CN100350448C - 液晶显示器的过载驱动系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示器的过载驱动系统。主机具有显示卡接口，用以与显示器连接。显示卡接口上具有耦接在一起的显示卡芯片与内存。从视频内存分割出一部分做为帧缓冲器，用以存储欲显示数据的前一状态数据。过载电压对照表则耦接到显示卡芯片，用以提供过载驱动电压与前一帧状态数据之间的对照。借此，显示卡芯片依据从帧缓冲器读取的前一状态数据，由过载电压对照表中取得对应的过载驱动电压，并将过载驱动电压与欲显示数据传送至显示器装置，使之显示于面板上。

Description

液晶显示器的过载驱动系统与方法

技术领域

本发明是有关于一种显示器的驱动电路与方法，且特别是有关于一种具有过载驱动(overdrive)功能的显示器驱动电路与方法。且特别是有关于一种液晶显示器(1iquid crystal display，LCD)的过载驱动电路与方法。

背景技术

液晶显示器(1iquid crystal display，LCD)，利用外加电场或热的作用，使得液晶分子由特定的初期分子配列变化至其它的分子配列状态，使光学性质变化，而转换成视觉的变化。此外，LCD还具有低操作电压、低消耗电等的优点，使其适合以大规模集成(Iarge scaleIntegrated LSI)电路来加以驱动。目前，由于薄膜晶体管(thin filmtransistor，TFT)技术的发展与进步，使用TFT来做为LCD的显像像素(pixel)已经越来越普及。

以液晶分子的物理特性来看，必须通过外加电场(电压)来使液晶分子转向，并且通过液晶分子的转向来改变液晶面板上各个像素的透光率，以达到显像的目的。然而，因为液晶分子的响应时间较慢，当施加数据电压(data voltage)如5伏特时，液晶分子并无法在预定的时间之内达到5伏特所对应的旋转角度。

因此，如上所述，目前LCD显示器的反应速度与一般CRT显示器相较之下仍属于较慢。故当在LCD显示器上快速播放动画时，便会有残影的现象出现。也就是，影像数据传送给LCD显示器的速度比LCD显示器的反应时间还快，而使得LCD显示器中的液晶的反应无法跟上。为了解决这一问题，部分厂商便发展出所谓的过载驱动方式来驱动LCD显示器。

例如，为了能够使液晶在预定的时间之内达到5伏特所对应的旋转角度，往往需要增加施加的数据电压值。因为施加的数据电压越大，液晶分子的旋转速度也越快。举例来说，当希望液晶在预定的时间T之内达到5伏特所对应的旋转角度θ1时，便施加一较大的数据电压给液晶分子，例如6伏特。此时，在时间T内，液晶分子虽然无法旋转到数据电压6伏特所对应的旋转角度θ2(θ2＞θ1)，但却可以在时间T时，旋转到5伏特所对应的旋转角度θ1。也说是，当施加较大的6伏特的数据电压，便可以在时间T达到原本施加5伏特的数据电压所希望液晶分子的旋转角度。此种概念及所谓的过载驱动方式。

当运用上述的过载驱动方式中，必须依据前一个帧(frame)的数据来加以计算出所需要的过载驱动电压。例如，当前一个状态为对应到0伏特的数据电压时，若下一个状态希望为5伏特的状态时，便可以施加较高的数据电压给液晶分子，例如6伏特。当前一个状态为对应到5伏特的数据电压时，若下一个状态希望仍维持为5伏特的状态时，便可以施相同的数据电压给液晶分子，即5伏特。此外，当前一个状态为对应到3V的数据电压时，若下一个状态希望为5伏特的状态时，便可以不必施加太高的数据电压给液晶分子，例如5.5伏特。

因此，施加数据电压的大小取决于前一个帧的状态及目前要显示的数据。为了记录存储前一状态的数据，便需要大量的内存来做为帧缓冲器(frame buffer)，用以存储帧的数据。

