一种调节光源颜色的系统技术方案

一种用来调节光源（３０）颜色的系统，包括：第一偏振器（３２），用来使光源（３０）偏振化；固定延迟器（３３），其光轴与偏振光成第一角度；电子可变延迟器（３４），其光轴与偏振光成第二角度；和第二偏振器（３６），用来使合成光线偏振化。该光源（３０）可以用于需要可调颜色光线的地方如剧场聚光灯或液晶投影系统（３７）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种调节光源颜色的系统。该系统可以用于剧场或电影院的聚光灯。本专利技术还涉及采用这种系统的显示系统。在阴极射线管监视器中，这可以通过调整红、绿、蓝视频放大器的相对增益来实现，使得当所有三个视频信号(红、绿和蓝)相等时，可以显示所要求的目标白色。改变白点涉及到改变红、绿、蓝放大器的相对增益。这种系统当用在液晶显示器上时会有一些缺点。如果增益调整是在模拟域中进行的，那么由于液晶显示器的非线性特性，它不但影响到白点，而且也会影响所有其它的颜色。于是这就需要对每一目标白点的灰度校正曲线进行修正。如果增益调整是在数字域中进行的，那么就要求忽略和不使用某些动态范围。由于8比特对于任何重要的彩色作品来说只是勉强够的比特，所以忽略部分动态范围会导致严重的色彩失真。即使基本分辨率为10或12比特，也会由于将视频信号插入较小的动态范围而产生色彩失真。本专利技术的目的是要提供一种调节光源颜色的系统，其带有可独立于光源其它装置进行控制的光学装置。这一目的是通过根据本专利技术的调节光源颜色的系统来实现的，该系统包括以下部件a)第一偏振器，用来使所述光源偏振化；b)固定延迟器，其光轴与所述偏振光成第一角度；c)电子可变延迟器，其光轴与所述偏振光成第二角度；和d)第二偏振器，用来使所述合成光线偏振化。本专利技术的另一个目的是要提供一种显示系统，其中显示图像的颜色可以在显示系统运转的同时用光学方法进行调整，而无须在模拟域或数字域中改变输入视频信号。这一目的的实现是通过一种显示系统，其包括光源和根据本专利技术的调节光源颜色的系统。所述系统最好基本上由部件a)至d)构成。且这些部件最好是以a)到d)的顺序布置的。或者，这些部件也可以按照a)、c)、b)、d)的顺序布置。所述偏振光最好是部分偏振的。用来使光源偏振化的第一偏振器可以包括一偏振转换系统。所述固定延迟器最好是四分之一波长延迟器。所述可变延迟器可以在700-1100纳米的范围内变化。所述光源最好用来照亮带有一个或多个空间光调制器的显示器。所述空间光调制器最好是液晶器件。本专利技术包括用于色差校正的系统。该系统的一种型号使用由积分器/偏振转换系统(PCS)组合体和电控双折射(ECB)元件以及一个或多个固定补偿器膜产生的部分偏振光。通过调整电控双折射元件上的电压，可以调整到达液晶显示屏的红、绿、蓝光的相对量，从而调整投影仪的色温。由于所有调整都是用电子方法而不是用机械方法进行的，所以该系统十分简单及可靠。色差校正法要求对显示系统的一个白点进行基本比色法校正。接着可以在足够大的范围用这种方法调整白点颜色以校正其它白点。该系统已经用美国专利申请No.09/127,003中的彩色镜鼓投影仪作了光学测试，但是也适用于任何液晶显示器系统，不管是投影式的还是直视式的。欧洲专利EP 909 974中介绍了将一个或两个延迟器用于反射式液晶显示元件，使系统消色差和提高对比度。延迟器和液晶显示元件布置在偏振敏感光束分离器(“PBS”)和反射镜之间。该项专利技术中的系统将延迟器放置在照明路径中，因此不会影响对比度。该系统并不是用来使色效应减到最小。而是用来精确地增加色效应量，使得可以对目标白色进行色差校正。美国专利US5,875,008中介绍了使用三套补偿器，每个液晶显示器配备一套以调整各液晶显示元件的色点、效率和对比度。虽然一个作用是用来改变白点，但这并不是目的；而且其方法与本专利技术的方法不同。此外，补偿器不在照明路径中。欧洲专利EP 390,511中介绍使用了三组补偿器，每组有一二个补偿器，每个液晶显示器一套以调整各液晶显示器的色点、效率和对比度。虽然一个作用是用来改变白点，但这并不是目的，而且其方法与本专利技术的方法不同。