專利名稱：自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶vcom電壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及利用液晶技術(shù)制造的LCD投影顯示裝置和LCoS投影顯示裝 置投影技術(shù)，特別涉及一種自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶VGOM電壓電路。
背景技術(shù)：
目前液晶技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，小到電子表、電子秒表的顯示，大到現(xiàn) 在比較流行的投影顯示裝置，如利用液晶技術(shù)制造的LCD投影顯示裝置、LCoS 投影顯示裝置。LGD投影顯示裝置、LCoS投影顯示裝置通過光學(xué)引擎將圖象投 射到LGD液晶顯示屏、LGoS液晶顯示屏上顯像。LCD液晶顯示屏、LCoS液晶顯示屏與陰極射線管(CRT)顯示屏相比，除具 有輻射小明顯優(yōu)勢(shì)外，其屏幕的閃爍現(xiàn)象大大降低，但仍存在一定量閃爍的問 題。屏幕閃爍容易產(chǎn)生人的視覺疲勞，同時(shí)會(huì)縮短液晶顯示屏的使用壽命。液晶顯示屏閃爍的原因是因?yàn)橐壕э@示器件的像素發(fā)光強(qiáng)度不均勻，而液 晶顯示器件的像素發(fā)光強(qiáng)度依賴于液晶分子的排列方向并與供電電壓成正比關(guān) 系。下面以單個(gè)LCD像素為例，來(lái)說(shuō)明像素發(fā)光強(qiáng)度與供電電壓之間的關(guān)系， 圖1所示是的單個(gè)LCD像素的驅(qū)動(dòng)電路示意圖，柵極(GATE)電壓作為一個(gè)開關(guān) 信號(hào)并被放大為-5V至20V,視頻源極電壓值通常為OV至10V的范圍，它用 于控制每個(gè)液晶像素的發(fā)光強(qiáng)度。像素的底層通常與面板的底層襯墊基板相連, 此底層基板節(jié)點(diǎn)電壓我們稱作VCOM電壓。盡管按照?qǐng)D1的電路結(jié)構(gòu)，LGD像素 可以正常工作，然而這種方式卻會(huì)縮短液晶顯示屏的使用壽命。我們假設(shè)VCOM 的電壓接地，那么在加在像素間的視頻信號(hào)的電壓變化范圍為OV至10V時(shí)，那 么就有這樣一個(gè)穩(wěn)定不變的直流電壓會(huì)加在液晶像素的兩極之上，從而直接導(dǎo) 致像素的等效電容Cs上形成電荷的累積和圖像滯留。長(zhǎng)此以往則液晶像素的離 子鍍層表面因電場(chǎng)的作用就會(huì)吸滿雜質(zhì)和灰塵，從而使液晶鍍層老化、降級(jí)、 以至出現(xiàn)嚴(yán)重的圖像滯留，即通常所稱的圖像拖尾和響應(yīng)慢等不良現(xiàn)象。利用 液晶面板為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)無(wú)論正極性還是負(fù)極性的電壓都可用于控制液 晶分子的排列分布這個(gè)特性將VCOM電壓移至視頻信號(hào)OV至10V范圍的中值點(diǎn)5V上，這樣視頻信號(hào)的幅度就處于VC0M電壓的上下兩側(cè)，并為像素制造了一 個(gè)零點(diǎn)電壓。這個(gè)零點(diǎn)可消除液晶的老化和圖像滯留缺陷。由于每一塊液晶顯示器件生產(chǎn)工藝的差異性，不同液晶顯示器件的像素 VG0M電壓參考點(diǎn)都會(huì)不同，會(huì)造成像素發(fā)光強(qiáng)度不均勻，從而產(chǎn)生屏幕閃爍現(xiàn) 象。例如，我們假設(shè)液晶顯示屏的VC0M出廠電壓為5.5V，同時(shí)視頻信號(hào)的幅 度在0V至10V之間。這樣整個(gè)電壓范圍內(nèi)，每個(gè)區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)不同的分段電壓 值， 一個(gè)區(qū)域?yàn)?.5V，而另一個(gè)區(qū)域則為5.5V。就整個(gè)電壓范圍內(nèi)而言，不同 分段電壓就會(huì)造成亮度的不同，由此出現(xiàn)液晶顯示屏閃爍現(xiàn)象。也就是說(shuō)，LCD 液晶顯示屏、LCoS液晶顯示屏的閃爍是源自于VC0M公共電壓的偏移量而造成 像素的發(fā)光不均。在已有的技術(shù)中，許多LCD和LCoS投影顯示設(shè)備的生產(chǎn)廠家在出廠前都 會(huì)做VC0M電壓調(diào)整，多是一次性出廠調(diào)整，并不能解決VCOM電壓的漂移問題， 從而不能從根本上降低屏幕閃爍。其調(diào)整方法是采用外加一個(gè)普通的機(jī)械電位 器調(diào)節(jié)VC0M電壓值進(jìn)行人工校正，這種調(diào)節(jié)精度不高，并且非常容易在整機(jī)組 裝和模塊放置時(shí)被改變，圖2所示是已知技術(shù)采用機(jī)械電位器調(diào)整的電路，該 電路由一個(gè)電壓偏置電路和一個(gè)電壓跟隨器組成，電壓跟隨器的輸出與面板的 底層基板相連。