CN108828857B - 一种白光光源装置及其色温调节方法 - Google Patents

一种白光光源装置及其色温调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种白光光源装置及其色温调节方法，包括：白光光源，位于白光光源出光侧的第一胆甾相液晶层，位于第一胆甾相液晶层背离白光光源一侧的第二胆甾相液晶层，位于第二胆甾相液晶层背离第一胆甾相液晶层一侧的第一液晶盒，位于第一液晶盒背离第二胆甾相液晶层一侧的第二液晶盒，以及位于第二液晶盒背离第一液晶盒一侧的线偏振片。采用胆甾相液晶层、液晶盒以及线偏振片相结合的结构，通过两个液晶盒分别对两个胆甾相液晶层出射光的偏振态进行控制，不同偏振态的光线入射到线偏振片时将会产生不同程度地光线的出射率，那么分别对黄色光以及蓝色光进行不同程度的出射率的控制，最终则可以实现对白光光源装置出射光的色温的控制。

Description

一种白光光源装置及其色温调节方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种白光光源装置及其色温调节方法
背景技术
目前，白光光源广泛应用到生活的方方面面，随着有机发光二极管(LightEmitting Diode，简称LED)技术的不断发展，LED光源已逐步替代白炽灯和卤素灯，作为主流的照明器件。近年来，智能照明设备成为下一代照明技术的一个热门话题，该技术的一个关键点就是实时光谱可调。光谱的调整意味着色温的变化，进而使可调控的白光适用于各种外界环境，比如，随着天气、温度、以及外界光强度的变化均可以适应地调整色温，那么不论在白天、黑夜、室内、室外等场景均可以广泛适用，将这样的白光光源应用于工作、用餐、运动、医疗等领域，均会带来积极的应用效果。除此之外，照明色温的可调控性对人们日常活动甚至是健康也起着尤为重要的作用。
而现阶段的白光光源在成型后，其色温基本固定，无法在大范围内实现色温的调整。例如，传统的白光LED出厂之后，其色温基本固定，如果想要对其色温进行调整，只能采用增加发光芯片或驱动电路的方式实现色温的变化，而这些方式的实现电路非常复杂，即使可以搭建完整的驱动电路也会使得荧光的激发效率降低，且制作成本较高。
发明内容
本发明提供了一种白光光源装置及其色温调节方法，用以实现对白光光源色温的动态调节。
第一方面，本发明提供一种白光光源装置，包括：白光光源，位于所述白光光源出光侧的第一胆甾相液晶层，位于所述第一胆甾相液晶层背离所述白光光源一侧的第二胆甾相液晶层，位于所述第二胆甾相液晶层背离所述第一胆甾相液晶层一侧的第一液晶盒，位于所述第一液晶盒背离所述第二胆甾相液晶层一侧的第二液晶盒，以及位于所述第二液晶盒背离所述第一液晶盒一侧的线偏振片；其中，
所述第一胆甾相液晶层为反射蓝色光的胆甾相液晶层，所述第二胆甾相液晶层为反射黄色光的胆甾相液晶层；所述第一胆甾相液晶层与所述第二胆甾相液晶层的旋性相反；
所述第一液晶盒中的液晶分子的长轴方向垂直于所述第二液晶盒中液晶分子的长轴方向；所述线偏振片的吸收轴方向与第一液晶盒以及第二液晶盒中的液晶分子的长轴方向的夹角均为45度；
所述第一液晶盒，用于被施加电信号控制所述白光光源装置出射光的色温升高；所述第二液晶盒，用于被施加电信号控制所述白光光源装置出射光的色温降低。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述白光光源装置中，所述第一液晶盒包括：第一液晶层，位于所述第一液晶层两侧的第一电极层，以及分别位于所述第一液晶层与两侧的所述第一电极层之间的第一配向层；
