(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、フリッカを低減させた高性能であると共に低価格な液晶表示装置を提供する。【解決手段】画像を表示する液晶表示装置であって、光源からの光を変調する液晶変調素子５０と、前記液晶変調素子の表示領域を切り換える制御部７０と、前記表示領域に基づく画像のフリッカを検出する検出部８０とを有し、前記制御部は、前記検出部によって検出されたフリッカを抑制するように前記液晶変調素子の駆動を制御することを特徴とする液晶表示装置を提供する。【選択図】図１
2007183433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する液晶表示装置であって、
光源からの光を変調する液晶変調素子と、
前記液晶変調素子の表示領域を切り換える制御部と、
前記表示領域に基づく画像のフリッカを検出する検出部とを有し、
前記制御部は、前記検出部によって検出されたフリッカを抑制するように前記液晶変調素子の駆動を制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記表示領域と、当該表示領域以外の領域とを異なる明るさに表示するように前記液晶変調素子の駆動を制御することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
光源からの照明光を変調する液晶変調素子と、
前記照明光を前記液晶変調素子に導くとともに、前記液晶変調素子で変調された変調光から画像光を抽出し、前記画像光を前記照明光の光路とは異なる光路に導く偏光ビームスプリッタと、
前記画像光の光量を検出する検出部と、
前記液晶変調素子において表示領域を切り換えつつ、前記検出部に前記画像光の光量を検出させる制御部とを有し、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記液晶変調素子を制御することを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記表示領域以外の非表示領域の明るさを前記表示領域の明るさとは異ならせた状態で、前記検出部に前記画像光の光量を検出させることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
液晶表示装置の制御方法であって、
前記液晶表示装置の液晶変調素子でのフリッカを検出するための表示領域を順次移動させるように前記液晶変調素子を制御する制御ステップと、
前記フリッカを検出する検出ステップと、
前記制御ステップは、検出された前記フリッカを抑制するように前記液晶変調素子の駆動を制御することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、液晶プロジェクタ又は液晶テレビ等の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電気機器の低価格化及び高性能化の要求に伴い、液晶表示装置についても低価格化だけでなく高性能化が要求されている。液晶表示装置としては、例えば、液晶プロジェクタがある。液晶プロジェクタは、画像を表示するための液晶変調素子を有する。
【０００３】
液晶変調素子は、透明電極を有する第１の基板と、画素を形成する画素電極を有する第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に封入された液晶とを有する。この場合、液晶変調素子に流れる電圧は、交番電圧であるため、画素電極に印加される電圧には正極側と負極側とがある。そして、正極側と負極側での液晶層に印加される有効電界が互いに等しくない場合には、明るさがばらつくため、液晶変調素子にフリッカが発生する場合がある。
【０００４】
フリッカを調整するために、液晶変調素子の一領域に光センサを配置してフリッカを測定し、調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照のこと）。また、スクリーンに光センサを配置して調整する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照のこと）。更に、複数個の光センサを用いて検査する検査装置も提案されている（例えば、特許文献３参照のこと）。
【特許文献１】特開平１０−２４６８７９号公報
【特許文献２】特開平５−４８９９３号公報
【特許文献３】特開２００２−３５０２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２の液晶表示装置は、単一の光センサでフリッカを測定していたので、表示領域全面のフリッカを測定することが難しかった。そのため、表示領域全面のフリッカを調整することが難しく、高性能な液晶変調素子を提供できなかった。
【０００６】
また、特許文献３の検査装置は、複数の光センサを用いてフリッカを測定しているため、精度の高いフリッカの検出が可能である。しかしながら、特許文献３の検査装置は、複数の光センサを使用しているため、検査装置のコストが高くなり、それに付随して液晶表示装置のコストも高くなってしまう。その結果、低価格化の妨げになってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、フリッカを低減させた高性能であると共に低価格な液晶表示装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示装置であって、光源からの光を変調する液晶変調素子と、前記液晶変調素子の表示領域を切り換える制御部と、前記表示領域に基づく画像のフリッカを検出する検出部とを有し、前記制御部は、前記検出部によって検出されたフリッカを抑制するように前記液晶変調素子の駆動を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の側面としての画像表示装置は、光源からの照明光を変調する液晶変調素子と、前記照明光を前記液晶変調素子に導くとともに、前記液晶変調素子で変調された変調光から画像光を抽出し、前記画像光を前記照明光の光路とは異なる光路に導く偏光ビームスプリッタと、前記画像光の光量を検出する検出部と、前記液晶変調素子において表示領域を切り換えつつ、前記検出部に前記画像光の光量を検出させる制御部とを有し、前記検出部による検出結果に基づいて、前記液晶変調素子を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面としての制御方法は、液晶表示装置の制御方法であって、前記液晶表示装置の液晶変調素子でのフリッカを検出するための表示領域を順次移動させるように前記液晶変調素子を制御する制御ステップと、前記フリッカを検出する検出ステップと、前記制御ステップは、検出された前記フリッカを抑制するように前記液晶変調素子の駆動を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の目的と更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施例において明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高性能であると共に低価格な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例である液晶表示装置１を説明する。ここで、図１は、液晶表示装置１を示す構成図である。
【００１４】
液晶表示装置１は、画像をスクリーン２００に表示する機能を有する。液晶表示装置１は、本実施例では、反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル等の画像形成素子）を搭載した投射型液晶表示装置である。液晶表示装置１は、筐体１ａと、ランプ１０と、照明光学系２０と、色分解合成光学系３０と、投射レンズ光学系４０と、液晶変調素子５０と、記憶部６０と、制御部７０と、検出装置８０とを有する。
【００１５】
筐体１ａは、液晶表示装置１を構成する部材を固定し収納する。筐体１ａは、本実施例では、矩形状の立方体である。また、筐体１ａは、投射レンズ光学系４０の一部が、外部に露出している。そして、筐体１ａは、例えば、液晶表示装置１の傾きを調整する調整機構を有している。尚、投射レンズ光学系４０の一部は、本実施例では、外部に露出しているが、筐体１ａ内に収納されていてもよい。
【００１６】
ランプ１０は、光を生成する機能を有する。ランプ１０は、発光管１１と、リフレクタ１２とを有する。この場合、γは、液晶表示装置１の光軸である。
【００１７】
発光管１１は、連続スペクトルで、白色光を発光する機能を有する。発光管１１は、図示しない電源供給部によって電源を供給している。
【００１８】
リフレクタ１２は、発光管１１からの光を所定の方向に集光する機能を有する。そのため、リフレクタ１２は、反射率の高いミラー等によって構成されており、半球形状を有する。
【００１９】
照明光学系２０は、ランプ１０からの光を色分解合成光学系３０に伝達する機能を有する。照明光学系２０は、シリンダアレイ２１及び２２と、紫外線吸収フィルタ２３と、偏光変換素子２４と、フロントコンプレッサ２５と、全反射ミラー２６と、コンデンサーレンズ２７と、リアコンプレッサ２８とを有する。
【００２０】
シリンダアレイ２１及び２２は、カメラ、検出器、走査装置内等に組み込まれている感光素子の複合体である。シリンダアレイ２１は、光軸γに対して垂直方向に屈折力を有するレンズアレイである。シリンダアレイ２２は、シリンダアレイ２１の個々のレンズに対応したレンズアレイを有する。本実施例では、シリンダアレイ２１は、ランプ１０の前方に配置され、シリンダアレイ２２は、後述する紫外線吸収フィルタ２３の前方に配置される。
【００２１】
紫外線吸収フィルタ２３は、紫外線を吸収する機能を有する。紫外線吸収フィルタ２３は、シリンダアレイ２１とシリンダアレイ２２との間に配置される。
【００２２】
偏光変換素子２４は、無偏光光を所定の偏光光に変換する機能を有する。偏光変換素子２４は、シリンダアレイ２２の前方に配置される。
【００２３】
フロントコンプレッサ２５は、水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されている。フロントコンプレッサ２５は、偏光変換素子２４の前方に配置される。
【００２４】
全反射ミラー２６は、ランプ１０からの光を反射する機能を有する。全反射ミラー２６は、本実施例では、光軸を９０度変換する。全反射ミラー２６は、フロントコンプレッサ２５の前方に配置される。
【００２５】
コンデンサーレンズ２７は、ランプ１０からの光を集め、投影レンズの瞳内に光源の像を結ばせることによって、物体を均等に照明する。コンデンサーレンズ２７は、全反射ミラー２６の前方に配置される。
【００２６】
リアコンプレッサ２８は、水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されている。リアコンプレッサ２８は、コンデンサーレンズ２７の前方に配置されている。
【００２７】
色分解合成光学系３０は、ランプ１０からの光を分解及び合成する機能を有する。色分解合成光学系３０は、ダイクロイックミラー３１と、偏光板３２と、偏光ビームスプリッタ３３と、１／４波長板３５と、色選択性位相差板３６とを有する。
