专利名称：图像显示装置、投影机及偏振补偿光学系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置的图像质量改善技术，特别是涉及适合于实现显示亮度动态范围的扩大和高灰度等级化的光学结构。
背景技术：
近年来，LCD(液晶显示器)、EL(电致发光)显示器、等离子显示器、CRT(阴极射线管)及投影机等的电子显示装置中的图像质量改善是惊人的，正在实现对于分辨率、色域来说具有基本与人的视觉特性相当的性能的装置。但是，如果看看亮度动态范围，则其再现范围约为1～102〔nit〕，此外，灰度等级数一般为8比特。另一方面，对于人的视觉来说，一次能感知的亮度动态范围的范围约为10-2～104〔nit〕，此外，亮度辨别能力为0.2〔nit〕，如果将其换算为灰度等级数，则可以说相当于12比特。如果经由这样的视觉特性来看现有的显示装置的显示图像，则亮度动态范围的狭窄是明显的，另外，由于阴影部分及最亮部分的灰度等级不足，故对于显示图像的真实性或感染力来说感到不足。
此外，在电影或游戏等中使用的CG(计算机绘图)中，使显示数据(以下称为HDR(高动态范围)显示数据)具有接近于人的视觉的亮度动态范围或灰度等级特性以追求描写的真实性的动向正在成为主流。但是，由于对其进行显示的显示装置的性能不足，故存在不能充分地发挥CG内容本来具有的表现力的问题。
再者，在下一代的OS(操作系统)中，预定要采用16比特的色空间，与现在的8比特的色空间相比，动态范围或灰度等级数飞跃地增大。因此，预期对实现能有效地利用16比特色空间的高动态范围、高灰度等级的电子显示装置的要求提高了。
在显示装置中，液晶投影机或DLP(数字光处理，商标)投影机那样的投影型显示装置(投影机)能进行大画面显示，是在显示图像的真实性或感染力再现方面有效的显示装置。在该领域中，为了解决上述的问题，提出了以下所述的方案。
作为高动态范围的显示装置，有例如在专利文献1中公开了的技术，在该技术中具备光源、调制光的全部波长区域的亮度的第2光调制元件和对于光的波长区域中RGB的3原色的各波长区域调制其波长区域的亮度的第1光调制元件，在该技术中，用第2光调制元件调制来自光源的光以形成预期的亮度分布，将该光学像在第1光调制元件的显示面上成像并进行色调制，然后投影进行了2次调制了的光。根据由HDR显示数据决定的第1控制值和第2控制值分别个别地控制第2光调制元件和第1光调制元件的各像素。作为光调制元件，使用具有透射率可独立地控制的像素结构或分段结构，能控制二维的透射率分布的透射率调制元件。作为其代表例，可举出液晶光阀。此外，也可使用反射率调制元件来代替透射率调制元件，作为其代表例，可举出DMD(数字微镜器件)元件。
现在，考虑使用暗显示的透射率为0.2％，亮显示的透射率为60％的光调制元件的情况。在单个光调制元件中，亮度动态范围为60/0.2＝300。由于上述显示装置相当于在光学方面串联地配置亮度动态范围为300的光调制元件，故可实现300×300＝90000的亮度动态范围。此外，对于灰度等级数来说，与其为同等的考虑也成立，通过在光学方面串联地配置8比特灰度等级的光调制元件，可得到超过8比特的灰度等级数。
专利文献1特开2001-100689号公报但是，在专利文献1中记载的技术中，由于使用光学像差大的照明光学系统用的光学元件将用1方光调制元件形成了的光学像传送到另一方光调制元件上，故存在难以将具有预期的光强度分布的照明光正确地传送到上述另一方光调制元件上的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而进行的，其目的在于提供适合于实现亮度动态范围的扩大和提高显示图像质量的图像显示装置和投影机。
此外，本发明的另一个目的在于提供能较好地用于可谋求亮度动态范围的扩大的图像显示装置的偏振补偿光学系统。
为了达到上述的目的，本发明的第1装置是根据显示图像数据调制来自光源的光以显示图像的装置，其特征在于，具备调制来自上述光源的光的第1光调制元件；调制来自上述第1光调制元件的光的第2光调制元件；以及在上述第1光调制元件与上述第2光调制元件之间配置的补偿光的偏振状态的偏振补偿光学系统。
在上述的图像显示装置中，经在光学方面串联地配置的2个光调制元件，利用2个阶段的图像形成过程来调制来自光源的光。其结果，该图像显示装置可实现亮度动态范围的扩大和灰度等级数的增大。
在上述的图像显示装置中，通过在上述第1光调制元件与上述第2光调制元件之间配置中继透镜，可实现光学像差的减少。即，由于能以比较高的精度将来自第1光调制元件的光传送给第2光调制元件，故与以往相比，用第1光调制元件进行了调制的光学像以高的精度在第2光调制元件的一个面上成像。
在此，在第1光调制元件和第2光调制元件由液晶装置(液晶光阀)构成的情况下，为了实现正确的动态范围的扩大，通过了第1光调制元件的光必须以原有的偏振状态传送给第2光调制元件。但是，在偏振光通过中继透镜等的光学元件时，由于光学元件的光学面上的P偏振光和S偏振光的透射率不同，故通过光学元件后的偏振光的振动方向偏离入射偏振光的振动方向(光的振动面的旋转、偏振面旋转)。此外，在中继透镜中，虽然一般在光学元件的光学面上形成提高透射率用的防止反射膜，但在偏振光以不与该防止反射膜垂直的入射角入射了的情况下，因膜内的多重干涉的缘故，P偏振光分量与S偏振光分量之间的相位差发生变化，入射偏振光椭圆偏振光化(迟滞效应)。同样，如果在光路上配置其它的光学元件，则由于该光学元件的缘故，存在产生同样的相位差的变化的可能性。然后，作为这些偏振状态的变化的综合的结果，存在显示图像中发生亮度下降或亮度不匀、显示图像的亮度或灰度等级与原来的图像数据不同的不正确的显示状态的可能。
与此不同，在上述的图像显示装置中，因为具备偏振补偿光学系统，故即使在第1光调制元件与第2光调制元件之间配置有光学元件的情况下，也可维持原来的预期的偏振状态。因此，可得到亮度下降或亮度不匀小的、在动态范围高的灰度等级特性方面优良的显示图像。
再有，作为光源，只要是发生光的媒体，就可利用其任一种，例如，既可以是在灯那样的光学系统中内置的光源，也可利用太阳或室内灯那样的外界的光。
此外，关于光源，例如既可使用与作为光的3原色的RGB的各色对应的3个光源，也可使用单个地射出白色光的光源等任一种光源。但是，在使用了白色光的光源的情况下，必须有从白色光分离表现显示图像的色用的光的3原色等的光分离单元。