所述第二液晶盒包括：第二液晶层，位于所述第二液晶层两侧的第二电极层，以及分别位于所述第二液晶层与两侧的所述第二电极层之间的第二配向层。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述白光光源装置中，所述第一液晶层与所述第二液晶层中的液晶分子均为负性液晶分子；所述第一液晶层的初始配向垂直于所述第一电极层，所述第二液晶层的初始配向垂直于所述第二电极层。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述白光光源装置中，所述第一液晶层与所述第二液晶层中的液晶分子均为正性液晶分子；所述第一液晶层的初始配向平行于所述第一电极层，所述第二液晶层的初始配向平行于所述第二电极层。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述白光光源装置中，还包括：位于所述白光光源背离所述第一胆甾相液晶层一侧的反射腔，所述白光光源位于所述反射腔内。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述白光光源装置中，所述线偏振片为碘系线偏振片或纳米线栅偏振片。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述白光光源装置中，所述白光光源为白光发光二极管。
第二方面，本发明提供一种基于上述任一白光光源装置的色温调节方法，包括：
在调节色温升高时，向所述第一液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率；
在调节色温降低时，向所述第二液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述方法中，所述第一液晶盒与所述第二液晶盒中的液晶分子均为负性液晶分子；
所述向所述第一液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率，包括：
向所述第一液晶盒施加电信号，使施加在所述第一液晶盒两侧的电压差大于第一阈值电压且小于等于第一极值；其中，
当所述第一液晶盒两侧的电压差升高到第一极值时，所述第一液晶层产生的光程差为黄色光波长的1/4，黄色光的透过率为0；
所述向所述第二液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率，包括：
向所述第二液晶盒施加电信号，使施加在所述第二液晶盒两侧的电压差大于第二阈值电压且小于等于第二极值；其中，
当所述第二液晶盒两侧的电压差升高到第二极值时，所述第二液晶层产生的光程差为蓝色光波长的1/4，蓝色光的透过率为0。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述方法中，所述第一液晶盒与所述第二液晶盒中的液晶分子均为正性液晶分子；
所述向所述第一液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率，包括：
向所述第二液晶盒施加恒定的电信号，使所述第二液晶盒中液晶分子的长轴方向垂直于所述第二电极；
向第一液晶盒施加电信号，使施加在所述第一液晶盒两侧的电压差大于第一阈值电压且小于等于第一极值；其中，
当所述第一液晶盒两侧的电压差升高到第一极值时，所述第一液晶层产生的光程差为黄色光波长的1/4，黄色光的透过率为0；
所述向所述第二液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率，包括：
向所述第一液晶盒施加恒定的电信号，使所述第一液晶盒中液晶分子的长轴方向垂直于所述第一电极；
向所述第二液晶盒施加电信号，使施加在所述第二液晶盒两侧的电压差大于第二阈值电压用小于等于第二极值；其中，
当所述第二液晶盒两侧的电压差升高到第二极值时，所述第二液晶层产生的光程差为蓝色光波长的1/4，蓝色光的透过率为0。
本发明有益效果如下：
