JP6070127B2 - Image display device and image display system - Google Patents

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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示システムに関する。   The present invention relates to an image display device and an image display system.

プロジェクターなどの画像表示装置において、観察者に画像を立体的に視認させる技術が提案されている。これは、観察者が右眼と左眼の視点分だけずれた２つの画像、いわゆる視差画像をそれぞれの眼で選択的に見ることにより、画像を立体的に視認するものである。類似の手法により、２人の観察者がそれぞれ異なる画像を視認できる技術も提案されている。   In an image display device such as a projector, a technique for allowing an observer to visually recognize an image in three dimensions has been proposed. In this case, an observer views two images in three dimensions by selectively viewing two images, so-called parallax images, which are shifted by the viewpoints of the right eye and the left eye with each eye. A technique has also been proposed in which two observers can visually recognize different images by a similar method.

立体画像表示を実現する一つの手段として、右眼用画像と左眼用画像とをフレーム毎に時分割で交互に表示することで立体映像を視認可能とした立体映像表示装置が提案されている。この立体映像表示装置の画像を見る場合、観察者は、右眼と左眼とを交互に開閉するシャッター眼鏡を装着する。右眼用シャッター、左眼用シャッターの開閉の切り換えと右眼用画像、左眼用画像の表示の切り換えとが同期しており、観察者は、右眼用画像を右眼で、左眼用画像を左眼でそれぞれ選択的に視認する。これにより、観察者は見ている画像を立体映像と認識する。   As one means for realizing a stereoscopic image display, a stereoscopic video display device that makes it possible to visually recognize a stereoscopic video by alternately displaying a right-eye image and a left-eye image in a time-division manner for each frame has been proposed. . When viewing an image of this stereoscopic video display device, the observer wears shutter glasses that open and close the right eye and the left eye alternately. Switching between opening and closing of the right-eye shutter and left-eye shutter is synchronized with the display of the right-eye and left-eye images, and the observer uses the right-eye image for the left-eye. Each image is selectively viewed with the left eye. Thereby, the observer recognizes the image being viewed as a stereoscopic video.

ところが、線順次駆動方式を採用した画像表示装置の場合、右眼用画像と左眼用画像とが切り替わる途中の遷移期間では、一つの画面中に右眼用画像と左眼用画像とが混在する。そのため、クロストークが生じ、観察者は明瞭な立体画像を視認することが難しい。そこで、右眼用画像と左眼用画像とが混在する期間では、右眼用シャッターと左眼用シャッターの双方を閉じた状態とすることで、右眼用画像と左眼用画像とが混在した状態を観察者に知覚させないようにする技術が開示されている（例えば、下記の特許文献１参照）。   However, in the case of an image display device that employs a line-sequential driving method, a right-eye image and a left-eye image are mixed in one screen during a transition period in which the right-eye image and the left-eye image are switched. To do. Therefore, crosstalk occurs and it is difficult for an observer to visually recognize a clear stereoscopic image. Therefore, in a period in which the right-eye image and the left-eye image are mixed, the right-eye image and the left-eye image are mixed by closing both the right-eye shutter and the left-eye shutter. A technique for preventing an observer from perceiving the state is disclosed (for example, see Patent Document 1 below).

特開２０１２−１４５６９５号公報JP 2012-145695 A

ところで、光変調素子の解像度を変えることなく、スクリーン上の解像度を擬似的に向上させる方法が提案されている。これは、画素シフトデバイスを備えたプロジェクターを用いて、スクリーン上に結像される各画素の位置を時間的にずらして投射する方法である。この方法によれば、観察者の眼には、画像を構成する画素の数が倍増して知覚されるため、スクリーン上の画像を擬似的に高精細化することができる。本明細書では、この表示方法のことを「疑似高精細表示」と称する。   By the way, there has been proposed a method for artificially improving the resolution on the screen without changing the resolution of the light modulation element. This is a method in which the position of each pixel imaged on the screen is shifted in time using a projector equipped with a pixel shift device. According to this method, since the number of pixels constituting the image is perceived by the observer's eye as being doubled, the image on the screen can be pseudo-highly defined. In this specification, this display method is referred to as “pseudo high-definition display”.

上記の立体画像表示技術と疑似高精細表示技術とを併用した場合、シャッター眼鏡を使用する方法では、シャッター眼鏡の開閉周波数が６０Ｈｚ未満（例えば３０Ｈｚ）になり、観察者は画像のフリッカーを感じる。この問題を解決するために、光変調素子および画素シフトデバイスの駆動周波数を少なくとも現状の２倍にする必要がある。ところが、光変調素子や画素シフトデバイスの応答速度には限界がある。そのため、光変調素子や画素シフトデバイスの駆動周波数を現状の２倍にすることは困難である。   When the above-described stereoscopic image display technology and pseudo high-definition display technology are used in combination, in the method using shutter glasses, the opening / closing frequency of the shutter glasses is less than 60 Hz (for example, 30 Hz), and the observer feels flicker of the image. In order to solve this problem, it is necessary to at least double the drive frequency of the light modulation element and the pixel shift device. However, there is a limit to the response speed of light modulation elements and pixel shift devices. For this reason, it is difficult to double the drive frequency of the light modulation element and the pixel shift device.

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って、観察者にフリッカーが認識されにくく、立体画像表示と疑似高精細表示との併用を可能とした画像表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides an image display device that makes it difficult for an observer to recognize flicker, and enables the combined use of stereoscopic image display and pseudo high-definition display. With the goal.

上記の目的を達成するために、本発明の一態様の画像表示装置は、光を射出する光源装置と、複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源装置から射出された光を前記画素毎に変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を被投射面上に投射する投射装置と、前記被投射面上に投射される前記画素の像の位置をシフトさせる画素シフト装置と、前記光源装置、前記光変調装置、および前記画素シフト装置を制御する制御装置と、を備え、前記光変調装置において、第１画像を形成する第１画像データを書き込む第１画像データ書き込み期間と、第２画像を形成する第２画像データを書き込む第２画像データ書き込み期間と、が交互に繰り返され、前記画素シフト装置において、前記第１画像もしくは前記第２画像を構成する画素の像を第１位置に配置する第１画素位置期間と、前記第１画像もしくは前記第２画像を構成する画素の像を第２位置に配置する第２画素位置期間と、が交互に繰り返され、前記制御装置は、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が、前記第１画素位置期間と前記第２画素位置期間との切り替え周波数よりも大きくなるように、前記光変調装置と前記画素シフト装置とを制御することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image display device of one embodiment of the present invention includes a light source device that emits light, a plurality of pixels arranged in a matrix, and the light emitted from the light source device for each pixel. A light modulating device that modulates the light, a projection device that projects the light modulated by the light modulating device onto the projection surface, and a pixel shift device that shifts the position of the image of the pixel projected onto the projection surface A first image data writing period for writing first image data for forming a first image in the light modulation device. And a second image data writing period for writing second image data for forming a second image are alternately repeated, and the pixel shift device forms the first image or the second image. A first pixel position period in which an image of a pixel is arranged at a first position and a second pixel position period in which an image of a pixel constituting the first image or the second image is arranged at a second position are alternately repeated. The control device may be configured such that a switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is higher than a switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period. In addition, the light modulation device and the pixel shift device are controlled.

時分割による立体画像表示と疑似高精細表示とを併用する画像表示装置の場合、光変調装置での第１画像データの書き込み動作と第２画像データの書き込み動作との切り替えと、画素シフト装置での第１画素位置と第２画素位置との切り替えと、を組み合わせることになる。２つの切り替えのうち、第１画像データの書き込みと第２画像データの書き込みとの切り替えの周波数は、画面全体のフリッカーに影響を与える。具体的には、第１画像データ書き込み期間と第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が小さいと、画面全体のフリッカーは観察者に認識されやすく、前記切り替え周波数が大きいと、画面全体のフリッカーは観察者に認識されにくい。   In the case of an image display device that uses both time-division stereoscopic image display and pseudo high-definition display, switching between the first image data writing operation and the second image data writing operation in the light modulation device, and the pixel shift device The switching between the first pixel position and the second pixel position is combined. Of the two switching modes, the switching frequency between the writing of the first image data and the writing of the second image data affects the flicker of the entire screen. Specifically, if the switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is small, the flicker of the entire screen is easily recognized by the observer, and if the switching frequency is large, the flicker of the entire screen is It is difficult to be recognized by the observer.

一方、画素の位置の切り替えの周波数（第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替えの周波数）は、画素レベルのフリッカーに影響を与える。切り替え周波数が小さいほどフリッカーが認識されやすく、切り替え周波数が大きいほどフリッカーが認識されにくいという傾向は、画像データの書き込みの場合と同様である。しかしながら、画素レベルのフリッカーは、画面全体のフリッカーに比べて観察者に認識されにくいという特性がある。本発明の一態様の画像表示装置では、第１画像データ書き込み期間と第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数を、第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数よりも大きくしている。そのため、画面全体のフリッカーが観察者に認識されにくくなる。   On the other hand, the switching frequency of the pixel position (the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period) affects the flicker at the pixel level. The tendency that the flicker is more easily recognized as the switching frequency is lower and the tendency that the flicker is not easily recognized as the switching frequency is higher is the same as in the case of writing image data. However, the flicker at the pixel level has a characteristic that it is difficult for an observer to recognize the flicker on the entire screen. In the image display device of one embodiment of the present invention, the switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is set higher than the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period. Yes. This makes it difficult for the observer to recognize flicker on the entire screen.

本発明の一態様の画像表示装置において、前記第１画素位置期間の中に、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間とが含まれ、前記第１画素位置期間に時間的に隣接する前記第２画素位置期間の中に、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間とが含まれる構成としてもよい。   In the image display device of one embodiment of the present invention, the first pixel position period includes the first image data writing period and the second image data writing period, and the first pixel position period is temporally related. The second pixel position period adjacent to the first image data writing period and the second image data writing period may be included.

この構成によれば、第１画像データ書き込み期間と第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が、第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数の２倍となる。これにより、画面全体のフリッカーを観察者に認識されにくくするための構成が実現できる。   According to this configuration, the switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is twice the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period. Thereby, the structure for making the flicker of the whole screen difficult to be recognized by an observer can be realized.

本発明の一態様の画像表示装置において、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が６０Ｈｚであり、前記第１画素位置期間と前記第２画素位置期間との切り替え周波数が３０Ｈｚである構成としてもよい。   In the image display device of one embodiment of the present invention, a switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is 60 Hz, and the first pixel position period and the second pixel position period are The switching frequency may be 30 Hz.

