JP2001331155A

JP2001331155A - 画像表示装置、光学シャッター装置及び画像表示方法

Info

Publication number: JP2001331155A
Application number: JP2000154439A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takegawa; 洋武川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】画質の向上を図ることができる画像表示装
置、光学シャッター装置及び画像表示方法を提供するこ
と。【解決手段】光を射出する照明手段１と、照明手段１
から射出された光を変調し、画像を形成した変調光束Ｍ
ＬＦを射出する空間光変調ユニット１００と、変調光束
ＭＬＦを受光するものであって、その光量を検出信号Ｋ
Ｓとして出力する受光手段と、受光手段１０５から送ら
れる検出信号ＫＳに基づいて、空間光変調ユニット１０
０の駆動を制御する制御手段５０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にビデオビュー
ファインダーやヘッドマウント型ディスプレイなどの虚
像表示ディスプレイ、背面および前面投射型ディスプレ
イ、コンピューターモニターなどの直視型ディスプレイ
といった空間光変調素子を用いた画像表示装置、光学シ
ャッター装置及び画像表示方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】映像信号に応じて光学的な像を形成させ
た空間光変調素子上に照明装置から放射される光束を照
射し、照射光束を変調し画像表示を行う画像表示装置が
提案されている。このような画像表示装置には、空間光
変調素子により変調された照射光束を直接観察する直視
型画像表示装置、接眼レンズを通して観察する虚像表示
型画像表示装置、投射レンズを通してスクリーン上に結
像させ、この像を観察する投射型画像表示装置などの種
類がある。

【０００３】この空間光変調素子は、たとえば液晶表示
パネル、デジタルマイクロミラー等からなっていて、特
に液晶表示パネルを使用する場合、液晶型空間光変調素
子と称されている。液晶表示パネルには、旋光（偏光導
波）モード型、複屈折モード型、光散乱モード型、光吸
収モード型等がある。一般的に使用される液晶表示パネ
ルとして、旋光（偏光導波）モード型のツイステッドネ
マティック（ＴＮ）動作モードを使用するＴＮ液晶表示
パネル、複屈折動作モード型のスーパーツイステッドネ
マティック（ＳＴＮ）動作モードを使用するＳＴＮ液晶
表示パネル及び強誘電性液晶（ＦＬＣ）動作モードを使
用するＦＬＣ型の液晶表示パネルが挙げられる。

【０００４】まず図２２を参照してＴＮ液晶表示パネル
又はＳＴＮ液晶表示パネルを用いた液晶表示パネルの構
造及び動作原理を説明する。液晶表示パネル８０は１対
の第１電極部８０Ａ、第２電極部８０Ｂ液晶材料８５、
反射板８６等を有する。液晶材料８５は、第１電極部８
０Ａと第２電極部８０Ｂの間に挟まれていて、液晶材料
８５の分子の配向は捻れ状態（ＴＮ液晶の場合、捻れ角
は９０度）になっている。

【０００５】第１電極部８０Ａはガラス基板８１Ａ、透
明電極８２Ａ、配向膜８３Ａを有している。ガラス基板
８１Ａに透明電極８２Ａが積層されていて、透明電極８
２Ａに配向膜８３Ａが積層されている。同様に、第２電
極部８０Ｂは、ガラス基板８１Ｂ、透明電極８２Ｂ、配
向膜８３Ｂを有している。ガラス基板８１Ｂに透明電極
８２Ｂが積層されていて、透明電極８２Ｂに配向膜８３
Ｂが積層されている。第１電極部８０Ａと第２電極部８
０Ｂは、配向膜８３Ａ、８３Ｂが対向するように配置さ
れている。配向膜８３Ａ、８３Ｂはそれぞれ液晶材料８
５の分子の配向方向を揃える機能を有している。そし
て、配向膜８３Ａ、８３Ｂは、その配向方向が互いに直
交するように配置されている。

【０００６】第１電極部８０Ａのガラス基板８１Ａの外
側には偏光子８４Ａが配置され、第２電極部８０Ｂのガ
ラス基板８１Ｂの外側には検光子８４Ｂが配置されてい
る。２つの偏光子８４Ａ、８４Ｂの偏光方向は互いに直
交している。ここで、偏光子８４Ａの偏光方向は、配向
膜８３Ａの配向方向と平行に形成されており、検光子８
４Ｂの偏光方向は、配向膜８３Ｂの配向方向と平行に形
成されている。よって、偏光子８４Ａと検出子８４Ｂ
は、互いに直交する配向方向となる。また、第２電極部
８０Ｂのガラス基板８１Ａ側には、第２電極部８０Ｂを
透過した偏光を反射する反射板８６が配置されている。

【０００７】図２２Ａは透明電極８２Ａ、８２Ｂに電圧
が印加されていない電圧非印加状態を示し、図２２Ｂは
透明電極８２Ａ、８２Ｂに電圧が印加されている電圧印
加状態を示している。図２２（Ａ）の電圧非印加状態で
は液晶材料８５の分子の配向は捻れ状態（ＴＮ液晶の場
合、捻れ角は９０度）となる。従って、偏光子８４Ａか
らの偏光８７Ａは液晶材料８５を透過することによって
偏光方向が回転し偏光８７Ｂとなる。偏光８７Ｂは偏光
子８４Ｂを透過し反射板８６に到達し偏光８７Ｃとな
る。反射板８６を反射した偏光８７Ｃは液晶材料８５を
透過することによって偏光方向が回転し偏光８７Ｄとな
る。そして、偏光８７Ｄは、偏光子８４Ａを透過し入射
光と同一経路に戻ることで、画像を表示する。

【０００８】図２２（Ｂ）の電圧印加状態では上側の液
晶材料８５の分子は垂直方向に整列した状態となる。従
って、上側の偏光子８４Ａからの偏光８７Ａは液晶材料
８５を透過することによって偏光方向が回転しない。よ
って、偏光子Ａからの偏光８７Ａは、偏光方向が回転せ
ずに偏光子８４Ｂに到達する。すると、偏光８７Ａの偏
光方向は、偏光子８４Ｂの配光方向と直交しているた
め、偏光８７Ａは偏光子８４Ｂを透過することができな
い。従って、偏光８７Ａが入射光と同一経路に戻らず、
画像が表示されないこととなる。

【０００９】通常のＴＮ液晶表示パネルの場合、応答速
度が数十ｍ秒と遅いため、スミア等の発生により画像の
劣化が生じる。そこで、応答速度が数十μ秒という高速
性に優れた強誘電性液晶（ＦＬＣ：フェロエレクトリッ
クリキッドクリスタル）を用いた液晶表示パネルが提案
されている。この強誘電性液晶を用いた液晶表示パネル
は、同等の応答速度を有するＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ
ＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）に比べて、コ
スト及び精細度等の点で優れている。

【００１０】図２３はＦＬＣ液晶表示パネルの一例を示
す模式図であり、図２３を参照して強誘電性液晶を用い
た液晶表示パネル９０について説明する。液晶表示パネ
ル９０は１対の第１電極部９０Ａ、第２電極部９０Ｂ、
液晶材料９５等を有していて、液晶材料９５は第１電極
部９０Ａと第２電極部９０Ｂの間に挿入されている。

【００１１】第１電極部９０Ａはガラス基板９１Ａ、透
明電極９２Ａ、配向膜９３Ａを備えている。透明電極９
２Ａはガラス基板９１Ａに積層されていて、配向膜９３
Ａは透明電極９２Ａに積層されている。また、ガラス基
板９１Ａの外側には偏光子９４が配置されていて、偏光
子９４は第１電極部９０Ａに入射される光の偏光方向を
一定にする機能を有している。第２電極部９０Ｂはシリ
コン基板９１Ｂ、アルミ電極９２Ｂ、配向膜９３Ｂを備
えている。アルミ電極９２Ｂは反射膜としても機能す
る。アルミ電極９２Ｂはシリコン基板９１Ｂに積層され
ていて、配向膜９３Ｂはシリコン基板９２Ｂに積層され
ている。また、第１電極部９０Ａと第２電極部９０Ｂ
は、液晶材料９５を挟んで配向膜９３Ａ、９３Ｂが対向
するように配置されている。

【００１２】図２３（Ａ）は透明電極９２Ａからアルミ
電極９２ＢにＺ１方向の電圧が印加された状態を示し、
図２３Ｂはアルミ電極９２Ｂから透明電極９２Ａに矢印
Ｚ２方向の電圧が印加された状態を示す。ここで、図２
３（Ｃ）に示すように、第１の電圧方向状態では液晶材
料９５は入射偏光に対して複屈折効果を示さないが、第
２の電圧方向状態では液晶材料９５は入射偏光に対して
複屈折効果を示す。

【００１３】図２３（Ａ）の第１の電圧方向状態では、
液晶材料９５は複屈折効果を示さず、偏光子９４からの
偏光９７Ａは液晶材料９５を透過する。従って、偏光９
７Ａは偏波状態を変えることなく、アルミ電極（反射
膜）９２Ｂに到達する。その後、アルミ電極（反射膜）
９２Ｂで反射した偏光９７Ｂは再び液晶材料９５を透過
し、偏波状態を変えることなく、偏光子９４に到達す
る。即ち、入射光の偏波状態と同一の偏波状態の光が偏
光子９４に戻る。従って、偏光子９４から光が射出する
こととなる。

【００１４】一方、図２３（Ｂ）の第２の電圧方向状態
では、偏光子９４からの偏光９７Ａは液晶材料９５を透
過することによって複屈折効果を受け、直線偏光が円偏
光に変化する。アルミ電極（反射膜）９２Ｂで反射した
円偏光９７Ｂは、その回転方向を反対の方向にした状態
で射出される。その後、円偏光９７Ｂは再び液晶材料９
５を透過することによって複屈折効果を受け直線偏光と
なる。この直線偏光は、偏光子９４の偏光方向と直交し
ているため、偏光子９４を通過せず光が射出されない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、強誘電性
液晶は、ネマティック液晶と異なり、印加する電界の方
向により液晶分子の方位が制御される。このため、図２
３に示す強誘電性液晶を用いて液晶表示パネル９０の駆
動電圧は直流（ＤＣ）駆動となる。強誘電性液晶を駆動
する場合、液晶への注入電荷に正負の偏りのないよう配
慮する（ＤＣバランスをとる）必要がある。すなわち、
液晶への印加電圧及び印加時間の電気的な偏りが発生す
ると、強誘電性液晶内に電荷が蓄積してしまい、液晶材
料の性能寿命を低下させることにつながる。このため、
強誘電性液晶パネルを駆動する際には、強誘電性液晶内
に電荷が蓄積しないようにバランスをとる必要がある。

