CN102841450B - 一种数字内容偏振立体方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数字内容偏振立体方法及系统，方法包括：将投影机输出的数字内容的帧信号输入至起偏器的控制装置中；所述控制装置根据数字内容的帧信号输出第一控制电压和第二控制电压，所述第一控制电压为第二控制电压的反相电压；将所述第一控制电压施加于第一偏振片上，在第一控制电压的作用下第一偏振片中的液晶分子处于非对称斜展态，使第一偏振片工作在左旋光或右旋光状态；同时将所述第二控制电压施加于第二偏振片上，在第二控制电压的作用下第二偏振片中的液晶分子处于斜展态，使第二偏振片工作在全相光状态；投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出。
Description
技术领域
本发明涉及偏振立体领域，特别涉及一种数字内容偏振立体方法及系统。
背景技术
随着3D影视技术日臻成熟和3D消费市场需求的增长，全球的3D产业链日趋完整，涌现出大量的3D影院设备供应商，根据3D实现原理不同，主要分为主动立体3D，偏振3D和光谱3D技术三大类。对于偏振立体放映技术而言，目前主流的技术是基于偏振片的偏转技术。如图1所示，为传统地偏振立体放映技术示意图。传统的放映技术中，为了实现立体3D成像效果，必须使用两台投影机同时工作，图中没有给出另外一台投影机。立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成电影胶片。在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变观众用上述的偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。而且功能如图2所示，为传统地偏振立体放映中起偏器输出的控制电压波形图。观看者佩戴包含两个偏转极性镜片组成的眼镜（左眼为左旋偏振片，右眼为右旋偏振片）。当投影机显示左眼图像时，在图2所示的控制电压的控制下可偏转式偏振片偏转到左旋极性，观看者通过眼镜就只能看到左眼图像。当投影机显示右眼图像时，在图2所示的控制电压的控制下可偏转式偏振片偏转到右旋极性，观看者通过眼镜只能看到右眼图像。投影机必须有足够的刷新率交替显示图像，以使得观看者不能觉察到交替图像之间的闪动（flicker）。
基于此种技术的3D系统不需要对左右眼的图像进行任何特殊处理，图像的保真度很高，同时也不会受DCI/SMPTE统一数字3D电影的发行母版的影响。设计该类3D系统的难点在于：
（1）用于可偏转式偏振片的高切换频率。常规的TN LCD组成的电子快门其最高切换频率为100Hz左右，而用于3D电影时其最高切换频率需要达到144Hz。
（2）一般LCD（包含TN LCD）的最大光输出率为45%，其原因是所有的LCD设计中均使用了偏振膜，其大约阻挡了50%的光，另外5%的损失来源于LCD中玻璃与液晶的散射。
（3）由于左右眼图像需要顺序投射，因此需要起偏器能高速的在相反的偏振方向间进行切换（对于三倍频而言，其切换频率需要达到144Hz）。利用LC控制的起偏器，起偏器在同步信号的控制下在左旋圆偏振与右旋圆偏振（或者水平偏振与垂直偏振）之间进行切换。但由于液晶的工作特性，在偏振极性切换的过程中会造成一定程度的中间态，会造成一定程度的漏光，这样就产生了鬼影。
Pi-cell是由美国肯特州立大学(Ken State University)Dr.Philip J.Bos首先在1983年所提出的结构，Pi-cell表达了液晶分子在上下基板表面的分子长轴相位差为180度，有别于当时90度的twist nematic（TN）液晶。虽然在弯曲(bend mode)下发现有快速反应的特性，然而由于较大的液晶间隙，其组件应用受到过大驱动电压的限制，无法在TFT主动驱动组件的条件下操作。一直到1993年，日本东北大学内田研究室(Dr.Uchida)利用相同的结构，加上双光轴的补偿膜(Biaxial Retardation Film)，并且降低液晶间隙，提出了光学补偿弯曲液晶模式(OCB Mode)，此改良结构使得驱动电压大幅降到7伏以下，使得OCB mode可以在TFT的主动驱动组件条件下操作。在外加电压使内部液晶达到弯曲态时，上下玻璃基板表面的液晶分子平行排列，但内层的液晶分子不会扭曲，只是在一个平面内弯曲排列，而在弯曲态中，液晶分子分布呈上下对称，加上光学补偿膜后，此模式能克服视角受到液晶分子倾斜造成光学特性变化的影响，因此OCB Mode有着广视角的优点。