この構成によれば、画面全体のフリッカーの周波数が６０Ｈｚとなる。これにより、画面全体のフリッカーが観察者に認識されなくなる。   According to this configuration, the flicker frequency of the entire screen is 60 Hz. Thereby, the flicker of the whole screen is not recognized by the observer.

本発明の一態様の画像表示装置では、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が６０Ｈｚであり、前記第１画素位置期間と前記第２画素位置期間との切り替え周波数が３０Ｈｚである場合、前記第１画像データ書き込み期間において、前記光変調装置に前記第１画像データが繰り返し４回書き込まれ、前記第２画像データ書き込み期間において、前記光変調装置に前記第２画像データが繰り返し４回書き込まれる構成としてもよい。   In the image display device of one embodiment of the present invention, a switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is 60 Hz, and the first pixel position period and the second pixel position period are When the switching frequency is 30 Hz, the first image data is repeatedly written to the light modulation device four times in the first image data writing period, and the first image data is written to the light modulation device in the second image data writing period. Two image data may be repeatedly written four times.

この構成によれば、第１画像データ書き込み期間および第２画像データ書き込み期間のそれぞれが１／１２０秒となる。この期間内に第１画像データもしくは第２画像データが４回書き込まれるため、光変調装置を４８０Ｈｚで駆動すればよい。これにより、画面全体のフリッカーを観察者に認識されにくくするための構成を実現することができる。   According to this configuration, each of the first image data writing period and the second image data writing period is 1/120 seconds. Since the first image data or the second image data is written four times within this period, the light modulation device may be driven at 480 Hz. Thereby, the structure for making the flicker of the whole screen hard to be recognized by the observer can be realized.

本発明の一態様の画像表示装置では、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が６０Ｈｚであり、前記第１画素位置期間と前記第２画素位置期間との切り替え周波数が３０Ｈｚである場合、前記第１画像データ書き込み期間において、前記光変調装置に前記第１画像データが繰り返し２回書き込まれ、前記第２画像データ書き込み期間において、前記光変調装置に前記第２画像データが繰り返し２回書き込まれる構成としてもよい。   In the image display device of one embodiment of the present invention, a switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is 60 Hz, and the first pixel position period and the second pixel position period are When the switching frequency is 30 Hz, the first image data is repeatedly written twice in the light modulation device in the first image data writing period, and the first image data is written in the light modulation device in the second image data writing period. Two image data may be repeatedly written twice.

この構成によれば、第１画像データ書き込み期間および第２画像データ書き込み期間のそれぞれが１／１２０秒となる。この期間内に第１画像データもしくは第２画像データが２回書き込まれるため、光変調装置を２４０Ｈｚで駆動すればよい。これにより、画面全体のフリッカーを観察者に認識されにくくするための構成が実現することができる。   According to this configuration, each of the first image data writing period and the second image data writing period is 1/120 seconds. Since the first image data or the second image data is written twice within this period, the light modulation device may be driven at 240 Hz. Thereby, the structure for making the flicker of the whole screen hard to be recognized by an observer can be realized.

本発明の一態様の画像表示装置では、第１画像データ書き込み期間もしくは第２画像データ書き込み期間内に第１画像データもしくは第２画像データが複数回書き込まれる場合、前記制御装置は、前記第１画像データの複数回の書き込み期間のうちの少なくとも最初の書き込み期間、および前記第２画像データの複数回の書き込み期間のうちの少なくとも最初の書き込み期間において、前記光源装置を消灯するよう制御する構成としてもよい。   In the image display device of one embodiment of the present invention, when the first image data or the second image data is written a plurality of times during the first image data writing period or the second image data writing period, the control device The light source device is controlled to be turned off during at least a first writing period of a plurality of writing periods of image data and at least a first writing period of a plurality of writing periods of the second image data. Also good.

第１画像データ書き込み期間もしくは第２画像データ書き込み期間内に第１画像データもしくは第２画像データが複数回書き込まれる場合、光変調装置において第１画像データと第２画像データとが混在した状態を観察者が視認する場合が考えられる。その場合、第１画像データもしくは第２画像データの複数回の書き込み期間のうちの少なくとも最初の書き込み期間、すなわち２つの画像データが混在する期間で光源装置を消灯することにより、第１画像と第２画像とが混在した状態を観察者が視認することが防止できる。   When the first image data or the second image data is written a plurality of times within the first image data writing period or the second image data writing period, a state where the first image data and the second image data are mixed in the light modulation device. The case where an observer visually recognizes is conceivable. In that case, by turning off the light source device in at least the first writing period of a plurality of writing periods of the first image data or the second image data, that is, a period in which two image data are mixed, the first image and the first image data are turned off. It is possible to prevent the observer from visually recognizing a state where two images are mixed.

本発明の一態様の画像表示システムは、本発明の一態様の画像表示装置と、シャッター眼鏡と、を備えた画像表示システムであって、前記第１の画像が右眼用画像であり、前記第２の画像が左眼用画像であり、前記シャッター眼鏡が、右眼用シャッターと左眼用シャッターとを備え、前記制御装置が、前記光源装置、前記光変調装置、および前記画素シフト装置に加えて、さらに前記シャッター眼鏡を制御し、前記制御装置が、前記右眼用画像を形成する右眼用画像データと前記左眼用画像を形成する左眼用画像データとの書き込み動作の切り替えと、前記右眼用シャッターと前記左眼用シャッターとの開閉動作の切り替えと、を同期させることを特徴とする。   An image display system of one embodiment of the present invention is an image display system including the image display device of one embodiment of the present invention and shutter glasses, wherein the first image is a right-eye image, The second image is a left-eye image, the shutter glasses include a right-eye shutter and a left-eye shutter, and the control device includes a light source device, a light modulation device, and a pixel shift device. In addition, the shutter glasses are further controlled, and the control device switches the writing operation between the right-eye image data forming the right-eye image and the left-eye image data forming the left-eye image. The switching of the opening / closing operation between the right-eye shutter and the left-eye shutter is synchronized.

この構成によれば、観察者は、シャッター眼鏡を装着することにより、右眼用画像と左眼用画像とからなる視差画像を視認できる。これにより、観察者は、自身の見ている画像を立体画像と認識することができる。   According to this configuration, the observer can visually recognize a parallax image including the right-eye image and the left-eye image by wearing the shutter glasses. Thereby, the observer can recognize the image which he sees as a three-dimensional image.

本発明の一態様の画像表示システムにおいて、前記制御装置が、前記光変調装置において前記右眼用画像データと前記左眼用画像データとが混在する期間では、前記右眼用シャッターと前記左眼用シャッターとの双方を閉じるよう前記シャッター眼鏡を制御する構成としてもよい。   In the image display system according to one aspect of the present invention, the control device is configured such that the right-eye shutter and the left-eye are used in a period in which the right-eye image data and the left-eye image data are mixed in the light modulation device. The shutter glasses may be controlled so as to close both the shutter and the shutter.

この構成によれば、クロストークが抑制され、観察者は明瞭な立体画像を視認することができる。   According to this configuration, crosstalk is suppressed, and an observer can visually recognize a clear stereoscopic image.

第１実施形態の画像表示システムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image display system according to a first embodiment. プロジェクターの液晶ライトバルブおよび画素シフト装置の周辺の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the periphery structure of the liquid crystal light valve of a projector, and a pixel shift apparatus. （Ａ）、（Ｂ）画素シフト装置の作用を説明するための図である。(A), (B) It is a figure for demonstrating the effect | action of a pixel shift apparatus. 被投射面上で画素の像がシフトする様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the image of a pixel shifts on a to-be-projected surface. 本実施形態の画像表示システムの各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of each component of the image display system of this embodiment. 第１比較例の画像表示システムの各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of each component of the image display system of a 1st comparative example. 第２実施形態の画像表示システムの各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of each component of the image display system of 2nd Embodiment. 第２比較例の画像表示システムの各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation of each component of the image display system of the 2nd comparative example.

［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。
本実施形態では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを３組使用したプロジェクター、いわゆる３板式の液晶プロジェクターを備えた画像表示システムを例示する。
本実施形態の画像表示システムは、時分割による立体画像表示と疑似高精細表示とを併用したものである。この画像表示システムによれば、観察者は、高精細な立体画像を視認することができる。 [First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, an image display system including a projector using three sets of transmissive liquid crystal light valves as a light modulator, that is, a so-called three-plate liquid crystal projector is illustrated.
The image display system of the present embodiment uses both time-division stereoscopic image display and pseudo high-definition display. According to this image display system, the observer can visually recognize a high-definition stereoscopic image.

図１は、本実施形態の画像表示システムの概略構成図である。図２は、プロジェクターの液晶ライトバルブおよび画素シフト装置周辺の構成を示す概略図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、画素シフト装置の作用を説明するための図である。図４は、スクリーン上で画素の像がシフトする様子を示す図である。図５は、画像表示システムの各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素により寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image display system according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration around the liquid crystal light valve and the pixel shift device of the projector. 3A and 3B are diagrams for explaining the operation of the pixel shift device. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the pixel image is shifted on the screen. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of each component of the image display system.
In the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of dimensions may be different depending on the component.

図１に示すように、本実施形態の画像表示システム１は、プロジェクター２（画像表示装置）と、シャッター眼鏡４と、スクリーン３３（被投射面）と、を備えている。プロジェクター１は、光源８（光源装置）と、インテグレーター光学系９と、色光分離導光光学系１０と、３組の液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ（光変調装置）と、色光合成光学系１２と、投射装置７と、画素シフト装置３と、制御装置５と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the image display system 1 of this embodiment includes a projector 2 (image display device), shutter glasses 4, and a screen 33 (projected surface). The projector 1 includes a light source 8 (light source device), an integrator optical system 9, a color light separating and guiding optical system 10, three sets of liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B (light modulation devices), and a color light combining optical system 12. A projection device 7, a pixel shift device 3, and a control device 5.

光源８は、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを照明する光を射出する。液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、複数の画素がマトリクス状に配置され、光源８から射出された光を画素毎に変調する。投射装置７は、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂにより変調された光をスクリーン３３上に投射する。画素シフト装置３は、スクリーン３３上に投射される画素の像の位置をシフトさせる。制御装置５は、光源８、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ、および画素シフト装置３を制御する。   The light source 8 emits light that illuminates the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B. In the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B, a plurality of pixels are arranged in a matrix, and the light emitted from the light source 8 is modulated for each pixel. The projection device 7 projects the light modulated by the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B onto the screen 33. The pixel shift device 3 shifts the position of the pixel image projected on the screen 33. The control device 5 controls the light source 8, the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B, and the pixel shift device 3.

