顯示設備的控制信號產生電路及產生方法

2023-10-28 01:58:17

專利名稱：顯示設備的控制信號產生電路及產生方法
技術領域：
本發明是有關於一種顯示設備，尤指一種顯示設備的控制信號產生電路及控制方法。
背景技術：
現今科技日新月異，為了使民眾可以享受到科技產品的便利，業者不斷地朝向高質量產品方向發展。像是早期顯示器為陰極射線管(Cathode RayTube，CRT)顯示器，由於其體積龐大與耗電量大，而且所產生的輻射線，對於人體也是一大危害的疑慮，因此現今市面上的顯示器漸漸以液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)為主。液晶顯示器具有輕薄短小、低輻射與耗電量低等優點，也因此成為目前市場主流。
請參閱圖1，其為現有液晶顯示器的方塊圖。如圖所示，其包含一時序產生器10』、一垂直驅動電路20』、一水平驅動電路30』以及一顯示區域45』。時序產生器10』接收一垂直同步信號Vsync、一水平同步信號Hsync以及一主頻率信號MCK，時序產生器10』通過垂直同步信號Vsync與主頻率信號MCK產生一垂直輸入頻率信號VST與一垂直移位頻率信號VCK。同理，時序產生器10』也依據水平同步信號Hsync與主頻率信號MCK產生一水平輸入頻率信號HST與一水平移位頻率信號HCK。
垂直驅動電路20』包括一移位寄存器22』，移位寄存器22』是接收垂直輸入頻率信號VST與垂直移位頻率信號VCK，而產生一垂直選擇信號以控制顯示區域45』顯示畫面。水平驅動電路30』的一移位寄存器32』接收水平輸入頻率信號HST與水平移位頻率信號HCK，產生一取樣頻率信號用於取樣影像數據，以傳送所取樣的影像數據至顯示區域45』而顯示影像。
再者，時序產生器10』還包括第一計數器12』與第二計數器14』。第一計數器12』用以計數頻率信號個數，當頻率信號的個數到達一門坎值時，即發出一水平時序控制信號至水平驅動電路30』，以控制水平驅動電路30』，例如，驅使水平驅動電路30』保持取樣影像數據所得的取樣數據，以傳送至一數字模擬轉換器(圖未繪)而轉換成一模擬的顯示信號，並輸出至顯示區域45』。第二計數器14』同於上述，用以計數頻率信號個數，當頻率信號的個數到達門坎值時，即發出一垂直時序控制信號至垂直驅動電路20』以控制垂直驅動電路20』。
上述習用技術必須設置計數器12』與14』於時序產生器10』進行計數而產生各種時序控制信號，如此會佔用顯示面板的面積並增加電路設計的複雜度，同時也會增加功率消耗。
基於上述缺點，中國臺灣專利公告第535136號發明專利提出另一種產生時序控制信號的方式。如圖2所示，時序產生器10』可分別通過垂直驅動電路20』與水平驅動電路30』原有的移位寄存器22』與移位寄存器32』回傳一時序數據(Timing data)至時序產生器10』，而時序產生器10』依據時序數據產生時序控制信號並傳送至垂直驅動器20』與水平驅動器30』，以控制垂直驅動器20』與水平驅動器30』。
通過上述方式產生時序控制信號，雖然不需使用計數器，但進行雙向掃描時，由於許多時序控制信號必須在空白(blanking)期間產生，若以典型的10％空白周期計算，對輸出的解析度是240×320像素解析度的顯示器而言，便需在水平驅動電路30』的移位寄存器32』的頭尾多加各約28級虛設(dummy)移位寄存器以產生時序產生器10』所需的時序數據而產生時序控制信號。垂直驅動電路20』的移位寄存器22』也是如此。
此種方式將使垂直驅動電路20』與水平驅動電路30』的移位寄存器22』、32』所佔用的長度需增加許多，使超出顯示面板上下左右的長度，且增加功率消耗。現今對於顯示面板上下左右的架框的寬度大小要求日益嚴格，如此設計方式不符合現今要求。再者，若將28級虛設移位寄存器分別設置於顯示面板的其他地方便會將使信號傳遞發生延遲，如此容易發生問題，而無法順利進行雙向掃描，造成雙向切換困難。
因此，目前需要一種顯示設備的控制信號產生電路及產生方法，其能改善垂直驅動電路與水平驅動電路原有的移位寄存器的級數過長、增加設計的複雜度與增加功率消耗的缺點，同時避免雙向掃描時，造成雙向切換困難的缺失。

