TW202401126A - 圖像顯示裝置 - Google Patents

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TW202401126A
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TW112116215A
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森慶太
大川真吾
宮尾雅
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日商索尼集團公司
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N5/00—Details of television systems
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Abstract

本發明之課題在於在投射藉由空間光相位調變產生之重現像而進行圖像顯示之圖像顯示裝置中，謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。 本技術之圖像顯示裝置包含：發光部，其發出光；相位調變器，其進行對於來自發光部之入射光之空間光相位調變；控制部，其使相位調變器執行空間光相位調變，該空間光相位調變用於分別在第一重現像區域產生第一重現像、在像面方向上之位置與第一重現像區域不同之第二重現像區域產生第二重現像，作為藉由對於入射光之空間光相位調變產生之重現像；投射透鏡，其投射第一重現像；及遮光部，其進行針對第二重現像之遮光，以不藉由投射透鏡投射第二重現像。

Description

圖像顯示裝置
本技術係關於一種圖像顯示裝置，尤其是關於一種藉由對來自發光部之入射光施以空間光相位調變而產生具有所期望之光量分佈之重現像，並藉由投射透鏡投射該重現像的圖像顯示技術。
例如，如下述專利文獻1所揭示般，業已知悉藉由空間光相位調變，於規定之重現面上產生具有所期望之光量分佈之像(重現像)之技術。 作為進行空間光相位調變之相位調變器，使用例如液晶面板等。針對構成相位調變器之像素，若使像素之驅動狀態(例如液晶分子之配向狀態)變化，則對於像素中之入射光之相位調變量(相位延遲量)變化。此時，伴隨著像素之驅動狀態變化，而入射至像素之光之繞射角變化。因此，於相位調變器中，可藉由對於各像素之相位調變量之設定，就每一像素設定出射光之出射角度、亦即光之彎曲量。藉由如此之每一像素之光之彎曲量之設定，可於重現面上之某個區域使光密集，其他區域使光稀疏，而可於重現面上形成所期望之光量分佈。亦即，可產生具有所期望之光量分佈之重現像。
此處，作為用於像重現之空間光調變，亦可舉出空間光振幅調變。於空間光振幅調變中，使用構成為可就每一像素使對於入射光之透過率及反射率變化之例如DMD(Digital Micro Mirror Device，數位微鏡裝置)等振幅調變器，產生具有所期望之光量分佈之重現像。 在對於如此之藉由空間光振幅調變產生之像重現，進行如上述之藉由空間光相位調變產生之像重現之情形下，在產生所期望之光量分佈之重現像時，無須吸收或反射入射光之一部分，故而有可提高入射光之利用效率之優點。
此外，關於關聯之先前技術，除了上述之專利文獻1以外，亦可舉出下述專利文獻2。於專利文獻2中曾記載，對來自光源之光藉由全息記錄媒體進行空間光調變，於規定之重現面上產生像的技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2020-503538號公報 [專利文獻2]日本特開2012-58481號公報
[發明所欲解決之問題]
如上述般藉由空間光相位調變進行之像重現具有光之利用效率高之優點，但作為其違背事項，具有無法憑藉相位調變器單體，來調整重現像之總光量之缺點。因而，於設想將藉由相位調變器產生之重現像作為投射圖像而顯示之圖像顯示裝置之情形下，針對投射圖像，無法適切地重現目標圖像(設為顯示目標之圖像)之總光量，關於此點，招致目標圖像之重現性降低。
又，於進行藉由空間光相位調變進行之像重現之情形下，在要求超過相位調變器之繞射界限之光之彎曲量時，無法適切地進行像重現。具體而言，於在相位調變器上之一部分亦存在無法將光彎曲至重現面上之目標位置之區域時，來自該區域之光作為對於重現像之雜訊成分而重畳。亦即，目標圖像中不包含之混疊(Aliasing)之成分重疊於重現像，招致顯示圖像之畫質降低。其就目標圖像中不包含之成分重疊於顯示圖像之點，可理解為目標圖像之重現性降低。
本技術係鑒於述事態而完成者，其目的在於在投射藉由空間光相位調變產生之重現像而進行圖像顯示之圖像顯示裝置中，謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。 [解決問題之技術手段]
本技術之圖像顯示裝置包含：發光部，其發出光；相位調變器，其進行對於來自前述發光部之入射光之空間光相位調變；控制部，其使前述相位調變器執行空間光相位調變，該空間光相位調變用於分別在第一重現像區域產生第一重現像、在像面方向上之位置與前述第一重現像區域不同之第二重現像區域產生第二重現像，作為藉由對於前述入射光之空間光相位調變產生之重現像；投射透鏡，其投射前述第一重現像；及遮光部，其進行針對前述第二重現像之遮光，以不藉由前述投射透鏡投射前述第二重現像。 藉此，於將第一重現像作為投射圖像而顯示之情形下，針對不必要之光，可捨棄至第二重現像側。例如，於第一重現像之實際之總光量超過設為目標之總光量時，可藉由將超過該設為目標之總光量之份額之光捨棄至第二重現像側，而適切地重現圖像之總光量，或藉由將要求超過繞射界限之彎曲量之光捨棄至第二重現像側，而謀求防止產生第一重現像中之混疊。
以下，參照附圖，按照以下順序說明本技術之實施形態。 ＜1.第一實施形態＞ (1-1.裝置構成概要) (1-2.作為實施形態之相位調變方法之概要) (1-3.問題I與問題II之具體的解決方法) (1-4.處理步序) ＜2.第二實施形態＞ ＜3.第三實施形態＞ ＜4.第四實施形態＞ ＜5.變化例＞ ＜6.實施形態之總結＞ ＜7.本技術＞
＜1.第一實施形態＞ (1-1.裝置構成概要) 圖1係針對作為本技術之圖像顯示裝置之一實施形態之圖像顯示裝置1顯示構成例之圖。 如圖示般，圖像顯示裝置1具備：發光部2，其發出光；準直透鏡3，其將由發光部2發出之光集光並出射平行光；相位調變器4，其進行對於來自準直透鏡3之入射光、換言之經由準直透鏡3之來自發光部2之入射光之空間光相位調變；投射透鏡5，其將藉由相位調變器4所進行之空間光相位調變而產生之重現像投射至螢幕Sc之表面等規定之投射面；控制部6，其進行發光部2之發光控制及相位調變器4之驅動控制；及遮光部7。
於圖像顯示裝置1中，發光部2具備一個或複數個發光元件，發出光。作為發光部2中之發光元件，考量使用例如半導體雷射或LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等。
又，於圖像顯示裝置1中，使用例如反射型液晶面板，作為相位調變器4。藉由相位調變器4進行對於來自發光部2之入射光之空間光相位調變，而於規定之重現面Sp上重現所期望之像(光量分佈)，藉由將重現像藉由投射透鏡5投射至投射面，而於投射面上進行圖像之顯示。具體而言，控制部6基於輸入圖像，計算用於產生針對該輸入圖像之重現像Im、亦即重現該輸入圖像之光量分佈之像的相位調變圖案。此處言及之相位調變圖案意指相位調變器4之每一像素之相位調變量。藉由依照該相位調變圖案，驅動相位調變器4，而於重現面Sp上，獲得輸入圖像之重現像Im，藉由將該重現像Im藉由投射透鏡5投射至投射面，而於投射面上顯示輸入圖像之重現像。
此處，針對用於在所期望之位置產生具有所期望之光量分佈之像作為重現像Im的相位調變圖案之計算，可採用周知之各種方法、例如CGH(Computer Generated Hologram，電腦產生全像)之計算方法。具體而言，作為CGH之計算方法，可舉出如例如前述之專利文獻1所揭示之Gerchberg-Saxton(蓋師貝格-撒克斯通)算法或Wirtinger Hologram(沃廷格全息圖)算法、藉由SGD(Stochastic Gradient Descent，隨機梯度下降法)算法實現之計算方法、使用藉由深度學習(Deep Learning)實現之學習模型之計算方法等。此處，針對CGH之計算方法，不限定於使用繞射之原理，可採用Freeform(自由曲面)法等使用光之折射之方法。
(1-2.作為實施形態之相位調變方法之概要) 此處，如前文所述般，藉由空間光相位調變進行之像重現具有光之利用效率高之優點，但作為其相反事項，具有無法憑藉相位調變器4單體，來調整重現像之總光量之缺點。亦即，無法憑藉相位調變器4單體，來重現輸入圖像之總光量。
圖2係針對此點之說明圖。 例如，作為於黑色背景存在一個白色區域之圖像，假設如圖示般存在白色區域之尺寸不同之2張圖像。將白色區域更大之圖像(圖2A)設為第一圖像，將白色區域更小之圖像(圖2B)設為第二圖像。此時，白色區域內之各像素之亮度值為最大值(例如255)且相同(即白色區域彼此之明亮度相同)。 於該等第一、第二圖像中，由於白色區域之明亮度相同，故該等第一、第二圖像之總光量為「第一圖像＞第二圖像」。如此，作為重現像應重現之光量分佈之總光量、即重現像之目標總光量可根據輸入圖像之內容而改變。
針對於此，於相位調變器4進行空間光相位調變而產生重現像之情形下，可視為在入射光與重現像之間保存總光量(不考量由相位調變器4之反射率、透過率及繞射效率等所致之光之衰減之情形)。因而，不保證藉由空間光相位調變產生之重現像之總光量對於上述之目標總光量一致，因此，不保證可憑藉相位調變器4單體來重現輸入圖像之總光量。
若無法使重現像之總光量與目標總光量一致，則針對投射圖像(顯示圖像)，無法適切地重現目標圖像(設為顯示目標之圖像)之總光量，關於此點，招致目標圖像之重現性降低。
又，於進行藉由空間光相位調變進行之像重現之情形下，在要求超過相位調變器4之繞射界限之光之彎曲量時，無法適切地進行像重現。
首先，參照圖3，針對相位調變器4之繞射界限進行說明。 於如圖示般將相位調變器4之像素節距設為p，將往向相位調變器4之入射光之波長設為λ，將繞射界限設為θ時，繞射界限θ係藉由「2p・sinθ=2λ」表示。
企圖在與相位調變器4於光軸方向離開焦距f之重現面Sp上，產生與相位調變器4之相位調變區域相同之尺寸之重現像Im之情形下所需之光之最大彎曲角，成為自相位調變器4之最左上方之像素向重現像Im之最右下方之位置等沿對角方向將光彎曲之情形。
此處，假若p=4.25 μm、λ=450 nm，則繞射界限θ為3.5度。而且，於該等以p=4.25 μm、λ=450 nm為前提之情形下，若相位調變器4之橫向有效像素數=1920、縱向有效像素數=1080，則重現像Im之橫寬=8.16 mm、縱寬=4.59 mm，重現像Im之對角線長為9.36 mm。 此時，假若焦距f=75 mm，則空間光相位調變中之光之最大彎曲角為7.1度。其超過p=4.25 μm、1=450 nm時之繞射界限θ=3.5度，該情形下，於相位調變器4之至少一部分區域無法將光完全彎曲，來自該一部分區域之光作為對於重現像Im之雜訊成分而重畳。亦即，目標圖像中不包含之混疊(Aliasing)之成分重疊於重現像Im，招致顯示圖像之畫質降低。其就目標圖像中不包含之成分重疊於顯示圖像之點，可謂目標圖像之重現性降低。
此時，若增長焦距f、亦即將重現面Sp設定得更遠，則可減小光之最大彎曲角，故而可謀求防止產生混疊。然而，若增長焦距f，則招致重現像Im之畫質降低，又，招致光學系統之尺寸之大型化，有招致裝置尺寸之大型化之虞。
為此，於本實施形態中，為了謀求解決上述之二個問題、亦即無法適切地重現目標圖像之總光量之問題(以下設為「問題I」)、及於藉由空間光相位調變實現之光之最大彎曲角超過相位調變器4之繞射界限θ時產生混疊而產生畫質降低之問題(以下設為「問題II」)，如圖4所示，採用以下方法，即：藉由相位調變器4所進行之空間光相位調變在與第一重現像Im1不同之像面方向位置產生第二重現像Im2，將光捨棄至該第二重現像Im2側。 此處，像面方向意指平行於第一重現像Im1之重現面之方向。
具體而言，於本實施形態中，使相位調變器4執行空間光相位調變，該空間光相位調變用於分別在重現面Sp上之第一重現像區域產生第一重現像Im1、在像面方向上之位置與第一重現像區域不同之第二重現像區域產生第二重現像Im2，作為藉由對於入射光之空間光相位調變產生之重現像Im。 於本例中，對於產生第二重現像Im2之區域，配置有圖1所示之遮光部7。該遮光部7進行針對第二重現像Im2之遮光，以不藉由投射透鏡5投射第二重現像Im2。具體而言，本例之遮光部7構成為吸收形成第二重現像Im2之光之光吸收部，進行針對第二重現像Im2之遮光，以不藉由投射透鏡5投射第二重現像Im2。該情形下，遮光部7構成為為了防止反射而施以例如黑色等之低反射塗裝之構件、或由低反射素材構成之構件、具有低反射構造之構件等。 此外，遮光部7中之作為光吸收面等之遮光面未必必須與第二重現像Im2之像面一致，只要可對第二重現像Im2進行遮光，以不藉由投射透鏡5投射第二重現像Im2，則可位於較第二重現像Im2之像面更為近前或深處側(即，未必必須與對焦之像面一致)。 藉由遮光部7對第二重現像Im2進行遮光，則可將入射至相位調變器4之光中之至少一部分捨棄至第二重現像Im2側。
藉由如上述般設為以下構成，即：使相位調變器4執行空間光相位調變，該空間光相位調變用於分別在重現面Sp上之第一重現像區域產生第一重現像Im1、在像面方向上之位置與第一重現像區域不同之第二重現像區域產生第二重現像Im2，進而，設置有進行針對第二重現像Im2之遮光之遮光部7，而於將第一重現像Im1作為投射圖像而顯示之情形下，可針對不必要之光，捨棄至第二重現像Im2側，而不藉由投射透鏡5投射。例如，於第一重現像Im1之實際之總光量超過設為目標之總光量時，可藉由將超過該設為目標之總光量之份額之光捨棄至第二重現像Im2側，而適切地重現圖像之總光量，或藉由將要求超過繞射界限之彎曲量之光捨棄至第二重現像Im2側，而謀求防止產生第一重現像Im1中之混疊。 因此，在投射藉由空間光相位調變產生之重現像而進行圖像顯示之圖像顯示裝置中，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
(1-3.問題I與問題II之具體的解決方法) 圖5係用於說明圖1所示之控制部6之內部構成例之圖，與控制部6之內部構成例一起一併顯示圖1所示之發光部2與相位調變器4。 如圖示般，控制部6具備發光驅動部11、相位圖案計算部12、驅動信號產生部13、及調變器驅動部14。
發光驅動部11對發光部2中之發光元件進行發光驅動。具體而言，發光驅動部11以發光部2之發光量為一定之發光量之方式，對發光元件進行發光驅動。
相位圖案計算部12基於輸入圖像，計算用於重現輸入圖像之光量分佈作為第一重現像Im1之相位調變器4之相位調變圖案。又，尤其是本實施形態之情形下，相位圖案計算部12亦進行用於產生上述之第二重現像Im2之相位調變圖案之計算，針對其再次進行說明。 如前述般，針對用於在所期望之位置產生具有所期望之光量分佈之重現像Im之相位調變圖案之計算，可採用Gerchberg-Saxton(蓋師貝格-撒克斯通)算法或Wirtinger Hologram(沃廷格全息圖)算法等。
驅動信號產生部13輸入藉由相位圖案計算部12計算出之相位調變圖案，產生相位調變器4之驅動信號。亦即，係為了實現相位調變圖案的相位調變器4之每一像素之驅動信號。
調變器驅動部14具有驅動相位調變器4之各像素之驅動器電路而構成，基於自驅動信號產生部13輸入之驅動信號而驅動相位調變器4之各像素。 藉此，於相位調變器4中，進行依照相位調變圖案表示之每一像素之相位調變量的空間光相位調變。
首先，針對問題I之解決方法進行說明。 針對問題I，基本上，採用以下方法，即：基於輸入圖像而計算第一重現像Im1之目標總光量，將基於該目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域(即作為第二重現像Im2而捨棄)。具體而言，取得於不對於入射光進行藉由相位調變器4進行之空間光相位調變時形成於第一重現像區域之光量分佈之總光量作為實際總光量，使相位調變器4執行變用於將作為目標總光量與實際總光量之差而計算出之差分光量份額之光照射至第二重現像區域的空間光相位調變。 藉此，於第一重現像之實際總光量超過目標總光量時，可將超過目標總光量之份額之光捨棄至第二重現像側。
針對問題II，首先，基於輸入圖像而計算第一重現像Im1之目標光量分佈，特定出在將目標光量分佈重現於第一重現像區域時無法將光完全彎曲至第一重現像區域內的相位調變器4上之區域，作為不能調變區域。而後，使相位調變器執行用於將往向不能調變區域之入射光照射至第二重現像區域的空間光相位調變。 藉此，謀求防止產生第一重現像Im1中之混疊。
(1-4.處理步序) 為了實現如上述之問題I及問題II之解決方法，相位圖案計算部12執行圖6之流程圖所示之處理。 於圖6中，相位圖案計算部12於步驟S101中，基於輸入圖像而求得第一重現像Im1之目標總光量(a)，且求得在不進行空間光相位調變下形成於第一重現像區域內之光量分佈之總光量作為實際總光量(b)。 此外，於如本例般以發光部2之發光量為一定為前提之情形下，針對實際總光量b，不必藉由計算而求得，可取得預設之值。
於連續於步驟S101之步驟S102中，相位圖案計算部12藉由「b-a」，求得應自第一重現像區域去除之光量(捨棄光量c)。而後，於進一步相繼之步驟S103中，相位圖案計算部12計算用於將捨棄光量c份額之光照射至第二重現像區域之相位調變圖案(A)。藉此，求得用於解決問題I之相位調變圖案。
於連續於步驟S103之步驟S104中，相位圖案計算部12進行前述之不能重現區域之特定處理。亦即，係以下處理，即：於企圖將輸入圖像之光量分佈(目標光量分佈)重現於第一重現像區域時，特定出無法將光完全彎曲至第一重現像區域內之相位調變器4上之區域。
圖7係顯示不能重現區域之特定處理之一例之流程圖。 此處，於圖7之說明時，以以下之事項為說明上之前提。 亦即，如圖8A所示，第二重現像區域設為覆蓋第一重現像區域之外側之周圍之區域。又，設為於相位調變器4不對入射光進行空間光相位調變時，於第一重現像區域中獲得如圖8B所示之均一之光量分佈(圖中灰度所示之部分)之例。進而，假設於第一重現像區域應產生之第一重現像Im1之目標光量分佈如圖8C所示般為僅於第一重現像區域之右下部分具有白色區域之光量分佈。
於圖7中，相位圖案計算部12在步驟S151中，將第一重現像區域分割成複數個區域。圖9顯示此時之區域分割之例。此處，顯示將第一重現像區域矩形狀分割成6個之例，但針對區域之分割數及形狀，不限於此。又，經分割之區域之面積可不相同。 越增加分割數，越可提高可實現之光量分佈之解析度，又，可提高光利用效率，但為光線移動計算量增大之折衷之關係。
於圖7中，於連續於步驟S151之步驟S152中，相位圖案計算部12使經分割之各區域以重現目標光量分佈之方式移動。 由於在本例中以圖8C所示之目標光量分佈為前提，故藉由進行步驟S152之處理，而各區域如圖10所示般移動。此處，對於步驟S152之區域移動，使用例如Optimal Transport(最優傳輸)等之最佳化計算。
於連續於步驟S152之步驟S153中，相位圖案計算部12計算各區域之移動距離。於圖10中，藉由單箭頭表示針對各區域計算出之移動距離。
於連續於步驟S153之步驟S154中，相位圖案計算部12判定是否存在移動距離超過容許光線移動距離之區域。 容許光線移動距離係針對經分割之區域之移動量，表示根據相位調變器4之繞射界限θ與自相位調變器4至第一重現像區域之距離d而決定之容許值者，藉由d・tan0而計算出。
於圖11中，藉由雙箭頭表示容許光線移動距離，且將容許光線移動距離與在圖10中計算出之各區域之移動距離之每一者進行對比而顯示。於圖11之例中，顯示原始位置為最左上方、最左下方之各個區域之移動距離超過容許光線移動距離之情形。
於步驟S154中，在存在移動距離超過容許光線移動距離之區域時，相位圖案計算部12於步驟S155中，進行特定出對應之區域作為不能重現區域之處理，並結束步驟S104之處理(不能重現區域之特定處理)。
另一方面，於步驟S154中，在判定為不存在移動距離超過容許光線移動距離之區域時，相位圖案計算部12結束步驟S104之處理。
此外，此處所說明之不能重現區域之特定方法終極而言僅為一例，不限定於該方法。例如，亦考量計算用於實現第一重現像Im1之目標光量分佈之相位調變圖案，基於該相位調變圖案而特定出不能重現區域。
於圖6中，相位圖案計算部12相應於執行完步驟S104之處理，將處理前進至步驟S105，計算用於將往向不能重現區域之入射光照射至第二重現像區域的相位調變圖案(B)。
而後，於連續於步驟S105之步驟S106中，相位圖案計算部12針對不能重現區域除外之像素，計算用於將目標光量分佈重現於第一重現像區域之相位調變圖案(C)，於進一步相繼之步驟S107中，進行將相位調變圖案A、B、C合成並輸出之處理，並結束圖6所示之一系列之處理。 藉此，解決問題I及問題II，且依照用於獲得重現輸入圖像之光量分佈之第一重現像Im1的相位調變圖案，驅動相位調變器4。亦即，針對第一重現像Im1，可適切地重現輸入圖像之總光量，且謀求防止產生混疊，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
此處，針對問題I之解決，亦考量採用以下方法，即：控制發光部2之發光量而調整第一重現像Im1之總光量，或設置針對第一重現像Im1進行空間光振幅調變之振幅調變器，而調整第一重現像Im1之總光量。 然而，於以發光部2之發光量進行調整之情形下，需要追加用於控制發光部2之發光量之控制電路，又，即便於設為使用振幅調變器之調整之情形下，亦需要追加振幅調變器。 藉由如上述之本實施形態之方法般採用藉由相位調變器4所進行之空間光相位調變來捨棄光之方法，而於解決問題I時，可無須要有上述之控制電路及振幅調變器之追加，可謀求光學系統之小型化及成本削減。
又，針對問題II，混疊係可能於第一重現像Im1中之一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制之情形下產生者。 此處，重現像之所有區域滿足相位調變器之最大繞射角限制，意指在針對來自相位調變器之各像素之光出射角度，設置將為繞射界限之角度(最大繞射角)設為上限角度之條件之情形下，可將來自各像素之光照射至重現像內之任何位置。 因此，於第一重現像Im1中之所有區域滿足相位調變器4之最大繞射角限制時，亦考量不執行用於防止產生混疊之處理。具體而言，不執行圖6所說明之步驟S104至S106之處理。
此外，於進行用於防止產生混疊之處理之情形下，在第二重現像Im2之一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制時，可能存在未將為第一重現像Im1之混疊之光完全捨棄至第二重現像Im2側之情形。如此般未完全捨棄至第二重現像側之光由於可能於第一重現像Im1側作為混疊而重畳，故考量採取對策。 為此，於如上述般未將為第一重現像Im1之混疊之光完全捨棄至第二重現像Im2側之情形下，考量將未完全捨棄至該第二重現像Im2側之份額之光以向第一重現像區域側廣範圍地擴散之方式照射。
＜2.第二實施形態＞ 繼而，針對第二實施形態進行說明。第二實施形態係針對在第一重現像Im1及第二重現像Im2中，因一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制而產生之第一重現像Im1之總光量之重現性降低，謀求對策者。 此外，於以下之說明中，針對與已完成說明之部分同樣之部分賦予同一符號且省略說明。
圖12係於第一重現像Im1及第二重現像Im2兩者中，一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制之情形之說明圖。 於圖12中，以斜線表示之範圍表示自相位調變器4之相位調變區域上端位置之最大繞射角範圍，以梨皮表示之範圍表示自相位調變器4之相位調變區域下端位置之最大繞射角範圍。 此處，於說明上，僅圖示上下方向之最大繞射角範圍，但如前述般所需之光之彎曲角為最大的是對角方向，實際上，針對上下左右斜向之所有方向均應考量最大繞射角範圍。
於圖中之例中，第一重現像區域其所有區域落入自相位調變區域上端位置之最大繞射角範圍內。這意指若僅於上下方向考量，則可自相位調變區域之上端位置，將光完全彎曲至第一重現像區域之所有區域。 另一方面，若針對自相位調變區域下端位置之最大繞射角範圍進行觀察，第一重現像區域對於自該下端位置之最大繞射角範圍僅一部分區域重複，其餘之區域偏離自該下端位置之最大繞射角範圍。於第一重現像區域中，如上述般偏離之區域為無法自相位調變區域下端位置產生像之區域。
又，圖中，針對第二重現像區域，其所有區域落入自相位調變區域下端位置之最大繞射角範圍內，這意指若僅於上下方向考量，則可自相位調變區域之下端位置，將光完全彎曲至第二重現像區域之所有區域。 另一方面，第二重現像區域對於自相位調變區域上端位置之最大繞射角範圍，僅其一部分區域重複，其餘之區域偏離自該上端位置之最大繞射角範圍，因此，於第二重現像區域中，如上述般偏離之區域為無法自相位調變區域上端位置捨棄光之區域。
此處，第一重現像Im1之一部分區域不滿足最大繞射角限制，意指存在企圖彎曲至第一重現像區域內但未完全彎曲之光。因而，於第一重現像Im1之一部分不滿足最大繞射角限制時，可能產生企圖將例如全白圖像等於整體上明亮之圖像於第一重現像Im1重現但無法重現的情形。
另一方面，第二重現像Im2之一部分區域不滿足最大繞射角限制，意指存在企圖捨棄至第二重現像區域內但未完全捨棄之光。該情形下，未完全捨棄至第二重現像區域內之光可能照射至第一重現像區域側。 因而，可能產生企圖將例如全黑圖像等於整體上暗的圖像於第一重現像Im1重現但無法重現的情形。
參照圖13，說明具體的情況。 首先，在進行說明時，使用第一重現像之最大總光量L1、第二重現像之最大總光量L2、往向相位調變器之入射光量Aq、第一重現像之目標總光量Bq、第一重現像之調變後總光量Cq、及第二重現像之調變後總光量Dq之用語。 該等用語中，目標總光量Bq與前述之目標總光量a為同義。 最大總光量L1意指進行藉由相位調變器4進行之空間光相位調變而產生第一重現像Im1時之第一重現像Im1之最大總光量。該最大總光量L1可藉由在將相位調變器4中之像素中無法將光完全彎曲至第一重現像區域之像素設為第一不能像素時，自入射光量Aq減去往向該第一不能像素之入射光之量，而求得。 最大總光量L2意指進行藉由相位調變器4進行之空間光相位調變而產生第二重現像Im2時之第二重現像Im2之最大總光量。該最大總光量L2可藉由在將相位調變器4中之像素中無法將光完全彎曲至第二重現像區域之像素設為第二不能像素時，自入射光量Aq減去往向該第二不能像素之入射光之量，而求得。
又，調變後總光量Cq、Dq針對至少進行用於解決前述之問題I之空間光相位調變而產生之第一重現像Im1、第二重現像Im2，意指其等之總光量。
此處，因如前文之圖12所例示般，以於第一重現像Im1及第二重現像Im2兩者中，一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制之情形為前提，而最大總光量L1、L2均為較入射光量Aq為小之值。
於圖13中，＜1＞之情況為第一重現像之目標總光量Bq較第一重現像之最大總光量L1為小之情形，且為用於重現目標總光量Bq之捨棄光量設為第二重現像之最大總光量L2以下之情況。 該情形下，可將入射光量Aq中不必要之光量份額之光完全捨棄至第二重現像Im2側，故而針對第一重現像Im1，可重現目標總光量Bq。
＜2＞之情況係第一重現像之目標總光量Bq設為與第一重現像之最大總光量L1同等之情形，且為用於重現目標總光量Bq之捨棄光量設為第二重現像之最大總光量L2以下之情況。 該情形下，亦可將入射光量Aq中不必要之光量份額之光完全捨棄至第二重現像Im2側，故而針對第一重現像Im1，可重現目標總光量Bq。
＜3＞之情況係第一重現像之目標總光量Bq較第一重現像之最大總光量L1為大之情況。針對第一重現像Im1，由於無法實現超過最大總光量L1之總光量，故該情形下，如圖示般，第一重現像之調變後總光量Cq較目標總光量Bq為小，第一重現像Im1之明亮度較設為目標之明亮度為暗。
＜4＞之情況係由於目標總光量Bq過小，故無法將光完全捨棄至第二重現像Im2側之情況。具體而言，係(Aq-Bq)＞L2，無法將在設為目標總光量Bq時為多餘之光完全捨棄至第二重現像Im2側之情形。 該情形下，第一重現像之調變後總光量Cq較目標總光量Bq為大，第一重現像Im1之明亮度較目標為明亮。
為此，於第二實施形態中，作為如＜3＞之情況般調變後總光量Cq較目標總光量Bq為小(為暗)之情形之應對，判定最大總光量L1是否未達目標總光量Bq，在最大總光量L1未達目標總光量Bq時，採用進行使發光部2之發光量增大之控制之方法。 又，作為如＜4＞之情況般調變後總光量Cq較目標總光量Bq為大(為明亮)之情形之應對，判定是否「(Aq-Bq)＞L2」，於「(Aq-Bq)＞L2」時，採用進行使發光部2之發光量減少之控制之方法。
參照圖14及圖15，針對用於實現如上述之作為第二實施形態之方法之構成及處理步序進行說明。 圖14係用於說明作為第二實施形態之圖像顯示裝置1A具備之控制部6A之內部構成例之圖。 此外，作為第二實施形態之圖像顯示裝置1A由於除設置有控制部6A取代控制部6之點以外，與第一實施形態之圖像顯示裝置1為同樣，故避免重複說明。
控制部6A與前文之圖5所示之控制部6比較，追加有光量控制部15之點、與設置有發光驅動部11A取代發光驅動部11之點不同。 發光驅動部11A之具有調整發光部2之發光量之功能之點與發光驅動部11不同。
光量控制部15基於輸入圖像與入射光量資訊，執行用於實現上述之作為第二實施形態之控制方法之如以下之處理。此處，圖中之入射光量資訊係表示入射光量Aq之資訊。
圖15係顯示光量控制部15執行之處理之例之流程圖。 首先，光量控制部15於步驟S201中進行最大總光量L1、L2、及入射光量Aq之取得處理。此處，針對最大總光量L1、L2，可每次藉由計算而求得。
於連續於步驟S201之步驟S202中，光量控制部15基於輸入圖像而計算第一重現像之目標總光量Bq。
於連續於步驟S202之步驟S203中，光量控制部15判定是否目標總光量Bq＞最大總光量L1。若目標總光量Bq＞最大總光量L1，則光量控制部15前進至步驟S206，作為光量增加控制，進行以使發光部2之發光量增加之方式控制發光驅動部11A的處理，並結束圖15所示之一系列之處理。 藉此，針對前文之＜3＞之情況，可使調變後總光量Cq與目標總光量Bq一致。
另一方面，於步驟S203中，在判定為非為目標總光量Bq＞最大總光量L1時，光量控制部15前進至步驟S204，計算Aq-Bq，並於步驟S205中判定是否(Aq-Bq)＞L2。 若(Aq-Bq)＞L2，則光量控制部15前進至步驟S207，作為光量減少控制，進行以使發光部2之發光量減少之方式控制發光驅動部11A的處理，並結束圖15所示之一系列之處理。 藉此，針對前文之＜4＞之情況，可使調變後總光量Cq與目標總光量Bq一致。
於步驟S205中，在判定為非為(Aq-Bq)＞L2時，光量控制部15結束圖15所示之一系列之處理。
於上述中，作為對於＜3＞及＜4＞之情況之應對，舉出利用發光部2之發光量調整來調整第一重現像Im1之總光量之例，但亦考量取代其，設置針對第一重現像Im1進行空間光振幅調變之振幅調變器，藉由該振幅調變器調整第一重現像Im1之總光量。
圖16係顯示使用如此之振幅調變器之作為第二實施形態之變化例之圖像顯示裝置1B之構成例之圖。 與第一實施形態之圖像顯示裝置1之不同點為追加有振幅調變器20之點、與設置有控制部6B取代控制部6之點。 振幅調變器20係由例如透過型之液晶面板構成，配置於可進行針對第一重現像Im1之空間光振幅調變之位置。此外，此處顯示了使用透過型之液晶面板作為振幅調變器20之例，但亦可採用反射型之液晶面板或DMD(Digital Micro Mirror Device，數位微鏡裝置)等其他器件，作為振幅調變器20。
控制部6B之追加有光量控制部15B及調變器驅動部21之點與控制部6不同。 調變器驅動部21基於光量控制部15B之控制而驅動振幅調變器20。藉此，可藉由振幅調變器20，調整第一重現像Im1之總光量。
光量控制部15B與光量控制部15A同樣地執行圖15所示之處理，但光量控制部15B作為步驟S206之光量增加控制、步驟S207之光量減少控制，分別執行：以藉由振幅調變器20使第一重現像Im1之總光量增加之方式控制調變器驅動部21之處理、及以藉由振幅調變器20使第一重現像Im1之總光量減少之方式控制調變器驅動部21之處理。此時，作為藉由振幅調變器20使第一重現像Im1之總光量增加/減少之控制，例如，考量作為使振幅調變器20中之有效像素範圍之光透過率於整體上上升/降低之控制而進行。
此處，於上述中，如前文之圖12所示般進行了以於第一重現像Im1及第二重現像Im2兩者中一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制之構成為前提的說明，但作為實施形態之圖像顯示裝置，可採用以下構成：如圖17所例示般，第一重現像Im1之所有區域滿足相位調變器4之最大繞射角限制、但第二重現像Im2之一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制；及如圖19所例示般，第一重現像Im1之一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制、第二重現像Im2之所有區域滿足相位調變器4之最大繞射角限制。
此處，在採用如圖17般第一重現像Im1之所有區域滿足相位調變器4之最大繞射角限制、但第二重現像Im2之一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制的構成之情形下，由於可設為最大總光量L1=入射光量Aq，故可不產生如前文之＜3＞之情況般因第一重現像Im1之一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制而調變後總光量Cq＜目標總光量Bq的問題(參照圖18)。 為此，該情形下，可不執行圖15所示之處理中步驟S201中之取得最大總光量L1之處理、及步驟S203及S206之處理。
又，圖17之情形下，由於第一重現像Im1之所有區域滿足相位調變器4之最大繞射角限制，故謀求防止產生對於第一重現像Im1之混疊。因此，該情形下，可不執行用於防止產生混疊之處理(圖6之步驟S104至S106之處理)。
又，於如圖19般採用第一重現像Im1之一部分區域不滿足相位調變器4之最大繞射角限制、第二重現像Im2之所有區域滿足相位調變器4之最大繞射角限制的構成之情形下，由於可設為最大總光量L2=入射光量Aq，故可謀求防止產生如前文之＜4＞之情況般無法將(Aq-Bq)份額之光完全捨棄至第二重現像Im2側之情況(參照圖20)。 為此，該情形下，可不執行圖15所示之處理中步驟S201中之取得最大總光量L2之處理、及步驟S204、S205、及S207之處理。
又，作為實施形態之圖像顯示裝置，亦可如圖21所例示般，採用在第一重現像Im1及第二重現像Im2兩者中，所有區域滿足相位調變器4之最大繞射角限制之構成。 該情形下，由於可不產生前文之＜3＞之問題及＜4＞之問題(參照圖22)，故可不進行圖15所示之一系列之處理。 又，該情形下，亦可不執行用於防止產生混疊之處理。
此處，於上述中，作為對於前文之＜3＞之問題及＜4＞之問題之應對，舉出發光部2之發光量之調整及藉由振幅調變器20來調整第一重現像Im1之總光量之例，但於例如輸入圖像為動畫圖像之情形下，輸入顯示前之複數個訊框並判定有無不滿足目標總光量Bq之訊框，於存在不滿足目標總光量Bq之訊框時，針對該至少過去側之複數個訊框進行藉由空間光相位調變進行之第一重現像Im1之總光量調整，亦可使不滿足目標總光量Bq之訊框之明亮度之不一致變得不明顯。
具體而言，該情形下，控制部6等進行相位調變器4之控制之控制部作為對於前文之＜3＞之問題之應對，輸入圖像之複數個訊框(即預讀)，於存在藉由相位調變器4形成之第一重現像之最大總光量L1未達目標總光量Bq之訊框時，針對較該訊框為過去之訊框，進行藉由捨棄光控制對照射至第二重現像區域之光之量向增大方向進行修正的處理。 此處言及之捨棄光控制，意指使相位調變器4執行用於將基於目標總光量Bq而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的控制。具體而言，於本例中，係使相位調變器4執行用於將Aq-Bq份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的控制。
又，作為對於前文之＜4＞之問題之應對，控制部6等進行相位調變器4之控制之控制部輸入圖像之複數個訊框，於存在「(Aq-Bq)＞L2」之訊框時，針對較該訊框為過去之訊框，進行藉由捨棄光控制對照射至第二重現像區域之光之量向減少方向進行修正的處理。
於圖23中顯示具體的處理之影像。 於圖23中，於上段，針對自當前之訊框(作為當前處理對象之訊框)即訊框1至成為未來8訊框份額側之訊框9之9個訊框，例示目標總光量Bq與調變後總光量Cq之關係。 於該圖之例中，顯示在預讀之訊框5中判定為Bq＞L1，且於訊框9中判定為(Aq-Bq)＞L2的情形。 相應於針對訊框5判定為Bq＞L1，針對較該訊框5為過去之期間P1中之複數個訊框，進行藉由捨棄光控制將照射至第二重現像區域之光之量向增大方向進行修正的處理。具體而言，以使照射至第二重現像區域之光之量較(Aq-Bq)增大之方式進行修正。
藉此，於在第一重現像Im1之一部分區域不滿足最大繞射角限制、第一重現像之最大總光量L1未達入射光量Aq之情形下，在預讀之訊框中存在第一重現像之調變後總光量較目標總光量為暗之訊框(設為暗訊框)時，可以較該訊框為過去之訊框變暗之方式進行控制，使暗訊框之黑暗度變得不明顯。
又，相應於針對訊框9判定為(Aq-Bq)＞L2，針對較該訊框9為過去之期間P2中之複數個訊框，進行藉由捨棄光控制將照射至第二重現像區域之光之量向減少方向進行修正的處理。具體而言，以使照射著第二重現像區域之光之量較(Aq-Bq)減少之方式進行修正。
藉此，於因第二重現像Im2之一部分區域不滿足最大繞射角限制，而於預讀之訊框中存在第一重現像之調變後總光量Cq較目標總光量Bq為明亮之訊框(設為明亮訊框)時，可以較該訊框為過去之訊框變明亮之方式進行控制，使明亮訊框之明亮度變得不明顯。
此外，於上述中例示了僅較暗訊框及明亮訊框為過去側之訊框進行捨棄至第二重現像區域之光量之修正之情形，但不僅過去側，針對未來側之訊框，亦可進行捨棄至第二重現像區域之光量之修正。 又，此時，藉由針對捨棄至第二重現像區域之光量之修正量，沿時間方向圓滑地變化，而難以令使用者注意到第一重現像Im1之總光量之變化。
此處，於截至目前為止之說明中，作為針對第一重現像Im1及第二重現像Im2之繞射角限制，言及了滿足藉由繞射界限θ設定之最大繞射角限制，但作為針對重現像Im之繞射角限制，亦可構成為滿足藉由較相位調變器4之最大繞射角(繞射界限θ)為小之角度θS設定之上限繞射角之限制。 圖24例示於第一重現像Im1與第二重現像Im2兩者中，所有區域滿足藉由角度θS設定之上限繞射角之限制之情形之樣態。
此處，繞射光柵中之繞射效率有繞射角越大則越降低之傾向。 因此，藉由如上述般採用如滿足藉由較相位調變器4之繞射界限θ為小之角度θS設定之上限繞射角之限制之構成，而可針對用於產生第一重現像Im1及第二重現像Im2之光，謀求提高繞射效率。尤其是，藉由針對用於產生第一重現像Im1之光之繞射效率提高，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
＜3.第三實施形態＞ 第三實施形態係進行對於相位調變器4之0次光之應對者。 此處，於相位調變器4中，產生來自相位調變器4之保護玻璃面之反射及來自像素間之黑色矩陣之反射等、無法進行空間光相位調變而入射光正反射的0次光。若該0次光重疊於第一重現像Im1，則為對比度降低等畫質降低之要因。
為此，於第三實施形態中，如圖25所示之圖像顯示裝置1C般，向與相位調變器4之0次光之光束不同之方向出射第一重現像Im1之光束。 該情形下，控制部6中之相位圖案計算部12以第一重現像Im1之光束向與0次光之光束不同之方向出射之方式，進行相位調變圖案之計算。
於圖25之例中，顯示了構成為將0次光照射至第二重現像區域之例，但亦可如圖26所示般，構成為將0次光照射至像面方向上之與第二重現像區域不同之位置。
藉由如上述般向與相位調變器4之0次光之光束不同之方向出射第一重現像Im1之光束，而可謀求防止將相位調變器4之0次光重疊於第一重現像Im1。 因此，可謀求提高第一重現像Im1之對比度。又，可謀求提高輸入圖像之明亮度之重現性。
＜4.第四實施形態＞ 第四實施形態係與彩色圖像顯示對應之例。 圖27係顯示作為第四實施形態之圖像顯示裝置1D之構成例之圖。 如圖示般於圖像顯示裝置1D中，設置發出波長頻帶不同之複數個光之發光部2D，取代發光部2。於本例中，彩色圖像顯示係藉由利用相位調變器4產生R(紅色)光、G(綠色)光、及B(藍色)光各者之第一重現像Im1，並藉由投射透鏡5投射其等之合成像，而實現。因而，於發光部2D，設置有發出R光之發光元件2r、發出G光之發光元件2g、及發出B光之發光元件2b，作為發光元件。
又，於本例中，由於藉由單一之相位調變器4，產生R光、G光、及B光各者之第一重現像Im1，故針對相位調變器4，進行如圖28所示之區域分割。具體而言，將相位調變器4中之相位調變區域(有效像素區域)，分割成擔負針對B光之重現像Im之產生之區域Ar1、擔負針對G光之重現像Im之產生之區域Ar2、及擔負針對R光之重現像Im之產生之區域Ar3之三個區域。
於圖27中，該情形之光學系統構成為使發光元件2r發出之R光、發光元件2g發出之G光、發光元件2b發出之B光分別入射至相位調變器4之對應之區域Ar。 如圖示般由發光元件2r發出之R光經由準直透鏡31r入射至第一二向分色反射鏡32之正面，由發光元件2g發出之G光經由準直透鏡31g入射至第一二向分色反射鏡32之背面。 第一二向分色反射鏡32具有將R光透過、將G光反射之特性。亦即，自發光元件2r經由準直透鏡31r入射之R光透過第一二向分色反射鏡32，自發光元件2g經由準直透鏡31g入射之G光於第一二向分色反射鏡32之背面反射。如圖示般透過第一二向分色反射鏡32之R光、及於第一二向分色反射鏡32之背面反射之G光分別入射至第二二向分色反射鏡33之正面側。
由發光元件2b發出之B光經由準直透鏡31b入射至第二二向分色反射鏡33之背面。第二二向分色反射鏡33具有將R光及G光反射、將B光透過之特性。因而，自第一二向分色反射鏡32入射之R光及G光於第二二向分色反射鏡33之正面反射，自發光元件2b經由準直透鏡31b入射之B光透過第二二向分色反射鏡33。
於圖像顯示裝置1D中，自第二二向分色反射鏡33之正面，R光、G光、B光以各者之光束為平行之方式出射。又，於圖像顯示裝置1D中，如此般自第二二向分色反射鏡33之正面出射之R光、G光、B光根據圖28所示之對應關係，入射至相位調變器4分別對應之區域Ar。
此處，於使用R光、G光、及B光在重現面Sp上形成藉由彩色像形成之第一重現像Im1時，在區域Ar1、Ar2、Ar3中，進行基於分別對應之色之輸入圖像之空間光相位調變。此時，各區域Ar中之空間光相位調變係以各色之第一重現像Im1於重現面Sp上之同一第一重現像區域產生第一重現像Im1之方式進行。藉此，於重現面Sp上，獲得作為彩色像之第一重現像Im1。
於圖像顯示裝置1D中，於相位調變器4之分別對應之區域Ar經施以空間光相位調變之R光、G光、B光由反射鏡34反射並導引至重現面Sp。此時，如上述般於重現面Sp上，將藉由相位調變器4中之每一區域Ar之空間光相位調變而產生之各色之像重疊於同一第一重現像區域，藉此，形成藉由彩色像形成之第一重現像Im1。
將作為如上述般形成於重現面Sp之彩色像之第一重現像Im1藉由投射透鏡5對於螢幕Sc之表面等規定之投射面投射，實現彩色圖像之顯示。
於圖像顯示裝置1D中，設置控制部6D，取代控制部6。 圖29係用於說明控制部6D之內部構成例之圖，與控制部6D之內部構成例一起一併顯示圖27所示之發光元件2r、2g、2b與相位調變器4。
如圖示般於控制部6D設置發光驅動部11r、11g、11b、相位圖案計算部12r、12g、12b、驅動信號產生部13D、及調變器驅動部14。 發光驅動部11r、11g、11b對發光元件2r、2g、2b中分別對應之色之發光元件進行發光驅動。
相位圖案計算部12r將輸入至控制部6D之RGB圖像中之R圖像輸入，基於該R圖像，計算對於針對R光之重現像Im之產生所使用之區域Ar3的相位調變圖案。又，相位圖案計算部12g將輸入至控制部6D之RGB圖像中之G圖像輸入，基於該G圖像，計算對於針對G光之重現像Im之產生所使用之區域Ar2的相位調變圖案，相位圖案計算部12b將輸入至控制部6D之RGB圖像中之B圖像輸入，基於該B圖像，計算對於針對B光之重現像Im之產生所使用之區域Ar1的相位調變圖案。
此處，藉由該等相位圖案計算部12r、12g、12b，就每一色(就每一波長頻帶)，基於輸入圖像而計算第一重現像Im1之目標總光量Bq，就每一色，進行使相位調變器4執行用於將基於目標總光量Bq而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的控制。
具體而言，相位圖案計算部12r基於輸入之R圖像而計算針對R光之第一重現像Im1之目標總光量(a)，使用針對R光之實際總光量(b)，藉由「b-a」計算針對R光之捨棄光量(c)，計算用於將捨棄光量c份額之光照射至針對R光之第二重現像區域之區域Ar3之相位調變圖案(設為「Pr1」)。又，相位圖案計算部12r基於輸入之R圖像而計算針對R光之第一重現像Im1之目標光量分佈，計算用於將該目標光量分佈在第一重現像區域中重現之區域Ar3之相位調變圖案(設為「Pr2」)，將把相位調變圖案Pr1及Pr2合成後之相位調變圖案作為區域Ar3之相位調變圖案輸出至驅動信號產生部13D。
又，相位圖案計算部12g基於輸入之G圖像而計算針對G光之第一重現像Im1之目標總光量(a)，使用針對G光之實際總光量(b)，藉由「b-a」計算針對G光之捨棄光量(c)，計算用於將捨棄光量c份額之光照射至針對G光之第二重現像區域之區域Ar2之相位調變圖案(設為「Pg1」)。又，相位圖案計算部12g基於輸入之G圖像而計算針對G光之第一重現像Im1之目標光量分佈，計算用於將該目標光量分佈在第一重現像區域中重現之區域Ar2之相位調變圖案(設為「Pg2」)，將把相位調變圖案Pg1及Pg2合成後之相位調變圖案作為區域Ar2之相位調變圖案輸出至驅動信號產生部13D。
相位圖案計算部12b基於輸入之B圖像而計算針對B光之第一重現像Im1之目標總光量(a)，使用針對B光之實際總光量(b)，藉由「b-a」計算針對B光之捨棄光量(c)，計算用於將捨棄光量c份額之光照射至針對B光之第二重現像區域之區域Ar1之相位調變圖案(設為「Pb1」)。又，相位圖案計算部12b基於輸入之B圖像而計算針對B光之第一重現像Im1之目標光量分佈，計算用於將該目標光量分佈在第一重現像區域中重現之區域Ar1之相位調變圖案(設為「Pb2」)，將把相位調變圖案Pb1及Pb2合成後之相位調變圖案作為區域Ar1之相位調變圖案輸出至驅動信號產生部13D。
驅動信號產生部13D基於藉由相位圖案計算部12r、12g、12b輸入之區域Ar1、Ar2、Ar3之相位調變圖案，產生相位調變器4之有效像素區域整體之驅動信號，並輸出至調變器驅動部14。調變器驅動部14基於自驅動信號產生部13D輸入之驅動信號而驅動相位調變器4之各像素。
根據如上述之構成，於使用例如R、G、B等波長頻帶不同之複數種光進行彩色圖像之顯示之情形下，可就每一波長頻帶根據目標總光量之大小，使捨棄至第二重現像側之光量變化。 因此，針對藉由彩色圖像進行之顯示圖像，可適切地重現目標圖像之總光量，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。 又，針對顯示圖像，可謀求提高白平衡之重現性。
此外，於圖27中例示了僅具備一個遮光部7之構成，但於圖像顯示裝置1D中，作為遮光部7，例如亦可就每一波長頻帶個別設置等，設置複數個。
於第四實施形態中，相位圖案計算部12r、12g、12b亦考量針對分別對應之波長頻帶之光，進行用於解決前述之問題II之相位調變圖案之計算。
此處，針對R、G、B等波長頻帶不同之複數種光，第二重現像區域可分別設定於任意之位置。 惟，於相位調變器4中，由於越為短波長，越難以彎曲光，故較理想為以越為短波長之光之第二重現像區域，像面方向上之位置設為越靠近相位調變器4之0次光之照射區域之位置時方式，進行各波長頻帶之光之第二重現像區域之設定。
圖30顯示R、G、B之每一波長頻帶之第二重現像區域之設定例。 此處，由於在本例中以圖28所示之區域Ar之設定為前提，故於圖中之第一重現像區域中，R光之0次光之照射區域為最右側，G光之0次光之照射區域為中央，B光之0次光之照射區域為最左側。
於圖30之例中，針對為最短波長之B光，自像面方向上之0次光照射區域至第二重現像區域之距離為最短。 又，於圖30之例中，針對G光，將第二重現像區域設定於第一重現像區域之上下2個部位，又，R光之第二重現像區域設定為倒コ字型。
如上述般，藉由越為短波長之光之第二重現像區域，像面方向上之位置設為越靠近相位調變器4之0次光之照射區域之位置，而針對短波長之光，即便不使第二重現像區域與相位調變器4於光軸方向大幅度分開，亦可將光完全捨棄至第二重現像區域。 因此，藉由光學系統之尺寸縮小化，可謀求裝置之小型化。
此外，於上述中針對第四實施形態，例示了為了進行像重現而入射至相位調變器4之「波長頻帶不同之複數種光」之例，例示了R光、G光、B光之3種光，但作為「波長頻帶不同之複數種光」，不限定於該等R光、G光、B光，亦可設為例如青色或洋紅等中間色之光。 進而，針對「波長頻帶不同之複數種光」之數目，亦不限定於3種，只要為至少2種以上即可。換言之，相位調變器4中之區域Ar之分割數不限定於3，只要為2以上即可。
又，於上述中以將相位調變器4中之區域Ar之分割設為均等分割成前提，但可為不均等分割。
又，於實現彩色圖像顯示時，亦可採用就波長頻帶不同之複數種光之每一者個別設置相位調變器4之構成。 該情形下，於各個相位調變器4中，考量採用針對對應之波長頻帶之入射光產生重現像，將該等重現像合成並藉由投射透鏡5投射的構成。
＜5.變化例＞ 以上，針對本技術之各種實施形態進行了說明，但作為本技術，不限定於上述所說明之具體例，可採用多種作為變化例之構成。 例如，如圖31所例示般，考量將第二重現像區域於像面方向上之不同之位置決定複數個。該情形下，控制相位調變器4之控制部使相位調變器4執行用於在各個第二重現像區域產生第二重現像Im2之空間光相位調變。 具體而言，於圖31之例中，將第二重現像區域設定於第一重現像區域之上側與下側之2個部位，將相位調變器4之相位調變區域分割成上側區域ArU與下側區域ArD之後，由上側區域ArU擔負向上側之第二重現像區域之捨棄光之照射，由下側區域ArD擔負向下側之第二重現像區域之捨棄光之照射。
此處，如圖32所示，於將第二重現像區域僅設定於1個部位之情形下，基於相位調變器4之繞射界限θ之兼顧，為了能夠將光完全捨棄至第二重現像區域，需要自相位調變器4至第二重現像區域在一定程度上確保光軸方向之距離。 針對於此，如圖31般，較如圖32般將光捨棄至一個第二重現像區域之情形，可更縮短自光軸方向上之相位調變器4至第二重現像區域之距離。 因此，藉由光學系統之尺寸縮小化，可謀求裝置之小型化。 又，藉由設為將光分別捨棄至複數個第二重現像區域之構成，而可避開打算抑制溫度上升之區域地捨棄光。進而，可謀求防止第二重現像之光照射至未塗裝成黑色之區域而產生雜散光。
又，針對遮光部7，於伴隨著光吸收之溫度上升成為問題之情形下，可如圖33所示，於遮光部7之背側(即與光入射面為相反)設置散熱器35。此外，散熱器35可與遮光部7為一體。
又，針對遮光部7，較理想為由熱膨脹率低之素材形成，及配置於遠離保持光學零件且要求位置精度之構件之位置等、設為如對於該構件之影響變小之配置。
又，針對第二重現像Im2，可相應於遮光部7之熱阻分佈而決定面內光量分佈。例如，考量設為如較熱阻高之部位，熱阻低之部位之光量更多之光量分佈。 藉此，謀求藉由熱膨脹量之均一化實現之光學系統變化之抑制。又，可謀求藉由廢熱效率提高實現之風扇等冷卻器件之節能化、殼體之小型化、構件之劣化抑制。
又，於截至目前為止之說明中，舉出了使用反射型之液晶面板作為相位調變器4之例，但亦可採用反射型液晶面板以外之器件作為相位調變器4。 例如，可採用透過型之液晶面板。又，不限定於液晶面板，亦可使用藉由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)形成之器件(例如，可就每一像素調整反射鏡面之高度而構成之器件)等、液晶面板以外之器件。
＜6.實施形態之總結＞ 如以上所說明般作為實施形態之圖像顯示裝置(同1、1A、1B、1C、1D)具備：發光部(同2、2D)，其發出光；相位調變器(同4)，其進行對於來自發光部之入射光之空間光相位調變；控制部(同6、6A、6B、6D)，其使相位調變器執行空間光相位調變，該空間光相位調變用於分別在第一重現像區域產生第一重現像、在像面方向上之位置與第一重現像區域不同之第二重現像區域產生第二重現像，作為藉由對於入射光之空間光相位調變而產生之重現像；投射透鏡(同5)，其投射第一重現像；及遮光部(同7)，其進行針對第二重現像之遮光，以不藉由投射透鏡投射第二重現像。 藉此，於將第一重現像作為投射圖像而顯示之情形下，針對不必要之光，可捨棄至第二重現像側。例如，於第一重現像之實際之總光量超過設為目標之總光量時，可藉由將超過該設為目標之總光量之份額之光捨棄至第二重現像側，而可適切地重現圖像之總光量，或藉由將要求超過繞射界限之彎曲量之光捨棄至第二重現像側，而謀求防止產生第一重現像中之混疊。 因此，於投射藉由空間光相位調變產生之重現像而進行圖像顯示之圖像顯示裝置中，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
又，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，控制部基於輸入圖像而計算第一重現像之目標總光量，使相位調變器執行用於將基於目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域的空間光相位調變。 藉此，可根據目標總光量之大小，使捨棄至第二重現像側之光量變化。 因此，針對顯示圖像，可適切地重現目標圖像之總光量，關於此點，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。 又，由於可以相位調變器單體實現總光量之調整，故無須為了進行總光量之調整而進行入射光之光源之發光量控制，或無須另行設置針對第一重現像進行空間光振幅調變之振幅調變器而進行第一重現像之總光量控制。 藉此，無須設置用於光源之發光量控制之構成或振幅調變器，謀求削減裝置構成零件，可謀求裝置之低成本化及小型化。
進而，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，控制部在不對於入射光進行藉由相位調變器進行之空間光相位調變時取得形成於第一重現像區域之光量分佈之總光量作為實際總光量，使相位調變器執行用於使作為目標總光量與實際總光量之差而計算出之差分光量份額之光照射至第二重現像區域的空間光相位調變。 藉此，於第一重現像之實際總光量超過目標總光量時，可將超過目標總光量之份額之光捨棄至第二重現像側。 因此，針對顯示圖像，可適切地重現目標圖像之總光量，關於此點，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
又，進一步，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，第一重現像之所有區域滿足相位調變器之最大繞射角限制(參照圖17、圖21、圖24)。 第一重現像之所有區域滿足最大繞射角條件，由於在以重現目標圖像之光量分佈之方式進行完空間光相位調變時，可將所有光完全彎曲至第一重現像區域內，故可謀求防止產生第一重現像中之混疊。因而，可無須為了防止混疊而執行用於將光捨棄至第二重現像側之處理。
又，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，第二重現像之所有區域滿足相位調變器之最大繞射角限制(參照圖19、21、24)。 第二重現像之所有區域滿足最大繞射角條件意指向第二重現像側捨棄光之量無限制。 因此，可藉由第一重現像重現全黑圖像(進行對於0次光之重疊之對策之情形)。
進而，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，第一重現像及第二重現像之所有區域滿足相位調變器之最大繞射角限制(參照圖21、圖24)。 藉此，可謀求防止產生第一重現像中之混疊，且可藉由第一重現像重現全黑圖像。
又，進一步，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，第一重現像之所有區域滿足根據較相位調變器之最大繞射角為小之角度而定之上限繞射角之限制(參照圖24)。 藉此，針對用於產生第一重現像之光，了謀求提高繞射效率，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
又，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，控制部基於輸入圖像而計算第一重現像之目標光量分佈，特定出在將目標光量分佈重現於第一重現像區域時無法將光完全彎曲至第一重現像區域內之相位調變器上之區域作為不能調變區域，使相位調變器執行用於將往向不能調變區域之入射光照射至第二重現像區域的空間光相位調變。 藉此，謀求防止產生第一重現像中之混疊。 因此，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
進而，於作為實施形態之圖像顯示裝置(同1C)中，向與相位調變器之0次光之光束不同之方向出射第一重現像之光束(參照圖25、圖26)。 藉此，謀求防止相位調變器之0次光重疊於第一重現像。 因此，可謀求提高第一重現像之對比度。又，可謀求提高輸入圖像之明亮度之重現性。
又，進一步，於作為實施形態之圖像顯示裝置(同1A、1B)中，第一重現像之一部分區域不滿足相位調變器之最大繞射角限制，控制部(同6A、6B)基於輸入圖像而計算第一重現像之目標總光量，於藉由相位調變器形成之第一重現像之最大總光量未達目標總光量時，進行使發光部之發光量增大之控制、或藉由針對第一重現像進行空間光振幅調變之振幅調變器(同20)使第一重現像之總光量增大之控制。 藉此，相應於預測到因第一重現像之一部分區域不滿足最大繞射角限制，第一重現像之最大總光量未達入射光量，而第一重現像之調變後總光量較目標總光量為暗之情形，可藉由發光部或振幅調變器之控制，使第一重現像之總光量增大。 因此，即便於第一重現像之一部分區域不滿足最大繞射角限制，第一重現像之最大總光量未達入射光量之情形下，針對顯示圖像亦可適切地重現目標圖像之總光量，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
又，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，控制部(同1A、1B)基於輸入圖像而計算第一重現像之目標總光量，進行使相位調變器執行用於將基於目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的控制，第二重現像之一部分區域不滿足相位調變器之最大繞射角限制，控制部在將往向相位調變器之入射光量設為Aq，將目標總光量設為Bq，將藉由相位調變器形成之第二重現像之最大總光量設為L2時，當「(Aq-Bq)＞L2」時，進行使發光部之發光量減少之控制、或藉由針對第一重現像進行空間光振幅調變之振幅調變器使第一重現像之總光量減少之控制。 藉此，對應於預測到因第二重現像之一部分區域不滿足最大繞射角限制而未完全捨棄用於設為目標總光量之光，第一重現像之調變後總光量較目標總光量為明亮之情形，可藉由發光部或振幅調變器之控制，使第一重現像之總光量減少。 因此，即便於因第二重現像之一部分區域不滿足最大繞射角限制而未完全捨棄用於設為目標總光量之光之情形下，針對顯示圖像亦可適切地重現目標圖像之總光量，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
進而，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，控制部基於輸入圖像而計算第一重現像之目標總光量，進行使相位調變器執行用於將基於目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的捨棄光控制，第一重現像之一部分區域不滿足相位調變器之最大繞射角限制，控制部輸入圖像之複數個訊框，於存在藉由相位調變器形成之第一重現像之最大總光量未達目標總光量之訊框時，針對較該訊框為過去之訊框，藉由捨棄光控制對照射至第二重現像區域之光之量向增大方向進行修正(參照圖23)。 藉此，於在第一重現像之一部分區域不滿足最大繞射角限制，第一重現像之最大總光量未達入射光量之情形下，在預讀之訊框中存在第一重現像之調變後總光量較目標總光量為暗之訊框(暗訊框)時，可以較該訊框為過去之訊框變暗之方式進行控制，使暗訊框之黑暗度變得不明顯。 因此，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
又，進一步，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，控制部基於輸入圖像而計算第一重現像之目標總光量，進行使相位調變器執行用於將基於目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的捨棄光控制，第二重現像之一部分區域不滿足相位調變器之最大繞射角限制，控制部在將往向相位調變器之入射光量設為Aq，將目標總光量設為Bq，將藉由相位調變器形成之第二重現像之最大總光量設為L2時，輸入圖像之複數個訊框，當存在「(Aq-Bq)＞L2」之訊框時，針對較該訊框為過去之訊框，藉由捨棄光控制對照射至第二重現像區域之光之量向減少方向進行修正。 藉此，於因第二重現像之一部分區域不滿足最大繞射角限制，而於預讀之訊框中存在第一重現像之調變後總光量較目標總光量為明亮之訊框(明亮訊框)時，可以較該訊框為過去之訊框變明亮之方式進行控制，使明亮訊框之明亮度變得不明顯。 因此，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。
又，於作為實施形態之圖像顯示裝置(同1D)中，構成為藉由對波長頻帶不同之複數種光進行空間光相位調變，而於同一第一重現像區域產生各波長頻帶之第一重現像，控制部(同6D)就每一波長頻帶，基於輸入圖像而計算第一重現像之目標總光量，就每一波長頻帶，進行執行用於將基於目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的控制。 藉此，於例如使用R、G、B等波長頻帶不同之複數種光進行彩色圖像之顯示之情形下，可就每一波長頻帶相應於目標總光量之大小使捨棄至第二重現像側之光量變化。 因此，針對藉由彩色圖像進行之顯示圖像，可適切地重現目標圖像之總光量，可謀求提高顯示圖像對於目標圖像之重現性。 又，針對顯示圖像，可謀求提高白平衡之重現性。
進而，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，就每一波長頻帶決定第二重現像區域，越為短波長之光之第二重現像區域，像面方向上之位置設為越靠近相位調變器之0次光之照射區域之位置(參照圖30)。 由於相位調變器中之繞射角依存於入射光之波長，故越為短波長之光，越難以彎曲。根據上述構成，針對短波長之光，即便不使第二重現像區域與相位調變器於光軸方向大幅度分開，亦可將光完全捨棄至第二重現像區域。 因此，藉由光學系統之尺寸縮小化，可謀求裝置之小型化。
又，進一步，於作為實施形態之圖像顯示裝置中，將第二重現像區域於像面方向上之不同之位置決定複數個，控制部使相位調變器執行用於在各個第二重現像區域產生第二重現像之空間光相位調變(參照圖31)。 藉由如上述般設為於像面方向上之複數個第二重現像區域分別產生第二重現像、亦即將光分別捨棄至複數個第二重現像區域的構成，而較將光捨棄至一個第二重現像區域之情形，可更縮短自光軸方向上之相位調變器至第二重現像區域之距離。 因此，藉由光學系統之尺寸縮小化，可謀求裝置之小型化。 又，藉由設為將光分別捨棄至複數個第二重現像區域之構成，而可避開企圖抑制溫度上升之區域地捨棄光。進而，可謀求防止第二重現像之光照射至未塗裝成黑色之區域而產生雜散光。
此外，本說明書所記載之效果終極而言僅為例示而非被限定者，且可具有其他效果。
＜7.本技術＞ 本技術亦可採用如以下之構成。 (1) 一種圖像顯示裝置，其包含： 發光部，其發出光； 相位調變器，其進行對於來自前述發光部之入射光之空間光相位調變； 控制部，其使前述相位調變器執行空間光相位調變，該空間光相位調變用於分別在第一重現像區域產生第一重現像、在像面方向上之位置與前述第一重現像區域不同之第二重現像區域產生第二重現像，作為藉由對於前述入射光之空間光相位調變產生之重現像； 投射透鏡，其投射前述第一重現像；及 遮光部，其進行針對前述第二重現像之遮光，以不藉由前述投射透鏡投射前述第二重現像。 (2) 如前述(1)之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，使相位調變器執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域的空間光相位調變。 (3) 如前述(2)之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 在不對前述入射光進行藉由前述相位調變器進行之空間光相位調變時取得形成於前述第一重現像區域之光量分佈之總光量作為實際總光量，使相位調變器執行用於將作為前述目標總光量與前述實際總光量之差而計算出之差分光量份額之光照射至第二重現像區域的空間光相位調變。 (4) 如前述(1)至(3)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述第一重現像之所有區域滿足前述相位調變器之最大繞射角限制。 (5) 如前述(1)至(3)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述第二重現像之所有區域滿足前述相位調變器之最大繞射角限制。 (6) 如前述(1)至(3)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述第一重現像及前述第二重現像之所有區域滿足前述相位調變器之最大繞射角限制。 (7) 如前述(1)至(3)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述第一重現像之所有區域滿足根據較前述相位調變器之最大繞射角為小之角度而定之上限繞射角之限制。 (8) 如前述(1)(2)(3)(5)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標光量分佈，特定出在將前述目標光量分佈重現於前述第一重現像區域時無法將光完全彎曲至前述第一重現像區域內之前述相位調變器上之區域作為不能調變區域，使前述相位調變器執行用於將往向前述不能調變區域之入射光照射至前述第二重現像區域的空間光相位調變。 (9) 如前述((1)至(8)中任一項之圖像顯示裝置，其中向與前述相位調變器之0次光之光束不同之方向出射前述第一重現像之光束。 (10) 如前述(1)(2)(3)(5)(8)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述第一重現像之一部分區域不滿足前述相位調變器之最大繞射角限制；且 前述控制部， 基於輸入圖像而計算第一重現像之目標總光量，於藉由前述相位調變器形成之前述第一重現像之最大總光量未達前述目標總光量時，進行使前述發光部之發光量增大之控制、或藉由針對前述第一重現像進行空間光振幅調變之振幅調變器使第一重現像之總光量增大之控制。 (11) 如前述(1)(2)(3)(4)(7)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，進行使相位調變器執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的控制；且 前述第二重現像之一部分區域不滿足前述相位調變器之最大繞射角限制； 前述控制部， 在將往向前述相位調變器之入射光量設為Aq，將前述目標總光量設為Bq，將藉由前述相位調變器形成之前述第二重現像之最大總光量設為L2時，當「(Aq-Bq)＞L2」時，進行使前述發光部之發光量減少之控制、或藉由針對前述第一重現像進行空間光振幅調變之振幅調變器使前述第一重現像之總光量減少之控制。 (12) 如前述(1)(2)(3)(5)(8)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，進行使相位調變器執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的捨棄光控制；且 前述第一重現像之一部分區域不滿足前述相位調變器之最大繞射角限制； 前述控制部， 輸入圖像之複數個訊框，於存在藉由前述相位調變器形成之前述第一重現像之最大總光量未達前述目標總光量之訊框時，針對較該訊框為過去之訊框，藉由前述捨棄光控制對照射至前述第二重現像區域之光之量向增大方向進行修正。 (13) 如前述(1)(2)(3)(4)(7)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，進行使相位調變器執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至第二重現像區域之空間光相位調變的捨棄光控制；且 前述第二重現像之一部分區域不滿足前述相位調變器之最大繞射角限制； 前述控制部， 在將往向前述相位調變器之入射光量設為Aq，將前述目標總光量設為Bq，將藉由前述相位調變器形成之前述第二重現像之最大總光量設為L2時，輸入圖像之複數個訊框，當存在「(Aq-Bq)＞L2」之訊框時，針對較該訊框為過去之訊框，藉由前述捨棄光控制對照射至前述第二重現像區域之光之量向減少方向進行修正。 (14) 如前述(1)至(13)中任一項之圖像顯示裝置，其構成為藉由對波長頻帶不同之複數種光進行空間光相位調變，而在同一第一重現像區域產生各波長頻帶之第一重現像；且 前述控制部， 就每一前述波長頻帶，基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，就每一前述波長頻帶，進行執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至前述第二重現像區域之空間光相位調變的控制。 (15) 如前述(14)之圖像顯示裝置，其中就每一前述波長頻帶決定前述第二重現像區域；且 越為短波長之光之前述第二重現像區域，前述像面方向上之位置設為越靠近前述相位調變器之0次光之照射區域之位置。 (16) 如前述(1)至(15)中任一項之圖像顯示裝置，其中前述第二重現像區域於前述像面方向上之不同之位置決定複數個；且 前述控制部， 使前述相位調變器執行用於在各個前述第二重現像區域產生前述第二重現像之空間光相位調變。
1,1A,1B,1C,1D:圖像顯示裝置 2,2D:發光部 2b,2g,2r:發光元件 3,31b,31g,31r:準直透鏡 4:相位調變器 5:投射透鏡 6,6A,6B,6D:控制部 7:遮光部 11,11A,11b,11g,11r:發光驅動部 12,12b,12g,12r:相位圖案計算部 13,13D:驅動信號產生部 14:調變器驅動部 15,15B:光量控制部 20:振幅調變器 21:調變器驅動部 32:第一二向分色反射鏡 33:第二二向分色反射鏡 34:反射鏡 35:散熱器 Ar,Ar1,Ar2,Ar3:區域 Aq:往向相位調變器之入射光量 ArD:下側區域 ArU:上側區域 B,G,R:光 Bq:第一重現像之目標總光量 Cq:第一重現像之調變後總光量 Dq:第二重現像之調變後總光量 Im:重現像 Im1:第一重現像 Im2:第二重現像 L1:第一重現像之最大總光量 L2:第二重現像之最大總光量 p:像素節距 P1,P2:期間 Sc:螢幕 Sp:重現面 λ:往向相位調變器之入射光之波長 θ:繞射界限 θS:角度
圖1係顯示作為第一實施形態之圖像顯示裝置之構成例之圖。 圖2A、B係針對藉由相位調變器實現之總光量之重現性之說明圖。 圖3係針對相位調變器之繞射界限之說明圖。 圖4係作為實施形態之相位調變方法之概要之說明圖。 圖5係用於說明作為第一實施形態之圖像顯示裝置具有之控制部之內部構成例之圖。 圖6係顯示用於實現作為實施形態之相位調變方法之處理步序例之流程圖。 圖7係顯示實施形態之不能重現區域之特定處理之一例之流程圖。 圖8A～C係針對圖7之說明之前提事項之說明圖。 圖9係顯示作為實施形態之不能重現區域之特定處理中之區域分割之例之圖。 圖10係顯示作為實施形態之不能重現區域之特定處理中之區域移動之例之圖。 圖11係基於容許光線移動距離之不能重現區域之特定方法之說明圖。 圖12係於第一重現像及第二重現像兩者中一部分區域不滿足相位調變器之最大繞射角限制之構成之說明圖。 圖13＜1＞～＜4＞係針對不能重現第一重現像之目標總光量之情況之說明圖。 圖14係用於說明作為第二實施形態之圖像顯示裝置具備之控制部之內部構成例之圖。 圖15係顯示作為第二實施形態之圖像顯示裝置具備之光量控制部執行之處理之例之流程圖。 圖16係顯示作為第二實施形態之變化例之圖像顯示裝置之構成例之圖。 圖17係第一重現像之所有區域滿足相位調變器之最大繞射角限制、但第二重現像之一部分區域不滿足相位調變器之最大繞射角限制之構成之說明圖。 圖18＜1＞～＜4＞係針對採用圖17之構成之情形之不能重現第一重現像之目標總光量之情況之說明圖。 圖19係第一重現像之一部分區域不滿足相位調變器之最大繞射角限制、第二重現像之所有區域滿足相位調變器之最大繞射角限制之構成之說明圖。 圖20＜1＞～＜4＞係針對採用圖19之構成之情形之不能重現第一重現像之目標總光量之情況之說明圖。 圖21係於第一重現像及第二重現像兩者中所有區域滿足相位調變器之最大繞射角限制之構成之說明圖。 圖22＜1＞～＜4＞係針對採用圖21之構成之情形之不能重現第一重現像之目標總光量之情況之說明圖。 圖23係顯示用於對訊框進行預讀，使不能重現目標總光量之訊框變得不明顯之處理之影像之圖。 圖24係重現像之所有區域滿足根據較相位調變器之最大繞射角為小之角度而定之上限繞射角之限制之構成之說明圖。 圖25係顯示作為第三實施形態之圖像顯示裝置之構成例之圖。 圖26係針對第三實施形態之0次光之照射方向之另一例之說明圖。 圖27係顯示作為第四實施形態之圖像顯示裝置之構成例之圖。 圖28係第四實施形態中之相位調變器之區域分割例之說明圖。 圖29係用於說明作為第四實施形態之圖像顯示裝置具備之控制部之內部構成例之圖。 圖30係顯示每一波長頻帶之第二重現像區域之設定例之圖。 圖31係將第二重現像區域於像面方向上之不同之位置決定複數個之例之說明圖。 圖32係將第二重現像區域僅設定於1個部位之情形之說明圖。 圖33係針對遮光部之變化例之說明圖。
1:圖像顯示裝置
2:發光部
3:準直透鏡
4:相位調變器
5:投射透鏡
6:控制部
7:遮光部
Im:重現像
Sc:螢幕
Sp:重現面

Claims (16)

  1. 一種圖像顯示裝置，其包含： 發光部，其發出光； 相位調變器，其進行對於來自前述發光部之入射光之空間光相位調變； 控制部，其使前述相位調變器執行空間光相位調變，該空間光相位調變用於分別在第一重現像區域產生第一重現像、在像面方向上之位置與前述第一重現像區域不同之第二重現像區域產生第二重現像，作為藉由對於前述入射光之空間光相位調變產生之重現像； 投射透鏡，其投射前述第一重現像；及 遮光部，其進行針對前述第二重現像之遮光，以不藉由前述投射透鏡投射前述第二重現像。
  2. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，使前述相位調變器執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至前述第二重現像區域的空間光相位調變。
  3. 如請求項2之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 在不對前述入射光進行藉由前述相位調變器進行之空間光相位調變時取得形成於前述第一重現像區域之光量分佈之總光量作為實際總光量，使前述相位調變器執行用於將作為前述目標總光量與前述實際總光量之差而計算出之差分光量份額之光照射至前述第二重現像區域的空間光相位調變。
  4. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述第一重現像之所有區域滿足前述相位調變器之最大繞射角限制。
  5. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述第二重現像之所有區域滿足前述相位調變器之最大繞射角限制。
  6. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述第一重現像及前述第二重現像之所有區域滿足前述相位調變器之最大繞射角限制。
  7. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述第一重現像之所有區域滿足根據較前述相位調變器之最大繞射角為小之角度而定之上限繞射角之限制。
  8. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標光量分佈，特定出在將前述目標光量分佈重現於前述第一重現像區域時無法將光完全彎曲至前述第一重現像區域內之前述相位調變器上之區域作為不能調變區域，使前述相位調變器執行用於將往向前述不能調變區域之入射光照射至前述第二重現像區域的空間光相位調變。
  9. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中向與前述相位調變器之0次光之光束不同之方向出射前述第一重現像之光束。
  10. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述第一重現像之一部分區域不滿足前述相位調變器之最大繞射角限制；且 前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，於藉由前述相位調變器形成之前述第一重現像之最大總光量未達前述目標總光量時，進行使前述發光部之發光量增大之控制、或藉由針對前述第一重現像進行空間光振幅調變之振幅調變器使前述第一重現像之總光量增大之控制。
  11. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，進行使前述相位調變器執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至前述第二重現像區域之空間光相位調變的控制；且 前述第二重現像之一部分區域不滿足前述相位調變器之最大繞射角限制； 前述控制部， 在將往向前述相位調變器之入射光量設為Aq，將前述目標總光量設為Bq，將藉由前述相位調變器形成之前述第二重現像之最大總光量設為L2時，當「(Aq-Bq)＞L2」時，進行使前述發光部之發光量減少之控制、或藉由針對前述第一重現像進行空間光振幅調變之振幅調變器使前述第一重現像之總光量減少之控制。
  12. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，進行使前述相位調變器執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至前述第二重現像區域之空間光相位調變的捨棄光控制；且 前述第一重現像之一部分區域不滿足前述相位調變器之最大繞射角限制； 前述控制部， 輸入圖像之複數個訊框，於存在藉由前述相位調變器形成之前述第一重現像之最大總光量未達前述目標總光量之訊框時，針對較該訊框為過去之訊框，藉由前述捨棄光控制對照射至前述第二重現像區域之光之量向增大方向進行修正。
  13. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述控制部， 基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，進行使前述相位調變器執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至前述第二重現像區域之空間光相位調變的捨棄光控制；且 前述第二重現像之一部分區域不滿足前述相位調變器之最大繞射角限制； 前述控制部， 在將往向前述相位調變器之入射光量設為Aq，將前述目標總光量設為Bq，將藉由前述相位調變器形成之前述第二重現像之最大總光量設為L2時，輸入圖像之複數個訊框，當存在「(Aq-Bq)＞L2」之訊框時，針對較該訊框為過去之訊框，藉由前述捨棄光控制對照射至前述第二重現像區域之光之量向減少方向進行修正。
  14. 如請求項1之圖像顯示裝置，其構成為藉由對波長頻帶不同之複數種光進行空間光相位調變，而在同一第一重現像區域產生各波長頻帶之第一重現像；且 前述控制部， 就每一前述波長頻帶，基於輸入圖像而計算前述第一重現像之目標總光量，就每一前述波長頻帶，進行執行用於將基於前述目標總光量而決定之光量份額之光照射至前述第二重現像區域之空間光相位調變的控制。
  15. 如請求項14之圖像顯示裝置，其中就每一前述波長頻帶決定前述第二重現像區域；且 越為短波長之光之前述第二重現像區域，前述像面方向上之位置設為越靠近前述相位調變器之0次光之照射區域之位置。
  16. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中前述第二重現像區域於前述像面方向上之不同之位置決定複數個；且 前述控制部， 使前述相位調變器執行用於在各個前述第二重現像區域產生前述第二重現像之空間光相位調變。
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