【００１６】このための駆動方法としては、図２４に示
すようないわゆる２フィールド書き込み法が知られてい
る。図２４において、映像における１フレームが２つの
フィールドＦ１、Ｆ２に分割され、フィールドＦ１で白
（または黒）表示のための書き込みが行われる。次に、
フィールドＦ２で黒（または白）表示のための書き込み
が行われる。また、各フィールドでは、リッセットパル
スと書き込みパルスを対とし、常に注入電荷がバランス
するようにしている。このように、白表示及び黒表示が
交互に行われることにより、強誘電性液晶内に注入電荷
が蓄積するのを防止するようにしている。

【００１７】また、別の駆動方法としては、図２５に示
すような駆動方法が知られている。図２５に示すよう
に、１フレームが２つのフィールドＦ１、Ｆ２に分割さ
れ、フィールドＦ１で書き込まれた信号（白または黒）
の反転信号がフィールドＦ２で書き込まれる。このと
き、フィールドＦ２の期間は液晶表示パネルに照明光を
照射しないようにする。このように、白表示及び黒表示
が交互に行われることにより、強誘電性液晶内に電荷が
蓄積するのを防止するようにしている。

【００１８】しかし、図２４と図２５の駆動方法におい
て、液晶のＤＣバランスは維持されるが、フレームレー
トが通常の半分になってしまう。このため、走査線数に
対して強誘電性液晶の応答速度が不十分である場合フリ
ッカーを生じてしまうという問題がある。また、白表示
の場合に、照明光の照射時間が半分になり、時間的光利
用効率が半減してしまうという問題がある。

【００１９】この２フィールド書き込み法の他に、強誘
電性液晶への注入電荷の不均一性を回避するために、特
公平７−１０４５０６号公報において、画素電極を有す
る第１の強誘電性液晶パネルと全面に電極を有する第２
の強誘電性液晶パネルとをそれぞれのラビング軸が直交
するように積層し、かつその積層構造体の前後にそれら
の偏光軸が直交するように２枚の偏光板を設けた強誘電
性液晶パネルが提案されている。そして、双方の強誘電
性液晶パネルを交流駆動しそれらの位相を制御すること
により、画像表示素子として動作させることが可能とな
る。このため、強誘電性液晶への注入電荷の不均一性は
回避できる。また、フレームレートも変わらないため、
強誘電性液晶の応答速度によるフリッカーの増大要因も
発生しない。

【００２０】ところが、実際には、第１の強誘電性液晶
パネルと第２の強誘電性液晶パネルには、それぞれ製造
公差、液晶の個体差、互いの位置関係のアライメントず
れなどの誤差が存在する。このため、特に黒表示時の表
示輝度が十分に小さくできない場合がある。また、経時
変化、周辺気温などの環境変化により、製造公差、液晶
の個体差、互いの位置関係のアライメントずれなどが発
生あるいは助長され、表示性能が劣化してしまうという
問題がある。

【００２１】また、空間光変調素子を用いた画像表示装
置の光源、空間光変調素子、光学位相補償素子、さらに
は光学系などのいても製造公差及びアライメントの誤差
等がある。従って、以上の誤差をすべて含んだより正確
な表示画像の補正は困難であるという問題がある。さら
に、色バランスや明るさなど、実際の使用状況下での装
置の状態を画像表示装置の表示画像により確認すること
はできなかった。以上のように、ＤＣバランスを維持す
るために直線偏光回転変換素子が付加された強誘電性液
晶パネル画像表示装置を高コントラスト、高信頼性にて
実現することは困難であった。

【００２２】また、特開平５−２３２４２８号公報にお
いて、３板式投射型液晶表示装置のランプ光源の経時変
化などによる発光スペクトルの変化による表示画像の色
バランスの劣化を防ぐために、ランプ光源の発光スペク
トルを監視し、これをもとにＲ、Ｇ、Ｂ用の各透過型液
晶パネルの透過率を補正して、常に所定の色再現性を維
持するものが提案されている。しかしながら、監視され
る光は、ランプ光源からの放射光そのものであるため、
Ｒ、Ｇ、Ｂ用の各透過型液晶パネルの補正量が適正かど
うかを検証することはできない。

【００２３】そこで本発明は上記課題を解決し、変調光
束の光量を示す検出信号に基づいて空間光変調ユニット
を駆動することにより、画質の向上を図ることができる
画像表示装置、光学シャッター装置及び画像表示方法を
提供することを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、光を射出する照明手段と、前記照明手段
から射出された光を変調し、画像を形成した変調光束を
射出する空間光変調ユニットと、前記変調光束を受光す
るものであって、その光量を検出信号として出力する受
光手段と、前記受光手段から送られる前記検出信号に基
づいて、前記空間光変調ユニットの駆動を制御する制御
手段とを有する画像表示装置により達成される。

【００２５】請求項１の構成によれば、空間光変調ユニ
ットから射出された後の光路中において画像を形成した
変調光束が受光手段によって監視される。そして、受光
手段は変調光束の光量を検出信号として制御手段に送
る。制御手段はこの検出信号に基づいて空間光変調ユニ
ットの駆動を制御する。ここで、空間光変調ユニットや
その他画像表示装置に使用される照明手段等の光学部品
に製造公差やアライメント誤差等が生じている場合があ
る。従って、制御手段が設定値に基づいて空間光変調ユ
ニットを駆動しても所望の画質を得ることできない場合
がある。

【００２６】そこで、各光学部品の製造公差等を含んだ
状態の変調光束の光量が受光手段によって検出され、制
御手段は空間光変調ユニットの駆動制御制御を行う。従
って、空間光変調ユニットの駆動は、各光学部品のすべ
ての製造公差等を補正された状態で行われることとな
る。

【００２７】上記目的は、請求項２３の発明によれば、
光を変調する第１空間光変調素子と、前記第１空間光変
調素子から射出した光束を変調して変調光束を形成する
第２空間光変調素子と、前記変調光束を受光するもので
あって、その光量を検出信号として出力する受光手段
と、前記受光手段から送られる前記検出信号に基づい
て、前記第１空間光変調素子及び／又は前記第２空間光
変調素子を駆動制御する制御手段とを有する光学シャッ
ター装置により達成される。

【００２８】請求項２３の構成によれば、第１空間光変
調素子及び第２空間光変調素子がそれぞれ入射された光
束の偏光状態を変調して射出する。このとき、第１空間
光変調素子及び第２空間光変調素子の偏光状態の組み合
わせによって、第１空間光変調素子と第２空間光変調素
子とから構成される空間光変調ユニット光が射出され、
もしくは光が射出されないようになる。

【００２９】ここで、上記空間光変調ユニットから射出
される光の光量が受光手段によって検出される。そし
て、制御手段は、この光量に基づいて第１空間光変調素
子及び／又は第２空間光変調素子の駆動を制御する。特
に、上記空間光変調ユニットから光を射出させないよう
に制御したにもかかわらず、製造公差、アライメント誤
差等により光が射出される場合がある。このとき、制御
手段は、受光手段による検出信号に基づいて第１駆動電
圧及び／又は第２駆動電圧を補正し、光を射出しないよ
うにする。

【００３０】上記目的は、請求項３９の発明によれば、
照明手段から射出した光束の偏光方向を変化させる第１
空間光変調素子を第１駆動電圧により駆動させるととも
に、前記第１空間光変調素子により変化させた光束を、
画像を形成した変調光束に変調する第２空間光変調素子
を第２駆動電圧により駆動させ、画像を表示する画像表
示方法において、前記変調光束の光量を検出し、前記光
量に基づいて、予め設定されている前記第１駆動電圧及
び／又は前記第２駆動電圧を補正し、前記補正した前記
第１駆動電圧及び／又は前記第２駆動電圧により、前記
第１空間光変調素子及び前記第２空間光変調素子の駆動
を制御する画像表示方法により、達成される。

【００３１】請求項３９の構成によれば、照明手段から
射出した光束が第１空間光変調素子に入射され、偏光方
向が変調される。そして、第１空間光変調素子から射出
された光束は、第２空間光変調素子により画像を形成す
る変調光束に変調される。第１空間光変調素子及び第２
空間光変調素子は制御手段によって駆動制御されてい
る。

【００３２】このとき、変調光束の光量が受光手段によ
って検出され、制御手段はこの光量に基づいて第１空間
光変調素子及び／又は第２空間光変調素子の駆動を補正
する。すなわち、空間光変調ユニットやその他画像表示
装置に使用される光学部品に製造公差やアライメント誤
差等が生じている場合がある。このとき、制御手段が設
定値に基づいて空間光変調ユニットを駆動しても所望の
画質を得ることできない場合がある。そこで、受光手段
によって検出された各光学部品の製造公差等を含んだ状
態の変調光束の光量基づいて、制御手段は第１駆動電圧
及び／又は第２駆動電圧を補正するする。これにより、
第１空間光変調素子及び／又は第２空間光変調素子の駆
動は、各光学部品のすべての製造公差等を補正された状
態で行われることとなる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００３４】図１は本発明の画像表示装置の好ましい実
施の形態を示す構成図であり、図１を参照して画像表示
装置１０００について説明する。画像表示装置１０００
は、照明手段１、照明光学系２、空間光変調ユニット１
００、２００、３００、受光手段１０５、２０５、３０
５、偏光検波手段１１０、２１０、３１０等を有してい
る。照明手段１は光を射出するものであって、たとえば
メタルハライドランプ、発光ダイオードやレーザー光源
等からなっている。また照明手段１は、後述する第２空
間光変調素子１０２の駆動に同期して、出力する光の輝
度を変調する機能を有している。

【００３５】照明光学系２は、照明手段１からの光に対
して光束断面形状の補正、強度の均一化、発散角制御等
を行うものである。なお、照明光学系２は、無偏光状態
の光束をＰ偏光、Ｓ偏光どちらか一方の偏光に５０％以
上の効率で揃える機能を有するＰ−Ｓ偏光変換器が含ま
れる場合がある。ダイクロイックミラー３は、赤色偏光
光のみを反射するものであって、ダイクロックミラー１
０は、緑色偏光光のみを反射するものである。