图1绘示公知显示器中具有过载驱动功能的方块示意图。图1所示，其具有计算机端10与一显示器端20。显示器端20可以是LCD显示器，而计算机端10则由操作系统18所控制。计算机端10可以经过显示器接口装置与显示器端20进行沟通。透过操作系统可以把所要显示的数据传送到显示器接口装置，再传送到显示器端20来显示。显示器接口装置一般可以包括VGA BIOS 12、VGA芯片14与视频内存(video RAM，VRAM)16。

VGA芯片14输出想显示的影像数据信号至显示器端20，经过信号转换器21再传送至时序控制器22。此时时序控制器22会依据帧缓冲器23读取到帧的前一状态的数据，同时也从对照表24读取到合适的过载驱动数据。接着，以此过载驱动数据与时序控制器的输出数据信号传送至驱动器25，通过驱动液晶面板26。

上述的公知系统虽然可以达到过载驱动LCD显示器的目的，然而却会使得显示器端20的架构变大与成本增加的问题。首先，以帧缓冲器23来看，如果分辨率为1024位×768位，有红绿蓝(RGB)三色以及6位的显示的话，每一帧便至少需要1024×768×3×6位，即约1.73MB的大小。换句话说，在显示器端20需要准备至少1.73MB容量的内存来存储帧数据。此外，对照表24也至少需要容量为64×64×3字节的ROM来存储过载电压值。因此，这均会造成成本与尺寸的增加。

另外，因为帧缓冲器23与时序控制器22之间的沟通需要多使用很多引脚，这会使得在设计时序控制器时需要多增加许多与帧缓冲器之间的控制与沟通时所需要的引脚。这些额外引脚均会使时序控制器22的尺寸增加。

发明内容

因此，为了解决上述公知技术的缺点，本发明提出一种显示器的过载驱动系统与过载驱动方法，其将帧缓冲器设置在计算机端，使得显示器端不必配置额外的内存。

本发明提出一种显示器的过载驱动系统与过载驱动方法，其将帧缓冲器设置在计算机端，而过载电压对照表可以选择性的配置在计算机端或显示器端，如此可以降低整体显示器的复杂度，并且可以降低显示器的成本。

为了达成上述与其它目的，依据本发明的一较佳实施例，本发明提出一种显示器的过载驱动系统，具有以下器件所构成。一主机，例如一般的个人计算机，具有显示卡接口，用以与显示器连接。其中显示卡接口上至少具有显示卡芯片与视频内存，彼此耦接在一起。帧缓冲器用以存储一欲显示数据的前一状态数据，从视频内存分割出一部分做为帧缓冲器。显示器装置具有驱动装置耦接到面板，其中驱动装置至少包括信号转换器耦接至显示卡芯片、时序控制器耦接至信号转换器，以及与驱动器耦接至时序控制器与面板。过载电压对照表则耦接到显示卡芯片，用以提供过载驱动电压与前一帧状态数据之间的对照。借此，显示卡芯片依据从帧缓冲器读取的前一状态数据，由过载电压对照表中取得对应的过载驱动电压，并将过载驱动电压与欲显示数据传送至显示器装置，使之显示于面板上。

上述的过载电压对照表可以配置在显示器装置中或者配置在主机中。此外，过载电压对照表可以是只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、或其它具有类似功能的存储器件所构成。

此外，依据本发明的另一较佳实施例，本发明还提出一种显示器的过载驱动系统，具有以下器件所构成。一主机，例如一般的个人计算机，具有显示卡接口，其用以与显示器连接。其中显示卡接口上至少具有显示卡芯片与视频内存，彼此耦接在一起。帧缓冲器用以存储一欲显示数据的前一状态数据，从视频内存分割出一部分做为帧缓冲器。显示器装置具有驱动装置耦接到面板，其中驱动装置至少包括信号转换器耦接至显示卡芯片、时序控制器耦接至信号转换器，以及与驱动器耦接至时序控制器与面板。外挂装置配置在主机中，并耦接到显示卡芯片，用以提供一外挂程序至显示卡芯片。外挂程序用以提供过载驱动功能。借此，显示卡芯片依据从帧缓冲器读取的前一状态数据，由外挂程序取得对应的过载驱动电压，并将过载驱动电压与欲显示数据传送至显示器装置，使之显示于面板上。

