省电显示系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及显示系统，并且更具体地涉及包括个体像素单元的阵列的显示系统。甚至更具体地，本发明涉及像素数据在显示器的个体像素上被置位的显示系统。
【背景技术】
[0002]包括显示数据被置位的像素的阵列的显示系统是众所周知的。在现有技术的显示器中，像素通常被布置成行和列的阵列。数据线沿着像素的每个列来布置，而行线沿着像素的每个行来布置。特定行线上的启用信号使行的每个像素将在与每个特定像素相关联的相应的列线(通常是两个)上被置位的数据位加载到像素的内部锁存器中。锁存数据位控制由相关联的像素所显示的强度。
[0003]数据的多个位(例如，8位、16位或更多)被顺序地加载到每个像素中以生成单个强度值。取决于数据位的值，像素在开/亮(例如数字I)和关/暗(例如数字O)状态之间切换，其被观看者的眼睛一体化，使得观看者感知中间强度。
[0004]每当对列线再充电以向像素写入数字I时都消耗大量电力。在数据的单个帧的期间必须对列线再充电的次数取决于数据的内容。具体地，只要将数字O写入到像素并且将数字I写入到下一行(相同的列)的像素时，就必须对列线再充电。对于1280X 720像素显示器，对于典型的显示画面，必须对列线再充电大约900万次，并且对于最差情况下的数据帧，可能需要超过2900万次再充电。而且，因为列线再充电的所需数量根据视频数据而变化，所以功耗不稳定。
[0005]为了提高图像质量，已经开发出不同的数据方案。在一些情况下，将原数据(例如，8位)转换成具有更大数量的位(例如超过60位)的数据。增的位数极大地增了列线转变的数量，并且因此也增加了显示器的功耗。另外，增加数量的数据位需要更大的存储缓冲器，从而增加显示器和/或驱动器电路的成本。
[0006]需要一种比现有技术显示器使用更少功率的显示器。还需要一种具有更稳定的功耗的显示器。还需要一种显示器，其可以获得使用增加数量的数据位的驱动方案的结果，但是不需要增加显示器和/或驱动电路内的存储缓冲器的大小。
【发明内容】
[0007]本发明通过提供一种实现像素设置/重置方案的显示器和显示驱动方法来克服与现有技术相关联的问题。本发明便于根据多位视频数据来驱动显示器，同时降低在数据的帧的期间必须对显示器的列线再充电的次数。
[0008]一种显示器包括:像素单元，包括设置端、重置端、输出端以及被耦合以经由设置端接收设置信号和经由重置端接收重置信号的设置/重置电路。响应于在设置端接收设置信号，设置/重置电路操作以在输出端上置位第一信号并且在输出端上维持第一信号直至在重置端上接收到重置信号为止。响应于在重置端上接收重置信号，设置/重置电路操作以在输出端上置位第二信号并且在输出端上维持第二信号直至在设置端上接收到设置信号为止。像素的光学输出取决于第一信号和第二信号在预定义的调制期间内何时在设置/重置电路的输出端上被置位(asserted)。
[0009]显示器还包括:设置信号线，耦合到像素单元的设置端；重置线，耦合到像素单元的重置端；以及逻辑电路。逻辑电路具有被耦合以接收指示将由像素显示的强度值的显示数据的显示数据输入端组(video data input terminal set)。逻辑电路还具有被親合以接收指示调制期间的特定部分的定时数据的定时数据输入端组(timing data inputterminal set)。逻辑电路操作以根据显示数据和定时数据的值来选择性地在设置信号线上置位设置信号、在重置信号线上置位重置信号或者在设置信号线或重置信号线上均不置位信号。
[0010]示例显示器包括被布置为形成显示器中的像素单元的列的多个像素单元。多个像素单元中的每一个的设置端耦合到设置信号线，并且多个像素单元中的每一个的重置端耦合到重置信号线。显示器包括多个像素单元的列，像素单元的列中的每一个都包括多个像素单元、设置信号线和重置信号线。
[0011 ] 在示例实施例中，像素单元还包括像素电极和开关。开关具有耦合到第一电压供应线的第一输入、耦合到第二电压供应线的第二输入以及耦合到设置/重置电路的输出端的控制端。响应于在设置/重置电路的输出端中被置位的第一信号，开关可操作以将第一电压供应线耦合到像素电极。响应于在设置/重置电路的输出端中被置位的第二信号，开关可操作以将第二电压供应线耦合到像素电极。
[0012]显示器还包括被耦合以向逻辑电路的显示数据输入端组提供显示数据的驱动器电路。驱动器电路包括用于从视频数据源接收视频数据的视频数据输入端组并且操作以基于视频数据来生成显示数据。在一个实施例中，显示数据与视频数据相同。视频数据包括η个位，并且调制期间包括2n-l个子区间。设置信号是脉冲，并且重置信号是脉冲。在每个调制期间内在每个像素的设置信号端上置位不超过一个脉冲，并且在每个调制期间内在每个像素的重置端上置位不超过一个脉冲。
[0013]在第二实施例中，视频数据定义将由像素显示的多个强度值，并且驱动器电路生成具有与视频数据不同格式的显示数据。在第二实施例中，可操作驱动器电路以定义将由像素显示一个强度值的调制期间，并且还定义设置/重置电路处于设置状态或重置状态的调制期间的子区间。在调制期间内由像素显示的强度对应于设置/重置电路处于设置状态的调制期间的子区间的数量。调制期间包括子区间的第一分组和子区间的第二分组，并且第二分组的子区间具有与第一分组的子区间不同的持续时间。显示数据包括与子区间的第一分组相对应的第一部分以及与子区间的第二分组相对应的第二部分。设置信号是脉冲，并且重置信号是脉冲。在子区间的第一分组和第二分组中的每一个内在每个像素的设置端上置位不超过一个脉冲，并且在子区间的第一分组和第二分组中的每一个内在每个像素的重置端上置位不超过一个脉冲。
[0014]在第二实施例中，显示器包括多个像素和存储缓冲器。存储缓冲器被耦合以从驱动器电路接收显示数据以及向逻辑电路提供显示数据。存储缓冲器具有足够容量以保持一个调制期间的显示器的所有像素的显示数据的第一部分，并且存储缓冲器具有足够容量以保持一个调制期间的显示器的所有像素的显示数据的第二部分。然而，存储缓冲器具有足够容量以保持一个调制期间的所有像素的所有像素数据。
[0015]还公开一种调制多像素显示器的方法。该方法包括接收视频数据和定义调制期间。该方法还包括在调制期间内向显示器的每个像素提供设置信号以及在调制期间内向显示器的每个像素提供重置信号。每个特定像素的设置信号和重置信号的相关定时取决于视频数据，并且确定每个特定像素的光学输出。
[0016]示例方法还包括将调制期间划分成多个子区间以及基于视频数据来生成显示数据。该方法还包括生成与子区间相关联的定时数据以及基于定时数据和显示数据将设置信号和重置信号提供给像素。
[0017]在示例方法中，显示数据与视频数据相同。视频数据包括η个位，并且调制期间包括2η_1个子区间。提供设置信号包括在被耦合到像素的设置信号线上置位设置脉冲以及在每个调制期间内对每个像素提供不超过一个设置脉冲。提供重置信号包括在被耦合到像素的重置信号线上置位重置脉冲以及在每个调制期间内对每个像素提供不超过一个重置脉冲。
[0018]在第二示例方法中，将调制期间划分成多个子区间的步骤包括将调制期间划分成子区间的第一分组和子区间的第二分组。第二分组的子区间具有与第一分组的子区间不同的持续时间。提供设置信号包括在被耦合到像素的设置信号线上置位设置脉冲以及在子区间的第一分组和第二分组中的每一个期间对每个像素提供不超过一个设置脉冲。提供重置信号包括在被耦合到像素的重置信号线上置位重置脉冲以及在子区间的第一分组和第二分组中的每一个期间对每个像素提供不超过一个重置脉冲。
[0019]在第二示例方法中，生成显示数据的步骤包括生成与子区间的第一分组相对应的显示数据的第一部分以及生成与子区间的第二分组相对应的显示数据的第二部分。基于定时数据和显示数据对像素提供设置信号和重置信号的步骤包括基于显示数据的第一部分在子区间的第一分组期间向像素提供设置信号和重置信号。另外，基于定时数据和显示数据对像素提供设置信号和重置信号的步骤包括基于显示数据的第二部分在子区间的第二分组期间向像素提供设置信号和重置信号。
[0020]在具体的示例方法中，生成显示数据的步骤包括生成第一二进制数据字和第二二进制数据字。第一二进制数据字具有指示相关联的像素应当处于设置状态的第一分组的子区间的数量的值。第二二进制数据字具有指示相关联的像素应当处于设置状态的第二分组的子区间的数量的值。
[0021]所公开的实施例提供接收视频数据并且基于视频数据向显示器的像素提供设置信号和重置信号的装置。
【附图说明】
[0022]参照下面的附图来描述本发明，附图中相同的标号指代基本相似的元件:
[0023]图1是根据本发明的第一实施例的显示系统的框图；
[0024]图2是图1的显示系统的显示设备的框图；
[0025]图3是图2的显示器的像素单元的简化电路图；
[0026]图3Α是替代像素单元的简化电路图；
[0027]图4是图2的显示器的脉冲发生器的简化电路图；
[0028]图5是获取255个灰度级别的像素调制的时序图；
[0029]图6是施加于图2的显示器的设置线和重置线的信号的时序图；
[0030]图7示出在本发明的替代实施例中实现的调制方案的数据表示；
[0031]图8是示出能够实现图7的调制方案的替代显示系统的框图；
[0032]图9是图8的显示系统的显示设备的框图；
[0033]图10是图9的显示器的脉冲发生器的简化电路图；
[0034]图11是施加于图9的设置