【００２８】
ダイクロイックミラー３１は、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ）の波長領域の光を透過する。ダイクロイックミラー３１は、リアコンプレッサ２８の前面に配置される。
【００２９】
偏光板３２は、Ｓ偏光光のみを透過させる機能を有する。偏光板３２は、偏光板３２ａ、３２ｂ及び３２ｃとを有する。偏光板３２ａは、透明基板に偏光素子を貼り合わせた緑用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光光のみ透過する。偏光板３２ａは、ダイクロイックミラー３１の前方に配置されている。偏光板３２ｂは、透明基板に偏光素子を貼り合わせた赤青用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光光のみ透過する。偏光板３２ｂは、ダイクロイックミラー３１の前方に配置されている。偏光板３２ｃは、透明基板に偏光素子を貼り合わせた赤青用の出射側偏光板（偏光素子）であり、Ｓ偏光のみを透過する。
【００３０】
偏光ビームスプリッタ３３は、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。偏光ビームスプリッタ３３は、偏光分離面を有する。偏光ビームスプリッタ３３は、偏光ビームスプリッタ３３ａ、３３ｂ及び３３ｃを有する。偏光ビームスプリッタ３３ａは、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。偏光ビームスプリッタ３３ａは、偏光板３２ａの前面に配置される。偏光ビームスプリッタ３３ｂは、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。偏光ビームスプリッタ３３ｂは、色選択性位相差板３６ａの前面に配置される。偏光ビームスプリッタ３３ｃは、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。偏光ビームスプリッタ３３ｃは、偏光ビームスプリッタ３３ａの前面に配置される。
【００３１】
１／４波長板３５は、位相差を与える機能を有する。１／４波長板３５は、１／４波長板３５Ｒ、３５Ｇ及び３５Ｂとを有する。１／４波長板３５Ｒは、偏光ビームスプリッタ３３ｂと後述する液晶変調素子５０Ｒとの間に配置される。１／４波長板３５Ｇは、偏光ビームスプリッタ３３ａと後述する液晶変調素子５０Ｇとの間に配置される。１／４波長板３５Ｂは、偏光ビームスプリッタ３３ｂと後述する液晶変調素子５０Ｂとの間に配置される。
【００３２】
色選択性位相差板３６は、特定の光の偏光方向を９０度変換する機能を有する。色選択性位相差板３６ａは、青色の光の偏光方向を９０度変換し、赤色の光の偏光方向は変換しない。色選択性位相差板３６ａは、偏光板３２ｂと偏光ビームスプリッタ３３ｂとの間に配置される。色選択性位相差板３６ｂは、赤色の光の偏光方向を９０度変換し、青色の光の偏光方向は変換しない。色選択性位相差板３６ｂは、偏光板３２ｃと偏光ビームスプリッタ３３ｂとの間に配置される。
【００３３】
投射レンズ光学系（投射手段）４０は、照明光学系２０及び色分解合成光学系３０を介したランプ１０からの光を照射する。投射レンズ光学系４０は、鏡筒４０ａに図示しない複数の光学素子で構成されている。
【００３４】
液晶変調素子５０は、ランプ１０からの光を反射すると共に画像を変調する機能を有する。液晶変調素子５０は、液晶変調素子５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂとを有する。また、液晶変調素子５０（５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂ）は、図２に示すように、対向基板５１と、液晶材料５５と、駆動基板５６とから構成される。ここで、図２は、液晶変調素子５０の構造を示す断面図である。
【００３５】
対向基板５１は、液晶材料５５を後述する駆動基板５６と共同して閉じ込める。対向基板５１は、ガラス基板５２と、透明電極５３と、配向膜５４とを有する。
【００３６】
ガラス基板５２は、ランプ１０からの光を透過し、後述するＳｉ基板５９と共同して液晶材料５５を閉じ込める。
【００３７】
透明電極５３は、電流を流すことによって、液晶分子に電界を印加する機能を有する。透明電極５３は、インジウムとスズの酸化物であるインジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）の薄膜であり、ガラス基板５２の表面に薄膜として塗布される。また、透明電極５３の表面には、後述する配向膜５４が形成される。
【００３８】
配向膜５４は、液晶分子を一定の方向に向かわせる機能を有する。配向膜５４は、透明電極５３の表面にコーティングされた薄膜であり、ＳｉOなどの無機物を基板表面に斜めに蒸着して、傾斜した柱状構造を形成する。この柱状構造により、液晶分子を一定方向に向かって並ばせることができる。
【００３９】
液晶材料５５は、画像信号に基づいて画像を出力するために使用される。液晶材料５５は、液体と固体の中間状態をいい、コレステリック液晶、スメクティック液晶及びネマティック液晶等の種類からなる。液晶材料５５は、本実施形態では、ネマティック液晶を使用している。ネマティック液晶は、液晶分子が、全体に一定方向に向いており、それ以外の規則性が少ない並び方をしている。液晶材料５５は、配向膜５４及び５７との間に導入されている。
【００４０】
駆動基板５６は、液晶材料５５を対向基板５１と共同して閉じ込める。駆動基板５６は、配向膜５７と、画素電極５８と、Ｓｉ基板５９とを有する。