在上述的图像显示装置中，在具备将来自上述光源的光分离为不同的多个特定波长区域的光的光分离单元时，上述偏振补偿光学系统最好根据上述多个特定波长区域的光的各可见度设计偏振补偿性能。
此外，具体地说，例如将上述偏振补偿光学系统设计成对于上述多个特定波长区域的光中的最高可见度的光显现出最高的补偿性能即可。
例如，在上述多个特定波长区域的光是与红(R)、绿(G)和蓝(B)的各色对应的3种光的情况下，将上述偏振补偿光学系统设计成对于上述3种光中的绿光(G光)显现出最高的补偿性能即可。
通过使人的可见度最高的波长区域的偏振变化为最小，可最有效地谋求显示图像质量的改善。
此外，具体地说，例如上述偏振补偿光学系统包括具有偏振补偿性能的电介质膜即可。
利用电介质膜，主要可补偿偏振光的迟滞效应及振动面的旋转(偏振面旋转)。
此外，具体地说，例如上述偏振补偿光学系统包括矫正器，上述矫正器包括1/2波长片和没有折射力的透镜即可。
利用矫正器，主要可补偿偏振光的振动面的旋转(偏振面旋转)。
此外，在上述的图像显示装置中，可省略在上述第1光调制元件的光射出面一侧配置的第1偏振片或在上述第2光调制元件的光入射面一侧配置的第2偏振片的某一方的偏振片。
利用该结构，可减少偏振片的配置数，可进一步谋求装置结构的简化或低成本化。
本发明的第2装置是投影机，其特征在于，具备上述的图像显示装置以及投影单元。
在上述的投影机中，因为具备在亮度动态范围的扩大或显示图像质量的提高方面优良的图像显示装置，故利用大画面显示可有效地再现显示图像的真实性或感染力。
本发明的第3装置是补偿光的偏振状态的光学系统，其特征在于被配置在光学地串联地配置的2个光调制元件之间。
具体地说，上述的偏振补偿光学系统包括具有偏振补偿性能的电介质膜和矫正器的至少一方即可。
上述的偏振补偿光学系统能较好地用于谋求了亮度动态范围的扩大或显示图像质量的提高的图像显示装置。
图1是示出与本发明有关的图像显示装置(投影机)的主要的光学结构的图。
图2是示出中继透镜的结构的图。
图3是概念性地示出了在没有矫正器的情况下，经色调制光阀射出的偏振光入射到亮度调制光阀上为止偏振状态以怎样的方式变化的说明图。
图4是矫正器的概略结构图。
图5是概念性地示出了在配置了矫正器的情况下，经色调制光阀射出的偏振光入射到亮度调制光阀上为止偏振状态以怎样的方式变化的说明图。
图6(a)是示出省略了亮度调制光阀的入射侧偏振片的结构例的图，(b)是示出省略了色调制光阀的射出侧偏振片的结构例的图。
图7是示出显示控制装置的硬件结构的框图。
图8是示出控制值登记表的数据结构的图。
图9是示出控制值登记表的数据结构的图。
图10是示出显示控制处理的流程图。
图11是说明色调映射(TONE MAPPING)处理用的图。
图12是示出暂时决定色调制光阀的透射率的情况的图。
图13是示出以色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透射率的情况的图。
图14是示出决定亮度调制光阀的各像素的透射率的情况的图。
图15是示出决定色调制光阀的各像素的透射率的情况的图。
图16是示出与本发明有关的图像显示装置(液晶显示装置)的主要的光学结构的图。
符号说明PJ1投影机(图像显示装置)、10光源、11光源灯、12反射镜、20均匀照明系统、25色调制部、30，35分色镜、42中继透镜、60B，60G，60R，60液晶光阀(色调制光阀，第1光调制元件)、80十字分色棱镜、81B光反射分色膜、82R光反射分色膜、90中继透镜、92矫正器(偏振补偿光学系统)、100液晶光阀(亮度调制光阀，第2光调制元件)、110投影透镜、160液晶显示装置(图像显示装置)、161液晶显示面板(亮度调制光阀，第2光调制元件)、200显示控制装置具体实施方式
以下根据
本发明的实施例。
〔第1实施例〕〔投影机的整体结构〕图1是本发明的图像显示装置和本发明的投影机的实施例的一例，是示出投影机PJ1的主要的光学结构的图。
投影机PJ1如图1中所示，包括下述部分而被构成光源10；使从光源10入射了的光的亮度分布变得均匀的均匀照明系统20；分别调制从均匀照明系统20入射了的光的波长区域中的RGB的3原色的亮度的色调制部25(包括作为第1调制单元的3个透射型液晶光阀60B、60G、60R)；对从色调制部25入射了的光进行中继的中继透镜90；作为偏振补偿光学系统的矫正器92；作为调制从中继透镜90入射了的光的全部波长区域的亮度的第2调制单元的透射型液晶光阀100；以及将从液晶光阀100入射了的光投影到屏幕(未图示)上的投影透镜110。
光源10包括由超高压水银灯或氙灯等构成的灯11和对来自灯11的射出光进行反射、聚光的反射镜12而被构成。
均匀照明系统20包括由蝇眼透镜等构成的2个透镜阵列21、22、偏振变换元件23和聚光透镜24而被构成。然后，利用2个透镜阵列21、22使来自光源10的光的亮度分布均匀化，利用偏振变换元件23使均匀化了的光偏振为能入射色调制部的偏振方向，利用聚光透镜24对偏振了的光进行聚光，射出到色调制部25上。再有，偏振变换元件23例如用PBS阵列和1/2波长片构成，将散乱的偏振光变换为特定的线偏振光。
色调制部25包括下述部分而被构成作为光分离单元的2个分色镜30、35；3个镜体(反射镜36、45、46)；5个场镜(透镜41、中继透镜42、平行化透镜50B、50G、50R)；3个液晶光阀60B、60G、60R；以及十字分色棱镜80。
分色镜30、35将来自光源10的光(白色光)分离(分光)为红(R)、绿(G)和蓝(B)的RGB的3原色光。分色镜30是在玻璃片等上形成了反射B光和G光、透射R光的性质的分色膜的镜体，对于来自光源10的白色光，反射该白色光中所包括的B光和G光，透射R光。分色镜35是在玻璃片等上形成了反射G光、透射B光的性质的分色膜的镜体，反射透射了分色镜30的G光和B光中的G光，传送给平行化透镜50G，透射蓝色光，传送给透镜41。
中继透镜42将透镜41附近的光(光强度分布)传送到平行化透镜50B附近，透镜41具有使光高效地入射到中继透镜42上的功能。入射到透镜41上的B光在基本保存了其强度分布的状态下而且几乎不伴随光损耗地被传送给在空间上分离了的液晶光阀60B上。
平行化透镜50B、50G、50R具有使入射到对应的液晶光阀60B、60G、60R上的各色光基本平行化，使入射光的角度分布变窄、使液晶光阀60B、60G、60R的显示特性提高的功能。此外，用分色镜30、35进行了分光的RGB的3原色的光经上述的镜体(反射镜36、45、46)和场镜(透镜41、中继透镜42、平行化透镜50B、50G、50R)入射到液晶光阀60B、60G、60R上。
液晶光阀60B、60G、60R是有源矩阵型的液晶显示元件，其中，在以矩阵状形成了像素电极和驱动该像素电极用的薄膜晶体管元件或薄膜二极管等的开关元件的玻璃基板与在整个面上形成了共同电极的玻璃基板之间夹持TN型液晶，并在外表面上配置了偏振片。
此外，液晶光阀60B、60G、60R用在电压非施加状态下呈白/亮(透射)状态、在电压施加状态下呈黑/暗(非透射)状态的常白模式或与其相反的常黑模式进行驱动，根据所供给的控制值以模拟方式控制明暗间的灰度等级。液晶光阀60B根据显示图像数据对入射了的B光进行光调制，射出内含了光学像的调制光。液晶光阀60G根据显示图像数据对入射了的G光进行光调制，射出内含了光学像的调制光。液晶光阀60R根据显示图像数据对入射了的R光进行光调制，射出内含了光学像的调制光。
十字分色棱镜80由粘合了4个直角棱镜的结构构成，在其内部以剖面X字状形成反射B光的电介质多层膜(B光反射分色膜81)和反射R光的电介质多层膜(R光反射分色膜82)。然后，透射来自液晶光阀60G的G光，使来自液晶光阀60R的R光和来自液晶光阀60B的B光折弯，合成这3色的光，形成彩色图像。
中继透镜90将用十字分色棱镜80合成了的来自液晶光阀60B、60G、60R的光学像(光强度分布)传送到液晶光阀100的显示面上。
图2是示出中继透镜90的结构的图。
中继透镜90是将各色调制用的液晶光阀60B、60G、60R的光学像在液晶光阀100的像素面上成像的透镜，如图2中所示，是由相对于孔径光阑91基本对称地配置了的前级透镜组90a和后级透镜组90b构成的等倍成像透镜。此外，优选考虑液晶的视野角特性而具有两侧远心特性。前级透镜组90a和后级透镜组90b包括多个凸透镜和凹透镜而被构成。但是，可根据所要求的特性适当地变更透镜的形状、大小、配置间隔和片数、远心特性、倍率以及其它的透镜特性，不限定于图2的例子。由于中继透镜90由多片透镜构成，故像差校正好，可将用各色调制用的液晶光阀60B、60G、60R形成的亮度分布正确地传送到液晶光阀100上。
返回到图1，矫正器92补偿在作为第1光调制元件的液晶光阀60B、60G、60R与作为第2光调制元件的液晶光阀100之间产生的偏振状态的变化。利用矫正器92在液晶光阀60B、60G、60R与液晶光阀100的光路上维持本来预期的偏振状态。在后面详细地说明矫正器92的结构及其功能。
液晶光阀100由与上述的液晶光阀60B、60G、60R同等的结构构成，根据显示图像数据调制入射了的光的全部波长区域的亮度，将内含了最终的光学像的调制光射出到投影透镜110上。
投影透镜110在未图示的屏幕上投影在液晶光阀100的显示面上形成的光学像以显示彩色图像。
在此，液晶光阀60B、60G、60R和液晶光阀100在都调制透射光的强度、内含与其调制程度对应的光学像这一点上是相同的，但相对于后者的液晶光阀100调制全部波长区域的光(白色光)，前者的液晶光阀60B、60G、60R调制用作为光分离单元的分色镜30、35进行了分光的特定波长区域的光(R、G、B等的色光)，在这一点上两者是不同的。因而，简便地将用液晶光阀60B、60G、60R进行的光强度调制称为色调制、将用液晶光阀100进行的光强度调制称为亮度调制来进行区别。
此外，从同样的观点来看，在以下的说明中，有时将液晶光阀60B、60G、60R称为色调制光阀、将液晶光阀100称为亮度调制光阀来区别。而且，在后面详细地叙述对色调制光阀和亮度调制光阀输入的控制数据的内容。再有，在本实施例中，色调制光阀具有比亮度调制光阀高的分辨率，于是，设想色调制光阀决定显示分辨率(指的是在观察者看投影机PJ1的显示图像时观察者感知的分辨率。)的情况。当然，显示分辨率的关系不限定于此，也可作成亮度调制光阀决定显示分辨率的结构。
其次，说明投影机PJ1的整体的光传播的流程。利用分色镜30、35将来自光源10的白色光分光为红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的3原色光，并经包括平行化透镜50B、50G、50R的透镜和镜体入射到液晶光阀60B、60G、60R上。入射到液晶光阀60B、60G、60R上的各自的色光根据与各种的波长区域对应的外部数据被进行色调制，作为内含了光学像的调制光被射出。来自液晶光阀60B、60G、60R的各调制光分别入射到十字分色棱镜80上，在该处被合成为一种光，经中继透镜90和矫正器92入射到液晶光阀100上。入射到液晶光阀100上的合成光根据与全部波长区域对应的外部数据被进行亮度调制，作为内含了最终的光学像的调制光射出到投影透镜110上。然后，在投影透镜110中在未图示的屏幕上投影来自液晶光阀100的最终的合成光以显示预期的图像。
这样，在投影机PJ1中，采用了使用由作为第1光调制元件的液晶光阀60B、60G、60R形成光学像(图像)的调制光，由作为第2光调制元件的液晶光阀100形成最终的显示图像的形态，经串联地配置了的2种光调制元件(色调制光阀和亮度调制光阀)，利用2个阶段的图像形成过程调制来自光源10的光。其结果，投影机PJ1可实现亮度动态范围的扩大和灰度等级数的增大。
此外，在投影机PJ1中，由于在作为第1光调制元件的液晶光阀60B、60G、60R和十字分色棱镜80的后级经中继透镜90配置了作为第2光调制元件的液晶光阀100，故与在分色镜30、35和液晶光阀60B、60G、60R的前级配置液晶光阀100的现有的类似的光学系统相比，减少了在2种光调制元件间配置的光学元件的数目。其结果，可使2种光调制元件间的距离比较短，由此，可减少传送光的光学像差，提高成像(传送)精度。
在此，为了实现正确的动态范围扩大，必须使通过了作为第1光调制元件的液晶光阀60B、60G、60R以原有的偏振状态传送到作为第2光调制元件的液晶光阀100上。在此，在投影机PJ1中，如上所述，利用作为偏振补偿光学系统的矫正器92在液晶光阀60B、60G、60R与液晶光阀100之间的光路上维持本来预期的偏振状态。
〔偏振补偿光学系统的结构和功能〕其次，使用图3～图5，详细地说明矫正器92(偏振补偿光学系统)的结构和功能。
