[发明专利]固态体积式真三维液晶光阀快速驱动电路及其驱动方法

说明书

技术领域   

本发明涉及固态体积式真三维显液晶光阀快速驱动技术，尤其涉及固态体积式真三维液晶光阀快速驱动电路及其驱动方法。

背景技术

固态体积式真三维显示是将具有不同深度信息的三维物体的多层切片图像，通过高速投影装置依次顺序投影到对应深度的一组液晶光阀上，从而在三维空间产生具有真实物理深度的真三维图像。固态体积式真三维显示的液晶光阀一般用PDLC（Polymer Dispersed Liquid Crystal，聚合物分散液晶）材料制成。在无外加电压的状态下，PDLC呈现不透明的散射态；而在外加电压的驱动下，PDLC呈现透明态，因此PDLC可以作为光开关应用在固态体积式真三维显示中。

相比于常规DLP显示，固态体积式真三维显示的投影频率很高，例如20层液晶光阀，60Hz显示刷新率的情况下，投影频率为1200Hz，要求液晶光阀至少具有0.83ms的响应速度。为了得到较好的光电响应曲线，要求上升时间（液晶光阀从透明态转换为散射态的时间）和下降时间（液晶光阀从散射态转换为透明态的时间）均小于0.1ms。对于液晶光阀而言，随着尺寸的增大，其等效电阻和等效电容随之增大，充放电时间随之延长，液晶光阀的状态转换速度下降。因此，在固态体积式真三维显示系统设计中，液晶光阀，尤其是大尺寸液晶光阀的快速驱动电路设计既十分重要，又具有很大的设计难度，要求驱动电路开关速度快，导通电阻低，能承受瞬间大电流，安全性高。并且，为了消除单极性驱动电场对电路系统的干扰与损坏，增加液晶光阀的使用寿命，驱动电路及驱动方法应采用正负极交替驱动的方法。目前业内尚无专门应用在固态体积式真三维显示中的大尺寸液晶光阀（如32英寸以上）快速驱动电路及驱动方法。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种固态体积式真三维液晶光阀快速驱动电路及其驱动方法。该驱动电路可应用在液晶光阀，尤其是大尺寸液晶光阀的快速驱动上，具有开关速度快，导通电阻低，能承受瞬间大电流的特点，采用正负极交替驱动，并且安全性高。     本发明的目的通过采用如下技术方案实现：

固态体积式真三维液晶光阀快速驱动电路，该驱动电路包括：

第一光电耦合器：阳极接第一扫描线的限流电阻，阴极接数字地端，集电极接电源线，发射极接第一半桥驱动器的逻辑输入端，并通过限流电阻接模拟地端；

第二光电耦合器: 阳极接第二扫描线的限流电阻，阴极接数字地端，集电极接电源线，发射极接第二半桥驱动器的逻辑输入端，并通过限流电阻接模拟地端；

第一半桥驱动器：低端及逻辑固定供电脚接电源线，并接自举升压二极管阳极，逻辑关断输入脚接与非门输出脚，低端回路脚接模拟地端，低端门驱动输出脚接第二开关晶体管栅极，高端悬浮供电回路脚接第二开关晶体管漏极，并接尖峰抑制二极管阴极以及自举升压电容的B端，高端门驱动输出脚接第一开关晶体管栅极，高端悬浮供电脚接自举升压二极管阴极，并接自举升压电容的A端；

第二半桥驱动器：低端及逻辑固定供电脚接电源线，并接自举升压二极管阳极，逻辑关断输入脚接与非门输出脚，低端回路脚接模拟地端，低端门驱动输出脚接第四开关晶体管栅极，高端悬浮供电回路脚接第四开关晶体管漏极，并接尖峰抑制二极管阴极以及自举升压电容的B端，高端门驱动输出脚接第三开关晶体管栅极，高端悬浮供电脚接自举升压二极管阴极，并接自举升压电容的A端；

第一开关晶体管：源极接尖峰抑制二极管阳极，漏极接液晶光阀驱动电源线；

第二开关晶体管：源极接模拟地端；

第三开关晶体管：源极接尖峰抑制二极管阳极，漏极接液晶光阀驱动电源线；

第四开关晶体管：源极接模拟地端；

与非门：逻辑输入a脚接第一光电耦合器发射极，逻辑输入b脚接第二光电耦合器发射极。

上述第一半桥驱动器，第二半桥驱动器为具有高端和低端门驱动输出、可驱动N沟道功率金属氧化物场效应晶体管的半桥驱动器；

上述第一开关晶体管，第二开关晶体管，第三开关晶体管，第四开关晶体管为N沟道功率金属氧化物场效应晶体管；

上述固态体积式真三维液晶光阀快速驱动电路，所采用的驱动方法，包括下列步骤：

正向充电阶段：第一扫描控制线由低电平跳变至高电平，第二扫描控制线处于低电平，此时第一开关晶体管打开，第二开关晶体管关闭，第三开关晶体管关闭，第四开关晶体管打开，液晶光阀被正向充电；