CN114868080A - 照明设备和显示装置 - Google Patents

Abstract

一种根据本公开的照明设备包括：第一光源，输出经过相位调制而具有期望的强度分布的第一照明光；第二光源，输出第二照明光；将所述第二照明光的强度分布均匀化的积分器光学系统；将入射光的偏振方向对准在一个偏振方向上的偏振转换元件；以及设置在所述积分器光学系统与所述偏振变换元件之间的光路上的反射元件，所述反射元件复用所述第一照明光和所述第二照明光，并且促使所述第一照明光和所述第二照明光中的每一个进入所述偏振变换元件。

Description

照明设备和显示装置

技术领域

本公开涉及能够实现HDR(高动态范围)的照明设备和显示器件。

背景技术

典型的投影仪是通过使用具有均匀强度分布的SDR(标准动态范围)照明光照亮液晶类型或MEMS(微机电系统)类型或相似类型的亮度调制面板来显示图像的。相比之下，目前业已提出的HDR投影仪在照明器件侧附加地包含了相位调制面板，并且使用了具有与图像相适配的强度分布的HDR照明光作为照明光。作为示例，专利文献1提出了一种使用DMD(数字微镜器件)作为亮度调制面板的HDR投影仪。

引用文件列表

专利文献

专利文献1：日本未审专利申请公开(PCT申请的已公开日文翻译)JP2018-532152。

发明内容

专利文献1中公开的技术使用了DMD作为亮度调制面板，并且由此SDR照明光与HDR照明光没有被偏振对准(aligned in polarization)。因此，如果使用液晶面板作为亮度调制面板，那么将很难应用该技术。

理想的情况是提供一种可以获得具有期望的强度分布的照明光的照明设备和显示装置。

根据本公开的一个实施例的照明设备包括：第一光源，输出经过相位调制以具有期望的强度分布的第一照明光；第二光源，输出第二照明光；将所述第二照明光的强度分布均匀化的积分器光学系统；将入射光的偏振方向对准在一个偏振方向上的偏振转换元件；以及设置在所述积分器光学系统与所述偏振转换元件之间的光路上的反射元件，所述反射元件复用所述第一照明光和所述第二照明光，并且促使所述第一照明光和所述第二照明光中的每一个进入所述偏振转换元件。

根据本公开的一个实施例的显示装置包括：第一光源，输出经过相位调制以具有期望的强度分布的第一照明光；第二光源，输出第二照明光；将所述第二照明光的强度分布均匀化的积分器光学系统；将入射光的偏振方向对准在一个偏振方向上的偏振转换元件；设置在所述积分器光学系统与所述偏振变换元件之间的光路上的反射元件，所述反射元件复用所述第一照明光和所述第二照明光，并且促使使所述第一照明光和所述第二照明光中的每一个进入所述偏振变换元素；以及亮度调制面板，基于包含了从所述偏振转换元件输出的所述第一照明光和所述第二照明光的照明光来生成图像。

在根据本发明的实施例的照明设备或显示装置中，第一照明光和第二照明光被设置在积分器光学系统与偏振转换元件之间的光路上的反射元件复用，以便进入偏振转换元件。

附图说明

图1是示出了充当根据本公开的第一实施例的显示装置的投影仪的构造示例的整体构造图。

图2是示出了图1所示的投影仪中的反射偏振器的光学作用示例的说明图。

图3是示出了图1所示的投影仪中的PS转换器具体构造示例和光学作用示例的说明图。

图4是示出了图1所示的投影仪中的SDR照明光的色度范围和HDR照明光的色度范围的示例的说明图。

图5是示出了图1所示的投影仪中的PS转换器的第一构造示例中供HDR照明光进入的区域的示例的说明图。

图6是示出了图1所示的投影仪中的PS转换器的第二构造示例中供HDR照明光进入的区域的示例的说明图。

图7是示出了HDR照明光进入图1所示的投影仪的PS转换器的一个开放区域中的中心部分时的状态的示例的说明图。

图8是示出了在促使HDR照明光进入PS转换器的一个开放区域的中心部分的情况下，SDR照明光和HDR照明光穿过投影透镜时的状态的示例的说明图。

图9是示出了在促使HDR照明光进入PS转换器的一个开放区域的中心部分的情况下，SDR照明光和HDR照明光在亮度调制面板上的角度分布的示例的说明图。

图10是示出了在促使HDR照明光进入PS转换器的一个开放区域的中心部分的情况下，由于反射偏振器周围的光学组件导致的光线渐晕状态的示例的说明图。

图11是示出了HDR照明光进入图1所示的投影仪的PS转换器的一个开放区域的端部所处的状态的示例的说明图。

图12是示出了在促使HDR照明光进入PS转换器的一个开放区域的端部的情况下，SDR照明光和HDR照明光穿过投影透镜的状态的示例的说明图。

图13是示出了在促使HDR照明光进入PS转换器的一个开放区域的端部的情况下，SDR照明光和HDR照明光在亮度调制面板上的角度分布的示例的说明图。

图14是示出了在促使HDR照明光进入PS转换器的一个开放区域的端部的情况下，由于反射偏振器周围的光学组件导致的光线渐晕状态的示例的说明图。

图15是示出了充当根据第二实施例的显示装置的投影仪的主要部分的构造示例的构造图。

图16是示出了充当根据第三实施例的显示装置的投影仪的第一构造示例的主要部分的构造图。

图17是示出了充当根据第三实施例的显示装置的投影仪的第二构造示例的主要部分的构造图。

图18是示出了充当根据第三实施例的显示装置的投影仪的第三构造示例的主要部分的构造图。

图19是示出了充当根据第四实施例的显示装置的投影仪的主要部分的构造示例的构造图。

图20是示出了充当根据第五实施例的显示装置的投影仪的构造示例的整体构造图。

图21是示出了充当根据第六实施例的显示装置的投影仪的构造示例的整体构造图。

图22是示出了图21所示的投影仪中的偏振再循环元件的光学作用的示例的说明图。

图23是示出了图21所示的投影仪中的SDR照明光的色度范围和HDR照明光的色度范围的示例的说明图。

图24是示出了图21所示的投影仪中的SDR照明光的波长光谱和HDR照明光的波长光谱的示例的说明图。

具体实施方式

在下文中会参考附图来详细描述本公开的实施例。应该指出的是，该描述是按照以下顺序给出的。

对比示例

第一实施例(使用反射偏振器来复用HDR照明光和SDR的显示装置)(图1到图14)

1.1根据第一实施例的显示装置的整体构造和操作

1.2根据第一实施例的显示装置的主要部分的构造和作用

1.3效果

1.4修改示例

第二实施例(使用反射镜来复用HDR照明光和SDR的显示装置)(图15)

第三实施例(面板核心(panel core)变体)(图16到图18)

第四实施例(面板核心变体)(图19)

5.第五实施例(使用同一个激光光源来产生HDR照明光和SDR照明光的显示装置)(图20)

6.第六实施例(使用荧光体光源来产生SDR照明光的显示装置)(图21到图24)

