CN1201966A

CN1201966A - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN1201966A
Application number: CN98109222A
Authority: CN
Inventors: 进藤嘉邦; 由井裕克; 鸟居浩光
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2018-05-22
Also published as: KR19980087287A; EP0881621B1; DE69841818D1; TW397959B; KR100339459B1; US6175347B1; EP0881621A1; CN1150504C

Abstract

一种LCD装置,包括模/数转换器(15—17),锁相环电路(18),扫描变换电路(1),计数器(4)和(5),或门电路(3),触发器(7—13),用以比较或门电路3的输出信号的相位与使能信号的相位,以及CPU(14),使扫描变换电路(1)内的设置、计数器(4)和(5)以及锁相环电路(18)可以根据触发器(10—13)的输出进行改变,由此可以自动调节显示在LCD上的图象的位置和尺寸,以及用于模/数转换取样钟频。

Description

液晶显示装置

本发明涉及液晶显示(下称LCD)装置，该装置具有自动使LCD装置上所显示的图象位置和图象尺寸最佳化的手段。

在从视频信号源例如计算机分出的视频信号中，视频信号与同步信号之间的关系，即水平同步信号(下称H同步信号)与视频信号前沿之间的时期，以及垂直同步信号(下称V同步信号)与视频信号前沿之间的时期，在多数情况下均根据计算机的模式不同而不一样。这样，LCD上的图象位置则因不同类型的计算机而不一样。

有几项现有技术方案涉及当从计算机一类的视频信号源分出的视频信号显示在LCD上时，如何自动调节该相位关系的问题。其中一项涉及该问题的现有技术方法披露于第H07-219486号日本待审专利申请。

该项现有技术比较来自视频信号源的视频信号与LCD驱动脉冲之间的相位关系，其中视频信号由比较器以预定电平限幅，而LCD驱动脉冲则通过与门电路由来自视频信号源的H同步信号和V同步信号两者产生，比较结果返回中央处理单元(CPU)。根据该比较结果，CPU控制LCD驱动脉冲的相位，由此可以自动调节LCD上的图象位置。

该现有技术致力于节省调节时间以及用作调节工具如调节开关，使用户能一边看着显示图象，一边调节LCD上的图象位置。

从视频信号源诸如计算机等等分出的视频信号，除了H同步/V同步信号与视频信号前沿之间的时期外，还有其它几种有影响的因素，例如，直至后沿出现前的时期，输出视频信号所用的扫描定时、水平扫描频率、扫描线数、象素数、点钟频，所有这些都随计算机类型而不同。

在从计算机一类视频信号源分出的视频信号中，一个水平周期内的有效象素数和一个垂直周期内的有效扫描线数，通常与LCD能够显示的有效象素数和有效扫描线数是不同的。当LCD装置简单地用模-数转换(下称A/D转换)提供从视频信号源分出的视频信号，并将数字RGB信号发送到LCD时，信号中所包含的图象无法合适地显示在LCD上。(以下用合适的扫描”表示含有足够数量的视频信号的图象合适地显示在LCD上)。

为了合适地扫描LCD，LCD装置必须为输入信号进行扫描变换，使输入的视频信号的一个水平周期内的象素数和一个垂直周期内的扫描线数与LCD上的对应数量相同。

为了对应于这种定时变化，LCD装置必须确定LCD驱动脉冲的相位，使图象可以显示在LCD显示区的中央，由此进行“合适的扫描”即无变换。再者，LCD装置必须确定与信号源定时对应的合适的扫描变换率。(扫描率＝变换前的象素数比变换后的象素数，变换前的有效扫描线数比变换后的有效扫描线数)。

实际上，传统的对图象位置的自动调节仅仅当输入信号源的定时、水平频率与驱动LCD装置的水平驱动脉冲相同时才有效。换句话说，传统的方法仅仅当无需扫描变换时才有效。即，传统方法能够自动调节图象位置，但不能调节图象尺寸。

即使驱动脉冲的频率与输入信号源的扫描频率相同时，即输入视频信号的象素数与LCD的有效象素数相同时，图象质量有时候还是根据计算机用以产生视频信号的点钟频而降低。

通常，用以产生视频信号的点频率根据计算机所类型而不同。

为了合适地在LCD上显示图象，点钟频必须完全与A/D转换所用的LCD取样钟频相符。

然而，传统的LCD装置并没有用于A/D转换的取样钟频的自动调节器。

由于传统类型的LCD装置中存在多种信号源定时，“合适的扫描”需要扫描转换以及确定最佳扫描变换率，然而，事实上传统的LCD装置不能自动调节对应于具有任意定时的信号的图象位置和尺寸。