【００４１】
配向膜５７は、液晶分子を一定の方向に向かわせる機能を有する。配向膜５７は、Ｓｉ基板５９の表面にコーティングされた薄膜であり、ＳｉＯなどの無機物を基板表面に斜めに蒸着して、傾斜した柱状構造を形成する。この柱状構造により、液晶分子を一定方向に向かって並ばせることができる。
【００４２】
画素電極５８は、透明電極５３と共同して、液晶材料５５に電流を流す機能を有する。画素電極５８は、液晶材料５５部分を挟む電極のうち、Ｓｉ基板５９に設けられる電極を指す。画素電極５８は、複数の電極から構成される。
【００４３】
Ｓｉ基板５９は、シリコンから構成され、ガラス基板５２と共同して液晶材料５５を閉じ込める。Ｓｉ基板５９は、例えば、図示しないミラーが形成されている。
【００４４】
液晶変調素子５０Ｒは、赤用の液晶表示素子であり、ランプ１０からの光を反射すると共に画像を変調する機能を有する。液晶変調素子５０Ｒは、後述する１／４波長板３５Ｒの後方に配置される。液晶変調素子５０Ｇは、緑用の液晶表示素子であり、ランプ１０からの光を反射すると共に画像を変調する機能を有する。液晶変調素子５０Ｇは、後述する１／４波長板３５Ｇの後方に配置される。液晶変調素子５０Ｂは、青用の液晶表示素子であり、ランプ１０からの光を反射すると共に画像を変調する機能を有する。液晶変調素子５０Ｂは、後述する１／４波長板３５Ｂの後方に配置される。
【００４５】
記憶部６０は、フリッカ量が最小となる透明電極５３の電位差を記憶する。尚、フリッカ量が最小になるとは、厳密にフリッカ量が最小になる値のみではなく、ある一定のレベルの範囲内であれば、最小とみなしてもよい。
【００４６】
制御部７０は、液晶変調素子５０の透明電極５３に印加する電圧を制御する。また、制御部７０は、フリッカを抑制するように透明電極５３の電位を変化させる。尚、液晶表示装置１（液晶変調素子５０）の制御方法については、後述する。
【００４７】
検出装置８０は、後述する液晶変調素子５０からの光を検出する。つまり、検出装置８０は、光量を検出することによって液晶変調素子５０でのフリッカを検出する。また、検出装置８０は、本実施例では、投射レンズ光学系４０の前方の位置Ａに配置されるが、液晶変調素子５０が黒表示できる位置であればどこでもよい。つまり、検出装置８０は、投射レンズ光学系４０と偏光ビームスプリッタ３３ａとの間の位置Ｂや、偏光ビームスプリッタ３３ｂ及び３３ｃとの間の位置Ｃや、偏光ビームスプリッタ３３ａ及び３３ｃとの間の位置Ｄに配置してもよい。また、偏光ビームスプリッタ３３ｃの４つの光学面のうち、投射レンズ光学系４０、偏光ビームスプリッタ３３ａ、３３ｂと対向している３つの面とは異なる面に対向する位置（つまり図１において右側）に配置しても良い。勿論投射レンズ光学系４０の内部の光路外に配置しても良いし、投射レンズ光学系４０の光路上に配置しても良い。尚、検出装置８０は、取り外し可能に配置されている。特に投射レンズ光学系４０の光路上でフリッカを検出する方法を採る場合には、検出装置８０の取り外し（検出装置８０を光路外に出すこと）は必須である。勿論、駆動機構で検出装置８０を動かして、光路上に配置する場合と光路外に配置する場合とを切り換えても良い。
【００４８】
つまり、この検出装置８０は、液晶変調素子５０から出射し、偏光ビームスプリッタ３３ａ，ｂで検光された（照明光とは光路を分離された）画像光の光量を検出できる位置であればどこに配置しても良い。
【００４９】
尚、この検出装置８０は光量を検出する装置であり、この光量の検出結果によって光量の変化（輝度の変化）を感知することができる。また、その光量の変化が大きいと人間の眼で視認可能なフリッカとなってしまうため、フリッカを抑制する措置を施す、或いはその液晶変調素子５０を寿命に達したと判定する。
【００５０】
以下、図３を参照して、液晶変調素子５０の光学的な作用の原理を説明する。ここで、図３は、液晶変調素子５０を示すブロック図である。
【００５１】
液晶変調素子５０は、本実施例では、ＶＡＮ型液晶配向タイプを使用する。図３に示されるように、ランプ１０からの光は、方向ＩＷから偏光ビームスプリッタ３３に入射する。そして、偏光選択膜によってＰ成分の光が方向ＩＷＢへ導入され、Ｓ成分の光が方向ＩＷＡへ導入される。方向ＩＷＡの光成分は、紙面垂直方向に直線偏光した光が選択される。液晶変調素子５０の液晶のプレチルト配向方向は、方向ＩＷＡの直線偏光方向に対して４５°に傾いている。そのため、入射光の１／２波長分のリタデーション（遅れ）が与えられるように液晶層には電界が印加されている。方向ＩＷＡから液晶変調素子５０に入射した光は、液晶変調素子５０の液晶層によって２つの固有モードに分かれて伝播する。そして、方向ＯＷに反射出射するときには２つのモードの間に以下の数式で表わされる位相差δ（λ）が与えられる。ここで、λは入射光の波長、ｄは液晶層の厚さ、△ｎは液晶層に所定電界印加された状態での屈折率異方性△ｎである。
【００５２】
【数１】
2007183433.tif 000003
【００５３】
そこで方向ＯＷに出射する光の偏光方向のうち紙面垂直方向成分（偏光ビームスプリッタ３３に対してＳ偏光成分）は、偏光分離面によって方向ＢＷに反射されランプ１０側へもどる。そして、紙面平行方向成分（偏光ビームスプリッタ３３に対してＰ偏光成分）は、偏光分離面によって方向ＭＷに透過される。液晶変調素子５０の反射率Ｒ(λ)は、位相差δ（λ）に対して方向ＭＷに出射する光転送率Ｒ(λ)は以下の数式で表わされる。この場合、偏光ビームスプリッタ３３のＳ偏光反射率が１００％、Ｐ偏光透過率が１００％、かつ液晶変調素子５０の開口率が１００％、無偏光反射率が１００％とする。また、液晶変調素子５０の反射率Ｒ(λ)は、すなわち、液晶変調素子５０を反射し、偏光ビームスプリッタ３３を透過する光量である。