7、其他实施例

<0、对比示例>

典型的投影仪通过用具有均匀强度分布的SDR照明光照射液晶类型、MEMS类型等类型的亮度调制面板来显示图像。因此，无论图像怎样，投影仪可以表现的最大亮度都是恒定的。此外，施加到图像暗部的照明光会被阻挡而造成浪费。

相比之下，目前业已提出了一种HDR投影仪，其在照明设备侧额外包括相位调制面板，并且使用具有与图像适配的强度分布的HDR照明光作为照明光。例如，专利文献1提出了一种使用DMD(数字微镜器件)作为亮度调制面板的HDR投影仪。该HDR投影仪使用了具有与图像相适配的强度分布的HDR照明光来照射亮度调制面板。这样做可以将通常会被阻挡的光指配到图像的亮处，由此可以提高可以表现的最大亮度。

在这里，从相位调制面板等等的反射所导致的效率降低的角度来看，考虑以下HDR投影仪。在该HDR投影仪中，具有相位调制面板所给出的强度分布的HDR照明光仅仅被用作了照明光的一部分，并且与现有技术中一样使用具有均匀分布的照明光(SDR照明光)用作剩余照明光，由此施加于亮度调制面板。此外还考虑了使用液晶面板作为亮度调制面板的HDR液晶投影仪。在这种情况下，有必要在某个位置复用SDR照明光和HDR照明光，然后将SDR照明光和HDR照明光施加于用于亮度调制的液晶面板。

典型的液晶投影仪需要包含了复眼透镜和偏振转换元件(PS转换器(PSC))的积分器光学系统来使到达用于亮度调制的液晶面板的光具有均匀的强度以及被偏振对准。并且，对于HDR液晶投影仪来说，积分器光学系统也是SDR照明光所必需的。另一方面，有必要使HDR照明光在不干扰相位调制面板调制的相位的情况下到达用于亮度调制的液晶面板。因此，如果在避开干扰相位的积分器光学系统的同时复用HDR照明光和SDR照明光，那么将是非常理想的。

此外，如果HDR照明光叠加在SDR照明光上，那么相对于具有恒定强度的SDR照明光，HDR照明光的强度会动态变化；如果HDR照明光相比于SDR照明光的比值发生变化，那么有必要防止色度点偏移。因此，举例来说，对于使用在SDR照明光与HDR照明光之间具有不同光谱的光来复用波长的方法而言，在图像中，HDR照明光相对于SDR照明光的比值的变化会导致色度点偏移。

此外，在复用SDR照明光和HDR照明光的过程中，有必要防止效率降低。作为一种可以想到的不会导致如上所述的色度点偏移的复用方法，在SDR照明光的光路上可以设置反射镜等等，以便空间复用HDR照明光。然而，对于该方法来说，入射在反射镜镜区域上的SDR照明光会发生渐晕，从而导致效率降低。

<1、第一实施例>

【1.1根据第一实施例的显示装置的整体构造和操作】

图1示出了充当根据本公开的第一实施例的显示装置的投影仪1的整体构造示例。

根据第一实施例的投影仪1包括产生包含了HDR照明光LH和SDR照明光LS的照明光的照明设备，以及基于照明设备产生的照明光来产生图像的面板核心40。此外，投影仪1包括将面板核心40生成的图像投影到投影表面(例如未示出的屏幕)上的投影光学系统50。

照明设备包括产生SDR照明光LS的SDR光源10，产生HDR照明光LH的HDR光源20，以及复用SDR照明光LS和HDR照明光LH以产生用于面板核心40的照明光的照明光学系统30。

SDR光源10产生SDR照明光LS并将SDR照明光LS输出到照明光学系统30。SDR光源10包括：红色LD 11R，绿色LD 11G和蓝色LD 11B；反射镜12；分色镜13；分色镜14；透镜15；漫射器16；以及透镜17。

HDR光源20将经过相位调制而具有期望强度分布的HDR照明光LH输出到照明光学系统30。HDR光源20包括：红色LD 21R，绿色LD 21G和蓝色LD 21B；用于红色的相位调制面板22R，用于绿色的相位调制面板22G和用于蓝色的相位调制面板22B；反射镜23；分色镜24；分色镜25；以及漫射器26。

照明光学系统30包括积分器光学系统31，透镜32，反射偏振器33，PS转换器(PSC)34，透镜35，分色镜36，透镜37以及透镜38。积分器光学系统31包括一对第一复眼透镜31A和第二复眼透镜31B。

面板核心40包括：用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B；以及用于红色的延迟器42R，用于绿色的延迟器42G和用于蓝色的延迟器42B。此外，面板核心40包括：PBS(偏振分束器)43，PBS 44和PBS 45；半波片46；颜色选择器47；以及颜色选择器48。

投影光学系统50包括投影透镜51。

应该指出的是，在第一实施例中，HDR照明光LH对应于本公开的技术中的“第一照明光”的具体示例。此外，HDR光源20对应于本公开的技术中的“第一光源”的具体示例。此外，SDR照明光LS对应于本公开的技术中的“第二照明光”的具体示例。此外，SDR光源10对应于本公开的技术中的“第二光源”的具体示例。此外，红色LD 21R、绿色LD 21G和蓝色LD 21B对应于本公开的技术中的“多个第一激光光源”的具体示例。此外，红色LD 11R、绿色LD 11G和蓝色LD 11B对应于本公开的技术中的“多个第二激光光源”的具体示例。此外，在第一实施例中，反射偏振器33对应于本公开的技术中的“反射元件”的具体示例。

在SDR光源10中，红色LD 11R是发出用于SDR照明光LS的红光的激光二极管。绿色LD 11G是发出用于SDR照明光LS的绿光的激光二极管。蓝色LD 11B是发出用于SDR照明光LS的蓝光的激光二极管。在HDR光源20中，红色LD 21R是发出用于HDR照明光LH的红光的激光二极管。绿色LD 21G是发出用于HDR照明光LH的绿光的激光二极管。蓝色LD 21B是发射用于HDR照明光LH的蓝光的激光二极管。

SDR光源10中的红色LD 11R、绿色LD 11G和蓝色LD 11B中的每一个可以是与HDR光源20中的相应的红色LD 21R、绿色LD 21G和蓝色LD 21B发射具有相同波长的色光的激光二极管。理想的情况是SRD光源10中的红色LD 11R、绿色LD 11G和蓝色LD 11B中的每一个都具有偏振方向对齐的窄带特性。同样，理想的情况是HDR光源20中的红色LD 21R、绿色LD 21G和蓝色LD 21B具有偏振方向对齐的窄带特性。然而，如稍后所述，为了在照明光学系统30的反射偏振器33中复用HDR照明光LH和SDR照明光LS，理想的情况是从HDR光源20输出的HDR照明光LH的偏振方向与从SDR光源10输出的SDR照明光LS的偏振方向互不相同。

在SDR光源10中，反射镜12被设置在红色LD 11R发出的红光的光路上，并且将红光反射到分色镜13。

分色镜13和分色镜14具有依照波长而呈现不同的反射率和透射率的特性，并且被用于组合SDR光源10中的红光、绿光和蓝光。分色镜13被设置在绿色LD 11G发出的绿光的光路上，并且朝着分色镜14透射红光以及反射绿光。分色镜14被设置在蓝色LD 11B发出的蓝光的光路上，并且朝着透镜15透射红光和绿光以及反射蓝光。

