(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210740651.9 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 台州鲲璇智能科技有限公司 地址 318000 浙江省台州市台州湾新区白 云街道高新技术创业服务中心大楼 207室 申请人 台州盛林光电科技有限公司 (72)发明人 杨展鹏　杨光　林海荣　马国琳　 (74)专利代理 机构 北京中创博腾知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11636 专利代理师 王婷婷 (51)Int.Cl. H04N 5/225(2006.01) H04N 5/232(2006.01) G03B 21/00(2006.01) (54)发明名称 一种可控液晶双折射提升图像分辨率的装 置及方法 (57)摘要 本发明涉及一种可控液晶双折射提升图像 分辨率的装置及方法， 包括镜头组件、 至少一个 液晶shifter、 1/2波片和图像显示器； 所述图像 显示器件发出的光束 通过液晶shifter通过镜头 组件投射出去； 其中， 液晶shifter由液晶载体、 配相膜、 透明导电膜组成； 所述液晶载体为纳米 液晶材料； 所述1/2波片设置于光束出光侧； 所述 液晶shifter可根据视 频源的像素物理尺寸和分 辨率提高的倍数配置为将偏振光水平/垂直/对 角方向平移距离0.5像素。 本发明允许通过叠加N 幅低分辨率的图像使合成后的图像 分辨率提高N 倍。 相对现市场上常见的机械图像位移器件， 液 晶shifter 速度可以更快， 寿命可以更长， 提及可 以更小， 功耗可以更低。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115174772 A 2022.10.11 CN 115174772 A 1.一种可控液晶双折射提升图像分辨率的装置， 其特征在于， 包括镜头组件、 至少一个 液晶shifter、 1/2波片和图像显示器件； 所述图像显示器件发出的光束通过 液晶shifter通过镜 头组件投射出去； 其中， 液晶shifter由液晶载体、 配相膜和透明导电膜组成； 所述液晶载体为纳米液晶材 料， 所述1/2波片设置 于光束出光侧； 所述纳米液晶材料被配置为将偏振光平移距离h为所述图像显示器件的至少0.5倍像 素的距离， 且所述的像素平移h是可根据像源像素物理尺寸通过液晶材料， 配相膜设计和液 晶盒厚度调整来实现。 2.根据权利要求1所述的可控液晶折射率提升图像分辨率的装置， 其特征在于， 所述装 置具有X和 Y方向二维像素位移功能； 通过控制通电时序在X、 Y和XY轴对称方向产生像素位 移。 3.根据权利要求2所述的可控液晶折射率提升图像分辨率的装置， 其特征在于， 在两片 液晶shifter之间设置有一片1/2波片， 用于90 °旋转第一片液晶shifter出射的垂直偏振光 使其平行与旋转第一片液晶shifter的慢轴， 其中， 第一片液晶shifter为具有X方向像素位 移功能， 第二片液晶shifter 为具有Y方向像素位移功能， 可满足在二 维空间上4个方向对光 束进行平移， 提升图像分辨 率。 4.根据权利要求3所述的可控液晶折射率提升图像分辨率的装置， 其特征在于， 其中通 电顺序为X轴和Y轴两种通电时序， T1段为X轴通电， T2为X轴和Y轴同时通电； T3为Y轴通电， T4为不通电。 5.根据权利要求4所述的可控液晶折射率提升图像分辨率的装置， 其特征在于， 所述液 晶 shifter的厚度为1m m， 单层纳米液晶材 料的厚度为5 ‑20um。 6.根据权利要求5所述的可控液晶折射率提升图像分辨率的装置， 其特征在于， 所需像 素位移可根据求 解下述两等式获得， 位移量， h = L * TAN(φ), L 是液晶盒的厚度； 折射角， φ=cot‑1 （ne2/no2*cos(q)) ‑45°； 其中ne为液晶e光轴的折射系数， no为液晶o 光轴的折 射系数， q为液晶 的预倾角。 7.根据权利要求3所述的可控液晶折射率提升图像分辨率的装置， 其特征在于， 通电的 脉冲时间间隔为1/X*1/M*1/N； 其中N为shifter的液晶层数， M为像素位移位置的数量， N为 原图像的刷新率， 保证原图像和位移图像的视觉可见， 其通电时序为奇数层通电， 奇、 偶数 层通电， 奇数层断电偶数层通电， 偶数层断电， 依次循环。 8.一种可控液晶双折射提升图像分辨率的方法， 包括权利要求1 ‑7任一项所述的装置， 其特征在于， 包括： 1） 原像素在液晶shifter加电时， 不偏移地 通过液晶shifter到 达图像显示器件； 2） 原像素液晶shifter不加电时， 偏移距离h通过液晶shifter到达图像显示器件； 与步 骤1） 之间的通电顺序为X轴和Y轴两种 通电时序， T1段为X轴 通电， T2为X轴和Y轴同时通电； T3为Y轴通电， T4 为不通电； 3） 步骤2） 中的偏移 距离h = L * TAN(φ), L 是液晶盒的厚度； 折射角φ=cot ‑1 （ne2/no2*cos(q)) ‑45°； 其中ne为液晶e光轴的折射系数， no为液晶o光 轴的折射系数, q为液晶的预倾角。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115174772 A 2一种可控液晶双折射提升图像分辨 率的装置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及图像处理技术领域， 尤其是一种可控液晶双 折射提升图像分辨率的装 置及方法。 背景技术 [0002]目前行业里在投影领域提高分辨率产品， 依靠电磁结构的原理， 通过机械式高频 振动带动光学玻璃发生偏转使光线通过光学玻璃折射， 提高分辨率， 可参考专利公开号： CN113422899  A， 专利申请号： 202110883834.1； 机械结构产品提升分辨率， 通过电磁方案提 供偏转所需的偏转力， 在结构上必会对体积有一定的要求， 在产品设计时外形尺寸长、 宽、 高体积受限制， 目前行业里最小的产品外形21*14*2.6mm； 产品在工作时需要足够的驱动 力， 所以存在一定功 耗， 相比半导体类型产品功 耗会相对较高， 另外机械结构在 振动时在受 外界振源干扰， 成像画面存在抖动现象。 [0003]有鉴于此 特提出本发明。 发明内容 [0004]本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点， 而提出的一种可控液晶双 折射 提升图像分辨 率的装置及方法。 [0005]为了实现上述目的， 本发明采用了如下技 术方案： 一种可控液晶双折射提升图像分辨率的装置， 包括镜头组件、 至少一个液晶 shifter、 1/2波片和图像显示器件； 所述图像显示器件发出的光束通过 液晶shifter通过镜 头组件投射出去； 其中， 液晶shifter由液晶载体、 液状晶层和透明导电膜组成； 所述液晶载体和透明导电膜 之间封存有纳 米液晶材料， 所述纳 米液晶材料构成了 具有双折 射的液状晶层， 所述1/2波片设置 于光束出光侧； 所述纳米液晶材料被配置为将偏振光平移距离h为所述图像显示器件的至少0.5 倍像素的距离， 且所述的像素平 移h是可调的。 [0006]本发明一种优选的实施方式， 所述装置具有X和Y方向二维像素位移功能； 通过控 制通电时序在X、 Y和XY轴对称方向产生像素位移， 通过软件算法和图像解析， 将图像合成， 提高分辨 率。 [0007]本发明一种优选的实施方式， 液晶shifter的层数为叠加2层， 且两层之间有一片 1/2波片， 用于垂直偏振光旋转90 °， 其中， 第一片液晶shifter为具有X方 向像素位移功能， 第二片液晶shifter为具有Y方向像素位移功能， 可满足在二维空间上4个方向对光束进行 平移， 提升图像分辨 率。 [0008]本发明一种优选的实施方式， 其中通电顺序为X层和Y层两种通电时序， T1段为X层 通电， T2为X层和Y层同时通电； T3层通电为Y层通电， T4 为不通电。 [0009]本发明一种优选的实施方式， 所述液晶shifter厚度为1mm， 单层纳米液晶材料的说　明　书 1/4 页 3 CN 115174772 A 3