CN1024247C - 三维高亮度液晶显示投影器的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明采用两个分离的光学系统，通过各自的光源将左右侧景象图象分开投射到显示用的屏幕上，方法是将一左侧景象图象与先前刚被显示和记录的右侧影象图象一起束射，反之亦然，以完成三维图象并改进显示器中的画面亮度。

Description

本发明涉及一种液晶显示（LCD）投影器的三维电视（3-D    TV）系统，具体地说，涉及的是一种高亮度三维（3-D）投影器的驱动方法。这种投影器，一般通过偏光镜觉察暗区，给若干观众同时观看到清晰明亮的3-D图象。

众所周知，图3所示的光是在垂直于其前进的方向振动的。一般地说，在光的前进方向和振动方向所作的平面称之为偏振平面。图3中，在X方向上前进的光具有一个在YZ平面上时刻变化的偏振平面，而且不是在单一方向上偏振，如原点上的所示的情况。

在这里，将偏振平面上的分量具有方向特性的光称之为偏振光。特别是在将偏振平面限制在一平面时，这种光称之为直线（beeline）偏振光。偏振板（或偏振滤光片）A、B用来使通过的一部分光不在一方向上偏振，因而只输出在与该部分对应的某一方向上偏振的光。

如图4所示，液晶的驱动是用直线偏振板来进行的。线性偏振光是通过位于光源S一侧的在液体面板前的偏振板A的光。将线性偏振光输入到液晶元件上，而按图象信息独立地驱动液晶元件的晶胞。通过该液晶元件C的光由位于后侧的偏振板B加以调整。装上这位于后侧的偏振板B，它相对于位于前侧的偏振板A有约90°的偏振方向。由于加上电压时液晶元件被转动90°，使光通过位于后侧的偏振板。

另一方面，在未加上电压时，液晶元件不转动，通过液晶元件的光在位于后侧的偏振板B处被遮断。

用左眼观看的图象和用右眼的图象重叠时，就会感觉到立体效果。

根据图5，偏振板13包括三个光学元件13，11，9，它们代表被左眼观看到的图象。另一方面，偏振板14包括三个光学元件14，12，10，它们代表被右眼观看到的图象。

因此，装上偏振反13，14，使它们的线性偏振方向相交，以便得到立体效果。

不用说，图5的偏振板9，10是按上述的方向安装的，用以驱动与偏振板13，14有关的液晶元件。

因此，分别代表左右图象信息并具有彼此相交的光特性的偏振光同时显示在屏幕上。

就偏振眼镜D来说，左偏振眼镜具有一线性偏振结构，其构成带有与左眼相应的图象的偏振方向，故可接收左眼观看的图象。

另一方面，右眼镜设计成具有线性偏振光，其组成带有与右眼相应的图象的偏振方向。

因此，由于线性偏振光的特性，左眼观看的图象显示在左眼上，右眼观看的图象显示在右眼上。

光学元件17、19、15、13、11、9、7、6完成下述功能，以显示与左眼相对应的图象。反射镜19反射在后侧前进的光，以增加光的效率，光学元件13、11、9实现一图象信息，投影透镜7投射象素并将它们放大，在屏幕6上形成图象。

在传统技术中，3-D    TV系统如图1所示包括一个阴极射线管（CRT）、一个有3-D图象的信号源、一个快门控制器以及左右侧液晶（LC）窗口。该系统采用的方法是将电视分别拍成左和右侧景象，以便通过对应的眼睛，以每只眼看到分开的景象的方式来分别观看左右侧景象。

当一左侧摄象机所摄取的景象的图象信号显示在CRT上时，接收信号源信号的控制器将右侧LC窗口关闭，只让左眼观看左侧景象图象，反之，只让右眼观看右侧景象图象。

然而，在传统的3-D    TV中，图象的亮度依赖于从光源投射到CRT上的光束，使得在观看3-D图象的暗区时，一般需要使用偏光镜，因而观众只限于配带了连接到电视或与电视同步工作的遮光镜的人。

本发明的目的是要提供一种高亮度三维投影器的驱动方法，使观众同时观看到来自光源的光，并加强光的亮度。

图1展示传统3-D    TV系统的结构。

图2展示本发明的3-D    LCD投影器的结构。

图3-4为说明偏振光的一般原理图。

图5说明现有技术左右侧图象投射到屏幕上及其投影控制过程的图式说明。

图2中有编号的主要部件如下：17和18为光源，25为一电荷耦合器件（CCD），24和27为数字-模拟（D/A）转变器，33表示左侧景象图象系统，34则为右侧景图象系统。现参考附图详细叙述本发明。

