TW503386B - Apparatus having a DAC-controlled ramp generator for applying voltages to individual pixels in a color electro-optic display device - Google Patents

Description

5033S6 五、發明說明（i) 本發明關於使用一或多個光電顯示裝置之彩色 統。此顯示裝S，以反射或傳輸模式作為一光調變器，以 =象速點’控制投射光之灰度位準。本發明特別關於，具 有數位至類比（DAC)控制之斜波產生器電路，以 進入 顯Ϊ信號為類比信號，及電路以定址具有此類比信 號之顯示裝置之特別像素。 J色顯示系統久已知名，丨中，不同彩色之光條，跨單 光電調變器板順序捲起。參考美專利申請號碼， 5, 532: 763 ,該專利以參考方式申入此間。 、二別適合以連續更新影像資訊方式，顯示 如彩色視頻資訊，其中，每-摘由 刀里f色子幀組成，即，紅，綠及藍子幀。 板此：】像素之行及列矩陣組成之光電光調變器 ϊ資：，、？：之應像資訊訊號，使光調變。類比信 期間’每次一列，加在陣列之像素行。 ,投影頻ΐν SPTP不於J.A.Shimizu"單板反射LCD投影器" 系 ΪΓ 月刊’卷 3634，197~206 頁（1999)。此 信號係複數個m動電路接收一共同斜波信號，該 斜波產生器連：二出2位至類比轉換器(dac)控制之 至，光電顯示裝置每；：動器輕合 中，列驅動器絲Λ 一 丁中之所有像素。在每一斜波循環 殊列之每一 j象素。11 一對應像素理想亮度之電壓至各行中特 仃中之像素由行控制電路選擇，其在連續斜波循環 第5頁 五、發明說明（2) —--- 中，選擇連續像素列 VDAC控制斜波產生器在較“貞速率時(大 於120 t貞/秒），為一性能之瓶頸，而高鴨率為降低彩色雜

§11及閃燦所必需。當輪速率辦知，DAP 環時間^在最大作業3上\加到^?有限轉換時間（循 -ΓΓ月之目的為提供一電㉟，其可增加光電顯示之 ”：mAc之速度，及硬體成本，及不減少加 至母一像素之灰位準數（亮度位準）。 此一目的可由本發明之裝置達成，如 項所述。幀速率之達成係由以下方式（丨） 度’因而可降低DAC，在每一斜波循 轉 悄之像素亮度位準之間，乂動4，即’内插於連續 供多相位時脈及多工器，其：每：二J ’及/或⑴提 時，自數個類比位準中選擇Y母籽脈循環（DAC轉換） 本發明因此可提供系統中一 位準之電壓於，具有垂吉列芬> ^上之改進，以施加不同 示裝置之各像素。直列及水平行之像素矩陣之光電顯 以此裝置’每一像音夕^ 度位準，雖然每一= : = 可達近似理想亮 内插於連續幢之每—像素之亮度時間顫動"；即， 號碼至奇數列寄=之=路構成ί吏，可分別供應數為 行寄存器’及相位移位此列 503386

寄存器之二組控制信號。以此方式 低0 * 時間雜訊可見度降 2供上述之時間顫動外，列控制 空間顫動"，即，改變二已知行相鄰各行-衣侑Μ棱供" 行相鄰各列之二像素之亮度位準。如時订間二像素或已知 肉眼可内插於相像素之間，因此，亮 ，樣’人之 之裝間。 ·又卞在母一像素亮度 中說明之實施 其他優異實施例參見附屬申請專利範圍。 為充份瞭解本發明，參考以下本發明附圖

圖1為本發明相關之類 〜if； 驅動電路方塊圖 圖)為圖1之系統之部份方塊圖，說 (DAC)之斜波生器。 頸比轉換 ::=2 DAC斜波產生器之作業說明圖（未合比例）。 ‘·，、日，序圖，說明圖i系統全析之 ==以本發明之全析像度咖作為之時作序業圖。

