CN112585532A - 照明装置和显示设备 - Google Patents

照明装置和显示设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112585532A
CN112585532A CN201980054802.1A CN201980054802A CN112585532A CN 112585532 A CN112585532 A CN 112585532A CN 201980054802 A CN201980054802 A CN 201980054802A CN 112585532 A CN112585532 A CN 112585532A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
illumination
modulation element
light source
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980054802.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112585532B (zh
Inventor
望月崇宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN112585532A publication Critical patent/CN112585532A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112585532B publication Critical patent/CN112585532B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/312—Driving therefor
    • H04N9/3126—Driving therefor for spatial light modulators in series
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3155—Modulator illumination systems for controlling the light source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13731—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on a field-induced phase transition
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2073—Polarisers in the lamp house
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3161—Modulator illumination systems using laser light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3164—Modulator illumination systems using multiple light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179—Video signal processing therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

根据本公开内容的照明装置包括光源部(30)和光学相位调制元件(1)。光源部(30)发出包含偏振方向彼此不同的第一偏振分量和第二偏振分量的光。光学相位调制元件(1)基于从光源部(30)发出的光生成并发出第一照明光(SDR照明光)和第二照明光(HDR照明光)。第一照明光(SDR照明光)用于在光强度调制元件(51)中生成第一亮度范围的图像。第二照明光(HDR照明光)用于在光强度调制元件(51)中生成第二亮度范围的图像，第二亮度范围的亮度高于第一亮度范围的亮度。光学相位调制元件(1)对从光源部发出的光中的第一偏振分量的光不执行相位调制而将其作为第一照明光发出。光学相位调制元件(1)对从光源部发出的光中的第二偏振分量的光基于第二亮度范围的图像执行相位调制并将经相位调制后的光作为第二照明光发出。

Description

照明装置和显示设备
技术领域
本公开内容涉及能够实现高动态范围的照明装置和显示设备。
背景技术
一种实现使人仿佛看到真实场景的逼真图像的显示的方法是实现高峰值亮度或高动态范围。近年来，作为用于增加动态范围的技术，HDR标准引起了关注。例如，专利文献1提出了一种将主投影仪和高光投影仪结合在一起以实现具有高峰值亮度和高动态范围的高亮度投影显示的技术。提供主投影仪用于具有低亮度水平的图像区域。提供高光投影仪用于具有高亮度水平或更高的图像区域。此技术使用单独的光源用于高光投影仪和主投影仪。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开第2017-142508号
发明内容
高光投影仪和主投影仪结合使用的技术使用单独的光源。因此，在增加光源选择的自由度的同时，光学系统的配置变得复杂。
期望提供一种照明装置和投影仪，其均能够以简单的配置实现高动态范围。
根据本公开内容的一个实施方式的照明装置包括光源部和光学相位调制元件。光源部发出包含第一偏振分量和第二偏振分量的光。第一偏振分量和第二偏振分量的偏振方向彼此不同。光学相位调制元件基于从光源部发出的光生成并发出第一照明光和第二照明光。第一照明光用于在光强度调制元件中生成第一亮度范围的图像。第二照明光用于在光强度调制元件中生成第二亮度范围的图像。第二亮度范围的亮度高于第一亮度范围的亮度。光学相位调制元件对从光源部发出的光中的第一偏振分量的光不执行相位调制而作为第一照明光发出。光学相位调制元件对从光源部发出的光中的第二偏振分量的光基于第二亮度范围的图像执行相位调制，并将相位调制后的光作为第二照明光发出。
根据本公开内容的一个实施方式的显示设备包括照明装置和光强度调制元件。光强度调制元件对来自照明装置的照明光执行强度调制以生成图像。照明装置包括根据本公开内容的实施方式的照明装置。
在根据本公开内容的实施方式的照明装置或显示设备中，光学相位调制元件生成并发出第一照明光和第二照明光。第一照明光用于在光强度调制元件中生成第一亮度范围的图像。第二照明光用于在光强度调制元件中生成第二亮度范围的图像。第二亮度范围的亮度高于第一亮度范围的亮度。光学相位调制元件对从光源部发出的光中的第一偏振分量的光不执行相位调制而作为第一照明光发出。光学相位调制元件对从光源部发出的光中的第二偏振分量的光基于第二亮度范围的图像执行相位调制，并将相位调制后的光作为第二照明光发出。
附图说明
图1是示意性地表示根据本公开内容的第一实施方式的由显示设备生成的图像的轮廓的说明图。
图2是示意性地表示根据第一实施方式的由显示设备生成的图像的亮度值的柱状图的第一示例的说明图。
图3是示意性地表示根据第一实施方式的由显示设备生成的图像的亮度值的柱状图的第二示例的说明图。
