TW200826666A - Auto-detection circuit and control method for video signals - Google Patents

Description

200826666 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】‘ 本發明係指一種影像自動偵測電路及其控制方法，尤 指一種利用同步訊號之負邏輯電壓準位之特性，以自動偵 測影像訊號的影像自動偵測電路及其控制方法。 【先前技術】 隨著多媒體娛樂技術之演進，影像輸出裝置的種類越 來越多，如DVD播放器、電視遊樂器、電視盒等。因此， 為了顯示不同影像輸出裝置的訊號，習知影像顯示裝置（如 液晶顯示器）皆設有多組影像訊號接收端子，用以接收並 顯示不同影像輸出裝置的訊號。 請參閱第1圖，第1圖為一先前技術之顯示裝置1〇之 示意圖。顯示裝置10可接收並顯示不同影像輸出裝置的訊 號，當使用者要欣賞某一影像輸出裝置'的影像時，使用者 可按壓按壓顯示裝置10上之一按鍵110或遙控器上之一按 鍵120循序切換影像訊號來源，以欣賞特定影像輸出裝置 的視訊。換句話說，當要切換影像訊號來源時，使用者需 按壓遙控器或顯示裝置10上的按鍵110、120，手動地切 換影像訊號來源，這樣的操作很不方便，非常不符合人性 200826666 更有甚者田顯示裝置10之影像訊號接收端子數較多 時’使用者需要花費更多的咖來切換正確的訊號來源， 影響使用時的便利性，造成使用者的困擾。 【發明内容】 測電 因此，本發明之主要目的即在於提供影像自 路及其控制方法。 、 號中種影像自動細路’利用偵測影像訊 儿 门v汛唬建到影像自動偵測的目的，包含一 =用山來接收-影像訊號；—同步诚擷取器，騎於該 接收端，用來根據該影像訊號之準位變化，產生一波形·Λ 一峰值檢測器，耗接於該同步訊號擷取器，用來^ 形的峰值大小；—直鱗㈣換Ε，減於料值檢測器/ 用來根據該波形的峰值大小，切換—輸出電壓的 ° 第-直流準位或-第二直流準位；以及—輪㈣ = 5亥直流準位切換器，用來輸出該輸出電壓。 ； 本發明另揭露一種可自動偵彳 包含複數個影像輸入端子，:==顯μ置， 偵測電路，分別耗接於該複數=個影 路之母-影像自動偵測電路包含-接收端，用:動偏測電 安吹化用來接收—影 200826666 耦接於該接收端，用來根據 一波形；一峰值檢濟in，鋼 像訊號；一同步訊號擷取器，桐 該影像訊號之準位變化，產生一 接於該同步訊號擷取器，用來判斷該波形的峰值大小； 耗接於該峰值檢測器，用來根據該波形

自動偵測電路的偵剛結果，判斷影像訊號的來源。 直流準位切換器， 的峰值大小，切指 一第二直流準位； 本發明另揭露一種控制一顯示裝置自動切換影像來源 的方法，包含由該顯示裝置之一影像訊號端子接收一第一 成唬偵測該第一訊號之電壓準位變化；根據該第一訊號 之電壓準位變化，判斷該第一訊號為一影像訊號，並切換 顯示該第一訊號。 * . · . 【實施方式】 請參考第2圖，第2圖為本發明第一實施例可自動偵 測影像來源之顯示裝置2〇之示意圖。顯示裝置20包含有 影像輸入端子ImP〜i〜ImPn、影像自動偵測電路DtJ〜 t〜η、一影像來源判斷裝置230及一切換裝置240。影像 輪入端子ImP一 1〜ImPjl通常設置於顯示裝置20之後方， 用來接收不同影像輪出裝堇的影像訊號、。影像自動偵測電 200826666 yu〜m—η純於影像輪人端子Impj〜Imp n，用來 偵測影像訊财的时㈣，並㈣㈣㈣應的第一電 壓準位或第—電壓準位。根據影像自動摘測電路以―】〜 D〇i輸出之電壓準位，顯示裝置2()可透過影像來源判斷 裝置230 ’判斷影像訊號的來源。