此外，补偿器不在照明路径中。日本特许公报07-294,869中介绍了一种调整至少两个液晶显示元件的偏振器以调整该元件效率的系统。于是可以调整色彩平衡和白点。该项专利技术中的系统调整延迟器而不是偏振器，且全部三原色使用一个共用的延迟器。调整偏振器需要用机械系统。而调整延迟器可以用电子方法进行。申请PHN 17544 EP-P中介绍了一种利用设置了光源和电-光调制器的系统将至少一部分图像调整为所要求白色的方法，其中来自光源的光线通过电-光调制器调制成图像，该系统包括所述电-光调制器和协同工作的光线调节装置，驱动电光调制器使至少一部分成为所要求的最大值，该部分被成像在图像部分上，然后利用所述光线调节装置将图像中所述部分的颜色调整到所要求的白色。一种仪器包括用于各相应的液晶显示板的合作光线调节装置。因此，双液晶显示板投影仪中包括两个光线调节板，而三液晶显示板投影仪中包括三个光线调节板。另外还介绍了一个使用许多光线调节装置的实施例，但是光线调节装置的数目仍对应于电-光调制器的数目。在附图中附图说明图1是带有可变延迟器的本专利技术色差校正系统的简化总图；图2是用来产生图3和4中测量数据的色差校正系统的示意图；图3是在偏振敏感光束分离器和偏振转换系统之间的四分之一波长和可变延迟器的透光度曲线图。图4是带有四分之一波长和可变延迟器的彩色镜鼓投影仪中调整色域的曲线图。如图2所示，白点色差调节中要用到一个电控双折射元件(或其它电子可变延迟器)和一个固定延迟器。基于可从Meadow Lark公司得到的可变延迟器的实际尺寸，不可能将本系统放置在整个镜鼓投影仪中。镜鼓投影仪的部件安装在一光学轨道上以进行测试，如图2所示。在本系统的说明中，所有围绕光轴的方位角当从灯10看时如果是顺时针方向就是正的。从灯10发出的光线被反射器11向右反射，光线通过第一积分器板12，接着通过第二积分器板13。从偏振转换系统14单元中输出的光线被部分水平偏振化。四分之一波长片15的快轴设置为-10度。用于本试验中的可变延迟器16的延迟性在不施加电压时为1100纳米，而当施加电压时延迟性减小。在该装置中方波发生器17的输出信号被输入到可变延迟器16，其结果在图3和4中给出，可变延迟器16的轴线设置为+45度。在可变延迟器16上驱动电压不同的情况下，延迟值(即除了四分之一波长以外)、延迟器15角度和可变延迟器16角度的其它组合给出类似的结果。对于这些结果，方波发生器17输出有效电压在3.2伏至4.3伏范围内的360赫兹的方波。使用360赫兹是由于可变延迟器驱动系统的限制。更为常用地，可以使用更高的频率如1千赫兹。无须将可变延迟器的频率限制为视频场频的倍数。光线在通过偏振转换系统14之后，大约有70％被水平偏振化。这相当于对于e-场的方位角为90度，且光线在偏振敏感光束分离器(PBS)18处被p-偏振化。余下的30％光线被垂直偏振化(在偏振敏感光束分离器(PBS)18处被0度或s-偏振化)。在不使用本专利技术的正常工作中，该s-偏振光在偏振敏感光束分离器(PBS)处反射而不被系统感觉到。来自偏振敏感光束分离器18的光线进入一个3英寸的积分球19中，用光纤探头20对3英寸积分球19上的光线取样并用分光计21测量其波长和颜色。光线的强度用光度探测器23和光度计22来测量。图3示出了作为电压和波长函数的偏振转换系统/四分之一波长延迟器/可变延迟器/偏振敏感光束分离器系统的透光度。该测量数据被标准化为100％水平，等于偏振转换系统/偏振敏感光束分离器系统在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来调节光源（３０）颜色的系统，包括以下部件：ａ）第一偏振器（３２），用来使所述光源（３０）偏振化；ｂ）固定延迟器（３３），其光轴与所述偏振光成第一角度；ｃ）电子可变延迟器（３４），其光轴与所述偏振光成第二角度；和ｄ）第 二偏振器（３６），用来使所述合成光线偏振化。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS布伦内肖尔茨，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]