CN114072728A - 显示设备及投影*** - Google Patents

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CN114072728A CN202080048620.6A CN202080048620A CN114072728A CN 114072728 A CN114072728 A CN 114072728A CN 202080048620 A CN202080048620 A CN 202080048620A CN 114072728 A CN114072728 A CN 114072728A
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optical system
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light modulation
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西池昭仁
田尻真一郎
千叶淳弘
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Abstract

本公开内容的一种显示设备包括：第一光学***，所述第一光学***产生发光亮度可变的照明光；光调制单元，所述光调制单元透射来自所述第一光学***的所述照明光，并且所述光调制单元的透射率可变；第二光学***，所述第二光学***包括光调制元件并使用脉冲宽度调制技术光学地调制来自所述第一光学***的、已通过所述光调制单元的所述照明光；和控制单元，所述控制单元以任意组合控制来自所述第一光学***的所述照明光的发光亮度和所述光调制单元的透射率。

Description

显示设备及投影***
技术领域
本公开内容涉及一种显示设备及一种投影***。
背景技术
已经提出了投影机(投影***)，每个投影机都能容易地改变投射的图像的一部分外观(例如，参见专利文件1)。专利文献1(特别是第[0032]段)中描述到，可替代液晶面板而使用数字微镜装置(DMD)或类似装置。
微镜是具有开启状态/关闭状态的二值显示装置(光调制元件/光调制器)。在具有开启状态/关闭状态的二值显示装置(下文中可被称为“开/关二值显示装置”)的情况中，使用脉冲宽度调制(PWM)技术来控制颜色的亮度。此外，通过组合PWM技术与熟知的光调制技术，能够控制动态范围(亮度范围)而无需改变整体PWM的线性度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2015-176048号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
顺便提及，尽管为了实现人眼看起来自然的灰度表现，需要改变伽马特性，但在光调制元件是开/关二值显示装置的情况中，该装置不能单独实现伴随伽马校正的灰度表现。原则上，开/关二值显示装置的灰度显示值是来自2的幂值的离散值，由于这种物理限制特性，能被光学输出的灰度是光学线性的。然而，由于人的视亮度因数呈现非线性灰度，因此由上述影像***输出的物理线性灰度被人眼感知为非线性的不自然的灰度。为了使人感知自然的线性灰度，要求在光学装置侧实现非线性灰度表现(伽马特性/伽马曲线)，但二值光调制装置不能实现这种灰度表现。
本公开内容的目的是提供一种即使在光调制元件是开/关二值显示装置的情况中也能够实现影像***所需的非线性灰度表现(伽马特性/伽马曲线)的显示设备及使用上述显示设备的投影***。
解决技术问题的方案
用于实现上述目的的本公开内容的显示设备包括：
第一光学***，所述第一光学***产生照明光，所述照明光的发光亮度是可变的；
光调制单元，所述光调制单元透射来自所述第一光学***的所述照明光且所述光调制单元的透射率是可变的；
第二光学***，所述第二光学***包括光调制元件，且使用脉冲宽度调制技术调制来自所述第一光学***的、已经通过所述光调制单元的所述照明光；及
控制单元，所述控制单元以任意组合控制来自所述第一光学***的所述照明光的所述发光亮度和所述光调制单元的透射率。
此外，用于实现上述目的的本公开内容的投影***包括：
第一光学***，所述第一光学***产生照明光，所述照明光的发光亮度是可变的；
光调制单元，所述光调制单元透射来自所述第一光学***的所述照明光且所述光调制单元的透射率是可变的；
第二光学***，所述第二光学***包括光调制元件，且使用脉冲宽度调制技术光学地调制来自所述第一光学***的、已通过所述光调制单元的所述照明光；
投影光学***，所述投影光学***投射已通过所述第二光学***的光；及
控制单元，所述控制单元以任意组合控制来自所述第一光学***的所述照明光的所述发光亮度和所述光调制单元的透射率。
附图说明
图1是示出投影***的基本***构造的一个示例的***构造图。
图2是示出基于根据常规技术的驱动示例的PWM技术的照明序列和光调制单元的光圈的开口的组合关系的图。
图3是其中二值光调制装置和光调制技术单纯地线性连接的情况下的线性特性图。
图4是示出根据本公开内容实施方式的显示设备的基本构造的方块图。
图5是示出根据本公开内容的实施方式的显示装置的PAM技术+PWM技术的照明序列和光调制单元的光圈的开口的组合关系的一个示例的图。
图6是示出根据PAM技术+PWM技术的驱动结果的图。
图7是示出根据实施方式1的显示设备的构造的方块图。
图8A是示出根据实施方式2的固态光源的构造的概念图，且图8B是示出根据实施方式2的固态光源的光发射组合的图。
图9是示出根据实施方式2的4位灰度级的基本原理(单色)的位序列图。
图10A是示出根据实施方式3的固态光源的构造的概念图，且图10B是示出根据实施方式3的固态光源的光发射组合的图。
图11是示出根据实施方式3的4位灰度级的基本原理(单色)的位序列图。
图12是示出根据实施方式4的显示设备的构造的方块图。
图13是示出根据实施方式5的显示设备的构造的方块图。
图14是示出根据实施方式6的4位灰度级的基本原理(单色)的位序列图。
图15A是在关于所有位的发光时长彼此相同的情况下的电流-发光亮度的特性图，且图15B是在关于LSB的发光时长比关于其他位的发光时长短的情况下的电流-发光亮度的特性图。
图16是根据实施方式7的控制情况中的时序波形图。
图17是示出根据实施方式8的查找表的设计方法的示例的图。
图18是示出在影像源是电影的情况下的根据实施方式8的技术的驱动结果的图。
图19是示出在影像源是体育影像的情况下的根据实施方式8的技术的驱动结果的图。
图20是示出在影像源是动漫的情况下的根据实施方式8的技术的驱动结果的图。
图21是示出根据实施方式9的位序列的顺序的一个示例的图。
图22是示出根据实施方式10的MEMS镜式投影***的一个构造示例的***构造图。
图23是示出根据实施方式11的MEMS镜式投影***的一个构造示例的***构造图。
图24是示出根据实施方式12的MEMS镜式投影***的一个构造示例的***构造图。
图25是示出根据实施方式13的MEMS镜式投影***的一个构造示例的***构造图。
图26是示出根据实施方式14的MEMS镜式投影***的一个构造示例的***构造图。
