TWI433096B - 面板驅動電路 - Google Patents

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TWI433096B
TWI433096B TW100103133A TW100103133A TWI433096B TW I433096 B TWI433096 B TW I433096B TW 100103133 A TW100103133 A TW 100103133A TW 100103133 A TW100103133 A TW 100103133A TW I433096 B TWI433096 B TW I433096B
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Yu Kuang Chang
Kuei Chung Chang
Ming Da Chiang
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Novatek Microelectronics Corp
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Description

面板驅動電路
本發明是有關於一種驅動電路，且特別是有關於一種面板驅動電路。
請參照第1圖，第1圖繪示係為傳統面板驅動電路之部份示意圖。傳統面板驅動電路10包括正紅色灰階電壓產生電路12a、正綠色灰階電壓產生電路12b、正藍色灰階電壓產生電路12c、負紅色灰階電壓產生電路12d、負綠色灰階電壓產生電路12e、負紅色灰階電壓產生電路12f、數位類比轉換器(Digital to Analog Converter,DAC)13、伽瑪暫存器(Gamma Register)15、資料暫存器(Latch)16及電位移轉器(Level Shifter)17。
正紅色灰階電壓產生電路12a、正綠色灰階電壓產生電路12b及正藍色灰階電壓產生電路12c根據伽瑪暫存器15所儲存之資料分別產生256個正紅色灰階電壓、256個正綠色灰階電壓及256個正藍色灰階電壓。負紅色灰階電壓產生電路12d、負綠色灰階電壓產生電路12e及負藍色灰階電壓產生電路12f根據伽瑪暫存器15所儲存之資料分別產生256個負紅色灰階電壓、256個負綠色灰階電壓及256個負藍色灰階電壓。
紅色視訊訊號R[7：0]、綠色視訊訊號G[7：0]或藍色視訊訊號B[7：0]經資料暫存器16及電位移轉器17輸出至數位類比轉換器13。數位類比轉換器13於256個正紅色灰階電壓、256個正綠色灰階電壓、256個正藍色灰階電壓256個負紅色灰階電壓、256個綠色灰階電壓及256個負藍色灰階電壓選擇與紅色視訊訊號R[7：0]、綠色視訊訊號G[7：0]或藍色視訊訊號B[7：0]相對應之驅動電壓Vo輸出。
然而，傳統面板驅動電路10為了能獨立地調整紅色伽瑪校正曲線、綠色伽瑪校正曲線及藍色伽瑪校正曲線，至少需要使用3組灰階電壓產生電路，而每一組灰階電壓產生電路需包括一個正灰階電壓產生電路及一個負灰階電壓產生電路。如此一來，將相當地佔用晶片上的面積且浪費晶片上的功率消耗。不僅如此，傳統面板驅動電路10更需在電路佈局上使用為數不少的跑線數量。
本發明係有關於一種面板驅動電路，其係減少參考電壓產生電路的使用個數，以降低於晶片上的佔用面積及功率消耗。此外，更降低電路佈局上的跑線數量。
根據本發明，提出一種面板驅動電路。面板驅動電路包括視訊訊號轉換電路、參考電壓產生電路、數位類比轉換器及插補運算放大器。視訊訊號轉換電路根據查閱表(Lookup Table,LUT)將視訊訊號轉換為高位元數視訊訊號。視訊訊號係為數個視訊訊號其中之一且高位元數視訊訊號係為數個高位元數視訊訊號其中之一。高位元數視訊訊號包括第一部份資料及第二部份資料，且高位元數視訊訊號之位元數係大於轉換前視訊訊號之位元數。參考電壓產生電路產生數個參考電壓。數位類比轉換器於數個參考電壓之中選擇與第一部份資料相對應之第一參考電壓及第二參考電壓。插補運算放大器根據第一參考電壓、第二參考電壓及第二部份資料輸出對應至轉換後高位元數視訊訊號之驅動電壓。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
下述實施例係揭露一種面板驅動電路。面板驅動電路包括視訊訊號轉換電路、參考電壓產生電路、數位類比轉換器及插補運算放大器。視訊訊號轉換電路根據查閱表(Lookup Table,LUT)將視訊訊號轉換為高位元數視訊訊號。視訊訊號係選擇性地為數個視訊訊號其中之一且高位元數視訊訊號係選擇性地為數個高位元數視訊訊號其中之一。高位元數視訊訊號包括第一部份資料及第二部份資料，且高位元數視訊訊號之位元數係大於轉換前視訊訊號之位元數。參考電壓產生電路產生數個參考電壓。數位類比轉換器於數個參考電壓之中選擇與第一部份資料相對應之第一參考電壓及第二參考電壓。插補運算放大器根據第一參考電壓、第二參考電壓及第二部份資料輸出對應至轉換後高位元數視訊訊號之驅動電壓。
