CN103514855A - 显示角度处理装置与图像处理器 - Google Patents

Abstract

本发明透过水平角度侦测器等机制侦测显示角度设定。一旦显示角度设定符合变更条件，热插拔处理器调整热插拔信号，让电子装置判定显示器未连接。接着，显示参数被更新。然后，等到符合显示角度设定的显示参数更新完成后，热插拔处理器再调整热插拔信号，让电子装置判定显示器处于连接状态。这时候，电子装置从显示器读取显示参数，并且提供显示器对应显示角度的图像数据。

Description

显示角度处理装置与图像处理器

技术领域

本发明关于显示设备角度的装置与方法，且特别关于动态调整显示设备角度的装置与方法。

背景技术

今日生活中有许多不同的电子装置，大部分都需要使用到显示器。有些时候，为了可携带性的考虑，显示器的尺寸会做的比较小，例如上网笔记本电脑、平板计算机或手机。然而，这些设备的处理能力与日俱增。只要加上适当的输出接口与外接显示器，这些设备就可以使用者提供高分辨率的画面。

这里提到的外接显示器包括常见的液晶屏幕，投影机或其他能显示画面的装置。目前常见用于连接外接显示器的接口包括DVI、HDMI、Thunderbolt等。另一种常见的做法是将USB等外接显示适配器等装置一端安装到计算机，另一端安装到外接显示器，以将计算机提供的画面经过处理，输出到外接显示器。

然而，虽然外接显示器的质量跟价格已经广为消费者接受，但这些外接显示器往往只是被动的接收数据并呈现这些数据。如果使用者有更多不同的使用需求，往往无法得到满足。

能否提供一个更有智能的外接显示器，以及处理的方式，就成了一件值得努力的事情。

发明内容

根据本发明其中的一的实施例，提供一种显示角度处理装置，用于协助调整显示处理器产生显示画面的显示角度。显示处理器经由传输接口从外部装置接收图像流，以产生显示画面。

这种显示角度处理装置包括显示角度侦测器与热插拔处理器。显示角度侦测器用来侦测显示角度设定。热插拔处理器则用来连接至所述显示角度侦测器及参数储存器。参数储存器用来储存显示参数，而显示参数决定显示角度。

外部装置读取显示参数，以供应对应显示角度的图像流给显示处理器。并且，当显示角度设定符合更新显示角度条件时，热插拔处理器调整热插拔信号，使外部装置判断未连接至所述显示处理器。

并且，热插拔处理器将显示参数内容更改成更新显示参数值，以符合更新显示角度。接着，在显示参数更改后，热插拔处理器调整热插拔信号，使外部装置判断连接显示处理器，并且外部装置读取更新显示参数值，并根据更新显示参数值产生对应图像流。

根据本发明另一实施例，提供一种图像处理器，透过传输接口连接至显示处理器，以提供显示处理器图像流。显示处理器则根据图像流产出显示画面。

图像处理器具有热插拔侦测器、显示角度读取器与图像产生器。热插拔侦测器侦测传输接口的热插拔信号，以判断是否连接至显示处理器。

显示角度读取器连接至热插拔侦测器。当发现显示处理器连接时，读取显示处理器的显示参数。这里所说的显示参数可以是视讯传输接口标准的保留字段，用来指示画面的显示角度。

图像产生器连接到显示角度读取器，并且根据读取的显示参数，产出图像流。

根据本发明另一实施例，提供一种显示角度处理装置，用来协助调整显示处理器产生的显示画面的显示角度。显示处理器经由传输接口从外部装置接收图像流，以产生显示画面。

显示角度处理装置具有显示角度侦测器、显示角度处理器与传输器。显示角度侦测器用来侦测显示角度设定。显示角度处理器，连接到显示角度侦测器以读取显示角度设定。传输器连接至显示角度处理器，将显示角度设定传送给外部装置。