图4是示意性地表示根据第一实施方式的照明装置和显示设备的整体配置的示例的配置图。
图5是示意性地表示根据第一实施方式的第一配置示例的投影仪的主要部分的配置的配置图。
图6是示意性地表示根据第一实施方式的第二配置示例的投影仪的主要部分的配置的配置图。
图7是示意性地表示根据第一实施方式的第三配置示例的投影仪的主要部分的配置的配置图。
图8是示意性地表示根据第一实施方式的第四配置示例的投影仪的主要部分的配置的配置图。
图9是示意性地表示根据第一实施方式的第五配置示例的投影仪的主要部分的配置的配置图。
图10是示意性地表示根据第一实施方式的第六配置示例的投影仪的主要部分的配置的配置图。
图11是示意性地表示根据第一实施方式的第七配置示例的投影仪的主要部分的配置的配置图。
图12是示意性地表示根据第一实施方式的第八配置示例的投影仪的主要部分的配置的配置图。
具体实施方式
下面参考附图详细描述本公开内容的实施方式。注意，将以以下顺序给出描述。
0.比较例
1.第一实施方式
1.0根据第一实施方式的照明装置和显示设备的概述
1.1根据第一实施方式的照明装置和显示设备的整体配置的示例(图1至图4)
1.2根据第一实施方式的照明装置和显示设备的主要部分的配置的示例(图5至图12)
1.3效果
2.其他实施方式
<0.比较例>
(根据比较例的照明装置和显示设备的概述和问题)
当测量在室外拍摄的太阳的亮度时，该亮度超过例如10,000cd/m2。相反，在夜间拍摄的夜空非常暗，例如0.001cd/m2或更小。如果可以忠实地再现从这样的暗场景到10,000cd/m2以上的亮场景的具有高动态范围的图像，则这样的显示设备将实现极大的现实。
然而，利用诸如典型的投影仪这样的显示设备难以实现如此高的动态范围。原因如下。例如，假定投影仪投影屏幕尺寸约为一百英寸的图像。当今世界上广泛使用的投影仪的亮度最多仅为约500cd/m2。因此，除非将光源的亮度增加几十倍至一百倍或更多，否则对于一百英寸而言，不能达到10,000cd/m2以上的峰值亮度。这是不切实际的。
相反，专利文献1提出了一种组合主投影仪和高光投影仪的技术，以实现具有高峰值亮度和高动态范围的投影仪。根据专利文献1中描述的技术，主投影仪被设置用于图像的相对暗的部分，例如，可以由典型的投影仪再现的低亮度水平的图像区域。另一个高光投影仪例如被提供给不能被典型的投影仪再现的高亮度水平或更高的图像区域。具有这两个亮度等级的图像叠加在投影仪中或屏幕上。因此，实现具有高峰值亮度和高动态范围的图像。
然而，在专利文献1中描述的技术中，单独的光源用于高亮投影仪和主投影仪。因此，在增加光源选择的自由度的同时，光学系统的配置变得复杂。
因此，期望开发能够以简单的配置实现高动态范围的照明装置和显示设备。
<1.第一实施方式>
[1.0根据第一实施方式的照明装置和显示设备的概述]
图1示意性地表示根据本公开内容的第一实施方式的由显示设备生成的图像的概述。
根据本实施方式的显示设备例如是投影仪。根据本实施方式的显示设备包括光强度调制元件，该光强度调制元件对来自根据本实施方式的照明装置的照明光执行强度调制以生成图像(投影图像)。
在本实施方式中，为了提供一种实现具有高峰值亮度和高动态范围的图像的投影仪，照明光是由照明光学系统(照明装置)利用诸如SLM(空间光调制元件)作为衍射元件的空间光学相位调制元件生成的。在这种情况下，如图1所示，从要投影的图像中提取亮度水平高于预定阈值的图像区域。具有低亮度水平的图像区域主要使用SDR(标准动态范围)照明光(均匀照明光)来再现。具有高亮度水平的图像区域主要使用HDR(高动态范围)照明光来再现。
在根据本实施方式的照明装置中，如稍后将描述的，通过使用单个衍射元件分配来自单个光源部的光来生成SDR照明光和HDR照明光。在此，可以自由地设置用于确定图像的亮度水平的高低的阈值。取决于如何确定阈值，可以自由地改变SDR照明光和HDR照明光之间的分配比。
图2示意性地表示根据第一实施方式的由显示设备生成的图像的亮度值的柱状图的第一示例。图3示意性地表示根据第一实施方式的由显示设备生成的图像的亮度值的柱状图的第二示例。
在图2和图3中，横轴表示亮度，纵轴表示频率。图2表示在整个图像中存在许多具有低亮度值的像素的情况下的柱状图的示例。图3表示在整个图像中存在许多具有高亮度值的像素的情况下的柱状图的示例。
关于特定图像，可通过以阈值为边界，确定亮度值低于阈值的像素的频率或亮度值高于阈值的像素的频率中的哪一个较大，来确定整个图像是具有高亮度水平的图像还是具有低亮度水平的图像。在这种情况下，确定阈值的方法可以固定为某个值。然而，确定阈值的方法可以根据图像而变化。例如，在可以自由地改变SDR照明光和HDR照明光之间的光量比的系统的情况下，在图像的整个区域中具有很多具有低亮度值的区域的图像中，通过增加SDR照明光的光量的比率来保持图像整体的亮度。相反，在整个图像中具有很多具有高亮度值的区域的图像中，通过增加用作HDR照明光的光量的比率，可以实现更高的峰值亮度。
(确定SDR照明光和HDR照明光之间的光量比的方法的修改)
在根据本实施方式的照明装置中，可以参考如图2和图3所示的亮度值的柱状图来设置确定SDR照明光和HDR照明光之间的光量比的方法。然而，也可以考虑拍摄时的拍摄模式设定光量比。例如，在以夜景模式拍摄的图像的情况下，很可能已经在暗处拍摄了图像。因此，例如，可以有意地增加分配给HDR照明光的光量。
此外，HDR照明光由来自如随后描述的衍射元件(光学相位调制元件)的衍射光生成。因此，衍射损失是不可避免的。在根据本实施方式的照明装置中，在设置SDR照明光和HDR照明光之间的光量比的情况下，还可以将其设置为考虑了衍射损失的光量比。例如，考虑引起50％衍射损失的情况。在屏幕上将SDR照明光和HDR照明光之间的光量比设为1：1的情况下，预先将SDR照明光和HDR照明光之间的分配比设为1：2。由此，在产生HDR照明光时受到50％衍射损失的影响，可以在屏幕上实现1：1的光量比。因此，在根据本实施方式的照明装置中，还可以考虑衍射损耗来设置SDR照明光和HDR照明光之间的分配比。自然，在SDR照明光与HDR照明光在衍射元件和屏幕之间的光学器件的透射效率不同的情况下，可以设定分配比以抵消这种差异。
[1.1根据第一实施方式的照明装置和显示设备的整体配置的示例]
图4示意性地表示根据第一实施方式的照明装置和显示设备的整体配置的示例。
图4表示作为根据第一实施方式的显示设备的示例，根据第一实施方式的包括照明装置的投影仪101的配置示例。注意，为了简化，图4表示在执行单色图像显示的情况下的配置示例。然而，在显示彩色图像的情况下，该配置需要包括与例如红色、绿色和蓝色三种颜色对应的照明装置。
在下文中，给出示例情况的描述，其中本公开内容技术中的第一照明光是SDR照明光而本公开内容技术中的第二照明光是HDR照明光。此外，给出示例情况的描述，其中本公开内容技术中的第一偏振分量是S偏振光，并且本公开内容技术中的第二偏振分量是P偏振光。
投影仪101包括图像信号输出装置60、强度调制图案计算电路61、衍射图案计算电路62、衍射元件驱动电路63、光强度调制元件驱动电路64、偏振比和光量比计算部4和旋转角控制驱动电路67。偏振比和光量比计算部4包括亮度阈值设置电路65和旋转角计算电路66。此外，投影仪101包括衍射元件1、光源部30、光强度调制元件51和投影透镜53。