图3是概念性地示出了在没有矫正器的情况下，经色调制光阀(液晶光阀60G)射出的偏振光入射到亮度调制光阀(液晶光阀100)上为止偏振状态以怎样的方式变化的说明图。
再有，为了容易理解说明起见，图3只图示了经G的色调制光阀60G的中央部射出的偏振光的变化，但对于经R、B的色调制光阀(图1中示出的液晶光阀60R、60B)或中央部以外的部位射出的偏振光来说，也定性地产生了基本同等的变化。此外，图中的偏振状态是为了容易理解定性的说明而夸张地描述了的状态，实际的偏振状态的变化比图示了的状态小。
如图3的光学系统结构图中所示那样，在色调制光阀60G的射出侧配置了射出侧偏振片61G，在亮度调制光阀100的入射侧配置了入射侧偏振片99，假定这些偏振光透射轴朝向y轴方向。在(a)中示出刚刚经射出侧偏振片61G射出之后的光束的偏振状态，在该阶段中，在光束剖面内偏振轴全部与y轴平行。
接着，该光束透射十字分色棱镜80的R光反射面、B光反射面，经十字分色棱镜80射出。由于在B光反射面和R光反射面上形成了电介质多层膜(B光反射分色膜81、R光反射分色膜82)，故在透射该处的偏振光束的P偏振光分量和S偏振光分量中产生了迟滞效应，线偏振光椭圆偏振光化。在(b)中示出刚刚经十字分色棱镜80射出之后的光束的偏振状态。再有，在(b)中，在y轴上和z轴上的偏振光中不产生变化。这是由于这些轴上光线相对于R光反射面和B光反射面只有P偏振光分量或S偏振光分量的某一方。
接着，该光束透射构成中继透镜90的各透镜面，经中继透镜90射出。由于在中继透镜90的各透镜面中在P偏振光分量和S偏振光分量中产生透射率差，故偏振面发生旋转(光的振动面的旋转)。再者，由于在中继透镜90的各透镜面上进行了由使透射率提高用的电介质多层膜构成的防止反射涂层处理，故透射该处的偏振光束的P偏振光分量和S偏振光分量中产生了迟滞效应，椭圆偏振的程度进一步增大。在(c)中示出刚刚经中继透镜90射出之后的光束的偏振状态。此外，在(c)中在y轴上和z轴上的偏振光中不产生变化。这是由于这些轴上光线相对于各透镜面只有P偏振光分量或S偏振光分量的某一方。
如果(c)的偏振状态的光束入射到入射侧偏振片99上，则由于入射侧偏振片99只透射y轴方向的偏振光，故与本来预期的(a)的偏振状态的光束入射的情况相比，透射光量减少。再者，因为根据光束经色调制光阀60G射出的位置的不同，在(c)的偏振状态中产生差别，故在色调制光阀60G的各部位中的每一处的透射光量中产生差别，从而产生亮度不匀。
图4是矫正器92的概略结构图。
矫正器92由1/2波长片(λ/2片93)和没有折射力的透镜94构成。没有折射力的透镜94由具有一对强的折射面的凸透镜94a和凹透镜94b的组合构成。在后面叙述λ/2片93的功能。没有折射力的透镜94可使透射光线的P偏振光分量和S偏振光分量中产生透射率差，使偏振面旋转。通过调整该曲面的曲率半径、玻璃折射率，可在宽的范围内调节偏振光的旋转程度。再者，通过在λ/2片93的表面或没有折射力的透镜94的各面上形成发生预期的迟滞效应的电介质多层膜，可对透射光线赋予预期的迟滞。
图5是概念性地示出了在配置了矫正器92的情况下，经色调制光阀60G射出的偏振光入射到亮度调制光阀100上为止偏振状态以怎样的方式变化的说明图。
(c)是刚刚经中继透镜90射出之后的光束的偏振状态。如图3中已说明的那样，利用十字分色棱镜80和中继透镜90中的迟滞效应和中继透镜90中的偏振面旋转作用产生了该偏振状态。
这时，如果矫正器92的λ/2片93的光学轴与y轴方向平行，则透射λ/2片93后的光束的偏振状态如(d)中所示，相对于(c)的偏振状态，椭圆偏振光的主轴发生旋转。
由于没有折射力的透镜94通过调整曲面的曲率半径、玻璃折射率产生与在中继透镜90中产生的偏振面旋转基本同等的偏振面旋转，故透射了该处的光束的偏振状态如(e)中所示，椭圆偏振光的主轴恢复为相对于y轴基本平行。
再者，由于在λ/2片93和没有折射力的透镜94的各面的至少大于等于1个面上形成的电介质多层膜的迟滞效应，椭圆偏振光恢复为线偏振光。
其结果，经矫正器92射出的光束的偏振状态如(f)中所示，返回到与图3(a)的经射出侧偏振片61G刚刚射出之后的光束的偏振状态基本相同的状态，与不插入矫正器92的情况相比，可谋求透射光量的提高、亮度不均的减少。
在以上的说明中，以经G的色调制光阀60G射出的偏振光为例进行了说明，但对于从R、B的色调制光阀(图1中示出的液晶光阀60R、60B)射出的偏振光来说，基本同等的说明也成立。
在此，R、G、B各色的射出偏振光因透射十字分色棱镜80、中继透镜90所产生的偏振变化不完全是相同的。在十字分色棱镜80中，G光透射R光反射面和B光反射面。R光在R光反射面上反射，透射B光反射面。B光透射R光反射面，在B光反射面上反射。因而，各色光在R光反射面、B光反射面的电介质多层膜(R光反射分色膜82、B光反射分色膜81)上受到的迟滞不同。此外，在中继透镜90中，由于玻璃折射率的色分散的缘故，偏振面的旋转程度对于各色光中每一种来说不同。由于以上的原因，在矫正器92中难以在全部波长区域的范围中使偏振变化完全返回到原来的状态，为了实现这一点，存在导致偏振补偿光学系统的大型化、复杂化和大幅度的成本上升的问题。
因此，在本例中，使人的可见度最高的G光的偏振状态为最小地来构成矫正器92。具体地说，调整矫正器92的电介质多层膜和没有折射力的透镜94的曲率半径、玻璃材料，使G光受到的迟滞和偏振面旋转为最小。通过这样做，既可避免偏振补偿光学系统(矫正器92)的大型化、复杂化和成本上升，又可最有效地谋求显示图像质量的改善。再有，在使用超高压水银灯等的水银灯作为光源10(参照图1)的情况下，优选在G光波长区域中强度最高的e线(546.1nm)附近使迟滞效应和偏振面旋转为最小。
再有，在本例中，在构成矫正器92的光学元件的至少大于等于1个面上形成了补偿在十字分色棱镜80、中继透镜90中发生的迟滞效应用的电介质多层膜，但该电介质多层膜的形成位置不限定于矫正器92，只要是发挥同等的功能的面，则也可在其它的光学元件的面上形成。具体地说，可举出十字分色棱镜80的光射出面或中继透镜90的各透镜面。进而，在这些面上形成通常的防止反射膜，但通过在这些面的至少一个面上不形成防止反射膜也可有效地发生补偿用的迟滞效应。
此外，矫正器92的配置位置不限于在中继透镜90的后级(光射出侧)，也可在中继透镜90的前级(光入射侧)。在该情况下，例如在前级配置使用图4已说明的矫正器92中的没有折射力的透镜94，在后级配置λ/2片93即可。