本发明提供的白光光源装置及其色温调节方法，包括：白光光源，位于白光光源出光侧的第一胆甾相液晶层，位于第一胆甾相液晶层背离白光光源一侧的第二胆甾相液晶层，位于第二胆甾相液晶层背离第一胆甾相液晶层一侧的第一液晶盒，位于第一液晶盒背离第二胆甾相液晶层一侧的第二液晶盒，以及位于第二液晶盒背离第一液晶盒一侧的线偏振片；其中，第一胆甾相液晶层为反射蓝色光的胆甾相液晶层，第二胆甾相液晶层为反射黄色光的胆甾相液晶层；第一胆甾相液晶层与第二胆甾相液晶层的旋性相反；第一液晶盒中的液晶分子的长轴方向垂直于第二液晶盒中液晶分子的长轴方向；线偏振片的吸收轴方向与第一液晶盒以及第二液晶盒中的液晶分子的长轴方向的夹角均为45度；第一液晶盒，用于被施加电信号控制白光光源装置出射光的色温升高；第二液晶盒，用于被施加电信号控制白光光源装置出射光的色温降低。采用胆甾相液晶层、液晶盒以及线偏振片相结合的结构，通过两个液晶盒分别对两个胆甾相液晶层出射光的偏振态进行控制，从而使得不同偏振态的光线入射到线偏振片时将会产生不同程度地光线的出射率，那么分别对黄色光以及蓝色光进行不同程度的出射率的控制，最终则可以实现对白光光源装置出射光的色温的控制，实现色温可控。
附图说明
图1为本发明实施例提供的白光光源装置的截面结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的白光光源装置的截面结构示意图之二；
图3为本发明实施例提供的白光光源装置的截面结构示意图之三；
图4为本发明实施例提供的白光光源装置的截面结构示意图之四；
图5为本发明实施例提供的纳米线栅偏振片的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的白光光源装置的色温调节方法流程图；
图7为本发明实施例提供的色坐标图；
图8为本发明实施例提供的庞加莱原理图之一；
图9为本发明实施例提供的庞加莱原理图之二。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种白光光源装置及其色温调节方法，用以实现对白光光源色温的动态调节。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的白光光源装置及其色温调节方法。
如图1所示，本发明实施例提供的白光光源装置，包括：白光光源11，位于白光光源11出光侧的第一胆甾相液晶层12，位于第一胆甾相液晶层12背离白光光源11一侧的第二胆甾相液晶层13，位于第二胆甾相液晶层13背离第一胆甾相液晶层12一侧的第一液晶盒14，位于第一液晶盒14背离第二胆甾相液晶层13一侧的第二液晶盒15，以及位于第二液晶盒15背离第一液晶盒14一侧的线偏振片16。
其中，第一胆甾相液晶层12为反射蓝色光的胆甾相液晶层，第二胆甾相液晶层13为反射黄色光的胆甾相液晶层；第一胆甾相液晶层12与第二胆甾相液晶层13的旋性相反；
第一液晶盒14中的液晶分子的长轴方向垂直于第二液晶盒15中液晶分子的长轴方向；线偏振片16的吸收轴方向与第一液晶盒14以及第二液晶盒15中的液晶分子的长轴方向的夹角均为45度；
第一液晶盒14，用于被施加电信号控制白光光源装置出射光的色温升高；第二液晶盒15，用于被施加电信号控制白光光源装置出射光的色温降低。
在具体实施时，在向列相液晶中，添加不同的手性剂可以得到不同旋性的胆甾相液晶；通过控制手性剂浓度可以控制胆甾相液晶螺距P0，进而选定反射光中心波长；其中，液晶分子的寻常光和非寻常光之间的折射率差异Δn和螺距P0的乘积决定反射带宽。上述各参数之间的关系参见以下公式：
Figure BDA0001785474480000061
Figure BDA0001785474480000071
Δλ＝Δn·P0＝(ne-no)·P0；
其中，P0为胆甾相液晶螺距，HTP为手性剂螺旋扭转力，c为手性剂浓度，λ0为反射中心波长，Δλ为反射带宽，Δn液晶分子的寻常光和非寻常光之间的折射率差异，<n>表示寻常光和非寻常光折射率的平均值。
通过上述公式可以在向列相液晶中，添加适合的手性剂以及手性剂的深度，得到用于反射蓝色光的第一胆甾相液晶层12以及第用于反射黄色光的第二胆甾想液晶层13，且两个胆甾相液晶层的旋性相反，例如，第一胆甾相液晶层12可以反射蓝色的右旋圆偏振光，第二胆甾相液晶层13可以反射黄色的左旋圆偏振光。
