CN101207706B - 影像自动检测电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种影像自动检测电路，利用检测影像信号中的同步信号达到影像自动检测的目的，包含：接收端，用于接收影像信号；同步信号拾取器，耦接于该接收端，用于根据该影像信号的电平变化来产生波形；峰值检测器，耦接于该同步信号检测器，用于判断该波形的峰值大小；直流电平切换器，耦接于该峰值检测器，用于根据该波形的峰值大小来将输出电压的电平切换为第一直流电平或第二直流电平；以及输出端，耦接于该直流电平切换器，用于输出该输出电压。

Description

影像自动检测电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种影像自动检测电路及其控制方法，更具体地涉及一种利用同步信号的负逻辑电压电平的特性来自动检测影像信号的影像自动检测电路及其控制方法。

背景技术

随着多媒体娱乐技术的发展，影像输出装置的种类越来越多，如DVD播放器、电视游乐器、电视盒等。因此，为了显示不同影像输出装置的信号，已知的影像显示装置(如液晶显示器)都设有多组影像信号接收端子，用以接收并显示不同影像输出装置的信号。

参考图1，图1是现有技术的显示装置10的示意图。显示装置10可接收并显示不同影像输出装置的信号，当使用者要欣赏某一影像输出装置的影像时，使用者可按压显示装置10上的按键110或遥控器上的按键120来循序地切换影像信号来源，以欣赏特定影像输出装置的视频。换句话说，当要切换影像信号来源时，使用者需按压遥控器或显示装置10上的按键110、120，手动地切换影像信号来源，这样的操作很不方便，非常不符合人性化。

更有甚者，当显示装置10的影像信号接收端子数较多时，使用者需要花费更长时间来切换正确的信号来源，影响了使用时的便利性，造成使用者的困扰。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供影像自动检测电路及其控制方法。

本发明公开了一种影像自动检测电路，利用检测影像信号中的同步信号来达到影像自动检测的目的，包含：接收端，用于接收影像信号；同步信号拾取器，耦接于该接收端，用于根据该影像信号的电平变化来产生波形；峰值检测器，耦接于该同步信号拾取器，用于判断该波形的峰值大小；直流电平切换器，耦接于该峰值检测器，用于根据该波形的峰值大小来将输出电压的电平切换为第一直流电平或第二直流电平；以及输出端，耦接于该直流电平切换器，用于输出该输出电压。

本发明还公开了一种可自动检测影像来源的显示装置，包含：多个影像输入端子，用于接收不同影像输出装置的影像信号；多个影像自动检测电路，分别耦接于该多个影像输入端子，用于检测影像信号中的同步信号，该多个影像自动检测电路的每一个影像自动检测电路包含：接收端，用于接收影像信号；同步信号拾取器，耦接于该接收端，用于根据该影像信号的电平变化来产生波形；峰值检测器，耦接于该同步信号拾取器，用于判断该波形的峰值大小；直流电平切换器，耦接于该峰值检测器，用于根据该波形的峰值大小来将输出电压的电平切换为第一直流电平或第二直流电平；以及输出端，耦接于该直流电平切换器，用于输出该输出电压；以及影像来源判断装置，耦接于该多个影像自动检测电路，用于根据该多个影像自动检测电路的检测结果来判断影像信号的来源。

本发明还公开了一种控制显示装置自动切换影像来源的方法，包含：由该显示装置的多个影像信号端子中的一个影像信号端子接收第一信号；检测该第一信号的电压电平变化；根据该第一信号的电压电平变化，判断该第一信号是否为包含同步信号的影像信号，以及当该第一信号为包含同步信号的影像信号时，切换显示该第一信号。

