圖像顯示裝置及其調節(jié)方法

文檔序號：2743286閱讀：128來源：國知局

專利名稱：圖像顯示裝置及其調節(jié)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置及其調節(jié)方法。
背景技術：
以前，公開了包括照明裝置、由照明裝置照明的光學調制器和使光學調制器的圖像成像的投影透鏡的投影型圖像顯示裝置。它們采用放電燈作
為光源，并采用透射型液晶顯示元件(HTPS )、反射型液晶顯示元件(LCOS ) 或數(shù)字微鏡裝置(DMD)作為圖像調制器，因此，裝置和光學系統(tǒng)得到了多種改善。
投影型圖像顯示裝置包括用于發(fā)射白光的光源，在分色鏡處將來自光源的白光分成紅、綠、藍三種顏色，并照射對應于每種顏色的光學調制器。然后，在光學調制器處受到調制后，光束被例如正交棱鏡(cross prism )等顏色合成器合成，并通過投影透鏡投射到屏幕上。
將使用圖14所示的示意性構造圖來描述相關技術的投影型圖像顯示裝置的示意性構造。如圖14所示，對于投影型圖像顯示裝置101,光源111 的發(fā)光單元112設置在反射器113的焦點位置。從該光源111發(fā)出的光被反射器113反射而變成大致平行的光，并入射到第一積分器透鏡(integrator lens) 114和第二積分器透鏡115。這些透鏡的優(yōu)勢是使后來入射到光學調制器123的光的照度均勻化。從第二積分器透鏡115發(fā)出的光束(light flux) 入射到偏振光束分離器116，光在這里受到偏振以獲得處于預定偏振方向的光。從偏振光束分離器116發(fā)出的光在聚光透4竟117處入射并聚集。
從聚光透鏡117發(fā)出的白光被分色鏡118分離。例如，對于分色鏡118，紅波長帶的光被透射，而綠波長帶的光和藍波長帶的光被反射。當透過反射鏡119和物鏡120 ( 120-1 )后，透射的紅波長帶的光入射到反射型偏振元件121 ( 121-1 )，并照射光學調制器123 (反射型液晶顯示元件123-1 )。
另一方面，分色鏡118反射的光入射到另一分色鏡124。對于分色鏡 124，藍波長帶的光被透射，而綠波長帶的光被反射。分離的光束分別入射到物鏡120( 120-2 )、 120( 120-3 )和反射型偏振元件121( 121-2 )、 121( 121-3 )，并照射光學調制器123(反射型液晶顯示元件123-2 )和光學調制器123 (反射型液晶顯示元件123-3 )。
在光學調制器123處被光學調制的各色光束入射到反射型偏振元件 121，并根據(jù)調制度，一部分被透射而返回光源(光源111)的方向，一部分被反射而入射到顏色合成棱鏡125。顏色合成棱鏡125配置成透射綠波長帶的光而反射藍波長帶的光。然后，各色光束被合成并入射到投影透鏡126，其圖像在這里被放大到預定倍率并投射到屏幕(未示出)上(例如，見PCT 日語翻譯專利2003-506746號公報)。
對于作為液晶顯示元件的光學調制器123，為了控制施加電壓時液晶的傾斜方向，即使在非電場狀態(tài)下，也通常向相對光束的入射偏振軸為±45 度的方向添加一個微小的傾角(預傾斜)。因此，對于垂直入射到光學調制器123的液晶顯示元件的光，液晶顯示元件用作光軸為45度的細微相位差元件。因此，一般而言，采用光學補償元件122作為抵消該細微相位差的光學元件。
下面，將針對黑色階調(black gradation)的顯示進行描述。在采用常黑型(normallyblacktype)液晶作為光學調制器123并且還采用反射型液晶顯示元件123-1到123-3的情況下，當顯示黑色階調側時，液晶的驅動電壓變成相對較小的值。因此，理想的是光在偏振元件(入射側)、液晶顯示元件和偏振元件(發(fā)射側)之間的偏振狀態(tài)保持不變。
然而，由于偏振元件的消光比、偏振元件和液晶顯示元件之間的玻璃材料處的雙折射以及液晶顯示元件處的細微相位差等，實際光束的偏振狀態(tài)被打亂。此外，在一些情況下，例如裝置性質、熱特性以及來自周緣部件的應力等影響使液晶顯示元件在其平面內具有不均勻的相位差性質。
如上所述，在平面內發(fā)生不均勻相位差性質的情況下，入射到液晶顯示元件的各個位置的光束各自具有不同的偏振狀態(tài)(橢圓偏振)。因此，再次入射到偏振元件時的透射率或反射率不同，從而作為亮度的不均勻性顯示在屏幕上。在對于R、 G和B各個光束發(fā)生亮度不均勻性的情況下，這還被識別為色度的不均勻性。
問題在于對于暗階調(例如黑色階調側)顯示，當液晶顯示器的平面內發(fā)生不均勻相位差性質時，在投射到屏幕上的圖像上發(fā)生亮度的不均勻性，并且該亮度的不均勻性還被識別為色度的不均勻性。
對于暗階調，希望的是能實現(xiàn)降低亮度的不均勻性以及色度的不均勻性。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，圖像顯示裝置(第一圖像顯示裝置)包
括光學調制器；和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件；所述光學補償元件安裝成這樣一種狀態(tài)，其中對應于所述光學調制器內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度在施加到所述光學調制器的最小驅動電壓處變成最小值。
對于第一圖像顯示裝置，光學補償元件設定成以施加到光學調制器的最小驅動電壓來抵消光學調制器的具有大相位差的區(qū)域的相位差。例如，設定光學補償元件的光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差。因此，對于光學補償元件，對應于光學調制器內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度在施加到光學調制器的最小驅動電壓處變成最小值，由此能以等于或大于最小驅動電壓的電壓值將屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種用于圖像顯示裝置的調節(jié)方法(第一調節(jié)方法)，所述圖像顯示裝置包括光學調制器和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件，所述調節(jié)方法包括以下步驟將所述光學補償元件的安裝位置調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中對應于所述光學調制器內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度在施加到所述光學調制器的最小驅動電壓處變成最小值。
對于第一調節(jié)方法，光學補償元件的例如光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差被設定成以施加到光學調制器的最小驅動電壓來抵消光學調制器的具有大相位差的區(qū)域的相位差。也就是說，光學補償元件的安裝位置被調節(jié)成使對應于光學調制器內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度在施加到光學調制器的最小驅動電壓處變成最小值。因此，能以等于或大于最小驅動電壓的電壓值將光學調制器的屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，圖像顯示裝置(第二圖像顯示裝置)包
括光學調制器；和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件；所述光學補償元件安裝成這樣一種狀態(tài)，其中在施加大于施加到所述光學調制器的最小驅動電壓的電壓時，對應于所述光學調制器的中心部的投射圖像變成最暗。
對于第二圖像顯示裝置，光學補償元件設定成以施加到光學調制器的
最小驅動電壓來抵消相對光學調制器的中心部的相位差具有大相位差的區(qū) 域的相位差。例如，i殳定光學補償元件的光軸(相位超前軸、相位延遲軸) 和相位差。因此，對于光學補償元件，光學補償元件的安裝被調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中以等于或大于施加到光學調制器的最小驅動電壓的電壓值來使對應于光學調制器的中心部的投射圖像變成最暗，由此能以等于或大于最小驅動電壓的電壓值將屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種用于圖像顯示裝置的調節(jié)方法(第二調節(jié)方法)，所述圖像顯示裝置包括光學調制器和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件，所述調節(jié)方法包括以下步驟將所述光學補償元件的安裝位置調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中在施加大于施加到所述光學調制器的最小驅動電壓的電壓時，對應于所述光學調制器的中心部的投射圖像變成最暗。
