TW420958B - Pixel clock generator for controlling the resolution of horizontal image signal of the display - Google Patents

Description

420958 五'發明說明（1) 本發明係提供一種自動校正OSD晝面水平解析度的取 樣信號產生器。 π不刑·电腦尸/(·得 顯示器為一種重要的電腦週邊裝置…^ 來的影像畫面信號轉化為影像畫面並顯示於顯示幕上，使 用者因而可以閱讀及使用電腦中的資料。而螢幕影像顯示 (On-Screen Display，0SD )則是用來調整顯示器各種顯 示參數並已漸漸成為顯示器的必備控制單元，透過〇SD畫 面的顯示’使用者可做直接改變顯示器的顏色，對比，-亮 度及螢幕失真等的數位調整。而一0SD畫面是由一垂直同儿 步信號所構成，每一垂直同步信號内有複數條水平同步信 號以構成水平掃描線，而每一水平同步信號内有複數條取 樣信號（Pixel clock)以構成一水平掃瞄線上的像素點 (pixel )的大小。取樣信號數量多，表示對水平影像信 號的取樣較密，因此水平方向解析度較高；取樣信號數°量 少，表示對水平影像信號的取樣較疏，因此水平方^ 度較低。習知具有0SD功能之顯示器’其〇SD晝面在不 式（mode )下’即不同垂直同步信號和不同水平轳

的情況下’必須修正水平解板声沾估R b τ ^进 JU & 丁鮮听度的值及水平位置的起妒纸 以控制0SD畫面的水平方向的固定。 起始點 請參閱圖一及圖二，圖— 功能方塊圖’圖二為習知取樣 取樣信號1 8是由一取樣信號產 為習知取樣信號產生器2〇之 信號產生器20之時序圖。 生器20所產生，以對水平同

420953 五、發明說明（2) 步信號14進行取樣，當〇sd晝面的水平位置起始點也給定 後，就可以從此一起始點開始根據取樣的結果將0SD水平 影像信號1 6顯示於螢幕上。習知取樣信號產生器20是利用 一鎖相迴路2 2以產生適當的取樣信號18 ^鎖相迴路22包含 有一控制端24用來輪入一乘數n，一輸入端26用來輪入水 平同步信號14 ’以及一輸出端28用來產生取樣信號18。乘 數N為目前的水平解析度。鎖相迴路22於穩定時可將每一 水平同步信號14輸入之時段内產生約略等於乘數n之數量 的取樣信號18 (如圖二所示），亦即鎖相迴路22之輪出端 28頻率約略等於輸入端26之水平同步信號14頻率的n倍。 然而實際上如圖二所顯示的，水平同步信號14中包含有高 低兩種位準的信號’高位準的回復（Retrace)信號代表使 電子搶回復所需要的時間，低位準的掃瞄（Scan)信號代表 ，子搶掃瞄所需要的時間，也就是整個螢幕的水平掃瞄線 部分f際上是由水平同步信號丨4中掃瞄信號期間所產生， =此只有在掃瞄信號期間的取樣信號’才能決定實際影像 旦面於水^方向的解析度。故習知取樣方式在不同模式下 必須對水平解析度及0SD晝面水平起始位置做不同的修 正，本發明乃提供一最簡單的自動校正，不須再修正其水 平解析度及水平起始位置。 閱圖―’圖二為圖一所示水平同步信號14之回復 、e rac、f)化號與掃瞄（Scan)信號之時序圖。圖三_，ti 代表水平同步信號中使電子搶回復所需要的時間，t2代表

42〇95 3 五、發明說明（3) 電子槍掃瞄所需要的時間，而h +1；2為每一水平同步信號1 4 輸入之時段，因此每一水平同步信號1 4可以看成由一回復 信號1 5與一掃瞄信號1 7所組成。當取樣信號1 8不變，也就 是影像畫面的水平解析度N固定時’倘I若水平同步信號14 的回復時間由t,改變至V 時，顯示幕上OSD晝面顯示位置 的起始點會由第a點改變為第a + b點，也就是說顯示幕上的 OSD晝面會有所變動，即回復時間佔水平同步信號的比例 會影響實際解析度。當更動顯示器之解析度時，電子搶回 復信號的時間會改變；而電子搶掃瞄所需要的時間也會改 變’兩者所佔的比例不會相同’因此造成顯示幕上〇SD晝 面顯示位置的起始點改變。 一 當水平解析度為Ν時，表示應於時段心内取樣Ν點}然 而實際應用上，習知的取樣方式是於時段ti +t2内取樣Ν 點，因此水平解析度更動為Ν + Μ時，是於時段内取樣 ，點’這種取樣方式也會使_畫面顯示位置的起始點隨 者水平解析度更動而改變。當水平解析度隨著不同的水平 同步信號及不同的回復時間而改變或當使用者改變模式 (Change Mode)時，OSD書面常會轡翻 *金厶二'〜ι ^ ^ 一 中1燹動，适會造成使用者不 習知解決0SD畫面變動的 個對照表（Look-Up Table)， 的數值來修正OSD晝面的顯示 方法是以軟體的方式建立一 依照解析度配合上對照表中 位置’以使0SD晝面不會因解

