CN101063796A - 图像投影设备 - Google Patents

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Abstract

公开一种图像投影设备，所述图像投影设备通过降低液晶显示单元(LCD)中的侧向电场的影响，投影具有良好颜色的图像。所述设备包括三种LCD，每种LCD包括两个对置电极。当对液晶层施加的电压被增大时，为每个色段中的光线提供的延迟被增大。控制器控制第一LCD中的电极施加电压，使得在白色显示状态下，第一LCD中的液晶施加电压(LCAV)低于第二和第三LCD中的LCAV，并且使得在黑色显示状态下，第一LCD中的LCAV高于第二和第三LCD中的LCAV，并且值为白色显示状态下的第一LCD中的LCAV的1－30％。

Description

图像投影设备
技术领域
本发明涉及称为液晶投影仪等的图像投影设备。
背景技术
例如，通过在上面设置有透明电极的第一透明基板和上面设置有形成像素的透明电极、配线和开关元件等的第二透明基板之间密封具有正介电各向异性的向列相液晶，形成供液晶投影仪之用的液晶显示单元。这种液晶显示单元包括其长轴的排列在所述两个玻璃基板之间被连续扭曲90°的液晶分子，从而被称为TN(扭曲向列相)液晶显示单元。
在TN液晶显示单元中，在第一透明基板和第二透明基板之间施加电压，以改变液晶分子的指向矢(director)取向，从而改变整个液晶层中的延迟(相差)，由此实现光学调制。
更具体地说，在这两个玻璃基板之间，液晶分子的排列被连续扭曲90°，同时对液晶层施加最低的电压，例如，同时不施加任何电压(为了方便起见，下面称为“无电压施加状态”)。在这种状态下，当具有沿预定方向的偏振轴的偏振光进入液晶显示单元时，光线被供给延迟，偏振方向被旋转大约180°。当对液晶施加的电压被增大时，扭曲的液晶分子的指向矢沿液晶层的厚度方向取向，以降低向具有沿预定方向的偏振轴的偏振光提供的延迟。这种液晶显示单元被称为常态白色(模式)液晶显示单元。
除了上述TN液晶显示单元之外，目前使用所谓的VAN(垂直排列向列相)液晶显示单元。通过在上面设置有透明电极的第一基板和上面设置有以像素形式排列成二维光学开关的第二基板、配线和开关元件等的电路基板之间，密封具有正介电各向异性的向列相液晶，形成VAN液晶显示单元。向列相液晶分子被排列成垂直配向，使得其长轴近似垂直于这两个基板。
在这种VAN液晶显示单元中，在第一基板和呈像素形式的第二基板之间，即在对置电极之间施加电压，以改变液晶分子的指向矢取向，从而改变整个液晶层中的延迟，由此实现光学调制。
更具体地说，在液晶层的无电压施加状态下，液晶分子的长轴近似垂直于垂直配向的两个基板。当具有沿预定方向的偏振轴的偏振光进入液晶单元时，光线几乎不被提供延迟。当对液晶施加的电压被增大时，液晶分子的指向矢取向的排列在这两个基板之间被连续扭曲，从而增大向具有沿预定方向的偏振轴的偏振光提供的延迟。这种液晶显示单元被称为常态黑色(模式)液晶显示单元。
近年来，随着液晶显示单元的分辨率越来越高以及尺寸越来越小，均形成像素区的像素电极被排列成其间的间隔极小，已发现在相邻的像素电极之间产生的侧向电场不利地影响液晶的配向。
特别地，先进的液晶投影仪具有尺寸极小(大约10微米)的像素，使得侧向电场的影响不可忽视。现在参考图13说明归因于侧向电场的缺点的一个具体例子，图13表示例证的VAN反射型液晶显示单元。
在图13中，附图标记1表示上面设置有透明电极的玻璃基板，附图标记2表示反射像素电极。在反射像素电极2中，附图标记2a表示未被施加任何电压的处于黑色显示状态的反射像素电极，附图标记2b表示被施加电压的处于白色显示状态的反射像素电极。附图标记3表示液晶层，附图标记4表示液晶分子，其中椭圆的主轴对应于液晶分子的指向矢取向。附图标记5表示透明电极，附图标记6表示在透明电极5上蒸发沉积的配向膜，附图标记7表示在反射像素电极2上蒸发沉积的配向膜。附图标记8表示当液晶显示单元被夹在正交尼科尔(Nicol)偏振片(未示出)之间时的反射率的分布。
VAN反射型液晶显示单元使用ECB(电控双折射)效应来总体控制通过液晶层3的光线的偏振状态。
如图13中所示，在未被施加电压的像素2a和被施加电压的像素2b之间的边界附近产生侧向电场9，侧向电场9在反射像素电极2b的像素中造成一个液晶分子配向不良的区域10。这使得不能利用ECB效应控制偏振，从而降低区域10中的反射率。换句话说，反射像素电极2b的整个像素中的反射率被降低。
日本专利申请公开No.10(1998)-161127公开一种能够降低由横向电场引起的液晶分子的不良配向(向错(disclination))的液晶显示单元。
在该反射型液晶投影仪中，色分离/合成光学系统被用于把来自光源的白光分成三个波段：红色波段、绿色波段和蓝色波段的光分量，并且相应波段的光分量被引向与之相关的三个液晶显示单元。在由三个液晶显示单元调制之后，光分量由色分离/合成光学系统合成，之后进行投影。现在，将说明当对这种反射型液晶投影仪中的反射型液晶显示单元的所有反射像素电极2施加相同的电压(下面称为“在全像素显示状态下”)时的特性。换句话说，将说明其中对图13中的反射像素电极2a和2b施加相同电压的情况。
一般来说，液晶分子具有折射率各向异性An的波长分散特性，并且在正交Nicols中一般提供最高的反射率，当波长较长时，需要对液晶施加更高的电压。图14表示在这种情况下的典型VAN反射型液晶显示单元中，对于每种波段来说，反射率与电压的相关性。在图14中，水平轴表示对液晶层3施加的电压，而垂直轴表示当液晶层3被夹在正交Nicols偏振片之间时的反射率(光利用效率)。反射率是其中在红色波段、绿色波段和蓝色波段中，光利用效率的最大值被标准化为100％的伽马特性曲线。
从图14可看出，鉴于液晶分子的波长分散特性，为在相应的波段中提供最高的反射率而对液晶施加的电压对红色波段来说，需要具有最高的值，接下来是绿色波段和蓝色波段。