發明內容
本發明的目的在於提供一種顯示設備的控制信號產生電路及產生方法，其可直接利用輸入信號作為垂直時序控制信號或水平時序控制信號，以分別控制垂直驅動電路或水平驅動電路，如此可避免垂直驅動電路與水平驅動電路原有的移位寄存器的級數過長，而增加設計的複雜度，且可順利進行雙向掃描。
本發明的另一目的在於提供一種顯示設備的控制信號產生電路及產生方法，其直接利用輸入信號作為垂直時序控制信號或水平時序控制信號，以達降低消耗功率的目的。
本發明的顯示設備的控制信號產生電路包括一時序產生器，其產生方法是由時序產生器接收一外部信號源的一輸入信號，產生一第一控制信號，並傳送至顯示設備的一水平驅動電路，同時輸入信號也傳送至水平驅動電路，以控制水平驅動電路，再者，本發明的產生方法也可通過使用時序產生器接收輸入信號，產生一垂直時序控制信號，並傳送至顯示設備的一垂直驅動電路，同時輸入信號也傳送至水平驅動電路，以控制垂直驅動電路。
本發明的顯示設備的控制信號產生電路可減少硬體複雜度而降低設計複雜度及功率消耗，且可順利進行雙向掃描。


圖1為現有液晶顯示器的方塊圖。
圖2為另一現有液晶顯示器的方塊圖。
圖3為本發明的一較佳實施例的方塊圖。
圖4為本發明的另一較佳實施例的方塊圖。
圖5A為本發明的時序產生器的一較佳實施例的方塊圖。
圖5B為圖5A的輸入信號與時控制信號的時序圖。
圖6A為本發明的時序產生器的另一較佳實施例的方塊圖。
圖6B為圖6A的輸入信號與時控制信號的時序圖。
附圖標號10』時序產生器12』第一計數器14』第二計數器20』垂直驅動電路22』移位寄存器30』水平驅動電路32』移位寄存器45』顯示區域10時序產生器 20水平驅動電路22移位寄存器 24閂鎖模塊240取樣閂鎖電路 242保持閂鎖電路26數字模擬轉換器 30垂直驅動電路32移位寄存器 40顯示區域50控制單元500延遲單元502反相器 504與門具體實施方式
茲為使貴審查委員對本發明的結構特徵及所達成的功效有更進一步的了解與認識，謹佐以較佳的實施例及配合詳細的說明，說明如後請參閱圖3，其為本發明的一較佳實施例的方塊圖。如圖所示，本發明的顯示設備包含一時序產生器10，一水平驅動電路20、一垂直驅動電路30與一顯示區域40。時序產生器10、水平驅動電路20、垂直驅動電路30與顯示區域40皆位於顯示設備的一顯示面板(圖未繪)，顯示面板即為玻璃基板。水平驅動電路20與垂直驅動電路30皆耦接於顯示區域40。
時序產生器10接收外部系統(例如計算機系統)所傳送的一外部信號源的一輸入信號，產生一第一控制信號並傳送至一驅動電路，同時輸入信號也傳送至驅動電路，以控制驅動電路，其中驅動電路用於控制顯示設備顯示像素，該驅動電路包括一水平驅動電路20與一垂直驅動電路30。時序產生器10所接收的輸入信號可為外部信號源的一水平同步信號Hsync與一垂直同步信號Vsync，而分別產生一水平輸入頻率信號HST與一垂直輸入頻率信號VST，並分別傳送至水平驅動電路20與垂直驅動電路30，此外，時序產生器10還依據外部系統所傳送的外部信號源的一主頻率信號MCK分別產生一水平移位頻率信號HCK與一垂直移位頻率信號VCK。在上述中，第一控制信號包含一水平控制信號與一垂直控制信號，以分別控制水平驅動電路20與垂直驅動電路30，水平控制信號包含水平輸入頻率信號HST與水平移位頻率信號HCK，垂直控制信號包含垂直輸入頻率信號VST與垂直移位頻率信號VCK。
水平驅動電路20，其包括一移位寄存器22、一閂鎖模塊24以及一數字模擬轉換電路26。移位寄存器22依據時序產生器10產生的水平輸入頻率信號HST與水平移位頻率信號HCK產生一取樣頻率信號。移位寄存器22是依據水平移位頻率信號HCK移位水平輸入頻率信號HST，而產生取樣頻率信號。閂鎖模塊24依據取樣頻率信號取樣外部系統所傳送的一影像數據而產生複數取樣數據，並依據時序產生器10所接收的輸入信號，直接傳送至閂鎖模塊24，以保持所述的取樣數據，也就是依據水平同步信號Hsync而保持所述的取樣數據。閂鎖模塊24包括一取樣閂鎖電路240與一保持閂鎖電路242，取樣閂鎖電路240是依據取樣頻率信號取樣影像數據，產生所述的取樣數據，而保持閂鎖電路242則依據水平同步信號Hsync，保持取樣閂鎖電路240的所述的取樣數據。數字模擬轉換器26，轉換保持的所述的取樣數據為模擬的顯示信號，並傳送至顯示設備的顯示區域40的數據線(圖未繪)，以顯示影像。
