快速响应的液晶相位调制器件及3D投影系统技术方案

本实用新型专利技术适用于液晶光学应用领域，提供了一种快速响应的液晶相位调制器件及3D投影系统，该液晶相位调制器件包括依次贴合的线偏振器件、第一光学自补偿弯曲液晶器件、第二光学自补偿弯曲液晶器件。当从高电压转换至低电压时，通过与指定高电压相反的反向电压和零电压驱动该液晶相位调制器件，加快液晶层两侧材料的放电速度，使得液晶分子从场致向列相状态加速向弯曲态驰豫，从而缩短其光学响应时间，提高光学响应速度。当应用于数字3D电影放映时的液晶调制器件时，可减轻图像串扰、增加银幕亮度。

Fast response liquid crystal phase modulation device and 3D projection system

【技术实现步骤摘要】
快速响应的液晶相位调制器件及3D投影系统
本技术属于液晶光学应用领域，尤其涉及一种快速响应的液晶相位调制器件及3D投影系统。
技术介绍
光学自补偿弯曲模式液晶器件(OpticalSelf-CompensatedBend，OCB)，也称为pi盒(πcell)，通常作为相位动态调制器件应用于各领域。相比于其他类型的液晶显示模式，除铁电液晶外，OCB模式的液晶器件的响应速度最快。在数字影院3D行业，通常使用双层OCB液晶作为动态相位调制，与数字放映机图像输出同步，以时序形式分别输出左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，配合圆偏振3D眼镜来实现3D投影显示。为了改善高速运动画面的拖尾现象，高帧率电影拍摄及图像还原技术开始陆续应用于影院。高帧率3D电影对3D设备提出了更高的要求，原有3D设备的响应速度应对60帧和120帧3D电影会出现鬼影严重、画面亮度下降等问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题为如何提高液晶相位调制器件的响应速度，当应用于3D投影领域时，以减轻图像串扰并增加银幕亮度。为解决上述技术问题，第一方面，本技术提供了一种快速响应的液晶相位调制器件，包括依次贴合的线偏振器件、第一光学自补偿弯曲液晶器件、第二光学自补偿弯曲液晶器件；所述线偏振器仅允许在指定方向上偏振的光线通过；所述快速响应的液晶相位调制器件还包括驱动电路，所述驱动电路与第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件连接；第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件中的液晶材料在所述驱动电路的驱动下均可在与指定高电压相对应的第一延迟阶段、与指定高电压的反向电压相对应的第二延迟阶段、与零电压相对应的第三延迟阶段、与指定低电压相对应的第四延迟阶段之间循环切换，其中，不同的延迟阶段下液晶材料的排列方式不同，并且从第一延迟阶段向第四延迟阶段的切换过程中，延迟量逐渐递增。进一步地，所述第一延迟阶段的时长等于所述第二延迟阶段、第三延迟阶段、第四延迟阶段的时长之和，并且，当第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件被驱动，其中一个处于所述第一延迟阶段时，另一个依次经历所述第二延迟阶段、第三延迟阶段、第四延迟阶段。进一步地，第一光学自补偿弯曲液晶器件中液晶分子的长轴投影方向与所述线偏振器件的吸收轴的方向之间具有第一角度，第二光学自补偿弯曲液晶器件中液晶分子的长轴投影方向与所述线偏振器件的吸收轴的方向之间具有第二角度，所述第一角度与所述第二角度中的一个为正45度另一个为负45度；第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件在所述第一延迟阶段的延迟量为0-30nm，第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件在所述第四延迟阶段的延迟量为100-150nm。进一步地，在相邻的两个循环周期，相同延迟阶段所对应的电压互为反向电压。更进一步地，所述驱动电路用于产生至少5个电压：正向高电压+VH、正向低电压+VL、零电压、负向高电压-VH，负向低电压-VL；相邻的前一个循环周期中，所述驱动电路在所述第一延迟阶段以所述正向高电压+VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第二延迟阶段以所述负向高电压-VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第三延迟阶段以所述零电压驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第四延迟阶段以所述负向低电压-VL驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件；相邻的后一个循环周期中，所述驱动电路在所述第一延迟阶段以所述负向高电压-VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第二延迟阶段以所述正向高电压+VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第三延迟阶段以所述零电压驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第四延迟阶段以所述正向低电压+VL驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件。进一步地，在各循环周期，相同延迟阶段所对应的电压相同。更进一步地，所述驱动电路用于产生至少4个电压：正向高电压+VH、零电压、负向高电压-VH，负向低电压-VL；在每个循环周期中，所述驱动电路在所述第一延迟阶段以所述正向高电压+VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第二延迟阶段以所述负向高电压-VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第三延迟阶段以所述零电压驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第四延迟阶段以所述负向低电压-VL驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件。进一步地，在每个循环周期中，第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件中的液晶材料在所述第一延迟阶段之前，还在所述驱动电路的驱动下处于与超高电压对应的过压驱动阶段；所述过压驱动阶段的时长与所述第一延迟阶段的时长之和，等于所述第二延迟阶段、第三延迟阶段、第四延迟阶段的时长之和，并且，当第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件被驱动，其中一个依次经历所述过压驱动阶段、所述第一延迟阶段时，另一个依次经历所述第二延迟阶段、第三延迟阶段、第四延迟阶段。更进一步地，所述驱动电路用于产生正向过高电压+VH2和负向过高电压-VH2；相邻的前一个循环周期中，所述驱动电路在所述过压驱动阶段以所述正向过高电压+VH2驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件；相邻的后一个循环周期中，所述驱动电路在所述过压驱动阶段以所述负向过高电压-VH2驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件。第二方面，本技术还提供了一种3D投影系统，包括：投影机，用于交替投射出携带有左眼影像信息的左眼光束和携带有右眼影像信息的右眼光束，并且在每帧左眼光束和每帧右眼光束开始之前的预置时长内不投射光束；偏振分光组件，放置于所述投影机的出光侧，将所述左眼光束和右眼光束进行偏振分束，得到至少两束分光，所述至少两束分光中的一部分具有第一线偏振态，另一部分具有第二线偏振态；偏振面旋转组件，位于所述偏振分光组件的出光侧，用于将所述至少两束分光调整为具有统一的线偏振态；光路方向调整组件，位于所述偏振面旋转组件的出光侧，用于通过对传播方向进行调整，使所述至少两束分光向投影银幕所在的方向传播；如第一方面所述的快速响应的液晶相位调制器件，位于所述光路方向调整组件的出光侧，用于在相邻的两个时序先后将所述至少两束分光统一调整为沿第一方向旋转的圆偏振光和沿第二方向旋转的圆偏振光；并且，所述投影机不投射光束的所述预置时长等于所述第二延迟阶段、第三延迟阶段的时长之和。本技术所提供的快速响应的液晶相位调制器件对液晶相位调制器件的充放电过程进行了优化，当从高电压转换至低电压时，通过与指定高电压相反的反向电压和零电压进行驱动，加快液晶层两侧材料的放电速度，使得液晶分子从场致向列相状态加速向弯曲态驰豫，从而缩短其光学响应时间，提高光学响应速度。当应用于数字3D电影放映时的液晶调制器件时，可减轻图像串扰、增加银幕亮度。附图说明图1是本技术第一实施例提供的快速响应的液晶相位调制器件的结构图；图2是本技术第一实施例提供的OCB模式液晶器件在不同电压下的液晶分子排列示意图；图3是本技术第一实施例提供的第一种驱动电路对第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件的驱动波形图；图4A是采用本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速响应的液晶相位调制器件，其特征在于，包括依次贴合的线偏振器件、第一光学自补偿弯曲液晶器件、第二光学自补偿弯曲液晶器件；所述线偏振器仅允许在指定方向上偏振的光线通过；/n所述快速响应的液晶相位调制器件还包括驱动电路，所述驱动电路与第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件连接；/n第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件中的液晶材料在所述驱动电路的驱动下均可在与指定高电压相对应的第一延迟阶段、与指定高电压的反向电压相对应的第二延迟阶段、与零电压相对应的第三延迟阶段、与指定低电压相对应的第四延迟阶段之间循环切换，其中，不同的延迟阶段下液晶材料的排列方式不同，并且从第一延迟阶段向第四延迟阶段的切换过程中，延迟量逐渐递增。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速响应的液晶相位调制器件，其特征在于，包括依次贴合的线偏振器件、第一光学自补偿弯曲液晶器件、第二光学自补偿弯曲液晶器件；所述线偏振器仅允许在指定方向上偏振的光线通过；
所述快速响应的液晶相位调制器件还包括驱动电路，所述驱动电路与第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件连接；
第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件中的液晶材料在所述驱动电路的驱动下均可在与指定高电压相对应的第一延迟阶段、与指定高电压的反向电压相对应的第二延迟阶段、与零电压相对应的第三延迟阶段、与指定低电压相对应的第四延迟阶段之间循环切换，其中，不同的延迟阶段下液晶材料的排列方式不同，并且从第一延迟阶段向第四延迟阶段的切换过程中，延迟量逐渐递增。