42〇9 五、發明說明（4) __ 不同而有所變動。這種利用軟體來修正的 對照表更新以符合新的顯示裝置，並且顯示^ ^出廠剛，還必須絰過其他的校正手續，因此習知置 〇SD畫面變動的方煩。 决 =此本發明之主要目的在於提供一種用來控制顯示器 7平影像信號之解析度的取樣信號產生器，以硬體二 決上述問題。 解 圖式之簡單說明 圖—為習知取樣信號產生器之功能方塊圖。 圖二為圖一所示習知取樣信號產生器的時序圖。 圊三為圖二所示水平同步信號之回復信號與掃瞄信號之時 序圖。 圖四為本發明取樣信號產生器以及顯示裝置的方塊圖。 圖五為圖四所示取樣信號產生器之功能方塊圖。 圖六為圖五所示取樣信號產生器的計算公式。

圖式之符號說明 3 〇取樣信號產生器 “調整電路 5 2計數器 6〇暫存器 64時段信號產生器 4 6鎖相迴路 5 0水平解析度值 54加法器 62除法器 66反及閘 第8頁 420958 五、發明說明（5) 請參閱圖四及圖五，圖四為本發明取樣信號產生器30 以及顯示裝置7〇的方塊圖。圖五為圖四所示取樣信號產生 器30之功能方塊圓。本發明為一種用來控制一顯示裝置 之OSD水平影像信號解析度的取樣信號產生器3 0。顯示裝 置70包含有一顯示幕72，一顯示控制電路74用來將一OSD 影像晝面信號顯示於顯示幕72上以形成一OSD影像晝面。 OSD影像畫面信號内含有複數個水平同步信號及水平影像 信號。每一OSD影像畫面包含有複數條水平影像線，每一 水平影像信號是用來形成〇SD影像晝面中之一水平影像 線。而每一水平同步信號包含有一用來控制顯示控制電路 72並將一水平影像信號顯示於顯示幕72上之一掃瞄信號， 以及可使顯示控制電路72開始再次顯示一水平影像信號之 —回復信號。顯示裝置7〇另包含有一〇SD影像顯示器76， 用來將一預定之方形OSD晝面78顯示於顯示幕72上。取樣 ^號產生器30與〇sd影像顯示器76設置於同一半導體晶片 77内’而0SD影像顯示器76是利用取樣信號產生器30所輸 出之取樣信號來控制〇SD畫面於顯示幕72上之顯示位置。 取樣信號產生器30包含有一鎖相迴路46以及一調整電 路48 °鎖相迴路46包含有一控制端49用來輸入一乘數（亦 ^升頻倍率）^鎖相迴路46可於每一水平同步信號（Hs)輸 =之時段内產生約略等於此一乘數之數量的取樣信號。調 電路48包含有三輸入端51、53 '55依序用來輸入一預定

420958 五、發明說明（6) 之水平解析度值（N)、水平同步信號以及鎖相迴路46所產 生之取樣信號。調整電路48會依據水平同步信號來調整輸 入至鎖相迴路46控制端49之乘數，以使鎖相迴路46於水平 同步信號中之掃瞄信號輸入之時段内所輪出之取樣信號47 數量約略等於預定之水平解析度值（N)。 。調整電路48包含有一計數器52以及一加法器54。計數 器52包含有一輸入端56用來接收鎖相迴路46所產生之取樣 信號，以及一控制端5 8用來接收水平同步信號。計數器5 2 是用來計算水平同步信號中之一回復信號輸入之時段内所 接收之取樣信號數量（M)並將其輸出。加法器54用來將計 數器52輸出之取樣信號數量（Μ)與預定之水平解析度值（n) 相加’並將其結果（M + N)輸出至鎖相迴路46之控制端49。 凡 > 調整電路48另包含有_暫存器60，一除法器62，一時 段信號產生器64，以及一反及閘（NAND)66。暫存器6〇電連 接於計數器52之輸出端以及加法器54之輸入端之間，用來 暫存*十數器52輸出之取樣信號數量並將其輸出至加法器 54 =存器60包含有一控制端61用來控制計數器52輸出之 :樣信號數量存入暫存器60之時間點。除法器62用來接收 水^同步信號並於接收一預定數量（例如為64個）的水平同 號後，將一啟動信號輸入暫存器6〇之控制端61以使計 :52輪出之取樣信號數量得以存入暫存器，此一啟動 信號乃預留為使鎖相迴路46 (PLL)能與水平同步信號