以下、プロジェクター１の各構成要素について説明する。
光源８は、例えば超高圧水銀ランプやキセノンランプ等から構成される。光源８は、光源ランプ１３と、リフレクター１４と、を備えている。光源ランプ１３は、白色光を射出する。リフレクター１４は、光源ランプ１３から射出された白色光を反射してインテグレーター光学系９に向けて射出させる。 Hereinafter, each component of the projector 1 will be described.
The light source 8 is composed of, for example, an ultrahigh pressure mercury lamp or a xenon lamp. The light source 8 includes a light source lamp 13 and a reflector 14. The light source lamp 13 emits white light. The reflector 14 reflects the white light emitted from the light source lamp 13 and emits it toward the integrator optical system 9.

インテグレーター光学系９は、第１レンズアレイ１５と、第２レンズアレイ１６と、重畳レンズ１７と、を備えている。第１レンズアレイ１５、第２レンズアレイ１６のそれぞれは、複数の単位レンズがマトリクス状に配列されたフライアイレンズ等から構成される。インテグレーター光学系９は、光源８から射出された光の照度分布を各液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ上で略均一化する機能を有する。   The integrator optical system 9 includes a first lens array 15, a second lens array 16, and a superimposing lens 17. Each of the first lens array 15 and the second lens array 16 includes a fly-eye lens in which a plurality of unit lenses are arranged in a matrix. The integrator optical system 9 has a function of making the illuminance distribution of the light emitted from the light source 8 substantially uniform on each of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B.

色光分離導光光学系１０は、ダイクロイックミラー１８と、ダイクロイックミラー１９と、反射ミラー２０と、反射ミラー２１と、反射ミラー２２と、入射側レンズ２３と、リレーレンズ２４と、を備えている。ダイクロイックミラー１８、ダイクロイックミラー１９は、入射した白色光に含まれる所定の波長帯域の色光を選択的に反射させ、それ以外の波長帯域の色光を透過させる機能を有する。   The color light separating and guiding optical system 10 includes a dichroic mirror 18, a dichroic mirror 19, a reflecting mirror 20, a reflecting mirror 21, a reflecting mirror 22, an incident side lens 23, and a relay lens 24. The dichroic mirror 18 and the dichroic mirror 19 have a function of selectively reflecting color light in a predetermined wavelength band included in incident white light and transmitting color light in other wavelength bands.

具体的には、ダイクロイックミラー１８は、白色光のうちの緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを反射させ、赤色光ＬＲを透過する。ダイクロイックミラー１９は、ダイクロイックミラー１８で反射した色光のうち、緑色光ＬＧを緑色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｇに向けて反射させ、青色光ＬＢを透過する。反射ミラー２０は、ダイクロイックミラー１８を透過した赤色光ＬＲを赤色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｒに向けて反射させる。   Specifically, the dichroic mirror 18 reflects the green light LG and the blue light LB in the white light and transmits the red light LR. The dichroic mirror 19 reflects the green light LG of the color light reflected by the dichroic mirror 18 toward the green light modulation liquid crystal light valve 11G and transmits the blue light LB. The reflection mirror 20 reflects the red light LR transmitted through the dichroic mirror 18 toward the red light modulating liquid crystal light valve 11R.

入射側レンズ２３、反射ミラー２１、リレーレンズ２４、および反射ミラー２２は、ダイクロイックミラー１９を透過した青色光ＬＢを青色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｂに導く。入射側レンズ２３は、リレーレンズ２４に光を効率良く入射させる。リレーレンズ２４は、入射側レンズ２３近傍の光を青色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｂに伝達する。このようなリレー光学系により、入射側レンズ２３に入射した青色光ＬＢは、光強度分布が略保存された状態で光損失を殆ど伴うことなく、空間的に離れた青色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｂに伝達される。   The incident side lens 23, the reflection mirror 21, the relay lens 24, and the reflection mirror 22 guide the blue light LB transmitted through the dichroic mirror 19 to the blue light modulation liquid crystal light valve 11B. The incident side lens 23 makes light incident on the relay lens 24 efficiently. The relay lens 24 transmits light in the vicinity of the incident side lens 23 to the blue light modulating liquid crystal light valve 11B. By such a relay optical system, the blue light LB incident on the incident side lens 23 is spatially separated with almost no light loss in a state where the light intensity distribution is substantially preserved. 11B.

赤色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｒ、緑色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｇ、青色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｂのそれぞれは、図２に示すように、入射側偏光板２５ａと、液晶パネル２５Ｐと、射出側偏光板２５ｂと、を備えている。例えば、赤色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｒは、入射側偏光板２５ａと、液晶パネル２５Ｐと、射出側偏光板２５ｂと、を備えている。   As shown in FIG. 2, each of the red light modulation liquid crystal light valve 11R, the green light modulation liquid crystal light valve 11G, and the blue light modulation liquid crystal light valve 11B has an incident side polarizing plate 25a, a liquid crystal panel 25P, and an emission. Side polarizing plate 25b. For example, the red light modulating liquid crystal light valve 11R includes an incident-side polarizing plate 25a, a liquid crystal panel 25P, and an emission-side polarizing plate 25b.

液晶パネル２５Ｐは、図２では１枚の板状に示しているが、一対の透明基板と、一対の透明基板間に挟持された液晶層と、を備えている。液晶パネル２５Ｐには、透過率を独立に制御可能な複数の画素がマトリクス状に配列されている。液晶パネル２５Ｐの光透過領域には、複数の走査線と複数のデータ線とが互いに交差して設けられている。隣り合う走査線と隣り合うデータ線とにより囲まれた矩形状の領域が画素である。緑色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｇ、青色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｂの構成も、赤色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｒと同様である。   The liquid crystal panel 25P is shown in FIG. 2 as a single plate, but includes a pair of transparent substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of transparent substrates. In the liquid crystal panel 25P, a plurality of pixels whose transmittance can be controlled independently are arranged in a matrix. In the light transmission region of the liquid crystal panel 25P, a plurality of scanning lines and a plurality of data lines are provided so as to intersect each other. A rectangular area surrounded by adjacent scanning lines and adjacent data lines is a pixel. The configurations of the green light modulating liquid crystal light valve 11G and the blue light modulating liquid crystal light valve 11B are the same as those of the red light modulating liquid crystal light valve 11R.

例えば、赤色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｒは、入射した赤色光の透過率を画像データに基づいて変調し、赤色の光学像を内包した画像光として射出する。緑色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｇ、青色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｂの作用も、赤色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｒと同様である。   For example, the red light modulating liquid crystal light valve 11R modulates the transmittance of the incident red light based on the image data and emits it as image light including a red optical image. The actions of the green light modulating liquid crystal light valve 11G and the blue light modulating liquid crystal light valve 11B are the same as those of the red light modulating liquid crystal light valve 11R.

本実施形態に係るプロジェクター２の液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの駆動方式として、線順次駆動方式が採用されている。線順次駆動方式では、複数のデータ線に画像データが並行して供給される一方、複数の走査線が一方の走査線から他方の走査線に向けて順次に駆動される。すなわち、走査線が線順次に走査される。これにより、各走査線に対応する行方向に並ぶ複数の画素（画素群）に画像データが順次書き込まれる。   A line-sequential driving method is adopted as a driving method of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B of the projector 2 according to the present embodiment. In the line sequential driving method, image data is supplied to a plurality of data lines in parallel, while the plurality of scanning lines are sequentially driven from one scanning line toward the other scanning line. That is, the scanning lines are scanned line-sequentially. As a result, the image data is sequentially written to a plurality of pixels (pixel group) arranged in the row direction corresponding to each scanning line.

本実施形態において、画像データは、右眼用画像データ（第１画像データ）と、左眼用画像データ（第２画像データ）と、で構成されている。右眼用画像データは、線順次で各液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに書き込まれる。左眼用画像データは、右眼用画像データが書き込まれる期間と時間的に隣接する期間に線順次で同一の液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに書き込まれる。   In the present embodiment, the image data is composed of right-eye image data (first image data) and left-eye image data (second image data). The image data for the right eye is written in the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B in a line sequential manner. The left-eye image data is written to the same liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B in a line sequential manner in a period temporally adjacent to the period in which the right-eye image data is written.

このような書込み動作が繰り返され、赤色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｒ、緑色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｇ、青色光変調用液晶ライトバルブ１１Ｂの各画素には、右眼用画像データと左眼用画像データとが交互に繰り返し書き込まれる。各液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、入射した光を、右眼用画像データに基づいて変調して右眼用画像光として射出するとともに、左眼用画像データに基づいて変調して左眼用画像光として射出する。なお、各書き込み動作の周期については後述する。   Such writing operation is repeated, and the right-eye image data and the left-eye image data are applied to each pixel of the red light modulation liquid crystal light valve 11R, the green light modulation liquid crystal light valve 11G, and the blue light modulation liquid crystal light valve 11B. Image data is alternately and repeatedly written. Each of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B modulates the incident light based on the image data for the right eye and emits it as image light for the right eye, and modulates the light based on the image data for the left eye and modulates the left eye. Emitted as image light. Note that the cycle of each write operation will be described later.

図２に示すように、色光合成光学系１２は、クロスダイクロイックプリズム２６と、色選択偏光変換素子２７と、を備えている。クロスダイクロイックプリズム２６は、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされたものである。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、クロスダイクロイックプリズム２６の選択反射面になる。クロスダイクロイックプリズム２６の内部には、第１の選択反射面２６ａと第２の選択反射面２６ｂとが互いに直交して形成されている。第１の選択反射面２６ａは、赤色光ＬＲを反射させて緑色光ＬＧを透過させる面である。第２の選択反射面２６ｂは、青色光ＬＢを反射させて緑色光ＬＧを透過させる面である。   As shown in FIG. 2, the color light combining optical system 12 includes a cross dichroic prism 26 and a color selective polarization conversion element 27. The cross dichroic prism 26 is obtained by bonding four triangular prisms to each other. The surface to be bonded in the triangular prism becomes the selective reflection surface of the cross dichroic prism 26. Inside the cross dichroic prism 26, a first selective reflection surface 26a and a second selective reflection surface 26b are formed orthogonal to each other. The first selective reflection surface 26a is a surface that reflects the red light LR and transmits the green light LG. The second selective reflection surface 26b is a surface that reflects the blue light LB and transmits the green light LG.