【００５４】
【数２】
2007183433.tif 000004
【００５５】
尚、液晶層に対して印加する電界を変調すると液晶分子が、液晶層の挟み込み基板に対してプレチルト角を有した略垂直のチルト角度から略水平のチルト角まで変位動作し、その結果見掛け上△ｎが変化する。このため位相差δ（λ）は減少変調され、δ≒０度からδ≒９０度となるものである。
【００５６】
以下、図４及び図５を参照して、フリッカの発生する原理を説明する。ここで、図４及び図５は、液晶層に印加される有効電界と輝度との関係を示すグラフである。
【００５７】
まず、透明電極５３にかかる電位αと、画素電極５８にかかる電位βとがある。この場合、画素電極５８にかかる電位βには、正極側と負極側がある。正負極の電圧が互いに等しければ、液晶材料５５に印加される電界も正負極で互いに等しく、フリッカは発生しない。しかし、液晶材料５５に実質的に印加される電界は、イオン性物質の移動や、基板界面の膜の帯電などにより変化する。そのため、透明電極５３の電位αもしくは画素電極５８の電位βを調整することで有効電界を正負極で対称にしている。ここで、図４（ａ）に液晶表示装置１の駆動時の有効電界の波形を示す。このように、有効電界が正負極で対称になっていると、図４（ｂ）に示したように正負極での液晶表示装置１の明るさが等しくなり、フリッカは発生しない。
【００５８】
しかしながら、イオン性物質の移動や、基板界面の膜の帯電などにより液晶表示装置１の有効電界が正負極で図５（ａ）に示すように非対称になっていく。ここで、図５（ａ）に有効電界が正負極で非対称になったときの波形を示す。このように、有効電界が正負極で非対称になっていると、図５（ｂ）に示したように、正負極で液晶表示装置の明るさが非対称になり、フリッカが発生する。
【００５９】
また、イオン性物質の移動や基板界面の膜の帯電は、液晶表示装置１の表示領域全面に渡って均一ではない。そのため、表示領域のエリアによってフリッカを抑制する為の透明電極５３の電位αは異なっている。
【００６０】
従来の液晶表示装置において、出荷時にはフリッカが発生しないように、有効電界が正負極性で対称になるよう調整していた。つまり、透明電極の電位α、もしくは画素電極の電位βを各々調整することで、フリッカを抑制するように駆動条件を調整していた。
【００６１】
しかしながら、液晶表示装置、特にプロジェクション装置において、光を照射し帯電現象が安定した後に、フリッカが最小となる電位に調整する方法を用いた場合、電源投入から、前記帯電現象が安定するまでは、フリッカが発生してしまう。
【００６２】
そこで、液晶表示装置１は、フリッカを抑制するように透明電極５３の電位を変化させている。つまり、図５に示す透明電極５３の電位αを理想の電位α´に引き下げる。それにより、液晶層に印加される有効電界が正負極で対称になるため、電源投入時のフリッカを抑制することが出来る。それにより、高性能な液晶表示装置１を提供することが可能である。
【００６３】
また、液晶変調素子５０の寿命を短くさせる原因のひとつであるフリッカを低減させるため液晶表示装置１の長期的な信頼性が確保することが出来る。
【００６４】
以下、図６を参照して、液晶表示装置１の制御方法について説明する。ここで、図６は、液晶表示装置１の制御方法を示すフローチャートである。
【００６５】
まず、液晶表示装置１の液晶変調素子５０でのフリッカを検出するための表示領域ＩＥを順次移動させるように液晶変調素子５０を制御する（ステップ５０２）。ここでは、例えば、図７に示すように、液晶変調素子５０の領域を６×８の４８領域とする。この場合、図８のように、表示領域ＩＥを移動させる（切り換える）ように液晶変調素子５０を制御する。つまり、表示領域ＩＥは、例えば、５０％ハーフトーンの明るさになるように制御され、表示領域ＩＥ以外の領域ＵＥは、黒表示になるように制御される。そして、図８（ａ）に示す表示領域ＩＥは、図８（ｂ）に示す表示領域ＩＥのように順次移動する。ここで、図７は、液晶変調素子５０の領域を示す平面図である。図８は、液晶変調素子５０の表示領域ＩＥ及び表示領域ＩＥ以外の領域ＵＥを示す平面図である。
【００６６】
次に、フリッカを検出する（ステップ５０４）。この場合、検出装置８０を使用して表示領域のフリッカを検出する。つまり、図９（ａ）に示すように、検出装置８０が表示領域ＩＥでの光量を検出する。この場合、図９（ｂ）に示すように、表示領域ＩＥ以外の領域ＵＥの光量も検出してしまうが、領域ＵＥの光量は、表示領域ＩＥに比べて小さいため、図９（ｃ）に示すように、ほとんど影響を受けない。ここで、図９は表示領域ＩＥと、表示領域ＩＥ以外の領域ＵＥの光量を示すグラフである。尚、検出した光量は、記憶部６０に記憶される。そして、検出した光量に基づいて透明電極５３に与える最適な電位を算出し、記憶部６０に記憶させる。
【００６７】
全領域内を表示領域ＩＥが移動したか否かを判断する（ステップ５０６）。ここでは、図７に示すように領域Ａ１乃至Ｆ８までを表示領域ＩＥが順次移動する。
【００６８】
検出されたフリッカを抑制するように液晶変調素子５０の駆動を制御する（ステップ５０８）。ここでは、フリッカが最小になる透明電極の最適透明電極電位と、実際の透明電極の電位とが一致するように液晶表示装置１の駆動電位を変更する。もしくは、フリッカが最小になる透明電極５３の最適透明電極電位の平均値に基づいて液晶表示装置１の駆動電位を変更する。つまり、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、光量のピークとボトムとの差が小さくなるように透明電極５３の電位を変動させる。尚、ピークとボトムとの差は、フリッカ量をさす。ここで、図１０は、検出装置８０の出力する光量を示すグラフである。