再者，依据本发明的另一较佳实施例，本发明还提出一种显示器的过载驱动方法，用以将主机上欲显示数据显示于液晶显示器上。上述主机具有显示器适配卡，及主存储器。主存储器的其中一部分用来做为一帧缓冲器。首先，启动过载电压对照表。接着，从帧缓冲器中读取前一帧状态数据。依据前一帧状态数据及目前所要显示的数据，从过载电压对照表读取过载驱动数据。最后，将过载驱动数据传送至显示器，以显示欲显示数据。

上述的过载电压对照表可以配置在液晶显示器端或主机端。过载电压对照表可以从外挂程序取得。

通过上述的构成，本发明帧缓冲器设置在计算机端，使得显示器端不必使用额外的内存，使得时序控制器不必与内存沟通，故可以降低时序控制器的复杂度。另外，过载电压对照表可以选择性的配置在计算机端或显示器端，如此可以降低整体显示器的复杂度，并且可以降低显示器的成本。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明。

附图说明

图1绘示公知显示器中具有过载驱动功能的方块示意图；

图2依据本发明的第一实施所绘示的显示器过载驱动系统示意图；

图3依据本发明的第二实施所绘示的显示器过载驱动系统方块示意图；

图4依据本发明的第三实施所绘示的显示器过载驱动系统示意图的方块示意图；

图5依据本发明的显示器过载驱动方法所绘示的流程示意图。

标号说明：

10：计算机端       12：VGA BIOS

14：VGA芯片        16：VRAM

18：操作系统       20：显示器端

21：信号转换器     22：时序控制器

23：帧缓冲器       24：过载电压对照表

25：驱动器         26：面板

100：计算机端      102：VGABIOS

104：VGA芯片       106：VRAM

110：操作系统      120：显示器端

122：信号转换器    126：时序控制器

108/109：帧缓冲器  128：驱动器

124/124a：过载电压对照表

170：主存储器      130：面板

180：外挂程序      134、138：接线

具体实施方式

本发明的精神在于将一般设置在显示器端的帧缓冲器移到非显示器端的装置中，例如一台主机(host)，而过载电压对照表(overdrivetable)则可以视实际设计需求来加以设计。借此，得以简化显示器端的复杂度，显示器的时序控制器也得以小型化，而成本也可以降低。为了实现此目的，以下特举数个实施例来加以说明。需注意的是，该些实施例仅做为说明之用，非用以限制本发明的范围。

图2依据本发明的第一实施例所绘示的显示器过载驱动系统示意图。如图2所示，其具有计算机端100与一显示器端120。显示器端120可以是LCD显示器，而计算机端100则由操作系统110所控制。计算机端100可以经过显示器接口装置与显示器端120进行沟通。透过操作系统可以把所要显示的数据传送到显示器接口装置，在传送到显示器端120来显示。显示器接口装置一般可以包括VGA BIOS102、VGA芯片104与视频内存(video RAM，VRAM)106。

在此实施例中，将帧缓冲器108设置在计算机端100中的显示卡接口的视频内存(VRAM)106中。由于目前显示卡技术的快速发展，以及因应多媒体技术与应用的需要，显示卡接口上的视频内存(VRAM)106的容量都已经相当大，例如64MB或者更高。其次，一般的帧缓冲器的大小约为1.7～3.9MB，这与视频内存(VRAM)106的大小相比之下并不多，并且一般来说视频内存并不会全部使用。因此，可以将视频内存的一部分用来做为帧缓冲器108。也就是本发明在计算机端100中的显示器卡接口上视频内存(VRAM)106规划出一部分做为帧缓冲器108，使之具有过载驱动功能。