【００３６】偏光検波手段１１０、２１０、３１０は、
入射される光束のうち特定の偏光方向を有する光のみを
反射しその他の光を反射する機能を有していて、たとえ
ば偏光ビームスプリッタからなっている。具体的には、
偏光検波手段１１０、２１０、３１０には、それぞれ誘
電体膜１１０ａ、２１０ａ、３１０ａが形成されてい
て、誘電体膜１１０ａ、２１０ａ、３１０ａは、たとえ
ばＳ偏光のみを反射し空間光変調ユニット１００、２０
０、３００側にそれぞれ射出する機能を有している。さ
らに、偏光検波手段１１０、２１０、３１０は、変調光
束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３がそれぞれ入射される
と、変調光束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３をそれぞれ
偏光変調から輝度変調に変換し射出する機能を有してい
る。

【００３７】受光手段１０５、２０５、３０５は、たと
えば偏光検波手段１１０、２１０、３１０における変調
光束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３の射出面に取り付け
られおり、所定の波長帯域の光量を検出する機能を有し
ている。具体的には、たとえば赤色の変調光束ＭＬＦ１
を検出する受光手段１０５は、赤色の波長帯域の光量の
みを検出するものである。同様に、受光手段２０５は緑
色の波長帯域の光量を検出し、受光手段３０５は青色の
波長帯域の光量を検出するものである。このとき、各受
光手段１０５、２０５、３０５には、たとえば特定の波
長帯域の光量を検出するための波長選択手段が設けられ
ている場合がある。受光手段１０５、２０５、３０５
は、それぞれ変調光束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３の
光量Ｐを検出し、その検出信号ＫＳ１、ＫＳ２、ＫＳ３
を制御手段５０に送る。

【００３８】空間光変調ユニット１００、２００、３０
０は、後述するように、入射された光束を変調して、そ
れぞれ赤色、緑色及び青色の画像を形成した変調光束Ｍ
ＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３を形成するものである。こ
こで、空間光変調ユニット１００、２００、３００の動
作は、それぞれ制御手段５０によって駆動制御されてい
る。空間光変調ユニット１００、２００、３００は、そ
れぞれ変調光束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３をクロス
ダイクロイックプリズム９に射出する。クロスダイクロ
イックプリズム９は、空間光変調ユニット１００、２０
０、３００でそれぞれ変調された変調光束ＭＬＦ１、Ｍ
ＬＦ２、ＭＬＦ３を合成して、合成光束を射出するもの
である。拡大光学系１１は、クロスダイクロイックプリ
ズム９から射出された合成光束をスクリーン１２に拡大
表示するものである。

【００３９】図１において、照明手段１から射出された
光束は、照明光学系２によってＳ偏光もしくはＰ偏光の
光束として射出される。ここで、照明光学系２を通過し
た光束は、たとえば紙面に垂直な方向に電気ベクトルが
振動する偏光状態、つまり、赤色光反射のダイクロイッ
クミラー３の反射面に対してＳ偏光となっている。そし
て、照明光学系２からの光束において、ダイクロイック
ミラー３で赤色光のみ反射し、緑色光及び青色光は透過
する。分離された赤色光は、ミラー４を介して偏光検波
手段１１０に入射し、偏光検波手段１１０の誘電体膜１
１０ａによりＳ偏光のみが反射され、空間光変調ユニッ
ト１００に入射する。

【００４０】一方、赤色光反射のダイクロイックミラー
３を透過した光束は、続いて配置されるダイクロイック
ミラー１０に入射する。ここで、緑色光のみ反射され、
残りの青色光成分は透過する。分離された緑色光、青色
光は、それぞれ偏光検波手段２１０、３１０によりＳ偏
光のみが反射され、空間光変調ユニット２００、３００
に入射する。その後、空間光変調ユニット１００、２０
０、３００に入射された光束は、画像を形成した変調光
束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３に変調される。そし
て、変調された変調光束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３
は、入射方向と同一の方向に向かって射出される。

【００４１】すると、変調光束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、Ｍ
ＬＦ３は、それぞれ再び偏光検波手段１１０、２１０、
３１０に入射される。そして、誘電体膜１１０ａ、２１
０ａ、３１０ａにおいて、それぞれＰ偏光のみが透過す
るよう検波され、偏光変調が輝度変調に変換される。輝
度変調に変換された変調光束ＭＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬ
Ｆ３は、それぞれクロスダイクロイックプリズム９に入
射する。その後、赤色、緑色、青色の３つの変調光束Ｍ
ＬＦ１、ＭＬＦ２、ＭＬＦ３が、それぞれクロスダイク
ロイックプリズム９にて合成され、投射光学系１１から
スクリーン１２上に結像される。

【００４２】次に、図１を参照して空間光変調ユニット
１００、２００、３００を駆動制御するための制御手段
５０について説明する。図１の制御手段５０は、Ａ／Ｄ
コンバータ５１、システムコントローラ５２、第１駆動
制御部５３及び第２駆動制御部５４、記憶手段５５等を
有している。Ａ／Ｄコンバータ５１は、外部から入力さ
れるアナログの映像信号ＭＳをデジタル信号に変換し
て、システムコントローラ５２に送るものである。

【００４３】システムコントローラ５２は、変換された
映像信号ＭＳに対して、同期信号生成、画像信号処理、
ガンマ補正などを行い、第１制御信号ＣＳ１及び第２制
御信号ＣＳ２を生成する機能を有している。ここで、第
１制御信号ＣＳ１及び第２制御信号ＣＳ２には、後述す
る第１駆動制御部５３及び第２駆動制御部５４の動作を
制御する情報の他に、受光手段１０５、２０５、３０５
から送られた検出信号ＫＳ１、ＫＳ２、ＫＳ３による光
量Ｐも含まれている。そして、システムコントローラ５
２は、生成した第１制御信号ＣＳ１及び第２制御信号Ｃ
Ｓ２をそれぞれ第１駆動制御部５３及び第２駆動制御部
５４にそれぞれ送る。

【００４４】第１駆動制御部５３は、第１空間光変調素
子１０１、２０１、３０１にそれぞれ第１駆動電圧Ｖ１
を印加することでその動作を制御するものである。この
第１駆動制御部５３は、第１制御信号ＣＳ１に基づいて
動作する。また、後述するように、第１駆動制御部５３
は第１制御信号ＣＳ１に含まれる光量Ｐの情報に基づい
て第１駆動電圧Ｖ１の設定電圧値Ｖｏｐｔを補正する機
能を有している。

【００４５】第２駆動制御部５４は、第２空間光変調素
子１０２、２０２、３０２にそれぞれ第２駆動電圧Ｖ２
を印加することで動作を制御するものである。また、第
２駆動制御部５４は、後述するように、第２制御信号Ｃ
Ｓ２に含まれる光量Ｐに基づいて、第２駆動電圧Ｖ２の
印加タイミングを補正する機能を有している。

【００４６】記憶手段５５は、第１駆動電圧Ｖ１の大き
さである設定電圧値Ｖｏｐｔを記憶するものであって、
第１駆動制御部５３はこの設定電圧値Ｖｏｐｔに基づい
て第１空間光変調素子１０１に第１駆動電圧Ｖ１を印加
する。また、記憶手段５５は、後述する設定電圧値Ｖｏ
ｐｔを最適化する際に、第１補正電圧値ＶｏｐｔＬ、漏
れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＬ）、第２補正電圧値ＶｏｐｔＨ及
び漏れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＨ）をそれぞれ記憶する機能を
有している。さらに、記憶手段５５は、後述する第２駆
動電圧Ｖ２の印加タイミングを記憶する機能を有してい
る。

【００４７】次に、図１を参照して制御手段５０の動作
例について説明する。アナログ映像信号５０がＡ／Ｄコ
ンバータ５１により量子化され、システムコントローラ
５２に入力される。また、システムコントローラ５２に
は、受光手段１０５、２０５、３０５からの検出信号Ｋ
Ｓ１、ＫＳ２、ＫＳ３がそれぞれ入力される。システム
コントローラ５２において、同期信号生成、画像信号処
理、ガンマ補正などが行われ、第１駆動制御部５３と第
２駆動制御部５４にそれぞれ第１制御信号ＣＳ１と第２
制御信号ＣＳ２が出力される。

【００４８】すると、第１駆動制御部５３及び／又は第
２駆動制御部５４はそれぞれ第１制御信号ＣＳ１、ＣＳ
２に基づいて、第１駆動電圧Ｖ１及び／又は第２駆動電
圧Ｖ２の最適化を行う。そして、最適化された第１駆動
電圧Ｖ１及び第２駆動電圧Ｖ２がそれぞれ第１空間光変
調素子１０１、２０１、３０１及び第２空間光変調素子
１０２、２０２、３０２に印加され、空間光変調ユニッ
ト１００が駆動される。

【００４９】図２は本発明の画像表示装置における空間
光変調ユニットの周辺部位を示す模式図であり、図２を
参照して空間光変調ユニット１００について説明する。
なお、緑色用の空間光変調ユニット２００及び青色用の
空間光変調ユニット３００は赤色用空間光変調ユニット
１００と同一の構造を有しているため、その説明を省略
する。図２の空間光変調ユニット１００は、第１空間光
変調素子１０１、第２空間光変調素子１０２を備えてい
る。ここで、第１空間光変調素子１０１と第２空間光変
調素子１０２は、たとえば紫外線硬化樹脂などの光学接
着剤により接着され一体的に構成されている。これによ
り、第１空間光変調素子１０１と第２空間光変調素子１
０２のガラス基板での表面反射による光量損失を低減
し、組立てコストを抑え、デバイスの安定性を確保する
ことができる。

【００５０】第１空間光変調素子（ダブラー）１０１
は、入射された光束の偏光方向を変化させるものであっ
て、たとえば透過型強誘電性液晶パネルまたは透過型反
強誘電性液晶パネルからなっている。また、第１空間光
変調素子１０１は、矢印Ｚ方向にラビング軸１１を形成
した位相差１／２を有する位相差板として機能し、コー
ン角θｔを有するように形成されている。ここで、コー
ン角とは、強誘電性液晶への印加電圧をＶ＋からＶ−へ
と変えたとき、液晶分子が自発分極を電界方向に向ける
ようにして面内回転した角度をいう。

【００５１】図４に示すように、このコーン角θｔの回
転角度は、第１空間光変調素子１０１に印加される電圧
の大きさに依存する。また、コーン角θｔが変化する
と、第１空間光変調素子１０１の速軸１２が変化する。
以上により、第１空間光変調素子１０１から射出したと
きの偏光方向は、第１電圧Ｖ１の設定電圧値Ｖｏｐｔの
大きさによって制御されることとなる。