對于第二調節(jié)方法，光學補償元件的例如光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差被設定成以施加到光學調制器的最小驅動電壓來抵消相對光學調制器的中心部的相位差具有大相位差的區(qū)域的相位差。也就是說，光學補償元件的安裝位置被調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中以施加到光學調制器的最小驅動電壓來使對應于光學調制器的中心部的投射圖像變成最暗。因此，能以等于或大于最小驅動電壓的電壓值將光學調制器的屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。
第一圖像顯示裝置的優(yōu)勢在于，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像。
第一調節(jié)方法的優(yōu)勢在于，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的
不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像。
第二圖像顯示裝置的優(yōu)勢在于，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像。
第二調節(jié)方法的優(yōu)勢在于，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像。

圖1是示出本發(fā)明的一個實施方式(第一實施方式)的圖像顯示裝置
的示意性構造圖2是表示光學補償元件的作用的示例的基于鮑英卡勒球的偏振狀態(tài) 的說明圖3是電壓/亮度性質圖4A和4B是光學補償元件的第一設定方法的說明圖；圖5A和5B是光學補償元件的第二設定方法的說明圖；圖6是基于鮑英卡勒球的偏振狀態(tài)的說明圖；圖7是低壓側的電壓/亮度性質圖8是示出本發(fā)明的一個實施方式(第二實施方式)的圖像顯示裝置的示意性構造圖9是表示光學補償元件的作用的示例的基于鮑英卡勒球的偏振狀態(tài) 的i兌明圖10是低壓側的電壓/亮度性質圖11是示出本發(fā)明的一個實施方式(第三實施方式)的圖像顯示裝置的示意性構造圖12是表示光學補償元件的作用的示例的基于鮑英卡勒球的偏振狀態(tài) 的說明圖13是基于鮑英卡勒球的偏振狀態(tài)的說明圖14是示出相關技術的透射型圖像顯示裝置的示意性構造的示意性構造圖。
具體實施例方式
將參考圖1中的示意性構造圖來描述本發(fā)明的一個實施方式(第一實施方式)的圖像顯示裝置。如圖1所示，在圖像顯示裝置1中設置光源11。光源11的發(fā)光單元12設置在反射器13的焦點位置。此外，反射器13反射
從光源ll發(fā)出的光，以將之作為大致平行的光而輸出。第一積分器透鏡14 和第二積分器透鏡15依次安裝在反射器13反射的光的光路上。第一積分器透鏡14和第二積分器透鏡15使入射到后述的光學調制器23的光的照度均勻化。偏振光束分離器16安裝在從第二積分器透鏡15發(fā)出的光的光路上。偏振光束分離器16用于將入射光偏振成處于預定的偏振方向的光。聚光透鏡17設置在從偏振光束分離器16發(fā)出的光的光路上。
分色鏡18安裝在聚光透鏡17發(fā)出的光的光路上。分色鏡18將入射光分離成紅波長帶的光、綠波長帶的光和藍波長帶的光。例如，分色鏡18透射紅波長帶的光，而反射綠波長帶的光和藍波長帶的光。反射鏡19設置在透射的紅波長帶的光的光路上，而物鏡20 (20-1 )安裝在反射鏡19反射的光的光路上。反射型偏振元件21 (21-1 )安裝在透過物鏡20 (20-1 )的光的光路上。光學補償元件22 (22-1 )和作為光學調制器23的反射型液晶顯示元件23-l安裝在透過反射型偏振元件21 (21-1)的光的光路上。
另一方面，分色鏡24設置在分色鏡18反射的光的光路上。分色鏡24 透射入射光的藍波長帶的光，而反射綠波長帶的光。物鏡20 (20-2)安裝在一個分離的光束(綠波長帶的光束)的光路上。反射型偏振元件21 ( 21-2 ) 安裝在透過物鏡20 (20-2)的光的光路上。光學補償元件22 (22-2)和作為光學調制器23的反射型液晶顯示元件23-2安裝在透過反射型偏振元件 21 (21-2)的光的光路上。
物鏡20 (20-3 )安裝在另一分離的光束(藍波長帶的光束)的光路上。反射型偏振元件21 (21-3)安裝在透過物鏡20 (20-3 )的光的光路上。光學補償元件22 (22-3 )和作為光學調制器23的反射型液晶顯示元件23-3 安裝在透過反射型偏振元件21 (21-3)的光的光路上。
反射型液晶顯示元件23-l用于使紅波長帶的光受到光學調制。受到反射型液晶顯示元件23-l光學調制的光經(jīng)由光學補償元件22 (22-1 )再次入射到反射型偏振元件21 (21-1)，并且根據(jù)調制程度，一部分被透射而返回光源方向，一部分被反射。顏色合成棱鏡25安裝在該反射光入射到的位置。長帶的光受到光學調制。受到
反射型液晶顯示元件23-2光學調制的光經(jīng)由光學補償元件22 (22-2)再次入射到反射型偏振元件21 (21-2)，并且^4居調制程度，一部分被透射而返回光源方向，一部分被反射。顏色合成棱鏡25安裝在該反射光入射到的位置。相似地，反射型液晶顯示元件23-3用于使藍波長帶的光受到光學調制。受到反射型液晶顯示元件23-3光學調制的光經(jīng)由光學補償元件22 ( 22-3 ) 再次入射到反射型偏振元件21 (21-3)，并且根據(jù)調制程度，一部分被透射而返回光源方向，一部分被反射。顏色合成棱鏡25安裝在該反射光入射到的位置。
顏色合成棱鏡25配置成透射綠波長帶的光而反射紅波長帶的光和藍波長帶的光，并用于合成各個顏色的光束。投影透鏡26安裝在合成光的發(fā)射方向上。投影透鏡26使入射光放大到預定倍率而發(fā)射它。從投影透鏡26 發(fā)出的圖像所投射的屏幕(未示出)安裝在投影透鏡26的發(fā)射方向上。
上述各個光學補償元件22各自安裝成這樣一種狀態(tài)，其中對應于各個光學調制器23的每一個內的相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像以施加到上述對應于各個光學補償元件22的光學調制器23的最小驅動電壓V0來變成最小值。例如，設置OIRE時的多個電壓值，以對應于光學調制器23的平面內的各個位置。該多個電壓值各自變成亮度最小的電壓值。
下面，將參考圖1描述上述圖像顯示裝置1的操作。如圖1所示，從光源11的發(fā)光單元12發(fā)出的光被反射器13反射而變成大致平行的光，并從第一積分器透鏡14入射到第二積分器透鏡15,以使入射到各個光學調制器23的光的照度均勻化。然后，從第二積分器透鏡15發(fā)出的光束入射到偏振光束分離器16，并受到偏振而成為預定偏振方向的偏振光。
受到偏振光束分離器16的偏振而發(fā)出的光在聚光透鏡17處入射并聚集，然后入射到分色鏡18。對于入射到分色鏡18的光，例如，紅波長帶的光被透射，而綠波長帶的光和藍波長帶的光被反射。透過分色鏡18的紅波長帶的光透過反射鏡19和物鏡20 ( 20-1 )，然后入射到反射型偏振元件21 (21-1),并經(jīng)由光學補償元件22 (22-1 )而照射到光學調制器23 (反射型液晶元件23-1 )上。
另一方面，被分色鏡18反射的光入射到分色鏡24。對于分色鏡24, 藍波長帶的光被透射，而綠波長帶的光被反射。分離的光束之一(綠波長帶的光束)入射到物鏡20 (20-2)和反射型偏振元件21 (21-2)，并經(jīng)由光學補償元件22 (22-2)而照射到作為光學調制器23的反射型液晶顯示元件 23-2上。另一分離的光束(藍波長帶的光束)入射到物鏡20 (20-3 )和反射型偏振元件21 (21-3)，并經(jīng)由光學補償元件22 (22-3 )而照射到作為光學調制器23的反射型液晶顯示元件23-3上。
在反射型液晶顯示元件23-l處受到光學調制的紅波長帶的光經(jīng)由光學補償元件22 ( 22-1 )再次入射到反射型偏振元件21 ( 21-1 )，并且根據(jù)調制程度，一部分透過反射型偏振元件21 (21-1)而返回光源方向，而一部分被反射型偏振元件21 (21-1 )反射而入射到顏色合成棱鏡25。此外，在反射型液晶顯示元件23-2處受到光學調制的綠波長帶的光經(jīng)由光學補償元件 22 (22-2)再次入射到反射型偏振元件21 (21-2),并且根據(jù)調制程度，一部分透過反射型偏振元件21 (21-2)而返回光源方向，而一部分^皮反射型偏振元件21 (21-2)反射而入射到顏色合成棱鏡25。此外，在反射型液晶顯示元件23-3處受到光學調制的藍波長帶的光經(jīng)由光學補償元件22( 22-3 ) 再次入射到反射型偏振元件21 (21-3),并且根據(jù)調制程度，一部分透過反射型偏振元件21 (21-3)而返回光源方向，而一部分被反射型偏振元件21 (21-3)反射而入射到顏色合成棱鏡25。
顏色合成棱鏡25透射綠波長帶的光，而反射紅波長帶的光和藍波長帶的光。然后，各個顏色的光束被合成并入射到投影透鏡26,其圖像在這里被放大到預定倍率并投射到屏幕(未示出)上。
現(xiàn)在，對于顯示黑色階調，將通過采用VA取向的液晶顯示元件作為光學調制器23的示例，來描述作為圖像顯示裝置1的反射型液晶顯示裝置的實施例。
當顯示黑色階調側時，液晶顯示元件的驅動電壓變成相對較小的值，因此理想的是偏振元件(入射側)、液晶顯示元件和偏振元件(發(fā)射側)之間的光的偏振狀態(tài)保持不變。