此外，由于刚经射出侧偏振片61G射出之后的偏振状态(参照图3的(a))与入射到入射侧偏振片99之前的偏振状态(参照图5的(f))基本为同等，故可省略某一方的偏振片。
即，可作成如图6(a)中所示那样省略了亮度调制光阀(液晶光阀100)的入射侧偏振片的结构或如图6(b)中所示那样省略了色调制光阀(液晶光阀60G)的射出侧偏振片结构。再有，对于图6(a)和图6(b)来说，为了说明起见，只描述了G光路，但这些结构对于R、B光路也是同等的。一般来说，偏振片的透射率对于透射偏振光为80～90％，在图6(a)和(b)的任一个结构中，通过省略偏振片，也可得到投影图像的亮度提高的效果。再有，在图6(a)的结构中，由于可使用对于各色的每一种为最佳的射出侧偏振片，故具有显示图像的亮度及对比度特性优良的优点。在图6(b)的结构中，由于可省略合计为3片的各色的射出侧偏振片，故具有结构的简化及成本降低的效果大的优点。
〔液晶光阀的调制的具体例〕其次，详细地说明基于显示图像数据的色调制光阀和亮度调制光阀的调制的具体例。
在投影机PJ1(参照图1)中，通过用由图像信号生成的色调制信号驱动色调制光阀(图1中示出的液晶光阀60B、60G、60R)，用亮度调制信号驱动亮度调制光阀(图1中示出的液晶光阀100)，可实现亮度动态范围的扩大和灰度等级数的增大。利用以下说明的显示控制装置(显示控制装置200)进行液晶光阀的调制控制。
图7是示出显示控制装置200的硬件结构的框图。
显示控制装置200，如图7中所示，由下述部分构成根据控制程序控制运算和系统整体的CPU170；在预定的区域中预先存储了CPU170的控制程序等的ROM172；存储从ROM172等读取的数据或在CPU170的运算过程中必要的运算结果用的RAM174；以及对外部装置对于数据的输入输出起媒介作用的I/F178，用作为传送数据用的信号线的总线179相互地且以能进行数据接收发送的方式连接这些部分。
在I/F178上作为外部装置连接了驱动亮度调制光阀(图1中示出的液晶光阀100)和色调制光阀(图1中示出的液晶光阀60B、60G、60R)的光阀驱动装置180；将数据或表等作为文件存储的存储装置182；以及连接到外部的网络199上用的信号线。
存储装置182存储了驱动亮度调制光阀和色调制光阀用的HDR显示数据。
HDR显示数据是能实现用现有的sRGB等的图像格式不能实现的高亮度动态范围的图像数据，对于图像的全部像素存储了表示像素的亮度电平的像素值。在本实施例中，作为HDR显示数据，使用了将对于1个像素在各RGB的3原色中表示亮度电平的像素值作为浮动小数点值来存储的形式。例如，作为1个像素的像素值，存储了(1.2，5.4，2.3)这样的值。
在此，如果将HDR显示数据中的像素p的亮度电平定为Rp、将与第2光调制元件的像素p对应的像素的透射率定为T1、将与第1光调制元件的像素p对应的像素的透射率定为T2，则下式(1)、 (2)成立Rp＝Tp×Rs …(1)Tp＝T1×T2×G…(2)其中，在上式(1)、(2)中，Rs是光源的亮度，G是增益，两者都是常数。此外，Tp是光调制率。
再有，关于HDR显示数据的生成方法的细节，例如在公知文献3「P.E.Debevec，J.Malik，″Recovering High Dynamic Range Radiance Mapsfrom Photographs″，Proceedings of ACM SI GGRAPH97，pp.367-378(1997)」中被公开了。
此外，存储装置182存储了登记亮度调制光阀的控制值的控制值的每一个登记表400。
图8是示出控制值登记表400的数据结构的图。
在控制值登记表400中，如图8中所示，对亮度调制光阀的各控制值登记了1个记录。各记录由登记了亮度调制光阀的控制值的字段和登记了亮度调制光阀的透射率的字段构成。
在图8的例子中，在第1段的记录中，作为控制值，登记了「0」，作为透射率，登记了「0.003」。这表示，如果对亮度调制光阀输出控制值「0」，则亮度调制光阀的透射率成为0.3％。再有，图8示出了亮度调制光阀的灰度等级数为4比特(0～15值)的情况的例子，但实际上登记与亮度调制光阀的灰度等级数相当的记录。例如，在灰度等级数为8比特的情况下，登记256个记录。
此外，存储装置182对于各色调制光阀的每一个存储登记有该色调制光阀的控制值的控制值登记表。
图9是示出登记了液晶光阀60R的控制值的控制值登记表420R的数据结构的图。
在控制值登记表420R中，如图9中所示，对液晶光阀60R的各控制值的每一个登记了1个记录。各记录由登记了液晶光阀60R的控制值的字段和登记了液晶光阀60R的透射率的字段构成。
在图9的例子中，在第1段的记录中，作为控制值，登记了「0」，作为透射率，登记了「0.004」。这表示，如果对液晶光阀60R输出控制值「0」，则液晶光阀60R的透射率成为0.4％。再有，图9示出了色调制光阀的灰度等级数为4比特(0～15值)的情况的例子，但实际上登记与色调制光阀的灰度等级数相当的记录。例如，在灰度等级数为8比特的情况下，登记256个记录。
此外，不特别图示与液晶光阀60B、60G对应的控制值登记表的数据结构，但具有与控制值登记表420R同样的数据结构。但是，在对于同一控制值登记了不同的透射率这一点上与控制值登记表420R不同。
其次，说明CPU170的结构和用CPU170执行的处理。
CPU170由微处理器单元(MPU)等构成，使在ROM172的预定的区域中被存储了预定的程序起动，按照该程序来执行图10的流程图中示出的显示控制处理。
图10是表示显示控制处理的流程图。
显示控制处理是根据HDR显示数据分别决定亮度调制光阀和色调制光阀的控制值，根据已决定的控制值驱动亮度调制光阀和色调制光阀的处理，如果在CPU170中执行，则如图10中所示，首先，进行到步骤S100。
在步骤S100中，从存储装置182读取HDR显示数据。
然后，进行到步骤S102，分析已读出的HDR显示数据，计算出像素值的直方图、亮度电平的最大值、最小值和平均值等。该分析结果用于使暗的场景变亮，使过亮的场景变暗，使用于协调中间部对比度等的自动图像校正，或使用于色调映射。
接着，进行到步骤S104，根据步骤S102的分析结果，对HDR显示数据的亮度电平进行色调映射，使之处于投影机PJ1的亮度动态范围中。
图11是说明色调映射处理用的图。
