TWI415107B - 伽瑪電壓產生電路 - Google Patents

Description

伽瑪電壓產生電路

本發明是有關於一種伽瑪電壓產生電路，且特別是有關於一種同步位移伽瑪電壓準位的伽瑪電壓產生電路。

在現今資訊社會中，隨著資訊傳播媒體及各種電子顯示裝置被廣泛應用於工業用裝置或家用設備，使得電子顯示裝置越來越顯得重要。這些電子顯示裝置更持續地更新以適用於資訊社會中各種需求的功能。

一般而言，電子顯示裝置顯示並傳輸各項資訊給利用這些資訊的使用者。意即，這些電子顯示裝置將電子資訊信號轉換成使用者視覺上可辨識的光學資訊信號。

在目前的顯示裝置或系統，像是映像管顯示器(Cathode-Ray Tube,CRT)或是液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)，其輸入電壓及顯示輸出之間並非線性關係，並且輸入電壓及顯示輸出之間的關係透過伽瑪曲線(gamma curve)來描述。以液晶顯示器而言，則可透過伽瑪曲線找到對應各灰階的輸入電壓(亦即伽瑪電壓)，利用這些伽瑪電壓控制液晶面板顯示正確的灰階，則液晶顯示器可正確的顯示影像。

為了改良液晶顯示器的顯示效果，有些液晶面板會將像素切割為兩個子像素。而兩個子像素由於電路結構的關係，可能會有共同電壓的準位不一樣的現象產生。在此情況之下，利用同樣的伽瑪電壓控制液晶面板時，可能會造成兩個子像素顯示的效果不一樣，因而影響到顯示的品質。因此，要在不同的子像素顯示相同的效果時，輸出的伽瑪電壓的準位可能不同。也就是說，在某些畫素顯示相同的效果時，必須接收位移後的伽瑪電壓。

圖1為一傳統伽瑪電壓產生電路的電路示意圖。請參照圖1，準位參考電壓AGMAH與準位參考電壓AGMAL間的電壓會經由電阻AR0~AR63進行分壓，並輸出伽瑪參考電壓AV0~AV63。準位參考電壓BGMAH與準位參考電壓BGMAL間的電壓會經由電阻BR0~BR63進行分壓，並輸出伽瑪參考電壓BV0~BV63。開關110_1~110_64則依據控制信號S1選擇輸出伽瑪參考電壓AV0~AV63作為伽瑪電壓V0~V63，或者輸出伽瑪參考電壓BV0~BV63作為伽瑪電壓V0~V63。數位類比轉換器130則選擇輸出伽瑪電壓V63~V0的其中之一作為驅動電壓。

圖2為另一傳統伽瑪電壓產生電路的電路示意圖。請參照圖2，準位參考電壓GMAH與準位參考電壓BGMAL間的電壓會經由電阻CR0~CR64進行分壓，並輸出伽瑪參考電壓CV0~CV64，其中伽瑪參考電壓CV1會等於準位參考電壓AGMAL，並且準位電壓AGMAL高於準位電壓BGMAL。開關210_1~210_63則依據控制信號S1選擇輸出伽瑪參考電壓CV0~CV63或CV1~CV64作為伽瑪電壓V0~V63。數位類比轉換器230選擇輸出伽瑪電壓V63~V0的其中之一作為驅動電壓。

然而，上述電路雖然可以調整伽瑪電壓V0~V63的準位，但上述電路使用多個開關來進行伽瑪參考電壓的選擇。而開關數量的增加，除了增加電路設計的複雜度外，連帶的增加電路的硬體成本。

本發明提供一種伽瑪電壓產生電路，可以減少電路的複雜度及硬體成本，且同步位移伽瑪電壓的準位。

本發明提出一種伽瑪電壓產生電路，其包括電阻串列、第一開關及第二開關。電阻串列包括多個串聯的電阻。第一開關的輸出端耦接電阻串列的第一端。第二開關的輸出端耦接電阻串列的第二端。第一開關依據控制信號選擇並輸出第一高準位參考電壓或第二高準位參考電壓至電阻串列的第一端。第二開關依據控制信號選擇並輸出第一低準位參考電壓或第二低準位參考電壓至電阻串列的第二端。