当外部装置发现显示角度设定更新时，改变图像流，使显示处理器能呈现对应更新显示角度设定的显示画面。

附图说明

图1例示根据本发明的第一实施例；

图2例示在图1中的计算机104其中一种可行的架构示意图；

图3例示图2的计算机104一种可能的软件架构图；

图4例示图1外接显示适配器108的一个范例；

图5例示图1外接显示器102的一种实作范例；

图6A与图6B，其例示DVI传输接口的插座接脚示意图；

图7为本发明实施例运作的流程图；

图8A、图8B、图8C以及图8D例示了显示器旋转时不同阶段的情况；

图9A例示变形处理的显示画面；

图9B例示截边处理的显示画面；

图10A、图10B与图10C例示了应用在投影机166的实施例；以及

图11例示另一个显示器的实施例。

具体实施方式

首先，请参考图1。图1例示根据本发明的第一实施例。

计算机104本身有内建显示器106。除此以外，还透过一个外接显示适配器108,连接到一个外接显示器102。在这个用来说明的具体实施例中，外接显示适配器108透过USB接口与计算机104连接。并且，外接显示适配器108透过数字视频接口DVI（Digital Visual Interface)跟外接显示器102连接。

在这个实施例中，计算机104可以是一部传统的笔记本电脑。然而，在其他的实施例中，计算机104也可以替换成一般可以替换成桌面计算机或其他各种电子设备，例如影片播放器、平板计算机、手机等等。

另外，在这个实施例中，计算机104有内建显示器106。然而，在其他的实施例中，内建显示器106不一定是必要的配备，例如光驱播放器或是数字电视的机顶盒等情况，外接显示器102可以是主要的显示器。

另外，在这个实施例中，外接显示适配器108以外部模块的方式与计算机104连接。然而，在其他的实施例中，相对于外接显示器102作为外部装置的计算机104也可以替换成，将本实施例中的外接显示适配器108安装在这个外部装置中，而共同构成一个整体。此外，在其他的实施例中，这个外接显示适配器108也可以跟外接显示器108结合，而构成一个整体。

另外，在这个实施例中，外接显示器108为具有显示屏幕的显示器。然而，在其他的实施例中，外接显示器108也可以是投影机，接收视讯画面并加以录制的录像装置等。

接着，请参考图2。图2例示在图1中的计算机104其中一种可行的架构示意图。

在图2的例子中，计算机104包括处理器201、内存203、内部独立显示适配器205、硬盘207、USB控制器209、USB传输接口211。处理器201从硬盘207将程序代码加载到内存203，并且根据需要执行程序代码以完成各种运算工作。

通常，运算工作的一部分包括产生图像数据，经由总线213传给内部独立显示适配器205。内部独立显示适配器213对这些图像数据进行进一步的处理后，产生对应的图像流215传给图1的内部显示器106。

除此以外，处理器201经由USB传输接口211跟USB控制器209可以知道图1的外接显示适配器是否连接。假如有连接的话，处理器201根据硬盘读到的程序代码产出所需的图像数据。这些图像数据经由总线213传到USB传输接口，而传到图1的外部显示适配器108。图1的外部显示适配器108处理这些图像数据，并转换成对应的图像流，进一步传给图1的外部显示器102进行显示。

在图2示范的实施例中，计算机104由多个模块组成。然而，在其他的实施例中，根据不同的设计需求，这些组件可以做对应的调整或删除。例如，USB传输接口211可以改成thunderbolt接口、一般常见的AV端子接口或特别设计的规格接口等。如上所述，在其他的实施例中，计算机104可以替换成其他的电子装置，例如手机。因此，图2的组件甚至也可以部分或全部整合在同一个集成电路芯片里头。

接着，请参考图3。图3例示图2的计算机104一种可能的软件架构图。

在图3中，计算机安装了操作系统。操作系统透过驱动程序A、驱动程序B、驱动程序C等底层驱动程序和各种硬件进行沟通。另一方面，操作系统透过应用程序呼叫接口（API），跟应用程序A、应用程序B、应用程序C等应用程序进行沟通。透过这类的软件架构，图1的计算机104得以有秩序的完成各项指定工作。

在这个例子中，图1的外接显示适配器108有可能直接得到操作系统支持，而不需要额外安装另外的驱动程序。另一种可能是，图1的外接显示适配器108需要安装相对应的驱动程序，以让操作系统可以知道如何和外接显示适配器108进行沟通。

举例来说，用户透过操作系统的接口，可设定图1的外接显示器102显示与内建显示器102同样的内容。用户也可透过操作系统的接口，设定图1的外接显示器102显示与内建显示器102不同的内容，而扩大显示的内容。此外，外接显示器102也可以设定成专属某特定应用程序作为显示输出之用，例如播放影片。

在运作的过程中，驱动程序可提供信息给操作系统做进一步的判断跟处理。然而，根据不同的设计需求，驱动程序也可以自行处理一部分跟外接显示适配器108之间的沟通，而不需把所有信息都传给操作系统。

在以下进一步说明的例子中，外接显示适配器108的处理步骤，在需要的时候，也可以部分交由对应的驱动程序进行处理。

驱动程序的程序代码，可以由外接显示适配器108的厂商，以光盘片、在线下载或其他媒介提供给用户。这样的驱动程序的程序代码，也可以由第三方进行撰写跟提供。

在这个实施例中，软件在逻辑上被切分成多层的多个模块。然而，在其他的实施例中，软件架构可以根据实际需求而进行调整。甚至，这边所描述的软件架构，也可以部分或全部转换成对应的硬件电路。

接着，请参看图4。图4例示图1外接显示适配器108的一个范例。

在这个范例中，外接显示适配器108具有热插拔侦测器402、显示角度读取器404、图像产生器406、DVI传输接408与USB连接接410。图4的外接显示适配器108跟上述的计算机104共同合作，提供图像流412给上述的外接显示器102。此外，外接显示适配器108也从外接显示器读取显示参数414。显示参数414将决定提供给外部显示器102图像流412的内容。以下将配合图5，一起说明外接显示适配器108如何与外部显示器102一起完成工作。

请参考图5。图5例示图1外接显示器102的一种实作范例。

在这个例子中，外接显示器102具有显示处理器501、参数储存器503、热插拔处理器502、显示角度侦测器504、传输接506与显示屏幕510。显示处理器501根据透过传输接口传来的图像流507，产生对应的显示画面。此外，参数储存器503则用来存放显示器102的显示参数，提供给上述例子的外接显示适配器108，关于显示器102想要传达的信息。

在这个例子中，参数储存器503、显示处理器501、显示屏幕510跟显示角度504侦测器504、热插拔处理器502与传输接506共同构成外部显示器102。然而，在不同的设计需求下，外部显示器102也可能由多个模块构成。例如热插拔处理器502等组件，被安置在一个机顶盒，而跟具有显示屏幕的电视装置共同构成这个例子里头的外部显示器102。

接着，请参考图6A与图6B，其例示DVI传输接口的插座接脚示意图。

在DVI标准里头，有定义多个子类别，例如图6B所描述的DVI-I、DVI-D与DVI-A等。详细的接脚以及传输接口的定义在此处不赘述。

需要特别说明的是，图6A中的接脚，根据DVI标准的定义，在标号16号的接脚是用来做热插拔使用的。透过判读这个接脚的信号，一个电子装置可知道，是否有符合DVI规格的显示器，正透过DVI传输接口跟这个电子装置进行连接。

换言之，即使某个电子装置已经在运作当中，显示器仍然可以直接透过DVI传输接口与这个电子装置进行连接，而不需要重新启动这个电子装置。电子装置透过判读这个接脚的电位信号值，例如电压值，就可以知道何时需要开始对这个显示器进行初始化的处理，以及应该何时开始提供图像数据。

