロミラー）１６に入射する。
【０００４】
Ｂ／ＲＧクロスダイクロミラー１６は、入射した照明光のうち赤色光と緑色光の波長帯域の光と青色光とを分離し、赤色光と緑色光の波長帯域の光はＲＧミラー１７に入射し、青色光はＢミラー１８に入射する。ＲＧミラー１７で反射された赤色光と緑色光の波長帯域の光は、Ｒ／Ｇダイクロイックミラー（ダイクロミラー）１９により赤色光成分が透過してＲフィールドレンズ２４に入射し、緑色光成分が反射してＧフィールドレンズ２０に入射する。
【０００５】
Ｇフィールドレンズ２０を透過した緑色光成分及び、Ｒフィールドレンズ２４を透過した赤色光成分は、それぞれ偏光分離素子であるワイヤグリッド（ＷＧ）２１、２５でそのＳ偏光成分が反射され、更にＧ用１／４波長（λ／４）板２２、Ｒ用１／４波長（λ／４）板２６を通してＧデバイス２３、Ｒデバイス２７に入射し、ここで表示すべき画像の緑色信号、赤色信号で光変調された後、その光変調されたＰ偏光がＧ用波長板２２、Ｒ用波長板２６と、ＷＧ２１、２５をそれぞれ透過してＲＧＢ合成ダイクロイックプリズム３２に入射する。
【０００６】
一方、Ｂミラー１８で反射された青色光は、Ｂフィールドレンズ２８を透過し、ＷＧ２９でそのＳ偏光成分が反射され、更にＢ用１／４波長（λ／４）板３０を透過してＢデバイス３１に入射し、ここで表示すべき画像の青色信号で光変調された後、その光変調されたＰ偏光がＢ用波長板３０と、ＷＧ２９をそれぞれ透過してＲＧＢ合成ダイクロイックプリズム３２に入射する。
【０００７】
ＲＧＢ合成ダイクロイックプリズム３２は、入射した各々光変調されている緑色光、赤色光、及び青色光の各Ｐ偏光成分を再合成して、合成後の光をＰＪレンズ３３を透過させてスクリーン（図示せず）に入射結像させる。
【０００８】
このような光学システムを用いたプロジェクタにおいて、画像のメリハリを左右するコントラストは、光学システムとデバイス単体の性能で決定される。そこで、近年、二重変調を行うことでコントラストを飛躍的に改善したプロジェクタや液晶ディスプレイが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００９】
図６は二重変調を行う従来の光学システムの一例の構成図を示す。同図中、図５と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図６に示す従来の光学システムは、図５の光学システムのＲＧＢ合成ダイクロイックプリズム３２とＰＪレンズ３３との間に、収差補正レンズ３４、１：１リレーレンズ３５、ミラー３６、収差補正レンズ３７、Ｙ用ＷＧ３８、Ｙ用波長板３９、Ｙデバイス４０及びＷＧアナライザ４１よりなるＹ変調光学システム部分を設けたものである。収差補正レンズ３４及び３７は、Ｙ用ＷＧ３８に４５度斜めに光軸が入っているために生じる収差を補正するためのシリンドリカルレンズである。
【００１０】
図６に示す従来の光学システムでは、ＲＧＢ合成ダイクロイックプリズム３２から出射されたＲＧＢ合成光は、収差補正レンズ３４、１：１リレーレンズ３５をそれぞれ透過し、１：１リレーレンズ３５の光軸方向とＰＪレンズ３３の光軸方向とを揃えるためのミラー３６により反射されて光路が変えられた後、収差補正レンズ３７を透過し、そのＰ偏光がＹ用ＷＧ３８及びＹ用波長板３９を通してＹデバイス４０に入射する。
【００１１】
Ｙデバイス４０は例えばＬＯＣＯＳで構成されており、Ｒデバイス２７、Ｇデバイス２３及びＢデバイス３１でそれぞれ変調されたＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号と同じ画像信号の輝度信号で入射光を変調する。従って、表示される画像信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色信号で一回変調された後、輝度信号で一回変調され、計２回変調されることとなる。Ｙデバイス４０から出射された変調光は、Ｙ用波長板３９を通してＳ偏光がＹ用ＷＧ３８で反射された後、ＷＧアナライザ４１でＳ偏光中に混入しているＰ偏光成分がカットされて高コントラストを保つようにされてからＰＪレンズ３３によりスクリーン（図示せず）に投射される。
【００１２】
図５に示した一般的な光学システムでは、光学Ｆナンバーと表示デバイス性能でコントラストが左右され、明るさをとりながらでは数千：１が限界である。しかし、図６に示す光学システムでは、図５と同様構成の第１の変調光学系の映像を、第２の変調光学系のＹデバイス４０上に結像して変調させた後、投映する構成のため、第１の変調光学系と第２の変調光学系の各コントラストを掛け算したコントラストが最終的に得られるので、数十万：１以上のコントラストが得られる。
【００１３】
しかし、図６に示した光学システムを用いたプロジェクタでは、Ｙデバイス４０の解像度（画素数）が最終的に投映される解像度を決定してしまう。この解像度は、現在市場で生産されている最も高解像度なデバイスでも４ｋ×２ｋ画素（水平方向４０９６画素、垂直方向２１６０画素）が最高解像度である。
【００１４】