OCB Mode的操作必须在弯曲态(bend mode)，因此液晶分子必需先转至所需要的模式下才能操作。液晶分子被夹在二片玻璃基板中间，而玻璃基板的内侧面会镀上一层透明导电层氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)做为电极，并在电极上均匀涂布聚亚酰(Polyimide，PI)做为配向膜，而配向方向为平行配向。以上应用主要在液晶显示器上，这种应用液晶分子犹如开关，要么让光通过，要么让光不通过，在液晶显示器上表现出要么明要么黑两种状态，那么液晶显示器内部的液晶分子要么处于斜展态的工作状态，要么处于核态的工作状态，液晶分子要由斜展态转变到核态，需要更高的驱动电压，并且需要更复杂的驱动波形，从而使得电路设计更加复杂。
发明内容
本发明的目的是为了解决起偏器切换频率低、偏振立体放映鬼影影响大的问题，提出一种数字内容偏振立体方法及系统，实现提高起偏器的切换频率，并且大大降低鬼影影响。
为实现上述目的，本发明提供了一种数字内容偏振立体方法，包括：
将投影机输出的数字内容的帧信号输入至起偏器的控制装置中；
所述控制装置根据数字内容的帧信号输出第一控制电压和第二控制电压，所述第一控制电压为第二控制电压的反相电压；
将所述第一控制电压施加于第一偏振片上，在第一控制电压的作用下第一偏振片中的液晶分子处于非对称斜展态，使第一偏振片工作在左旋光或右旋光状态；
同时将所述第二控制电压施加于第二偏振片上，在第二控制电压的作用下第二偏振片中的液晶分子处于斜展态，使第二偏振片工作在全相光状态；
投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出。
可选的，在本发明一实施例中，所述偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片。
可选的，在本发明一实施例中，所述两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前。
可选的，在本发明一实施例中，所述第一偏振片工作在左旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出左旋光。
可选的，在本发明一实施例中，所述第一偏振片工作在右旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出右旋光。
可选的，在本发明一实施例中，所述第一/二控制电压为分段式、关于时间轴对称、与所述投影机输出的数字内容的帧信号周期相同的方波控制电压，所述第一/二控制电压的电压值为V、-V、Vcr和-Vcr；其中，V＞VC≥VCr，VC为临界电压，当外加电压大于VC时，液晶分子会受到影响。
可选的，在本发明一实施例中，所述控制装置包括：
输入电路，用于将投影机输出的数字内容的帧信号输入至单片机中；
单片机，用于对数字内容的帧信号延时处理并识别后获取左信号和右信号，根据左/右信号对调压电路进行控制，并同时对选压电路进行电压选择；
调压电路，用于根据单片机处理过的信号和基准电压来调整第一/二控制电压的电压值；
选压电路，用于根据单片机处理过的信号和所述调压电路获取的第一/二控制电压的电压值来选择出偏振电压；
输出电路，用于将选压电路获取的偏振电压输出至相应的偏振片上。
可选的，在本发明一实施例中，所述控制装置还包括用于将输入电路输入的信号进行一级驱动的驱动电路；所述驱动电路的输入端与所述输入电路的输出端相连，所述驱动电路的输出端与所述第一/二单片机的输入端相连。
可选的，在本发明一实施例中，所述输入电路分别与第一单片机和第二单片机相连，所述第一单片机分别与第一调压电路和第一选压电路相连，所述第一调压电路与所述第一选压电路相连，所述第一选压电路与所述输出电路相连，所述第二单片机分别与第二调压电路和第二选压电路相连，所述第二调压电路与所述第二选压电路相连，所述第二选压电路与所述输出电路相连，所述输出电路的第一输出端口将第一选压电路获取的第一控制电压输出至第一偏振片，所述输出电路的第二输出端口将第二选压电路获取的第二控制电压输出至第二偏振片。
为实现上述目的，本发明还提供了一种数字内容偏振立体系统，包括：
输入模块，用于将投影机输出的数字内容的帧信号输入至起偏器的控制装置中；
起偏器，包括控制装置，用于根据数字内容的帧信号输出第一控制电压和第二控制电压，所述第一控制电压为第二控制电压的反相电压；
偏振装置，包括两片偏振片，用于将所述第一控制电压施加于第一偏振片上，在第一控制电压的作用下第一偏振片中的液晶分子处于非对称斜展态，使第一偏振片工作在左旋光或右旋光状态；同时将所述第二控制电压施加于第二偏振片上，在第二控制电压的作用下第二偏振片中的液晶分子处于斜展态，使第二偏振片工作在全相光状态；投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出。