2.如权利要求1所述的快速响应的液晶相位调制器件，其特征在于，所述第一延迟阶段的时长等于所述第二延迟阶段、第三延迟阶段、第四延迟阶段的时长之和，并且，当第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件被驱动，其中一个处于所述第一延迟阶段时，另一个依次经历所述第二延迟阶段、第三延迟阶段、第四延迟阶段。


3.如权利要求1所述的快速响应的液晶相位调制器件，其特征在于，第一光学自补偿弯曲液晶器件中液晶分子的长轴投影方向与所述线偏振器件的吸收轴的方向之间具有第一角度，第二光学自补偿弯曲液晶器件中液晶分子的长轴投影方向与所述线偏振器件的吸收轴的方向之间具有第二角度，所述第一角度与所述第二角度中的一个为正45度另一个为负45度；
第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件在所述第一延迟阶段的延迟量为0-30nm，第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件在所述第四延迟阶段的延迟量为100-150nm。


4.如权利要求1所述的快速响应的液晶相位调制器件，其特征在于，在相邻的两个循环周期，相同延迟阶段所对应的电压互为反向电压。


5.如权利要求4所述的快速响应的液晶相位调制器件，其特征在于，所述驱动电路用于产生至少5个电压：正向高电压+VH、正向低电压+VL、零电压、负向高电压-VH，负向低电压-VL；
相邻的前一个循环周期中，所述驱动电路在所述第一延迟阶段以所述正向高电压+VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第二延迟阶段以所述负向高电压-VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第三延迟阶段以所述零电压驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第四延迟阶段以所述负向低电压-VL驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件；
相邻的后一个循环周期中，所述驱动电路在所述第一延迟阶段以所述负向高电压-VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第二延迟阶段以所述正向高电压+VH驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第三延迟阶段以所述零电压驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件，在所述第四延迟阶段以所述正向低电压+VL驱动第一、第二光学自补偿弯曲液晶器件。

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳龙，
申请(专利权)人：深圳市岱洋科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44