CN206099742U - 一种液晶分子驱动装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液晶分子驱动装置和系统，其中，该装置包括：稳压电路、电压反转电路、控制电路、第一开关电路和第二开关电路；控制电路在外界输入信号的控制下，输出控制稳压电路工作的工作信号，以及按照指定的频率向第一开关电路和第二开关电路交替地输出通断控制信号；稳压电路输出直流正电压至电压反转电路和第一开关电路；电压反转电路输出与直流正电压幅值相同的直流负电压至第二开关电路；第一开关电路和第二开关电路在通断控制信号的控制下交替导通，使装置的输出端交替地接收直流正电压和直流负电压。本实用新型能够较为便捷地获取用于液晶分子驱动的对称压差信号，且该对称压差信号准确性高。

Description

一种液晶分子驱动装置和系统

技术领域

本实用新型涉及3D显示技术领域，具体而言，涉及一种液晶分子驱动装置和系统。

背景技术

采用液晶光阀或液晶狭缝技术的裸眼3D显示模组，可实现2D/3D两种显示状态相互切换。上述液晶光阀和液晶狭缝技术实现方式都是利用液晶分子的翻转控制光线的方向，从而实现不同的显示状态。上述液晶光阀和液晶狭缝的局部单元组成相同，参见图1所示的液晶光阀和液晶狭缝的局部单元组成结构示意图。

从图1中可看出，液晶光阀和液晶狭缝的局部单元由上/下玻璃基板、上/下ITO电极、上/下配向膜和中间的液晶分子组成。其中，上/下配向膜的方向相互垂直，液晶分子的排列方向随着改变90°。由于液晶分子的光电效应，通过电压控制液晶分子的排列状态，进而控制出射光线的方向。当不向ITO电极供电时，液晶分子保持初始排列状态，从下玻璃基板入射的光线随着液晶分子排列方式进行传播，到达上玻璃基板后的出射光也改变90°，如图1所示的入射光线和出射光线的方向；当向ITO电极供电时，液晶分子沿长轴方向直立起来，光线从下玻璃基板到上玻璃基板后，其方向保持不变。

为了避免液晶分子被极化，需要使用对称正负压差的电压信号对液晶分子进行驱动。假设上ITO电极的电压为U1、下ITO电极的电压为U2。在调试3D显示模组时，会涉及到压差电压的微调，为使正负压差相同，需要调节两个电压U1和U2，以保证|△U1|＝|△U2|(其中，△U1和△U2为U2-U1的压差值，是周期信号，在前半周期的压差值为△U1，是正压差；后半周期的压差值为△U2，是负压差，从而得到周期性的压差信号)，操作较为复杂。为了使液晶分子不受非对称压差的影响，需要将压差调整为对称压差之后，才能接入模组，影响调试速度。同时，因为不同的电路模块，电压输出都有不同的误差，使两个电压在各自的误差范围内有一定的纹波电压，则△U会有所不同，导致|△U1|≠|△U2|，对液晶分子的偏转有一定的影响。长时间的非对称压差驱动，液晶分子慢慢被极化，使得显示效果不佳。

