TWI376940B - Gamma volatge generating apparatus and gamma voltage generator - Google Patents

Description

1376940 NVT-2008-091 29750lwf.doc/n 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種伽瑪電壓產生器。 【先前技術】 隨著電子科技的日新月異，數位顯示技術及影像處理 技術相關聯的產品也日漸普及。更由於數位訊號處理器 (Digital Signal Processor, DSP)的運算十分快速，一般在顯 不面版(例如液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)面版） 上進行所謂的影像亮度的增強，乃是藉由將輸入像素資料 乘上一個特定的浮點倍率來產生對應的輸出像素資料。以 下請參照圖1緣示的輸人像素#料Di」與輸出像素資料 巧一。的關係曲線。其中的曲線11〇為輸入像素資料^1與 輸出像素資料Dl。呈線性的對應關係，而曲線12〇則為輪 入像素資料Du與輸出像素資料呈非線性的對應關係 然而，上述的輸入像素資料Du與輪出像素資料汀 ==的論是線性或是非線性，在要將.像素轉° ^類比形式的麵來輸出時，都是如關2 =帽產生裝置·，藉由所謂的數位類比轉換： 換^綠收數轉式的像素輸^ f料Di Μ〜Di。3並轉 換成類比形式的伽瑪電壓Vm丨〜Vp+1。 — - ^ 的像： = 電壓產生裝置僅能對應數位 *料則會受限於數位系統的位元數而為 1376940 NVT-2008-091 29750twf.doc/n 0整素輸出資料為8位元，則像素輸出資料介於 參照圖i，盆中曲^= Λ舉，例的狀況。請繼續 ，為業界現今最常見的二階段限性轉it 率）。若輸入的影像資料為第3〇灰階時，瘦過的斜 34.437 30 x U4；9；!；^ 輸入的影像貧料為第31灰階時，經 )而右 ^^t^ 3,5849 ^,(.31x：：；^r:： 不電路及其配合的數位類比轉換㈣不接受34 4t的顯 35.邛49這樣的灰階資料輪入 &及 =這樣的資料時五入轉成3:二數=9 k樣的貧料則四捨五入轉成36灰階。 .849 3於:，路架夠及數位類比轉換器二了。!= 成顯不影像及色彩有失真的情況丨 攝因而k 【發明内容】 本發明提供一種伽瑪電塵產夺哭 對應，數式的灰階資料型態的内插伽並產生 本發明提供一種伽瑪電壓產 =電堡。 插伽碼輸出電壓，並產生多個分壓内插伽瑪輪個内 4 NVT-2008-091 29750nvf.doc/n 本發明提出一種伽瑪電壓產生器，包括運算放大器、 弟參考阻抗單元、弟一參考阻抗單元、第一可變阻抗單 元、第二可變阻抗單元以及選擇單元。運算放大器具有第 一輸入端、第二输入端及放大輸出端，其放大輸出端產生 放大輸出電壓。而第一參考阻抗單元的一端接收第一伽瑪 電壓，另一端耦接至運算放大器的第一輸入端。第二參考 阻抗單元的一端則接收第二伽瑪電壓，另一端則耦接至運 异放大器的第二輸入端。此外，第一可變阻抗單元耦接在 運异放大器的第一輸入端與放大輸出端間，用以提供第一 可變阻抗。而第二可變阻抗單元則是鉍接在運算放大器的 第二輸入端與第一參考阻抗單元的一端間，提供第二可變 阻抗。並且，選擇單元耦接運算放大器，依據控制信號選 擇放大輸出電壓或第一伽瑪電壓來產生内插伽瑪輸出電 壓。 本發明提出一種伽瑪電壓產生裝置，包括多數個伽瑪 電慶產生裔及多數個分壓元件。其中各伽瑪電壓產生器包 括運异放大益、第一參考阻抗單元、第二參考阻抗單元、 第一可變阻抗單元、第二可變阻抗單元及選擇單元。運算 放大器具有第一輸入端、第二輸入端及放大輸出端，其放 大輸出端產生放大輸出電壓。第一參考阻抗單元的一端接 收多個伽瑪電壓的其中之一，而另一端耦接至運算放大器 的苐一輸入知。苐二參考阻抗單元的一端接收該些伽瑪電 壓的另一個’另一端耦接至運算放大器的第二輸入端。此 外’第一可變阻抗單元耦接在運算放大器的第一輸入端與 NVT-2008-091 29750twf.d〇c/n 放大輸出端間，提供第— 接在運算放大器的第二輪。可變阻抗㈣ 間，揾供筮尚，> 鸲與弟—參考阻抗單元的一端 據巧制Hi擇°選擇單元軸接運算放大器，依 據控制仏麵擇放大輪出電 伽瑪輸出電1。另外，分— 料產生内插 ^ ^ ^ 壓70件依序串接在各伽瑪電壓產 ~產生内插伽瑪輸出電_ 分廢内插伽瑪輸出電壓。 糾以產生多數個 並藉=大以利用可變阻抗單元與參相抗單元 的運首，：以：2:a對兩個不同的伽瑪電屢進行内插 ^連r並猎以產生内插伽瑪輸出電壓。如此 ^瑪輸出電壓不會受限於僅能對應正整數的灰階= 瑪輸出電壓。進而提升顯示生内插伽 少影像顯示的失真。 斤而灰解析度，減 為讓本發明之上麵徵和優雜更鶴㈣， 牛貝施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 寺 【實施方式】 首先請同時參照圖2及圖3,其中的圖3 計算方式的示意圖。以圖3的繪示為例，假設伽 ， 素資料灰階第糾階，而伽瑪電壓〜對應到像"ΐ 育料灰階第m階，且在像素㈣灰階第m及素 壓:^化幾〗乎是線性的狀況下。若是要產生i應於 ”於第m及弟m+1間的第叫(其中叫為介於姐及瓜^間 15/^ΛΌ NVT-2008-091 29750twf.d〇c/n 的浮點數)灰階的伽珲 内插法的物式以=據圖〜用 Vmk (Vm+i - Vm)(mk ^ m) + ym ⑴ 胡fct轉換器211所產生。另冰 Vm+1則是利用數位類士赫μ 請王科伽瑪

