画像表示装置およびその調整方法
【課題】高いコントラストの画像を出力できるように、画面内の表示ムラを少なくすることができる画像表示装置およびその調整方法を提供する。
【解決手段】黒表示または白表示を行う際に、液晶表示素子の第１領域と第２領域における位相差、または液晶表示素子の第１領域と第２領域から液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、液晶表示素子の第１領域と第２領域に異なる電圧を印加する。また、画像表示装置の調整方法として、このような電圧印加ステップと、位相補償手段の方位角を調整する方位角調整ステップと、を有する。
【解決手段】黒表示または白表示を行う際に、液晶表示素子の第１領域と第２領域における位相差、または液晶表示素子の第１領域と第２領域から液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、液晶表示素子の第１領域と第２領域に異なる電圧を印加する。また、画像表示装置の調整方法として、このような電圧印加ステップと、位相補償手段の方位角を調整する方位角調整ステップと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子を用いた画像表示装置およびその調整方法に関するもので、特に液晶表示素子からの光をスクリーン等の被投影面に拡大投影する画像表示装置およびその調整方法に適する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子などの画像表示素子を用いて画像情報に対応して変調された光束を投射レンズによってスクリーンなどに拡大投射する構成のプロジェクタが種々提案されている。液晶表示素子として、いわゆるＶＡＮ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶型の反射型液晶変調素子を用いているものもある。これは、２つの基板の間に誘電異方性が正のネマチック液晶を封入し、液晶分子長軸を２枚の基板間に対してほぼ垂直に配向させたものである。
【０００３】
液晶変調素子としては、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）効果を利用する方法が主に用いられる。即ち、液晶層を通過する光波動に対して位相差（位相差）を与えて、光波動の偏光状態を変化させる作用を制御して画像を形成する。
【０００４】
ＶＡＮ液晶表示素子は、光学的位相差が無い状態を黒表示とするために、コントラスト特性がよい。一方で、ＶＡＮ液晶表示素子は横電界の影響を受けやすく、横電界により液晶配向が乱れてしまうと明るさの低下があったり、境界領域でのムラができてしまったりする。このような状態を防ぐために、液晶分子を基板の垂直方向から傾けて製作し、配向規制力を強くする対策が取られている。即ち、電圧無印加状態において、液晶分子は基板法線に対し平均的な傾き（プレチルト角）をもって形成されている。
【０００５】
プレチルト角が大きくなると、電圧無印加状態においても液晶分子によって与えられる位相差量が増大し、偏光状態が理想とする直線偏光状態からずれてしまう。これを解決するため、プレチルト角に起因する偏光状態のずれを補正する方法が知られている。 特許文献１では、液晶分子の複屈折によって楕円偏光化した光を、位相補償板である１／４波長板によって直線偏光に変換し、後方の偏光板等の偏光遮断手段によって遮光することが開示されている。
【０００６】
しかし、１／４波長板を用いて偏光状態のずれを補正しても、液晶変調素子および光学系の特性により発生した画面内での位相差のムラに起因する表示ムラが、問題となり得る。特許文献２においては、表示領域を複数の領域に分割して、各々の領域の輝度を均一化することで、このような表示ムラを補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０１９８１３号公報
【特許文献２】特許第３２０２６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画面内の表示ムラが補正されない場合、ムラが残ることにより、画面内で最適となる１／４波長板での調整位置が異なるので、表示領域全域で最適にはならず、コントラストが低下してしまう。しかしながら、輝度を均一化して画面内の表示ムラを補正しようとする特許文献２に開示された従来技術では、以下の理由でコントラストが低下してしまう。即ち、透過率と印加電圧の関係を示す図５において、領域１におけるコントラストは、領域１の透過率として本来Ａ点とＯ点を結ぶ線分の長さ（本来の長さ）に相当する。しかし、
特許文献２に開示された従来技術では、コントラストが、Ｄ点とＥ点を結ぶ線分の長さ（領域２の透過率としてＢ点とＯ点を結ぶ線分の長さに等しい）に相当する値に減じられてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、高いコントラストの画像を出力できるように、画面内の表示ムラを少なくすることができる画像表示装置およびその調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係わる画像表示装置の代表的な構成は、入射光の偏光状態を変えることにより画像を表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の互いに異なる第１領域と第２領域に対し、異なる電圧を印加することが可能な電圧印加手段を有する画像表示装置であって、前記電圧印加手段は、黒表示または白表示を行う際に、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域における位相差、または前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域から前記液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係わる画像表示装置の調整方法の代表的な構成は、入射光の偏光状態を変えることにより画像を表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子により生じる位相差を補償するための位相補償手段と、前記液晶表示素子の互いに異なる第１領域と第２領域に対し異なる電圧を印加することが可能な電圧印加手段を有する画像表示装置の調整方法であって、黒表示または白表示を行う際に、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域における位相差、または前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域から前記液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加する電圧印加ステップと、前記位相補償手段の方位角を調整する方位角調整ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高いコントラストの画像を出力できるように、画面内の表示ムラを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態における投射型画像表示装置の光学系の構成を表す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶のダイレクタ方向とチルト角と方位角を表す図である。