分析了HDR显示数据的结果，假定HDR显示数据中包括的亮度电平的最小值为Smin，最大值为Smax。此外，假定投影机PJ1的亮度动态范围的最小值为Dmin，最大值为Dmax。在图11的例子中，由于Smin比Dmin小，Smax比Dmax大，故在原有状态下不能适当地显示HDR显示数据。因此，对Smin～Smax的直方图进行标准化，使其收纳于Dmin～Dmax的范围内。
再有，关于色调映射的细节，例如在公知文献2「F.Drago，K.Myszkowski，T.Annen，N.Chiba，″Adaptive Logarithmic Mapping For Displaying HighContrast Scenes″，Eurographics 2003，(2003)」被记载了。
然后，进行到步骤S106，与色调制光阀的分辨率相一致地改变HDR图像的尺寸(扩大或缩小)。此时，在保持了HDR图像的纵横比的原有状态的情况下改变HDR图像的尺寸。作为改变尺寸的方法，例如可举出平均值法、中间值法、最附近法(nearest neighbor)。
然后，进行到步骤S108，根据改变尺寸的图像的像素的亮度电平Rp和光源10的亮度Rs，利用上式(1)对改变尺寸的图像的各像素的每一个计算出光调制率Tp。
其次，进行到步骤S110，供给初始值(例如，0.2)作为色调制光阀的各像素的透射率T2，暂时决定色调制光阀的各像素的透射率T2。
其次，进行到步骤S112，根据已计算出的光调制率Tp、暂时决定了的透射率T2和增益G，利用上式(2)，以色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透射率T1’。在此，因为色调制光阀由3片液晶光阀60B、60G、60R构成，故对于同一像素，对于各RGB的3原色计算透射率T1’。与此相对，因为亮度调制光阀由1片液晶光阀100构成，故将其平均值等作为该像素的透射率T1’来计算。
其次，进行到步骤S114，对亮度调制光阀的各像素，将对于与该像素在光路上重叠的色调制光阀的像素计算出的透射率T1’的加权平均值作为该像素的透射率T1来计算。利用重叠像素的面积比进行加权。
其次，进行到步骤S116，对亮度调制光阀的各像素，从控制值登记表400读取与对于该像素计算出的透射率T1对应的控制值，将已读出的控制值作为该像素的控制值来决定。在控制值的读取中，从控制值登记表400中检索与已计算出的透射率T1最近似的透射率，读取与利用该检索检索出的透射率对应的控制值。通过例如使用2分检索法进行该检索，实现高速的检索。
其次，进行到步骤S118，对色调制光阀的各像素，计算对于与该像素在光路上重叠的亮度调制光阀的像素决定了的透射率T1的加权平均值，根据已计算出的平均值、在步骤S108中已计算出的光调制率Tp和增益G，利用上式(2)计算该像素的透射率T2。利用重叠像素的面积比进行加权。
其次，进行到步骤S120，对色调制光阀的各像素，从控制值登记表读取与对于该像素计算出的透射率T2对应的控制值，将已读出的控制值作为该像素的控制值来决定。在控制值的读取中，从控制值登记表中检索与已计算出的透射率T2最近似的透射率，读取与利用该检索检索出的透射率对应的控制值。通过例如使用2分检索法进行该检索，实现高速的检索。
其次，进行到步骤S122，对光阀驱动装置180输出在步骤S116、S120中已决定的控制值，分别驱动色调制光阀和亮度调制光阀来投影显示图像，结束一系列的处理，使之返回到开始的处理。
其次，根据图12～图15说明对色调制光阀(液晶光阀60B、60G、60R)和亮度调制光阀(液晶光阀100)写入的图像数据的生成过程。
以下，以色调制光阀(液晶光阀60B、60G、60R)都具有横向18像素×纵向12像素的分辨率和4比特的灰度等级数、亮度调制光阀(液晶光阀100)具有横向15像素×纵向10像素的分辨率和4比特的灰度等级数的情况为例进行说明。此外，色调制光阀和亮度调制光阀的图都是从光源10一侧看的。
在显示控制装置200中，经过步骤S100～S104，读取HDR显示数据，分析已读出的HDR显示数据，根据该分析结果，对HDR显示数据的亮度电平进行色调映射，使之处于投影机PJ1的亮度动态范围内。其次，经过步骤S106，与色调制光阀的分辨率相一致地改变HDR图像的尺寸。
其次，经过步骤S108，对改变尺寸的图像的各像素计算出光调制率Tp。例如，如果像素p的亮度电平Rp(R、G、B)为(1.2，5.4，2.3)、光源10的亮度Rs(R、G、B)为(10000，10000，10000)，则改变尺寸的图像中的像素p的光调制率Tp为(1.2，5.4，2.3)/(10000，10000，10000)＝(0.00012，0.00054，0.00023)。
图12是示出暂时决定色调制光阀的透射率T2的情况的图。
其次，经过步骤S110，暂时决定色调制光阀的各像素的透射率T2。在将色调制光阀的左上4区域的像素定为p21(左上)、p22(右上)、p23(左下)、p24(右下)的情况下，如图12中所示，对像素p21～p24的透射率T2供给初始值T20。
图13是示出以色调制光阀的像素单位计算亮度调制光阀的透射率T1’的情况的图。
其次，经过步骤S112，以色调制光阀的像素单位计算出亮度调制光阀的透射率T1’。在着眼于像素p21～p24的情况下，如图13中所示，如果将像素p21～p24的光调制率定为Tp1～Tp4，将增益G定为「1」，则可利用下式(3)～(6)计算出与其对应的亮度调制光阀的透射率T11～T14。
使用数值实际地计算。在Tp1＝0.00012、Tp2＝0.05、Tp3＝0.02、Tp4＝0.01、T20＝0.1的情况下，根据下式(3)～(6)，T11＝0.0012、T12＝0.5、T13＝0.2、T14＝0.1。
T11＝Tp1/T20 …(3)T12＝Tp2/T20 …(4)T13＝Tp3/T20 …(5)T14＝Tp4/T20 …(6)图14是示出决定亮度调制光阀的各像素的透射率T1的情况的图。