並藉由電阻rT?轉換器212所產生的伽瑪電璧V 4 1以斤組成的電阻串分壓伽瑪電壓V P 來產生。也因此，可以得到 月v =vwvm 式(2)所示： 于至J 的關係如計算

Vm+1 = Am(vm 〜Vp) + Vp ⑺ 也就如計算式二:且R1〜Rn所組成的電阻串的分壓比， (3)

Am= ___^2_ + R3 + .... +R r,+r7^3+--+r^ 示 將計算式⑺帶人計算切)可讀得計算_如下所

Vmk=Amk(Vp-Vm) + Vm (4) 其中，Amk= (1- Am)( mk 〜m)。 伽瑪=的二算，，知議料對應灰階叫的 ^堡Vmk相當於伽瑪電壤Vm與伽碼電壓v的 •义的+倍率Arak再加上伽瑪電壓％即可獲得。p 接著則請參照圖4，圖4繪干太获阳 一 瑪電壓產生器4〇〇的示意圖。仂壓& 例的伽 伽瑪電Μ產生器400包括運 7 1376940 NVT-2008O91 29750tw£doc/n 算放大器410、參考阻抗單元420〜430、可變阻抗單元 440〜450以及選擇單元460。其中，運算放大器41〇具有 第一輸入端TN、第二輸入端TP及放大輸出端。而參^阻 抗單元42〇的一端接收第一伽瑪電壓Vm，而立另一 至運算放大器410的第一輸入端TN，參考阻抗單元43〇 . 的一端接收第二伽瑪電壓VP，而其另—端耦接至運算放大 器410的第二輸入端T&可變阻抗單元44〇則耦接在運算 •，大器410的第-輸入端TN#放大輪出端間，可變阻= 單元450則是麵接在運算放大器41〇的第二輸入端卯與 參考阻抗單元接收第一伽瑪電壓乂①的―端間。 ‘ 自於運异放大㈢41〇的第-端ΤΝ與第二端Τρ間的 電位差趨近於零，並且在本實施例中，假設參考阻抗單元 420 43G所提供的阻^^目同皆為Ra，而可變阻抗單元 440〜450提供的可變阻抗也相同皆為Rb。因此，可以利用 分壓公式計算出第一伽瑪電壓％、第二伽瑪電壓^及放 鲁 大輸出電壓乂“的關係式如下計算式(5)所示： V〇-|§(VP-V) + V (5) 中的 =于提的疋，a十异式⑺中的Ra/Rb恰等於計算式(句 乃外 所接心明，上述的參考阻抗單元42〇、4 的：、:且乂相同皆為Ra ’而可變阻抗單元440〜450提 HZ!；相同皆為^的條件是僅只是為了簡化計 大（）所k出的-個範例，並非用來限制本發明。在此， 8 NVT-2008-091 29750twf.doc/n 阻抗單元440〜450的相對關係可以利用具有運算能力的控 制電路470來完成，控制電路47〇藉由提供可變阻抗單元 440〜45〇調整可變阻抗來完成調整參考阻抗單元42〇、43〇 與可變阻抗單元440〜450的相對關係。而控制電路47〇可 有以下幾種計算法則： ⑴依據輸人的像素資料乘上某個倍率之後的結果(此 種相乘計算可以由數位電路去實現），钱應輸出某種的電 。就是將不同像素資料乘上不同倍率所需要設定的 ==擇建成一個資料庠(或查找表)，再依據輸入的 好的倍率後，查找出所需的電阻選擇。 (2)依據輸人的像素資料及某個倍率(不做資料相乘）， 去對應輸出某種的電阻選擇。 的像素資料及倍率對二=疋說’設定好多種不同 被輸入時，就可以杳表。