透镜15被设置在分色镜14输出的红光、绿光和蓝光的光路上，并且将分色镜14输出的红光、绿光和蓝光会聚到漫射器16。

漫射器16被设置在从透镜15输出的红光、绿光和蓝光的光路上。该漫射器减小从透镜15输出的红光、绿光和蓝光的光斑，并且将红光、绿光和蓝光输出到透镜17。

从漫射器16发出的红光、绿光和蓝光经由透镜17而被作为SDR照明光LS输出到照明光学系统30。

在HDR光源20中，用于红色的相位调制面板22R被设置在红色LD 21R发出的红光的光路上。用于绿色的相位调制面板22G被设置在绿色LD 21G发出的绿光的光路上。用于蓝色的相位调制面板22B被设置在蓝色LD 21B发出的蓝光的光路上。用于红色的相位调制面板22R、用于绿色的相位调制面板22G和用于蓝色的相位调制面板22B中的每一个是能够改变每一个像素的相位调制量的设备。用于红色的相位调制面板22R、用于绿色的相位调制面板22G和用于蓝色的相位调制面板22B中的每一个被用于为面板核心40中相应的用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B的面板表面给予针对HDR照明光的每一种颜色的期望的强度分布。在根据第一实施例的投影仪1中，用于红色的相位调制面板22R、例如，用于绿色的相位调制面板22G、用于蓝色的相位调制面板22B中的每一个都是透射型液晶面板。

反射镜23被设置在从用于蓝色的相位调制面板22B发出的蓝光的光路上，并且将蓝光反射到分色镜24。

分色镜24和分色镜25具有依照波长而呈现不同反射率和透射率的特性，并且被用于组合HDR光源20中的红光、绿光和蓝光。分色镜24被设置在从用于绿色的相位调制面板22G输出的绿光的光路上，并且朝着分色镜25透射蓝光以及反射绿光。分色镜25被设置在从用于红色的相位调制面板22R输出的红光的光路上，并且朝着漫射器26透射蓝光和绿光以及反射红光。

漫射器26被设置在从分色镜25输出的红光、绿光和蓝光的光路上。该漫射器26减小从分色镜25输出的红光、绿光和蓝光的色斑，并且将红光、绿光和蓝光输出到照明光学系统30。

在照明光学系统30中，积分器光学系统31将SDR照明光LS的强度分布均匀化，并且将SDR照明光LS输出到反射偏振器33和PSC 34。

透镜32将HDR光源20输出的HDR照明光LH汇聚到反射偏振器33。

反射偏振器33是具有取决于偏振方向的不同透射率和反射率的元件，并且被用于复用SDR照明光LS和HDR照明光LH。反射偏振器33被设置在积分器光学系统31与PSC 34之间的光路上。该反射偏振器33复用HDR照明光LH和SDR照明光LS，并且促使HDR照明光LH和SDR照明光LS中的每一个进入PSC 34。

PSC 34是将入射光的偏振方向对准在一个偏振方向上的偏振转换元件。PSC 34将HDR照明光LH和SDR照明光LS的偏振方向对准在一个偏振方向上，并且将HDR照明光LH和SDR照明光LS输出到透镜35。

透镜35将PSC 34输出的HDR照明光LH和SDR照明光LS输出到分色镜36。

分色镜36将透镜35输出的HDR照明光LH和SDR照明光LS中的每一个拆分成红光、蓝光和绿光，并且输出所述红光、蓝光和绿光。

分色镜36输出的红光和蓝光经由透镜37进入面板核心40。分色镜36输出的绿光经由透镜38进入面板核心40。

在面板核心40中，红光经由颜色选择器47、PBS 44和红色延迟器42R进入用于红色的亮度调制面板41R。用于红色的亮度调制面板41R产生的红色图像光经由用于红色的延迟器42R、PBS 44和颜色选择器48进入PBS 45。

蓝光经由颜色选择器47、PBS 44和蓝色延迟器42B进入用于蓝色的亮度调制面板41B。用于蓝色的亮度调制面板41B产生的蓝色图像光经由用于蓝色的延迟器42B、PBS 44和颜色选择器48进入PBS 45。

绿光经由PBS 43和绿光延迟器42G进入用于绿光的亮度调制面板41G。用于绿色的亮度调制面板41G所产生的绿色图像光经由用于绿色的延迟器42G、PBS 43和半波片46进入PBS 45。

PBS 45组合相应颜色的图像光，并且将组合图像光输出到投影光学系统50。

用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B中的每一个基于HDR照明光LH和SDR照明光LS的每一种颜色的照明光来生成图像。在根据第一实施例的投影仪1中，作为示例，用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B是反射型液晶面板。

作为示例，用于红色的延迟器42R、用于绿色的延迟器42G和用于蓝色的延迟器42B是四分之一波片。用于红色的延迟器42R、用于绿色的延迟器42G和用于蓝色的延迟器42B分别被用于补偿用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色41B的亮度调制面板中的液晶预倾所导致的小的相位差。通过使用用于红色的延迟器42R、用于绿色的延迟器42G和用于蓝色的延迟器42B，改善了对比度。

PBS 43、PBS 44和PBS 45中的每一个都具有偏振面。PBS 43、PBS 44和PBS 45中的每一个都透射相对于偏振面具有P偏振的光，以及反射相对于偏振面具有S偏振的光。

半波片46是将相位延迟λ/2的光学元件，并且被设置成将绿光的偏振旋转90度。

颜色选择器47和颜色选择器48是仅仅作用于特定波长的波片，并且被设置成仅仅将红光的偏振旋转90度。

投影透镜51包括多个透镜，其将面板核心40中的用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B产生的图像投影在投影表面(例如未示出的屏幕)上。

在投影仪1中，从SDR光源10输出的SDR照明光LS通过照明光学系统30的积分器光学系统31，之后被PSC 34对准到与HDR照明光LH相同的偏振方向上。从照明光学系统30输出的SDR照明光LS的相应色光进入面板核心40，以便均匀照射用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B。

从HDR光源20输出的相应色光分别进入用于红色的相位调制面板22R、用于绿色的相位调制面板22G和用于蓝色的相位调制面板22B，并且经过相位调制而在漫射器26的漫射表面上产生期望的强度分布。具有在漫射面上产生的期望强度分布的HDR照明光LH的相应彩色光束经过照明光学系统30进入面板核心40，在用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B的相应面板表面上形成图像。HDR照明光LH被设置在积分器光学系统31与PSC 34之间的反射偏振器33反射，以便与SDR照明光LS复用。此后，HDR照明光LH通过PSC 34被原样透射，以便以与SDR照明光LS相同的偏振被从PSC 34输出。在面板核心40中，用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B的相应面板表面被从照明光学系统30输出且具有期望强度分布的HDR照明光LH的相应彩色光束照射。

从面板核心40输出的光被投影透镜51投影在盈表面(例如未示出的屏幕)上。

【1.2根据第一实施例的显示装置的主要部分的构造和作用】

(反射偏振器33的作用)