然而，對于液晶顯示元件，為了控制施加電壓時液晶的傾斜方向，即使在非電場狀態(tài)下，也通常向相對光束的入射偏4展軸為±45度的方向添加一個微小的傾角(預傾斜)。因此，對于垂直入射到液晶顯示元件的光，液晶顯示元件用作光軸為45度的細微相位差元件。因此，一般而言，采用光學補償元件作為抵消該細微相位差的光學元件。將參考圖2的鮑英卡勒球(Poincare sphere )來描述光學補償元件的作用的示例。圖2在鮑英卡勒球上示出在液晶顯示元件的周緣處平行于光軸的光束的偏振狀態(tài)。具體說，讓我們々支定透過偏纟展元件(入射側)后的偏振狀態(tài)取作0度(鮑英卡勒球上的-S2),對于偏振軸將液晶的相位超前軸 (phase leading axis )取作-45度(-S3 ),而光學補償元件的相位超前軸處于 0-45度的范圍內。
如圖2所示，一旦透過入射側偏振元件的光束入射到光學補償元件22 后，光束受到相位超前軸和相位差的影響而變成圖中的偏振狀態(tài)A，即順時針橢圓偏振狀態(tài)。此外，光束被光學調制器23 (例如反射型液晶元件) 反射而變成偏振狀態(tài)B (逆時針橢圓偏振)，再次透過光學補償元件22而變成狀態(tài)C，并再次入射到反射型偏振元件21 (發(fā)射側)。對于光學補償元件 22，如此選擇諸如相位超前軸角度、相位差等參數(shù)，以使光束變成與透過反射型偏振元件21 (入射側)(狀態(tài)C)的偏振狀態(tài)相同的偏振狀態(tài)。理想地，采用上述設計的光學補償元件22抵消光學調制器23的細微相位差，因此光束的偏振狀態(tài)不被打亂。
然而，實際上，由于在一些情況下的光學調制器23的液晶元件的取向的不均勻性、單元間隙的不均勻性、制造工藝的不均勻性等，即使在光學調制器23的液晶平面內也發(fā)生非常細微的相位差的不均勻性，這時，偏振狀態(tài);波打亂如下。
讓我們假定，對于光學調制器23的中心即對于屏幕中心的相位差，平面內分布有大相位差區(qū)域和小相位差區(qū)域。在該狀態(tài)下，在將光學補償元件22的光軸和相位差設定成以最小驅動電壓V0來抵消光學調制器23中心的相位差的情況下，光束的偏振狀態(tài)如上所述那樣經(jīng)由A、 B和C而返回與從反射型偏振元件21 (入射側)射出后類似的線偏振狀態(tài)。
然而，對于大相位差區(qū)域，光束的偏振狀態(tài)變成A、 Bb和Cb,而對于小相位差區(qū)域，光束的偏振狀態(tài)變成A、 Ba和Ca,因此兩者均不返回原始的線偏振狀態(tài)，而變成具有橢圓成分的偏振狀態(tài)。在該情況下，光束從反射型偏振元件21 (發(fā)射側)漏到投影透鏡側，因此盡管是黑色狀態(tài)，在屏幕上也發(fā)生亮度的不均勻性。此外，在RGB各個顏色被合成的情況下，發(fā) 生色度的不均勻性。
作為降低平面內亮度的不均勻性的技術，可以設想一種根據(jù)光學調制器23內的相位差的大小來改變各個平面內的外加電壓的方法(所謂的3Dy 方法)。例如，將屏幕區(qū)域分成一百個左右的區(qū)域，并給予每個區(qū)域單獨的輸入信號/輸出信號性質，從而能實現(xiàn)沒有亮度和色度不均勻性的均勻圖像。然而，對于黑色側的階調并非一定要采用該方法。
舉例來說，在如圖2所述那樣設置光學補償元件的情況下，將參考圖3 來描述屏幕中心、大相位差區(qū)域和小相位差區(qū)域的相位差之間的電壓/亮度性質。如圖3所示，光學補償元件22設定成以最小驅動電壓V0來抵消屏幕中心的相位差，因此屏幕中心的亮度以電壓VO來變成最小值，而小相位差區(qū)域的亮度以滿足V〉V0的電壓來變成亮度最小值。請注意，這時的V 值取決于各個元件的性質，例如光學調制器23的相位差的差異、光學補償元件22的相位超前軸角度和相位差等。另一方面，對于大相位差區(qū)域，對于VO或更大的電壓，不存在亮度最小值，亮度隨著電壓的施加而增加。
將參考圖2進行相似描述。對于處于偏振狀態(tài)Ba的小相位差區(qū)域，通過向光學調制器23施加電壓能使偏振狀態(tài)Ba返回偏振狀態(tài)B。然而，對于處于偏振狀態(tài)Bb的大相位差區(qū)域，即使向光學調制器23施加電壓，偏振狀態(tài)Bb也不返回偏振狀態(tài)B。因此，當嘗試使屏幕內的亮度均勻化時，必須對大相位差區(qū)域的最低亮度進行協(xié)調。在該情況下，從圖3可知，亮度對于屏幕中心增加，因此存在降低對比度的大不利。
為此目的，對于本發(fā)明，將光學補償元件22的光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差調節(jié)成以最小驅動電壓V0來抵消光學調制器23的相位差相對較大的區(qū)域的相位差。下面將描述第一設定方法的一個例子。
第一設定方法將按以下方式執(zhí)行。也就是說，如圖4A所示，以驅動電壓V0經(jīng)由投影透鏡26將圖像投射于光學調制器23 (液晶顯示元件)的整個區(qū)域上。如圖4B所示，一旦光學補償元件22在該狀態(tài)下被旋轉，則光學補償元件22的相位超前軸改變。在光學調制器23的平面內相位差分布均勻的情況下，屏幕全域的亮度在一個特定位置變成最小，因此光學補償元件22的相位超前軸應該設定在該位置。然而，在光學調制器23的平面內存在不均勻相位差的情況下，通過旋轉光學補償元件22所投射的圖像的亮度變成最小的旋轉角取決于圖像內的位置。
例如，讓我們假定，在圖4A中，對于投射圖像的中心區(qū)域5，區(qū)域l 的相位差較大，而區(qū)域3的相位差較小。這時，如果我們假定光學補償元件22的旋轉位置已被調節(jié)成使中心區(qū)域5的亮度變成最小，則為了使區(qū)域 1的亮度最小化，應該將旋轉位置朝方向a移動，而為了使區(qū)域3的亮度最小化，則應該將旋轉位置朝方向b移動。
也就是說，如果我們假定使各個區(qū)域1-9的亮度最小化的光學補償元件22的旋轉角ei-的的最大值為0MAX,并且如果我們設定圖4B中 e=6MAX,則從而能抵消相位差最大的區(qū)域的相位差。理想地，應該盡可能抵消光學調制器23的相位差最大的區(qū)域的相位差。然而，這并不是必要的，更合適地，決心抵消相位差相對較大的區(qū)域，由此能獲得具有少量不均勻性的均勻圖像。此外，對于本例，圖像區(qū)域被分成9個，但是也可分成任意適當?shù)臄?shù)量，無論是5個還是100個，即分割數(shù)量應該取決于與所需性能的平tf。此外，對于本例，當搜索相位差相對較大的區(qū)域時，是在旋轉光學補償元件22的同時觀察投射圖像。例如，在光學調制器23所特有的相位差分布為已知的情況下，并且例如，在已知區(qū)域1和9之間的相位差大的情況下，應該調節(jié)光學補償元件22,以降低這些區(qū)域的亮度。
下面，將描述第二設定方法的一個例子。第二設定方法按以下方式執(zhí) 行。也就是說，如圖5A所示，對于光學調制器23的平面內的相位差分布，在以下情況下
(1 )屏幕的某個區(qū)域的相位差例如圖5A中區(qū)域5的相位差相對小于其它區(qū)域的相位差，或
(2)已知屏幕的某個區(qū)域的相位差與其它區(qū)域的相位差相比為中心程
度，
存在以下調節(jié)方法。
例如，讓我們假定某個光學調制器23具有以下特定相位差分布。例如，讓我們假定區(qū)域1的相位差大，區(qū)域7的相位差小，而區(qū)域5的相位差約為區(qū)域1和區(qū)域7的平均值。這種相位差分布可能因光學調制器23的工藝原因等原因而發(fā)生。在該情況下，對于光學調制器23的最小驅動電壓從 V0設定到VI (〉V0)，并經(jīng)由投影透鏡投射圖像。在該狀態(tài)下，旋轉并固定光學補償元件22,以使區(qū)域5的亮度變成最小。
在如此設定了光學補償元件22的位置的情況下，如圖5B所示，區(qū)域 5具有如下亮度/驅動電壓性質，其中亮度像中心那樣在電壓Vl處變成最小。相反地，對于相位差較大的區(qū)域l,類似于大相位差區(qū)域，使亮度最小化的電壓變成小于V1，而對于相位差較小的區(qū)域7,類似于小相位差區(qū)域，使
亮度最小化的電壓變成大于VI?，F(xiàn)在，如果我們假定驅動電壓VI被設定成使相位差較大的區(qū)域7在驅動電壓V0附近變成鄰近亮度最小值，則從而能將驅動電壓設定成使具有大相位差的區(qū)域在驅動電壓V0附近變成亮度最小值。
根據(jù)上述調節(jié)，具有大相位差的區(qū)域的最小驅動電壓能設定為V0。該方法的有利之處在于，在光學調制器23具有特定相位差分布的情況下，只通過觀察屏幕內的一個點就可調節(jié)光學補償元件22。相似地，即使在屏幕的某個區(qū)域(例如區(qū)域5)的相位差與其它區(qū)域的相位差相比相對較小的情況下，將光學補償元件22設定成使區(qū)域5在電壓VI處變成亮度最小值，并且還將電壓VI設定成使其它區(qū)域在電壓V0附近變成亮度最小值，由此能執(zhí)行相同的調節(jié)方法。
按如上所述那樣進行設定，由此能如圖6所示那樣表示偏振狀態(tài)，并能如圖7所示那樣表示低壓側的電壓/亮度性質。如圖7所示，參考電壓/亮度性質后，將光學補償元件22的相位超前軸和相位差設定成對于最小驅動電壓V0來抵消大相位差區(qū)域的相位差，由此大相位差區(qū)域在V0處變成亮度最小值。
