CN100484195C - 数字显示器的影像处理装置 - Google Patents

Abstract

一种影像处理装置，包括外围电路及模拟前端装置。外围电路用以耦接至显示卡，让显示信号可藉由外围电路馈入模拟前端装置加以处理。显示卡所输出的影像信号为单端模拟信号，包括红色信号、绿色信号及蓝色信号；模拟前端装置接收后，可分别利用红色转换器、绿色转换器及蓝色转换器将其转换为数字信号。需要注意的是，红色转换器、绿色转换器及蓝色转换器是共享同一个接地端，此接地端并与外围装置的接地端电性连接，让外围电路与模拟前端装置具有相同的参考地电平，以避免影像信号由单端转换为差分时造成失真。

Description

数字显示器的影像处理装置

技术领域

本发明涉及一种影像处理装置，且特别是涉及一种数字显示器的影像处理装置。

背景技术

长久以来，阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示技术一直是显示器的主流，历经数十年的淬炼，其相关技术的发展已经十分成熟。近年来，由于数字化的大势所趋，显示技术也有了相当大的变革，数字显示器异军突起，大有取代CRT显示器的态势。

有别于传统模拟式显示器的运作方式，数字显示器以数字信号取代了CRT显示器的电子束，因此可以更轻薄，也让人摆脱了辐射及画面闪动的困扰。目前的数字显示技术以液晶显示器(liquid crystal display，LCD)及等离子体显示(plasma display panel，PDP)为主流，就目前而言，在液晶技术利于小尺寸显示且家用电视仍以CRT为主的情势下，市场上仍以液晶显示技术的应用层面较为广泛。

在个人计算机等应用方面，由于目前许多计算机系统的显示卡(VGAcard)都只能输出模拟式的影像信号，因此液晶显示器必须将模拟信号转换为数字信号后，才能加以显示。为此，液晶显示器的影像处理装置便无可避免地需要模拟前端(analog front end，AFE)装置及比例处理器(scalar)，来进行信号转换及缩放运算等处理工作。其中，模拟前端装置是用以将模拟影像信号转换为数字影像信号，比例处理器则依据数字影像信号加以运算，以呈现出不同分辨率的影像。当然除此之外，还需要一些其它的外围电路负责信号的传输及硬件上的连结，方能构成功能完整的影像处理装置。

请参照图1，其示出了传统的影像处理装置方块图。影像处理装置包括外围电路120及模拟前端装置130，用以处理来自显示卡110所馈入的影像信号。由于模拟式的影像信号是由红、绿、蓝三色所组成，因此外围电路120及模拟前端装置130中便需要三组相同的电路来分别处理影像信号中的红色信号、绿色信号及蓝色信号；为了使图面清晰易辨，仅绘示出三组电路其中之一以为代表，并于下文中加以说明。

显示卡110所输出的影像信号可利用电流源Iv等效，影像信号经缆线(cable)馈入外围电路120后，即可送达模拟前端装置130以进行模拟/数字转换工作；需要注意的是，显示卡110及外围电路120中所绘示的电阻R1，R2及电容C，是用以表示缆线及信号传输路径的RC等效电路，共享同一接地端GND。

另一方面，模拟前端装置130中内含三组转换器电路，图中所示为红色转换器、绿色转换器或蓝色转换器其中之一，用以将模拟影像信号数字化。箝位(clamp)装置131可将外围电路120所馈入的影像信号保持在设定的电平(level)，而后，影像信号可先利用输入缓冲器(input buffer)IB加以缓冲，再馈入模拟/数字转换器(analog/digital converter，ADC)135以进行模拟/数字转换。此外，可变电流源Ioff与电阻R串联后耦接至接地端Ground，可藉由可变电流源Ioff及电阻R的调整，达到调整增益(gain)及抵补电压(offset voltage)的目的。