クロスダイクロイックプリズム２６に入射した緑色光ＬＧは、選択反射面２６ａ、選択反射面２６ｂを通ってそのまま射出される。クロスダイクロイックプリズム２６に入射した赤色光ＬＲは、第１の選択反射面２６ａで選択的に反射して、緑色光ＬＧの射出方向と同じ方向に射出される。青色光ＬＢは、第２の選択反射面２６ｂで選択的に反射して、緑色光ＬＧの射出方向と同じ方向に射出される。   The green light LG incident on the cross dichroic prism 26 is emitted as it is through the selective reflection surface 26a and the selective reflection surface 26b. The red light LR that has entered the cross dichroic prism 26 is selectively reflected by the first selective reflection surface 26a and emitted in the same direction as the emission direction of the green light LG. The blue light LB is selectively reflected by the second selective reflection surface 26b and emitted in the same direction as the emission direction of the green light LG.

色選択偏光変換素子２７は、入射光のうち、特定の波長帯域の色光の偏光状態を選択的に変換する。各液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出される画像光は、射出側偏光板２５ｂ（図２参照）を透過した直線偏光である。各色光の偏光状態は、クロスダイクロイックプリズム２６における色光合成の効率を考慮して設定される。例えば、緑色光ＬＧはＰ偏光の状態、赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢはＳ偏光の状態でそれぞれクロスダイクロイックプリズム２６に入射し、カラー画像を形成する画像光に合成されて射出される。   The color selective polarization conversion element 27 selectively converts the polarization state of color light in a specific wavelength band of incident light. The image light emitted from each of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B is linearly polarized light that has passed through the emission-side polarizing plate 25b (see FIG. 2). The polarization state of each color light is set in consideration of the efficiency of color light synthesis in the cross dichroic prism 26. For example, the green light LG is incident on the cross dichroic prism 26 in the P-polarized state and the red light LR and the blue light LB are respectively in the S-polarized state, and is combined with the image light forming a color image and emitted.

クロスダイクロイックプリズム２６から射出された画像光は、色選択偏光変換素子２７に入射する。このとき、緑色光ＬＧの偏光方向のみが９０°回転してＳ偏光となる。これにより、色選択偏光変換素子２７からは、偏光状態が全てＳ偏光に揃った３つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢからなる画像光が射出される。このように、色光合成光学系１２により３つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが合成され、カラー画像を表す光が形成される。合成された画像光は、画素シフト装置３に向けて射出される。   The image light emitted from the cross dichroic prism 26 enters the color selective polarization conversion element 27. At this time, only the polarization direction of the green light LG is rotated by 90 ° to become S-polarized light. As a result, the color selective polarization conversion element 27 emits image light composed of three color lights LR, LG, and LB whose polarization states are all aligned to S polarization. As described above, the color light combining optical system 12 combines the three color lights LR, LG, and LB to form light representing a color image. The combined image light is emitted toward the pixel shift device 3.

なお、各液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出側偏光板２５ｂ（図２参照）を透過して射出される各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが、全て同じ状態の直線偏光（例えばＳ偏光）となる構成を採用することもできる。クロスダイクロイックプリズム２６の前段で各色光の偏光状態が既に揃えられている場合には、色選択偏光変換素子２７を用いる必要はない。   It should be noted that the color lights LR, LG, and LB emitted from the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B through the emission-side polarizing plate 25b (see FIG. 2) are all linearly polarized light (for example, S-polarized light) in the same state. It is also possible to adopt the following configuration. When the polarization state of each color light is already aligned in the previous stage of the cross dichroic prism 26, it is not necessary to use the color selective polarization conversion element 27.

画素シフト装置３は、図１、図２に示すように、偏光回転素子２８と、偏光切替素子２９と、複屈折光学素子３０と、を備えている。画素シフト装置３は、色光合成光学系１２から射出された画像光の光路の位置を所定時間毎に平行シフトさせる。これにより、画素シフト装置３からは、光路が所定時間毎に交互に切り替わり、互いにずれた光路を通って射出される。   As illustrated in FIGS. 1 and 2, the pixel shift device 3 includes a polarization rotation element 28, a polarization switching element 29, and a birefringence optical element 30. The pixel shift device 3 parallel shifts the position of the optical path of the image light emitted from the color light combining optical system 12 every predetermined time. Thereby, from the pixel shift apparatus 3, an optical path switches alternately for every predetermined time, and it inject | emits through the optical path which mutually shifted | deviated.

偏光回転素子２８は、色選択偏光変換素子２７の後段（光射出側）に配置されている。偏光回転素子２８は、色選択偏光変換素子２７から射出された画像光の偏光方向を偏光切替素子２９の光軸に対して所定の方向に回転させる機能を有する。偏光回転素子２８は、例えば１／２波長板で構成される。色選択偏光変換素子２７から射出された画像光の偏光方向が偏光切替素子２９の光軸に対して既に所定の方向となっている場合には、偏光回転素子２８を備えていなくてもよい。   The polarization rotation element 28 is arranged at the subsequent stage (light emission side) of the color selection polarization conversion element 27. The polarization rotation element 28 has a function of rotating the polarization direction of the image light emitted from the color selection polarization conversion element 27 in a predetermined direction with respect to the optical axis of the polarization switching element 29. The polarization rotation element 28 is configured by, for example, a half-wave plate. If the polarization direction of the image light emitted from the color selective polarization conversion element 27 is already in a predetermined direction with respect to the optical axis of the polarization switching element 29, the polarization rotation element 28 may not be provided.

偏光切替素子２９は、偏光回転素子２８の後段（光射出側）に配置されている。偏光切替素子２９は、偏光回転素子２８から射出された画像光の偏光方向を時分割で切り替え、偏光軸が互いに直交する直線偏光を交互に射出させる。偏光切替素子２９は、例えばＴＮモードやπセルと呼ばれる高速切り替えが可能な液晶素子で構成される。ただし、偏光切替素子２９として、バーチカルアライメントモード（ＶＡモード）等の他のモードの液晶素子を採用することもできる。ただし、ＴＮモードの液晶素子は他のモードの液晶素子に比べて応答速度が速く、かつ、表示画像の色合いが変わりにくい。このような観点から、偏光切替素子２９として、ＴＮモードの液晶素子を採用することが好ましい。   The polarization switching element 29 is disposed at the subsequent stage (light emission side) of the polarization rotation element 28. The polarization switching element 29 switches the polarization direction of the image light emitted from the polarization rotation element 28 in a time division manner, and alternately emits linearly polarized light whose polarization axes are orthogonal to each other. The polarization switching element 29 is composed of a liquid crystal element capable of high-speed switching, for example, called a TN mode or a π cell. However, as the polarization switching element 29, a liquid crystal element of another mode such as a vertical alignment mode (VA mode) may be employed. However, the liquid crystal element of the TN mode has a faster response speed than the liquid crystal elements of other modes, and the color of the display image is hardly changed. From such a viewpoint, it is preferable to employ a TN mode liquid crystal element as the polarization switching element 29.

複屈折光学素子３０は、偏光切替素子２９の光射出側に配置されている。複屈折光学素子３０は、例えば方解石や水晶、あるいは液晶を配向させた液晶セル、高分子配向体等の屈折率異方性を有する部材で構成される。複屈折光学素子３０は、入射する光の偏光方向に応じて異なる屈折作用を発現する。この作用により、複屈折光学素子３０は、偏光切替素子２９から入射された光の光路をその偏光方向に応じて平行シフトさせ、入射された光を射出端面の異なる位置から射出させる。   The birefringent optical element 30 is disposed on the light exit side of the polarization switching element 29. The birefringent optical element 30 is composed of a member having refractive index anisotropy such as calcite, quartz, a liquid crystal cell in which liquid crystal is aligned, or a polymer alignment body. The birefringent optical element 30 exhibits different refracting actions depending on the polarization direction of incident light. By this action, the birefringent optical element 30 shifts the optical path of the light incident from the polarization switching element 29 in parallel according to the polarization direction, and emits the incident light from different positions on the exit end face.

図１および図２では、便宜上、偏光切替素子２９と複屈折光学素子３０とを互いに離間して示している。ただし、各液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂからの画像光による中間像が偏光切替素子２９上に結像される場合には、複屈折光学素子３０を偏光切替素子２９の極近傍に配置することが望ましい。例えば、複屈折光学素子３０を偏光切替素子２９に密接させて配置することが望ましい。その理由は、この構成であれば、中間像の極近傍で光路を変更できる結果、投射表示時の画質劣化を抑制でき、高画質な高精細画像表示を実現できるからである。また、偏光回転素子２８も含めた３つの素子をガラス基板等で挟持して一体化した構成であってもよい。   In FIG. 1 and FIG. 2, the polarization switching element 29 and the birefringent optical element 30 are shown separated from each other for convenience. However, when an intermediate image by the image light from each of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B is formed on the polarization switching element 29, the birefringent optical element 30 is disposed in the immediate vicinity of the polarization switching element 29. Is desirable. For example, it is desirable to place the birefringent optical element 30 in close contact with the polarization switching element 29. This is because, with this configuration, the optical path can be changed in the immediate vicinity of the intermediate image, so that deterioration in image quality during projection display can be suppressed, and high-definition image display with high image quality can be realized. Alternatively, a configuration in which three elements including the polarization rotating element 28 are sandwiched and integrated by a glass substrate or the like may be employed.

以下、画素シフトの原理について説明する。
本実施形態では、図４に示すように、スクリーン３３上に投射された画素像Ｆ１，Ｆ２が正方形状であるとする。そして、画素シフト装置３を機能させない（画素をシフトさせない）ときの画素像（実線Ｆ１で示す）の位置を基準として、画素シフト装置３を機能させた（画素をシフトさせた）ときの画素像（破線Ｆ２で示す）を３１５°方向にシフトさせる。逆に、シフトさせたときの画素像Ｆ２の位置から見ると、シフトさせないときの画素像Ｆ１を１３５°方向にシフトさせる。なお、上記のシフト方向は、ｘ軸の正方向を基準として反時計回りに見た角度で示す。以下の説明では、シフトさせないときの画素像の位置を第１画素位置と称し、シフトさせたときの画素像の位置を第２画素位置と称する。 Hereinafter, the principle of pixel shift will be described.
In the present embodiment, it is assumed that the pixel images F1 and F2 projected on the screen 33 are square as shown in FIG. Then, the pixel image when the pixel shift device 3 is functioned (the pixel is shifted) with reference to the position of the pixel image (indicated by the solid line F1) when the pixel shift device 3 is not functioned (the pixel is not shifted). (Indicated by broken line F2) is shifted in the direction of 315 °. Conversely, when viewed from the position of the pixel image F2 when shifted, the pixel image F1 when not shifted is shifted in the direction of 135 °. The shift direction is indicated by an angle viewed counterclockwise with respect to the positive direction of the x axis. In the following description, the position of the pixel image when not shifted is referred to as a first pixel position, and the position of the pixel image when shifted is referred to as a second pixel position.