垂直驅動電路30包括一移位寄存器32，移位寄存器32依據垂直輸入頻率信號VST與垂直移位頻率信號VCK產生一垂直選擇信號，用於選擇顯示區域40的垂直掃描線(圖未繪)，即控制顯示區域40的垂直掃描線(圖未繪)，以驅使顯示區域40顯示影像。由上述可知，顯示面板的顯示區域40可通過水平驅動電路20與垂直驅動電路30傳送的垂直選擇信號與顯示信號而顯示影像。此外，本發明的時序產生器10會直接傳送輸入信號至垂直驅動電路30以控制驅動電路30，也就是傳送垂直同步信號Vsync至垂直驅動電路30。例如欲在某一期間進行局部顯示模式時，即可發送垂直同步信號Vsync至垂直驅動電路30，以控制垂直驅動電路30在此某一期間進行局部顯示模式。另，上述以水平同步信號Hsync與垂直同步信號Vsync作為輸入信號僅為本發明的一較佳實施例，而不局限本發明的輸入信號為水平同步信號Hsync與垂直同步信號Vsync。
本發明由於直接依據輸入信號產生時序控制信號，所以不需如同習用技術般利用計數器，或者水平驅動電路20或者垂直驅動電路30的移位寄存器22、32，如此可減少硬體複雜度而降低設計複雜度及功率消耗，此外可避免水平驅動電路20與垂直驅動電路30的移位寄存器22、32因增加級數而導致長度過長，而增加設計的複雜度，且可順利進行雙向掃描。
請一併參閱圖4，其為本發明的另一較佳實施例，如圖所示，本實施例與圖3的實施例不同之處在於本發明的顯示設備還包括一控制單元50。控制單元50接收輸入信號，產生一第二控制信號並傳送至水平驅動電路20與垂直驅動電路30，以分別控制水平驅動電路20與垂直驅動電路30，並第二控制信號的頻率同於輸入信號的頻率，但是脈衝寬度不一定相同。
由於水平驅動電路20與垂直驅動電路30分別有多種不同設計方式，所以用於控制不同設計的水平驅動電路20與垂直驅動電路30的時序控制信號的脈波寬度與時序有所差異。所以本發明的控制單元50是依據不同需求的控制信號而有多種設計。請參閱圖5A與圖5B，其為本發明的控制單元的一較佳實施例的方塊圖與所對應的輸入信號和時序控制信號的時序圖。如圖所示，控制單元50包含有一延遲單元500與一反相器502，延遲單元500延遲輸入信號，再經由反相器502反相經延遲後的輸入信號，以產生第二控制信號。如圖5B所示，控制信號的頻率同於輸入信號。本發明的控制單元50也可僅包含有延遲單元500或反相器502，而產生第二控制信號。
請參閱圖6A，其為本發明的時序產生器的另一較佳實施例的方塊圖與所對應的輸入信號和控制信號的時序圖。如圖所示，控制單元50包含延遲單元500與一與門504，延遲單元500延遲輸入信號，而與門504接收輸入信號與延遲單元500延遲後的輸入信號，以產生第二控制信號。如此，所產生的控制信號將如圖6B所示，其頻率同於輸入信號且脈波寬度大於輸入信號的脈波寬度。上述的兩實施例僅是本發明的兩實施例，本發明的控制單元50是依據所需的時序控制信號而有不同的設計。此外，控制單元50也可設置於時序產生器10內。
綜上所述，本發明的顯示設備的控制信號產生電路包括時序產生器，本發明的產生方法是由時序產生器接收輸入信號，而依據輸入信號產生第一控制信號，並傳送至顯示設備的驅動電路，同時輸入信號也傳送至驅動電路，以控制驅動電路，如此可減少硬體複雜度而降低設計複雜度及功率消耗，且可順利進行雙向掃描。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明的範圍，凡依本發明權利要求所述的形狀、構造、特徵及精神所為的均等變化與修飾，均應包括於本發明的權利要求內。
權利要求
1.一種顯示設備的控制信號產生電路，其控制一顯示設備的一驅動電路，該驅動電路控制所述的顯示設備顯示像素，其特徵在於，所述的控制信號產生電路包含一時序產生器，接收一輸入信號，產生一第一控制信號傳送至所述的驅動電路，同時所述的輸入信號也傳送至所述的驅動電路，以控制該驅動電路。
2.如權利要求1所述的控制信號產生電路，其特徵在於，該控制信號產生電路還包括一控制單元，接收所述的輸入信號，產生一第二控制信號並傳送至所述的驅動電路，以控制該驅動電路。
3.如權利要求2所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的第二控制信號與所述的輸入信號的頻率相同。
4.如權利要求1所述的控制信號產生電路，其特徵在於，該控制信號產生電路還包括一延遲單元，延遲所述的輸入信號，並傳送至所述的驅動電路。
5.如權利要求1所述的控制信號產生電路，其特徵在於，該控制信號產生電路還包括一反相器，反相所述的輸入信號，並傳送至所述的驅動電路。
6.如權利要求1所述的控制信號產生電路，其特徵在於，該控制信號產生電路還包括一延遲單元，延遲所述的輸入信號；以及一與門，接收所述的輸入信號與所述的延遲單元延遲後的輸入信號，以產生一第二控制信號並傳送至所述的驅動電路，以控制該驅動電路。
7.如權利要求6所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的第二控制信號的頻率同於所述的輸入信號。
8.如權利要求1所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的驅動電路為一水平驅動電路。
9.如權利要求8所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的時序產生器將所述的輸入信號傳送至所述的水平驅動電路，以控制該水平驅動電路的一閂鎖模塊。
10.如權利要求8所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的輸入信號為一水平同步信號。
11.如權利要求9所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的輸入信號傳送至所述的水平驅動電路的一閂鎖模塊，該閂鎖模塊取樣一影像數據產生複數取樣數據，並依據所述的輸入信號保持所述的取樣數據。
12.如權利要求11所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的水平驅動電路還包含一移位寄存器，依據所述的時序產生器產生的一水平輸入頻率信號與一水平移位頻率信號，產生一取樣頻率信號，所述的閂鎖模塊依據所述的取樣時鐘信號取樣所述的影像數據。
13.如權利要求12所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的時序產生器依據一水平同步信號與一主頻率信號產生所述的水平輸入頻率信號與水平移位頻率信號。
14.如權利要求11所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的閂鎖模塊包括一取樣閂鎖電路，取樣所述的影像數據，產生所述的取樣數據；以及一保持閂鎖電路，依據所述的輸入信號，保持所述的取樣閂鎖電路的所述的取樣數據。
15.如權利要求11所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的水平驅動電路還包括一數字模擬轉換器，轉換保持的所述的取樣數據為模擬的顯示信號，並傳送至所述的顯示設備的一顯示區域，以顯示影像。
16.如權利要求1所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的驅動電路為一垂直驅動電路。
17.如權利要求16所述的控制信號產生電路，其特徵在於，所述的輸入信號為一垂直同步信號。
18.一種顯示設備的控制信號產生方法，其控制一驅動電路，以驅動所述的顯示設備顯示像素，其特徵在於，該方法包含下列步驟依據一外部信號源的一輸入信號，產生一第一控制信號，並傳送至所述的驅動電路，同時所述的輸入信號也傳送至該驅動電路，以控制該驅動電路。
19.如權利要求18所述的控制信號產生方法，其特徵在於，該方法還包括接收所述的輸入信號，產生一第一控制信號並傳送至所述的驅動電路，以控制該驅動電路。