そこで、近年より一層の高解像度（８ｋ×４ｋ画素）を得るための図７に示す構成のプロジェクタが知られている。この図７に示すプロジェクタは、日本放送協会が提案しているスーパーハイビジョン（ＳＨＶ）と称されるプロジェクタで、例えばＨＤＴＶ画像で１６チャンネル分を並列記録し再生するハードディスクレコーダ（ＵＤＲ）４５から出力されたＧ１Ｇ２画像信号と、ＲＢ画像信号とがコンバージェンス補正装置４６に供給され、ここでスクリーン４９上でＧ１Ｇ２画像とＲＢ画像のレジ合わせをするためのコンバージェンス補正された後、ＲＢプロジェクタ４７からスクリーン４９にＲＢ画像で変調された光が投射され、またＧＧプロジェクタ４８からスクリーン４９にＧ１Ｇ２画像変調された光が投射される。
【００１５】
ここで、８ｋ×４ｋ画素を得るためにＧ１Ｇ２プロジェクタ４８は、それぞれ４ｋ×２ｋ画素の２個のＧデバイス（Ｇ１デバイスとＧ２デバイス）を使用し、かつ、それらＧ１デバイスとＧ２デバイスの各画素は、共に水平方向の画素ピッチＰx、垂直方向の画素ピッチＰyで４ｋ×２ｋ画素の構成とされているが、図８に示すように互いに水平方向にＰx／２、垂直方向にＰy／２ずらされた、いわゆる４５度斜め半画素ずらしにより画像を重ね合わせ、信号もＧ１Ｇ２解像度にあった信号を入力することで等価的に８ｋ画素相当の解像度を得る構成とされている。一方、ＲＢプロジェクタ４７は、４ｋ×２ｋ画素のＲデバイスとＢデバイスとを用いている。
【００１６】
すなわち、一台のプロジェクタで、Ｇを２チャンネルにする光学システムを作るのが構造的に難しいため、Ｇ１Ｇ２専用プロジェクタ４８と、ＲＧＢプロジェクタからＧを削除したＲＢプロジェクタ４７とを造り、この２台のプロジェクタ４７及び４８を図７に示すように、スタックでスクリーン１９上に投影し、画像を合成することで高解像度を達成している。
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−１８１４３７号公報
【特許文献２】特開２００５−２４１７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、図７に示した従来の光学システム及び投射型表示装置では、Ｇ１Ｇ２デバイスでＰＳ合成するための専用光学システムを備えたＧ１Ｇ２プロジェクタ４８と、ＲＢデバイスを備えた専用ＲＢプロジェクタ（図５のプロジェクタからＧデバイスを削除した構成のプロジェクタ）４７の２台を用いて、スクリーン４９上でＲＢ画面とＧＧ画面を合成するため、このスクリーン４９上にスタックで投映された２台のプロジェクタ４７及び４８からの投影画像を一致させるための調整が複雑である。
【００１９】
更に、スクリーン４９上での画像合成を行うと、Ｇ１Ｇ２プロジェクタ４８とＲＢプロジェクタ４７とで投射配置が違うために、特にカーブスクリーンでは周辺レジが大きくずれてしまう。このためＲＢ信号をデジタル的にずらしてＧ１Ｇ２投影位置に重ねるコンバージェンス補正装置４６が必要となる。コンバージェンス補正には、実際に特殊パターンをスクリーン上に投影し、その投影画像をデジタルカメラで撮影して、ずれ量を計算補正したデータで修正し、修正された画像を再度デジタルカメラで取り込み、修正を繰り返すことで収束させ補正レベルを確保している。図７に示した従来の光学システム及び投射型表示装置では、このようなコンバージェンス補正装置４６が必須であり、システム全体では高価になる。
【００２０】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、二重変調光学システムにおいて、１台のプロジェクタで等価的に２倍近い解像度が得られ、しかもコンバージェンス装置も不要となり大幅にコストダウンとコントラスト向上が得られる光学システム及び投射型表示装置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】
【００２１】
上記の目的を達成するため、本発明の光学システムは、画像信号から生成した三原色の色信号で三原色の各原色光毎に別々に変調して得られた各変調原色光を、波長合成して第１の合成光を生成して出力する変調光学系と、第１の合成光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する分離手段と、画像信号から生成した２種類の輝度信号のうちの一方の輝度信号で、分離手段で分離したＳ偏光を変調して第１の変調光を生成する第１の変調光生成手段と、画像信号から生成した２種類の輝度信号のうちの他方の輝度信号で、分離手段で分離したＰ偏光を変調して第２の変調光を生成する第２の変調光生成手段と、第１及び第２の変調光をＰＳ合成して第２の合成光を生成する光合成手段と、第２の合成光を投射するための投射手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
この発明は、変調光生成手段で１回目の変調を受けて得られた変調原色光からなる第１の合成光を、第１及び第２の変調光生成手段で、それぞれ輝度信号で２回目の変調を行う二重変調光学システムであって、従来よりも高コントラストの画像を得ることができる。
【００２３】
ここで、本発明は上記の第１の変調光生成手段内のＳ偏光を変調する第１のデバイスの画素と、第２の変調光生成手段内のＰ偏光を変調する第２のデバイスの画素とは、互いに水平方向及び垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分ずつずらした４５度斜め半画素ずらしの空間位置に配置されていることを特徴とする。この発明では、緑色光用のデバイスではなく、４５度斜め半画素ずらしの画素配置とした２つの輝度信号用のデバイスを用いているので、４５度斜め半画素ずらしの画素配置とした２つの緑色信号用のデバイスを用いるよりも、より高解像度の画像が得られる。
