專利名稱：用于色彩分塊、雙速率視頻傳輸的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例一般涉及從一個部件向另一個部件(例如從控制器向激光二極 管驅動電路)傳輸色彩數據字的方法、設備以及系統(tǒng)。
背景技術：
圖1示出有時稱為微投影儀的示例性微型投影儀顯示器100。該微型投影儀器件 100可與諸如但不限于移動電話、智能電話、便攜式計算機(例如膝上計算機或上網本)、個 人數據助理(PDA)或便攜式媒體播放器(例如DVD播放器)的便攜設備集成或附連。該微 型投影儀器件100可替代地與諸如桌面計算機或媒體播放器(例如DVD播放器)的非便攜 設備集成或附連，但不限于此。該微型投影儀器件100還可用于電視應用、數字圖像幀應用 以及其他應用。參照圖1，投影儀顯示器件100被示為包括視頻源102、控制器104(例如專用集成 電路和/或微控制器)、激光二極管驅動電路(LDD) 108以及電壓調節(jié)器110。取決于視頻 源的類型，在視頻源102與控制器104之間可包括視頻模擬前端(AFE)(未示出)，且該視 頻AFE可包括例如一個或多個模數轉換器(ADC)。然而，在視頻源是數字視頻源的情況下， 可能不需要視頻AFE。該控制器106可在視頻信號被提供給LDD 108之前對這些信號執(zhí)行 縮放和/或頻應預矯。電壓調節(jié)器110 (例如四輸出可調節(jié)直流-直流降壓-升壓調節(jié)器) 可將電壓源(例如電池或交流電源)所提供的電壓轉換成各種電壓電平(例如四個電壓電 平V1、V2、V3以及V4)，用于對投影儀顯示器件100的各個部件供電。LDD 108被示為包括三個數模轉換器DAC 10%、1092以及1093(可統(tǒng)稱為DAC 109)。該LDD也被示為包括串行接口 122，該串行接口 122可經由串行總線103從控制器 104的串行接口接收串行啟用(SEN)信號和串行時鐘信號(SClk)。此外，串行總線103的 雙向串行數據輸入/輸出(SDIO)線路允許控制器104向LDD 108內的寄存器寫入數據并 從這些寄存器讀取數據?？墒褂锰娲拇锌偩€和接口，諸如但不限于內部集成電路(12C) 或串行外圍接口(SPI)總線和接口。LDD 108還包括未示出的寄存器等。
LDD 108的DAC 109驅動激光二極管112，激光二極管112可包括例如紅色、綠色 和藍色激光二極管，但不限于此。在LDD 108被用于驅動紅色(R)、綠色(G)和藍色(B) 激光二極管的情況下，LDD可被稱為RGB三色激光二極管驅動電路。使用諸如發(fā)光二極管 (LED)等替代發(fā)光元件也是可能的。因此，如該術語在本文中所使用地，激光二極管驅動電 路(LDD)能驅動包括但不限于激光二極管的發(fā)光元件(例如LDD可替代地驅動LED)，除非 另外指明。激光二極管112或其他發(fā)光元件所產生的光可被提供給分束器114，分束器114可 將小百分比的光導向一個或多個校準光檢測器(PD) 120，并將其余的光導向包括透鏡、反射 鏡、反射板和/或類似物的投影儀光學器件116。光學器件116所輸出的光可被提供給一個 或多個微反射鏡118。這些反射鏡118可由控制器106或系統(tǒng)的另一部分控制，以在例如屏 幕、墻壁、椅背等等之類的表面上光柵掃描所反射的光。視頻數據典型地包含三種原色一紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)，在數字系統(tǒng)中 這三種原色作為某長度的三種色彩數據字被發(fā)送，例如在某些微型投影儀的情況下該長度 分別為10個比特。對于每個像素，所有三個色彩數據字必須從控制器104傳輸至LDD 108。 這會使數據和時鐘速率和/或并行連接(例如信號跡線)的數量相對高。例如，在R、G和 B數據字分別為10比特的情況下，會使用30條并行信號跡線來僅用于從控制器104向LDD 108傳輸R、G和B數據字。替代地，這些10比特R、G和B數據字可在同樣的10條并行信 號跡線上從控制器104向LDD 108逐個地發(fā)送，但這會需要3倍速度的數據和時鐘速率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的某些實施例一般涉及提供逐像素從控制器向激光二極管驅動電路(LDD) 快速和功率高效地傳輸三個色彩數據字(例如M比特紅色字、M比特綠色字以及M比特藍 色字)的系統(tǒng)、方法和設備。例如(3*M)/2比特字的第一傳輸字響應于數據傳輸時鐘周期 的低到高部分從控制器被傳輸至LDD并存儲于LDD，而例如(3*M)/2比特字的第二傳輸字 響應于數據傳輸時鐘周期的高到低部分被傳輸并存儲，其中例如M = 10且(3*M)/2 = 15。 第一、第二和第三色彩數據字由LDD根據所接收的第一和第二傳輸字來再現。LDD的第一、 第二和第三DAC由第一色彩數據字、第二色彩數據字以及第三色彩數據字來驅動。三個光 源(例如紅色、綠色和藍色激光二極管)用DAC的輸出電流來驅動。根據一個實施例，響應于數據傳輸時鐘信號周期的低到高部分傳輸和存儲第一傳 輸字包括傳輸和存儲第一色彩數據字的所有比特以及第二色彩數據字的一些比特。在該實 施例中，響應于數據傳輸時鐘信號周期的高到低部分傳輸和存儲第二傳輸字包括傳輸和存 儲第三色彩數據字的所有比特以及第二色彩數據字的余下比特。根據一個替代實施例，響應于數據傳輸時鐘信號周期的低到高部分傳輸和存儲第 一傳輸字包括傳輸和存儲第一色彩數據字的一些比特、第二色彩數據字的一些比特以及第 三色彩數據字的一些比特。在該實施例中，響應于數據傳輸時鐘信號周期的高到低部分傳 輸和存儲第二傳輸字包括傳輸和存儲第一色彩數據字的余下比特、第二色彩數據字的余下 比特以及第三色彩數據字的余下比特。本發(fā)明的實施例還涉及激光二極管驅動電路(LDD)，該LDD包括接口電路，該接口 電路被配置用于接收數據傳輸時鐘信號、響應于數據傳輸時鐘信號周期的低到高部分接收并存儲第一傳輸字、以及響應于數據傳輸時鐘信號周期的高到低部分接收并存儲第二傳輸 字。此外，該接口電路被配置用于根據所儲存的第一和第二傳輸字產生第一色彩數據字、 第二色彩數據字以及第三色彩數據字，其中第一、第二和第三色彩數據字被用于驅動三個 DAC。根據一個實施例，接口電路在數據傳輸時鐘信號的周期期間所存儲的第一和第二 傳輸字中的一個包括第一色彩數據字的所有比特和第二色彩數據字的一些比特。在該實施 例中，接口 電路在數據傳輸時鐘信號的周期期間所存儲的傳輸字中的另一個包括第三色彩 數據字的所有比特和第二色彩數據字的余下比特。根據另一個實施例，接口電路在數據傳輸時鐘信號的周期期間所存儲的第一和第 二傳輸字中的一個包括第一色彩數據字的一些比特、第二色彩數據字的一些比特以及第三 色彩數據字的一些比特。在該實施例中，接口電路在數據傳輸時鐘信號的周期期間所存儲 的傳輸字中的另一個包括第一色彩數據字的余下比特、第二色彩數據字的余下比特以及第 三色彩數據字的余下比特。根據一個實施例中，該接口電路包括輸入數據鎖存器、多路復用器以及輸出數據 鎖存器。這些輸入數據鎖存器被配置成響應于數據傳輸時鐘信號周期的低到高部分鎖存從 而存儲第一傳輸字，并響應于數據傳輸時鐘信號周期的高到低部分鎖存從而存儲第二傳輸 字。多路復用器被配置成根據所接收的第一和第二傳輸字產生第一色彩數據字、第二色彩 數據字以及第三色彩數據字。輸出數據鎖存器被配置成鎖存來自多路復用器的第一色彩數 據字、第二色彩數據字以及第三色彩數據字。此外，輸出數據鎖存器被配置成利用第一色彩 數據字驅動第一 DAC、利用第二色彩數據字驅動第二 DAC、以及利用第三色彩數據字驅動第 三 DAC0本發(fā)明的實施例還涉及包括控制器和激光二極管驅動電路(LDD)等的系統(tǒng)。根據 一個實施例，該控制器被配置成對每個像素接受包括第一色彩數據、第二色彩數據、第三色 彩數據的輸入視頻信號。此外，該控制器被配置成對每個像素根據第一色彩數據、第二色彩 數據以及第三色彩數據產生第一傳輸字和第二傳輸字。此外，該控制器被配置成在數據傳 輸時鐘信號的一個周期期間經由同一多比特寬總線將第一傳輸字和第二傳輸字發(fā)送至激 光二極管驅動電路(LDD)。根據一個實施例，該系統(tǒng)的LDD被配置成接收數據傳輸時鐘信 號、響應于數據傳輸時鐘信號周期的低到高部分接收并存儲第一傳輸字、以及響應于數據 傳輸時鐘信號周期的高到低部分接收并存儲第二傳輸字。此外，LDD被配置成根據所接收 的第一和第二傳輸字產生第一色彩數據字、第二色彩數據字以及第三色彩數據字。此外，該 LDD被配置用于利用第一色彩數據字驅動LDD的第一 DAC、利用第二色彩數據字驅動LDD的 第二 DAC、以及利用第三色彩數據字驅動LDD的第三DAC。此類系統(tǒng)還可包括紅色發(fā)光元件、 綠色發(fā)光元件和藍色發(fā)光元件，其中紅色、綠色和藍色發(fā)光元件中的每一個由第一、第二和 第三DAC中的不同一個的電流輸出來驅動。在一些實施例中，紅色、綠色和藍色發(fā)光元件中 的每一個包括三個不同的激光二極管。在其它實施例中，紅色、綠色和藍色發(fā)光元件中的每 一個包括三個不同的發(fā)光二極管。在一些實施例中，這些發(fā)光元件可包括產生替代和/或 附加色彩的元件。本發(fā)明內容部分無意于概括本發(fā)明的所有實施例。根據以下陳述的詳細描述、附 圖以及權利要求，本發(fā)明的其它和替代實施例、以及特征、方面以及優(yōu)點將變得顯而易見。


圖1是示例性微型投影儀顯示器(有時稱為微投影儀)的高級框圖。圖2A是用于說明將三個色彩數據字中的每一個分割成兩半、響應于時鐘的低到 高部分(例如在上升沿上)傳輸所有三個色彩數據字的一半、并響應于時鐘的高到低部分 (例如在下降沿)傳輸所有三個色彩數據字的余下一半的本發(fā)明實施例的示例性時序圖。圖2B是用于說明將三個色彩數據字中的一個分割成兩半、并響應于時鐘的低到 高部分(例如在上升沿)發(fā)送該色彩數據字的一半和另一完整色彩數據字、并響應于時鐘 的高到低部分(例如在下降沿)發(fā)送該色彩數據字的另一半與第三完整色彩數據字的本發(fā) 明的其它實施例的示例性時序圖。圖3示出已被修改以實現本發(fā)明的特定實施例的示例性微型投影儀顯示器。圖4A示出根據本發(fā)明一實施例的LDD的輸入接口電路，其中該輸入接口電路將其 在時鐘周期期間接收的兩個15比特字解碼成三個獨立10比特字，每個10比特字用于驅動 不同的DAC。圖4B是用于說明圖4A的接口電路的示例性時序圖。圖4C示出根據一實施例的圖4A的接口電路的示例性附加細節(jié)。圖5A示出根據本發(fā)明一實施例可用于實現圖2A中介紹的編碼方案的控制器的輸 出接口電路。圖5B示出根據本發(fā)明的另一實施例可用于實現圖2B中介紹的編碼方案的控制器 的示例性輸出接口電路。圖6是用來概括本發(fā)明的各種方法的高級流程圖。附圖標記說明
100I微型投影儀顯示器(也稱為微投影儀)
Τθ2視頻源 —
" 0?！锌偩€
104控制器
1θ8激光二極管驅動電路(LDD)109!, 1092； 10931 模轉換器(DAC) 110電壓調節(jié)器
112激光二極管
4分束器
116—投影儀光學器件
ΤΤ8~微反射鏡
權利要求
1.一種激光二極管驅動電路(LDD)，包括第一數模轉換器(DAC)，所述第一 DAC被配置成接收第一色彩數據字，并根據所述第一 色彩數據字產生第一輸出電流以驅動第一色彩的光源；第二 DAC，所述第二 DAC被配置成接收第二色彩數據字，并根據所述第二色彩數據字產 生第二輸出電流以驅動第二色彩的光源；第三DAC，所述第三DAC被配置成接收第三色彩數據字，并根據所述第三色彩數據字產 生第三輸出電流以驅動第三色彩的光源；以及 接口電路，所述接口電路被配置成接收數據傳輸時鐘信號，其中所述數據傳輸時鐘信號的每個周期包括低到高部分和高 到低部分；響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述低到高部分接收并存儲第一傳輸字； 響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述高到低部分接收并存儲第二傳輸字； 根據所存儲的第一和第二傳輸字產生所述第一色彩數據字、所述第二色彩數據字以及 所述第三色彩數據字；以及用所述第一色彩數據字驅動所述第一 DAC ； 用所述第二色彩數據字驅動所述第二 DAC ；以及 用所述第三色彩數據字驅動所述第三DAC。
2.如權利要求1所述的LDD，其特征在于 所述第一色彩數據字包括第一 M比特字； 所述第二色彩數據字包括第二 M比特字； 所述第三色彩數據字包括第三M比特字；所述第一傳輸字包括第一(3*M)/2比特字；以及 所述第二傳輸字包括第二(3*M)/2比特字。
3.如權利要求2所述的LDD，其特征在于 M = 10 ；以及(3*M)/2 = 15。
4.如權利要求1所述的LDD，其特征在于 所述第一色彩是紅色；所述第二色彩是藍色；以及 所述第三色彩是綠色。
5.如權利要求1所述的LDD，其特征在于所述接口電路在所述數據傳輸時鐘信號的周期期間所存儲的所述第一和第二傳輸字 中的一個包括所述第一色彩數據字的所有比特，以及 所述第二色彩數據字的一些比特；以及所述接口電路在所述數據傳輸時鐘信號的周期期間所存儲的所述傳輸字中的另一個包括所述第三色彩數據字的所有比特，以及 所述第二色彩數據字的余下比特。
6.如權利要求1所述的LDD，其特征在于所述接口電路在所述數據傳輸時鐘信號的周期期間所存儲的所述第一和第二傳輸字 中的一個包括所述第一色彩數據字的一些比特， 所述第二色彩數據字的一些比特，以及 所述第三色彩數據字的一些比特；以及所述接口電路在所述數據傳輸時鐘信號的周期期間所存儲的所述傳輸字中的另一個包括所述第一色彩數據字的余下比特， 所述第二色彩數據字的余下比特，以及 所述第三色彩數據字的余下比特。
7.如權利要求1所述的LDD，其特征在于，所述接口電路包括 輸入數據鎖存器，所述輸入數據鎖存器被配置成響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述低到高部分鎖存從而存儲所述第一傳輸字；以及響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述高到低部分鎖存從而存儲所述第二傳輸字；多路復用器，所述多路復用器被配置用于根據所接收的第一和第二傳輸字產生所述第 一色彩數據字、所述第二色彩數據字以及所述第三色彩數據字；以及 輸出數據鎖存器，所述輸出數據鎖存器被配置用于鎖存來自所述多路復用器的所述第一色彩數據字、所述第二色彩數據字以及所述第三 色彩數據字；用所述第一色彩數據字驅動所述第一 DAC ； 用所述第二色彩數據字驅動所述第二 DAC ；以及 用所述第三色彩數據字驅動所述第三DAC。
8.一種用于激光二極管驅動電路(LDD)的方法，所述激光二極管驅動電路包括第一數模轉換器(DAC)，所述第一 DAC被配置成接收第一色彩數據字，并根據所述第一 色彩數據字產生第一輸出電流以驅動第一色彩的光源，第二 DAC，所述第二 DAC被配置成接收第二色彩數據字，并根據所述第二色彩數據字產 生第二輸出電流以驅動第二色彩的光源，以及第三DAC，所述第三DAC被配置成接收第三色彩數據字，并根據所述第三色彩數據字產 生第三輸出電流以驅動第三色彩的光源， 所述方法包括接收數據傳輸時鐘信號，其中所述數據傳輸時鐘信號的每個周期包括低到高部分和高 到低部分；響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述低到高部分接收并存儲第一傳輸字； 響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述高到低部分接收并存儲第二傳輸字； 根據所接收的第一和第二傳輸字產生所述第一色彩數據字、所述第二色彩數據字以及 所述第三色彩數據字；用所述第一色彩數據字驅動所述第一 DAC ； 用所述第二色彩數據字驅動所述第二 DAC ；以及 用所述第三色彩數據字驅動所述第三DAC。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于 所述第一色彩數據字包括第一 M比特字； 所述第二色彩數據字包括第二 M比特字； 所述第三色彩數據字包括第三M比特字；所述第一傳輸字包括第一(3*M)/2比特字；以及 所述第二傳輸字包括第二(3*M)/2比特字。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于 M = 10 ；以及(3*M)/2 = 15。
11.如權利要求8所述的方法，其特征在于 所述第一色彩是紅色；所述第二色彩是藍色；以及 所述第三色彩是綠色。
12.如權利要求8所述的方法，其特征在于響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述低到高部分接收并存儲所述第一傳輸字的 步驟包括接收并存儲所述第一色彩數據字的所有比特，以及 所述第二色彩數據字的一些比特；以及響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述高到低部分接收并存儲所述第二傳輸字的 步驟包括接收并存儲所述第三色彩數據字的所有比特，以及 所述第二色彩數據字的余下比特。
13.如權利要求8所述的方法，其特征在于響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述低到高部分接收并存儲所述第一傳輸字的 步驟包括接收并存儲所述第一色彩數據字的一些比特， 所述第二色彩數據字的一些比特，以及 所述第三色彩數據字的一些比特；以及響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述高到低部分接收并存儲所述第二傳輸字的 步驟包括接收并存儲所述第一色彩數據字的余下比特， 所述第二色彩數據字的余下比特，以及 所述第三色彩數據字的余下比特。
14.如權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括用所述第一 DAC所產生的所述第一輸出電流驅動所述第一色彩的光源； 用所述第二 DAC所產生的所述第二輸出電流驅動所述第二色彩的光源；以及用所述第三DAC所產生的所述第三輸出電流驅動所述第三色彩的光源。
15.一種系統(tǒng)，包括控制器，所述控制器被配置成對每個像素接受包括第一色彩數據、第二色彩數據以及第三色彩數據的輸入視頻信號；對每個像素根據所述第一色彩數據、所述第二色彩數據以及所述第三色彩數據產生 第一傳輸字和第二傳輸字；以及在數據傳輸時鐘信號的一個周期期間經由同一多比特寬總線將所述第一傳輸字和所 述第二傳輸字發(fā)送至激光二極管驅動電路(LDD)。
16.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于每個像素的所述第一色彩數據、所述第二色彩數據以及所述第三色彩數據包括M比特 第一色彩數據、M比特第二色彩數據以及M比特第三色彩數據；以及 所述第一傳輸字包括第一(3*M)/2比特字； 所述第二傳輸字包括第二(3*M)/2比特字；以及所述控制器被配置成在所述數據傳輸時鐘信號的一個周期期間經由同一(3*M)/2比 特寬總線將所述第一和第二(3*M)/2比特字發(fā)送至所述LDD。
17.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括鎖存器，所述鎖存器被配 置用于對每個像素根據所述第一色彩數據、所述第二色彩數據以及所述第三色彩數據產生 所述第一傳輸字和所述第二傳輸字。
18.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器也被配置成對所述輸入視頻 信號執(zhí)行縮放和頻應預矯中的至少一項，以使所述第一傳輸字和所述第二傳輸字中的色彩 數據已被縮放和/或頻應預矯。
19.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括激光二極管驅動電路(LDD)，所述激光二極管驅動電路被配置成 接收所述數據傳輸時鐘信號，其中所述數據傳輸時鐘信號的每個周期包括低到高部分 和高到低部分；響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述低到高部分接收并存儲所述第一傳輸字； 響應于所述數據傳輸時鐘信號周期的所述高到低部分接收并存儲所述第二傳輸字； 根據所接收的第一和第二傳輸字產生所述第一色彩數據、所述第二色彩數據以及所 述第三色彩數據；以及用所述第一色彩數據驅動所述LDD的第一 DAC ； 用所述第二色彩數據驅動所述LDD的第二 DAC ；以及 用所述第三色彩數據驅動所述LDD的第三DAC。
20.如權利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 紅色發(fā)光元件；綠色發(fā)光元件；以及 藍色發(fā)光元件；其中所述紅色、綠色和藍色發(fā)光元件中的每一個由所述第一、第二和第三DAC中的不 同一個的電流輸出來驅動。
21.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述紅色、綠色和藍色發(fā)光元件中的每一 個包括三個不同的激光二極管或三個不同的發(fā)光二極管。
22.—種方法，包括對每個像素接受包括第一色彩數據、第二色彩數據以及第三色彩數據的輸入視頻信號；對每個像素根據所述第一色彩數據、所述第二色彩數據以及所述第三色彩數據產生第 一傳輸字和第二傳輸字；以及在數據傳輸時鐘信號的一個周期期間經由同一多比特寬總線將所述第一傳輸字和所 述第二傳輸字發(fā)送至激光二極管驅動電路(LDD)。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于每個像素的所述第一色彩數據、所述第二色彩數據以及所述第三色彩數據包括M比特 第一色彩數據、M比特第二色彩數據以及M比特第三色彩數據；以及 所述第一傳輸字包括第一(3*M)/2比特字； 所述第二傳輸字包括第二(3*M)/2比特字；以及所述發(fā)送包括在所述數據傳輸時鐘信號的一個周期期間經由同一(3*M)/2比特寬總 線將所述第一和第二(3*M)/2比特字發(fā)送至所述LDD。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于色彩分塊、雙速率視頻傳輸的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)、方法和設備提供逐像素從控制器向激光二極管驅動電路(LDD)快速和功率高效地傳輸三個色彩數據字(例如M比特紅色字、M比特綠色字以及M比特藍色字)。第一和第二傳輸字基于三個色彩數據字生成。第一傳輸字響應于數據傳輸時鐘周期的低到高部分從控制器傳輸至LDD并存儲于LDD，而第二傳輸字響應于數據傳輸時鐘周期的高到低部分傳輸并存儲。第一、第二和第三色彩數據字由LDD根據所接收的第一和第二傳輸字來再現。LDD的第一、第二和第三DAC用第一色彩數據字、第二色彩數據字以及第三色彩數據字來驅動。三個光源(例如紅色、綠色和藍色激光二極管)用DAC的輸出電流來驅動。
文檔編號H01S5/042GK102111623SQ20101062364
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2009年12月29日
發(fā)明者A·費爾格里弗, D·S·史密斯 申請人:英特賽爾美國股份有限公司