水平同步信号同步的方法及显示器

摘要

本发明提供了一种水平同步信号同步的方法及显示器，其中该方法包括：接收外部水平同步信号；计算外部水平同步信号与显示器水平同步信号的差异；根据外部水平同步信号与显示器水平同步信号的差异，调整显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，以使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步，如此仅需要一个图框或二个图框就能使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步，且不会让使用者感觉到画面瞬态或闪烁。

说明书

技术领域

本发明有关于一种信号同步方法，尤指一种使显示器水平同步信号与外部 水平同步信号同步的方法及相关装置。

背景技术

由视讯电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)所制 定的新一代接口标准-DisplayPort，不但可以简化显示设计及其相关的连接方 式，且由于DisplayPort具备稳健的电器特性，因此可以支持更高的分辨率。

在DisplayPort的基础规范下，目前已衍生出几个重要的规格，以为不同 产品提供专属应用规格。举例来说，针对平面电视或高阶显示器已衍生出 internal DisplayPort(iDP)、针对嵌入式显示器(如笔记型计算机)已衍生出 embedded DisplayPort(eDP)，另亦有小型化的Mini DisplayPort(mDP)接头。以 eDP接口为例，笔记型计算机可通过eDP接口从处理单元(例如图形处理单元) 直接输出信号控制面板，减少屏幕与主机板间电路的配置及所需线路的数目。 如此，能减少笔记型计算机的功耗，并更加精简其外观设计及重量。

请参考图1。图1为说明先前包含DisplayPort接口的可携式装置100的示 意图。可携式装置100包含一处理单元110及一显示器120。处理单元110可 为中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)等，其包含一传输端Tx。显示器 120包含一接收端Rx、一缓冲存储器M及一时序控制器Tcon。传输端Tx及 接收端Rx皆为DisplayPort接口。处理单元110的传输端Tx通过单向的主连 结(Main Link)ML以及双向的辅助连结(AUX Link)AL耦接于显示器120的接 收端Rx。缓冲存储器M储存有一静态画面的数据。

DisplayPort接口包含「面板自我更新」(Panel Self-Refresh，PSR)技术。当 使用者操作可携式装置100时，处理单元110传送驱动信号至显示器120。时 序控制器Tcon根据处理单元110传送的驱动信号驱动显示器120。当可携式 装置100闲置一预定时间后，处理单元110停止传送驱动信号给显示器120。 时序控制器Tcon自行产生驱动信号以驱动显示器120，以显示缓冲存储器M 储存的静态画面。如此，「面板自我更新」技术能在可携式装置100闲置时进 一步减少可携式装置100的功耗。

当可携式装置100从闲置状态再次被操作时，处理单元110重新传送驱动 信号至显示器120。然而，此时处理单元110及时序控制器Tcon所产生驱动 信号的时序及相位不尽相同，因此时序控制器Tcon需与处理单元110同步， 以让时序控制器Tcon重新根据处理单元110传送的驱动信号驱动显示器120。 一般来说，时序控制器Tcon利用「连续撷取」(continuous capture)方式调整显 示器120的内部信号时序，即通过改变显示器120的画面更新率(frame rate)来 使处理单元110及时序控制器Tcon所产生的驱动信号同步。为了减少同步时 图框数据的损失，必须控制图框缓冲器(frame buffer)的读写以让时序控制器 Tcon的驱动信号同步于处理单元110。然而，将时序控制器Tcon的内部驱动 信号同步于处理单元110的外部驱动信号需要复杂的图框缓冲器的读写控制， 并需耗费更多的硬件资源，如线缓冲器(line buffer)。另外，达到同步需要大量 图框时间，而可能让使用者感受到显示器120显示的画面出现瞬态，造成使用 者浏览时的不舒适感。

发明内容

本发明提供一种使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步的方法。 该方法包含接收该外部水平同步信号；计算该外部水平同步信号与该显示器水 平同步信号的差异；以及根据该外部水平同步信号与该显示器水平同步信号的 差异，调整该显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，以使该显示器水平同步 信号与该外部水平同步信号同步。