图27是示出根据实施方式15的MEMS镜式投影***的一个构造示例的***构造图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述用于实施本公开内容的技术的方式(以下称为“实施方式”)。本公开内容的技术不限于这些实施方式，并且实施方式中的各种数值及类似特征仅是说明性的。在以下给出的描述中，相同部件或具有相同功能的部件由相同附图标记表示，并且将省略重复描述。应注意，将按以下顺序进行描述。
1.对本公开内容的显示设备和投影***的整体描述
2.投影***的概述
2-1.基本***构造示例
2-2.根据常规技术的驱动示例
3.根据每一实施方式的显示设备
3-1.实施方式1(其中使用半导体激光器作为固态光源，使用MEMS镜作为光调制元件的示例)
3-2.实施方式2(是固态光源的实现例1且是其中布置有发光亮度不同的多个固态光源的示例)
3-3.实施方式3(是固态光源的实现例2且是其中固态光源的发光亮度不同，固态光源的每个数量与每个所需亮度比一致的示例)
3-4.实施方式4(其中使用固态光源荧光体且通过在该固态光源荧光体的后级的可变光量调整滤波器调整光量的示例)
3-5.实施方式5(是实施方式4的变形例且是其中使用旋转圆形ND滤波器替代光控制元件的示例)
3-6.实施方式6(是显示设备的控制示例1且是其中缩短低灰度位的发光时间的示例)
3-7.实施方式7(是显示设备的控制示例2且是其中通过脉冲宽度调制控制每个灰度位的光源亮度的示例)
3-8.实施方式8(是显示设备的控制示例3且是其中根据影像源改变发光亮度和光圈的组合的示例)
3-9.实施方式9(是显示设备的控制示例4且是位序列的顺序的示例)
4.根据每个实施方式的投影***
4-1.实施方式10(是其中应用处理器执行同步控制的三板式示例)
4-2.实施方式11(是其中MEMS控制单元执行同步控制的三板式示例)
4-3.实施方式12(是其中应用处理器执行同步控制的单板式示例)
4-4.实施方式13(是其中MEMS控制单元执行同步控制的单板式示例)
4-5.实施方式14(是其中应用处理器执行同步控制的光源时分型示例)
4-6.实施方式15(是其中MEMS控制单元执行同步控制的光源时分型示例)
5.变形例
6.本公开内容可具有的构造
<对本公开内容的显示设备和投影***的整体描述>
在本公开内容的显示设备和投影***中，光调制元件可由具有开启状态/关闭状态的二值显示装置构成，且优选地，可由MEMS镜构成。
在包括上述优选构造的本公开内容的显示设备和投影***中，第一光学***的光源可由固态光源构成。可使用半导体激光器、发光二极管或有机发光二极管构造该固态光源。
此外，在包括上述优选构造的本公开内容的显示设备和投影***中，光调制单元可由可变光圈部构成。
此外，在包括上述优选构造的本公开内容的显示设备和投影***中，可通过以阵列的形式布置发光亮度不同的多个固态光源来构造第一光学***的光源，或通过将发光亮度不同的固态光源按照所需亮度比来布置不同的个数来构造第一光学***的光源。
此外，在包括上述优选构造的本公开内容的显示设备和投影***中，第一光学***可由荧光体和可变光量调节滤光片的组合来构造。可使用ND滤光片作为可变光量调节滤光片。
此外，在包括上述优选构造的本公开内容的显示设备和投影***中，光调制单元可由其中在圆周方向上布置透射率不同的多个ND滤光片的可旋转的旋转圆形ND滤光片来构造。
此外，在包括上述优选构造的本公开内容的显示设备和投影***中，控制单元可被构造为使最低有效位或包括最低有效位的低灰度位的发光时间比其他位的发光时间短。或者，控制单元可被构造为通过脉冲宽度调制来控制每个灰度位的光源亮度。
此外，在包括上述优选构造的本公开内容的显示设备和投影***中，控制单元可被构造为根据影像源改变固态光源的发光亮度和可变光圈部的光圈的组合。对于影像源，可例举体育影像、各种节目、动漫或电影。
此外，在包括上述优选构造的本公开内容的显示设备和投影***中，控制单元可被构造为在以第一帧和第二帧为一组的顺序中，使第一帧的位排列和第二帧的位排列相对于帧之间的边界彼此相反。
<投影***的概述>
本公开内容的显示设备可用作为投影***(投影机/投影式显示设备)。这里，将描述MEMS镜式投影***的概述，本公开内容的显示设备被应用于该MEMS镜式投影***，其中使用应用例如微机电***(MEMS)技术的电磁驱动式镜(所谓的MEMS镜)作为光调制元件。每个MEMS镜是开/关二值显示装置(反射式光调制元件/光调制器)。
[基本***构造示例]
图1是示出投影***的基本***构造的一个示例的***构造图。这里，将描述使用单个显示面板(即单板)的***构造。
如图1所示，根据本实施方式的投影***10包括R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的固态光源11R、11G和11B。从R、G和B的固态光源11R、11G和11B射出的光穿过透镜12R、12G和12B，之后经由二向色镜13和14及透镜15进入棒状积分器16。
通过棒状积分器16被均一化的光通过透镜17、镜18和全反射棱镜19，并被发射到显示面板20。全反射棱镜19由两个三角棱镜的组合构成。通过以二维矩阵的形式(矩阵形式)布置像素来构造显示面板20，并且为每个像素设置每个作为开/关二值显示装置的MEMS镜。
通过显示控制单元22执行显示面板20的固态光源11R、11G和11B的控制。显示控制单元22具有接收单元221、信号处理单元222、中央处理单元(CPU)223、光源控制单元224和显示面板控制单元225。
在具有上述构造的显示控制单元22中，当使用由单板构成的显示面板20时，在由CPU 223执行的控制下，光源控制单元224在时间上控制各种颜色的光源(即R、G和B的固态光源11R、11G和11B)的光发射。在由CPU223执行的控制下，信号处理单元222对由接收单元221从外部输入的影像信号进行预定信号处理，并将影像数据供应到显示面板控制单元225。
在由显示面板控制单元225执行的控制下，显示面板20的各个像素以与R、G和B的固态光源11R、11G和11B同步的方式转变为预定状态。接着，显示面板20的处于明亮状态(开启状态)的像素经由全反射棱镜19和投影透镜21而被投射到屏幕30。
[根据常规技术的驱动示例]
在具有上述构造的MEMS镜式投影***10中，由于为每个像素设置的每个MEMS镜都是开/关二值显示装置，因此基本上使用脉冲宽度调制(PWM)技术来控制投影***10中的颜色的亮度。此外，通过将PWM技术与熟知的光调制技术组合，可控制动态范围(亮度范围)而无需改变整体PWM的线性度。
这里，作为一个示例，将描述使用四位操作(即四种时长)来表达16个灰度的情况下的操作。以四值的时间段的组合依次发射总共16种位序列(≈16值)的光量的光。这是所谓的PWM，并且每种发光量具有24级的线性度。在与PWM的组合中，使用被称为虹膜的光调制单元。光调制单元透射来自光源的照明光，并且能根据场景或模式来调整照明光的透射率。通过PWM技术和光调制技术的组合，能够在保持整体PWM的线性度的情况下改变动态范围(亮度范围)。
图2示出利用根据常规技术的驱动示例的PWM技术的光调制单元的光圈的开口和照明序列的组合关系。此外，图3示出其中二值光调制元件和光调制技术单纯地线性连接的情况下的线性特性(序列数-灰度级(亮度、相对值)的关系)。在图3中，分别地，标记“●”表示当光圈的开口最大时获得的结果；标记“×”表示当光圈的开口相对较大时获得的结果；标记“△”表示当光圈的开口相对中等时获得的结果；且标记“□”表示当光圈的开口相对较小时获得的结果。