画素像Ｆ１，Ｆ２のシフト量Ｓｆは、画素ピッチ（Ｐｘ＝Ｐｙ）の１／√２倍とする。このように、画素像Ｆ１，Ｆ２のシフト方向を１３５°−３１５°方向とし、画素像Ｆ１，Ｆ２のシフト量Ｓｆを画素ピッチ（Ｐｘ＝Ｐｙ）の１／√２倍とすると、第２画素位置における画素像Ｆ２は、第１画素位置における画素像Ｆ１に対して、水平方向に１／２画素ピッチ、かつ垂直方向に１／２画素ピッチだけずれた位置に配置される。   The shift amount Sf of the pixel images F1 and F2 is set to 1 / √2 times the pixel pitch (Px = Py). As described above, when the shift directions of the pixel images F1 and F2 are 135 ° to 315 ° and the shift amount Sf of the pixel images F1 and F2 is 1 / √2 times the pixel pitch (Px = Py), the second pixel The pixel image F2 at the position is arranged at a position shifted from the pixel image F1 at the first pixel position by a ½ pixel pitch in the horizontal direction and a ½ pixel pitch in the vertical direction.

複屈折光学素子３０に入射した画像光の振る舞いについて、図３（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
図３（Ａ）、（Ｂ）は、複屈折光学素子３０の作用を説明するための図である。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複屈折光学素子３０の光学軸Ｐ１は紙面に平行な面内に配置されているとする。図３（Ａ）において、複屈折光学素子３０に入射する偏光Ｌ１は常光であり、その偏光方向ＰＯは紙面に垂直である。図３（Ｂ）において、複屈折光学素子３０に入射する偏光Ｌ２は異常光であり、その偏光方向ＰＥは紙面に平行である。すなわち、常光（偏光Ｌ１）は、光学軸Ｐ１の方向と光の進行方向によって作られる平面に直角な振動面を持ち、異常光（偏光Ｌ２）は、光学軸Ｐ１の方向と光の進行方向によって作られる平面に直角な振動面を持つ。 The behavior of the image light incident on the birefringent optical element 30 will be described with reference to FIGS.
3A and 3B are diagrams for explaining the operation of the birefringent optical element 30. FIG.
As shown in FIGS. 3A and 3B, it is assumed that the optical axis P1 of the birefringent optical element 30 is disposed in a plane parallel to the paper surface. In FIG. 3A, polarized light L1 incident on the birefringent optical element 30 is ordinary light, and its polarization direction PO is perpendicular to the paper surface. In FIG. 3 (B), the polarized light L2 is incident on the birefringent optical element 30 is extraordinary light, the polarization direction P E is parallel to the paper surface. That is, ordinary light (polarized light L1) has a vibration plane perpendicular to a plane formed by the direction of the optical axis P1 and the traveling direction of light, and abnormal light (polarized light L2) depends on the direction of the optical axis P1 and the traveling direction of light. It has a vibrating surface that is perpendicular to the plane that is created.

図３（Ａ）に示すように、入射した偏光Ｌ１（常光）の振動面（偏光方向ＰＯと入射光Ｌ１の中心軸とを含む面）内に複屈折光学素子３０の光学軸Ｐ１が存在しない場合、偏光Ｌ１はその光路を変えずに射出される。一方、図３（Ｂ）に示すように、入射した偏光Ｌ２（異常光）の振動面（偏光方向ＰＥと入射光の中心軸とを含む面）内に複屈折光学素子３０の光学軸Ｐ１が存在する場合、複屈折光学素子３０の常光屈折率と異常光屈折率との差で決まる偏向角θに応じて、入射した偏光Ｌ２はその光路を変えて射出される。 As shown in FIG. 3A, the optical axis P1 of the birefringent optical element 30 exists in the vibration plane (plane including the polarization direction PO and the central axis of the incident light L1) of the incident polarized light L1 (ordinary light). If not, the polarized light L1 is emitted without changing its optical path. On the other hand, as shown in FIG. 3B, the optical axis P1 of the birefringent optical element 30 is within the vibration plane of the incident polarized light L2 (abnormal light) (the plane including the polarization direction PE and the central axis of the incident light). Is present, the incident polarized light L2 is emitted with its optical path changed according to the deflection angle θ determined by the difference between the ordinary light refractive index and the extraordinary light refractive index of the birefringent optical element 30.

ここで、厚み（光の入射方向の寸法）Ｔの複屈折光学素子３０の入射端面３０ａと射出端面３０ｂとが平行な場合、入射端面３０ａから入射した偏光は、その光路がシフト量Ｄだけ平行にシフトした状態で射出端面３０ｂから射出される。シフト量Ｄは偏向角θと厚みＴに依存し、Ｄ＝Ｔ・tanθで表される。したがって、偏光切替素子２９から射出された偏光が常光の場合、その偏光は光路を変えずに射出される。一方、偏光切替素子２９から射出された光が異常光の場合、その偏光は、光路をシフト量Ｄだけ平行にシフトさせた状態で射出される。   Here, when the incident end face 30a and the exit end face 30b of the birefringent optical element 30 having a thickness (dimension in the light incident direction) T are parallel, the polarization of the polarized light incident from the incident end face 30a is parallel by the shift amount D. Injected from the injection end face 30b in a state shifted to. The shift amount D depends on the deflection angle θ and the thickness T, and is expressed by D = T · tan θ. Therefore, when the polarized light emitted from the polarization switching element 29 is ordinary light, the polarized light is emitted without changing the optical path. On the other hand, when the light emitted from the polarization switching element 29 is abnormal light, the polarized light is emitted in a state where the optical path is shifted in parallel by the shift amount D.

例えば、シフト量Ｄを上述の画素ピッチ（Ｐｘ＝Ｐｙ）の１／√２倍である画素像のシフト量Ｓｆに一致するように設定する。このとき、図４に示すように、第１画素位置における画素像Ｆ１と第２画素位置における画素像Ｆ２とは、水平方向、垂直方向ともに画素ピッチＰｘ、Ｐｙの１／２だけずれた位置に表示される。   For example, the shift amount D is set to coincide with the shift amount Sf of the pixel image that is 1 / √2 times the pixel pitch (Px = Py) described above. At this time, as shown in FIG. 4, the pixel image F1 at the first pixel position and the pixel image F2 at the second pixel position are shifted by a half of the pixel pitches Px and Py in both the horizontal direction and the vertical direction. Is displayed.

図１に戻って、投射装置７は、画素シフト装置３から射出された光をスクリーン３３上に投射する。これにより、スクリーン３３には各液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂで生成された画像が拡大して表示される。投射装置７は、例えば複数組の投射レンズや絞り等を含んで構成される。   Returning to FIG. 1, the projection device 7 projects the light emitted from the pixel shift device 3 onto the screen 33. As a result, the images generated by the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B are enlarged and displayed on the screen 33. The projection device 7 includes, for example, a plurality of sets of projection lenses, diaphragms, and the like.

以下、図５および図６を用いて、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂへの右眼用画像データおよび左眼用画像データの書き込み動作の切り替え周期と、画素シフト装置３における画素像Ｆ１，Ｆ２の位置の切り替え周期と、の関係について説明する。   Hereinafter, using FIG. 5 and FIG. 6, the switching cycle of the writing operation of the image data for the right eye and the image data for the left eye to the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B, and the pixel images F1, F2 in the pixel shift device 3 The relationship between the position switching cycle and the position will be described.

図５は、本実施形態の画像表示システム１の各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。以下では、説明の都合上、１つのフレームのフレーム周波数を６０Ｈｚとし、１フレーム期間ＴＦを１／６０秒とする。１つのフレームは２つのフィールドで構成され、１つのフィールドのフィールド周波数を１２０Ｈｚとし、１フィールド期間Ｔｆを１／１２０秒とする。   FIG. 5 is a timing chart showing the operation of each component of the image display system 1 of the present embodiment. Hereinafter, for convenience of explanation, the frame frequency of one frame is set to 60 Hz, and the one frame period TF is set to 1/60 seconds. One frame is composed of two fields, and the field frequency of one field is 120 Hz, and one field period Tf is 1/120 seconds.

液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの動作については、第１フィールド期間Ｔｆ１（図５の左端の期間）を左眼用画像データＬの書き込みに割り当て、第１フィールド期間Ｔｆ１と時間的に隣接する第２フィールド期間Ｔｆ２（図５の左から２番目の期間）を右眼用画像データＲの書き込みに割り当てる。以降、この書き込み動作を繰り返す。すなわち、奇数番目のフィールド期間Ｔｆ（２ｎ−１）（ｎ：自然数）が左眼用画像データ書き込み期間となり、偶数番目のフィールド期間Ｔｆ（２ｎ）（ｎ：自然数）が右眼用画像データ書き込み期間となる。したがって、左眼用画像データ書き込み期間、右眼用画像データ書き込み期間はそれぞれ１／１２０秒である。左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数は６０Ｈｚである。   Regarding the operation of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B, the first field period Tf1 (the leftmost period in FIG. 5) is assigned to the writing of the image data L for the left eye, and the first field period Tf1 is temporally adjacent to the first field period Tf1. A two-field period Tf2 (second period from the left in FIG. 5) is assigned to write the right-eye image data R. Thereafter, this writing operation is repeated. That is, the odd-numbered field period Tf (2n−1) (n: natural number) is the left-eye image data writing period, and the even-numbered field period Tf (2n) (n: natural number) is the right-eye image data writing period. It becomes. Therefore, the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period are each 1/120 seconds. The switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is 60 Hz.