根据本发明的一个最佳实施例包括：左右侧光学系统，用以将光束扫描到一屏幕6上;左侧光学系统33包括一个左侧透镜7、一个S偏光镜9、一块左侧LCD板11、一个偏光镜13、一个聚光透镜15、一个光源17和一镜面19;右侧光学系统34包括一个右侧透镜8、一P偏光镜10、一块右侧LCD板12、一个偏光镜14、一个聚光透镜16、一个光源18和一镜面20。

就左右侧光学系统而论，信号2的输出经由模拟-数字（A/D）转换器31而与多路分配器30相连接，后者的其中一个输出端经CCD25、 数字、模拟转换器24和LCD驱动线路23而与左侧光学系统33相连接，而另一输出端则经CCD28、数字-模拟（D/A）转换器27和LCD驱动电路26而与右侧光学系统34相连接。信号源2的另一输出端连接到左右侧信号识别器32，该识别器32的输出连接到多路分配器30、CCD28的RE（READ    ENABLE，读使能）端和左侧图象系统33用的CCD25的WE（WRITE    ENABLE，写使能）端，并且也经由非门29连接到CCD28的WE端和左侧图象系统33用的CCD25的RE端。

在LCD板11和12上形成的左右侧图象通过S偏光镜9和偏光镜13或者P偏光镜10和14而分别偏振为S串行或P并行的图象，而以S偏振或P偏振的状态组合成屏幕6上的3-D图象。通过偏光镜21、21观看该被组合的图象，让各眼看到景物的左右相应景像，并建立起如双目视觉的3-D效果。

然而，信号源2只向观众的双眼各赋予视场的左右侧图象，使得观众感觉所给的图象是灰暗的。故为了增强亮度，要安排右图象（它是刚在目前左图象之前所给的图象）同显示用的左图象一起出现。

为了消除闪烁现象，也设置了数字-模拟（D/A）转换器24，27;CCD25，28;非门29;多路分配器30;模拟-数字（A/D）转换器31;左右侧信号认别器32。

本发明的操作将参考附图予以详细叙述。

随着每一次给出一个左侧景象图象，信号认别器32就读出作为该左侧景象的图象信号，并输出控制信号“1”，它完成下列操作。

首先，该信号向多路分配器30的地址给出一输出“1”，多路分配器30然后将A/D转换过的图象信号给予D/A转换器24。其次，连接到D/A转换器24信号线的SPS（串行-并行-串行）结构的CCD25启动了WE（WRTE    ENANLE）以记录左侧影象。第三，连接到右侧D/A转换器27信号线的SPS    CCD28启动了RE（READ    ENABLE）以给出早些时所存储 的右侧图象。

随后，左侧景象图象系统33就在屏幕上给出目前的左图象，而右侧图象系统34同时给出先前刚显示过的右侧图象信号。这些左右侧的操作交替进行，使左右侧图象系统总是一起显示左右侧的图象，以进行具有两个光源17和18总功率的整个3-D图象和改进其亮度。

另一方面，图象系统中的D/A转换器24、27将数字化图象信号转换回LCD驱动电路用的模拟信号以驱动各自的LCD。

如上所述，本发明通过各自的光源显示了分别束射到屏幕上的左右侧景象图象。采用的方式是将一左侧景象图象与先前刚被显示和记录的右侧景象图象一起束射，反之亦然，使得若干带偏光镜的观众可以观看3-D图象的画面。这两个光源也给观众提供明亮的画面。

Claims (2)

1、在采用两个液晶显示投影器的三维图象系统中，一种供高亮度三维投影器用的驱动方法，其特征在于，通过两个各自的光源(17，18)，左侧图象系统在屏幕上给出左侧景象的目前图象信号，而右侧图象系统又在屏幕上给出先前刚显示的右侧景象图象，以便改进屏幕上的三维图象的亮度。

2、如权利要求1的方法，其特征在于，串行-并行-串行的电荷耦合器件（25、28）记录一视场的图象信号，同时给出先前记录过的另一视场图象信号的输出。

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