20.如權利要求19所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的第二控制信號與所述的輸入信號的頻率相同。
21.如權利要求18所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的依據一輸入信號，產生一第一控制信號的步驟，還包含延遲所述的輸入信號，並傳送至所述的水平驅動電路。
22.如權利要求18所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的依據一輸入信號，產生一第一控制信號的步驟，還包含反相所述的輸入信號，並傳送至所述的驅動電路。
23.如權利要求18所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的依據一輸入信號，產生一水平時序控制信號的步驟，還包含延遲所述的輸入信號；以及相乘所述的輸入信號與延遲後的輸入信號，以產生一第二控制信號並傳送至所述的驅動電路，以控制該驅動電路。
24.如權利要求23所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的第二控制信號與輸入信號的頻率相同。
25.如權利要求18所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的驅動電路為一水平驅動電路。
26.如權利要求25所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的輸入信號為一水平同步信號。
27.如權利要求25所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的輸入信號傳送至所述的驅動電路，以控制該驅動電路的步驟，還包括傳送所述的輸入信號至所述的水平驅動電路，以控制該水平驅動電路的一閂鎖單元。
28.如權利要求27所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的輸入信號傳送至所述的水平驅動電路的步驟，該水平驅動電路取樣一影像數據產生複數取樣數據，並依據所述的輸入信號保持所述的取樣數據。
29.如權利要求27所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的取樣一影像數據產生複數取樣數據的步驟，還包含依據一水平輸入頻率信號與一水平移位頻率信號，產生複數取樣頻率信號，該水平驅動電路依據所述的取樣頻率信號取樣所述的影像數據，產生所述的取樣數據。
30.如權利要求29所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的產生一水平輸入頻率信號與一水平移位頻率信號的步驟，是依據一水平同步信號與一主頻率信號產生所述的水平輸入頻率信號與所述的水平移位頻率信號。
31.如權利要求28所述的控制信號產生方法，其特徵在於，該方法還包含轉換保持的所述的取樣數據為模擬的顯示信號，並傳送至所述的顯示設備的一顯示區域，以顯示影像。
32.如權利要求18所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的驅動電路為一垂直驅動電路。
33.如權利要求32所述的控制信號產生方法，其特徵在於，所述的輸入信號為一垂直同步信號。
全文摘要
本發明是有關於一種顯示設備的控制信號產生電路及產生方法，該控制信號產生電路包括一時序產生器，本發明的信號產生方法是由時序產生器接收一外部信號源的一輸入信號，產生一第一控制信號，並傳送至一顯示設備的一驅動電路，同時輸入信號也傳送至驅動電路，以控制驅動電路而驅動顯示設備以顯示像素。本發明的顯示設備的控制信號產生電路可減少硬體複雜度而降低設計複雜度及功率消耗，且可順利進行雙向掃描。
文檔編號G09G3/36GK101075421SQ20071012682
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月28日 優先權日2007年6月28日
發明者郭俊宏, 孫文堂 申請人:友達光電股份有限公司