通過調(diào)整電壓偏置電路中的可調(diào)電阻VR1，可輸出不同的電壓， 將輸出電壓調(diào)整到信號(hào)的中心，這樣視頻信號(hào)的幅度就對(duì)稱處于VC0M電壓的上 下兩側(cè)，并為像素制造了一個(gè)零點(diǎn)電壓。從而消除因VCOM公共電壓的偏移量而 造成像素的發(fā)光不均、屏幕閃爍。電壓偏置電路的輸出端連接一個(gè)電壓跟隨器， 利用電壓跟隨器的隔離作用使電壓偏置電路與VC0M電壓互不影響，同時(shí)又提供 液晶顯示器件所需的VCOM電壓。這種方法是實(shí)現(xiàn)一次性調(diào)整VCOM電壓，存在的缺陷是1)調(diào)整精度不高； 2)機(jī)械方式的調(diào)整值容易在整機(jī)組裝和模塊放置時(shí)發(fā)生改變；3)在VC0M值發(fā) 生偏移的情況下，不能實(shí)時(shí)調(diào)整VCOM值。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶VC0M電壓電路，能夠非常 準(zhǔn)確地按照視頻信號(hào)的中點(diǎn)值調(diào)整VC0M電壓值，將VC0M電壓偏離視頻信號(hào)的 中點(diǎn)值的差值控制在允許的范圍內(nèi)，從而最大程度降低LCD投影顯示屏和LCoS投影顯示屏的閃爍。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶VC0M電壓電路，包括光電轉(zhuǎn)換器、PWM電路、微 控制器、存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、同相放大器，所述光電轉(zhuǎn)換器輸出端與P卿電 路的輸入端連接，所述PWM電路輸出端與微控制器的1/0接口連接，微控制器 的1/0接口與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述存儲(chǔ)器的通信接口與微控制器的 通信接口連接，存儲(chǔ)器的1/0接口和微控制器的1/0接口連接，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換 器與同相放大器的同相輸入端連接，同相放大器將信號(hào)放大后輸出。所述微控制器采用PIC系列微控制器，所述存儲(chǔ)器采用EEPROM存儲(chǔ)器。 上述自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶VCOM電壓電路中各元件功能、作用如下 光電轉(zhuǎn)換器當(dāng)VCOM電壓偏離中心值時(shí)，使像素發(fā)光強(qiáng)度變化，像素發(fā)光 不均勻，產(chǎn)生屏幕閃爍。利用高分辨率的光電轉(zhuǎn)換器件可以將因VGOM電壓偏離 造成的圖像光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)顯示圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控。PWM電路將光電轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行等脈寬PWM調(diào)制，生成脈沖 寬度相等，頻率隨模擬信號(hào)變化而變化的數(shù)字信號(hào)，將隨光電信號(hào)變化而頻率 變化的數(shù)字信號(hào)送入微處理器。微控制器對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，與設(shè)定的參考信號(hào)進(jìn)行比較，超出允許范圍時(shí)，會(huì)進(jìn)行調(diào)整，將調(diào)整量和VCOM值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，將調(diào)整后 信號(hào)輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。當(dāng)比較值在規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)，不進(jìn)行調(diào)整，直接輸出 信號(hào)到數(shù)模轉(zhuǎn)換器。存儲(chǔ)器與微控制器之間通訊，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器將接收微控制器輸出的調(diào)整信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)。 同相放大器將數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行同相放大后輸出，成 為調(diào)整后的VCOM值。 