专利名称：图像显示装置以及图像显示方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置以及图像显示方法。
背景技术：
近年来，大画面电视机、投影机等高性能的图像显示装置广为普及， 在这些图像显示装置中，显示图像的高画质化变得更为重要。对于这样的 图像显示装置的高画质化而言，需要使观察显示图像的人的分辨感提高。
在专利文献l中公开了这样的技术通过组合两台投影机并合成M 影机的显示画面，来提高画面的亮度、分辨率等。更具体地，所公开的是 将两个图像的子像素错开半像素的量，并重叠各图像而构成一幅图像的技 术。
再有，在专利文献2中公开了这样的投影机在R、 G、 B这三原色 之外，还设置R的子像素，并且对于R、 G、 B三原色之中的R的子像素， 分别在水平方向和垂直方向上错开半# 素。特开2003-322卯8号爿>才艮
但是，在专利文献l所公开的技术中，由于采用了两台投影机，所以 存在成本增加的问题。
此外，在专利文献2所公开的技术中，由于成为所谓的四板式，所以 需要备齐四块液晶显示装置，从而存在成本增加的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述技术问题而提出的，其目的之一在于提供能够以低成本使观察显示图像的人的分辨感提高的图像显示装置以及图像显示方 法。
为了解决上述问题，本发明涉及一种图像显示装置，其根据构成像素
的第一、第二以及第三色分量的子像素的图像信号显示图像，包括根据 上述第一色分量的子像素的图像信号调制上述第一色分量的光的第一光调 制部；根据上述第二色分量的子像素的图像信号调制上述第二色分量的光 的第二光调制部；以及根据上述第三色分量的子像素的图像信号调制上述 第三色分量的光的第三光调制部；其特征在于以下述方式设置上述第一 至第三光调制部在上述图像的水平方向或垂直方向、即第一方向上，使 用了上述第一至第三光调制部所形成的调制光的上述子像素所对应的显示 子像素错开。
如果采用本发明，则由于能够使至少三个光调制部的像素数不会被限 制为 一个光调制部的像素数地提高空间的分辨率，所以可以以低成本相对 于现有技术使观察显示图像的人的分辨感提高。
在本发明的图像显示装置中，可以以下述方式设置上述第一至第三光 调制部当在上述图像的上述第一方向上第一与第二像素相邻的情况下， 构成上述笫一像素的上述第二或第三色分量的子像素所对应的显示子像素 重叠在构成上述第 一及第二像素的上述第 一 色分量的子像素所对应的显示 子像素的边界部分。
如果采用本发明，则将获得能够使所谓的黑矩阵部分(遮光部分)不 明显而进行显示的效果。
在本发明的图像显示装置中，可以以下述方式设置上述第一至第三光 调制部构成一个像素的第一至第三色分量的子像素所对应的显示子像素， 在上述第一方向上^4t开相邻的同一分量的上述子像素间的距离的1/3。
如果采用本发明，则能够使通过重叠所得到的部分的显示子像素的区 域均等，从而除了能够使分辨感进一步提高之外，还能够显示更均匀的图 像。
在本发明的图像显示装置中，在构成一个像素的第一至第三色分量的子像素所对应的显示子像素在上述第一方向上排列为上述第一色分量的子 像素所对应的显示子像素、上述第二色分量的子像素所对应的显示子像素、 上述第三色分量的子像素所对应的显示子像素的情况下，上述第二色分量
是G分量。
如果采用本发明，则在使构成1个像素的子像素在第一方向上错开地 进行显示的情况下，通过以G分量的子像素所对应的显示子像素为中心使 R分量和B分量的子像素所对应的显示子像素错开，能够抑制伪色的产生。 由于例如与R分量和B分量比较起来，G分量易于感知，所以当在显示图 像的端部进行白色或黑色的显示时，G分量容易变得明显。相对于此，通 过以G分量的子像素所对应的显示子像素为中心使R分量和B分量的子 像素所对应的显示子像素错开，能够可靠地抑制伪色的产生。
在本发明的图像显示装置中，可以以下述方式设置上述第一及第二光 调制部使上述第二色分量的子像素所对应的显示子像素重叠在由上述第 一色分量的子像素所对应的显示子像素的中心构成的正方形格子的格子点 上。