-旦像素資料及倍率 —衣找出所需的電阻選擇。 就是不去輸料_電阻。換言之， 的;=貝枓為何’僅針對不同的倍率，來選出不同 對比影像的亮度程度，或是 機率，影像處理或數學等已:術藉由統計’ 理後得到），讀應Μ的tjI軟料硬體方式處 程度、色彩分佈、二 ==如像不同對比 上述的倍率指的是伽瑪轉換:不線=選擇)。 1376940 NVT-2008-091 29750twf.doc/n 因此透過這種動態的電阻切換，配合這些控制機制， 而達到精確祕改變影像的視纽果。#然本技術亦可以 有關閉的機制，也就是對原始各個灰階的伽瑪電壓不做 何改變。 以下則請參照圖5A，圖5A繪示本發明的—實施例的 伽瑪電壓產生器500的示意圖。伽瑪電壓產生器5〇〇同樣 $括運算放大器510、參考阻抗單元52〇〜S3〇、可變阻抗 單元540〜550以及選擇單元560。此外，伽瑪電壓產生哭 =0更包括連接開關ENS2、ENS3，分別耦接在參考阻^ ，兀520接收第一伽瑪電壓Vm及參考阻抗單元53〇接收 第一伽瑪電壓Vp的路徑上。當連接開關ENS2、ENS3導 通日守，運异放大器510的兩個輸入端分別透過參考阻抗單 元520、530接收第一伽瑪電壓乂1〇及第二伽瑪電壓％。相 反的，當連接開關ENS2、ENS3不導通時，運算放大器51〇 的兩個輸入端將會浮接(floating c〇nnected)。而參考阻抗單 元520〜530則由電阻來建構。 在本實施例中，可變阻抗單元54〇包括N個開關 SW^SW^以及N個阻抗元件Ru〜r1n’其中n為正整數。 且各阻抗元件，例如Ru，與各開關，例如SW2i，串接於 可變阻抗單元540的一端與另一端間。可變阻抗單元54〇 則可以藉由開關SW2广8”抓的導通或不導通的狀態，來動 態改變其所提供的可變阻抗的值。值得注意的是，為了不 要使可變阻抗單元540的阻抗不是無限大(斷路;|，開關 中至少一個的狀態為導通。 1376940 NVT-2008-091 29750twf.doc/n 相同的，可變阻抗單元550包括M個開關SWn〜SW1M 以及N個阻抗元件R21〜ί^Μ，其中Μ為正整數。但各阻抗 元件，例如R2i，與各開關，例如S\VU，串接於可變阻抗 單元550的一端與另一端間。可變阻抗單元550則可以藉 由開關SWn~SW1M的導通或不導通的狀態，來動態改變其 所提供的可變阻抗的值。值得注意的是，為了不要使可變 阻抗單元550的阻抗不是無限大(斷路），開關swu〜SW1M 中至少一個的狀態為導通。 另外’選擇單元560則由選擇開關ENS1、ENS4來建 構’選擇開關ENS1的一端接收第一伽瑪電壓vm，而其另 一端耦接選擇開關ENS2。選擇開關ENS2未與選擇開關 ENS1耦接的一端則耦接運算放大器510的放大輸出端。 其中，選擇開關ENS1、ENS2的導通狀態僅有一個會導通， 而另一個則為不導通。並不會產生兩個都同時導通的狀況。 當選擇開關ENS1導通而選擇開關ENS2不導通時， 表示伽瑪電壓產生器500選則直接輸出第一伽瑪電壓 Vm，因此也可以適時的關閉連接開關ENS2、enS;3 ^ 接著請參照圖5B，圖5B繪示本發明的伽瑪電壓產生 器500實施例的可變阻抗單元另一實施方式的示意圖。