CN101567173A - 光栅光调制器投影装置的控制扫描电路 - Google Patents

光栅光调制器投影装置的控制扫描电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,实现光栅光调制器应用于高分辨率、高清晰度的投影显示;光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,用以驱动M列×N行个光栅光调制器组成的像素阵列,包括有源矩阵驱动电路,由M×N个有源矩阵驱动单元组成,根据控制信号和图像信号,控制光栅光调制器的电压,以实现对光的调制;第一驱动电路,接收控制装置发出的控制信号,以选通同一直线上的光栅光调制器;以及第二驱动电路,接收控制装置发出的控制信号和图像信号,以将图像数据输出到选通的光栅光调制器。

Description

光栅光调制器投影装置的控制扫描电路
技术领域
本发明涉及一种显示装置的控制扫描电路,具体涉及一种光栅光调制器的控制扫描电路。
背景技术
公开号为CN1658009A的中国发明专利申请公开说明书公开了一种光栅光调制器及其阵列,该光栅光调制器的加工较DMD简单,同时解决了GLV难于形成面阵的缺点。对于小面阵光栅光调制器的投影显示,利用无源矩阵驱动可以实现。但对于较大面阵光栅光调制器的投影显示,由于无源矩阵驱动存在交叉效应,很难实现高质量的图像显示。而利用有源矩阵驱动光栅光调制器,可以使光栅光调制器正真面向高清晰度、高分辨率的投影显示。如果***驱动电路与有源矩阵分开封装,这样会增加各个电路模块由于互连线造成的信号噪声干扰,减小了***电路的信号传输速率,并且对于大面阵的光栅光调制器的投影显示,需要引出上千输入引脚端口,这些引脚不但占用面积大,增大了成本,而增大了***电路模块之间连接的复杂性,这些都限制了光栅光调制器真正实现高分辨率、高清晰度的投影显示。
公开号为CN101382655A的中国发明专利申请公开说明书公开了一种有源矩阵驱动的光栅光调制器,但目前现有技术中没有用于该有源矩阵驱动的光栅光调制器构成的投影装置的控制扫描电路。
发明内容
有鉴于此,为了解决上述问题,本发明提供一种光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,能对有源矩阵驱动的光栅光调制器构成的投影装置进行驱动,实现高分辨率、高清晰度的投影显示。
本发明的目的是这样实现的:光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,用以驱动M列×N行个光栅光调制器组成的像素阵列,包括
有源矩阵驱动电路,由M×N个有源矩阵驱动单元组成,根据控制信号和图像信号,控制光栅光调制器的电压,以实现对光的调制;
第一驱动电路,接收控制装置发出的控制信号,以选通同一直线上的光栅光调制器;以及
第二驱动电路,接收控制装置发出的控制信号合图像信号,以将图像数据输出到选通的光栅光调制器。
进一步,所述第一驱动电路为行驱动电路,第二驱动电路为列驱动电路;
进一步,所述行驱动电路包括依次连接的N位的第一移位寄存器电路、N个门控元件组成的门控电路、N个电平移位器组成的电路,所述第一移位寄存器用于接收控制装置的控制信号并输出到门控电路,所述门控电路的N个输出端分别与N个电平移位器的输入端一一连接,电平移位器将门控电路输出的电压放大后输出到有源矩阵驱动电路的行选通信号控制端;
进一步,所述门控元件为与门;
进一步,所述列驱动电路包括依次连接的M位的第二移位寄存器电路、M位的锁存器电路和M个电平移位器组成的电路,所述第二移位寄存器电路用以接收控制装置的图像信号,并输出到锁存器电路中保存,在控制装置发出的锁存时钟控制信号的控制下,将图像信号通过电平移位器输出到有源矩阵驱动电路的列数据输入端;
进一步,有源矩阵驱动电路、第一驱动电路、第二驱动电路单片集成;
进一步,所述有源矩阵驱动单元包括第一MOS管和一电容,所述第一MOS管的栅极与第一驱动电路的输出端电连接,第一MOS管的漏极与第二驱动电路电连接,第一MOS管的源极与电容的一端电连接,所述电容的另一端接地,所述第一MOS管的源极还用于与光栅光调制器的下电极连接;
进一步,所述有源矩阵驱动单元包括第二MOS管和两个反相器,所述第二MOS管的栅极与第一驱动电路的输出端电连接,第二MOS管的漏极与第二驱动电路电连接,所述两个反相器组成串联成环形电路,所述串联成环形电路的输入端与第二MOS管的源极电连接,串联成环形电路的输出端用于与光栅光调制器的下电极连接。
本发明的光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,可对光栅光调制器投影装置进行驱动,消除无源矩阵驱动固有的交叉效应,提高对比度、分辨率、占空比,使显示特性面向高清晰、高分辨率投影显示技术。有源矩阵驱动的光栅光调制器,降低对光栅光调制器动态相应时间要求,可以获得更加丰富的灰度色彩调制。