【００６９】
また、図１１には、液晶変調素子５０の領域ごとの最適な透明電極５３の電位を示す。図１１では、領域Ａ８乃至領域Ｆ８領域側の最適な透明電極５３の電位が高い。また、最適な透明電極５３の電位は、記憶部６０に記憶されている。そして、図１２には、最適な透明電極５３の電位と、検出した透明電極５３の電位とのズレ量を示す。この場合、ズレ量の多い領域Ａ８乃至Ｆ８は、フリッカ量も多い。
【００７０】
そこで、本実施例では、図１３に示すように、フリッカが最小になるようにそれぞれの領域に最適な透明電極５３に電位を与える。つまり、液晶変調素子５０の全領域にわたって、フリッカが最小になる透明電極５３の電位と、印加している透明電極５３の電位とが一致しているため、液晶変調素子５０の全領域にわたって、フリッカが発生しない。尚、フリッカ量が最小になるとは、厳密にフリッカ量が最小になる値のみではなく、ある一定のレベルの範囲内であれば、最小とみなしてもよい。ここで、図１３は、最適な透明電極の電位と、検出した透明電極の電位とのズレ量を示す分布図である。
【００７１】
また、図１４に示すように、フリッカが最小となる透明電極５３の平均的な電位を透明電極５３に印加する。なぜなら、従来では、検出装置が検出した数点の検出領域での光量によって透明電極に電位を与えていたため、液晶変調素子面内でフリッカの目立つ場所が発生する可能性があった。そのため、本実施例では、液晶変調素子５０の全領域の最適な透明電極５３の電位に平均的にすることで、局所的にフリッカが目立つことを抑制する。図１４は、液晶変調素子の最適な透明電極の電位と、検出した透明電極の電位とのズレ量を示す分布図である。
【００７２】
その結果、精度の高いフリッカの検出が可能となるので、高性能な液晶表示装置１を提供することが出来る。また、複数の光センサを用いてフリッカを測定していないため、検査装置のコストを抑制し、それに付随する液晶表示装置１のコストの上昇を防ぐことが出来る。その結果、低価格な液晶表示装置を提供することができる。
【００７３】
尚、透明電極５３の電位ではなく、画素電極５８の電位の中心電位を変化させてもよいし、透明電極５３の電位と画素電極５８の電位の中心電位との両者を変化させてもよい。画素電極５８の電位の中心電位を変化させる場合、例えば、液晶変調素子の領域ごとの画素電極５８の電位の正極性のときと負極性のときの中心電位からの電位差を非対称にすることで、フリッカを抑制する。
【００７４】
また、図６のフローチャートにおいては、表示領域ＩＥごとにフリッカを検出したが、その限りではない。例えば、１画素ごとにフリッカを検出しても構わないし、フリッカの出方が似ているＡ１〜Ｆ１領域、Ａ２〜Ｆ２領域、Ａ３〜Ｆ３領域、・・・Ａ８〜Ｆ８領域に分割してフリッカを検出しても良い。また、照射される光量が似ている領域ごとに、液晶変調素子を複数の領域に区切り、その領域ごとにフリッカを測定しても良い。
【００７５】
以下、図１を参照して、液晶表示装置１の光学的な作用を説明する。
【００７６】
まず、発光管１１から発した光は、リフレクタ１２により所定の方向に集光される。リフレクタ１２は、放物面形状を有しており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管１１からの光源は理想的な点光源ではなく有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、シリンダアレイ２１に入射する。シリンダアレイ２１に入射した光束は、それぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割、集光される。そして、光束は、紫外線吸収フィルタ２３を介して、シリンダアレイ２２を経て、複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）を偏光変換素子２４の近傍に形成する。
【００７７】
複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射し、透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分割される。反射されたＳ偏光成分の光は、反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方、透過したＰ偏光成分の光は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向が揃った光として出射する。偏光変換された複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）は、偏光変換素子４５を出射した後、フロントコンプレッサ２５を介して、反射ミラー２６にて９０度反射し、コンデンサーレンズ２７、リアコンプレッサ２８に至る。
【００７８】
ここで、フロントコンプレッサ２５、コンデンサーレンズ２７、リアコンプレッサ２８の光学的作用の関係で、複数の光束は矩形形状の像が重なった形で矩形の均一な照明エリアが形成されることになる。この照明エリアに後述の液晶変調素子５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂを配置する。次に、偏光変換素子２４によりＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー３１に入射する。尚、ダイクロイックミラー３１は、青色（４３０〜４９５ｎｍ）と赤色（５９０〜６５０ｎｍ）の光を反射し、緑色（５０５〜５８０ｎｍ）の光を透過する。