如果采用本发明，则由于能够使至少三个光调制部的像素数不会被限 制为 一个光调制部的像素数地提高空间的分辨率，所以可以以低成本相对 于现有技术使观察显示图像的人的分辨感提高。
在本发明的图像显示装置中，可以以下述方式设置上述第一及第二光 调制部相对于上述第一色分量的子像素所对应的显示子像素，上述笫二 色分量的子像素所对应的显示子像素在上述图像的水平方向上错开相邻的 同一分量的上述子像素间的距离的1/2，并且上述第二色分量的子像素所对 应的显示子像素在上述图像的垂直方向上错开相邻的同一分量的上述子像 素的1/2。
如果采用本发明，则能够使通过重叠所得到的部分的显示子像素的区 域均等，从而除了能够使分辨感进一步提高之外，还能够显示更均匀的图 像。
在本发明的图像显示装置中，上述第二色分量可以是G分量。如果采用本发明，则由于G分量的亮度最高，所以通过使其他的色分 量的显示子像素的位置错开，能够使其他色分量之间的接缝难以被观看到， 从而可以提高图像(特别是整体图像)的均匀性，并且使作为画质评价的 指标之一的粒状性降低。
此外，本发明涉及一种图像显示方法，其才艮据第一、第二以及第三色 分量的子像素的图像信号显示图像，包括根据上述第一色分量的子像素 的图像信号调制上述第一色分量的光的第一光调制步骤；根据上述第二色
分量的子像素的图像信号调制上述第二色分量的光的第二光调制步骤；以 及根据上述第三色分量的子像素的图像信号调制上述第三色分量的光的第 三光调制步骤；其特征在于以下述方式进行显示在上述图像的水平方 向或垂直方向、即第一方向上，使用了上述第一至第三光调制步骤所形成 的调制光的上述子像素所对应的显示子像素错开。
如果采用本发明，则由于能够使至少三个光调制部的像素数不会被限 制为 一个光调制部的像素数地提高空间的分辨率，所以可以以低成本相对 于现有技术使观察显示图像的人的分辨感提高。
图1是应用了本发明的第一实施方式的图像显示装置的图像显示系统 的说明图2是第一实施方式中的子像素的说明图3是示出第一实施方式的图像显示装置的结构例的结构图4( A)是以往的投影机的与子像素对应的显示子像素配置的说明图4 (B)是第一实施方式的投影机的与子像素对应的显示子像素配置的说
明图5是图4 (B)的与子像素对应的显示子像素配置的详细的说明图； 图6是包含第一实施方式的图像显示装置的图像显示系统的结构例的 框图7 (A) 、 7(B)是第一实施方式中的采样处理的第一例的说明图；图8 (A) 、 8 (B)是第一实施方式中的采样处理的第二例的说明图； 图9 (A) 、 9 (B)是第一实施方式中的采样处理的第三例的说明图； 图10 (A) 、 10 (B)是第一实施方式中的采样处理的第四例的说明
图11 (A) 、 11 (B)是第一实施方式的变形例的投影机的与子像素
对应的显示子像素配置的说明图12是图ll(B)的与子像素对应的显示子像素配置的详细的说明图； 图13 (A)是以往的投影机的与子像素对应的显示子像素配置的说明
图；图13 (B)是本发明的第二实施方式的与子像素对应的显示子像素配
置的说明图14是图13(B)的与子像素对应的显示子像素配置的详细的说明图； 图15 (A)、图15 (B)是本发明的第二实施方式的效果的说明以及
图16是示出图15 (A)、图15 (B)的粒状度的评价式的图。 符号说明
10:图《象显示系统；100:图像显示装置；110:光源；112、 114:积 分透镜；116:偏振光变换元件；118:重叠透镜；120R: R用分色镜；120G: G用分色镜；122、 148、 150:反射镜；124R: R用场透镜；124G: G用 场透镜；130R: R用液晶面板；130G: G用液晶面板；130B: B用液晶面 板；140:中继光学系统；142、 144、 146:中继透镜；160:交叉分色棱镜； 170:投影透镜；200:图像信号生成装置；300:图像处理装置；310:采 样处理部；DPB: B分量的子像素所对应的显示子像素；DPG: G分量的 子像素所对应的显示子像素；DPR: R分量的子像素所对应的显示子像素； PB: B分量的子像素；PG: G分量的子像素；PJ:投影机；PR: R分量 的子像素；SCR:屏幕。