在本發明之一實施例中，上述之電阻串列於第一開關輸出第一高準位參考電壓至電阻串列的第一端且第二開關輸出第一低準位參考電壓至電阻串列的第二端時，提供第一伽瑪電壓集合。電阻串列於第一開關輸出第二高準位參考電壓至電阻串列的第一端且第二開關輸出第二低準位參考電壓至電阻串列的第二端時，提供第二伽瑪電壓集合。

在本發明之一實施例中，上述之第一高準位參考電壓與第二高準位參考電壓間的電壓差會等於第一低準位參考電壓與第二低準位參考電壓間的電壓差。

在本發明之一實施例中，上述之第一高準位參考電壓大於第一低準位參考電壓，且第二高準位參考電壓大於第二低準位參考電壓。

本發明另提出一種伽瑪電壓產生電路，其包括電阻串列、第一開關及第二開關。電阻串列包括多個串聯的電阻。第一開關的輸出端耦接電阻串列的第一端。第二開關的輸出端耦接電阻串列的第二端。第一開關依據控制信號選擇並輸出第一高準位參考電壓、第二高準位參考電壓或第三高準位參考電壓至電阻串列的第一端。第二開關依據控制信號選擇並輸出第一低準位參考電壓、第二低準位參考電壓或第三低準位參考電壓至電阻串列的第二端。

在本發明之一實施例中，上述之電阻串列於第一開關輸出第一高準位參考電壓至電阻串列的第一端且第二開關輸出第一低準位參考電壓至電阻串列的第二端時，提供第一伽瑪電壓集合。電阻串列於第一開關輸出第二高準位參考電壓至電阻串列的第一端且第二開關輸出第二低準位參考電壓至電阻串列的第二端時，提供第二伽瑪電壓集合。電阻串列於第一開關輸出第三高準位參考電壓至電阻串列的第一端且第二開關輸出第三低準位參考電壓至電阻串列的第二端時，提供第三伽瑪電壓集合。

在本發明之一實施例中，上述之第一高準位參考電壓與第二高準位參考電壓間的電壓差會等於第一低準位參考電壓與第二低準位參考電壓間的電壓差。第二高準位參考電壓與第三高準位參考電壓間的電壓差會等於第二低準位參考電壓與第二低準位參考電壓間的電壓差。

在本發明之一實施例中，上述之第一高準位參考電壓大於第一低準位參考電壓，第二高準位參考電壓大於第二低準位參考電壓，且第三高準位參考電壓大於第三低準位參考電壓。

在本發明之一實施例中，上述之伽瑪電壓產生電路，更包括數位轉類比轉換器，其耦接電阻串列的多個電阻，其中數位轉類比轉換器依據資料碼輸出此些電阻所提供的多個伽瑪電壓的其中之一。

基於上述，本發明的伽瑪電壓產生電路，其開關依據控制信號選擇並輸出不同電壓準位的高準位參考電壓及低準位參考電壓，以調整電阻串列所提供的伽瑪電壓的準位。藉此，可利用較少的開關達成位移伽瑪電壓準位的功能，以減少電路複雜度及硬體成本。並且，可依據共同電壓的高低調整伽瑪電壓的電壓準位，以讓不同畫素於相同灰階所顯示的亮度接近甚至相同。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

第一實施例

圖3為根據本發明第一實施例之伽瑪電壓產生電路的電路圖。請參照圖3，伽瑪電壓產生電路300包括電阻串列340、第一開關310、第二開關320及數位轉類比轉換器350。第一開關310接收第一高準位參考電壓AGMAH及第二高準位參考電壓BGMAH，並且第一開關310的輸出端耦接該電阻串列340的第一端A，其中第一開關310依據控制信號S1選擇並輸出第一高準位參考電壓AGMAH或第二高準位參考電壓BGMAH作為高準位電壓GMAH，並將所選擇的第一高準位參考電壓AGMAH或第二高準位參考電壓BGMAH傳送至電阻串列340的第一端A。