如从图3可见，尽管可以说在由PWM技术和光调制技术的组合构成的根据常规技术的驱动示例中可光学地控制输出光的动态范围，但它们中的每一个均是物理线性的。换句话说，在MEMS镜式投影***中，由于装置(光调制元件)的特性，可被光学输出的灰度是物理线性的。然而，由于人的视亮度因数是非线性的，故上述影像***输出的物理线性的灰度会被人眼感知为非线性的不自然的灰度。尽管为了使人感知自然的线性灰度，要求在光学装置侧实现非线性灰度表现(伽马特性/伽马曲线)。如图3所示，即使通过单纯线性连接二值光调制元件和光调制技术，也不能实现非线性灰度表现。
<根据实施方式的显示设备>
因此，在本公开内容的实施方式中，即使在光调制元件是开/关二值显示装置(例如各个MEMS镜)的情况下，也可实现影像***所需的非线性灰度表现(伽马特性/伽马曲线)。图4示出根据本公开内容实施方式的每个显示设备的基本构造的方块图。根据本实施方式的显示设备40包括：产生发光亮度(光强度)可变的照明光的第一光学***50；可变透射率的光调制单元60；包括光调制元件的第二光学***70；和控制上述构件的控制单元80。
第一光学***50具有固态光源51和亮度控制单元52，亮度控制单元52控制固态光源51的发光亮度并通过使用脉冲幅度调制(PAM)技术产生n级照明光，n级照明光的发光亮度(光强度)彼此不同。亮度控制单元52基于从控制单元80给出的指令值控制由第一光学***50产生的照明光的发光亮度(PAM技术)。
光调制单元60具有透射来自固态光源51的照明光并具有可变透射率的光控制元件61和控制光控制元件61的透射率的透射率控制单元62。透射率控制单元62基于从控制单元80给出的指令值控制光控制元件61的透射率，由此以两级或更高级的透射率来调制光。
第二光学***70具有诸如MEMS镜的光调制元件71和控制光调制元件71的调制控制单元72，调制控制单元72通过使用脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)技术光学地调制来自第一光学***50的、已通过光调制单元60的照明光。可使用开/关二值显示装置(反射式光调制元件)(其例如是MEMS镜)作为光调制元件71。调制控制单元72基于从控制单元80给出的指令值调制光，由此控制颜色的亮度(PWM技术)。
控制单元80与n位PWM的位平面同步地以任意组合同步地控制从第一光学***(PAM)50的固态光源51发射的照明光的发光亮度(光强度)和光调制单元60的光控制元件61的透射率。在该控制单元80的控制下，即使在光调制元件是开/关二值显示装置(例如MEMS镜)的情况下，也能够实现影像***所需的非线性灰度表现。
将描述根据本实施方式的具有上述构造的显示设备40的操作。这里，为了简便，将描述其中使用4位操作(即四种时长)表达16种灰度的情况。在本原理中，可扩展到n位。
在亮度控制单元52的控制下，当从固态光源51发射的4值PAM光(其中时间是恒定的且具有四种发光亮度)在PWM操作下经由光控制元件61照射到光调制元件71时，如图5所示，产生总共16位序列(≈16个值)的照明序列。光控制元件61例如分别与序列1至7、8至12、12至15、和16同步地提供透射率。结果，如图6所示，能够实现24级的非线性灰度序列。
如上所述，根据本实施方式的显示设备40包括使用PAM技术的第一光学***50和使用PWM技术的第二光学***，且被构造为以任意组合同步地控制来自第一光学***50的照明光的发光亮度和光调制单元60的透射率。这样，通过采用根据本实施方式的显示设备40，能够获得以下描述的作用和效果。
·即使在光调制元件71是开/关二值显示装置的情况中，也能够实现影像***所需的非线性灰度表现。
·由于可以增加黑色区域中的亮度灰度分配，因此即使在光调制元件71是开/关二值显示装置的情况中，根据人眼在暗部分中的分辨率较高的方面，也能实现强调暗部分的灰度的影像显示。
·与通常用于在二值装置中以虚拟方式增加暗区域中的灰度数的时间轴分散或区域分散处理相比，能实现不具有大噪声的中间灰度显示。
·能够同时实现诸如开/关二值式装置等的数字受控的光调制装置(例如MEMS镜装置)优良的动态范围及使用液晶(诸如硅上液晶(LCOS)的液晶和高温多晶硅(HTPS))的模拟受控的装置的优良的灰度表现。
·由于与具有等长位的PWM序列有利地兼容，因此减少了控制机械部件的时间并能实现成本降低/尺寸缩小。
以下，将描述用于实现非线性灰度表现的根据本实施方式的显示设备的实施方式。
[实施方式1]
实施方式1是使用例如半导体激光器(LD)作为固态光源51以及使用例如可变光圈部(虹膜)作为光控制元件61的示例。除了半导体激光器(LD)，可使用其他固态光源，诸如发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)作为固态光源51。
图7是示出根据实施方式1的显示设备40A的构造的方块图。根据实施方式1的显示设备40A具有以下构造：使用半导体激光器作为固态光源51，使用MEMS镜作为光调制元件71，且在可变光圈部63的后级包括有棒状积分器64。从作为固态光源51的半导体激光器发射的光通过可变光圈部63而进入棒状积分器64。棒状积分器64使来自固态光源51的光均一化并用均一化光照射作为光调制元件71的MEMS镜。
基于事先储存在查找表81中的数据，控制单元80分别对亮度控制单元52提供指令值以确定固态光源51的发光亮度，对透射率控制单元62提供指令值以确定可变光圈部63的光圈孔径(透射率)，及对调制控制单元72提供指令值以对光调制元件71进行PWM-控制。
同样地，在其中使用诸如半导体激光器、发光二极管和有机发光二极管的固态光源作为固态光源51，且使用例如可变光圈部(虹膜)作为光控制元件61的根据实施方式1的显示设备40A中，能够获得与图4所示的根据本公开内容的实施方式的显示设备40所获得的作用和效果类似的作用和效果。
[实施方式2]
实施方式2是固态光源(第一光学***50的光源)的实现例1，且是以矩阵形式布置发光亮度不同的多个固态光源的示例。根据实施方式2的固态光源51的构造的概略图示于图8A。
这里，示出了其中以矩阵形式布置发光亮度不同的四种固态光源(每种固态光源四个)，总共16个固态光源的情况的示例。应注意，每个示例性数字(为四)仅是一个示例且示例性总数(为16)仅是一个示例，本公开内容的技术不限于此，从易于控制光学平均值的观点以及降低制造成本的观点看，将模块设计成每个数字是三或更大具有实际优点。通过组合位序列和光亮度发射，可产生灰度。原则上，如图8B的上半部分所示，使以矩阵形式布置的总共16个固态光源以行为单位并以预定组合依次发光，由此允许产生16个灰度。
在实践中，如图8B的下半部分所示，使处于中间的四个固态光源发射光，接着使最外侧的四个固态光源发射光，使在外侧上各处于45度旋转位移位置的四个固态光源发射光，……，用上述方式，使每四个固态光源以点对称布置的方式发射光，从而允许产生16个灰度。在后者情况中，通过将固态光源布置为外侧发光亮度较大，能够获得可减小排热路线的热阻的效果。此外，将固态光源布置成使发光亮度较大的固态光源彼此分开，具有防止因热密度而导致装置特性偏移及防止劣化加速的效果。同时，在任一情况中，上述元件对固态光源的冷却设计是有益的，且能够获得特性稳定、缩小冷却装置尺寸、缩小与其结合的套件的尺寸及降低冷却构件的成本的实际优点。