１つのフィールド期間Ｔｆは長さが均等な４つのサブフィールド期間Ｔｓｆに分割される。１つのサブフィールド期間Ｔｓｆでは、左眼用画像データＬ、右眼用画像データＲのいずれか一方が液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに線順次駆動で１回書き込まれる。そのため、１フィールド期間Ｔｆ内で同じ画像データが４回書き込まれる。１サブフィールド期間Ｔｓｆは１／４８０秒であり、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの駆動周波数は４８０Ｈｚである。   One field period Tf is divided into four subfield periods Tsf of equal length. In one subfield period Tsf, one of the left-eye image data L and the right-eye image data R is written to the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B once by line sequential driving. Therefore, the same image data is written four times within one field period Tf. One subfield period Tsf is 1/480 second, and the driving frequency of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B is 480 Hz.

ただし、図５に示す例では、第１フィールド期間Ｔｆ１の第１〜第３サブフィールド期間で左眼用画像データが３回書き込まれた後（図５でＬ１と記したサブフィールド期間）、第１フィールド期間Ｔｆ１の第４サブフィールド期間では右眼用画像データの書き込みが始まる（図５でＬ１／Ｒ２と記したサブフィールド期間）。同様に、第２フィールド期間Ｔｆ２の第１〜第３サブフィールド期間で右眼用画像データが３回書き込まれた後（図５でＲ２と記したサブフィールド期間）、第２フィールド期間Ｔｆ２の第４サブフィールド期間では左眼用画像データの書き込みが始まる（図５でＲ２／Ｌ２と記したサブフィールド期間）。   However, in the example shown in FIG. 5, after the left-eye image data is written three times in the first to third subfield periods of the first field period Tf1 (the subfield period indicated by L1 in FIG. 5), the first In the fourth subfield period of one field period Tf1, the writing of the right-eye image data starts (subfield period indicated as L1 / R2 in FIG. 5). Similarly, after the right-eye image data is written three times in the first to third subfield periods of the second field period Tf2 (subfield period indicated as R2 in FIG. 5), the second field period Tf2 of the second field period Tf2 In the 4 subfield period, the writing of the image data for the left eye starts (a subfield period indicated as R2 / L2 in FIG. 5).

液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂには線順次駆動で各画像データが書き込まれるため、一方の画像データから他方の画像データに書き換えるサブフィールド期間Ｔｓｆでは液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに２つの画像データが混在する。つまり、上記の例では、第１フィールド期間Ｔｆ１の第４サブフィールド期間（Ｌ１／Ｒ２）において、それ以前のサブフィールド期間で既に書き込まれていた左眼用画像データの一部に右眼用画像データが混在する。同様に、第２フィールド期間Ｔｆ２の第４サブフィールド期間（Ｒ２／Ｌ２）において、それ以前のサブフィールド期間で既に書き込まれていた右眼用画像データの一部に左眼用画像データが混在する。すなわち、各フィールド期間Ｔｆのうちの第４サブフィールド期間は、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ上に左眼用画像データと右眼用画像データとが混在する期間である。以下、この期間を遷移期間と称する。   Since each image data is written to the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B by line-sequential driving, two images are displayed on the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B in the subfield period Tsf in which one image data is rewritten to the other image data. Data is mixed. That is, in the above example, in the fourth subfield period (L1 / R2) of the first field period Tf1, the image for the right eye is included in a part of the image data for the left eye that has already been written in the previous subfield period. Data is mixed. Similarly, in the fourth subfield period (R2 / L2) of the second field period Tf2, the image data for the left eye is mixed in part of the image data for the right eye that has already been written in the previous subfield period. . That is, the fourth subfield period of each field period Tf is a period in which the left-eye image data and the right-eye image data are mixed on the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B. Hereinafter, this period is referred to as a transition period.

これに対応して、シャッター眼鏡４の動作については、左眼用画像データ書き込み期間には左眼用シャッター４Ｌを開け、右眼用シャッター４Ｒを閉じる（図１参照）。右眼用画像データ書き込み期間には右眼用シャッター４Ｒを開け、左眼用シャッター４Ｌを閉じる。ただし、左眼用画像データと右眼用画像データとが混在する遷移期間では、左眼用シャッター４Ｌ、右眼用シャッター４Ｒの双方を閉じる。その理由は、遷移期間において左眼用シャッター４Ｌ、右眼用シャッター４Ｒのいずれかが開いていると、左眼用画像と右眼用画像が混在した状態が、開いているシャッターの側の観察者の眼に入り、明瞭な立体表示が見られなくなる虞があるからである。   Correspondingly, with regard to the operation of the shutter glasses 4, the left-eye shutter 4L is opened and the right-eye shutter 4R is closed during the left-eye image data writing period (see FIG. 1). During the right eye image data writing period, the right eye shutter 4R is opened and the left eye shutter 4L is closed. However, in the transition period in which the left-eye image data and the right-eye image data are mixed, both the left-eye shutter 4L and the right-eye shutter 4R are closed. The reason for this is that if either the left-eye shutter 4L or the right-eye shutter 4R is open during the transition period, the mixed state of the left-eye image and the right-eye image is observed on the open shutter side. This is because there is a possibility that a clear three-dimensional display may not be seen.

一方、画素シフト装置３の動作については、２フィールド期間毎、すなわち１フレーム期間毎にスクリーン３３上の画素像Ｆ１，Ｆ２の位置を切り替える。図５の例では、第１フィールド期間Ｔｆ１で画素像Ｆ１の位置を第１画素位置としたとき、第２フィールド期間Ｔｆ２〜第３フィールド期間Ｔｆ３で画素像Ｆ２の位置を第２画素位置に切り替え、第４フィールド期間Ｔｆ４〜第５フィールド期間Ｔｆ５で画素像Ｆ１の位置を再度第１画素位置に切り替える。以降、この動作を繰り返す。図５では、第１画素位置を「位置Ａ」、第２画素位置を「位置Ｂ」と記載する。したがって、第１画素位置期間、第２画素位置期間はそれぞれ１／６０秒である。第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数は３０Ｈｚである。   On the other hand, regarding the operation of the pixel shift device 3, the positions of the pixel images F1 and F2 on the screen 33 are switched every two field periods, that is, every one frame period. In the example of FIG. 5, when the position of the pixel image F1 is the first pixel position in the first field period Tf1, the position of the pixel image F2 is switched to the second pixel position in the second field period Tf2 to the third field period Tf3. In the fourth field period Tf4 to the fifth field period Tf5, the position of the pixel image F1 is switched again to the first pixel position. Thereafter, this operation is repeated. In FIG. 5, the first pixel position is referred to as “position A”, and the second pixel position is referred to as “position B”. Therefore, the first pixel position period and the second pixel position period are each 1/60 seconds. The switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 30 Hz.

このように、第１画素位置期間、第２画素位置期間のそれぞれに、右眼用画像データ書き込み期間と左眼用画像データ書き込み期間とが含まれる。これにより、第１画像データ書き込み期間と第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が、第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数の２倍となる。制御装置５は、右眼用画像データ書き込み期間と左眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数が、第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数よりも大きくなるように、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、画素シフト装置３と、シャッター眼鏡４と、を制御する。   As described above, the right-eye image data writing period and the left-eye image data writing period are included in each of the first pixel position period and the second pixel position period. As a result, the switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is twice the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period. The control device 5 adjusts the liquid crystal light so that the switching frequency between the right-eye image data writing period and the left-eye image data writing period is higher than the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period. The valves 11R, 11G, and 11B, the pixel shift device 3, and the shutter glasses 4 are controlled.

本実施形態の場合、左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数は６０Ｈｚであるため、画面全体のフリッカーは発生しない。一方、第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数が３０Ｈｚであるため、画素レベルのフリッカーが発生する。ところが、画素レベルのフリッカーは、画面全体のフリッカーに比べて観察者に認識されにくいという特性がある。したがって、本実施形態によれば、観察者にフリッカーが認識されることなく、立体画像表示と疑似高精細表示との併用を可能とした画像表示システムを実現することができる。液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂや画素シフト装置３の偏光切替素子２９（液晶素子）を更に倍のスピードで駆動する必要はない。   In the present embodiment, since the switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is 60 Hz, flickering of the entire screen does not occur. On the other hand, since the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 30 Hz, pixel-level flicker occurs. However, the flicker at the pixel level has a characteristic that it is difficult for an observer to recognize compared to the flicker of the entire screen. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize an image display system that enables a combination of stereoscopic image display and pseudo high-definition display without flicker being recognized by an observer. It is not necessary to drive the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B and the polarization switching element 29 (liquid crystal element) of the pixel shift device 3 at double speed.

図６は、第１比較例の画像表示システムの各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。
第１比較例の場合、１フィールド期間Ｔｆ毎に第１画素位置と第２画素位置とを交互に切り替えている。したがって、第１画素位置期間、第２画素位置期間はそれぞれ１／１２０秒である。第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数は６０Ｈｚである。 FIG. 6 is a timing chart showing the operation of each component of the image display system of the first comparative example.
In the case of the first comparative example, the first pixel position and the second pixel position are alternately switched every field period Tf. Therefore, the first pixel position period and the second pixel position period are each 1/120 seconds. The switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 60 Hz.

一方、画像データの書き込みについては、２フィールド期間（１フレーム期間）毎に左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書き換えている。したがって、左眼用画像データ書き込み期間、右眼用画像データ書き込み期間はそれぞれ１／６０秒である。左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数は３０Ｈｚである。第１比較例においても、１フィールド期間内で同じ画像データが４回書き込まれる。液晶ライトバルブの駆動周波数が４８０Ｈｚである点は上記第１実施形態と同じである。   On the other hand, regarding the writing of the image data, the left-eye image data and the right-eye image data are alternately rewritten every two field periods (one frame period). Accordingly, the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period are each 1/60 seconds. The switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is 30 Hz. Also in the first comparative example, the same image data is written four times within one field period. The driving frequency of the liquid crystal light valve is 480 Hz, which is the same as in the first embodiment.

第１比較例の場合、第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数が６０Ｈｚであるため、画素レベルのフリッカーは発生しない。ところが、左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数が３０Ｈｚであるため、画面全体のフリッカーは発生する。したがって、観察者にフリッカーが認識されてしまう。この動作シーケンスにおいて、左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数を６０Ｈｚにしようとすると、画素シフト装置の偏光切替素子（液晶素子）を更に倍のスピードで駆動する必要が生じ、応答速度の観点から実現が困難である。   In the case of the first comparative example, since the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 60 Hz, pixel-level flicker does not occur. However, since the switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is 30 Hz, flickering of the entire screen occurs. Therefore, flicker is recognized by the observer. In this operation sequence, if the switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is set to 60 Hz, the polarization switching element (liquid crystal element) of the pixel shift device is driven at a double speed. This is necessary and difficult to realize from the viewpoint of response speed.