其次，经过步骤S114，决定亮度调制光阀的各像素的透射率T1。由于亮度调制光阀与色调制面板因中继透镜90的缘故而处于互相倒立成像的关系，故色调制面板的左上4区域的像素在亮度调制光阀的右下部被成像。在将亮度调制光阀的右下4区域的像素定为p11(右下)、p12(左下)、p13(右上)、p14(左上)的情况下，如图14(a)中所示，因为色调制光阀和亮度调制光阀的分辨率不同，故像素p11与像素p21～p24在光路上重叠。由于色调制光阀的分辨率为18×12、亮度调制光阀的分辨率为15×10，故像素p11可根据色调制光阀的像素数的最小公倍数划分为6×6的矩形区域。而且，像素p11与像素p21～p24的重叠面积比，如图14(b)中所示，为25∶5∶5∶1。因而，像素p11的透射率T15，如图14(c)中所示，可利用下式(7)来计算。
使用数值实际地计算。在T11＝0.0012、T12＝0.5、T13＝0.2、T14＝0.002的情况下，根据下式(7)，T15＝0.1008。
T15＝(T11×25+T12×5+T13×5+T14×1)/36…(7)关于像素p12～p14的透射率T16～T18，也与像素p11同样，可通过计算由面积比得到的加权平均值来求出。
其次，经过步骤S116，对亮度调制光阀的各像素，从控制值登记表400读取与对于该像素计算了的透射率T1对应的控制值，将已读出的控制值作为该像素的控制值来决定。例如，由于T15＝0.1008，故如果参照控制值登记表400，则如前面的图8中所示，0.09成为最近似的值。因而，从控制值登记表400读出「8」作为像素p11的控制值。
图15是示出决定色调制光阀的各像素的透射率T2的情况的图。
其次，经过步骤S118，决定色调制光阀的各像素的透射率T2。如图15(a)中所示，因为色调制光阀和亮度调制光阀的分辨率不同，故像素p24与像素p11～p14在光路上重叠。由于色调制光阀的分辨率为18×12、亮度调制光阀的分辨率为15×10，故像素p24可根据亮度调制光阀的像素数的最小公倍数划分为5×5的矩形区域。而且，像素p24与像素p11～p14的重叠面积比，如图15(b)中所示，为1∶4∶4∶16。因而，在着眼于像素p24的情况下，可利用下式(8)计算出与其对应的亮度调制光阀的透射率T19。而且，如果将增益G定为「1」，则如图15(c)中所示，可利用下式(9)计算出像素p24的透射率T24。
使用数值实际地计算。在T15＝0.09、T16＝0.33、T17＝0.15、T18＝0.06、Tp4＝0.01的情况下，根据下式(8)、(9)，T19＝0.1188、T24＝0.0842。
T19＝(T15×1+T16×4+T17×4+T18×16)/25…(8)T24＝Tp4/T19 …(9)关于像素p21～p23的透射率T21～T23，也与像素p24同样，可通过计算由面积比得到的加权平均值来求出。
其次，经过步骤S120，对色调制光阀的各像素，从控制值登记表读取与对于该像素计算了的透射率T2对应的控制值，将已读出的控制值作为该像素的控制值来决定。例如，在对于液晶光阀60R的像素p24来说T24＝0.0842的情况下，如果参照控制值登记表420R，则如前面的图9中所示，0.07成为最近似的值。因而，从控制值登记表420R读出「7」作为像素p24的控制值。
然后，经过步骤S122，对光阀驱动装置180输出已决定的控制值。由此，分别驱动亮度调制光阀(液晶光阀100)和色调制光阀(液晶光阀60B、60G、60R)，在屏幕上投影显示图像。
利用以上已说明的液晶光阀的调制控制，通过2个阶段的图像形成过程，可实现亮度动态范围的扩大和灰度等级数的增大。
〔第1实施例的变形例〕再有，在上述的第1实施例中，以作为第1光调制元件的液晶光阀60B、60G、60R(色调制光阀)的分辨率比作为第2光调制元件的液晶光阀100(亮度调制光阀)的分辨率高的情况为例进行了说明，但2种光调制元件(色调制光阀和亮度调制光阀)的分辨率可以是相同的，或者，也可以不同。但是，在两者的分辨率不同的情况下，如在上述的第1实施例中已说明的那样，必须变换显示图像数据的分辨率。
例如，如果亮度调制光阀具有比色调制光阀的显示分辨率高的显示分辨率，则由于没有必要将从色调制光阀到亮度调制光阀的光传播中的MTF(调制传递函数)设定得较高，故没有必要使夹在其间的中继光学系统的传送性能那么高，可比较廉价地构成中继光学系统。
另一方面，如果色调制光阀具有比亮度调制光阀的显示分辨率高的显示分辨率，则由于通常与色调制光阀的显示分辨率相一致地准备显示图像数据，故与亮度调制光阀的显示分辨率相一致地仅进行1次分辨率的变换处理即可，故显示图像数据的变换处理变得容易。
〔第2实施例〕本发明的内容也可应用于不放大在第2光调制元件上所形成的最终的光学像(显示两面)而是直接看的、所谓的直视型的液晶显示装置(图像显示装置)。以下，说明将本发明应用于直视型的液晶显示装置的例子。
〔直视型显示装置〕图16是示出作为直视型的图像显示装置的液晶显示装置160的主要的光学结构的图。再有，对于具有与前面的图1中示出的投影机PJ1同样的功能的结构要素附以同一符号，省略或简化其说明。
如图16中所示，直视型的液晶显示装置160由作为第2光调制元件的透射型的液晶显示面板161、对其进行照明的照明系统162、菲涅耳透镜163和光发散层164等的光学要素构成。
照明系统162包括光源10、均匀照明系统20、作为第1光调制元件的液晶光阀60和投影透镜110而被构成。
从光源10射出的光束入射到依次设置了2片透镜阵列21、22、偏振变换元件23和聚光透镜24的均匀照明系统20上，光束剖面中的光强度分布被均匀化。偏振变换元件23例如用PBS阵列和1/2波长片等构成，将从光源10射出的不定偏振状态的光束变换为在后级的光学系统中能利用的振动方向在一个方向上一致了的偏振光。
经均匀照明系统20射出了的光束入射到作为第1光调制元件的液晶光阀60上，进行第一调制。因液晶光阀60而受到调制的光束由投影透镜110放大投影到液晶显示面板161的光入射面上，照明液晶显示面板161。来自照明系统162的射出光束是偏振光光束，其偏振面与液晶显示面板161的入射侧偏振片的透射轴一致。
在液晶显示面板161的跟前配置的菲涅耳透镜163使来自照明系统162的射出光束基本平行化，引导到液晶显示面板161上，以减轻显示图像的亮度不均。此外，在液晶显示面板161的光入射面上配置了光发散层164。光发散层164使来自照明系统162的射出光束发散，通过扩展配光分布，扩大显示图像的视野角。
在上述结构的液晶显示装置160中，使用由作为第1光调制元件的液晶光阀60形成了光学像(图像)的调制光来照明作为第2光调制元件的液晶显示面板161，用该液晶显示面板161形成最终的显示图像。即，经串联地配置了的2个光调制元件(液晶光阀60、液晶显示面板161)，利用2个阶段的图像形成过程调制来自光源10的光。其结果，即使在液晶显示装置160中，也与前面的实施例同样，可实现亮度动态范围的扩大和灰度等级数的增大。