另一方面，屏幕中心和小相位差區(qū)域的亮度最小值變成vo或更大，因
此向例如OIRE(IRE :表示視頻信號的振幅的單位，美國無線電學會(U.S. radio institute ))時的輸出電壓加入電調節(jié)，例如對于大相位差區(qū)域為V0[V〗、對于屏幕中心為V1[V]而對于小相位差區(qū)域為V2[V]，由此能以少量不均勻的亮度和色度獲得具有高對比度比值的高質量圖像。
參考圖6，將上述關系描述為鮑英卡勒球上的偏振狀態(tài)。如圖6所示，對于大相位差區(qū)域，使透過反射型偏振元件21 (入射側)后的偏振狀態(tài)與入射到反射型偏振元件21 (發(fā)射側)前的偏振狀態(tài)相協(xié)調。具體說，將光學補償元件22的光軸(相位超前軸、相位延遲軸)的角度和相位差設定成實現(xiàn)沒有偏振雜亂的狀態(tài)。根據(jù)這種設定，即使偏振狀態(tài)由于屏幕中心而變成狀態(tài)B或由于小相位差區(qū)域而變成狀態(tài)Ba，也能通過向液晶施加電壓而將兩者變成偏振狀態(tài)Bb，從而能對于屏幕全域實現(xiàn)沒有偏振雜亂的狀態(tài)。
對于上述圖像顯示裝置1，光學補償元件22設定成以施加到光學調制器23的最小驅動電壓V0來抵消光學調制器23的具有大相位差的區(qū)域的相位差。例如，設定光學補償元件22的光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和
相位差。因此，對于光學補償元件22，對應于光學調制器23內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度以施加到光學調制器23的最小驅動電壓V0 來變成最小值，由此能以等于或大于最小驅動電壓V0的電壓值將屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器23的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。因此，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像。
此外，對于上述圖像顯示裝置1的調節(jié)方法，光學補償元件22的例如光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差設定成以施加到光學調制器23 的最小驅動電壓VO來抵消光學調制器23的具有大相位差的區(qū)域的相位差。也就是說，光學補償元件22的安裝位置被調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中以施加到光學調制器23的最小驅動電壓V0來使光學調制器23內相位差相對較大的區(qū)域的亮度變成最小值。因此，能以等于或大于最小驅動電壓的電壓值將光學調制器23的屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器23的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。因此，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能實現(xiàn)高質量圖像的優(yōu) 勢。
下面將參考圖8中的示意性構造圖來描述本發(fā)明的一個實施方式(第二實施方式)的圖像顯示裝置。如圖8所示，在圖像顯示裝置2中設置燈 31。燈31的發(fā)光單元32設置在反射器33的焦點位置。此外，反射器33 反射從燈31發(fā)出的光，以將之作為大致平行的光而輸出。第一積分器透鏡 34和第二積分器透鏡35依次安裝在反射器33反射的光的光路上。第一積分器透鏡34和第二積分器透鏡35使入射到后述的光學調制器43的光的照度均勻化。偏振光束分離器36安裝在從第二積分器透鏡35發(fā)出的光的光路上。偏振光束分離器36用于將入射光偏振成處于預定偏振方向的光。聚光透鏡37設置在從偏振光束分離器36發(fā)出的光的光路上。
分色鏡38安裝在從聚光透鏡37發(fā)出的光的光路上。分色鏡38將入射光分離成紅波長帶的光、綠波長帶的光和藍波長帶的光。例如，分色鏡38 透射紅波長帶的光，而反射綠波長帶的光和藍波長帶的光。反射鏡39設置在透射的紅波長帶的光的光路上，而物鏡40 (40-1 )安裝在反射鏡39反射的光的光路上。入射側的透射型偏振元件41(41-1 )、光學補償元件42( 42-1 )、作為光學調制器43的透射型液晶顯示元件43-l、發(fā)射側的透射型偏振元件 44 (44-1 )依次安裝在透過物鏡40 (40-1 )的光的光^各上。
另一方面，分色鏡45設置在分色鏡38反射的光的光路上。分色鏡45 透射入射光的藍波長帶的光，而反射綠波長帶的光。物鏡40 (40-2)安裝在一個分離的光束(綠波長帶的光束)的光路上。入射側的透射型偏振元件41 (41-2)、光學補償元件42 (42-2)、作為光學調制器43的透射型液晶顯示元件43-2和發(fā)射側的透射型偏振元件44 ( 44-2 )依次安裝在透過物鏡 40 (40-2)的光的光路上。
投影透鏡46和反射鏡47安裝在另一分離的光束(藍波長帶的光束) 的光路上。中繼透鏡48和反射鏡49安裝在反射鏡47反射的光的光路上。場鏡40 (40-3)安裝在反射鏡49反射的光的光路上。入射側的透射型偏振元件41 (41-3)、光學補償元件42 (42-3 )、作為光學調制器43的透射型液晶顯示元件43-3和發(fā)射側的透射型偏振元件44 ( 44-3 )依次安裝在透過物鏡40 (40-3 )的光的光路上。
透射型液晶顯示元件43-l用于使紅波長帶的光受到光學調制。受到透射型液晶顯示元件43-1光學調制的光入射到發(fā)射側的透射型偏振元件44 (44-1),并且根據(jù)透射型液晶顯示元件43-l的調制程度，一部分被透射，而一部分被吸收。顏色合成棱鏡50安裝在該透射光入射到的位置。透射型液晶顯示元件43-2用于使綠波長帶的光受到光學調制。受到透射型液晶顯示元件43-2光學調制的光入射到發(fā)射側的透射型偏振元件44 ( 44-2 )，并且根據(jù)透射型液晶顯示元件43-2的調制程度，一部分被透射，而一部分被吸收。顏色合成棱鏡50安裝在該透射光入射到的位置。透射型液晶顯示元件 43-3用于使藍波長帶的光受到光學調制。受到透射型液晶顯示元件43-3光學調制的光入射到發(fā)射側的透射型偏振元件44 "4-3),并且根據(jù)透射型液晶顯示元件43-3的調制程度，一部分纟皮透射，而一部分被吸收。顏色合成棱鏡50安裝在該透射光入射到的位置。
顏色合成棱鏡50配置成透射綠波長帶的光而反射紅波長帶的光和藍波長帶的光，并用于合成各個顏色的光束。投影透鏡51安裝在合成光的發(fā)射方向上。投影透鏡51使入射光放大到預定倍率而發(fā)射它。從投影透鏡51發(fā)出的圖像所投射的屏幕(未示出)安裝在投影透鏡51的發(fā)射方向上。
上述各個光學補償元件42各自安裝成這樣一種狀態(tài)，其中當施加比施
加到對應于各個光學補償元件42的光學調制器43的最小驅動電壓V0更大的電壓時，各個光學調制器43的中心部變成最暗。
例如，設置OIRE時的多個電壓值，以對應于光學調制器43的平面內的各個位置。該多個電壓值各自變成亮度最小的電壓值。
此外，上述圖像顯示裝置2可以是三板式(three-LCD-type)圖像顯示裝置。例如，由三板式圖像顯示裝置的三個透射型液晶元件制成的光學調制器43 (43-l、 43-2和43-3 )分別調制紅、綠和藍通道的光束。然后，至少綠通道的透射型液晶元件43-2包括具有抵消其中生成的相位差的操作的光學補償元件42-2。光學補償元件42-2安裝成這樣一種狀態(tài)，其中當施加比施加到綠通道透射型液晶顯示元件43-2的最小驅動電壓V0更大的電壓時，對應于綠通道透射型液晶元件43-2的中心部的投射圖像變成最暗。
此外，在光學調制器43在其平面內具有相位差分布的情況下，當向光學調制器43施加電壓時，電壓設定成使對應于光學調制器43的平面內的具有大相位差的區(qū)域的投射圖像的亮度最暗。
下面，將參考圖8來描述上述圖像顯示裝置2的操作。如圖8所示，從光源31的發(fā)光單元32發(fā)出的光被反射器33反射而變成大致平行的光，并從第一積分器透鏡34入射到第二積分器透鏡35,以使入射到各個光學調制器43的光的照度均勻化。然后，從第二積分器透鏡35發(fā)出的光束入射到偏振光束分離器36,并受到偏振而獲得預定偏振方向的光。
受到偏振光束分離器36的偏振而發(fā)出的光在聚光透鏡37處入射并聚集，然后入射到分色鏡38。對于入射到分色鏡38的光，例如，紅波長帶的光被透射，而綠波長帶的光和藍波長帶的光被反射。透過分色鏡38的紅波長帶的光透過反射鏡39和物鏡40 ( 40-1 )，然后入射到透射型偏振元件41 (41-1)，并經(jīng)由光學補償元件42 (42-1 )而照射到光學調制器43 (透射型液晶元件43-l )上。
