(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノーマリーブラックタイプの液晶素子を用いた光変調素子と、
前記光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す光学補償素子を有し、
前記光学補償素子は、前記光変調素子に印加する最小駆動電圧で、前記光変調素子の内部で、当該光変調素子の中心部または当該光変調素子の位相差が他の領域の位相差と比較して中心部と同程度である領域を基準として相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となる状態に設置されている
画像表示装置。
【請求項２】
０ＩＲＥの時の電圧値が前記光変調素子の面内の各位置に対応するように複数とおりの値を持つ
請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記複数とおりの電圧値が、それぞれ、輝度極小値の電圧値である
請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画像表示装置は３板式画像表示装置であり、
前記３板式画像表示装置の３つの液晶表示素子からなる光変調素子は、それぞれ赤、緑、青チャンネルの光を変調し、
少なくとも緑チャンネルの光変調素子は、
前記緑チャンネルの光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す作用を有する光学補償素子を有し、
前記光学補償素子は、前記緑チャンネルの光変調素子に印加する最小駆動電圧で、前記緑チャンネルの光変調素子の内部で相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となる状態に設置されている
請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
ノーマリーブラックタイプの液晶素子を用いた光変調素子と、
前記光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す光学補償素子を有し、
前記光学補償素子は、前記光変調素子に印加する最小駆動電圧で、前記光変調素子の内部で、当該光変調素子の中心部または当該光変調素子の位相差が他の領域の位相差と比較して中心部と同程度である領域を基準として相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となる状態に、設置位置が調整される
画像表示装置の調整方法。
【請求項６】
ノーマリーブラックタイプの液晶素子を用いた光変調素子と、
前記光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す光学補償素子を有し、
前記光学補償素子は、前記光変調素子に印加する最小駆動電圧よりも大きく最大駆動電圧よりも小さい電圧であり、かつ、前記光変調素子の中心部よりも相対的に位相差が大きい領域の輝度極小値の電圧値よりも大きく、前記光変調素子の中心部よりも相対的に位相差が小さい領域の輝度極小値の電圧値よりも小さい電圧を印加した時に、前記光変調素子の中心部に対応する投射像が当該光変調素子の面内での輝度分布において最も暗くなる状態に設置されている
画像表示装置。
【請求項７】
０ＩＲＥの時の電圧値が前記光変調素子の面内の各位置に対応するように複数とおりの値を持つ
請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記複数とおりの電圧値が、それぞれ、輝度極小値の電圧値である
請求項７記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記画像表示装置は３板式画像表示装置であり、
前記３板式画像表示装置の３つの液晶表示素子からなる光変調素子は、それぞれ赤、緑、青チャンネルの光を変調し、
少なくとも緑チャンネルの光変調素子は、
前記緑チャンネルの光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す作用を有する光学補償素子を有し、
前記光学補償素子は、前記緑チャンネルの光変調素子に印加する最小駆動電圧よりも大きく最大駆動電圧よりも小さい電圧であり、かつ、前記光変調素子の中心部よりも相対的に位相差が大きい領域の輝度極小値の電圧値よりも大きく、前記光変調素子の中心部よりも相対的に位相差が小さい領域の輝度極小値の電圧値よりも小さい電圧を印加した時に、前記緑チャンネルの光変調素子の中心部に対応する投射像が最も暗くなる状態に設置されている
請求項６記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記光変調素子は面内に位相差の分布を有し、
前記光変調素子に電圧を印加したときに、当該光変調素子の中心部または当該光変調素子の位相差が他の領域の位相差と比較して中心部と同程度である領域を基準として前記光変調素子の面内で位相差が大きな領域に対応する投射像の輝度が最も暗くなる電圧に設定されている
請求項６記載の画像表示装置。
【請求項１１】
ノーマリーブラックタイプの液晶素子を用いた光変調素子と、
前記光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す光学補償素子を有し、
前記光学補償素子は、前記光変調素子に印加する最小駆動電圧よりも大きく最大駆動電圧よりも小さい電圧であり、かつ、前記光変調素子の中心部よりも相対的に位相差が大きい領域の輝度極小値の電圧値よりも大きく、前記光変調素子の中心部よりも相対的に位相差が小さい領域の輝度極小値の電圧値よりも小さい電圧を印加した時に、前記光変調素子の中心部に対応する投射像が当該光変調素子の面内での輝度分布において最も暗くなる状態に、設置位置が調整される
画像表示装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置およびその調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、照明装置と、照明装置によって照明される光変調素子と、光変調素子の像を結像させる投影レンズとを備えた投射型画像表示装置が提案されている。これらには、光源として放電ランプを用い、画像変調素子としては透過型液晶表示素子（ＨＴＰＳ）、反射型液晶表示素子（ＬＣＯＳ）、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）が用いられており、デバイス、光学系とも、様々な改良が重ねられてきている。
【０００３】
投射型画像表示装置では、白色光を射出する光源を有し、光源からの白色光をダイクロイックミラーで、赤、緑、青の３色に色分離し、それぞれの色に対応して光変調素子を照明する。そして、光変調素子で変調された後、クロスプリズムなどの色合成手段で合成され、投影レンズによりスクリーン上に投射される。
【０００４】
従来の投射型画像表示装置の概略構造を図１４の概略構成図によって説明する。
【０００５】
図１４に示すように、投射型画像表示装置１０１は、光源１１１の発光部１１２はリフレクタ１１３の焦点位置に配置されている。この光源１１１から射出した光はリフレクタ１１３で反射することによりほぼ平行な光となって第１インテグレータレンズ１１４および第２インテグレータレンズ１１５に入射する。これらのレンズは、後に光変調素子１２３に入射する光の照度を均一化する効果を持つ。第２インテグレータレンズ１１５を射出した光束は偏光ビームスプリッタ１１６に入射して所定の偏光方向の光に偏光される。偏光ビームスプリッタ１１６を射出した光はコンデンサーレンズ１１７に入射し集光される。
【０００６】
コンデンサーレンズ１１７を射出した白色光はダイクロイックミラー１１８によって分離される。
例えばダイクロイックミラー１１８では赤色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域、青色波長大域の光は反射する。透過した赤色波長帯域の光は反射ミラー１１９、フィールドレンズ１２０（１２０−１）を透過した後、反射型偏光子１２１（１２１−１）に入射し、光変調素子１２３（反射型液晶表示素子１２３−１）を照明する。
【０００７】
一方、ダイクロイックミラー１１８で反射した光は、別のダイクロイックミラー１２４に入射する。ここで、青色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域の光は反射する。分離した光束はフィールドレンズ１２０（１２０−２）、１２０（１２０−３）、反射型偏光子１２１（１２１−２）、１２１（１２１−３）にそれぞれ入射し、光変調素子１２３（反射型液晶表示素子１２３−２）、光変調素子１２３（反射型液晶表示素子１２３−３）を照明する。
【０００８】
光変調素子１２３で光変調された各色光は、再度、反射型偏光子１２１に入射し、変調の度合いにより、一部は透過して光源（光源１１１）の方向に戻り、一部は反射して色合成プリズム１２５に入射する。色合成プリズム１２５では緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射するように構成されている。そして各色の光束は合成されて投影レンズ１２６に入射し、所定の倍率に拡大されてスクリーン（図示せず）に映像を映し出す（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
上記液晶表示素子の光変調素子１２３では、一般に電圧印加の際の液晶のチルト方向を制御するために、無電界状態であっても光線の入射偏光軸に対して±４５度の方向に、わずかな角度勾配（プレチルト）をつけることになる。そのために、光変調素子１２３の液晶表示素子に垂直に入射する光にとって、液晶表示素子は、光学軸が４５度の微小位相差素子として働くことになる。
そのため、この微小位相差を打ち消すための光学素子として、一般に光学補償素子１２２が用いられている。
【００１０】
次に、黒階調を表示することに関して説明する。
【００１１】
光変調素子１２３としてノーマリーブラックタイプの液晶を用い、かつ反射型液晶表示素子１２３−１〜１２３−３の場合、黒階調側を表示するときには液晶の駆動電圧は相対的に小さな値となる。このため、（入射側）偏光素子−液晶表示素子−（射出側）偏光素子間で光の偏光状態は変わらないのが理想である。
【００１２】
しかし、主に、偏光素子の消光比、偏光素子と液晶表示素子との間にある硝材での複屈折、液晶表示素子での微小位相差等により、実際の光束の偏光状態は乱される。
さらにこれらには、デバイス特性、熱特性、周辺部品からの応力等の影響を受け、液晶表示素子の面内に不均一な位相差特性を持つことがある。
【００１３】
