專利名稱：高分辨率液晶顯示監(jiān)視器的水平位置控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及個人電腦和液晶顯示(LCD)監(jiān)視器之間的接口，特別涉及高分辨率LCD監(jiān)視器的水平位置控制電路。
平板顯示器諸如液晶顯示器和等離子顯示器由于其緊湊性和低功耗而被看作是陰極射線管(CRT)顯示器的替代品。今天，膝上型電腦和筆記本電腦主要采用液晶顯示。有時桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也配置LCD監(jiān)視器，盡管其價格不菲?，F(xiàn)在的LCD板采用有源矩陣設(shè)計(jì)，一般被稱為薄膜晶體管(TFT)工藝。這種類型的LCD是在每個象素上放置一個晶體管。這種有源矩陣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是通過水平和垂直柵格所需的電流較小，這樣象素可以更快的在開關(guān)間轉(zhuǎn)換。
LCD監(jiān)視器包括一個接口電路，將主機(jī)系統(tǒng)輸入的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號，從而驅(qū)動LCD屏上的每個象素。這使得LCD監(jiān)視器只能在VGA(視頻圖像陣列)，SVGA(超VGA),XGA(擴(kuò)展圖像陣列)，SXGA(超XGA)模式中以某一種顯示模式操作。由此可見，LCD監(jiān)視器的分辨率取決于構(gòu)成有源顯示區(qū)的有源矩陣形成的象素的數(shù)目。比如說，標(biāo)準(zhǔn)SXGA模式下LCD監(jiān)視器在有源顯示區(qū)有1280×1024個象素。CRT監(jiān)視器需要一個足夠?qū)挼膸捯詫ぶ犯鱾€屏幕點(diǎn)，并且還需加上一個允許回掃時間的額外余量。與之不同的是，LCD監(jiān)視器需要更加精確地控制輸入視頻信號，以將第一個象素?cái)?shù)據(jù)置于LCD屏幕上每條掃描線的第一個象素上從而實(shí)現(xiàn)水平定位。
進(jìn)一步來講，需要提高個人電腦和工作站中LCD監(jiān)視器的分辨率以獲取更加清晰的圖像顯示。分辨率越高，帶寬越寬(點(diǎn)時鐘)。但是，由于TFT-LCD的轉(zhuǎn)換特性、驅(qū)動器IC參數(shù)特性以及LCD接口板中不同電子器件的響應(yīng)特性，分辨率的提高受到了限制。我們已經(jīng)知道在印刷電路板工藝中，由于固有寄生電容，帶寬被限制在135-140MHz。對于XGA模式LCD監(jiān)視器，帶寬約為60-80MHz，對于LCD監(jiān)視器這樣的帶寬就足以處理XGA級輸入視頻信號了。對于SXGA模式LCD監(jiān)視器，帶寬將高于160MHz以配合90Hz的刷新速率。此時一個點(diǎn)時鐘的周期將在6.2nS左右。
常規(guī)情況下，水平定位是這樣進(jìn)行的通過把編碼時鐘與LCD接口電路的數(shù)據(jù)同步信號結(jié)合起來，將采樣位置調(diào)到π/2值處，從而使每個點(diǎn)時鐘一個象素的調(diào)節(jié)成為可能。用這種方法，最多有4個象素是可以調(diào)節(jié)的。但是，對于更高的同步頻率范圍，可調(diào)范圍應(yīng)是幾十甚至更多個象素。這樣，用傳統(tǒng)方法很難調(diào)整在更高頻率范圍內(nèi)的視頻信號的水平位置。
因此，需要提供一個接口電路，對于使用刷新速率90Hz的更高頻率范圍的輸入視頻信號的LCD監(jiān)視器，可以很容易地控制其水平位置。
因此，本發(fā)明的目的是提供LCD接口電路的水平位置控制電路，該電路可以有效控制高分辨率LCD監(jiān)視器的水平位置。
根據(jù)本發(fā)明，水平位置控制電路包括鍵盤，調(diào)節(jié)顯示圖象的水平位置；鍵輸入控制器，響應(yīng)輸入信號產(chǎn)生水平位置控制信號；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以2N(N為整數(shù))分隔模擬信號并將分隔過的模擬信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；幀存儲器，存儲模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；控制器，響應(yīng)水平位置控制信號調(diào)節(jié)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣點(diǎn)，使得水平位置以單個象素調(diào)節(jié)，該控制器還可調(diào)節(jié)指向幀存儲器的寫使能信號的輸出定時，使得水平位置以多個象素調(diào)節(jié)。
水平位置控制器可進(jìn)行細(xì)調(diào)操作和粗調(diào)操作。在細(xì)調(diào)方式下，水平位置以單個象素調(diào)節(jié)，在粗調(diào)方式下，則以多個象素調(diào)節(jié)。細(xì)調(diào)通過控制ADC的采樣點(diǎn)完成，而粗調(diào)通過控制幀存儲器的寫周期完成。