所述的方法，其中，根据该外部水平同步信号与该显示器水平同步信号的 差异，调整该显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，为根据该外部水平同步 信号对应于第一扫描线的起始时间与该显示器水平同步信号的垂直遮没间隔 期的起始时间的时间差，调整该显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期。

所述的方法，其中，根据该外部水平同步信号对应于第一扫描线的起始时 间与该显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期的起始时间的时间差，调整该显 示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，若该时间差大于一临界值时，调整该显 示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，以使该显示器水平同步信号与该外部水 平同步信号同步。

所述的方法，其中，根据该外部水平同步信号对应于第一扫描线的起始时 间与该显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期的起始时间的时间差，调整该显 示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，若该时间差不大于一临界值时，先调整 该显示器水平同步信号的第一垂直遮没间隔期，以使该时间差大于该临界值， 再调整该显示器水平同步信号的第二垂直遮没间隔期，以使该显示器水平同步 信号与该外部水平同步信号同步。

所述的方法，其中，根据该外部水平同步信号对应于第一扫描线的起始时 间与该显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期的起始时间的时间差，调整该显 示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，若该时间差不小于一临界值时，调整该 显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，以使该显示器水平同步信号与该外部 水平同步信号同步。

所述的方法，其中，根据该外部水平同步信号对应于第一扫描线的起始时 间与该显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期的起始时间的时间差，调整该显 示器水平同步信号的垂直遮没间隔期，若该时间差小于一临界值时，先调整该 显示器水平同步信号的第一垂直遮没间隔期，以使该时间差大于该临界值，再 调整该显示器水平同步信号的第二垂直遮没间隔期，以使该显示器水平同步信 号与该外部水平同步信号同步。

所述的方法，其中，调整该显示器水平同步信号的第一垂直遮没间隔期， 为将该显示器水平同步信号的第一垂直遮没间隔期调整为未造成该显示器闪 烁的最低垂直扫描频率所对应的垂直遮没间隔期与该时间差的差值。

所述的方法，其中，另包含将该差异与一临界值进行比较，其中根据该外 部水平同步信号与该显示器水平同步信号的差异，调整该显示器水平同步信号 的垂直遮没间隔期，以使该显示器水平同步信号与该外部水平同步信号同步， 为根据该差异与该临界值的比较结果，调整该显示器水平同步信号的垂直遮没 间隔期，以使该显示器水平同步信号与该外部水平同步信号同步。

本发明另提供一种显示器。该显示器包含一接收单元、一计算单元及一同 步单元。该接收单元用以接收一外部水平同步信号。该计算单元用以计算该外 部水平同步信号与一显示器水平同步信号的差异。该同步单元用以根据该外部 水平同步信号与该显示器水平同步信号的差异，调整该显示器水平同步信号的 垂直遮没间隔期，以使该显示器水平同步信号与该外部水平同步信号同步。

所述的显示器，其中，另包含一比较单元，用以将该差异与一临界值进行 比较，其中该同步单元根据该差异与该临界值的比较结果，调整该显示器水平 同步信号的垂直遮没间隔期，以使该显示器水平同步信号与该外部水平同步信 号同步。