进一步地，在两层胆甾想液晶层背离白光光源11的一侧再设置两个液晶盒，在液晶盒背离胆甾相液晶层的一侧设置线偏振片16。其中第一液晶盒14和第二液晶盒15中的液晶分子的长轴方向相互垂直，且与分别与线偏振片16的吸收轴的方向呈45度角。第一液晶盒15以及第二液晶盒16在加载电信时可以分别控制上述第一胆甾相液晶层12以及第二胆甾相液晶层13出射光线的偏振态，且在加载的电信号不同时，对于出射光偏振态的改变程度也不相同，由此在不同偏振态的光线入射到线偏振片16时将会产生不同程度地光线的出射率，那么分别对黄色光以及蓝色光进行不同程度的出射率的控制，最终则可以实现对白光光源装置出射光的色温的控制，实现色温可控。
在实际应用中，如图2所示，在本发明实施例提供的上述白光光源装置中，第一液晶盒14包括：第一液晶层141，位于第一液晶层141两侧的第一电极层142，以及分别位于第一液晶层141与两侧的第一电极层142之间的第一配向层143。第二液晶盒15包括：第二液晶层151，位于第二液晶层151两侧的第二电极层152，以及分别位于第二液晶层151与两侧的第二电极层152之间的第二配向层153。
其中，第一电极层142以及第二电极层152均可采用透明电极，透明电极的材料可以选用ITO等透明导电材料进行制作，在两个液晶盒之间第一电极层142以及第二电极层152之间可以间隔一透明基板，第一电极层142以及第二电极层152均可以采用面状电极，且第一电极层142以及第二电极层152均平行于上述透明基板。
针对第一液晶层141以及第二液晶层151中的液晶分子的类型的不同，位于第一液晶层141两侧的第一配向层143以及位于第二液晶层151两侧的第二配向层153的配向方向也有所不同，使得第一液晶层141以及第二液晶层151中的液晶分子的初始配向也不相同。
在一种可实施的方式中，第一液晶层141与第二液晶层151中的液晶分子可均为负性液晶分子，此时，如图2所示，第一液晶层141的初始配向垂直于第一电极层142，第二液晶层151的初始配向垂直于第二电极层152。
在第一液晶层141以及第二液晶层151采用负性液晶时，负性液晶分子的初始取向垂直于第一电极层142/第二电极层152，即负性液晶分子的初始取向沿着光线的出射方向，那么在沿着光线的出射方向负性液晶分子对光线并不产生调制作用，而在第一液晶盒14以及第二液晶盒15中的其中一个施加电信号使该液晶盒两侧的电压差大于阈值电压时，则会使负性液晶分子在电场作用下倾斜，此时则可以对出射光线产生调制作用，改变出射光的偏振态，从而使得不同偏振态的光线在入射在线偏振片16时具有不同的出射率，起到对色温的调节作用。
在另一种可实施的方式中，第一液晶层141与第二液晶层151中的液晶分子均为正性液晶分子，此时，如图3所示，第一液晶层141的初始配向平行于第一电极层142，第二液晶层151的初始配向平行于第二电极层152。
在第一液晶层141以及第二液晶层151采用正性液晶时，正性液晶分子的初始取向平行于第一电极层142/第二电极层152，即正性液晶分子的初始取向垂直于光线的出射方向，那么在沿着光线的出射方向正性液晶分子会对光线具有调制作用，为了避免这种情况的发生，在第一液晶盒14以及第二液晶盒15中的其中一个施加电信号使该液晶盒对出射光的透过率进行调制时，另一个液晶盒也需要施加电信号使该液晶盒内的正性液晶分子均呈现长轴垂直于电极层的状态，此由避免该液晶盒中的液晶分子对出射光的调制影响。
由此可见，在采用负性液晶分子时，由于负性液晶分子的初始取向就垂直于电极层，因此在进行色温调节时只需要对其中一个液晶盒加载电信号即可；而采用正性液晶分子时，为了避免正性液晶分子在初始取向的状态下对出光线的调制作用，在进行色温调节时需要同时对两个液晶盒加载电信号，使其中一个液晶盒中的正性液晶分子的长轴垂直于电极层，而采用另一个液晶盒对出射光进行调制，那么相比于采用负性液晶分子的液晶盒，采用正性液晶分子的液晶盒的功耗相对较大，因此可以优选采用负性液晶分子，在实际应用中也可以根据实际情况进行选择，在此不做限定。