根據(jù)本發(fā)明，該接口電路在高于標(biāo)準(zhǔn)SXGA模式的高分辨率LCD監(jiān)視器中，有效控制所顯示圖像的水平位置。而且，水平位置控制器的粗調(diào)功能可用于UXGA(Ultra XGA)顯示模式LCD監(jiān)視器，該模式在約200MHz帶寬的輸入視頻信號下操作。
參照附圖可以更好地理解本發(fā)明。并且對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，本發(fā)明的目的和優(yōu)勢將更加明顯。


圖1是LCD監(jiān)視器框圖，表示PC機(jī)與LCD接口的結(jié)構(gòu)；圖2是本發(fā)明的LCD接口電路的框圖；圖3是圖2所示LCD接口電路的ADC和存儲器的詳細(xì)框圖；圖4是描述圖2中接口控制器輸入/輸出端子的圖；圖5A和圖5B是模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸入/輸出信號的時序圖，說明水平位置控制的細(xì)調(diào)操作，其中根據(jù)輸入控制信號進(jìn)行每個點(diǎn)時鐘一個象素的調(diào)節(jié)；圖6是接口控制電路中部分輸入/輸出信號的時序圖，說明本發(fā)明的水平位置粗調(diào)的操作。
參照圖1，其中顯示了一個LCD監(jiān)視器，它和諸如個人電腦之類的主機(jī)系統(tǒng)100一起使用。該LCD監(jiān)視器一般有接口電路200和LCD驅(qū)動電路320。接口電路200將主機(jī)系統(tǒng)100提供的輸入視頻信號連接至LCD驅(qū)動電路320。LCD驅(qū)動電路320根據(jù)輸入視頻信號驅(qū)動TFT-LCD板300的有源矩陣。
接口電路200接收視頻信號S100，其中包括R,G,B模擬視頻信號以及水平和垂直同步信號。接口電路200將主機(jī)系統(tǒng)100輸入的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號。這些數(shù)字視頻信號以及經(jīng)過控制的水平及垂直同步信號S200被提供給LCD驅(qū)動電路320。接口電路200和LCD驅(qū)動電路320被集成在印刷電路板(PCB)中，PCB被安裝在LCD監(jiān)視器中。
本發(fā)明的LCD接口電路200的結(jié)構(gòu)在圖2到圖4中顯示。在R,G,B模擬視頻信號輸入和數(shù)字視頻數(shù)據(jù)輸出之間，依次連接著預(yù)放大器210，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)220，存儲器230和多路復(fù)用器240。接口電路200還包括接口控制單元270，其有水平和垂直同步信號Hsync,Vsync輸入和微控制器260提供的一些控制信號輸入。微控制器260和LCD監(jiān)視器的控制鍵盤250連接。接口控制單元270包括水平位置控制器272，并通過水平控制信號線S272,S272a,S272b,S270和S271與ADC220，存儲器230和多路復(fù)用器240相連接。接口控制單元270還包括時鐘發(fā)生器和OSD(屏幕顯示)控制電路，但是這些電路被省略以簡化附圖。
預(yù)放大器210放大主機(jī)系統(tǒng)100提供的R,G,B模擬視頻信號S100a，并將放大過的R,G,B模擬視頻信號S210輸出到ADC220。ADC220將輸入的R,G,B模擬視頻信號S210轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號，而后存入存儲器230。存儲器230包括幀存儲器和行存儲器，響應(yīng)讀/寫控制信號S272a和地址信號S270，以存儲ADC220輸出的數(shù)字視頻信號。將參考圖3描繪ADC220和存儲器230的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和操作過程。存儲在存儲器230中的數(shù)字視頻信號S230被提供給多路復(fù)用器240。多路復(fù)用器240響應(yīng)接口控制單元270提供的選擇控制信號S271，從輸入視頻信號S230中選擇理想的數(shù)字視頻信號S200a。所選擇的數(shù)字視頻信號S200a被提供給LCD驅(qū)動電路320。
包括水平位置控制器272的接口控制單元270控制LCD接口電路200的所有操作，并且優(yōu)選形成FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路)。同時，鍵盤250被安裝在監(jiān)視器外部，其包括一個由用戶操作的水平位置控制鍵。微控制器260產(chǎn)生響應(yīng)于相應(yīng)控制鍵輸入信號S250的水平位置控制信號S260，該信號S260被提供給水平位置控制器272。
水平位置控制器272可在細(xì)調(diào)方式和粗調(diào)方式下進(jìn)行水平位置控制操作。在細(xì)調(diào)方式下，水平位置以單個象素調(diào)節(jié)，在粗調(diào)方式下以多個象素調(diào)節(jié)。細(xì)調(diào)是通過控制ADC220的采樣點(diǎn)進(jìn)行的，而粗調(diào)是通過控制幀存儲器的寫周期進(jìn)行的。為此，水平位置控制器272輸出控制信號S272a，在細(xì)調(diào)方式下控制ADC220的采樣點(diǎn)，還調(diào)節(jié)指向存儲器230的寫使能信號S272的輸出定時。這樣水平位置調(diào)節(jié)操作通過模擬視頻信號的采樣點(diǎn)控制和存儲在幀存儲器中的數(shù)字視頻信號的寫周期控制實(shí)現(xiàn)。