图15表示当在图13中，未对反射像素电极2a施加电压，而对反射像素电极2b施加电压时，对于每个波段来说，反射像素电极2b中反射率与电压的相关性。水平轴表示通过反射像素电极2b对液晶层3施加的电压，而垂直轴表示当液晶层3被夹在正交Nicol偏振片之间时，反射像素电极2b的反射率(光利用效率)。反射率是图14中所示的其中在红色波段、绿色波段和蓝色波段中，光利用效率的最大值被标准化为100％的伽马特性曲线。
从图15可看出，与波段无关，在直到4.5伏的施加电压附近的半色调中，反射像素电极2b的伽马特性曲线表现出基本相同的曲线。
由于光利用效率的峰值在相应的波段中变化，因此图15中所示的反射像素电极2b的光利用效率由与为在图14中所示的全像素显示状态下，提供每个波段中的最高光利用效率而对液晶层3施加的电压电平的比较来确定。
图14和15之间的比较表明在每个波段中，当对液晶施加电压，以便在全像素显示状态(图14)下提供最高的光利用效率时的光带比率不同于利用反射像素电极2b显示时(图15)的光带比率。在前一情况下，红色波段、绿色波段和蓝色波段分别具有100％、100％和100％的比率。在后一情况下，红色波段、绿色波段和蓝色波段分别具有56％、50％和41％的比率。在合成投影图像中各个波段的比率方面，全像素显示状态(图14)不同于反射像素电极2b的显示状态(图15)。
作为一个具体的投影图像，图16表示一个像素和一个像素行显示白色的字符图案的图像。图像中的一个矩形表示一个像素。在该图像中，附图标记100表示未被施加电压的处于黑色显示状态的像素。附图标记101表示被施加电压，以便在各个波段中提供最高的光利用效率的处于白色显示状态的像素。
图17表示全像素白色显示状态下的图像。在该图像中，附图标记101表示被施加电压，以便在各个波段中提供最高的光利用效率的像素。
图16和17中的投影图像的颜色之间的比较表明图17中的光带的比率具有为红色波段1∶绿色波段1∶蓝色波段1的色平衡，图16中的光带的比率具有为红色波段5.6∶绿色波段5.0∶蓝色波段4.1的色平衡。从而与图17中的全像素白色显示状态下的色平衡相比，图16中所示的白色字符显示状态下的色平衡的蓝色波段比率特别低，结果是字符的颜色偏黄。
图18表示其中交替排列黑色显示状态的像素和白色显示状态的像素的方格图案的图像。该图像具有与图16中的图像类似的色平衡，并且与图17中的图像相比，颜色偏黄。
如上所述，当由一个像素和一行构成的字符或者方格图案被输出为投影图像时，由于液晶显示单元中侧向电场的影响，该图像的颜色不同于全像素白色显示状态下的颜色。这降低了投影图像的质量。
在日本专利申请公开No.10(1998)-161127中公开的液晶显示单元中，由第一基板上的配向膜提供的预倾角被设置成小于由第二基板上的配向膜提供的预倾角，以减轻由向错引起的液晶分子的不良配向。
但是，在日本专利申请公开No.10(1998)-161127中公开的技术涉及液晶显示单元的结构，并没有充分消除侧向电场的影响。没有关于预防当进行色分离和合成从而投影图像的投影仪中的液晶显示单元显示涉及侧向电场的出现的图案时的色平衡变化的对策的任何公开。即使使用在日本专利申请公开No.10(1998)-161127中公开的技术，由色合成产生的图像的颜色质量仍被降低。
发明内容
本发明提供一种通过降低液晶显示单元中的侧向电场的影响，能够投影具有良好颜色(色平衡)的图像投影设备。
按照一个方面，本发明提供一种图像投影设备，所述图像投影设备合成来自第一色段的光线所进入的第一液晶显示单元的光线，来自第二色段的光线所进入的第二液晶显示单元的光线，和来自第三色段的光线所进入的第三液晶显示单元的光线，并把合成的光线投影到投影面上。每个液晶显示单元包括液晶层，和通过配向膜对液晶层施加电压的第一和第二对置电极。当对液晶层施加的电压被增大时，为每个色段的光线提供的延迟被增大。当对液晶层施加的电压被称为液晶施加电压，对第一和第二对置电极施加的电压被称为电极施加电压时，控制器控制第一液晶显示单元中的电极施加电压，使得白色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压低于白色显示状态下的第二和第三液晶显示单元中的液晶施加电压，并且使得黑色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压高于黑色显示状态下的第二和第三液晶显示单元中的液晶施加电压，并且值为白色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压的1％-30％。
按照另一方面，本发明提供一种图像投影设备，所述图像投影设备合成来自第一色段的光线所进入的第一液晶显示单元的光线，来自第二色段的光线所进入的第二液晶显示单元的光线，和来自第三色段的光线所进入的第三液晶显示单元的光线，并把合成的光线投影到投影面上。每个液晶显示单元包括液晶层，和通过配向膜对液晶层施加电压的第一和第二对置电极。当对液晶层施加的电压被增大时，为每个色段的光线提供的延迟被降低。当对液晶层施加的电压被称为液晶施加电压，对第一和第二对置电极施加的电压被称为电极施加电压时，控制器控制第一液晶显示单元中的电极施加电压，使得白色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压高于白色显示状态下的第二和第三液晶显示单元中的液晶施加电压，并且使得黑色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压高于黑色显示状态下的第二和第三液晶显示单元中的液晶施加电压。
按照另一方面，本发明提供一种图像显示系统，所述图像显示系统包括上述图像投影设备和把图像信息提供给图像投影设备的图像供给设备。
参考附图，根据优选实施例的下述说明，本发明的其它目的和特征将是明显的。
附图说明
图1是表示在本发明的实施例1-3中的反射型液晶投影仪的结构的剖视图。
图2是表示在实施例1的投影仪中使用的液晶显示单元的VT伽马特性曲线的图。
图3是图2中的黑色显示附近的区域的放大图。
图4表示实施例1-3中的液晶显示单元的结构和当显示方格图案时，黑色显示像素中的反射率分布。
图5表示实施例1中，方格图案的显示中的颜色与全像素白色显示状态下的颜色之间的比较。
图6表示实施例1-3中的对比度。