传统的LCD装置中，即使信号无需扫描变换时，信号源的点钟频也不能与A/D转换中所用的取样钟频相符。

于是，为了显示由各种信号源所产生的足够数量的视频信号，用户必须一边看着传统的LCD，一边调节图象位置、尺寸和取样钟频。这种调节需要用以调节图象位置、尺寸和取样钟频的装置。结果，操作装置的结构变得复杂。

本发明针对上述问题，其目的在于提供一种能自动调节图象位置和尺寸，并能使取样钟频最佳地响应于各种定时的LCD装置。

本发明提供的LCD装置具有一种调节方法，它包括以下步骤：

(a)将必须可显示在LCD上时经A/D变换和扫描变换的数字RGB信号与表示LCD装置显示周期的使能信号的相位进行比较，并产生该比较结果，

(b)响应于该比较结果，通过(1)改变扫描变换率，(2)改变使能信号的相位，(3)改变A/D变换中采用的取样钟频，自动调节图象位置、其尺寸和A/D变换中的取样钟频。

图1表示用于本发明第一和第二实施例的LCD装置。

图2(a)-(l)表示用于图1所示本发明的每个信号的定时图。

图3(a)-(l)表示用于图1所示本发明的每个信号的定时图。

图4(a)-(l)表示用于图1所示本发明的每个信号的定时图。

图5是根据本发明第一和第二实施例的主控流程图。

图6是根据本发明第一和第二实施例的垂直调节控制流程图。

图7是根据本发明第一和第二实施例的水平调节控制流程图。

图8是本发明第二实施例的水平调节控制流程图。

图中的参照号表示：1扫描变换电路；2液晶显示装置；3或门；4计数器；5计数器；6与门；7-13触发器；14CPU；15-17模/数转换器；18锁相环电路

实施例1

参照图1至图7和表1描述第一实施例。

图1中，输入模拟视频RGB信号例如从外部计算机或类似设备分出。输入模拟RGB信号通过A/D转换器15、16和17转换为数字视频信号。锁相环(PLL)电路18接收H同步信号H和模拟视频信号，并乘以H同步信号H，由此产生的取样时钟信号ADCK反馈到A/D转换器15、16和17。乘法因子由微计算机CPU14产生的控制信号PLLCT设定。

扫描变换电路1将输入数字视频信号的一个水平周期内的有效象素数和一个垂直周期内的有效扫描线数，转换为可显示在LCD2上的有效象素数和有效扫描线数。扫描变换率，即变换前的象素(或扫描线)数对变换后的象素(或扫描线)数之比，由CPU14输出的控制信号SCT设定。

扫描变换的信号称为R’，G’和B’。这些信号的每一个都是含有6位的数字视频信号。

LCD2彩色显示R’，G’和B’，即6位数字视频信号，它需要控制信号诸如：H同步信号HP、V同步信号VP、仅在LCD2显示期间变为高电平的使能信号ENBP以及时钟信号CLK。

H同步信号HP的频率和V同步信号VP的频率不总是与反馈到A/D转换器15-17的视频信号源的H同步频率和V同步频率相同的。为何使扫描变换电路设置在信号源与LCD2之间的理由在于这些信号互相不一致。

当使能信号ENBP保持高电平时，LCD2显示图象。因此，当数字信号R’，G’和B’的输出时期与使能信号ENBP保持高电平的时期相一致时，显示在LCD 2上的图象自然为最佳(合适扫描)。

加到LCD2的时钟信号CLK的频率可以不同于用于A/D变换取样的时钟信号ADCK的频率。

逻辑OR电路OR3确定由扫描变换电路1输出的数字信号R’，G’和B’的最高有效位的逻辑OR。OR3的输出信号在显示R、G或B的任一个时保持高电平，而在消隐期间保持低电平。

对驱动LCD2的时钟信号CLK计数时，接收器4产生反馈到LCD2的H同步信号HP、作为使能信号ENBP基础的水平使能信号HENB，以及其相位与H同步信号HP偏移(即延迟1/2水平周期相位)的H同步信号HP2。每个信号的相位是由CPU14分出的控制信号HCCT设定的。