圖3顯示與水平位置調(diào)節(jié)操作有關(guān)的ADC220，存儲器230和多路復(fù)用器240的詳細(xì)框圖。220,230和240均被分成同樣結(jié)構(gòu)的三個塊。這樣，ADC220有三個ADC塊222,224和226，分別對應(yīng)于R,G,B模擬視頻信號輸入。同樣，存儲器230有三個存儲塊232,234和236，多路復(fù)用器240有三個多路復(fù)用器塊242,244和246。在下面的敘述中，對R模擬視頻信號對應(yīng)的塊222,232和242加以說明，但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，余下對應(yīng)于G和B模擬視頻信號的塊的結(jié)構(gòu)和操作與對應(yīng)于R模擬視頻信號的塊是一樣的。
圖3中ADC塊222包括兩個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC1和ADC2。每個轉(zhuǎn)換器的輸入有R模擬視頻信號，時鐘信號CLK和采樣點(diǎn)控制信號ENC-CLK和DS。ADC塊222的輸出是兩個8位數(shù)字視頻數(shù)據(jù)Dd1,Dd3和Dd2,Dd4。存儲器塊232一般包括幀存儲器塊232a和行存儲器塊232b。幀存儲器塊232a包括兩對幀存儲器FM1,FM3和FM2,FM4；每對分別與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)輸出Dd1,Dd3和Dd2,Dd4相連。同樣，行存儲器塊232b包括兩個行存儲器LM1和LM2。在每個幀存儲器中輸入來自ADC塊222的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)以及寫周期控制信號WE1-WE4。在每個行存儲器中輸入讀/寫控制信號WE,RE和幀存儲器的輸出數(shù)據(jù)。多路復(fù)用器塊242包括四個多路復(fù)用器MUX1-MUX4,選擇性輸出存儲器塊232提供的R數(shù)字視頻信號。圖4顯示接口控制器270的輸入/輸出引線圖。
下面敘述水平位置控制器的操作當(dāng)用戶操作控制鍵250時，微控制器260中就會產(chǎn)生水平位置控制信號S260，并將S260輸入水平位置控制器272。該水平位置控制信號S260由細(xì)調(diào)控制信號D9-D2和粗調(diào)控制信號D1,D0組成，如下表1所示。表1
在細(xì)調(diào)操作中，控制模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC1和ADC2的采樣點(diǎn)。水平位置以單位象素調(diào)節(jié)，最大范圍是4個象素。而在粗調(diào)操作中，控制幀存儲器FM1-FM4的寫周期。水平位置以多個象素調(diào)節(jié)，最少4個象素，最多1024個象素。與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD1和AD2相關(guān)的采樣點(diǎn)的控制由輸入控制信號D1,D0的值決定。如下表2所示。表2
指向ADC塊222的采樣點(diǎn)控制信號ENC_CLK,DS有電位變化，其變化取決于輸入控制信號D1,D0的邏輯值。采樣點(diǎn)在每個π/2處調(diào)節(jié)，由此可以每個點(diǎn)時鐘一個象素地調(diào)節(jié)水平位置。在這個例子中，2π內(nèi)最多4個象素可調(diào)。在D1=0,D0=0時，細(xì)調(diào)控制信號DS和ENC_CLK都變成高電平H，其結(jié)果是輸出的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)(a1)在ADC1的輸出Dd1處高于其它視頻數(shù)據(jù)，如圖5A的時序圖所示。另外一種情況下，D1=0,D0=1時，細(xì)調(diào)控制信號DS變成高電平，ENC_CLK變成低電平，其結(jié)果是輸出的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)(a1)在ADC2的輸出Dd2處高于其它視頻數(shù)據(jù)，如圖5B的時序圖所示。從ADC1和ADC2輸出的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)Dd1-Dd4被存入相應(yīng)的幀存儲器FM1-FM4。
粗調(diào)操作是通過控制幀存儲器FM1-FM4的寫周期來進(jìn)行的。為此，水平位置控制器272調(diào)節(jié)寫使能信號WE1-WE4的輸出定時，這些信號指向幀存儲器FM1-FM4。寫使能信號WE1-WE4的輸出定時由水平位置控制數(shù)據(jù)D9-D2決定。水平位置控制器272讀出水平位置控制數(shù)據(jù)D9-D2，并分時輸出寫使能信號WE1-WE4。
舉例說明，如果模擬視頻信號帶寬為162MHz，考慮到LCD接口電路200和驅(qū)動電路320的響應(yīng)特性以及LCD板300的門限脈沖延遲時間，本實(shí)施例使用大約40MHz(分成4份)。如圖6所示，寫使能信號WE1-WE4由波形組(A)表示，它們相互之間有6.2nS的時間差。進(jìn)一步討論，對于多路同步功能監(jiān)視器，寫使能信號WE1-WE4的時間差可能隨輸入模擬視頻信號的頻率變化。這種時間差可能影響寫使能信號WE1-WE4，并由于PCB的寄生電容產(chǎn)生失真。在這種情況下，寫使能信號WE1-WE4的優(yōu)選時差可以加倍到12.4nS，如波形組(B)表示。還能，通過在數(shù)字視頻數(shù)據(jù)Dd1-Dd4的有效間隙的中心處對寫使能信號WE1-WE4的輸出定時采樣其1/8的長度，從而將寫使能信號WE1-WE4簡化為僅有兩種波形。于是就可以在水平位置控制器272中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的水平控制。應(yīng)當(dāng)提到的是為完成這種控制操作，幀存儲器FM1-FM4可以包括一個存儲器件，在此存儲器件中數(shù)據(jù)輸入/輸出操作以異步方式完成。
綜上所述，本發(fā)明的接口電路能有效控制使用高于標(biāo)準(zhǔn)SXGA模式的高分辨率LCD監(jiān)視器中所顯示圖像的水平位置。而且，水平位置控制器的粗調(diào)功能可用于UXGA(超大XGA)顯示模式LCD監(jiān)視器，其輸入視頻信號帶寬約為200MHz。
權(quán)利要求
1．用于高分辨率LCD監(jiān)視器的水平位置控制電路，包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；幀存儲器，存儲數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；鍵輸入控制器，產(chǎn)生一組水平位置控制信號；和控制器，響應(yīng)水平位置控制信號調(diào)節(jié)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣點(diǎn)，使得水平位置以單個象素調(diào)節(jié)，該控制器還可調(diào)節(jié)幀存儲器的寫操作，使得水平位置以多個象素調(diào)節(jié)。
2．如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器以2N(N為整數(shù))分隔輸入模擬視頻信號，其中采樣點(diǎn)由控制器提供的水平位置控制信號的狀態(tài)決定。
3．如權(quán)利要求1或2所述的控制電路，其中所述幀存儲器包括多個存儲器，存儲模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的被2N分隔的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。
4．用于高分辨率LCD監(jiān)視器的水平位置控制電路，包括鍵盤，調(diào)節(jié)所顯示圖像的水平位置；鍵輸入控制器，響應(yīng)輸入鍵信號產(chǎn)生水平位置控制信號；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以2N(N為整數(shù))分隔模擬視頻信號并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；幀存儲器，存儲模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)；和控制器，響應(yīng)水平位置控制信號調(diào)節(jié)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣點(diǎn)，使得水平位置以單個象素調(diào)節(jié)，該控制器還可調(diào)節(jié)指向幀存儲器的寫使能信號的輸出定時，使得水平位置以多個象素調(diào)節(jié)。
全文摘要
用于高分辨率LCD監(jiān)視器的水平位置控制電路,包括:鍵盤,調(diào)節(jié)所顯示圖像的水平位置;鍵輸入控制器,響應(yīng)輸入鍵信號產(chǎn)生水平位置控制信號;模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換器,以2N(N為整數(shù))分隔模擬視頻信號并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字視頻數(shù)據(jù);幀存儲器,存儲模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字視頻數(shù)據(jù);和控制器,響應(yīng)水平位置控制信號調(diào)節(jié)模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣點(diǎn),使得水平位置以單個象素調(diào)節(jié),該控制器還可調(diào)節(jié)指向幀存儲器的寫使能信號的輸出定時,使得水平位置以多個象素調(diào)節(jié)。
文檔編號G09G3/20GK1235330SQ9910545
公開日1999年11月17日 申請日期1999年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月11日
發(fā)明者成埈豪, 鄭圣殷 申請人:三星電子株式會社