KR20210048495A - 조명 장치 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 조명 장치는, 서로 편광 방향이 다른 제1 편광 성분과 제2 편광 성분을 포함하는 광을 출사하는 광원부(30)와, 광원부(30)로부터 출사된 광에 기초하여, 광 강도 변조 소자(51)에서 제1 휘도 영역의 화상의 생성에 사용되는 제1 조명광(SDR 조명광)과, 광 강도 변조 소자(51)에서 제1 휘도 영역보다 휘도가 높은 제2 휘도 영역의 화상의 생성에 사용되는 제2 조명광(HDR 조명광)을 생성하여 출사하는 광 위상 변조 소자(1)를 구비한다. 광 위상 변조 소자(1)는, 광원부로부터 출사된 광 중 제1 편광 성분의 광을 위상 변조하지 않고 제1 조명광으로서 출사하고, 광원부로부터 출사된 광 중 제2 편광 성분의 광을, 제2 휘도 영역의 화상에 기초하여 위상 변조하여 제2 조명광으로서 출사한다.

Description

조명 장치 및 표시 장치
본 개시는, 높은 다이나믹 레인지를 실현 가능한 조명 장치 및 표시 장치에 관한 것이다.
실제의 경치를 보고 있는 것과 같은 리얼리티가 있는 영상을 제공할 수 있는 디스플레이의 실현 수단으로서, 높은 피크 휘도나 고다이나믹 레인지를 실현하는 것을 그 하나로 들 수 있다. 최근에서는, 다이나믹 레인지를 높이는 기술로서, HDR 규격이 주목받고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 높은 피크 휘도, 높은 다이나믹 레인지의 고휘도 투영 디스플레이의 실현을 위해, 저휘도 레벨의 화상 영역을 담당하는 메인 프로젝터와, 고휘도 레벨 이상의 화상 영역을 담당하는 하이라이트 프로젝터를 조합시키는 기술이 제안되고 있다. 이 기술에서는, 하이라이트 프로젝터와 메인 프로젝터에서 별도의 광원을 사용하고 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 2017-142508호 공보
하이라이트 프로젝터와 메인 프로젝터를 조합시키는 기술에서는, 별도의 광원을 사용하기 때문에, 광원 선택의 자유도가 증가하는 반면, 광학계의 구성이 복잡하게 된다.
간단한 구성으로, 높은 다이나믹 레인지를 실현하는 것이 가능한 조명 장치 및 프로젝터를 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 조명 장치는, 서로 편광 방향이 다른 제1 편광 성분과 제2 편광 성분을 포함하는 광을 출사하는 광원부와, 광원부로부터 출사된 광에 기초하여, 광 강도 변조 소자에서 제1 휘도 영역의 화상의 생성에 사용되는 제1 조명광과, 광 강도 변조 소자에서 제1 휘도 영역보다 휘도가 높은 제2 휘도 영역의 화상의 생성에 사용되는 제2 조명광을 생성하여 출사하는 광 위상 변조 소자를 구비하고, 광 위상 변조 소자는, 광원부로부터 출사된 광 중 제1 편광 성분의 광을 위상 변조하지 않고 제1 조명광으로서 출사하고, 광원부로부터 출사된 광 중 제2 편광 성분의 광을, 제2 휘도 영역의 화상에 기초하여 위상 변조하여 제2 조명광으로서 출사한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 표시 장치는, 조명 장치와, 조명 장치로부터의 조명광을 강도 변조하여 화상을 생성하는 광 강도 변조 소자를 포함하고, 조명 장치를 본 개시의 일 실시형태에 따른 조명 장치로 구성한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 조명 장치 또는 표시 장치에서는, 광 위상 변조 소자가, 광 강도 변조 소자에서 제1 휘도 영역의 화상 생성에 사용되는 제1 조명광과, 광 강도 변조 소자에 있어서 제1 휘도 영역보다 휘도가 높은 제2 휘도 영역의 화상 생성에 사용되는 제2 조명광을 생성하여 출사한다. 광 위상 변조 소자는, 광원부로부터 출사된 광 중 제1 편광 성분의 광을 위상 변조하지 않고 제1 조명광으로서 출사하고, 광원부로부터 출사된 광 중 제2 편광 성분의 광을 제2 휘도 영역의 화상에 기초하여 위상 변조하여 제2 조명광으로서 출사한다.
도 1은 본 개시의 제1 실시형태에 따른 표시 장치에 의해 생성되는 화상의 개요를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 표시 장치에 의해 생성되는 화상의 휘도값의 히스토그램의 제1 예를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 표시 장치에 의해 생성되는 화상의 휘도값의 히스토그램의 제2 예를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 전체 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 5는 제1 실시형태의 제1 구성예에 따른 프로젝터의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 6은 제1 실시형태의 제2 구성예에 따른 프로젝터의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 7은 제1 실시형태의 제3 구성예에 따른 프로젝터의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 8은 제1 실시형태의 제4 구성예에 따른 프로젝터의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 9는 제1 실시형태의 제5 구성예에 따른 프로젝터의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 10은 제1 실시형태의 제6 구성예에 따른 프로젝터의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 11은 제1 실시형태의 제7 구성예에 따른 프로젝터의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 12는 제1 실시형태의 제8 구성예에 따른 프로젝터의 주요부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
이하, 본 개시의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 한편, 설명은 이하의 순서로 행한다.
0. 비교예
1. 제1 실시형태
1.0 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 개요
1.1 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 전체 구성예(도 1∼도 4)
1.2 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 주요부 구성예(도 5∼도 12)
1.3 효과
2. 그 밖의 실시형태
<0. 비교예>
(비교예에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 개요와 과제)
옥외에서 촬영된 태양은, 그 밝기를 측정하면 예를 들면 10,000cd/m2를 초과한다. 한편, 밤에 촬영된 밤 하늘은 예를 들면 0.001cd/m2 이하로 극히 어둡다. 이러한 어두운 씬(scene)에서부터 10,000cd/m2를 초과하는 밝은 씬까지의 높은 다이나믹 레인지의 영상을 충실하게 재현할 수 있다면, 상당히 리얼리티가 있는 표시 장치가 된다.
그러나, 일반적인 프로젝터와 같은 표시 장치에서 이러한 고다이나믹 레인지를 실현하는 것은 곤란하다. 왜냐하면, 예를 들면 100 인치 전후의 스크린 사이즈의 영상을 투영하는 프로젝터를 상정한 경우, 현재 세상에 널리 보급되어 있는 프로젝터에서는 높아야 500cd/m2 정도의 휘도 밖에 없기 때문에, 광원의 휘도를 수십 배 내지 수백 배 이상으로 하지 않으면 100 인치에서 피크 휘도 10,000cd/m2 이상을 실현할 수 없다는 계산이 되어, 현실적이지 않기 때문이다.