图2示出了图1所示的投影仪1中的反射偏振器33的光学作用的一个示例。

在投影仪1中，从HDR光源20输出的HDR照明光LH的偏振方向与从SDR光源10输出的SDR照明光LS的偏振方向是互不相同的。作为示例，SDR照明光LS以P偏振光的状态进入反射偏振器器33。作为示例，HDR照明光LH以S偏振光的状态进入反射偏振器33。基于偏振方向之间的差异，反射偏振器33将HDR照明光LH反射到PSC 34，并且将SDR照明光LS透射到PSC 34。

反射偏振器33透射相对于该反射偏振器33被P偏振的所有SDR照明光LS，并且反射相对于该反射偏振器33被S偏振的所有HDR照明光LH。因此，在投影仪1中，反射基本上没有光会在空间上因为偏振器33而发生渐晕，这表明效率很高。

在投影仪1中，如上所述，安装在积分器光学系统31与PSC 34之间的反射偏振器会复用穿过积分器光学系认31而称为均匀照明光的SDR照明光LS以及经过相位调制而具有期望强度分布的HDR照明光LH。在反射偏振器33复用了SDR照明光LS和HDR照明光LH之后，SDR照明光LS和HDR照明光LH会被PSC 34偏振对准。

(PSC 34的具体构造示例和光学作用)

图3示出了图1所示的投影仪1中的PSC 34的具体构造示例和光学动作示例。

PSC 34包括偏振膜341，半波片342，屏蔽区343以及开放区344。

PSC 34包括在输入表面上交替提供的多个屏蔽区343和多个开放区344。偏光膜341具有透射P偏振光和反射S偏振光的特性。在PSC 34的输出表面侧与屏蔽区343相对应的区域中提供了多个半波片342。该半波片342将S偏振光转换成P偏振光。

在投影仪1中，在反射偏振器33复用了HDR照明光LH和SDR照明光LS之后，以不同方式偏振的光线进入PSC 34。例如，HDR照明光LH在具有P偏振的情况下进入PSC 34，并且由此通过PSC 34被原样透射，从而在没有从P偏振光改变的情况下被输出。另一方面，作为示例，SDR照明光LS在具有S偏振的情况下进入PSC 34。该SDR照明光LS由此会在PSC 34内部被反射两次，前进到包含半波片342的路径，并且其偏振将会旋转，以便作为P偏振光被输出。因此，以不同方式偏振的HDR照明光LH和SDR照明光LS会因为通过PSC 34透射而使其偏振对准。

这样一来，在投影仪1中，HDR照明光LH和SDR照明光LS是因为通过PSC 34透射而被相位对齐的。这样可以使用液晶面板来构成面板核心40中用于红色的亮度调制面板41R、用于绿色的亮度调制面板41G以及用于蓝色的亮度调制面板41B中的每一个。在投影仪1中，举例来说，可以使用液晶面板来取代DMD以作为亮度调制面板，这意味着成本降低是可预期的。

(HDR照明光LH的色度范围和SDR照明光LS的色度范围)

图4示出了图1所示的投影仪1中的SDR照明光LS的色度范围和HDR照明光LH的色度范围的示例。在图4中，关于SDR照明光LS的色度范围和HDR照明光LH的色度范围的示例是在由CIE(国际照明委员会)定义的CIE 1931色彩空间的xy色度图上表示的。

在投影仪1中，SDR光源10中的红色LD 11R、绿色LD 11G和蓝色LD 11B中的每一个可以是发出与HDR光源20中的对应的红色LD 21R、绿色LD 21G和蓝色LD 21B具有相同波长的色光的激光二极管。

HDR照明光LH的强度分布依照投影仪1显示的图像而改变，由此改变HDR照明光LH相比于均匀照明的SDR照明光LS的比值。为了甚至在该比值改变的情况下也防止色度点偏移，有必要使得SDR照明光LS和HDR照明光LH具有相同的波长光谱。反射偏振器器33执行的偏振复用与要被复用的光线的波长无关，这样即使光线具有完全相同的波长光谱也允许复用。相应地，在该复用方法中，如果HDR照明光LH叠加在SDR照明光LS上，那么图像中的其间比值变化不会导致色度点偏移。

在投影仪1中不必考虑图像中的色度点偏移，由此减轻了图像处理的负担。此外，在SDR照明光LS与HDR照明光LH之间可以使用具有相同波长的光，由此更容易满足色域标准，例如Rec.709或Rec.2020。

(关于HDR照明光LH在PSC 34中进入的区域)

图5示出了根据图1所示的投影仪1的第一构造示例的PSC 34中供HDR照明光LH进入的区域的示例。图5(A)是PSC 34的平面图，并且图5(B)是PSC 34的剖视图。图6示出了根据图1所示的投影仪的第二构造示例的PSC 34A中供HDR照明光LH进入的区域的示例。图6(A)是PSC 34A的平面图，并且图6的(B)是PSC 34A的剖视图。

图5所示的PSC 34具有垂直对称类型的结构，并且图6所示的PSC 34A具有垂直对称类型的结构。PSC 34和PSC 34A中的每一个都包括允许光进入的多个开放区域344。理想的情况是反射偏振器33促使HDR照明光LH进入PSC 34或PSC 34A中的多个开放区域344中的一个开放区域(例如靠近中心的开放区域344C)。

如果在不干扰相位调制面板调制的相位的情况下促使HDR照明光LH到达面板核心40的亮度调制面板，那么将是非常理想的。相应地，理想的情况是在避开将照度分布均匀化的积分器光学系统31的同时执行复用。此外，照明分布不应被HDR照明光LH在复用之后进入的PSC 34分支。因此，理想的情况是促使HDR照明光LH进入PSC 34或PSC 34A的多个开放区域344中的一个开放区域。

图5所示的垂直对称类型的PSC 34具有这样一个优点，那么就是由于靠近中心的开放区域344C比在图6所示的垂直对称类型的PSC 34A中更宽，因此HDR赵凝光LH不太可能会在复用中出现渐晕。然而，在使用靠近垂直对称类型的PSC 34的中心的宽开放区域的过程中，有必要促使HDR照明光LH以P偏振进入PSC 34。这其中的一个原因在于如果促使HDR照明光LH以S偏振进入，那么照明光会因为在PSC 34内部反射而被分支。

即使在PSC 34的一个开放区域344中，HDR照明光LH穿过中心部分的情形和HDR照明光LH穿过端部的情形也各自具有优点和缺点。

(促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域中的中心部分的情形)

图7示出了HDR照明光LH在进入图1所示的投影仪1中的PSC 34的一个开放区域的中心部分时的状态的示例。图8示出了在促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域的中心部分的情况下，SDR照明光LS和HDR照明光LH在穿过投影透镜51时的状态的示例。图9示出了在促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域中的中心部分的情况下，SDR照明光LS和HDR照明光LH在面板核心40的亮度调制面板上的角度分布的示例。应该指出的是，在图9中，水平轴指示的是亮度调制面板上的水平方向的角度θx，并且垂直轴指示的是亮度调制面板上的垂直方向的角度θy。图10示出了在促使HDR照明光进入PSC 34的一个开放区域中的中心部分的情况下，由于反射偏振器33周围的光学组件导致的光线渐晕状态的示例。