此外，在DVI的标准中，除了可透过热插拔对应的接脚判读显示器是否有连接，也定义了延伸显示能力标识符（Extended display identification data,EDID）。EDID用来提供显示器的厂商名称与序号等。

这些信息被储存在显示器的储存器里头，当电子装置透过上述机制，发现一个DVI显示器已经连接，就会去读取这个EDID。并藉此来判断到底应该提供什么格式与类型的数据给DVI显示器。

配合上述热插拔的机制，不同的DVI显示器，可以在电子装置不需重置的情况下直接连接到这个电子装置。为了避免误判，电子装置每次就会重新去读取EDID等数据来决定如何跟这次连接的DVI显示器进行沟通。

在这个例子里头，DVI被拿来作为说明之用。然而，在其他的传输协议，也有类似的热插拔以及提供显示器相关参数给连接的电子装置。因此，以下说明的概念也可以运用在DVI以外的传输协议。

外，传输协议可以是有线的传输协议，也可以是无线的传输协议，例如透过WiFi、蓝牙或其他无线网络。

接着，请参考图7，并配合前面图1到图6。图7的流程图说明了如何利用热插拔跟EDID等显示参数，来达成弹性调整显示角度。

延续前面的例子，首先，图5的显示角度侦测器504侦测显示角度设定（步骤702）。举例来说，可在外接显示器102设置G-Sensor等水平角度侦测器。这类的侦测器可提供外接显示器实际被放置的角度，例如是否翻转90度、180度、270度或360度等。这类的水平角度侦测器所测得的水平角度数值，可以传送到显示角度侦测器504进行读取。

除了使用电子式的水平角度侦测器，在其他的实施例中，也可以使用各种机械式、电磁式或各式设计的自动传感器来感应显示器水平摆放的角度。如果是使用自动侦测的传感器，在一些设计需求下，也可以设定暂停或是对自动感应的显示角度进行一个换算。例如，即使是水平摆放，仍然刻意将显示画面旋转90度，或是，即使是垂直摆放，反而水平呈现显示画面。

此外，按钮、转盘或是显示器的OSD (On Screen Display）显示选单等，由使用者透过按压、遥控器或其他手动设定的装置，也可以提供显示角度侦测器，关于显示角度的信息。透过这种手动的机制，即使显示器未旋转，使用者也可设定显示器进行显示角度的旋转。

接着，判断是否符合显示角度更新条件（步骤704)。在这个说明用的例子中，这个步骤可透过图5的热插拔处理器502来进行。更新条件可根据产品的设计需要而作不同的调整。举例来说，可设定超过45度倾斜，就算是符合显示角度更新条件。举另外一个例子来说，必须保持某个摆放角度超过一段时间，例如5秒钟，仍然维持新的摆放角度，就判断已经符合显示角度更新条件。

一旦判断符合显示角度更新条件，这时候，热插拔处理器502就调整热插拔信号，让外接显示器102对外会被判断未连接（步骤706）。举例来说，透过电路调整上述DVI传输接口第16号接脚的电位信号，例如调整电压值。藉此，即使外接显示器102仍然连接在外接显示适配器108，从未离开。但对于外接显示适配器108来说，此时，外接显示器将被判定为未连接的状态。

并且，热插拔处理器对显示参数进行更新（步骤708）。更新的方式有多种不同的做法。举例来说，可利用DVI传输协议指定的保留字段来设定目前外接显示器102的摆放角度或设定显示角度。例如二进制位值00表示0度显示角度，01数值表示90度显示角度，10数值表示180度显示角度，而11数值则表示270度显示角度。除了以90度做单位，根据不同的需求，当然也可以提供不同的信息，例如可存放任意显示角度，例如37度，以提供更多的弹性。