이에 대해, 특허문헌 1에서는, 높은 피크 휘도, 높은 다이나믹 레인지의 프로젝터의 실현을 위해, 메인 프로젝터와 하이라이트 프로젝터를 조합시키는 기술이 제안되고 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 메인 프로젝터가 화상에 있어서의 비교적 어두운 부분, 예를 들면 일반적인 프로젝터에서도 표현할 수 있을 정도의 저휘도 레벨의 화상 영역을 담당하고, 다른 일방의 하이라이트 프로젝터가 예를 들면 일반적인 프로젝터로는 표현할 수 없는 고휘도 레벨 이상의 화상 영역을 담당하고 있다. 이들 2개의 휘도 레벨의 화상을 프로젝터 내, 또는 스크린 상에서 겹치게 함으로써, 높은 피크 휘도, 높은 다이나믹 레인지의 화상을 실현하고 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 하이라이트 프로젝터와 메인 프로젝터에서 별도의 광원을 사용하고 있기 때문에, 광원 선택의 자유도가 증가되는 반면, 광학계의 구성이 복잡하게 된다.
이에, 간단한 구성으로, 높은 다이나믹 레인지를 실현하는 것이 가능하게 되는 조명 장치 및 표시 장치의 개발이 요망된다.
<1. 제1 실시형태>
[1.0 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 개요]
도 1은, 본 개시의 제1 실시형태에 따른 표시 장치에 의해 생성되는 화상의 개요를 모식적으로 나타내고 있다.
본 실시형태에 따른 표시 장치는, 예를 들면 프로젝터이며, 본 실시형태에 따른 조명 장치로부터의 조명광을 강도 변조하여 화상(투영 화상)을 생성하는 광 강도 변조 소자를 포함하고 있다.
본 실시형태에서는, 고피크 휘도, 고다이나믹 레인지 영상을 실현하는 프로젝터를 제공하기 위해서, SLM(Spatial Light Modulator) 등의 공간광 위상 변조 소자를 회절 소자로서 이용한 조명 광학계(조명 장치)에 의해 조명광을 생성한다. 이 때, 도 1에 나타낸 바와 같이, 투영하고자 하는 화상으로부터 휘도 레벨이 소정의 임계값보다 높은 화상 영역을 추출하고, 휘도 레벨이 낮은 화상 영역은 주로 SDR(Standard Dynamic Range) 조명광(균일 조명광)을 이용하여 표현하고, 휘도 레벨이 높은 화상 영역은 주로 HDR(High Dynamic Range) 조명광을 이용하여 표현한다.
본 실시형태에 따른 조명 장치로는, 후술하는 바와 같이, SDR 조명광과 HDR 조명광을 하나의 광원부로부터의 광을 하나의 회절 소자를 사용하여 분배함으로써 생성한다. 여기서, 화상의 휘도 레벨의 높고 낮음를 정하는 임계값은 임의로 정하는 것이 가능하며, 임계값을 정하는 방법에 따라, SDR 조명광과 HDR 조명광의 분배 비율을 임의로 바꾸는 것이 가능하다.
도 2는, 제1 실시형태에 따른 표시 장치에 의해 생성되는 화상의 휘도값의 히스토그램의 제1 예를 모식적으로 나타내고 있다. 도 3은, 제1 실시형태에 따른 표시 장치에 의해 생성되는 화상의 휘도값의 히스토그램의 제2 예를 모식적으로 나타내고 있다.
도 2 및 도 3에서, 횡축은 휘도, 종축은 빈도를 나타낸다. 도 2는, 화상 전체로서 휘도값이 낮은 화소가 많은 경우의 히스토그램 예를 나타낸다. 도 3은, 화상 전체로서 휘도값이 높은 화소가 많은 경우의 히스토그램 예를 나타낸다.
어떤 화상에 관해, 화상 전체로서 휘도 레벨이 높은 화상인지, 낮은 화상인지의 판단은, 임계값을 경계로 하여, 임계값보다 휘도값이 낮은 화소와 임계값보다 휘도값이 높은 화소 중 어느 쪽의 빈도가 많은지를 판단함으로써 행할 수 있다. 이 경우, 임계값을 정하는 방법은 어떤 일정한 값으로 고정하여도 되지만, 화상에 따라 바꾸어도 된다. SDR 조명광과 HDR 조명광의 광량비를 자유롭게 바꿀 수 있는 시스템인 경우, 예를 들면 화상 전역에서 휘도값이 낮은 영역이 많은 화상에 있어서는, SDR 조명광의 광량 비율을 증가시킴으로써, 화상 전체의 밝기가 유지된다. 한편, 화상 전체에서 휘도값이 높은 영역이 많은 화상에 있어서는, HDR 조명광으로서 사용하는 광량의 비율을 증가시킴으로써, 보다 높은 피크 휘도를 실현할 수 있다.
(SDR 조명광과 HDR 조명광의 광량비를 정하는 방법의 변형예)
본 실시형태에 따른 조명 장치에 있어서, SDR 조명광과 HDR 조명광의 광량비를 정하는 방법은, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 휘도값의 히스토그램을 참고로 설정해도 되지만, 촬영시의 촬영 모드를 고려한 광량비로 설정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 야경 모드로 촬영된 화상의 경우는, 어두운 곳에서 촬영되었을 가능성이 높기 때문에, HDR 조명광에 배분하는 광량을 의도적으로 증가시키는 것도 가능하다.
또한, HDR 조명광은, 후술하는 바와 같이 회절 소자(광 위상 변조 소자)에 의한 회절광으로 생성되기 때문에, 회절 손실이 불가피하다. 본 실시형태에 따른 조명 장치에서는, SDR 조명광과 HDR 조명광의 광량비를 설정할 때, 이 회절 손실분을 가미한 광량비로 할 수도 있다. 예로서, 회절 손실이 50% 발생하는 경우를 고려하여, SDR 조명광과 HDR 조명광의 광량비를 화면상에서 1:1의 비율로 하고 싶은 경우는, SDR 조명광과 HDR 조명광의 분배비를 미리 1:2로 해 두면, HDR 조명광을 생성할 때의 회절 손실 50%의 영향으로, 스크린상에서 1:1의 광량비를 실현할 수 있게 된다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 조명 장치에서는, 회절 손실을 고려한 SDR 조명광과 HDR 조명광의 분배비 설정도 가능하다. 물론, 회절 소자로부터 화면까지의 사이에 있는 광학 소자에서의 투과 효율이 SDR 조명광과 HDR 조명광에서 다른 경우는, 그 만큼을 되돌리는 분배비로 하는 것도 가능하다.
