专利名称：一种驱动向列相液晶的方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动向列相液晶的方法，属于光电方面的技术。
背景技术：
目前向列相液晶的驱动主要由数模转换器(DAC)来实现对驱动电压的控制。其主流的分辨力为8位 (256级)。由于人眼的分辨力有限，此驱动方法的分辨力对于液晶显示设备是足够用的。然而此驱动方法
却限制了液晶光学器件的发展。对于需要大分辨力的液晶光学器件，只能通过使用高分辨力的数模转换器 (DAC)来实现，尤其对于相位调制型液晶光学阵列来说，这将大大加大设计的难度和制造的成本。同时,
目前的驱动方法为节约成本采用扫描方式驱动，不能实现真正的并行驱动，这也限制了液晶光学器件的发展。
本发明的目的是提出一种驱动向列相液晶的驱动电压波形，实现对向列相液晶的高分辨力、低成本、 驱动范围可调节的驱动。
本发明提出的驱动电压波形如图1所示。图1中驱动电压波形为以T为周期的驱动电压。定义其驱动 电压的空占比为2t/T。此驱动电压的有效值为
由上式可知在U,和U2给定时，本发明提出的驱动电压的有效值可由驱动电压的占空比2t/T控制。此驱动 电压的电路原理图如图2所示。
通过调解仏和U2的取值，可调节驱动电压的有效范围。例如，可通过调解仏和U2的取值，实现驱动
范围为线性等要求；可通过选取仏和l)2分别为驱动有效范围的最大值和最小值，实现对液晶的有效驱动范 围的最大分辨；也可通过选取UfO达到简化驱动的目的。
特例当1)2=0时，驱动电压的有效值的公式为
由上式可知驱动电压有效值和驱动电压的占空比2t/T是二次函数的关系。其驱动电压波形如图3所示， 此驱动电压的电路原理图如图4所示。
本发明的目的是这样实现的
1、 通过时分信号控制单刀双掷模拟开关来控制驱动电压的占空比，从而实现对向列相液晶驱动电压 的驱动。
2、 此方法将驱动电压的每半个周期T/2,利用时分信号将其分为t和T/2-t两部分， 一部分对应的电 压为U,，另一部分对应的电压为U2，从而实现对电压有效值的改变。
3、 此方法中的t和T/2-t是由时分信号来决定的，且0《t《T，占空比t/(T/2)的分辨力决定驱动电压的 分辨力。
4、 此方法的第一个半个周期中，前t时间电压为Up后T/2-t时间电压为U2;第二个半个周期中，前 t时间电压为-U,，后T/2-t时间电压为-U2，或者前T/2-t时间电压为-U2，或t时间电压为-Ui，以后周期重 复这个驱动电压波形。
发明内容
5、此方法中U^U2。
本发明的优点是
1、 用一个单刀双掷开关就可实现对一个液晶象素的驱动，有利于集成化，具有低成本的优点。
2、 用控制驱动波形的占空比的方法代替数模转换器(DAC)实现对驱动电压有效值的控制，有利于实 现驱动电压的高分辨力。
3、 通过U,和l)2的的调节，可实现对有效驱动范围的调节，有利于实现所驱动液晶光学器件的驱动要 求。
4、 用并行驱动代替扫描方式驱动，更适合驱动液晶光学器件的要求。
图l为本发明《一种驱动向列相液晶的方法》的驱动电压波形。
图中，T为驱动电压的周期，T/2为驱动电压的半周期，t为驱动电压的半周期的时分时间，U,和U2 是驱动电平值。
图2为本发明《一种驱动向列相液晶的方法》的电路原理图。
图中，仏和U2与图l所示一样，Half—T是由时序控制电路产生的半周期控制时序，Time_t—n是由时 序控制电路产生的第n路驱动的时分控制时序(其中Fl, 2， 3, 4, 5, 6,……,N)。 N为并行驱动向列 相液晶的电极路数(液晶的象素个数)。SPDT为数控的单刀双掷模拟开关，SPDT1_1, SPDT1—2, SPDT2_1， SPDT2_2，……，SPDT2一N都属于SPDT，图中粗线为控制端。