具体实施例方式
下面用附图详细说明本发明的实施方式。此外，下面说明的实施方式并非用来不适当地限定在权利要求的范围中记载的本发明的内容。再有， 以下所说明的结构的全部并不限于是本发明的必须构成要件。
下面虽然作为本发明的图像显示装置以投影机为例进行说明，但本发 明的图像显示装置并不限定于投影机。
在第一实施方式中，是使构成一个像素的各子像素所对应的显示子像 素分别错开的，但是，本发明并不限于此。
在图13 (A)中，示出以往的投影机的与子像素对应的显示子像素配 置的说明图。在图13 (B)中，示出本发明的第二实施方式中与子像素对 应的显示子像素配置的说明图。在图13 (B)中，将第一方向设定为是对 于屏幕SCR的显示图像的水平方向而进行表示。
在一个像素由R分量的子像素、G分量的子像素和B分量的子像素构 成的情况下，以往的投影机中与子像素对应的显示子像素，如图13(A)所示，以R分量的子像素所对应的显示子像素DPR、 G分量的子像素所对 应的显示子像素DPG以及B分量的子像素所对应的显示子像素DPB —致 的方式进行配置。此外，在图13 (A)中，虽然为了使图容易理解，所示 出的是使R分量的子像素所对应的显示子像素DPR、 G分量的子像素所对 应的显示子像素DPG以及B分量的子像素所对应的显示子像素DPB分别 在图像的水平方向以及垂直方向上稍微错开，但是，实际上R分量的子像 素所对应的显示子像素DPR、 G分量的子像素所对应的显示子像素DPG 以及B分量的子像素所对应的显示子像素DPB是一致的。
因此，在以往的投影机中，例如在所谓的三板式的情况下，尽管对于 各色分量将液晶面板用作光阀以像素为单位进行光调制，但仅能够获得一 个色分量的液晶面板的量的分辨率，从而不能提高显示图像的分辨率，而 且特别地，目前根本不能获得显示图像内存在的图像边缘部分的分辨感。 此外，由于以使子像素所对应的显示子像素一致的方式进行显示，所以依 显示图 <象有时会感觉到粗糙感。
相对于此，在第二实施方式中，如图13(B)所示，G分量(广义地， 第二色分量)的子像素所对应的显示子像素DPG，以相对于R分量(广义 地，第一色分量)的子像素所对应的显示子像素DPR，分别在显示图像的 水平方向以及垂直方向上错开的方式配置。更具体地，以G分量(第二色
分量)的子像素所对应的显示子像素重叠在由R分量(第一色分量)的子
配置。这在图3中，能够通过相对于交叉分色棱镜160分别调整R用液晶 面板130R和G用液晶面板130G的位置来实现。
此外，在第二实施方式中，B分量的子像素所对应的显示子像素DPB 的位置，只要不会使显示图像的画质劣化，在显示子像素DPB的位置上并 没有限制，在图13 (B)中，只不过是以通过简化调整步骤而得到的低成 本化为目的，使B分量的子像素所对应的显示子像素DPB的位置与R分 量的子像素所对应的显示子像素DPR的位置一致。在笫二实施方式中，优 选地，以B分量的子像素所对应的显示子像素DPB与R分量的子像素所对应的显示子像素DPR以及G分量的子像素所对应的显示子像素DPG重 叠的方式进行配置。
此外，在图13(B)中，虽然为了使图容易理解，所示出的是使R分 量的子像素所对应的显示子像素DPR以及B分量的子像素所对应的显示 子像素DPB分别在图像的水平方向以及垂直方向上稍微错开，但是，能够 例如使R分量的子像素所对应的显示子像素DPR以及B分量的子像素所 对应的显示子像素DPB在水平方向以及垂直方向上一致。
在图14中，示出图13(B)的子像素所对应的显示子像素配置的详细 的说明图。此外，在图14中，省略了 B分量的子像素所对应的显示子像 素的图示。
在此，设定在显示图像的水平方向上，第一与第二像素P1、 P2相邻， 并且第三与第四像素P3、 P4相邻，而在显示图像的垂直方向上，笫一与 第三像素P1、 P3相邻，并且第二与第四像素P2、 P4相邻。此时，构成第 一-第四像素P1 P4的R分量(广义地，第一色分量)的子像素所对应 的显示子像素DPRl ~ DPR4的中心CR1 ~ CR4构成正方形格子。G分量 (广义地，第二色分量)的子像素所对应的显示子像素DPG1以重叠在该 正方形格子的格子点上的方式配置。在此，G分量的子像素所对应的显示 子像素DPG1是构成第一~第四像素P1 P4中的任意一个的子像素所对 应的显示子像素。