对计数器4产生的H同步信号HP(馈送到LCD2的H同步信号)计数时，计数器5产生馈送到LCD2的V同步信号VP，以及作为使能信号ENBP基础的垂直使能信号VENB。每个信号的相位由CPU14分出的控制信号VCCT设定。

对计数器5产生的信号VENB乘以计数器4产生的水平使能信号HENB取逻辑积AND，与门电路6产生LCD2的使能信号ENBP。换句话说，与门电路6仅当水平使能信号HENB和垂直使能信号VENB均保持高电平时才输出高电平。来自与门电路6的输出信号是设定LCD2视频显示周期的使能信号ENBP。

接下来描述触发器7-13。触发器7在时钟信号CLK的前沿再与OR3的输出信号(当显示R、G或B信号的任一输出为“高”)同步。触发器7的输出信号标为Y。

触发器8和非门电路15在时钟信号CLK的后沿与使能信号ENBP同步。触发器8的输出信号的同相输出为ENBP2，其反相输出为ENBP2，为此，ENBP2比ENBP延迟半个周期的CLK。

触发器9用以位移作为使能信号ENBP基础的垂直使能信号VENB，并在HP2的前沿与垂直使能信号VENB同步。HP2从HP延迟半个HP周期。触发器9输出信号的同相输出为VENB2，其反相输出为VENB2。

触发器10-13使信号Y在ENBP2，ENBP2，VENB2和VENB2的前沿，独立地与它们同步。其输出信号分别为HF，HB，VF和VB。

CPU14响应于触发器10-13的输出信号结果，改变以下控制信号的设立：扫描变换电路1的控制信号SCT，计数器4和5的控制信号HCCT和VCCT，以及控制PLL电路18相乘的控制信号PLLCT。

以下内容连同参照图2(a)至4(l)和表1描述LCD上的图象位置和尺寸，以及图象位置和尺寸与馈送到CPU14的输入信号HF、HB、VF和VB之间的关系。

以下描述中，LCD2的水平和垂直有效象素为1024个象素和768线。因此，表示LCD装置的显示周期的使能信号ENBP的周期以水平速率有1024个时钟脉冲的H周期，以垂直速率有768线的H周期。

图2(a)-(l)表示当显示的图象尺寸在水平和垂直方向上均小于LCD2上的最大可显示尺寸时的HF、HB、VF和VB的信号定时。为了简化，所有输入信号都表示为“白”，由此从扫描变换电路1分出的输出信号R’，G’和B’被整形为同样的波形。在此情况下，R’表示所有这3种输出信号以便进一步简化。

上述信号Y是触发器7的输出，并在CLK的前沿再与OR3的输出信号(显示任一R、G或B期间的H周期)同步。

首先描述水平定时波形。信号Y相对信号R’延迟一个时钟脉冲，即，信号Y在信号R’后一个时钟脉冲上升或下降。

信号ENBP2相对信号ENBP延迟半个时钟脉冲，信号ENBP2成形为信号EMBP2的反相波形。

信号HF在信号ENBP2的前沿为信号Y的闩锁信号，故信号HF始终保持为“低”。

信号HB也在信号ENBP2的前沿闩锁信号Y，故信号HB始终为“低”。

接下来描述垂直定时波形。信号HP2相对图2(g)和2(h)所述的信号HP例如延迟信号HP的半个周期。

信号VENB2在HP2的前沿闩锁信号VENB，信号VENB2为信号VENB2的反相信号。

信号VF在信号VENB2的前沿闩锁信号Y，故信号VF始终为“低”。

信号VB在信号VENB2的前沿闩锁信号Y，故信号VB始终为“低”。

图3(a)-(l)表示当所显示的图象的尺寸在水平和垂直方向上均大于LCD2上可显示的尺寸时，HF，HB，VF和VB的信号定时。为了简化，图3(a)-(l)中的所有输入信号均表示“白”，为此，信号HF，HB，VF和VB均变为“高”。

图4(a)-(l)表示当LCD2上所显示的图象尺寸在水平和垂直方向上均为最佳(合适扫描)时，HF，HB，VF和VB的信号定时。为了简化，图4中的所有输入信号均表示“白”，为此，信号为HF＝低(L)，HB＝高(H)，VF＝高(H)，VB＝低(L)。