对于如图7所示促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域的中心部分而言，其中一个优点是如图8所示不太可能发生因为投影透镜51的光学渐晕所导致的投影表面(屏幕表面)周边变暗。由于投影透镜51的光学渐晕所导致的周边变暗是这样一种现象，其中在孔径光阑St的位置处的角度分布较大的情况下，即使光线具有允许投影在屏幕中心的角度，屏幕周边也会因为行进至屏幕末端的光线依照角度被投影透镜51渐晕而变暗。在图8中，作为示例，光线是在透镜端部511出现渐晕的。如果促使HDR照明光LH进入PSC 34的中心部分，那HDR照明光LH在孔径光阑St的位置的角度分布会变得很小。因此，行进至屏幕表面中心的光线和行进至屏幕表面端部的光线都不太可能被投影透镜51渐晕，由此使得周边不太可能变暗。

另一个优点在于，如图9所示，HDR照明光LH不太可能因为投影透镜51的F数而被渐晕。如果促使HDR照明光LH进入PSC 34的中心部分，那么光线会基本垂直地进入面板核心40中的亮度调制面板，这意味着不用顾虑光线会因为投影透镜51的F数而被渐晕。

一个缺点是很难安装用于复用的反射偏振器33。作为示例，针对该问题的一个可以想到的措施是通过在不会导致积分器光学系统31与PSC 34之间的距离d1增大的方向上增加反射偏振器器33的长度来更容易地安装反射偏振器器33(图10)。由于即使在将反射偏振器器33制造得过大的情况下，也能很好地透射SDR照明光LS，因此，该措施不会产生诸如效率降低之类的影响，。

另一个缺点在于，如图10所示，光线会被反射偏振器33周围的光学组件(例如第二复眼透镜31B或PSC 34)渐晕。为了保持SDR照明光LS的效率，有必要使第二复眼透镜31B与PSC 34之间的距离d1尽可能接近。然而，为了设置反射偏振器器33，有必要存在一定的间隔。此外，如果将反射偏振器器33设置在PSC 34的中心部分，则需要根据HDR照明光LH的发散角来进一步加宽间隔。在优先考虑SDR照明光LS的效率的情况下，HDR照明光LH会被第二复眼透镜31B或PSC 34渐晕。

(促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域的端部的情形)

图11示出了HDR照明光LH进入图1所示的投影仪1中的PSC 34的一个开放区域中的端部时的状态的示例。图12示出了在促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域中的端部的情况下，SDR照明光LS和HDR照明光LH穿过投影透镜51时的状态的示例。图13示出了在促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域的端部的情况下，SDR照明光LS和HDR照明光LH在面板核心40的亮度调制面板上的角度分布的示例。应该指出的是，在图13中，水平轴指示的是亮度调制面板上的水平方向的角度θx，并且垂直轴指示的是亮度调制面板上的垂直方向的角度θy。图14示出了在促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域中的端部的情况下，由于反射偏振器器33周围的光学组件所导致的光线渐晕状态的示例。

在如图11所示促使HDR照明光LH进入PSC 34的一个开放区域中的端部的情况下，基本上，促使HDR照明光LH进入中心部分的情形中的优点会变成缺点，并且该情形中的缺点会变成优点。

其中一个优点在于将用于复用的反射偏振器33设置在了PSC 34的端部，由此便于进行安装。另一个优点在于，由于反射偏振器33被设置在端部，因此，即使HDR照明光LH的角度分布变宽，也不用太顾虑HDR照明光LH被周围的光学元件(例如图14所示的第二复眼透镜31B或PSC 34)渐晕。

一个缺点在于，如图12所示，有可能会发生因为投影透镜51的光学渐晕所导致的屏幕表面周边变暗。如果促使HDR照明光LH进入PSC 34的端部，那么在投影透镜51的孔径光阑St的位置，角度分布将会变大。因此，朝着与屏幕中心相对的端部行进的光线更容易被投影透镜51渐晕，由此可能导致周边变暗。在图12中，举例来说，光线会在透镜端部511出现渐晕。

另一个缺点在于，由于HDR照明光LH是以大角度进入面板核心40的亮度调制面板的，因此，如图13所示，HDR照明光LH会因为投影透镜51的F数而出现渐晕。如果光线因为投影透镜51的F数而出现渐晕，那么HDR照明光LH有可能会整体变暗。

【1.3效果】

如上所述，在根据第一实施例的照明设备和显示装置中，HDR照明光LH和SDR照明光LS被设置在积分器光学系统31与PSC 34之间的光路上的反射偏振器33复用，并且被导致进入PSC 34。这样可以获得具有期望的强度分布的照明光。

此外，在根据第一实施例的照明设备和显示装置中，HDR照明光LH和SDR照明光LS可以在不干扰HDR光源20的相位调制面板所调制的相位的情况下被复用。HDR照明光LH与SDR照明光LS复用，同时避开了积分器光学系统31。此外，在PSC 34中，HDR照明光LH进入了PSC 34的一个开放区域，由此不会被分支。有鉴于此，HDR照明光LH可以在不干扰相位调制面板产生的照明分布的情况下到达面板核心40的亮度调制面板。通过防止HDR照明光LH的相位受到干扰，能够忠实地再现亮度调制面板的照明分布，由此可以进一步提高最大亮度。

此外，在根据第一实施例的照明设备和显示装置中，如上所述，即使HDR照明光LH相比于SDR照明光LS的比值发生变化，也可以防止发生色偏。

此外，在根据第一实施例的照明设备和显示装置中，如上所述，HDR照明光LH和SDR照明光LS会因为通过PSC 34透射而被偏振对准。这样可以使用液晶面板作为面板核心40的亮度调制面板。

此外，在根据第一实施例的照明设备和显示装置中，如上所述，相对于反射偏振器33具有P偏振的所有SDR照明光LS都可以被透射，并且相对于反射偏振器33具有S偏振的所有HDR照明光都可以被反射，由此导致效率很高。由于效率没有降低，因此，引入复用机制不需要增加光源的数量。由此使得成本降低，功耗降低且实现了小型化。

应该指出的是，本说明书中描述的效果仅仅是示例而不具有限制性，并且其他效果也是可以实现的。这一点同样适用于以下其他实施例的效果。

【1.4修改示例】

以上描述描述了将红色、绿色和蓝色激光用于SDR光源10和HDR光源20中的每一个的示例，但是具有其他波长(例如红外光)的激光也是可以使用的。此外，除了三种颜色之外的其他配置也是可以使用的。此外，作为示例，在HDR光源20中，用于红色的相位调制面板22R、用于绿色的相位调制面板22G和用于蓝色的相位调制面板22B中的每一个可以具有使用了反射型液晶面板的构造，而不局限于透射型液晶面板。

<2、第二实施例>

接下来描述的是根据本公开的第二实施例的照明设备和显示装置。应该指出的是，在下文中，与如上所述的根据第一实施例的的照明设备和显示装置的组件基本相同的部分是用相同的参考数字表示的，并且与之相关的描述将被酌情省略。