【００２４】
また、上記の目的を達成するため、本発明の投射型表示装置は、表示すべき画像に関する複数の原色光成分からなる第１及び第２の原色信号のうち、第１の原色信号に基づいて帯域制限されていない第１の輝度信号を生成し、かつ、第２の原色信号に基づいて帯域制限されていない第２の輝度信号を生成する第１の信号生成手段と、第１及び第２の原色信号を帯域制限し、その帯域制限された第１及び第２の原色信号のそれぞれについて画素毎の最大値を求めると共に、帯域制限された第１及び第２の原色信号のそれぞれに基づいて、帯域制限された第３及び第４の輝度信号を生成する第２の信号生成手段と、第２の信号生成手段で求めた、帯域制限された第１及び第２の原色信号の画素毎の最大値に基づいて、色信号用補正係数を生成すると共に、帯域制限された第１及び第２の原色信号の画素毎の最大値と第１及び第３の輝度信号とに基づいて第１の表示用輝度信号を生成し、かつ、帯域制限された第１及び第２の原色信号の画素毎の最大値と第２及び第４の輝度信号とに基づいて第２の表示用輝度信号を生成する第３の信号生成手段と、色信号用補正係数と帯域制限された第１及び第２の原色信号とを乗算して、表示用の三原色信号を生成する第４の信号生成手段と、表示用の三原色信号の各原色光毎に別々に変調して得られた各変調原色光を、波長合成して第１の合成光を生成して出力する変調光学系と、第１の合成光を、Ｐ偏光とＳ偏光とに分離する分離手段と、第１の表示用輝度信号で、分離手段で分離したＳ偏光を変調して第１の変調光を生成する第１の変調光生成手段と、第２の表示用輝度信号で、分離手段で分離したＰ偏光を変調して第２の変調光を生成する第２の変調光生成手段と、第１及び第２の変調光をＰＳ合成して第２の合成光を生成する光合成手段と、第２の合成光を投射するための投射手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
ここで、本発明の投射型表示装置は、上記の発明の第１の信号生成手段を、互いに水平方向及び垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分ずつずらした４５度斜め半画素ずらしの空間位置に配置されている緑色光用の第１及び第２の固体撮像素子と、青色光用の第３の固体撮像素子と、赤色光用の第３の固体撮像素子のうち、第１、第３及び第４の固体撮像素子からそれぞれ出力される表示すべき画像に関する原色光成分からなる第１の原色信号と、第２、第３及び第４の固体撮像素子からそれぞれ出力される原色光成分からなる表示すべき画像に関する第２の原色信号とを入力として受け、第１の原色信号に基づいて帯域制限されていない第１の輝度信号を生成し、かつ、第２の原色信号に基づいて帯域制限されていない第２の輝度信号を生成する手段とし、
また、第１の変調光生成手段内のＳ偏光を変調する第１のデバイスの画素と、第２の変調光生成手段内のＰ偏光を変調する第２のデバイスの画素とは、互いに水平方向及び垂直方向にそれぞれ半画素ピッチ分ずつずらした４５度斜め半画素ずらしの空間位置に配置されているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、コンバージェンス補正装置を不要にできると共に、１台のプロジェクタによりスーパーハイビジョンの２台のプロジェクタの合成画像を得ることができるため、大幅にコストダウンができると共に、設置調整も著しく簡単になる。
【００２７】
また、本発明によれば、４５度斜め半画素ずらしで合成したＹ画像が存在し、従来よりも高解像度を実現できる。更に、本発明によれば、二回の変調（二重変調）による大幅なコントラスト改善効果が加わるため、１台で８ｋ×４ｋ画素（ＳＨＶ）で超高コントラスト（１００万：１以上）な画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明になる光学システムの一実施の形態の構成図を示す。同図中、図６と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１に示すように、本実施の形態の光学システム１００は、光学照明システム部分１０１、ＲＧＢ分離合成投影システム系１０２、１／４波長板５１、１：１リレーレンズ３５、Ｙ１Ｙ２画像合成部分１０３及びＹ１Ｙ２投射レンズ６６から構成される。このうち、光学照明システム部分１０１、ＲＧＢ分離合成投影システム系１０２及び１：１リレーレンズ３５からなる構成部分は図６の１：１リレーレンズ３５までの構成部分と同一である。本実施の形態は、この構成のＲＧＢダイクロプリズム３２と１：１リレーレンズ３５との間に、後段でＰＳ分離ができるようにするための１／４波長板５１を設けると共に、１：１リレーレンズ３５の光出射側にＹ１Ｙ２画像合成部分１０３及びＹ１Ｙ２投射レンズ６６を追加したものである。
【００３０】