针对上述用于液晶分子驱动的对称压差信号的获取较为费时费力，且对称压差信号准确性较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种液晶分子驱动装置和系统，能够较为便捷地获取用于液晶分子驱动的对称压差信号，且该对称压差信号准确性高。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种液晶分子驱动装置，该装置包括：稳压电路、电压反转电路、控制电路、第一开关电路和第二开关电路；稳压电路的输出端分别与电压反转电路和第一开关电路的输入端连接；电压反转电路的输出端与第二开关电路的输入端连接；控制电路的输出端分别与稳压电路、第一开关电路和第二开关电路的输入端连接；第一开关电路和第二开关电路的输出端均与装置的输出端连接；控制电路在外界输入信号的控制下，输出控制稳压电路工作的工作信号，以及按照指定的频率向第一开关电路和第二开关电路交替地输出通断控制信号；稳压电路接收到工作信号后，输出直流正电压至电压反转电路和第一开关电路；电压反转电路接收到直流正电压后，输出与直流正电压幅值相同的直流负电压至第二开关电路；第一开关电路和第二开关电路在通断控制信号的控制下交替导通，使装置的输出端交替地接收第一开关电路输出的直流正电压和第二开关电路输出的直流负电压。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，第一开关电路包括第一开关控制部件和与第一开关控制部件连接的第一单向导通控制部件；第二开关电路包括第二开关控制部件和与第二开关控制部件连接的第二单向导通控制部件。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，第一开关控制部件和第二开关控制部件包括光耦合器、三极管或MOS管。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，第一单向导通控制部件和第二单向导通控制部件均包括二极管。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，稳压电路中设置有可调电阻；通过调节可调电阻的阻值，控制稳压电路输出的直流正电压的大小。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述稳压电路的输入端连接有锂电池或直流电压。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述第一开关电路和第二开关电路相同。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种液晶分子驱动系统，系统包括上述装置，还包括液晶电路；该液晶电路中的第一ITO电极与装置的输出端连接；液晶电路中的第二ITO电极接地。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，系统还包括外部控制设备，该外部控制设备与上述装置中的控制电路连接；该外部控制设备发送控制信号至控制电路。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述液晶电路包括液晶光阀或液晶狭缝。

本实用新型实施例提供的一种液晶分子驱动装置和系统，通过稳压电路生成直流正电压，通过电压反转电路生成直流负电压；通过控制电路控制第一开关电路和第二开关电路交替导通，使装置交替输出上述直流正电压和上述直流负电压；上述方式可以较为便捷地获取用于液晶分子驱动的对称压差信号，且该对称压差信号准确性高，从而提高了液晶电路的使用寿命和显示效果。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有技术中的液晶光阀和液晶狭缝的局部单元组成结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种液晶分子驱动装置的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种液晶分子驱动装置中，第一开关控制部件和第二开关控制部件的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种液晶分子驱动系统的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例所提供的另一种液晶分子驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有的用于液晶分子驱动的对称压差信号的获取较为费时费力，且对称压差信号准确性较差的问题，本实用新型实施例提供了一种液晶分子驱动装置和系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图2所示的一种液晶分子驱动装置的结构示意图。

该装置包括：稳压电路20、电压反转电路22、控制电路24、第一开关电路26和第二开关电路28；上述稳压电路20的输出端分别与电压反转电路22和第一开关电路26的输入端连接；上述电压反转电路22的输出端与第二开关电路28的输入端连接；上述控制电路24的输出端分别与稳压电路20、第一开关电路26和第二开关电路28的输入端连接；上述第一开关电路26和第二开关电路28的输出端均与装置的输出端连接。

上述控制电路24在外界输入信号的控制下，输出控制稳压电路20工作的工作信号，以及按照指定的频率向第一开关电路26和第二开关电路28交替地输出通断控制信号；上述稳压电路20接收到工作信号后，输出直流正电压至电压反转电路22和第一开关电路26；上述电压反转电路22接收到直流正电压后，输出与直流正电压幅值相同的直流负电压至第二开关电路28；上述第一开关电路26和第二开关电路28在通断控制信号的控制下交替导通，使装置的输出端交替地接收第一开关电路26输出的直流正电压和第二开关电路28输出的直流负电压。

其中，上述控制电路可以是单片机、MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等；该控制电路向上述稳压电路发送工作信号时，上述稳压电路正常工作，并输出直流正电压；该控制电路向上述稳压电路发送休眠信号时，上述稳压电路停止工作，不输出直流正电压。

本实用新型实施例提供的一种液晶分子驱动装置，通过稳压电路生成直流正电压，通过电压反转电路生成直流负电压；通过控制电路控制第一开关电路和第二开关电路交替导通，使装置交替输出上述直流正电压和上述直流负电压；上述方式可以较为便捷地获取用于液晶分子驱动的对称压差信号，且该对称压差信号准确性高，从而提高了液晶电路的使用寿命和显示效果。