第二開關320接收第一低準位參考電壓AGMAL及第二低準位參考電壓BGMAL，並且第二開關320的輸出端耦接該電阻串列340的第二端B，其中第二開關320依據控制信號S1選擇並輸出第一低準位參考電壓AGMAL或第二低準位參考電壓BGMAL作為低準位電壓GMAL，並傳送至電阻串列340的第二端B。

在本實施例中，第一高準位參考電壓AGMAH與第二高準位參考電壓BGMAH間的電壓差會等於第一低準位參考電壓AGMAL與第二低準位參考電壓BGMAL間的電壓差，並且第一高準位參考電壓AGMAH大於第一低準位參考電壓AGMAL，第二高準位參考電壓BGMAH大於第二低準位參考電壓BGMAL。

電阻串列340包括多個串聯的電阻R1~R64，用以對高準位電壓GMAH與低準位電壓GMAL間的電壓進行分壓，用以產生多個伽瑪電壓(如Va(63)~Va(0))。當第一開關310輸出第一高準位參考電壓AGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關320輸出第一低準位參考電壓AGMAL作為低準位電壓GMAL時，電阻串列340會提供伽瑪電壓Va(63)~Va(0)(亦即第一伽瑪電壓集合)。當第一開關310輸出第二高準位參考電壓BGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關320輸出第二低準位參考電壓BGMAL作為低準位電壓GMAL時，電阻串列340會提供伽瑪電壓Vb(63)~Vb(0)(亦即第二伽瑪電壓集合)。

而且，電阻串列340所提供的伽瑪電壓會依據高準位電壓GMAH及低準位電壓GMAL的電壓準位的不同而不同。換言之，當第一高準位參考電壓AGMAH高於第二高準位參考電壓BGMAH及第一低準位參考電壓AGMAL高於第二低準位參考電壓BGMAL時，第一伽瑪電壓集合的伽瑪電壓Va(63)~Va(0)會分別大於第二伽瑪電壓集合的伽瑪電壓Vb(63)~Vb(0)，亦即伽瑪電壓V63a大於伽瑪電壓V63b，伽瑪電壓V62a大於伽瑪電壓V62b，其餘則以此類推。反之，當第一高準位參考電壓AGMAH小於第二高準位參考電壓BGMAH及第一低準位參考電壓AGMAL小於第二低準位參考電壓BGMAL時，則伽瑪電壓Va(63)~Va(0)會分別小於伽瑪電壓Vb(63)~Vb(0)。

數位轉類比轉換器350耦接電阻串列340的電阻R1~R64，並且數位轉類比轉換器350依據資料碼CA輸出電阻R1~R64所提供的多個伽瑪電壓(如Va(63)~Va(0)或Vb(63)~Vb(0))的其中之一。進一步來說，當第一開關310輸出第一高準位參考電壓AGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關320輸出第一低準位參考電壓AGMAL作為低準位電壓GMAL時，數位轉類比轉換器150依據資料碼CA輸出伽瑪電壓Va(63)~Va(0)的其中之一。當第一開關310輸出第二高準位參考電壓BGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關320輸出第二低準位參考電壓AGMAL作為低準位電壓GMAL時，數位轉類比轉換器350依據資料碼CA輸出伽瑪電壓Vb(63)~Vb(0)其中之一。

數位類比轉換器350所輸出的伽瑪電壓會作為驅動電壓，用以驅動液晶顯示對應灰階的亮度。藉此，可利用較少的開關達成位移伽瑪電壓的功能，以減少電路的複雜度及硬體成本。伽瑪電壓產生電路300提供兩條伽瑪曲線(Gamma curves)，其中一條伽瑪曲線提供伽瑪電壓Va(63)~Va(0)，而另一條伽瑪曲線則提供伽瑪電壓Vb(63)~Vb(0)。並且，當不同畫素(或子畫素)的共同電壓的準位不同時，可依據控制信號S1輸出不同電壓準位的準位參考電壓以調整各伽瑪電壓的準位，以讓不同畫素於相同灰階所顯示的亮度接近甚至相同。舉例來說，倘若在一個液晶顯示面板中其每個像素皆具有以不同共同電壓所偏壓的兩個子畫素，當驅動其同一個畫素的兩個子畫素時，其一個子畫素可由伽瑪電壓Va(63)~Va(0)驅動，而另一個子畫素可由伽瑪電壓Vb(63)~Vb(0)驅動。值得一提的是，圖1中所示為6位元的伽瑪電壓產生器(亦即電阻串列中的電阻數為2的6次方)，若要變更為8位元的伽瑪電壓產生器，則增加電阻串列中電阻的數目及開關的數目至256個(亦即2的8次方)，而其他位元數(例如10位元)的伽瑪電壓產生器則依此類推。

第二實施例

圖4為根據本發明第二實施例之伽瑪電壓產生電路的電路圖。請參照圖3及圖4，其不同之處在於伽瑪電壓產生電路400的開關410及420。第一開關410接收第一高準位參考電壓AGMAH、第二高準位參考電壓BGMAH及第三高準位參考電壓CGMAH，並依據控制信號S1選擇並輸出第一高準位參考電壓AGMAH、第二高準位參考電壓BGMAH或第三高準位參考電壓CGMAH作為高準位電壓GMAH。

第二開關420接收第一低準位參考電壓AGMAL、第二低準位參考電壓BGMAL及第三低準位參考電壓CGMAL，並依據控制信號S1選擇並輸出第一低準位參考電壓AGMAL、第二低準位參考電壓BGMAL或作為低準位電壓GMAL。在本實施例中，第二高準位參考電壓BGMAH與第三高準位參考電壓CGMAH間的電壓差會等於第二低準位參考電壓BGMAL與第三低準位參考電壓CGMAL間的電壓差，並且第三高準位參考電壓CGMAH大於第三低準位參考電壓CGMAL。

當第一開關410輸出第一高準位參考電壓AGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關420輸出第一低準位參考電壓AGMAL作為低準位電壓GMAL時，電阻串列340會提供伽瑪電壓Va(63)~Va(0)(亦即第一伽瑪電壓集合)。當第一開關410輸出第二高準位參考電壓BGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關420輸出第二低準位參考電壓BGMAL作為低準位電壓GMAL時，電阻串列340會提供伽瑪電壓Vb(63)~Vb(0)(亦即第二伽瑪電壓集合)。此外，當第一開關410輸出第三高準位參考電壓CGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關420輸出第三低準位參考電壓CGMAL作為低準位電壓GMAL時，電阻串列440會提供伽瑪電壓Vc(63)~Vc(0)(亦即第三伽瑪電壓集合)。

當第一高準位參考電壓AGMAH>第二高準位參考電壓BGMAH>第三高準位參考電壓CGMAH且第一低準位參考電壓AGMAL>第二低準位參考電壓BGMAL>第三低準位參考電壓CGMAL時，則第一伽瑪電壓集合>第二伽瑪電壓集合>第三伽瑪電壓集合。而各伽瑪電壓集合間的伽瑪參考電壓的關係可以下列以方程式表示：

Va(n)>Vb(n)>Vc(n)

其中，n為整數，且63≧n≧0。

此外，若高準位參考電壓AGMAH、BGMAH及CGMAH以及低準位參考電壓AGMAL、BGMAL及CGMAL彼此間的大小不同於上述說明時，則第一伽瑪電壓集合、第二伽瑪電壓集合、第三伽瑪電壓集合間的大小關係則會與上述不同，此可依據各伽瑪電壓集合所對應的高準位參考電壓及低準位參考電壓的大小類推得知。