此种做法有下列优点。首先，显示卡芯片104，例如是VGA芯片，与视频内存(VRAM)106之间的信号传递、控制与沟通均已存在，因此不需要额外的脚位设计或另外设计额外的控制模块。在计算机端100一启动后，在显示卡BIOS 102，例如是VGA BIOS，进行初始化动作时，便可以规划视频内存(VRAM)106的功能，即驱动帧缓冲器108，使之具有过载驱动功能。因此，只要在计算机端100的显示卡接口上的显示卡BIOS 102进行韧体的修改，便可以达到使显示卡芯片104与视频内存106中的帧缓冲器108去执行过载驱动的功能。

如上所述，因为帧缓冲器108建立在显示卡接口的视频内存106中，故在显示器端120便不需要配置额外的内存来做为帧缓冲器。因此，显示器端120可以省去做为帧缓冲器的内存的成本。此外，因为在显示器端120并无帧缓冲器，故时序控制器126不必重新设计出额外的内存控制与信号传送脚位。因此，可以省去时序控制器126的引脚数目，进而减少时序控制器126的复杂度、尺寸大小与制作成本。

其次，关于过载电压对照表124方面，在本实施例中，过载电压对照表124可以由只读存储器(ROM)，或者是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)所构成，其容量可以事实根据需求来调整，例如是64×64×3字节。过载电压对照表124配置在显示器端120。过载电压对照表124并经过接线134连接到计算机端100的显示卡接口的显示卡芯片104。在显示端120内，除了时序控制器126与过载电压对照表124外，其余的构件与其连接方式与图1所示的显示器端20类似。

接着配合图2说明第一实施例的操作方式。首先，计算机端100在启动后，显示卡接口也会随之初始化。在显示卡接口初始化之际，显示卡BIOS会使帧缓冲器可以开始作用，并经过接线134从显示器端120取得过载电压对照表124。当计算机端100有数据(文字或图形)要显示于显示器端120时，透过操作系统110，计算机端100将要显示的数据传送到显示卡芯片104。在此，显示卡芯片104从位于视频内存(VRAM)106中的帧缓冲器108取得前一帧状态数据后，依据前一帧状态数据及目前所要显示的数据读取过载驱动数据。

接着，显示卡芯片104将过载驱动的数据经过接线138传送到显示器端120的信号转换器122。时序控制器126在接收到过载驱动数据后，便传送到驱动器128，以过载驱动电压来驱动面板130中的液晶分子，以显示数据。

如上所述，过载驱动数据的取得在计算机端100进行，也就是由显示卡芯片104来执行。取得过载驱动数据后，便直接传送到显示器端120。显示器端120的时序控制器126在接收到过载驱动数据后，经信号转换器122便直接去驱动面板。因此，本发明不必像公知一般由时序控制器去读取前一帧状态后，再由时序控制器去取得过载驱动数据。

图3依据本发明的第二实施例所绘示的显示器过载驱动系统方块示意图。第二实施例第一实施例的变化例，与第一实施例的差别在于过载电压对照表124a配置在计算机端100，并且连接于显示卡芯片104。如前第一实施例所述，过载电压对照表124a可以为64×64×3字节的只读存储器(ROM)等所构成，或其它具有类似功能的存储器件，且存储容量可以依实际需求来订定。此外，过载电压对照表124a可以由显示卡上的ROM内存或驱动程序(driver)所提供。

基本上，第二实施例与第一实施例的操作方式近似。显示卡芯片104从位于视频内存(VRAM)106中的帧缓冲器108取得前一帧的状态数据后，依据前一帧状态数据及目前所要显示的数据，在计算机端100的过载电压对照表124a取得相关的过载驱动数据。接着，显示卡芯片104将过载驱动数据经过接线138传送到显示器端120的信号转换器122，时序控制器126在接收到过载驱动数据后，便传送到驱动器128，以过载驱动电压来驱动面板130中的液晶分子，以显示数据。