[1.1 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 전체 구성예]
도 4는, 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 전체 구성의 일례를 개략적으로 나타내고 있다.
도 4에는, 제1 실시형태에 따른 표시 장치의 일례로서, 제1 실시형태에 따른 조명 장치를 포함하는 프로젝터(101)의 구성예를 나타낸다. 한편, 도 4에서는, 간략화를 위해 단색의 화상 표시를 행하는 경우의 구성예를 나타내고 있지만, 컬러 화상을 표시하는 경우에는, 예를 들면 적색, 녹색, 청색의 3색에 대응한 조명 장치로 구성할 필요가 있다.
이하에서는, 본 개시의 기술에 있어서의 제1 조명광이 SDR 조명광, 제2 조명광이 HDR 조명광인 경우를 예로 설명한다. 또한, 본 개시의 기술에 있어서의 제1 편광 성분이 S편광, 제2 편광 성분이 P편광인 경우를 예로 설명한다.
프로젝터(101)는, 화상 신호 출력 장치(60)와, 강도 변조 패턴 계산 회로(61)와, 회절 패턴 계산 회로(62)와, 회절 소자 구동 회로(63)와, 광 강도 변조 소자 구동 회로(64)와, 편광비/광량비 연산부(4)와, 회전각 제어 구동 회로(67)를 구비하고 있다. 편광비/광량비 연산부(4)는, 휘도 임계값 설정 회로(65)와, 회전각 계산 회로(66)를 갖고 있다. 또한, 프로젝터(101)는, 회절 소자(1)와, 광원부(30)와, 광 강도 변조 소자(51)와, 투사 렌즈(53)를 구비하고 있다.
도 4의 구성예에 있어서, 광 강도 변조 소자(51)에 대한 조명광을 생성하는 부분, 주로 광원부(30) 및 회절 소자(1)와 이들의 구동에 관계되는 회로 구성 부분이, 본 개시의 기술에 있어서의 조명 장치의 일 구체예에 상당한다.
광원부(30)는, 광원(31)과, 광원(31)으로부터 출사된 광이 입사하는 λ/2 파장판(2)과, λ/2 파장판(2)을 회전시키는 λ/2 파장판 회전 기구(3)를 갖고 있다. λ/2 파장판(2)은, 본 개시의 기술에 있어서의 제1 λ/2 파장판의 일 구체예에 상당한다.
광원부(30)는, 서로 편광 방향이 다른 제1 편광 성분(S편광)과 제2 편광 성분(P편광)을 포함하는 광을 출사한다. 광원부(30)는, λ/2 파장판(2)을 회전시킴으로써, S편광과 P편광의 편광비를 가변 가능한 구성으로 되어 있다.
광원(31)은, 레이저와 같이 간섭성이 높은 코히어런트(coherent) 광을 발하는 것이 바람직하지만, LED(Light Emitting Diode)나 형광체 광원, 또는 램프와 같은 광원이어도 상관없다. 단, 광원(31)으로서 LED나 형광체 광원, 램프 등을 사용할 때는, 후술하는 도 6에 나타내는 구성예와 같이, 광원(31)과 λ/2 파장판(2)의 사이에, 별도로 PS변환 소자(22) 등, 편광을 한 방향으로 정렬하는 광학 소자를 삽입하는 것이 바람직하다.
광원(31)은, 광 강도 변조 소자(51)와 같은 사이즈 또는 광 강도 변조 소자(51)를 포괄하는 사이즈로 정형하여 두는 것이 바람직하다. 만일 광 강도 변조 소자(51) 쪽이 회절 소자(1)보다 개구 사이즈가 큰 경우는, 회절 소자(1)와 광 강도 변조 소자(51)의 사이에, 빔 직경을 확대하는 광학계를 넣는 것이 바람직하다.
광 강도 변조 소자(51)는, 조명광을 강도 변조하여 화상을 생성한다. 광 강도 변조 소자(51)는, 예를 들면 DMD(디지털 마이크로 미러)이다. 광 강도 변조 소자(51)는, 예를 들면 투과형 또는 반사형의 액정 표시 소자여도 된다. 한편, 도 4에는, 광 강도 변조 소자(51)가 반사형의 광 강도 변조 소자인 경우를 예로 나타낸다.
회절 소자(1)는, 예를 들면, 투과형 또는 반사형의 광 위상 변조 소자이다. 한편, 도 4에는, 회절 소자(1)가 투과형의 광 위상 변조 소자인 경우를 예로 나타낸다.
회절 소자(1)는, 광원부(30)로부터 출사된 광에 기초하여 SDR 조명광과 HDR 조명광을 생성하여 출사한다. SDR 조명광은, 광 강도 변조 소자(51)에 있어서 제1 휘도 영역(저휘도 영역)의 화상의 생성에 사용된다. HDR 조명광은, 광 강도 변조 소자(51)에 있어서 제1 휘도 영역보다 휘도가 높은 제2 휘도 영역(고휘도 영역)의 화상의 생성에 사용된다.
회절 소자(1)는, 광원부(30)로부터 출사된 광 중 제1 편광 성분(S편광)의 광을 위상 변조하지 않고 SDR 조명광으로서 출사한다. 또한, 회절 소자(1)는, 광원부(30)로부터 출사된 광 중 제2 편광 성분(P편광)의 광을, 고휘도 영역의 화상에 기초하여 위상 변조하여 HDR 조명광으로서 출사한다.
화상 신호 출력 장치(60)는, 입력된 화상 신호를 2개로 나누어, 강도 변조 패턴 계산 회로(61)와 휘도 임계값 설정 회로(65)로 출력한다.
휘도 임계값 설정 회로(65)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은, 휘도 레벨이 높은 화상(고휘도 영역의 화상)인지 낮은 화상(저휘도 영역의 화상)인지의 판단에 사용하는 임계값을 설정한다. 예를 들면, 입력된 화상 신호 중, 휘도 임계값 설정 회로(65)에서 설정된 임계값 이상의 휘도 레벨의 영역이 추출된 화상 신호를 HDR 조명광용 화상 신호로 한다.
회절 패턴 계산 회로(62)는, HDR 조명광용 화상 신호에 기초하여, 회절 소자(1)에서 표시하는 회절 패턴을 계산한다. 회절 소자(1)에서 표시하는 회절 패턴은, 광 강도 변조 소자(51)에 있어서 표시하는 고휘도 영역의 화상에 따른 휘도 분포를 갖는 조명 상(照明像; illumination image)을 형성하는 것이 가능한 회절 패턴이다. 회절 패턴 계산 회로(62)에서는, 예를 들면, FFT(고속 푸리에 변환) 계산을 반복하여 행함으로써 회절 패턴을 계산한다. 또한, 회절 패턴 계산 회로(62)는, 조명광 강도 변조 패턴 신호를 강도 변조 패턴 계산 회로(61)에 출력한다. 조명광 강도 변조 패턴 신호는, 회절 패턴에 의해 형성되는 조명 상의 휘도 분포의 정보를 나타내고 있다.