上記のように、面内に不均一な位相差特性が生じた場合、液晶表示素子の各位置に入射した光束はそれぞれ異なる偏光状態（楕円偏光）になる。そのため、再度偏光素子に入射したときの透過率、もしくは反射率が異なることになり、結果的にスクリーン上には輝度のムラとなって表示されることになる。Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの光に対して輝度のムラが生じた場合、色度のムラとしても認識されることになる。
【００１４】
【特許文献１】特表２００３−５０６７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
解決しようとする問題点は、暗階調（例えば黒階調側）の表示において、液晶表示素子の面内の不均一な位相差特性が生じると、スクリーン上に投射される画像に輝度のムラを生じ、その輝度のムラが色度のムラとしても認識される点である。
【００１６】
本発明は、暗階調に対して、輝度、色度ムラを低減させることが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の画像表示装置（第１画素表示装置）は、光変調素子と、前記光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す光学補償素子を有し、前記光学補償素子は、前記光変調素子に印加する最小駆動電圧で、前記光変調素子の内部で相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となる状態に設置されている。
【００１８】
本発明の第１画像表示装置では、光変調素子に印加する最小駆動電圧において、光変調素子での位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように光学補償素子が設定されている。例えば光学補償素子の光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差が設定されている。これによって、光学補償素子は、光変調素子に印加する最小駆動電圧で、光変調素子の内部で相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となるので、画面全領域に対して最低駆動電圧以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態を実現すれば、光変調素子の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となる。
【００１９】
本発明の画像表示装置の調整方法（第１調整方法）は、光変調素子と、前記光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す光学補償素子を有し、前記光学補償素子は、前記光変調素子に印加する最小駆動電圧で、前記光変調素子の内部で相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となる状態に、設置位置が調整される。
【００２０】
本発明の画像表示装置の第１調整方法では、光変調素子に印加する最小駆動電圧において、光変調素子での位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように、光学補償素子の例えば光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差を設定する。すなわち、光学補償素子を、光変調素子に印加する最小駆動電圧で、光変調素子の内部で相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となる状態に、光学補償素子の設置位置を調整する。このため、光変調素子の画面全領域に対して最低駆動電圧以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態を実現すれば、光変調素子の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となる。
【００２１】
本発明の画像表示装置（第２画素表示装置）は、光変調素子と、前記光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す光学補償素子を有し、前記光学補償素子は、前記光変調素子に印加する最小駆動電圧よりも大きい電圧を印加した時に、前記光変調素子の中心部に対応する投射像が最も暗くなる状態に設置されている。
【００２２】
本発明の第２画像表示装置では、光変調素子に印加する最小駆動電圧において、光変調素子の中心部での位相差に対し、位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように光学補償素子が設定されている。例えば光学補償素子の光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差が設定されている。これによって、光学補償素子は、光変調素子に印加する最小駆動電圧よりも大きい電圧で、光変調素子の中心部に対応する投射像が最も暗くなる状態に、光学補償素子の設置を調整するので、画面全領域に対して最低駆動電圧以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態を実現すれば、光変調素子の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となる。
【００２３】
本発明の画像表示装置の調整方法（第２調整方法）は、光変調素子と、前記光変調素子の内部で発生する位相差を打ち消す光学補償素子を有し、前記光学補償素子は、前記光変調素子に印加する最小駆動電圧よりも大きい電圧を印加した時に、前記光変調素子の中心部に対応する投射像が最も暗くなる状態に、設置位置が調整される。
【００２４】
本発明の画像表示装置の第２調整方法では、光変調素子に印加する最小駆動電圧において、光変調素子の中心部での位相差に対し、位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように、光学補償素子の例えば光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差を設定する。すなわち、光学補償素子を、光変調素子に印加する最小駆動電圧で、光変調素子の中心部に対応する投射像が最も暗くなる状態に、光学補償素子の設置位置を調整する。このため、光変調素子の画面全領域に対して最低駆動電圧以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態を実現すれば、光変調素子の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の画像表示装置は、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【００２６】
本発明の画像表示装置の調整方法は、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【００２７】
本発明の画像表示装置は、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【００２８】
本発明の画像表示装置の調整方法は、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の画像表示装置に係る一実施の形態（第１実施の形態）を、図１の概略構成図によって説明する。
【００３０】
図１に示すように、画像表示装置１には、光源１１が設けられている。この光源１１の発光部１２はリフレクタ１３の焦点位置に配置されており、またリフレクタ１３は、光源１１から発光した光を反射してほぼ平行な光となって射出されるものとなっている。
リフレクタ１３で反射された光の光路上には、第１インテグレータレンズ１４および第２インテグレータレンズ１５が順に設置されている。上記第１インテグレータレンズ１４と第２インテグレータレンズ１５は、後に説明する光変調素子２３に入射する光の照度を均一化するものとなっている。
上記第２インテグレータレンズ１５を射出した光の光路上には偏光ビームスプリッタ１６が設置されている。この偏光ビームスプリッタ１６は、入射光を所定の偏光方向の光に偏光するものである。
上記偏光ビームスプリッタ１６を射出した光の光路上にはコンデンサーレンズ１７が設置されている。
【００３１】
上記コンデンサーレンズ１７を射出した光の光路上にはダイクロイックミラー１８が設置されている。このダイクロイックミラー１８は、入射光を、赤色波長帯域の光と、緑色波長帯域、青色波長帯域の光とに分離する。例えば、上記ダイクロイックミラー１８では、赤色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域、青色波長帯域の光は反射する。
透過した赤色波長帯域の光の光路上には反射ミラー１９が設けられ、この反射ミラー１９を反射した光の光路上にはフィールドレンズ２０（２０−１）が設置されている。
このフィールドレンズ２０（２０−１）を透過した光の光路上には、反射型偏光子２１（２１−１）が設置されている。この反射型偏光子２１（２１−１）を透過した光の光路上には、光学補償素子２２（２２−１）、光変調素子２３である反射型の液晶表示素子２３−１が設置されている。
【００３２】
一方、上記ダイクロイックミラー１８で反射した光の光路上には、ダイクロイックミラー２４が設けられている。このダイクロイックミラー２４は、入射光のうち、青色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域の光は反射する。
分離した一方の光束（緑色波長帯域の光束）の光路上にはフィールドレンズ２０（２０−２）が設置されている。このフィールドレンズ２０（２０−２）を透過した光の光路上には、反射型偏光子２１（２１−２）が設置されている。この反射型偏光子２１（２１−２）を透過した光の光路上には、光学補償素子２２（２２−２）、光変調素子２３である反射型の液晶表示素子２３−２が設置されている。
【００３３】
他方の分離した光束（青色波長帯域の光束）の光路上にはフィールドレンズ２０（２０−３）が設置されている。このフィールドレンズ２０（２０−３）を透過した光の光路上には、反射型偏光子２１（２１−３）が設置されている。この反射型偏光子２１（２１−３）を透過した光の光路上には、光学補償素子２２（２２−３）、光変調素子２３である反射型の液晶表示素子２３−３が設置されている。
【００３４】
上記反射型の液晶表示素子２３−１は、赤色波長帯域の光を光変調するものである。この反射型の液晶表示素子２３−１によって光変調された光は、再度、光学補償素子２２（２２−１）を通して、反射型偏光子２１（２１−１）に入射し、変調の度合いにより、一部は透過して光源の方向に戻り、一部は反射するようになっている。この反射した光が入射する位置に色合成プリズム２５が設置されている。