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態の画像表示システムの基本構成は第１実施形態と同様である。各構成要素の動作シーケンスが第１実施形態と異なる。
図７は、本実施形態の画像表示システムの各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。 [Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the image display system of this embodiment is the same as that of the first embodiment. The operation sequence of each component is different from that of the first embodiment.
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of each component of the image display system of this embodiment.

本実施形態の場合、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの動作について、第１フィールド期間Ｔｆ１（図７の左端の期間）を左眼用画像データＬの書き込みに割り当て、第２フィールド期間Ｔｆ２（図７の左から２番目の期間）を右眼用画像の書き込みＲに割り当てる。以降、この書き込み動作を繰り返す。すなわち、奇数番目のフィールド期間Ｔｆ（２ｎ−１）（ｎ：自然数）が左眼用画像データ書き込み期間となり、偶数番目のフィールド期間Ｔｆ（２ｎ）（ｎ：自然数）が右眼用画像データ書き込み期間である。よって、左眼用画像データ書き込み期間、右眼用画像データ書き込み期間はそれぞれ１／１２０秒である。左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数は６０Ｈｚである。   In the case of the present embodiment, for the operation of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B, the first field period Tf1 (the leftmost period in FIG. 7) is assigned to the writing of the left-eye image data L, and the second field period Tf2 (FIG. 7 is assigned to the right eye image writing R. Thereafter, this writing operation is repeated. That is, the odd-numbered field period Tf (2n−1) (n: natural number) is the left-eye image data writing period, and the even-numbered field period Tf (2n) (n: natural number) is the right-eye image data writing period. It is. Therefore, the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period are each 1/120 seconds. The switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is 60 Hz.

１つのフィールド期間Ｔｆは長さが均等な２つのサブフィールド期間Ｔｓｆに分割される。１つのサブフィールド期間Ｔｓｆでは、左眼用画像データ、右眼用画像データのいずれか一方が液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに線順次駆動で１回書き込まれる。そのため、１フィールド期間Ｔｆ内で同じ画像データが２回書き込まれる。１サブフィールド期間は１／２４０秒であり、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの駆動周波数は２４０Ｈｚである。   One field period Tf is divided into two subfield periods Tsf of equal length. In one subfield period Tsf, either left-eye image data or right-eye image data is written once to the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B by line-sequential driving. Therefore, the same image data is written twice within one field period Tf. One subfield period is 1/240 seconds, and the drive frequency of the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B is 240 Hz.

ただし、図７に示す例では、第１フィールド期間Ｔｆ１の第１サブフィールド期間で左眼用画像データが１回書き込まれた後（図７でＬ１と記したサブフィールド期間）、第１フィールド期間の第２サブフィールド期間では右眼用画像データの書き込みが始まる（図７でＬ１／Ｒ２と記したサブフィールド期間）。同様に、第２フィールド期間Ｔｆ２の第１サブフィールド期間で右眼用画像データが１回書き込まれた後（図７でＲ２と記したサブフィールド期間）、第２フィールド期間Ｔｆ２の第２サブフィールド期間では左眼用画像データの書き込みが始まる（図７でＲ２／Ｌ２と記したサブフィールド期間）。   However, in the example shown in FIG. 7, after the left-eye image data is written once in the first subfield period of the first field period Tf1 (subfield period indicated as L1 in FIG. 7), the first field period In the second subfield period, the right-eye image data starts to be written (the subfield period indicated as L1 / R2 in FIG. 7). Similarly, after the right-eye image data is written once in the first subfield period of the second field period Tf2 (the subfield period indicated as R2 in FIG. 7), the second subfield of the second field period Tf2 is written. In the period, the writing of the image data for the left eye starts (subfield period indicated as R2 / L2 in FIG. 7).

第１フィールド期間Ｔｆ１の第２サブフィールド期間において、それ以前のサブフィールド期間で既に書き込まれていた左眼用画像データの一部に右眼用画像データが混在する。同様に、第２フィールド期間Ｔｆ２の第２サブフィールド期間において、それ以前のサブフィールド期間で既に書き込まれていた右眼用画像データの一部に左眼用画像データが混在する。すなわち、各フィールド期間のうちの第２サブフィールド期間は、液晶ライトバルブ上に左眼用画像データと右眼用画像データとが混在する遷移期間である。   In the second subfield period of the first field period Tf1, the right-eye image data is mixed with part of the left-eye image data already written in the previous subfield period. Similarly, in the second subfield period of the second field period Tf2, the left-eye image data is mixed in part of the right-eye image data already written in the previous subfield period. That is, the second sub-field period of each field period is a transition period in which left-eye image data and right-eye image data are mixed on the liquid crystal light valve.

これに対応して、シャッター眼鏡４の動作については、右眼用画像データと左眼用画像データとが混在する遷移期間については、左眼用シャッター４Ｌ、右眼用シャッター４Ｒの双方を閉じる。そして、左眼用画像データの上に左眼用画像データを再度書き込む期間は左眼用シャッター４Ｌを開け、右眼用シャッター４Ｒを閉じる。右眼用画像データを再度書き込む期間では右眼用シャッター４Ｒを開け、左眼用シャッター４Ｌを閉じる。この基本動作は第１実施形態と同様である。   Correspondingly, regarding the operation of the shutter glasses 4, during the transition period in which the right-eye image data and the left-eye image data are mixed, both the left-eye shutter 4L and the right-eye shutter 4R are closed. Then, during the period in which the left-eye image data is written again on the left-eye image data, the left-eye shutter 4L is opened and the right-eye shutter 4R is closed. In the period for writing the right-eye image data again, the right-eye shutter 4R is opened and the left-eye shutter 4L is closed. This basic operation is the same as in the first embodiment.

一方、画素シフト装置３の動作については、２つのフィールド期間Ｔｆ毎にスクリーン３３上の画素像Ｆ１，Ｆ２の位置を切り替える。図５の例では、第１フィールド期間Ｔｆ１で画素像Ｆ１の位置を第１画素位置としたとき、第２フィールド期間Ｔｆ２〜第３フィールド期間Ｔｆ３で画素像Ｆ２の位置を第２画素位置に切り替え、第４フィールド期間Ｔｆ４〜第５フィールド期間Ｔｆ５で画素像Ｆ１の位置を再度第１画素位置に切り替える。以降、この動作を繰り返す。したがって、第１画素位置期間、第２画素位置期間はそれぞれ１／６０秒である。第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数は３０Ｈｚである。これについては第１実施形態と同様である。   On the other hand, regarding the operation of the pixel shift device 3, the positions of the pixel images F1, F2 on the screen 33 are switched every two field periods Tf. In the example of FIG. 5, when the position of the pixel image F1 is the first pixel position in the first field period Tf1, the position of the pixel image F2 is switched to the second pixel position in the second field period Tf2 to the third field period Tf3. In the fourth field period Tf4 to the fifth field period Tf5, the position of the pixel image F1 is switched again to the first pixel position. Thereafter, this operation is repeated. Therefore, the first pixel position period and the second pixel position period are each 1/60 seconds. The switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 30 Hz. This is the same as in the first embodiment.

本実施形態の場合も、第１画像データ書き込み期間と第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が６０Ｈｚであり、第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数が３０Ｈｚである。したがって、液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを２４０Ｈｚ駆動とした場合も、観察者にフリッカーが認識されることなく、立体画像表示と疑似高精細表示との併用を可能とした画像表示システムを実現することができる。液晶ライトバルブ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂや画素シフト装置３の偏光切替素子２９（液晶素子）を更に倍のスピードで駆動する必要はない。   Also in the present embodiment, the switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is 60 Hz, and the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 30 Hz. Therefore, even when the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B are driven at 240 Hz, an image display system capable of using both stereoscopic image display and pseudo high-definition display without the flicker being recognized by the observer is realized. be able to. It is not necessary to drive the liquid crystal light valves 11R, 11G, and 11B and the polarization switching element 29 (liquid crystal element) of the pixel shift device 3 at double speed.

図８は、第２比較例の画像表示システムの各構成要素の動作を示すタイミングチャートである。
第２比較例の場合、１フィールド期間Ｔｆ毎に第１画素位置と第２画素位置とを交互に切り替えている。したがって、第１画素位置期間、第２画素位置期間はそれぞれ１／１２０秒である。第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数は６０Ｈｚである。 FIG. 8 is a timing chart showing the operation of each component of the image display system of the second comparative example.
In the case of the second comparative example, the first pixel position and the second pixel position are alternately switched every field period Tf. Therefore, the first pixel position period and the second pixel position period are each 1/120 seconds. The switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 60 Hz.

一方、画像データの書き込みについては、２フィールド期間（１フレーム期間）毎に左眼用画像データと右眼用画像データとを交互に書き換えている。よって、左眼用画像データ書き込み期間、右眼用画像データ書き込み期間はそれぞれ１／６０秒である。左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数は３０Ｈｚである。第２比較例においても、１フィールド期間Ｔｆ内で同じ画像データが２回書き込まれる。液晶ライトバルブの駆動周波数が２４０Ｈｚである点は上記第２実施形態と同じである。   On the other hand, regarding the writing of the image data, the left-eye image data and the right-eye image data are alternately rewritten every two field periods (one frame period). Therefore, the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period are each 1/60 seconds. The switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is 30 Hz. Also in the second comparative example, the same image data is written twice within one field period Tf. The driving frequency of the liquid crystal light valve is 240 Hz, which is the same as in the second embodiment.

第２比較例の場合、第１画素位置期間と第２画素位置期間との切り替え周波数が６０Ｈｚであるため、画素レベルのフリッカーは発生しない。ところが、左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数が３０Ｈｚであるため、画面全体のフリッカーは発生する。したがって、観察者にフリッカーが認識されてしまう。この動作シーケンスにおいて、左眼用画像データ書き込み期間と右眼用画像データ書き込み期間との切り替え周波数を６０Ｈｚにしようとすると、画素シフト装置の偏光切替素子（液晶素子）を更に倍のスピードで駆動する必要が生じ、応答速度の観点から実現が困難である。   In the case of the second comparative example, since the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 60 Hz, pixel-level flicker does not occur. However, since the switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is 30 Hz, flickering of the entire screen occurs. Therefore, flicker is recognized by the observer. In this operation sequence, if the switching frequency between the left-eye image data writing period and the right-eye image data writing period is set to 60 Hz, the polarization switching element (liquid crystal element) of the pixel shift device is driven at a double speed. This is necessary and difficult to realize from the viewpoint of response speed.