图7表示在实施例2的投影仪中使用的液晶显示单元的VT伽马特性曲线。
图8是图7中的黑色显示附近的区域的放大图。
图9表示实施例2中，方格图案的显示中的颜色与全像素白色显示状态下的颜色之间的比较。
图10表示在实施例3的投影仪中使用的液晶显示单元的VT伽马特性曲线。
图11是图10中的黑色显示附近的区域的放大图。
图12表示实施例3中，方格图案的显示中的颜色与全像素白色显示状态下的颜色之间的比较。
图13表示现有技术中的液晶显示单元的结构和当显示方格图案时，黑色显示像素中的反射率分布。
图14表示在液晶显示单元中，对于每个波长来说，光利用效率与电压的相关性。
图15表示由于液晶显示单元中的侧向电场造成的反射率特性。
图16表示对液晶显示单元中的侧向电场敏感的字符图案。
图17表示在液晶显示单元中的全像素白色显示状态下的图案。
图18表示对液晶显示单元中的侧向电场敏感的方格图案。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的优选实施例。
(实施例1)
图1表示作为本发明的实施例1的反射型液晶投影仪(图像投影设备)的结构。
在图1中，附图标记303表示充当控制器的液晶驱动器。液晶驱动器303接收来自图像供给设备350，比如个人计算机、DVD播放器和电视调谐器的视频信号(图像信息)。液晶驱动器303把视频信号转换成红色(R)液晶显示单元3R、绿色(G)液晶显示单元3G和蓝色(B)液晶显示单元3B(它们都是反射型液晶显示单元)的驱动信号。从而，红色(R)液晶显示单元3R、绿色(G)液晶显示单元3G和蓝色(B)液晶显示单元3B被单独控制。投影仪和图像供给设备350构成图像显示系统。
图4中所示的每个液晶显示单元的结构与图13中所示的结构相同。附图标记1表示玻璃基板，附图标记2(2a、2b)表示反射像素电极。附图标记3表示液晶层，附图标记4表示其中椭圆的长轴对应于液晶分子的指向矢取向的液晶分子，附图标记5表示与反射像素电极2一起构成对置电极的透明电极。附图标记6表示在透明电极5上蒸发沉积的配向膜，附图标记7表示在反射像素电极2上蒸发沉积的配向膜。
液晶驱动器303控制施加在对置电极2和5之间的电压(下面称为电极施加电压)，使得对每个液晶显示单元中的液晶层3的厚度方向施加的电压(下面称为液晶施加电压)具有如后所述的电压值。
附图标记301表示照明光学系统。图1中的方框中的左侧所示的是示于右侧的照明光学系统301的侧视图。照明光学系统301把从光源灯301a，比如高压汞灯发出的白光转换成偏振方向与图1的纸面垂直的线偏振光，并把偏振光引向分色镜305。
实施例1中的分色镜305反射品红色光，并透射绿光。白光中的品红色光分量被偏转并被引向蓝色串色偏振器311(blue cross colorpolarizer)。
蓝色串色偏振器311为蓝色偏振光提供1/2波长的延迟。这产生蓝光分量和红光分量，所述蓝光分量是偏振方向平行于图1的纸面的线偏振光，红光分量是偏振方向垂直于图1的纸面的线偏振光。
随后，蓝光分量作为P偏振光进入第一偏振分束器310，并透过偏振分束膜射向蓝色液晶显示单元3B。红光分量作为S偏振光进入第一偏振分束器310，并由偏振分束膜反射到红色液晶显示单元3R。
另一方面，在透过分色镜305之后，绿光分量通过伪(dummy)玻璃306，以便校正光路的长度，随后进入第二偏振分束器307。偏振方向垂直于图1的纸面的绿光分量是用于第二偏振分束器307的偏振分束膜的S-偏振光，使得绿光分量从所述偏振分束膜反射并被导向绿色液晶显示单元3G。
如上所述，照明光分量进入红色液晶显示单元3R、绿色液晶显示单元3G和蓝色液晶显示单元3B。
每个液晶显示单元按照排列在液晶显示单元上的像素的调制状态，为进入的照明光(偏振光)提供延迟。在来自每个液晶显示单元的反射光中，在与照明光的偏振方向相同的方向上偏振的光分量通常沿着照明光的光路返回到光源灯。
在来自每个液晶显示单元的反射光中，由在与照明光的偏振方向垂直的方向上偏振的光分量形成的图像光按照下述方式传播。
红光分量(它是偏振方向平行于图1的纸面的线偏振光)从红色液晶显示单元3R射出，并作为P偏振光透过第一偏振分束器310的偏振分束膜，随后透过红色串色偏振器312。红色串色偏振器312为红光分量提供1/2波长的延迟。这把红光分量转换成偏振方向垂直于图1的纸面的线偏振光。红光分量作为S偏振光进入第三偏振分束器308，并由其偏振分束膜反射到投影光学系统304。
蓝光分量(它是偏振方向垂直于图1的纸面的线偏振光)从蓝色液晶显示单元3B射出，并作为S-偏振光由第一偏振分束器310的偏振分束膜反射，随后没有任何变化地透过红色串色偏振器312。蓝光分量作为S-偏振光进入第三偏振分束器308，并由偏振分束膜反射到投影光学系统304。
绿光分量(它是偏振方向平行于图1的纸面的线偏振光)从绿色液晶显示单元3G射出，并透过第二偏振分束器307的偏振分束膜，随后透过伪玻璃309，以便校正光路的长度。蓝光分量作为P-偏振光进入第三偏振分束器308，并透过偏振分束膜，并被导向投影光学系统304。
在第三偏振分束器308中的色合成之后，红光分量、绿色分量和蓝色分量由投影光学系统304的入射光瞳接受，并被传送给光扩散屏幕(投影面)313。由于各个液晶显示单元的光调制面和屏幕313的光学扩散面与投影光学系统304处于光学共轭关系，因此基于视频信号的图像被投影(显示)在屏幕313上。调节红色液晶显示单元3R、绿色液晶显示单元3G和蓝色液晶显示单元3B，使得来自相关像素的光分量以预定精度在屏幕313上重叠。
实施例1的每个液晶显示单元由具有图4中所示的结构的VAN反射型液晶显示单元实现。每个液晶显示单元是当对液晶层施加的电压增大时，投影由增大的延迟产生的白色显示图像的常态黑色液晶显示单元。
投影仪中使用的“常态黑色”意味着下述特性。具体地说，在液晶显示单元与用于分析从液晶显示单元射出的图像光的偏振分束器和偏振片之间的关系中，它指的是对液晶显示单元施加增大的电压导致由偏振分束器等分析的图像光的亮度更高的特性。
换句话说，它意味着如下特性：当对液晶显示单元施加的电压等于或接近零时，执行黑色显示(最暗的显示)，当对液晶显示单元施加较高的电压时，执行白色显示，即，由偏振分束器等分析的图像光的亮度被增大。