【００７９】
次に、緑色の光の光路について説明する。
【００８０】
ダイクロイックミラー３１を透過した緑色の光は、入射側偏光板３２ａに入射する。尚、緑色の光は、ダイクロイックミラー３１によって分解された後もＳ偏光である。そして緑色の光は、入射側偏光板３２ａから出射した後、偏光ビームスプリッタ３３ａに対してＳ偏光として入射して偏光分離面で反射され、緑色用の反射型液晶変調素子５０Ｇへと至る。緑色用の反射型液晶変調素子５０Ｇにおいては、緑色の光が画像変調されて反射される。画像変調された緑色の反射光のうちＳ偏光成分は、再び偏光ビームスプリッタ３３ａの偏光分離面で反射し、光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調された緑色の反射光のうちＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３３ａの偏光分離面を透過し、投射光として偏光ビームスプリッタ３３ｃに向かう。このとき、すべての偏光成分をＳ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、偏光ビームスプリッタ３３ａと緑色用の反射型液晶変調素子５０Ｇとの間に設けられた１／４波長板３５Ｇの遅相軸を所定の方向に調整する。それにより、偏光ビームスプリッタ３３ａと緑色用の反射型液晶変調素子５０Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。偏光ビームスプリッタ３３ａから出射した緑色の光は、偏光ビームスプリッタ３３ｃに対してＰ偏光として入射し、偏光ビームスプリッタ３３ｃの偏光分離面を透過して投射レンズ４０へと至る。
【００８１】
次に、赤色と青色の光路について説明する。
【００８２】
ダイクロイックミラー３１を反射した赤色と青色の光は、偏光板３２ｂに入射する。尚、赤色と青色の光は、ダイクロイックミラー３１によって分解された後もＳ偏光となっている。そして赤色と青色の光は、偏光板３２ｂから出射した後、色選択性位相差板３６ａに入射する。色選択性位相差板３６ａは、青色の光の未偏光方向を９０度回転する作用を持っている。これにより青色の光は、Ｐ偏光として、赤色の光は、Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射する。Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射した赤色の光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面で反射され、赤色用の反射型液晶変調素子５０Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射した青色の光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面を透過して青色用の反射型液晶変調素子５０Ｂへと至る。
【００８３】
赤色用の反射型液晶変調素子５０Ｒに入射した赤色の光は、画像変調されて反射される。画像変調された赤色の反射光のうちＳ偏光成分の光は、再び偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調された赤色の反射光のうちＰ偏光成分の光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面を透過して投射光として色選択性位相板３６ｂに向かう。
【００８４】
また、青色用の反射型液晶変調素子５０Ｂに入射した青色の光は、画像変調されて反射される。画像変調された青色の反射光のうちＰ偏光成分の光は、再び偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調された青色の反射光のうちＳ偏光成分の光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面で反射して投射光として色選択性位相板３６ｂに向かう。
【００８５】
このとき、偏光ビームスプリッタ３３ｂと、赤色及び青色用の反射型液晶変調素子５０Ｒ、５０Ｂの間に設けられた１／４波長板３５Ｒ、３５Ｂの遅相軸を調整する。それにより、緑色の場合と同じように赤色、青色それぞれの黒の表示の調整を行うことができる。
【００８６】
こうして１つの光束に合成され、偏光ビームスプリッタ３３ｂから出射した赤色と青色の投射光のうち赤色の光は、色選択性位相板３６ｂによって偏光方向が９０度回転されてＳ偏光成分となる。さらに、赤色の光は、偏光板３２ｃで検光されて偏光ビームスプリッタ３３ｃに入射する。また、青色の光は、Ｓ偏光のまま色選択性位相板３６ｂをそのまま透過し、さらに偏光板３２ｃで検光されて偏光ビームスプリッタ３３ｃに入射する。尚、赤色と青色の投射光は、偏光板３２ｃによって検光される。それにより、赤色と青色の投射光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂと赤色用、青色用の液晶変調素子５０Ｒ、５０Ｂ、１／４波長板３５Ｒ、３５Ｂを通ることによって生じた無効な成分をカットされた光となる。
【００８７】
そして、偏光ビームスプリッタ３３ｃに入射した赤色と青色の投射光は、偏光ビームスプリッタ３３ｃの偏光分離面を反射し、前述した該偏光分離面にて反射した緑色の光と合成されて投射レンズ４０に至る。そして、合成された赤色、緑色、青色の投射光は、投射レンズ４０によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。
【００８８】