【図３】本発明の実施形態における最大のコントラストを得る時の液晶のチルト角と位相板調整角の関係を示す図である。
【図４】第２の実施形態における投射型画像表示装置の光学系の構成を表す図である。
【図５】従来技術におけるコントラスト低下を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
《第１の実施形態》
（投射型画像表示装置）
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る投射型画像表示装置について説明する。図中、１は高圧水銀ランプなどからなる光源、２は均一な照明強度を有する照明領域を形成するためのインテグレーターからなる照明光学系、３は偏光方向によって光を透過または反射させる偏光ビームスプリッタ（偏光分離素子）である。４は１／４波長板であり、５は入射光の偏光を電気信号に応じて変調する反射型液晶表示素子、６は反射型液晶表示素子５からの光をスクリーン（図示せず）などの被投射物に投影する投影手段としての投射光学系である。
【００１６】
本実施形態に係る投射型画像表示装置では、液晶表示素子において３色画像が時分割表示可能となるように、光源１から反射型液晶表示素子５に至る光路内に不図示の色フィルタ手段が介在可能である。あるいは３色の光源（不図示）が設けられて、順次点灯されるようにしても良い。これにより、単一の液晶表示素子を用いたカラー画像表示が可能となる。なお、図１で、１００は液晶表示素子の画面内の各領域における液晶分子の基板法線に対する傾き角に関するデータ記憶装置、１０１はデータ記憶装置１００に基づいて液晶表示素子の画面内の各領域に個別に電圧を印加する電圧印加手段である。
【００１７】
図１において、光軸方向をｚ軸とし、紙面垂直方向をｘ軸としたときに、ｘ軸とｚ軸で形成される面（ｘｚ断面）に垂直な方向をｙ軸としている。また、図中の矢印方向を正とする。照明光学系２は、第１フライアイレンズ１１と第２フライアイレンズ１２、偏光変換素子アレイ１３、コンデンサーレンズ１４から構成される。以下、照明光学系２における作用について説明する。光源１からの無偏光光を複数のレンズからなる第１フライアイレンズ１１と第２フライアイレンズ１２によって複数に光束分割する。
【００１８】
第２フライアイレンズ１２から射出される光の偏光方向を、偏光変換素子アレイ１３によってＰ（紙面内平行方向であるｙ軸方向）またはＳ（紙面垂直方向であるｘ軸方向）の任意の方向に揃える。分割された光束をコンデンサーレンズ１４により、液晶表示素子面に重畳することで略均一な照明を行う光学系となっている。
【００１９】
本実施形態において照明光学系２から射出した光は、偏光ビームスプリッタ３を透過するようにＰ偏光（ｙ軸方向）に揃えられている。偏光ビームスプリッタ３を透過した光は１／４波長板４を通過して、反射型液晶表示素子５に入射する。
【００２０】
このとき、スクリーンに投射される白表示の光は、基本的にＳ偏光として偏光ビームスプリッタ３によって投射光学系６の方向に反射される。一方、スクリーンに投射されない黒表示の光は偏光ビームスプリッタ３を透過して光源の方向へ戻るように偏光状態を変調している。
【００２１】
ここで、偏光ビームスプリッタ３での透過と反射は、偏光ビームスプリッタ３の膜面を形成する斜面と、斜面への入射光角度との幾何関係によって定められる、偏光の基準軸によって決まる。例えば、光を透過させる偏光ビームスプリッタ３の偏光透過軸は、偏光ビームスプリッタの膜面を形成する斜面の法線と入射光角度で形成される平面に平行な方向である。
【００２２】
（液晶表示素子）
反射型液晶表示素子５は、ノーマリーブラックであって、電圧無印加時に液晶層の液晶分子が基板面の法線に対しプレチルト角度を備え、黒表示が行われる。そして、所定電圧をかけることで白表示が行われる。このような３色画像に対して共通に用いられる、単一の液晶表示素子には、３色画像が時分割表示されることでカラー画像表示がなされる。
【００２３】
反射型液晶表示素子５を形成する液晶分子の特性は、液晶分子の集まりを平均化した１つの屈折率楕円体とすると、簡易的に図２に示す特性となる。図２で、液晶分子２２のダイレクタ方向２１をｘｙ平面に射影した角度を方位角φとし、ダイレクタ方向２１がｚ軸となす角度をチルト角θとする。本願明細書では、電圧無印加時の液晶分子の傾き角であるプレチルト角に対し、電圧印加時の液晶分子の傾き角をチルト角と呼ぶ。なお、本実施形態においては、反射型液晶表示素子５の長辺方向をｘ軸としており、方位角φ＝４５°としている。
【００２４】
反射型液晶表示素子５で反射する光の偏光方向は、反射型画像表示素子の液晶層で受ける位相差、つまり液晶分子の屈折率異方性と液晶分子のチルト角と液晶分子の方位角によって決定される。
【００２５】
ここまで、液晶分子のチルト角を基準としたコントラスト特性について示してきたが、実際の反射型液晶表示素子５では、表示領域内において、電圧無印加時の液晶分子のプレチルト角が幅（ばらつき）を持っている。即ち、表示領域内の各領域で最適な１／４波長板４の方位角が異なるために、全ての箇所で最大のコントラスト特性を得ることはできない。
【００２６】
（液晶表示素子の分割領域における位相差の統一化）
表１、表２に、本実施形態の反射型液晶表示素子５の表示領域における、電圧無印加時（黒表示）、電圧印加時それぞれの液晶分子の基板法線に対する角度（プレチルト角）を示す。ここで、表２の電圧印加時の印加電圧は、ゼロに近い値（液晶表示素子が表示可能な明るさの最大値の１％程度の明るさを表示する印加電圧値）である。反射型液晶表示素子５を構成する液晶分子の基板法線に対する角度は、電圧を印加することで大きくすることができる。このような電圧を印加することで、液晶表示素子の分割領域における位相差の統一化がされるので、黒表示を維持しながら表示ムラの調整を図ることができる。
【００２７】
画像表示領域は少なくとも二つ以上の領域（第１領域、第２領域）に分割されているが、ここでは、縦横３つの領域に分割され、表１、表２は合計９個の分割された領域での液晶分子の基板法線に対する傾き角を示している。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
プレチルト角が表１に示す状態である場合、１／４波長板４の方位角は、各領域からのずれを最小とするように平均化され、液晶表示素子の中心を通る法線を中心とした回転角度として長辺方向から時計回りに０．９５°となる。この時のコントラスト評価値を１とする。
【００３１】
これに対し、反射型液晶表示素子５の分割された領域ごとに個別に電圧印加をし、表２に示すように、液晶分子の基板法線に対する角度を９個の分割領域で最大値である７．５°に統一する。理想的には、各分割領域において液晶分子の傾きの差はゼロとなるが、０．５°以内に共通化されれば、角度が統一されて位相差（位相差）の統一がされたものとする。