本发明的方法仅需要最多二个图框就能使显示器水平同步信号与外部水 平同步信号同步，不会让使用者感觉到画面瞬态或闪烁。

附图说明

图1为说明一般包含DisplayPort接口的可携式装置的示意图；

图2为说明本发明的使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步的 方法的流程图；

图3为本发明的使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步的方法 的第一实施例的示意图；

图4为本发明的使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步的方法 的第二实施例的示意图；

图5为说明本发明的使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步的 方法的第三实施例的示意图；

图6为本发明的显示器的一实施例的示意图；

图7为本发明的显示器的另一实施例的示意图。

其中，附图标记：

100 可携式装置

110 处理单元

120、600、700 显示器

Tx 传输端

Rx 接收端

ML 主连结

AL 辅助连结

M  缓冲存储器

Tcon 时序控制器

20 方法

21-23 步骤

VDE_sink 显示器水平同步信号

VDE_source 外部水平同步信号

VA’ 外部水平同步信号的突波

VA 显示器水平同步信号的突波

VB’、VB、VBa、VB1、VB2 垂直遮没间隔期

D、D’ 时间差

tr、tf、tx 时间

F 图框

VB_40hz 常数

Th 临界值

F1、F2 周期

Fa 第一图框

Fb 第二图框

610 接收单元

620 计算单元

630 同步单元

710 比较单元

具体实施方式

下文提供本发明的使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步的方 法及相关装置，特举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非 用以限制本发明所涵盖的范围，而方法流程步骤编号更非用以限制其执行先后 次序，任何由方法步骤重新组合的执行流程，所产生具有均等功效的方法，皆 为本发明所涵盖的范围。

请参考图2。图2为说明本发明的使显示器水平同步信号与外部水平同步 信号同步的方法20的流程图。方法20步骤说明如下：

步骤21：接收外部水平同步信号(horizontal synchronization signal， H-SYNC)；

步骤22：计算外部水平同步信号与显示器水平同步信号的差异；

步骤23：根据外部水平同步信号与显示器水平同步信号的差异，调整 显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期(vertical blanking interval)。

于步骤23中，将外部水平同步信号与显示器水平同步信号的差异与一临 界值进行比较，再根据该差异与该临界值的比较结果，调整显示器水平同步信 号的垂直遮没间隔期，以使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同步。本 发明的方法20最多仅需要两个图框时段，就能将显示器水平同步信号与外部 水平同步信号同步。

请参考图3。图3为本发明的使显示器水平同步信号VDE_sink与外部水 平同步信号VDE_source同步的方法的第一实施例的示意图。外部水平同步信 号VDE_source的每一突波VA’及显示器水平同步信号VDE_sink的每一突波 VA对应于显示器依序驱动多条扫描线，以于一图框中显示画面的动作；换言 之，每一突波VA’及VA可视为由多个子突波所组成，而每一子突波对应显示 器驱动一扫描线的扫描信号。垂直遮没间隔期VB对应于垂直同步信号(vertical  synchronization signal，V-SYNC)的遮没间隔期。外部水平同步信号 VDE_source(例如由处理单元110传送的驱动信号)相似于显示器水平同步信号 VDE_sink，但通常会具有不同时序及频率；举例来说，外部水平同步信号 VDE_source的频率为60赫兹(Hz)，而显示器水平同步信号VDE_sink的频率 介于40-60Hz范围之间。

当显示器接收到外部水平同步信号VDE_source时，时序控制器根据外部 水平同步信号VDE_source与显示器水平同步信号VDE_sink的差异，来调整 显示器水平同步信号VDE_sink的垂直遮没间隔期VB。举例来说，外部水平 同步信号VDE_source与显示器水平同步信号VDE_sink的差异是根据同一图 框中，「外部水平同步信号VDE_source对应于驱动第一扫描线的起始时间tr」 与「显示器水平同步信号VDE_sink对应最后一条扫描线的结束时间tf」的时 间差D而得。显示器水平同步信号VDE_sink对应最后一条扫描线的结束时间 tf对应显示器水平同步信号VDE_sink的垂直遮没间隔期VB的起始时间。简 言之，时间差D为外部水平同步信号VDE_source的突波的升缘及同一图框中 显示器水平同步信号VDE_sink的突波的降缘的时间差。

若时间差D大于一临界值Th(代表外部水平同步信号VDE_source与显示 器水平同步信号VDE_sink的相位接近)，显示器直接调整(例如延长或缩短)显 示器水平同步信号VDE_sink的垂直遮没间隔期VB，以让显示器水平同步信 号VDE_sink的突波VA及外部水平同步信号VDE_source的突波VA’于下一 图框的相同时间触发。如图3所示，显示器缩短显示器水平同步信号VDE_sink 的垂直遮没间隔期VB为垂直遮没间隔期VBa，以让显示器水平同步信号 VDE_sink的突波VA及外部水平同步信号VDE_source的突波VA’于下一图框 的相同时间ts触发。当突波VA及VA’于相同时间ts触发后，再调整显示器 水平同步信号VDE_sink的突波VA及垂直遮没间隔期VBa的周期为相同于外 部水平同步信号VDE_source的突波VA’及垂直遮没间隔期VB’的周期。如此， 显示器水平同步信号VDE_sink便同步于外部水平同步信号VDE_source，而 显示器的时序控制器便能根据外部水平同步信号VDE_source驱动显示器。于 本实施例中，当时间差D大于临界值Th时，仅需一个图框的时间便能使显示 器水平同步信号VDE_sink与外部水平同步信号VDE_source同步。

须注意的是，在调整垂直遮没间隔期VBa时的图框F所对应的画面更新 率需等于或大于一预设频率，以避免画面出现闪烁。举例来说，该预设频率等 于或大于40Hz，但不限于此。

请参考图4。图4为本发明的使显示器水平同步信号VDE_sink与外部水 平同步信号VDE_source同步的方法的第二实施例的示意图。图4的显示器水 平同步信号VDE_sink与外部水平同步信号VDE_source相似于图3的实施例， 不同的是，时间差D小于临界值Th，代表外部水平同步信号VDE_source与 显示器水平同步信号VDE_sink的相位具有很大的差异。

当时间差D小于临界值Th时，若直接延长显示器水平同步信号VDE_sink 的垂直遮没间隔期VB以让显示器水平同步信号VDE_sink及外部水平同步信 号VDE_source于相同时间触发，会将画面更新率拉至过低(例如低于40Hz)， 导致让使用者感受到画面闪烁。因此，当时间差D小于临界值Th时，无法直 接调整显示器水平同步信号VDE_sink的垂直遮没间隔期VB以使外部水平同 步信号VDE_source与显示器水平同步信号VDE_sink在一个图框内同步。

因此，当于第一图框Fa接收到外部水平同步信号VDE_source且时间差D 小于临界值Th时，显示器于第一图框Fa内调整显示器水平同步信号VDE_sink 的第一垂直遮没间隔期VB1，以使第二图框Fb中显示器水平同步信号 VDE_sink及外部水平同步信号VDE_source的时间差D’大于临界值Th。之后， 再调整显示器水平同步信号VDE_sink的第二垂直遮没间隔期VB2，以让显示 器水平同步信号VDE_sink的突波VA及外部水平同步信号VDE_source的突 波VA’于下一图框的相同时间ts触发。当突波VA及VA’于相同时间ts触发 后，再调整显示器水平同步信号VDE_sink的突波VA及第二垂直遮没间隔期 VB2的周期为相同于外部水平同步信号VDE_source的突波VA’及垂直遮没间 隔期VB’的周期。如此，于本实施例中，在接收到外部水平同步信号 VDE_source后仅需二个图框即能使显示器水平同步信号VDE_sink和外部水 平同步信号VDE_source同步。

如上述，显示器水平同步信号VDE_sink的频率介于40-60Hz范围之间。 不论显示器水平同步信号VDE_sink为40-60Hz范围之间何种频率，当于第一 图框Fa内调整第一垂直遮没间隔期VB1时，将第一垂直遮没间隔期VB1调 整为未造成画面闪烁的最低画面更新率(例如40Hz)所对应的垂直遮没间隔期 与时间差D的差值。举例来说，第一垂直遮没间隔期VB1可根据式(1)计算而 得：

VB1＝VB_40hz-D  ...(1)

其中，VB_40hz为一常数，代表未造成画面闪烁的最低画面更新率(例如 40Hz)所对应的垂直遮没间隔期。举例来说，当画面更新率为40Hz时，显示 器水平同步信号VDE_sink的周期为25微秒(millisecond，ms)，假设突波VA 为14.36ms，对应的垂直遮没间隔期即常数VB_40hz为10.64ms。

请参考图5。图5为说明本发明的使显示器水平同步信号VDE_sink与外 部水平同步信号VDE_source同步的方法的第三实施例的示意图。图5的实施 例相似于图4，不同的是，时间差D为「0」，也就是「外部水平同步信号 VDE_source对应于驱动第一扫描线的起始时间tr」重叠于「显示器水平同步 信号VDE_sink对应最后一条扫描线的结束时间tf」。假设外部水平同步信号 VDE_source及显示器水平同步信号VDE_sink的画面更新率分别为60Hz及 40Hz，外部水平同步信号VDE_source及显示器水平同步信号VDE_sink的周 期F1、F2分别为16.66ms及25ms。假设显示器水平同步信号VDE_sink的突 波VA为14.36ms，显示器水平同步信号VDE_sink的垂直遮没间隔期VB及 常数VB_40hz皆为25ms-14.36ms＝10.64ms。由于时间差D＝0，小于临界值 Th，外部水平同步信号VDE_source及显示器水平同步信号VDE_sink的相位 差异过大，无法在不造成画面闪烁的情况下于一个图框内完成同步。

根据式(1)，显示器水平同步信号VDE_sink于第一图框Fa中的第一垂直 遮没间隔期VB1＝10.64ms-0＝10.64ms。此时第二图框Fb中的时间差D’大于 临界值Th。换言之，在第二图框Fb中可直接调整第二垂直遮没间隔期VB2， 以使显示器水平同步信号VDE_sink的突波VA及外部水平同步信号 VDE_source的突波VA’于相同时间ts触发，而不会将对应画面更新率拉至过 低而造成画面闪烁。

在接收到外部水平同步信号VDE_source后，必须在二个图框即2*16.66ms ＝33.32ms内完成同步；突波VA及第一垂直遮没间隔期VB1的周期为已知， 因此显示器水平同步信号VDE_sink于第二图框Fb中的第二垂直遮没间隔期 VB2对应调整为33.32ms-(14.36ms+10.64ms)＝8.32ms。如此，显示器水平 同步信号VDE_sink的突波VA及外部水平同步信号VDE_source的突波VA’ 于相同时间ts触发。当突波VA及VA’于相同时间ts触发后，再调整显示器 水平同步信号VDE_sink的突波VA及垂直遮没间隔期VB2的周期为相同于外 部水平同步信号VDE_source的突波VA’及垂直遮没间隔期VB’的周期。如此， 外部水平同步信号VDE_source及显示器水平同步信号VDE_sink便可在二个 图框后同步。于本实施例中，将第二垂直遮没间隔期VB2由10.64ms缩短为 8.32ms，第二图框Fb的周期对应改变为(14.36ms+8.32ms)^-1＝44Hz，并不会 造成画面闪烁。

于图4、5的本实施例中，当时间差D小于临界值Th时，仅需二个图框 的时间，便能使显示器水平同步信号VDE_sink与外部水平同步信号 VDE_source同步。更进一步地说，当时间差D小于临界值Th时，可缩短第 一垂直遮没间隔期VB1，并缩短第二垂直遮没间隔期VB2，来使显示器水平 同步信号VDE_sink的突波VA及外部水平同步信号VDE_source的突波VA’ 于相同时间触发。然而，当显示器水平同步信号VDE_sink为未造成画面闪烁 的最低画面更新率(例如40Hz)的频率且时间差D为「0」时，第一垂直遮没 间隔期VB1不变，而第二垂直遮没间隔期VB2缩短，来使显示器水平同步信 号VDE_sink的突波VA及外部水平同步信号VDE_source的突波VA’于相同 时间触发。

图3说明当时间差D大于临界值Th时，利用一个图框来进行同步的实施 例。图4、5说明当时间差D小于临界值Th时，利用两个图框来进行同步的 实施例。当时间差D等于临界值Th时，可根据图3或图4、5的方式来使显 示器水平同步信号VDE_sink与外部水平同步信号VDE_source同步。举例来 说，于另一实施例中，若时间差D大于临界值Th时，直接调整显示器水平同 步信号VDE_sink的垂直遮没间隔期VB如图3，以使显示器水平同步信号 VDE_sink与外部水平同步信号VDE_source同步；若时间差D不大于(如等于 或小于)临界值Th时，先调整显示器水平同步信号VDE_sink的第一垂直遮没 间隔期VB1，以使时间差D’大于临界值Th，再调整显示器水平同步信号 VDE_sink的第二垂直遮没间隔期VB2如图4或图5，以使显示器水平同步信 号VDE_sink与外部水平同步信号VDE_source同步。

反之，于另一实施例中，若时间差不小于(如大于或等于)临界值Th时， 直接调整显示器水平同步信号VDE_sink的垂直遮没间隔期VB如图3，以使 显示器水平同步信号VDE_sink与外部水平同步信号VDE_source同步；若时 间差D小于临界值Th时，依序调整显示器水平同步信号VDE_sink的第一垂 直遮没间隔期VB1及第二垂直遮没间隔期VB2如图4或图5，以使显示器水 平同步信号VDE_sink与外部水平同步信号VDE_source同步。

请参考图6。图6为本发明的显示器600的一实施例的示意图。显示器600 包含一接收单元610、一计算单元620以及一同步单元630。接收单元610用 以接收一外部水平同步信号VDE_source。计算单元620耦接于接收单元610， 用以计算外部水平同步信号VDE_source与一显示器水平同步信号VDE_sink 的差异(例如时间差D)。同步单元630耦接于接收单元610及计算单元620， 用以输出显示器水平同步信号VDE_sink。同步单元630根据外部水平同步信 号VDE_source与显示器水平同步信号VDE_sink的差异，调整显示器水平同 步信号VDE_sink的垂直遮没间隔期，以使显示器水平同步信号VDE_sink与 外部水平同步信号VDE_source同步。当显示器水平同步信号VDE_sink与外 部水平同步信号VDE_source同步时，同步单元630可直接由接收单元610接 收外部水平同步信号VDE_source以驱动显示器600。接收单元610、计算单 元620以及同步单元630可设置于显示器600的时序控制器中，但不限于此。

请参考图7。图7为本发明的显示器700的另一实施例的示意图。显示器 700相似于图6的显示器600，不同的是，显示器700另包含一比较单元710， 耦接于计算单元620以及同步单元630之间，以将外部水平同步信号 VDE_source与显示器水平同步信号VDE_sink的差异与一临界值进行比较。 同步单元630自比较单元710接收该差异与该临界值的比较结果。同步单元 630再根据该比较结果，调整显示器水平同步信号VDE_sink的垂直遮没间隔 期，以使显示器水平同步信号VDE_sink与外部水平同步信号VDE_source同 步。

上述方法及相关装置仅为本发明的实施例。本领域具通常知识者当可根据 实际需求作适当地修改，而不限于此。

综上所述，本发明的方法根据外部水平同步信号与显示器水平同步信号的 差异，调整显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期。本发明的方法需要最少一 个图框，或最多二个图框就能使显示器水平同步信号与外部水平同步信号同 步。由于本发明的方法在调整显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期时，会将 显示器的画面更新率维持在可避免画面闪烁的最低画面更新率(例如40Hz)之 上，因此同步过程并不会让使用者感受到画面闪烁。另外，由于本发明的方法 最多仅需要二个图框便能完成同步，同步所需时间极短，因此进行同步时使用 者亦不会感受到画面出现瞬态。本发明的方法可利用利用既有的硬件资源调整 显示器水平同步信号的垂直遮没间隔期；不需复杂的图框缓冲器的读写控制， 亦不需耗费更多的硬件资源如线缓冲器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等 变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。