以上の説明は、液晶表示素子が白表示の場合の光路の説明であった。そのため以下に液晶表示素子が黒表示の場合についての光路も説明する。
【００８９】
まず、緑色の光路について説明する。
【００９０】
ダイクロイックミラー３１を透過した緑色の光のＳ偏光光は、偏光板３２ａに入射する。その後、偏光ビームスプリッタ３３ａに入射して偏光分離面で反射され、緑色用の液晶変調素子５０Ｇへと至る。しかし、液晶変調素子５０Ｇが黒表示の為、緑色の光は、画像変調されないまま反射される。従って、液晶変調素子５０Ｇで反射された後も緑色の光は、Ｓ偏光光のままである為、再び偏光ビームスプリッタ３３ａの偏光分離面で反射し、偏光板３２ａを透過して光源側に戻され、投射光から除去される。
【００９１】
次に、赤色と青色の光路について説明する。
【００９２】
ダイクロイックミラー３１を反射した赤色と青色の光のＳ偏光光は、偏光板３２ｂに入射する。そして赤色と青色の光は、偏光板３２ｂから出射した後、色選択性位相差板３６ａに入射する。色選択性位相差板３６ａは、青色の光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っている。これにより青色の光は、Ｐ偏光として、赤色の光は、Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射する。Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射した赤色の光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面で反射され、赤色用の液晶変調素子５０Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射した青色の光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面を透過して青色用の反射型液晶変調素子５０Ｂへと至る。ここで赤色用の液晶変調素子５０Ｒは、黒表示の為、赤色用の液晶変調素子５０Ｒに入射した赤色の光は、画像変調されないまま反射される。従って、赤色用の液晶変調素子５０Ｒで反射された後も赤色の光は、Ｓ偏光光のままである為、再び偏光ビームスプリッタ３３ａの偏光分離面で反射する。そして、赤色の光は、偏光板３２ｂを通過して光源側に戻され、投射光から除去される為、黒表示となる。一方、青色用の液晶変調素子５０Ｂに入射した青色の光は、青色用の液晶変調素子５０Ｂが黒表示の為、画像変調されないまま反射される。従って、青色用の液晶変調素子５０Ｂで反射された後も青色の光は、Ｐ偏光光のままである為、再び偏光ビームスプリッタ３３ａの偏光分離面を透過する。そして、青色の光は、色選択性位相差板３６ａにより、Ｓ偏光に変換され、偏光板３２ｂを透過して光源側に戻されて投射光から除去される。
【００９３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置に使用される液晶変調素子の構造を示す概略断面図である。
【図３】図２に示す液晶変調素子の原理を示す概略ブロック図である。
【図４】図２に示す液晶変調素子における印加電界と輝度との関係を示すグラフである。
【図５】図２に示す液晶変調素子における印加電界と輝度との関係を示すグラフである。
【図６】図１に示す液晶表示装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示す液晶表示装置の液晶変調素子の領域を示す概略平面図である。
【図８】図１に示す液晶表示装置の液晶変調素子の表示領域及び表示領域以外の領域を示す概略平面図である。
【図９】図１に示す液晶表示装置の液晶変調素子の表示領域と、表示領域以外の領域の光量を示すグラフである。
【図１０】図１に示す液晶表示装置の液晶変調素子の検出装置の出力する光量を示すグラフである。
【図１１】図１に示す液晶表示装置の液晶変調素子の領域ごとの最適な透明電極の電位を示す分布図である。
【図１２】図１に示す液晶表示装置の液晶変調素子の最適な透明電極の電位と、検出した透明電極の電位とのズレ量を示す分布図である。
【図１３】図１に示す液晶表示装置の液晶変調素子の最適な透明電極の電位と、検出した透明電極の電位とのズレ量を示す分布図である。
【図１４】図１に示す液晶表示装置の液晶変調素子の最適な透明電極の電位と、検出した透明電極の電位とのズレ量を示す分布図である。
【符号の説明】
【００９５】
１          液晶表示装置
１０        ランプ
２０        照明光学系
３０        色分解合成光学系
４０        投射レンズ光学系
５０        液晶変調素子
６０        記憶部
７０        制御部
【図３】
2007183433.tif 000005
【図１】
2007183433.tif 000006
【図２】
2007183433.tif 000007
【図４】
2007183433.tif 000008
【図５】
2007183433.tif 000009
【図６】
2007183433.tif 000010
【図７】
2007183433.tif 000011
【図８】
2007183433.tif 000012
【図９】
2007183433.tif 000013
【図１０】
2007183433.tif 000014
【図１１】
2007183433.tif 000015
【図１２】
2007183433.tif 000016
【図１３】
2007183433.tif 000017
【図１４】
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