除了使用保留字段，也可以使用原先定义的字段来达成目的。例如，即使是同一个显示器，但在水平摆放跟垂直摆放两种角度，可透过EDID的设定，让外接显示器102对于外接显示适配器108来说，就像是两个不同的显示器种类。例如，其中一台是1024x768的分辨率，而另一台是768x1024的分辨率。

在更新显示参数后，接着，热插拔处理器再调整热插拔信号，让外接显示器102对外会被判断已连接（步骤710）。这时，虽然外接显示器102对于外接显示适配器108来说，实体上并未脱离过连接，但此时，外接显示适配器108会将外接显示器102视为刚被热插拔的显示器。换句话说，外接显示适配器108会去读取外接显示器102的EDID信息。然后，外接显示适配器108会根据新读到的EDID信息，判断应该提供什么样的图像流给外接显示器102。

举例来说，上一次外接显示适配器108读取EDID时，判断连接的显示器是1024x768分辨率，因此提供对应1024x768的图像流。现在，因为外接显示适配器108读到的EDID显示连接到一台768x1024分辨率的显示器，于是就提供768x1024分辨率的图像流。

在这一种状况下，由于外接显示适配器108提供的图像流并未旋转，因而，只会针对分辨率提供不同的图像流。外接显示器102因此必须有一个对应的旋转机制。在这样的做法下，外接显示适配器108以及计算机104几乎不需要做任何的改变。并且，由于外接显示适配器108跟计算机104通常在图像的指令周期上较为快速，而且原始数据通常也在计算机104上，执行图像的缩放运算能得到较佳的结果。对于外接显示器102来说，在不需处理分辨率改变的情况下，只要做比较小的改动即可达成旋转的目的，例如使用一些缓冲器。

当然，如果采用的方法是使用EDID的保留字段，外接显示适配器108就必须能理解这个新定义的字段数值的意义。换言之，外接显示适配器108一旦知道外接显示器102现在需要做图像的旋转以及旋转的角度，就可以进行对应的运算，以获得对应的图像流，供应给外接显示器102。

在其他的实施例中，这样的运算工作也可以部分或全部交到计算机104中进行。举例来说，可把相关的程序代码记录在驱动程序。这些驱动程序可透过安装在计算机104中的处理器201来执行，然后再把一部分或全部的运算结果传给外接显示适配器108，之后，在传给外接显示器102，以进行对应的显示。

接着，请参考图8A、图8B、图8C以及图8D。这四张图例示了显示器旋转时不同阶段的情况。

首先，图8A显示了尚未旋转的显示器及其显示画面。接着，图8B显示了被旋转90度的显示器，以及显示器所显示的画面。

然后，根据上面的说明，这时，热插拔处理器502会调整热插拔信号，例如DVI传输接口的16号接脚的电位信号。此时，由于外接显示适配器108判断没有显示器连接，所以，外接显示器102没有图像数据可以显示。图8C显示暂时没有图像数据可以显示的画面。

接着，当显示参数更新完成，热插拔处理器502再度调整热插拔信号，让外接显示适配器108判断此时有显示器连接。并且，在读取了更新后的EDID信息，得知现在需要传送旋转90度的图像流，便提供对应的图像流调整。图8D显示完成调整运算后，得到相对于摆放位置旋转的显示器画面。

由于相当比例的显示器长宽并非相同，因此，在进行旋转运算时，有些时候需要做截边或是变形的处理。这些运算也可以由外接显示适配器108、计算机104与外接显示器102，用各种不同的分工方式进行运算调整，而得出图9A变形处理，以及图9B截边处理的显示画面。

另外，必须说明的是，在上述的例子中，外接显示适配器108负责处理对应外接显示器102的热插拔与旋转运算工作。但是，在其他的实施例中，外接显示适配器108可以跟计算机104结合，或进行其他的变形调整。

