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一種使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置及方法與流程

文檔序號(hào):11406090閱讀:465來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及一種使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置及方法。



背景技術(shù):

隨著時(shí)代的發(fā)展,追求更完美的視覺(jué)享受是顯示技術(shù)發(fā)展的目標(biāo),最初的陰極射線管顯示器逐漸發(fā)展為現(xiàn)在的液晶顯示器,隨之圖像也由之前的黑白變?yōu)椴噬?,它相較于黑白圖像具有更清晰、形象、逼真的優(yōu)勢(shì)。因此,彩色顯示成為了現(xiàn)在的主流,現(xiàn)在液晶顯示器已經(jīng)成為我們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡奈锲?,比如?jì)算機(jī)顯示器、智能手機(jī)屏幕、儀器顯示器等。

液晶顯示器產(chǎn)生彩色圖像的方法主要有兩種:一種是采用rgb三原色概念產(chǎn)生的,將像素化的顏色掩模附著在顯示器上,相鄰的三個(gè)具有紅綠藍(lán)的濾色器組合成一個(gè)像素點(diǎn),單獨(dú)控制每個(gè)三原色的透射來(lái)調(diào)節(jié)不同區(qū)域的顏色。但是由于顏色掩模的吸收,即使像素被編程用于最大透過(guò)率傳輸,入射的白色光束強(qiáng)度也會(huì)衰減三倍。此外,由于每個(gè)像素實(shí)際上是由三個(gè)電壓控制實(shí)現(xiàn)的,因此實(shí)際顯示圖像的像素?cái)?shù)量會(huì)減少到受控像素?cái)?shù)量的三分之一。這些對(duì)彩色顯示的效率、分辨率來(lái)講具有一定局限性。

另一種是采用全息投影的方法,使用空間光調(diào)制器作為相位全息圖的顯示器。彩色圖像投影通常是空間上的多路復(fù)用,紅綠藍(lán)全息圖的分量顯示在同一面板的不同區(qū)域,并且通過(guò)使用不同的方法重疊投影圖像。原則上,全息投影方法具有最佳的效率,可以使所有入射光的圖像重建;但是它們通常會(huì)受到散斑噪聲的干擾,這將需要復(fù)雜的方法用于降噪。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)的彩色顯示裝置及方法存在的畫面不清晰、光束強(qiáng)度衰減的技術(shù)問(wèn)題,提供一種使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置,包括白光led燈、第一凸透鏡、可調(diào)節(jié)衰減片、第一平面反射鏡、第二凸透鏡、第三凸透鏡、第二平面反射鏡、光闌、二分之一偏振片、液晶空間光調(diào)制器、第四凸透鏡和顯示屏,所述第一凸透鏡、可調(diào)節(jié)衰減片和第一平面反射鏡依次設(shè)在白光led燈的出射光路上,所述第二凸透鏡、第三凸透鏡和第二平面反射鏡依次設(shè)在第一平面反射鏡的反射光路上,所述光闌和二分之一偏振片依次設(shè)在第二平面反射鏡的反射光路上,所述液晶空間光調(diào)制器設(shè)在二分之一偏振片的透射光路上,且經(jīng)液晶空間光調(diào)制器反射的光路再次穿過(guò)二分之一偏振片,再經(jīng)第四凸透鏡入射到顯示屏上。

一種基于上述使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置的方法,包括如下步驟:

1)采用白光led燈作為光源,白光led燈發(fā)出的光束通過(guò)第一凸透鏡變?yōu)槠叫泄馐?,采用可調(diào)節(jié)衰減片對(duì)平行光束的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)節(jié);

2)調(diào)節(jié)光強(qiáng)后的平行光束通過(guò)第一平面反射鏡,改變光路方向,再通過(guò)第二凸透鏡和第三凸透鏡改變光束大小;

3)透過(guò)第二凸透鏡和第三凸透鏡的光束經(jīng)第二平面反射鏡反射后進(jìn)入光闌進(jìn)行空間濾波,使得最終的圖像噪聲減??;然后光束進(jìn)入二分之一偏振片改變其偏振方向;

4)通過(guò)二分之一偏振片的光束照射到液晶空間光調(diào)制器的液晶分子上,向液晶分子上施加電壓,使白光中不同波長(zhǎng)的光在同一電壓下產(chǎn)生不同的相位移動(dòng);

5)產(chǎn)生不同相位移動(dòng)的光再次穿過(guò)二分之一偏振片,輸出不同強(qiáng)度的色光,不同強(qiáng)度的多種色光疊加即產(chǎn)生特定顏色,調(diào)節(jié)施加在液晶空間光調(diào)制器的不同成像單元上的電壓的大小獲得各種不同的顏色;透過(guò)二分之一偏振片的色光進(jìn)入第四凸透鏡發(fā)生聚焦,最后入射到顯示屏上,完成彩色顯示。