工作原理利用液晶的正極性還是負(fù)極性的電壓都可用于控制液晶分子的排列分布的 特性，將VCOM電壓移至視頻信號(hào)OV至10V范圍的中值點(diǎn)5V上，這樣視頻信號(hào) 的幅度就處于VCOM電壓的上下兩側(cè)，并為像素制造了一個(gè)零點(diǎn)電壓。這個(gè)零點(diǎn) 可消除液晶的老化和圖像滯留缺陷。但是我們需要非常準(zhǔn)確地按照視頻信號(hào)的中點(diǎn)值調(diào)整VCOM電壓以解決屏幕閃爍，因此希望可以隨時(shí)監(jiān)控屏幕的閃爍，并 隨時(shí)做VCOM調(diào)整，并把調(diào)整的值存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器內(nèi)。既實(shí)現(xiàn)自動(dòng)VCOM調(diào)整，又實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)整，從而最大程度降低液晶顯示屏的閃爍。 '本電路的電路板安裝在為液晶顯示屏投射圖象的光學(xué)引擎的反射鏡后面， 光電轉(zhuǎn)換器接收反射鏡透射光的光強(qiáng)信號(hào)后轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，PWM電路接收 光電轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電信號(hào)后，將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率隨模擬電信號(hào)變 化而變化的方波信號(hào)，該方波信號(hào)是一個(gè)數(shù)字信號(hào)，將該數(shù)字信號(hào)送入微控制 器根據(jù)設(shè)定的調(diào)整范圍進(jìn)行比較調(diào)整后，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓，該 模擬電壓就是調(diào)整后的VG0M電壓值。這樣就完成了 VCOM電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào) 整。有益效果1)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)整VCOM電壓，將VCOM電壓值控制在偏 離視頻信號(hào)中點(diǎn)值的允許偏差范圍內(nèi)，從而最大程度降低了 LGD投影顯示屏和 LCoS投影顯示屏的閃爍；2)調(diào)整精度高；3)調(diào)整值可以存儲(chǔ)。


圖1是單個(gè)LCD像素的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。圖2是已知技術(shù)采用機(jī)械電位器調(diào)整VC0M電壓的電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型電路安裝位置示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。 本例以自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整LCoS投影顯示裝置液晶顯示屏VC0M電壓為例。 如圖3所示，自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶VG0M電壓電路包括高分辨率的光電轉(zhuǎn)換器、 PWM電路、微控制器MCU、 EEPROM存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、同相放大器。光電轉(zhuǎn) 換器和PWM電路可以集成在一起，也可以是獨(dú)立電路，本例中采用光電轉(zhuǎn)換器 和PWM電路集成為一體的高分辨率的光電轉(zhuǎn)換器。光電轉(zhuǎn)換器輸出端與PWM電 路的輸入端連接，PWM電路輸出端與微控制器MGU的1/0接口連接，微控制器 MCU的1/0接口與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，EEPROM存儲(chǔ)器的串口通訊端口與 MCU微控制器的串口端連接，EEPR0M存儲(chǔ)器的I/O接口和微控制器MGU的I/O 接口連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器與同相放大器的同相輸入端連接，同相放大器電路由同相運(yùn)算放大器組成，微控制器MCU采用PIC系列微控制器。如圖4所示，本電路的電路板2安裝在LCoS光學(xué)引擎鏡頭1拐角反射鏡的 后面。因?yàn)閂C0M電壓偏離視頻信號(hào)的中心點(diǎn)，會(huì)使像素的發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生變化。