图15示出了充当根据第二实施例的显示装置的投影仪1A的主要部分的构造示例。

在照明光学系统30中，根据第二实施例的投影仪1A包括取代图1所示的投影仪1中的反射偏振器33的反射镜33A。其他构造可以与根据第一实施例的的照明设备和显示装置大致相似。

在第二实施例中，反射镜33A对应于本公开的技术中的“反射元件”的具体示例。

如果允许SDR照明光LS的效率降低，那么可以如在投影仪1A中那样使用反射镜33A来复用SDR照明光LS和HDR照明光LH。

<3、第三实施例>

接下来描述根据本公开的第三实施例的照明设备和显示装置。应该指出的是，在下文中，与如上所述的根据第一实施例或第二实施例的的照明设备和显示装置的组件基本相同的部分是用相同的参考数字表示的，并且与之相关的描述将被酌情省略。

本公开的技术中使用的亮度调制面板既可以是透射型液晶面板，也可以是反射型液晶面板。据此，图1所示的面板核心40具有使用了透射型液晶面板的3LCD系统的构造，或者对于反射型液晶面板来说，其可以具有三核系统或3PBS系统的构造，而不是局限于S核系统。以下将对每一个系统的概观进行描述。

(3LCD系统)

图16示出了充当根据第三实施例的显示装置的投影仪的第一构造示例的主要部分。

根据第三实施例的投影仪的第一构造示例包括取代了图1所示的投影仪1中的面板核心40的面板核心40A。面板核心40A具有使用了透射型液晶面板作为亮度调制面板的3LCD系统。

面板核心40A包括分色镜311，分色镜312，镜子313，镜子314，镜子315和分色棱镜450。此外，面板核心40A进一步包括用于红色的亮度调制面板411R，用于绿色的亮度调制面板411G和用于蓝色的亮度调制面板411B。

用于红色的亮度调制面板411R、用于绿色的亮度调制面板411G和用于蓝色的亮度调制面板411B是透射型液晶面板。

用于红色的亮度调制面板411R经由分色镜311、分色镜312、反射镜314和反射镜315被红光照射。

用于绿色的亮度调制面板411G经由分色镜311和反射镜313被绿光照射。

用于蓝色的亮度调制面板411B经由分色镜311和分色镜312被蓝光照射。

用于红色的亮度调制面板411R生成的红色图像光、用于绿色的亮度调制面板411G生成的绿色图像光以及用于蓝色的亮度调制面板411B生成的蓝色图像光进入分光棱镜450。该分光棱镜450组合相应颜色的图像光，并且将组合的图像光输出到投影光学系统50。

(三核系统)

图17示出了充当根据第三实施例的显示装置的投影仪的第二构造示例的主要部分。

根据第三实施例的投影仪的第二构造示例包括取代图1所示的投影仪1中的面板核心40的面板核心40B。该面板核心40B具有使用反射型液晶面板作为亮度调制面板的三核系统。

面板核心40B包括分色镜321，反射镜322，透镜323，透镜324，分色镜325，透镜326，透镜327，透镜328和分色棱镜451。此外，面板核心40B进一步包括线栅331，线栅332和线栅333。线栅331，线栅332和线栅333是具有取决于偏振方向的不同透射率和反射率的光学元件。

此外，面板核心40B进一步包括：用于红色的亮度调制面板41R，用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B；以及用于红色的延迟器42R，用于绿色的延迟器42G和用于蓝色的延迟器42B。

用于红色的亮度调制面板41R经由分色镜321、反射镜322、透镜323、分色镜325、透镜326、线栅331和用于红色的延迟器42R而被红光照射。

用于绿色的亮度调制面板41G经由分色镜321、反射镜322、透镜323、分色镜325、透镜324、线栅332和用于绿色的延迟器42G而被绿光照射。

用于蓝色的亮度调制面板41B经由分色镜321、透镜327、透镜328、线栅333和用于蓝色的延迟器42B而被蓝光照射。

用于红色的亮度调制面板41R生成的红色图像光、用于绿色的亮度调制面板41G生成的绿色图像光以及用于蓝色的亮度调制面板41B生成的蓝色图像光进入分色棱镜451。分色棱镜451组合相应颜色的图像光，并且将组合的图像光输出到投影光学系统50。

(3PBS系统)

图18示出了充当根据第三实施例的显示装置的投影仪的第三构造示例的主要部分。

根据第三实施例的投影仪的第三构造示例包括取代图1所示的投影仪1中的面板核心40的面板核心40C。1.面板核心40C具有使用了三个反射型液晶面板作为亮度调制面板且包含了为三个反射型液晶面板中的每一个设置的PBS的3PBS系统。

面板核心40C包括分色镜351，反射镜352，反射镜353和分色镜354。此外，面板核心40C进一步包括分色棱镜460，PBS 461，PBS 462和PBS 463。此外，面板核心40C进一步包括：用于红色的亮度调制面板41R，用于绿色的亮度调制面板41G和用于蓝色的亮度调制面板41B；以及用于红色的延迟器42R，用于绿色的延迟器42G和用于蓝色的延迟器42B。

用于红色的亮度调制面板41R经由分色镜351、反射镜352、PBS 461和用于红色的延迟器42R而被红光照射。

用于绿色的亮度调制面板41G经由分色镜351、反射镜353、分色镜354、PBS 462和用于绿色的延迟器42G而被绿光照射。

用于蓝色的亮度调制面板41B经由分色镜351、反射镜353、分色镜354、PBS 463和用于蓝色的延迟器42B而被蓝光照射。

用于红色的亮度调制面板41R生成的红色图像光、用于绿色的亮度调制面板41G生成的绿色图像光和用于蓝色的亮度调制面板41B生成的蓝色图像光输入分色棱镜460。该分色棱镜460组合相应颜色的图像光，并且将组合的图像光输出到投影光学系统50。

其他的构造、操作和效果可以与如上所述根据第一或第二实施例的照明设备和显示装置基本相似。

<4、第四实施例>

接下来对根据本公开的第四实施例的照明设备和显示装置进行描述。应该指出的是，在下文中，与如上所述根据第一到第三实施例的的照明设备和显示装置的组件基本相同的部分是用相同的参考数字表示的，并且与之相关的描述将被酌情省略。

在本公开的技术中，亮度调制面板可以构成通过时分驱动R、G和B来输出彩色图像的单面板系统或双面板系统。此外，亮度调制面板可以是DMD。

此外，用于本公开的技术中的HDR光源的相位调制面板可以是单个面板。即使在单个面板的情况下，R、G和B中的每一个的相位调制也是可以通过以时分和空分方式将面板区域划分成R、G和B等等实现的。

以下描述的是在亮度调制面板构成单面板系统的情况下的构造示例。

图19示出了充当根据第四实施例的显示装置的投影仪的主要部分的构造示例。

根据第四实施例的投影仪包括取代图1所示的投影仪1中的面板核心40的面板核心40D。

面板核心40D包括透镜350，亮度调制面板410，延迟器420以及PBS 470。作为示例，亮度调制面板410是反射型液晶面板。

在面板核心40D中，红光、绿光和蓝光通过时分方式经由透镜350、PBS 470和延迟器420施加到亮度调制面板410。亮度调制面板410通过时分方式产生相应的彩色图像。