また、反射型の液晶表示素子２３−２は、緑色波長帯域の光を光変調するものである。この反射型の液晶表示素子２３−１によって光変調された光は、再度、光学補償素子２２（２２−２）を通して、反射型偏光子２１（２１−２）に入射し、変調の度合いにより、一部は透過して光源の方向に戻り、一部は反射するようになっている。この反射した光が入射する位置に上記色合成プリズム２５が設置されている。
同様に、反射型の液晶表示素子２３−３は、青色波長帯域の光を光変調するものである。この反射型の液晶表示素子２３−３によって光変調された光は、再度、光学補償素子２２（２２−３）を通して、反射型偏光子２１（２１−３）に入射し、変調の度合いにより、一部は透過して光源の方向に戻り、一部は反射するようになっている。この反射した光が入射する位置に上記色合成プリズム２５が設置されている。
【００３５】
そして、上記色合成プリズム２５は、緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射するように構成されていて、各色の光束を合成するものである。この合成された光の射出方向には、投影レンズ２６が設定されている。この投影レンズ２６は、入射光を所定の倍率に拡大して射出する。この射出方向には、投影レンズ２６から射出された画像が映し出されるスクリーン（図示せず）が設置されている。
【００３６】
上記各光学補償素子２２は、それぞれの光学補償素子２２に対応する上記光変調素子２３に印加する最小駆動電圧Ｖ０において、各光変調素子２３の内部で相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となる状態に設置されている。
【００３７】
例えば、０ＩＲＥの時の電圧値が上記光変調素子２３の面内の各位置に対応するように複数とおりの値を持つ。その複数とおりの電圧値が、それぞれ、輝度極小値の電圧値となっている。
【００３８】
次に、上記画像表示装置１の動作について前記図１によって説明する。
前記図１に示すように、光源１１の発光部１２から発光された光はリフレクタ１３で反射することによりほぼ平行な光となって第１インテグレータレンズ１４から第２インテグレータレンズ１５に入射し、各光変調素子２３に入射する光の照度を均一化する。そして第２インテグレータレンズ１５を射出した光束は、偏光ビームスプリッタ１６に入射して所定の偏光方向の光に偏光される。
【００３９】
上記偏光ビームスプリッタ１６で偏光されて射出した光はコンデンサーレンズ１７に入射して集光され、ダイクロイックミラー１８に入射する。このダイクロイックミラー１８に入射した光は、例えば赤色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域と青色波長帯域の光が反射される。
ダイクロイックミラー１８を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー１９、フィールドレンズ２０−１を透過した後、反射型偏光子２１（２１−１）に入射し、光学補償素子２２（２２−１）を通して光変調素子２３（反射型の液晶表示素子２３−１）を照明する。
【００４０】
一方、ダイクロイックミラー１８で反射した光は、ダイクロイックミラー２４に入射する。このダイクロイックミラー２４では、青色波長帯域の光は透過され、緑色波長帯域の光は反射される。
分離した一方の光束（緑色波長帯域の光束）は、フィールドレンズ２０（２０−２）、反射型偏光子２１（２１−２）に入射し、光学補償素子２２（２２−２）を通して、光変調素子２３である反射型の液晶表示素子２３−２を照明する。
他方の分離した光束（青色波長帯域の光束）は、フィールドレンズ２０（２０−３）、反射型偏光子２１（２１−３）に入射し、光学補償素子２２（２２−３）を通して、光変調素子２３である反射型の液晶表示素子２３−３を照明する。
【００４１】
反射型の液晶表示素子２３−１で光変調された赤色波長帯域の光は、再度、光学補償素子２２（２２−１）を通して、反射型偏光子２１（２１−１）に入射し、変調の度合いにより、一部は反射型偏光子２１（２１−１）を透過して光源の方向に戻り、一部は反射型偏光子２１（２１−１）を反射して色合成プリズム２５に入射する。
また反射型の液晶表示素子２３−２で光変調された緑色波長帯域の光は、再度、光学補償素子２２（２２−２）を通して、反射型偏光子２１（２１−２）に入射し、変調の度合いにより、一部は反射型偏光子２１（２１−２）を透過して光源の方向に戻り、一部は反射型偏光子２１（２１−２）を反射して色合成プリズム２５に入射する。
さらに反射型の液晶表示素子２３−３で光変調された青色波長帯域の光は、再度、光学補償素子２２（２２−３）を通して、反射型偏光子２１（２１−３）に入射し、変調の度合いにより、一部は反射型偏光子２１（２１−３）を透過して光源の方向に戻り、一部は反射型偏光子２１（２１−３）を反射して色合成プリズム２５に入射する。
【００４２】
色合成プリズム２５では緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射する。そして、各色の光束は合成されて投影レンズ２６に入射し、所定の倍率に拡大されてスクリーン（図示せず）に映像を映し出す。
【００４３】
ここで、黒階調を表示することに関し、光変調素子２３の一例としてＶＡ配向の液晶表示素子を用い、かつ画素表示装置１として反射型液晶表示装置の一例を説明する。
【００４４】
黒階調側を表示するときには、液晶表示素子の駆動電圧は相対的に小さな値となるため、（入射側）偏光子−液晶表示装置−（射出側）偏光子間で光の偏光状態は変わらないのが理想である。
【００４５】
しかし液晶表示素子では、一般に電圧印加の際の液晶のチルト方向を制御するために、無電界状態であっても光線の入射偏光軸に対して±４５度の方向に、わずかな角度勾配（プレチルト）をつけることになる。そのために、液晶表示素子に垂直に入射する光にとって、液晶表示素子は、光学軸が４５度の微小位相差素子として働くことになる。
また、この微小位相差を打ち消すための光学素子として、一般に光学補償素子が用いられる。
【００４６】
光学補償素子の役割の一例を、図２のポアンカレ球によって説明する。
図２は、液晶表示素子周辺で、光軸に平行な光束の偏光状態をポアンカレ球上に示したものである。すなわち、（入射側）偏光子透過後の偏光状態を０度（ポアンカレ球上の−Ｓ２）とし、液晶の進相軸を偏光軸に対して−４５度（−Ｓ３）とし、光学補償素子の進相軸が０〜４５度の範囲にあるとする。
【００４７】
図２に示すように、入射側偏光子を透過した光線が、光学補償素子２２に入射すると、その進相軸、位相差の影響を受け図中Ａの偏光状態、つまり、右回りの楕円偏光状態となる。
さらに光変調素子２３（例えば、反射型の液晶表示素子。）を反射することによってＢの偏光状態（左周りの楕円偏光）、光学補償素子２２を再び透過することによりＣの状態になり、（射出側）反射型偏光子２１に再入射する。
光学補償素子２２は、（入射側）反射型偏光子２１を透過した後と同一の偏光状態になるように（Ｃの状態）、その進相軸角度、位相差などのパラメータが選択される。
理想的には以上に説明したように設計された光学補償素子２２を用いれば、光変調素子２３の微小位相差を打ち消し、結果的に光線の偏光状態は乱されないことになる。
【００４８】
しかし実際には、光変調素子２３の液晶分子の配向のばらつき、セルギャップのばらつき、その他製造プロセスばらつき等に起因して、光変調素子２３の液晶面内でも非常に微小な位相差のばらつきが生じることがあり、その場合、次に示すように偏光状態は乱されることになる。
【００４９】
光変調素子２３の中央、すなわち画面中心の位相差に対し、「位相差が大きい領域」と「位相差が小さい領域」とが面内に分布しているとする。
この状態で、最低駆動電圧Ｖ０において、光変調素子２３の中央の位相差を打ち消すように光学補償素子２２の光学軸、位相差を設定した場合、光線の偏光状態は先に説明したように、Ａ→Ｂ→Ｃを経て、（入射側）反射型偏光子２１を射出した後と同様の直線偏光状態に戻る。
【００５０】
しかし「位相差が大きい領域」では、Ａｂ→Ｂｂ→Ｃｂ、「位相差が小さい領域」では、Ａａ→Ｂａ→Ｃａと遷移し、最終的にもとの直線偏光状態には戻らず、楕円成分をもつ偏光状態となる。この場合、（射出側）反射型偏光子２１から投影レンズ側に光が漏れることになり、黒状態にもかかわらずスクリーン上には輝度ムラが生じる。さらには、ＲＧＢの各色が合成された場合は色度のムラにもなる。
【００５１】
面内輝度ムラを減少させる手段として、光変調素子２３内の位相差の大小により、各面内での印加電圧を変化させる（いわゆる３Ｄγ）方法があげられる。
例えば画面領域を１００程度に分割し、それぞれの領域に独自の「入力信号−出力信号」特性を持たせることによって、輝度、色度ムラのない均一が画像を実現することができる。
しかし、黒側の階調に関しては必ずしもこの方法が使えるわけではない。
【００５２】
一例として、前記図２で説明したように光学補償素子が設定された場合の、「画面中心の位相差」、「位相差が大きい領域」、「位相差が小さい領域」での電圧−輝度特性を、図３によって説明する。
【００５３】
図３に示すように、最低駆動電圧Ｖ０において「画面中心の位相差」が打ち消されるように光学補償素子２２が設定されているため、画面中心は電圧Ｖ０で輝度が極小となり、「位相差が小さい領域」ではＶ＞Ｖ０を満たす電圧で輝度極小値となる。
なお、このときのＶの値は、光変調素子２３の位相差の差分、光学補償素子２２の進相軸角度、位相差など、それぞれの素子の特性に依存する。
一方、「位相差の大きい領域」ではＶ０以上で輝度極小値を持たず、電圧の印加とともに輝度は上昇する。
【００５４】
前記図２で同様なことを説明する。すると、偏光状態Ｂａとなった「位相差が小さい領域」では、光変調素子２３に電圧印加することによって偏光状態Ｂにすることができる。しかし、偏光状態Ｂｂとなった「位相差が大きい領域」では、光変調素子２３に電圧を印加しても偏光状態Ｂに戻すことはできないことになる。
そのため、画面内で輝度を均一にしようとすると「位相差が大きい領域」での最小輝度に合わせる必要が生じてしまうことになる。この場合、図３からも分かるように「画面中心」に対して輝度が大きくなることになり、結果としてコントラストが低下してしまうという、大きなデメリットがあった。
【００５５】
そこで本発明では、最低駆動電圧Ｖ０において、光変調素子２３での位相差が相対的に大きな箇所の位相差を打ち消すように、光学補償素子２２の光学軸（進相軸、遅相軸）、および位相差を調整する。
以下の第１設定方法の一例を説明する。
【００５６】
第１設定方法は以下のようにして行う。
すなわち、光変調素子２３（液晶表示素子）全域に駆動電圧Ｖ０に設定し、投影レンズ２６を通して、図４（１）に示すように、像を投射する。