在图4的配置示例中，生成用于光强度调制元件50、主要为光源部30、衍射元件1和涉及驱动的电路配置部分的照明光的部分对应于本公开内容的技术中的照明装置的一个具体示例。
光源部30具有光源31、半波延迟器2和半波延迟器旋转机构3。半波延迟器2是从光源31发出的光进入的部件。半波延迟器旋转机构3使半波延迟器2旋转。半波延迟器2对应于本公开内容技术中的第一半波延迟器的一个具体示例。
光源部30发出包含偏振方向彼此不同的第一偏振分量(S偏振光)和第二偏振分量(P偏振光)的光。光源部30具有通过旋转半波延迟器2使得S偏振光与P偏振光之间的偏振比变化的配置。
期望光源31是发出像激光一样具有高相干性的相干光的光源。然而，光源31可以是诸如LED(发光二极管)、磷光源或灯这样的光源。注意，在使用LED、磷光源、灯或类似物作为光源31的情况下，如随后描述的图6所示的配置示例中那样，优选在光源31与半波延迟器2之间另外插入使偏振光在一个方向上对准的光学器件，例如PS转换元件22。
期望将光源31成形为具有与光强度调制元件51相同的尺寸或具有可以包含光强度调制元件51的尺寸。如果光强度调制元件51的孔径大于衍射元件1，则优选在衍射元件1与光强度调制元件51之间设置扩大光束直径的光学系统。
光强度调制元件51对照明光执行强度调制以生成图像。光强度调制元件51例如是DMD(数字微镜装置)。光强度调制元件51可以是例如透射式或反射式液晶显示装置。注意，图4表示光强度调制元件51是反射式光强度调制元件的示例情况。
衍射元件1例如是透射式或反射式光学相位调制元件。注意，图4表示衍射元件1是透射式光学相位调制元件的示例情况。
衍射元件1基于从光源部30发出的光来生成并发出SDR照明光和HDR照明光。SDR照明光用于光强度调制元件51中以生成第一亮度范围(低亮度范围)的图像。HDR照明光用于光强度调制元件51中以生成在亮度高于第一亮度范围中的亮度的第二亮度范围(高亮度范围)的图像。
衍射元件1在不执行相位调制的情况下，将从光源部30发出的光中的第一偏振分量的光(S偏振光)作为SDR照明光而发出。另外，衍射元件1基于高亮度范围的图像，对从光源部30发出的光中的第二偏振分量的光(P偏振光)执行相位调制，并将该光作为HDR照明光发出。
图像信号输出装置60将接收到的图像信号分成两个图像信号，并将两个图像信号提供给强度调制图案计算电路61和亮度阈值设置电路65。
亮度阈值设定电路65设定用于确定是具有高亮度水平的图像(高亮度范围的图像)还是具有低亮度水平的图像(低亮度范围的图像)的阈值，如图2和3所示。例如，在接收到的图像信号中，提取具有等于或高于由亮度阈值设置电路65设置的阈值的亮度水平的区域的图像信号用作HDR照明光图像信号。
衍射图案计算电路62基于HDR照明光图像信号计算要在衍射元件1上显示的衍射图案。在衍射元件1上显示的衍射图案是允许形成具有与要在光强度调制元件51上显示的高亮度范围的图像相应的亮度分布的照明图像的衍射图案。衍射图案计算电路62例如通过重复执行FFT(快速傅立叶变换)计算来计算衍射图案。此外，衍射图案计算电路62将照明光强度调制图案信号提供给强度调制图案计算电路61。照明光强度调制图案信号表示利用衍射图案形成的照明图像的亮度分布的信息。
衍射元件驱动电路63驱动衍射元件1以显示由衍射图案计算电路62计算出的衍射图案。
强度调制图案计算电路61基于图像信号，计算用于生成要在光强度调制元件51上显示的图像的强度调制图案。此时，强度调制图案计算电路61考虑来自衍射元件1的照明图像的亮度分布的信息而计算强度调制图案。
光强度调制元件驱动电路64因此驱动光强度调制元件51以生成由强度调制图案计算电路61计算出的强度调制图案。
经由衍射元件1施加到光强度调制元件51的是作为照明光的SDR照明光和HDR照明光。光强度调制元件51基于由强度调制图案计算电路61计算出的强度调制图案对所施加的照明光执行强度调制，并且生成投影图像。如上所述，在由强度调制图案计算电路61计算出的强度调制图案中考虑了从衍射元件1导出的照明图像的亮度分布的信息。因此，作为结果，光强度调制元件51生成再现原始图像信号的投影图像。
由光强度调制元件51生成的投影图像射向投影透镜53。投影透镜53是包括多个透镜的投影光学系统。投影透镜53将由光强度调制元件51生成的投影图像投影到诸如屏幕之类的未图示的投影面上。
偏振比和光量比计算部4基于图像信号来确定光源部30的偏振比。因此，偏振比和光量比计算部4确定S偏振光和P偏振光之间的偏振比，使得SDR照明光的光量成为基于图像信号中包含的低亮度范围的图像的比率的光量，并且HDR照明光的光量成为基于图像信号中包含的高亮度范围的图像的比率的光量。
此外，偏振比和光量比计算部4可这样确定偏振比，使得SDR照明光的光量与HDR照明光的光量之间的光量比成为考虑了在生成图像信号时使用的拍摄模式的值。
此外，偏振比和光量比计算部4可这样确定偏振比，使得SDR照明光的光量和HDR照明光的光量之间的光量比成为考虑了由衍射元件1执行的相位调制引起的光量损失的值。
旋转角计算电路66计算半波延迟器2的旋转角，该旋转角允许由偏振比和光量比计算部4确定的偏振比。因此，计算用于优化SDR照明光与HDR照明光之间的光量比的半波延迟器的旋转角2。旋转角控制驱动电路67控制半波延迟器旋转机构3，以使半波延迟器2的旋转角变为由旋转角计算电路66计算出的旋转角。
[1.2根据第一实施方式的照明装置和显示设备的主要部分的配置的示例]
接下来，描述衍射元件1和光强度调制元件51的具体配置示例。注意，在根据以下每个配置示例的投影仪中，处理图像信号的电路、驱动电路等的配置可以与图1中的投影仪101的基本相似。在下文中，与图4中的投影仪101基本相同的部件由相同的附图标记表示，并且将适当地省略其描述。
(第一配置示例)
图5示意性地表示根据第一实施方式的第一配置示例的投影仪101A的主要部分的配置。
根据第一配置示例的投影仪101A描述了在衍射元件1是透射式衍射元件1T(透射式光学相位调制元件)，并且光强度调制元件51是DMD 52(反射式光强度调制元件)的情况下的配置示例。透射式衍射元件1T例如是透射式液晶显示装置。
在根据第一配置示例的投影仪101A中，期望光源31是像激光器一样以高相干性发出相干光的光源。
例如，如果透射式衍射元件1T是仅对P偏振光执行相位调制的衍射元件，则入射光中的S偏振光照原样透射而不经历相位调制。该透射光成为SDR照明光。同时，对P偏振光分量进行具有期望的衍射图案的相位调制，并且将其变为HDR照明光。
其他配置可以与图4所示的投影仪101的配置基本相似。
(第二配置示例)
图6示意性地表示根据第一实施方式的第二配置示例的投影仪101B的主要部分的配置。
根据第二配置示例的投影仪101B包括光源部30A，而不是图5所示的根据第一配置示例的投影仪101A中的光源部30。光源部30A包括光源31、PS转换元件22和半波延迟器2。
在根据第二配置示例的投影仪101B中，光源31不限于发出像激光一样具有高相干性的相干光的光源。光源31可以是诸如LED、磷光光源或灯这样的光源。在使用LED、磷光光源、灯或类似物作为光源31的情况下，如根据第二配置示例的投影仪101B中那样，优选地另外在光源31与半波延迟器2之间插入使偏振光沿一个方向对准的光学器件，例如PS转换元件22。
其他配置可以与图4所示的投影仪101或与图5所示的投影仪的配置基本相似。
(第三配置示例)