【００５２】第２空間光変調素子１０２は、たとえば反
射型型強誘電性液晶パネルまたは透過型強誘電性液晶パ
ネルからなっていて、入射された光をスクリーン１２に
映し出す画像に変調し、変調光束ＭＬＦ１を射出する画
像表示パネルとしての機能を有している。特に第２空間
光変調素子１０２が反射型型強誘電性液晶パネルからな
っている場合、変調した変調光束ＭＬＦ１は第１空間光
変調素子１０１側へ射出されることとなる。また、第２
空間光変調素子１０２は、矢印Ｙ方向にラビング軸２１
を形成した位相差１／４を有する位相差板として機能
し、コーン角θｒを有するように形成されている。

【００５３】第２空間光変調素子１０２には、画像表示
のための矩形の画素電極１０２ａが設けられている。こ
こで、図３に示すように、第１空間光変調素子１０１が
ない場合、第２空間光変調素子１０２のラビング軸２１
は、画素の辺に対して斜めに設ける必要がある。しか
し、各画素電極１０２ａの間には段差が生じているた
め、ラビング軸２１を斜めにすると、安定した配向特性
を得られない。一方、図２に示すように、第１空間光変
調素子１０１を配置することにより、第２空間光変調素
子１０２のラビング軸２１を矩形画素１０２ａの一辺に
平行に形成することができる。これにより、安定した配
向特性を得ることができ、画質の向上を図ることができ
る。

【００５４】上述のように、第１空間光変調素子１０１
と第２空間光変調素子１０２は、それぞれ位相差１／２
波長、１／４波長の位相差板の機能を果たしており、同
一波長の光線に対し２：１の位相差量となっている。従
って、仮に、第１空間光変調素子１０１と第２空間光変
調素子１０２が複屈折量のほぼ等しい液晶材料を使用さ
れている場合、第１空間光変調素子１０１の液晶相の厚
さは、第２空間光変調素子１０２のおよそ２倍になる。
また、第１空間光変調素子１０１のコーン角θｔと第２
空間光変調素子１０２のコーン角θｒは、およそθｔ：
θｒ＝１：２の関係を有している。

【００５５】図５と図６はそれぞれ空間光変調ユニット
１００における直線偏光の状態を示す図であり、図５と
図６を参照して空間光変調ユニット１００の動作例につ
いて説明する。なお、図５と図６において、第１空間光
変調素子１０１のコーン角θｔは２２．５°、第２空間
光変調素子１０２のコーン角θｒは４５°と仮定した場
合について例示している。また、以下に示す角度は、矢
印Ｚ方向を０°としたときの角度である。

【００５６】まず、図５を参照して入射直線偏光の偏光
状態（偏光方位および偏光楕円率）を変えることなく反
射する偏光保存モード（光透過モード）について説明す
る。このとき、第１空間光変調素子１０１及び第２空間
光変調素子１０２の速軸１２、２２は、いわゆる同相に
なるように設定され、たとえば第１空間光変調素子１０
１の速軸１２がθｔ／２（＝１１．５°）、第２空間光
変調素子１０２の速軸２２がπ／２＋θｒ／２（＝１１
２．５°）、もしくは、第１空間光変調素子１０１の速
軸１２が−θｔ／２（＝−１１．２５°）、第２空間光
変調素子１０２の速軸２２が−π／２−θｒ／２（＝−
１１２．５°）に設定される。

【００５７】まず、図５（Ａ）のような鉛直方向（矢印
Ｚ方向）の直線偏光Ａが１／２波長の位相差を有する第
１空間光変調素子１０１に入射する。すると、図５
（Ｂ）に示すように、入射された直線偏光Ａは、第１空
間光変調素子１０１の速軸１２を中心に線対称に変換さ
れ、その方位をθｔ（＝２２．５°）だけ変えた直線偏
光Ｂとなる。

【００５８】続いて直線偏光Ｂは、第２空間光変調素子
１０２に入射される。このとき、入射直線偏光Ｂと第２
空間光変調素子１０２の速軸２２は直交している。この
ため、図５（Ｃ）に示すように、偏光方向が変化するこ
となく、第２空間光変調素子１０２で反射された直線偏
光Ｃとして射出される。そして、反射した直線偏光Ｃは
再び第１空間光変調素子１０１に入射される。すると、
第１空間光変調素子１０１の速軸１２を中心に線対称に
変換され、図５（Ｄ）に示すように、その方位を−θｔ
（＝−２２．５°）だけ変えた直線偏光Ｄとなる。従っ
て、この直線偏光Ｄは、図５（Ａ）の入射された直線偏
光Ａと同一の偏光方向を有するＳ偏光となる。これによ
り、直線偏光Ｄは、偏光検波手段１１０に向かって射出
されることとなる（光透過モード）。

【００５９】次に、図６を参照して入射直線偏光の偏光
方位を９０°回転して反射する偏光変換モード（光遮断
モード）について説明する。このとき、第１空間光変調
素子１０１及び第２空間光変調素子１０２の速軸１２、
２２は、いわゆる異相になるように設定され、たとえば
第１空間光変調素子１０１の速軸１２が−θｔ／２（＝
−１１．２５°）、第２空間光変調素子１０２の速軸２
２がπ／２＋θｒ／２（＝１１２．５°）もしくは、第
１空間光変調素子１０１の速軸１２がθｔ／２（＝１
１．２５°）、第２空間光変調素子１０２の速軸２２が
−π／２−θｒ／２（＝−１１２．５°）で設定されて
いる。

【００６０】まず、図６（Ａ）において、鉛直方向（矢
印Ｚ方向）に入射する直線偏光Ａが、１／２波長の位相
差を有する第１空間光変調素子１０１に入射される。す
ると直線偏光Ａは、第１空間光変調素子１０１の速軸１
２を中心に線対称に変換され、図６（Ｂ）に示すよう
に、その方位を−θｔに変え直線偏光Ｂとなる。続いて
直線偏光Ｂが第２空間光変調素子１０２に入射される。
すると、第２空間光変調素子１０２が１／４波長の位相
差（速軸２２）をもっているため、反射時にこの入射直
線偏光Ｂは、図６（Ｃ）に示すように、偏光方位角がθ
ｒ＋θｔ／２である直線偏光Ｃに変換されて反射する。

【００６１】再び、第１空間光変調素子１０１に入射す
る直線偏光Ｃは、第１空間光変調素子１０１の速軸１２
を中心に線対称に変換され、図６（Ｄ）に示すように、
偏光方位角が２θｔ＋θｒである直線偏光Ｄに変換され
る。つまり、直線偏光Ｄが入射された直線偏光Ａに対し
て９０°回転したＰ偏光となる。従って、直線偏光Ｄ
は、第１空間光変調素子１０１を透過せずに、画像は黒
表示となる（光遮断モード）。

【００６２】なお、強誘電性液晶パネルの速軸を遅軸に
変えても同様の性能を実現できる。また、図６に示すよ
うな、第１空間光変調素子１０１に入射する直線偏光Ａ
の方向が、第１空間光変調素子１０１のラビング軸１１
に対して直交している場合にも、以上に説明した図３の
場合と同様に動作する。

【００６３】このように、２つの第１空間光変調素子１
０１及び第２空間光変調素子１０２の速軸１２、２２を
変化させることで、空間光変調ユニット１００から変調
光束ＭＬＦ１を射出する光透過モードと、空間光変調ユ
ニット１００から変調光束ＭＬＦ１を射出しない光遮断
モードを切り換えることができる。すなわち、図５のよ
うにコーン角θｔ、θｒの双方がプラス側もしくはマイ
ナス側になっているとき（同相）、空間光変調ユニット
１００から光が射出される。一方、図６のように、コー
ン角θｔ、θｒの正負が異なる場合（異相）、空間光変
調ユニット１００から光が射出しないようになる。

【００６４】このため、第１空間光変調素子１０１もし
くは第２空間光変調素子１０２に印加する第１駆動電圧
Ｖ１もしくは第２駆動電圧Ｖ２が、正負いずれの場合で
あっても、光透過モードもしくは光遮断モードにするこ
とができる。従って、光を透過して明（白）表示する場
合であっても光を遮断して暗（黒）表示する場合であっ
ても、強誘電性液晶への注入電荷の不均一を防止するこ
とができるため、フレームレートの低下を防止し高信頼
性と広帯域スペクトル対応性を実現することができる。

【００６５】さらに、第１空間光変調素子１０１及び第
２空間光変調素子１０２の光軸の組み合わせによって光
を透過しもしくは光を遮断することができるため、空間
光変調ユニット１００は、光学シャッター装置として機
能することができるようになる。このとき、第２空間光
変調素子１０２は、画像情報からなる変調光束ＭＬＦを
出力する必要はなく、第１空間光変調素子１０１と同様
に、入射された光の変更方向を変える機能を有していれ
ばよい。

【００６６】ところで、実際には、第１空間光変調素子
１０１と第２空間光変調素子１０２には、それぞれ製造
公差、液晶の個体差、互いの位置関係のアライメントず
れなどの誤差が存在する。このため、特に黒表示時の表
示輝度が十分に小さくできない場合がある。また、経時
変化、周辺気温などの環境変化により、製造公差、液晶
の個体差、互いの位置関係のアライメントずれなどが発
生あるいは助長され、表示性能が劣化してしまうという
問題がある。

【００６７】図７は製造公差のこれら全てのパラメータ
のワーストケースの組み合わせにおけるコントラストを
シミュレーションした結果を示す図であり、図７を参照
して具体的に説明する。なお、図７において、第１空間
光変調素子１０１（透過型液晶パネル）の液晶膜厚を５
％、第２空間光変調素子１０２（反射型強誘電性液晶パ
ネル）の液晶膜厚公差を±１０％、両パネルのラビング
方向の直交関係からのずれ角を±０．２°、両パネルの
コーン角の大きさの比の１：２からのずれの割合を±５
％、使用波長帯域を設計中心波長より±１０％と設定し
た場合について言及する。

【００６８】図７において、コントラスト（ｄｏｕｂｌ
ｅｒｏｆｆ）のもっとも小さいものは１０７である。
この値は、投射型画像表示装置には十分な値とはいえ
ず、これをさらに向上させる必要がある。このために
は、反射型強誘電性液晶パネル、透過型液晶パネル自体
の製造公差をより小さくしたり、組立公差をより小さく
することが考えられる。

【００６９】しかしながら、厳しい製造公差は、素子の
歩留まりを低下させ、著しいコスト増を招く恐れがあ
る。また、一般的に液晶材料は、その温度変化に伴い応
答速度および液晶方位反転量などが変わることが知られ
ており、たとえば強誘電性液晶材料の場合、図８に示す
ように温度上昇とともにコーン角が小さくなる傾向があ
る。これは、反射型強誘電性液晶パネルと透過型液晶パ
ネルとのコーン角比が、温度変化により当初の設計中心
からずれることを示唆している。

【００７０】以上のように、「（１）画像表示用パネル
２０の液晶膜厚公差、偏光方向切り替え用パネルの液晶
膜厚公差、両者のラビング方向の直交関係からのずれ角
などの存在により、コントラストを最大にするコーン角
比が１：２の関係からずれる」「（２）このずれ量が、
第１空間光変調素子１０１のプラス電圧印加側とマイナ
ス電圧印加側とで異なる」「（３）液晶材料の温度によ
り印加電圧とコーン角の対応関係が変化する（図８参
照）」という理由により高画質の画像を得ることができ
ないという問題がある。よって、上述した原因により生
じる画質の劣化を防止して、画質の向上を図る必要があ
る。

【００７１】図９は本発明の画像表示方法の好ましい実
施の形態を示すフローチャート図であり、図１から図９
を参照して画像表示方法について説明する。なお、図９
において、赤色用の空間光変調ユニット１００を例示し
て説明するが、緑色用の空間光変調ユニット２００及び
青色用の空間光変調ユニット３００についても同様の駆
動方法によって制御される。

【００７２】まず、予め記憶手段５５には設定電圧値Ｖ
ｏｐｔが設定されている（ＳＴ１）。この初期の設定電
圧値Ｖｏｐｔは、たとえば製造公差等がないと仮定した
場合の最適な電圧値となっている。そして、空間光変調
ユニット１００から変調光束ＭＬＦ１が射出されないよ
うに設定された期間（黒表示期間）に、第１駆動制御部
５３は初期設定電圧値Ｖｏｐｔで第１駆動電圧Ｖ１を第
１空間光変調素子１０１に印加する（ＳＴ２）。

【００７３】ここで、変調光束ＭＬＦ１が射出されない
ように設定された期間であるにもかかわらず光漏れが発
生した場合、製造公差等により完全に変調光束ＭＬＦ１
が遮断されず、空間光変調ユニット１００から漏れてい
るを意味する。そこで、受光手段１０５がその漏れ光量
Ｐ（Ｖｏｐｔ）を検出する（ＳＴ３）。

【００７４】その後、受光手段１０５からの検出信号Ｋ
Ｓ１が、システムコントローラ５２を介して第１制御信
号ＣＳ１として第１駆動制御部５３に送られる。する
と、第１駆動制御部５３は、記憶手段５５に記憶されて
いる漏れ光量限界値Ｐｍａｘと漏れ光量Ｐ（Ｖｏｐｔ）
を比較する（ＳＴ４）。この漏れ光量限界値Ｐｍａｘ
は、十分なコントラストを得るための漏れ光量の限界し
きい値である。そして、漏れ光量Ｐ（Ｖｏｐｔ）が漏れ
光量限界値Ｐｍａｘよりも少ない場合、十分なコントラ
ストで高い画質の映像を提供することができることを意
味する。従って、第１空間光変調素子１０１は初期の設
定電圧Ｖｏｐｔの大きさの第１駆動電圧Ｖ１で駆動され
る（ＳＴ２〜ＳＴ４）。

【００７５】一方、漏れ光量Ｐ（Ｖｏｐｔ）が漏れ光量
限界値Ｐｍａｘよりも多い場合、設定電圧値Ｖｏｐｔを
補正する必要がある。この補正は以下の手順で行われる
（ＳＴ５〜ＳＴ１３）。まず、第１駆動制御部５３は、
設定電圧値Ｖｏｐｔを小さくなるように変化させた第１
補正電圧値ＶｏｐｔＬを算出する（ＳＴ５）。ここで、
第１補正電圧値ＶｏｐｔＬは初期印加電圧Ｖｏｐｔより
たとえば−ｎ％だけ小さくしたものである。そして、第
１駆動制御部５３は、黒表示期間内に減少印加電圧値Ｖ
ｏｐｔＬの大きさの第１駆動電圧Ｖ１を第１空間光変調
素子１０１に印加する（ＳＴ６）。

【００７６】その後、第１補正電圧値ＶｏｐｔＬで印加
したときの漏れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＬ）が受光手段１０５
により検出され、システムコントローラ５２を介して第
１制御信号ＣＳ１として第１駆動制御部５３に送られ
る。そして、この漏れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＬ）が、第１駆
動制御部５３により記憶手段５５に記憶される（ＳＴ
７）。

【００７７】次に、第１駆動制御部５３は、初期印加電
圧Ｖｏｐｔよりもｎ％だけ大きい第２補正電圧値Ｖｏｐ
ｔＨを算出する（ＳＴ８）。そして、第１駆動制御部５
３は、黒表示期間内に第２補正電圧値ＶｏｐｔＨで第１
駆動電圧Ｖ１を第１空間光変調素子１０１に印加する
（ＳＴ９）。その後、第２補正電圧値ＶｏｐｔＨの印加
時における漏れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＨ）が受光手段１０５
により検出され、システムコントローラ５２を介して第
２制御信号ＣＳ２として第１駆動制御部５３に送られ
る。この漏れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＨ）は第１駆動制御部５
３により記憶手段５５に記憶される（ＳＴ１０）。

【００７８】そして、第１駆動制御部５３は、記憶され
ている漏れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＬ）と漏れ光量Ｐ（Ｖｏｐ
ｔＨ）を比較する（ＳＴ１１）。ここで、漏れ光量Ｐ
（ＶｏｐｔＬ）が漏れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＨ）よりも小さ
い場合（Ｐ（ＶｏｐｔＬ）＜Ｐ（ＶｏｐｔＨ））、漏れ
光量を少なくすることができる第１補正電圧値Ｖｏｐｔ
Ｌを設定電圧値Ｖｏｐｔとして設定する（ＳＴ１２）。
一方、漏れ光量Ｐ（ＶｏｐｔＬ）が漏れ光量Ｐ（Ｖｏｐ
ｔＨ）以上の場合（Ｐ（ＶｏｐｔＬ）≧Ｐ（Ｖｏｐｔ
Ｈ））、漏れ光量を少なくすることができる第２補正電
圧値ＶｏｐｔＨを設定電圧値Ｖｏｐｔとして設定する
（ＳＴ１３）。

【００７９】このように、設定電圧値Ｖｏｐｔを±ｎ％
だけ加減させた第１補正電圧値ＶｏｐｔＬと第２補正電
圧値ＶｏｐｔＨのいずれの方が漏れ光量を少なくできる
かを判断するそして、漏れ光量Ｐ（Ｖｏｐｔ）が漏れ光
量限界値Ｐｍａｘより小さくなるまで繰り返される（Ｓ
Ｔ２〜ＳＴ１３）。

【００８０】なお、ＳＴ２〜ＳＴ１３において、漏れ光
量Ｐ（Ｖｏｐｔ）、Ｐ（ＶｏｐｔＬ）、Ｐ（Ｖｏｐｔ
Ｈ）の検出は１フレーム間における黒表示期間内で行っ
ても良いし、数フレームの黒表示期間に渡って行われる
ようにしても良い。また、この第１空間光変調素子１０
１の最適電圧決定手法は、本実施例に限らず、漏れ光検
出用黒表示期間内に、第１空間光変調素子１０１（透過
型強誘電性液晶パネル）への印加電圧をスイープするよ
うにしてもよい。このように、第１空間光変調素子１０
１に印加する第１駆動電圧Ｖ１の大きさを最適化する事
により、製造公差、環境温度変化の存在下においても高
いコントラスト比が得られ、画質の向上を図ることがで
きる。

【００８１】具体的には、図１０と図１１は黒表示時透
過率、白表示時透過率、コントラストを計算した結果を
それぞれ示す図であり、図１０と図１１を参照して第１
空間光変調素子１０１への印加電圧の最適化を行うこと
による効果を具体的に示す。なお、図１０と図１１は、
第１空間光変調素子（反射型強誘電性液晶パネル）１０
１のコーン角θｔを４０°であって液晶膜厚公差を±１
０％、第２空間光変調素子（透過型強誘電性液晶パネ
ル）１０２の液晶膜厚公差を±５％、両者のラビング方
向の直交関係からのずれ量±０．５°とした場合の、３
つの公差の組み合わせにおける最適コーン角比を示すも
のである。そして、図１０は第１空間光変調素子１０１
へプラス電圧を印加した場合（ＣＡＳＥ１）の算出結果
を示し、図１１はマイナス電圧を印加した場合（ＣＡＳ
Ｅ２）の算出結果を示している。

【００８２】この図１０（Ａ）のＣＡＳＥ１、図１１
（Ａ）のＣＡＳＥ２における最適コーン角比の相違は、
第１空間光変調素子１０１と第２空間光変調素子１０２
との間のラビング方向の直交関係からのずれにより発生
する。従って、コーン角比をそれぞれの場合（ＣＡＳＥ
１、ＣＡＳＥ２）の最適値に調整することにより、高い
コントラスト比が得られることがわかる。またコーン角
比が、最適値から＋５％ずれた場合の黒表示時透過率、
白表示時透過率、コントラストを計算した結果を図１０
（Ｂ）、図１１（Ｂ）に示し、コーン角比が、最適値か
ら−５％ずれた場合の黒表示時透過率、白表示時透過
率、コントラストを計算した結果を図１０（Ｃ）、図１
０（Ｃ）に示す。

【００８３】図１２は図１０及び図１１と同様の公差に
おいて、コーン角比を１：２（第１空間光変調素子１０
１のコーン角θｔが、第２空間光変調素子１０２のコー
ン角θｒの０．５倍）に固定した場合の光透過時の透過
率とコントラストの波長依存性のグラフ図である。また
図１３は、図１０、図１１と同様の公差において中心波
長でのコントラストが最大（黒表示時の透過率が最小）
となるコーン角に最適化した場合の光透過時の透過率と
コントラストの波長依存性を示すグラフ図である。