可选的，在本发明一实施例中，所述偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片。
可选的，在本发明一实施例中，所述两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前。
可选的，在本发明一实施例中，所述第一偏振片工作在左旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出左旋光。
可选的，在本发明一实施例中，所述第一偏振片工作在右旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出右旋光。
可选的，在本发明一实施例中，所述第一/二控制电压为分段式、关于时间轴对称、与所述投影机输出的数字内容的帧信号周期相同的方波控制电压，所述第一/二控制电压的电压值为V、-V、Vcr和-Vcr；其中，V＞VC≥Vcr，VC为临界电压，当外加电压大于VC时，液晶分子会受到影响。
可选的，在本发明一实施例中，所述控制装置包括：
输入电路，用于将投影机输出的数字内容的帧信号输入至单片机中；
单片机，用于对数字内容的帧信号延时处理并识别后获取左信号和右信号，根据左/右信号对调压电路进行控制，并同时对选压电路进行电压选择；
调压电路，用于根据单片机处理过的信号和基准电压来调整第一/二控制电压的电压值；
选压电路，用于根据单片机处理过的信号和所述调压电路获取的第一/二控制电压的电压值来选择出偏振电压；
输出电路，用于将选压电路获取的偏振电压输出至相应的偏振片上。
可选的，在本发明一实施例中，所述控制装置还包括用于将输入电路输入的信号进行一级驱动的驱动电路；所述驱动电路的输入端与所述输入电路的输出端相连，所述驱动电路的输出端与所述第一/二单片机的输入端相连。
可选的，在本发明一实施例中，所述输入电路分别与第一单片机和第二单片机相连，所述第一单片机分别与第一调压电路和第一选压电路相连，所述第一调压电路与所述第一选压电路相连，所述第一选压电路与所述输出电路相连，所述第二单片机分别与第二调压电路和第二选压电路相连，所述第二调压电路与所述第二选压电路相连，所述第二选压电路与所述输出电路相连，所述输出电路的第一输出端口将第一选压电路获取的第一控制电压输出至第一偏振片，所述输出电路的第二输出端口将第二选压电路获取的第二控制电压输出至第二偏振片。
上述技术方案具有如下有益效果：由于采用了基于Pi-Cell生产技术的偏振片，使得在控制电路输出的控制电压的控制下起偏器的切换频率相对于市场上的偏振立体系统大大提高（高达400Hz）。另外，由于采用基于Pi-Cell生产技术的偏振片，光效率提高了17%，支持10000:1的对比度。在此基础上，当控制电压为分段式控制波形时，能最大限度的减少漏光，鬼影小于同类产品。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为传统地偏振立体放映技术示意图；
图2为传统地偏振立体放映中起偏器输出的控制电压波形图；
图3a为TN LCD液晶分子的结构图
图3b为Pi-Cell(OCB)LCD液晶分子的结构图；
图4为光处于可通过偏振片时的基于Pi-Cell原理的液晶分子状态图；
图5为光处于被偏振片阻断状态时的基于Pi-Cell原理的液晶分子状态图；
图6为本发明提出的一种数字内容偏振立体方法流程图；
图7为本发明提出的数字内容偏振立体放映中起偏器内设置的控制装置结构框图；
图8a为本发明提出的数字内容偏振立体放映中第一控制电压的波形图；
图8b为本发明提出的数字内容偏振立体放映中第二控制电压的波形图；
图9为本发明提出的一种数字内容偏振立体系统的结构框图；
图10为本发明的实施例中控制装置结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前世界上有两种偏振片生产技术Pi-Cell和TNSTN。
如图3a，为TN LCD液晶分子的结构图。TNSTN通过液晶分子产生扭曲角，扭曲角为90°~270°。随着扭曲角及偏光片角度的不同，TNSTN可以有黄绿模式、蓝模式、灰模式等。TNSTN有正性和负性等。通过电路驱动切换频率最高为100Hz。
如图3b，为Pi-Cell(OCB)LCD液晶分子的结构图。Pi-Cell的操作主要是介于弯曲状态与垂直的状态之间，而且这两种状态液晶的差异并不大，并且电压移除后不会有反向流动现象，反应时间会比其他模式快。但Pi-Cell在操作之前，分子排列成Splay状，操作前通常需要提供偏压並且持续一段时间，才能正常驱动。Pi-Cell由于反应时间快，能过电路驱动切换频率最高可达400Hz。并且Pi-Cell的光通量大于TNSTN。
下表是Pi-Cell起偏器与普通TNSTN起偏器的比较表
| TNSTN | Pi-Cell | |