當影像來源判斷裝置230 偵’則出影像訊號的來源後，則切換裝置24〇可於切換顯示 對應的影像訊號。 為清楚說明本發明顯示裝置20之運作方式，以下先說 明影像訊號之電壓準位變化。請參考第4圖，第4圖係為 影像訊號40之訊號振幅及時序示意圖。如第4圖所示， 衫像訊號4〇可大致分為區塊4〇〇、410、420及430。區塊 400表示影像訊號40中的影像資料，可以代表一個畫框 〈Frame〉内的資料亦可表示一個掃描線内的資料，端視所 代表的時間長度，其電壓值最高可達0.7V。區塊410表示 對應晝框或掃描線的前廊〈Front Porch〉或後廊的部分， 在顯示裝置上則是呈現黑框的外圍部分。區塊420表示遮 沒時間〈Blanking〉或是驰返時間，其電壓值大約在評左 右。區塊430代表的是影像訊號中所夾帶的同步訊號，其 中包括水平同步訊號、垂直同步訊號或水平同步訊號與垂 直同步訊號疊加之複合同步訊號。必須注意的是，同步訊 號是以負邏輯電壓準位表示，最低可達-0.3V。本發明即是 利用同步訊號的負邏輯電壓準位特性來達到偵測影像訊號 200826666 的目的。另外，值付注思的是本發明所述之影像訊號為包 含同步訊號之視訊訊號及圖像訊號。 請參考第5圖，第5圖為本發明較佳實施例影像自動 偵測電路50之示意圖。影像自動偵測電路5〇用以實現第 2圖中影像自動偵測電辂以一丨〜以』，其包含有—接收端 500、一緩衝器510、一同步訊號擷取器52〇、一峰值檢測 器530、一直流準位切換器54〇及一輸出端55〇。接收端 5〇〇耗接於影像輸人端子，用來接收由影像輸人端子輪入 之，像訊號。緩衝H 51〇㈣於接收端獅與同步訊號掏 取益52〇之間，其功能為避免後級迴路回流到原始影像訊 號並將輸人之影像訊號提賴適當的準位。同步訊號補取 裔520耗接於緩衝器則’用來根據影像訊號之準位變化， i °峰值檢測器53G耗接於同步訊號擷取器 ，☆:斷同步，擷取器52〇所輸出之波形的峰值大 机位切換器540輕接於峰值檢測器530，用來根 成直流準位，切換-輸_ 罝Μ準位或—第二直流準位。 關於影像自動偵測 請繼續參考第6圖柏操作及各部分的作用， 含有一雙栽子電晶體511、n/ 其包 一第二電阻514 冤谷512、一第一電阻513、 二電阻515。·雙栽子電晶體511的 200826666 集極耦接於一電壓源Vcc，射極耦接於同步訊號擷取器 520。電谷512耦接於接收端500與雙載子電晶體’η之基 極之間。第一電阻513的一端耗接於電容5丨2與雙載子電 晶體511之基極之間，另一端耦接於電壓源vcc。第二電 阻514的一端耦接於電容512與雙載子電晶體511之基極 之間，另一端耦接於地端GND。第三電阻515的一端耦接 於雙載子電晶體511之射極與同步訊號'擷取器52〇之間， 另一端耦接於地端GND。當影像訊號由接收端5〇〇接收之 後，電容512可過濾影像訊號中直流成分，更能避免影像 自動偵測電路50之訊號影響原始影像訊號之品質，進而達 到保護的功能。接著，利用由電阻513、電阻514、電阻 515及雙載子電晶體511所組成的共集放大器將訊號提升 到適當的準位。 影像訊號接著輸入到同步訊號擷取器52〇,由同步訊號 擷取器520將影像訊號的水平或垂直同步訊號擷取出來。 如第6圖所示，該同步訊號擷取器52〇可為一共集放大器， 包含有一雙載子電晶體.521、一電容.522、一第一電阻523、 一第二電阻524及一第三電阻525。雙載子電晶體521的 集極耦接於峰值檢測器530，射極耦接於地端GND。電容 522耗接於緩衝器51〇與雙載子電晶體521之基極之間。 第一電阻523的一端耦接於電容522與雙載子電晶體521 之基極之間，另一端辆接於電壓源Vcc。第二電阻524的 200826666 一端耦接於電容522與雙載子電晶體521之基極之間，另 一端耦接於地端C5ND。·第三電阻525的—端耦接於雙載子 電晶體521之集極與峰值檢測器530之間，另一端耗接於 電壓源Vcc。缓衝器510所輸出的訊號透過電容522後產 生無直流偏壓成分的影像訊號’接著藉由電阻523、電阻 524、電阻525及雙載子電晶體521所組成的共集放大器， 將影像訊號之中的同步訊號擷取出來。電阻523和電阻524 利用分壓所產生的偏壓值剛好等於雙載子電晶體521的基 極至射極的導通臨界值’使雙載子電晶體521剛好臨界於 導通與非導通的狀態。因此，影像訊號中帶有正電壓邏輯 準位的影像資料部分會使雙載子電晶體521呈現導通的狀 態，使得雙載子電晶體521之射極的輸出電壓接近於地端 GND的電壓。相反地，·同步訊號之負邏輯電壓準位會使雙 載子電晶體521呈現不導通的狀態，此時雙載子電晶體521 之射極的輸出電壓接近電壓源Vcc而呈現一正邏輯電壓準 位。藉此方法，同步訊號擷取器520便可擷取影像訊號中 之同步訊號，產生一相對應波形。 由同步訊號擷取器520輸出之波形屬於類似數位具振 盪的方波，峰值檢測器530用來判斷該波形的峰值大小並 根據峰值大小將訊號轉換成直流訊號。如第6圖所示，峰 值檢測器53Θ包含有一二極體531、一電阻532、一第一電 容533及一第二電容534。二極體531耦接於同步訊號擷 12 200826666 取器520與直流準位切換器540之間，其功能為一開關。 電阻532之一端耦接於二極體與直流準位切捵嚣540 之間，另一端耦接於地端GND。第一電容533之一端耦接 於二極體531與直流準位切換器540之間，另一端耦接於 地端GND。第二電容534之一端耦接於二極體531與直流 準位切換器540之間，另一端耦接於地端GND。峰值檢測 器530為一常見之整流濾波電路·，除了將同步訊號擷取器 520輸出之類似數位具振盪的方波轉換成直流訊號外，並 滅少振盪方波所造成的漣波以消除直流準位漂移的問題。 由於本實把例之影像自動偵測電路5 〇考慮到後級電路 〈例如:微處理器或FPGA〉，因此於峰值檢測器後再 加上具保護作用的直流準位切換器54〇。如第6圖所示， 直流準位切換器540包含有一雙載子電、晶體、一第一 電阻542及一第二電阻543。直流準位切換器54〇係利用 導通或關閉雙載子電晶體541之方式，再藉由電阻542和 電阻543所組成的分壓電路，將雙載子電晶體541導通後 的訊號轉換成後級可以容納的直流電壓準位，以避免後級 裝置被不適當的直流電壓準位損壞。當峰值檢測器53〇所 輸出之訊號為低準位時（影像自動偵測電路5〇沒有接收到 同步訊號），雙載子電晶體541呈現關閉狀態，直流準位 切換器54G輸出-高邏輯電麼準位，該高邏輯電壓準位的 電麼大小係由電阻542和電阻·543所組成之分壓電路決 13 200826666 疋。相反地，當蜂值檢測器53G所輪出之訊號為高準位時 (_裝置50有接收咖步訊號）值檢树器53〇所输 出之直流電壓準位會導通雙載子電晶體541，使得直流準 位切換器540輸出一低邏輯電壓準位。其中，需注意峰值 檢測器530所輸出之高直流電壓準位，需大於或等於雙載 子電晶體541的基極至射極的導通臨界值。 因此’當影像自動偵測電路50所接收之影像訊號包含 有負邏輯電壓準位之同步訊號時，同步、訊號擷取器52〇的 雙載子電晶體521會由導通轉為截止，使得雙載子電晶體 521之射極的輸出電壓由低準位轉為高準位。在此情形不， 峰值檢測器530所輸出之訊號會將直流準位切換器54〇的 雙載子電晶體541導通，則雙载子電晶體541的射極電壓 會由高轉為低。換言之，當影像自動偵測電路50價測到同 步訊號時，輸出端550的電壓準位會由高轉為低，則影像 來源判斷裝置230可據以判斷影像訊號的來源。