CN110580882A - 光学无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学无线通信系统，其包括一显示面板、一图框率控制器、一背光模块，以及一时序控制器。显示面板包括玻璃屏，而图框率控制器用来调变多组频率。时序控制器用来以多组频率中至少一第一频率和一第二频率来驱动玻璃屏上不同扫描区域以传送光学数据，及/或以多组频率中至少一第三频率和一第四频率来驱动背光模块上不同背光区域以传送光学数据。其中第一频率和第二频率彼此相异，第三频率和第四频率彼此相异，第二频率的值为第一频率的值的整数倍，且第四频率的值为第三频率的值的整数倍。因此，本发明提供一种低功耗和高传输量的光学无线通信系统。

Description

光学无线通信系统
技术领域
本发明涉及一种光学无线通信系统，尤其涉及一种低功耗、高传输量和低画面闪烁的光学无线通信系统。
背景技术
相较于传统的白炽灯泡，发光二极管(light emitting diode,LED)具有耗电量低、组件寿命长、体积小、无须暖灯时间和反应速度快等优点，并可配合应用需求而制成极小或数组式的组件。除了户外显示器、交通号志灯之外、各种消费性电子产品，例如移动电话、笔记本电脑或电视的液晶显示屏幕背光源之外，发光二极管也广泛地被应用于各种室内室外照明装置，以取代日光灯管或白炽灯泡等。
随全球通信大量需求与发展，光学无线通信成为部署通信系统的重要一环，发光二极管可见光传输技术是利用发光二极管发出肉眼感觉不到的高速闪烁信号，进而以无线方式来传输光学数据。光学无线通信除了具有传输容量大的优点外，由于可见光无线通信的波束很窄又非常定向，因此其保密性比通常的微波无线系统安全得多。此外，可见光无线通信可避免一般无线局域网络或高频无线传输的电磁波对人体与周边电子设备造成干扰的影响，并且可代替无线基地台，同时具备安全性高的特点。
现有光学无线通信系统是采用发光二极管背光信号调变技术，发送端的显示器透过控制发光二极管背光模块的更新频率以发送快速闪烁的数字信号(逻辑1和逻辑0)，接收端装置搭备配备了专用应用程序的图像传感器来接收并辨识人眼无法识别的数字信号。然而，上述背光信号调变技术为高频运作，除了会提升背光模块的功耗并影响影像亮度外，在低亮度背光使用模式下可能无法再进行调变或造成显示器无法正确地显示默认的影像画面。因此，需要一种低功耗和高传输量的光学无线通信方法和光学无线通信系统。
发明内容
鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种低功耗和高传输量的光学无线通信系统。
为达到上述目的，本发明公开一种光学无线通信系统，其包括一显示面板，其包括一玻璃屏；一图框率控制器，用来调变多组频率；一扫描驱动电路；以及一时序控制器，用来控制所述扫描驱动电路以所述多组频率中至少一第一频率和一第二频率来分别驱动所述玻璃屏上的一第一扫描区域和一第二扫描区域以传送一光学数据，其中所述第一频率和所述第二频率彼此相异，且所述第二频率的值为所述第一频率的值的整数倍。
为达到上述目的，本发明另公开一种光学无线通信系统，其包括一显示面板；一背光模块，用来提供所述显示面板运作所需的光源；一图框率控制器，用来调变多组频率；以及一时序控制器，用来控制所述背光模块以所述多组频率中至少一第一频率和一第二频率来分别驱动所述背光模块的一第一背光区域和一第二背光区域，其中所述第一频率和所述第二频率彼此相异，所述第二频率的值为所述第一频率的值的整数倍。
附图说明
图1为本发明实施例中一种光学无线通信系统的功能方块图。
图2为本发明另一实施例中一种光学无线通信系统的功能方块图。
图3为本发明实施例中光学无线通信方法的示意图。
图4为本发明另一实施例中光学无线通信方法的示意图。
图5为本发明另一实施例中光学无线通信方法的示意图。