为了进一步保证上述装置输出信号的稳定性和准确性，本实用新型实施例在实际实现时，上述第一开关电路包括第一开关控制部件和与第一开关控制部件连接的第一单向导通控制部件；上述第二开关电路包括第二开关控制部件和与第二开关控制部件连接的第二单向导通控制部件。上述第一单向导通控制部件和第二单向导通控制部件可以防止装置中电流的回流，进而避免回流电流对装置内部电子器件的影响，提高了装置输出信号的稳定性和准确性。

为了使上述第一开关控制部件和第二开关控制部件具有较好的开关性能，本实用新型实施例在实际实现时，上述第一开关控制部件和第二开关控制部件包括光耦合器、三极管或MOS管。

为了更详细地说明上述第一开关控制部件和第二开关控制部件的工作原理，以光耦合器为例，参见图3所示的一种液晶分子驱动装置中，第一开关控制部件和第二开关控制部件的结构示意图。该光耦合器30中，当引脚1(控制引脚)的电压到达该光耦合器的开启阈值时，该光耦合器正常工作；引脚4获得电源VCC输入的输入电压，引脚3输出与上述引脚4的输入电压基本相同的输出电压；当引脚1(控制引脚)的电压没有到达该光耦合器的开启阈值时，该光耦合器不工作，此时，引脚3的输出电压为0伏；另外，引脚2接地。

通过上述方式可以准确地控制电压输出的通断，提高了装置输出电压的稳定性和准确性。

优选地，上述第一单向导通控制部件和第二单向导通控制部件均包括二极管。二极管具有单向导通性，也就是电流只可以从二极管的一个方向流入，从另一个方向流出；在实际实现时，为了保证装置性能，选用的二极管正向电阻尽量小，反向电阻尽量大。

为了提高上述装置的应用广泛性，上述稳压电路中设置有可调电阻；通过调节可调电阻的阻值，控制稳压电路输出的直流正电压的大小。由于上述电压反转电路输出的直流负电压与上述直流正电压的幅值相同，因此，在调节可调电阻时，上述直流负电压的幅值也会变化，且与上述直流正电压的幅值同时变大，或者同时变小。通过上述方式可以使装置输出的电压值范围较大，提高了装置的应用广泛性。

考虑到稳压电路需要有电源供电，本实用新型实施例在实际实现时，上述稳压电路的输入端连接有锂电池。其中，上述稳压电路还可以采用其他固定的电压源进行供电；通常，该稳压电路输入的电压可以为2.7伏至5.25伏范围内的任一电压值；上述锂电池的供电范围可以为2.7伏至4.3伏。另外，上述稳压电路和上述控制电路可以分别供电，也可以采用同一电压源供电。上述方式可以使稳压电路获取较为稳定的电源电压。

优选地，为了保证上述直流正电压和直流负电压的幅值相同，不受各支路上开关电路的影响，本实用新型实施例在实际实现时，上述第一开关电路和第二开关电路相同。

进一步地，由于上述第一开关电路和第二开关电路输出的电压分别是正电压和负电压，因此上述第一开关电路和第二开关电路内部的具体元器件种类和参数会有相应的调整和变化。

通过采用相同的开关电路，可以使上述装置输出幅值相同的直流正电压和直流负电压。

实施例2

对应于上述实施例1，本实用新型实施例提供了一种液晶分子驱动系统，参见图4所示的一种液晶分子驱动系统的结构示意图；该系统包括上述实施例1中的液晶分子驱动装置40，还包括液晶电路42；该液晶电路42中的第一ITO电极42a与上述液晶分子驱动装置40连接；该液晶电路42中的第二ITO电极42b与上述液晶分子驱动装置40的GND连接。

上述系统还包括外部控制设备，该外部控制设备与上述装置中的控制电路连接；该外部控制设备发送控制信号至所述控制电路。

进一步地，上述液晶电路包括液晶光阀或液晶狭缝。

本实用新型实施例所提供的液晶分子驱动系统，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例1中的液晶分子驱动装置实施例相同，为简要描述，液晶分子驱动系统实施例部分未提及之处，可参考前述实施例1中的液晶分子驱动装置实施例相应内容。

