CN101345026B

CN101345026B - 帧数据缓冲装置以及其相关帧数据取得方法

Info

Publication number: CN101345026B
Application number: CN2007101283718A
Authority: CN
Inventors: 罗瑞琳
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: CN101345026A

Abstract

本发明揭露一帧数据缓冲装置，包含一保持式显示器，用来显示与保持一先前帧的帧数据；和一数据读取模块，用来读取保持在该保持式显示器的该先前帧的帧数据。本发明亦揭露一数据驱动电路，包含一视频数据输入端，用来接收一视频数据；一驱动电压输出端，用来输出一驱动电压至该保持式显示器的显示面板；一取样与保持单元，用来根据一取样信号取样与保持该驱动电压输出端的电压，以产生一取样电压；以及一驱动电压产生单元用来根据多个参考电压、一极性选择信号及该取样电压，对该视频数据进行信号处理，以输出该驱动电压。

Description

帧数据缓冲装置以及其相关帧数据取得方法

技术领域

本发明涉及一种帧数据缓冲装置以及其相关帧数据取得方法，特别涉及一种藉由回读保持式显示器的显示面板的像素电压，以将保持式显示器的显示面板直接作为一帧缓冲器的装置及方法。

现有技术

相较于传统映像管显示器脉冲式<Impulse Type>的驱动方式，保持式<Hold Type>显示器，例如：液晶显示器<Liquid Crystal Display，LCD>，一般来说都会有反应速度太慢的问题，使得所显示的动态图像会产生运动模糊(Motion Blur)的现象。为了加快液晶速度并使显示的图像具有更好的画面品质，一些图像处理技术，例如：过驱动<Over-Driving>、去交错<De-interlacing>、运动补偿<Motion Compensation>及帧传输率转换<Frame Rate Conversion>等，已被广泛地运用在现今的产品上。然而，前述的图像处理方法往往需要存储至少一个画面的数据，以进行运算并产生下一个显示画面的视频数据。因此，在现有技术中，保持式显示器通常都必须要使用存储器，如：动态随机存取存储器<Dynamic Random Access Memory，DRAM>或静态随机存取存储器<Static Random Access Memory，SRAM>等，作为一帧缓冲器<Frame Buffer>，以进行存储帧数据的工作。

请参考图1，图1为现有保持式显示器中的一视频数据处理器10的示意图。视频数据处理器10耦接于一***<未示于图中>及一显示器***130之间，其包含有一存储器100、一存储器控制单元110以及一数据处理单元120。存储器100用来作为一帧缓冲器，以存储之前的画面数据，存储器控制单元110用来控制存储器100的存取，而数据处理单元120则可用来根据存储器100所存储的画面数据及目前所接收的视频数据，进行过驱动、去交错、运动补偿或帧传输率转换等运算，以输出下一个画面的视频数据至显示器***130。因此，显示器***130可根据视频数据处理器10所输出的视频数据，输出驱动电压以显示相对应的图像。

请继续参考图2，图2为现有保持式显示器中的显示器***130的示意图。显示器***130包含有一显示面板<Display Panel>131、一控制电路132、一数据驱动电路133以及一扫描驱动电路134。控制电路132用来根据一水平同步信号<Horizontal Synchronization>135及一垂直同步信号<Vertical Synchronization>136，产生相对应的控制信号，分别输入至数据驱动电路133及扫描驱动电路134。根据控制电路132所产生的控制信号，扫描驱动电路134可依序启动显示面板131上的各条扫描线，而数据驱动电路133则另根据上述的视频数据处理器10所产生的视频数据137，输出对应的驱动电压至显示面板131，以控制相对应像素的亮度<Brightness>状态，进而显示相对应的图像。

因此，在现有技术中，由于保持式显示器必须使用额外的存储器作为帧缓冲器以存储相关视频数据，因而造成生产成本无法有效降低。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于保持式显示器的数据驱动电路及方法。