【００３２】
電圧を印加している状態で１／４波長板４の調整を行うと、１／４波長板４の方位角は長辺方向から時計回りに１．３°となる。この時、コントラスト評価値は１．１６と改善される。即ち、本実施形態においては、電圧無印加状態で調整した場合に比べて、およそ１６％のコントラスト増加が見込まれる。
【００３３】
上記の通り、電圧無印加状態で表示領域内にプレチルト角の幅（ばらつき）がある場合に、その最大値に統一するように分割された表示領域ごとに電圧印加を行うことで、画面内のムラを低減すると共に、コントラストの向上が図れる。
【００３４】
（液晶表示素子に対する位相補償板の位相差調整）
液晶表示素子の分割領域における位相差（位相差）の統一化が図られると、液晶分子の傾きが共通化された液晶表示素子と、位相補償手段との相対的調整により、統一された位相差を補償するようにする。これにより、ムラの無くコントラストの高い表示が可能となる。
【００３５】
位相補償板としての１／４波長板４は、反射型液晶表示素子５と偏光ビームスプリッタ３との間に配置され、遅相軸の方位角によって偏光方向を変化させる。そのため、１／４波長板４は、方位角を変更可能な構成にしておき、スクリーンでの照度が最小となるように固定する。なお、入射光の角度によって、反射型液晶表示素子５を反射した後の偏光状態は異なるので、全ての入射角度において最適な方位角とはならない。
【００３６】
図３に、液晶分子のチルト角変化時に最大のコントラスト特性を得ることのできる、１／４波長板４の方位角変化を示す。横軸は液晶分子のチルト角であり、縦軸は１／４波長板４の方位角である。液晶分子のチルト角（基板法線に対する傾き角）が増加すると、反射型液晶表示素子５で与えられる位相差が増加するために、それを補正するために１／４波長板４の方位角が増加し続けることがわかる。
【００３７】
液晶表示素子に対する位相補償板の位相差調整は、位相補償板を上述したように液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転調整するが、その替わりに、液晶表示素子の分割された各領域に対し一様な電圧を印加しても良い。
【００３８】
（液晶表示素子面での分割領域におけるチルト角の検出方法）
分割された複数領域の内、一つの領域のみに所定角度分布を備えた光を液晶表示素子に入射させ、液晶表示素子からの光をカメラ等で取り込み、ある角度方向の光量が低下した場合に、その角度方向をチルト角（基板法線に対する傾き角）として検出する。あるいは、分割された複数領域の内、一つの領域のみに所定角度分布を備えた光を液晶表示素子に入射させ、位相補償板を液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転させたときの位相補償板を通過した光量変化に基づき、回転角からチルト角を検出する。
【００３９】
《第２の実施形態》
図４に、本実施形態で使用する投射型画像表示装置の構成を示す。本実施形態では、第１の実施形態における偏光ビームスプリッタ３をワイヤーグリッド偏光素子６３に置き換えている。また、図４で、１０２は液晶表示素子の画面内の各領域における液晶分子の基板法線に対する傾き角に関するデータ記憶装置、１０３はデータ記憶装置１０２に基づいて液晶表示素子の画面内の各領域に個別に電圧を印加する電圧印加手段である。
【００４０】
ワイヤーグリッド偏光素子６３は、微細構造の金属ワイヤーをリブ状に並列させた偏光素子であり、金属ワイヤーの格子方向に対して平行な電界ベクトルのＳ偏光は反射し、格子方向に垂直な電界ベクトルのＰ偏光を透過する特性を有する。即ち、偏光ビームスプリッタ３と異なり、偏光透過軸が入射光との斜面の幾何関係ではなく、素子構造のみで規定される。本実施形態においては、光を透過させる軸が図中のｙ軸方向となっている。ただし、偏光透過軸の設定が変わってはいるが、コントラスト特性向上のために最適な１／４波長板４の方位角に設定するという本質は依然として変わらない。
【００４１】
他の光学構成、役割は図１で示している第１の実施形態と同様のため、説明は省略する。表３は、本実施形態における反射型画像表示素子の分割された各領域における液晶分子の電圧無印加時のプレチルト角の幅（ばらつき）を示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
表３において、使用する反射型液晶表示素子の液晶分子のプレチルト角の幅（ばらつき）が、第１の実施形態で示した表１とは異なる。表３に示すプレチルトの場合、１／４波長板４の方位角は各領域での最適値からの差が最小となるように平均化されるため、長辺方向から時計回りに０．８３°である。このときのコントラスト評価値を１とする。
【００４４】
これに対し、本実施形態での反射型液晶表示素子５のプレチルト角の最大値は６．５°であるため、分割された各領域に電圧を印加することで表示領域内の液晶のチルト角を最大値である６．５°に統一した後に、１／４波長板４での調整を行う。電圧を印加している状態で１／４波長板４の調整を行うことで、１／４波長板４の方位角は長辺方向から時計回りに０．９７°となる。この時、コントラスト評価値は１．０３となり、本実施形態においては電圧無印加で調整した場合と比べて、およそ３％のコントラスト増加が見込まれる。
【００４５】
《第３の実施形態》
表４に本実施形態で使用する反射型液晶表示素子５の液晶分子のプレチルト角の幅（ばらつき）を示す。表４において、第１の実施形態で示した表１、表２に対し、使用する反射型液晶表示素子５の液晶分子のプレチルト角および最低照度を得るために電圧印加した時のチルト角が異なる。他の光学構成、役割は図１で示している第１の実施形態と同様のため、説明は省略する。
【００４６】
【表４】
【００４７】
表４に示すプレチルトの場合、１／４波長板４の方位角は各領域での最適値からの差が最小となるように平均化されるため、長辺方向から時計回りに０．９５°である。このときのコントラスト評価値を１とする。
【００４８】
これに対し、本実施形態での反射型液晶表示素子のプレチルト角の最大値は７．５°で
ある。電圧を印加することで表示領域内の液晶のチルト角を最大値の７．５°に統一した後に、１／４波長板４での調整を行う。電圧を印加している状態で１／４波長板４の調整を行うことで、１／４波長板４の方位角は長辺方向から時計回りに１．３°となる。この時、コントラスト評価値は１．３８である。即ち、本実施形態においては、電圧無印加で調整する場合と比較して、およそ３８％のコントラスト増加が見込まれる。
【００４９】
《第４の実施形態》
第１の実施形態では、液晶表示素子の第１領域と第２領域における位相差が揃うように位相差の統一化が第１領域と第２領域への異なる電圧印加によって図られ、且つ液晶表示素子に対する位相補償板の位相差調整がなされ、ムラの無い黒表示を形成した。これに対し、本実施形態では、液晶表示素子の第１領域と第２領域から液晶表示素子の光学的共役面（スクリーン面）の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、位相差の統一化が液晶表示素子の第１領域と第２領域への異なる電圧印加によって図られる。
【００５０】
即ち、本実施形態では、液晶表示素子と光学的共役な面であるスクリーン面で、光路内の全部材の位相差（液晶表示素子、位相補償板、偏光ビームスプリッタ、投射光学系を含む）の各分割領域におけるムラを認識する。そして、スクリーン面における光路内の全部材の位相差のムラのある対応領域と光学的に共役な液晶表示素子の異なる領域に異なる電圧を印加することで、スクリーン面における光路内の全部材の位相差のムラを補正する。
【００５１】
その後、スクリーン面における光路内の全部材の位相差のムラが補正された状態で、位相補償手段を液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転調整する。これにより、コントラストの高い表示となるように位相差が補償される。
【００５２】
このような位相差調整がなされれば、ムラが無くコントラストの高い表示を形成することができる。理想的には、液晶表示素子を含み位相補償板を除く光路内の全部材と、位相補償板との相対的調整により、各分割領域における全系 のリタデーションの差はゼロとなるが、全系のリタデーションの差が１０ｎｍ以内とされれば良い。
【００５３】
（スクリーン面での分割領域における位相差のムラの検出方法）
液晶表示素子で、分割された複数領域の内、一つの領域のみに所定角度分布を備えた光を入射させ、位相補償板を液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転させたときの位相補償板を通過した光量変化に基づき、位相補償板の回転角からチルト角を検出する。光を入射させる領域を分割された他の領域に換えて、同様に位相補償板の回転角からチルト角を検出する。そして、分割された各領域におけるチルト角の最大値と最小値の差をチルト角度差として検出する。
【００５４】
すると、スクリーン面での位相差のムラは、所定のチルト角度における液晶表示素子における屈折率異方性と、液晶表示素子の厚さから検出される。
【００５５】
（各実施形態の効果）
上述した各実施形態によれば、ＶＡＮ型液晶表示素子と偏光分離手段と１／４波長板を含む投射型画像表示装置において、製造上のばらつきに起因する面内ムラ、特に黒ムラの改善を図ると共に高いコントラストの画像表示を行うことが出来る。
【００５６】
（変形例１）
以上、電圧無印加時に黒表示を行うＶＡＮ型の液晶について述べてきたが、本発明はこれに限らず、例えば、電圧無印加時に白表示を行うＯＣＢ型の液晶であっても良い。白表示における分割された各領域でプレチルト角の幅（ばらつき）がある場合に、最大値に統一するように各領域に電圧印加すれば良い。
【００５７】
（変形例２）
また、上述した実施形態では、照明光学系として１枚の反射型画像表示素子からなる構成を示したが、これに限定されるものではなく、例えば色分離合成手段を有する光学系と共に３枚の反射型画像表示素子からなる構成であっても良い。
【００５８】
（変形例３）
また、上述した実施形態では、先ず液晶表示素子の第１領域と第２領域への異なる電圧印加を行った後に、液晶表示素子の中心を通る法線を中心とした位相補償手段の回転調整（方位角調整）を行って調整を完了させたが、これを逆にしても良い。即ち、先ず液晶表示素子の中心を通る法線を中心とした位相補償手段の回転調整（方位角調整）を行った後に、液晶表示素子の第１領域と第２領域への異なる電圧印加を行って調整を完了させても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１・・光源、２・・照明光学系、３・・偏光ビームスプリッタ、４・・１／４波長板、５・・反射型画像表示素子、６・・投射光学系、２１・・ダイレクタ方向、２２・・液晶分子、１００、１０２・・データ記憶装置、１０１、１０３・・電圧印加手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子を用いた画像表示装置およびその調整方法に関するもので、特に液晶表示素子からの光をスクリーン等の被投影面に拡大投影する画像表示装置およびその調整方法に適する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子などの画像表示素子を用いて画像情報に対応して変調された光束を投射レンズによってスクリーンなどに拡大投射する構成のプロジェクタが種々提案されている。液晶表示素子として、いわゆるＶＡＮ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶型の反射型液晶変調素子を用いているものもある。これは、２つの基板の間に誘電異方性が正のネマチック液晶を封入し、液晶分子長軸を２枚の基板間に対してほぼ垂直に配向させたものである。
【０００３】
液晶変調素子としては、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）効果を利用する方法が主に用いられる。即ち、液晶層を通過する光波動に対して位相差（位相差）を与えて、光波動の偏光状態を変化させる作用を制御して画像を形成する。
【０００４】
ＶＡＮ液晶表示素子は、光学的位相差が無い状態を黒表示とするために、コントラスト特性がよい。一方で、ＶＡＮ液晶表示素子は横電界の影響を受けやすく、横電界により液晶配向が乱れてしまうと明るさの低下があったり、境界領域でのムラができてしまったりする。このような状態を防ぐために、液晶分子を基板の垂直方向から傾けて製作し、配向規制力を強くする対策が取られている。即ち、電圧無印加状態において、液晶分子は基板法線に対し平均的な傾き（プレチルト角）をもって形成されている。
【０００５】
プレチルト角が大きくなると、電圧無印加状態においても液晶分子によって与えられる位相差量が増大し、偏光状態が理想とする直線偏光状態からずれてしまう。これを解決するため、プレチルト角に起因する偏光状態のずれを補正する方法が知られている。 特許文献１では、液晶分子の複屈折によって楕円偏光化した光を、位相補償板である１／４波長板によって直線偏光に変換し、後方の偏光板等の偏光遮断手段によって遮光することが開示されている。
【０００６】
しかし、１／４波長板を用いて偏光状態のずれを補正しても、液晶変調素子および光学系の特性により発生した画面内での位相差のムラに起因する表示ムラが、問題となり得る。特許文献２においては、表示領域を複数の領域に分割して、各々の領域の輝度を均一化することで、このような表示ムラを補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０１９８１３号公報
【特許文献２】特許第３２０２６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画面内の表示ムラが補正されない場合、ムラが残ることにより、画面内で最適となる１／４波長板での調整位置が異なるので、表示領域全域で最適にはならず、コントラストが低下してしまう。しかしながら、輝度を均一化して画面内の表示ムラを補正しようとする特許文献２に開示された従来技術では、以下の理由でコントラストが低下してしまう。即ち、透過率と印加電圧の関係を示す図５において、領域１におけるコントラストは、領域１の透過率として本来Ａ点とＯ点を結ぶ線分の長さ（本来の長さ）に相当する。しかし、