회절 소자 구동 회로(63)는, 회절 패턴 계산 회로(62)에서 계산된 회절 패턴을 표시하도록 회절 소자(1)를 구동한다.
강도 변조 패턴 계산 회로(61)에서는, 화상 신호에 기초하여, 광 강도 변조 소자(51)에서 표시하는 화상을 생성하기 위한 강도 변조 패턴을 계산한다. 이 때, 회절 소자(1)에 의한 조명 상의 휘도 분포의 정보를 가미한 강도 변조 패턴을 계산한다.
광 강도 변조 소자 구동 회로(64)는, 강도 변조 패턴 계산 회로(61)에서 계산된 강도 변조 패턴을 생성하도록 광 강도 변조 소자(51)를 구동한다.
광 강도 변조 소자(51)에는, 회절 소자(1)를 통해 SDR 조명광과 HDR 조명광이 조명광으로서 조사된다. 광 강도 변조 소자(51)는, 이 조명광에 대해, 강도 변조 패턴 계산 회로(61)에서 계산된 강도 변조 패턴에 기초하여 강도 변조를 행하고, 투영 화상을 생성한다. 상술한 바와 같이, 강도 변조 패턴 계산 회로(61)에서 계산된 강도 변조 패턴에는, 회절 소자(1)에 의한 조명 상의 휘도 분포의 정보가 가미되어 있기 때문에, 광 강도 변조 소자(51)에 의해, 결과적으로 원래의 화상 신호를 재현하는 투영 화상이 생성된다.
광 강도 변조 소자(51)에 의해 생성된 투영 화상은, 투사 렌즈(53)를 향해 출사된다. 투사 렌즈(53)는, 복수의 렌즈를 포함하는 투사 광학계이며, 광 강도 변조 소자(51)에 의해 생성된 투영 화상을 도시하지 않는 스크린 등의 투영면에 투영한다.
편광비/광량비 연산부(4)는, 화상 신호에 기초하여, 광원부(30)에 있어서의 편광비를 결정한다. 편광비/광량비 연산부(4)는, SDR 조명광의 광량이 화상 신호에 포함되는 저휘도 영역의 화상 비율에 따른 광량이 되고, HDR 조명광의 광량이 화상 신호에 포함되는 고휘도 영역의 화상 비율에 따른 광량이 되도록, S편광과 P편광의 편광비를 결정한다.
또한, 편광비/광량비 연산부(4)는, SDR 조명광의 광량과 HDR 조명광의 광량의 광량비가, 화상 신호가 생성되었을 때의 촬영 모드를 가미한 값이 되도록, 편광비를 결정해도 된다.
또한, 편광비/광량비 연산부(4)는, SDR 조명광의 광량과 HDR 조명광의 광량의 광량비가, 회절 소자(1)에 의한 위상 변조시에 발생하는 광량 손실을 가미한 값이 되도록, 편광비를 결정해도 된다.
회전각 계산 회로(66)는, 편광비/광량비 연산부(4)에 의해 결정된 편광비가 되도록 하는 λ/2 파장판(2)의 회전 각도를 산출한다. 이에 의해, SDR 조명광과 HDR 조명광의 광량비를 최적화하기 위한 λ/2 파장판(2)의 회전 각도가 산출된다. 회전각 제어 구동 회로(67)는, λ/2 파장판(2)의 회전 각도가 회전각 계산 회로(66)에 의해 산출된 회전 각도가 되도록, λ/2 파장판 회전 기구(3)를 제어한다.
[1.2 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치의 주요부 구성예]
다음으로, 회절 소자(1) 및 광 강도 변조 소자(51)의 구체적인 구성예를 설명한다. 한편, 이하의 각 구성예에 따른 프로젝터에 있어서, 화상 신호를 처리하는 회로나 구동 회로 등의 구성은, 도 4의 프로젝터(101)와 대략 마찬가지이어도 된다. 이하에서는, 도 4의 프로젝터(101)의 구성 요소와 대략 같은 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.
(제1 구성예)
도 5는, 제1 실시형태의 제1 구성예에 따른 프로젝터(101A)의 주요부 구성을 개략적으로 나타내고 있다.
제1 구성예에 따른 프로젝터(101A)는, 회절 소자(1)를 투과형 회절 소자(1T)(투과형 광 위상 변조 소자)로 하고, 광 강도 변조 소자(51)를 DMD(52)(반사형 광 강도 변조 소자)로 한 경우의 구성예를 나타내고 있다. 투과형 회절 소자(1T)는, 예를 들면 투과형의 액정 표시 소자이다.
제1 구성예에 따른 프로젝터(101A)에서는, 광원(31)은, 레이저와 같이 간섭성이 높은 코히어런트 광을 발하는 것이 바람직하다.
투과형 회절 소자(1T)는, 예를 들면 P편광의 광만을 위상 변조하는 것이면, 입사광 중 S편광의 광은 위상 변조를 받지 않고 그대로 투과한다. 이 투과광이 SDR 조명광이 된다. 한편, P편광 성분은 원하는 회절 패턴에 의해 위상 변조된 HDR 조명광이 된다.
그 밖의 구성은, 도 4에 나타낸 프로젝터(101)와 대략 마찬가지이어도 된다.
(제2 구성예)
도 6은, 제1 실시형태의 제2 구성예에 따른 프로젝터(101B)의 주요부 구성을 개략적으로 나타내고 있다.
제2 구성예에 따른 프로젝터(101B)는, 도 5에 나타낸 제1 구성예에 따른 프로젝터(101A)에 있어서의 광원부(30)를 대신하여 광원부(30A)를 구비하고 있다. 광원부(30A)는, 광원(31)과, PS변환 소자(22)와, λ/2 파장판(2)을 갖고 있다.
제2 구성예에 따른 프로젝터(101B)에서는, 광원(31)은, 레이저와 같이 간섭성이 높은 코히어런트 광을 발하는 것에 한하지 않고, LED나 형광체 광원, 또는 램프와 같은 광원이어도 상관없다. 광원(31)으로서 LED나 형광체 광원, 램프 등을 사용하는 때에는, 제2 구성예에 따른 프로젝터(101B)와 같이, 광원(31)과 λ/2 파장판(2)의 사이에, 별도로 PS변환 소자(22) 등의 편광을 한 방향으로 정렬하는 광학 소자를 삽입하는 것이 바람직하다.