另一方面，被分色鏡38反射的光入射到分色鏡45。對于分色鏡45, 藍波長帶的光被透射，而綠波長帶的光被反射。分離的光束之一(綠波長帶的光束)入射到物鏡40 (40-2)和透射型偏振元件41 (41-2),并經(jīng)由光學補償元件42 (42-2)而照射到作為光學調制器43的透射型液晶顯示元件43-2上。另一分離的光束(藍波長帶的光束)被投影透鏡46、反射鏡47、中繼透鏡48和反射鏡49引導至物鏡40 (40-3 )。然后，該光束入射到物鏡 40 U0-3)和反射型偏振元件41 (41-3),并經(jīng)由光學補償元件42 (42-3 ) 而照射到作為光學調制器43的透射型液晶顯示元件43-3上。
在透射型液晶顯示元件43-l處受到光學調制的紅波長帶的光入射到透射型偏振元件44 (44-1 )，并且根據(jù)調制程度，一部分一皮吸收，而一部分被透射并入射到顏色合成棱鏡50。此外，在透射型液晶顯示元件43-2處受到光學調制的綠波長帶的光入射到透射型偏振元件44 ( 44-2 )，并且根據(jù)調制程度，一部分^皮吸收，而一部分^皮透射并入射到顏色合成棱4竟50。此外，在透射型液晶顯示元件43-3處受到光學調制的藍波長帶的光入射到透射型偏振元件44 ( 44-3 )，并且根據(jù)調制程度，一部分被吸收，而一部分被透射并入射到顏色合成棱鏡50。
顏色合成棱鏡50透射綠波長帶的光，而反射紅波長帶的光和藍波長帶的光。然后，各個顏色的光束被合成并入射到投影透鏡51，其圖像在這里被放大到預定倍率并投射到屏幕(未示出)上。
現(xiàn)在，對于顯示黑色階調，將通過采用VA取向的液晶顯示元件作為光學調制器43的示例，來描述作為圖像顯示裝置2的透射型液晶顯示裝置的實施例。
當顯示黑色階調側時，液晶顯示元件的驅動電壓變成相對較小的值，因此理想的是偏振元件(入射側)、液晶顯示元件和偏振元件(發(fā)射側)之間的光的偏振狀態(tài)保持不變。
然而，對于液晶顯示元件，為了控制施加電壓時液晶的傾斜方向，即使在非電場狀態(tài)下，也通常向相對光束的入射偏振軸為±45度的方向添加一個微小的傾角(預傾斜)。因此，對于垂直入射到液晶顯示元件的光，液晶顯示元件用作光軸為45度的細微相位差元件。因此，一般而言，釆用光學補償元件作為抵消該細微相位差的光學元件。
將參考圖9的鮑英卡勒球來描述圖像顯示裝置2的光學補償元件42的作用的示例。如圖9所示，一旦透過入射側透射型偏振元件41的光束入射到光學補償元件42后，光束受到相位超前軸和相位差的影響而變成圖中的偏振狀態(tài)A,即順時針橢圓偏振狀態(tài)。此外，光束透過光學調制器43 (例如透射型液晶元件)而變成偏振狀態(tài)B (偏振軸傾斜的線偏振)。理想地，采用設計為如上所述的光學補償元件42，由此即使在考慮光學調制器43的
細微相位差的同時，也能將光束變成線偏振狀態(tài)。此外，在發(fā)射側設置在
該偏振方向上具有吸收軸的發(fā)射側透射型偏振元件44，由此能防止不需要的漏光。
然而，實際上，由于在一些情況下的光學調制器43的液晶元件的取向的不均勻性、單元間隙的不均勻性、制造工藝的不均勻性等，即使在光學調制器43的液晶平面內也發(fā)生非常細微的相位差的不均勻性，這時，發(fā)生以下現(xiàn)象。
讓我們假定，對于光學調制器43的中心即對于屏幕中心的相位差，平面內分布有大相位差區(qū)域和小相位差區(qū)域。在該狀態(tài)下，在將光學補償元件42的光軸和相位差設定成以最小驅動電壓V0來抵消光學調制器43中心的相位差的情況下，光束的偏振狀態(tài)如上所述那樣經(jīng)由A和B而返回線偏振狀態(tài)。
然而，對于大相位差區(qū)域，光束的偏振狀態(tài)從A變成Bb，而對于小相位差區(qū)域，光束的偏振狀態(tài)從A變成Ba，因此兩者均不返回原始的線偏振狀態(tài)，而變成具有橢圓成分的偏振狀態(tài)。在該情況下，光束從透射型偏振元件44 (發(fā)射側)漏到投影透鏡47側，因此盡管是黑色狀態(tài)，在屏幕上也發(fā)生亮度的不均勻性。此外，在RGB各個顏色被合成的情況下，發(fā)生色度的不均勻性。
作為降低平面內亮度的不均勻性的技術，可以設想一種用于改變光學調制器43的平面內的相位差分布即各個平面內的外加電壓的方法(所謂的 3Dy方法)。例如，將屏幕區(qū)域分成一百個左右的區(qū)域，并給予每個區(qū)域單獨的輸入信號/輸出信號性質，從而能實現(xiàn)沒有亮度和色度不均勻性的均勻圖像。然而，對于黑色側的階調并非一定要采用該方法。
舉例來說，在如圖9所述那樣設置光學補償元件的情況下，將參考圖3 來描述屏幕中心、大相位差區(qū)域和小相位差區(qū)域的相位差之間的電壓/亮度性質。
如圖3所示，光學補償元件42設定成以最小驅動電壓V0來抵消屏幕中心的相位差，因此屏幕中心的亮度以電壓V0來變成最小值，而小相位差區(qū)域的亮度以滿足V〉V0的電壓來變成亮度最小值。請注意，這時的V值取決于各個元件的性質，例如光學調制器43的相位差的差異、光學補償元件42的相位超前軸角度和相位差等。另一方面，對于大相位差區(qū)域，對于
vo或更大的電壓，不存在亮度最小值，亮度隨著電壓的施加而增加。
將參考圖9進行相似描述。對于處于偏振狀態(tài)Ba的小相位差區(qū)域，通過向光學調制器43施加電壓能使偏振狀態(tài)Ba返回偏振狀態(tài)B。然而，對于處于偏振狀態(tài)Bb的大相位差區(qū)域，即使向光學調制器43施加電壓，偏振狀態(tài)Bb也不返回偏振狀態(tài)B。因此，當嘗試使屏幕內的亮度均勻化時，必須對大相位差區(qū)域的最低亮度進行協(xié)調。在該情況下，如從圖3可知，不是以屏幕中心的驅動電壓V0處的亮度L0而是以大相位差區(qū)域的驅動電壓V0處的亮度L1來協(xié)調亮度，從而存在降低對比度的大不利。
為此目的，對于本發(fā)明，將光學補償元件42的光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差調節(jié)成以最小驅動電壓V0來抵消光學調制器43的相位差相對較大的區(qū)域的相位差。下面將描述對于圖像顯示裝置2的第一設定方法的一個例子。
將按以下方式進行對于圖像顯示裝置2的第一設定方法。也就是說，如圖4A所示，以驅動電壓V0經(jīng)由投影透鏡47將圖像投射于光學調制器 43 (例如液晶顯示元件)的整個區(qū)域上。如圖4B所示，一旦光學補償元件 42例如在該狀態(tài)下被旋轉，則光學補償元件42的相位超前軸改變。在光學調制器43的平面內相位差分布均勻的情況下，屏幕全域的亮度在一個特定位置變成最小，因此光學補償元件42的相位超前軸應該設定在該位置。然而，在光學調制器43的平面內存在不均勻相位差的情況下，通過旋轉光學補償元件42所投射的圖像的亮度變成最小的旋轉角取決于圖像內的位置。
例如，讓我們假定，在圖4A中，對于投射圖像的中心區(qū)域5，區(qū)域l 的相位差較大，而區(qū)域3的相位差較小。這時，如果我們假定光學補償元件42的旋轉位置已被調節(jié)成使中心區(qū)域5的亮度變成最小，則為了使區(qū)域 l的亮度最小化，應該將旋轉位置朝方向a移動，而為了使區(qū)域3的亮度最小化，則應該將旋轉位置朝方向b移動。
也就是說，如果我們假定使各個區(qū)域1-9的亮度最小化的光學補償元件42的旋轉角ei-的的最大值為0MAX，并且如果我們設定圖4B中 e二6MAX,則從而能抵消相位差最大的區(qū)域的相位差。理想地，應該盡可能抵消光學調制器43的相位差最大的區(qū)域的相位差。然而，這并不是必要的，更合適地，決心抵消相位差相對較大的區(qū)域，由此能獲得具有少量不均勻性的均勻圖像。此外，對于本例，圖像區(qū)域被分成9個，但是也可分成任意適當?shù)臄?shù)量，無論是5個還是100個，即分割數(shù)量應該取決于與所需性能的平衡。此外，對于本例，當搜索相位差相對較大的區(qū)域時，是在旋轉
光學補償元件42的同時觀察投射圖像。例如，在光學調制器43所特有的相位差分布為已知的情況下，并且例如，在已知區(qū)域1和9之間的相位差大的情況下，應該調節(jié)光學補償元件42，以降低這些區(qū)域的亮度。
下面，將描述第二設定方法的一個例子。第二設定方法按以下方式執(zhí) 行。也就是說，如圖5A所示，對于光學調制器43 (例如液晶顯示元件) 的平面內的相位差分布，在以下情況下
(l )屏幕的某個區(qū)域的相位差例如圖5A中區(qū)域5的相位差相對小于其它區(qū)域的相位差，或
(2 )已知屏幕的某個區(qū)域的相位差與其它區(qū)域的相位差相比為中心程
度，
存在以下調節(jié)方法。
例如，讓我們假定某個光學調制器43具有以下特定相位差分布。例如，讓我們假定區(qū)域1的相位差大，區(qū)域7的相位差小，而區(qū)域5的相位差約為區(qū)域1和區(qū)域7的平均值。這種相位差分布可能因光學調制器43的工藝原因等原因而發(fā)生。在該情況下，對于光學調制器43的最小驅動電壓從 V0設定到VI (>V0)，并經(jīng)由投影透鏡48投射圖像。在該狀態(tài)下，旋轉并固定光學補償元件42,以使區(qū)域5的亮度變成最小。
在如此設定了光學補償元件42的位置的情況下，如圖5B所示，區(qū)域 5具有如下亮度/驅動電壓性質，其中亮度像中心那樣在電壓VI處變成最小。相反地，對于相位差較大的區(qū)域l，類似于大相位差區(qū)域，使亮度最小化的電壓變成小于Vl,而對于相位差較小的區(qū)域7，類似于小相位差區(qū)域，使亮度最小化的電壓變成大于VI?，F(xiàn)在，如果我們假定驅動電壓VI被設定成使相位差較大的區(qū)域7在驅動電壓V0附近變成鄰近亮度最小值，則從而能將驅動電壓設定成使具有大相位差的區(qū)域在驅動電壓V0附近變成亮度最小值。