立於光電8顯序圖㈣顯示驅動波形之相位改變，以避免DC! 圖）。不裝置，及顯示一像素之最後亮度調變（底名 以^為明·Λ’說明二各別位準M，M+1如何予以抽樣， 像素之四個位準資斜夕囟拌斗創 圖8說明轉換時(上圖f #枓之内插计劃。 亮度波形（下圖）^圖），四位準内插計劃之驅動波形石

第7頁 五、發明說明（4) 圖9為圖1系統之列控制電路較 本發明之較佳實施例，將參考方塊圖。 同參考碼代表同一元件。 y于M呪明。圖中相 圖1說明控制及觸動一光電線示裝置之典 申，一液晶顯示器或光調變器〗0，有像紊 此配 直行及水平列安排。此等像點位於行導體12及列ί，成垂 交又處。行導體12提供類比電壓至每 ^蛤體〗4之 1㈣切換電麗至每一相關：象素，列導體 素。 關歹】以使仃電壓供應至該列像 各列以規定順序由列解碼器丨g 動列驅動器1 8。 止 4解碼益則連續啟 行電壓由行驅動器電路2〇供應， 路方式實施。&等追蹤與保持電路u以相與保持電 (DAC)控制斜波產生器22接收一立至類比轉換器 m j t/, ^ am ^ 斜波電覆。DAC 2 2 自 士+ 叙 益24接收連續數位號碼，該計數 ^ “自计數 脈。士 士+愈+由異， 冲开由日守脈2 5產生之昧 脈此计數自最小數或最A數開始 =之日寸 直到已分別達到標度之末端盘m加或減少， 循環中，產生增加或降低之;;取1、。dac因而重復 出。 之斜波化遽，其接近其數位輸 之輸出亦供應至每行 在比較器中’與一對應相關行 匕=:匕數目 位號碼，•比較。代表亮度位準之2位準之數 環期間，儲存於相關像素寄存哭目’在系統之完全循 當計數器2 4供應之計數等於^ 禮 1〇?存於像素寄存器26中之數 503386 五、發明說明（5) 位號碼時，比較器產生一脈衝，通過該 路20。收到該啟動脈衝後，相關行驅動哭=蹤與保持電 波產生器22之瞬時輸出之電壓。 諸存一等於斜 每一斜波循環完成時，列驅動器電 至由列驅動器18所選擇之一特殊列。 子 電壓，供應 圖2詳細說明斜波產生器22。為響應每一 24將其輪出增量，輪出作為一位址，供應衝，叶數器 LUT供應位址之内容，數位號碼至DAc '3^'。 —/表^。此 矣數位號碼為類比電壓信號，經：J J為34 ’被全球發送至所有行驅動器2〇(圖”。此緩^ 益放大is將負載與其他干擾與斜波波形隔離知 36之固有輸出組抗心，進一步由回輸降低。友衝翰出，及 圖1中系統之作業速度受到DAC 32之轉換時間所限制， P，DAC將數位號碼轉換為類比電壓之最少時間。 圖3顯示^一斜波電壓4〇(下方線），電壓係由1〇個數位號 碼產生，每一較次一號碼為高。分配給此一斜波4〇之總時 間為15 ns，每一數位號碼必須在h 5 ns之内供應及轉 換。如轉換時間1· 5 ns為“^所需之最小時間，斜波4〇無 法在較决速度產生。此舉構成圖1中系統之ψ貞速率加一上 限。 根據本發明，查詢表30程式後，提供較大電壓至DAC以 響應自計數器24收到之連續位址。此可使斜波期間減低， 如圖3之斜波電壓4 2所示（上方線）。圖中顯示，斜波4 2係5 步進產生而非10。儘管全斜波僅在10 ns内產生，而非如