特許文献２に開示された従来技術では、コントラストが、Ｄ点とＥ点を結ぶ線分の長さ（領域２の透過率としてＢ点とＯ点を結ぶ線分の長さに等しい）に相当する値に減じられてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、高いコントラストの画像を出力できるように、画面内の表示ムラを少なくすることができる画像表示装置およびその調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係わる画像表示装置の代表的な構成は、入射光の偏光状態を変えることにより画像を表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の互いに異なる第１領域と第２領域に対し、異なる電圧を印加することが可能な電圧印加手段を有する画像表示装置であって、前記電圧印加手段は、黒表示または白表示を行う際に、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域における位相差、または前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域から前記液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係わる画像表示装置の調整方法の代表的な構成は、入射光の偏光状態を変えることにより画像を表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子により生じる位相差を補償するための位相補償手段と、前記液晶表示素子の互いに異なる第１領域と第２領域に対し異なる電圧を印加することが可能な電圧印加手段を有する画像表示装置の調整方法であって、黒表示または白表示を行う際に、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域における位相差、または前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域から前記液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加する電圧印加ステップと、前記位相補償手段の方位角を調整する方位角調整ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高いコントラストの画像を出力できるように、画面内の表示ムラを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態における投射型画像表示装置の光学系の構成を表す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶のダイレクタ方向とチルト角と方位角を表す図である。
【図３】本発明の実施形態における最大のコントラストを得る時の液晶のチルト角と位相板調整角の関係を示す図である。
【図４】第２の実施形態における投射型画像表示装置の光学系の構成を表す図である。
【図５】従来技術におけるコントラスト低下を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
《第１の実施形態》
（投射型画像表示装置）
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る投射型画像表示装置について説明する。図中、１は高圧水銀ランプなどからなる光源、２は均一な照明強度を有する照明領域を形成するためのインテグレーターからなる照明光学系、３は偏光方向によって光を透過または反射させる偏光ビームスプリッタ（偏光分離素子）である。４は１／４波長板であり、５は入射光の偏光を電気信号に応じて変調する反射型液晶表示素子、６は反射型液晶表示素子５からの光をスクリーン（図示せず）などの被投射物に投影する投影手段としての投射光学系である。
【００１６】
本実施形態に係る投射型画像表示装置では、液晶表示素子において３色画像が時分割表示可能となるように、光源１から反射型液晶表示素子５に至る光路内に不図示の色フィルタ手段が介在可能である。あるいは３色の光源（不図示）が設けられて、順次点灯されるようにしても良い。これにより、単一の液晶表示素子を用いたカラー画像表示が可能となる。なお、図１で、１００は液晶表示素子の画面内の各領域における液晶分子の基板法線に対する傾き角に関するデータ記憶装置、１０１はデータ記憶装置１００に基づいて液晶表示素子の画面内の各領域に個別に電圧を印加する電圧印加手段である。
【００１７】
図１において、光軸方向をｚ軸とし、紙面垂直方向をｘ軸としたときに、ｘ軸とｚ軸で形成される面（ｘｚ断面）に垂直な方向をｙ軸としている。また、図中の矢印方向を正とする。照明光学系２は、第１フライアイレンズ１１と第２フライアイレンズ１２、偏光変換素子アレイ１３、コンデンサーレンズ１４から構成される。以下、照明光学系２における作用について説明する。光源１からの無偏光光を複数のレンズからなる第１フライアイレンズ１１と第２フライアイレンズ１２によって複数に光束分割する。
【００１８】
第２フライアイレンズ１２から射出される光の偏光方向を、偏光変換素子アレイ１３によってＰ（紙面内平行方向であるｙ軸方向）またはＳ（紙面垂直方向であるｘ軸方向）の任意の方向に揃える。分割された光束をコンデンサーレンズ１４により、液晶表示素子面に重畳することで略均一な照明を行う光学系となっている。
【００１９】
本実施形態において照明光学系２から射出した光は、偏光ビームスプリッタ３を透過するようにＰ偏光（ｙ軸方向）に揃えられている。偏光ビームスプリッタ３を透過した光は１／４波長板４を通過して、反射型液晶表示素子５に入射する。
【００２０】
このとき、スクリーンに投射される白表示の光は、基本的にＳ偏光として偏光ビームスプリッタ３によって投射光学系６の方向に反射される。一方、スクリーンに投射されない黒表示の光は偏光ビームスプリッタ３を透過して光源の方向へ戻るように偏光状態を変調している。
【００２１】
ここで、偏光ビームスプリッタ３での透過と反射は、偏光ビームスプリッタ３の膜面を形成する斜面と、斜面への入射光角度との幾何関係によって定められる、偏光の基準軸によって決まる。例えば、光を透過させる偏光ビームスプリッタ３の偏光透過軸は、偏光ビームスプリッタの膜面を形成する斜面の法線と入射光角度で形成される平面に平行な方向である。
【００２２】
（液晶表示素子）
反射型液晶表示素子５は、ノーマリーブラックであって、電圧無印加時に液晶層の液晶分子が基板面の法線に対しプレチルト角度を備え、黒表示が行われる。そして、所定電圧をかけることで白表示が行われる。このような３色画像に対して共通に用いられる、単一の液晶表示素子には、３色画像が時分割表示されることでカラー画像表示がなされる。
【００２３】