420953 五、發明說明（7) (H s )到達同步所需的時間。 時段信號產生器64是用來產生一具有一預定時間長度 之時段信號，此一時段信號乃在鎖相迴路4 6與水平同步信 號到達同步後，固定暫存器的值，以免有變動的情況發 生’時段信號產生器64包含有兩輸入端63、65分別用來接 收一變更模式信號（Change Mode)與一垂直同步訊號 (Vs)。反及閘66之輸入端是用來接收時段信號產生器64輸 出之時段信號以及除法器62輸出之啟動信號，而其輪出端 則電連接於暫存器60之控制端61。只有當時段信號產生器 64輸出之時段信號產生時，除法器62輸出之啟動信號才可 經由反及閘66而傳至暫存器60之控制端61。在實際的電路 設計上也就是說當時段信號產生器64及除法器62的輸出都 是高位準（High)時，反及閘66才啟動暫存器60以使計數器 52輸出之取樣信號數量存入至暫存器6〇中。 請參閱圖六，圖六為圖五所示取樣信號產生器3〇的計 算公式’圖中所示Μ為水平同步信號之回復時間，％為水 平同步信號之掃描時間’ N為水平解析度值，叫到mn為訊 號產生器30於每次達到穩態時存至暫存器6〇中的取樣信號 數量，Μ為訊號產生器30經過長時間達到最佳穩態時的取 樣信號數量。公式（1)為第一穩態ml之計算程序，公式（2) 為第二穩態叫之計算程序，公式（3)為第η穩態化之計算程 序’公式（4)為經過長時間後最佳穩態μ之計算"程序。根據

第11頁

42095Q 五、發明說明（8) 公式（4)，得到公式（5)所示’鎖相迴路之解析度 Ut^tJ/N + M]約略等於〇SD之解析度“〆^。 如圖五所示’鎖相迴路46於水平同步信號輸入後產生 取樣信號’並將取樣信號輸入至調整電路48。當取樣信號 產生為30接收到變更模式（change mode)信號時，時段信 號產生器64會根據所接收之變更模式信號與垂直同步訊 號’產生時段信號並將其輸出至反及閘6 6 ^同時除法器6 2 會將所接收之水平同步信號計算產生一啟動信號，並將啟 動化號經由反及閘66輸入暫存器6〇，以使計數器52所輸出 取樣信號數量得以存入的暫存器6〇。 λ =數器5 2會依據第一取樣信號以及水平同步信號，計 算^平同步信號中之回復信號輸入之時段内所接收之第一 ，起取樣彳§號數量叫’並將叫輸出至暫存器6 〇。然後加法 益54會將叫與^相加，並將π1 + Ν輸出至鎖相迴路。鎖相 迴路46便會根據所輪入之乘數（叫+N)與水平同步信號，來 產生第二取樣信號。 根據以上所述’取樣信號產生器30利用回饋疊代的方 式便可依序獲得第二、第η與最佳穩態的取樣信號並將其 輪出’根據鎖相迴路之解析度約略等於〇SI)之解析度的關 係、，最後得以自動校正因不同模式下所造成的對〇SD畫面 水平解析度之影響。本發明取樣信號產生器3 〇利用電路的