図４（２）に示すように、この状態で光学補償素子２２が回転されれば、光学補償素子２２の進相軸が変化する。光変調素子２３の面内の位相差分布が均一な場合、ある特定の位置で画面全領域の輝度が最小となるため、その位置に光学補償素子２２の進相軸を設定すればよい。しかし、位相差ムラが光変調素子２３面内にある場合は光学補償素子２２を回転させて投射した像の輝度が最小になる回転角度は、像内の位置によって異なる。
【００５７】
例えば、図４（１）において、投射した像の中心領域５に対し、領域１の位相差が大きく、領域３の位相差が小さいとする。このとき、中心領域５の輝度が最小になるように光学補償素子２２の回転位置を調整したとすると、領域１の輝度を最小にするには回転位置をａの方向に、領域３の輝度を最小にするためには回転位置をｂの方向に動かせばよい。
【００５８】
つまり、領域１〜９それぞれの箇所の輝度が最小になる光学補償素子２２の回転角度θ１〜θ９の最大値をθＭＡＸとすると、図４中、θ＝θＭＡＸとすれば、最も位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すことができることになる。
理想的にはできるだけ光変調素子２３の位相差の大きい箇所の位相差を打ち消せればよい。しかし、必ずしもそうする必要はなく、相対的に大きな位相差の箇所を打ち消すように設定することにより、より均一でムラの少ない画像を実現できることになる。
また、この例では画面領域を９分割しているが、例えば５分割しても１００分割してもよく、分割数は必要とする性能との兼ね合いで決めればよい。
また、この例では、相対的に位相差を大きい箇所を見つける際、光学補償素子２２を回転させながら投射像を観測している。例えば、光変調素子２３特有の位相差分布が既知である場合、例えば領域１と９の位相差が大きいということが判っている場合は、それらの箇所の輝度が小さくなるように、光学補償素子２２を調整すれば良い。
【００５９】
次に、第２設定方法の一例を説明する。
【００６０】
第２設定方法は以下のようにして行う。
すなわち、図５（１）に示すように、光変調素子２３の面内位相差分布に、
（ア）画面のある領域の位相差、例えば図５（１）中の５の位置の位相差が、他の領域の位相差に対して相対的に小さい場合、
もしくは、
（イ）画面のある領域の位相差が他の領域の位相差と比較して中心程度と分かっている場合、
次のような調整方法がある。
例えば、ある光変調素子２３が、次のような特有の位相差分布を持つとする。
例えば、領域１の位相差が大きく、領域７の位相差が小さく、領域５の位相差は、領域１と領域７との平均程度であるとする。このような位相差分布は光変調素子２３のプロセス起因等により起こりうることである。
この場合、光変調素子２３への最低駆動電圧をＶ０に対し、電圧Ｖ１（＞Ｖ０）に設定し、投影レンズを通して像を投射する。
この状態で、領域５の輝度が最小になるように、光学補償素子２２を回転させ固定する。
【００６１】
このように光学補償素子２２の位置を設定した場合に、図５（２）に示すように、領域５は、「中心」のように電圧Ｖ１にて輝度が最小となるような輝度−駆動電圧特性となる。それに対し、位相差のより大きな領域１は、「位相差が大きい領域」にあるように輝度最小になる電圧はＶ１より小さくなり、位相差のより小さな領域７は「位相差が小さい領域」にあるように輝度最小になる電圧はＶ１より大きくなる。
ここで、位相差がより大きな領域７が、駆動電圧Ｖ０近傍において輝度最小値近傍になるように、駆動電圧Ｖ１を設定すれば、結果的に駆動電圧Ｖ０近傍で位相差の大きな領域が輝度最小となるように設定できることになる。
【００６２】
以上のように調整すれば、位相差が大きい領域の最低駆動電圧をＶ０に設定することができる。この方法は、光変調素子２３にある特定の位相差分布があることが分かっている場合、画面内の１点のみを見て光学補償素子２２を調整すれば良いという点で有効である。
画面のある領域（例えば領域５）の位相差が他の領域の位相差と比較して相対的に小さい場合も同様に、電圧Ｖ１において領域５が輝度最小になるように光学補償素子２２を設定し、かつ、他の領域が電圧Ｖ０近傍で輝度最小になるように電圧Ｖ１を設定すれば同様の調整方法が可能である。
【００６３】
以上の様に設定することにより、偏光状態を図６に示すように、低電圧側の電圧―輝度特性を図７に示すように、表すことができる。
図７に示すように、電圧―輝度特性を見ると、最低駆動電圧Ｖ０に対して、「位相差が大きい領域」の位相差を打ち消すように、光学補償素子２２の進相軸、位相差を設定していることにより、Ｖ０にて「位相差が大きい領域」が輝度極小値になる。
【００６４】
一方で、「画面中心」、「位相差が小さい領域」の輝度極小値もＶ０以上になるため、例えば０ＩＲＥ（ＩＲＥ：ビデオ信号の振幅を表す単位：アメリカ無線学会）の際の出力電圧を、「位相差が大きい領域」はＶ０［Ｖ］、「画面中心」はＶ１［Ｖ］、「位相差の小さい領域」はＶ２［Ｖ］といったように電気的な調整を加えることによって、より輝度ムラ、色度ムラの少なく、かつコントラスト比の高い高品位な画像を実現することが可能となる。
【００６５】
上記関係をポアンカレ球上の偏光状態として、図６によって説明する。
図６に示すように、「位相差が大きい領域」で、（入射側）反射型偏光子２１を透過した後と（射出側）反射型偏光子２１に入射する前との偏光状態を合わせる。つまり偏光乱れのない状態が実現するように光学補償素子２２の光学軸（進相軸、遅相軸）の角度、位相差を設定している。このように設定すれば、「画面中心」でのＢ状態、「位相差が小さい領域」でのＢａの状態となったとしても、液晶に電圧を印加することにより、どちらも偏光状態Ｂｂにすることができ、結果として画面全領域に対して偏光乱れのない状態を実現できる。
【００６６】
上記画像表示装置１では、光変調素子２３に印加する最小駆動電圧Ｖ０において、光変調素子２３での位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように光学補償素子２２が設定されている。例えば光学補償素子２２の光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差が設定されている。これによって、光学補償素子２２は、光変調素子２３に印加する最小駆動電圧Ｖ０で、光変調素子２３の内部で相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となるので、画面全領域に対して最低駆動電圧Ｖ０以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態を実現しているので、光変調素子２３の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となっている。
よって、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【００６７】
また、上記画像表示装置１の調整方法では、光変調素子２３に印加する最小駆動電圧Ｖ０において、光変調素子２３での位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように、光学補償素子２２の例えば光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差を設定する。すなわち、光学補償素子２２を、光変調素子２３に印加する最小駆動電圧Ｖ０で、光変調素子２３の内部で相対的に位相差が大きい領域の輝度が極小値となる状態に、光学補償素子の設置位置を調整する。このため、光変調素子２３の画面全領域に対して最低駆動電圧以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態が実現されるので、光変調素子２３の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となる。
よって、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【００６８】
次に、本発明の画像表示装置に係る一実施の形態（第２実施の形態）を、図８の概略構成図によって説明する。
【００６９】
図８に示すように、画像表示装置２には、ランプ３１が設けられている。このランプ３１の発光部３２はリフレクタ３３の焦点位置に配置されており、またリフレクタ３３は、ランプ３１から発光した光を反射してほぼ平行な光となって射出されるものとなっている。
リフレクタ３３で反射された光の光路上には、第１インテグラーレンズ３４および第２インテグラーレンズ３５が順に設置されている。上記第１インテグラーレンズ３４と第２インテグラーレンズ３５は、後に説明する光変調素子４３に入射する光の照度を均一化するものとなっている。
上記第２インテグラーレンズ３５を射出した光の光路上には偏光ビームスプリッタ３６が設置されている。この偏光ビームスプリッタ３６は、入射光を所定の偏光方向の光に偏光するものである。
上記偏光ビームスプリッタ３６を射出した光の光路上にはコンデンサーレンズ３７が設置されている。
【００７０】
上記コンデンサーレンズ３７を射出した光の光路上にはダイクロイックミラー３８が設置されている。このダイクロイックミラー３８は、入射光を、赤色波長帯域の光と、緑色波長帯域、青色波長帯域の光とに分離する。例えば、上記ダイクロイックミラー３８では、赤色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域、青色波長帯域の光は反射する。
透過した赤色波長帯域の光の光路上には反射ミラー３９が設けられ、この反射ミラー３９を反射した光の光路上にはフィールドレンズ４０（４０−１）が設置されている。
このフィールドレンズ４０（４０−１）を透過した光の光路上には、入射側の透過型偏光子４１（４１−１）、光学補償素子４２（４２−１）、光変調素子２３である透過型の液晶表示素子４３−１、射出側の透過型偏光子４４（４４−１）が順に設置されている。
【００７１】
一方、上記ダイクロイックミラー３８で反射した光の光路上には、ダイクロイックミラー４５が設けられている。このダイクロイックミラー４５は、入射光のうち、青色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域の光は反射する。
分離した一方の光束（緑色波長帯域の光束）の光路上にはフィールドレンズ４０（４０−２）が設置されている。このフィールドレンズ４０（４０−２）を透過した光の光路上には、入射側の透過型偏光子４１（４１−２）、光学補償素子４２（４２−２）、光変調素子２３である透過型の液晶表示素子４３−２、射出側の透過型偏光子４４（４４−２）が順に設置されている。
【００７２】