进一步地，如图4所示，本发明实施例提供的上述白光光源装置还包括：位于白光光源11背离第一胆甾相液晶层12一侧的反射腔17，白光光源11位于反射腔17内。由于胆甾相液晶层只能透射与其旋性相反的圆偏振光，而反射与其旋性相同的圆偏光，因此，在白光光源背离胆甾相液晶层的一侧设置反射腔17可以将被胆甾相液晶层反射回来的圆偏振光经经过反射腔内壁的再次反射，使出射的圆偏振光转的旋性变为与入射的圆偏振光旋性相反，从而使得原本被胆甾相液晶层反射的那部分圆偏振光最终也可以经过反射腔17的反射变为旋性相反的的圆偏振光，可以透过胆甾相液晶层，提高光的使用效率。
另外，本发明实施例提供的上述线偏振片16可采用碘系线偏振片，也可以采用纳米线栅偏振片。其中，纳米线栅偏振片的结构如图5所示，包括透明基底161以及在透明基板161的表面平行延伸的多条金属线162。其中，金属线与两条金属线之间的间隔区域可以构成一个光栅周期，该光栅周期宽度表示为p，金属线的宽度表示为w，在实际应用中，光栅周期p可以设置在几十到100nm范围之内，金属线的宽度w一般为光栅周期p的1/5左右。纳米线栅偏振片只能透过偏振方向垂直于金属线延伸方向的偏振光。纳米线栅偏振片的还可以将入射到金属线的环境光反射回环境中，从而提高光亮度，尤其是在外界空间不大或者存在多个该结构光源时，作用尤其显著。
本发明实施例提供的上述白光光源装置中所采用的白光光源11可为白光发光二极管，其出射的光线为自然光。采用本发明思想，也可以将白光发光二极管替换为其它白光光源，仍然可以达到色温可控的目的，在此不对白光光源的选择进行具体限定。
另一方面，本发明实施例还提供一种基于上述任一白光光源装置结构的色温调节方法，如图6所示，本发明实施例提供的白光光源装置的色温调节方法，可以包括：
S10、接收色温调节指令；在调节色温升高时，执行步骤S20，在调节色温降低时，执行步骤S30；
S20、向第一液晶盒施加电信号，使最终由线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率；
S30、向第二液晶盒施加电信号，使最终由线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率。
采用胆甾相液晶层、液晶盒以及线偏振片相结合的结构，通过两个液晶盒分别对两个胆甾相液晶层出射光的偏振态进行控制，从而使得不同偏振态的光线入射到线偏振片时将会产生不同程度地光线的出射率，那么分别对黄色光以及蓝色光进行不同程度的出射率的控制，最终则可以实现对白光光源装置出射光的色温的控制，实现色温可控。
以下将以白光光源采用白光发光二极管，第一胆甾想液晶层为右旋蓝色胆甾相液晶层，第二液晶层为左旋黄色胆甾相液晶层，第一液晶盒中的液晶分子的方位角为45度，第二液晶盒中的液晶分子为-45度，线偏振片的吸收轴方向为0度为例对本发明实施例提供的上述色温调节方法的原理进行具体说明。
如图7所示的色坐标图，其中x轴和y轴表示色度坐标，x轴表示红-绿轴，y表示黄蓝轴，本发明实施例提供的上述色温调节方法，可以使黄色光或者蓝色光的透过率趋近于0，当蓝色光的透过率增大，黄色光的透过率减小时，出射光中的蓝色光成份增多，色温升高；当黄色光的透过率增大，蓝色光的透过率减小时，出射光中的黄色光成份增多，色温降低。白光发光二极管的色温在色坐标票的可控范围为图7中直线所示的范围。
如上所述，本发明实施例提供的上述白光光源装置所采用的第一液晶盒以及第二液晶盒中的液晶分子既可以使用正性液晶分子，也可以使用负性液晶分子，两种情况下的驱动方法有所差异。当第一液晶盒以及第二液晶盒中的液晶分子均为负性液晶分子时，在上述步骤S20中，向第一液晶盒施加电信号，使最终由线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率，具体可以包括：
向第一液晶盒施加电信号，使施加在第一液晶盒两侧的电压差大于第一阈值电压且小于等于第一极值；其中，
当第一液晶盒两侧的电压差升高到第一极值时，第一液晶层产生的光程差为黄色光波长的1/4，黄色光的透过率为0；