【００８４】図１２と図１３において、コーン角比を最
適化した場合には、コーン角比を０．５に固定した場合
に比べて、広い波長帯域においてより高いコントラスト
（無限大レベル）が得られていることがわかる。さら
に、白表示時の光反射率（Ｔ）も、コーン角比をＣＡＳ
Ｅ１、ＣＡＳＥ２それぞれにおいて最適化した場合の方
が、ＣＡＳＥ１、ＣＡＳＥ２間の差異が小さいことがわ
かる。これは、フリッカーの発生に関して有利となる。

【００８５】以上のように、第１空間光変調素子１０１
へ印加する第１駆動電圧Ｖ１を最適化することにより、
製造公差、環境温度変化の存在下においても高いコント
ラスト比が得られ、画質の向上を図ることができる。

【００８６】ところで、空間光変調ユニット１００の駆
動は、具体的には図１４に示すような第１駆動電圧Ｖ１
及び第２駆動電圧Ｖ２を印加することにより行われる。
なお、以下に示す第２空間光変調素子１０２の駆動にお
いて、フレーム内で注入直流電流の正負のバランスをと
っていないため、厳密には完全なＤＣバランス駆動には
なっていない。しかしながら、連続する２つのフレーム
間で階調が等しい場合には、２フレームのなかで完全に
バランスされることになり、実質上、液晶材料の信頼性
に問題はないと考えられる。同様に第１空間光変調素子
１０１の駆動においても、正負の電圧値の大きさが異な
る（｜＋Ｖｏｐｔ｜≠｜−Ｖｏｐｔ｜）。このため、完
全にＤＣ成分を除去した駆動にはなっていないが、この
正負の電圧差はわずかなものであるために実際には無視
し得る。

【００８７】まず、図１４（Ａ）のように、第１空間光
変調素子１０１には、映像信号ＭＳのフレーム周期と等
しい周期で、設定電圧値＋Ｖｏｐｔ、−Ｖｏｐｔの交流
パルス信号である第１駆動電圧Ｖ１が第１駆動制御部５
３から印加される。すると、第１空間光変調素子１０１
の液晶分子は反転運動を行う。ここで、第１空間光変調
素子１０１の液晶分子は、第１駆動電圧Ｖ１より多少の
遅延があってはじめて完全に反転運動を終了する（液晶
方位反転遷移期間）。

【００８８】一方、図１４（Ｂ）のように、第２空間光
変調素子１０２には、電圧値＋ＡＣｒ、−ＡＣｒの交流
パルス信号である第２駆動電圧Ｖ２が第２駆動制御部５
４から印加される。このとき、この第２駆動電圧Ｖ２
は、表示しているそれぞれのフレームの階調に応じてＰ
ＷＭ駆動されるため、第１空間光変調素子１０１のよう
に一定周期とはならない。また、第１空間光変調素子１
０１には１対の透明電極しかないが、第２空間光変調素
子１０２には、表示画素数に応じた複数の画素電極１０
２ａがあり、それぞれの画素に応じて階調が異なるた
め、印加される第２駆動電圧Ｖ２も異なっている。ま
た、第２空間光変調素子１０２の液晶分子も、第２駆動
電圧Ｖ２より遅延があってはじめて完全に反転運動を終
了する。

【００８９】とここで、第１空間光変調素子１０１と第
２空間光変調素子１０２とは、それぞれ位相差１／２波
長、１／４波長の位相差板の機能を果たしており、同一
波長の光線に対し２：１の位相差量となっている。従っ
て、仮に、第１空間光変調素子１０１と第２空間光変調
素子１０２が複屈折量のほぼ等しい液晶材料を使用され
ている場合、第１空間光変調素子１０１の液晶相の厚さ
は、第２空間光変調素子１０２のおよそ２倍になる。こ
こで、強誘電性液晶を等しい電圧で駆動する場合、その
応答速度は、およそ液晶相の厚さの自乗に反比例するこ
とが知られている。

【００９０】このため、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）
に示すように、第１空間光変調素子１０１における液晶
分子の立ち上がり及び立ち下がり時間は、第２空間光変
調素子１０２の液晶分子に比べてほぼ２倍要することに
なる。一方、図５及び図６に示すように、第１空間光変
調素子１０１と第２空間光変調素子１０２の状態が、同
相の場合には明（白）表示、逆相の場合には暗（黒）表
示となる。よって、第１空間光変調素子１０１の液晶方
位反転遷移期間における射出光量は、図１４（Ｃ）に示
すように完全に０にはならず、黒浮きの要因と成り得
る。このため、図１４（Ｃ）に示すように、図中の射出
光量のタイミングチャートにおいて斜線で示した面積が
射出光量となる。このように黒表示期間に漏れ光量が発
生することにより、コントラスト比が低下して画質の劣
化が生じてしまう。

【００９１】そこで、図１５と図１６に示すように、第
２駆動電圧Ｖ２の印加タイミングを最適化することによ
り、漏れ光量の低減を図ることができる。第１に、図１
５に示すように、液晶方位反転遷移期間中に第２空間光
変調素子１０２に印加するパルスの印加タイミングを、
第１空間光変調素子１０１に印加する反転パルスより
も、遅延時間ｔｄだけ遅延させる。この遅延時間ｔｄを
液晶方位反転遷移期間内で適当に選択することにより、
液晶方位反転遷移期間内の射出光量を低減することがで
きる。この遅延時間ｔｄは、たとえば第１空間光変調素
子１０１の液晶分子と第２空間光変調素子１０２の液晶
分子が、同時にラビング軸方向に揃うタイミングとして
決定される。また、この遅延時間ｔｄは、第２駆動制御
５４によって決定される。

【００９２】また、本駆動方法においては、第１空間光
変調素子１０１の液晶方位反転遷移期間に、第２空間光
変調素子１０２に対し、第１空間光変調素子１０１の液
晶分子反転方向と光線入射方向から見て同一方向に液晶
分子が反転する極性のパルスを印加する。これは、第１
空間光変調素子１０１の液晶方位反転遷移期間を、暗
（黒）表示となるようにするためである。このような駆
動方法を採用することにより、特に黒表示時の光漏れ
（黒浮き）を防ぎ、表示画像のコントラストを向上させ
ることができる。

【００９３】第２に、図１６に示すように、遷移期間内
に第２空間光変調素子１０２に印加するパルスを複数に
分割する。具体的には、第２空間光変調素子１０２の液
晶分子の立ち上がりおよび立ち下がりの挙動が、第１空
間光変調素子１０１のそれに合うよう、このパルス幅と
パルス数を適宜決定する。これにより、液晶方位反転遷
移期間内の射出光量を低減することができ、コントラス
トを改善することができる。

【００９４】以上２つの液晶方位反転遷移期間中の黒浮
き防止手法を実施するにあたり、遷移期間中の漏れ光量
を検出することにより、遅延時間ｔｄ、パルス幅とパル
ス数を、前述の第１空間光変調素子１０１への印加電圧
と同様に最適化することができる。つまり、たとえば、
遅延時間ｔｄを変化させ対応する遷移期間中の漏れ光量
を検出し、その最小値を与える遅延時間ｔｄを用いるこ
とにより、遷移期間中の漏れ光量を抑え、高コントラス
トを維持することができる。

【００９５】遷移期間の光漏れによるコントラストの劣
化の第１空間光変調素子１０１の立ち上がり速度依存性
を計算した結果を図１７〜２０に示す。計算のために、
材料の応答は一次遅れシステムのステップ応答を仮定
し、反射型強誘電性液晶パネルである第２空間光変調素
子１０２の材料立ち上がり（０−９０％）を３５μｓｅ
ｃ、映像信号のフレームレートを６０Ｈｚ、最大コント
ラストは、２００：１または４００：１、第１空間光変
調素子１０１の反転駆動周波数は６０Ｈｚまたは１２０
Ｈｚとした（計４種類）。これより、コントラストは、
第１空間光変調素子１０１の立ち上がり時間に応じて劣
化していくことがわかる。また、図中には、遷移開始時
のパネル側の反転タイミングを２０、４０、６０μｓｅ
ｃ遅延させた場合の計算結果も示した。

【００９６】図１７から図２０において、第１空間光変
調素子１０１の立ち上がり時間が比較的遅い場合（たと
えば、２５０μｓｅｃ）、特に、第１空間光変調素子１
０１の反転周波数が６０Ｈｚ、最大コントラスト４０
０：１の場合、第２空間光変調素子１０２への印加パル
スを遅延させないと、２００：１程度に劣化してしま
う。これに対して、遅延時間を６０μｓｅｃにすること
により、２５０：１程度に抑えられることがわかる。

【００９７】以上のように、第２駆動電圧Ｖ２を最適化
することにより、第１空間光変調素子１０１における黒
表示期間の漏れ光量を低減させて、コントラスト比を向
上させることにより、画質の向上を図ることができる。

【００９８】図２１に、本発明の画像表示装置の別の実
施形態を示す構成図であり、図を参照して画像表示装置
２０００について説明する。なお、図の画像表示装置２
０００において、図１の画像表示装置と同一の構成を有
する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

【００９９】図２１の画像表示装置２０００が図１の画
像表示装置１０００と異なる点は、空間光変調ユニット
の種類及び受光手段の構造等である。図２１における空
間光変調ユニット４００は、たとえば透過型ＴＮ液晶表
示パネルからなっている。空間光変調ユニット４００
は、照明光学系２からの光束を変調光束ＭＬＦ４に変調
して投射光学系１１に射出するものである。

【０１００】投射光学系１１におけるの射出面１１ａの
端部には受光手段４０５が配置されている。受光手段４
０５が端部に配置されているため、受光手段４０５によ
って遮断される光束が表示画像に与える影響を最小限に
抑えることができる。受光手段４０５は、３つの受光素
子４１１、４２１、４３１を有しており、各受光素子４
１１、４２１、４３１には、波長選択手段４１０、４２
０、４３０が取り付けられている。波長選択手段４１
０、４２０、４３０は特定の波長帯域の光のみを透過す
る機能を有している。従って、各受光素子４１１、４２
１、４３１は、それぞれ赤色、緑色及び青色の光量Ｐを
検出することとなる。また、受光手段４０５は、検出し
た光量を検出信号ＫＳとして制御手段１５０に送る機能
を有している。

【０１０１】制御手段１５０は、空間光変調ユニット４
００の動作を制御するものであって、システムコントロ
ーラ５２、駆動制御部１５３等を有している。システム
コントローラ５２は、変換された映像信号ＭＳに対し
て、同期信号生成、画像信号処理、ガンマ補正などを行
い、第１制御信号ＣＳ１を生成する機能を有している。
ここで、制御信号ＣＳには後述する駆動制御部１５３の
動作を制御する情報の他に、受光手段４０５から送られ
た検出信号ＫＳによる光量Ｐも含まれている。