本发明的其他优点、目标,和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书,权利要求书,以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述:
图1示出了光栅光调制器投影装置的控制扫描电路原理示意图;
图2示出了基于DRAM的有源驱动单元的电路结构示意图;
图3示出了基于SRAM的有源驱动单元的电路结构示意图;
图4示出了电平移位器的电路结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图1,光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,用以驱动M列×N行个光栅光调制器组成的像素阵列,现以1920×1080分辨率光栅光调制器投影装置的控制扫描电路为例进行说明,该分辨率光栅光调制器投影装置具有1920行×1080列个光栅光调制器组成的像素阵列。
所述光栅光调制器投影装置的控制扫描电路由有源矩阵驱动电路1、行驱动电路2、列驱动电路3单片封装而成,通过几个控制信号与数据总线就可以实现对有源矩阵的控制,从而实现光栅光调制器高清晰度、高分辨率的投影显示,减小不同电路模块互连线造成的信号噪声干扰,提高***电路的传输速率,减小了整个芯片的引脚数,同时与门控电路可以消除相邻行扫描信号之间的冒险和竞争,达到优化控制扫描电路的目的。
所述有源矩阵驱动电路1,由1920×1080个有源矩阵驱动单元组成,所述有源矩阵驱动单元根据控制信号和图像信号,控制光栅光调制器的电压,以实现对光的调制;有源矩阵驱动电路可采用基于DRAM的有源驱动单元或基于SRAM的有源驱动单元,其中,参见图2,所述基于DRAM的有源驱动单元包括第一MOS管T1和一电容Cs,所述第一MOS管T1的栅极与行驱动电路2的输出端电连接,第一MOS管T1的漏极与列驱动电路3电连接,第一MOS管T1的源极与电容Cs的一端电连接,所述电容Cs的另一端接地,所述第一MOS管T1的源极还用于与光栅光调制器的下电极5连接,从而控制光栅光调制器的电压,实现对光的调制;参见图3,所述基于SRAM的有源驱动单元包括第二MOS管T2和两个反相器,每个反相器由两个MOS管组成,所述第二MOS管T2的栅极与行驱动电路2的输出端电连接,第二MOS管T2的漏极与列驱动电路3电连接,构成两个反相器的4个MOS管T3、T4、T5、T6组成串联成环形电路,所述串联成环形电路的输入端与第二MOS管T2的源极电连接,串联成环形电路的输出端用于与光栅光调制器的下电极5连接,通过MOS管的开启或者截止,实现对MEMS光栅光调制器下电极电势的控制。
所述光栅光调制器投影装置中包括一控制装置4,所述控制装置4可选用现场可编程门阵列(FPGA控制器)或其它控制装置,用以接收图像信号,输出控制信号到行驱动电路2,输出控制信号和图像信号到列驱动电路3。
参见图1,所述行驱动电路2包括依次连接的1080位的行移位寄存器电路21、1080个门控元件组成的门控电路22、1080个电平移位器23组成的电路,所述行移位寄存器21用于接收控制装置4的控制信号并输出到门控电路22,所述门控电路22的1080个输出端分别与1080个电平移位器23的输入端一一连接,电平移位器23将门控电路22输出的电压放大后输出到有源矩阵驱动电路1的行选通信号控制端;所述行移位寄存器电路21同一时刻只有一个输出端输出高电平,其余输出端都为低电平,且高电平随着时钟向后移位输出,依次对光栅光调制器阵列的行进行选通;所述门控电路22的另一个输入端与控制装置4电连接,能消除相邻行选通信号之间的竞争和冒险,达到优化控制扫描电路的目的;所述门控元件为与门,但是亦可使用其他门控元件,如或非门。
参见图1,所述列驱动电路3包括依次连接的1920位的列移位寄存器电路31(本实施例中选用64个30位的移位寄存器实现)、1920位的锁存器电路32和1920个电平移位器33,通过时钟移位,将一行光栅光调制器的图像数据依次串行移入64个移位寄存器31中,然后并行输入到锁存器电路32中,在控制装置发出的锁存时钟控制信号的控制下,将图像信号通过电平移位器33输出到有源矩阵驱动电路1的列数据输入端,实现串行输入数据的并行输出。
参见图4,所述电平移位器由第三反相器N3、第四反相器N4、第五反相器N5、第六反相器N6、第七MOS管T7、第八MOS管T8、第九MOS管T9和第十MOS管T10组成,所述第三反相器N3和第四反相器N4串联,用以输出一对反向控制信号,第七MOS管T7、第八MOS管T8、第九MOS管T9和第十MOS管T10用于放大电压,所述串联的第五反相器N5、第六反相器N6能提高电平移位器输出的驱动能力,第三反相器N3的输出端与第九MOS管T9的栅极连接,所述第四反相器N4的输出端与第七MOS管T7的栅极连接,第七MOS管T7和第九MOS管T9的源极接地,第八MOS管T8和第十MOS管T10的源极接高压源Vdd,第七MOS管T7和第八MOS管T8的漏极与第十MOS管T10的栅极相连接,第九MOS管T9和第十MOS管T10的漏极与第八MOS管T8的栅极相连接,第十MOS管T10的栅极与第五反相器N5的输入端连接,这样,从第三反相器N3输入的低压信号,经转换后,可以由第六反相器N6的输出端输出高压信号。