그 밖의 구성은, 도 4에 나타낸 프로젝터(101) 또는 도 5에 나타낸 프로젝터(101A)와 대략 마찬가지이어도 된다.
(제3 구성예)
도 7은, 제1 실시형태의 제3 구성예에 따른 프로젝터(101C)의 주요부 구성을 개략적으로 나타내고 있다.
제3 구성예에 따른 프로젝터(101C)는, 회절 소자(1)를 반사형 회절 소자(1R)(반사형 광 위상 변조 소자)로 하고, 광 강도 변조 소자(51)를 DMD(52)(반사형 광 강도 변조 소자)로 한 경우의 구성예를 나타내고 있다. 반사형 회절 소자(1R)는, 예를 들면 반사형의 액정 표시 소자이다.
한편, 반드시 필요한 것은 아니지만, 반사형 회절 소자(1R) 앞에 와이어 그리드 편광자(54)를 배치하는 것이 바람직하다. 또는, 반사형 회절 소자(1R)의 표면에, S편광은 고반사, P편광은 고투과하는 편광 분리의 코팅을 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광 이용 효율의 향상을 기대할 수 있다.
그 밖의 구성은, 도 4에 나타낸 프로젝터(101) 또는 도 5에 나타낸 프로젝터(101A)와 대략 마찬가지이어도 된다.
또한, 도 7에 나타낸 프로젝터(101C)에 있어서, 도 6에 나타낸 프로젝터(101B)와 마찬가지로, 광원부(30)를 PS변환 소자(32)를 포함하는 광원부(30A)로 구성해도 된다.
(제4 구성예)
도 8은, 제1 실시형태의 제4 구성예에 따른 프로젝터(101D)의 주요부 구성을 개략적으로 나타내고 있다.
제4 구성예에 따른 프로젝터(101D)는, 회절 소자(1)를 투과형 회절 소자(1T)(투과형 광 위상 변조 소자)로 하고, 광 강도 변조 소자(51)를 투과형 액정 표시 소자(51T)(투과형 광 강도 변조 소자)로 한 경우의 구성예를 나타내고 있다. 투과형 회절 소자(1T)는, 예를 들면 투과형의 액정 표시 소자이다.
또한, 제4 구성예에 따른 프로젝터(101D)는, 편광 분리 소자(55)와, 반사 미러(56)와, λ/2 파장판(57)과, 검광자(58)를 구비하고 있다. λ/2 파장판(57)은, 본 개시의 기술에 있어서의 제2 λ/2 파장판의 일 구체예에 상당한다. 검광자(58)는, 투과형 액정 표시 소자(51T)와 투사 렌즈(53)의 사이에 배치되어 있다.
편광 분리 소자(55)는, 투과형 회절 소자(1T)로부터 출사된 SDR 조명광의 광로와 HDR 조명광의 광로를 분리하는 광로 분리 소자이다.
λ/2 파장판(57)은, SDR 조명광의 광로와 HDR 조명광의 광로 중 어느 일방의 광로 상에 배치되어 있다.
광 강도 변조 소자(51)가 투과형 액정 표시 소자(51T)인 경우, SDR 조명광과 HDR 조명광의 편광이 정렬되어 있을 필요가 있다. 이 때문에, 먼저 투과형 회절 소자(1T)와 투과형 액정 표시 소자(51T)의 사이에 편광으로 분리하는 소자, 예를 들면 편광 분리 소자(55) 등을 배치하여, SDR 조명광과 HDR 조명광의 광로를 분리한다. 그리고, SDR 조명광의 광로와 HDR 조명광의 광로 중 어느 일방의 광로 상에 λ/2 파장판(57)을 배치함으로써, 한쪽의 편광을 90° 회전시킨다. 이에 의해, SDR 조명광과 HDR 조명광의 편광을 정렬할 수 있다.
또한, 도 8의 예에서는, λ/2 파장판(57)을 SDR 조명광의 광로 상에 배치함으로써, SDR 조명광을 S편광으로부터 P편광으로 변환하고 있다. 한편, λ/2 파장판(57)을 HDR 조명광의 광로 상에 배치하고, HDR 조명광을 P편광으로부터 S편광으로 변환해도 된다.
제4 구성예에 따른 프로젝터(101D)에서는, SDR 조명광과 HDR 조명광을, 편광 분리 소자(55) 등에 의해, 한번 공간적으로 분리해야 하지만, 그 후, 투과형 액정 표시 소자(51T)로부터 투사 렌즈(53)까지의 광학계에서 허용할 수 있는 각도 범위에 들어가도록 최대한 얕은 각도로 SDR 조명광과 HDR 조명을 투과형 액정 표시 소자(51T) 상에서 합성하는 것이 바람직하다.
그 밖의 구성은, 도 4에 나타낸 프로젝터(101) 또는 도 5에 나타낸 프로젝터(101A)와 대략 마찬가지이어도 된다.
또한, 도 8에 나타낸 프로젝터(101D)에 있어서, 도 6에 나타낸 프로젝터(101B)와 마찬가지로, 광원부(30)를 PS변환 소자(32)를 포함하는 광원부(30A)로 구성해도 된다.
(제5 구성예)
도 9는, 제1 실시형태의 제5 구성예에 따른 프로젝터(101E)의 주요부 구성을 개략적으로 나타내고 있다.
제5 구성예에 따른 프로젝터(101E)는, 회절 소자(1)를 투과형 회절 소자(1T)(투과형 광 위상 변조 소자)로 하고, 광 강도 변조 소자(51)를 반사형 액정 표시 소자(51R)(반사형 광 강도 변조 소자)로 한 경우의 구성예를 나타내고 있다. 투과형 회절 소자(1T)는, 예를 들면 투과형의 액정 표시 소자이다.
또한, 제5 구성예에 따른 프로젝터(101E)는, 편광 분리 소자(55)와, 반사 미러(56)와, λ/2 파장판(57)과, 편광 분리 소자(59)를 구비하고 있다. λ/2 파장판(57)은, 본 개시의 기술에 있어서의 제2 λ/2 파장판의 일 구체예에 상당한다. 편광 분리 소자(59)는, 반사형 액정 표시 소자(51R) 앞에 배치되어 있다.
편광 분리 소자(55)는, 투과형 회절 소자(1T)로부터 출사된 SDR 조명광의 광로와 HDR 조명광의 광로를 분리하는 광로 분리 소자이다.
λ/2 파장판(57)은, SDR 조명광의 광로와 HDR 조명광의 광로 중 어느 일방의 광로 상에 배치되어 있다.