图7示意性地表示根据第一实施方式的第三配置示例的投影仪101C的主要部分的配置。
根据第三配置示例的投影仪101C描述了在衍射元件1是反射式衍射元件1R(反射式光学相位调制元件)、并且光强度调制元件51是DMD 52(反射式光强度调制元件)的情况下的配置示例。反射式衍射元件1R例如是反射式液晶显示装置。
注意，尽管不是必须要求的，但是优选的是，线栅偏振器54设置在反射式衍射元件1R的前面。或者，优选在反射式衍射元件1R的表面设置有使S偏振光高反射而使P偏振光高透射的偏振分离涂层。结果，期望光利用效率的提高。
其他配置可以与图4所示的投影仪101或与图5所示的投影仪101A的配置基本相似。
此外，在图7所示的投影仪101C中，如图6所示的投影仪101B一样，光源部30可以由包括PS转换元件32的光源部30A配置。
(第四配置示例)
图8示意性地表示根据第一实施方式的第四配置示例的投影仪101D的主要部分的配置。
根据第四配置示例的投影仪101D描述了在衍射元件1是透射式衍射元件1T(透射式光学相位调制元件)，并且光强度调制元件51是透射式液晶显示装置51T(透射式光强度调制元件)的情况下的配置示例。透射式衍射元件1T例如是透射式液晶显示装置。
此外，根据第四配置示例的投影仪101D包括偏振分束器55、反射镜56、半波延迟器57和分析器58。半波延迟器57对应于在本公开内容的技术中的第二半波延迟器的一个具体示例。分析器58设置在透射式液晶显示装置51T与投影透镜53之间。
偏振分束器55是光路分离元件，将从透射式衍射元件1T发出的SDR照明光的光路与从透射式衍射元件1T发出的HDR照明光的光路分离。
半波延迟器57设置在SDR照明光的光路和HDR照明光的光路之一上。
在光强度调制元件51是透射式液晶显示装置51T的情况下，需要使SDR照明光的偏振光和HDR照明光的偏振光对准。因此，首先，在透射式衍射元件1T与透射式液晶显示装置51T之间设置基于偏振的分离的装置，例如偏振分束器55，以使SDR照明光的光路和HDR照明光的光路分离。此外，半波延迟器57设置在SDR照明光的光路和HDR照明光的光路之一上。由此，偏振光之一旋转90°。这可以实现SDR照明光的偏振与HDR照明光的偏振对准。
注意，在图8的示例中，半波延迟器57设置在SDR照明光的光路上，以将SDR照明光从S偏振光转换为P偏振光。注意，半波延迟器57可设置在HDR照明光的光路上，以将HDR照明光从P偏振光转换为S偏振光。
在根据第四配置示例的投影仪101D中，需要由偏振分束器55等在空间上分离SDR照明光和HDR照明光一次。然而，此后，优选以尽可能浅的角度在透射式液晶显示装置51T上合成SDR照明光和HDR照明光，以使SDR照明光和HDR照明光包含在从透射式液晶显示装置51T到投影透镜53的光学系统中的可接受的角度范围内。
其他配置可与图4所示的投影仪101或图5所示的投影仪101A的配置基本相似。
此外，在图8所示的投影仪101D中，如图6所示的投影仪101B一样，光源部30可以由包括PS转换元件32的光源部30A配置。
(第五配置示例)
图9示意性地表示根据第一实施方式的第五配置示例的投影仪101E的主要部分的配置。
根据第五配置示例的投影仪101E描述了在衍射元件1是透射式衍射元件1T(透射式光学相位调制元件)，并且光强度调制元件51是反射式液晶显示装置51R(反射式光强度调制元件)的情况下的配置示例。透射式衍射元件1T例如是透射式液晶显示装置。
此外，根据第五配置示例的投影仪101E包括偏振分束器55、反射镜56、半波延迟器57和偏振分束器59。半波延迟器57对应于在本公开内容技术中的第二半波延迟器的一个具体示例。偏振分束器59设置在反射式液晶显示装置51R的前方。
偏振分束器55是光路分离元件，将从透射式衍射元件1T发出的SDR照明光的光路与从透射式衍射元件1T发出的HDR照明光的光路分离。
半波延迟器57设置在SDR照明光的光路和HDR照明光的光路之一上。
在光强度调制元件51是反射式液晶显示装置51R的情况下，需要使SDR照明光的偏振和HDR照明光的偏振对准。因此，首先，在透射式衍射元件1T与反射式液晶显示装置51R之间设置基于偏振执行分离的装置，例如偏振分束器55，以使SDR照明光的光路和HDR照明光的光路分离。此外，半波延迟器57设置在SDR照明光的光路和HDR照明光的光路之一上。由此，偏振光之一旋转90°。这可以实现SDR照明光的偏振与HDR照明光的偏振对准。
注意，在图9的示例中，半波延迟器57设置在SDR照明光的光路上，以将SDR照明光从S偏振光转换为P偏振光。注意，半波延迟器57可设置在HDR照明光的光路上，以将HDR照明光从P偏振光转换为S偏振光。
在根据第五配置示例的投影仪101E中，需要由偏振分束器55或类似物在空间上分离SDR照明光和HDR照明光一次。然而，此后，优选以尽可能浅的角度在反射式液晶显示装置51R上合成SDR照明光和HDR照明光，以使SDR照明光和HDR照明光包含在从透射式液晶显示装置51T到投影透镜53的光学系统中的可接受的角度范围内。
其他配置可以与图4所示的投影仪101或图8所示投影仪101D的配置基本相似。
此外，在图9所示的投影仪101E中，与图6所示的投影仪101B一样，光源部30可以由包括PS转换元件32的光源部30A配置。
(第六配置示例)
图10示意性地表示根据第一实施方式的第六配置示例的投影仪101F的主要部分的配置。
根据第六配置示例的投影仪101F描述了在衍射元件1是反射式衍射元件1R(反射式光学相位调制元件)，并且光强度调制元件51是透射式液晶显示装置51T(透射式光强度调制元件)的情况下的配置示例。反射式衍射元件1R例如是反射式液晶显示装置。
注意，尽管不是必须要求的，但是优选将线栅偏振器54设置在反射式衍射元件1R的前面。或者，优选在反射式衍射元件1R的表面设置有使S偏振光高反射而使P偏振光高透射的偏振分离涂层。结果，可期望的是光利用效率提高。
其他配置可以与根据图8所示的第四配置示例的投影仪101D的配置基本相似。
此外，在图10所示的投影仪101F中，与图6所示的投影仪101B一样，光源部30可由包括PS转换元件32的光源部30A配置。
(第七配置示例)
图11示意性地表示根据第一实施方式的第七配置示例的投影仪101G的主要部分的配置。
根据第七配置示例的投影仪101G描述了在衍射元件1是反射式衍射元件1R(反射式光学相位调制元件)，并且光强度调制元件51是反射式液晶显示装置51R(反射光强度调制元件)的情况下的配置示例。反射式衍射元件1R例如是反射式液晶显示装置。
注意，尽管不是必须要求的，但是优选将线栅偏振器54设置在反射式衍射元件1R的前方。或者，优选在反射式衍射元件1R的表面设置有使S偏振光高反射而使P偏振光高透射的偏振分离涂层。结果，期望光利用效率的提高。
其他配置可以与图9所示的投影仪101E的配置基本相似。
此外，在图11所示的投影仪101F中，与图6所示的投影仪101B一样，光源部30可由包括PS转换元件32的光源部30A配置。
(第八个配置示例)
图12示意性地表示根据第一实施方式的第八配置示例的投影仪101H的主要部分的配置。
根据第八配置示例的投影仪101H包括光源部30B，而不是图5所示的根据第一配置示例的投影仪101A中的光源部30。光源部30B包括光源31和使光源31旋转的光源旋转机构33。
在根据第八配置示例的投影仪101H中，代替旋转半波延迟器2，光源31本身绕光轴旋转。这调整了SDR照明光和HDR照明光之间的光量比。光源31发出线偏振光。
在根据第八配置示例的投影仪101H中，光源旋转机构33由图4的配置中的旋转角度控制驱动电路67控制。光源31的旋转角由图4的配置中的旋转角计算电路66计算。
与根据图5所示的第一配置示例的投影仪101A的配置相比，在根据第八配置示例的投影仪101H中，可以省略光源部30中的半波延迟器2。然而，从光源31发出的光需要被线性偏振。因此，例如，在随机偏振光的情况下，需要在光源31中加入使偏振方向对准的光学器件。此外，需要以任何旋转角照明透射式衍射元件1T的整个表面。因此，光源31的出射光束尺寸需要比透射式衍射元件1T稍大。
其他配置可以与图4所示的投影仪101或图5所示的投影仪101A的配置基本相似。
注意，图12中的配置示例是是图5的配置示例的修改。然而，图7至图11中的配置示例也可具有去除半波延迟器2并使光源31自身旋转的配置。
此外，在图12中所示的投影仪101H中，与图6所示的投影仪101B一样，光源部30B可由包括PS转换元件32的光源部30A配置。
[1.3效果]
如上所述，根据第一实施方式的照明装置和显示设备，可以以简单的配置实现高动态范围。
根据第一实施方式的照明装置和显示设备，来自单个光源部的光以自由设定的比分布，并且SDR照明光和HDR照明光由衍射元件(光学相位调制元件)一起产生。这使得不必提供多个光源部，从而使光学系统非常简单。
此外，根据第一实施方式的照明装置和显示设备，可以根据投影图像的每一帧来改变光量分布率。因此，例如，在没有具有高亮度水平的区域的场景中，所有的光都可以用作SDR照明光。相反，在诸如闪亮的部分散布在完全暗的场景中的场景(例如星空)中，所有的光都可以用作HDR照明光。这导致高峰值亮度。这也改善了在黑色区域中的不足的黑色，该黑色区域由于在光强度调制元件处轻微漏光的影响而劣化。因此，可以根据场景自由地改变SDR照明光和HDR照明光之间的分配比。因此，可以实现具有高峰值亮度和高对比度的图像。
注意，还可以产生由通过液晶装置或类似的衍射元件对HDR照明光和SDR照明光进行合成而产生的照明光。然而，在这种情况下，成为SDR照明光的光也通过衍射产生。结果，主要发生由高阶衍射光引起的衍射损失，或由液晶装置的像素结构引起的由周期性产生的衍射光引起的损失。因此，根据本实施方式的技术在SDR照明光的衍射损耗量上效率更高。
注意，本说明书中描述的效果仅是说明性的而不是限制性的，并且可以提供任何其他效果。
<2.其他实施方式>
根据本公开内容的技术不限于前述实施方式的描述，并且可以以各种方式进行修改。
例如，本技术还可以具有以下任何配置。
根据具有以下任何配置的本技术，可以通过简单的配置来实现高动态范围。
(1)
一种照明装置，包括：
光源部，发出包含第一偏振分量和第二偏振分量的光，所述第一偏振分量和所述第二偏振分量的偏振方向彼此不同；和
光学相位调制元件，基于从所述光源部发出的光生成第一照明光和第二照明光，并发出所述第一照明光和所述第二照明光，所述第一照明光用于在光强度调制元件中生成第一亮度范围的图像，所述第二照明光用于在所述光强度调制元件中生成第二亮度范围的图像，所述第二亮度范围的亮度高于所述第一亮度范围的亮度，其中
所述光学相位调制元件对从所述光源部发出的光中的第一偏振分量的光不执行相位调制而作为所述第一照明光发出，
所述光学相位调制元件对从所述光源部发出的光中的第二偏振分量的光基于所述第二亮度范围的图像执行相位调制，并发出相位调制后的光作为所述第二照明光。
(2)
根据上述(1)的照明装置，其中所述光源部具有能够改变所述第一偏振分量与所述第二偏振分量之间的偏振比的配置。
(3)
根据上述(2)的照明装置，其中
所述光源部包括
光源，
从所述光源发出的光进入的第一半波延迟器，和
半波延迟器旋转机构，其旋转所述第一半波延迟器。
(4)
根据上述(2)的照明装置，其中
所述光源部包括
光源，和
光源旋转机构，其旋转所述光源。
(5)
根据上述(2)至(4)的任一项的照明装置，进一步包括：计算部，其基于图像信号来确定所述光源部中的偏振比。
(6)
根据上述(5)的照明装置，其中所述计算部确定所述偏振比，以使所述第一照明光的光量成为与所述图像信号中包含的所述第一亮度范围的图像的比率相对应的光量，并且以使所述第二照明光的光量成为与所述图像信号中包含的所述第二亮度范围的图像的比率相对应的光量。
(7)
根据上述(6)的照明装置，其中所述计算部确定所述偏振比，以使所述第一照明光的光量与所述第二照明光的光量之间的光量比成为考虑了在生成所述图像信号时使用的拍摄模式的值。
(8)
根据上述(6)或(7)的照明装置，其中所述计算部确定所述偏振比，以使所述第一照明光的光量与所述第二照明光的光量之间的光量比成为考虑了在由所述光学相位调制元件执行相位调制时引起的光量损失的值。
(9)
根据上述(1)至(8)中的任一项的照明装置，其中
所述光学相位调制元件是透射式或反射式光学相位调制元件，并且
所述光强度调制元件是数字微镜装置。
(10)
根据上述(1)至(8)中的任一项的照明装置，其中
所述光学相位调制元件是透射式或反射式光学相位调制元件，并且
所述光强度调制元件是透射式或反射式液晶显示装置。
(11)
根据上述(10)的照明装置，进一步包括：
光路分离元件，将从所述光学相位调制元件发出的所述第一照明光的光路与从所述光学相位调制元件发出的所述第二照明光的光路分离；和
第二半波延迟器，设置在所述第一照明光的光路和所述第二照明光的光路之一上。
(12)
一种显示设备，包括：
照明装置；和
光强度调制元件，其对来自所述照明装置的照明光执行强度调制以生成图像，
所述照明装置包括
光源部，其发出包含第一偏振分量和第二偏振分量的光，所述第一偏振分量和所述第二偏振分量的偏振方向彼此不同；和
光学相位调制元件，其基于从所述光源部发出的光生成第一照明光和第二照明光，并发出所述第一照明光和所述第二照明光，所述第一照明光用于在光强度调制元件中生成第一亮度范围的图像，所述第二照明光用于在所述光强度调制元件中生成第二亮度范围的图像，所述第二亮度范围的亮度高于所述第一亮度范围的亮度，其中
所述光学相位调制元件对从所述光源部发出的光中的第一偏振分量的光不执行相位调制而将其作为所述第一照明光发出，
所述光学相位调制元件对从所述光源部发出的光中的第二偏振分量的光基于所述第二亮度范围的图像执行相位调制，并发出相位调制后的光作为所述第二照明光。
(13)
根据上述(12)的显示设备，进一步包括：投影光学系统，其投影由所述光强度调制元件生成的图像。
本申请要求基于2018年8月31日向日本专利局提交的日本专利申请第2018-162309的优先权，通过引用将该专利申请的全部内容并入本文。
本领域技术人员应当理解，取决于设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求书或其等同物的范围内即可。

Claims (13)

1.一种照明装置，包括：
光源部，其发出包含第一偏振分量和第二偏振分量的光，所述第一偏振分量和所述第二偏振分量的偏振方向彼此不同；和
光学相位调制元件，其基于从所述光源部发出的光生成并发出第一照明光和第二照明光，所述第一照明光用于在光强度调制元件中生成在第一亮度范围的图像，所述第二照明光用于在所述光强度调制元件中生成第二亮度范围的图像，所述第二亮度范围的亮度高于所述第一亮度范围的亮度，其中
