照明装置和显示设备制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明装置和显示设备
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。
技术介绍
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
技术实现思路
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示意性地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种照明装置，包括：/n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/n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/n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，/n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。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180831 JP 2018-1623091.一种照明装置，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：望月崇宏，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP