专利名称：调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)，且特别有关于以脉冲宽度调变方式来调整液晶显示器的明亮对比(Constrast)的调整电路，其利用数字控制电路，来调整LCD扫描的导通-截止周期(On-Off duty)，以达成明亮对比的调整，具有低耗电、小面积与高调整率的优点。
背景技术：
现行电气系统中，多存在有LCD液晶显示器作为人机之间的接口，并且由于使用上的需求，LCD点数越来有越多的趋势。但是，LCD存在视角及高电压相关的特性，造成LCD的亮度对使用者来说，并无法维持一定不变。所以对于LCD明亮对比，能够由使用者来调整，就变成所有LCD驱动器所要面临的重要课题。
由于高点数LCD为节省输出端口的数量，多使用扫描式驱动电路，更加深了对比度的下降，造成显示效果的恶化。一般现行的LCD驱动波形可参见于图1。在图1当中显示了多种驱动波形，除了静态式之外，其余均为扫描式包括1/2周期、1/2偏压；1/3周期、1/3偏压…等。其工作方式可见于图1下方所示。LCD上感受的真实电压为SEG-COM，在图中可以发现除静态式之外，其余各种驱动方法在LCD点不亮时，并非零电压，因此这缘故来造成LCD明亮对比下降，以及高视角、高电压电平依存度的问题。要解决这点必须在LCD驱动器上，作一可调明亮对比电路，来调高电压漂移及使用者视角变动所造成明亮对比的不正确。
现行的明亮对比调整电路，多以调整操作电压来完成。主要原理是由图2中的操作电压(Driving Voltage)，使得LCD特性曲线能使得亮度的Bns/Bs大小差别加大。也就使得Cr变大(Cr为明亮对比比率)，对比度增强。然而欲使得操作电压得以变动，现行多以整压电路(Regulator)或电阻分压电路完成。但是，利用整压电路或电阻分压电路会面临三个问题1.耗电量过大-由于电压调整电路存在直流路径，并且由于供给功率的关系，所以直流电阻都不可能设计太小，因此耗电量非常可观，约有10μA的级数的耗电，非常不利于待机使用。
2.电路困难度与电路面积过大。
3.无法作细微的调整-由于电压调整电路的复杂性很难作细微调整。
发明内容
因此，本发明在提出一种以调变脉冲宽度来调整液晶显示器明亮对比的装置，其利用扫描波形的导通-截止周期，来达到调整明亮对比的目的。由于本发明以数字电路组合构成，不但所占电路面积非常的微小，而且耗电量也非常微小，更具有整压电路或电阻分压电路所无法完成的高调整率。
本发明提供一种调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，包括由一计数器、一比较器、多个反相器、多个“与”门、T触发器以及一节点输出门所构成。
其中，计数器在接收一基频后，产生一第一时钟、一第二时钟、一第三时钟、一第四时钟、一第五时钟、一第六时钟、一第七时钟、一第八时钟以及一第九时钟。比较器，接收第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟以及第六时钟后，分别与第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号、第五控制信号以及第六控制信号比较后，送出一比较信号。六个反相器，分别接收第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟以及第六时钟后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟、一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟。
此外，第一“与”门接收反相第一时钟、反相第二时钟以及反相第三时钟后，送出一第一输出信号。第二“与”门接收反相第四时钟、反相第五时钟以及反相第六时钟后，送出一第二输出信号。第三“与”门接收第一输出信号与第二输出信号后，送出一第三输出信号。T触发器接收比较信号、第三输出信号以及一输入电压后，送出一脉冲宽度调变信号。第一反相器接收第八时钟，送出一反相第八时钟。第二反相器接收第七时钟，送出反相第七时钟。第三反相器接收第八时钟，送出反相第八时钟。第四反相器接收第七时钟，送出反相第七时钟。
而第四“与”门接收反相第八时钟与反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号。第五“与”门接收反相第八时钟与第七时钟后，送出一第二共点输出信号。第六“与”门接收第八时钟与反相第七时钟后，送出一第三共点输出信号。第七“与”门，接收第八时钟与反相第七时钟后，送出一第四共点输出信号。第八“与”门接收脉冲宽度调变信号与第一共点输出信号后，送出一第一调变共点输出信号。第九“与”门接收脉冲宽度调变信号与第一共点输出信号后，送出一第二调变共点输出信号。第十“与”门接收脉冲宽度调变信号与第一共点输出信号后，送出一第三调变共点输出信号。第十一“与”门接收脉冲宽度调变信号与第一共点输出信号后，送出一第四调变共点输出信号。以及节点输出门，送出一节点信号。
上述电路，是针对共点输出信号来进行调变，此外也可针对节点信号来调变，其调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置可修正如下计数器接收一基频后，产生一第一时钟、一第二时钟、一第三时钟、一第四时钟、一第五时钟、一第六时钟、一第七时钟、一第八时钟以及一第九时钟。比较器，接收第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟以及第六时钟后，分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一第四控制信号、一第五控制信号以及一第六控制信号比较后，送出一比较信号。而六个反相器分别接收第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟以及第六时钟后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟、一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟。
至于，第一“与”门接收反相第一时钟、反相第二时钟以及反相第三时钟后，送出一第一输出信号。第二“与”门接收反相第四时钟、反相第五时钟以及反相第六时钟后，送出一第二输出信号。第三“与”门接收第一输出信号与第二输出信号后，送出一第三输出信号。T触发器接收比较信号、第三输出信号以及输入电压后，送出一脉冲宽度调变信号。
而第一反相器接收第八时钟，送出一反相第八时钟。第二反相器接收第七时钟，送出一反相第七时钟。第三反相器接收第八时钟，送出反相第八时钟。第四反相器接收第七时钟，送出反相第七时钟。第四“与”门，接收反相第八时钟与反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号。第五“与”门接收反相第八时钟与第七时钟后，送出一第二共点输出信号。第六“与”门接收第八时钟与反相第七时钟后，送出一第三共点输出信号。第七“与”门接收第八时钟与第七时钟后，送出一第四共点输出信号。节点输出门，送出一节点信号。以及第十九“与”门，接收节点信号与脉冲宽度调变信号后，送出一调变节点信号。
此外也可以将上述两种电路结合，即对共点输出信号与节点信号同时进行调变，其对应的调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置如下计数器接收一基频后，产生一第一时钟、一第二时钟、一第三时钟、一第四时钟、一第五时钟、一第六时钟、一第七时钟、一第八时钟以及一第九时钟。比较器接收第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟以及第六时钟后，分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一第四控制信号、一第五控制信号以及一第六控制信号比较后，送出一比较信号。六个反相器，分别接收第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟以及第六时钟后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟、一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟。
至于，第一“与”门接收反相第一时钟、反相第二时钟以及反相第三时钟后，送出一第一输出信号。第二“与”门接收反相第四时钟、反相第五时钟以及反相第六时钟后，送出一第二输出信号。第三“与”门接收第一输出信号与第二输出信号后，送出一第三输出信号。T触发器接收比较信号、第三输出信号以及一输入电压后，送出一脉冲宽度调变信号。第一反相器接收第八时钟，送出一反相第八时钟。第二反相器，接收第七时钟，送出一反相第七时钟；第三反相器接收第八时钟，送出反相第八时钟。第四反相器，接收第七时钟，送出反相第七时钟。
而第四“与”门接收反相第八时钟与反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号。第五“与”门接收该反相第八时钟与该第七时钟后，送出一第二共点输出信号。第六“与”门，接收第八时钟与反相第七时钟后，送出一第三共点输出信号。第七“与”门接收第八时钟与第七时钟后，送出一第四共点输出信号。第八“与”门接收脉冲宽度调变信号与第一共点输出信号后，送出一第一调变共点输出信号。第九“与”门接收脉冲宽度调变信号与第一共点输出信号后，送出一第二调变共点输出信号。第十“与”门接收脉冲宽度调变信号与第一共点输出信号后，送出一第三调变共点输出信号。第十一“与”门接收脉冲宽度调变信号与第一共点输出信号后，送出一第四调变共点输出信号。此外节点输出门送出一节点信号。以及第十九“与”门接收节点信号与脉冲宽度调变信号后，送出一调变节点信号。
另外，本发明略作修正，而可输出一控制节点信号与共点信号输出相同电平的电压，使得对比度得以进一步上升。该调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，其结构如下计数器接收一基频后，产生一第一时钟、一第二时钟、一第三时钟、一第四时钟、一第五时钟、一第六时钟、一第七时钟、一第八时钟以及一第九时钟。比较器接收第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟以及第六时钟后，分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一第四控制信号、一第五控制信号以及一第六控制信号比较后，送出一比较信号。六个反相器分别接收第一时钟、第二时钟、第三时钟、第四时钟、第五时钟以及第六时钟后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟、一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟。
至于，第一“与”门接收反相第一时钟、反相第二时钟以及反相第三时钟后，送出一第一输出信号。第二“与”门接收反相第四时钟、反相第五时钟以及反相第六时钟后，送出一第二输出信号。第三“与”门，接收第一输出信号与第二输出信号后，送出一第三输出信号。T触发器接收比较信号、第三输出信号以及一输入电压后，送出一脉冲宽度调变信号。第一反相器接收第八时钟，送出一反相第八时钟。第二反相器接收第七时钟，送出一反相第七时钟。第三反相器接收第八时钟，送出反相第八时钟。第四反相器接收第七时钟，送出反相第七时钟。第四“与”门接收反相第八时钟与反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号。第五“与”门接收反相第八时钟与第七时钟后，送出一第二共点输出信号。第六“与”门接收第八时钟与反相第七时钟后，送出一第三共点输出信号。第七“与”门接收第八时钟与第七时钟后，送出一第四共点输出信号。节点输出门送出一节点信号。以及第五反相器接收脉冲宽度调变信号后，送出一反相脉冲宽度调变信号，用以控制节点信号与共点信号输出相同电平的电压。
上述四种不同型式的都具有相同的计数器，其内部构造部分由第一T触发器接收基频与输入电压后，送出第一时钟。第二T触发器接收基频与第一时钟后，送出第二时钟。第十二“与”门接收第一时钟与第二时钟后，送出一第一控制输出信号。第三T触发器接收基频与第一控制输出信号后，送出第三时钟。第十三“与”门接收第一控制输出信号与第三时钟后，送出一第二控制输出信号。第四T触发器接收基频与第二控制输出信号后，送出第四时钟。第十四“与”门接收第二控制输出信号与第四时钟后，送出一第三控制输出信号。第五T触发器接收基频与第三控制输出信号后，送出第五时钟。第十五“与”门接收第三控制输出信号与第五时钟后，送出第四控制输出信号。第六T触发器接收基频与第四控制输出信号后，送出该第六时钟。第十六“与”门接收第四控制输出信号与第六时钟后，送出一第五控制输出信号。第七T触发器接收基频与第五控制输出信号后，送出该第七时钟。第十七“与”门接收第五控制输出信号与第七时钟后，送出一第六控制输出信号。第八T触发器接收基频与第六控制输出信号后，送出第八时钟。第十八“与”门接收第六控制输出信号与第八时钟后，送出一第七控制输出信号。以及第九T触发器接收基频与第七控制输出信号后，送出第九时钟。
为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
图1绘示LCD驱动器输出的波形；图2绘示以操作电压与亮度为坐标下，亮度的Bns与Bs曲线图形；图3绘示以1/3偏压(bias)，1/4周期(duty)扫描方式在com 0扫描时间上LCD显示off的波形；图4绘示以1/3偏压，1/4周期扫描方式在com 1扫描时间上LCD显示on的波形；图5绘示依照本发明一较佳实施例的一种调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置；图6绘示调整输出common的脉冲宽度后，COM 0扫描时间上LCD显示off的波形；图7绘示调整输出common的脉冲宽度后，COM 1扫描时间上LCD显示on的波形；图8绘示本发明的第二型调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置；图9绘示调整输出segment的脉冲宽度后，COM 0扫描时间上LCD显示off的波形；图10绘示调整输出segment的脉冲宽度后，COM 1扫描时间上LCD显示on的波形；图11绘示本发明的第三型调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置；图12绘示同时调整输出common与segment的脉冲宽度后，COM 0扫描时间上LCD显示off的波形；图13绘示同时调整输出common与segment的脉冲宽度后，COM 1扫描时间上LCD显示on的波形；图14绘示本发明的第四调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置；图15绘示COM 0扫描时间上LCD显示off的波形；以及图16绘示COM 1扫描时间上LCD显示on的波形。
具体实施例方式
一般说来，LCD驱动器输出的波形如图1所示，分为两大类-静态式与扫描式(或称多工式)。静态式输出为一较单纯的单点控制，其Vrms值如下Vrms-on=1/2Vop]]>Vrms-off＝0(Vop为大输出电压)而扫描式的Vrms值与偏压数及周期数有关。扫描式的方法为commonpin(com)输出一扫描波形，并对segment(seg)输出信号作分时扫描。至于LCD面板(panel)感应到的电压，实际上为seg-com的电压差，所以只要在common扫描的时间内能使得seg-com的电压差足够大，就可使LCD面板即时反转，造成光线无法通过而显示。至于其Vrms受到common数量(duty数)及偏压数(Bias数)所影响，举例来说一个1/4周期，1/3偏压的LCD驱动器(Driver)波形如图3、图4所示。图3显示的是在com 0扫描时间上LCD显示off的波形。图4绘示的是在com 1扫描时间上LCD显示display on的波形。其Vrms值如下Vrms-on=(1/4*(1/2Vop)2+1/4(1/6Vop)2+1/4(-]]>1/6Vop)2+1/4(1/2Vop)2)1/2=1/12Vop]]>Vrms-off=(1/4*(1/6Vop)2+1/4(1/6Vop)2+1/4(-1/6Vop)2+1/4(-]]>1/6Vop)2)1/2=1/36Vop]]>(Vop最大输出电压)Vrms-on/Vrms-off=3=1.7321]]>由于LCD面板的亮度取决于面板感受电压差的Vrms值，不同的Vrms对应一个测量的亮度值。一般我们定义对比比率(Contrast Ratio)为导通-截止(On-Off)时的亮度值Cr＝Boff/Bon而对比度定义为1减去对比率的倒数C＝1-1/Cr所以如果Bon值越大，Cr下降，C上升。而Boff值越小，Cr值下降，C上升。而Bon，Boff值的大小又正比于Vrms，所以要调整亮度就必须使Vrms-on值加大，而使得Bon上升。要调整对比度就要想办法使得Vrms-on上升，Vrms-off下降，使得Bon上升，Boff下降。
LCD面板的特性除了受Vrms影响外，还受视角的影响，也就是在相同Vrms下，不同的视角会造成不同的亮度值。
现行的液晶显示器，由于上述的特性会面临亮度值与对比值变动的问题。主要是由于供给电压与视角的变动。由于供给电压的变动会造成Vrms的变动，所以亮度与对比都会跟着变动。而使用者的视角又无法确定，所以一个最佳的LCD驱动器应该包含一个使用者得以自行设定亮度的电路，由使用者自行依据当时的状况加以设定。所以一个可调亮度的LCD驱动器便应运而生。
现行的可调亮度LCD驱动器处理原理多从控制Vop电压的值来处理。做法可分为二类。第一类使用电阻分压网络来衰减调整Vop值。也就是内部内建一串电阻，利用电器信号来控制这串电阻值的大小。因为电阻分压的效应就会使得Vop值被调整。至于作法有的加在内部电源供给的位置，有的则加在Common与Segment的输出上。第二类则使用电压调整器(Regulator)，设计一个可调电压输出值的电压调整器于内部电源供给的位置，经由调整此电压输出值来调整Vop值。不论上述那一类电路设计都会有高耗电、高电路复杂及不易设计多段可调电路的缺点。因此本发明在提出一个以数字式的整波电路，来调整明亮度及对比度，并应用CMOS数字电路的低耗电、低复杂度、低面积与高可调性来克服现行方法的问题。
本发明所提出的方式不在于调整Vop，而在于调整其输出波形的脉冲宽度。使得在图1当中，进行修正其波形on的宽度，而由100％降至n％，造成Vrms会跟着变动，如同调整Vop，而使亮度跟着变动。
接着，在图5绘示依照本发明一较佳实施例的一种调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置。包括由一计数器10、一比较器12、六个反相器14～24、第一“与”门25、第二“与”门26、第三“与”门28、T触发器30、多个反相器32～38、多个“与”门40～54、节点输出门56所构成。
其中，计数器接收一基频(例如为时钟CLK 32768(频率为32768Hz))与一输入电压(Vcc)后，以多个T触发器58～74以及多个“与”门76～88来产生第一时钟CLK 16384、第二时钟CLK 8192、第三时钟CLK 4096、第四时钟CLK 2048、第五时钟CLK 1024、第六时钟CLK 512、第七时钟CLK256、第八时钟CLK 128以及第九时钟FR。
其结构是由第一T触发器58接收基频CLK 32768与输入电压Vcc后，送出第一时钟CLK 16384。第二T触发器60接收基频CLK 32768与第一时钟CLK 16384后，送出第二时钟CLK 8192。第十二“与”门76接收第一时钟CLK 16384与第二时钟CLK 8192后，送出第一控制输出信号100。第三T触发器62接收基频CLK 32768与第一控制输出信号100后，送出第三时钟CLK 4096。第十三“与”门78接收第一控制输出信号100与第三时钟CLK 4096后，送出第二控制输出信号102。第四T触发器66接收基频CLK32768与第二控制输出信号102后，送出第四时钟CLK 2048。第十四“与”门80接收第二控制输出信号102与第四时钟CLK 2048后，送出第三控制输出信号104。第五T触发器66接收基频CLK 32768与第三控制输出信号104后，送出第五时钟CLK 1024。第十五“与”门82接收第三控制输出信号104与第五时钟CLK 1024后，送出第四控制输出信号106。第六T触发器68接收基频CLK 32768与第四控制输出信号106后，送出第六时钟CLK 512。第十六“与”门84接收第四控制输出信号106与第六时钟CLK 512后，送出第五控制输出信号108。第七T触发器70接收基频CLK 32768与第五控制输出信号108后，送出第七时钟CLK 256。第十七“与”门86接收第五控制输出信号108与第七时钟CLK 256后，送出第六控制输出信号110。第八T触发器72接收基频CLK 32768与第六控制输出信号110后，送出第八时钟CLK 128。第十八“与”门88接收第六控制输出信号110与第八时钟CLK128后，送出第七控制输出信号112。第九T触发器74接收基频CLK 32768与第七控制输出信号112后，送出第九时钟FR。
而比较器CMP 6则接收第一时钟CLK 16348、第二时钟CLK 8192、第三时钟CLK 4096、第四时钟CLK 2048、第五时钟CLK 1024以及第六时钟CLK 512后，分别与第一控制信号TUNE 0、一第二控制信号TUNE 1、一第三控制信号TUNE 2、一第四控制信号TUNE 3、一第五控制信号TUNE 4以及一第六控制信号TUNE 5比较后，送出一比较信号EQ。
至于，六个反相器16～22，分别接收第一时钟CLK 16348、第二时钟CLK 8192、第三时钟CLK 4096、第四时钟CLK 2048、第五时钟CLK 1024以及第六时钟CLK 512后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟到第一“与”门25，与送出一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟到第二“与”门26。而第一“与”门25所送出第一输出信号114与第二“与”门26所送出第二输出信号116，则输入到第三“与”门28，然后送出一第三输出信号118。接着T触发器30，接收比较信号EQ、第三输出信号118以及输入电压Vcc后，送出一脉冲宽度调变信号120。
此外，第一反相器32接收第八时钟CLK 128后，送出一反相第八时钟。第二反相器接收第七时钟CLK 256，送出一反相第七时钟。第三反相器接收第八时钟CLK 128，送出反相第八时钟。第四反相器接收第七时钟CLK 256，送出反相第七时钟。第四“与”门40接收反相第八时钟与反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号NM-COM 0。第五“与”门42接收反相第八时钟与第七时钟后，送出第二共点输出信号NM-COM 1。第六“与”门44接收第八时钟与反相第七时钟后，送出第三共点输出信号NM-COM 2。第七“与”门46接收第八时钟与第七时钟后，送出第四共点输出信号NM-COM 3。接着，在下一级中，第八“与”门48接收脉冲宽度调变信号120与第一共点输出信号NM-COM 0后，送出第一调变共点输出信号COM 0。第九“与”门50接收脉冲宽度调变信号120与第二共点输出信号NM-COM 1后，送出第二调变共点输出信号COM 1。第十“与”门52接收脉冲宽度调变信号120与第三共点输出信号NM-COM 2后，送出第三调变共点输出信号COM 2。第十一“与”门54接收脉冲宽度调变信号120与第四共点输出信号NM-COM3后，送出第四调变共点输出信号COM 3。以及节点输出门56送出一节点信号SEG。
由上述电路运作下，来调整输出common的脉冲宽度，我们可藉由原先图3 COM 0扫描时间上LCD显示off的波形与图6绘示调整输出common的脉冲宽度后，COM 0扫描时间上LCD显示off的波形，进行比较下，COM0波形产生变化，使得COM-SEG所输出的波型也产生变化。相同的，原先图4绘示在com 1扫描时间上LCD显示on的波形，与图7绘示调整输出common的脉冲宽度后，COM 1扫描时间上LCD显示on的波形，进行比较下，COM 0波形产生变化，使得COM-SEG所输出的波型也产生变化。
为更进一步清楚调整脉冲宽度所产生的影响，我们调整on时common on的宽度，而由100％降至n％，则Vrms被修正如下静态Vrms-on=1/2n/100Vop]]>Vrms-off＝0而1/4周期，1/3偏压的图形于图6、图7修正Vrms-on=]]>=(1/4*n/100*(1/2Vop)2+1/4*(100/n)/100*(1/6Vop)2+1/4*(-1/6Vop)2]]>+1/4*(1/6Vop)2+1/4*(1/6Vop)2)1/2]]>=(4+8n)/100/144Vop]]>Vrms-off=1/36Vop]]>所以经由调整common输出波形的宽度，得以达到调整Vrms-on的电压差，也就是亮度被调整。而图5、图6就是使脉冲宽度调为50％的结果，来调整1/3偏压1/4周期的驱动电路。其结果Vrms-on=1/18Vop]]>Vrms-off=1/36Vop]]>此外，我们也可以对segment所输出的节电信号进行宽度调变而构成本发明的第二型调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，如图8所示，在图中与图5相同构成部分包括一计数器10、一比较器12、六个反相器14～24、第一“与”门25、第二“与”门26、第三“与”门28、T触发器30、多个反相器32～38、多个“与”门40～46、节点输出门56所构成。而相异部分在将原先多个“与”门48～54去除，并增加一个第十九“与”门90。
由于，上述结构多有相似之处，在此不再重复说明连接关系，而针对不同的地方作进一步说明。因为第二型的调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置为调整输出segment的波形宽度，所以原先由T触发器30所输出的脉冲宽度调变信号120，将与节点输出门56送出一节点信号SEG，同时输入到第十九“与”门90后，产生一调变节点信号SEG′，而不像图5以脉冲宽度调变信号120，来调整common输出波形的宽度。
上述电路将segment输出为on时的宽度调整，如图9、图10分别绘示调整输出segment的脉冲宽度后，COM 0扫描时间上LCD显示off的波形，与调整输出segment的脉冲宽度后，COM 1扫描时间上LCD显示on的波形。在分别与图3、4进行比较下，我们可以发现SEG波形产生变化，使得COM-SEG所输出的波型也产生变化。
为更进一步清楚调整脉冲宽度所产生的影响，我们调整on时segment on的宽度，例如由100％降至n％，则Vrms被修正如下Vrms-on=]]>=(1/4*n/100*(1/2vop)2+1/4*(100-n)/100*(+1/6Vop)2+1/4(+1/6Vop)2]]>+1/4(-1/6Vop)2+1/4(1/6Vop)2)1/2]]>=(4+8n)/100/144Vop]]>Vrms-off=1/36Vop]]>我们可以得到与上述发明的调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置效果相同，而达到调整亮度的目的。
同理，我们可以将上述两种结合来同时使用，即同时调整common与segment，如图11所绘示为本发明的第三型调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置。我们可以看出本发明的第三型调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，为图5与图7的调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置结合，即将T触发器30所输出的脉冲宽度调变信号120，不但如图5输出到“与”门48～54，来产生第一至第四调变共点输出信号COM 0～COM 3，而且将T触发器30所输出的脉冲宽度调变信号120，将与节点输出门56送出一节点信号SEG，同时输入到第十九“与”门90后，产生一调变节点信号SEG’。至于其他相似结构部分，因为与上述两者作用相同，在此不再重复说明连接关系。
上述电路将segment与common输出为on时的宽度调整，如图12、图13分别绘示调整输出segment与common的脉冲宽度后，COM 0扫描时间上LCD显示off的波形，与调整输出segment与common的脉冲宽度后，COM 1扫描时间上LCD显示on的波形。在分别与图3、4进行比较下，我们可以发现COM、SEG波形产生变化，使得COM-SEG所产生的波型也产生变化。
为更进一步清楚调整脉冲宽度所产生的影响，我们调整on时segment与common on的宽度，例如由100％降至n％，则Vrms被修正如下Vrms-on=(4+8n)/100/144Vop]]>Vrms-off=1/36Vop]]>在上述三种方式都得到相同的结果，也就是Vrms-on被衰减，造成亮度被衰减，而对比也被衰减。虽然对比的衰减无法补救，但是亮度可由Vop来补偿。也就是提高固定Vop电压、或降低LCD面板的起始电压值。举例来说，例如以一个电池为电源(power source)的应用。电池电压值有±10％的变动，所以Vop也有±10％的变动。我们以最低电压0.9Vop作为设计的中心。也就是设计一个n＝100的状况适应0.9Vop的电源共应去设计一个LCD面板Vrms-on=0.9Vop1/12]]>。当电源供应正常时(Vop)则要得到相同亮度，则n必须由n1=((0.9*1/12)2*144-4)*100/8=71.5]]>而当电源供应增为1.1Vop时，n为n1.1=(10.9/1.1*1/12)2*144-4)*100/8=50.4134]]>当然，于此种方法Vrms-off并无法经由调整脉冲宽度n％而变动，所以会使Von/Voff下降，造成明亮对比下降，由于亮度对于电压差为非线性的关系。所以我们可以牺牲小部分的亮度对比下降，就能获得高度的亮度调整。至于电路的设计如以上述三种电路来构成。其中基频例如以32768的振荡，64Hz的帧比例(Frame ratio)的所形成电路，见于图5、图8、图11中。我们可以见到为一全部数字电路控制，所以耗电量、电路面积都非常微小。而上述图5、图8、图11中，共可将脉冲宽度调整26＝64个位阶，这一点是现行调整电路所无法达到的。
上述三型电路都有一个共同特性，就是Vrms-off为一定值，并未能因脉冲宽度比而改变，所以对比会因而下降。因此本发明再提出第四型调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，来改善上述情形发生。
如图14绘示本发明的第四型调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置。我们可以发现与上述图5、图8、图11不同之处在，将T触发器30所输出的脉冲宽度调变信号120，送到第五反相器后，再产生一反相脉冲宽度调变信号DISLCD，用以控制节点信号与共点信号输出相同电平的电压。即DISLCD信号去控制外部4个通道(Chennel)的乘法器(Multiplier)，使得common与segment都输出同一电压，所以电压差为0。
接着，在图15、16可看出第四型调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置的输出波形。其基本的理念是当我们调整波形宽度为off时，实际上所有的点都为off的，所以我们可以将所有的common与segment的输出都拉为同一电位。也就是输出一个Disable信号，将Driver LCD部分的多工电压输出一固定电压或将偏压电路关掉。其详细的Vrms如下所示Vrms-on=]]>=(1/4*n/100*(1/2Vop)2+1/4*n/100*(+1/6Vop)2+1/4(+1/6Vop)2]]>+1/4(1/6Vop)2)1/21/12*n/100Vop]]>Vrms-off=(1/4*n/100*(1/2Vop)2*4)1/2]]>=1/36*n/100Vop]]>由上式可发现当n值变小时，Vrms-on变小，Vrms-off也同样变小。其Vrms-on/Vrms-off=3=1.7321]]>，同等于原始未作调整时的值。也就是说Vrms-on/Vrms-off完全不会因为调整亮度而改变。这点使得第四型的表现非常的优益。与现行调整Vop的方法比较，第四型可以等效出一个调整电压值Vequ-opVequ-op=n/100Vop]]>利用此Vequ-op可以由图2的驱动(Drive)电压去匹配(match)一个最佳的明亮对比比率。
举例来说，以上一例±10％的变动功率，可由n值的变动作补偿。结果如下n0.9＝100n1＝81n1.1＝66.94
也就是说可以利用n值的调整去匹配功率的变动，而不改任何的性能(performance)。并且对比度(Contrast)不变动，同样的视角变动成亮度对比变动，也可经由此法补偿回去。第四型的调整电路不只有前三型的好处，更可克服因Vrms-off无法下降所可能造成的鬼影效应。比较现行的各项方法，更有低耗电、低电路复杂度、低成本、高可调率的优点。
综上所述，本发明以调变脉冲宽度来调整液晶显示器明亮对比的装置，以计数器、比较器、T触发器、多个反相器以及多个“与”门所构成数字电路，不但所占电路面积非常的微小，而且耗电量也非常微小，更具有整压电路或电阻分压电路所无法达到的高调整率。且第四型中藉由调整输出电压，不但可增加明亮对比，也可消除鬼影现象。
虽然本发明已以数个佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，包括一计数器，接收一基频后，产生一第一时钟、一第二时钟、一第三时钟、一第四时钟、一第五时钟、一第六时钟、一第七时钟、一第八时钟以及一第九时钟；一比较器，接收该第一时钟、该第二时钟、该第三时钟、该第四时钟、该第五时钟以及该第六时钟后，分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一第四控制信号、一第五控制信号以及一第六控制信号比较后，送出一比较信号；六个反相器，分别接收该第一时钟、该第二时钟、该第三时钟、该第四时钟、该第五时钟以及该第六时钟后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟、一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟；一第一“与”门，接收该反相第一时钟、该反相第二时钟以及反相第三时钟后，送出一第一输出信号；一第二“与”门，接收该反相第四时钟、该反相第五时钟以及该反相第六时钟后，送出一第二输出信号；一第三“与”门，接收该第一输出信号与该第二输出信号后，送出一第三输出信号；一T触发器，接收该比较信号、该第三输出信号以及一输入电压后，送出一脉冲宽度调变信号；一第一反相器，接收该第八时钟，送出一反相第八时钟；一第二反相器，接收该第七时钟，送出一反相第七时钟；一第三反相器，接收该第八时钟，送出该反相第八时钟；一第四反相器，接收该第七时钟，送出该反相第七时钟；一第四“与”门，接收该反相第八时钟与该反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号；一第五“与”门，接收该反相第八时钟与该第七时钟后，送出一第二共点输出信号；一第六“与”门，接收该第八时钟与该反相第七时钟后，送出一第三共点输出信号；一第七“与”门，接收该第八时钟与该第七时钟后，送出一第四共点输出信号；一第八“与”门，接收该脉冲宽度调变信号与该第一共点输出信号后，送出一第一调变共点输出信号；一第九“与”门，接收该脉冲宽度调变信号与该第二共点输出信号后，送出一第二调变共点输出信号；一第十“与”门，接收该脉冲宽度调变信号与该第三共点输出信号后，送出一第三调变共点输出信号；一第十一“与”门，接收该脉冲宽度调变信号与该第四共点输出信号后，送出一第四调变共点输出信号；以及一节点输出门，送出一节点信号。
2.如权利要求1所述的调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，其中该计数器包括一第一T触发器，接收该基频与该输入电压后，送出该第一时钟；一第二T触发器，接收该基频与该第一时钟后，送出该第二时钟；一第十二“与”门，接收该第一时钟与该第二时钟后，送出一第一控制输出信号；一第三T触发器，接收该基频与该第一控制输出信号后，送出该第三时钟；一第十三“与”门，接收该第一控制输出信号与该第三时钟后，送出一第二控制输出信号；一第四T触发器，接收该基频与该第二控制输出信号后，送出该第四时钟；一第十四“与”门，接收该第二控制输出信号与该第四时钟后，送出一第三控制输出信号；一第五T触发器，接收该基频与该第三控制输出信号后，送出该第五时钟；一第十五“与”门，接收该第三控制输出信号与该第五时钟后，送出一第四控制输出信号；一第六T触发器，接收该基频与该第四控制输出信号后，送出该第六时钟；一第十六“与”门，接收该第四控制输出信号与该第六时钟后，送出一第五控制输出信号；一第七T触发器，接收该基频与该第五控制输出信号后，送出该第七时钟；一第十七“与”门，接收该第五控制输出信号与该第七时钟后，送出一第六控制输出信号；一第八T触发器，接收该基频与该第六控制输出信号后，送出该第八时钟；一第十八“与”门，接收该第六控制输出信号与该第八时钟后，送出一第七控制输出信号；以及一第九T触发器，接收该基频与该第七控制输出信号后，送出该第九时钟。
3.一种调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，包括一计数器，接收一基频后，产生一第一时钟、一第二时钟、一第三时钟、一第四时钟、一第五时钟、一第六时钟、一第七时钟、一第八时钟以及一第九时钟；一比较器，接收该第一时钟、该第二时钟、该第三时钟、该第四时钟、该第五时钟以及该第六时钟后，分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一第四控制信号、一第五控制信号以及一第六控制信号比较后，送出一比较信号；六个反相器，分别接收该第一时钟、该第二时钟、该第三时钟、该第四时钟、该第五时钟以及该第六时钟后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟、一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟；一第一“与”门，接收该反相第一时钟、该反相第二时钟以及反相第三时钟后，送出一第一输出信号；一第二“与”门，接收该反相第四时钟、该反相第五时钟以及该反相第六时钟后，送出一第二输出信号；一第三“与”门，接收该第一输出信号与该第二输出信号后，送出一第三输出信号；一T触发器，接收该比较信号、该第三输出信号以及一输入电压后，送出一脉冲宽度调变信号；一第一反相器，接收该第八时钟，送出一反相第八时钟；一第二反相器，接收该第七时钟，送出一反相第七时钟；一第三反相器，接收该第八时钟，送出该反相第八时钟；一第四反相器，接收该第七时钟，送出该反相第七时钟；一第四“与”门，接收该反相第八时钟与该反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号；一第五“与”门，接收该反相第八时钟与该第七时钟后，送出一第二共点输出信号；一第六“与”门，接收该第八时钟与该反相第七时钟后，送出一第三共点输出信号；一第七“与”门，接收该第八时钟与该第七时钟后，送出一第四共点输出信号；一节点输出门，送出一节点信号；以及一第十九“与”门，接收该节点信号与该脉冲宽度调变信号后，送出一调变节点信号。
4.如权利要求3所述的调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，其中该计数器包括一第一T触发器，接收该基频与该输入电压后，送出该第一时钟；一第二T触发器，接收该基频与该第一时钟后，送出该第二时钟；一第十二“与”门，接收该第一时钟与该第二时钟后，送出一第一控制输出信号；一第三T触发器，接收该基频与该第一控制输出信号后，送出该第三时钟；一第十三“与”门，接收该第一控制输出信号与该第三时钟后，送出一第二控制输出信号；一第四T触发器，接收该基频与该第二控制输出信号后，送出该第四时钟；一第十四“与”门，接收该第二控制输出信号与该第四时钟后，送出一第三控制输出信号；一第五T触发器，接收该基频与该第三控制输出信号后，送出该第五时钟；一第十五“与”门，接收该第三控制输出信号与该第五时钟后，送出一第四控制输出信号；一第六T触发器，接收该基频与该第四控制输出信号后，送出该第六时钟；一第十六“与”门，接收该第四控制输出信号与该第六时钟后，送出一第五控制输出信号；一第七T触发器，接收该基频与该第五控制输出信号后，送出该第七时钟；一第十七“与”门，接收该第五控制输出信号与该第七时钟后，送出一第六控制输出信号；一第八T触发器，接收该基频与该第六控制输出信号后，送出该第八时钟；一第十八“与”门，接收该第六控制输出信号与该第八时钟后，送出一第七控制输出信号；以及一第九T触发器，接收该基频与该第七控制输出信号后，送出该第九时钟。
5.一种调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，包括一计数器，接收一基频后，产生一第一时钟、一第二时钟、一第三时钟、一第四时钟、一第五时钟、一第六时钟、一第七时钟、一第八时钟以及一第九时钟；一比较器，接收该第一时钟、该第二时钟、该第三时钟、该第四时钟、该第五时钟以及该第六时钟后，分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一第四控制信号、一第五控制信号以及一第六控制信号比较后，送出一比较信号；六个反相器，分别接收该第一时钟、该第二时钟、该第三时钟、该第四时钟、该第五时钟以及该第六时钟后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟、一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟；一第一“与”门，接收该反相第一时钟、该反相第二时钟以及反相第三时钟后，送出一第一输出信号；一第二“与”门，接收该反相第四时钟、该反相第五时钟以及该反相第六时钟后，送出一第二输出信号；一第三“与”门，接收该第一输出信号与该第二输出信号后，送出一第三输出信号；一T触发器，接收该比较信号、该第三输出信号以及一输入电压后，送出一脉冲宽度调变信号；一第一反相器，接收该第八时钟，送出一反相第八时钟；一第二反相器，接收该第七时钟，送出一反相第七时钟；一第三反相器，接收该第八时钟，送出该反相第八时钟；一第四反相器，接收该第七时钟，送出该反相第七时钟；一第四“与”门，接收该反相第八时钟与该反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号；一第五“与”门，接收该反相第八时钟与该第七时钟后，送出一第二共点输出信号；一第六“与”门，接收该第八时钟与该反相第七时钟后，送出一第三共点输出信号；一第七“与”门，接收该第八时钟与该第七时钟后，送出一第四共点输出信号；一第八“与”门，接收该脉冲宽度调变信号与该第一共点输出信号后，送出一第一调变共点输出信号；一第九“与”门，接收该脉冲宽度调变信号与该第二共点输出信号后，送出一第二调变共点输出信号；一第十“与”门，接收该脉冲宽度调变信号与该第三共点输出信号后，送出一第三调变共点输出信号；一第十一“与”门，接收该脉冲宽度调变信号与该第四共点输出信号后，送出一第四调变共点输出信号；一节点输出门，送出一节点信号；以及一第十九“与”门，接收该节点信号与该脉冲宽度调变信号后，送出一调变节点信号。
6.如权利要求5所述的调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，其中该计数器包括一第一T触发器，接收该基频与该输入电压后，送出该第一时钟；一第二T触发器，接收该基频与该第一时钟后，送出该第二时钟；一第十二“与”门，接收该第一时钟与该第二时钟后，送出一第一控制输出信号；一第三T触发器，接收该基频与该第一控制输出信号后，送出该第三时钟；一第十三“与”门，接收该第一控制输出信号与该第三时钟后，送出一第二控制输出信号；一第四T触发器，接收该基频与该第二控制输出信号后，送出该第四时钟；一第十四“与”门，接收该第二控制输出信号与该第四时钟后，送出一第三控制输出信号；一第五T触发器，接收该基频与该第三控制输出信号后，送出该第五时钟；一第十五“与”门，接收该第三控制输出信号与该第五时钟后，送出一第四控制输出信号；一第六T触发器，接收该基频与该第四控制输出信号后，送出该第六时钟；一第十六“与”门，接收该第四控制输出信号与该第六时钟后，送出一第五控制输出信号；一第七T触发器，接收该基频与该第五控制输出信号后，送出该第七时钟；一第十七“与”门，接收该第五控制输出信号与该第七时钟后，送出一第六控制输出信号；一第八T触发器，接收该基频与该第六控制输出信号后，送出该第八时钟；一第十八“与”门，接收该第六控制输出信号与该第八时钟后，送出一第七控制输出信号；以及一第九T触发器，接收该基频与该第七控制输出信号后，送出该第九时钟。
7.一种调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，包括一计数器，接收一基频后，产生一第一时钟、一第二时钟、一第三时钟、一第四时钟、一第五时钟、一第六时钟、一第七时钟、一第八时钟以及一第九时钟；一比较器，接收该第一时钟、该第二时钟、该第三时钟、该第四时钟、该第五时钟以及该第六时钟后，分别与一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一第四控制信号、一第五控制信号以及一第六控制信号比较后，送出一比较信号；六个反相器，分别接收该第一时钟、该第二时钟、该第三时钟、该第四时钟、该第五时钟以及该第六时钟后，再分别送出一反相第一时钟、一反相第二时钟、一反相第三时钟、一反相第四时钟、一反相第五时钟以及一反相第六时钟；一第一“与”门，接收该反相第一时钟、该反相第二时钟以及反相第三时钟后，送出一第一输出信号；一第二“与”门，接收该反相第四时钟、该反相第五时钟以及该反相第六时钟后，送出一第二输出信号；一第三“与”门，接收该第一输出信号与该第二输出信号后，送出一第三输出信号；一T触发器，接收该比较信号、该第三输出信号以及一输入电压后，送出一脉冲宽度调变信号；一第一反相器，接收该第八时钟，送出一反相第八时钟；一第二反相器，接收该第七时钟，送出一反相第七时钟；一第三反相器，接收该第八时钟，送出该反相第八时钟；一第四反相器，接收该第七时钟，送出该反相第七时钟；一第四“与”门，接收该反相第八时钟与该反相第七时钟后，送出一第一共点输出信号；一第五“与”门，接收该反相第八时钟与该第七时钟后，送出一第二共点输出信号；一第六“与”门，接收该第八时钟与该反相第七时钟后，送出一第三共点输出信号；一第七“与”门，接收该第八时钟与该第七时钟后，送出一第四共点输出信号；一节点输出门，送出一节点信号；以及一第五反相器，接收该脉冲宽度调变信号后，送出一反相脉冲宽度调变信号，用以控制节点信号与共点信号输出相同电平的电压。
8.如权利要求7所述的调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，其中该计数器包括一第一T触发器，接收该基频与该输入电压后，送出该第一时钟；一第二T触发器，接收该基频与该第一时钟后，送出该第二时钟；一第十二“与”门，接收该第一时钟与该第二时钟后，送出一第一控制输出信号；一第三T触发器，接收该基频与该第一控制输出信号后，送出该第三时钟；一第十三“与”门，接收该第一控制输出信号与该第三时钟后，送出一第二控制输出信号；一第四T触发器，接收该基频与该第二控制输出信号后，送出该第四时钟；一第十四“与”门，接收该第二控制输出信号与该第四时钟后，送出一第三控制输出信号；一第五T触发器，接收该基频与该第三控制输出信号后，送出该第五时钟；一第十五“与”门，接收该第三控制输出信号与该第五时钟后，送出一第四控制输出信号；一第六T触发器，接收该基频与该第四控制输出信号后，送出该第六时钟；一第十六“与”门，接收该第四控制输出信号与该第六时钟后，送出一第五控制输出信号；一第七T触发器，接收该基频与该第五控制输出信号后，送出该第七时钟；一第十七“与”门，接收该第五控制输出信号与该第七时钟后，送出一第六控制输出信号；一第八T触发器，接收该基频与该第六控制输出信号后，送出该第八时钟；一第十八“与”门，接收该第六控制输出信号与该第八时钟后，送出一第七控制输出信号；以及一第九T触发器，接收该基频与该第七控制输出信号后，送出该第九时钟。
全文摘要
一种调整液晶显示器明亮对比的脉冲宽度调变装置，利用调整液晶显示器扫描波形的导通－截止周期，来达到调整明亮对比的目的。其电路包含一计数器、一比较器、T触发器、多个反相器以及多个“与”门所构成。由于上述电路简洁，所以所占电路面积非常的微小，且是由数字电路所组合，因此耗电量非常微小。
文档编号H04N5/57GK1410964SQ0114099
公开日2003年4月16日 申请日期2001年9月28日 优先权日2001年9月28日
发明者王开怀 申请人:义隆电子股份有限公司