因为在此实施例中，过载电压对照表124a也与帧缓冲器108一并移到计算机端100，因此所有的过载驱动功能全部建立在计算机端100，而使得显示器端120只要单纯地执行显示功能就好。因此，显示器端120的结构可以简化，成本也可以更降低。

此外，因为不同的显示器可能需要使用不同的过载电压，故在计算机端的显示卡接口上甚至可以设计成具有辨识显示器识别码(ID)的功能。如此一来，当显示器端120连接到计算机端100后，计算机端100便可以自动辨识出显示器的种类与其对应的过载电压对照表，借此进行适当的过载驱动。

图4依据本发明的第三实施例所绘示的显示器过载驱动系统示意图的方块示意图。第三与第一或第二实施例的差别在于计算机端100或显示器端120均未设置过载电压对照表，且帧缓冲器109可建立在显示卡接口的视频内存106上或主存储器170上。在第三实施例中，一外挂程序180设置在操作系统110与显示卡芯片184之间。在从外挂程序180取得过载驱动数据，之后实际的操作方式与第二实施例相同，在此不再详述。

因为在此实施例中，计算机端100或显示器端120均不设置过载电压对照表，因此，计算机端100或显示器端120的结构可以简化，显示器端120的成本也可以降低。其次，如第二实施例所述，不同的显示器需要使用不同的过载电压，故在计算机端的显示卡接口上甚至可以设计成具有辨识显示器识别码(ID)的功能。如此一来，当显示器端120连接到计算机端100后，计算机端100便可以自动辨识出显示器的种类，而从外挂程序180取得对应的过载电压对照表，借此进行适当的过载驱动。

除了上述的方法外，显示器厂商也可以与操作系统提供商共同开发，使得操作系统本身可以提供过载电压对照表的功能。也就是当操作系统110安装到计算机端100时，便会建立对应的过载电压对照表。

依据本发明所提出的概念，本发明也提出一种显示器的过载驱动方法。图5依据本发明的显示器过载驱动方法所绘示的流程示意图。如同前述的实施例一般，本方法应用在帧缓冲器建立在计算机端。如图5所示，首先，在步骤S100，将过载电压对照表启动。此过载电压表可以从显示器端的ROM或计算机端的显示卡上的ROM或驱动程序中读取。

接着，在步骤S102，将前一帧的状态数据读取出。依据本发明所提出的方法，由帧缓冲器读出前一帧的状态数据。通过取得前一帧的状态数据，便可以求得合适的过载驱动信息。

在步骤S104，依据所读取的前一帧的状态数据及目前所要显示的数据，再从过载电压对照表中取得正确的过载驱动数据。到此步骤，前一帧状态的取得与过载驱动数据的查询均由计算机端来执行，例如由显示卡上的显示卡芯片来执行。

最后，在步骤S106，将过载驱动数据传送到显示器端的时序控制器及驱动器，以该过载驱动电压来驱动显示器面板，借此显示欲显示的画面数据。

因此，利用本发明的系统与方法，不仅仅可以达到公知运用过载驱动方式来驱动液晶显示器，还可以降低显示器端的驱动电路的复杂度与成本。

综上所述，本发明的特征是将帧缓冲器设置在计算机端，使得显示器端不必使用额外的内存，使得时序控制器不必与内存沟通，故可以降低时序控制器的复杂度。

本发明的另一特征过载电压对照表可以选择性的配置在计算机端或显示器端，如此可以降低整体显示器的复杂度，并且可以降低显示器的成本。

本发明的再一特征是计算机端可以自动地辨识显示器种类，而从计算机端本身取得正确的过载驱动数据。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定为准。

Claims (18)