503386 五、發明說明（6) 斜波40之15 ns，在各別步進間之DAC轉換時間（如每一斜 波4 0及4 2之11 X"所指）’斜波4 2之時間較斜波4 〇為長。 雖然圖3顯示斜波4 0及4 2之相當粗之析像度（分別為1 〇步 進及5步進），實際上，斜波將以256步進之;J像度（8位元） 產生，或更大（高至10位元）。 本發明可增加系統之幀率，而不致犧牲顯示性能及增加 成本。雖然可提供二DACs，及改變其用途供顯示裝置之奇 數或偶數行，此一修改實際上能增加裝置之成本。 根據本發明，DAC之析像度可自查詢3〇除去一或多個輸 入位元，予以降低，及以時間顫動恢復顯示之析像度（灰 度）；即，由DAC在連續幀中產生之可變亮度之人類視覺系 絲承仏々咖接 * 本發明此計劃之-例，如圖4，5所示，圖4為一已知技 術，可建立一系列緊密相隔類比位準之高析像度波形， ,，B及C...提供給顯示器之行驅動器並由其追蹤。如特殊 :中之-像素之理想亮度為B，#驅動器在其到達位準b 時’抽樣（儲存）類比電壓。 、圖5顯示有較少步進之粗斜波波形A&c，其由 ΐϊΐΐ波形適於儲存對應位準A&G,但非理想電: L it 及c ,因此建立一等之平均類比位準。 Τι為2 ί統可支援極高之幀速度，高過100%閃烨之視興 際上可保證無法察覺 ）.相關之免度調變，實

時間顫動計劃可進—^ ^ 像素，即，交變相鄰即在，或列中，顫動 由特殊顫動加以輔助:方式，•間顫動可 該專利以參考方式併入=專利號碼5，189，·所揭示， 必示(液晶)裝置之像素，必須以純電壓供應， 睡門麵叙古、、至幀之相位改變，以防止甚小dc建立。因為 所ϋ。，法與每一幅同步，像素相位正常改變，如圖6" tl· Ϊ ί 5 t之相位(圖6之上圖）連續變換’如時間Τ所示。 牛- 像素之亮度調變（下圖）。相位轉移可予設計， 使不同像素或像素組之不同瞬間發生。以此方 <，轉換 再為全球，因此，不易被察覺。 、 欠因為，顫動代表在最小位元位準之調變，即，在8位元 資料情況下，1 %級之亮度調變，顫動之視覺效應甚小， 貫現此計劃之自由甚大。 時間顫動方法之實施，而不必改變光電顯示器之本身， 以修改發送至顯示器裝置之行寄存器，及增加DAC步進尺 寸，即改變查詢表30中之資料。 一種二位元顫動之技術，可導致四個内插步進，現在參 考圖7及8予以說明。 使整數N，〇 N 255代表原始（8位元）資料字。ν可分解為 更有效6位元部份Μ及較少有效2位元部份L。因為： … N=M4+L, 其中0 Μ 64

503386

在一四幀空間之間隔中， 加至資料字N中，其中丨存主在母一四幀中，一不同數目i 此一方法以相同或i之x円、順序（0,丨，2, 3)或任何排列。 複。 一 5排列，在次一四個幀期間重 如前所述，新資料字 以LH 4言，N』= M二新二⑽1)可寫如下式： 以L+i 4言，Ν新4〜新、H4 + L+1 以上為自較少有效4以 新 63 如Μ = 63 ; * 其次’新字以除去齡，丨、女 元，及挣加一 #有效邛份[(二位元）截位至Θ位 ϋ 及瑁加一則導〇再度擴展$ s > - ^ , 8位元計數器，在轉換期位70。後者加截位可確保 _ _ 在轉換，月間僅計數64個時脈循環，將pc阶 所有之64個可能資料值。 了狐傭咏將匹配 四=元資料内插計劃以圖7中之表說明 明。圖7中，内插係由抽樣二獨 言才圃况 比例之Μ與M+1而達成。圖7之表顯::一 交低位元成 值。 你.·兩不母 四幀之Μ新之抽樣 圖8說明在反相後之驅動波形（上方時間圖）及此四位 貨料内插計劃之亮度波形（下方圖形）。 + 圖9顯示實施時間顫動計劃之裝置之較佳實施例。在 實施例中，假定查掏表30被程式化，以提供1)以：32以在連