更具体地，在第二实施方式中，以相对于R分量的子像素所对应的显 示子像素DPR1， G分量的子像素所对应的显示子像素DPG1在显示图像 的水平方向上错开1/2像素的量，在该显示图像的垂直方向上错开1/2像素 的量的方式配置。更具体地，以相对于上述第一色分量的子#>素所对应的 显示子像素，使第二色分量的子像素所对应的显示子像素在图像的水平方 向上错开相邻的同 一分量的子像素间的距离的1/2，并且在图像的垂直方向 上错开相邻的同一分量的子像素的1/2的方式，设置第一和第二光调制部。
具体地，如果在构成正方形格子的四个子像素所对应的显示子像素 DPR1 DPR4的中心CR1 CR4之中，将中心CR1、 CR2的距离以及中心CR3、 CR4的距离分别设为dh，将中心CR1、 CR3的距离以及中心 CR2、 CR4的距离分别设为dv，则以相对于R分量的子像素所对应的显 示子像素DPR1，在显示图像的水平方向上错开dh/2，在垂直方向上错开 dv/2的量的方式，配置设置有中心CG1的G分量的子像素所对应的显示 子像素DPG1。
这样，能够使通过重叠所得到的部分的显示子像素的区域均等，从而 除了能够使分辨感进一步提高之外，还能够显示更均匀的图像。
此外，在此，虽然以相邻的同一分量的子像素间的距离为单位仅错开 其l/2单位的量，但是，本发明中的与子像素对应的显示子像素的错开量 的单位并不限定于相邻的同 一分量的子^4"间的距离。例如也可以将子4象 素所对应的显示子像素的大小作为单位，或将预定的距离作为单位。
此外，在图14中，虽然所说明的是将各子像素的中心间距离设定为在 水平方向以及垂直方向上是不同的，但是，各子像素的水平方向的中心间
距离与各子像素的垂直方向的中心间距离也可以相等。
在图15 (A)、图15 (B)中，示出本发明的第二实施方式的效果的 说明图。图15 (A)示意地表示以往的与子像素对应的显示子像素配置下 的粒状度。图15 (B)示意地表示本发明的第二实施方式中与子像素对应 的显示子像素配置下的粒状度。
在图16中，示出图15 (A)、图15 (B)的粒状度的评价式。
在此，作为投影尺寸为75英寸、像素数为1920 x 1080、开口率为 42.25%、视距为0.5m、图像为全白模式的条件下的模拟结果，在图15(A) 中，粒状度为"26.12",在图15 (B)中，粒状度为"13.87"。粒状度的 值越小，粒状性越低，从而能够减小图像的粗糙感。此外，在图15(B) 中，示出了仅使用亮度分量进行单色化的情况下的模拟结果。
如上所述，由于R分量、G分量和B分量之中G分量的亮度最高， 所以通过使其他的R分量和B分量的显示子像素的位置错开，能够使R 分量与B分量的接缝难以被观看到，从而可以提高图像(特别是整体图像) 的均匀性，并且使作为画质评价的指标之一 的粒状性降低。以上虽然基于上述的各实施方式或其变形例说明了本发明的图像显示 装置以及图像显示方法，但本发明并不限于上述的各实施方式，在不脱离 其主旨的范围内可以在各种方式下实施，例如可以有如下的变形。
(1 )在上述的各实施方式或其变形例中，所说明的是由三个色分量的 子像素构成一个像素的情况，但是，本发明并不限于此。构成一个像素的
色分量数也可以是2或4及其以上。
(2 )在上述的各实施方式或其变形例中，所说明的是将光阀用作为光 调制部的情况，但本发明并不限于此。作为光调制部，例如也可以采用DLP (Digital Light Processing,数字光处理器)(注册商标)、LCOS ( Liquid Cristal On Silicon,珪上液晶)等。
(3) 在上述的各实施方式或其变形例中，作为光调制部，是以采用了 所谓的三板式的透过型的液晶面板的光阀为例进行说明的，但是，也可以
釆用使用了四板式或四板式以上的透过型的液晶面板的光阀。
(4) 在上述的各实施方式或其变形例中，作为采样处理方法，所列举 的是最邻近法、双线形法、双三次法等例子，但是，本发明并不限于这些 插值处理方法。