各个固态光源可以是半导体激光器、发光二极管或有机发光二极管，或者可以是其他固态光源。在图9中，示出根据实施方式2的4位灰度级的基本原理(单色)的位序列图。应注意，尽管此处例示4位PWM的构造，但可用相同原理扩展为8位PWM、10位PWM等。
作为实现发光亮度彼此不同的四种固态光源的手段，可使用特性(发光亮度)彼此不同的四种产品来实现该手段，这四种产品是互不相同的产品，或者可使用一种产品并执行四种电流控制来实现该手段。在前种实现手段的情况中，由于仅需使用恒定的电流值使发光亮度彼此不同的四种固态光源的每一者发光，因此可使亮度控制单元52更加便宜。
[实施方式3]
实施方式3是固态光源(第一光学***50的光源)的实现例2，且是其中分别以对对应于所需亮度比的数量布置发光亮度彼此相等的固态光源的示例。根据实施方式3的固态光源51的构造的概略图示于图10A，根据实施方式3的固态光源的光发射组合示于图10B。
这里，在其中布置发光亮度彼此相等的固态光源的一组光源情况中，例示了依据各个所需亮度比的所布置的固态光源的各个数量。特定地，布置发光亮度彼此相等或互相相等的固态光源，且所布置的固态光源的总数量是15，该数量是由使一加倍后(两个固态光源)获得的数、使所获得的加倍数再加倍获得的数(四个固态光源)、和使加倍获得的加倍数再加倍获得的数(八个固态光源)获得的。通过采用由固态光源的这些组合执行的光发射，可提供加倍的发光亮度、加倍的发光亮度再加倍的发光亮度、及加倍的发光亮度的在加倍发光亮度的又一次加倍的发光亮度。以此方式，通过组合位序列和光亮度发射，能够产生灰度。
各固态光源可以是半导体激光器、发光二极管或有机发光二极管，或者可以是其他固态光源。在图11中，示出根据实施方式3的4位灰度级的基本原理(单色)的位序列图。应注意，尽管这里例示了4位PWM的构造，但可用相同原理扩展到8位PWM、10位PWM等。
根据实施方式3，与实施方式2的以矩阵形式布置的发光亮度不同的固态光源相比，可以更少的固态光源的累积数量实现第一光学***50的光源。此外，由于通过使构件规格统一，***格可降低，因此可比实施方式2的情况更便宜地制造第一光学***50的光源。另外，由于每个固态光源的发光亮度都是一种且还可使装置具有相同规格，因此易于执行寿命设计，并且能够实现在封装过程中简化安装过程/降低成本。此外，如图10B所示，由于可以分散地布置发射光的固态光源，因此可获得热密度设计的稳健性。
[实施方式4]
实施方式4是其中使用例如荧光体作为固态光源51且通过位于荧光体的后级的可变光量调节滤光片执行光量调整的示例。除了荧光体，可使用诸如量子点(quantum dot,QD)的其他固态光源作为固态光源51。
图12是示出根据实施方式4的显示设备40B的构造的方块图。在根据实施方式4的显示设备40B的构造中，使用荧光体作为固态光源51，并且在固态光源51的后一级，仅能调整光量而不对显色施加任何影响的中性密度(neutral density,ND)滤光片53作为可变光量调节滤光片。
在根据实施方式4的显示设备40B中，基于从控制单元80给出的指令值，亮度控制单元52控制ND滤光片53的透射率，由此控制从第一光学***50发射的照明光的发光亮度。
同样地，通过采用其中使用荧光体或QD作为固态光源51的根据实施方式4的显示设备40B，能够获得与图4所示的根据本公开内容的实施方式的显示设备40的情况所获得的作用和效果类似的作用和效果。另外，与其中使用半导体激光器、发光二极管或有机发光二极管的实施方式1的情况相比，使用荧光体或QD作为固态光源51具有使第一光学***50的光源的成本更低的优点。
[实施方式5]
实施方式5是实施方式4的变形例且是其中使用旋转圆形ND滤光片65替代可变光圈部63的示例。
图13是示出根据实施方式5的显示设备40C的构造的方块图。在根据实施方式5的显示设备40C的构造中，使用旋转圆形ND滤光片65替代可变光圈部63。旋转圆形ND滤光片65包括透射率彼此不同的多个ND滤光片，在本实施方式中，膜形式的ND滤光片65_1、65_2、65_3和65_4的透射率例如是100％、70％、30％和10％，ND滤光片65_1、65_2、65_3和65_4的布置关系是在圆周方向上彼此位移90度，且旋转圆形ND滤光片65被构造为可以旋转轴为中心旋转。
旋转圆形ND滤光片65被旋转角控制单元66旋转地驱动。可例如使用步进马达作为旋转角控制单元66。在步进马达的驱动下，旋转圆形ND滤光片65一帧旋转一次，由此可在一个周期的位序列中提供四种透射率(100％、70％、30％和10％)。由步进马达进行的控制可以是恒速控制或者可以是基于受控的离散速度值进行的控制。
通过采用根据实施方式5的显示设备40C，由于旋转圆形ND滤光片65的机制比可变光圈部(虹膜)63的机制简单，因此可实现延长显示设备40C的寿命/降低显示设备40C的成本。由于关于旋转角控制单元66仅进行步进马达的PWM控制，因此旋转角控制单元66可做得极其低廉，并且此外，能够提供高准确性的透射率控制。另外，能够提供具有较少数量的驱动部件且安静度高的光调制单元。
[实施方式6]
实施方式6是显示设备的控制示例1且是其中最低有效位(least significantbit,LSB)或包括LSB的低灰度位的发光时间比其他位的发光时间短的位序列示例。
图14是根据实施方式6的4位灰度级的基本原理(单色)的位序列图。在实施方式2中，如图9所示，所有位的发光时长被设定为彼此相同。与此相对，在实施方式6中，在控制单元80的控制下，使LSB(或包括LSB的数个低灰度位)的发光时间比其他位的发光时间更短。特定地，LSB(或包括LSB的数个低灰度位)的发光时间被例如设定为其他位的发光时间t的一半t/2。
在根据实施方式1的显示设备40A中，关于作为固态光源51的半导体激光器(LD)的电流控制，考虑到确保光量的动态性，优选使用完全到达阈值的电流。然而，在低电流区域，即在低阈值附近，由于固态光源51的产品差异、固态光源51的产品的使用时间变化及类似情况，难以确保发光亮度的稳定性。
因此，在实施方式6中，在控制单元80的控制下，如图14所示，使LSB(“零”位)的发光时间的长度(t/2)比其他位的发光时间的长度(t)短。多个位的发光时长彼此相同的情况的电流-发光亮度特性图示于图15A，使LSB的发光时间的长度比其他位的发光时间的长度短的情况的电流-发光亮度特性图示于图15B。尽管“零”位和“一”位的光发射由相同电流值控制，但由于“零”位的发光时长是其他位的发光时长的一半，因此可获得双倍的亮度。
如以上所述，在实施方式6中采用的控制方法中，使根据实施方式1的显示设备40A中LSB(或包括LSB数个低灰度位)的发光时长比其他位的发光时长短。通过采用根据实施方式6的控制方法，可提升固态光源51相对于阈值的稳健性，能够实现固态光源51的光发射准确性的增强及其寿命的延长。
[实施方式7]
实施方式7是显示设备的控制示例2，且是其中通过脉冲宽度调制(PWM)控制每个灰度位的光源亮度的示例。