所述光学相位调制元件对从所述光源部发出的光中的所述第一偏振分量的光不执行相位调制而将其作为所述第一照明光发出，
所述光学相位调制元件对从所述光源部发出的光中的所述第二偏振分量的光基于所述第二亮度范围的图像执行相位调制，并将相位调制后的光作为所述第二照明光发出。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述光源部具有能够改变所述第一偏振分量与所述第二偏振分量之间的偏振比的配置。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中
所述光源部包括
光源，
从所述光源发出的光进入的第一半波延迟器，和
半波延迟器旋转机构，其旋转所述第一半波延迟器。
4.根据权利要求2所述的照明装置，其中
所述光源部包括
光源，和
光源旋转机构，其旋转所述光源。
5.根据权利要求2所述的照明装置，进一步包括：计算部，其基于图像信号来确定所述光源部中的偏振比。
6.根据权利要求5所述的照明装置，其中所述计算部确定所述偏振比，以使所述第一照明光的光量成为与所述图像信号中包含的所述第一亮度范围的图像的比率相对应的光量，并且以使所述第二照明光的光量成为与所述图像信号中包含的所述第二亮度范围的图像的比率相对应的光量。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其中所述计算部确定所述偏振比，以使所述第一照明光的光量与所述第二照明光的光量之间的光量比成为考虑了在生成所述图像信号时使用的拍摄模式的值。
8.根据权利要求6所述的照明装置，其中所述计算部确定所述偏振比，以使所述第一照明光的光量与所述第二照明光的光量之间的光量比成为考虑了在由所述光学相位调制元件执行相位调制时引起的光量损失的值。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其中
所述光学相位调制元件是透射式或反射式光学相位调制元件，并且
所述光强度调制元件是数字微镜装置。
10.根据权利要求1所述的照明装置，其中
所述光学相位调制元件包括透射式或反射式光学相位调制元件，并且
所述光强度调制元件包括透射式或反射式液晶显示装置。
11.根据权利要求10所述的照明装置，进一步包括：
光路分离元件，其将从所述光学相位调制元件发出的所述第一照明光的光路与从所述光学相位调制元件发出的所述第二照明光的光路分离；和
第二半波延迟器，其设置在所述第一照明光的光路和所述第二照明光的光路之一上。
12.一种显示设备，包括：
照明装置；和
光强度调制元件，其对来自所述照明装置的照明光执行强度调制以生成图像，
所述照明装置包括
光源部，其发出包含第一偏振分量和第二偏振分量的光，所述第一偏振分量和所述第二偏振分量的偏振方向彼此不同；和
光学相位调制元件，其基于从所述光源部发出的光生成并发出第一照明光和第二照明光，所述第一照明光用于在光强度调制元件中生成在第一亮度范围的图像，所述第二照明光用于在所述光强度调制元件中生成在第二亮度范围的图像，所述第二亮度范围的亮度高于所述第一亮度范围的亮度，其中
所述光学相位调制元件对从所述光源部发出的光中的所述第一偏振分量的光不执行相位调制而将其作为所述第一照明光发出，
所述光学相位调制元件对从所述光源部发出的光中的所述第二偏振分量的光基于所述第二亮度范围的图像执行相位调制，并将相位调制后的光作为所述第二照明光发出。
13.根据权利要求12所述的显示设备，进一步包括：投影光学系统，其投影由所述光强度调制元件生成的图像。
CN201980054802.1A 2018-08-31 2019-08-08 照明装置和显示设备 Active CN112585532B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018162309 2018-08-31
JP2018-162309 2018-08-31
PCT/JP2019/031308 WO2020045025A1 (ja) 2018-08-31 2019-08-08 照明装置、および表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112585532A true CN112585532A (zh) 2021-03-30
CN112585532B CN112585532B (zh) 2022-08-30

Family

ID=69644210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980054802.1A Active CN112585532B (zh) 2018-08-31 2019-08-08 照明装置和显示设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11153541B2 (zh)
EP (1) EP3845964B1 (zh)
JP (1) JP7314946B2 (zh)
KR (1) KR20210048495A (zh)
CN (1) CN112585532B (zh)
WO (1) WO2020045025A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230314846A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 Meta Platforms Technologies, Llc Configurable multifunctional display panel
TW202401126A (zh) * 2022-05-25 2024-01-01 日商索尼集團公司 圖像顯示裝置
KR20240073449A (ko) * 2022-11-18 2024-05-27 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 구동 방법

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002214697A (ja) * 2001-01-12 2002-07-31 Canon Inc 投射型表示装置
US20030006985A1 (en) * 2000-01-17 2003-01-09 Laurent David Method and device for restoring a light signal
JP2005234539A (ja) * 2004-01-20 2005-09-02 Seiko Epson Corp 光学系の光伝搬構造、光学表示装置および光変調素子
US20050195223A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-08 Seiko Epson Corporation Light modulating apparatus, optical display apparatus, light modulation control program, optical display apparatus control program, light modulation control method, and optical display apparatus control method