광 강도 변조 소자(51)가 반사형 액정 표시 소자(51R)인 경우, SDR 조명광과 HDR 조명광의 편광이 정렬되어 있을 필요가 있다. 이 때문에, 먼저 투과형 회절 소자(1T)와 반사형 액정 표시 소자(51R)의 사이에 편광으로 분리하는 소자, 예를 들면 편광 분리 소자(55) 등을 배치하여, SDR 조명광과 HDR 조명광의 광로를 분리한다. 그리고, SDR 조명광의 광로와 HDR 조명광의 광로 중 어느 일방의 광로 상에 λ/2 파장판(57)을 배치함으로써, 한쪽의 편광을 90° 회전시킨다. 이에 의해, SDR 조명광과 HDR 조명광의 편광을 정렬할 수 있다.
한편, 도 9의 예에서는, λ/2 파장판(57)을 SDR 조명광의 광로 상에 배치함으로써, SDR 조명광을 S편광으로부터 P편광으로 변환하고 있다. 한편, λ/2 파장판(57)을 HDR 조명광의 광로 상에 배치하고, HDR 조명광을 P편광으로부터 S편광으로 변환해도 된다.
제5 구성예에 따른 프로젝터(101E)에서는, SDR 조명광과 HDR 조명광을, 편광 분리 소자(55) 등에 의해, 한번 공간적으로 분리해야 하지만, 그 후, 반사형 액정 표시 소자(51R)으로부터 투사 렌즈(53)까지의 광학계에서 허용할 수 있는 각도 범위에 들어가도록 최대한 얕은 각도로 SDR 조명광과 HDR 조명을 반사형 액정 표시 소자(51R)상에서 합성하는 것이 바람직하다.
그 밖의 구성은, 도 4에 나타낸 프로젝터(101) 또는 도 8에 나타낸 프로젝터(101D)와 대략 마찬가지이어도 된다.
또한, 도 9에 나타낸 프로젝터(101E)에 있어서, 도 6에 나타낸 프로젝터(101B)와 마찬가지로, 광원부(30)를 PS변환 소자(32)를 포함하는 광원부(30A)로 구성해도 된다.
(제6 구성예)
도 10은, 제1 실시형태의 제6 구성예에 따른 프로젝터(101F)의 주요부 구성을 개략적으로 나타내고 있다.
제6 구성예에 따른 프로젝터(101F)는, 회절 소자(1)를 반사형 회절 소자(1R)(반사형 광 위상 변조 소자)로 하고, 광 강도 변조 소자(51)를 투과형 액정 표시 소자(51T)(투과형 광 강도 변조 소자)로 한 경우의 구성예를 나타내고 있다. 반사형 회절 소자(1R)는, 예를 들면 반사형의 액정 표시 소자이다.
한편, 반드시 필요한 것은 아니지만, 반사형 회절 소자(1R) 앞에 와이어 그리드 편광자(54)를 배치하는 것이 바람직하다. 또는, 반사형 회절 소자(1R)의 표면에, S편광은 고반사, P편광은 고투과하는 편광 분리의 코팅을 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광 이용 효율의 향상을 기대할 수 있다.
그 밖의 구성은, 도 8에 나타낸 제4 구성예에 따른 프로젝터(101D)와 대략 마찬가지이어도 된다.
또한, 도 10에 나타낸 프로젝터(101F)에 있어서, 도 6에 나타낸 프로젝터(101B)와 마찬가지로, 광원부(30)를 PS변환 소자(32)를 포함하는 광원부(30A)로 구성해도 된다.
(제7 구성예)
도 11은, 제1 실시형태의 제7 구성예에 따른 프로젝터(101G)의 주요부 구성을 개략적으로 나타내고 있다.
제7 구성예에 따른 프로젝터(101G)는, 회절 소자(1)를 반사형 회절 소자(1R)(반사형 광 위상 변조 소자)로 하고. 광 강도 변조 소자(51)를 반사형 액정 표시 소자(51R)(반사형 광 강도 변조 소자)로 한 경우의 구성예를 나타내고 있다. 반사형 회절 소자(1R)는, 예를 들면 반사형의 액정 표시 소자이다.
한편, 반드시 필요한 것은 아니지만, 반사형 회절 소자(1R) 앞에 와이어 그리드 편광자(54)를 배치하는 것이 바람직하다. 또는, 반사형 회절 소자(1R)의 표면에, S편광은 고반사, P편광은 고투과하는 편광 분리의 코팅을 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광 이용 효율의 향상을 기대할 수 있다.
그 밖의 구성은, 도 9에 나타낸 프로젝터(101E)와 대략 마찬가지이어도 된다.
또한, 도 11에 나타낸 프로젝터(101F)에 있어서, 도 6에 나타낸 프로젝터(101B)와 마찬가지로, 광원부(30)를 PS변환 소자(32)를 포함하는 광원부(30A)로 구성해도 된다.
(제8 구성예)
도 12는, 제1 실시형태의 제8 구성예에 따른 프로젝터(101H)의 주요부 구성을 개략적으로 나타내고 있다.
제8 구성예에 따른 프로젝터(101H)는, 도 5에 나타낸 제1 구성예에 따른 프로젝터(101A)에 있어서의 광원부(30)를 대신하여 광원부(30B)를 구비하고 있다. 광원부(30B)는, 광원(31)과, 광원(31)을 회전시키는 광원 회전 기구(33)를 갖고 있다.
제8 구성예에 따른 프로젝터(101H)에서는, λ/2 파장판(2)을 회전시키는 것이 아니라, 광원(31) 자체를 광축의 주위로 회전시킴으로써, SDR 조명광과 HDR 조명광의 광량비를 조정하도록 되어 있다. 광원(31)은, 직선 편광된 광을 발한다.
제8 구성예에 따른 프로젝터(101H)에서는, 광원 회전 기구(33)는, 도 4의 구성에 있어서의 회전각 제어 구동 회로(67)에 의해 제어된다. 광원(31)의 회전각은, 도 4의 구성에 있어서의 회전각 계산 회로(66)에 의해 산출된다.
제8 구성예에 따른 프로젝터(101H)에서는, 도 5에 나타낸 제1 구성예에 따른 프로젝터(101A)의 구성에 대해, 광원부(30)에 있어서의 λ/2 파장판(2)을 생략할 수 있다. 단, 광원(31)으로부터 출사하는 광이 직선 편광될 필요가 있기 때문에, 예를 들면 랜덤 편광 시에는, 광원(31) 내에 편광 방향을 정렬하는 광학 소자를 넣는 등의 필요가 있다. 또한, 어떠한 회전 각도를 취하더라도 투과형 회절 소자(1T)의 전체 면을 조명할 필요가 있기 때문에, 광원(31)의 출사 빔 사이즈는 투과형 회절 소자(1T)보다 한층 큰 사이즈일 필요가 있다.