附图说明

图1为现有技术的显示装置的示意图。

图2为本发明第一实施例可自动检测影像来源的显示装置的示意图。

图3为用于控制显示装置自动切换显示来源的流程的示意图。

图4为影像信号的信号振幅及时序示意图。

图5为本发明优选实施例影像自动检测电路的示意图。

图6为本发明优选实施例影像自动检测电路详细操作及各部分的作用的示意图。

主要符号说明

10、20      显示装置

110、120    按键

230         影像来源判断装置

240         切换装置

300、310、320、325、330、340    步骤

40                      影像信号

400、410、420、430      区块

50                      影像自动检测电路

500                     输入端

510                     缓冲器

520                     同步信号拾取器

530                     峰值检测器

540                     直流电平切换器

550                     输出端

511、521、541           双极晶体管

512、522、533、534      电容

513、514、515、523、524、525、532、542、543    电阻

531                     二极管

ImP_1～ImP_n            影像输入端子

Dt_1～Dt_n              影像自动检测电路

GND                     地端

Vcc                     电压源

具体实施方式

参考图2，图2是本发明第一实施例可自动检测影像来源的显示装置20的示意图。显示装置20包含有：影像输入端子ImP_1～ImP_n、影像自动检测电路Dt_1～Dt_n、影像来源判断装置230及切换装置240。影像输入端子ImP_1～ImP_n通常设置于显示装置20的后方，用于接收不同影像输出装置的影像信号。影像自动检测电路Dt_1～Dt_n耦接于影像输入端子ImP_1～ImP_n，用于检测影像信号中的同步信号，并据以输出相对应的第一电压电平或第二电压电平。根据影像自动检测电路Dt_1～Dt_n输出的电压电平，显示装置20可通过影像来源判断装置230来判断影像信号的来源。当影像来源判断装置230检测出影像信号的来源后，则切换装置240可切换显示对应的影像信号。

为清楚说明本发明显示装置20的操作方式，以下先说明影像信号的电压电平变化。参考图4，图4是影像信号40的信号振幅及时序示意图。如图4所示，影像信号40可大致分为区块400、410、420及430。区块400表示影像信号40中的影像数据，可以代表一帧(Frame)内的数据也可表示一个扫描线内的数据，观察所代表的时间长度，其电压值最高可达0.7V。区块410表示对应帧或扫描线的前沿(Front Porch)或后沿的部分，在显示装置上则是呈现黑框的外围部分。区块420表示遮没时间(Blanking)或是驰返时间，其电压值大约在0V左右。区块430代表的是影像信号中所夹带的同步信号，其中包括水平同步信号、垂直同步信号或水平同步信号与垂直同步信号叠加的复合同步信号。必须注意的是，同步信号是以负逻辑电压电平表示，最低可达-0.3V。本发明即是利用同步信号的负逻辑电压电平特性来达到检测影像信号的目的。另外，值得注意的是本发明所述的影像信号为包含同步信号的视频信号及图像信号。

参考图5，图5为本发明优选实施例影像自动检测电路50的示意图。影像自动检测电路50用于实现图2中影像自动检测电路Dt_1～Dt_n，其包含有接收端500、缓冲器510、同步信号拾取器520、峰值检测器530、直流电平切换器540及输出端550。接收端500耦接于影像输入端子，用于接收由影像输入端子输入的影像信号。缓冲器510耦接在接收端500与同步信号拾取器520之间，其功能为避免后级回路回流到原始影像信号并将输入的影像信号提升到适当的电平。同步信号拾取器520耦接于缓冲器510，用于根据影像信号的电平变化来产生对应的波形。峰值检测器530耦接于同步信号拾取器520，用于判断同步信号拾取器520所输出的波形的峰值大小。直流电平切换器540耦接于峰值检测器530，用于根据波形的峰值大小并将其滤成直流电平，将输出电压的电平切换为第一直流电平或第二直流电平。

关于影像自动检测电路50的详细操作及各部分的作用，继续参考图6。缓冲器510可为共集放大器，其包含有双极晶体管511、电容512、第一电阻513、第二电阻514及第三电阻515。双极晶体管511的集电极耦接于电压源Vcc，发射极耦接于同步信号拾取器520。电容512耦接在接收端500与双极晶体管511的基极之间。第一电阻513的一端耦接在电容512与双极晶体管511的基极之间，另一端耦接于电压源Vcc。第二电阻514的一端耦接在电容512与双极晶体管511的基极之间，另一端耦接于地端GND。第三电阻515的一端耦接在双极晶体管511的发射极与同步信号拾取器520之间，另一端耦接于地端GND。当影像信号由接收端500接收之后，电容512可过滤影像信号中的直流成分，更能避免影像自动检测电路50的信号影响原始影像信号的质量，进而达到保护的功能。接着，利用由电阻513、电阻514、电阻515及双极晶体管511所组成的共集放大器将信号提升到适当的电平。

影像信号接着输入到同步信号拾取器520，由同步信号拾取器520将影像信号的水平或垂直同步信号拾取出来。如图6所示，该同步信号拾取器520可以是共集放大器，包含有双极晶体管521、电容522、第一电阻523、第二电阻524及第三电阻525。双极晶体管521的集电极耦接于峰值检测器530，发射极耦接于地端GND。电容522耦接在缓冲器510与双极晶体管521的基极之间。第一电阻523的一端耦接在电容522与双极晶体管521的基极之间，另一端耦接于电压源Vcc。第二电阻524的一端耦接在电容522与双极晶体管521的基极之间，另一端耦接于地端GND。第三电阻525的一端耦接在双极晶体管521的集电极与峰值检测器530之间，另一端耦接于电压源Vcc。缓冲器510所输出的信号通过电容522后产生无直流偏压分量的影像信号，接着经由电阻523、电阻524、电阻525及双极晶体管521所组成的共集放大器，将影像信号中的同步信号拾取出来。电阻523和电阻524利用分压所产生的偏压值刚好等于双极晶体管521的基极至发射极的导通临界值，使双极晶体管521刚好临界于导通与非导通的状态。因此，影像信号中带有正逻辑电压电平的影像数据部分会使双极晶体管521呈现导通状态，使得双极晶体管521的发射极的输出电压接近于地端GND的电压。相反地，同步信号的负逻辑电压电平会使双极晶体管521呈现不导通状态，此时双极晶体管521的发射极的输出电压接近电压源Vcc而呈现正逻辑电压电平。通过该方法，同步信号拾取器520便可拾取影像信号中的同步信号，产生相对应波形。

由同步信号拾取器520输出的波形属于类似数字振荡的方波，峰值检测器530用于判断该波形的峰值大小并根据峰值大小将信号转换成直流信号。如图6所示，峰值检测器530包含有二极管531、电阻532、第一电容533及第二电容534。二极管531耦接在同步信号拾取器520与直流电平切换器540之间，其功能为开关。电阻532的一端耦接在二极管531与直流电平切换器540之间，另一端耦接于地端GND。第一电容533的一端耦接在二极管531与直流电平切换器540之间，另一端耦接于地端GND。第二电容534的一端耦接在二极管531与直流电平切换器540之间，另一端耦接于地端GND。峰值检测器530为常见的整流滤波电路，除了将同步信号拾取器520输出的类似数字振荡的方波转换成直流信号外，也减少振荡方波所造成的纹波以消除直流电平漂移的问题。

由于本实施例的影像自动检测电路50考虑到后级电路(例如：微处理器或FPGA)，因此在峰值检测器530之后再加上具有保护作用的直流电平切换器540。如图6所示，直流电平切换器540包含有双极晶体管541、第一电阻542及第二电阻543。直流电平切换器540是利用导通或截止双极晶体管541的方式，再经由电阻542和电阻543所组成的分压电路，将双极晶体管541导通后的信号转换成后级可以承受的直流电压电平，以避免后级装置被不适当的直流电压电平损坏。当峰值检测器530所输出的信号为低电平时(影像自动检测电路50没有接收到同步信号)，双极晶体管541呈现截止状态，直流电平切换器540输出高逻辑电压电平，该高逻辑电压电平的电压大小由电阻542和电阻543所组成的分压电路决定。相反地，当峰值检测器530所输出的信号为高电平时(检测装置50接收到同步信号)，峰值检测器530所输出的直流电压电平会导通双极晶体管541，使得直流电平切换器540输出低逻辑电压电平。其中，需注意峰值检测器530所输出的高直流电压电平，需大于或等于双极晶体管541的基极至发射极的导通临界值。

因此，当影像自动检测电路50所接收的影像信号包含有负逻辑电压电平的同步信号时，同步信号拾取器520的双极晶体管521会由导通转为截止，使得双极晶体管521的发射极的输出电压由低电平转为高电平。在此情形下，峰值检测器530所输出的信号会将直流电平切换器540的双极晶体管541导通，则双极晶体管541的发射极电压会由高转为低。换言之，当影像自动检测电路50检测到同步信号时，输出端550的电压电平会由高转为低，则影像来源判断装置230可根据该电压电平来判断影像信号的来源。请注意，本发明所述的影像自动检测电路除了可应用于显示装置外，还可应用于不同的电子装置用作影像自动检测。

参考图3，图3为用于控制显示装置20自动切换影像来源的流程30的示意图。流程30包含以下步骤：

步骤300：开始。

步骤310：由影像信号端子ImP_1～ImP_n接收信号。

步骤320：由影像自动检测电路Dt_1～Dt_n判断影像信号端子ImP_1～ImP_n所接收的信号的电平变化。

步骤325：根据影像自动检测电路Dt_1～Dt_n的判断结果，由影像来源判断装置230判断是否有新的影像信号来源；若有，则执行步骤330；若无，则执行步骤340。

步骤330：由切换装置240切换显示新的影像信号来源。

步骤340：结束。

根据流程30可知，影像来源判断装置230会根据影像自动检测电路Dt_1～Dt_n的输出电压电平，判断是否有新的影像来源。如果有新的影像来源，切换装置240则将目前的影像来源切换到新的影像来源在显示装置20上显示。相反地，如果没有新的影像来源，切换装置240则将维持目前的影像来源在显示装置20上显示。优选地，显示装置20每隔一特定预设的时间就会执行一次流程30，以便确认有无新的影像来源。

值得注意的是，在图2中，影像来源判断装置230的判断方式可采用逐步扫描或中断触发的方式，来判断显示装置20是否有新的影像来源从影像输入端子ImP_1～ImP_n的一个影像输入端子输入。此外，影像来源判断装置230及切换装置240实现的方式不拘泥于任何方式，可经由微处理器或现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现。

综上所述，本发明提出一种影像自动检测电路及其控制方法，利用检测影像信号中的同步信号来自动检测影像来源，用于改善已知显示装置需要手动切换信号来源装置的问题，使得使用者在启动不同的影像装置时，就可将显示装置自动切换到该信号来源，增加使用者的使用便利性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，所有按照本发明申请专利范围所做的等效变化与修改，都应属于本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种可自动检测影像来源的显示装置，包含有：

多个影像输入端子，用于接收不同影像输出装置的影像信号；

多个影像自动检测电路，分别耦接于该多个影像输入端子，用于检测影像信号中的同步信号，该多个影像自动检测电路的每一个影像自动检测电路包含有：

接收端，用于接收影像信号；

同步信号拾取器，耦接于该接收端，用于根据该影像信号的电平变化来产生波形；

峰值检测器，耦接于该同步信号拾取器，用于判断该波形的峰值大小；

直流电平切换器，耦接于该峰值检测器，用于根据该波形的峰值大小，将输出电压的电平切换为高逻辑电压电平或低逻辑电压电平；

输出端，耦接于该直流电平切换器，用于输出该输出电压；以及

影像来源判断装置，耦接于该多个影像自动检测电路，用于根据该多个影像自动检测电路的检测结果，判断影像信号的来源；以及

切换装置，耦接于该多个影像输入端子与该影像来源判断装置，用于根据该影像来源判断装置的判断结果，切换显示该多个影像输入端子的一个影像输入端子的信号。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中该同步信号拾取器是共集放大器。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中该同步信号拾取器包含：

双极晶体管，包含有基极、集电极及发射极，该集电极耦接于该峰值检测器，该发射极耦接于地端；

电容，耦接于该接收端与该双极晶体管的该基极之间；

第一电阻，其一端耦接于该电容与该双极晶体管的该基极之间，另一端耦接于电压源；

第二电阻，其一端耦接于该电容与该双极晶体管的该基极之间，另一端耦接于该地端；以及

第三电阻，其一端耦接于该双极晶体管的该集电极与该峰值检测器之间，另一端耦接于该电压源。

4.如权利要求3所述的显示装置，其中该第一电阻与该第二电阻将该双极晶体管操作于正常启动(Normally On)状态。

5.如权利要求1所述的显示装置，其中该峰值检测器包含：

二极管，耦接于该同步信号拾取器与该直流电平切换器之间；

电阻，其一端耦接于该二极管与该直流电平切换器之间，另一端耦接于地端；

第一电容，其一端耦接于该二极管与该直流电平切换器之间，另一端耦接于地端；以及

第二电容，其一端耦接于该二极管与该直流电平切换器之间，另一端耦接于地端。

6.如权利要求1所述的显示装置，其中每一个影像自动检测电路还包含缓冲器，耦接于该接收端与该同步信号拾取器之间。

7.如权利要求6所述的显示装置，其中该缓冲器是共集放大器。

8.如权利要求7所述的显示装置，其中该缓冲器包含有：

双极晶体管，包含有基极、集电极及发射极，该集电极耦接于电压源，该发射极耦接于该同步信号拾取器；

电容，耦接于该接收端与该双极晶体管的该基极之间；

第一电阻，其一端耦接于该电容与该双极晶体管的该基极之间，另一端耦接于该电压源；

第二电阻，其一端耦接于该电容与该双极晶体管的该基极之间，另一端耦接于地端；以及

第三电阻，其一端耦接于该双极晶体管的该发射极与该同步信号拾取器之间，另一端耦接于该地端。

9.如权利要求1所述的显示装置，其中该同步信号为水平同步信号。

10.如权利要求1所述的显示装置，其中该同步信号为垂直同步信号。

11.如权利要求1所述的显示装置，其中该同步信号为水平同步信号与垂直同步信号叠加的复合同步信号。

12.一种控制显示装置自动切换影像来源的方法，包含有：

由该显示装置的多个影像信号端子中的一个影像信号端子接收第一信号；

检测该第一信号的电压电平变化；

根据该第一信号的电压电平变化，判断该第一信号是否为包含同步信号的影像信号；以及

当该第一信号为包含同步信号的影像信号时，切换显示该第一信号。

13.如权利要求12所述的方法，其中该同步信号为水平同步信号。

14.如权利要求12所述的方法，其中该同步信号为垂直同步信号。

15.如权利要求12所述的方法，其中该同步信号为水平同步信号与垂直同步信号叠加的复合同步信号。

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