空間光調(diào)制器是以電子驅(qū)動系統(tǒng)及液晶顯示器(LCD)為核心構(gòu)成的器件,其液晶顯示器作為液晶平板顯示器家族中一員,在光學(xué)信息處理等新興學(xué)科的發(fā)展下,逐步從電子顯示技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展到現(xiàn)代光學(xué)領(lǐng)域中來。通過研究液晶平板顯示的原理,可對空間光調(diào)制器的驅(qū)動方式進行探究。下面,就從顯示技術(shù)的幾個角度出發(fā)為大家簡單的介紹下我們主流產(chǎn)品的驅(qū)動方式。
01?顯示原理

以上圖為例,從空間光調(diào)制器的整個使用環(huán)境而言,在計算機整機系統(tǒng)為調(diào)制器輸入了信號指令后,負責(zé)與整機通信的電子驅(qū)動系統(tǒng)會將信號轉(zhuǎn)化為顯示相應(yīng)的位置信息以及電壓、電流等電學(xué)信息輸出,經(jīng)過電路傳送后到達液晶顯示器,并在電子驅(qū)動系統(tǒng)的控制下將電學(xué)信號轉(zhuǎn)換為亮度、顏色等光學(xué)信息,并在外加光源的光信號作用下,輸出調(diào)制后的圖案,從而完成空間光調(diào)制器的整個顯示過程。
02?驅(qū)動方式分類

通過外場作用力改變液晶分子排列狀態(tài)這一過程可以理解為液晶顯示器的驅(qū)動,而根據(jù)不同的外場作用力又可以將液晶顯示器的驅(qū)動分為電尋址、光尋址及熱尋址三大類。通常,因為電場的加載具有的方便和快速的優(yōu)點,使得電尋址的驅(qū)動方式最為常見。
03?電尋址驅(qū)動原理
在電尋址的驅(qū)動方式下,液晶盒兩端的電荷量會發(fā)生改變,簡單的來說,可類比成電容的兩極,當這兩極的帶電量改變從而產(chǎn)生電勢時,液晶分子也會產(chǎn)生方向的偏轉(zhuǎn),從而也改變了介電常數(shù),引起液晶的電容大小發(fā)生變化。

同時,液晶驅(qū)動通常采用交流驅(qū)動,以此來避免出現(xiàn)直流驅(qū)動帶來的阻絕效應(yīng)以及殘留效應(yīng),絕對值相同的正負極性電壓對于液晶顯示的效果完全一致,因此,在奇數(shù)幀和偶數(shù)幀分別采用不同極性的電壓進行驅(qū)動,在保證絕對值相同的情況下,可使液晶顯示器能夠完好的運行。
空間光調(diào)制器在使用時,可根據(jù)光源不同的讀出方式分為透射式和反射式兩種,其電尋址的加載方式和工作原理如下圖所示,當讀出光經(jīng)由寫入電信號的液晶顯示器進行光場調(diào)制(振幅、相位)后,輸出帶有一定信息的光波,從而實現(xiàn)光波調(diào)制的目的。

04?靜態(tài)驅(qū)動與動態(tài)驅(qū)動
在電尋址驅(qū)動中,靜態(tài)驅(qū)動通常用于數(shù)字和字母的顯示,較為簡單,顯示數(shù)字的各段和共通電極之間的驅(qū)動電壓連續(xù)且同時,但又相互獨立,互不影響,可以使液晶充分驅(qū)動,但也帶來了當顯示數(shù)字位數(shù)較多時控制端子數(shù)量太多導(dǎo)致的在復(fù)雜顯示方面應(yīng)用的限制。
這一點,可通過動態(tài)的矩陣驅(qū)動顯示來克服。矩陣驅(qū)動在一幀的時間內(nèi)對像素進行逐行掃描,并將掃描到的像素寫入信息,未掃描到的則保持原有信息。這樣一來,行信號便與待顯示的信息無關(guān),只有列信號作為信號線加載像素信息,大大減少了控制端子的個數(shù)。

05?無源驅(qū)動(PM)與有源驅(qū)動(AM)
矩陣顯示的實現(xiàn)方式有無源矩陣驅(qū)動以及有源矩陣驅(qū)動。二者的最根本區(qū)別在于,無源矩陣采用上下相互垂直的條形電極形成像素矩陣,在較短占空比時間的信號施加控制顯示狀態(tài)的有用波形,其余時間則施加的是無關(guān)的電壓波形,從而導(dǎo)致不同像素間在顯示效果上存在嚴重相互干擾的情況,即串擾,會降低顯示的對比度。
而有源矩陣的像素矩陣由一個諸如薄膜晶體管(TFT)的開關(guān)器件、一個液晶電極(電容)和一個存儲電容構(gòu)成,TFT器件的柵極與掃描線相接,漏極與信號線相接,當掃描線加載高電平時,TFT打開,信號線上的電壓可加載至液晶電極和存儲電容上,當掃描線為低電平時,TFT關(guān)閉,則信號無法寫入,使得液晶電極上的電壓能有效的保持,有效的避免了串擾現(xiàn)象。

結(jié)語:關(guān)于液晶的驅(qū)動方式,這次就先介紹到這里,在之后的文章中,再與大家進行進一步的探討,歡迎關(guān)注!
另外,基于電尋址驅(qū)動的空間光調(diào)制器,是我們的主營產(chǎn)品,有運用了薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣型透射式空間光調(diào)制器——TSLM0XX-A和TSLMXXU-A系列以及運用了硅基液晶(LCOS)的有源矩陣型反射式空間光調(diào)制器——FSLM-XXXX系列,歡迎了解。
責(zé)任編輯:tzh
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