| 反应时间 | 350us | <1us |
| 视角 | 90°-120° | 170° |
| 面板厚度 | 0.9-1.9mm | 0.7-1mm |
| 耗电 | 2.5mW/Inch2 | 6mW/Inch2 |
| 对比度 | 约10：1 | 200：1～300：1 |
| 亮度（cd/m2） | 50 | 60 |
本技术方案采用Pi-Cell技术并用电子方式实现的高速切换的偏振片，下面介绍一下Pi-Cell工作原理：
在未加电压时，液晶分子排列方向会顺着配向方向呈现展开的状态，因此称之为Splay态，也可叫做斜展态。而在外加一个大于临界电压(Vc)的电压后，液晶分子受到外加电场影响，原本在液晶中间平行于上下基板的液晶分子会向上基板或下基板移动，而形成一个不对称的情形，称为Asymmetric Splay态，也即非对称斜展态。在这个状态下液晶分子是不稳定的，若在此时将电压归零，则分子会马上回到对称的斜展态。若持续加电压，液晶分子会倾向自由能较低的弯曲态排列情形，但弯曲态和斜展态在局部解剖(Topology)上并不相似，在转换时需要经过成核现象(Nucleation)来达成，液晶分子若是有部份转弯曲态，就可变成液晶內的转态核心，其他液晶分子就会顺着转态核心而逐渐变成弯曲态，使得弯曲态的面积逐渐延伸，直到全部的液晶分子都转至弯曲态，这个过程需要较长的时间。但若是一直无法形成转态核心，则液晶分子就很有可能无法转至弯曲态。而当液晶分子转至弯曲态后，在外加电压小于临界电压时，弯曲态的液晶分子会瞬间转到180度的扭转态(Twist)，再藉由成核现象转回斜展态。
如图4所示，为光处于可通过偏振片时的基于Pi-Cell原理的液晶分子状态图；如图5所示，为光处于被偏振片阻断状态时的基于Pi-Cell原理的液晶分子状态图。基于现有的3D播放系统成像基本的光学原理，本技术方案采用基于Pi-Cell生产工艺制成的偏振片在加一定电压时，靠近偏振片基板的液晶分子出现部分偏转，即液晶分子处于非对称斜展态，此时0°~360°相位的光穿过偏振片时仅有部分相位的光通过，基于Pi-Cell生产工艺制成的偏振片在加一定电压时，偏振片中的液晶分子一直处于斜展态，此时0°~360°相位的光穿过偏振片时全部相位的光通过。
如图6所示，为本发明提出的一种数字内容偏振立体方法流程图。该方法包括如下步骤：
步骤101：将投影机输出的数字内容的帧信号输入至起偏器的控制装置中；
步骤102：所述控制装置根据数字内容的帧信号输出第一控制电压和第二控制电压，所述第一控制电压为第二控制电压的反相电压；
步骤103：将所述第一控制电压施加于第一偏振片上，在第一控制电压的作用下第一偏振片中的液晶分子处于非对称斜展态，使第一偏振片工作在左旋光或右旋光状态；同时将所述第二控制电压施加于第二偏振片上，在第二控制电压的作用下第二偏振片中的液晶分子处于斜展态，使第二偏振片工作在全相光状态；投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出。本方法中，使用一台投影机，并且这一台投影机同时输出两种信号，第一种信号为数字内容的帧信号，根据该数字内容的帧信号来获取控制偏振片的第一/二控制电压；第二种信号为数字内容的光信号，该光信号通过第一偏振片和第二偏振片后输出左旋光或右旋光。所述第一偏振片工作在左旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出左旋光。所述第一偏振片工作在右旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出右旋光。
可选的，在本发明一实施例中，所述偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片。
可选的，在本发明一实施例中，所述两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前。所述两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前。该系统中的偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片，并设置于投影机镜头前方，与现有技术相比，观众看3D视频时所佩戴的眼镜就不用具备偏振功能，这样大大降低了投入成本。
可选的，在本发明一实施例中，所述控制装置包括：
输入电路，用于将投影机输出的数字内容的帧信号输入至单片机中；
单片机，用于对数字内容的帧信号延时处理并识别后获取左信号和右信号，根据左/右信号对调压电路进行控制，并同时对选压电路进行电压选择；
调压电路，用于根据单片机处理过的信号和基准电压来调整第一/二控制电压的电压值；