此外，在投影透镜110与菲涅耳透镜163之间配置作为补偿偏振变化用的偏振补偿光学系统的矫正器92。利用该矫正器92，在从光源10到液晶显示面板161为止的照明光路上维持本来预期的偏振状态。其结果，在该液晶显示装置160中，可得到亮度下降或亮度不均小的、在动态范围高的灰度等级特性方面优良的显示图像。
再有，在这样的结构中，由于液晶显示装置160的色调制光阀(液晶显示面板161)成为图像的显示面，故最好作成使其尺寸比亮度调制光阀(液晶光阀60)大、此外分辨率也高的结构。
〔第2实施例的变形例〕再有，图16的液晶显示装置160是对于照明系统162配置1片液晶光阀60的结构的例子，但与前面的图1的投影机PJ1同样，也可使用对于R(红)、G(绿)、B(蓝)的每种不同的色光具备液晶光阀的3片方式的照明系统。在该情况下，在均匀照明系统与液晶光阀之间配置作为由分色镜等构成的光分离单元的色分离光学系统，对于R(红)、G(绿)、B(蓝)的每种不同的色光分离光路，而且用在液晶光阀与投影透镜之间所配置的十字分色棱镜等的色合成光学系统来合成用每种色光的液晶光阀进行了调制的各色光束，形成显示彩色图像的光束。
〔其它的变形例〕在上述各实施例中，构成为使用亮度调制光阀和色调制光阀在2个阶段中调制光的亮度，但不限于此，也可构成为使用2组亮度调制光阀在2个阶段中调制光的亮度。
此外，在上述实施例中，使用有源矩阵型的液晶显示元件作为液晶光阀60B、60G、60R、100来构成，但不限于此，也可使用无源矩阵型的液晶显示元件和分段型的液晶显示元件来构成。有源矩阵型的液晶显示具有能进行精密的灰度等级显示的优点，无源矩阵型的液晶显示元件和分段型的液晶显示元件具有能廉价地制造的优点。
此外，在上述各实施例中，设置了透射型的光调制元件来构成投影机PJ1和液晶显示装置160，但不限于此，也可用DMD(数字微镜器件)等反射型的光调制元件来构成亮度调制光阀或色调制光阀。
此外，作为偏振补偿光学系统，不限于采用具有偏振补偿功能的电介质膜或矫正器的结构。在特开平11-72710号公报(公知文献1)中记载了涉及抵消由偏振显微镜等发生的偏振变化用的光学系统的技术。此外，在特开2002-324342号公报(公知文献2)中记载了为了补偿偏振光旋转而在透镜中形成多层膜涂层的技术。
此外，在上述各实施例中，说明了在执行图7的流程图所示出的处理时执行在ROM172中预先存储了的控制程序的情况，但不限于此，也可从存储了表示这些步骤的程序的存储媒体将该程序读入到RAM174中来执行。
在此，所谓存储媒体，是RAM、ROM等的半导体存储媒体、FD、HD等的磁存储型存储媒体、CD、CDV、LD、DVD等的光学的读取方式的存储媒体、MO等的磁存储型/光学的读取方式的存储媒体，不管是电子的、磁的、光学的等读取方法的哪一种，只要是能用计算机读取的存储媒体，就包括所有的存储媒体。
此外，在上述各实施例中，使用射出白色光的单个光源作为光源10，将该白色光分光为RGB的3原色的光，但不限于此，也可作成使用射出与RGB3原色分别对应的、射出红色的光的光源、射出蓝色的光的光源和射出绿色的光的光源这3种光源而去除对白色光进行分光的单元的结构。
以上一边参照附图一边说明了与本发明有关的优选的实施例，但本发明当然不限定于所涉及的例子。只要是本专业的技术人员，则在技术方案的范围内记载了的技术的思想的范围内，可想到各种变更例或修正例，这一点是很明白的，关于这些方面，当然可理解为也属于本发明的技术的范围内。
权利要求
1.一种基于显示图像数据调制来自光源的光而显示图像的装置，其特征在于，具备调制来自上述光源的光的第1光调制元件；调制来自上述第1光调制元件的光的第2光调制元件；以及在上述第1光调制元件与上述第2光调制元件之间配置的、补偿光的偏振状态的偏振补偿光学系统。
2.如权利要求1中所述的图像显示装置，其特征在于在上述第1光调制元件与上述第2光调制元件之间配置有中继透镜。
3.如权利要求1或权利要求2中所述的图像显示装置，其特征在于具备将来自上述光源的光分离为不同的多个特定波长区域的光的光分离单元，上述偏振补偿光学系统根据上述多个特定波长区域的光的各可见度设计了偏振补偿性能。
4.如权利要求3中所述的图像显示装置，其特征在于上述偏振补偿光学系统被设计成对于上述多个特定波长区域的光中的最高可见度的光显现最高的补偿性能。
5.如权利要求4中所述的图像显示装置，其特征在于上述多个特定波长区域的光是与红、绿和蓝的各色对应的3种光，上述偏振补偿光学系统被设计成对于上述3种光中的绿光显现最高的补偿性能。
6.如权利要求1至权利要求5中的任一项中所述的图像显示装置，其特征在于上述偏振补偿光学系统包括具有偏振补偿功能的电介质膜。
7.如权利要求1至权利要求6中的任一项中所述的图像显示装置，其特征在于上述偏振补偿光学系统包括矫正器，上述矫正器包括1/2波长片和没有折射力的透镜。
8.如权利要求7中所述的图像显示装置，其特征在于省略了在上述第1光调制元件的光射出面一侧配置的第1偏振片或在上述第2光调制元件的光入射面一侧配置的第2偏振片的某一方的偏振片。
9.一种投影机，其特征在于，具备权利要求1至权利要求8中的任一项中记载的图像显示装置；以及投影单元。
10.一种补偿光的偏振状态的偏振补偿光学系统，其特征在于配置在光学地串联地配置的2个光调制元件之间。
11.如权利要求10中所述的偏振补偿光学系统，其特征在于包括具有偏振补偿功能的电介质膜和矫正器的至少一方。
全文摘要
本发明提供适合于实现亮度动态范围的扩大和显示图像质量的提高的图像显示装置。图像显示装置(PJ1)具备调制来自光源(10)的光的第1光调制元件(60B、60G、60R)和调制来自第1光调制元件(60B、60G、60R)的光的第2光调制元件(100)，根据显示图像数据在2个阶段中调制来自光源(10)的光以显示图像。在第1光调制元件(60B、60G、60R)与第2光调制元件(100)之间配置了补偿光的偏振状态的偏振补偿光学系统(92)。
文档编号G03B21/00GK1707585SQ200510072318
公开日2005年12月14日 申请日期2005年5月26日 优先权日2004年6月4日
发明者内山正一, 中村旬一, 新田隆志, 旭常盛 申请人:精工爱普生株式会社