PBS 470以时分的方式将调制面板410生成的相应彩色图像输出到投影光学系统50。

其他的配置、操作和效果可以与如上所述根据第一或第二实施例的照明设备和显示装置基本相似。

<5、第五实施例>

接下来对根据本公开的第五实施例的照明设备和显示装置进行描述。应该指出的是，在下文中，与如上所述根据第一到第四实施例的照明设备和显示装置的组件基本相同的部分是用相同的参考数字表示的，并且与之相关的描述将被酌情省略。

在本公开的技术中，反射元件能够复用具有相同波长的光，由此可以使用从同一个光源分出SDR照明光LS和HDR照明光LH的构造。复用相同波长的光意味着可以使用从同一光源分出的HDR照明光LH和SDR照明光LS，而不是为HDR照明光LH和SDR照明光LS预备具有不同波长光谱的相应光源。由此减小了投影仪尺寸且减低了成本。

图20示出了充当根据第五实施例的显示装置的投影仪1B的整体构造示例。

根据第五实施例的投影仪1B包括取代了图1所示的投影仪1中的SDR光源10的SDR光源10A。此外，根据第五实施例的投影仪1B包括取代了图1所示的投影仪1中的HDR光源20的HDR光源20A。

除了图1所示的投影仪1中的HDR光源20的构造之外，HDR光源20A进一步包括分色镜121，分色镜122和分色镜123。1.

SDR光源10A与HDR光源20A共用一些组件。作为与HDR光源20A共用的组件，SDR光源10A包括红色LD 21R、绿色LD 21G和蓝色LD 21B；此外，SDR光源10A进一步包括漫射器16，透镜124，透镜125以及反射镜126。

SDR光源10A通过使用分色镜121、分色镜122和分色镜123对来自HDR光源20A中的红色LD 21R、绿色LD 21G和蓝色LD 21B的相应彩色光束进行分支。由此，SDR光源10A产生并输出包含了具有互不相同的波长的多个彩色光束的SDR照明光LS。

其他的配置、操作和效果可以与如上所述根据第一到第四实施例的照明设备和显示装置基本相似。

<6、第六实施例>

接下来描述的是根据本公开的第六实施例的照明设备和显示装置。应该指出的是，在下文中，与如上所述根据第一到第五实施例的照明设备和显示装置的组件基本相同的部分是用相同的参考数字表示的，并且与之相关的描述将被酌情省略。

在本发明的技术中，由于复用是通过反射元件执行的，因此，该复用与HDR照明光LH和SDR照明光LS中的每一个的波长光谱无关。因此，宽波长带光源(例如荧光体光源)可被用于SDR光源10。

图21示出了充当根据第六实施例的显示装置的投影仪1C的整体构造示例。

根据第六实施例的投影仪1C包括取代了图1所示的投影仪1中的SDR光源10的SDR光源10B。

SDR光源10B包括荧光轮110，蓝色LD 111B，透镜113以及偏振再循环元件114。

应该指出的是，在第六实施例中，荧光轮110和蓝色LD 111B对应于本公开的技术中的“荧光光源”的具体示例。此外，偏振再循环元件114对应于本公开的技术中的“反射偏振转换元件”的具体示例。

SDR光源10B包括发出包含了多个彩色光束的宽带光的荧光体光源。偏振再循环元件114被设置在荧光体光源与反射偏振器器33之间的光路上，并且将荧光体光源输出的光的偏振方向对准在预定方向上。

荧光轮110包括充当波长转换材料的荧光体112。蓝色LD 111B是激励荧光体112的激励光源，并且发出蓝光作为激励光。荧光体112被蓝光激励以发出包括红光和绿光在内的光。

图22示出了图21所示的投影仪1C中的偏振再循环元件14的光学作用的一个示例。

偏振再循环元件114包括偏振膜115。偏振膜115具有反射相对于偏振再循环元件114具有S偏振的光以及透射相对于偏振再循环元件具有P偏振的光的特性。

如果宽波长段的光源像荧光体光源那样没有偏振对准，那么理想的情况是在与HDR照明光LH复用之前将SDR照明光LS的偏振对准。因此，理想的情况是像图22所示的偏振再循环元件114那样在用于复用的反射偏振器33之前将偏振对准。偏振再循环元件114组合了包含多个偏振分束器的结构。偏振再循环元件114反射相对于该偏振再循环元件具有S偏振的光，并且透射相对于该偏振再循环元件114具有P偏振的光。被反射的S偏振光在波长转换材料与偏振再循环元件114之间来回行进，直至其相对于偏振再循环元件114成为P偏振光而被透射。

图23示出了图21所示的投影仪1C中的SDR照明光LS的色度范围和HDR照明光LH的色度范围的示例。在图23中，SDR照明光LS的色度范围和HDR照明光LH的色度范围的示例是在CIE定义的CIE 1931色彩空间的xy色度图上表示的。图24示出了关于图21所示的投影仪1C中的SDR照明光LS(图24(A))的波长光谱和HDR照明光LH的波长光谱(图24(B))的示例。此外，图24(C)示出了在SDR照明光LS和HDR照明光LH被复用的状态下的波长光谱的示例。

如果HDR照明光LH相比于SDR照明光LS的比值很小，那么用于亮度调制面板的照明光具有通过被吸引到荧光体光源的色域而变窄的色域。然而，通过将SDR光源10B和HDR光源20的色度范围设定成预定范围，可以最小化色度点偏移。

在投影仪1C中，作为前提，由于使用了具有窄光谱宽度的激光光源，HDR照明光LH能够在范围很宽的xy色度图中表示颜色，也就是具有很宽的色域。另一方面，与HDR照明光LH相比，由于使用了具有相对较宽的光谱宽度，SDR照明光LS具有相对较窄的色域。

根据HDR国际标准BT.2020，所要表示的是由红色(630nm)、绿色(532nm)和蓝色(467nm)定义的色域。因此，理想的情况是使用波长与HDR光源20相接近的激光光源。并且，在SDR光源10B中，虽然色域较窄，但是如图23所示，色域的顶点优选存在于连接投影仪IC的白点和HDR照明光的每一个R、G和B色域点的直线上。这样一来，虽然在HDR照明光LH与SDR照明光LS的相应色域之间存在差异，但是投影仪IC可以表示自然的图像。

其他的配置、操作和效果可以与如上所述根据第一到第四实施例的照明设备和显示装置基本相似。

<7、其他实施例>

根据本公开的技术并不限于关于上述实施例的描述，并且各种修改都是可行的。

举例来说，上述实施例举例描述了这样一种情形，其中照明设备被应用于投影仪，并且照明设备照射的目标是产生图像的亮度调制面板。然而，照明设备也可以应用于投影仪之外的其他设备。

例如，本技术可以具有以下构造。

根据具有以下构造的本技术，第一照明光和第二照明光被设置在积分器光学系统与偏振转换元件之间的光路上的反射元件复用，并且进入偏振转换元件，由此可以获得具有期望的强度分布的照明光。