选压电路，用于根据单片机处理过的信号和所述调压电路获取的第一/二控制电压的电压值来选择出偏振电压；
输出电路，用于将选压电路获取的偏振电压输出至相应的偏振片上。
所述控制装置还包括用于将输入电路输入的信号进行一级驱动的驱动电路；所述驱动电路的输入端与所述输入电路的输出端相连，所述驱动电路的输出端与所述第一/二单片机的输入端相连。
如图7所示，为本发明提出的数字内容偏振立体放映中起偏器内设置的控制装置结构框图。所述输入电路201分别与第一单片机202和第二单片机207相连，所述第一单片机202分别与第一调压电路203和第一选压电路204相连，所述第一调压电路203与所述第一选压电路204相连，所述第一选压电路204与所述输出电路208相连，所述第二单片机207分别与第二调压电路206和第二选压电路205相连，所述第二调压电路206与所述第二选压电路205相连，所述第二选压电路205与所述输出电路208相连，所述输出电路208的第一输出端口将第一选压电路204获取的第一控制电压输出至第一偏振片A，所述输出电路208的第二输出端口将第二选压电路205获取的第二控制电压输出至第二偏振片B。
如图8a所示，为本发明提出的数字内容偏振立体放映中控制电压的波形图；如图8b所示，为本发明提出的数字内容偏振立体放映中控制电压的波形图。从图8a和图8b可知，第一控制电压为第二控制电压的反相电压，第一/二控制电压为分段式、关于时间轴对称、与所述投影机输出的数字内容的帧信号周期相同的方波控制电压，第一/二控制电压的电压值为V、-V、Vcr和-Vcr；其中，V＞VC≥Vcr，VC为临界电压，当外加电压大于VC时，液晶分子会受到影响。经过反复试验，V=7，即在控制电压的电压值取为7、-7、Vcr和-Vcr时，鬼影的影响可降至最低。
如图9所示，为本发明提出的一种数字内容偏振立体系统的结构框图。该系统包括：
输入模块301，用于将投影机输出的数字内容的帧信号输入至起偏器的控制装置中；
起偏器302，包括控制装置，用于根据数字内容的帧信号输出第一控制电压和第二控制电压，所述第一控制电压为第二控制电压的反相电压；
偏振装置303，包括两片偏振片，用于将所述第一控制电压施加于第一偏振片上，在第一控制电压的作用下第一偏振片中的液晶分子处于非对称斜展态，使第一偏振片工作在左旋光或右旋光状态；同时将所述第二控制电压施加于第二偏振片上，在第二控制电压的作用下第二偏振片中的液晶分子处于斜展态，使第二偏振片工作在全相光状态；投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出。
本系统中，使用一台投影机，并且这一台投影机同时输出两种信号，第一种信号为数字内容的帧信号，根据该数字内容的帧信号来获取控制偏振片的第一/二控制电压；第二种信号为数字内容的光信号，该光信号通过第一偏振片和第二偏振片后输出左旋光或右旋光。所述第一偏振片工作在左旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出左旋光。所述第一偏振片工作在右旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出右旋光。
可选的，在本发明一实施例中，所述偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片。
可选的，在本发明一实施例中，所述两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前。所述两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前。该系统中的偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片，并设置于投影机镜头前方，与现有技术相比，观众看3D视频时所佩戴的眼镜就不用具备偏振功能，这样大大降低了投入成本。
本发明实施例中探讨的方案为数字内容偏振立体放映技术。其中，偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片，两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前，并且设置在起偏器上的控制装置的两个输出端分别与一偏振片相连，该控制装置另一端与3D放映系统中的投影机播放出来的数字内容的帧信号输出端相连接。
如图10所示，为本发明的实施例中控制装置结构框图。该控制装置的输入电路将投影机输出的Vpp=5V方波周期信号输入至采用型号为PIC18F66J60的单片机中。其中，Vpp=5V方波周期信号为投影机输出的数字内容的帧信号。为了保证数据的正确性和保护单片机，将输入的方波信号经过型号为MC14050B的芯片作为驱动电路加一级驱动，然后将驱动后的数字内容的帧信号输入到单片机中。