Ｙ１Ｙ２画像合成部分１０３は、入射光をＰ偏光とＳ偏光とに分離するワイヤグリッド（ＷＧ）型の偏光分離素子であるＰＳ分離ＷＧ（例えば、商品名「Moxtek」）５２、Ｙ２フィールドレンズ５３、Ｙ２収差補正レンズ５４、アナライザ５５、ＰＳ分離ＷＧ５２を透過したＰ偏光を透過しＹ２デバイス５８で光変調したＳ偏光を反射するＹ２ＷＧ５６、デバイス特性に合わせたリターダであるＹ２波長板５７、Ｙ２信号で入射光を変調するＹ２デバイス５８、Ｙ１フィールドレンズ５９、Ｐ偏光カットのためのアナライザ６０、ＰＳ分離ＷＧ５２を反射したＳ偏光を反射しＹ１デバイス６３で光変調したＰ偏光を透過するＹ１ＷＧ６１、デバイス特性に合わせたリターダであるＹ１波長板６２、Ｙ１信号で入射光を変調するＹ１デバイス６３、Ｙ１収差補正レンズ６４、Ｙ１アナライザ６５、ＰＳ合成ＷＧ６６、及びＹ２アナライザ６７からなる。
【００３１】
ここで、Ｙ２デバイス５８及びＹ１デバイス６３は、いずれも例えば水平方向４０９６画素、垂直方向２１６０画素のＬＣＯＳ（反射型液晶パネル）で構成されており、それらは互いに図８と共に説明した４５度斜め半画素ずらしの空間配置とされている。図７に示した従来の光学システム及び投射型表示装置では、Ｇ１デバイスとＧ２デバイスの４５度斜め半画素ずらしであったが、本実施の形態では、輝度信号で変調するＹ１デバイス６３及びＹ２デバイス５８の４５度斜め半画素ずらしであるため、従来より高解像度が見込まれる。
【００３２】
また、Ｙ１アナライザ６５は反射光がＹ１デバイス６３に戻らないように約１０度傾けられている。同様に、Ｙ２アナライザ６７は反射光がＹ２デバイス５８に戻らないように約１０度傾けられている。
【００３３】
次に、本実施の形態の動作について説明する。ＲＧＢ合成ダイクロプリズム３２より射出される、第一変調されたＲＧＢ三原色光を合成した合成光であるＰ偏光は、１／４波長板５１によりλ／４回転されてＰ偏光とＳ偏光からなる合成光とされた後、１：１リレーレンズ３５を透過してワイヤグリッド（ＷＧ）型の偏光分離素子であるＰＳ分離ＷＧ５２により、Ｐ偏光とＳ偏光とに２分される。
【００３４】
ＰＳ分離ＷＧ５２を透過したＰ偏光は、１：１リレーレンズ３５からの光を素子に集めるためのＹ２フィールドレンズ５３を透過し、Ｙ２収差補正レンズ５４により入射光の光軸に対して４５度斜め半画素ずらしにより配置されたＰＳ分離ＷＧ５２、Ｙ２ＷＧ５６をＰ偏光が通過する際に発生するフォーカス劣化、特に非点収差が補正された後、アナライザ５５によりＳ偏光成分がカットされる。アナライザ５５は、Ｐ偏光がＹ２フィールドレンズ５３及びＹ２収差補正レンズ５４をそれぞれ透過する際に偏光が乱れる恐れがあり、仮に偏光が乱れてもＳ偏光成分をカットしてＰ偏光の消光比を上げるために設けられており、例えばＷＧで構成されている。ただし、Ｙ２デバイス５８のコントラストの影響がなければ、アナライザ５５を削除することも可能である。
【００３５】
アナライザ５５より射出されたＰ偏光は、Ｙ２ＷＧ５６及びＹ２波長板５７をそれぞれ透過してＹ２デバイス５８に入射して輝度信号Ｙ２で２回目の変調を受ける。Ｙ２デバイス５８からは変調されたＰ偏光とＳ偏光とが混ざった光が出射され、Ｙ２波長板５７を透過し、更にＹ２ＷＧ５６でＳ偏光が反射された後、Ｙ２アナライザ６７でＰ偏光成分がカットされてＰＳ合成ＷＧ６６に入射する。Ｙ２アナライザ６７は、Ｙ２ＷＧ５６において反射されたＳ偏光に、裏面反射したＰ偏光成分が僅かに反射し漏れるので、そのＰ偏光成分をカットする。
【００３６】
一方、ＰＳ分離ＷＧ５２で反射したＳ偏光は、Ｙ１フィールドレンズ５９を透過し、アナライザ６０によりＰ偏光成分がカットされる。アナライザ６０は、ＰＳ分離ＷＧ５２において反射したＳ偏光に裏面反射のＰ偏光成分が混入するため、そのＰ偏光成分をカットするために設けられている。アナライザ６０より射出されたＳ偏光は、Ｙ１ＷＧ６１で反射された後Ｙ１波長板６２を透過してＹ１デバイス６３に入射して輝度信号Ｙ１で２回目の変調を受ける。
【００３７】
Ｙ１デバイス６３からは変調されたＰ偏光とＳ偏光とが混ざった光が出射され、Ｙ１波長板６２を透過し、更にＹ１ＷＧ６１でＰ偏光が透過された後、Ｙ１収差補正レンズ６４に入射し、Ｙ１アナライザ６５を透過後ＰＳ合成ＷＧ６６で透過する。Ｙ１収差補正レンズ６４は、Ｐ偏光がガラス基板厚に４５度斜め入射により発生する収差を補正する為でＹ１ＷＧ６１とＰＳ合成ＷＧ６６透過による収差を合わせて補正している。Ｙ１アナライザ６５は、Ｐ偏光に混じるＳ偏光成分がカットされてＰＳ合成ＷＧ６６に入射する。ＰＳ合成ＷＧ６６は、Ｙ１アラナイザ６５からのＰ偏光とＹ２アナライザ６７からのＳ偏光とを合成し、その合成光をＹ１Ｙ２投射レンズ６８を通して図示しないスクリーンに投射させる。
【００３８】
このように、本実施の形態によれば、図７のスーパーハイビジョンで構成される２台スタックプロジェクタでスクリーン投影した場合のＲＢ映像とＧＧ画像の光学位置ずれを補正するコンバージェンス補正装置を不要にできると共に、１台のプロジェクタによりスーパーハイビジョンの２台のプロジェクタの合成画像を得ることができるため、大幅にコストダウンができると共に、設置調整も著しく簡単になる。また、本実施の形態によれば、同じ輝度信号をＹ１とＹ２とに分けて変調するため、４ｋ×２ｋ画素ずらしで合成したＹ画像が存在し、従来よりも高解像度を実現できる。更に、本実施の形態によれば、二回の変調（二重変調）による大幅なコントラスト改善効果が加わるため、１台で８ｋ×４ｋ画素（ＳＨＶ）で超高コントラスト（１００万：１以上）な画像が得られる。
【００３９】