图3为本发明《一种驱动向列相液晶的方法》在当UfO时的驱动电压波形。
图中的各参数与图1的相同。
图4为本发明《一种驱动向列相液晶的方法》在当UfO时的电路原理图。 图中的各参数与图2的相同。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的硬件由时序控制电路，单刀双掷模拟开关(SPDT)和驱动输出构成。时序控制电路可由可 编程逻辑器件(PLD)或现场可编程门阵列(FPGA)构成，通过编程下载的方式来实现对时序的控制。单 刀双掷模拟开关用于实现驱动电压波形中相邻电平之间的跳变。驱动输出实现驱动电路与液晶面板的电气 连接。
本发明的具体驱动过程如下。
驱动的液晶的公共电极电压LU为0V, —个液晶电极的电压波形如图1所示，其实现原理如图2所示， 由时序控制电路产生半周期控制信号Half—T，其是周期为T的方波,此信号控制单刀双掷模拟开关SPDT1_1 和SPDT1—2产生周期为T的驱动波形。在每个半周期内，根据各路驱动电压有效值的要求，时序控制电路 产生占空比对应的时分控制信号Time—t—n (其中n-l, 2， 3, 4， 5, 6，……，N)，其周期为T/2,其中占 空比由驱动电压有效值公式计算得到。时分控制信号Time—t—n控制对应的模拟开关SPDT2—n(其中n=l， 2， 3, 4， 5， 6,……，N)实现对驱动波形占空比(t/(T/2))的控制。各路模拟开关SPDT2—n(其中n=l， 2， 3, 4， 5， 6，……,N)由驱动输出模块实现和液晶的电气连接。在时序控制电路的统一控制下，整个电路可实 现本发明所需要的驱动电压波形的产生和输出。在T=lms,时钟为10MHz时，可实现对U,和仏之间5000个 分辨，这优于12位数模转换器(DAC)的分辨力；在T=lms,时钟为100MHz时，可实现对U,和仏之间50000 个分辨，这优于15位数模转换器(DAC)的分辨力；在T4ms,时钟为1000朋z时，可实现对lK和Uz之间 500000个分辨，这优于18位数模转换器(DAC)的分辨力。
权利要求
1.一种驱动向列相液晶的方法，其特征是通过时分信号控制单刀双掷模拟开关来控制驱动电压的占空比，从而实现对向列相液晶驱动电压的驱动。
2. 根据权利要求1所述的一种驱动向列相液晶的方法，其特征为将驱动电压的每半个周期T/2，利用时分 信号将其分为t和T/2-t两部分， 一部分对应的电压为U,,另一部分对应的电压为U2，从而实现对电压有 效值的改变。
3. 根据权利耍求2所述的一种驱动向列相液晶的方法，其特征是t和T/2-t由时分信号来决定，且0《t《T, 占空比t/(T/2)的分辨力决定驱动电压的分辨力。
4. 根据权利要求2所述的一种驱动向列相液晶的方法，其特征是第一个半个周期中，前t时间电压为U^ 后T/2-t时间电压为U2:第二个半个周期中，前t时间电压为-U!,后T/2-t时间电压为-U2，或者前T/2-t 时间电压为-U2，或t时间电压为-U,，以后周期重复这个驱动电压波形。
5. 根据权利耍求2所述的一种驱动向列相液晶的方法，其特征是U,-U2。
全文摘要
本发明提出一种驱动向列相液晶的方法，此方法通过时分信号控制单刀双掷模拟开关来控制驱动电压的占空比，从而实现对向列相液晶的驱动；此发明可根据所驱动向列相液晶的要求来调节驱动电压的有效范围；此发明可以低成本的实现高分辨力的电压，易实现对液晶像素的多路并行控制，可用于驱动向列相液晶光学器件，如向列相液晶空间光调制器、液晶显示器等。
文档编号G02F1/13GK101187742SQ20071014456
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者翔 刘, 吴丽莹, 健 张 申请人:哈尔滨工业大学