输出电路也是使用DB9接口。由于存在L/R两个对等的模块，所以应该需要使用到DB9的4个pins输出信号给L/R偏振片。
每个对等的模块使用了1片型号为MCP41010I的芯片和1片型号为MC34063的芯片来组成调压电路，使用2片型号为TC4432C的芯片来组成选压电路。MC34063（升压的DCDC）和MCP41010I构成一个关键的调压电路，可以通过MCP41010I来调整输出电压的具体压值。在本实施例中，MC34063基于5V的基准电压在MCP41010I作用下生成24V电压。同时该24V电压给2片TC4432C（带lock功能的mosfet driver）供电。相当于把TC4432C输入信号从3.3V阈转换成24V阈的输出数字信号。系统使用两个TC4432C的输出连接到output connector的两端，取他们两者的压差作为整个系统的输出供偏振片的偏振电压。而TC4432C的输入我们可以通过程序精确地控制需要输出的波形，当然也包括添加一定的delay time。另外，MCP41010I是一个有SPI接口的电位计IC，当它的pin6和pin7连接到一起后我们可以把它当做一个精确的电阻，我们可以通过SPI编写相应的寄存器设置出具体的电阻值。
单片机模块是整个系统的核心模块，其重要的功能就是对数字内容的帧信号延时处理并识别后获取左信号和右信号，根据左/右信号对调压电路进行控制，并同时对选压电路进行电压选择。另外，如图10所示，所使用的单片机具有由LCD display制成的显示模块，可以显示输出输入信号频率，显示输出电压，显示L/R是否反向，显示IP地址等信息。也具有按键构成的操作模块，可以操作按键在调压中实现调压。还具有存储模块以及连接网络的端口。
在输出电路输出的第一/二控制电压的控制下，采用了基于Pi-Cell生产技术的偏振片，起偏器的切换频率相对于市场上的偏振立体系统大大提高（高达400Hz）。另外，由于采用基于Pi-Cell生产技术的偏振片，光效率提高了17%，支持10000:1的对比度。在此基础上，当控制电压为分段式控制波形时，能最大限度的减少漏光，鬼影小于同类产品。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种数字内容偏振立体方法，所述方法包括：
将投影机输出的数字内容的帧信号输入至起偏器的控制装置中；
所述控制装置根据数字内容的帧信号输出第一控制电压和第二控制电压；
将所述第一控制电压施加于第一偏振片上，同时将所述第二控制电压施加于第二偏振片上；
其特征在于，所述方法还包括：
投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出；
其中，所述第一控制电压为第二控制电压的反相电压；
在第一控制电压的作用下第一偏振片中的液晶分子处于非对称斜展态，使第一偏振片工作在左旋光或右旋光状态；
在第二控制电压的作用下第二偏振片中的液晶分子处于斜展态，使第二偏振片工作在全相光状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一偏振片工作在左旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出左旋光。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一偏振片工作在右旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出右旋光。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一/二控制电压为分段式、关于时间轴对称、与所述投影机输出的数字内容的帧信号周期相同的方波控制电压，所述第一/二控制电压的电压值为V、-V、Vcr和-Vcr；其中，V＞VC≥Vcr，VC为临界电压，当外加电压大于VC时，液晶分子会受到影响。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制装置包括：
输入电路，用于将投影机输出的数字内容的帧信号输入至单片机中；
单片机，用于对数字内容的帧信号延时处理并识别后获取左信号和右信号，根据左/右信号对调压电路进行控制，并同时对选压电路进行电压选择；
调压电路，用于根据单片机处理过的信号和基准电压来调整第一/二控制电压的电压值；
选压电路，用于根据单片机处理过的信号和所述调压电路获取的第一/二控制电压的电压值来选择出偏振电压；