次に、本発明になる投射型表示装置の実施の形態について説明する。図２は本発明になる投射型表示装置の一実施の形態のシステムブロック図を示す。同図において、投射型表示装置７０は、所望の被写体を撮像するスーパーハイビジョンカメラ７１と、スーパーハイビジョンカメラ７１の撮像信号を記録／再生するスーパーハイビジョンレコーダ７２と、スーパーハイビジョンレコーダ７２から再生出力された緑色信号Ｇ１及びＧ２、赤色信号Ｒ、青色信号Ｂを入力として受け、その入力信号をマトリクス変換して２種類の輝度信号Ｙ１、Ｙ２と、色信号ｒ、ｇ及びｂを出力するマトリクス変換デコーダ７３と、図示しないスクリーンに光学像を投射する光学システム７４とからなる。なお、図２のスーパーハイビジョンカメラ７１に替えて、コンピュータ画像、フィルム画像などより作り出した原色光を用いることもできる。
【００４０】
スーパーハイビジョンカメラ７１は緑色光用２枚、赤色光用１枚、青色光用１枚の計４枚の固体撮像素子を有し、それぞれの固体撮像素子より１０ビットの原色信号をフレームレート６０ｐ（垂直周波数６０Ｈｚ）で出力する。出力信号は、現在放送局で使用されているＨＤ−ＳＤＩで送られる。各信号に４本使用し４チャンネルで計１６チャンネルある。これをカメラの性格上、光ファイバ多重し、１本で伝送する。
【００４１】
スーパーハイビジョンレコーダ７２は、１６台のハードディスクに１６チャンネルの入力原色信号を同時非圧縮記録している。以上のスーパーハイビジョンカメラ７１及びスーパーハイビジョンレコーダ７２は、従来のスーパーハイビジョン（ＳＨＶ）システムで用いられているスーパーハイビジョンカメラ及びスーパーハイビジョンレコーダと同じである。
【００４２】
ここで、ＳＨＶシステムにおけるスーパーハイビジョンカメラ７１は、例えば、それぞれ水平方向３８４０画素、垂直方向２１６０画素（４ｋ画素）の、緑色光用２枚、赤色光用１枚、青色光用１枚の計４枚の固体撮像素子をフィリップスタイプのプリズムに装着し、そのうち緑色光用の２枚の固体撮像素子の各画素を、互いに図８に示すように４５度斜め半画素ずらしの配置に固定し、それぞれで緑色光を半分に分離された光を受光し、そのまま信号Ｇ１、Ｇ２として出力することで等価的に水平方向３８４０画素、垂直方向２１６０画素の２倍の解像度である水平方向７６８０画素、垂直方向４３２０画素として撮像している。
【００４３】
ＲＧＢの全部では無く緑色光用の固体撮像素子のみを２枚としているのは、人間の目の比視感度は緑色光に対する比視感度が一番高く、赤色光及び青色光の比視感度が低いため、緑色光用の固体撮像素子の解像度を高くすることで、見掛け上解像度の向上を達成している。ここで、緑色光を２チャンネルで撮影しているため、合計で４チャンネルの信号記録再生、伝送システムにする必要があり、ＳＨＶシステムにおけるプロジェクタでもＧ１、Ｇ２用のデバイスは各画素を４５°斜め半画素ずらしの光学配置を備えたものになる。
【００４４】
本実施の形態は、スーパーハイビジョンレコーダ７２から出力される４つの原色信号（Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ）をマトリクス変換デコーダ７３により変換して得た輝度信号Ｙ１、Ｙ２、色信号ｒ、ｇ及びｂの５信号を図１と共に説明した本発明の光学システムに供給する点に特徴がある。
【００４５】
図３はマトリクス変換デコーダ７３の一例のブロック図を示す。マトリクス変換デコーダ７３は、スーパーハイビジョンレコーダ７２から出力された４つの原色信号（赤色信号Ｒ、第１の緑色信号Ｇ１、第２の緑色信号Ｇ２、青色信号Ｂ）を入力として受け、その入力原色信号を逆γ補正部８１により一旦逆γ補正して、ガンマ１のリニア信号に戻して内部演算をし易くした後、Ｙ１Ｙ２作成部８２により公知のマトリクス演算により、Ｒ、Ｇ１、Ｂからなる３原色信号から帯域制限されていない周波数帯域の第１の輝度信号Ｙ1FULLを作成すると共に、Ｒ、Ｇ２、Ｂからなる３原色信号から帯域制限されていない周波数帯域の第２の輝度信号Ｙ2FULLを作成する。
【００４６】
また、マトリクス変換デコーダ７３は、低域フィルタ（ＬＰＦ）８３により逆γ補正部８１からの４つの原色信号の高域周波数成分を減衰させて低域周波数成分の４原色信号ＲLPF、Ｇ1LPF、Ｇ2LPF、ＢLPFを取り出した後、最大値、Ｙ１、Ｙ２計算部８４と乗算器８６にそれぞれ供給する。最大値、Ｙ１、Ｙ２計算部８４は、帯域制限された４原色信号ＲLPF、Ｇ1LPF、Ｇ2LPF、ＢLPFのうちの最大値ＭＡＸを画素毎に計算すると共に、帯域制限された第１の３原色信号ＲLPF、Ｇ1LPF、ＢLPFから公知のマトリクス演算により第１の輝度信号の低域周波数成分Ｙ1LPFを求め、帯域制限された第２の３原色信号ＲLPF、Ｇ2LPF、ＢLPFから公知のマトリクス演算により第２の輝度信号の低域周波数成分Ｙ2LPFを求める。
【００４７】
係数及び輝度信号生成部８５は、Ｙ１Ｙ２作成部８２からの輝度信号Ｙ1FULL及びＹ2FULLと、最大値、Ｙ１、Ｙ２計算部８４からの最大値ＭＡＸと、輝度信号の低域周波数成分Ｙ1LPF及びＹ2LPFとを入力として受け、係数Ｃと輝度信号Ｙ１、Ｙ２とを以下の計算式により求める。
【００４８】
Ｃ＝（α／β）1/2・（ＭＡＸ）-1/2                    （１）