【０１０２】駆動制御部１５３は、システムコントロー
ラ５２からの制御信号ＣＳに基づいて、空間光変調ユニ
ット４００に駆動電圧Ｖを印加する機能を有している。
また、後述するように、駆動制御部１５３は、制御信号
ＣＳに含まれる光量Ｐの情報に基づいて駆動電圧Ｖの設
定電圧値Ｖｏｐｔを補正する機能を有している。

【０１０３】記憶手段５５は、駆動電圧Ｖの大きさであ
る設定電圧値Ｖｏｐｔを記憶するものであって、駆動制
御部１５３はこの設定電圧値Ｖに基づいて空間光変調ユ
ニット４００に駆動電圧Ｖを印加する。次に、図２１の
画像表示装置における画像表示方法について説明する。
まず、予め、駆動電圧Ｖの設定電圧値Ｖｏｐｔが記憶手
段５５に記憶されている。ここで、ＴＮ液晶表示パネル
の場合、階調表示はアナログ駆動方式で表現される。

【０１０４】次に、駆動制御部１５３が設定電圧値Ｖｏ
ｐｔに基づいて駆動電圧Ｖを空間光変調ユニット４００
に印加する。そして、空間光変調ユニット４００が白表
示の時の、受光手段４０５の各受光素子４１１、４２
１、４３１の検出信号ＫＳがシステムコントローラ５２
に送られる（ＳＴ３）。

【０１０５】すると、システムコントローラ５２は、検
出信号ＫＳに基づいてｘ、ｙ色度座標を計算し、これを
予め記憶している色度座標と比較する。そして、この差
が少なくなるようにＴＮ液晶パネルの色バランスを、
Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログ駆動信号にオフセット電圧を加減
することにより補正する。

【０１０６】これにより、照明手段１や空間光変調ユニ
ット４００自体の性能変化を吸収し、常に色バランスの
保たれた画像を表示することが可能となる。また、図２
１に示す投射型画像表示装置においては、白表示の時の
光束を投射光学系１１の後に配置しているため、受光手
段４０５によって遮断される光束が表示画像に与える影
響を小さくすることができる。

【０１０７】さらに、画像表示装置２０００において
は、システムコントローラ５２は、白表示時のＲ、Ｇ、
Ｂの出力を検出し、予め記憶している出力値と比較する
ことにより、照明手段１の劣化の程度を判定する機能を
有するようにしても良い。そして、照明手段１の性能が
予め決められた限界値を下回った場合には、画像表示装
置２０００の使用開始時に、ＴＮ液晶パネル３に予め決
められた文字または図形を表示し、使用者にランプ性能
の劣化を警告するようにしてもよい。

【０１０８】上記各実施の形態によれば、空間光変調ユ
ニット１００を受光手段１０５、２０５、３０５、４０
５からの検出信号に基づいて駆動することにより、空間
光変調ユニット１００のやその他の光学部品の製造公差
等による漏れ光量の発生を防止し、コントラスト比を高
くすることにより、画質の向上を図ることができる。具
体的には、第１空間光変調素子１０１を駆動するための
第１駆動電圧の設定電圧値を検出信号ＫＳに基づいて補
正することで、黒表示期間内の漏れ光量を低減させるこ
とができる。従って、コントラスト比が高くなり画質の
向上を図ることができる。

【０１０９】また、第２空間光変調素子１０２を駆動す
るための第２駆動電圧を印加するタイミングを検出信号
ＫＳに基づいて補正することにより、黒表示期間内の漏
れ光量を低減させることができる。従って、コントラス
ト比が高くなり画質の向上を図ることができる。

【０１１０】本発明の実施の形態は、上記各実施の形態
に限定されない。図２１の画像表示装置２０００におい
て、ＴＮ液晶パネルに、画素電極をもたず、全面に１つ
の電極を有するものを用いた光学シャッターとしてもよ
い。また、図９の画像表示方法において、第１空間光変
調素子１０１の液晶の反転周期を、アナログ映像信号Ｍ
Ｓのフレーム周期と同一としたが、完全に液晶への正負
の注入電荷が均一にするため、また、フリッカーを低減
させるために、アナログ映像信号ＭＳのフレーム周期の
１／２、１／４などとして、完全なＤＣバランス駆動を
するようにしても良い。

【０１１１】さらに、図１０と図１１においては、ＣＡ
ＳＥ１、ＣＡＳＥ２で第１空間光変調素子１０１に印加
する電圧の絶対値が通常異なるが、これらの絶対値の平
均電圧を用いてＣＡＳＥ１、ＣＡＳＥ２に絶対値の等し
い正負の電圧を印加してもよい。この場合には、第１空
間光変調素子１０１の液晶反転周期に同期して、照明手
段１の輝度を変調することが好ましい。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変調光束の光量を示す検出信号に基づいて空間光変調ユ
ニットを駆動することにより、画質の向上を図ることが
できる画像表示装置、光学シャッター装置及び画像表示
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示装置の好ましい実施の形態を
示す構成図。