作为示例，本技术可以具有以下构造。

一种照明设备，包括：

第一光源，输出经过相位调制而具有期望强度分布的第一照明光；

第二光源，输出第二照明光；

将所述第二照明光的强度分布均匀化的积分器光学系统；

将入射光的偏振方向对准在一个偏振方向上的偏振转换元件；以及

设置在所述积分器光学系统与所述偏振变换元件之间的光路上的反射元件，所述反射元件复用所述第一照明光和所述第二照明光，并且促使所述第一照明光和所述第二照明光中的每一个进入所述偏振变换元件。

(2)根据(1)所述的照明设备，其中所述反射元件包括反射偏振器。

(3)根据(2)所述的照明设备，其中

从所述第一光源输出的所述第一照明光的偏振方向与从所述第二光源输出的所述第二照明光的偏振方向是互不相同的，以及

所述反射偏振器基于所述偏振方向之间的不同来将所述第一照明光反射到所述偏振转换元件，以及将所述第二照明光透射到所述偏振转换元件。

(4)根据(1)到(3)中任一项所述的照明设备，其中

所述偏振转换元件包括允许光进入的多个开放区域，以及

所述反射元件促使所述第一照明光进入所述偏振转换元件的所述多个开放区域中的一个开放区域。

(5)根据(4)所述的照明设备，其中所述反射元件促使所述第一照明光进入所述偏振变换元件中的所述一个开放区域的中心部分。

(6)根据(4)所述的照明设备，其中所述反射元件促使所述第一照明光进入所述偏振转换元件中的所述一个开放区域的端部。

(7)根据(1)到(6)中任一项所述的照明设备，其中

所述第一光源包括发出波长互不相同的彩色光束的多个第一激光光源，以及

所述第二光源包括多个第二激光光源，所述多个第二激光光源发出与所述第一光源中的相应的第一激光光源具有相同波长的彩色光束。

(8)根据(1)到(6)中任一项所述的照明设备，其中

所述第一光源包括发出具有互不相同的波长的彩色光束的多个激光光源，以及

所述第二光源将来自第一光源中的所述多个激光光源的相应的彩色光束分支，由此输出包含了具有互不相同的波长的多个彩色光束的所述第二照明光。

(9)根据(1)到(6)中任一项所述的照明设备，其中

所述第一光源包括发出具有互不相同的波长的彩色光束的多个激光光源，以及

所述第二光源包括发出包含了多个彩色光束的宽带光的荧光体光源。

(10)根据(9)所述的照明设备，进一步包括反射偏振转换元件，所述反射偏振转换元件被设置在所述荧光体光源与所述反射元件之间的光路上，并且将所述荧光体光源输出的光的偏振方向对准在预定方向上。

(11)根据(1)到(10)中任一项所述的照明设备，其中所述照明设备为产生图像的亮度调制面板生成照明光。

(12)一种显示装置，包括：

第一光源，输出经过相位调制而具有期望的强度分布的第一照明光；

第二光源，输出第二照明光；

将所述第二照明光的强度分布均匀化的积分器光学系统；

将入射光的偏振方向对准在一个偏振方向上的偏振转换元件；以及

设置在所述积分器光学系统与所述偏振变换元件之间的光路上的反射元件，所述反射元件复用所述第一照明光和所述第二照明光，并且促使所述第一照明光和所述第二照明光中的每一个进入所述偏振变换元件；以及

亮度调制面板，基于从所述偏振变换元件输出的包含了所述第一照明光和所述第二照明光的照明光来产生图像。

(13)根据(12)所述的显示装置，进一步包括将所述亮度调制面板产生的所述图像投影在投影表面上的投影光学系统。

本申请要求享有2019年12月25日向日本专利局提交的日本优先权专利申请2019-234675号的权益，所述申请的全部内容在这里被引入以作为参考。

本领域技术人员应该理解，取决于设计需要和其他因素，各种修改、组合、子组合和变更都是有可能发生的，只要其落入在附加权利要求或是其等价物的范围以内即可。

Claims (13)

1.一种照明设备，包括：

第一光源，输出经过相位调制而具有期望强度分布的第一照明光；

第二光源，输出第二照明光；

将所述第二照明光的强度分布均匀化的积分器光学系统；

将入射光的偏振方向对准在一个偏振方向上的偏振转换元件；以及

设置在所述积分器光学系统与所述偏振变换元件之间的光路上的反射元件，所述反射元件复用所述第一照明光和所述第二照明光，并且促使所述第一照明光和所述第二照明光中的每一个进入所述偏振变换元件。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述反射元件包括反射偏振器。

3.根据权利要求2所述的照明设备，其中

从所述第一光源输出的所述第一照明光的偏振方向与从所述第二光源输出的所述第二照明光的偏振方向是互不相同的，以及

所述反射偏振器基于所述偏振方向之间的不同来将所述第一照明光反射到所述偏振转换元件，以及将所述第二照明光透射到所述偏振转换元件。

4.根据权利要求1所述的照明设备，其中

所述偏振转换元件包括允许光进入的多个开放区域，以及

所述反射元件促使所述第一照明光进入所述偏振转换元件的所述多个开放区域中的一个开放区域。

5.根据权利要求4所述的照明设备，其中所述反射元件促使所述第一照明光进入所述偏振变换元件中的所述一个开放区域的中心部分。

6.根据权利要求4所述的照明设备，其中所述反射元件促使所述第一照明光进入所述偏振转换元件中的所述一个开放区域的端部。

7.根据权利要求1所述的照明设备，其中

所述第一光源包括发出波长互不相同的彩色光束的多个第一激光光源，以及

所述第二光源包括多个第二激光光源，所述多个第二激光光源发出与所述第一光源中的相应的第一激光光源具有相同波长的彩色光束。

8.根据权利要求1所述的照明设备，其中

所述第一光源包括发出具有互不相同的波长的彩色光束的多个激光光源，以及

所述第二光源将来自第一光源中的所述多个激光光源的相应的彩色光束分支，由此输出包含了具有互不相同的波长的多个彩色光束的所述第二照明光。

9.根据权利要求1所述的照明设备，其中

所述第一光源包括发出具有互不相同的波长的彩色光束的多个激光光源，以及

所述第二光源包括发出包含了多个彩色光束的宽带光的荧光体光源。

10.根据权利要求9所述的照明设备，进一步包括反射偏振转换元件，所述反射偏振转换元件被设置在所述荧光体光源与所述反射元件之间的光路上，并且将所述荧光体光源输出的光的偏振方向对准在预定方向上。

11.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述照明设备为产生图像的亮度调制面板生成照明光。

12.一种显示装置，包括：

第一光源，输出经过相位调制而具有期望的强度分布的第一照明光；

第二光源，输出第二照明光；

将所述第二照明光的强度分布均匀化的积分器光学系统；

将入射光的偏振方向对准在一个偏振方向上的偏振转换元件；以及

设置在所述积分器光学系统与所述偏振变换元件之间的光路上的反射元件，所述反射元件复用所述第一照明光和所述第二照明光，并且促使所述第一照明光和所述第二照明光中的每一个进入所述偏振变换元件；以及

亮度调制面板，基于从所述偏振变换元件输出的包含了所述第一照明光和所述第二照明光的照明光来产生图像。

13.根据权利要求12所述的显示装置，进一步包括将所述亮度调制面板产生的所述图像投影在投影表面上的投影光学系统。

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