他方の分離した光束（青色波長帯域の光束）の光路上には、投影レンズ４６、反射ミラー４７が設置されている。この反射ミラー４７によって反射された光の光路上には、リレーレンズ４８、反射ミラー４９が設置されている。この反射ミラー４９によって反射された光の光路上には、フィールドレンズ４０（４０−３）が設置されている。このフィールドレンズ４０（４０−３）を透過した光の光路上には、入射側の透過型偏光子４１（４１−３）、光学補償素子４２（４２−３）、光変調素子２３である透過型の液晶表示素子４３−３、射出側の透過型偏光子４４（４４−３）が順に設置されている。
【００７３】
上記透過型の液晶表示素子４３−１は、赤色波長帯域の光を光変調するものである。この透過型の液晶表示素子４３−１によって光変調された光は、射出側の透過型偏光子４４（４４−１）に入射し、透過型の液晶表示素子４３−１の変調の度合いにより、一部は透過し、一部はされるようになっている。この透過した光が入射する位置に色合成プリズム５０が設置されている。
上記透過型の液晶表示素子４３−２は、緑色波長帯域の光を光変調するものである。この透過型の液晶表示素子４３−２によって光変調された光は、射出側の透過型偏光子４４（４４−２）に入射し、透過型の液晶表示素子４３−２の変調の度合いにより、一部は透過し、一部はされるようになっている。この透過した光が入射する位置に上記色合成プリズム５０が設置されている。
上記透過型の液晶表示素子４３−３は、青色波長帯域の光を光変調するものである。この透過型の液晶表示素子４３−３によって光変調された光は射出側の透過型偏光子４４（４４−３）に入射し、透過型の液晶表示素子４３−３の変調の度合いにより、一部は透過し、一部はされるようになっている。この透過した光が入射する位置に上記色合成プリズム５０が設置されている。
【００７４】
そして、上記色合成プリズム５０は、緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射するように構成されていて、各色の光束を合成するものである。この合成された光の射出方向には、投影レンズ５１が設定されている。この投影レンズ５１は、入射光を所定の倍率に拡大して射出する。この射出方向には、投影レンズ５１から射出された画像が映し出されるスクリーン（図示せず）が設置されている。
【００７５】
上記各光学補償素子４２は、それぞれの光学補償素子４２に対応する上記光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０よりも大きい電圧を印加した時において、各光変調素子４３の中心部が最も暗くなる状態に設置されている。
【００７６】
例えば、０ＩＲＥの時の電圧値が上記光変調素子４３の面内の各位置に対応するように複数とおりの値を持つ。その複数とおりの電圧値が、それぞれ、輝度極小値の電圧値となっている。
【００７７】
また、上記画像表示装置２は３板式画像表示装置であってもよい。例えば、３板式画像表示装置の３つの透過型の液晶表示素子からなる光変調素子４３（４３−１、４３−２、４３−３）は、それぞれ赤、緑、青チャンネルの光を変調するものである。そして、少なくとも緑チャンネルの透過型の液晶表示素子４３−２は、その内部で発生する位相差を打ち消す作用を有する光学補償素子４２−２を有している。この光学補償素子４２−２は、緑チャンネルの透過型の液晶表示素子４３−２に印加する最小駆動電圧Ｖ０よりも大きい電圧を印加した時に、緑チャンネルの透過型の液晶表示素子４３−２の中心部に対応する投射像が最も暗くなる状態に設置されている。
【００７８】
また、上記光変調素子４３が面内に位相差の分布を有している場合、上記光変調素子４３に電圧を印加したときに上記光変調素子４３の面内で位相差が大きな領域に対応する投射像の輝度を最も暗くする電圧が設定されている。
【００７９】
次に、上記画像表示装置２の動作について前記図８によって説明する。
前記図８に示すように、光源３１の発光部３２から発光された光はリフレクタ３３で反射することによりほぼ平行な光となって第１インテグレータレンズ３４から第２インテグレータレンズ３５に入射し、各光変調素子４３に入射する光の照度を均一化する。そして第２インテグレータレンズ３５を射出した光束は、偏光ビームスプリッタ３６に入射して所定の偏光方向の光に偏光される。
【００８０】
上記偏光ビームスプリッタ３６で偏光されて射出した光はコンデンサーレンズ３７に入射して集光され、ダイクロイックミラー３８に入射する。このダイクロイックミラー３８に入射した光は、例えば赤色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域と青色波長帯域の光が反射される。
ダイクロイックミラー３８を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー３９、フィールドレンズ４０−１を透過した後、透過型偏光子４１（４１−１）に入射し、光学補償素子４２（４２−１）を通して光変調素子４３（透過型の液晶表示素子４３−１）を照明する。
【００８１】
一方、ダイクロイックミラー３８で反射した光は、ダイクロイックミラー４５に入射する。このダイクロイックミラー４５では、青色波長帯域の光は透過され、緑色波長帯域の光は反射される。
分離した一方の光束（緑色波長帯域の光束）は、フィールドレンズ４０（４０−２）、透過型偏光子４１（４１−２）に入射し、光学補償素子４２（４２−２）を通して、光変調素子４３である透過型の液晶表示素子４３−２を照明する。
他方の分離した光束（青色波長帯域の光束）は、投影レンズ４６、反射ミラー４７、リレーレンズ４８、反射ミラー４９によってフィールドレンズ４０（４０−３）に導かれる。
そして、フィールドレンズ４０（４０−３）、反射型偏光子４１（４１−３）に入射し、光学補償素子４２（４２−３）を通して、光変調素子４３である透過型の液晶表示素子２３−３を照明する。
【００８２】
透過型の液晶表示素子４３−１で光変調された赤色波長帯域の光は、透過型偏光子４４（４４−１）に入射し、変調の度合いにより、一部は吸収し、一部は透過して色合成プリズム５０に入射する。
また透過型の液晶表示素子４３−２で光変調された緑色波長帯域の光は、透過型偏光子４４（４４−２）に入射し、変調の度合いにより、一部は吸収し、一部は透過して色合成プリズム５０に入射する。
さらに透過型の液晶表示素子４３−３で光変調された青色波長帯域の光は、透過型偏光子４４（４４−３）に入射し、変調の度合いにより、一部は吸収し、一部は透過して色合成プリズム５０に入射する。
【００８３】
色合成プリズム５０では緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射する。そして、各色の光束は合成されて投影レンズ５１に入射し、所定の倍率に拡大されてスクリーン（図示せず）に映像を映し出す。
【００８４】
ここで、黒階調を表示することに関し、光変調素子４３の一例としてＶＡ配向の液晶表示素子を用い、かつ画素表示装置２として透過型液晶表示装置の一例を説明する。
【００８５】
黒階調側を表示するときには、液晶表示素子の駆動電圧は相対的に小さな値となるため、（入射側）偏光子−液晶表示装置−（射出側）偏光子間で光の偏光状態は変わらないのが理想である。
【００８６】
しかし液晶表示素子では、一般に電圧印加の際の液晶のチルト方向を制御するために、無電界状態であっても光線の入射偏光軸に対して±４５度の方向に、わずかな角度勾配（プレチルト）をつけることになる。そのために、液晶表示素子に垂直に入射する光にとって、液晶表示素子は、光学軸が４５度の微小位相差素子として働くことになる。
また、この微小位相差を打ち消すための光学素子として、一般に光学補償素子が用いられる。
【００８７】
上記画像表示装置２の光学補償素子４２の役割の一例を、前記図９のポアンカレ球によって説明する。
【００８８】
図９に示すように、入射側の透過型偏光子４１を透過した光線が、光学補償素子４２に入射すると、その進相軸、位相差の影響を受け図中Ａの偏光状態、つまり、右回りの楕円偏光状態となる。
さらに光変調素子４３（例えば透過型の液晶表示素子。）を透過することによってＢの偏光状態（偏光軸が傾いた直線偏光）となる。
理想的には以上に説明したように設計された光学補償素子４２を用いれば、光変調素子４３の微小位相差を考慮しても直線偏光状態にすることができる。かつ、射出側にこの偏光方向に吸収軸をもつ射出側の透過型偏光子４４を設定することによって、不要な光漏れを防ぐことができる。
【００８９】
しかし実際には、光変調素子４３の液晶分子の配向のばらつき、セルギャップのばらつき、その他製造プロセスばらつき等に起因して、光変調素子４３の液晶面内でも非常に微小な位相差のばらつきが生じることがあり、その場合、次に示すような現象が生じる。
【００９０】
光変調素子４３の中央、すなわち画面中心の位相差を基準とし、「位相差が大きい領域」と「位相差が小さい領域」とが面内に分布しているとする。
この状態で、最低駆動電圧Ｖ０において、光変調素子４３の中央の位相差を打ち消すように光学補償素子４２の光学軸、位相差を設定した場合、光線の偏光状態は先に説明したように、Ａ→Ｂを経て、直線偏光状態となる。
【００９１】
しかし「位相差が大きい領域」では、Ａ→Ｂｂ、「位相差が小さい領域」では、Ａ→Ｂａと遷移し、最終的に直線偏光状態には戻らず、楕円成分をもつ偏光状態となる。この場合、（射出側）射出側の透過型偏光子４４から投影レンズ４７側に光が漏れることになり、黒状態にもかかわらずスクリーン上には輝度ムラが生じる。さらには、ＲＧＢの各色が合成された場合は色度のムラにもなる。
【００９２】
面内輝度ムラを減少させる手段として、光変調素子４３内の位相差の面内分布、言い換えれば、各面内での印加電圧を変化させる（いわゆる３Ｄγ）方法があげられる。
例えば画面領域を１００程度に分割し、それぞれの領域に独自の「入力信号−出力信号」特性を持たせることによって、輝度、色度ムラのない均一が画像を実現することができる。
しかし、黒側の階調に関しては必ずしもこの方法が使えるわけではない。
【００９３】
一例として前記図９で説明したように、光学補償素子が設定されたした場合の、「画面中心の位相差」、「位相差が大きい領域」、「位相差が小さい領域」での電圧−輝度特性を、前記図３によって説明する。
【００９４】
前記図３に示すように、最低駆動電圧Ｖ０において「画面中心の位相差」が打ち消されるように光学補償素子４２が設定されているため、画面中心は電圧Ｖ０で輝度が極小となり、「位相差が小さい領域」ではＶ＞Ｖ０を満たす電圧で輝度極小値となる。
なお、このときのＶの値は、光変調素子４３の位相差の差分、光学補償素子４２の進相軸角度、位相差など、それぞれの素子の特性に依存する。
一方、「位相差の大きい領域」ではＶ０以上では輝度極小値を持たず、電圧の印加とともに輝度は上昇する。
【００９５】
前記図９で同様なことを説明する。すると、偏光状態Ｂａとなった「位相差が小さい領域」では、光変調素子４３に電圧印加することによって偏光状態Ｂにすることができる。しかし、偏光状態Ｂｂとなった「位相差が大きい領域」では、光変調素子４３に電圧を印加しても偏光状態Ｂに戻すことはできないことになる。