反射型液晶表示素子５を形成する液晶分子の特性は、液晶分子の集まりを平均化した１つの屈折率楕円体とすると、簡易的に図２に示す特性となる。図２で、液晶分子２２のダイレクタ方向２１をｘｙ平面に射影した角度を方位角φとし、ダイレクタ方向２１がｚ軸となす角度をチルト角θとする。本願明細書では、電圧無印加時の液晶分子の傾き角であるプレチルト角に対し、電圧印加時の液晶分子の傾き角をチルト角と呼ぶ。なお、本実施形態においては、反射型液晶表示素子５の長辺方向をｘ軸としており、方位角φ＝４５°としている。
【００２４】
反射型液晶表示素子５で反射する光の偏光方向は、反射型画像表示素子の液晶層で受ける位相差、つまり液晶分子の屈折率異方性と液晶分子のチルト角と液晶分子の方位角によって決定される。
【００２５】
ここまで、液晶分子のチルト角を基準としたコントラスト特性について示してきたが、実際の反射型液晶表示素子５では、表示領域内において、電圧無印加時の液晶分子のプレチルト角が幅（ばらつき）を持っている。即ち、表示領域内の各領域で最適な１／４波長板４の方位角が異なるために、全ての箇所で最大のコントラスト特性を得ることはできない。
【００２６】
（液晶表示素子の分割領域における位相差の統一化）
表１、表２に、本実施形態の反射型液晶表示素子５の表示領域における、電圧無印加時（黒表示）、電圧印加時それぞれの液晶分子の基板法線に対する角度（プレチルト角）を示す。ここで、表２の電圧印加時の印加電圧は、ゼロに近い値（液晶表示素子が表示可能な明るさの最大値の１％程度の明るさを表示する印加電圧値）である。反射型液晶表示素子５を構成する液晶分子の基板法線に対する角度は、電圧を印加することで大きくすることができる。このような電圧を印加することで、液晶表示素子の分割領域における位相差の統一化がされるので、黒表示を維持しながら表示ムラの調整を図ることができる。
【００２７】
画像表示領域は少なくとも二つ以上の領域（第１領域、第２領域）に分割されているが、ここでは、縦横３つの領域に分割され、表１、表２は合計９個の分割された領域での液晶分子の基板法線に対する傾き角を示している。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
プレチルト角が表１に示す状態である場合、１／４波長板４の方位角は、各領域からのずれを最小とするように平均化され、液晶表示素子の中心を通る法線を中心とした回転角度として長辺方向から時計回りに０．９５°となる。この時のコントラスト評価値を１とする。
【００３１】
これに対し、反射型液晶表示素子５の分割された領域ごとに個別に電圧印加をし、表２に示すように、液晶分子の基板法線に対する角度を９個の分割領域で最大値である７．５°に統一する。理想的には、各分割領域において液晶分子の傾きの差はゼロとなるが、０．５°以内に共通化されれば、角度が統一されて位相差（位相差）の統一がされたものとする。
【００３２】
電圧を印加している状態で１／４波長板４の調整を行うと、１／４波長板４の方位角は長辺方向から時計回りに１．３°となる。この時、コントラスト評価値は１．１６と改善される。即ち、本実施形態においては、電圧無印加状態で調整した場合に比べて、およそ１６％のコントラスト増加が見込まれる。
【００３３】
上記の通り、電圧無印加状態で表示領域内にプレチルト角の幅（ばらつき）がある場合に、その最大値に統一するように分割された表示領域ごとに電圧印加を行うことで、画面内のムラを低減すると共に、コントラストの向上が図れる。
【００３４】
（液晶表示素子に対する位相補償板の位相差調整）
液晶表示素子の分割領域における位相差（位相差）の統一化が図られると、液晶分子の傾きが共通化された液晶表示素子と、位相補償手段との相対的調整により、統一された位相差を補償するようにする。これにより、ムラの無くコントラストの高い表示が可能となる。
【００３５】
位相補償板としての１／４波長板４は、反射型液晶表示素子５と偏光ビームスプリッタ３との間に配置され、遅相軸の方位角によって偏光方向を変化させる。そのため、１／４波長板４は、方位角を変更可能な構成にしておき、スクリーンでの照度が最小となるように固定する。なお、入射光の角度によって、反射型液晶表示素子５を反射した後の偏光状態は異なるので、全ての入射角度において最適な方位角とはならない。
【００３６】
図３に、液晶分子のチルト角変化時に最大のコントラスト特性を得ることのできる、１／４波長板４の方位角変化を示す。横軸は液晶分子のチルト角であり、縦軸は１／４波長板４の方位角である。液晶分子のチルト角（基板法線に対する傾き角）が増加すると、反射型液晶表示素子５で与えられる位相差が増加するために、それを補正するために１／４波長板４の方位角が増加し続けることがわかる。
【００３７】
液晶表示素子に対する位相補償板の位相差調整は、位相補償板を上述したように液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転調整するが、その替わりに、液晶表示素子の分割された各領域に対し一様な電圧を印加しても良い。
【００３８】
（液晶表示素子面での分割領域におけるチルト角の検出方法）
分割された複数領域の内、一つの領域のみに所定角度分布を備えた光を液晶表示素子に入射させ、液晶表示素子からの光をカメラ等で取り込み、ある角度方向の光量が低下した場合に、その角度方向をチルト角（基板法線に対する傾き角）として検出する。あるいは、分割された複数領域の内、一つの領域のみに所定角度分布を備えた光を液晶表示素子に入射させ、位相補償板を液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転させたときの位相補償板を通過した光量変化に基づき、回転角からチルト角を検出する。
【００３９】
《第２の実施形態》
図４に、本実施形態で使用する投射型画像表示装置の構成を示す。本実施形態では、第１の実施形態における偏光ビームスプリッタ３をワイヤーグリッド偏光素子６３に置き換えている。また、図４で、１０２は液晶表示素子の画面内の各領域における液晶分子の基板法線に対する傾き角に関するデータ記憶装置、１０３はデータ記憶装置１０２に基づいて液晶表示素子の画面内の各領域に個別に電圧を印加する電圧印加手段である。
【００４０】
ワイヤーグリッド偏光素子６３は、微細構造の金属ワイヤーをリブ状に並列させた偏光素子であり、金属ワイヤーの格子方向に対して平行な電界ベクトルのＳ偏光は反射し、格子方向に垂直な電界ベクトルのＰ偏光を透過する特性を有する。即ち、偏光ビームスプリッタ３と異なり、偏光透過軸が入射光との斜面の幾何関係ではなく、素子構造のみで規定される。本実施形態においては、光を透過させる軸が図中のｙ軸方向となっている。ただし、偏光透過軸の設定が変わってはいるが、コントラスト特性向上のために最適な１／４波長板４の方位角に設定するという本質は依然として変わらない。
【００４１】
他の光学構成、役割は図１で示している第１の実施形態と同様のため、説明は省略する。表３は、本実施形態における反射型画像表示素子の分割された各領域における液晶分子の電圧無印加時のプレチルト角の幅（ばらつき）を示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