图16是在根据实施方式7的控制情况下的时序波形图。在电流控制的情况下，由于电流和亮度不是互成比例的，因此难以通过绝对值调整亮度。与此相对，在实施方式7中，在控制单元80的控制下，由PWM控制每个灰度位的光源亮度。通过这种控制，可从0％至100％线性地控制固态光源51的亮度，并且即使当发生固态光源51的老化劣化时，也能保持灰度特性。另外，虽然在电流控制的情况中波长随电流值而变化，而在PWM控制的情况中色调不随亮度变化。
[实施方式8]
实施方式8是显示设备的控制示例3，且是其中发光亮度和光圈孔径的组合依据影像源而改变的示例。
在例如体育影像、各种演出、动漫和电影的影像源当中，亮度分布存在差异。例如，与体育影像相比，在电影中有许多暗场景。由于MEMS镜式投影***是数字的离散影像***，因此原则上不能以1:1显示所有的亮度分布。
因此，在实施方式8中，例如，在根据实施方式1的显示设备40A中，为了在控制单元80的控制下根据影像源改变固态光源51的发光亮度和可变光圈部(虹膜)63的光圈孔径的组合，由查找表81提供对应于多个伽马特性(伽马曲线)的控制序列。
根据实施方式8的查找表的设计方法的示例示于图17。在图17中，示出了位平面与光源亮度的联系，位平面与可变光圈部63的开口种类的联系，以及开口种类与可变光圈部63的开口直径的联系。
如上所述，在根据实施方式8的技术中，在控制单元80的控制下，发光亮度和光圈孔径的组合根据影像源而变化。根据实施方式8的技术中针对各个影像源的驱动结果示于图18、图19和图20中。图18示出在影像源是电影的情况下根据实施方式8的技术的驱动结果，图19示出在影像源是体育影像的情况下根据实施方式8的技术的驱动结果，图20示出在影像源是动漫的情况下根据实施方式8的技术的驱动结果。
特定地，通过采用根据实施方式8的技术，能够获得以下描述的作用和效果。
·例如，由于在电影中，通常需要较接近黑色的灰度，因此可通过本技术加权黑色部分的灰度的分辨率。
·例如，由于在体育影像中，通常需要中间区域的灰度，因此可通过本技术加权中间灰度的分辨率。
·例如，由于在动漫或综艺节目中，通常需要白色区域的灰度，因此可通过本技术加权白色灰度的分辨率。
·在任何影像源中，均可校正屏幕内的亮度动态范围并可选地选择灰度表现。例如，在其中电影或室内影像的白色区域或户外运动的黑色区域被省略的动态范围中，一种或多种灰度被加权，由此允许提高图像质量。
[实施方式9]
实施方式9是显示设备的控制示例，且是位序列的顺序的示例。虽然在基本原理中位平面的显示顺序从最暗部分(LSB)向最亮部分(MSB)变化，但在此情况中，在帧之间的边界(接合处)产生较大的亮度差。可能存在其中帧之间的边界中的该亮度差被人眼视觉识别为闪烁的情况。
根据实施方式9的位序列的顺序的一个示例示于图21中。根据实施方式9的位序列是由第一帧(A帧)和第二帧(B帧)作为一组构成的序列，且在控制单元80的控制下，使A帧的位排列和B帧的位排列相对于帧之间的边界彼此颠倒。更特定地，对于位平面的显示顺序而言，A帧中的顺序是LSB＝>MSB，而B帧中的顺序是MSB＝>LSB。
在根据实施方式9的位序列的上述顺序中，由于可减小光源的光量的改变量的最大值，也就是说，可将帧之间的边界(接合处)的亮度差减为很小，从而能够防止由上述亮度差导致的闪烁。此外，由于在可变光圈部63的开口控制中可减小致动器的移动量的最大值，因此能够增强开口控制的准确性，并且能够实现电力节省以及可变光圈部63的尺寸缩小。
<根据各实施方式的投影***>
应用了根据实施方式1至实施方式9的每一实施方式的技术的显示设备(即根据本公开内容的实施方式的每一实施方式的显示设备)可用于MEMS镜式投影***。下面，根据本公开内容的实施方式的MEMS镜式投影***的特定实施方式将被描述为实施方式10至实施方式15。
同时，在根据以下描述的实施方式10至实施方式15的任意实施方式的MEMS镜式投影***中，通过使用应用了根据实施方式1至实施方式9的每一实施方式的技术的显示设备，能够获得以下描述的作用和效果。换句话说，即使在光调制元件是开/关二值显示装置时，也能实现非线性灰度表现，且出于人眼在暗部分中分辨率较高的方面，能够实现强调暗部分的灰度的影像显示。此外，与通常用于在二值装置中以虚拟方式增加暗区域中的灰度数的时间轴分散处理相比或与区域分散处理相比，能实现不具有大噪声的中间灰度显示。此外，能够同时实现作为开/关二值式装置(例如MEMS镜装置)的数字受控光调制元件的优良的动态范围和使用液晶(例如硅上液晶(LCOS)和高温多晶硅(HTPS))的模拟受控的装置的优良的灰度表现。此外，由于与具有等长位的PWM序列有利地兼容，因此减少了控制机械部件的时间并能实现成本降低/尺寸缩小。
[实施方式10]
实施方式10是三板式MEMS镜式投影***的示例，且是其中应用处理器执行同步控制的示例。根据实施方式10的MEMS镜式投影***的构造的一个示例示于图22中。
如图22所示，根据实施方式10的MEMS镜式投影***100A是三板式投影***(投影式显示设备)，其包括R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的光调制面板101R、101G和101B。在光调制面板101R、101G和101B的每一者上，以矩阵形式二维地布置多个MEMS镜，每个MEMS镜是开/关二值显示装置。
根据实施方式10的MEMS镜式投影***100A进一步包括R、G和B的照明光学***102R、102G和102B，这些照明光学***对应于光调制面板101R、101G和101B。针对光调制面板101R、101G和101B的每一个，通过MEMS控制单元103A执行每个MEMS镜的开/关控制。针对照明光学***102R、102G和102B的每一个，通过照明控制单元104执行固态光源的发光亮度的控制。
外部输入的图像数据经由接收单元105(其相当于接口)提供到应用处理器106。应用处理器106执行各种图像处理，诸如伽马校正。
已通过应用处理器106的图像数据在MEMS控制单元103A中转换成位平面格式。伴随MEMS控制单元103A和应用处理器106分别附带有存储器107和存储器108。
由应用处理器106负责从MEMS控制单元103A将位平面数据传输至光调制面板101R、101G和101B，并且根据预定的PWM序列传送位平面数据。此时，应用处理器106向照明控制单元104传输对应于位平面的亮度水平的控制数据。
与在R、G和B的光调制面板101R、101G和101B上显示位平面图像的PWM序列同步，照明控制单元104控制R、G和B的照明光学***102R、102G和102B。被R、G和B的照明光学***102R、102G和102B照射的R、G和B的光调制面板101R、101G和101B的MEMS镜根据位平面执行开/关操作。其中MEMS镜处于开启状态的像素的RGB光通过组合器109和投影光学***110而投射(入射)到屏幕(未绘示)等上。
在根据实施方式10的具有上述构造的三板式MEMS镜式投影***100A中，其与图4中所示的根据本公开内容实施方式的显示设备40的对应关系是：R、G和B的照明光学***102R、102G和102B和照明控制单元104对应于使用PAM技术产生发光亮度(光强度)可变的照明光的第一光学***50。应注意，在照明光学***102R、102G和102B的每一个的输出级部分中包括透射率可变的光调制单元60。另外，R、G和B的光调制面板101R、101G和101B和MEMS控制单元103A对应于使用PWM技术调制来自照明光学***102R、102G和102B的照明光的第二光学***70。
接着，在根据实施方式10的三板式MEMS镜式投影***100A中，应用处理器106对应于图4中的控制单元80，且由应用处理器106执行第一光学***50和第二光学***70的同步控制。
[实施方式11]
实施方式11是三板式MEMS镜式投影***的示例，且是其中MEMS控制单元执行同步控制的示例。根据实施方式11的MEMS镜式投影***的构造的一个示例示于图23中。
根据实施方式11的三板式MEMS镜式投影***100B的基本***构造与根据实施方式10的三板式MEMS镜式投影***100A的基本***构造相同。然而，根据实施方式11的三板式MEMS镜式投影***100B与根据实施方式10的三板式MEMS镜式投影***100A的不同之处在于，在根据实施方式10的三板式MEMS镜式投影***100A中，应用处理器106执行第一光学***50和第二光学***70的同步控制，而在根据实施方式11的三板式MEMS镜式投影***100B中，控制单元103B执行其同步控制。
在根据实施方式11的三板式MEMS镜式投影***100B中，外部输入的图像数据经由接收单元105供应到应用处理器106，且经历各种图像处理，诸如伽马校正。已通过应用处理器106的图像数据在控制单元103B中被转换为位平面格式(或PWM)。
由控制单元103B内部负责从控制单元103B将位平面数据传输至光调制面板101R、101G和101B，且根据预定序列传输位平面数据。此时，控制单元103B向照明控制单元104传输对应于位平面的亮度水平的控制数据。
与在R、G和B的光调制面板101R、101G和101B上显示位平面图像的PWM序列同步，照明控制单元104控制R、G和B的照明光学***102R、102G和102B。被R、G和B的照明光学***102R、102G和102B照射的R、G和B的光调制面板101R、101G和101B的MEMS镜根据位平面执行开/关操作。接着，MEMS镜处于开启状态的像素的RGB光通过组合器109和投影光学***110而被投射(入射)到屏幕(未绘示)等上。
如以上所述，在根据实施方式11的三板式MEMS镜式投影***100B中，控制单元103B对应于图4中的控制单元80，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由控制单元103B执行。
[实施方式12]
实施方式12是单板式MEMS镜式投影***的示例，且是应用处理器执行同步控制的示例。根据实施方式12的MEMS镜式投影***的构造的一个示例示于图24中。
如图24所示，根据实施方式12的MEMS镜式投影***100C是单板式投影***(投影式显示设备)，其中为R、G和B的照明光学***102R、102G和102B共用地设置光调制面板101作为第二光学***70。在光调制面板101中，以矩阵形式二维地布置多个MEMS镜，每个MEMS镜是开/关二值显示装置。
在根据实施方式12的三板式MEMS镜式投影***100C中，外部输入的图像数据经由接收单元105而被供应到应用处理器106，且经历各种图像处理，诸如伽马校正。已通过应用处理器106的图像数据在MEMS控制单元103A中被转换成位平面格式(或PWM)。
由应用处理器106负责从MEMS控制单元103A将位平面数据传输至光调制面板101，且根据预定PWM序列传输位平面数据。此时，应用处理器106向照明控制单元104传输对应于位平面的照明水平的控制数据。
与在光调制面板101上显示位平面图像的PWM序列同步，照明控制单元104控制R、G和B的照明光学***102R、102G和102B。被R、G和B的照明光学***102R、102G和102B照射的光调制面板101的MEMS镜根据位平面执行开/关操作。接着，MEMS镜处于开启状态的像素的RGB光通过组合器109和投影光学***110而被投射(入射)到屏幕(未绘示)等上。
如以上所述，在根据实施方式12的单板式MEMS镜式投影***100C中，应用处理器106对应于图4中的控制单元80，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由应用处理器106执行。
[实施方式13]
实施方式13是单板式MEMS镜式投影***的示例，且根据实施方式13的MEMS镜式投影***的构造的一个示例示于图25中，该示例是其中MEMS控制单元执行同步控制的示例。
根据实施方式13的单板式MEMS镜式投影***100D的基本***构造与根据实施方式12的单板式MEMS镜式投影***100C的基本***构造相同。然而，单板式MEMS镜式投影***100D与单板式MEMS镜式投影***100C的不同之处在于，在根据实施方式12的单板式MEMS镜式投影***100C中，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由应用处理器106执行，而在根据实施方式13的单板式MEMS镜式投影***100D中，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由控制单元103B执行。
在根据实施方式13的单板式MEMS镜式投影***100D中，外部输入的图像数据经由接收单元105供应到应用处理器106，且经历各种图像处理，诸如伽马校正。已通过应用处理器106的图像数据在控制单元103B中被转换为位平面格式(或PWM)。
由控制单元103B内部负责从控制单元103B将位平面数据传输至光调制面板101，且根据预定序列传输位平面数据。此时，控制单元103B向照明控制单元104传输对应于位平面的亮度水平的控制数据。
与在光调制面板101上显示位平面图像的PWM序列同步，照明控制单元104控制R、G和B的照明光学***102R、102G和102B。被R、G和B的照明光学***102R、102G和102B照射的光调制面板101的MEMS镜根据位平面执行开/关操作。接着，MEMS镜处于开启状态的像素的RGB光通过组合器109和投影光学***110而被投射(入射)到屏幕(未绘示)等上。
如以上所述，在根据实施方式13的单板式MEMS镜式投影***100D中，控制单元103B对应于图4中的控制单元80，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由控制单元103B执行。
[实施方式14]
实施方式14是光源时分型MEMS镜式投影***的示例，且是其中应用处理器执行同步控制的示例。根据实施方式14的MEMS镜式投影***的构造的一个示例示于图26中。
如图26所示，根据实施方式14的光源时分型MEMS镜式投影***100E的基本***构造与根据实施方式12的单板式MEMS镜式投影***100C的基本***构造相同。然而，光源时分型MEMS镜式投影***100E与单板式MEMS镜式投影***100C的不同之处在于，R、G和B的照明光学***102R、102G和102B的每一个均是光源时分型的，也就是说，RGB光在时间轴上以三分割方式(时分)从照明光学***102R、102G和102B发射到光调制面板101。
在根据实施方式14的光源时分型MEMS镜式投影***100E中，外部输入的图像数据经由接收单元105被供应到应用处理器106，且经历各种图像处理，诸如伽马校正。已通过应用处理器106的图像数据在MEMS控制单元103A中被转换成位平面格式(或PWM)。
由应用处理器106负责从MEMS控制单元103A将位平面数据传输至光调制面板101的传送，且根据预定PWM序列传输位平面数据。此时，应用处理器106向照明控制单元104传输对应于位平面的照明水平的控制数据。
与在光调制面板101上显示位平面图像的PWM序列同步，照明控制单元104以时分方式控制R、G和B的照明光学***102R、102G和102B。被R、G和B的照明光学***102R、102G和102B以时分方式照射的光调制面板101的MEMS镜根据位平面执行开/关操作。接着，MEMS镜处于开启状态的像素的RGB光通过组合器109和投影光学***110而被投射(入射)到屏幕(未绘示)等上。
如以上所述，在根据实施方式14的光源时分型MEMS镜式投影***100E中，应用处理器106对应于图4中的控制单元80，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由应用处理器106执行。
[实施方式15]
实施方式15是光源时分型MEMS镜式投影***的示例，且是其中MEMS控制单元执行同步控制的示例。根据实施方式15的MEMS镜式投影***的构造的一个示例示于图27中。
根据实施方式15的光源时分型MEMS镜式投影***100F的基本***构造与根据实施方式14的光源时分型MEMS镜式投影***100E的基本***构造相同。然而，光源时分型MEMS镜式投影***100F与光源时分型MEMS镜式投影***100E的不同之处在于，在根据实施方式14的光源时分型MEMS镜式投影***100E中，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由应用处理器106执行，而在根据实施方式15的光源时分型MEMS镜式投影***100F中，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由控制单元103B执行。
在根据实施方式15的光源时分型MEMS镜式投影***100F中，外部输入的图像数据经由接收单元105供应到应用处理器106，且经历各种图像处理，诸如伽马校正。已通过应用处理器106的图像数据在控制单元103B中被转换为位平面格式(或PWM)。
由控制单元103B内部负责从控制单元103B将位平面数据传输至光调制面板101的传送，且根据预定序列传输位平面数据。此时，控制单元103B向照明控制单元104传输对应于位平面的亮度水平的控制数据。
与在光调制面板101上显示位平面图像的PWM序列同步，照明控制单元104以时分方式控制R、G和B的照明光学***102R、102G和102B。被R、G和B的照明光学***102R、102G和102B以时分方式照射的光调制面板101的MEMS镜根据位平面执行开/关操作。接着，MEMS镜处于开启状态的像素的RGB光通过组合器109和投影光学***110而投射(入射)到屏幕(未绘示)等上。
如以上所述，在根据实施方式15的光源时分型MEMS镜式投影***100F中，控制单元103B对应于图4中的控制单元80，第一光学***50和第二光学***70的同步控制由控制单元103B执行。
<变形例>
尽管上文基于优选实施方式描述了本公开内容的技术，但本公开内容的技术不限于这些实施方式。在每个实施方式中描述的显示设备和投影***的构造和结构是说明性的且可被适当修改。例如，尽管在每个实施方式的描述中，作为示例使用MEMS镜作为显示设备或投影***中的光调制元件，但本公开内容的技术可应用于其中使用HTPS或LCOS作为每个光调制元件的显示设备或投影***中。
<本公开内容可具有的构造>
应注意，本公开内容还可具有以下描述的构造。
<<A.显示设备>>
[A-1]一种显示设备，包括：
第一光学***，所述第一光学***产生发光亮度可变的照明光；
光调制单元，所述光调制单元透射来自所述第一光学***的所述照明光，并且所述光调制单元的透射率可变；
第二光学***，所述第二光学***包括光调制元件并使用脉冲宽度调制技术对来自所述第一光学***且已通过所述光调制单元的所述照明光进行光调制；和
控制单元，所述控制单元以任意组合控制来自所述第一光学***的所述照明光的发光亮度和所述光调制单元的透射率。
[A-2]根据上述[A-1]所述的显示设备，其中
所述光调制元件由开启状态/关闭状态的二值显示装置构成。
[A-3]根据上述[A-2]所述的显示设备，其中
所述光调制元件由MEMS镜构成。
[A-4]根据上述[A-1]至上述[A-3]的任一项所述的显示设备，其中
所述第一光学***的光源由固态光源构成。
[A-5]根据上述[A-4]所述的显示设备，其中
所述固态光源是半导体激光器、发光二极管或有机发光二极管。
[A-6]根据上述[A-1]至上述[A-5]的任一项所述的显示设备，其中
所述光调制单元由可变光圈部构成。
[A-7]根据上述[A-4]至上述[A-6]的任一项所述的显示设备，其中
所述第一光学***的所述光源通过以阵列形式布置多个发光亮度不同的固态光源而构成。
[A-8]根据上述[A-4]至上述[A-6]的任一项所述的显示设备，其中
所述第一光学***的所述光源通过将发光亮度不同的固态光源按照所需亮度比来布置不同的个数而构成。
[A-9]根据上述[A-4]所述的显示设备，其中
所述第一光学***由荧光体和可变光量调节滤光片的组合构成。
[A-10]根据上述[A-9]所述的显示设备，其中
所述可变光量调节滤光片是ND滤光片。
[A-11]根据上述[A-1]至上述[A-5]的任一项所述的显示设备，其中
所述光调制单元由在圆周方向上布置多个透射率不同的ND滤光片并可旋转的旋转圆形ND滤光片构成。
[A-12]根据上述[A-1]至上述[A-11]的任一项所述的显示设备，其中
所述控制单元缩短最低有效位或包括所述最低有效位的低灰度位的发光时间，使其比其他位的发光时间短。
[A-13]根据上述[A-1]至上述[A-11]的任一项所述的显示设备，其中
所述控制单元通过脉冲宽度调制来控制每个灰度位的光源亮度。
[A-14]根据上述[A-6]至上述[A-11]的任一项所述的显示设备，其中
所述控制单元根据影像源来改变固态光源的发光亮度和所述可变光圈部的光圈孔径的组合。
[A-15]根据上述[A-14]所述的显示设备，其中
所述影像源是体育影响、综艺节目、动漫或电影。
[A-16]根据上述[A-1]至上述[A-11]的任一项所述的显示设备，其中
所述控制单元在以第一帧和第二帧为一组的序列中，使所述第一帧的位排列和所述第二帧的位排列相对于帧之间的边界彼此颠倒。
<<B.投影***>>
[B-1]一种投影***，包括：
第一光学***，所述第一光学***产生发光亮度可变的照明光；
光调制单元，所述光调制单元透射来自所述第一光学***的所述照明光，并且所述光调制单元的透射率可变；
第二光学***，所述第二光学***包括光调制元件并使用脉冲宽度调制技术对来自所述第一光学***且已通过所述光调制单元的所述照明光进行光学调制；
投影光学***，所述投影光学***投射已通过所述第二光学***的光；和
控制单元，所述控制单元以任意组合控制来自所述第一光学***的所述照明光的发光亮度和所述光调制单元的所述透射率。
[B-2]根据上述[B-1]所述的投影***，其中
所述光调制元件由开启状态/关闭状态的二值显示装置构成。
[B-3]根据上述[B-2]所述的投影***，其中
所述光调制元件由MEMS镜构成。
[B-4]根据上述[B-1]至上述[B-3]的任一项所述的投影***，其中
所述第一光学***由固态光源构成。
[B-5]根据上述[B-4]所述的投影***，其中
所述固态光源是半导体激光器、发光二极管或有机发光二极管。
[B-6]根据上述[B-1]至上述[B-5]的任一项所述的投影***，其中
所述光调制单元由可变光圈部构成。
[B-7]根据上述[B-4]至上述[B-6]的任一项所述的投影***，其中
所述第一光学***的所述光源通过以阵列形式布置多个发光亮度不同的固态光源而构成。
[B-8]根据上述[B-4]至上述[B-6]的任一项所述的投影***，其中
所述第一光学***的所述光源通过将发光亮度不同的固态光源按照所需亮度比布置不同的个数而构成。
[B-9]根据上述[B-4]所述的投影***，其中
所述第一光学***由荧光体和可变光量调节滤光片的组合构成。
[B-10]根据上述[B-9]所述的投影***，其中
所述可变光量调节滤光片是ND滤光片。
[B-11]根据上述[B-1]至上述[B-5]的任一项所述的投影***，其中
所述光调制单元由在圆周方向上布置多个透射率不同的ND滤光片且可旋转的旋转圆形ND滤光片而构成。
[B-12]根据上述[B-1]至上述[B-11]的任一项所述的投影***，其中
所述控制单元缩短最低有效位或包括所述最低有效位的低灰度位的发光时间，使其比其他位的发光时间短。
[B-13]根据上述[B-1]至上述[B-11]的任一项所述的投影***，其中
所述控制单元通过脉冲宽度调制来控制每个灰度位的光源亮度。
[B-14]根据上述[B-6]至上述[B-11]的任一项所述的投影***，其中
所述控制单元根据影像源来改变固态光源的发光亮度和所述可变光圈部的光圈孔径的组合。
[B-15]根据上述[B-14]所述的投影***，其中
所述影像源是体育影响、综艺节目、动漫或电影。
[B-16]根据上述[B-1]至上述[B-11]的任一项所述的投影***，其中
所述控制单元在以第一帧和第二帧为一组的序列中，使所述第一帧的位排列和所述第二帧的位排列相对于帧之间的边界彼此颠倒。
附图标记
10 投影***
11R、11G、11B 固态光源
13、14 二向色镜
16 棒状积分器
19 全反射棱镜
20 显示面板
21 投影透镜
30 屏幕
40 显示设备
50 第一光学***
51 固态光源
52 亮度控制单元
53 ND滤光片
60 光调制单元
61 光调制元件
62 透射率控制单元
63 可变光圈部
64 棒状积分器
65 旋转圆形ND滤光片
66 旋转角控制单元
70 第二光学***
71 光调制元件
72 调制控制单元
80 控制单元
81 查找表
100A至100F 投影***
101 光调制面板
101R、101G、101B R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的光调制面板
102R、102G、102B 照明光学***
103A MEMS控制单元
103 控制单元
106 应用处理器
110 投影光学***

Claims (20)

1.一种显示设备，包括：
第一光学***，所述第一光学***产生发光亮度可变的照明光；
光调制单元，所述光调制单元透射来自所述第一光学***的所述照明光，并且所述光调制单元的透射率可变；
第二光学***，所述第二光学***包括光调制元件，并使用脉冲宽度调制技术对来自所述第一光学***的且已通过所述光调制单元的所述照明光进行光调制；和
控制单元，所述控制单元以任意组合控制来自所述第一光学***的所述照明光的发光亮度和所述光调制单元的透射率。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述光调制元件由开启状态/关闭状态的二值显示装置构成。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中
所述光调制元件由MEMS镜构成。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述第一光学***的光源由固态光源构成。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其中
所述固态光源是半导体激光器、发光二极管或有机发光二极管。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述光调制单元由可变光圈部构成。
7.根据权利要求4所述的显示设备，其中
所述第一光学***的所述光源是由多个发光亮度不同的固态光源以阵列形式布置来构成。
8.根据权利要求4所述的显示设备，其中
所述第一光学***的所述光源是将发光亮度不同的固态光源按照所需亮度比来布置不同的个数而构成。
9.根据权利要求4所述的显示设备，其中
所述第一光学***是由荧光体和可变光量调节滤光片的组合来构成。
10.根据权利要求9所述的显示设备，其中
所述可变光量调节滤光片是ND滤光片。
11.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述光调制单元由多个透射率不同的ND滤光片沿圆周方向布置并可旋转的旋转圆形ND滤光片来构成。
12.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述控制单元缩短最低有效位或包括最低有效位的低灰度位的发光时间，使其比其他位的发光时间短。
13.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述控制单元通过脉冲宽度调制来控制每个灰度位的光源亮度。
14.根据权利要求6所述的显示设备，其中
所述控制单元根据影像源来改变固态光源的发光亮度和所述可变光圈部的光圈孔径的组合。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其中
所述影像源是体育影像、综艺节目、动漫或电影。
16.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述控制单元在以第一帧和第二帧为一组的序列中，使所述第一帧的位排列和所述第二帧的位排列相对于帧之间的边界彼此颠倒。
17.一种投影***，包括：
第一光学***，所述第一光学***产生发光亮度可变的照明光；
光调制单元，所述光调制单元透射来自所述第一光学***的所述照明光，并且所述光调制单元的透射率可变；
第二光学***，所述第二光学***包括光调制元件，并使用脉冲宽度调制技术对来自所述第一光学***的且已通过所述光调制单元的所述照明光进行光调制；
投影光学***，所述投影光学***投射已通过所述第二光学***的光；和
控制单元，所述控制单元以任意组合控制来自所述第一光学***的所述照明光的发光亮度和所述光调制单元的透射率。
18.根据权利要求17所述的投影***，其中
所述光调制元件由开启状态/关闭状态的二值显示装置构成。
19.根据权利要求18所述的投影***，其中
所述光调制元件由MEMS镜构成。
20.根据权利要求17所述的投影***，其中
所述第一光学***具有固态光源。
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