JP5569084B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関する。

プロジェクター等の投射型の画像表示装置において、その画像表示装置が液晶ライトバルブ等の光変調素子を備えている場合、スクリーン上に投射した画像の解像度は光変調素子の解像度（水平画素数、垂直画素数）に一致するのが通常である。なお、以下の説明では、「スクリーン上に投射した画像の解像度」のことを、「表示解像度」と称する。ここで、光変調素子の解像度を変えることなく表示解像度を向上させる方法として、光変調素子の数を増やし、スクリーン上で各光変調素子が形成する各画素の像の位置をずらして投射する方法がある。ところが、この方法では、光変調素子の数を増やす必要があるため、著しいコストの増大を招くという課題がある。

上記の課題を解決する方法として、各画素の像の位置を空間的にずらすのではなく、時間軸でずらす方法が提案されている（例えば、下記の特許文献１、２参照）。この方法によれば、光変調素子の数を増やす必要がない。特許文献１では、一つの具体例として、光変調素子と投射レンズとの間に平行平板を光軸の法線に対して傾けて装入し、平行平板の傾き角度を変化させることでフィールド毎に光軸をシフトさせ、画素の位置を時間的にずらす構成が開示されている。他の具体例として、屈折率もしくは屈折量が異なる２つの領域を有する回転板を光変調素子と投射レンズとの間に斜めに装入し、この回転板を回転させることで光軸をシフトさせ、画素の像の位置を時間的にずらす構成が開示されている。
なお、以下の説明では、被投射面における各画素の像の位置を時間的に（時間軸で）ずらすことを、便宜上、「時間軸画素ずらし」と称することもある。

特開平１１−２９８８２９号公報 特開２００５−９１５１９号公報

ところが、上記特許文献１、２のように、時間軸画素ずらし技術を採用した従来の画像表示装置は、外部から入力された画像のコンテンツに関わらず、常に各画素の像の位置を時間軸でずらしつつ表示を行っている。時間軸画素ずらし技術は、例えば、画素ずらしのための２フレームを費やして１フレームの画像をずらした位置に表示し、表示解像度を向上させるものである。言い換えると、時間軸画素ずらし技術とは、時間分解能を犠牲にして空間分解能を向上させる技術である。したがって、時間周波数成分を持たない静止画像には適しているが、時間周波数成分を持つ動画像には適しておらず、例えば高速で動いている画像がぼける等、画質の劣化を招く恐れがある。

また、特許文献２の装置では、画像のぼけを低減する手段として、画像を表示する複数のフレーム間に黒表示を行うフレームを挿入する技術が開示されている。しかしながら、この技術を用いる場合、黒表示が挿入される分、表示の明るさが損なわれるという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、動画像がぼける、暗くなる等の動画像の画質劣化を防止しつつ、静止画像の表示解像度を向上できる画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動可能な画素像移動部と、前記光変調素子と前記画素像移動部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記画素像移動部が前記画素の像の位置を時間的に移動させるか否かを切替可能であることを特徴とする。
また、前記制御部は、表示すべき画像が静止画像である場合に前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させ、表示すべき画像が動画像である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御することが望ましい。
また、本発明の画像表示装置は、光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動可能な画素像移動部と、前記光変調素子と前記画素像移動部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記画素像移動部が前記画素の像の位置を時間的に移動させるか否かを切替可能であり、前記制御部は、表示すべき画像の解像度と前記光変調素子の解像度とを比較し、表示すべき画像の解像度が前記光変調素子の解像度以下である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御し、前記画像の解像度が前記光変調素子の解像度よりも高い場合には、前記画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別し、前記画像が静止画像である場合に前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させ、前記画像が動画像である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御することを特徴とする。
前記画素の像の移動距離は、複数の画素像からなる格子のうち、１つの格子の対角線の長さの１／２であってもよい。

本発明の画像表示装置は、表示する画像が静止画像であるか動画像であるかに応じて、時間軸画素ずらし技術を使うか否かを切り替えるというものである。すなわち、本発明の画像表示装置によれば、制御部は、画素像移動部が前記画素の像の位置を時間的に移動させるか否かを切り替えることができる。より具体的には、制御部は、表示すべき画像が静止画像である場合に被投射面上における画素の像の位置を時間的に移動させるように画素像移動部を制御するので、静止画像の表示解像度を向上させることができる。その一方、表示すべき画像が動画像である場合には被投射面上における画素の像の位置を時間的に移動させないように画素像移動部を制御するので、動画像のぼけ等の画質劣化を抑制し、滑らかな動画像を表現することができる。また、黒表示のフレームを挿入することなく、滑らかな動画像を表現できるため、表示が暗くなることがない。

本発明の画像表示装置において、前記制御部として、表示すべき画像が動画像であると判断したとき以外は常に前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させるように、前記画素像移動部を制御する構成を採用できる。
この構成によれば、基本的には時間軸画素ずらし機能が働いており、画像が動画像であると制御部が判断したときのみ、時間軸画素ずらし機能が停止するので、時間軸画素ずらし機能を最大限に発揮でき、表示解像度を十分に向上させることができる。

本発明の画像表示装置において、前記制御部は、複数のフレームにおいて入力された各画像データを比較し、表示すべき画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別する画像判別部を備え、前記画像判別部が、自身の判別結果に基づいて前記画素像移動部に制御信号を出力する構成としても良い。
この構成によれば、通常の画像データを用いて画像判別部が時間軸画素ずらし機能の使用、不使用を判断することができる。特別な画像データを準備する必要がない。

あるいは、本発明の画像表示装置において、前記制御部は、入力された画像データに予め含まれている静止画像／動画像情報を取得し、前記静止画像／動画像情報から、表示すべき画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別する画像判別部を備え、前記画像判別部が、自身の判別結果に基づいて前記画素像移動部に制御信号を出力する構成としても良い。
この構成によれば、静止画像／動画像情報を予め含んだ画像データを準備する必要があるが、複数フレームの画像データを比較し、静止画像であるか、動画像であるかを判別する手段（例えばフレームメモリー、演算部）が不要になるため、装置の負担が軽減し、制御部の構成を簡素化できる。

本発明の画像表示装置において、前記制御部は、表示すべき画像の解像度が前記光変調素子の解像度よりも高い場合に前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させ、表示すべき画像の解像度が前記光変調素子の解像度以下である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御する構成としても良い。
この構成によれば、表示すべき画像の解像度と光変調素子の解像度とを比較し、画像の解像度が光変調素子の解像度よりも高い場合にのみ、時間軸画素ずらし機能が有効であると判断し、機能を働かせることができる。

本発明の画像表示方法は、光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動させる画素像移動部と、を備えた画像表示装置を用いた画像表示方法であって、前記画素像移動部を制御することにより、表示すべき画像が静止画像である場合に前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させ、表示すべき画像が動画像である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないことを特徴とする。
また、本発明の画像表示方法は、光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動させる画素像移動部と、を備えた画像表示装置を用いた画像表示方法であって、表示すべき画像の解像度と前記光変調素子の解像度とを比較し、表示すべき画像の解像度が前記光変調素子の解像度以下である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御し、前記画像の解像度が前記光変調素子の解像度よりも高い場合には、前記画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別し、前記画像が静止画像である場合に前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させ、前記画像が動画像である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御することを特徴とする。

本発明の画像表示方法によれば、表示すべき画像が静止画像である場合に被投射面上における画素の像の位置を時間的に移動させるので、静止画像の表示解像度を向上させることができる。その一方、表示すべき画像が動画像である場合には被投射面上における画素の像の位置を時間的に移動させないので、動画像のぼけ等の画質劣化を抑制し、滑らかな動画像を表現することができる。また、黒表示のフレームを挿入する必要がないため、表示が暗くなることもない。

本発明の第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。 光透過板を駆動したときの光軸シフトの様子を示す図である。 画素像の位置をずらしたイメージを示す図である。 同、プロジェクターの制御部の概略構成を示すブロック図である。 同、制御部内の判別部の概略構成を示すブロック図である。 同、制御部の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態のプロジェクターの制御部内の判別部の概略構成を示すブロック図である。 同、制御部の処理の流れを示すフローチャートである。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図６を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置は、３枚の液晶ライトバルブを備えた、いわゆる３板式のプロジェクターの構成例である。
図１は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図２は、光透過板を駆動したときの光軸シフトの様子を示す図である。図３は、画素像の位置をずらしたイメージを示す図である。図４は、制御部の概略構成を示すブロック図である。図５は、制御部内の判別部の概略構成を示すブロック図である。図６は、制御部の処理の流れを示すフローチャートである。
なお、以下の各図面においては、構成要素を見やすくするため、構成要素に応じて寸法の比率や縮尺を異ならせることがある。

本実施形態のプロジェクター１（画像表示装置）は、図１に示すように、照明光学系２、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ（光変調素子）、クロスダイクロイックプリズム４（色合成光学系）、投射レンズ５（投射光学系）等を備えている。本実施形態の照明光学系２は、光源７、光源７の後段に順に配置された一対のフライアイレンズアレイ８、偏光変換素子９、ダイクロイックミラー１０，１１等から構成されている。光源７は、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の白色ランプ１２と、白色ランプ１２の光を反射させて前方に射出するリフレクター１３とから構成されている。したがって、白色ランプ１２からは、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）、すなわち異なる色の複数の色光を含む白色光が射出される。

一対のフライアイレンズアレイ８は、光源７から射出された光の光強度の分布を均一化するものである。これにより、被照明領域である液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに照射される光の照度分布が均一化される。
偏光変換素子９は、その詳細な構造を図示しないが、偏光ビームスプリッターアレイ（ＰＢＳアレイ）と１／２波長板アレイとを有している。フライアイレンズアレイ８からＰＢＳアレイに入射した光のうち、第１の偏光方向の直線偏光がＰＢＳアレイ内の偏光分離膜（ＰＢＳ膜）を透過するとともに、第２の偏光方向の直線偏光がＰＢＳアレイ内のＰＢＳ膜で反射する。反射した偏光は、１／２波長板アレイによって偏光方向が第１の偏光方向に変化して射出される。このように偏光変換素子９は、光源光の光量を損なうことなく光源光の偏光方向を一方向に揃えるように構成されている。

ダイクロイックミラー１０，１１は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したものである。これにより、所定の波長帯域の色光が選択的に反射し、それ以外の波長帯域の色光が透過するようになっている。具体的には、光源７から射出された光源光のうち、赤色光ＬＲがダイクロイックミラー１０を透過するとともに、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢがダイクロイックミラー１０で反射する。また、ダイクロイックミラー１０で反射した緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢのうち、青色光ＬＢがダイクロイックミラー１１を透過し、緑色光ＬＧがダイクロイックミラー１１で反射する。

ダイクロイックミラー１０を透過した赤色光ＬＲは、反射ミラー１５で反射し、平行化レンズ１６を経て赤色光用の液晶ライトバルブ３Ｒに入射する。ダイクロイックミラー１１で反射した緑色光ＬＧは、平行化レンズ１６を経て緑色光用の液晶ライトバルブ３Ｇに入射する。ダイクロイックミラー１１を透過した青色光ＬＢは、リレー光学系１７を経て青色光用の液晶ライトバルブ３Ｂに入射する。リレー光学系１７は、ダイクロイックミラー１１側から順に配置されたリレーレンズ１８、反射ミラー１９、リレーレンズ２０、反射ミラー２１、リレーレンズ２２等からなっている。リレーレンズ２２は、平行化レンズとしても機能する。青色光の場合、他の色光に比べて光源７から液晶ライトバルブ３Ｂまでの光路が長く、光路が長いことによる光損失を防ぐため、このようなリレー光学系１７を設けている。

液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの各々は、透過型液晶セル２４と、その入射側、射出側にそれぞれ設けられた偏光板２５，２６とから構成されている。透過型液晶セル２４は、例えばアクティブマトリクス型のものであり、一対の電極間に挟持された液晶層を有している。また、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、画像信号を供給する信号源に電気的に接続されている。信号源から画像信号が供給されると、透過型液晶セル２４の電極間に電圧が印加され、この印加電圧に応じて液晶分子の配向方向が制御される。これにより、光を変調することが可能になっている。各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで変調された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム４に入射する。

クロスダイクロイックプリズム４は、三角柱プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光ＬＲが反射して緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢが透過する選択反射面と、青色光ＬＢが反射して赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧが透過する選択反射面とが互いに直交して形成されている。赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢはこれらの選択反射面で選択的に反射し、緑色光ＬＧはこれらの選択反射面を選択的に透過し、３つの色光は同じ側に射出される。これにより、３つの色光が重ね合わされて合成光Ｌとなる。

クロスダイクロイックプリズム４を射出した合成光Ｌは、複数のレンズ群からなる投射レンズ５によりスクリーン２８（被投射面）上に拡大投射される。そして、本実施形態においては、クロスダイクロイックプリズム４と投射レンズ５との間に、ウォブリングデバイス２９（画素像移動部）が設置されている。ウォブリングデバイス２９は、スクリーン２８上に投射される液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの各画素の像の位置を時間的に移動させるものである。本実施形態では、ウォブリングデバイス２９の一例として、光透過板３０が用いられている。

光透過板３０は、光を透過させる際に内部で屈折を生じさせ、透過光の光軸を移動させるものであり、例えばガラス等の光透過性を有する材料から形成された平行平板で構成されている。そして、矢印Ａの方向に光透過板３０の傾きを変化させるように光透過板３０を駆動する駆動部３１が設けられている。駆動部３１は、光透過板３０の光入射面と投射レンズ５の光軸に垂直な面とのなす角度が時間的に変化するように光透過板３０を駆動する。具体的には、駆動部３１は、光透過板３０の光入射面と投射レンズ５の光軸に垂直な面とのなす角度を第１の角度θ１と第２の角度θ２との間で１２０Ｈｚで切り換えるように構成されている。駆動部３１には、例えば圧電素子を用いることができる。また、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと駆動部３１とを制御する制御部３２が設けられている。

光透過板３０の傾きが変化したときの作用を図２に示す。なお、図２では、図面を簡略化するため、投射レンズ５を１枚のレンズとして示す。まず、実線で示すように光透過板３０の光入射面３０ａが投射レンズ５の光軸Ｇに垂直であったとすると、クロスダイクロイックプリズム４から射出された光Ｌが光透過板３０の光入射面３０ａに対して垂直に入射し、光射出面３０ｂから垂直に射出されるので、光Ｌは光透過板３０で屈折することなく、透過光の光軸の位置が光透過板３０の前後で移動しない。次に、２点鎖線で示すように光透過板３０の光入射面３０ａが投射レンズ５の光軸に対して傾くと、クロスダイクロイックプリズム４から射出された光が光透過板３０の光入射面３０ａに対して垂直以外の角度で入射するので、屈折が生じ、さらに、光は光射出面３０ｂに対して垂直以外の角度で入射するので、屈折して射出される。このため、透過光の光軸の位置が光透過板３０の前後で傾き角度に応じた距離ΔＸだけ移動する。

スクリーン２８上に投射された画素の像が移動する様子を図３に示す。本実施形態では、画像は６０Ｈｚ毎に書き換えられる１フレーム（すなわち、１フレーム＝１／６０秒）の画像で構成され、光透過板３０は上述の第１の角度θ１と第２の角度θ２との間を１２０Ｈｚで切り換わるものとする。このとき、図３に示すように、任意の１／１２０秒（これを第１フィールドと称する）で実線の位置にある複数の画素像からなる格子は、次の１／１２０秒（これを第２フィールドと称する）では破線で示す位置に移動する。複数の画素像はスクリーン２８の水平方向および垂直方向に配列されているが、移動方向は画素像の配列方向に対して斜め方向とすることが望ましい。また、移動距離ΔＸ１は、１つの格子の対角線の長さの１／２に設定することが望ましい。このようにして、第１フィールドの位置にある画像は６０Ｈｚ毎に書き換えられ、第１フィールドの位置からずれた第２フィールドの位置にある画像も６０Ｈｚ毎に書き換えられることになる。このとき、観察者の目は１２０Ｈｚの画素像の微小な位置変化を認識できないので、観察者は表示解像度の向上感を得ることができる。

以下、制御部３２の構成について説明する。
制御部３２は、図４に示すように、時間軸画素ずらしオン・オフ機能判別部３３（以下、単に「判別部」と称する、画像判別部）と、第１表示画像データ生成部３４と、第２表示画像データ生成部３５と、を有している。判別部３３は、入力された画像信号に基づいて、表示すべき画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別するものである。そして、判別部３３は、自身の判別結果に基づいて、後述する第１表示画像データ生成部３４、第２表示画像データ生成部３５のいずれかに画像データ（変調用信号）を生成させる制御信号を出力する。制御部３２は、表示すべき画像が動画像であると判断したとき以外は常に時間軸画素ずらしを行うように、ウォブリングデバイス２９の駆動部３１を制御している。
なお、図４のブロック図では、図面を簡略化するために、図１における光源７からクロスダイクロイックプリズム４までの光学系の部分をまとめてライトバルブ部３６（Ｌ／Ｖ部）と示した。

第１表示画像データ生成部３４は、時間軸画素ずらしを行わずに表示を行う際の画像データ、すなわち変調用信号を生成するものである。したがって、第１表示画像データ生成部３４は、画素ずらし機能を持たない既存のプロジェクターが持っている表示画像データ生成部と同様、入力された画像信号に基づいて、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに供給する変調用信号を生成する。

第２表示画像データ生成部３５は、時間軸画素ずらしを行って表示を行う際の画像データ、すなわち変調用信号を生成するものである。第２表示画像データ生成部３５は、図示しないタイミング生成回路や画像処理回路を有している。タイミング生成回路は、第１フィールドの開始時刻と第２フィールドの開始時刻とを示すタイミング信号を生成し、駆動部３１および画像処理回路に出力する。画像処理回路は、画像信号に基づいて、第１フィールド用の第１変調用信号および第２フィールド用の第２変調用信号を生成する。画像処理回路は、タイミング信号により定まる第１フィールドの画像の表示タイミングに同期させて第１変調用信号を各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに供給し、第２フィールドの画像の表示タイミングに同期させて第２変調用信号を各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに供給する。

本実施形態の判別部３３は、図５に示すように、表示画像サイズ取得部３８と、時間軸画素ずらしオン・オフ機能第１判別演算部３９（以下、単に「第１判別演算部」と称する）と、複数フレーム確保部４０と、時間軸画素ずらしオン・オフ機能第２判別演算部４１（以下、単に「第２判別演算部」と称する）と、を有している。表示画像サイズ取得部３８は、入力された画像信号に基づいて、表示すべき画像のサイズを取得するものである。第１判別演算部３９は、予め決まっている液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの解像度と入力された画像信号の解像度との差分を演算し、比較するものである。複数フレーム確保部４０は、例えばフレームメモリー等を含んで構成され、複数のフレームの画像信号を確保するものである。第２判別演算部４１は、複数フレーム確保部４０が確保した時間的に隣接する２フレームの画像信号間の色差を演算するものである。

ここで、制御部３２の処理の流れについて図６を参照して説明する。
最初に、表示画像サイズ取得部３８は、入力された画像信号に基づいて、表示すべき画像のサイズを取得し、画像サイズの取得結果を第１判別演算部３９に出力する（図６のステップＳ１）。
次いで、第１判別演算部３９は、表示画像サイズ取得部３８から入力された画像のサイズ、すなわち画像の解像度と、予め記憶されている液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの解像度との差分を演算し、比較する（図６のステップＳ２）。

画像の解像度と液晶ライトバルブの解像度とを比較した結果、画像の解像度が液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの解像度以下である場合には、時間軸画素ずらし機能を停止すると判断し、第１表示画像データ生成部３４は、時間軸画素ずらしを行わずに表示を行う際の変調用信号を生成する（図６のステップＳ９）。
また、第１表示画像データ生成部３４は、ウォブリングデバイス２９の動作を停止する停止命令信号を生成し、停止命令信号をウォブリングデバイス２９の駆動部３１に出力する（図６のステップＳ１０）。

一方、画像の解像度と液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの解像度とを比較した結果、画像の解像度が液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの解像度よりも高い場合には、複数フレーム確保部４０が、複数のフレームの画像信号を確保する（図６のステップＳ３）。
次いで、第２判別演算部４１は、複数フレーム確保部４０が得た時間的に隣接する２フレームの画像信号間の色差を演算する（図６のステップＳ４）。
また、第２判別演算部４１には、画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別するための色差の閾値が予め設定されており、第２判別演算部４１は、色差の演算値と閾値とを比較する（図６のステップＳ５）。

色差の演算値と閾値とを比較した結果、演算値が閾値以下であった場合、第２判別演算部４１は、表示画像が静止画像であるから時間軸画素ずらしを続行すると判別し、第２表示画像データ生成部３５は、時間軸画素ずらしを行って表示を行う際の第１フィールド用の第１変調用信号、第２フィールド用の第２変調用信号をそれぞれ生成する（図６のステップＳ６）。
次いで、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、第２表示画像データ生成部３５から入力された第１変調用信号および第２変調用信号に基づいて、入射光の変調を行って画像を形成する（図６のステップＳ７）。
また、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの後段のウォブリングデバイス２９では、光透過板３０の駆動による透過光軸の移動が行われ、スクリーン２８上での画素像の位置が移動して時間軸画素ずらしが行われる（図６のステップＳ８）。

一方、色差の演算値と閾値とを比較した結果、演算値が閾値を超えた場合、第２判別演算部４１は、表示画像が動画像であるから時間軸画素ずらしを停止すると判別し、第１表示画像データ生成部３４は、時間軸画素ずらしを行なわずに表示を行う際の変調用信号を生成する（図６のステップＳ９）。
また、第１表示画像データ生成部３４は、ウォブリングデバイス２９の動作を停止する停止命令信号を生成し、停止命令信号をウォブリングデバイス２９の駆動部３１に出力する（図６のステップＳ１０）。

本実施形態のプロジェクター１によれば、制御部３２は、基本的に時間軸画素ずらしを常に実行するように設定されており、表示すべき画像が静止画像であると判別したときに時間軸画素ずらしを続行するので、静止画像の表示解像度を向上させることができる。その一方、制御部３２は、表示すべき画像が動画像であると判別したときには時間軸画素ずらしを停止するようにウォブリングデバイス２９の駆動部３１を制御するので、動画像のぼけ等の画質劣化を抑制し、滑らかな動画像を表現することができる。また、黒表示のフレームを挿入することなく、滑らかな動画像を表現できるため、表示が暗くなることがない。本実施形態のプロジェクター１の使用により、静止画像における表示解像度の向上と動画像における表示の滑らかさ、明るさを両立することができる。

また、制御部３２が、複数のフレームにおける画像信号を比較して、表示すべき画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別し、ウォブリングデバイス２９の駆動部３１を制御する構成であるから、通常の画像データを用いて時間軸画素ずらし機能の使用、不使用を判断することができる。これにより、特別な画像データを準備する必要がない。また、閾値を基準として、画像が静止画像であるか、動画像であるかの判別を行っているので、閾値を適宜変更することによって時間軸画素ずらし機能の使用、不使用の切り替えレベルを調節することができる。例えば閾値を高めに設定した場合、多少の動画像であれば、時間軸画素ずらしを実行して表示解像度の向上を図ることができる。逆に、閾値を低めに設定した場合、僅かに動くような静止画像であっても、時間軸画素ずらしを停止して滑らかな動きを表現することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図７、図８を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置も３板式のプロジェクターの構成例であって、その基本構成は第１実施形態と同様であるため、プロジェクターの基本構成の説明は省略し、制御部の構成についてのみ説明する。
図７は、本実施形態のプロジェクターにおける制御部内の判別部の構成を示すブロック図である。図８は、制御部の処理の流れを示すフローチャートである。

第１実施形態では、時間的に隣接する２フレームの画像信号の差分演算を基に、時間軸画素ずらしの使用、不使用を制御部が自動的に判別する構成であったのに対し、本実施形態では、時間軸画素ずらしの使用、不使用を決定する情報を入力する画像信号に予め付加しておき、その情報を制御部が読み取って時間軸画素ずらしの使用、不使用を決定するという構成を採用している。

本実施形態の判別部４３は、図７に示すように、時間軸画素ずらしオン・オフ情報取得部４４（以下、単に「情報取得部」と称する）と、時間軸画素ずらしオン・オフ機能判別部４５（以下、単に「機能判別部」と称する）と、を有している。情報取得部４４は、入力する画像信号に予め含まれていた静止画像／動画像情報を取得するものである。静止画像／動画像情報とは、画像信号自身が静止画像であるか、動画像であるか、ひいては、時間軸画素ずらしを実行するか、停止するかを示す情報のことである。判別部４３は、情報取得部４４が得た静止画像／動画像情報に基づいて、画像が動画像である場合に時間軸画素ずらしを停止する停止命令信号を生成する。

次に、制御部の処理の流れについて図８を参照して説明する。
最初に、情報取得部４４は、入力された画像信号から静止画像／動画像情報を取得する（図８のステップＳ１０１）。
次いで、機能判別部４５は、情報取得部４４から入力された静止画像／動画像情報を読み取り、画像が動画像である、すなわち時間軸画素ずらしを停止する情報が含まれているか否かを判別する（図８のステップＳ１０２）。

ここで、画像が動画像である、すなわち時間軸画素ずらしを停止する情報が含まれていなかった場合、機能判別部４５は、表示画像が静止画像であるから時間軸画素ずらしを続行すると判別し、第２表示画像データ生成部３５は、時間軸画素ずらしを行って表示を行う際の第１フィールド用の第１変調用信号、第２フィールド用の第２変調用信号をそれぞれ生成する（図８のステップＳ１０３）。
次いで、各液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、第２表示画像データ生成部３５から入力された第１変調用信号および第２変調用信号に基づいて、入射光の変調を行って画像を形成する（図８のステップＳ１０４）。
また、液晶ライトバルブ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの後段のウォブリングデバイス２９では、光透過板３０の駆動による透過光軸の移動が行われ、スクリーン２８上での画素像の位置が移動して時間軸画素ずらしが行われる（図８のステップＳ１０５）。

一方、画像が動画像である、すなわち時間軸画素ずらしを停止する情報が含まれていた場合、機能判別部４５は、表示画像が動画像であるから時間軸画素ずらしを停止すると判別し、第１表示画像データ生成部３４は、時間軸画素ずらしを行なわずに表示を行う際の変調用信号を生成する（図８のステップＳ１０６）。
また、第１表示画像データ生成部３４は、ウォブリングデバイス２９の動作を停止する停止命令信号を生成し、停止命令信号をウォブリングデバイス２９の駆動部３１に出力する（図８のステップＳ１０７）。

本実施形態のプロジェクターにおいても、静止画像における表示解像度の向上と動画像における表示の滑らかさ、明るさを両立することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態の場合、静止画像／動画像情報が予め含まれた画像信号を準備する必要があるが、複数フレームの画像データを比較し、静止画像であるか、動画像であるかを判別する手段（例えば第１実施形態の複数フレーム確保部、第２判別演算部など）が不要になるため、装置の負担が軽減し、制御部の構成を簡素化できる。本実施形態は、表示すべき画像コンテンツが予め決まっているデジタルサイネージ、プレゼンテーション資料等の表示を用途とする場合に好適である。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記第１実施形態では、時間軸画素ずらしの使用、不使用を制御部が自動的に判別する構成、第２実施形態では、入力する画像信号に時間軸画素ずらしの使用、不使用を決定する情報を予め付加しておき、制御部がこの情報を読み取る構成、の２つの構成を例示した。これらの構成に代えて、プロジェクターの使用者が画像コンテンツに応じて時間軸画素ずらしの使用、不使用を適宜判断し、例えばプロジェクターに備えられたスイッチ等を手動で操作して切り替える構成を採用しても良い。

また、画素像を第１フィールド、第２フィールドの２つの位置に移動させる例を示したが、画素像を３つ以上の位置に移動させる構成を採用しても良い。また、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を挙げたが、その他、反射型の液晶ライトバルブ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device，登録商標）等を用いることもできる。ＤＭＤを用いた場合、画面全体ではなく、部分的に時間軸画素ずらしの使用、不使用を切り替えても良く、例えば静止画像の中に動画像が部分的に組み込まれている場合等に対応可能である。また、上記実施形態で述べたプロジェクターの各部の具体的な構成は適宜変更が可能である。

１…プロジェクター、２…照明光学系、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、５…投射レンズ（投射光学系）、７…光源、２８…スクリーン（被投射面）、２９…ウォブリングデバイス（画素像移動部）、３０…光透過板（画素像移動部）、３１…駆動部、３２…制御部、３３，４３…時間軸画素ずらしオン・オフ機能判別部（画像判別部）。

Claims (5)

1. 光を射出する光源と、
   複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、
   前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、
   前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動可能な画素像移動部と、
   前記光変調素子と前記画素像移動部とを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記画素像移動部が前記画素の像の位置を時間的に移動させるか否かを切替可能であり、
   前記制御部は、表示すべき画像の解像度と前記光変調素子の解像度とを比較し、表示すべき画像の解像度が前記光変調素子の解像度以下である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御し、
   前記画像の解像度が前記光変調素子の解像度よりも高い場合には、前記画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別し、前記画像が静止画像である場合に前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させ、前記画像が動画像である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記画素の像の移動距離が、複数の画素像からなる格子のうち、１つの格子の対角線の長さの１／２であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記制御部は、複数のフレームにおいて入力された各画像データを比較し、表示すべき画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別する画像判別部を備え、
   前記画像判別部が、自身の判別結果に基づいて前記画素像移動部に制御信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記制御部は、入力された画像データに予め含まれている静止画像／動画像情報を取得し、前記静止画像／動画像情報から、表示すべき画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別する画像判別部を備え、
   前記画像判別部が、自身の判別結果に基づいて前記画素像移動部に制御信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
5. 光を射出する光源と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、前記被投射面上に投射される前記光変調素子の前記画素の像の位置を移動させる画素像移動部と、を備えた画像表示装置を用いた画像表示方法であって、
   表示すべき画像の解像度と前記光変調素子の解像度とを比較し、表示すべき画像の解像度が前記光変調素子の解像度以下である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御し、
   前記画像の解像度が前記光変調素子の解像度よりも高い場合には、前記画像が静止画像であるか、動画像であるかを判別し、前記画像が静止画像である場合に前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させ、前記画像が動画像である場合には前記被投射面上における前記画素の像の位置を時間的に移動させないように、前記画素像移動部を制御することを特徴とする画像表示方法。

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