そのため、画面内で輝度を均一にしようとすると「位相差が大きい領域」での最小輝度に合わせる必要が生じてしまうことになる。この場合、前記図３からも分かるように「画面中心」の駆動電圧Ｖ０に対して輝度Ｌ０ではなく、「位相差が大きい領域」での駆動電圧Ｖ０における輝度Ｌ１に輝度を合わせることになり、結果としてコントラストが低下してしまうという大きなデメリットがあった。
【００９６】
そこで本発明では、最低駆動電圧Ｖ０において、光変調素子４３での位相差が相対的に大きな箇所の位相差を打ち消すように、光学補償素子４２の光学軸（進相軸、遅相軸）、および位相差を調整する。
以下、画像表示装置２における第１設定方法の一例を説明する。
【００９７】
画像表示装置２における第１設定方法は以下のようにして行う。
すなわち、光変調素子４３（例えば液晶表示素子）全域に駆動電圧Ｖ０に設定し、投影レンズ４７を通して、前記図４（１）に示すように、像を投射する。
前記図４（２）に示すように、この状態で例えば光学補償素子４２が回転されれば、光学補償素子４２の進相軸が変化する。光変調素子４３の面内の位相差分布が均一な場合、ある特定の位置で画面全領域の輝度が最小となるため、その位置に光学補償素子４２の進相軸を設定すればよい。しかし、位相差ムラが光変調素子２３面内にある場合は光学補償素子４２を回転させて投射した像の輝度が最小になる回転角度は、像内の位置によって異なる。
【００９８】
例えば、前記図４（１）において、投射した像の中心領域５に対し、領域１の位相差が大きく、領域３の位相差が小さいとする。このとき、中心領域５の輝度が最小になるように例えば光学補償素子４２の回転位置を調整したとすると、領域１の輝度を最小にするには回転位置をａの方向に、領域３の輝度を最小にするためには回転位置をｂの方向に動かせばよい。
【００９９】
つまり、領域１〜９それぞれの箇所の輝度が最小になる光学補償素子４２の回転角度θ１〜θ９の最大値をθＭＡＸとすると、前記図４中、θ＝θＭＡＸとすれば、最も位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すことができることになる。
理想的にはできるだけ光変調素子４３の位相差の大きい箇所の位相差を打ち消せればよい。しかし、必ずしもそうする必要はなく、相対的に大きな位相差の箇所を打ち消すように設定することにより、より均一でムラの少ない画像を実現できることになる。
また、この例では画面領域を９分割しているが、例えば５分割しても１００分割してもよく、分割数は必要とする性能との兼ね合いで決めればよい。
また、この例では、相対的に位相差を大きい箇所を見つける際、光学補償素子４２を回転させながら投射像を観測している。例えば、光変調素子４３特有の位相差分布が既知である場合、例えば領域１と９の位相差が大きいということが判っている場合は、それらの箇所の輝度が小さくなるように、光学補償素子４２を調整すれば良い。
【０１００】
次に、第２設定方法の一例を説明する。
【０１０１】
第２設定方法は以下のようにして行う。
すなわち、図５（１）に示すように、光変調素子４３（例えば液晶表示素子）の面内位相差分布に、
（ア）画面のある領域の位相差、例えば前記図５（１）中の５の位置の位相差が、他の領域の位相差に対して相対的に小さい場合、
もしくは、
（イ）画面のある領域の位相差が他の領域の位相差と比較して中心程度と分かっている場合、
次のような調整方法がある。
例えば、次のような特有の位相差分布を持つとする。
例えば、領域１の位相差が大きく、領域７の位相差が小さく、領域５の位相差は、領域１と領域７との平均程度であるとする。このような位相差分布は光変調素子４３のプロセス起因等により起こりうることである。
この場合、光変調素子４３への最低駆動電圧をＶ０に対し、電圧Ｖ１（＞Ｖ０）に設定し、投影レンズ４８を通して像を投射する。
この状態で、領域５の輝度が最小になるように、例えば光学補償素子４２を回転させ固定する。
【０１０２】
このように光学補償素子４２の位置を設定した場合に、前記図５（２）に示すように、領域５は、「中心」のように電圧Ｖ１にて輝度が最小となるような輝度−駆動電圧特性となる。それに対し、位相差のより大きな領域１は、「位相差が大きい領域」にあるように輝度最小になる電圧はＶ１より小さくなり、位相差のより小さな領域７は「位相差が小さい領域」にあるように輝度最小になる電圧はＶ１より大きくなる。
ここで、位相差がより大きな領域７が、駆動電圧Ｖ０近傍において輝度最小値近傍になるように、駆動電圧Ｖ１を設定すれば、結果的に駆動電圧Ｖ０近傍で位相差の大きな領域が輝度最小となるように設定できることになる。
【０１０３】
以上のように調整すれば、位相差が大きい領域の最低駆動電圧をＶ０に設定することができる。この方法は、光変調素子４３にある特定の位相差分布があることが分かっている場合、画面内の１点のみを見て光学補償素子４２を調整すれば良いという点で有効である。
画面のある領域（例えば領域５）の位相差が他の領域の位相差と比較して相対的に小さい場合も同様に、電圧Ｖ１において領域５が輝度最小になるように光学補償素子４２を設定し、かつ、他の領域が電圧Ｖ０近傍で輝度最小になるように電圧Ｖ１を設定すれば同様の調整方法が可能である。
【０１０４】
以上の様に設定することにより、偏光状態は図１０に示すように、低電圧側の電圧―輝度特性は前記図７に示すように表すことができる。
前記図７に示すように、電圧―輝度特性を見ると、最低駆動電圧Ｖ０に対して、「位相差が大きい領域」の位相差を打ち消すように、光学補償素子４２の進相軸、位相差を設定していることにより、Ｖ０にて「位相差が大きい領域」が輝度極小値になる。
【０１０５】
一方で、「画面中心」、「位相差が小さい領域」の輝度極小値もＶ０以上になるため、例えば０ＩＲＥ（ＩＲＥ：ビデオ信号の振幅を表す単位：アメリカ無線学会）の際の出力電圧を、「位相差が大きい領域」はＶ０［Ｖ］、「画面中心」はＶ１［Ｖ］、「位相差の小さい領域」はＶ２［Ｖ］といったように電気的な調整を加えることによって、より輝度ムラ、色度ムラの少なく、かつコントラスト比の高い高品位な画像を実現することが可能となる。
【０１０６】
上記関係をポアンカレ球上の偏光状態として、図１０によって説明する。
図１０に示すように、「位相差が大きい領域」で、（射出側）透過型偏光子４４の入射前の偏光を直線偏光とするように光学補償素子４２の光学軸（進相軸、遅相軸）の角度、位相差を設定している。このように設定すれば、「画面中心」でのＢ状態、「位相差が小さい領域」でのＢａの状態となったとしても、液晶に電圧を印加することにより、どちらも偏光状態Ｂｂにすることができ、結果として画面全領域に対して偏光乱れのない状態を実現できる。
【０１０７】
上記画像表示装置２では、光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０において、光変調素子４３での位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように光学補償素子４２が設定されている。例えば光学補償素子４２の光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差が設定されている。これによって、光学補償素子４２は、光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０で、光変調素子４３の内部で相対的に位相差が大きい領域の輝度が極小値となるので、画面全領域に対して最低駆動電圧以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態を実現しているので、光変調素子４３の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となっている。
よって、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【０１０８】
また、上記画像表示装置２の調整方法では、光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０において、光変調素子４３での位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように、光学補償素子４２の例えば光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差を設定する。すなわち、光学補償素子４２を、光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０で、光変調素子４３の内部で相対的に位相差が大きい領域に対応する投射像の輝度が極小値となる状態に、光学補償素子４２の設置位置を調整する。このため、光変調素子４３の画面全領域に対して最低駆動電圧以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態が実現されるので、光変調素子４３の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となる。
よって、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【０１０９】
次に、本発明の画像表示装置に係る一実施の形態（第３実施の形態）を、図１１の概略構成図によって説明する。
【０１１０】
図１１に示すように、画像表示装置３には、ランプ３１が設けられている。このランプ３１の発光部３２はリフレクタ３３の焦点位置に配置されており、またリフレクタ３３は、ランプ３１から発光した光を反射してほぼ平行な光となって射出されるものとなっている。
リフレクタ３３で反射された光の光路上には、第１インテグラーレンズ３４および第２インテグラーレンズ３５が順に設置されている。上記第１インテグラーレンズ３４と第２インテグラーレンズ３５は、後に説明する光変調素子４３に入射する光の照度を均一化するものとなっている。
上記第２インテグラーレンズ３５を射出した光の光路上には偏光ビームスプリッタ３６が設置されている。この偏光ビームスプリッタ３６は、入射光を所定の偏光方向の光に偏光するものである。
上記偏光ビームスプリッタ３６を射出した光の光路上にはコンデンサーレンズ３７が設置されている。
【０１１１】
上記コンデンサーレンズ３７を射出した光の光路上にはダイクロイックミラー３８が設置されている。このダイクロイックミラー３８は、入射光を、赤色波長帯域の光と、緑色波長帯域、青色波長帯域の光とに分離する。例えば、上記ダイクロイックミラー３８では、赤色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域、青色波長帯域の光は反射する。
透過した赤色波長帯域の光の光路上には反射ミラー３９が設けられ、この反射ミラー３９を反射した光の光路上にはフィールドレンズ４０（４０−１）が設置されている。