Ｙ１＝Ｙ1FULL・（β／α）1/2・（ＭＡＸ）1/2／Ｙ1LPF      （２）
Ｙ２＝Ｙ2FULL・（β／α）1/2・（ＭＡＸ）1/2／Ｙ2LPF      （３）
ここで、上記の係数Ｃと輝度信号Ｙ１、Ｙ２の計算式について更に詳細に説明する。マトリクス変換デコーダ７３に供給される入力映像信号は、スーパーハイビジョンレコーダ７２から出力される４つの原色信号（Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ）である。この入力映像信号Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂに対応する３つの光出力Ｆ1R、Ｆ1G、F1Bは、それぞれ次式で表記できる。
【００４９】
Ｆ1R＝Ｆ1(r)＝Ａ・ｒ＋α               （４ａ）
Ｆ1G＝Ｆ1(g)＝Ａ・（g1＋g2）＋α       （４ｂ）
Ｆ1B＝Ｆ1(b)＝Ａ・ｂ＋α               （４ｃ）
ただし、（４ａ）式〜（４ｃ）式中、αはスーパーハイビジョンレコーダ７２から出力される信号を投射した場合の光のフレア成分である。また、Ａは比例定数である。また、ｒ、g1、g2、ｂは、入力原色信号Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂのγ値を「１.０」としたときの各信号を示す。
【００５０】
また、この光出力Ｆ1R、Ｆ1G、F1Bは、それぞれ図１に示したＹ１Ｙ２画像合成部１０３で更に変調されるので、最終的な光出力のＲＧＢ成分Ｆ2R、Ｆ2G、F2Bは、それぞれ次式で表記できる。
【００５１】
Ｆ2R＝Ｆ1(r)・（A・Y＋β）
＝A2・Y・r＋A・Y・α＋A・r・β＋α・β                   （５ａ）
Ｆ2G＝Ｆ1(g)・（A・Y＋β）
＝A2・Y・(g1+g2)＋A・Y・α＋A・(g1+g2)・β＋α・β       （５ｂ）
Ｆ2B＝Ｆ1(b)・（A・Y＋β）
＝A2・Y・b＋A・Y・α＋A・b・β＋α・β                   （５ｃ）
ただし、（５ａ）式〜（５ｃ）式中、βはＹ１Ｙ２画像合成部１０３から出力される光のフレア成分である。また、ＹはＹ１デバイス６３、Ｙ２デバイス５８に供給される輝度信号Ｙ１、Ｙ２のγ値を「１.０」としたときの輝度信号である（以下の説明では、便宜上、輝度信号Ｙ１、Ｙ２はまとめて輝度信号Ｙとして示す）。
【００５２】
ところで、通常の３板式のプロジェクタであれば、最終出力であるＦ2R、Ｆ2G、F2Bは、入力映像信号に比例するが、フレアが存在したり、ＲＧＢ分離合成投影システム系１０２の各デバイスの画素数と、Ｙ１Ｙ２画像合成部分１０３の各デバイスの画素数が異なる場合はそうはならない。そこで、説明を簡単にするため、ＲＧＢ分離合成投影システム系１０２の各デバイスの画素数が、Ｙ１Ｙ２画像合成部分１０３の各デバイスの画素数よりも小さいとする。この場合、入力映像信号Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂよりも映像信号ｒ、ｇ１、ｇ２、ｂは高い周波数成分を持たない。
【００５３】
そこで、入力映像信号Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、ＢをＬＰＦ８３に通して、映像信号ｒ、ｇ１、ｇ２、ｂと同じ周波数特性とした原色信号の低域周波数成分ＲLPF、Ｇ1LPF、Ｇ2LPF、ＢLPFを考え、その中の最大値をＭＡＸとする（これは画素毎に異なる値である）。ＲLPF、Ｇ1LPF、Ｇ2LPF、ＢLPFは、最大値を用いて次式で表現できる。ここで、ｒ１、ｇ１、ｇ２、ｂ１は０≦ｒ１、ｇ１、ｇ２、ｂ１＜１.０なる値である。なお、Ｇ1LPFとＧ2LPFとの加算値がＧLPFである。
【００５４】
ＲLPF＝ＭＡＸ・ｒ１                       (６ａ)
ＧLPF＝Ｇ1LPF＋Ｇ2LPF＝ＭＡＸ・ｇ１＋ＭＡＸ・ｇ2
＝ＭＡＸ・（ｇ１＋ｇ２）             (６ｂ)
ＢLPF＝ＭＡＸ・ｂ１                       (６ｃ)
説明を簡単にするため、以下では比例定数Ａを「１」とする。また、ＲLPFがＭＡＸであるとすると（ｒ１＝１）、（５ａ）式のＦ2Rは、α・βの成分の値は小さいので、無視すると、次式で表される。
【００５５】
Ｆ2R≒Ｙ・ｒ＋Ｙ・α＋ｒ・β      （７）
これからフレア成分を最小にするＹとｒを計算する。フレア成分がないとき（α＝β＝０）、Ｆ2R＝ＲLPFなので、（６ａ）式と（７）式とより次式が得られる。
【００５６】
Ｆ2R≒Ｙ・ｒ＝ＭＡＸ                （８）
（７）式において、フレアの影響を最小にする条件は次式である。
【００５７】
Ｙ・α＝ｒ・β                      （９）
よって、（８）式と（９）式とにより（１０）式と（１１）式とが得られる。
【００５８】
ｒ＝（α／β）1/2・（ＭＡＸ）1/2      （１０）
Ｙ＝（β／α）1/2・（ＭＡＸ）1/2      （１１）
次に、緑色信号ｇについて説明する。Ｙは既に求まっているため、（５ｂ）式でＦ2GがＧLPFと等しいとおき、フレア成分α、βを無視すると、（５ｂ）式と（６ｂ）式とから次式が得られる。
【００５９】
Ｆ2G≒Ｙ・（ｇ１＋ｇ２）＝ＧLPF