第12頁 42095 3__—_ 五、發明酬⑼ 1 方式經過一預定時間點就會觸發而調整鎖相迴路46輸出的 取樣信號，因而能自動疊代補償回復時間改變所造成的影 響。因此在不同解析度情形下，顯示裝置之電子搶仍能將 〇SD晝面掃瞄並顯示於顯示裝置上約略相同的位置，並旦 在變更模式下，〇SD畫面不僅顯示位置的起始位置固定， 〇SD晝面的大小也會固定。 ^ 相較於習知取樣信號產生器20，本發明取樣信號產生 器30提供調整電路48以疊代的方式去調整鎖相迴路_之 乘數’因而自動補償並調整其輸出之取樣信號，並依據調 整後之取樣信號以及原本給定之〇SD畫面之起始位置以控 制顯示裝置之電子搶’以使在不同解析度情形下，電子搶 仍能將OSD畫面掃瞄並顯示於顯示裝置上約略相同的位 置°本發明不僅解決顯示器製造商對於〇S])畫面的校正問 題’並且大幅降低設計程式的複雜性。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡本發明申請專 =範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利之涵蓋

Claims (1)

1. 420958 六、申請專利範圍 1. 一種用來控制一顯示裝置之水平影像信號解析度的取 樣>號（卩丨乂61 Clock)產生器，該顯示裝置包含有一顯 示幕，一顯示控制電路用來將一影像晝面信號顯示於 έ亥顯示幕上以形成一影像畫面，每一影像晝面包含有 複1條水平影像線’該影像畫面信號内含有複數個水 平同步信號及水平影像信號’每一水平影像信號係$ 來形成該影像畫面中之一水平影像線，而每一水平同 步k號包含有一用來控制該顯示控制電路將一水平影 像"fa號顯不於該顯不幕上之掃瞎（Scan)信號以及一可 使該顯示控制電路開始再次顯示一水平影像信號之回 復（Ret race)信號，該取樣信號產生器包含有： —鎖相迴路（Phase Locked Loop)，其包含有一控制 端用來輸入一乘數，該鎖相迴路可於每一水平同 步信號輸入之時段内產生約略等於該乘數之數量 的取樣信號；以及 一調整電路，其包含有三輸入端用來輸入一預定之 水平解析度值、該水平同步信號以及該鎖相迴路 所產生之取樣信號，該調整電路會依據該水平同 步信號來調整輸入至該鎖相迴路控制端之乘數， 以使該鎖相迴路於該水平同步信號中之一掃猫信 號輸入之時段内所輸出之取樣信鏡數量約略等於 該預定之水平解析度值。 2，如申請專利範圍第1項之取樣信號產生器，其中該調整

   第14頁 420S5 六、申請專利範圍 * '- 電路包含有： 计數器’其包含有—輸入端用來接收該鎖相迴路 所產生之取樣信號’以及一控制端用來接收該水 平同步信號’該計數器係用來計算該水平同步信 號中之一回復信號輪入之時段内所接收之取樣信 说數量並將其輸出；以及 一加法器，用來將該計數器輸出之取樣信號數量與 該預疋之水平解析度值相加並將其輪出至該鎖相 迴路之控制端》 3*如申請專利範圍第2項之取樣信號產生器，其中該調整 電路另包含有： —暫存器，電連接於該計數器之輸出端以及該加法 器之輸入端之間，用來暫存該計數器輸出之取樣 信號數量並將其輸出至該加法器，該暫存器包含 有一控制端用來控制該計數器輸出之取樣信號數 量存入該暫存器之時間點；以及 除法器’用來接收該水平同步信號並於接收—預 定數量之水平同步信號後將一啟動信號輸入該暫 存器之控制端以使該計數器輪出之取樣信號數量 得以存入該暫存器。 如申請專利範圍第3項之取樣信號產生器，其中該調整 電路另包含有：

   第15頁 在2〇958_ 六'申諳專利範圍 一時段信號產生器’用來產生一具有一預定時間長 度之時段信號；以及 一反及閘（N A N D G a t e) ’其輸入端係用來接收該時段 信號產生器輸出之時段信號以及該除法器輪出之 啟動信號，而其輸出端則係電連接於該暫存器之 控制端； 其中當該時段信號產生器輸出之時段信號產生時，該 除法器輸出之啟動信號才可經由該反及閘而傳至該 暫存器之控制端。 5 -如申請專利範圍第1項之取樣信號產生器，其中該影像 _晝面信號係為一OSD影像晝面信號，以經由該顯示控制 電路顯示一預定之〇SD方形影像畫面於該顯示幕上。 6 ’如申請專利範圍第5項之取樣信號產生器’其中該顯示 裝置另包含有一OSD影像顯示器，用來顯示該OSD畫面 ''該顯示幕上，而該取樣信號產生器與該OSD影像顯示 器係設置於同一半導體晶片内’該OSD影像顯示器係利 用該取樣信號產生器所輸出之取樣信號來控制該OSD晝 面於該顯示幕上之顯示位置》

   第16頁