在上述步骤S30中，向第二液晶盒施加电信号，使最终由线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率，具体可以包括：
向第二液晶盒施加电信号，使施加在第二液晶盒两侧的电压差大于第二阈值电压且小于等于第二极值；其中，
当第二液晶盒两侧的电压差升高到第二极值时，第二液晶层产生的光程差为蓝色光波长的1/4，蓝色光的透过率为0。
白光光源的出射光为白色自然光，其中包括了蓝色光波段和黄色光波段，右旋蓝色胆甾相液晶层可以反射蓝色的右旋圆偏振光，其它颜色以及偏振成说的光均透过，透过的蓝色光为左旋圆偏振光；左旋黄色胆甾相液晶层可以反射黄色的左旋圆偏振光，其它颜色以及其它偏振态的光均透过，透过的黄色光为右旋圆偏振光。在液晶盒采用负性液晶分子时，第一液晶层与第二液晶层不会同时被施加电信号。右旋蓝色胆甾相液晶层反射蓝色的右旋圆偏振光，透射的蓝色光为左旋圆偏振光；左旋黄色胆甾相液晶层反射黄色的左旋圆偏振光，透射的黄色光为右旋圆偏振光。
当第一液晶层和第二液晶层均未实施电信号时，两个液晶盒均不会对透射光线产生相位调制作用，蓝色透射光以及黄色透射光的偏振态均不发生变化，因此平行于线偏振片透过轴的光分量可透过偏振片，且黄色光和蓝色光的透过率基本相同。
当对液晶盒加电时，液晶盒中的液晶层对黄色透射光以及蓝色透射光具有相位调制的作用，其调制结果可参见图8所示的庞加莱球(Poincare)。如图8所示的Poincare球，其中S1、S2、S3表示三个斯托克斯参数，以S1、S2、S3为坐标轴的球面可以光的全偏振态一一对应。庞加莱球的赤道是线偏振光的集合，北极点表征左旋圆偏振光，南极点表征右旋圆偏振光。
将本发明实施例提供的上述参数对应到Poincare球上时，A点表示线偏振片的吸收轴，T点表示线偏振片的透过轴，BB’表示经过胆甾相液晶层以及液晶盒之后蓝色光的偏振状态，YY’表示经过胆甾相液晶层以及液晶盒之后黄色光的偏振状态，当对第一液晶盒的第一电极层施加电信号，且第一液晶盒两侧的电压差超过第一阈值电压时，第一液晶层中的液晶分在电场作用下发生转动，使得第一液晶层对由胆甾相液晶层透射的黄色光和蓝色光的相位调制作用如图8所示，随着第一液晶盒两侧的电压差的增大，黄色光的偏振态不断靠近线偏振片的吸收轴，而蓝色光的偏振态不断地靠近线偏振片的透过轴，使得最终由线偏振片所透过的黄色光越来越少，透过的蓝色光越来越多，色温逐渐升高；当第一液晶层产生的光程差达到黄色光波长的1/4(此时对应的第一液晶盒两侧的电压差为第一极值)时，黄色光经过第一液晶层之后将转变为与线偏振片吸收轴相平行的线偏振光，被线偏振片完全吸收，而此时蓝色光的偏振态为长轴近似平行于线偏振片透过轴的椭圆偏振光，大部分光可以透过线偏振片，此时色温达到最高。
当对第二液晶盒的第二电极层施加电信号，且第二液晶盒两侧的电压差超过第二阈值电压时，第二液晶层中的液晶分在电场作用下发生转动，使得第二液晶层对由胆甾相液晶层透射的黄色光和蓝色光的相位调制作用如图9所示，随着第二液晶盒两侧的电压差的增大，蓝色光的偏振态不断靠近线偏振片的吸收轴，而黄色光的偏振态不断地靠近线偏振片的透过轴，使得最终由线偏振片所透过的蓝色光越来越少，透过的蓝色光越来越多，色温逐渐降低；当第二液晶层产生的光程差达到蓝色光波长的1/4(此时对应的第二液晶盒两侧的电压差为第二极值)时，蓝色光经过第一液晶层之后将转变为与线偏振片吸收轴相平行的线偏振光，被线偏振片完全吸收，而此时黄色光的偏振态为长轴近似平行于线偏振片透过轴的椭圆偏振光，大部分光可以透过线偏振片，此时色温达到最低。
由此，通过对第一液晶盒以及第二液晶盒施加不同的电信号，可以实现白光光源装置色温的动态调节。
而在另一种可实施的方式中，如果上述的第一液晶盒与第二液晶盒中的液晶分子均为正性液晶分子，在上述步骤S20中，向第一液晶盒施加电信号，使最终由线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率，具体可以包括：
向第二液晶盒施加恒定的电信号，使第二液晶盒中液晶分子的长轴方向垂直于第二电极；