請同時參照第2圖，第2圖繪示係為依照本發明實施例之一種面板驅動電路之部分示意圖。面板驅動電路20包括視訊訊號轉換電路21、參考電壓產生電路、數位類比轉換器(Digital to Analog Converter,DAC)23、插補運算放大器24、資料暫存器(Latch)26及電位移轉器(Level Shifter)27。參考電壓產生電路例如為第2圖繪示之正參考電壓產生電路22a或負參考電壓產生電路22b。
查閱表用以記錄數個視訊訊號與數個高位元數視訊訊號之對應關係。於本實施例中視訊訊號之位元數係以8位元表示，而高位元數視訊訊號之位元數係以10位元表示。查閱表進一步包括紅色視訊資料查閱表、綠色視訊資料查閱表及藍色視訊資料查閱表。紅色視訊資料查閱表、綠色視訊資料查閱表及藍色視訊資料查閱表分別對應至紅色伽瑪校正曲線、綠色伽瑪校正曲線及藍色伽瑪校正曲線。
視訊訊號轉換電路21根據查閱表(Lookup Table,LUT)及數位插補技術將視訊訊號轉換為高位元數視訊訊號，高位元數視訊訊號之位元數係大於轉換前視訊訊號之位元數。視訊訊號例如為數個視訊訊號其中之一且高位元數視訊訊號例如為數個高位元數視訊訊號其中之一。高位元數視訊訊號包括第一部份資料P1及第二部份資料P2。第一部份資料P1包括高位元數視訊訊號中的數個位元，而第二部份資料P2包括高位元數視訊訊號中除第一部份資料P1以外的數個位元。第一部份資料P1經資料暫存器26及電位移轉器27輸出至數位類比轉換器23，而第二部份資料P2經資料暫存器26及電位移轉器27輸出至插補運算放大器24。
第一部份資料P1及第二部份資料P2之位元數於本實施例分別以6位元及4位元為例說明，而轉換前視訊訊號及轉換後高位元數視訊訊號於本實施例分別以8位元及10位元為例說明。轉換前視訊訊號例如為第2圖繪示之紅色視訊訊號R[7：0]、綠色視訊訊號G[7：0]或藍色視訊訊號B[7：0]，而轉換後高位元數視訊訊號例如為紅色視訊訊號R’[9：0]、綠色視訊訊號G’[9：0]或藍色視訊訊號B’[9：0]。
正參考電壓產生電路22a用以產生數個正參考電壓，而負參考電壓產生電路22b用以產生數個負參考電壓。舉例來說，當視訊訊號之位元數為8位元時，正參考電壓及負參考電壓之個數分別小於28 。本實施例係以65個正參考電壓及65個負參考電壓為例說明。
相較於傳統面板驅動電路10，面板驅動電路20僅需使用一個正參考電壓產生電路及一個負參考電壓產生電路，而不需使用三個正參考電壓產生電路及三個負參考電壓產生電路即能獨立調整對應至紅色伽瑪校正曲線、綠色伽瑪校正曲線及藍色伽瑪校正曲線的驅動電壓。面板驅動電路20除了減少參考電壓產生電路的使用個數外，更降低於晶片上的佔用面積及功率消耗。此外，更同時降低電路佈局上的跑線數量。
數位類比轉換器23之位元數於本實施例係以6位元為例說明，而插補運算放大器24之插補位元數於本實施例係以4位元為例說明。數位類比轉換器23於參考電壓產生電路所提供之參考電壓之中選擇與第一部份資料P1相對應之第一參考電壓VH 及第二參考電壓VL 。第一參考電壓VH 與第二參考電壓VL 相鄰。插補運算放大器24根據第一參考電壓VH 、第二參考電壓VL 及第二部份資料P2輸出對應至轉換後高位元數視訊訊號之驅動電壓Vo。
請參照第3圖，第3圖繪示係為第一種視訊訊號轉換電路之示意圖。前述第2圖繪示之視訊訊號轉換電路21例如為第3圖繪示之視訊訊號轉換電路21(1)。視訊訊號轉換電路21(1)包括查表單元211與儲存單元25，且儲存單元25例如為伽瑪暫存器(Gamma Register)。儲存單元25儲存前述查閱表。查閱表例如係紀錄全階視訊訊號與高位元數視訊訊號間之對應關係。舉例來說，視訊訊號之位元數為8位元，查閱表例如係紀錄完整的256階紅色視訊訊號與高位元數紅色視訊訊號之對應關係、256階綠色視訊訊號與高位元數綠色視訊訊號之對應關係、256階藍色視訊訊號與高位元數藍色視訊訊號之對應關係。查表單元211根據查閱表所紀錄之內容值，藉由一對一的對應關係迅速地將8位元的視訊訊號轉換成10位元的高位元數視訊訊號。請參照第4圖、第5圖及第6圖，第4圖繪示係為第二種視訊訊號轉換電路示意圖，第5圖繪示係為數位插補技術之示意圖，第6圖繪示係為轉換前視訊訊號與轉換後高位元數視訊訊號之對應關係之示意圖。前述第2圖繪示之視訊訊號轉換電路21例如為第4圖繪示之視訊訊號轉換電路21(2)。視訊訊號轉換電路21(2)包括查表單元211、儲存單元25及插補電路212，且儲存單元25例如為伽瑪暫存器(Gamma Register)。儲存單元25儲存前述查閱表。查閱表例如係紀錄部份階視訊訊號與高位元數視訊訊號間之對應關係。