このフィールドレンズ４０（４０−１）を透過した光の光路上には、入射側の透過型偏光子４１（４１−１）、光変調素子２３である透過型の液晶表示素子４３−１、光学補償素子４２（４２−１）、射出側の透過型偏光子４４（４４−１）が順に設置されている。
【０１１２】
一方、上記ダイクロイックミラー３８で反射した光の光路上には、ダイクロイックミラー４５が設けられている。このダイクロイックミラー４５は、入射光のうち、青色波長帯域の光は透過し、緑色波長帯域の光は反射する。
分離した一方の光束（緑色波長帯域の光束）の光路上にはフィールドレンズ４０（４０−２）が設置されている。このフィールドレンズ４０（４０−２）を透過した光の光路上には、入射側の透過型偏光子４１（４１−２）、光変調素子２３である透過型の液晶表示素子４３−２、光学補償素子４２（４２−２）、射出側の透過型偏光子４４（４４−２）が順に設置されている。
【０１１３】
他方の分離した光束（青色波長帯域の光束）の光路上には、投影レンズ４６、反射ミラー４７が設置されている。この反射ミラー４７によって反射された光の光路上には、リレーレンズ４８、反射ミラー４９が設置されている。この反射ミラー４９によって反射された光の光路上には、フィールドレンズ４０（４０−３）が設置されている。このフィールドレンズ４０（４０−３）を透過した光の光路上には、入射側の透過型偏光子４１（４１−３）、光変調素子２３である透過型の液晶表示素子４３−３、光学補償素子４２（４２−３）、射出側の透過型偏光子４４（４４−３）が順に設置されている。
【０１１４】
上記透過型の液晶表示素子４３−１は、赤色波長帯域の光を光変調するものである。この透過型の液晶表示素子４３−１によって光変調された光は、射出側の透過型偏光子４４（４４−１）に入射し、透過型の液晶表示素子４３−１の変調の度合いにより、一部は透過し、一部はされるようになっている。この透過した光が入射する位置に色合成プリズム４６が設置されている。
上記透過型の液晶表示素子４３−２は、緑色波長帯域の光を光変調するものである。この透過型の液晶表示素子４３−２によって光変調された光は、射出側の透過型偏光子４４（４４−２）に入射し、透過型の液晶表示素子４３−２の変調の度合いにより、一部は透過し、一部はされるようになっている。この透過した光が入射する位置に上記色合成プリズム４６が設置されている。
上記透過型の液晶表示素子４３−３は、青色波長帯域の光を光変調するものである。この透過型の液晶表示素子４３−３によって光変調された光は射出側の透過型偏光子４４（４４−３）に入射し、透過型の液晶表示素子４３−３の変調の度合いにより、一部は透過し、一部はされるようになっている。この透過した光が入射する位置に上記色合成プリズム４６が設置されている。
【０１１５】
そして、上記色合成プリズム４６は、緑色波長帯域の光は透過し、赤色、青色波長帯域の光は反射するように構成されていて、各色の光束を合成するものである。この合成された光の射出方向には、投影レンズ４７が設定されている。この投影レンズ４７は、入射光を所定の倍率に拡大して射出する。この射出方向には、投影レンズ４７から射出された画像が映し出されるスクリーン（図示せず）が設置されている。
【０１１６】
上記各光学補償素子４２は、それぞれの光学補償素子４２に対応する上記光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０よりも大きい電圧を印加した時において、各光変調素子４３の中心部が最も暗くなる状態に設置されている。
【０１１７】
例えば、０ＩＲＥの時の電圧値が上記光変調素子４３の面内の各位置に対応するように複数とおりの値を持つ。その複数とおりの電圧値が、それぞれ、輝度極小値の電圧値となっている。
【０１１８】
また、上記画像表示装置３は３板式画像表示装置であってもよい。例えば、３板式画像表示装置の３つの透過型液晶表示素子からなる光変調素子４３（４３−１、４３−２、４３−３）は、それぞれ赤、緑、青チャンネルの光を変調するものである。そして、少なくとも緑チャンネルの透過型の液晶表示素子４３−２は、その内部で発生する位相差を打ち消す作用を有する光学補償素子４２−２を有している。この光学補償素子４２−２は、緑チャンネルの透過型の液晶表示素子４３−２に印加する最小駆動電圧Ｖ０よりも大きい電圧を印加した時に、緑チャンネルの透過型の液晶表示素子４３−２の中心部に対応する投射像が最も暗くなる状態に設置されている。
【０１１９】
また、上記光変調素子４３が面内に位相差の分布を有している場合、上記光変調素子４３に電圧を印加したときに上記光変調素子４３の面内で位相差が大きな領域に対応する投射像の輝度を最も暗くする電圧が設定されている。
【０１２０】
ここで、黒階調を表示することに関し、光変調素子４３の一例としてＶＡ配向の液晶表示素子を用い、かつ画素表示装置２として透過型液晶表示装置の一例を説明する。
【０１２１】
黒階調側を表示するときには、液晶表示素子の駆動電圧は相対的に小さな値となるため、（入射側）偏光子−液晶表示装置−（射出側）偏光子間で光の偏光状態は変わらないのが理想である。
【０１２２】
しかし液晶表示素子では、一般に電圧印加の際の液晶のチルト方向を制御するために、無電界状態であっても光線の入射偏光軸に対して±４５度の方向に、わずかな角度勾配（プレチルト）をつけることになる。そのために、液晶表示素子に垂直に入射する光にとって、液晶表示素子は、光学軸が４５度の微小位相差素子として働くことになる。
そのため、この微小位相差を打ち消すための光学素子として、一般に光学補償素子が用いられる。
【０１２３】
上記画像表示装置３の光学補償素子４２の役割の一例を、前記図１２のポアンカレ球によって説明する。
【０１２４】
図１２に示すように、光変調素子４３（例えば透過型の液晶変調素子）を透過した光線が、光学補償素子４２に入射すると、その進相軸、位相差の影響を受け図中Ａの偏光状態、つまり、右回りの楕円偏光状態となる。
理想的には以上に説明したように設計された光学補償素子４２を用いれば、光変調素子４３の微小位相差を考慮しても直線偏光状態にすることができ、射出側にこの偏光方向に吸収軸をもつ射出側の透過型偏光子４４を設定することによって、不要な光漏れを防ぐことができる。
【０１２５】
しかし実際には、光変調素子４３の液晶分子の配向のばらつき、セルギャップのばらつき、その他製造プロセスばらつき等に起因して、光変調素子４３の液晶面内でも非常に微小な位相差のばらつきが生じることがあり、その場合、次に示すような現象が生じる。
【０１２６】
光変調素子４３の中央、すなわち画面中心の位相差を基準とし、「位相差が大きい領域」と「位相差が小さい領域」とが面内に分布しているとする。
この状態で、最低駆動電圧Ｖ０において、光変調素子４３の中央の位相差を打ち消すように光学補償素子４２の光学軸、位相差を設定した場合、光線の偏光状態は先に説明したように、Ａ→Ｂを経て、直線偏光状態となる。
【０１２７】
しかし「位相差が大きい領域」では、Ａｂ→Ｂｂ、「位相差が小さい領域」では、Ａａ→Ｂａと遷移し、最終的に直線偏光状態には戻らず、楕円成分をもつ偏光状態となる。この場合、（射出側）射出側の透過型偏光子４４から投影レンズ４７側に光が漏れることになり、黒状態にもかかわらずスクリーン上には輝度ムラが生じる。さらには、ＲＧＢの各色が合成された場合は色度のムラにもなる。
【０１２８】
面内輝度ムラを減少させる手段として、光変調素子４３内の位相差の面内分布、言い換えれば、各面内での印加電圧を変化させる（いわゆる３Ｄγ）方法があげられる。
例えば画面領域を１００程度に分割し、それぞれの領域に独自の「入力信号−出力信号」特性を持たせることによって、輝度、色度ムラのない均一が画像を実現することができる。
しかし、黒側の階調に関しては必ずしもこの方法が使えるわけではない。
【０１２９】
一例として前記図１２で説明したように、光学補償素子が設定されたした場合の、「画面中心の位相差」、「位相差が大きい領域」、「位相差が小さい領域」での電圧−輝度特性を、前記図３によって説明する。
【０１３０】
前記図３に示すように、最低駆動電圧Ｖ０において「画面中心の位相差」が打ち消されるように光学補償素子４２が設定されているため、画面中心は電圧Ｖ０で輝度が極小となり、「位相差が小さい領域」ではＶ＞Ｖ０を満たす電圧で輝度極小値となる。
なお、このときのＶの値は、光変調素子４３の位相差の差分、光学補償素子４２の進相軸角度、位相差など、それぞれの素子の特性に依存する。
一方、「位相差の大きい領域」ではＶ０以上では輝度極小値を持たず、電圧の印加とともに輝度は上昇する。
【０１３１】
前記図１２で同様なことを説明する。すると、偏光状態Ｂａとなった「位相差が小さい領域」では、光変調素子４３に電圧印加することによって偏光状態Ｂにすることができる。しかし、偏光状態Ｂｂとなった「位相差が大きい領域」では、光変調素子４３に電圧を印加しても偏光状態Ｂに戻すことはできないことになる。
そのため、画面内で輝度を均一にしようとすると「位相差が大きい領域」での最小輝度に合わせる必要が生じてしまうことになる。この場合、前記図３からも分かるように「画面中心」の駆動電圧Ｖ０に対して輝度Ｌ０ではなく、「位相差が大きい領域」での駆動電圧Ｖ０における輝度Ｌ１に輝度を合わせることになり、結果としてコントラストが低下してしまうという大きなデメリットがあった。
【０１３２】
そこで本発明では、最低駆動電圧Ｖ０において、光変調素子４３での位相差が相対的に大きな箇所の位相差を打ち消すように、光学補償素子４２の光学軸（進相軸、遅相軸）、および位相差を調整する。
以下、画像表示装置３における第１設定方法の一例を説明する。
【０１３３】
画像表示装置３における第１設定方法は以下のようにして行う。
すなわち、光変調素子４３（例えば液晶表示素子）全域に駆動電圧Ｖ０に設定し、投影レンズ４７を通して、前記図４（１）に示すように、像を投射する。
前記図４（２）に示すように、この状態で例えば光学補償素子４２が回転されれば、光学補償素子４２の進相軸が変化する。光変調素子４３の面内の位相差分布が均一な場合、ある特定の位置で画面全領域の輝度が最小となるため、その位置に光学補償素子４２の進相軸を設定すればよい。しかし、位相差ムラが光変調素子４３面内にある場合は光学補償素子４２を回転させて投射した像の輝度が最小になる回転角度は、像内の位置によって異なる。
【０１３４】
例えば、前記図４（１）において、投射した像の中心領域５に対し、領域１の位相差が大きく、領域３の位相差が小さいとする。このとき、中心領域５の輝度が最小になるように例えば光学補償素子４２の回転位置を調整したとすると、領域１の輝度を最小にするには回転位置をａの方向に、領域３の輝度を最小にするためには回転位置をｂの方向に動かせばよい。
【０１３５】
つまり、領域１〜９それぞれの箇所の輝度が最小になる光学補償素子４２の回転角度θ１〜θ９の最大値をθＭＡＸとすると、前記図４中、θ＝θＭＡＸとすれば、最も位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すことができることになる。