根據(jù)上述調節(jié)，具有大相位差的區(qū)域的最小驅動電壓能設定為V0。該方法的有利之處在于，在光學調制器43具有特定相位差分布的情況下，只通過觀察屏幕內的一個點就可調節(jié)光學補償元件42。相似地，即使在屏幕的某個區(qū)域(例如區(qū)域5 )的相位差與其它區(qū)域的相位差相比相對較小的情
況下，將光學補償元件42設定成使區(qū)域5在電壓VI處變成亮度最小值，并且還將電壓VI設定成使其它區(qū)域在電壓VO附近變成亮度最小值，由此能執(zhí)行相同的調節(jié)方法。
按如上所述那樣進行設定，由此能如圖IO所示那樣表示偏振狀態(tài)，并能如圖7所示那樣表示低壓側的電壓/亮度性質。如圖7所示，參考電壓/亮度性質后，將光學補償元件42的相位超前軸和相位差設定成對于最小驅動電壓V0來抵消大相位差區(qū)域的相位差，由此大相位差區(qū)域在V0處變成亮度最小值。
另一方面，屏幕中心和小相位差區(qū)域的亮度最小值變成VO或更大，因此向例如OIRE(IRE:表示視頻信號的振幅的單位，美國無線電學會)時的輸出電壓加入電調節(jié)，例如對于大相位差區(qū)域為V0[V]、對于屏幕中心為 V1[V]而對于小相位差區(qū)域為V2[V]，由此能以少量不均勻的亮度和色度獲得具有高對比度比值的高質量圖像。
參考圖10，將上述關系描述為鮑英卡勒球上的偏振狀態(tài)。如圖IO所示，對于大相位差區(qū)域，將光學補償元件42的光軸(相位超前軸、相位延遲軸) 的角度和相位差設定成獲得作為入射到透射型偏振元件44 (發(fā)射側)前的偏振的線偏振。根據(jù)這種設定，即4吏偏振狀態(tài)由于屏幕中心而變成狀態(tài)B 或由于小相位差區(qū)域而變成狀態(tài)Ba，也能通過向液晶施加電壓而將兩者變成偏振狀態(tài)Bb，從而能對于屏幕全域實現(xiàn)沒有偏振雜亂的狀態(tài)。
對于上述圖像顯示裝置2，光學補償元件42設定成以施加到光學調制器43的最小驅動電壓V0來抵消光學調制器43的具有大相位差的區(qū)域的相位差。例如，設定光學補償元件42的光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差。因此，對于光學補償元件42，光學調制器43內相位差相對較大的區(qū)域的亮度以施加到光學調制器43的最小驅動電壓V0來變成最小值，由此能以等于或大于最小驅動電壓V0的電壓值將屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器43的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。因此，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像。
此外，對于上述圖像顯示裝置2的調節(jié)方法，將光學補償元件42的例如光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差設定成以施加到光學調制器
43的最小驅動電壓V0來抵消光學調制器43的具有大相位差的區(qū)域的相位差。也就是說，光學補償元件42的安裝位置被調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中以施加到光學調制器43的最小驅動電壓V0來使對應于光學調制器43內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度變成最小值。因此，能以等于或大于最小驅動電壓V0的電壓值將光學調制器43的屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器43的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。因此，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像，這是有利的。
下面，將參考圖11中的示意性構造圖來描述本發(fā)明的一個實施方式(第三實施方式)的圖像顯示裝置。如圖ll所示，在圖像顯示裝置3中設置燈 31。燈31的發(fā)光單元32設置在反射器33的焦點位置。此外，反射器33 反射從燈31發(fā)出的光，以將之作為大致平行的光而輸出。第一積分器透鏡 34和第二積分器透鏡35依次安裝在反射器33反射的光的光路上。第一積分器透鏡34和第二積分器透鏡35使入射到后述的光學調制器43的光的照度均勻化。偏振光束分離器36安裝在從第二積分器透鏡35發(fā)出的光的光路上。偏振光束分離器36用于將入射光轉換成處于預定偏振方向的光。聚光透鏡37設置在從偏振光束分離器36發(fā)出的光的光路上。
分色鏡38安裝在從聚光透鏡37發(fā)出的光的光路上。分色鏡38將入射光分離成紅波長帶的光、綠波長帶的光和藍波長帶的光。例如，分色鏡38 透射紅波長帶的光，而反射綠波長帶的光和藍波長帶的光。反射鏡39設置在透射的紅波長帶的光的光路上，而物鏡40 (40-1 )安裝在反射鏡39反射的光的光路上。入射側的透射型偏振元件41 (41-1)、作為光學調制器43 的透射型液晶顯示元件43-l、光學補償元件42 (42-1 )、發(fā)射側的透射型偏振元件44 (44-1 )依次安裝在透過物鏡40 (40-1 )的光的光^各上。
另一方面，分色鏡45設置在分色鏡38反射的光的光路上。分色鏡45 透射入射光的藍波長帶的光，而反射綠波長帶的光。物鏡40 (40-2)安裝在一個分離的光束(綠波長帶的光束)的光路上。入射側的透射型偏振元件41 (41-2)、作為光學調制器43的透射型液晶顯示元件43-2、光學補償元件42 (42-2)和發(fā)射側的透射型偏振元件44 (44-2)依次安裝在透過物鏡40 (40-2)的光的光路上。
投影透鏡46和反射鏡47安裝在另一分離的光束(藍波長帶的光束) 的光路上。中繼透鏡48和反射鏡49安裝在反射鏡47反射的光的光路上。場鏡40 (40-3 )安裝在反射鏡49反射的光的光路上。入射側的透射型偏振元件41 (41-3)、作為光學調制器43的透射型液晶顯示元件43-3、光學補償元件42 (42-3 )和發(fā)射側的透射型偏振元件44 (44-3 )依次安裝在透過物鏡40 (40-3 )的光的光路上。
透射型液晶顯示元件43-l用于使紅波長帶的光受到光學調制。受到透射型液晶顯示元件43-1光學調制的光入射到發(fā)射側的透射型偏振元件44 (44-1)，并且根據(jù)透射型液晶顯示元件43-l的調制程度，一部分被透射，而一部分被吸收。顏色合成棱鏡50安裝在該透射光入射到的位置。透射型液晶顯示元件43-2用于使綠波長帶的光受到光學調制。受到透射型液晶顯示元件43-2光學調制的光入射到發(fā)射側的透射型偏振元件44 ( 44-2 )，并且根據(jù)透射型液晶顯示元件43-2的調制程度，一部分被透射，而一部分被吸收。顏色合成棱鏡50安裝在該透射光入射到的位置。透射型液晶顯示元件 43-3用于使藍波長帶的光受到光學調制。受到透射型液晶顯示元件43-3光學調制的光入射到發(fā)射側的透射型偏振元件44 ( 44-3 )，并且根據(jù)透射型液晶顯示元件43-3的調制程度，一部分被透射，而一部分被吸收。顏色合成棱鏡50安裝在該透射光入射到的位置。
顏色合成棱鏡50配置成透射綠波長帶的光而反射紅波長帶的光和藍波長帶的光，并用于合成各個顏色的光束。投影透鏡51安裝在合成光的發(fā)射方向上。投影透鏡51使入射光放大到預定倍率而發(fā)射它。從投影透鏡51 發(fā)出的圖像所投射的屏幕(未示出)安裝在投影透鏡51的發(fā)射方向上。
上述各個光學補償元件42各自安裝成這樣一種狀態(tài)，其中當施加比施加到對應于各個光學補償元件42的光學調制器43的最小驅動電壓V0更大的電壓時，各個光學調制器43的中心部變成最暗。
例如，設置OIRE時的多個電壓值，以對應于光學調制器43的平面內的各個位置。該多個電壓值各自變成亮度最小的電壓值。
此外，上述圖像顯示裝置3可以是三板式圖像顯示裝置。例如，由三板式圖像顯示裝置的三個透射型液晶元件制成的光學調制器43 (43-1、 43-2 和43-3)分別調制紅、綠和藍通道的光束。然后，至少綠通道的透射型液晶元件43-2包括具有抵消其中生成的相位差的操作的光學補償元件42-2。光學補償元件42-2安裝成這樣一種狀態(tài)，其中當施加比施加到綠通道透射型液晶顯示元件43-2的最小驅動電壓V0更大的電壓時，對應于綠通道透射型液晶元件43-2的中心部的投射圖像變成最暗。
此外，在光學調制器43在其平面內具有相位差分布的情況下，當向光學調制器43施加電壓時，電壓設定成使對應于光學調制器43的平面內的具有大相位差的區(qū)域的投射圖像的亮度最暗。
現(xiàn)在，對于顯示黑色階調，將通過采用VA取向的液晶顯示元件作為光學調制器43的示例，來描述作為圖像顯示裝置3的透射型液晶顯示裝置的實施例。
當顯示黑色階調側時，液晶顯示元件的驅動電壓變成相對較小的值，因此理想的是偏振元件(入射側)、液晶顯示元件和偏振元件(發(fā)射側)之間的光的偏振狀態(tài)保持不變。