模拟前端装置130所接收的信号是由远方的显示卡110经过缆线及电路板(printed circuit board，PCB)所馈入，在应用上，这样的信号型态通常是单端(single-ended)的；考虑了噪声(noise)抑制等诸多因素，模拟前端装置130内的信号处理必须采用差分(differential)信号。因此，影像信号经箝位装置131输出后，可利用输入缓冲器IB将其转换成差分信号。在单端转换成差分信号的过程中会遇到一个问题：基于参考地电平(reference ground level)的不同所导致的信号失真。简单地说，由于显示卡110所参考的接地端GND和输入缓冲器IB参考的接地端Ground不同(和频率有关，因为有结合电感(bonding inductance))，单端转换成差分信号的过程中便会产生失真，而为人的肉眼所分辨出来。失真大小和外围电路120的布线(layout)及模拟前端装置130内部的电源(power)规划息息相关，如果布线时接地面(ground plane)及电源系统(power system)的设计较好(如4层版)，或模拟前端装置130本身采用较多与电力配置相关的接脚(pin)-例如AD9884，都可以让失真的情形较不明显。但这样会提高电路设计时的复杂度，并增加硬件成本的支出。

解决此问题的另一个方法是采用差分输入，请参考图2，其示出了采差分输入的影像处理装置方块图。采用差分输入有许多好处，除了解决前述失真问题外(因为此时为差分输入)，外围电路220上的布局也较为对称。但此举需要多一个接脚(单端输入每组转换器只需要一支输入接脚)，且模拟前端装置230的电路可能会更复杂(如图1的抵补电压调整电路必须另外实现)。在实际应用上，模拟前端装置130内的电路可整合于一芯片(chip)内，若一组转换器多一个接脚，红色、绿色、蓝色等三组转换器就多出了三个接脚；这样的设计不见得可以被接受，因为这代表必须使用较多脚数的包装(成本较高)，或必须牺牲其它的脚位(功能或性能上的考虑)。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种数字显示器的影像处理装置，以解决差分信号的失真问题。

根据本发明的目的，提出了一种数字显示器的影像处理装置，此装置的简述如下：

影像处理装置包括外围电路及模拟前端装置，外围电路用以耦接至显示卡，让显示信号可藉由外围电路馈入模拟前端装置加以处理。显示卡所输出的影像信号为单端模拟信号，包括红色信号、绿色信号及蓝色信号；模拟前端装置接收后，可分别利用红色转换器、绿色转换器及蓝色转换器将其转换为数字信号。需要注意的是，红色转换器、绿色转换器及蓝色转换器是共享同一个接地端，此接地端并与外围装置的接地端电性连接，让外围电路与模拟前端装置具有相同的参考地电平，以避免影像信号由单端转换为差分时造成失真。

附图说明

图1示出了传统的影像处理装置方块图。

图2示出了采差分输入的影像处理装置方块图。

图3示出了依照本发明的实施例一所提供的一种影像处理装置方块图。

图4示出了依照本发明的实施例二所提供的一种LCD控制芯片方块图。

附图标号说明

41，42，43，44，45，46：接脚

110：显示卡

120：外围电路

130：前端装置

131,231：箝位装置

135：模拟/数字转换器

220：外围电路

230：模拟前端装置

310：显示卡

320：外围电路

330：模拟前端装置

331：红色转换器

332：绿色转换器

333：蓝色转换器

300：LCD控制芯片

R，R1，R2：电阻

C：电容

GND，Ground：接地端

Iv，Ir，Ig，Ib：电流源

Ioff：可变电流源

IB：输入缓冲器

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

由于单端信号转换为差分信号时，会因为外围电路与模拟前端装置所参考的接地端不同而造成信号失真，因此，只要让外围电路与模拟前端装置具有相同的参考地电平，即可消弭失真的源头。请参照图3，其示出了依照本发明的实施例一所提供的一种影像处理装置方块图。同样的，显示卡310中的显示信号可藉由外围电路320馈入模拟前端装置330加以处理，显示卡310所输出的影像信号包括红色信号、绿色信号及蓝色信号，附图中分别以电流源Ir，Ig，Ib加以表示。为处理红色信号、绿色信号及蓝色信号，模拟前端装置330中亦必须配置三组结构相同的红色转换器331、绿色转换器332及蓝色转换器333，这三组转换器的运作原理与传统作法相同，不再赘述。需要注意的是，在模拟前端装置330中，红色转换器331、绿色转换器332及蓝色转换器333是共享同一个接地端Ground，并藉由接地端Ground与外围装置的接地端GND电性连接，使外围电路320与模拟前端装置330具有相同的参考地电平，故可消弭失真的源头。由于红色转换器331、绿色转换器332及蓝色转换器333共享接地端Ground，因此模拟前端装置330只需要4个输入接脚(R，G，B，Ground)，仅较原单端输入的设计多出一个，因此不需对原电路作太大的变更。