理想的にはできるだけ光変調素子４３の位相差の大きい箇所の位相差を打ち消せればよい。しかし、必ずしもそうする必要はなく、相対的に大きな位相差の箇所を打ち消すように設定することにより、より均一でムラの少ない画像を実現できることになる。
また、この例では画面領域を９分割しているが、例えば５分割しても１００分割してもよく、分割数は必要とする性能との兼ね合いで決めればよい。
また、この例では、相対的に位相差を大きい箇所を見つける際、光学補償素子４２を回転させながら投射像を観測している。例えば、光変調素子４３特有の位相差分布が既知である場合、例えば領域１と９の位相差が大きいということが判っている場合は、それらの箇所の輝度が小さくなるように、光学補償素子４２を調整すれば良い。
【０１３６】
次に、第２設定方法の一例を説明する。
【０１３７】
第２設定方法は以下のようにして行う。
すなわち、前記図５（１）に示すように、光変調素子４３の面内位相差分布に、
（ア）画面のある領域の位相差、例えば前記図５（１）中の５の位置の位相差が、他の領域の位相差に対して相対的に小さい場合、
もしくは、
（イ）画面のある領域の位相差が他の領域の位相差と比較して中心程度と分かっている場合、
次のような調整方法がある。
例えば、ある光変調素子４３が、次のような特有の位相差分布を持つとする。
例えば、領域１の位相差が大きく、領域７の位相差が小さく、領域５の位相差は、領域１と領域７との平均程度であるとする。このような位相差分布は光変調素子４３のプロセス起因等により起こりうることである。
この場合、光変調素子４３への最低駆動電圧をＶ０に対し、電圧Ｖ１（＞Ｖ０）に設定し、投影レンズ４８を通して像を投射する。
この状態で、領域５の輝度が最小になるように、例えば光学補償素子４２を回転させ固定する。
【０１３８】
このように光学補償素子４２の位置を設定した場合に、前記図５（２）に示すように、領域５は、「中心」のように電圧Ｖ１にて輝度が最小となるような輝度−駆動電圧特性となる。それに対し、位相差のより大きな領域１は、「位相差が大きい領域」にあるように輝度最小になる電圧はＶ１より小さくなり、位相差のより小さな領域７は「位相差が小さい領域」にあるように輝度最小になる電圧はＶ１より大きくなる。
ここで、位相差がより大きな領域７が、駆動電圧Ｖ０近傍において輝度最小値近傍になるように、駆動電圧Ｖ１を設定すれば、結果的に駆動電圧Ｖ０近傍で位相差の大きな領域が輝度最小となるように設定できることになる。
【０１３９】
以上のように調整すれば、位相差が大きい領域の最低駆動電圧をＶ０に設定することができる。この方法は、光変調素子４３にある特定の位相差分布があることが分かっている場合、画面内の１点のみを見て光学補償素子４２を調整すれば良いという点で有効である。
画面のある領域（例えば領域５）の位相差が他の領域の位相差と比較して相対的に小さい場合も同様に、電圧Ｖ１において領域５が輝度最小になるように光学補償素子４２を設定し、かつ、他の領域が電圧Ｖ０近傍で輝度最小になるように電圧Ｖ１を設定すれば同様の調整方法が可能である。
【０１４０】
以上の様に設定することにより、偏光状態は図１３に示すように、低電圧側の電圧―輝度特性は前記図７に示すように表すことができる。
前記図７に示すように、電圧―輝度特性を見ると、最低駆動電圧Ｖ０に対して、「位相差が大きい領域」の位相差を打ち消すように、光学補償素子４２の進相軸、位相差を設定していることにより、Ｖ０にて「位相差が大きい領域」が輝度極小値になる。
【０１４１】
一方で、「画面中心」、「位相差が小さい領域」の輝度極小値もＶ０以上になるため、例えば０ＩＲＥ（ＩＲＥ：ビデオ信号の振幅を表す単位：アメリカ無線学会）の際の出力電圧を、「位相差が大きい領域」はＶ０［Ｖ］、「画面中心」はＶ１［Ｖ］、「位相差の小さい領域」はＶ２［Ｖ］といったように電気的な調整を加えることによって、より輝度ムラ、色度ムラの少なく、かつコントラスト比の高い高品位な画像を実現することが可能となる。
【０１４２】
上記関係をポアンカレ球上の偏光状態として、図１３によって説明する。
図１３に示すように、「位相差が大きい領域」で、（射出側）透過型偏光子４４の入射前の偏光を直線偏光とするように光学補償素子４２の光学軸（進相軸、遅相軸）の角度、位相差を設定している。このように設定すれば、「画面中心」でのＢ状態、「位相差が小さい領域」でのＢａの状態となったとしても、液晶に電圧を印加することにより、どちらも偏光状態Ｂｂにすることができ、結果として画面全領域に対して偏光乱れのない状態を実現できる。
【０１４３】
上記画像表示装置３では、光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０において、光変調素子４３での位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように光学補償素子４２が設定されている。例えば光学補償素子４２の光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差が設定されている。これによって、光学補償素子４２は、光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０で、光変調素子４３の内部で相対的に位相差が大きい領域の輝度が極小値となるので、画面全領域に対して最低駆動電圧Ｖ０以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態を実現しているので、光変調素子４３の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となっている。
よって、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【０１４４】
また、上記画像表示装置３の調整方法では、光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０において、光変調素子４３での位相差の大きな箇所の位相差を打ち消すように、光学補償素子４２の例えば光学軸（進相軸、遅相軸）および位相差を設定する。すなわち、光学補償素子４２を、光変調素子４３に印加する最小駆動電圧Ｖ０で、光変調素子４３の内部で相対的に位相差が大きい領域の輝度が極小値となる状態に、光学補償素子４２の設置位置を調整する。このため、光変調素子４３の画面全領域に対して最低駆動電圧Ｖ０以上の電圧値で輝度最小値に設定することが可能となる。
この状態が実現されるので、光変調素子４３の面内それぞれの位置で「入力信号−出力電圧」特性を調整することにより、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となる。
よって、高いコントラスト比を保ちつつ、輝度ムラ、色度ムラを低減することが可能となり、高品位な映像を実現することができるという利点がある。
【０１４５】
上記各例では、光変調素子４３として、ＶＡ配向（垂直配向）の液晶表示素子を用いた。しかし、本発明はこれに限定されることはなく、ＴＮ配向（ツイストネマチック配向）、ＩＰＳ（In Plane Switching）配向（通常のＴＦＴがガラス基板に挟まれた液晶の厚み方向に{ HYPERLINK "http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%95%8C" \o "電界" ,電界}を加えるのに対し、ＩＰＳ方式では基板の面方向に電界を加える。）、ツイストＶＡ配向、ＯＣＢ（optically compensated birefringence）配向（液晶パネルの広視野角技術の一つであり、応答速度が５ｍｓ程度と速いのが最大の特徴である。表示時は，液晶分子が「ベンド配向」と呼ぶ弓形の状態に配向するのが特長で、電圧を印加すると高速に動作する。）など、他の方式の液晶表示素子にも用いることができる。
【０１４６】
また、上記各例では、光学補償素子４２として光学軸（進相軸）が０〜４５度（偏光軸０度、液晶の光学軸を４５度とする）の場合の例を、図中のポアンカレ球上に示した。しかしこれに限らず、液晶での位相差を打ち消すためのすべての方式の光学補償板に用いることができる。
【０１４７】
上記各例では、３板タイプの光学系に対して説明をした。単板を用いた画像表示装置でもかまわない。
【０１４８】
上記各例での光源１１は、超高圧（ＵＨＰ）ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）などを用いることができる。
【０１４９】
上記例では、３板式照明装置の説明であるが、ＲＧＢそれぞれのチャンネルに対する区別はしていない。これらすべてのパネルに対して、光変調素子（液晶表示素子）２３、４３と、光学補償素子２２、４２との関係を満たしてもよいし、場合によっては１つのチャンネルのみ満たしてもかまわない。
ひとつのチェンネルのみ満たす場合、緑チャンネル（Ｇch）を選択することが、被視感度特性、輝度への影響、コントラストへの影響などを考えると好ましい。
上記例では、３枚（ＲＧＢ）用の光変調素子（液晶表示素子）を用いている。ただしこれに限定することはなく、液晶１枚からなる単板式、２枚式や、それ以上を含めても構わない。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の画像表示装置に係る一実施の形態（第１実施の形態）を示した概略構成図である。
【図２】光学補償素子の役割の一例を示したポアンカレ球による偏光状態の説明図である。
【図３】電圧−輝度特性図である。
【図４】光学補償素子の第１設定方法の説明図である。
【図５】光学補償素子の第２設定方法の説明図である。
【図６】ポアンカレ球による偏光状態の説明図である。
【図７】低電圧側の電圧―輝度特性図である。
【図８】本発明の画像表示装置に係る一実施の形態（第２実施の形態）を示した概略構成図である。
【図９】光学補償素子の役割の一例を示したポアンカレ球による偏光状態の説明図である。
【図１０】低電圧側の電圧―輝度特性図である。
【図１１】本発明の画像表示装置に係る一実施の形態（第３実施の形態）を示した概略構成図である。
【図１２】光学補償素子の役割の一例を示したポアンカレ球による偏光状態の説明図である。
【図１３】ポアンカレ球による偏光状態の説明図である。
【図１４】従来の投射型画像表示装置の概略構造を示した概略構成図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１…画像表示装置、２２（２２−１、２２−２、２２−３）…光学補償素子、２３（２３−１、２３−２、２３−３）…光変調素子（液晶表示素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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