并且，上面提到的热插拔处理器502以及上面提到的其他组件，也可以用各种不同的方式进行实作。举例来说，可以用简单的电子电路，或是把对应的电路逻辑跟外接显示器102的显示处理器501结合在一起。根据不同的需要，热插拔处理器502及其他相关的组件也可以部分用硬件，部分用软件，或全部用硬件等各种方式来加以实作。

图10A、图10B与图10C例示了应用在投影机166的实施例。图10A例示正常情况下，投影机166应该呈现水平摆放的画面168。图10B例示当投影机166的摆放位置没有水平时，输出的画面168也就没有保持水平。在过去，可能需要透过投影机166本身进行设定或进行画面旋转补偿的运算。透过上述做法，在投影机166侦测到水平有问题时，可先调整热插拔信号，改变EDID的数值，然后再调整热插拔信号。藉此，跟投影机166连接的计算机（未图标）就可以进行对应的补偿调整，然后输出适合的图像流给投影机166。

图11例示另一个显示器的实施例。在这个实施例中，显示器具有显示处理器180、显示角度侦测器182、显示角度处理器184、传输器186与传输接口188。

在这个例子中，显示角度侦测器182侦测到的显示角度，并非透过跟图像流同一传输接口188，例如DVI传输接口。相对的，显示角度的设定信息，是透过传输器186，通过例如I2C等另一个传输接口传给外在的电子装置。透过这个做法，就不需要使用前面所述的热插拔的设定机制。

上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种显示角度处理装置，用于协助调整一显示处理器产生的一显示画面的一显示角度，所述显示处理器经由一传输接口从一外部装置接收一图像流，以产生所述显示画面，所述显示角度处理装置包含：

一显示角度侦测器，供侦测一显示角度设定；

一热插拔处理器，供连接至所述显示角度侦测器及一参数储存器，其中所述参数储存器供储存一显示参数，所述显示参数决定所述显示角度，所述外部装置读取所述显示参数，以供应对应所述显示角度的所述图像流给所述显示处理器；

其中，当所述显示角度设定符合一更新显示角度条件时，所述热插拔处理器调整一热插拔信号，使所述外部装置判断未连接至所述显示处理器；

所述热插拔处理器将所述显示参数的内容更改成一更新显示参数值，以符合一更新显示角度；并且

在所述显示参数更改后，所述热插拔处理器调整所述热插拔信号，使所述外部装置判断连接所述显示处理器，并且所述外部装置读取所述更新显示参数值，并根据所述更新显示参数值产生对应的所述图像流。

2.如权利要求1所述的显示角度处理装置，更包含一显示屏幕、所述显示处理器及所述参数储存器，所述显示处理器连接至所述显示屏幕，而所述显示屏幕呈现所述显示画面。

3.如权利要求1所述的显示角度处理装置，更包含一投影器、所述显示处理器及所述参数储存器，所述显示处理器连接至所述投影器，而所述投影器呈现所述显示画面。

4.如权利要求1所述的显示角度处理装置，所述参数储存器所储存的所述显示参数，存放于符合一视讯传输接口标准的一保留字段。

5.如权利要求4所述的显示角度处理装置，其中所述视讯传输接口标准为DVI，所述显示参数为DVI里头的EDID。

6.如权利要求1所述的显示角度处理装置，其中所述显示角度侦测器包含一水平角度传感器，用于侦测所述显示处理器的一摆放角度。

7.如权利要求1所述的显示角度处理装置，其中所述显示角度侦测器包含一手动角度设定器，供使用者手动设定所述显示角度。

8.如权利要求7所述的显示角度处理装置，其中所述手动角度设定器包含至少一按钮,而且所述手动角度设定器显示一设定提示画面在所述显示画面上。

9.如权利要求1所述的显示角度处理装置，其中所述热插拔处理器所更改成的更新显示参数值包含一旋转角度参数，用以指示一旋转角度值。

10.如权利要求1所述的显示角度处理装置，其中所述热插拔处理器所更改的更新显示参数值包含一缩放处理参数，用以指示所述显示画面的缩放比例。

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