[发明专利]照明装置和具有照明装置的显示系统

说明书

本发明涉及一种具有至少一个光源的照明装置和一种具有这种照明 装置的显示系统。

显示系统及其照明装置例如已在出版物US 5,633,755和US 6,323,982 中进行了描述。显示系统譬如DLP投影仪(“digital light processing projector”(数字光处理投影仪)的缩写)包括具有光源的照明装置，该 光源的光被引导至DMD芯片(“digital mirror device chip”(数字镜器 件芯片)的缩写)。DMD芯片包括极小的可偏转的反射器。当要接通关 联的像素时，该反射器将光引导至投影面上，或者当要关断关联的像素时， 将光引导离开投影面，例如引导至吸收器上。因此，每个反射器都作为光 阀起作用，该光阀控制像素的光通量。这些光阀在此称为DMD光阀。为 了产生颜色，DLP投影器在发出白色光的照明装置的情况下包括例如滤 光轮，该滤光轮设置在照明装置与DMD芯片之间并且包含不同颜色(例 如红色、绿色和蓝色)的滤光器。借助滤光轮，顺序地让照明装置的白色 光中所希望的颜色的光通过。

这种显示系统的色温通常与照明装置的光的色度坐标有关。色度坐标 通常随着照明装置的光源的工作参数(譬如电压、电流强度和温度)而改 变。此外，根据在照明装置中使用的光源，在电流强度与光通量之间的关 系不一定是线性的。这在电流强度改变时同样引起光源的光的色度坐标的 改变，并且由此引起显示系统的色温的改变。

此外，显示系统的色彩深度通过像素的最小接通持续时间来限制。为 了提高色彩深度，例如可以使用抖动(Dithering)，其中各个像素以小于 1/60Hz的常规频率的频率被开关。然而，在此通常导致对人类观察者可 见的噪声。

显示系统的对比度比值通过在完全打开光阀的情况下的最大光通量 与在完全关闭光阀的情况下的最小光通量的比值来限定。为了提高显示系 统的对比度比值，在完全关闭光阀的情况下例如可以借助机械遮光板来进 一步降低最小光通量。然而机械遮光板占用了照明装置或者显示系统中的 位置，提高了照明装置或者显示系统的重量，并且此外还是附加的潜在的 干扰源。

本发明的任务是，提供一种照明装置，该照明装置的色度坐标可以有 针对性地被匹配。另一任务是提供一种具有这种照明装置的显示系统。此 外，值得希望的是，提供一种用于使用在显示系统中的照明装置，借助该 照明装置能够以简单的方式和方法改进显示系统的色彩深度和/或对比度 比值。

这些任务通过具有权利要求1所述特征的照明装置和通过具有权利 要求15所述特征的显示系统来解决。

照明装置或者显示系统的优选实施形式在从属权利要求2至14以及 16至20中说明。

根据本发明的照明装置包括驱动设备，该驱动设备用电信号根据存储 在驱动设备中的光变曲线激励至少一个光源。

术语“光变曲线”在此应理解为与时间有关的照明强度的函数。驱动设 备生成电信号，用于根据光变曲线来激励光源，使得光源产生各自所希望 的照明强度。

用于激励光源的电信号优选是电流强度信号。

照明装置可以优选地使用在其颜色被顺序地激励的显示系统中。借助 光变曲线，针对每种颜色可以有利地有针对性地随时间改变照明源的光通 量，使得在将照明装置使用在具有顺序的颜色控制的显示系统中时，能够 以所希望的方式和方法特别地针对每种颜色设置照明装置的光通量，使得 显示系统的色温与所希望的值匹配。

在照明装置的一个优选的实施形式中，光变曲线具有照明强度随时间 恒定的段。特别优选的是，光变曲线由具有随时间恒定的照明强度的段组 成。这意味着，在时间t_x中光变曲线具有随时间恒定的照明强度Bx，并 且对于接着的时间间隔t_x+1具有同样随时间恒定的照明强度B_x+1。如果照 明装置被使用在具有顺序颜色控制的显示系统中，则优选在时间间隔t_x中接通显示系统的单个颜色并且在接着的时间间隔t_x+1中接通另一颜色。

在变换到另一颜色时，如果为了设置确定的色温需要该颜色的另一亮 度，则光变曲线也变换到另一随时间恒定的照明强度上。这样，在每种颜 色的情况下，光源都被提供相应的电信号，以便使显示系统的色温与所希 望的值匹配。