＝（ｇ１＋ｇ２）・ＭＡＸ      （１２）
従って、緑色信号ｇは（１１）式と（１２）式とから次式で表される。
【００６０】
ｇ＝｛（ｇ１＋ｇ２）／Ｙ｝・ＭＡＸ
＝（ｇ１＋ｇ２）・（β／α）1/2・（ＭＡＸ）1/2      （１３）
同様に、青色信号ｂも求めることができる。
【００６１】
なお、上記の計算では赤色信号の低域周波数成分ＲLPFがＭＡＸであるとして説明したが、以下のように表記するのであれば、ＲLPF、ＧLPF、ＢLPFのどれがＭＡＸであっても成立する。
【００６２】
ｒ＝ｒ１・（β／α）1/2・（ＭＡＸ）1/2              （１４ａ）
ｇ＝（ｇ１＋ｇ２）・（β／α）1/2・（ＭＡＸ）1/2      （１４ｂ）
ｂ＝ｂ１・（β／α）1/2・（ＭＡＸ）1/2              （１４ｃ）
図３の乗算器８６は、ＬＰＦ８３から出力された低域周波数成分の４原色信号ＲLPF、Ｇ1LPF、Ｇ2LPF、ＢLPFと、係数及び輝度信号生成部８５から出力された補正係数Ｃとから次式の乗算を行って、各８ビットの赤色信号ｒ、緑色信号ｇ、青色信号ｂをそれぞれ生成する。
【００６３】
ｒ＝Ｃ・ＲLPF                  （１５ａ）
ｇ＝Ｃ・（Ｇ1LPF＋Ｇ2LPF）       （１５ｂ）
ｂ＝Ｃ・ＢLPF                  （１５ｃ）
ここで、（６ａ）式〜（６ｃ）式と、（１４ａ）式〜（１４ｃ）式と、（１５ａ）式〜（１５ｃ）式とから、係数及び輝度信号生成部８５で生成される補正係数Ｃは、前述した（１）式で表される。これらの赤色信号ｒ、緑色信号ｇ、青色信号ｂは、それぞれｒｇｂ用γ補正部８７に供給されてγ補正された後、図１に示した光学システム７４内のＲデバイス２７、Ｇデバイス２３、Ｂデバイス３１にそれぞれ供給される。
【００６４】
ところで、（１５ａ）式〜（１５ｃ）式までは高周波数成分がないものとして計算したが、実際には高周波数成分が存在する。このため、（１５ａ）式〜（１５ｃ）式の信号ｒ、ｇ、ｂを用いて輝度信号を生成すると、高周波数成分が失われてしまう。また、輝度信号Ｙについては、Ｙ１デバイス６３、Ｙ２デバイス５８に供給される輝度信号Ｙ１、Ｙ２とを生成する必要がある。そこで、これらを考慮して、図３のＹ１Ｙ２作成部８２で前述したように、それぞれ帯域制限されていない周波数帯域の第１の輝度信号Ｙ1FULLと第２の輝度信号Ｙ2FULLを生成する。これらの輝度信号Ｙ1FULLとＹ2FULLとは次式で表される。
【００６５】
Ｙ1FULL＝Ｃ1・Ｒ＋Ｃ2・Ｇ１＋Ｃ3・Ｂ        （１６ａ）
Ｙ2FULL＝Ｃ1・Ｒ＋Ｃ2・Ｇ２＋Ｃ3・Ｂ        （１６ｂ）
ここで、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3は入力映像信号Ｒ、Ｇ１（Ｇ２）、Ｂによる輝度成分への寄与係数で、ハイビジョン信号の場合は、それぞれ0.2126，0.7152,0.0722である。
【００６６】
また、最大値，Ｙ１，Ｙ２計算部８４では帯域制限されている周波数帯域の第１の輝度信号Ｙ1LPFと第２の輝度信号Ｙ2LPFとを生成する。これらの輝度信号Ｙ1LPFとＹ2LPFとは次式で表される。
【００６７】
Ｙ1LPF＝Ｃ1・ＲLPF＋Ｃ2・Ｇ１LPF＋Ｃ3・ＢLPF        （１７ａ）
Ｙ2LPF＝Ｃ1・ＲLPF＋Ｃ2・Ｇ２LPF＋Ｃ3・ＢLPF        （１７ｂ）
ここで、（１１）式のＹは帯域制限されており、高周波数成分が存在しないので、高周波数成分を再現するには、（１１）式の輝度信号に補正項Ｄを乗算して、帯域制限されていない輝度信号を出力する必要がある。従って、係数及び輝度信号生成部８５は、（２）式と（３）式で表される輝度信号Ｙ１とＹ２とを生成する。ここで、（２）式中、Ｙ1FULL／Ｙ1LPFが上記の補正項Ｄであり、（３）式中、Ｙ2FULL／Ｙ2LPFが上記の補正項Ｄである。
【００６８】
図３のＹ１用γ補正部８８は、係数及び輝度信号生成部８５からの（２）式により計算された輝度信号Ｙ１をγ補正し、それを８ビットのＹ１用映像信号として図１に示した光学システム７４内のＹ１デバイス６３に供給する。これと同時に、Ｙ２用γ補正部８９は、係数及び輝度信号生成部８５からの（３）式により計算された輝度信号Ｙ２をγ補正し、それを８ビットのＹ２用映像信号として図１に示した光学システム７４内のＹ２デバイス５８に供給する。
【００６９】
なお、ｒｇｂ用γ補正部８７におけるγ値（＝γ１）と、Ｙ１用γ補正部８８及びＹ２用γ補正部８９における各γ値（＝γ２）とは、第１変調光と第２変調光とが掛け合わせされたときにトータルのγ値が「２.２」になり、かつ、γ１とγ２とはできるだけ近い値になるように振り分けられる。例えば、γ１＝１.０、γ２＝１.２に選ばれる。この場合、指数の掛け算なので、トータルのγ値は２.２（＝１.０＋１.２）になる。
【００７０】
このような構成のマトリクス変換デコーダ７３から輝度信号Ｙ１、Ｙ２、色信号ｒ、ｇ及びｂの５信号が供給された光学システム７４からカラー画像がスクリーン（図示せず）に投射される。
【００７１】
このように、図２に示した実施の形態の構成により、１台でＳＨＶを構成することでコンバージェンス補正を無くすことが可能となり、また、二重変調を行うので２台スタックより、はるかに高い１００万：１以上の高コントラストが得られ、更に、Ｇ信号を二重にするよりＹ信号を二重にするので、より高解像度な画像が得られる。