表1概述了图2至图4的描述，并表示根据该第一实施例的所测信号HF，HB，VF和VB与显示状态之间的相互关系。

参照图5至图7描述CPU14在自动调节图象位置和尺寸方面的一项处理。

该实施例中，一条扫描线上的象素数(水平方向)以及从信号源输出的图象上的扫描线数(垂直方向)与LCD2上可显示的数量不同。

因此，通过改变扫描变换电路1的变换率控制该水平和垂直尺寸。

PLL电路18的分频率可以在第一时间任意设定。

图5是一个流程图的主要部分，它表示自动调节图象位置和尺寸的过程。如图5所示，该实施例中，首先使所显示图象的垂直位置和尺寸最佳化，然而，在垂直最佳化之前可以使水平位置和尺寸最佳化。

表1

(HF，HB)＝(L，L)的情况当前图象状态：水平尺寸为小下一步采取方法：放大水平尺寸(HF，HB)＝(H，L)的情况当前图象状态：图象水平左偏下一步采取方法：将图象水平移至右边(HF，HB)＝(L，H)的情况

当前图象状态：图象水平右偏，或图象在最佳位置下一步采取方法：将图象水平移至左边或结束该过程(HF，HB)＝(H，H)的情况当前图象状态：水平尺寸为大下一步采取方法：减小图象尺寸(VF，VB)＝(L，L)的情况当前图象状态：垂直尺寸为小下一步采取方法：放大垂直尺寸(VF，VB)＝(H，L)的情况当前图象状态：图象上偏或位于最佳位置下一步采取方法：将水平位置下移或结束该过程(VF，VB)＝(L，H)的情况当前图象状态：图象下偏下一步采取方法：将水平位置上移(VF，VB)＝(H，H)的情况当前图象状态：垂直尺寸为大下一步采取方法：减小垂直尺寸

图6是一个流程图，它表示在垂直方向上对图象位置和尺寸的自动调节。该调节时，由于只是有关垂直方向的信息是必须的，故HF和HB是无需的，将读出VF和VB。由于表1中描述了VF和VB状态与当前图象状态之间的关系，故对图象状态应当进行反向处理。

例如，在(VF，VB)＝(L，L)的情况下，根据表1当前图象的垂直尺寸为小，故如图6所示，应当采取放大垂直尺寸的方法。尤其，如图1所示，应当通过控制从CPU14馈送到扫描变换电路1的控制信号SCT改变垂直方向上的扫描变换率。

在(VF，VB)＝(H，L)的情况下，由于与垂直方向有关的图象状态可以按表1位于最佳位置，故有意地向下移动图象，使图象位于下方很多，如图6所示，然后在结束过程之前将图象上移。

如图1所示，图象的上移和下移是由从CPU14馈送到计数器5的控制信号VCCT控制的。换句话说，信号VP和VENB的相移与馈送到LCD2的信号R’，G’和B’无关。

图7是一个流程图，它表示在水平方向上对图象位置和尺寸的自动调节。调节时，由于只是与水平方向有关的信息才必需，VF以及VB是无需的，故将读出HF和HB。由于HF和HB的状态与当前图象的状态之间的关系如表1所示，故应当采取将图象状态反向的方法。

例如，在(HF，HB)＝(L，L)的情况下，根据表1，当前图象的水平尺寸为小，则如图7所示应当采取放大水平尺寸的方法。尤其是，应当如垂直情况下所述那样，通过控制从CPU14馈送到扫描变换电路1的控制信号SCT，改变水平方向上的扫描变换率。

在(HF，HB)＝(L，H)的情况下，由于根据表1，图象状态可能位于最佳位置，故有意地将图象左移，确信图象太位于左边，如图7所示，然后在结束过程之前将图象右移。

图象向两边移动是由从CPU14馈送到计数器4的控制信号HCCT所控制的。通过同时将信号HP，HENB和HP2的相位位移相同的量，可以使图象向两边移动。

实施例2

参照图1，5，6和8以及表2描述本发明的第二实施例。与第一实施例中相同的细节作了省略。本实施例中，输入信号源的有效象素数和有效扫描线数与LCD2的相应数量是相同的。这样，水平和垂直方向上的扫描变换就不必要了。因此，由于来自CPU14的控制信号，扫描变换电路1的扫描变换率置“1”。在以下描述中，图1所示LCD2的有效单元数为水平方向上的1024个象素和垂直方向上的768条扫描线。使能信号ENBP表示LCD装置的显示周期，它按水平速率具有1024个钟脉冲的H时期，按垂直速率具有768线的H时期。