舉例來說，視訊訊號之位元數為8位元，查閱表例如係紀錄部份的視訊訊號與高位元數視訊訊號之對應關係。舉例來說，前述視訊訊號之位元數為8位元，紅色視訊資料查閱表、綠色視訊資料查閱表及藍色視訊資料查閱表所記錄的視訊訊號與高位元數視訊訊號之對應關係個數分別小於28 。於本實施例中，紅色視訊資料查閱表、綠色視訊資料查閱表及藍色視訊資料查閱表僅記錄256階中的其中26階之視訊訊號與高位元數視訊訊號之對應關係，而其它階未被查閱表所紀錄的視訊訊號則可藉由插補電路212運算得到其相對應之高位元數視訊訊號。以第5圖為例，視訊訊號xn 及xm 為查閱表中所紀錄的其中2階，其相對應的轉換後高位元數視訊訊號分別為yn 及ym 。若視訊訊號為介於視訊訊號xn 與xm 之間的視訊訊號x，而視訊訊號x未被查閱表所紀錄，插補電路212會根據視訊訊號xn 、視訊訊號xm 、轉換後高位元數視訊訊號yn 及轉換後高位元數視訊訊號ym 插補出轉換後高位元數視訊訊號使得視訊訊號轉換電路21(2)輸出之高位元數視訊訊號等於高位元數視訊訊號y 。
請同時參照第7圖及第8圖，第7圖繪示係為依照本發明實施例之一種參考電壓產生電路之示意圖，第8圖繪示係為參考電壓曲線之示意圖。參考電壓產生電路包括電阻串221、電阻串222、多工器223、解多工器224、緩衝器225、多工器226、解多工器227及緩衝器228。電阻串221用以提供原始參考電壓VR1_1至VR1_63，而電阻串222包括輸出電壓節點VR2_1至VR2_63。多工器223係耦接至電阻串221，並根據控制信號VGP1IN[4:0]選擇原始參考電壓VR1_1至VR1_32其中之一做為調整電壓VGP1。解多工器224係耦接至電阻串222，並根據控制信號VGP1OUT[4:0]將調整電壓VGP1輸出至輸出電壓節點VR2_1至VR2_32其中之一。緩衝器225係耦接於多工器223及解多工器224之間。
多工器226係耦接至電阻串221，並根據控制信號VGP2IN[4:0]選擇原始參考電壓VR1_32至VR1_63其中之一做為調整電壓VGP2。解多工器227係耦接至電阻串222，並根據控制信號VGP2OUT[4:0]將調整電壓VGP2輸出至輸出電壓節點VR2_32至VR2_63其中之一。緩衝器227係耦接於多工器226及解多工器227之間。
輸出電壓節點VR2_0至VR2_64所對應之電壓係形成參考電壓曲線6，參考電壓曲線6係為片段線性，控制信號VGP1IN[4:0]、控制信號VGP1OUT[4:0]、控制信號VGP2IN[4:0]及控制信號VGP2OUT[4:0]用以改變至少部份參考電壓曲線6之斜率。以第8圖為例，控制信號VGP1OUT[4:0]控制解多工器224將調整電壓VGP1輸出至輸出電壓節點VR2_m，而控制信號VGP2OUT[4:0]控制解多工器227將調整電壓VGP2輸出至輸出電壓節點VR2_n。控制信號VGP1IN[4：0]控制多工器223以決定調整電壓VGP1之大小，而控制信號VGP2IN[4：0]控制多工器226以決定調整電壓VGP2之大小。如此一來，部份參考電壓曲線6之斜率即可藉由控制信號VGP1IN[4：0]、控制信號VGP1OUT[4：0]、控制信號VGP2IN[4：0]及控制信號VGP2OUT[4：0]進行彈性地調整，以提高某段電壓區間經插補運算放大器24插補後各灰階可調整的驅動電壓Vo的解析度。插補運算放大器24的細部電路可藉由參考美國專利號US7541844B2來據以實施，在此不另行贅述。
請參照表1，表1係為第二部份資料與驅動電壓之對應關係列表。如前所述，插補運算放大器24根據第一參考電壓VH 、第二參考電壓VL 及第二部份資料P2輸出對應至高位元數視訊訊號之驅動電壓Vo。而第二部份資料P2與驅動電壓Vo之對應關係即如表1。舉例來說，當第二部份資料P2為0000時，驅動電壓Vo =V H 。當第二部份資 料P2為0001時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為0010時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為0011時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為0100時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為0101時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為0110時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為0111時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