CN101004518A (zh) * 2001-02-27 2007-07-25 不列颠哥伦比亚大学 高动态范围显示装置
US20100328433A1 (en) * 2008-02-03 2010-12-30 Zhiyang Li Method and Devices for 3-D Display Based on Random Constructive Interference
US20120133673A1 (en) * 2002-03-13 2012-05-31 Dolby Laboratories Licensing Corporation N-modulation displays and related methods
US20130258294A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-03 Sony Corporation Illumination device and display unit
US20140043352A1 (en) * 2011-04-19 2014-02-13 Dolby Laboratories Licensing Corporation High Luminance Projection Displays And Associated Methods
CN104049447A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 科视数字系统加拿大股份有限公司 采用灯光控制的区域切换以生成高动态范围的图像的系统及其方法
CN104614839A (zh) * 2013-11-04 2015-05-13 科视数字系统加拿大股份有限公司 用于高动态范围投影仪的中继透镜系统
US20150138508A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Reald Inc. High dynamic range, high contrast projection systems
CN105227941A (zh) * 2014-06-18 2016-01-06 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种投影控制系统
CN105612737A (zh) * 2013-10-10 2016-05-25 杜比实验室特许公司 在增强动态范围投影仪上显示数字电影倡导联盟及其他内容
JP2017505555A (ja) * 2013-10-20 2017-02-16 エムティティ イノベーション インコーポレイテッドＭｔｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 光照射野プロジェクタおよび方法
US20170085846A1 (en) * 2014-06-03 2017-03-23 Mtt Innovation Incorporated Efficient, dynamic, high contrast lensing with applications to imaging, illumination and projection
US20170289508A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Canon Kabushiki Kaisha Projector and method for controlling the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257872A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Seiko Epson Corp 照明装置及びプロジェクタ
JP2008083661A (ja) * 2006-08-30 2008-04-10 Olympus Corp 照明装置およびそれを用いた画像投影装置
CN101377571A (zh) * 2007-08-28 2009-03-04 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 立体投影光学系统
JP2011151640A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Seiko Epson Corp 投写位置補正装置、プロジェクター及び投写位置補正データ生成方法
JP6788504B2 (ja) * 2014-05-15 2020-11-25 エムティティ イノベーション インコーポレイテッドＭｔｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ マルチプルプロジェクタシステムのための駆動スキームの最適化
EP3034499A1 (en) 2014-12-17 2016-06-22 Gilead Sciences, Inc. Novel FXR (NR1H4) modulating compounds
JP6503816B2 (ja) * 2015-03-20 2019-04-24 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
EP3577516A1 (en) * 2017-02-03 2019-12-11 Barco N.V. System and method for enhanced image projection
WO2019026175A1 (ja) * 2017-08-01 2019-02-07 日本電気株式会社 受信装置、通信システム、受信方法、および合成画像生成プログラム

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030006985A1 (en) * 2000-01-17 2003-01-09 Laurent David Method and device for restoring a light signal
JP2002214697A (ja) * 2001-01-12 2002-07-31 Canon Inc 投射型表示装置
CN101004518A (zh) * 2001-02-27 2007-07-25 不列颠哥伦比亚大学 高动态范围显示装置
US20120133673A1 (en) * 2002-03-13 2012-05-31 Dolby Laboratories Licensing Corporation N-modulation displays and related methods
JP2005234539A (ja) * 2004-01-20 2005-09-02 Seiko Epson Corp 光学系の光伝搬構造、光学表示装置および光変調素子