图6为本发明另一实施例中光学无线通信方法的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10 图形处理器端
11 缩放电路
12、22 图框率控制器
20 面板控制端
24 时序控制器
26 背光模块
27 数据驱动电路
28 扫描驱动电路
30 显示面板
100、200 光学无线通信系统
IC1～IC4 集成电路
SCAN1～SCAN4 扫描区域
BL1～BL4 背光区域
F1～F4 玻璃屏信号频率
FBL1～FBLN 背光模块更新频率
具体实施方式
图1为本发明实施例中一种光学无线通信系统100的功能方块图。图2为本发明实施例中一种光学无线通信系统200的功能方块图。光学无线通信系统100和200各包括一图形处理器(graphics processing unit,GPU)端10和一面板控制端20。在光学无线通信系统100中，图形处理器端10包括一缩放电路(scaler)11，而面板控制端20包括一图框率控制器(frame rate controller,FRC)22、一时序控制器(timing controller,TCON)24、一背光模块26、一数据驱动电路27、一扫描驱动电路28，以及一显示面板30。在光学无线通信系统200中，图形处理器端10包括一缩放电路11和一图框率控制器12，而面板控制端20包括一时序控制器24、一背光模块26、一数据驱动电路27、一扫描驱动电路28，以及一显示面板30。
在本实施例中，背光模块26可使用发光二极管(light-emitting diode,LED)来提供显示面板30运作所需的光源。显示面板30可为液晶显示(liquid crystal display,LCD)面板，其包括液晶层、玻璃屏、偏光片、滤光片和扩散片等组件。液晶层设置于两玻璃屏之间，红、蓝、绿三原色与黑色以微细的结构建置于上玻璃屏表面以形成彩色滤色片，而多个晶体管则建置于下玻璃屏表面以形成数据驱动电路27和扫描驱动电路28等驱动电路。透过施加不同偏压会使电流通过晶体管以产生电场变化，造成液晶分子偏转而藉以改变光线的偏极性，进而控制影像的显示。然而，显示面板30的结构并不限定本发明的范畴。
本发明的光学无线通信方法采用玻璃屏信号频率调变架构，调变至少两组不同频率以分别对应至少两组不同的信号数据，以至少两组不同频率来驱动显示面板30的玻璃屏上不同扫描区域以搭配将光学数据传递出去，其中玻璃屏上不同扫描区域的驱动频率之间为整数倍关系。
图3为本发明实施例中光学无线通信方法的示意图。本发明在传递光学数字信号时，图框率控制器12或22会调变多组相异频率，使得时序控制器24能依此控制扫描驱动电路28的M组集成电路IC1～ICM来分别以频率F1～FM驱动显示面板30中玻璃屏上的扫描区域SCAN1～SCANM，其中FM＝Ai*Fi，M为大于1的整数，i为介于0和M之间的整数，且A1～Ai为正整数且至少其中的一为大于1的整数。图3显示了M＝4时的实施例，其中扫描驱动电路28包括4组集成电路IC1～IC4，分别对应于显示面板30中玻璃屏上的扫描区域SCAN1～SCAN4。集成电路IC1以频率F1＝30Hz来更新显示面板30中玻璃屏上的扫描区域SCAN1的画面，集成电路IC2以频率F2＝60Hz来更新显示面板30中玻璃屏上的扫描区域SCAN2的画面，集成电路IC3以频率F3＝120Hz来更新显示面板30中玻璃屏上的扫描区域SCAN3的画面，而集成电路IC4以频率F4＝120Hz来更新显示面板30中玻璃屏上的扫描区域SCAN4的画面，也就是说A1＝8，A2＝4，且A3＝2。
本发明的光学无线通信方法也可以采用背光模块频率调变架构，调变至少两组不同频率以分别对应至少两组不同的信号数据，以至少两组不同频率来驱动背光模块26的不同背光区域以搭配将光学数据传递出去，其中背光模块26中不同背光区域的驱动频率之间为整数倍关系。
图4至图6为本发明实施例中光学无线通信方法的示意图。背光模块26包括N个背光区域BL1～BLN，其中N为大于1的整数。背光区域BL1～BLN的更新频率分别为FBL1～FBLN，其中FBLN＝Bj*FBLj，j为介于0和N之间的整数，B1～Bj为正整数且至少其中的一为大于1的整数。图4至图6显示了N＝4时的实施例，其中背光模块包括4个背光区域BL1～BL4，背光区域BL1的更新频率FBL1的值为10MHz，背光区域BL2的更新频率FBL2的值为20MHz，背光区域BL3的更新频率FBL3的值为40MHz，而背光区域BL4的更新频率FBL4的值为80MHz，也就是说B1＝8，B2＝4，且B3＝2。
在其他实施例中，背光模块的背光区域BL1～BLN可为左右相间的区域(图4)、上下相间的区域(图5)，或是在上下左右等分背光模块的区域(图6)。然而，图4～6所示的实施例仅为了说明本发明，背光区域BL1～BLN的数目和形状并不限定本发明的范畴。
本发明的光学无线通信方法也可以结合图3所示的玻璃屏信号频率调变架构和图4～6所示的背光模块频率调变架构来更进一步提升光学数据的传输量。
综上所述，本发明提供一种低功耗和高传输量的光学无线通信系统，采用玻璃屏信号频率调变架构及/或背光模块频率调变架构来调变至少两组不同频率以分别对应至少两组不同的信号数据，由至少两组不同频率来驱动显示面板的玻璃屏上不同区域及/或背光模块中不同背光区域以搭配将光学数据传递出去，进而增加信息传输的数据量。同时，玻璃屏上不同扫描区域及/或背光模块中不同背光区域的驱动频率之间为整数倍关系，目的在于减少画面闪烁和信号不连续的现象。此外，由于本发明采用的玻璃屏信号频率调变并不会让背光模块进入高频运作或降低背光模块的亮度，因此不会提升背光模块的功耗或影响低亮度背光使用模式下的运作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光学无线通信系统，其特征在于，包括：
一显示面板，其包括一玻璃屏；
一图框率控制器，用来调变多组频率；
一扫描驱动电路；以及
一时序控制器，用来控制所述扫描驱动电路以所述多组频率中至少一第一频率和一第二频率来分别驱动所述玻璃屏上的一第一扫描区域和一第二扫描区域以传送一光学数据，其中所述第一频率和所述第二频率彼此相异，且所述第二频率的值为所述第一频率的值的整数倍。
2.如权利要求1所述的光学无线通信系统，其特征在于，所述扫描驱动电路包括：
一第一集成电路，用来以所述第一频率来更新所述第一扫描区域的画面以传送所述光学数据；以及
一第二集成电路，用来以所述第二频率来更新所述第二扫描区域的画面以传送所述光学数据。
3.如权利要求1所述的光学无线通信系统，其特征在于，另包括一背光模块以提供所述显示面板运作所需的光源，且所述时序控制器另用来控制所述背光模块以所述多组频率中至少一第三频率和一第四频率来分别驱动所述背光模块的一第一背光区域和一第二背光区域，其中所述第三频率和所述第四频率彼此相异，且所述第四频率的值为所述第三频率的值的整数倍。
4.如权利要求1所述的光学无线通信系统，其特征在于，所述图框率控制器设置于一图形处理器端，而所述时序控制器、所述扫描驱动电路和所述显示面板设置于一面板控制端。
5.如权利要求1所述的光学无线通信系统，其特征在于，所述图框率控制器、所述时序控制器、所述扫描驱动电路和所述显示面板设置于一面板控制端。
6.一种光学无线通信系统，其特征在于，包括：
一显示面板；
一背光模块，用来提供所述显示面板运作所需的光源；
一图框率控制器，用来调变多组频率；以及
一时序控制器，用来控制所述背光模块以所述多组频率中至少一第一频率和一第二频率来分别驱动所述背光模块的一第一背光区域和一第二背光区域，其中所述第一频率和所述第二频率彼此相异，且所述第二频率的值为所述第一频率的值的整数倍。
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