當第一開關410輸出第一高準位參考電壓AGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關420輸出第一低準位參考電壓AGMAL作為低準位電壓GMAL時，數位轉類比轉換器150依據資料碼CA輸出伽瑪電壓Va(63)~Va(0)的其中之一。當第一開關410輸出第二高準位參考電壓BGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關420輸出第二低準位參考電壓AGMAL作為低準位電壓GMAL時，數位轉類比轉換器350依據資料碼CA輸出伽瑪電壓Vb(63)~Vb(0)其中之一。此外，當第一開關410輸出第三高準位參考電壓CGMAH作為高準位電壓GMAH且第二開關420輸出第三低準位參考電壓CGMAL作為低準位電壓GMAL時，數位轉類比轉換器350依據資料碼CA輸出伽瑪電壓Vc(63)~Vc(0)其中之一作為驅動電壓。因此，伽瑪電壓產生電路300提供三條伽瑪曲線(Gamma curves)，其中第一條伽瑪曲線提供伽瑪電壓Va(0)~Va(63)，第二條伽瑪曲線則提供伽瑪電壓Vb(0)~Vb(63)，而第三條伽瑪曲線則提供伽瑪電壓Vc(0)~Vc(63)。藉由施加適合的伽瑪電壓至液晶顯示面板的子畫素，即可以避免液晶顯示面板發生色移(color shift)的現象。舉例來說，倘若在一個液晶顯示面板中其每個像素皆具有以不同共同電壓所偏壓的兩個子畫素，當驅動其同一個畫素的兩個子畫素時，其一個子畫素可由上述三條伽瑪曲線中的一條來驅動，而另一個子畫素可由上述三條伽瑪曲線中的另一條來驅動，以避免液晶顯示面板發生色移的現象。

值得一提的是，在其他實施例中，第一開關及第二開關亦可分別接收多個高準位參考電壓及多個低準位參考電壓，並依據控制信號S1輸出其中一個高準位參考電壓及對應的一個低準位參考電壓，以供電阻串列產生多個伽瑪電壓。藉此，利用較少的開關達成伽瑪電壓準位的位移，以讓不同畫素於相同灰階所顯示的亮度接近甚至相同。

綜上所述，本發明實施例的伽瑪電壓產生電路，其開關依據控制信號選擇並輸出不同電壓準位的高準位參考電壓及低準位參考電壓，以調整電阻串列所提供的伽瑪電壓的準位。藉此，可利用較少的開關達成位移伽瑪電壓準位的功能，以減少電路複雜度及硬體成本。並且，可依據共同電壓的高低調整伽瑪電壓的電壓準位，以讓不同畫素於相同灰階所顯示的亮度接近甚至相同。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300、400．．．伽瑪電壓產生電路

110_1~110_64、210_1~210_64、310、320、410、420．．．開關

340．．．電阻串列

130、230、350．．．數位類比轉換器

AR0~AR63、BR0~BR63、CR0~CR64，R1~R64．．．電阻

AGMAH、BGMAH、CGMAH、AGMAL、BGMAL、CGMAL．．．準位參考電壓

GMAH、GMAL．．．準位電壓

AV0~AV63、BV0~BV63、CV0~CV64．．．伽瑪參考電壓

V0~V63、Va(0)~Va(63)、Vb(0)~Vb(63)、Vc(0)~Vc(63)．．．伽瑪電壓

S1．．．控制信號

圖1為一傳統伽瑪電壓產生電路的電路示意圖。

圖2為另一傳統伽瑪電壓產生電路的電路示意圖。

圖3為根據本發明第一實施例之伽瑪電壓產生電路的電路圖。

圖4為根據本發明第二實施例之伽瑪電壓產生電路的電路圖。

300．．．伽瑪電壓產生電路

310、320．．．開關

340．．．電阻串列

350．．．數位類比轉換器

R1~R64．．．電阻

AGMAH、BGMAH、AGMAL、BGMAL．．．準位參考電壓

GMAH、GMAL．．．準位電壓

Va(0)~Va(63)、Vb(0)~Vb(63)．．．伽瑪電壓

S1．．．控制信號

Claims (10)