其 中的可變阻抗單元、590中的電阻、開關的連接方式與^ 5A繪示的可變阻抗單元540、550中的電阻、開關的^接 方式不同。其中，可變阻抗單元580包括n個阻抗元件 R_3]〜R3n及N個開關SW；3i〜SW：jn ’各開關與各阻抗元件並 接，（例如開關SWn與阻抗元件Rh並接），這些並接的各 12 1376940 NVT-2008-091 29750twf.doc/n 開關與各阻抗元件再串接於可變阻抗單元58〇的一端與另 一端間。 相同的，可變阻抗單元590包括M個阻抗元件 及Μ個開關SWw，各開關與各阻抗元件並 接’（例如開關與阻抗元件並接），這些並接的各 開關與各阻抗元件再串接於可變阻抗單元59〇的一端與另 一端間。 然而上述的可變阻抗單元58〇、59〇為了避免發生短 路的現象’其中的多個開關巾的至少—個的狀態為不導通。 ♦ β在此，特別值得一提的’上述說明的本實施例中伽瑪 電壓產生器500中所使用的電阻都是用來產生阻抗用的。 換句°舌5兒，只要是可以產生阻抗的元件，都可以用來實施 ，發明實施例的伽瑪電壓產生器5〇〇以提供阻抗。也就是 為除了電阻以外，包括長通道(l〇ng channel)的電晶體或 切換式電容(switching capacit〇r)，都可以取代本實施例中 的電阻。 接著請參照圖6，圖6繪示本發明的一實施例的伽瑪 电壓產生裝置600的示意圖。伽瑪電壓產生裝置6〇()包括 多個伽瑪電壓產生器611〜613及多個分壓元件621〜622。 f中的伽瑪電壓產生器611〜613的實施方式同上述說明的 實施例的伽瑪電壓產生器400、5〇〇 ’此處不再贅述。 分壓元件621〜622則分別接收伽瑪電壓產生器 611〜613產生的内插伽瑪輸出電壓，並分壓產生多個分壓 内插伽瑪輪出電壓，以提供晝素資料的多個灰階所需要的 13 NVT-2008-091 29750twf.doc/n 伽瑪電壓。 。。逢2所述’本發明利用内插法的技術，利用運算放大 L皆的像動態調整伽瑪電壓而產生可以對應非整數 插伽瑪輸出電壓。進而防止了像素資 ^ 不、’、，並提升了顯示面板的顯示品質。 梯發明已以實施例揭露如上，然、其並非用以限定 脫離 發明之保軸當視後附:申請;利範圍二界：二本 【圖式簡單說明】 的關f像素資料Di-丨與輸出像素卿—。 繪:的昔知的伽瑪電壓產生裝置200。 圖3、會不内插法計算方式的示意圖。 示意Ξ。4緣不本發明的—實施例的伽瑪電壓產生器4 〇 〇的 的示ί圖。曰丁本發明的一實施例的伽碼電壓產生器， 變阻瑪電壓產生器實施例的可 乃只％方式的示意圖。 的示意圖圖㈣林發__實施綱㈣電壓產生裝置_ 1376940 NVT-2008O91 29750twf.doc/n 【主要元件符號說明】 110、120 :曲線 200、600 :伽瑪電壓產生襄置 211〜213 :數位類比轉換器 400、500、611〜613 :伽瑪電壓產峰哭 、训：運算放大器 ^ 420〜430、520〜530 :參考阻抗單元 44〇〜45〇、54〇〜55〇 :.可變阻抗單元 460、560 :選擇單元 470 :控制電路 621〜622 :分壓元件 ‘ CTRL:控制信號 - TN、TP :輸入端