输出电路，用于将选压电路获取的偏振电压输出至相应的偏振片上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制装置还包括用于将输入电路输入的信号进行一级驱动的驱动电路；所述驱动电路的输入端与所述输入电路的输出端相连，所述驱动电路的输出端与所述第一/二单片机的输入端相连。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述输入电路分别与第一单片机和第二单片机相连，所述第一单片机分别与第一调压电路和第一选压电路相连，所述第一调压电路与所述第一选压电路相连，所述第一选压电路与所述输出电路相连，所述第二单片机分别与第二调压电路和第二选压电路相连，所述第二调压电路与所述第二选压电路相连，所述第二选压电路与所述输出电路相连，所述输出电路的第一输出端口将第一选压电路获取的第一控制电压输出至第一偏振片，所述输出电路的第二输出端口将第二选压电路获取的第二控制电压输出至第二偏振片。
10.一种数字内容偏振立体系统，所述系统包括：
输入模块，用于将投影机输出的数字内容的帧信号输入至起偏器的控制装置中；
起偏器，包括控制装置，用于根据数字内容的帧信号输出第一控制电压和第二控制电压；
偏振装置，包括两片偏振片，用于将所述第一控制电压施加于第一偏振片上，同时将所述第二控制电压施加于第二偏振片上；
其特征在于，
所述偏振装置，还用于投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出；
其中，所述第一控制电压为第二控制电压的反相电压；
在第一控制电压的作用下第一偏振片中的液晶分子处于非对称斜展态，使第一偏振片工作在左旋光或右旋光状态；
在第二控制电压的作用下第二偏振片中的液晶分子处于斜展态，使第二偏振片工作在全相光状态。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述偏振片为Pi-Cell生产技术并用电子方式实现高速切换的偏振片。
12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述两片偏振片重叠于一体并设置于投影机镜头前。
13.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述第一偏振片工作在左旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出左旋光。
14.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述第一偏振片工作在右旋光状态，投影机输出数字内容的光信号经过第一偏振片和第二偏振片后输出右旋光。
15.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述第一/二控制电压为分段式、关于时间轴对称、与所述投影机输出的数字内容的帧信号周期相同的方波控制电压，所述第一/二控制电压的电压值为V、-V、Vcr和-Vcr；其中，V＞VC≥Vcr，VC为临界电压，当外加电压大于VC时，液晶分子会受到影响。
16.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述控制装置包括：
输入电路，用于将投影机输出的数字内容的帧信号输入至单片机中；
单片机，用于对数字内容的帧信号延时处理并识别后获取左信号和右信号，根据左/右信号对调压电路进行控制，并同时对选压电路进行电压选择；
调压电路，用于根据单片机处理过的信号和基准电压来调整第一/二控制电压的电压值；
选压电路，用于根据单片机处理过的信号和所述调压电路获取的第一/二控制电压的电压值来选择出偏振电压；
输出电路，用于将选压电路获取的偏振电压输出至相应的偏振片上。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制装置还包括用于将输入电路输入的信号进行一级驱动的驱动电路；所述驱动电路的输入端与所述输入电路的输出端相连，所述驱动电路的输出端与所述第一/二单片机的输入端相连。
18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述输入电路分别与第一单片机和第二单片机相连，所述第一单片机分别与第一调压电路和第一选压电路相连，所述第一调压电路与所述第一选压电路相连，所述第一选压电路与所述输出电路相连，所述第二单片机分别与第二调压电路和第二选压电路相连，所述第二调压电路与所述第二选压电路相连，所述第二选压电路与所述输出电路相连，所述输出电路的第一输出端口将第一选压电路获取的第一控制电压输出至第一偏振片，所述输出电路的第二输出端口将第二选压电路获取的第二控制电压输出至第二偏振片。
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