在本实用新型实施例中，上述液晶电路还包括液晶光阀或液晶狭缝的外围电路；该外围电路包括柔性电路板FPC，该FPC可以实现信号的传输功能，将上述液晶分子驱动装置输出端的信号传输到ITO电极上，以控制液晶分子的翻转状态。

另外，本实用新型实施例在实际应用中，采用的是上述第一ITO电极和第二ITO电极之间的相对电压值，上述第一ITO电极和第二ITO电极上的绝对电压值可以发生变化；因此，上述第一ITO电极和第二ITO电极可以有多种连接关系，例如，上述第一ITO电极接地，且上述第二ITO电极与上述液晶分子驱动装置连接，或者上述第一ITO电极和第二ITO电极在由外部驱动板供电时，连接其他输出压差信号的装置。

上述方式可以较为便捷地获取用于液晶分子驱动的对称压差信号，且该对称压差信号准确性高，从而提高了液晶电路的使用寿命和显示效果。

实施例3

结合上述实施例1和实施例2，本实用新型实施例提供了另一种液晶分子驱动装置，参见图5所示的另一种液晶分子驱动装置的结构示意图；该装置包括稳压电路10、电压反转电路12、MCU电路50(相当于实施例1中的控制电路)、第一光耦合器52(相当于实施例1中的第一开关控制部件)、第二光耦合器54(相当于实施例1中的第二开关控制部件)、第一二极管56(相当于实施例1中的第一单向导通控制部件)和第二二极管58(相当于实施例1中的第二单向导通控制部件)。

上述稳压电路的输入电压在某一个范围内可变(例如，可在2.7伏至5.25伏范围内可变)；该稳压电路可用锂电池或直流电源供电，输出一个稳定的直流正电压，且可以通过调节电阻的方式改变输出的电压值；上述电压反转电路可以将输入的正电压转换成负电压，负电压的幅值随正电压的值而变化，上述正电压和负电压的绝对值相等。

上述光耦合器通过MCU输出的使能信号进行控制；当MCU输出的控制信号为高电平时，光耦工作，并输出对应的电压；当MCU输出的控制信号为低电平时，光耦不工作，且不输出电压(0V)。本实施例中采用两个相同功能的光耦分别控制正电压和负电压的输出，保证输出压差信号的值和频率，得到正确的方波信号。

上述MCU电路接收外界输入的控制信号(该控制信号可以由实施例2中的外部控制设备输入)，并根据该控制信号的高电平或低电平值，控制整个装置输出或不输出压差电压信号；上述MCU电路控制稳压电路的工作状态和休眠状态之间的转换，同时利用一组I/O(input/output，输入/输出)口中的两个引脚(如P1_0和P1_1，这两个引脚为示意作用，可根据实际情况选择其它引脚进行控制)，通过字节控制方式，使两个引脚同时输出高电平或低电平(如P1_0＝0时，P1_1＝1；或者P1_0＝1时，P1_1＝0)，两个引脚均按固定频率变化电平值，分别控制两个光耦的导通和关闭，以确保在负电压输出时，正电压输出端为0伏；在正电压输出时，负电压输出端为0伏，避免正负电压同时输出，叠加后为0电压，影响最终输出的电压波形。上述单向导通控制部件(例如，二极管)利用其单向导通性，让输出的电压只能从前向后传送，不能反向传送，避免输出电压对光耦器件的影响。

上述液晶分子驱动装置中，只需调节稳压电路中的电阻值，即可改变正电压的值，同时负电压的绝对值也随之改变相同的值，保证了输出电压的压差对称性，避免不对称压差对液晶分子的影响，造成对3D效果的影响。

另外，当上述第一ITO电极的电压为U1、第二ITO电极的电压为U2时，由于液晶分子的驱动电压是压差电压，故U1和U2都可以不是固定的直流电压。本实施例中，可以使其中一个电极的电压保持直流电压不变，另外一个电极的电压是跳变的电压信号；还可以是两个电极的电压都是跳变的电压信号，只需要保证U1和U2叠加在一起的电压是固定频率的方波信号，且正压差和负压差所占的时间比例为1:1即可。