1. 一種伽瑪電壓產生電路，包括：一電阻串列，包括多個串聯的電阻；一第一開關，該第一開關的輸出端耦接該電阻串列的一第一端；以及一第二開關，該第二開關的輸出端耦接該電阻串列的一第二端；其中該第一開關依據一控制信號選擇並輸出一第一高準位參考電壓或一第二高準位參考電壓至該電阻串列的該第一端，該第二開關依據該控制信號選擇並輸出一第一低準位參考電壓或一第二低準位參考電壓至該電阻串列的該第二端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之伽瑪電壓產生電路，其中該電阻串列於該第一開關輸出該第一高準位參考電壓至該電阻串列的該第一端且該第二開關輸出該第一低準位參考電壓至該電阻串列的該第二端時提供一第一伽瑪電壓集合，該電阻串列於該第一開關輸出該第二高準位參考電壓至該電阻串列的該第一端且該第二開關輸出該第二低準位參考電壓至該電阻串列的該第二端時提供一第二伽瑪電壓集合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之伽瑪電壓產生電路，其中該第一高準位參考電壓與該第二高準位參考電壓間的電壓差會等於該第一低準位參考電壓與該第二低準位參考電壓間的電壓差。
4. 如申請專利範圍第1項所述之伽瑪電壓產生電路，更包括一數位轉類比轉換器，其耦接該電阻串列的該些電阻，其中該數位轉類比轉換器依據該資料碼輸出該些電阻所提供的多個伽瑪電壓的其中之一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之伽瑪電壓產生電路，其中該第一高準位參考電壓大於該第一低準位參考電壓，且該第二高準位參考電壓大於該第二低準位參考電壓。
6. 一種伽瑪電壓產生電路，包括：一電阻串列，包括多個串聯的電阻；一第一開關，該第一開關的一輸出端耦接該電阻串列的一第一端；以及一第二開關，該第二開關的輸出端耦接該電阻串列的一第二端；其中該第一開關依據一控制信號選擇並輸出一第一高準位參考電壓、一第二高準位參考電壓或一第三高準位參考電壓至該電阻串列的該第一端，該第二開關依據該控制信號選擇並輸出一第一低準位參考電壓、一第二低準位參考電壓或一第三低準位參考電壓至該電阻串列的該第二端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之伽瑪電壓產生電路，其中該電阻串列於該第一開關輸出該第一高準位參考電壓至該電阻串列的該第一端且該第二開關輸出該第一低準位參考電壓至該電阻串列的該第二端時提供一第一伽瑪電壓集合，該電阻串列於該第一開關輸出該第二高準位參考電壓至該電阻串列的該第一端且該第二開關輸出該第二低準位參考電壓至該電阻串列的該第二端時提供一第二伽瑪電壓集合，該電阻串列於該第一開關輸出該第三高準位參考電壓至該電阻串列的該第一端且該第二開關輸出該第三低準位參考電壓至該電阻串列的該第二端時提供一第三伽瑪電壓集合。
8. 如申請專利範圍第6項所述之伽瑪電壓產生電路，其中該第一高準位參考電壓與該第二高準位參考電壓間的電壓差會等於該第一低準位參考電壓與該第二低準位參考電壓間的電壓差，該第二高準位參考電壓與該第三高準位參考電壓間的電壓差會等於該第二低準位參考電壓與該第二低準位參考電壓間的電壓差。
9. 如申請專利範圍第6項所述之伽瑪電壓產生電路，更包括一數位轉類比轉換器，其耦接該電阻串列的該些電阻，其中該數位轉類比轉換器依據該資料碼輸出該些電阻所提供的多個伽瑪電壓的其中之一。
10. 如申請專利範圍第6項所述之伽瑪電壓產生電路，其中該第一高準位參考電壓大於該第一低準位參考電壓，該第二高準位參考電壓大於該第二低準位參考電壓，且該第三高準位參考電壓大於該第三低準位參考電壓。