為1000時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為1001時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為1010時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為1011時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為1100時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為1101時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為1110時，驅動電壓。當第二部份資 料P2為1111時，驅動電壓。由此可知，插補運算放大器24根據表1之對應關係即能迅速地輸出對應於高位元數視訊訊號之驅動電壓Vo。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。因此，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。
6‧‧‧參考電壓曲線
10‧‧‧傳統面板驅動電路
12a‧‧‧正紅色灰階電壓產生電路
12b‧‧‧正綠色灰階電壓產生電路
12c‧‧‧正藍色灰階電壓產生電路
12d‧‧‧負紅色灰階電壓產生電路
12e‧‧‧負綠色灰階電壓產生電路
12f‧‧‧負紅色灰階電壓產生電路
13、23‧‧‧數位類比轉換器
15‧‧‧伽瑪暫存器
16、26‧‧‧資料暫存器
17、27‧‧‧電位移轉器
20‧‧‧依照本發明實施例之面板驅動電路
21、21(1)、21(2)‧‧‧視訊訊號轉換電路
24‧‧‧插補運算放大器
25‧‧‧儲存單元
22a‧‧‧正參考電壓產生電路
22b‧‧‧負參考電壓產生電路
211‧‧‧查表單元
212‧‧‧插補電路
221、222‧‧‧電阻串
223、226‧‧‧多工器
224、227‧‧‧解多工器
225、228‧‧‧緩衝器
R[7：0]、R’[9：0]‧‧‧紅色視訊訊號
G[7：0]、G’[9：0]‧‧‧綠色視訊訊號
B[7：0]、B’[9：0]‧‧‧藍色視訊訊號
P1‧‧‧第一部份資料
P2‧‧‧第二部份資料
Vo‧‧‧驅動電壓
VH ‧‧‧第一參考電壓
VL ‧‧‧第二參考電壓
VR1_1至VR1_63‧‧‧原始參考電壓
VR2_1至VR2_63‧‧‧輸出電壓節點
VGP1IN[4：0]、VGP1OUT[4：0]、VGP2IN[4：0]、VGP2OUT[4：0]‧‧‧控制信號
VGP1、VGP2‧‧‧調整電壓
x‧‧‧於查閱表內未被紀錄之視訊訊號
xn ‧‧‧於查閱表內有被紀錄之視訊訊號
xm ‧‧‧於查閱表內有被紀錄之視訊訊號
y‧‧‧相對應於視訊訊號x，插補電路運算出的高位元數視訊訊號
yn ‧‧‧於查閱表內有被紀錄之高位元數視訊訊號
ym ‧‧‧於查閱表內有被紀錄之高位元數視訊訊號
第1圖繪示係為傳統面板驅動電路之部份示意圖。
第2圖繪示係為依照本發明實施例之一種面板驅動電路之部分示意圖。
第3圖繪示係為第一種視訊訊號轉換電路。
第4圖繪示係為第二種視訊訊號轉換電路。
第5圖繪示係為插補技術之示意圖。
第6圖繪示係為轉換前視訊訊號與轉換後高位元數視訊訊號之對應關係之示意圖。
第7圖繪示係為依照本發明實施例之一種參考電壓產生電路之示意圖。
第8圖繪示係為參考電壓曲線之示意圖。
20‧‧‧依照本發明實施例之面板驅動電路
21‧‧‧視訊訊號轉換電路
22a‧‧‧正參考電壓產生電路
22b‧‧‧負參考電壓產生電路
24‧‧‧插補運算放大器
26‧‧‧資料暫存器
27‧‧‧電位移轉器
R[7：0]、R’[9：0]‧‧‧紅色視訊訊號
G[7：0]、G’[9：0]‧‧‧綠色視訊訊號
B[7：0]、B’[9：0]‧‧‧藍色視訊訊號
P1‧‧‧第一部份資料
P2‧‧‧第二部份資料
Vo‧‧‧驅動電壓
VH ‧‧‧第一參考電壓
VL ‧‧‧第二參考電壓

Claims (16)