图14表示红色液晶显示单元3R、绿色液晶显示单元3G和蓝色液晶显示单元3B的反射率(即，每一液晶显示单元反射并投影到屏幕313的光的输出，以下称为投影反射输出)与对液晶施加的电压的相关性。图14表示其中在红色液晶显示单元3R、绿色液晶显示单元3G和蓝色液晶显示单元3B中，反射率的最大值被标准化为100％的伽马特性曲线。
从图14可看出，鉴于液晶分子的波长分散特性，为在相应的液晶显示单元中提供最高反射率的液晶施加电压对红色液晶显示单元3R来说需要具有最高的值，接下来是绿色液晶显示单元3G和蓝色液晶显示单元3B。
图2表示这样确定的VT伽马特性曲线，使得投影反射输出显示输入视频信号的2.2次幂(power)曲线。液晶驱动器303确定各个液晶显示单元的驱动信号(电极施加电压)，以便按照伽马特性曲线提供液晶施加电压。
在图2中，水平轴表示输入信号(数字10位)，垂直轴表示与液晶显示单元中的液晶施加电压对应的比例值(数字10位)。通过用1023(10位的最大值)使在每个液晶显示单元中的反射率达到最高时的液晶施加电压(下面称为最高反射率电压)标准化，提供所述比例值。在水平轴中，数字值0是黑色显示状态下的液晶显示单元3R、3G和3B的设定值，最大数字值1023是在白色显示状态下的液晶显示单元3R、3G和3B的设定值。图3是表示在图2中的数字值0附近的区域的放大图。
在实施例1中，在黑色显示状态下，在红色和绿色液晶显示单元3R和3G中，液晶施加电压被设置成0伏，在黑色显示状态下，在蓝色液晶显示单元3B中，液晶施加电压被设置成0.53伏。
图2和3中的VT伽马特性曲线的垂直轴表示与液晶施加电压成比例的值。当蓝色液晶显示单元3B中的最高反射率电压为4.5伏(图14)时，可如下计算黑色显示状态下蓝色液晶显示单元3B的液晶施加电压。具体地说，参考图2和3，垂直轴上黑色显示状态下的数字值为120。该数字值与1023的比值为0.117(＝120/1023)。从而，根据计算0.117×4.5伏，黑色显示状态下的液晶施加电压为0.53伏。
下面说明当在实施例1中显示图18中所示的方格图案时，所述方格图案的图像的颜色。
在图1中所示的投影仪中，当液晶显示单元3R、3G和3B的所有像素都处于白色显示状态时，投影到光扩散屏幕313上的xy色度的值对x来说为0.305，对y来说为0.365。xy色度系是CIEI1931标准色度系。这适用于后面说明的实施例2-4。
当使用常规的VT伽马特性曲线时，白色显示像素被设置成最高的反射率电压，而在每个液晶显示单元中，黑色显示状态下的像素被设置成0伏。根据图15中所示的反光率，对于红色液晶显示单元、绿色液晶显示单元和蓝色液晶显示单元来说，对侧向电场的影响敏感的方格图案的图像中的色平衡分别表现为56％、50％和41％，这形成蓝色更深、黄色较浅的图像。与在x：0.305和y：0.365的全像素白色显示状态下的颜色相比，方格图案的图像的颜色近似具有x：0.310和y：0.385的值，这意味着色移。
相反，在实施例1中，如下控制蓝色液晶显示单元3B的驱动信号(电极施加电压)。首先，控制电极施加电压，使得在白色显示状态下，蓝色液晶显示单元3B中的液晶施加电压低于在白色显示状态下，红色和绿色液晶显示单元3R和3G中的液晶施加电压。随后，控制电极施加电压，使得在黑色显示状态下，蓝色液晶显示单元3B中的液晶施加电压高于在黑色显示状态下，红色和绿色液晶显示单元3R和3G中的液晶施加电压。
另外，控制电极施加电压，使得在黑色显示状态下，蓝色液晶显示单元3B中的液晶施加电压的值为白色显示状态下，蓝色液晶显示单元3B中的液晶施加电压的值的1％-30％，最好为5％-30％。
具体地说，在实施例1中，黑色显示状态下，蓝色液晶显示单元3B中的液晶施加电压被增大到与白色显示状态下的液晶施加电压的11.7％对应的电压。按照这种方式增大黑色显示状态下的液晶施加电压的效果将参考图4进行说明。
当如常规技术中那样，在各个液晶显示单元中的白色显示状态下对液晶层施加最高反射率电压，而在黑色显示状态下不施加任何电压，从而提供最低的反射率时，形成如图13中所示的反射率曲线8。
相反，在实施例中1，蓝色液晶显示单元3B中的黑色显示像素2a中的液晶施加电压被增大，从而减小与白色显示像素2b中的液晶施加电压的差异。与图13中所示的常规技术相比，这降低了侧向电场9。从而，包括配向不良的液晶分子的区域被减小，反射率一般被增大，如图4中的8Bk所示。
具体地说，在实施例1中，蓝色液晶显示单元3B中的白色显示像素2b的反射率被增大，从而在显示方格图案图像时，提供如下的反光率：红色液晶显示单元3R：56％，绿色液晶显示单元3G：50％和蓝色液晶显示单元3B：48％。这实现具有x：0.302和y：0.366的方格图案图像的颜色，从而提供与具有值x：0.305和y：0.365的全像素白色显示状态下的颜色类似的颜色。
图5表示在实施例1中，在全像素黑色显示状态下的图像中和方格图案图像的黑色显示像素中，液晶施加电压被改变时的颜色变化。
图5中，附图标记401表示全白色显示状态下的图像的颜色。附图标记402表示当在三种液晶显示单元3R、3G和3B的黑色显示像素中，液晶施加电压被设置成0伏，和在白色显示像素中，液晶施加电压被设置成最高反射率电压时的颜色。
附图标记403-407表示当在蓝色液晶显示单元3B的黑色显示像素中改变液晶施加电压时的颜色。三种液晶显示单元3R、3G和3B的白色显示像素中的液晶施加电压被设置成与颜色402下的电压相同的电压。如同在颜色402下一样，红色和绿色液晶显示单元3R和3G的黑色显示像素中的液晶施加电压被固定为0伏。
对于颜色402、403、404、405、406和407来说，蓝色液晶显示单元3B的黑色显示像素中的液晶施加电压分别被设置成0.00伏、0.13伏、0.26伏、0.40伏、0.53伏和0.66伏。对于颜色402、403、404、405、406和407来说，黑色显示像素中的液晶施加电压与白色显示像素中的液晶施加电压4.5伏的比值分别为0.0％、2.9％、5.8％、8.9％、11.8％和14.7％。蓝色液晶显示单元3B的黑色显示像素中的增大的液晶施加电压提高白色显示像素中的反射率，从而在白色显示图像中增加蓝色波段中的光线。就关于颜色406的液晶施加电压的设置来说，方格图案的图像中的颜色最接近于全像素白色显示状态下的图像中的颜色401。
在实施例1中，黑色显示像素中的液晶施加电压被增大，从而降低侧向电场的影响。从而，必须采取措施应对由全像素黑色显示状态下图像的亮度增大而引起的对比度降低的问题。
为此，在实施例1中，最好控制各个液晶显示单元中黑色显示状态下的电极施加电压，以满足下述表达式(1)和(2)：
1/CR-1/CR′＝1/A           (1)
A＞50000                   (2)
Bk代表当控制三种液晶显示单元3R、3G和3B中的电极施加电压，以使投影面上的投影亮度最小时的投影亮度。W表示三种液晶显示单元3R、3G和3B中白色显示状态下的投影亮度。对比度CR表示投影亮度W与投影亮度Bk之间的比值(W/Bk)。Bk′表示三种液晶显示单元3R、3G和3B中黑色显示状态下的投影亮度。对比度CR′表示投影亮度W与投影亮度Bk′之间的比值(W/Bk′)。
在图6中所示的图中，横轴表示与液晶施加值对应的比例值(数字10位)。通过用1023(它是10位的最大值)使在各个液晶显示单元中的反射率达到最大时的电压标准化，得到所述比例值。垂直轴表示投影图像的对比度值。
对比度值(CR)指的是全像素白色显示状态下的投影亮度W与全像素黑色显示状态下的投影亮度Bk之间的比值(＝W/Bk)。在图6中，R、G和B表示当在液晶显示单元3R、3G和3B的黑色显示状态下，改变液晶施加电压的比例值时的对比度变化。
在实施例1中，如上所述，能够提供图5中所示的颜色406的黑色显示像素中的液晶施加电压是方格图案的图像中的颜色的最佳设置。这种情况下，液晶施加值的比例值(数字10位)为121(＝11.8％×1024)，使得在图6的曲线B中，蓝色液晶显示单元3B的对比度CR′为999。从而，当黑色显示像素中的液晶施加电压为0伏时，自对比度CR(1000)的降低A(表达式2)为999000。
如上所述，按照实施例1，在液晶层中产生的侧向电场的影响可被降低，从而在投影图像中提供与全像素白色显示状态下的色平衡接近的良好色平衡，并且能够投影和显示高对比度的图像。
(实施例2)
图7表示本发明的实施例2中的伽马特性曲线。图7表示这样确定的VT伽马特性曲线，使得投影反射输出显示输入视频信号的2.2次幂(power)曲线。在图7中，水平轴表示输入信号(数字10位)，垂直轴表示与液晶显示单元中的液晶施加电压对应的比例值(数字10位)。通过用1023(10位的最大值)使在每个液晶显示单元中的反射率达到最高时的液晶施加电压(下面称为最高反射率电压)标准化，提供所述比例值。
在水平轴中，数字值0是黑色显示状态下，液晶显示单元3R、3G和3B的设定值，最大数字值1023是白色显示状态下，液晶显示单元3R、3G和3B的设定值。图8是表示在图7中的数字值0附近的区域的放大图。
应用实施例2的液晶投影仪与在实施例1中描述的液晶投影仪相同。
在实施例2中，在黑色显示状态下，在红色和蓝色液晶显示单元3R和3B中，液晶施加电压被设置为0伏，在黑色显示状态下，在绿色液晶显示单元3G中，液晶施加电压被设置成0.29伏。
图7和8中的VT伽马特性曲线的垂直轴表示与液晶施加电压成比例的值。当绿色液晶显示单元3G中的最高反射率电压为5.0伏(图14)时，可如下计算黑色显示状态下绿色液晶显示单元3G的液晶施加电压。具体地说，参考图7和8，垂直轴上黑色显示状态下的数字值为60。该数字值与1023的比值为0.059(＝60/1023)。从而，根据计算0.059×5.0伏，黑色显示状态下的液晶施加电压为0.29伏。
下面说明当在实施例2中显示图18中所示的方格图案时，所述方格图案的图像的颜色。
在实施例2的投影仪中，当液晶显示单元3R、3G和3B的所有像素都处于白色显示状态时，红色、绿色和蓝色液晶显示单元3R、3G和3B的液晶施加电压分别为4.8伏、4.3伏和4.5伏。这种情况下，投影到光扩散屏幕313上的xy色度的值为x＝0.29，y＝0.34。
当使用常规的VT伽马特性曲线时，红色、绿色和蓝色液晶显示单元3R、3G和3B的白色显示像素中的液晶施加电压分别被设为4.8伏、4.3伏和4.5伏，并且黑色显示像素中的液晶施加电压被设成0伏。根据图15中所示的反光率，对于红色液晶显示单元、绿色液晶显示单元和蓝色液晶显示单元来说，对侧向电场的影响敏感的方格图案的图像中的色平衡分别表现为47％、33％和41％，这形成微带品红色、绿色较少的图像。与在x：0.29和y：0.34的全像素白色显示状态下的颜色相比，方格图案的图像的颜色近似具有x：0.295和y：0.320的值，这意味着色移。
相反，在实施例2中，如下控制绿色液晶显示单元3G的驱动信号(电极施加电压)。首先，控制电极施加电压，使得在白色显示状态下，绿色液晶显示单元3G中的液晶施加电压低于在白色显示状态下，红色和蓝色液晶显示单元3R和3B中的液晶施加电压。这种情况下，控制电极施加电压，使得在黑色显示状态下，绿色液晶显示单元3G中的液晶施加电压高于在黑色显示状态下，红色和蓝色液晶显示单元3R和3B中的液晶施加电压。
另外，控制电极施加电压，使得在黑色显示状态下，绿色液晶显示单元3G中的液晶施加电压的值为白色显示状态下，绿色液晶显示单元3G中的液晶施加电压的值的1％-30％，最好为1％-15％。
具体地说，在实施例2中，黑色显示状态下，绿色液晶显示单元3G中的液晶施加电压被增大到与白色显示状态下的液晶施加电压的5.9％对应的电压。从而，对于红色液晶显示单元3R、绿色液晶显示单元3G和蓝色液晶显示单元3B来说，显示方格图案时的反光率分别为47％、39％和41％。这把方格图案图像的颜色实现为x：0.293和y：0.340，从而提供与具有值x：0.29和y：0.34的全像素白色显示状态下的颜色类似的颜色。
图9表示实施例2中，在全像素黑色显示状态下的图像中和在方格图案图像的黑色显示像素中，液晶施加电压被改变时的颜色变化。
图9中，附图标记501表示全像素白色显示状态下的颜色。附图标记502表示当在三种液晶显示单元3R、3G和3B的黑色显示像素中，液晶施加电压被设置成0伏时，和当在三种液晶显示单元3R、3G和3B的白色显示像素中，液晶施加电压分别被设置成4.8伏、4.3伏和5.0伏时的颜色。