그 밖의 구성은, 도 4에 나타낸 프로젝터(101) 또는 도 5에 나타낸 프로젝터(101A)와 대략 마찬가지이어도 된다.
한편, 도 12의 구성예는, 도 5의 구성예에 대한 변형예이지만, 도 7∼도 11의 구성예에 있어서도, λ/2 파장판(2)을 제거하고 광원(31) 자체를 회전시키는 구성을 취하는 것이 가능하다.
또한, 도 12에 나타낸 프로젝터(101F)에 있어서, 도 6에 나타낸 프로젝터(101B)와 마찬가지로, 30B를 PS변환 소자(32)를 포함하는 광원부(30A)로 구성해도 된다.
[1.3 효과]
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치에 의하면, 간단한 구성으로, 높은 다이나믹 레인지를 실현하는 것이 가능하게 된다.
제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치에 의하면, 1개의 광원부로부터의 광을 임의의 비율로 분배하고, 회절 소자(광 위상 변조 소자)에 의해 SDR 조명광과 HDR 조명광을 동시에 생성함으로써, 광원부가 복수 개로 되지 않고, 광학계가 매우 심플하게 된다.
또한, 제1 실시형태에 따른 조명 장치 및 표시 장치에 의하면, 투영 화상의 각 프레임에 따른 광량 분배 비율의 변경이 가능하게 됨으로써, 예를 들면 휘도 레벨이 높은 영역이 없는 씬에서는 모두를 SDR 조명광으로서 이용할 수 있다. 한편, 별이 빛나는 하늘 등 전면적으로 어두운 씬 중에 빛나는 부분이 여기저기 흩어져 있는 것과 같은 씬에서는, 모두를 HDR 조명광으로서 사용함으로써 높은 피크 휘도를 얻을 수 있음과 함께, 광 강도 변조 소자에서의 약간의 광 누설의 영향으로 열화되는 완전히 어두운 영역에서의 불충분한 블랙 레벨도 개선할 수 있다. 이와 같이 씬에 따른 SDR 조명광과 HDR 조명광의 분배비를 자유롭게 바꿀 수 있음으로써 고피크 휘도, 고콘트라스트 영상을 실현할 수 있다.
한편, 액정형 디바이스 등의 회절 소자에 의해 HDR 조명광과 SDR 조명광을 합성한 조명광을 생성하는 것도 가능하지만, 이 경우, SDR 조명광으로 되는 광도 회절에 의해 생성된다. 그 결과, 주로 고차 회절광에 의한 회절 손실이나 액정형 디바이스의 픽셀 구조를 가지는 것에 의한 주기적인 회절광 발생에 의한 손실이 생기기 때문에, SDR 조명광의 회절 손실분만큼, 본 실시형태에 따른 기술이 효율이 높다.
한편, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이며 한정되는 것이 아니며, 또한 다른 효과가 있어도 된다.
<2. 그 밖의 실시형태>
본 개시에 의한 기술은, 상기 실시형태의 설명에 한정되지 않고 다양한 변형 실시가 가능하다.
예를 들면, 본 기술은 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
이하의 구성 본 기술에 의하면, 간단한 구성으로, 높은 다이나믹 레인지를 실현하는 것이 가능하게 된다.
(1)
서로 편광 방향이 다른 제1 편광 성분과 제2 편광 성분을 포함하는 광을 출사하는 광원부와,
상기 광원부로부터 출사된 광에 기초하여, 광 강도 변조 소자에서 제1 휘도 영역의 화상 생성에 사용되는 제1 조명광과, 상기 광 강도 변조 소자에서 상기 제1 휘도 영역보다 휘도가 높은 제2 휘도 영역의 화상 생성에 사용되는 제2 조명광을 생성하여 출사하는 광 위상 변조 소자를 구비하고,
상기 광 위상 변조 소자는,
상기 광원부로부터 출사된 광 중 상기 제1 편광 성분의 광을 위상 변조하지 않고 상기 제1 조명광으로서 출사하고,
상기 광원부로부터 출사된 광 중 상기 제2 편광 성분의 광을, 상기 제2 휘도 영역의 화상에 기초하여 위상 변조하여 상기 제2 조명광으로서 출사하는 조명 장치.
(2)
상기 광원부는, 상기 제1 편광 성분과 상기 제2 편광 성분의 편광비를 가변 가능한 구성으로 되어있는 상기 (1)에 기재된 조명 장치.
(3)
상기 광원부는,
광원과,
상기 광원으로부터 출사된 광이 입사하는 제1 λ/2 파장판과,
상기 제1 λ/2 파장판을 회전시키는 λ/2 파장판 회전 기구를 갖는 상기 (2)에 기재된 조명 장치.
(4)
상기 광원부는,
광원과,
상기 광원을 회전시키는 광원 회전 기구를 갖는 상기 (2)에 기재된 조명 장치.
(5)
화상 신호에 기초하여, 상기 광원부에 있어서의 상기 편광비를 결정하는 연산부를 더 구비하는 상기 (2) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 조명 장치.
(6)
상기 연산부는,
상기 제1 조명광의 광량이 상기 화상 신호에 포함되는 상기 제1 휘도 영역의 화상의 비율에 따른 광량으로 되고, 상기 제2 조명광의 광량이 상기 화상 신호에 포함되는 상기 제2 휘도 영역의 화상의 비율에 따른 광량으로 되도록, 상기 편광비를 결정하는 상기 (5)에 기재된 조명 장치.
(7)
상기 연산부는,
상기 제1 조명광의 광량과 상기 제2 조명광의 광량의 광량비가, 상기 화상 신호가 생성되었을 때의 촬영 모드를 가미한 값으로 되도록, 상기 편광비를 결정하는 상기 (6)에 기재된 조명 장치.
(8)
상기 연산부는,
상기 제1 조명광의 광량과 상기 제2 조명광의 광량의 광량비가, 상기 광 위상 변조 소자에 의한 위상 변조 시에 발생하는 광량 손실을 가미한 값으로 되도록, 상기 편광비를 결정하는 상기 (6) 또는 (7)에 기재된 조명 장치.
(9)
상기 광 위상 변조 소자는, 투과형 또는 반사형의 광 위상 변조 소자이며,
상기 광 강도 변조 소자는, 디지털 마이크로 미러인 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 조명 장치.
(10)
상기 광 위상 변조 소자는, 투과형 또는 반사형의 광 위상 변조 소자이며,
상기 광 강도 변조 소자는, 투과형 또는 반사형의 액정 표시 소자인 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 조명 장치.