【図２】本発明の画像表示装置における空間光変調ユニ
ットの一例を示す模式図。

【図３】第１空間光変調素子を用いない空間光変調ユニ
ットの一例を示す模式図。

【図４】強誘電性液晶表示パネルにおける印加電圧とコ
ーン角度の関係を示すグラフ図。

【図５】本発明の画像表示装置における空間光変調ユニ
ットから光が透過される場合の偏光状態を示す模式図。

【図６】本発明の画像表示装置における空間光変調ユニ
ットから光が透過されない場合の偏光状態を示す模式
図。

【図７】強誘電性液晶表示パネルにおける温度とコーン
角度の関係を示すグラフ図。

【図８】空間光変調ユニットを駆動するための駆動電圧
を設計値に基づいて設定した場合におけるコントラスト
を示す図。

【図９】本発明の画像表示方法の好ましい実施の形態を
示すフローチャート図。

【図１０】本発明の画像表示方法により第１駆動電圧が
最適化されたときのプラス電圧時におけるコントラスト
の様子を示す図。

【図１１】本発明の画像表示方法により第１駆動電圧が
最適化されたときのマイナス電圧時におけるコントラス
トの様子を示す図。

【図１２】本発明の画像表示方法により第１駆動電圧が
最適化されたときのプラス電圧時における波長依存性と
コントラストの関係を示すグラフ図。

【図１３】本発明の画像表示方法により第１駆動電圧が
最適化されたときのマイナス電圧時における波長依存性
とコントラストの関係を示すグラフ図。

【図１４】第１駆動電圧と第２駆動電圧をそれぞれ第１
空間光変調素子と第２空間光変調素子に印加したときの
光量を示すグラフ図。

【図１５】第１駆動電圧と第２駆動電圧をそれぞれ第１
空間光変調素子と第２空間光変調素子に印加したときの
光量を示すグラフ図。

【図１６】第１駆動電圧と第２駆動電圧をそれぞれ第１
空間光変調素子と第２空間光変調素子に印加したときの
光量を示すグラフ図。

【図１７】第１空間光変調素子１０１の立ち上がり時間
とコントラストの関係を示すグラフ図。

【図１８】第１空間光変調素子１０１の立ち上がり時間
とコントラストの関係を示すグラフ図。

【図１９】第１空間光変調素子１０１の立ち上がり時間
とコントラストの関係を示すグラフ図。

【図２０】本発明の画像表示装置の別の実施の形態を示
す構成図。

【図２１】従来の画像表示装置における液晶表示パネル
の一例を示す模式図。

【図２２】従来の画像表示装置における強誘電性液晶を
用いた液晶表示パネルの一例を示す模式図。

【図２３】図２２の液晶表示パネルを駆動させるための
印加電圧を示すグラフ図。

【図２４】図２２の液晶表示パネルを駆動させるための
印加電圧の一例を示すグラフ図。

【図２５】図２２の液晶表示パネルを駆動させるための
印加電圧の別の例を示すグラフ図。

【符号の説明】

１・・・照明手段、５０・・・制御手段、１００、２０
０、３００、４００・・・空間光変調ユニット、１０
１、２０１、３０１・・・第１空間光変調素子、１０
２、２０２、３０２・・・第２空間光変調素子、１０
５、２０５、３０５、４０５・・・受光手段、１１０、
２１０、３１０・・・偏光検波手段、１０００、２００
０・・・画像表示装置、Ｖ１・・・第１駆動電圧、Ｖ２
・・・第２駆動電圧、ＭＬＦ・・・変調光束、Ｖｏｐｔ
・・・設定電圧値、ＶｏｐｔＬ・・・第１補正電圧値、
ＶｏｐｔＨ・・・第２補正電圧値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６６Ｇ５Ｃ０８０Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６６Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｐ５Ｇ４３５Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｈ０４Ｎ 5/74 ＫＨ０４Ｎ 5/74 9/31 Ｃ 9/31 Ｇ０２Ｆ 1/137 ５１０Ｆターム(参考） 2H088 EA10 EA14 EA15 EA16 EA33 GA04 HA15 JA17 JA20 KA15 2H093 NC02 NC16 NC54 NC58 NC59 ND03 ND33 ND34 NF17 NF20 NG02 NG11 NG20 NH02 5C006 AA01 AA02 AA11 AA22 AC21 AC24 AC28 AF54 BA12 BA13 BC03 BC16 BF42 EC11 EC13 FA20 FA23 FA54 5C058 AA06 AA18 BA23 EA02 EA12 EA14 EA21 EA25 EA26 EA27 EA33 EA51 5C060 BA03 BA08 BB13 BC05 BD02 GA01 GD01 HC01 HC21 JA11 JA14 JB06 5C080 AA10 BB05 CC03 CC06 DD05 DD20 FF03 FF10 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 JJ07 KK02 KK05 KK43 KK50 5G435 AA00 AA02 BB12 BB17 DD11 FF05 GG03 GG04 GG23 KK05 KK09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を射出する照明手段と、前記照明手段から射出された光を変調し、画像を形成し
た変調光束を射出する空間光変調ユニットと、前記変調光束を受光するものであって、前記変調光束の
光量を検出信号として出力する受光手段と、前記受光手段から送られる前記検出信号に基づいて、前
記空間光変調ユニットを駆動制御する制御手段とを有す
ることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記空間光変調ユニッ
トを駆動するための駆動電圧の設定電圧値を、前記検出
信号に基づいて補正する機能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】前記制御手段は、一定時間おきの前記検
出信号に基づいて設定電圧値を補正する機能を有するこ
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】前記制御手段は、前記光量を記憶する記
憶手段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５】前記制御手段は、前記記憶手段に記憶さ
れた前記光量のうち、前記光量が最小もしくは最大とな
るような前記設定電圧値により前記空間光変調ユニット
を駆動することを特徴とする請求項４に記載の画像表示
装置。
【請求項６】前記受光手段は、特定の波長帯域の光量
を検出する波長帯域選択手段を有していることを特徴と
する請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】前記受光手段は、前記変調光束における
波長帯域ごとの光量を検出する機能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８】前記受光手段は、特定波長帯域の光に対
して高い感度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９】前記空間光変調ユニットは、前記照明手
段から射出された光束の偏光方向を変化させる第１空間
光変調素子と、前記第１空間光変調素子から射出した光
束を変調して前記変調光束を形成する第２空間光変調素
子を備え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１０】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子を駆動するための第１駆動電圧の設定電圧値及び前
記第２空間光変調素子を駆動するための第２駆動電圧の
印加タイミングを記憶する記憶手段を有することを特徴
とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】前記制御手段は、前記第１駆動電圧の
前記設定電圧値を、前記検出信号に基づいて補正する機
能を有することを特徴とする請求項１０に記載の画像表
示装置。
【請求項１２】前記記憶手段は、複数の前記設定電圧
値によるそれぞれの前記変調光束の前記光量を記憶する
機能を有しており、前記制御手段は、記憶された前記光
量のうち、最小の前記光量における前記設定電圧値で前
記第１空間光変調素子を駆動することを特徴とする請求
項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】前記制御手段は、前記第２駆動電圧の
前記印加タイミングを、前記検出信号に基づいて補正す
る機能を有することを特徴とする請求項１０に記載の画
像表示装置。
【請求項１４】前記照明手段と前記空間光変調ユニッ
トの間には、前記変調光束を検波する偏光検波手段が配
置されていることを特徴とする請求項９に記載の画像表
示装置。
【請求項１５】前記照明手段は、前記第２空間光変調
素子の駆動に同期して、射出する光束を輝度変調する輝
度制御手段を有することを特徴とする請求項９に記載の
画像表示装置。
【請求項１６】前記第１空間光変調素子は、１／２波
長の位相差を有する透過型強誘電性液晶パネルもしくは
透過型反強誘電性液晶パネルからなり、前記第２空間光
変調素子は、１／４波長の位相差を有し、画像を表示す
るための画素電極を有する反射型強誘電性液晶パネルか
らなっていて、前記第１空間光変調素子と前記第２空間
光変調素子は、それぞれラビング軸が光学的に直交する
ように配置されることを特徴とする請求項９に記載の画
像表示装置。
【請求項１７】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子及び前記第２空間光変調素子のコーン角を、それぞ
れ前記第１駆動電圧及び前記第２駆動電圧によって制御
する機能を有することを特徴とする請求項１６に記載の
画像表示装置。
【請求項１８】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子の液晶方位反転遷移期間に、前記第２空間光変調素
子に対し、前記第１空間光変調素子の液晶分子反転方向
と光線入射方向から見て同一方向に液晶分子が反転する
ように前記第２駆動電圧を印加することを特徴とする請
求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１９】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子の液晶方位反転遷移期間における前記受光手段の前
記検出信号に応じて、前記第１空間光変調素子及び／又
は前記第２空間光変調素子を駆動制御することを特徴と
する請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項２０】前記制御手段は、前記液晶方位反転遷
移期間において、前記光量が少なくなるように前記第１
空間光変調素子及び／又は前記第２空間光変調素子を駆
動制御することを特徴とする請求項１６に記載の画像表
示装置。
【請求項２１】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子のラビング方位を挟む２つの液晶方位状態におい
て、それぞれ絶対値の異なる第１駆動電圧により前記第
１空間光変調素子を駆動制御することを特徴とする請求
項１６に記載の画像表示装置。
【請求項２２】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子のラビング方位を挟む２つの液晶方位状態におい
て、それぞれ絶対値のほぼ等しい第１駆動電圧により前
記第１空間光変調素子を駆動制御することを特徴とする
請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項２３】光を変調する第１空間光変調素子と、前記第１空間光変調素子から射出した光束を変調して変
調光束を形成する第２空間光変調素子と、前記変調光束を受光するものであって、その光量を検出
信号として出力する受光手段と、前記受光手段から送られる前記検出信号に基づいて、前
記第１空間光変調素子及び／又は前記第２空間光変調素
子を駆動制御する制御手段とを有することを特徴とする
光学シャッター装置。
【請求項２４】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子を駆動するための第１駆動電圧の設定電圧値及び前
記第２空間光変調素子を駆動するための第２駆動電圧の
印加タイミングを記憶する記憶手段を有することを特徴
とする請求項２３に記載の光学シャッター装置。
【請求項２５】前記制御手段は、前記第１駆動電圧の
前記設定電圧値を、前記検出信号に基づいて補正する機
能を有することを特徴とする請求項２４に記載の光学シ
ャッター装置。
【請求項２６】前記記憶手段は、複数の前記設定電圧
値によるそれぞれの前記変調光束の前記光量を記憶する
機能を有しており、前記制御手段は、記憶された前記光
量のうち最小の前記光量における前記設定電圧値で前記
第１空間光変調素子を駆動することを特徴とする請求項
２５に記載の光学シャッター装置。
【請求項２７】前記制御手段は、前記第２駆動電圧の
前記印加タイミングを、前記検出信号に基づいて補正す
る機能を有することを特徴とする請求項２４に記載の光
学シャッター装置。
【請求項２８】前記第１空間光変調素子は、１／２波
長の位相差を有する透過型強誘電性液晶パネルもしくは
透過型反強誘電性液晶パネルからなり、前記第２空間光
変調素子は、１／４波長の位相差を有し、画像を表示す
るための画素電極を有する反射型強誘電性液晶パネルか
らなっていて、前記第１空間光変調素子と前記第２空間
光変調素子は、それぞれラビング軸が光学的に直交する
ように配置されることを特徴とする請求項２３に記載の
光学シャッター装置。
【請求項２９】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子及び前記第２空間光変調素子のコーン角を、それぞ
れ前記第１駆動電圧及び前記第２駆動電圧によって制御
する機能を有することを特徴とする請求項２８に記載の
光学シャッター装置。
【請求項３０】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子の液晶方位反転遷移期間に、前記第２空間光変調素
子に対し、前記第１空間光変調素子の液晶分子反転方向
と光線入射方向から見て同一方向に液晶分子が反転する
ように前記第２駆動電圧を印加することを特徴とする請
求項２８に記載の光学シャッター装置。
【請求項３１】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子の液晶方位反転遷移期間における前記受光手段の検
出信号に応じて、前記第１空間光変調素子及び／又は前
記第２空間光変調素子を駆動制御することを特徴とする
請求項２８に記載の光学シャッター装置。
【請求項３２】前記制御手段は、前記液晶方位反転遷
移期間において、前記光量が少なくなるように前記第１
空間光変調素子及び／又は前記第２空間光変調素子を駆
動制御することを特徴とする請求項２８に記載の光学シ
ャッター装置。
【請求項３３】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子のラビング方位を挟む２つの液晶方位状態におい
て、それぞれ絶対値の異なる第１駆動電圧により前記第
１空間光変調素子を駆動制御することを特徴とする請求
項２８に記載の光学シャッター装置。
【請求項３４】前記制御手段は、前記第１空間光変調
素子のラビング方位を挟む２つの液晶方位状態におい
て、それぞれ絶対値のほぼ等しい第１駆動電圧により前
記第１空間光変調素子を駆動制御することを特徴とする
請求項２８に記載の光学シャッター装置。
【請求項３５】前記制御手段は、一定時間おきの前記
検出信号に基づいて設定電圧値を補正する機能を有する
ことを特徴とする請求項２３に記載の光学シャッター装
置。
【請求項３６】前記受光手段は、特定の波長帯域の光
量を検出する波長帯域選択手段を有していることを特徴
とする請求項２３に記載の光学シャッター装置。
【請求項３７】前記受光手段は、前記変調光束におけ
る波長帯域ごとの光量を検出する機能を有することを特
徴とする請求項２３に記載の光学シャッター装置。
【請求項３８】前記受光手段は、特定波長帯域の光に
対して高い感度を有することを特徴とする請求項２３に
記載の光学シャッター装置。
【請求項３９】光束の偏光方向を変化させる第１空間
光変調素子を第１駆動電圧により駆動させるとともに、
前記第１空間光変調素子から射出された光束を、画像を
形成した変調光束に変調して射出する第２空間光変調素
子を第２駆動電圧により駆動させる画像表示方法におい
て、前記変調光束の光量を検出し、前記光量に基づいて、予め設定されている前記第１駆動
電圧及び／又は前記第２駆動電圧を補正し、前記補正した前記第１駆動電圧及び／又は前記第２駆動
電圧により、前記第１空間光変調素子及び前記第２空間
光変調素子の駆動を制御することを特徴とする画像表示
方法。
【請求項４０】前記第１駆動電圧を補正するときは、
前記第１駆動電圧における設定電圧値が補正されること
を特徴とする請求項３９に記載の画像表示方法。
【請求項４１】前記第１駆動電圧を補正するとき、初
期に設定された初期設定電圧値よりも小さい第１補正電
圧値と、前記初期設定電圧値よりも大きい第２補正電圧
値を算出し、前記第１補正電圧値を印加したときの前記
光量と、前記第２補正電圧値を印加したときの前記光量
を比較し、前記光量の少ない前記第１補正電圧値もしく
は前記第２補正電圧値を前記設定電圧値とすることを特
徴とする請求項３９に記載の画像表示方法。
【請求項４２】前記第２駆動電圧を補正するとき、前
記第２駆動電圧の印加タイミングが補正されることを特
徴とする請求項３９に記載の画像表示方法。
【請求項４３】前記光量の検出は、前記第１空間光変
調素子の液晶方位反転遷移期間に、前記第２空間光変調
素子に対し、前記第１空間光変調素子の液晶分子反転方
向と光線入射方向から見て同一方向に液晶分子が反転す
る前記第２駆動電圧を印加したときの光量を検出するこ
とにより行われることを特徴とする請求項３９に記載の
画像表示方法。