表３において、使用する反射型液晶表示素子の液晶分子のプレチルト角の幅（ばらつき）が、第１の実施形態で示した表１とは異なる。表３に示すプレチルトの場合、１／４波長板４の方位角は各領域での最適値からの差が最小となるように平均化されるため、長辺方向から時計回りに０．８３°である。このときのコントラスト評価値を１とする。
【００４４】
これに対し、本実施形態での反射型液晶表示素子５のプレチルト角の最大値は６．５°であるため、分割された各領域に電圧を印加することで表示領域内の液晶のチルト角を最大値である６．５°に統一した後に、１／４波長板４での調整を行う。電圧を印加している状態で１／４波長板４の調整を行うことで、１／４波長板４の方位角は長辺方向から時計回りに０．９７°となる。この時、コントラスト評価値は１．０３となり、本実施形態においては電圧無印加で調整した場合と比べて、およそ３％のコントラスト増加が見込まれる。
【００４５】
《第３の実施形態》
表４に本実施形態で使用する反射型液晶表示素子５の液晶分子のプレチルト角の幅（ばらつき）を示す。表４において、第１の実施形態で示した表１、表２に対し、使用する反射型液晶表示素子５の液晶分子のプレチルト角および最低照度を得るために電圧印加した時のチルト角が異なる。他の光学構成、役割は図１で示している第１の実施形態と同様のため、説明は省略する。
【００４６】
【表４】
【００４７】
表４に示すプレチルトの場合、１／４波長板４の方位角は各領域での最適値からの差が最小となるように平均化されるため、長辺方向から時計回りに０．９５°である。このときのコントラスト評価値を１とする。
【００４８】
これに対し、本実施形態での反射型液晶表示素子のプレチルト角の最大値は７．５°で
ある。電圧を印加することで表示領域内の液晶のチルト角を最大値の７．５°に統一した後に、１／４波長板４での調整を行う。電圧を印加している状態で１／４波長板４の調整を行うことで、１／４波長板４の方位角は長辺方向から時計回りに１．３°となる。この時、コントラスト評価値は１．３８である。即ち、本実施形態においては、電圧無印加で調整する場合と比較して、およそ３８％のコントラスト増加が見込まれる。
【００４９】
《第４の実施形態》
第１の実施形態では、液晶表示素子の第１領域と第２領域における位相差が揃うように位相差の統一化が第１領域と第２領域への異なる電圧印加によって図られ、且つ液晶表示素子に対する位相補償板の位相差調整がなされ、ムラの無い黒表示を形成した。これに対し、本実施形態では、液晶表示素子の第１領域と第２領域から液晶表示素子の光学的共役面（スクリーン面）の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、位相差の統一化が液晶表示素子の第１領域と第２領域への異なる電圧印加によって図られる。
【００５０】
即ち、本実施形態では、液晶表示素子と光学的共役な面であるスクリーン面で、光路内の全部材の位相差（液晶表示素子、位相補償板、偏光ビームスプリッタ、投射光学系を含む）の各分割領域におけるムラを認識する。そして、スクリーン面における光路内の全部材の位相差のムラのある対応領域と光学的に共役な液晶表示素子の異なる領域に異なる電圧を印加することで、スクリーン面における光路内の全部材の位相差のムラを補正する。
【００５１】
その後、スクリーン面における光路内の全部材の位相差のムラが補正された状態で、位相補償手段を液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転調整する。これにより、コントラストの高い表示となるように位相差が補償される。
【００５２】
このような位相差調整がなされれば、ムラが無くコントラストの高い表示を形成することができる。理想的には、液晶表示素子を含み位相補償板を除く光路内の全部材と、位相補償板との相対的調整により、各分割領域における全系 のリタデーションの差はゼロとなるが、全系のリタデーションの差が１０ｎｍ以内とされれば良い。
【００５３】
（スクリーン面での分割領域における位相差のムラの検出方法）
液晶表示素子で、分割された複数領域の内、一つの領域のみに所定角度分布を備えた光を入射させ、位相補償板を液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転させたときの位相補償板を通過した光量変化に基づき、位相補償板の回転角からチルト角を検出する。光を入射させる領域を分割された他の領域に換えて、同様に位相補償板の回転角からチルト角を検出する。そして、分割された各領域におけるチルト角の最大値と最小値の差をチルト角度差として検出する。
【００５４】
すると、スクリーン面での位相差のムラは、所定のチルト角度における液晶表示素子における屈折率異方性と、液晶表示素子の厚さから検出される。
【００５５】
（各実施形態の効果）
上述した各実施形態によれば、ＶＡＮ型液晶表示素子と偏光分離手段と１／４波長板を含む投射型画像表示装置において、製造上のばらつきに起因する面内ムラ、特に黒ムラの改善を図ると共に高いコントラストの画像表示を行うことが出来る。
【００５６】
（変形例１）
以上、電圧無印加時に黒表示を行うＶＡＮ型の液晶について述べてきたが、本発明はこれに限らず、例えば、電圧無印加時に白表示を行うＯＣＢ型の液晶であっても良い。白表示における分割された各領域でプレチルト角の幅（ばらつき）がある場合に、最大値に統一するように各領域に電圧印加すれば良い。
【００５７】
（変形例２）
また、上述した実施形態では、照明光学系として１枚の反射型画像表示素子からなる構成を示したが、これに限定されるものではなく、例えば色分離合成手段を有する光学系と共に３枚の反射型画像表示素子からなる構成であっても良い。
【００５８】
（変形例３）
また、上述した実施形態では、先ず液晶表示素子の第１領域と第２領域への異なる電圧印加を行った後に、液晶表示素子の中心を通る法線を中心とした位相補償手段の回転調整（方位角調整）を行って調整を完了させたが、これを逆にしても良い。即ち、先ず液晶表示素子の中心を通る法線を中心とした位相補償手段の回転調整（方位角調整）を行った後に、液晶表示素子の第１領域と第２領域への異なる電圧印加を行って調整を完了させても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１・・光源、２・・照明光学系、３・・偏光ビームスプリッタ、４・・１／４波長板、５・・反射型画像表示素子、６・・投射光学系、２１・・ダイレクタ方向、２２・・液晶分子、１００、１０２・・データ記憶装置、１０１、１０３・・電圧印加手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の偏光状態を変えることにより画像を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の互いに異なる第１領域と第２領域に対し、異なる電圧を印加することが可能な電圧印加手段を有する画像表示装置であって、
前記電圧印加手段は、黒表示または白表示を行う際に、