(11)
상기 광 위상 변조 소자로부터 출사된 상기 제1 조명광의 광로와 상기 제2 조명광의 광로를 분리하는 광로 분리 소자와,
상기 제1 조명광의 광로와 상기 제2 조명광의 광로 중 어느 일방의 광로 상에 배치된 제2 λ/2 파장판을 더 구비하는 상기 (10)에 기재된 조명 장치.
(12)
조명 장치와,
상기 조명 장치로부터의 조명광을 강도 변조하여 화상을 생성하는 광 강도 변조 소자를 포함하고,
상기 조명 장치는,
서로 편광 방향이 다른 제1 편광 성분과 제2 편광 성분을 포함하는 광을 출사하는 광원부와,
상기 광원부로부터 출사된 광에 기초하여, 상기 광 강도 변조 소자에서 제1 휘도 영역의 화상 생성에 사용되는 제1 조명광과, 상기 광 강도 변조 소자에서 상기 제1 휘도 영역보다 휘도가 높은 제2 휘도 영역의 화상 생성에 사용되는 제2 조명광을 생성하여 출사하는 광 위상 변조 소자를 구비하고,
상기 광 위상 변조 소자는,
상기 광원부로부터 출사된 광 중 상기 제1 편광 성분의 광을, 위상 변조하지 않고 상기 제1 조명광으로서 출사하고,
상기 광원부로부터 출사된 광 중 상기 제2 편광 성분의 광을, 상기 제2 휘도 영역의 화상에 기초하여 위상 변조하여 상기 제2 조명광으로서 출사하는 표시 장치.
(13)
상기 광 강도 변조 소자에 의해 생성된 화상을 투영하는 투사 광학계를 더 구비하는 상기 (12)에 기재된 표시 장치.
본 출원은, 일본 특허청에 2018년 8월 31일에 출원된 일본 특허출원번호 제2018-162309호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원의 모든 내용을 참조로서 본 출원에 원용한다.
당업자라면, 설계상의 요건이나 다른 요인에 따라, 다양한 수정, 콤비네이션, 서브 콤비네이션 및 변경을 상도할 수 있는데, 이들은 첨부된 청구의 범위나 그 균등의 범위에 포함되는 것으로 이해된다.

Claims (13)

  1. 서로 편광 방향이 다른 제1 편광 성분과 제2 편광 성분을 포함하는 광을 출사하는 광원부와,
    상기 광원부로부터 출사된 광에 기초하여, 광 강도 변조 소자에서 제1 휘도 영역의 화상의 생성에 사용되는 제1 조명광과, 상기 광 강도 변조 소자에서 상기 제1 휘도 영역보다 휘도가 높은 제2 휘도 영역의 화상의 생성에 사용되는 제2 조명광을 생성하여 출사하는 광 위상 변조 소자를 구비하고,
    상기 광 위상 변조 소자는,
    상기 광원부로부터 출사된 광 중 상기 제1 편광 성분의 광을 위상 변조하지 않고 상기 제1 조명광으로서 출사하고,
    상기 광원부로부터 출사된 광 중 상기 제2 편광 성분의 광을, 상기 제2 휘도 영역의 화상에 기초하여 위상 변조하여 상기 제2 조명광으로서 출사하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는, 상기 제1 편광 성분과 상기 제2 편광 성분의 편광비를 가변 가능한 구성으로 되어있는 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광원부는,
    광원과,
    상기 광원으로부터 출사된 광이 입사하는 제1 λ/2 파장판과,
    상기 제1 λ/2 파장판을 회전시키는 λ/2 파장판 회전 기구를 갖는 조명 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광원부는,
    광원과,
    상기 광원을 회전시키는 광원 회전 기구를 갖는 조명 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    화상 신호에 기초하여 상기 광원부에서의 상기 편광비를 결정하는 연산부를 더 구비하는 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 제1 조명광의 광량이 상기 화상 신호에 포함되는 상기 제1 휘도 영역의 화상의 비율에 따른 광량으로 되고, 상기 제2 조명광의 광량이 상기 화상 신호에 포함되는 상기 제2 휘도 영역의 화상의 비율에 따른 광량으로 되도록, 상기 편광비를 결정하는 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 제1 조명광의 광량과 상기 제2 조명광의 광량의 광량비가, 상기 화상 신호가 생성되었을 때의 촬영 모드를 가미한 값으로 되도록, 상기 편광비를 결정하는 조명 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 제1 조명광의 광량과 상기 제2 조명광의 광량의 광량비가, 상기 광 위상 변조 소자에 의한 위상 변조 시에 발생하는 광량 손실을 가미한 값으로 되도록, 상기 편광비를 결정하는 조명 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광 위상 변조 소자는, 투과형 또는 반사형의 광 위상 변조 소자이며,
    상기 광 강도 변조 소자는, 디지털 마이크로 미러인 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광 위상 변조 소자는, 투과형 또는 반사형의 광 위상 변조 소자이며,
    상기 광 강도 변조 소자는, 투과형 또는 반사형의 액정 표시 소자인 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광 위상 변조 소자로부터 출사된 상기 제1 조명광의 광로와 상기 제2 조명광의 광로를 분리하는 광로 분리 소자와,
    상기 제1 조명광의 광로와 상기 제2 조명광의 광로 중 어느 일방의 광로 상에 배치된 제2 λ/2 파장판을 더 구비하는 조명 장치.
  12. 조명 장치와,
    상기 조명 장치로부터의 조명광을 강도 변조하여 화상을 생성하는 광 강도 변조 소자를 포함하고,
    상기 조명 장치는,
    서로 편광 방향이 다른 제1 편광 성분과 제2 편광 성분을 포함하는 광을 출사하는 광원부와,
    상기 광원부로부터 출사된 광에 기초하여, 상기 광 강도 변조 소자에서 제1 휘도 영역의 화상의 생성에 사용되는 제1 조명광과, 상기 광 강도 변조 소자에서 상기 제1 휘도 영역보다 휘도가 높은 제2 휘도 영역의 화상의 생성에 사용되는 제2 조명광을 생성하여 출사하는 광 위상 변조 소자를 구비하고,
    상기 광 위상 변조 소자는,
    상기 광원부로부터 출사된 광 중 상기 제1 편광 성분의 광을 위상 변조하지 않고 상기 제1 조명광으로서 출사하고,
    상기 광원부로부터 출사된 광 중 상기 제2 편광 성분의 광을, 상기 제2 휘도 영역의 화상에 기초하여 위상 변조하여 상기 제2 조명광으로서 출사하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광 강도 변조 소자에 의해 생성된 화상을 투영하는 투사 광학계를 더 구비하는 표시 장치.
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