(5 )在上述的各实施方式中，是将本发明作为图像显示装置以及图像 显示方法进行的说明，但是，本发明并不限于此。例如也可以是描述有用 于实现本发明的图像显示方法的处理步骤的程序、记录有该程序的记录介 质等。
权利要求
1. 一种图像显示装置，其根据构成像素的第一、第二以及第三色分量的子像素的图像信号显示图像，包括根据上述第一色分量的子像素的图像信号调制上述第一色分量的光的第一光调制部；根据上述第二色分量的子像素的图像信号调制上述第二色分量的光的第二光调制部；以及根据上述第三色分量的子像素的图像信号调制上述第三色分量的光的第三光调制部；其特征在于以下述方式设置上述第一至第三光调制部在上述图像的水平方向或垂直方向、即第一方向上，使用了上述第一至第三光调制部所形成的调制光的上述子像素所对应的显示子像素错开。
2. 权利要求l所述的图像显示装置，其特征在于 以下述方式设置上述第一至第三光调制部当在上述图像的上述第一方向上第一与第二像素相邻的情况下，构成上述第一像素的上述第二或第 三色分量的子像素所对应的显示子像素重叠在构成上述第一及第二像素的 上述第一色分量的子像素所对应的显示子像素的边界部分。
3. 权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于 以下述方式设置上述第一至第三光调制部构成一个像素的第一至第三色分量的子像素所对应的显示子像素，在上述第一方向上^睹开相邻的 同一分量的上述子像素间的距离的1/3。
4. 权利要求1至3中的任意一项所述的图像显示装置，其特征在于 在构成一个像素的第一至第三色分量的子像素所对应的显示子像素在上述第一方向上排列为上述第一色分量的子像素所对应的显示子像素、上 述第二色分量的子像素所对应的显示子像素、上述笫三色分量的子像素所 对应的显示子像素的情况下，上述第二色分量是G分量。
5. 权利要求l所述的图像显示装置，其特征在于 以下述方式设置上述第一及第二光调制部使上述第二色分量的子像素所对应的显示子像素重叠在由上述第一色分量的子像素所对应的显示子 像素的中心构成的正方形格子的格子点上。
6. 权利要求5所述的图像显示装置，其特征在于以下述方式设置上述第一及第二光调制部相对于上述第一色分量的 子像素所对应的显示子像素，上述第二色分量的子像素所对应的显示子4象 素在上述图像的水平方向上错开相邻的同一分量的上述子像素间的距离的 1/2，并且上述第二色分量的子像素所对应的显示子像素在上述图像的垂直 方向上错开相邻的同一分量的上述子像素的1/2。
7. 权利要求5或6所述的图像显示装置，其特征在于 上述第二色分量是G分量。
8. —种图像显示方法，其根据构成像素的第一、第二以及第三色分量的子像素的图像信号显示图像，包括根据上述第一色分量的子像素的图像信号调制上述第一色分量的光的第一光调制步骤；根据上述第二色分量的子像素的图像信号调制上述第二色分量的光的 笫二光调制步骤；以及根据上述第三色分量的子像素的图像信号调制上述第三色分量的光的 第三光调制步骤；其特征在于以下述方式进行显示在上述图像的水平方向或垂直方向、即第一方 向上，使用了上述第一至第三光调制步骤所形成的调制光的上述子像素所 对应的显示子像素错开。
全文摘要
本发明提供一种能够以低成本提高观察显示图像的人的分辨感并且确保所谓的图像整体面的均匀性的图像显示装置以及图像显示方法。该图像显示装置根据构成像素的第一、第二以及第三色分量的子像素的图像信号显示图像，包括根据上述第一色分量的子像素的图像信号调制上述第一色分量的光的第一光调制部；根据上述第二色分量的子像素的图像信号调制上述第二色分量的光的第二光调制部；以及根据上述第三色分量的子像素的图像信号调制上述第三色分量的光的第三光调制部；其中，以下述方式设置上述第一至第三光调制部在上述图像的水平方向或垂直方向、即第一方向上，使用了上述第一至第三光调制部所形成的调制光的上述子像素所对应的显示子像素错开。
文档编号H04N9/31GK101430483SQ200810174138
公开日2009年5月13日 申请日期2008年11月7日 优先权日2007年11月9日
发明者新垣匠, 长谷川浩 申请人:精工爱普生株式会社