前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域における位相差、または前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域から前記液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示素子により変えられた偏光状態に応じて光路を分離する偏光分離素子と、
前記液晶表示素子と前記偏光分離素子の間に配置された位相補償手段を有し、
前記位相補償手段は、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加された状態で調整された方位角を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記位相補償手段が、前記液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転調整されることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示素子の液晶層の液晶分子が、電圧無印加時に基板面の法線に対し傾いて配置されており、
前記液晶表示素子は、電圧無印加時に黒表示が行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記液晶表示素子において、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域の位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加する際に、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域の液晶分子の傾きの差が０．５°以内となるように、前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
入射光の偏光状態を変えることにより画像を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子により生じる位相差を補償するための位相補償手段と、
前記液晶表示素子の互いに異なる第１領域と第２領域に対し異なる電圧を印加することが可能な電圧印加手段を有する画像表示装置の調整方法であって、
黒表示または白表示を行う際に、
前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域における位相差、または前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域から前記液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加する電圧印加ステップと、
前記位相補償手段の方位角を調整する方位角調整ステップと、を有することを特徴とする画像表示装置の調整方法。
【請求項７】
前記方位角調整ステップは、前記電圧印加ステップの後に行われることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置の調整方法。
【請求項１】
入射光の偏光状態を変えることにより画像を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の互いに異なる第１領域と第２領域に対し、異なる電圧を印加することが可能な電圧印加手段を有する画像表示装置であって、
前記電圧印加手段は、黒表示または白表示を行う際に、
前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域における位相差、または前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域から前記液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示素子により変えられた偏光状態に応じて光路を分離する偏光分離素子と、
前記液晶表示素子と前記偏光分離素子の間に配置された位相補償手段を有し、
前記位相補償手段は、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加された状態で調整された方位角を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記位相補償手段が、前記液晶表示素子の中心を通る法線を中心として回転調整されることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示素子の液晶層の液晶分子が、電圧無印加時に基板面の法線に対し傾いて配置されており、
前記液晶表示素子は、電圧無印加時に黒表示が行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記液晶表示素子において、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域の位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加する際に、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域の液晶分子の傾きの差が０．５°以内となるように、前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
入射光の偏光状態を変えることにより画像を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子により生じる位相差を補償するための位相補償手段と、
前記液晶表示素子の互いに異なる第１領域と第２領域に対し異なる電圧を印加することが可能な電圧印加手段を有する画像表示装置の調整方法であって、
黒表示または白表示を行う際に、
前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域における位相差、または前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域から前記液晶表示素子の光学的共役面の対応領域に至る光路全体における位相差が揃うように、前記液晶表示素子の前記第１領域と前記第２領域に異なる電圧を印加する電圧印加ステップと、
前記位相補償手段の方位角を調整する方位角調整ステップと、を有することを特徴とする画像表示装置の調整方法。
【請求項７】
前記方位角調整ステップは、前記電圧印加ステップの後に行われることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置の調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２５２８５（Ｐ２０１３−２５２８５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２９８４（Ｐ２０１１−１６２９８４）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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