Vd :放大輸出電壓 m、m+1、mk :灰階 DLi、DL。、DLC)1~DL()3 :像素資料 鲁 Vm_i〜Vp+1、Vmk .伽瑪電壓 ENS1〜ENS4、SW21 〜SW2n、SWii〜SWim、SW31 〜SW3N、 SW41〜SW4M :開關

Ru〜R1N、R21〜R2M、尺31〜R3N、Κ·41〜R4M :阻抗元件

Claims (1)

1. NVT-2008-091 29750twf.doc/n 七、申請專利範圍： 1.一種伽瑪電壓產生器，包括： 於屮二運ί放大器，具有第—輸人端、第二輸人端及放大 輸出端二其放大輸出端產生—放大輸出電壓； 第-參考阻抗單it ’其-端接收—第―伽瑪電壓， 另一端耦接至該運算放大器的第一輪入端； 第一參考阻抗單元’其一端接收一第二伽 另一端，接至該運算放大器的第二輪入端； 第-可變阻抗單元’缺在鱗算放大器的第— 入細與放大輸出端間，提供—第一可變阻抗； ^第二可變阻抗單元，軸在該運算放大器的第二 Γ提：第：參考阻抗單元接收該第一伽瑪電壓的-間，k供一弟二可變阻抗；以及 :選擇*兀’雛該運算放大器，依據—控制信穿 =壓t輸出電壓或該第—伽瑪電壓來產生—内插伽ί ^如中請專利範圍第！項所述之伽瑪電壓產生器， 中該弟一可變阻抗單元包括： 則固第-阻抗元件’N為正整數；以及 ㈣I個第—開關，其中各該第—阻抗元件與各該第一 可變阻抗單元的一端與另-端間，且該 弟開關其中至少-個的狀態為導通。 如中#專利範圍第1項所述之伽瑪電壓產生器， 中忒弟一可變阻抗單元包括： 16 1376940 NVT-2008-091 29750tw£doc/n N個第-阻抗元件，該些第—阻抗 第一可變阻抗單摘1與另—關，N為正整數以= N個第;開，’各該第—開·別與各該第一阻抗元 件並接’且該些第-_其中至少_個的狀態為不導通。 4.如申π專利圍第1項所述之伽瑪電壓產生器，盆 中該弟一可變阻抗單元包括： Μ個第二阻抗元件，Μ為正整數；以及

   Μ個第.二開關’其中各該第三阻抗元件與各該第二開 ，串接於該第二可變阻抗單元的_端與另__端間，且該些 第二開關其巾至少-烟狀態為導通。 5. 如申叫專利範圍第1項所述之伽瑪電壓產生器，其 中該第二可變阻抗單元包括：