續轉換循環之， (2 Ίίί 7t) &ζ 八有杈大之v進。此較少有效位元資料

Si出Λ·"解碼，在四輸出端點(。，1，2,3)2 數行寄存=料中，該等信號在圖例中之底部顯示。奇 降低時門$ 1及偶數行280之控制信號彼此相互移位，以 降低吟間雜訊之可見度。 丄圖。之‘上方部份所示，相加器52之輸出通過奇數行寄存 i供資料s圖植之垂下方部份之虛線所#，備有相同之硬體以 挺供貪枓至偶數行寄存器28〇。

:士：以：穎之裝置予以說明，該裝置具有一DAC控制 之/ j產生器，以供應電壓至彩色光電顯示裝置之個別像 素該裝置可貫施所尋求之目的及優點。對精於此技藝人 士 在考慮較佳實施例之規格及附圖後，將可作許多修 改，變化及本發明之其他應用。所有此等修及變化，在不 悖離本發明之範圍與精神之下，均被涵蓋於，及僅限於以 下之申請專利範圍之中。

第13頁 503386 圖式簡單說明 第14頁

Claims (1)

1. 503386 ^申請專利範 .飞用以供應不同電壓位準至顯示裝置中之個 ^象pt裝置具有安排成垂直行及水平列之像素矩陣， 该裝Ϊ %含： (a) —數位信號源（24, 25)用以產生複數個數位信號， 該信號在一幀循環中，單一變化連續步進中之值，及在複 數個連續循環期間重複該改變； 3 〇 (b) 一數位至類比轉換器（DAC)(22)，連接至該數位信 號源，用以產生具有對應該數位信號之值之電壓信號；α (c) 複數個行驅動器（2〇)，每一行驅動器與顯示裝置 之一行有關，及包括一追蹤及保持電路，耦合至該顯I裝 置，各行中之像素，以在其到達其預定值時，儲存該電壓 #號，該規定值對應在一固定循環期間，一各別及 列中之一像素之特別亮度位準； ' (d) —行控制電路（26,28)，耦合至該行驅動器，以促 使該追蹤及保持電路在該信號到達每一個別 時，儲存該電壓信號；及 疋偃 (〇—列控制電路（16，18)，用以重複選擇一或 J 接收儲存在該行驅動器之該追蹤與保持電路中之 電壓仏唬； 其特徵為該行控制電路包含： (j)複數個行寄存器（28),每一行寄存器與顯示 之一仃有關，以儲存一數位號碼，其對應在各別 < 像素之理想亮度位準·， (2) —控制電路（26)，耦合至行寄存器以促使與各行

   503386 六、申請專利範圍 = 行：動器，在其到達對應儲存在與該行相關之 仃寄存益之一數位號碼之值時，保持此電壓信號；及 (3) —輸入電路（50, 52),耦合至該複數個行寄 用以供應數位號碼至該行寄存器，該輸入電路促: ，亮度位準落於該二值之間時，該數位號碼在代表一古 每I行中之一像素之理想亮度位準，及代表低於每一 一像$之理想亮度位準值之號碼間之複數個幀循環改變. 計Πΐ之平均亮度位準將近似理想亮度位準，雖缺 度ίί:: 每一該像素之號碼可能不代表等於理想亮 2.如申請專利範圍第〗項之裝置，其中該輪入 I50碼含第忠一部份及第二部份’該第一部份供應數位 ，胃第二部份供應該數位號碼至其他 ^如申請專利範圍第！項之裝置，其中該行控制電路 (26),操作後可重複改變加在一已知列之相鄰行 ，中之電壓信號值，因而建立該二像素之亮度位準，盆 每一像素之亮度間之中間值。 ，、兩 ^如申請專利範圍第！項之裝置，其中該列控制電路 (26)，操作後可重複改變加在相鄰列中之二像素之電壓信 唬值，因而建立該二像素之亮度位準，該位準在每一 之亮度之間。 ’、 第16頁