附图标记503-506表示当在绿色液晶显示单元3G的黑色显示像素中改变液晶施加电压时的颜色。三种液晶显示单元3R、3G和3B的白色显示像素中的液晶施加电压被设置成与颜色502下的电压相同的电压。如同在颜色502下一样，红色和蓝色液晶显示单元3R和3B的黑色显示像素中的液晶施加电压被固定为0伏。
对于颜色502、503、504、505和506来说，绿色液晶显示单元3G的黑色显示像素中的液晶施加电压分别被设置成0.00伏、0.15伏、0.29伏、0.44伏和0.59伏。对于颜色502、503、504、505和506来说，黑色显示像素中的液晶施加电压与白色显示像素中的液晶施加电压5.0伏的比值分别为0.0％、2.9％、5.9％、8.8％和11.7％。绿色液晶显示单元3G的黑色显示像素中的增大的液晶施加电压提高白色显示像素中的反射率，从而在白色显示图像中增加绿色波段中的光线。就关于颜色504的液晶施加电压的设置来说，方格图案的图像中的颜色最接近于全像素白色显示状态下的图像中的颜色501。
在实施例2中，类似于实施例1，黑色显示像素中的液晶施加电压被增大，从而降低侧向电场的影响。从而，必须采取措施应对由全像素黑色显示状态下图像的亮度增大而引起的对比度降低的问题。
在实施例2中，如上所述，能够形成图9中所示的颜色504的黑色显示像素中的液晶施加电压是关于方格图案的图像中的颜色的最佳设置。这种情况下，液晶施加值的比例值(数字10位)为60(＝5.9％×1024)，使得在图6的曲线G中，绿色液晶显示单元3G的对比度CR′为994。从而，当黑色显示像素中的液晶施加电压为0伏时，自对比度CR(1000)的降低A(表达式2)为165666。
如上所述，按照实施例2，在液晶层中产生的侧向电场的影响可被降低，从而在投影图像中提供与全像素白色显示状态下的色平衡接近的良好色平衡，并且能够投影和显示高对比度的图像。
(实施例3)
图10表示本发明的实施例3中的伽马特性曲线。图10表示这样确定的VT伽马特性曲线，使得投影反射输出显示输入视频信号的2.2次幂(power)曲线。在图10中，水平轴表示输入信号(数字10位)，垂直轴表示与液晶显示单元中的液晶施加电压对应的比例值(数字10位)。通过用1023(10位的最大值)使在每个液晶显示单元中的反射率达到最高时的液晶施加电压(下面称为最高反射率电压)标准化，提供所述比例值。
在水平轴中，数字值0是黑色显示状态下，液晶显示单元3R、3G和3B的设定值，最大数字值1023是白色显示状态下，液晶显示单元3R、3G和3B的设定值。图11是表示在图10中的数字值0附近的区域的放大图。
应用实施例3的液晶投影仪与在实施例1中描述的液晶投影仪相同。
在实施例3中，在黑色显示状态下，在绿色和蓝色液晶显示单元3G和3B中，液晶施加电压被设置为0伏，在黑色显示状态下，在红色液晶显示单元中，液晶施加电压被设置成0.48伏。
图10和11中的VT伽马特性曲线的垂直轴表示与液晶施加电压成比例的值。当红色液晶显示单元3R中的最高反射率电压为5.5伏(图14)时，可如下计算黑色显示状态下红色液晶显示单元3R的液晶施加电压。具体地说，参考图10和11，垂直轴上黑色显示状态下的数字值为90。该数字值与1023的比值为0.088(＝90/1023)。从而，根据计算0.088×5.5伏，黑色显示状态下的液晶施加电压为0.48伏。
下面说明当在实施例3中显示图18中所示的方格图案时，所述方格图案的图像的颜色。
在实施例3的投影仪中，当液晶显示单元3R、3G和3B的所有像素都处于白色显示状态时，在全像素白色显示状态下的红色、绿色和蓝色液晶显示单元3R、3G和3B的液晶施加电压分别为4.2伏、4.6伏和4.5伏。这种情况下，投影到光扩散屏幕313上的xy色度的值为x＝0.27，y＝0.35。
当使用常规的VT伽马特性曲线时，红色、绿色和蓝色液晶显示单元3R、3G和3B的白色显示像素中的液晶施加电压分别被设为4.2伏、4.6伏和4.5伏，并且黑色显示像素中的液晶施加电压被设成0伏。根据图15中所示的反光率，对于红色液晶显示单元、绿色液晶显示单元和蓝色液晶显示单元来说，对侧向电场的影响敏感的方格图案的图像中的色平衡分别表现为31％、43％和41％，这形成微带青色、红色较少的图像。与在x：0.27和y：0.35的全像素白色显示状态下的颜色相比，方格图案的图像的颜色近似具有x：0.25和y：0.35的值，这意味着色移。
相反，在实施例3中，如下控制红色液晶显示单元3R的驱动信号(电极施加电压)。首先，控制电极施加电压，使得在白色显示状态下，红色液晶显示单元3R中的液晶施加电压低于在白色显示状态下，绿色和蓝色液晶显示单元3G和3B中的液晶施加电压。这种情况下，控制电极施加电压，使得在黑色显示状态下，红色液晶显示单元3R中的液晶施加电压高于在黑色显示状态下，绿色和蓝色液晶显示单元3G和3B中的液晶施加电压。
另外，控制电极施加电压，使得在黑色显示状态下，红色液晶显示单元3R中的液晶施加电压的值为白色显示状态下，红色液晶显示单元3R中的液晶施加电压的值的1％-30％，最好为3％-20％。
具体地说，在实施例3中，黑色显示状态下，红色液晶显示单元3R中的液晶施加电压被增大到与白色显示状态下的液晶施加电压的8.8％对应的电压。从而，对于红色液晶显示单元3R、绿色液晶显示单元3G和蓝色液晶显示单元3B来说，显示方格图案时的反光率分别为39％、43％和41％。这把方格图案图像的颜色实现为x：0.269和y：0.350，从而提供与具有值x：0.27和y：0.35的全像素白色显示状态下的颜色类似的颜色。
图12表示实施例3中，在全像素黑色显示状态下的图像中和在方格图案图像的黑色显示像素中，液晶施加电压被改变时的颜色变化。
图12中，附图标记601表示全像素白色显示状态下的颜色。附图标记602表示当在三种液晶显示单元3R、3G和3B的黑色显示像素中，液晶施加电压被设置成0伏时，和当在三种液晶显示单元3R、3G和3B的白色显示像素中，液晶施加电压分别被设置成4.2伏、4.6伏和4.5伏时的颜色。