   Μ個第一阻抗元件，該些第二阻抗元件相互串接於該 第二可變阻抗單元的一端與另一端間，Μ為正整數；以及 、Μ個第二開關’各該第二開關分別與各該第二阻抗元 件並接，且該些第二開關其中至少一個的狀態為不導通。 6. 如申請專利範圍第1項所述之伽瑪電壓產生器，其 中該選擇單元包括： 八 弟一選擇開關’其一端接收該第一伽瑪電壓；以及 一第二選擇開關’其一端耦接該運算放大器的放大輸 出端並接收該放大輸出電壓，其另一端耦接該第一選擇開 關的另一端； 其中該第一及第二選擇開關依據該控制信號來產生 該内插伽瑪輪出電壓，且該第一及第二選擇開關的導通狀 17 NVT-2008-09 1 29750twf.doc/n 放大輸出端，其放大輸出端產生一放大輸出電壓； b 一第一參考阻抗單元，其一端接收多數個伽瑪電 壓的其中之了，另一端耦接至該運算放大器的第__輸入端； 一第二參考阻抗單元，其一端接收該些伽瑪電壓 的另一，另一~端耦接至該運算放大器的第二輸入端； 一第一可變阻抗單元，耦接在該運算放大器的第 一輸入端與放大輸出端間，提供一第一可變阻抗； 一 Μ 一第一可變阻抗單元，耦接在該運算放大器的第 ^輸入端與該第—參考阻抗單糾—端間，提供一第二可 變阻抗；以及 一選擇單元，耦接該運算放大器，依據一控制i 壓蝴-爾絲產生一咖 生今件’依序串接在各該伽瑪電壓產生器」 ==峨的端點間’用以產生多數個她 置：該=:二項括所述之伽瑪電壓產- N個第-阻抗元件，N為正整數；以及 關串接‘開:考件=該第^ 第-開關其中至少-個的狀態為導另-㈣’且斯 1376940 NVT-2008-091 29750tvvf.d〇c/n —N個卜，抗^件’該些第—阻抗树相互串接於該 第-參考阻抗單元的—端與另―端間，N為正整數；以及 ,N個第-開關，各該第—開關分別與各該第一阻抗元 件亚接’且該些第1關其中至少―個的狀態為不導通。 15·如申請專利範圍第12項所述之 置，其中該第二參考阻抗單元包括： 玍在 Μ個第二阻抗元件，M為正整數；以及

   Μ個第^ _ ’其巾各該第二阻抗元件與各該第二開 關串接於衫二參考阻抗單㈣—端與另—端間，且該些 第二開關其中至少一個的狀態為導通。 16.如申明專利範圍帛12項所述之伽瑪電壓產生 置，其中該第二參考阻抗單元包括： t

   〃 Μ個第二阻抗元件，該些第二阻抗元件相互串接於該 第二餐考阻抗單元的—端與另HM為正整數；以及 、Μ個第二_，各該第二開關分別與各該第二阻抗元 件並接’且該些第二開關其中至少―個的狀態為不導通。 17.如申喷專利範圍第12項所述之伽瑪 置，其中該選擇單元包括： < 第選擇開關’其一端接收該第一伽瑪電壓；以及 -第二選擇開關’其—端麵接該運算放大器的放大輸 出端並接收該放大輸出電壓，其另—端触該第一選擇開 關的另一端； 其中該第-及第二選擇開關依據該控制信號來產生 該内插伽瑪輸th電壓，且該第—及第二聊開_導通狀 20 NVT-2008-091 29750twf.doc/n 態相反。 18.如申請專利範 置，其中更包括：圍第12項所述之伽瑪電壓產生裝 第一=電上^在參考阻抗單元接收該 單元接收該第—伽瑪電壓通或切斷該第—參考阻抗 置，其12項所述之伽瑪電壓產生裝 第二上參考阻抗單元接收該 單元接收科二伽㈣壓：：=通或_該第二參考阻抗 置，其中科—參考㈣電壓產生裝 置產生裝 置利t圍第12項所述之伽瑪電壓產生裝 ;、w二刀反几件包括多數個串接的電阻。 置，其利範圍第12項所述之伽瑪電壓產生裝 接收卞此八%，數個輸出緩衝器，輕接至該些分壓元件， 接收该些分壓内插伽瑪輸出電壓。 置，第12項所述之伽瑪電壓產生裝 第二可用=調ΐ該些第一可變阻抗單元及該些 第二可i阻‘早70所分別提供的該些第一可變阻抗及該些 21