請注意， 本發明所述之影像自動偵測電路除了可應用於顯示裝置 外，另可應用於不同之電子裝置作影像自動偵測之用。 請參考第3圖，第3圖為用於控制顯示裝置2〇自動切 換影像來源之一流私之示·思圖。流程30包含以下步驟·· 步驟3〇〇 :開始。 步驟31〇:由影像訊號端子ImP—1〜lmp—η接收訊號。 14 200826666 步驟320 :由影像自動偵測電路Dt_l〜Dt_n判斷影像 訊號端夺imP_ ί〜imP—η所接收之fit號的华 位變化。 • · · · · 、 , 步驟325 :根據影像自動偵測電路Dt_l〜Dt_n的判斷 結果，由影像來源判斷裝置230判斷是否有 新的影像訊號來源；若有，則執行步驟330 ; 若否，則執行步驟340。 步驟330:由切換裝置240切換顯示新的影像訊號來 源。 步驟340 :結束。 根據流程30可知，影像來源判斷裝置230會根據影像 自動偵測電路Dt_l〜Dt_n的輸出電壓準位，判斷是否有新 影像來源。如果有新的影像來源，切換裝置240將目前的 影像來源切換至新的影像來源於顯示裝置20上顯示。相反 地，如果沒有新的影像來源，切換裝置240將維持目前的 影像來源於顯示裝置20上顯示。較佳地，顯示裝置20每 隔一特定預設的時間就會執行一次流程30，用以確認有無 新的影像來源。 值得注意的是，在第2圖中，影像'來源判斷裝置230 的判斷方式可採用逐步掃描或中斷觸發的方式，來判斷顯 示裝置20是否有新的影像來源自影像輸入端子ImP 1〜 15 200826666

ImP—η之衫像輸入端子輸入。此外’影像來源判斷裝置 230及切換裝置240實現的方式不拘泥於任何方式，可藉 由微處理器或現場可程式化邏輯閘陣列〈FPGA〉實現。 綜上所述，本發明提出一影像自動偵測電路及其控制 方法，利用偵測影像訊號中之同步訊號來自動偵測影像來 源，用來改善習知顯示裝置需要手動切換訊號來源裝置的 問題，讓使用者啟動不同的影像裝置時，即可將顯示裝置 自動切換到該訊號來源，增加使用者之便利性。 ' : · · 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為一先前技術之顯示裝置之示意圖。 第2圖為本發明第一實施例可自動偵測，影像來源之顯示裝 置之示意圖。 第3圖為用於控制顯示裝置自動切換顯示來源之一流程之 示意圖。 第4圖為一影像訊號之訊號振幅及時序示意圖。 第5圖為本發明較佳實施例影像自動偵測電路之示意圖。 第6圖為本發明較佳實施例影像自動偵測電路詳細操作及 各部分的作用之示意圖。 16 200826666 【主要元件符號說明】 10、20 顯示裝置 110 、 120 按鍵 230 .影像來源判斷裝置 240 切換裝置 300 > 310 、 320 、 325 、 330、340 步驟 40 影像訊號 400 、 410 、 420 ' 430 區塊 50 影像自動偵測電路 500 .輸入端 、 510 緩衝器 520 同步訊號擷取器 530 峰值檢測器 540 直流準位切換器 550 輸出端 511 、 521 、 541 雙載子電晶體 512 、 522 、 533 、 534 電容 513 、 514 、 515 、 523 、 524 、 525 、 532 、 542 531 二極體 ImP_l 〜ImP η 影像輸入端子 • · Dt一 1 〜Dt—η .影像自動偵測電路 GND 地端 Vcc 電壓源

Claims (1)