附图标记603-606表示当在红色液晶显示单元3R的黑色显示像素中改变液晶施加电压时的颜色。三种液晶显示单元3R、3G和3B的白色显示像素中的液晶施加电压被设置成与颜色602下的电压相同的电压。如同在颜色602下一样，绿色和蓝色液晶显示单元3G和3B的黑色显示像素中的液晶施加电压被固定为0伏。
对于颜色602、603、604、605和606来说，红色液晶显示单元3R的黑色显示像素中的液晶施加电压分别被设置成0.00伏、0.16伏、0.32伏、0.48伏和0.65伏。对于颜色602、603、604、605和606来说，黑色显示像素中的液晶施加电压与白色显示像素中的液晶施加电压5.5伏的比值分别为0.0％、2.9％、5.9％、8.8％和11.7％。红色液晶显示单元3R的黑色显示像素中的增大的液晶施加电压提高白色显示像素中的反射率，从而在白色显示图像中增加红色波段中的光线。就关于颜色605的液晶施加电压的设置来说，方格图案的图像中的颜色最接近于全像素白色显示状态下的图像中的颜色601。
在实施例3中，类似于实施例1，黑色显示像素中的液晶施加电压被增大，从而降低侧向电场的影响。从而，必须采取措施应对由全像素黑色显示状态下图像的亮度增大而引起的对比度降低的问题。
在实施例3中，如上所述，能够形成图12中所示的颜色605的黑色显示像素中的液晶施加电压是关于方格图案的图像中的颜色的最佳设置。这种情况下，液晶施加值的比例值(数字10位)为90(＝8.8％×1024)，使得在图6的曲线R中，红色液晶显示单元3R的对比度CR′为996。从而，当黑色显示像素中的液晶施加电压为0伏时，自对比度CR(1000)的降低A(表达式2)为249000。
如上所述，按照实施例3，在液晶层中产生的侧向电场的影响可被降低，从而在投影图像中提供与全像素白色显示状态下的色平衡接近的良好色平衡，并且能够投影和显示高对比度的图像。
(实施例4)
作为本发明的实施例4，下面说明利用常态白色类型的液晶显示单元的投影仪，其中当液晶施加电压被增大时，降低延迟，以提供黑色显示状态下的投影图像。
投影仪中使用的“常态白色”意味着下述特性。具体地说，在液晶显示单元与用于分析从液晶显示单元射出的图像光的偏振分束器和偏振片之间的关系中，它指的是对液晶显示单元施加增大的电压导致由偏振分束器等分析的图像光的亮度降低的特性。
换句话说，它意味着这种特性：当对液晶显示单元施加的电压等于或接近零时，执行白色显示(最亮的显示)，当对液晶显示单元施加较高的电压时，执行黑色显示，即，由偏振分束器等分析的图像光的亮度被降低。
当使用常态白色液晶显示单元时，按照惯例如下设置液晶施加电压。具体地说，在白色显示状态(基本不施加任何电压，从而提供延迟的状态)下，蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压被设置成高于绿色和红色液晶显示单元中的液晶施加电压。在黑色显示状态(施加基本上为最高的电压，从而不提供延迟的状态)下，蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压被设置成与绿色和红色液晶显示单元中的液晶施加电压基本相等的值。这造成与蓝色液晶显示单元相比，绿色和红色液晶显示单元对侧向电场更敏感的问题，该问题产生微带蓝的白色显示。
为此，在实施例4中，黑色显示状态下的蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压被设置成高于黑色显示状态下的绿色和红色液晶显示单元中的液晶施加电压。这导致蓝色液晶显示单元对侧向电场敏感，从而提供所有颜色，即蓝色、绿色和红色方面的良好均衡，从而避免白色显示状态下的着色。
在实施例4中，鉴于白色显示状态下的液晶分子的波长分散特性，为在相应的液晶显示单元中提供最高反射率的液晶施加电压对蓝色液晶显示单元3B来说需要具有最高的值，接下来是绿色液晶显示单元3G和红色液晶显示单元3R。该顺序与在实施例1-3中描述的常态黑色液晶显示单元中的顺序相反。从而，黑色显示状态下的液晶施加电压的效果也被反转。具体地说，当使用常态液晶显示单元时，黑色显示状态下的液晶施加电压被设置成较高的值，与实施例1-3在白色显示状态下被施加高液晶施加电压的液晶显示单元中类似。
作为第一例子，将说明其中这样控制蓝色液晶显示单元中的电压施加电压，使得白色显示状态下的蓝色液晶显示单元的液晶施加电压高于白色显示状态下的红色和绿色液晶显示单元的液晶施加电压的情况。
在这种情况下，这样控制电压施加电压，使得黑色显示状态下的蓝色液晶显示单元的液晶施加电压高于黑色显示状态下的红色和绿色液晶显示单元的液晶施加电压。
作为第二例子，将说明其中这样控制绿色液晶显示单元中的电压施加电压，使得白色显示状态下的绿色液晶显示单元的液晶施加电压高于白色显示状态下的红色和蓝色液晶显示单元的液晶施加电压的情况。
在这种情况下，这样控制电压施加电压，使得黑色显示状态下的绿色液晶显示单元的液晶施加电压高于黑色显示状态下的红色和蓝色液晶显示单元的液晶施加电压。
作为第三例子，将说明其中这样控制红色液晶显示单元中的电压施加电压，使得白色显示状态下的红色液晶显示单元的液晶施加电压高于白色显示状态下的绿色和蓝色液晶显示单元的液晶施加电压的情况。
在这种情况下，这样控制电压施加电压，使得黑色显示状态下的红色液晶显示单元的液晶施加电压高于黑色显示状态下的绿色和蓝色液晶显示单元的液晶施加电压。
在第一到第三例子中的任意一个中，最好黑色显示状态下的每个液晶显示单元的电极施加电压被控制成满足在实施例1中描述的表达式(1)和(2)。
从而，在液晶层中产生的侧向电场的影响可被降低，从而在投影图像中提供与全像素白色显示状态下的色平衡接近的良好色平衡，并且能够投影和显示高对比度的图像。
如上所述，按照实施例1-4，在三个液晶显示单元之一(在白色显示状态下，它具有最低的液晶施加电压)中的有限的偏移范围内，黑色显示状态下的液晶施加电压被最大地偏移。这能够在方格图案的图像中或者包括黑色背景上的一个白色显示像素(或者一个白色显示像素行)的图像中提供良好的颜色。