1.一种液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：包括：

一主机，具有一显示卡接口，用以与一显示器连接，其中该显示卡接口上至少具有一显示卡芯片与一视频内存，彼此耦接在一起；

一帧缓冲器，用以存储一欲显示数据的前一状态数据，从该视频内存分割出一部分，做为该帧缓冲器；

一显示器装置，具有一驱动装置耦接到一面板，其中该驱动装置至少包括一信号转换器耦接至该显示卡芯片、一时序控制器耦接至该信号转换器与一驱动器耦接至该时序控制器与该面板；

一过载电压对照表，耦接到该显示卡芯片；

其中该显示卡芯片依据从该帧缓冲器读取的该前一状态数据，由该过载电压对照表中取得对应的一过载驱动数据，并将该过载驱动数据传送至该显示器装置。

2.如权利要求1所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：其中该过载电压对照表配置在该显示器装置中。

3.如权利要求1所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：其中该过载电压对照表配置在该主机中。

4.如权利要求1所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：其中该过载电压对照表由只读存储器(ROM)所构成。

5.如权利要求1所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：其中该过载电压对照表由电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)所构成。

6.如权利要求2所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：其中该时序控制器经过一第一接线耦接至该显示卡芯片，而该过载电压对照表经过一第二接线耦接至该显示卡芯片。

7.如权利要求1所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：该显示器装置为液晶显示器。

8.如权利要求1所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：该显示卡芯片可以侦测该显示器装置的识别码。

9.一种液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：包括：

一主机，具有一显示卡接口，用以与一显示器连接，其中该显示卡接口上至少具有一显示卡芯片与一视频内存，彼此耦接在一起；

一帧缓冲器位于该主机上，用以存储一欲显示数据的前一状态数据；

一显示器装置，具有一驱动装置耦接到一面板，其中该驱动装置至少包括一信号转换器耦接至该显示卡芯片、一时序控制器耦接至该信号转换器与一驱动器耦接至该时序控制器与该面板；

一外挂装置，配置在该主机中，并耦接到该显示卡芯片，用以提供一外挂程序至该显示卡芯片，该外挂程序用以提供一过载驱动功能；

其中该显示卡芯片依据从该帧缓冲器读取的该前一状态数据，由该外挂程序取得对应的一过载驱动数据，并将该过载驱动数据传送至该显示器装置。

10.如权利要求9所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：该显示器装置为液晶显示器。

11.如权利要求9所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：其中该显示卡芯片可以侦测该显示器装置的识别码。

12.如权利要求9所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：其中该帧缓冲器从该视频内存分割出一部分构成。

13.如权利要求9所述的液晶显示器的过载驱动系统，其特征在于：其中该主机还包含一主存储器，该帧缓冲器从该主存储器分割出一部分构成。

14.一种液晶显示器的过载驱动方法，用以将一主机上欲显示数据显示在一液晶显示器上，其特征在于：其中该主机具有一显示器适配卡，该显示适配卡具有一视频内存，且该主机上设有一帧缓冲器，该液晶显示器的过载驱动方法包括：

启动一过载电压对照表；

读取前一帧状态数据，其中该前一帧状态数据存储于该帧缓冲器；

依据该前一帧状态数据，从该过载电压对照表读取一过载驱动数据；

传送该过载驱动数据至该显示器，并以该过载驱动数据驱动该显示器，以显示该欲显示数据。

15.如权利要求14所述的液晶显示器的过载驱动方法，其特征在于：其中该过载电压对照表从该液晶显示器端取得。

16.如权利要求14所述的液晶显示器的过载驱动方法，其特征在于：其中该过载电压对照表从该主机端取得。

17.如权利要求14所述的液晶显示器的过载驱动方法，其特征在于：其中该过载电压对照表从一外挂程序取得。

18.如权利要求14所述的液晶显示器的过载驱动方法，其特征在于：其中该帧缓冲器从该视频内存分割出一部分构成。

19.如权利要求14所述的液晶显示器的过载驱动方法，其特征在于：其中该主机还包含一主存储器，该帧缓冲器从该主存储器分割出一部分构成。

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