1. 200826666 十、申請專利範圍： 1. 一種影像自動偵測..電路，利用偵測影像訊號中一同步 訊號達到影像自動偵測的目的，包含·· 一接收端，用來接收一影像訊號； -同步訊號擷取ϋ，輪於該接收端，用來根據該影 像訊號之準位變化，產生一波形； -峰值檢測H，純於該同步⑽擁㈣，用來判斷 該波形的峰值大小； 一直Μ準位切換器，耦接於該峰值檢測器，用來根據 該波形的峰值大小，切換一輸出電壓的準位為一第 一直流準位或一第二直流準位；以及 -輸出端，城於該直流準位城^，絲輸出該輸 出電壓。 2.如請求項1所述之影像自動偵測電路，其中該同步訊 號擷取器係一共射放大器。 3·如凊求項2所述之影像自動偵測電路，其中該同步訊 號擷取器包含·· -雙載子電晶體，包含有―基極、—集極及一射極， 該集極耦接於該峰值檢測器，該射極耦接於一 踹· ' •ntQ ， 18 200826666 一電容，耦接於該接收端與核雙載子電晶體之縯基極 之間； 一第一電阻，其一端耦接於該電容與該雙載子電晶體 之該基極之間’另一端耦接於一電壓源； 一第二電阻，其一端搞接於該電容與該雙載子電晶體 之該基極之間’另一端耦接於該地端；以及 一第三電阻，其一端耗接於該雙載子電晶體之該集極 與該峰值檢測器之間，另一端耦接於該電壓源。 • · * 4·如請求項3所述之影像自動偵測電路，其中該第一電 阻與該第二電陴將该雙載子電晶體操作於正常啟動 (Normally。11)狀冬 5.如請求項丨所述之影像自動偵測電路，其中該峰值檢 測器包含： 一二極體，斜接於该同步訊號擷取器與該直流準位切 換器之間； ' 一電阻，其/端耦接於該二極體與該直流準位切換器 之間，男〆端搞接於一地端； 一第一電容，其一端輛接於該二極體與該直流準位切 換9|之間，另一端輕接於一地端，以及 一第二電容，其一端耦接於該二極體與該直流準位切 換之間，另一端轉接於一地端。 19 200826666 6.如請求項〗所述之影像自動偵挪電路，其另包含 錢 衝器’耦接於該接收端與該同步訊號擷取器之間。 7·如請求項6所述之影像自動偵測電路.，其中該緩衝器 係一共集放大器。. , 8·如請求項7所述之影像自動偵測電路，其中該緩衝器 包含有： ° 雙栽子電晶體，包含有一基極、一集極及一射極， 该集極耦接於一電壓源，該射極耦接於該同步訊號 擷取器； . * ' . 、 一電容，耦接於該接收端與該雙載子電晶體之該基極 之間； 第一電阻，其一端耦接於該電容與該雙載子電晶體 之該基極之間，另一端耦接於該電壓源； 一第二電阻，其一端耦接於該電容與該雙載子電晶體 之該基極之間，另一端耦接於一地端；以及 一第三電阻，其一端耦接於該雙載子電晶體之該射極 與該同步訊號擷取器之間，另一端耦接於該地端。 9.如請求項1所述之影像自動偵測電路，其中該同步訊 號係為一水平同步訊號。 20 200826666 ίο. 11. 12. 如請泉们所述之影像自，_電路共輕柯步钒 號係為—垂|同步訊號。 如請求項1所述之影像自動偵測電路，其中該同步訊 號係為H同步訊號與—垂直同步訊號疊加之複合 同步訊號。 、 一種可自動偵測影像來源之顯示裝置，包含有·· 複數個影像輸人端子.，用來接收f彡像訊號； 複數個影像自動賴電路，分_接於賴數個影像 輸入端子’用來偵測影像訊號中—同步訊號，該複 數個影像自動债測電路之每—影像自動偵測電路 包含有： 一接收端，用來接收一影像訊號； 一同步訊號擷取器，耦接於該接收端，用來根據該 影像訊號之準位變化.，產生^波形； ^ 一峰值檢測器，耦楱於該同步訊號擷取器，用來判 斷該波形的峰值大小； 一直流準位切換器，耗接於該峰值檢測器，用來根 據該波形的峰值大小，切換一輸出電壓的準位 為一第一直流準位或一第二直流準位；以及 一輸出端，耦接於該直流準位切換器，用來輸出該 21 200826666 輸出電壓；以及 -影像來源衰置，输於㈣數俩影像 自動摘树 電路’用來根據該複數個影像自動摘測電路的僧測 結果，判斷影像訊號的來源。 13.如請求項12所述之顯示裝置，其另包含—切換裝置， 耗接於該複數個影像輸人料與該影縣源判斷裝 置，用來根據該影像來源判斷裝置的判斷結果，切換 顯示該複數师像輪人端子之—f彡像輸人端子的訊 號。 