然而，對于液晶顯示元件，為了控制施加電壓時液晶的傾斜方向，即使在非電場狀態(tài)下，也通常向相對光束的入射偏振軸為±45度的方向添加一個微小的傾角(預傾斜)。因此，對于垂直入射到液晶顯示元件的光，液晶顯示元件用作光軸為45度的細微相位差元件。因此，一般而言，采用光學補償元件作為抵消該細微相位差的光學元件。
將參考圖12的鮑英卡勒球來描述圖像顯示裝置3的光學補償元件42 的作用的示例。如圖12所示，一旦透過光學調制器43 (例如透射型液晶調制器)的光束入射到光學補償元件42后，光束受到相位超前軸和相位差的影響而變成圖中的偏振狀態(tài)A，即順時針橢圓偏振狀態(tài)。理想地，采用上述設計的光學補償元件42,由此即使在考慮光學調制器43的細微相位差的同時，也能將光束變成線偏振狀態(tài)。此外，在發(fā)射側設置在該偏振方向上具有吸收軸的發(fā)射側透射型偏振元件44，由此能防止不需要的漏光。
然而，實際上，由于在一些情況下的光學調制器43的液晶元件的取向的不均勻性、單元間隙的不均勻性、制造工藝的不均勻性等等，即使在光學調制器43的液晶平面內也發(fā)生非常細微的相位差的不均勻性，這時，發(fā) 生以下現(xiàn)象。
讓我們假定，對于光學調制器43的中心即對于屏幕中心的相位差，平面內分布有大相位差區(qū)域和小相位差區(qū)域。在該狀態(tài)下，在將光學補償元件42的光軸和相位差設定成以最小驅動電壓VO來抵消光學調制器43中心的相位差的情況下，光束的偏振狀態(tài)如上所述那樣經(jīng)由A和B而返回線偏振狀態(tài)。
然而，對于大相位差區(qū)域，光束的偏振狀態(tài)/人Ab變成Bb，而對于小相位差區(qū)域，光束的偏振狀態(tài)從Aa變成Ba，因此兩者均不返回原始的線偏振狀態(tài)，而變成具有橢圓成分的偏振狀態(tài)。在該情況下，光束從透射型偏振元件44 (發(fā)射側)漏到投影透鏡47側，因此盡管是黑色狀態(tài)，在屏幕上也發(fā)生亮度的不均勻性。此外，在RGB各個顏色被合成的情況下，發(fā)生色度的不均勻性。
作為降低平面內亮度的不均勻性的技術，可以設想一種用于改變光學調制器43的平面內的相位差分布即各個平面內的外加電壓的方法(所謂的 3Dy方法)。例如，將屏幕區(qū)域分成一百個左右的區(qū)域，并給予每個區(qū)域單獨的輸入信號/輸出信號性質，從而能實現(xiàn)沒有亮度和色度不均勻性的均勻圖像。然而，對于黑色側的階調并非一定要采用該方法。
舉例來說，在如圖12所述那樣設置光學補償元件的情況下，將參考圖 3來描述屏幕中心、大相位差區(qū)域和小相位差區(qū)域的相位差之間的電壓/亮度性質。
如圖3所示，光學補償元件42設定成以最小驅動電壓V0來抵消屏幕中心的相位差，因此屏幕中心的亮度以電壓V0來變成最小值，而小相位差區(qū)域的亮度以滿足V>V0的電壓來變成亮度最小值。請注意，這時的V值取決于各個元件的性質，例如光學調制器43的相位差的差異、光學補償元件42的相位超前軸角度和相位差等。另一方面，對于大相位差區(qū)域，對于 V0或更大的電壓，不存在亮度最小值，亮度隨著電壓的施加而增加。
將參考圖12進行相似描述。對于處于偏振狀態(tài)Ba的小相位差區(qū)域，通過向光學調制器43施加電壓能使偏振狀態(tài)Ba返回偏振狀態(tài)B。然而，對于處于偏振狀態(tài)Bb的大相位差區(qū)域，即使向光學調制器43施加電壓' 偏振狀態(tài)Bb也不返回偏振狀態(tài)B。因此，當嘗試使屏幕內的亮度均勻化時，必須對大相位差區(qū)域的最低亮度進行協(xié)調。在該情況下，如從圖3可知，不是以屏幕中心的驅動電壓V0處的亮度L0而是以大相位差區(qū)域的驅動電壓V0處的亮度L1來協(xié)調亮度，從而存在降低對比度的大不利。
為此目的，對于本發(fā)明，將光學補償元件42的光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差調節(jié)成以最小驅動電壓V0來^J氐消光學調制器43的相位差相對較大的區(qū)域的相位差。下面將描述對于圖像顯示裝置3的第一設
定方法的一個例子。
將按以下方式進行對于圖像顯示裝置3的第一設定方法。也就是說，如圖4A所示，以驅動電壓V0經(jīng)由投影透鏡47將圖像投射于光學調制器 43 (例如液晶顯示元件)的整個區(qū)域上。如圖4B所示，一旦光學補償元件 42在該狀態(tài)下被旋轉，則光學補償元件42的相位超前軸改變。在光學調制器43的平面內相位差分布均勻的情況下，屏幕全域的亮度在一個特定位置變成最小，因此光學補償元件42的相位超前軸應該i殳定在該位置。然而，在光學調制器43的平面內存在不均勻相位差的情況下，通過旋轉光學補償元件42所投射的圖像的亮度變成最小的旋轉角取決于圖像內的位置。
例如，讓我們假定，在圖4A中，對于投射圖像的中心區(qū)域5，區(qū)域l 的相位差較大，而區(qū)域3的相位差較小。這時，如果我們^底定光學補償元件42的旋轉位置已被調節(jié)成使中心區(qū)域5的亮度變成最小，則為了使區(qū)域 l的亮度最小化，應該將旋轉位置朝方向a移動，而為了使區(qū)域3的亮度最小化，則應該將旋轉位置朝方向b移動。
也就是說，如果我們假定使各個區(qū)域1-9的亮度最小化的光學補償元件42的旋轉角的最大值為0MAX，并且如果我們設定圖4B中 e=0MAX,則從而能抵消相位差最大的區(qū)域的相位差。理想地，應該盡可能抵消光學調制器43的相位差最大的區(qū)域的相位差。然而，這并不是必要的，更合適地，決心抵消相位差相對較大的區(qū)域，由此能獲得具有少量不均勻性的均勻圖像。此外，對于本例，圖像區(qū)域被分成9個，但是也可分成任意適當?shù)臄?shù)量，無論是5個還是100個，即分割數(shù)量應該取決于與所需性能的平衡。此外，對于本例，當搜索相位差相對較大的區(qū)域時，是在旋轉光學補償元件42的同時觀察投射圖像。例如，在光學調制器43所特有的相位差分布為已知的情況下，并且例如，在已知區(qū)域1和9之間的相位差大的情況下，應該調節(jié)光學補償元件42,以降低這些區(qū)域的亮度。
下面，將描述第二設定方法的一個例子。第二設定方法按以下方式執(zhí) 行。也就是說，如圖5A所示，對于光學調制器43的平面內的相位差分布，在以下情況下
(1 )屏幕的某個區(qū)域的相位差例如圖5A中區(qū)域5的相位差相對小于其它區(qū)域的相位差，或
(2 )已知屏幕的某個區(qū)域的相位差與其它區(qū)域的相位差相比為中心程
度，
存在以下調節(jié)方法。
例如，讓我們假定某個光學調制器43具有以下特定相位差分布。例如，讓我們假定區(qū)域1的相位差大，區(qū)域7的相位差小，而區(qū)域5的相位差約為區(qū)域1和區(qū)域7的平均值。這種相位差分布可能因光學調制器43的工藝原因等原因而發(fā)生。在該情況下，對于光學調制器43的最小驅動電壓從 V0設定到V1 (>V0),并經(jīng)由投影透鏡48投射圖像。在該狀態(tài)下，旋轉并固定光學補償元件42，以使區(qū)域5的亮度變成最小。
在如此設定了光學補償元件42的位置的情況下，如圖5B所示，區(qū)域 5具有如下亮度/驅動電壓性質，其中亮度像中心那樣在電壓Vl處變成最小。相反地，對于相位差較大的區(qū)域l,類似于大相位差區(qū)域，使亮度最小化的電壓變成小于Vl,而對于相位差較小的區(qū)域7,類似于小相位差區(qū)域，使亮度最小化的電壓變成大于VI?，F(xiàn)在，如果我們假定驅動電壓VI被設定成使相位差較大的區(qū)域7在驅動電壓V0附近變成鄰近亮度最小值，則從而能將驅動電壓設定成使具有大相位差的區(qū)域在驅動電壓V0附近變成亮度最小值。
根據(jù)上述調節(jié)，具有大相位差的區(qū)域的最小驅動電壓能設定為V0。該方法的有利之處在于，在光學調制器43具有特定相位差分布的情況下，只通過觀察屏幕內的一個點就可調節(jié)光學補償元件42。相似地，即使在屏幕的某個區(qū)域(例如區(qū)域5 )的相位差與其它區(qū)域的相位差相比相對較小的情況下，將光學補償元件42設定成使區(qū)域5在電壓VI處變成亮度最小值，并且還將電壓VI設定成使其它區(qū)域在電壓V0附近變成亮度最小值，由此能執(zhí)行相同的調節(jié)方法。
按如上所述那樣進行設定，由此能如圖13所示那樣表示偏振狀態(tài)，并能如圖7所示那樣表示低壓側的電壓/亮度性質。如圖7所示，參考電壓/亮度性質后，將光學補償元件42的相位超前軸和相位差設定成對于最小驅動電壓V0來抵消大相位差區(qū)域的相位差，由此大相位差區(qū)域在V0處變成亮度最小值。
另一方面，屏幕中心和小相位差區(qū)域的亮度最小值變成VO或更大，因此向例如0IRE (IRE:表示視頻信號的振幅的單位，美國無線電學會)時的輸出電壓加入電調節(jié)，例如對于大相位差區(qū)域為V0[V]、對于屏幕中心為 V1[V]而對于小相位差區(qū)域為V2[V]，由此能以少量不均勻的亮度和色度獲得具有高對比度比值的高質量圖像。