向第一液晶盒施加电信号，使施加在第一液晶盒两侧的电压差大于第一阈值电压且小于等于第一极值；其中，
当第一液晶盒两侧的电压差升高到第一极值时，第一液晶层产生的光程差为黄色光波长的1/4，黄色光的透过率为0；
在上述步骤S30中，向第二液晶盒施加电信号，使最终由线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率，具体可以包括：
向第一液晶盒施加恒定的电信号，使第一液晶盒中液晶分子的长轴方向垂直于第一电极；
向第二液晶盒施加电信号，使施加在第二液晶盒两侧的电压差大于第二阈值电压用小于等于第二极值；其中，
当第二液晶盒两侧的电压差升高到第二极值时，第二液晶层产生的光程差为蓝色光波长的1/4，蓝色光的透过率为0。
采用正性液晶分子的液晶层对由胆甾相液晶层透射的黄色光以及蓝色光的相位调制原理与上述采用负性液晶分子的液晶层对光线的相位调制原理相同，但是在应用时，由于正性液晶分子的初始配向更行于电极层，因此沿着光的出射方向对光线具有调制作用，为了避免这种不需要的调制作用，第一液晶层以及第二液晶层在不对色温进行调节的情况下需要同时对液晶盒施加电信号，使液晶分子的长轴垂直于电极层；而在对第一液晶盒施加电信号使其对由胆甾相液晶层透射的黄色光以及蓝色光进行相位调制时，仍需要对第二液晶盒仍需要保持初始状态时所加载的电信号，使第二液晶盒中的液晶分子仍保持长轴垂直于电极层的状态；在对第二液晶盒施加电信号使其对由胆甾相液晶层透射的黄色光以及蓝色光进行相位调制时，仍需要对第一液晶盒仍需要保持初始状态时所加载的电信号，使第一液晶盒中的液晶分子仍保持长轴垂直于电极层的状态。除此之外，第一液晶盒以及第二液晶盒对光线的相位调制原理与上述实施例的原理相同，此处不再赘述。
本发明提供的白光光源装置及其色温调节方法，包括：白光光源，位于白光光源出光侧的第一胆甾相液晶层，位于第一胆甾相液晶层背离白光光源一侧的第二胆甾相液晶层，位于第二胆甾相液晶层背离第一胆甾相液晶层一侧的第一液晶盒，位于第一液晶盒背离第二胆甾相液晶层一侧的第二液晶盒，以及位于第二液晶盒背离第一液晶盒一侧的线偏振片；其中，第一胆甾相液晶层为反射蓝色光的胆甾相液晶层，第二胆甾相液晶层为反射黄色光的胆甾相液晶层；第一胆甾相液晶层与第二胆甾相液晶层的旋性相反；第一液晶盒中的液晶分子的长轴方向垂直于第二液晶盒中液晶分子的长轴方向；线偏振片的吸收轴方向与第一液晶盒以及第二液晶盒中的液晶分子的长轴方向的夹角均为45度；第一液晶盒，用于被施加电信号控制白光光源装置出射光的色温升高；第二液晶盒，用于被施加电信号控制白光光源装置出射光的色温降低。采用胆甾相液晶层、液晶盒以及线偏振片相结合的结构，通过两个液晶盒分别对两个胆甾相液晶层出射光的偏振态进行控制，从而使得不同偏振态的光线入射到线偏振片时将会产生不同程度地光线的出射率，那么分别对黄色光以及蓝色光进行不同程度的出射率的控制，最终则可以实现对白光光源装置出射光的色温的控制，实现色温可控。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种白光光源装置，其特征在于，包括：白光光源，位于所述白光光源出光侧的第一胆甾相液晶层，位于所述第一胆甾相液晶层背离所述白光光源一侧的第二胆甾相液晶层，位于所述第二胆甾相液晶层背离所述第一胆甾相液晶层一侧的第一液晶盒，位于所述第一液晶盒背离所述第二胆甾相液晶层一侧的第二液晶盒，以及位于所述第二液晶盒背离所述第一液晶盒一侧的线偏振片；其中，
所述第一胆甾相液晶层为反射蓝色光的胆甾相液晶层，所述第二胆甾相液晶层为反射黄色光的胆甾相液晶层；所述第一胆甾相液晶层与所述第二胆甾相液晶层的旋性相反；
所述第一液晶盒中的液晶分子的长轴方向垂直于所述第二液晶盒中液晶分子的长轴方向；所述线偏振片的吸收轴方向与第一液晶盒以及第二液晶盒中的液晶分子的长轴方向的夹角均为45度；
所述第一液晶盒，用于被施加电信号控制所述白光光源装置出射光的色温升高；所述第二液晶盒，用于被施加电信号控制所述白光光源装置出射光的色温降低。