如請求$ 12所述之顯示裝置，其中該同步訊號搁取器 係一共射放大器。 15.如請求$14所述之顯示裝置，其中該同步訊號操取器 包含： 一雙載子電晶體，.包含有-基極、—集極及一射極， 該集極耗接於該峰值檢測器，該射極耦接於一地 端； 、 一電容，接於該接收端與該雙栽子電晶體之該基極 之間； 一第一電阻，其一端耦接於該電容與該雙載子電晶體 之3亥基極之間’另^一端輛接於一電壓源· 22 200826666 一第二電阻，其一端耦接於該電容與該雙載子電晶體 之該基極之間，另一端耦接於該地端；以及 一第三電阻，其一端耦接於該雙載子電晶體之該集極 與該峰值檢測器之間，另一端耦接於該電壓源。 16. 如請求項15所述之顯示裝置，其中該第一電阻與該第 二電阻將該雙載子電晶體操作於正常啟動（Normally On)狀態。 17. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該峰值檢測器包 含： 一二極體，耦接於該同步訊號擷取器與該直流準位切 換器之間； 一電阻，其一端耦接於該二極體與該直流準位切換器 之間，另一端耦接於一地端； 一第一電容，其一端耦接於該二極體與該直流準位切 換器之間，另一端耦接於一地端；以及 一第二電容，其一端耦接於該二極體與該直流準位切 換器之間，另一端耦接於一地端。 18. 如請求項12所述之顯示裝置，其中每一影像自動偵測 電路另包含一緩衝器，耦接於該接收端與該同步訊號 擷取器之間。 23 200826666 19. 如謗虏項2沒所璉之康承表置，#，铕騣衡鑲佛，并讅 放大器。 20. 如請求項19所述之顯示裝置，其中該緩衝器包含有： 一雙載子電晶體，包含有一基極、一集極及一射極， 該集極耦接於一電壓源，該射極耦接於該同步訊號 擷取器； 一電容，耦接於該接收端與該雙載子電晶體之該基極 之間； 一第一電阻，其一端耦接於該電容與該雙載子電晶體 之該基極之間，另一端耦接於該電壓源； 一第二電阻，其一端耦接於該電容與該雙載子電晶體 之該基極之間，另一端耦接於一地端；以及 一第三電阻，其一端耦接於該雙載子電晶體之該射極 與該同步訊號擷取器之間，另一端耦接於該地端。 21. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該同步訊號係為一 水平同步訊號。 • : ·. * · 22. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該同步訊號係為一 垂直同步訊號。 24 200826666 23. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該同步訊號係為一 水平阿步訊號與一豐直阿费就號疊加之禝含阿夕锨 號。 * 24. —種控制一顯示裝置自動切換影像來源的方法，包含 有·· 由該顯示裝置之一影像訊號端子接收一第一訊號； 偵測該第一訊號之電壓準位變化； 根據該第一訊號之電壓準位變化，判斷該第一訊號是 否為一影像訊號；以及 於該第一訊號為一影像訊號時，切換顯示該第一訊號。 25.如請求項24所述之方法，其中根據該第一訊號之電壓 * . - 準位變化，判斷該第一訊號為一影像訊號係根據該第 .· * * 一訊號之電壓準位變化，判斷該第一訊號是否包含一 同步訊號。 26.如請求項25所述之方法，其中該同步訊號係為一水平 同步訊號。 如請求項25所述之方法，其中該同步訊號係為一垂直 同步訊號。 25 27. 200826666 28.如請求項25所述之方法，其中該同步訊號係為一水平 同步訊號與一垂直同步訊號疊加之複合同步訊號。 十一、圖式： 26