US20050195223A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-08 Seiko Epson Corporation Light modulating apparatus, optical display apparatus, light modulation control program, optical display apparatus control program, light modulation control method, and optical display apparatus control method
US20100328433A1 (en) * 2008-02-03 2010-12-30 Zhiyang Li Method and Devices for 3-D Display Based on Random Constructive Interference
US20140043352A1 (en) * 2011-04-19 2014-02-13 Dolby Laboratories Licensing Corporation High Luminance Projection Displays And Associated Methods
US20130258294A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-03 Sony Corporation Illumination device and display unit
CN104049447A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 科视数字系统加拿大股份有限公司 采用灯光控制的区域切换以生成高动态范围的图像的系统及其方法
CN105612737A (zh) * 2013-10-10 2016-05-25 杜比实验室特许公司 在增强动态范围投影仪上显示数字电影倡导联盟及其他内容
JP2017505555A (ja) * 2013-10-20 2017-02-16 エムティティ イノベーション インコーポレイテッドＭｔｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 光照射野プロジェクタおよび方法
CN104614839A (zh) * 2013-11-04 2015-05-13 科视数字系统加拿大股份有限公司 用于高动态范围投影仪的中继透镜系统
US20150138508A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Reald Inc. High dynamic range, high contrast projection systems
US20170085846A1 (en) * 2014-06-03 2017-03-23 Mtt Innovation Incorporated Efficient, dynamic, high contrast lensing with applications to imaging, illumination and projection
CN105227941A (zh) * 2014-06-18 2016-01-06 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种投影控制系统
US20170289508A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Canon Kabushiki Kaisha Projector and method for controlling the same
CN107241588A (zh) * 2016-03-29 2017-10-10 佳能株式会社 投影器和投影器的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11153541B2 (en) 2021-10-19
US20210168340A1 (en) 2021-06-03
EP3845964A1 (en) 2021-07-07
EP3845964B1 (en) 2024-10-09
WO2020045025A1 (ja) 2020-03-05
JP7314946B2 (ja) 2023-07-26
KR20210048495A (ko) 2021-05-03
CN112585532B (zh) 2022-08-30
JPWO2020045025A1 (ja) 2021-08-26
EP3845964A4 (en) 2021-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2559724C2 (ru) Проекционные дисплеи с высокой светимостью и связанные способы
TWI230009B (en) Display image generation with differential illumination
JP6788504B2 (ja) マルチプルプロジェクタシステムのための駆動スキームの最適化
JP5512798B2 (ja) 高ダイナミックレンジ投影システム
CN112585532B (zh) 照明装置和显示设备
EP3066829B1 (en) Single and multi-modulator projector systems with global dimming
CA2409254C (en) Methods and systems for low loss separation and combination of light
EP1894419B1 (en) A system and method for projecting a video image with a temporal led combiner
CN107357124B (zh) 多基色双dmd激光投影显示装置
JP2009053370A (ja) 照明装置及びプロジェクタ
JP2018060042A (ja) 光源装置およびプロジェクタ
JP2017032631A (ja) プロジェクタ
CN102722031B (zh) 激光真三维显示器的光学系统
US11303860B2 (en) Projection display unit
CN101452192B (zh) 照明系统及其在视频显示单元中运行的方法
US7764451B2 (en) System and method for use in displaying modulated light
WO2020100695A1 (ja) 画像表示装置
JP2006039201A (ja) 立体映像投映光学エンジン
US20060001893A1 (en) Display device and image processing method therefor
JP2003287803A (ja) 照明装置ならびに投射型表示装置とその駆動方法
JP2003228129A (ja) 光学エンジン
TW202307534A (zh) 照明裝置
JP2001154607A (ja) 映像表示装置
KR20050100495A (ko) Ｌｅｄ 조명장치 및 이를 이용한 광학계

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant