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      刷新速率幫助顯示圖像清晰度與耗電量的研究

      2017-06-09 13:16:36楊方珍
      科學(xué)與財富 2017年9期
      關(guān)鍵詞:耗電量清晰度

      楊方珍

      摘要:顯示器的性能指標(biāo)包括顯示屏的尺寸、刷新速率、像素點等方面,其中刷新速率又對清晰度與耗電量起到影響。本文主要針對刷新速率幫助顯示圖像的清晰度與耗電量展開了研究,以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。

      關(guān)鍵詞:刷新速率;清晰度;耗電量

      所謂的刷新速率,是指掃描一幀的速率,也稱為幀率或垂直掃描速率。刷新速率決定顯示信號的同步以及屏幕的閃爍情況,因此,刷新速率也就會對屏幕圖像的清晰度與耗電量起到影響?;诖?,本文就刷新速率幫助顯示圖像的清晰度與耗電量進(jìn)行了研究,相信對有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。

      1鮮為人知的TFT特性是關(guān)鍵

      由于TFT背板由大區(qū)域薄膜沉積制成,VCOM電壓的最高值將由于制造偏差而因面板而異,即使在單個生產(chǎn)線中也是如此。如果面板的尺寸足夠大,它也可能會在單個面板內(nèi)變化。因此,面板模塊組件的最后一個檢查點旨在執(zhí)行顯示品質(zhì)測試,它涉及每個面板的最佳VCOM電壓設(shè)置的工廠校準(zhǔn)和調(diào)節(jié)。

      對于這些面板,像素信息更改時,設(shè)法使VCOM在面板間以及整個過渡周期中一致非常重要。在大多數(shù)面板中,通過使用運算放大器的1至12個信道完成,它連接到用于存儲工廠設(shè)置電壓電平的數(shù)字電位計的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)輸出?,F(xiàn)在使用典型VCOM發(fā)生器由非易失性存儲器、DAC和緩沖放大器組成。

      VCOM電壓在有圖像不斷變化的信號干擾時,其設(shè)定電壓會發(fā)生變化。然后,VCOM緩沖放大器將輸出或吸入輸出節(jié)點電流,以便該電壓返回到由數(shù)字電位計所存儲的設(shè)定電平?;謴?fù)VCOM輸出節(jié)點所需的能量總量取決于由瞬態(tài)以及電源電壓產(chǎn)生的偏移程度,其通常介于VDD和接地之間,該操作假定固定幀率。

      2刷新速率實施對標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計提出了挑戰(zhàn)

      新的“自適應(yīng)同步”格式理念需要從獨立顯示器或筆記本電腦顯示屏讀取各種刷新速率。刷新速率需要實時調(diào)節(jié)VCOM,以避免幀率內(nèi)的理想VCOM電平變化時因不理想的初始VCOM設(shè)置引起閃爍。

      在傳統(tǒng)面板中,可以接受使用單個固定的VCOM值管理并最小化閃爍水平,因為來自GPU(圖形處理單元)的垂直頻率的范圍相對較窄。因此,面板具有單個優(yōu)化的VCOM電平設(shè)置足以,并且在發(fā)貨時預(yù)設(shè)該值。由于僅具有針對面板工作的中心幀率進(jìn)行校正的一個固定的VCOM電平,因此,奇偶幀之間的平均電壓不會出現(xiàn)很大的不同。

      對于具有自由同步或自適應(yīng)同步的刷新速率面板而言,很難通過單個固定的VCOM值優(yōu)化閃爍水平,因為垂直頻率的范圍比傳統(tǒng)固定幀率更廣。如果預(yù)設(shè)并固定VCOM電壓,放電時間跨度中的變化將非常高,而這將加劇閃爍問題。

      3可變VCOM電平發(fā)生器(wLG)方法

      傳統(tǒng)VCOM發(fā)生器由數(shù)字參考電壓(DvR)塊、I2C接口、EEPROM和運算放大器組成。VCOM電平使用I2C接口設(shè)置,并存儲在EEPROM中。用戶寫入新的VCOM值前該電平不會改變。憑借該配置,幀率變化(例如從30Hz到90Hz)時“即時”執(zhí)行VCOM電平更改不切合實際。

      解決方案是可變VCOM參考,它可以在不同的幀率施加到面板上時調(diào)節(jié)其值,具體由顯示的圖像要求確定。實施這種新方法的C是Exar公司的IML7918可變V。0M電平發(fā)生器(VVLG),如圖1所示。

      VVLG的理念是提供可變VCOM電平,其通過針對不同垂直頻率自適應(yīng)或通過外部控制信號實現(xiàn)。這最大限度地減少了感知到的閃爍水平,因為自適應(yīng)地更改VCOM電平會盡量減小區(qū)域間的差異。GPU會生成不同的垂直頻率,還將調(diào)整并更改VCOM電平以保持區(qū)域的平衡,有對應(yīng)于不同面板幀率值的多個寄存器和非易失性存儲(NVM)體的VCOM發(fā)生器。工廠可以為面板的各種幀率設(shè)置最佳VCOM值,該器件會生成計時控制器芯片需要的VCOM輸出。例如,它們可以是針對20Hz、40Hz和更高的預(yù)設(shè)值,高達(dá)240Hz的刷新速率。

      調(diào)節(jié)輸出VCOM電平的另一種方式是通過使用內(nèi)置在IC中的頻率檢測器調(diào)節(jié)。計數(shù)器通過監(jiān)視垂直啟動(STv)信號并將VCOM輸出調(diào)節(jié)到正確的電平測量幀率。八個不同VCOM值可以存儲在器件中,在它確定頻率后,IC將自動產(chǎn)生最適合使兩區(qū)域之間相等的VCOM值,從而最大限度地減少閃爍。為準(zhǔn)確檢測和測量STV,該器件包括一個準(zhǔn)確修整的振蕩器。

      圖2顯示幀率變化時VCOM輸出電平中的變化如何由來自計時控制器的STV信號的IC監(jiān)測進(jìn)行感測。示波器圖像底部的區(qū)域1差異表示幀率變化,而跡線則顯示VCOM輸出電平。在圖2(a)中,該功能禁用,而圖2(b)則顯示由啟用該感應(yīng)功能所形成的VCOM的受控變化。不同幀率的各種VCOM電平在工廠進(jìn)行校準(zhǔn),以實現(xiàn)高性能顯示面板。

      調(diào)節(jié)最佳VCOM電平的另一種方法是通過12C端口直接向器件提供控制信號。由范圍通道1和通道4提供12C控制信號,通道3VCOM電平針對給定幀率調(diào)節(jié)為所需值。

      4結(jié)語

      綜上所述,在如今對顯示屏幕清晰度要求越來越高的要求下,如何有效的提高清晰度而避免閃爍和耗電高的問題,成為了急需探討的問題。而刷新速率決定顯示信號的同步以及屏幕的閃爍情況,因此,對刷新速率進(jìn)行研究,相信會對提高顯示屏的清晰度能有一定的幫助。

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