2.如权利要求1所述的白光光源装置，其特征在于，所述第一液晶盒包括：第一液晶层，位于所述第一液晶层两侧的第一电极层，以及分别位于所述第一液晶层与两侧的所述第一电极层之间的第一配向层；
所述第二液晶盒包括：第二液晶层，位于所述第二液晶层两侧的第二电极层，以及分别位于所述第二液晶层与两侧的所述第二电极层之间的第二配向层。
3.如权利要求2所述的白光光源装置，其特征在于，所述第一液晶层与所述第二液晶层中的液晶分子均为负性液晶分子；所述第一液晶层的初始配向垂直于所述第一电极层，所述第二液晶层的初始配向垂直于所述第二电极层。
4.如权利要求2所述的白光光源装置，其特征在于，所述第一液晶层与所述第二液晶层中的液晶分子均为正性液晶分子；所述第一液晶层的初始配向平行于所述第一电极层，所述第二液晶层的初始配向平行于所述第二电极层。
5.如权利要求1-4任一项所述的白光光源装置，其特征在于，还包括：位于所述白光光源背离所述第一胆甾相液晶层一侧的反射腔，所述白光光源位于所述反射腔内。
6.如权利要求1-4任一项所述的白光光源装置，其特征在于，所述线偏振片为碘系线偏振片或纳米线栅偏振片。
7.如权利要求1-4任一项所述的白光光源装置，其特征在于，所述白光光源为白光发光二极管。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的白光光源装置的色温调节方法，其特征在于，包括：
在调节色温升高时，向所述第一液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率；
在调节色温降低时，向所述第二液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一液晶盒与所述第二液晶盒中的液晶分子均为负性液晶分子；
所述向所述第一液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率，包括：
向所述第一液晶盒施加电信号，使施加在所述第一液晶盒两侧的电压差大于第一阈值电压且小于等于第一极值；其中，
当所述第一液晶盒两侧的电压差升高到第一极值时，所述第一液晶盒的第一液晶层产生的光程差为黄色光波长的1/4，黄色光的透过率为0；
所述向所述第二液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率，包括：
向所述第二液晶盒施加电信号，使施加在所述第二液晶盒两侧的电压差大于第二阈值电压且小于等于第二极值；其中，
当所述第二液晶盒两侧的电压差升高到第二极值时，所述第二液晶盒的第二液晶层产生的光程差为蓝色光波长的1/4，蓝色光的透过率为0。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一液晶盒与所述第二液晶盒中的液晶分子均为正性液晶分子；
所述向所述第一液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的蓝色光的透过率大于黄色光的透过率，包括：
向所述第二液晶盒施加恒定的电信号，使所述第二液晶盒中液晶分子的长轴方向垂直于所述第二液晶盒的第二电极；
向第一液晶盒施加电信号，使施加在所述第一液晶盒两侧的电压差大于第一阈值电压且小于等于第一极值；其中，
当所述第一液晶盒两侧的电压差升高到第一极值时，所述第一液晶盒的第一液晶层产生的光程差为黄色光波长的1/4，黄色光的透过率为0；
所述向所述第二液晶盒施加电信号，使最终由所述线偏振片向外出射的黄色光的透过率大于蓝色光的透光率，包括：
向所述第一液晶盒施加恒定的电信号，使所述第一液晶盒中液晶分子的长轴方向垂直于所述第一液晶盒的第一电极；
向所述第二液晶盒施加电信号，使施加在所述第二液晶盒两侧的电压差大于第二阈值电压用小于等于第二极值；其中，
当所述第二液晶盒两侧的电压差升高到第二极值时，所述第二液晶盒的第二液晶层产生的光程差为蓝色光波长的1/4，蓝色光的透过率为0。
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