更进一步来看，造成信号失真的原因在于所参考的接地电平不同，因此只要将各级电路的接地电平予以统一，即可解决失真问题。为增加组件集成度并缩减电路面积，目前的设计趋势是将模拟前端装置与比例处理器整合于同一LCD控制芯片(LCD controller)当中，用以处理自外围电路所馈入的模拟影像信号。请参照图4，其示出了依照本发明的实施例二所提供的一种LCD控制芯片400方块图，芯片内配置有模拟前端装置330，并通过接脚41，42，43，44，45，46与外围电路320耦接。LCD控制芯片400的接地端Ground可分别通过接脚42，44，46耦接至外围电路320的接地端GND，接脚41，43，45则分别用以接收红色信号、绿色信号及蓝色信号。重要的是，由于LCD控制芯片400的接地端Ground耦接至外围电路320的接地端GND，因此LCD控制芯片400中所有电路(包括模拟前端装置330及比例处理器等)所参考的接地电位均与接地端GND完全相等，故可消除因接地电位不等而造成的信号失真问题。

综上所述，本发明所提供的数字显示器的影像处理装置至少具有以下优点：

一、外围电路与模拟前端装置具有相同的参考地电平，可有效避免影像信号失真。

二、模拟前端装置中的抵补电压调整电路可沿用单端输入时的设计架构，不需重新设计。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围视后附的权利要求书为准。

Claims (11)

1.一种数字显示器的影像处理装置，用以处理自一显示卡馈入的影像信号，该影像处理装置包括：

一外围电路，用以耦接至该显示卡，以传输该影像信号，其中，该外围电路配置有一第一接地端；以及

一模拟前端装置，耦接至该外围电路以转换该影像信号，其中，该模拟前端装置配置有多个转换器以转换该影像信号，这些转换器共享一第二接地端，该第二接地端并与该第一接地端电性连接。

2.如权利要求1所述的影像处理装置，其中，该影像信号包括一红色信号、一绿色信号及一蓝色信号，这些转换器包括一红色转换器、一绿色转换器及一蓝色转换器，用以将该红色信号、该绿色信号及该蓝色信号分别进行模拟/数字转换。

3.如权利要求2所述的影像处理装置，其中该数字显示器是液晶显示器。

4.如权利要求1所述的影像处理装置，其中，该多个转换器对该影像信号进行模拟/数字转换。

5.如权利要求4所述的影像处理装置，其中该影像信号包括一红色信号、一绿色信号及一蓝色信号，这些转换器包括一红色转换器、一绿色转换器及一蓝色转换器，用以将该红色信号、该绿色信号及该蓝色信号分别进行模拟/数字转换。

6.如权利要求5所述的影像处理装置，其中该数字显示器是液晶显示器。

7.一种用于液晶显示器的影像处理装置，该影像处理装置设置于一LCD控制芯片内，其中，该LCD控制芯片具有多个接脚，该LCD控制芯片藉由这些接脚与一外围电路耦接，该影像处理装置包括：

一模拟前端装置，用以接收该外围电路输出的一模拟影像信号，并对该模拟影像信号进行影像处理，其中，该外围电路具有一第一接地端且该模拟前端装置具有多个第二接地端；

其中，所述多个第二接地端是藉由这些接脚，与该第一接地端电性连接。

8.如权利要求7所述的影像处理装置，其中这些影像信号包括一红色信号、一绿色信号及一蓝色信号，该模拟前端装置包括一红色转换器、一绿色转换器及一蓝色转换器，分别用以将该红色信号、该绿色信号及该蓝色信号分别进行模拟/数字转换，其中该红色转换器、该绿色转换器及该蓝色转换器分别具有所述多个第二接地端中的一个。

9.如权利要求8所述的影像处理装置，其中，这些第二接地端分别藉由这些接脚之一，与该第一接地端电性连接。

10.如权利要求8所述的影像处理装置，其中，这些第二接地端共享这些接脚之一，与该第一接地端电性连接。

11.如权利要求7所述的影像处理装置，其中该外围电路设置于一印刷电路板上。

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