本發(fā)明的有益效果是:

本發(fā)明基于液晶分子波長(zhǎng)依賴的雙折射效應(yīng),在白光照射的條件下使用液晶空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)全彩色顯示;本發(fā)明有效解決了傳統(tǒng)顯示方法的畫面不清晰,光束強(qiáng)度衰減等問(wèn)題,采用本發(fā)明產(chǎn)生的彩色圖像更加清晰明顯,而且光的效率和顯示分辨率相對(duì)于傳統(tǒng)方法增加了三倍。同時(shí),該方法也不受散斑噪聲影響。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示,一種使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置,包括白光led燈1、第一凸透鏡2、可調(diào)節(jié)衰減片3、第一平面反射鏡4、第二凸透鏡5、第三凸透鏡6、第二平面反射鏡7、光闌8、二分之一偏振片9、液晶空間光調(diào)制器10、第四凸透鏡11和顯示屏12,所述第一凸透鏡2、可調(diào)節(jié)衰減片3和第一平面反射鏡4依次設(shè)在白光led燈1的出射光路上,所述第二凸透鏡5、第三凸透鏡6和第二平面反射鏡7依次設(shè)在第一平面反射鏡4的反射光路上,所述光闌8和二分之一偏振片9依次設(shè)在第二平面反射鏡7的反射光路上,所述液晶空間光調(diào)制器10設(shè)在二分之一偏振片9的透射光路上,且經(jīng)液晶空間光調(diào)制器10反射的光路再次穿過(guò)二分之一偏振片9,再經(jīng)第四凸透鏡11入射到顯示屏12上。

一種基于上述實(shí)施例中使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置的方法,包括如下步驟:

1)采用白光led燈1作為光源,白光led燈1發(fā)出的光束通過(guò)第一凸透鏡2變?yōu)槠叫泄馐?,采用可調(diào)節(jié)衰減片3對(duì)平行光束的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)節(jié),從而改變彩色顯示的全局亮度;

2)調(diào)節(jié)光強(qiáng)后的平行光束通過(guò)第一平面反射鏡4,改變光路方向,再通過(guò)第二凸透鏡5和第三凸透鏡6改變光束大小,從而保證光束質(zhì)量與液晶空間光調(diào)制器10最佳匹配,達(dá)到最佳的彩色顯示效果;;

3)透過(guò)第二凸透鏡5和第三凸透鏡6的光束經(jīng)第二平面反射鏡7反射后進(jìn)入光闌8進(jìn)行空間濾波,使得最終的圖像噪聲減??;然后光束進(jìn)入二分之一偏振片9改變其偏振方向;

4)通過(guò)二分之一偏振片9的光束照射到液晶空間光調(diào)制器10的液晶分子上,向液晶分子上施加電壓,使白光中不同波長(zhǎng)的光在同一電壓下產(chǎn)生不同的相位移動(dòng);

5)產(chǎn)生不同相位移動(dòng)的光再次穿過(guò)二分之一偏振片9,輸出不同強(qiáng)度的色光,不同強(qiáng)度的多種色光疊加即產(chǎn)生特定顏色,調(diào)節(jié)施加在液晶空間光調(diào)制器10的不同成像單元上的電壓的大小獲得各種不同的顏色;透過(guò)二分之一偏振片9的色光進(jìn)入第四凸透鏡11發(fā)生聚焦,最后入射到顯示屏12上,完成彩色顯示。



技術(shù)特征:

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置及方法。本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)的彩色顯示裝置及方法存在的畫面不清晰、光束強(qiáng)度衰減的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種使用白光實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置,包括白光LED燈、第一凸透鏡、可調(diào)節(jié)衰減片、第一平面反射鏡、第二凸透鏡、第三凸透鏡、第二平面反射鏡、光闌、二分之一偏振片、液晶空間光調(diào)制器、第四凸透鏡和顯示屏;本發(fā)明基于液晶分子波長(zhǎng)依賴的雙折射效應(yīng),在白光照射的條件下使用液晶空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)全彩色顯示;本發(fā)明有效解決了傳統(tǒng)顯示方法的畫面不清晰,光束強(qiáng)度衰減等問(wèn)題,采用本發(fā)明產(chǎn)生的彩色圖像更加清晰明顯,而且光的效率和顯示分辨率相對(duì)于傳統(tǒng)方法增加了三倍。

技術(shù)研發(fā)人員:元晉鵬;張文學(xué);汪麗蓉
受保護(hù)的技術(shù)使用者:山西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:2017.06.21
技術(shù)公布日:2017.09.01
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