【００７２】
次に、本発明になる投射型表示装置の他の実施の形態について説明する。
【００７３】
図４は、本発明になる投射型表示装置の他の実施の形態のブロック図を示す。同図において、投射型表示装置９０は、所望の被写体を撮像するスーパーハイビジョンカメラ９１と、スーパーハイビジョンカメラ９１の撮像信号を記録／再生するスーパーハイビジョンレコーダ９２と、スーパーハイビジョンレコーダ９２から再生出力された緑色信号Ｇ、赤色信号Ｒ、青色信号Ｂを入力として受け、その入力三原色信号をマトリクス変換して２種類の輝度信号Ｙ１、Ｙ２と、色信号ｒ、ｇ及びｂを出力するマトリクス変換デコーダ９３と、図示しないスクリーンに光学像を投射する１６ｋＳＨＶ_ＨＤＲプロジェクタ９４とからなる。
【００７４】
スーパーハイビジョンカメラ９１は、撮像デバイスとして水平方向７６８０画素、垂直方向４３２０画素（８ｋ×４ｋ画素）のＣＭＯＳセンサを３枚使用した、ＲＧＢの三原色信号をそれぞれ量子化ビット数１２ビット、フレームレート６０ｐで出力する構成である。また、スーパーハイビジョンレコーダ９２は、スーパーハイビジョンカメラ９１の出力信号を量子化ビット数１２ビットで取り込み、再生する。伝送は、１２ビット伝送可能なＨＤＭＩ等の信号を光多重で行う。
【００７５】
マトリクス変換デコーダ９３の基本的な構成は図３の構成と同様であるが、入出力ビット数が１０ビットではなく、１２ビットに増えており、その分、データ量が増える。また、入力信号中の緑色信号は１チャンネルである。１６ｋＳＨＶ_ＨＤＲプロジェクタ９４は、図１に示した本発明の実施の形態の光学システムを用いたプロジェクタで、マトリクス変換デコーダ９３からの輝度信号Ｙ１、Ｙ２と、色信号ｒ、ｇ、ｂとを入力として受け、極めて高解像度の画像をスクリーン（図示せず）に投影することができる。
【００７６】
ここで、１６ｋＳＨＶ_ＨＤＲプロジェクタ９４は、図１に示した本発明の実施の形態の光学システムにおけるＹ１Ｙ２画像合成部分１０３のＹ１デバイス６３とＹ２デバイス５８とを４ｋ画素（水平方向４０９６画素、垂直方向２１６０画素）から８ｋ画素（水平方向８１９２画素、垂直方向４３２０画素）にするだけで、１６ｋ画素相当の現在最高画質のスーパーハイビジョン（ＳＨＶ）の４倍という超ＳＨＶプロジェクタ画像を投影表示することができる。
【００７７】
このように、本実施の形態では、４ｋデバイスの上の解像度である８ｋデバイスが造られた場合には、水平１６ｋ画素相当の解像度まで拡大可能になり、人間の目の解像度限界に近付く。ここまで解像度を上げられれば、１８０度の視覚範囲を表示することも可能となるだけでなく、応用としてインテグラル（ＩＰ）立体テレビ等への活用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の光学システムの一実施の形態の構成図である。
【図２】本発明の投射型表示装置の一実施の形態の構成図である。
【図３】図２中のマトリクス変換デコーダの一例のブロック図である。
【図４】本発明の投射型表示装置の他の実施の形態の構成図である。
【図５】従来の光学システムの一例の構成図である。
【図６】二重変調を行う従来の光学システムの一例の構成図である。
【図７】従来の光学システム及び投射型表示装置の一例のブロック図である。
【図８】２つのデバイスの４５度斜め半画素ずらしの構成の説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１  ランプハウス
１６  Ｂ／ＲＧクロスダイクロミラー
１７  ＲＧミラー
１８  Ｂミラー
１９  Ｒ／Ｇダイクロミラー
２３  Ｇデバイス
２７  Ｒデバイス
３１  Ｂデバイス
３２  ＲＧＢ合成ダイクロプリズム
３５  １：１リレーレンズ
５１  １／４波長板
５２  ＰＳ分離ＷＧ（ワイヤグリッド）
５３  Ｙ２フィールドレンズ
５４  Ｙ２収差補正レンズ
５５、６０  アナライザ
５６  Ｙ２ＷＧ（ワイヤグリッド）
５７  Ｙ２波長板
５８  Ｙ２デバイス
５９  Ｙ１フィールドレンズ
６１  Ｙ１ＷＧ（ワイヤグリッド）
６２  Ｙ１波長板
６３  Ｙ１デバイス
６４  Ｙ１収差補正レンズ
６５  Ｙ１アナライザ
６６  ＰＳ合成ＷＧ（ワイヤグリッド）
６７  Ｙ２アナライザ
６８  Ｙ１Ｙ２投射レンズ
７０、９０  光学システム及び投射型表示装置
７１、９１  スーパーハイビジョンカメラ
７２、９２  スーパーハイビジョンレコーダ
７３、９３  マトリクス変換デコーダ
７４  光学システム
８１  逆γ補正部
８２  Ｙ１Ｙ２作成部
８３  低域フィルタ（ＬＰＦ）
８４  最大値、Ｙ１、Ｙ２計算部
８５  係数及び輝度信号生成部
８６  乗算器
８７  ｒｇｂ用γ補正部
８８  Ｙ１用γ補正部
８９  Ｙ２用γ補正部
９４  １６ｋＳＨＶ＿ＨＤＲプロジェクタ
【図１】
2009116098.tif 000003
【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】
2009116098.tif 000009
【図８】
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