參考圖13,將上述關系描述為鮑英卡勒球上的偏振狀態(tài)。如圖13所示，對于大相位差區(qū)域，將光學補償元件42的光軸(相位超前軸、相位延遲軸) 的角度和相位差設定成獲得作為入射到透射型偏振元件44 (發(fā)射側)前的偏振的線偏振。根據(jù)這種設定，即使偏振狀態(tài)由于屏幕中心而變成狀態(tài)B 或由于小相位差區(qū)域而變成狀態(tài)Ba，也能通過向液晶施加電壓而將兩者變成偏振狀態(tài)Bb，從而能對于屏幕全域實現(xiàn)沒有偏振雜亂的狀態(tài)。
對于上述圖像顯示裝置3,光學補償元件42設定成以施加到光學調制器43的最小驅動電壓V0來抵消光學調制器43的具有大相位差的區(qū)域的相位差。例如，設定光學補償元件42的光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差。因此，對于光學補償元件42,光學調制器43內相位差相對較大的區(qū)域的亮度以施加到光學調制器43的最小驅動電壓V0來變成最小值，由此能以等于或大于最小驅動電壓V0的電壓值將屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器43的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。因此，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像。
此外，對于上述圖像顯示裝置3的調節(jié)方法，將光學補償元件43的例如光軸(相位超前軸、相位延遲軸)和相位差設定成以施加到光學調制器 43的最小驅動電壓V0來抵消光學調制器43的具有大相位差的區(qū)域的相位差。也就是說，光學補償元件42的安裝位置被調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中以施加到光學調制器43的最小驅動電壓V0來使光學調制器43內相位差相對較大的區(qū)域的亮度變成最小值。因此，能以等于或大于最小驅動電壓VO 的電壓值將光學調制器43的屏幕全域設定為亮度最小值。實現(xiàn)了該狀態(tài)，由此能通過調節(jié)光學調制器43的平面內的各個位置的輸入信號/輸出電壓性質來降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性。因此，能在維持高對比度比值的同時降低亮度的不均勻性和色度的不均勻性，從而能獲得高質量圖像，這是有利的。對于上述各例，采用了 VA取向(垂直取向)的液晶顯示元件作為光學調制器43。然而，本發(fā)明并不局限于此，相應地，還可采用其它方法的液
晶顯示元件，例如TN取向(twist nematic orientation: 4丑曲向列型取向)、 IPS (In Plane Switching:面內切換)取向(常規(guī)TFT在被玻璃基底夾持的液晶的厚度方向上施加電壓，而IPS方法在基底的平面方向上施加電壓)、扭曲VA耳又向、OCB ( optically compensated birefringence:光學補償雙折射) 取向(用于液晶板的廣視野角度技術之一，最大特征是響應速度大約為5ms。一個特性是液晶元件表現(xiàn)出被稱作"彎曲取向"的弧形狀態(tài)的取向，并且一旦施加電壓后，液晶元件就以高速操作)、等等。
此外，對于上述各例，在鮑英卡勒球上示出的是作為光學補償元件42 的光軸為0-45度(假定偏振軸為0度，而液晶的光軸為45度)的情況下的例子。然而，本發(fā)明并不局限于此，相應地，還可采用以液晶來抵消相位差的所有方法的光學補償板。
對于上述各例，針對三板式光學系統(tǒng)進行了描述，但是也可采用使用單板的圖像顯示裝置?？刹捎贸邏?UHP)燈、發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)等作為上述各例的光源11。
對于上述示例，描述了三板式照射裝置，但是并未區(qū)分RGB的各個通道。可對于所有這些板滿足光學調制器(液晶顯示元件)23、 43和光學補償元件22、 42之間的關系，在一些情況下也可對于4又僅一個通道滿足上述關系。在滿足僅僅一個通道的情況下，考慮到可見度性質、對亮度的影響、對對比度的影響等等，希望選擇綠通道(Gch)。對于上述示例，采用了用于三個片(RGB)的光學調制器(液晶元件)。然而，本發(fā)明并不局限于此，相應地，還可采用由一片液晶制成的單4反式、雙片式或者多片式。
本申請包含2008年6月13日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請JP 2008-154864所涉及的主題，其全部內容通過引用并入本文。
本領域的技術人員應該了解，在權利要求或其等同方案的范圍內，可以根據(jù)設計要求以及其它因素做出多種修改、組合、子組合和變更。
權利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括光學調制器；和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件；其中，所述光學補償元件安裝成這樣一種狀態(tài)，其中對應于所述光學調制器內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度在施加到所述光學調制器的最小驅動電壓處變成最小值。
2. 如權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中，在OIRE時設置多個電壓值，以對應于所述光學調制器的平面內的各個位置。
3. 如權利要求2所述的圖像顯示裝置，其中，所述多個電壓值的每一個是亮度最小的電壓值。
4. 如權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中所述圖像顯示裝置是三板式圖像顯示裝置；由所述三板式圖像顯示裝置的三個液晶顯示元件制成的光學調制器分別調制紅、綠和藍通道的光束；相位差的操作的光學補償元件；并且所述光學補償元件安裝成這樣一種狀態(tài)，其中對應于所述綠通道光學調制器內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度在施加到所述綠通道光學調制器的最小驅動電壓處變成最小值。
5. —種用于圖像顯示裝置的調節(jié)方法，其中，所述圖像顯示裝置包括光學調制器；和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件；所述調節(jié)方法包括以下步驟將所述光學補償元件的安裝位置調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中對應于所述光學調制器內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度在施加到所述光學調制器的最小驅動電壓處變成最小值。
6. —種圖像顯示裝置，包括光學調制器；和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件；其中，所述光學補償元件安裝成這樣一種狀態(tài)，其中在施加大于施加到所述光學調制器的最小驅動電壓的電壓時，對應于所述光學調制器的中心部的投射圖像變成最暗。
7. 如權利要求6所述的圖像顯示裝置，其中，在OIRE時設置多個電壓值，以對應于所述光學調制器的平面內的各個位置。
8. 如權利要求7所述的圖像顯示裝置，其中，所述多個電壓值的每一個是亮度最小的電壓值。
9. 如權利要求6所述的圖像顯示裝置，其中所述圖像顯示裝置是三板式圖像顯示裝置；由所述三板式圖像顯示裝置的三個液晶顯示元件制成的光學調制器分別調制紅、綠和藍通道的光束；至少綠通道光學調制器包括具有抵消所述綠通道光學調制器內生成的相位差的操作的光學補償元件；并且所述光學補償元件安裝成這樣一種狀態(tài)，其中在施加大于施加到所述綠通道光學調制器的最小驅動電壓的電壓時，對應于所述綠通道光學調制器的中心部的投射圖像變成最暗。
10. 如權利要求6所述的圖像顯示裝置，其中，所述光學調制器在其平面內具有相位差分布；并且設定這樣一種電壓，該電壓使對應于所述光學調制器的平面內的具有大相位差的區(qū)域的投射圖像的亮度在向所述光學調制器施加所述電壓時變成最暗。
11. 一種用于圖像顯示裝置的調節(jié)方法，所述圖像顯示裝置包括光學調制器；和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件；所述方法包括以下步驟將所述光學補償元件的安裝位置調節(jié)成這樣一種狀態(tài)，其中在施加大于施加到所述光學調制器的最小驅動電壓的電壓時，對應于所述光學調制器的中心部的投射圖像變成最暗。
全文摘要
本發(fā)明公開圖像顯示裝置及其調節(jié)方法。該圖像顯示裝置包括光學調制器；和配置成抵消所述光學調制器內生成的相位差的光學補償元件；其中，所述光學補償元件安裝成這樣一種狀態(tài)，其中對應于所述光學調制器內相位差相對較大的區(qū)域的投射圖像的亮度在施加到所述光學調制器的最小驅動電壓處變成最小值。
文檔編號G03B21/14GK101604116SQ200910149628
公開日2009年12月16日申請日期2009年6月15日優(yōu)先權日2008年6月13日
發(fā)明者巖根哲晃, 西山麻里子, 鈴木博明申請人:索尼株式會社

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