[发明专利]帧速率控制器

说明书

发明的背景

1.发明的领域：

本发明涉及一种用于控制有源阵列显示器的帧刷新速率的控制器。本发明也涉及一种包括这样的帧速率控制器的显示控制器和包括这样的控制器的有源阵列显示器。这样的显示器可以用在这样的便携式设备中，在该设备中数据可以以各种格式提供给显示器并且希望该设备将显示功率消耗最小化。

2.关技术的描述

附图的图1示出了典型的已知类型的有源阵列液晶显示器。该显示器包括图像元素(像素)的N行和M列的有源阵列1。每个像素包括与反电极(未示出)相对的像素电极2，它们之间具有液晶材料层(未示出)。像素电极连接到像素薄膜晶体管(TFT)3的漏极，TFT的源极连接到数据线4，该数据线对一列的所有像素共用，并且TFT的栅极连接到扫描线5，该扫描线对一行的所有像素共用。

数据线4连接到数据线驱动器6，该数据线驱动器从数据控制器(未示出)接收计时、控制和数据信号并提供用于控制数据线4的模拟电压。扫描线5连接到扫描线驱动器7，该扫描线驱动器由计时信号控制并且一次一个以循环重复的顺序向扫描线5提供扫描线脉冲。

图像数据逐帧被发送到数据驱动器。在每一帧中，图象数据用对应于显示像素的水平行的要求的显示状态的数据的每条线一条线接一条线地被发送。数据线一次一个地加载到数据线驱动器6中，数据线驱动器6控制数据线4到需要的电压。扫描线驱动器7则向将被更新的像素的行提供扫描脉冲。行的像素晶体管3在它们的栅极接收扫描脉冲并转换到传导状态，从而在数据线4上的电压控制被刷新的线的像素电极2。这种过程被一行一行地重复直到整个显示屏已经用刷新的数据帧刷新为止。接着这样的过程对每个数据帧重复。

附图的图2以集成电路形式描述了典型的液晶显示控制器10，该电路通常与显示屏物理上分离。控制器10包括接收时钟信号(CKS)、水平同步信号(HS)和垂直同步信号(VS)的计时信号发生器。计时信号发生器11把这些计时信号传送到显示屏并产生用于控制显示控制器10的操作的计时信号。

控制器10能够以亮度和色度格式(Y，Cr，Cb)或以RGB(红，绿，蓝)格式接收视频数据。阵列12把色度格式数据转换为RGB格式数据。屏上显示混合器13从阵列12或直接从RGB输入端接收RGB数据并混合上述信号和来自外部静态随机存取存储器14(SRAM)的屏上显示数据，从而任意屏上显示数据覆盖视频数据。混合器13的RGB输出连接到伽马校正电路15，它补偿像素对电压的非线性响应并允许例如对显示图象的颜色、亮度和色调作出图像调整。

伽马校正电路15的RGB输出以并列的数字格式提供到数字输出16以为要求数字输入视频数据的显示器所使用。对要求模拟输入数据的显示器，伽马校正电路15的输出被提供给数字/模拟转换器(DAC)17，它把红、绿和蓝的图像数据转换为对应的模拟电压电平。这些电压电平被放大器18放大并提供给模拟输出19。

在典型的液晶显示控制器集成电路中，数据的频率能够被调整到显示的特殊要求。例如，控制器10可以用SVGA格式或XVGA格式输出数据，这两种格式对给定的帧速率具有不同的数据传输速率。帧速率本身典型地是固定于为显示屏的液晶材料所要求的刷新率特性的频率。

在用在便携式或电池驱动设备中的显示器中，希望尽可能地减少功率消耗从而延长电池寿命并减少更换电池的频率。US5926173公开了用于这样的显示器中的功率节省技术，在该技术中当检测到新的图像数据提供给液晶显示器(LCD)时，供给LCD的电源被终止。US5757365公开了另一种用于显示驱动器的功率节省技术，其中也检测到缺少图像数据，在这种情况下，包含帧存储器的驱动器操作在低功率自刷新模式。

US5712652公开了具有LCD的便携式计算机。该专利说明书公开了降低视频图形控制器的刷新率从而降低功率但没有描述用于实现该目的的任何技术。

US6054980公开了用于提供在以一个帧速率提供显示数据的计算机和不能在这样高的帧速率下操作的显示设备之间的帧速率转换，但是其中提供和显示帧速率彼此之间具有很大差别。这通过帧缓冲器的使用获得，在帧缓冲器中图象数据以提供速率被写入并以显示速率被读出，从而图象数据的每个第(N+1)帧被有效地转储，其中N是大于0的整数。

US5991883公开了一种在便携式电脑等中用于管理功率消耗的技术。显示刷新速率适合于将被显示的图像的类型。降低了的刷新率通过降低图像数据的处理速度实现，例如通过减少视频图形控制器的像素时钟速率来实现。