换句话说，按照实施例1-4，在液晶显示单元中，由侧向电场的影响引起的不良色平衡可被降低，从而投影具有良好颜色的图像。特别地，在与黑色显示像素相邻的白色显示像素中，光利用效率可被增大，从而实现与全像素白色显示状态下的色平衡更接近的白色显示像素的色平衡。

Claims (8)

1、一种图像投影设备，包括：
第一色段的光线进入的第一液晶显示单元，第二色段的光线进入的第二液晶显示单元，和第三色段的光线进入的第三液晶显示单元，所述图像投影设备合成来自第一、第二和第三液晶显示单元的色段中的光线，并把合成的光线投影到投影面上；和
控制对第一、第二和第三液晶显示单元中的每一个的电极施加的电压的控制器，
其中每个液晶显示单元包括液晶层，和通过配向膜对液晶层施加电压的第一和第二对置电极，当对液晶层施加的电压被增大时，对每个色段的光线提供的延迟被增大，
当对液晶层施加的电压被称为液晶施加电压，对第一和第二对置电极施加的电压被称为电极施加电压时，
控制器控制第一液晶显示单元中的电极施加电压，使得白色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压低于白色显示状态下的第二和第三液晶显示单元中的液晶施加电压，并且使得黑色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压高于黑色显示状态下的第二和第三液晶显示单元中的液晶施加电压，并且值为白色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压的1％-30％。
2、按照权利要求1所述的图像投影设备，其中所述图像投影设备合成来自红色波段的光线所进入的红色液晶显示单元的光线，来自绿色波段的光线所进入的绿色液晶显示单元的光线，和来自蓝色波段的光线所进入的蓝色液晶显示单元的光线，并把合成的光线投影到投影面上，
控制器控制蓝色液晶显示单元中的电极施加电压，使得白色显示状态下的蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压低于白色显示状态下的红色和绿色液晶显示单元中的液晶施加电压，并且使得黑色显示状态下的蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压高于黑色显示状态下的红色和绿色液晶显示单元中的液晶施加电压，并且值为白色显示状态下的蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压的5％-30％。
3、按照权利要求1所述的图像投影设备，其中所述图像投影设备合成来自红色波段的光线所进入的红色液晶显示单元的光线，来自绿色波段的光线所进入的绿色液晶显示单元的光线，和来自蓝色波段的光线所进入的蓝色液晶显示单元的光线，并把合成的光线投影到投影面上，
控制器控制绿色液晶显示单元中的电极施加电压，使得白色显示状态下的绿色液晶显示单元中的液晶施加电压低于白色显示状态下的红色和蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压，并且使得黑色显示状态下的绿色液晶显示单元中的液晶施加电压高于黑色显示状态下的红色和蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压，并且值为白色显示状态下的绿色液晶显示单元中的液晶施加电压的1％-15％。
4、按照权利要求1所述的图像投影设备，其中所述图像投影设备合成来自红色波段的光线所进入的红色液晶显示单元的光线，来自绿色波段的光线所进入的绿色液晶显示单元的光线，和来自蓝色波段的光线所进入的蓝色液晶显示单元的光线，并把合成的光线投影到投影面上，
控制器控制红色液晶显示单元中的电极施加电压，使得白色显示状态下的红色液晶显示单元中的液晶施加电压低于白色显示状态下的绿色和蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压，并且使得黑色显示状态下的红色液晶显示单元中的液晶施加电压高于黑色显示状态下的绿色和蓝色液晶显示单元中的液晶施加电压，并且值为白色显示状态下的红色液晶显示单元中的液晶施加电压的3％-20％。
5、按照权利要求1所述的图像投影设备，其中控制器控制黑色显示状态下的每个液晶显示单元中的电极施加电压，以满足下述条件：
1/CR-1/CR′＝1/A
A＞50000
其中Bk代表当控制三种液晶显示单元中的电极施加电压，以使投影面上的投影亮度最小时的投影亮度，W表示当三种液晶显示单元处于白色显示状态时的投影亮度，对比度CR表示投影亮度W与投影亮度BK之间的比值W/Bk，Bk′表示当三种液晶显示单元处于黑色显示状态时的投影亮度，对比度CR′表示投影亮度W与投影亮度Bk′之间的比值W/Bk′。
6、一种图像投影设备，包括：
第一色段的光线进入的第一液晶显示单元，第二色段的光线进入的第二液晶显示单元，和第三色段的光线进入的第三液晶显示单元，所述图像投影设备合成来自第一、第二和第三液晶显示单元的色段中的光线，并把合成的光线投影到投影面上；和
控制对第一、第二和第三液晶显示单元中的每一个的电极施加的电压的控制器，
其中每个液晶显示单元包括液晶层，和通过配向膜对液晶层施加电压的第一和第二对置电极，当对液晶层施加的电压被增大时，对每个色段的光线提供的延迟被降低，
当对液晶层施加的电压被称为液晶施加电压，对第一和第二对置电极施加的电压被称为电极施加电压时，
控制器控制第一液晶显示单元中的电极施加电压，使得白色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压高于白色显示状态下的第二和第三液晶显示单元中的液晶施加电压，并且使得黑色显示状态下的第一液晶显示单元中的液晶施加电压高于黑色显示状态下的第二和第三液晶显示单元中的液晶施加电压。
7、一种图像显示系统，包括：
按照权利要求1所述的图像投影设备；和
把图像信息提供给图像投影设备的图像供给设备。
8、一种图像显示系统，包括：
按照权利要求6所述的图像投影设备；和
把图像信息提供给图像投影设备的图像供给设备。
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