シャッター眼鏡による構成以外に、右眼用画像、左眼用画像の切り替えに応じて、射出される光の偏光状態あるいは波長を変換する装置をプロジェクターに設け、射出される光の偏光状態あるいは波長に対応した光を透過するフィルターを眼鏡の左右それぞれに設ける構成としてもよい。この場合には、遷移期間に光源を消灯する構成とすることが望ましい。これにより、遷移期間に右眼用画像と左眼用画像とが混在した画像が観察者に届くことを抑制できる。   In addition to the shutter glasses configuration, the projector is provided with a device that converts the polarization state or wavelength of the emitted light according to the switching between the right-eye image and the left-eye image. It is good also as a structure which provides the filter which permeate | transmits the corresponding light in each of right and left of spectacles. In this case, it is desirable that the light source is turned off during the transition period. Thereby, it can suppress that the image in which the image for right eyes and the image for left eyes were mixed reaches an observer in a transition period.

シャッター眼鏡を用いる方式の場合にも、遷移期間に光源を消灯する構成とすることができる。この場合には、シャッター眼鏡の左右のシャッターを同時に閉じる期間を設ける必要がなくなる。これにより、シャッターの応答時間によって発生する明るさのロスやクロストークを抑制することができる。   In the case of a system using shutter glasses, the light source can be turned off during the transition period. In this case, it is not necessary to provide a period for simultaneously closing the left and right shutters of the shutter glasses. As a result, it is possible to suppress the loss of brightness and crosstalk caused by the response time of the shutter.

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。
例えば上記実施形態では、液晶素子からなる偏光切替素子と複屈折光学素子とを組み合わせた画素シフト装置の例を示したが、例えば光変調素子や各種光学素子を機械的に振動させるなど、他の方式の画素シフト装置を用いてもよい。また、上記実施形態では、画素を斜め方向にシフトさせ、水平方向、垂直方向の双方で擬似的に解像度を向上させる構成を採用した。しかしながら、画素のシフト方向は必ずしも斜め方向に限らず、水平方向、垂直方向のいずれか一方としてもよい。その構成の場合、水平方向、垂直方向のいずれか一方で解像度を擬似的に向上させることができる。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, an example of a pixel shift device in which a polarization switching element made of a liquid crystal element and a birefringent optical element are combined has been shown. However, for example, other elements such as mechanically vibrating a light modulation element or various optical elements can be used. A pixel shift device of the type may be used. In the above embodiment, a configuration is adopted in which the pixels are shifted in an oblique direction to improve the resolution in a pseudo manner in both the horizontal direction and the vertical direction. However, the pixel shift direction is not necessarily limited to the oblique direction, and may be either the horizontal direction or the vertical direction. In the case of this configuration, the resolution can be improved in a pseudo manner in either the horizontal direction or the vertical direction.

上記実施形態では、画像表示システムを構成するプロジェクターとして３板式の透過型液晶プロジェクターを例示したが、他の方式のプロジェクターもしくは画像表示装置に用いてもよい。また、上記実施形態では、第１画像を右眼用画像、第２画像を左眼用画像とし、立体画像表示を可能とする画像表示システムを例示したが、例えば異なる方向から見る２人の観察者の各々に異なる画像を視認できる画像表示システムに本発明を適用してもよい。   In the above embodiment, a three-plate transmissive liquid crystal projector is exemplified as the projector constituting the image display system. However, the projector may be used for other types of projectors or image display apparatuses. Further, in the above embodiment, the image display system that enables the stereoscopic image display by using the first image as the right eye image and the second image as the left eye image is exemplified. You may apply this invention to the image display system which can visually recognize a different image for each person.

１…画像表示システム、２…プロジェクター、３…画素シフト装置、４…シャッター眼鏡、４Ｌ…左眼用シャッター、４Ｒ…右眼用シャッター、５…制御装置、７…投射装置、８…光源（光源装置）、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、３３…スクリーン、Ｆ１，Ｆ２…画素像、Ｌ…左眼用画像データ（第１画像データ）、Ｒ…右眼用画像データ（第２画像データ）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image display system, 2 ... Projector, 3 ... Pixel shift apparatus, 4 ... Shutter spectacles, 4L ... Shutter for left eyes, 4R ... Shutter for right eyes, 5 ... Control apparatus, 7 ... Projection apparatus, 8 ... Light source (light source) Device), 11R, 11G, 11B ... liquid crystal light valve (light modulation device), 33 ... screen, F1, F2 ... pixel image, L ... left eye image data (first image data), R ... right eye image data (Second image data).

Claims (8)

光を射出する光源装置と、
複数の画素がマトリクス状に配置され、前記光源装置から射出された光を前記画素毎に変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を被投射面上に投射する投射装置と、
前記被投射面上に投射される前記画素の像の位置をシフトさせる画素シフト装置と、
前記光源装置、前記光変調装置、および前記画素シフト装置を制御する制御装置と、を備え、
前記光変調装置において、第１画像を形成する第１画像データを書き込む第１画像データ書き込み期間と、第２画像を形成する第２画像データを書き込む第２画像データ書き込み期間と、が交互に繰り返され、
前記画素シフト装置において、前記第１画像もしくは前記第２画像を構成する画素の像を第１位置に配置する第１画素位置期間と、前記第１画像もしくは前記第２画像を構成する画素の像を第２位置に配置する第２画素位置期間と、が交互に繰り返され、
前記制御装置は、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が、前記第１画素位置期間と前記第２画素位置期間との切り替え周波数よりも大きくなるように、前記光変調装置と前記画素シフト装置とを制御することを特徴とする画像表示装置。 A light source device for emitting light;
A plurality of pixels arranged in a matrix, and a light modulation device that modulates the light emitted from the light source device for each pixel;
A projection device that projects light modulated by the light modulation device onto a projection surface;
A pixel shift device that shifts the position of the image of the pixel projected onto the projection surface;
A control device for controlling the light source device, the light modulation device, and the pixel shift device,
In the light modulation device, a first image data writing period for writing first image data for forming a first image and a second image data writing period for writing second image data for forming a second image are alternately repeated. And
In the pixel shift device, a first pixel position period in which an image of a pixel constituting the first image or the second image is arranged at a first position, and an image of a pixel constituting the first image or the second image And a second pixel position period in which the second pixel position is disposed at the second position,
The control device is configured so that a switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is larger than a switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period. An image display device that controls the light modulation device and the pixel shift device. 前記第１画素位置期間の中に、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間とが含まれ、前記第１画素位置期間に時間的に隣接する前記第２画素位置期間の中に、前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間とが含まれることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。   The first pixel position period includes the first image data writing period and the second image data writing period, and the second pixel position period is temporally adjacent to the first pixel position period. The image display apparatus according to claim 1, wherein the first image data writing period and the second image data writing period are included. 前記第１画像データ書き込み期間と前記第２画像データ書き込み期間との切り替え周波数が６０Ｈｚであり、前記第１画素位置期間と前記第２画素位置期間との切り替え周波数が３０Ｈｚであることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。   The switching frequency between the first image data writing period and the second image data writing period is 60 Hz, and the switching frequency between the first pixel position period and the second pixel position period is 30 Hz. The image display device according to claim 2. 前記第１画像データ書き込み期間において、前記光変調装置に前記第１画像データが繰り返し４回書き込まれ、前記第２画像データ書き込み期間において、前記光変調装置に前記第２画像データが繰り返し４回書き込まれることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。   In the first image data writing period, the first image data is repeatedly written to the light modulation device four times, and in the second image data writing period, the second image data is repeatedly written to the light modulation device four times. The image display device according to claim 3, wherein: 前記第１画像データ書き込み期間において、前記光変調装置に前記第１画像データが繰り返し２回書き込まれ、前記第２画像データ書き込み期間において、前記光変調装置に前記第２画像データが繰り返し２回書き込まれることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。   In the first image data writing period, the first image data is repeatedly written twice in the light modulation device, and in the second image data writing period, the second image data is repeatedly written in the light modulation device twice. The image display device according to claim 3, wherein: 前記制御装置は、前記第１画像データの複数回の書き込み期間のうちの少なくとも最初の書き込み期間、および前記第２画像データの複数回の書き込み期間のうちの少なくとも最初の書き込み期間において、前記光源装置を消灯するよう制御することを特徴とする請求項４または５に記載の画像表示装置。   The control device includes the light source device in at least a first writing period of a plurality of writing periods of the first image data and at least a first writing period of a plurality of writing periods of the second image data. The image display device according to claim 4, wherein the image display device is controlled to be turned off. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の画像表示装置と、シャッター眼鏡と、を備えた画像表示システムであって、
前記第１画像が右眼用画像であり、前記第２画像が左眼用画像であり、
前記シャッター眼鏡が、右眼用シャッターと左眼用シャッターとを備え、
前記制御装置が、前記光源装置、前記光変調装置、および前記画素シフト装置に加えてさらに前記シャッター眼鏡を制御し、
前記制御装置が、前記右眼用画像を形成する右眼用画像データと前記左眼用画像を形成する左眼用画像データとの書き込み動作の切り替えと、前記右眼用シャッターと前記左眼用シャッターとの開閉動作の切り替えと、を同期させることを特徴とする画像表示システム。 An image display system comprising: the image display device according to any one of claims 1 to 6; and shutter glasses.
The first Ima is right-eye image, the second Ima is left-eye image,
The shutter glasses include a right eye shutter and a left eye shutter,
The control device further controls the shutter glasses in addition to the light source device, the light modulation device, and the pixel shift device;
The control device switches a writing operation between right-eye image data forming the right-eye image and left-eye image data forming the left-eye image, and the right-eye shutter and the left-eye image. An image display system that synchronizes switching of an opening / closing operation with a shutter. 前記制御装置が、前記光変調装置において前記右眼用画像データと前記左眼用画像データとが混在する期間では、前記右眼用シャッターと前記左眼用シャッターとの双方を閉じるよう前記シャッター眼鏡を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像表示システム。   In the period when the right eye image data and the left eye image data are mixed in the light modulation device, the control device closes both the right eye shutter and the left eye shutter. The image display system according to claim 7, wherein the image display system is controlled.
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