所述的控制装置可发出5个控制信号rst、clk_rr、clk_add、clk_cl和clk_cr,1个行移位数据信号data_add和64位的列数据信号data,复位信号rst低电平有效,当rst为高电平时,控制扫描电路开始工作。当列移位时钟clk_cr的上升沿到来时,同时将64位数据分别输入到64个30位的列移位寄存器电路31的第一位输出端口。clk_cr经过30个时钟上升沿后,64个列移位寄存器31输出端的数据都全部更新,此时列锁存时钟clk_cl将第一行1920位数据同时存储到1920位列锁存器32中。1920位列锁存器32输出的数据经过电平移位器33进行低压到高压的转换,然后输入到有源矩阵驱动电路1的1920个列数据输入端口。同时,行移位时钟clk_rr上升沿到来,将行移位数据信号data_add输入到行移位寄存器电路21的第一位输出端,并且第一位输出为高电平,其余位为低电平。每一位行移位寄存器21的输出信号与公共信号clk_add作为与门的两个输入信号,而与门的输出信号经电平移位器放大后输入到有源矩阵驱动电路1的行选通信号控制端,选通(开启)第一行有源矩阵单元。由于只有第一行有源矩阵驱动被选通,故列数据信号只能输入到第一行有源矩阵的存储电容中,其他行处于保持状态。行移位寄存器21循环移位输出高电平,依次扫描选通其他行的有源矩阵单元,但每次只能有一行有源矩阵单元被选通,而没有选通的有源矩阵单元则保持其当前状态。当将光栅光调制器与有源矩阵单片集成时,通过控制有源矩阵驱动单元的导通或者截止,就可以实现对光栅光调制器电压的控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,用以驱动M列×N行个光栅光调制器组成的像素阵列,其特征在于:包括
有源矩阵驱动电路,由M×N个有源矩阵驱动单元组成,根据控制信号和图像信号,控制光栅光调制器的电压,以实现对光的调制;
第一驱动电路,接收控制装置发出的控制信号,以选通同一直线上的光栅光调制器;以及
第二驱动电路,接收控制装置发出的控制信号和图像信号,以将图像数据输出到选通的光栅光调制器。
2.如权利要求1所述的光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,其特征在于:所述第一驱动电路为行驱动电路,第二驱动电路为列驱动电路。
3.如权利要求2所述的光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,其特征在于:所述行驱动电路包括依次连接的N位的第一移位寄存器电路、N个门控元件组成的门控电路、N个电平移位器组成的电路,所述第一移位寄存器用于接收控制装置的控制信号并输出到门控电路,所述门控电路的N个输出端分别与N个电平移位器的输入端一一连接,电平移位器将门控电路输出的电压放大后输出到有源矩阵驱动电路的行选通信号控制端。
4.如权利要求3所述的光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,其特征在于:所述门控元件为与门。
5.如权利要求2所述的光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,其特征在于:所述列驱动电路包括依次连接的M位的第二移位寄存器电路、M位的锁存器电路和M个电平移位器组成的电路,所述第二移位寄存器电路用以接收控制装置的图像信号,并输出到锁存器电路中保存,在控制装置发出的锁存时钟控制信号的控制下,将图像信号通过电平移位器输出到有源矩阵驱动电路的列数据输入端。
6.如权利要求1所述的光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,其特征在于:有源矩阵驱动电路、第一驱动电路、第二驱动电路单片集成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,其特征在于:所述有源矩阵驱动单元包括第一MOS管(T1)和一电容(Cs),所述第一MOS管(T1)的栅极与第一驱动电路的输出端电连接,第一MOS管(T1)的漏极与第二驱动电路电连接,第一MOS管(T1)的源极与电容(Cs)的一端电连接,所述电容(Cs)的另一端接地,所述第一MOS管(T1)的源极还用于与光栅光调制器的下电极连接。
8.如权利要求1至6中任一项所述的光栅光调制器投影装置的控制扫描电路,其特征在于:所述有源矩阵驱动单元包括第二MOS管(T2)和两个反相器(N1、N2),所述第二MOS管(T2)的栅极与第一驱动电路的输出端电连接,第二MOS管(T2)的漏极与第二驱动电路电连接,所述两个反相器组成串联成环形电路,所述串联成环形电路的输入端与第二MOS管(T2)的源极电连接,串联成环形电路的输出端用于与光栅光调制器的下电极连接。
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