上述液晶分子驱动装置可以用于通过控制液晶分子的状态，进而控制裸眼3D显示模组的2D或3D显示状态。外界(可以是主板或其它驱动板)输入的控制信号一般是高电平或低电平，该控制信号连接到MCU的I/O口。在对MCU进行编程时设置，当外界输入高电平时，MCU识别后，MCU的各输出接口分别输出高电平或固定频率的高/低电平，控制上述液晶分子驱动装置正常工作，从而输出压差电压，控制液晶分子进行旋转，使模组显示3D状态；当外界输入低电平时，MCU识别后，MCU的各输出接口都输出低电平，控制上述液晶分子驱动装置不工作，进入休眠状态，不输出压差电压，液晶分子处于原始状态，此时模组显示2D状态。

上述液晶分子驱动装置，可以由外界输入的信号控制是否输出压差电压，控制液晶分子的状态，进而控制模组的显示状态；上述液晶分子驱动装置还可以通过控制是否给稳压电路和MCU供电来实现状态的切换，该方式需要外界(可以是主板或其它驱动板)对供电电压有较好的控制方式。

本实用新型实施例提出的液晶分子驱动装置和系统，容易实现、节约成本，整体装置采用普通的芯片、元件构成实现，电路板尺寸小，电路设计成功率高，且元件成本较低；该装置和系统还便于操作、提高效率，用户只需要调节一个电阻的值，即可得到新的压差电压，可以同时观看显示效果的动态变化，不用再分开操作，减少了调试时间，提高了工作效率；该装置和系统输出对称压差、延长了液晶电路的使用寿命；上述装置输出的负电压和正电压的幅值相同，严格保证了正负电压的对称性，长期使用不会造成液晶分子的极化，保证了模组的显示效果的同时，也延长了模组的使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种液晶分子驱动装置，其特征在于，所述装置包括：稳压电路、电压反转电路、控制电路、第一开关电路和第二开关电路；

所述稳压电路的输出端分别与所述电压反转电路和所述第一开关电路的输入端连接；所述电压反转电路的输出端与所述第二开关电路的输入端连接；所述控制电路的输出端分别与所述稳压电路、所述第一开关电路和所述第二开关电路的输入端连接；所述第一开关电路和所述第二开关电路的输出端均与所述装置的输出端连接；

所述控制电路在外界输入信号的控制下，输出控制所述稳压电路工作的工作信号，以及按照指定的频率向所述第一开关电路和所述第二开关电路交替地输出通断控制信号；

所述稳压电路接收到所述工作信号后，输出直流正电压至所述电压反转电路和所述第一开关电路；

所述电压反转电路接收到所述直流正电压后，输出与所述直流正电压幅值相同的直流负电压至所述第二开关电路；

所述第一开关电路和所述第二开关电路在所述通断控制信号的控制下交替导通，使所述装置的输出端交替地接收所述第一开关电路输出的所述直流正电压和所述第二开关电路输出的所述直流负电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一开关电路包括第一开关控制部件和与所述第一开关控制部件连接的第一单向导通控制部件；

所述第二开关电路包括第二开关控制部件和与所述第二开关控制部件连接的第二单向导通控制部件。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一开关控制部件和所述第二开关控制部件包括光耦合器、三极管或MOS管。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一单向导通控制部件和第二单向导通控制部件均包括二极管。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述稳压电路中设置有可调电阻；通过调节所述可调电阻的阻值，控制所述稳压电路输出的直流正电压的大小。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述稳压电路的输入端连接有锂电池或直流电压。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一开关电路和所述第二开关电路相同。

8.一种液晶分子驱动系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至7中任一所述的装置，还包括液晶电路；所述液晶电路中的第一ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)电极与所述装置的输出端连接；所述液晶电路中的第二ITO电极接地。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括外部控制设备，所述外部控制设备与所述装置中的控制电路连接；所述外部控制设备发送控制信号至所述控制电路。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述液晶电路包括液晶光阀或液晶狭缝。