本发明揭露一种用于一保持式显示器的数据驱动电路，包含有一视频数据输入端用来接收一视频数据；一驱动电压输出端用来输出一驱动电压至该保持式显示器；一取样与保持单元耦接于该驱动电压输出端，用来根据一取样信号，取样与保持该驱动电压输出端的电压，以产生一取样电压；以及一驱动电压产生单元耦接于该视频数据输入端、该驱动电压输出端及该取样保持电路单元，用来根据多个参考电压、一极性选择信号及该取样电压，对该视频数据进行信号处理，以输出该驱动电压。

本发明另揭露一种用于一保持式显示器的驱动方法，包含有接收一视频数据；根据一取样信号，取样与保持一驱动电压输出端的电压，以产生一取样电压；根据多个参考电压、一极性选择信号及该取样电压，对该视频数据进行信号处理，以输出一驱动电压；以及输出该驱动电压至该保持式显示器。

本发明另揭露一种帧数据的取得方法，包含有利用一保持式显示器来显示一先前帧的帧数据；以及自该保持式显示器之中，读取保持在该保持式显示器的该先前帧的帧数据。

本发明另揭露一种帧数据缓冲装置，其包含有一保持式显示器，用来显示与保持一先前帧的帧数据；以及一数据读取模块耦接至该保持式显示器，用来读取保持在该保持式显示器的该先前帧的帧数据。

附图说明

图1为现有保持式显示器中的一视频数据处理器的示意图。

图2为现有保持式显示器中的一显示器***的示意图。

图3为本发明用于保持式显示器的一数据驱动电路的功能方块图。

图4为用于本发明数据驱动电路的一流程的示意图。

图5为本发明数据驱动电路的一实施例示意图。

图6为本发明数据驱动电路的另一实施例示意图。

图7为应用本发明的一实施例示意图。

图8为一伽马曲线的的示意图。

附图符号说明

10 视频数据处理器

130 显示器***

100 存储器

110 存储器控制单元

120 数据处理单元

131 显示面板

132 控制电路

133、30 数据驱动电路

134 扫描驱动电路

135 水平同步信号

136 垂直同步信号

137、D1 视频数据

310 视频数据输入端

320 驱动电压输出端

330 取样与保持单元

340 驱动电压产生单元

341、343 信号处理模块

342、344 计算单元

VOUT 驱动电压

SMP 取样信号

V1 取样电压

V2 第二电压

V3 第三电压

V1’ 电压

D3 数字数据

D4 信号处理结果

REF1～REFn 参考电压

POL 极性选择信号

40 流程

400、410、420、430、440、450步骤

DAC1、DAC2数/模转换器

AMP1、AMP2电压运算放大器

ADC2 模/数转换器。

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明用于保持式<Hold Type>显示器的一数据驱动电路30的功能方块图。数据驱动电路30包含有一视频数据输入端310、一驱动电压输出端320、一取样与保持单元330以及一驱动电压产生单元340。视频数据输入端310用来接收一视频数据D1。驱动电压输出端320用来输出一驱动电压VOUT至保持式显示器的显示面板<Display Panel>。取样与保持单元330耦接于驱动电压输出端320，用来根据一取样信号SMP，取样与保持<Sample and Hold>驱动电压输出端320的电压，以产生一取样电压V1。驱动电压产生单元340耦接于视频数据输入端310、驱动电压输出端320及取样保持电路单元330，用来根据参考电压REF1～REFn、一极性选择信号POL及取样电压V1，对视频数据D1进行信号处理，以输出相对应的驱动电压VOUT。

在此请注意，由于前一帧的帧数据在下一个帧<即目前帧>显示之前，仍会被存储在保持式显示器中<例如：以液晶显示器来说，前一帧的数据会以电压的方式存储在液晶显示器的显示面板的内部电容中>，因此本发明是利用取样与保持单元330在目前帧显示之前先将存储在保持式显示器的帧数据读取出来。因此，本发明利用保持式显示器会保持前一画面数据的特性，藉由取样与保持驱动电压输出端320的电压，便可得知前一帧的数据，这样的机制可等效于将保持式显示器的显示面板直接用来作为一帧缓冲器<FrameBuffer>，以改善现有技术需额外使用存储器来存储前一个画面数据的问题。如此一来，存储器的需求可大幅地减少，进而有效地节省成本。

关于数据驱动电路30的操作方式，请继续参考图4，图4为用于本发明数据驱动电路30的一流程40的示意图。流程40包含有下列步骤：

步骤400：开始。

步骤410：通过视频数据输入端310，接收视频数据D1。

步骤420：根据取样信号SMP，由取样与保持单元330取样与保持驱动电压输出端320的电压，以产生取样电压V1。

步骤430：根据参考电压REF1～REFn、极性选择信号POL及取样电压V1，由驱动电压产生单元340对视频数据D1进行信号处理，以输出对应的驱动电压VOUT。

步骤440：通过驱动电压输出端320，输出驱动电压VOUT至保持式显示器的显示面板。

步骤450：结束。

因此，根据流程40，本发明首先通过视频数据输入端310，接收视频数据D1。接着，取样与保持单元330可根据取样信号SMP，取样与保持驱动电压输出端320的电压，以产生取样电压V1，使得驱动电压产生单元340可根据取样电压V1、参考电压REF1～REFn及极性选择信号POL，对视频数据D1进行过驱动、去交错、运动补偿或帧传输率转换等信号处理，以输出相对应的驱动电压VOUT至显示面板。

值得注意的是，为了将显示面板直接作为帧缓冲器，数据驱动电路30必须在输出新的驱动电压VOUT之前，读取目前显示面板的像素电压<即驱动电压输出端320的电压>。举例来说，本发明可在取样信号SMP处于一高逻辑位准时，取样<Sample>显示面板的像素电压，此时驱动电压产生单元340停止输出驱动电压VOUT，而取样与保持单元330所输出的取样电压V1则随着显示面板的像素电压而变化。相反地，当取样信号SMP切换至一低逻辑位准时，取样与保持单元330则保持<Hold>目前取样到的电压，并输出成为取样电压V1。因此，驱动电压产生单元340即可根据取样电压V1、参考电压REF1～REFn及极性选择信号POL，对目前的视频数据D1进行相关的信号处理，以输出对应的驱动电压VOUT。而这样的机制对于此领域具通常知识者应不为难，举例来说，电路设计者可以将栅极驱动信号的每一个驱动时间订为两个阶段<Phase>，第一个阶段用来使取样保持单元330从显示面板中取样前一帧的信息，而第二个阶段则是用来允许驱动电压产生单元340根据前一帧与目前帧的信息进行信号处理，以输出对应的驱动电压VOUT来驱动屏幕。而在实际***中，取样信号SMP及极性选择信号POL可由保持式显示器的一控制电路<图未示>，如时序控制器<Timing Controller>所产生，而参考电压REF1～REFn则可根据如图8所示的一伽马曲线<Gamma Curve>所产生。

此外，利用驱动电压产生单元340进行信号处理的操作，对于此领域具有通常知识者亦不为难。举例来说，本发明可对前一帧的视频数据的取样电压V1及目前的视频数据D1进行比较，并利用驱动电压产生单元340的一计算单元<未示于图3>计算出目前帧所需的过驱动电压信息，以输出对应的驱动电压VOUT。

请参考图5，图5为本发明数据驱动电路30的一实施例示意图。如图5所示，驱动电压产生单元340包含有一数/模转换器DAC1及一信号处理模块341。数/模转换器DAC1耦接于视频数据输入端310，可用来根据参考电压REF1～REFn，将视频数据D1转换为一模拟形式的第二电压V2。信号处理模块341耦接于数/模转换单元DAC1、取样与保持单元330及驱动电压输出端320，其可包含有一计算单元342及一电压运算放大器AMP1。计算单元342可用来根据极性选择信号POL及取样与保持单元330所产生的取样电压V1，对第二电压V2进行信号处理；而电压运算放大器AMP1则用来缓冲放大计算单元342所输出的计算结果，以产生对应的驱动电压VOUT。如本领域具通常知识者所知，本发明实施例驱动电压产生单元340的结构类似于现有技术的结构，不同的地方在于信号处理模块341除了可根据极性选择信号POL改变所输出驱动电压VOUT的极性外，另可根据取样与保持单元330所输出的取样电压V1，对第二电压V2进行过驱动、去交错、运动补偿或帧传输率转换等信号处理。较佳地，计算单元342另可用来根据极性选择信号POL，将取样电压V1的极性转换至与第二电压V2相对应的极性。

举例来说，计算单元342可先根据极性选择信号POL，将取样电压V1转换至与第二电压V2具相同极性的一电压V1’。如此一来，电压放大器AMP1即可根据电压V1’，对第二电压V2进行相关信号处理，以通过电压运算放大器AMP1输出相对应的驱动电压VOUT。例如：在过驱动时，计算单元342可根据下式：VOUT＝V2+K(V2-V1’)，通过电压运算放大器AMP1输出对应的驱动电压VOUT。其中，K可以是一默认值或一可随电压V1’及第二电压V2变化的变动值。

另一方面，对于去交错操作而言，由于计算单元342可以接收到前一帧的信息<即电压V1或是前述的电压V1’>以及目前帧的信息<即电压V2>，因此，在解交错过程中，计算单元342亦可设计用来进行内插操作<Interpolation>等等，如此的相对应变化，亦属本发明的范畴。

此外，请参考图6，图6为本发明数据驱动电路30的另一实施例示意图。数据驱动电路30可另包含一模/数转换器ADC2，耦接于取样与保持单元330与驱动电压产生单元340之间，用来根据参考电压REF1～REFn，将取样与保持单元330所输出的取样电压V1转换至一数字形式的数字数据D3。较佳地，模/数转换器ADC1另可根据极性选择信号POL，将数字数据D3的极性转换至与视频数据D1相对应的极性。因此，驱动电压产生单元340的一信号处理模块343即可根据数字数据D3，对视频数据D1进行过驱动、去交错、运动补偿或帧传输率转换等信号处理，并根据参考电压REF1～REFn，转换一信号处理结果D4至一模拟形式的第三电压V3。较佳地，信号处理模块343可由一计算单元344及一数/模转换器DAC2所组成，如图6所示。最后，驱动电压产生单元340的一电压放大器AMP2可根据极性选择信号POL，缓冲放大第三电压V3，以输出对应的驱动电压VOUT。

举例来说，在过驱动时，计算单元344可根据下式：D4＝D1+K(D1-D3)，来产生对应的信号处理结果D4。其中，K可以是一默认值或一可随视频数据D1及数字数据D3变化的变动值。相较于图5实施例以模拟方式进行信号处理，本实施例是以数字方式对视频数据D1进行信号处理，由于数字信号更加容易用来进行信号处理，因此除了可具有较具弹性的实现方式与各式的算法外，还可获得较精确的信号处理结果。

在此请注意，虽然在前述的实施例中，前一帧的帧数据<即取样保持电路所输出的数据>提供给数据驱动电路30做为驱动信号的补偿之用，然而，这样的作法仅为本发明的实施例，而非本发明的限制。在实际应用中，取样保持电路所输出的先前帧的帧数据实可应用于各式各样的数据处理电路中，以进行图像处理，其实施方式可如图7所示，而不以前述的数据驱动电路30为限。

在图7中，取样与保持单元330所输出的取样电压V1代表前一帧的帧数据，因此，由取样电压V1经过数字化而产生的数字信号D3亦代表前一帧的信息。在本实施例中，数字信号D3输入至一外部的图像处理单元350，如此一来，图像处理单元350便可依据前一帧的信息<即数字信号D3>以及所接收的目前帧信息<即数字信号D1>，来进行相对应的图像处理。因此，一现有结构的数据驱动电路便可直接根据图像处理单元350所输出的数字信号D4，产生对应的驱动电压VOUT，以进行显示面板的驱动，进而显示相对应的图像。

综上所述，本发明藉由回读保持式显示器的显示面板的像素电压，可将保持式显示器的显示面板直接作为一帧缓冲器，以改善现有技术需额外使用存储器来存储之前画面数据的问题。如此一来，***所需存储器的使用可大幅地减少，进而有效地节省成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种用于一保持式显示器的数据驱动电路，包含有：

一视频数据输入端，用来接收一视频数据；

一驱动电压输出端，用来输出一驱动电压至该保持式显示器；

一取样与保持单元，耦接于该驱动电压输出端，用来根据一取样信号，取样与保持该驱动电压输出端的电压，以产生一取样电压；以及

一驱动电压产生单元，耦接于该视频数据输入端、该驱动电压输出端及该取样与保持单元，用来根据多个参考电压、一极性选择信号及该取样电压，对该视频数据进行信号处理，以输出该驱动电压。

2.如权利要求1所述的数据驱动电路，其中，该驱动电压产生单元包含有：

一数/模转换单元，耦接于该视频数据输入端，用来根据该多个参考电压，将该视频数据转换为一模拟形式的第二电压；以及

一信号处理单元，耦接于该数/模转换单元、该取样与保持单元及该驱动电压输出端，用来根据该极性选择信号及该取样电压，对该第二电压进行信号处理，以产生该驱动电压。

3.如权利要求2所述的数据驱动电路，其中，该信号处理单元另用来根据该极性选择信号，将该取样电压的极性转换至与该第二电压相对应的极性。

4.如权利要求2所述的数据驱动电路，其中，该信号处理单元包含一电压运算放大器。

5.如权利要求1所述的数据驱动电路，其另包含有一模/数转换单元，耦接于该取样与保持单元与该驱动电压产生单元之间，用来将该取样电压转换至一数字形式的第一数字数据。

6.如权利要求1所述的数据驱动电路，其中，该驱动电压产生单元所输出的该驱动电压，用以驱动该保持式显示器，是以回读该保持式显示器像素电压来实现过驱动。

7.如权利要求1所述的数据驱动电路，其中，该驱动电压产生单元所输出的该驱动电压，用以驱动该保持式显示器，是以回读该保持式显示器像素电压来实现去交错。

8.如权利要求1所述的数据驱动电路，其中，该驱动电压产生单元所输出的该驱动电压，用以驱动该保持式显示器，是以回读该保持式显示器像素电压来实现运动补偿。

9.如权利要求1所述的数据驱动电路，其中，该驱动电压产生单元所输出的该驱动电压，用以驱动该保持式显示器，是以回读该保持式显示器像素电压来实现帧传输率转换。

10.如权利要求1所述的数据驱动电路，其中，该多个参考电压根据一伽马曲线所产生。

11.一种用于一保持式显示器的驱动方法，包含有：

接收一视频数据；

根据一取样信号，取样与保持一驱动电压输出端的电压，以产生一取样电压；

根据多个参考电压、一极性选择信号及该取样电压，对该视频数据进行信号处理，以输出一驱动电压；以及

输出该驱动电压至该保持式显示器。

12.如权利要求11所述的驱动方法，其中，根据该多个参考电压、该极性选择信号及该取样电压，对该视频数据进行信号处理，以输出该驱动电压包含：

根据该多个参考电压，将该视频数据转换为一模拟形式的第二电压；以及

根据该极性选择信号及该取样电压，对该第二电压进行信号处理，以产生该驱动电压。

13.如权利要求12所述的驱动方法，其中，根据该极性选择信号及该取样电压，对该第二电压进行信号处理，以产生该驱动电压另包含根据该极性选择信号，将该取样电压的极性转换至与该第二电压相对应的极性。

14.如权利要求11所述的驱动方法，其中，根据该取样信号，取样与保持该驱动电压输出端的电压，以产生该取样电压另包含根据该多个参考电压，将该取样电压转换至一数字形式的第一数字数据。

15.如权利要求11所述的驱动方法，其中，输出该驱动电压至该保持式显示器，用以驱动该保持式显示器，是以回读该保持式显示器像素电压来实现过驱动。

16.如权利要求11所述的驱动方法，其中，输出该驱动电压至该保持式显示器，是以回读该保持式显示器像素电压来实现去交错。

17.如权利要求11所述的驱动方法，其中，输出该驱动电压至该保持式显示器，是以回读该保持式显示器像素电压来实现运动补偿。

18.如权利要求11所述的驱动方法，其中，输出该驱动电压至该保持式显示器，是以回读该保持式显示器像素电压来实现帧传输率转换。

19.如权利要求11所述的驱动方法，其中，该多个参考电压是根据一伽马曲线所产生。