利 用高分辨率的光電轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示圖像，將光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)變成頻率隨光強(qiáng) 變化而變化的數(shù)字信號(hào)。將該數(shù)字信號(hào)送入微控制器，與微控制器內(nèi)的參考信 號(hào)進(jìn)行比較，如果差值在規(guī)定的范圍內(nèi)，不做VC0M調(diào)整。如果差值超過規(guī)定的 范圍，調(diào)整VC0M值，同時(shí)將調(diào)整量和VGOM值存儲(chǔ)在EEPROM存儲(chǔ)器內(nèi)。利用 這樣一個(gè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)VGOM電壓的實(shí)時(shí)調(diào)整。LCoS光學(xué)引擎鏡頭1的拐角反射鏡后面安裝VG0M自動(dòng)調(diào)整電路板2,圖像 光強(qiáng)的變化通過反射鏡由高分辨率的光電轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)接收，將圖像光強(qiáng)的變化 轉(zhuǎn)換成占空比50%、頻率隨光強(qiáng)變化而變化的方波信號(hào)，將該方波信號(hào)送入微 控制器內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，在圖像每次正負(fù)幀轉(zhuǎn)換時(shí)采樣三次。計(jì)算正/負(fù)幀的平均值， 計(jì)算正、負(fù)幀的差值。如果該差值在規(guī)定的范圍內(nèi)，不做調(diào)整。如果該差值超 過規(guī)定的值，會(huì)做VC0M調(diào)整。將調(diào)整后的信號(hào)利用同相放大器放大后，輸出調(diào) 整后的VC0M值。
權(quán)利要求1、一種自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶VCOM電壓電路，其特征在于包括光電轉(zhuǎn)換器、PWM電路、微控制器、存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、同相放大器，所述光電轉(zhuǎn)換器輸出端與PWM電路的輸入端連接，所述PWM電路輸出端與微控制器的I/O接口連接，微控制器的I/O接口與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述存儲(chǔ)器的通信接口與微控制器的通信接口連接，存儲(chǔ)器的I/O接口和微控制器的I/O接口連接，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與同相放大器的同相輸入端連接，同相放大器將信號(hào)放大后輸出。
2、 如權(quán)利要求1所述自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶VCOM電壓電路，其特征在于所 述微控制器采用PIC系列微控制器，所述存儲(chǔ)器采用EEPROM存儲(chǔ)器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整液晶VCOM電壓電路。本電路包括光電轉(zhuǎn)換器、PWM電路、微控制器、存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、同相放大器，所述光電轉(zhuǎn)換器輸出端與PWM電路的輸入端連接，所述PWM電路輸出端與微控制器的I/O接口連接，微控制器的I/O接口與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述存儲(chǔ)器的通信接口與微控制器的通信接口連接，存儲(chǔ)器的I/O接口和微控制器的I/O接口連接，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與同相放大器的同相輸入端連接，同相放大器將信號(hào)放大后輸出。本電路實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)整VCOM電壓，將VCOM電壓值控制在偏離視頻信號(hào)中點(diǎn)值的允許偏差范圍內(nèi)，從而最大程度降低了LCD投影顯示屏和LCoS投影顯示屏的閃爍；并且調(diào)整精度高、調(diào)整值可以存儲(chǔ)。
文檔編號(hào)G09G3/36GK201122218SQ20072031046
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者全曉鵬, 銳 毛 申請(qǐng)人:河南南方輝煌圖像信息技術(shù)有限公司