  1. 一種面板驅動電路，包括：一視訊訊號轉換電路，用以根據一查閱表(Lookup Table,LUT)將一視訊訊號轉換為一高位元數視訊訊號，該視訊訊號係為複數個視訊訊號其中之一且該高位元數視訊訊號係為複數個高位元數視訊訊號其中之一，該高位元數視訊訊號包括一第一部份資料及一第二部份資料，轉換後的該高位元數視訊訊號之位元數係大於轉換前的該視訊訊號之位元數；一參考電壓產生電路，用以產生複數個參考電壓；一數位類比轉換器，用以於該些參考電壓之中選擇與該第一部份資料相對應之一第一參考電壓及一第二參考電壓；以及一插補運算放大器，用以根據該第一參考電壓、該第二參考電壓及該第二部份資料輸出一對應至該高位元數視訊訊號之驅動電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之面板驅動電路，其中該視訊訊號轉換電路包括：一儲存單元，用以儲存該查閱表，該查閱表紀錄全階該些視訊訊號與該些高位元數視訊訊號間之對應關係；以及一查表單元，用以藉由一對一的對應關係將該視訊訊號轉換成該高位元數視訊訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之面板驅動電路，其中該儲存單元係為一伽瑪暫存器(Gamma Register)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之面板驅動電路，其中該視訊訊號轉換電路包括：一儲存單元，用以儲存該查閱表，該查閱表紀錄部份階該些視訊訊號與該些高位元數視訊訊號間之對應關係；一查表單元，用以藉由一對一的對應關係將該視訊訊號轉換成該高位元數視訊訊號；以及一插補電路，用以根據該查閱表內所紀錄的視訊訊號及其相對應的高位元數位視訊訊號運算出其它階未被查閱表所紀錄的視訊訊號之相對應的高位元數視訊訊號。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之面板驅動電路，其中該儲存單元係為一伽瑪暫存器(Gamma Register)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之面板驅動電路，其中該查閱表包括一第一顏色視訊資料查閱表、一第二顏色視訊資料查閱表及一第三顏色視訊資料查閱表。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之面板驅動電路，其中該視訊訊號之位元數係為m，該第一顏色視訊資料查閱表、該第二顏色視訊資料查閱表及該第三顏色視訊資料查閱表所記錄之對應關係個數分別小於2m 。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之面板驅動電路，其中該視訊訊號之位元數係為m，該第一顏色視訊資料查閱表、該第二顏色視訊資料查閱表及該第三顏色視訊資料查閱表所記錄之對應關係個數分別等於2m 。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之面板驅動電路，其中該參考電壓產生電路包括：一第一電阻串，用以提供複數個原始參考電壓； 一第二電阻串，包括複數個輸出電壓節點；一第一多工器，係耦接至該第一電阻串，並根據一第一控制信號選擇該些原始參考電壓其中之一做為一第一調整電壓；一第一解多工器，係耦接至該第二電阻串，並根據一第二控制信號將該第一調整電壓輸出至該些輸出電壓節點其中之一；以及一第一緩衝器，係耦接於該第一多工器及該第一解多工器之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之面板驅動電路，其中該參考電壓產生電路更包括：一第二多工器，係耦接至該第一電阻串，並根據一第三控制信號選擇該些原始參考電壓其中之一做為一第二調整電壓；一第二解多工器，係耦接至該第二電阻串，並根據一第四控制信號將該第二調整電壓輸出至該些輸出電壓節點其中之一；以及一第二緩衝器，係耦接於該第二多工器及該第二解多工器之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之面板驅動電路，其中該些輸出電壓節點所對應之電壓係形成一參考電壓曲線，該參考電壓曲線係為片段線性，該第一控制信號、該第二控制信號、該第三控制信號及該第四控制信號用以改變至少部份該參考電壓曲線之斜率。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之面板驅動電路，其 中該參考電壓產生電路係為一正參考電壓產生電路。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之面板驅動電路，其中該視訊訊號之位元數係為m，該些參考電壓之個數小於2m 。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之面板驅動電路，其中該參考電壓產生電路係為一負參考電壓產生電路。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之面板驅動電路，其中該視訊訊號之位元數係為m，該些參考電壓之個數小於2m 。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之面板驅動電路，其中該第一參考電壓及該第二參考電壓係該些參考電壓之兩相鄰參考電壓。
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