表2描述了信号HF，HB，VF，VB和图象位置以及取样钟频之间的关系。该实施例仅仅处理无需扫描变换的定时，这样，当输入能用一幅图象覆盖整个屏幕的视频信号时，(VF，VB)应当既不是(L，L)，也不是(H，H)。

换句话说，在(HF，HB)＝(L，L)的情况下，当检测到水平图象尺寸小于表2中所述时，A/D变换中取样时钟ADCK的频率低于信号源的点钟频。由于例如当信号源每个水平周期的点时钟数为1200，以及它们中间的有效显示区为1024时，每个水平周期PLL的除法比例为1100，低于1200，大约938个取样为有效显示区

由于LCD2在水平方向上具有1024个象素，故由86个象素所覆盖的部分为空白区域(1024-938＝86)。当用户观看该图象状态时，水平尺寸看上去小了。换句话说，在(HF，HB)＝(H，H)的情况下，测得水平图象尺寸比表2中所述的大，

正与上述情况相反，取样钟频比信号源的点钟频高。

表2

(HF，HB)＝(L，L)的情况当前图象状态：水平尺寸为小＝取样钟频为低下一步采取方法：增大PLL的乘法因子(HF，HB)＝(H，L)的情况当前图象状态：图象水平左偏下一步采取方法：将图象水平移至右边(HF，HB)＝(L，H)的情况当前图象状态：图象水平右偏，或图象在最佳位置下一步采取方法：将图象水平移至左边或结束该过程(HF，HB)＝(H，H)的情况当前图象状态：水平尺寸为大＝取样钟频为高下一步采取方法：减小PLL的乘法因子(VF，VB)＝(L，L)的情况当前图象状态：无效下一步采取方法：-(VF，VB)＝(H，L)的情况当前图象状态：图象上偏或位于最佳位置下一步采取方法：将水平位置下移或结束该过程(VF，VB)＝(L，H)当前图象状态：图象下偏下一步采取方法：将水平位置上移(VF，VB)＝(H，H)的情况当前图象状态：无效

下一步采取方法：

参照图5，图6和图8，描述第二个实施例的自动调节过程。

该实施例中，首先调节垂直方向，然后调节水平方向。该过程的主要点与图5所示第一实施例的相同，第一实施例的图6可以应用于垂直调节。然而，在第二实施例中，(VF，VB)决不会变成(L，L)或(H，H)。B

图8表示分配至本实施例的CPU14的水平调节过程。该过程与第一实施例的图7所示的过程的不同之处在于：水平方向不是通过改变扫描变换电路1中的设定，而是通过改变PLL电路18的乘法因子进行调节的。

根据本发明，提供自动调节电路调节图象位置和尺寸，无需依赖与输入信号有关的信息(有效象素数，H和V同步频率以及点钟频)。根据本发明的自动调节电路可工作于各种定时方案，并自动调节图象位置、尺寸以及用于A/D转换的取样钟频，故在LCD上显示图象时能进行“合适扫描”。

Claims

1.一种液晶显示装置，用以自动调节显示在所述液晶显示装置的液晶显示器上的图象的位置和尺寸，其特征在于包括：

将经过扫描变换的输入视频信号的相位与表示所述液晶显示器的显示周期的使能信号的相位进行比较，并确定比较结果的装置，以及

根据所述比较结果，改变所述扫描变换的变换率以及所述使能信号的相位的装置。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于进一步包括：

将输入视频信号从模拟形式转换为数字形式的模/数转换器；

产生取样时钟用于所述模/数转换器的锁相环电路；

对输入视频信号的每个水平周期的数据数和每个垂直周期的线数进行变换的扫描变换电路；

产生使能信号表示所述液晶显示器显示周期的多个计数器；

比较所述输入视频信号相位与所述使能信号相位的多个触发器；以及

中央处理单元，其中，所述中央处理单元根据所述多个触发器的输出改变所述扫描变换电路的变换率，改变所述锁相环电路的乘法因子，以及改变所述多个计数器的计数条件，以改变所述使能信号的相位。

3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，当所述输入视频信号包括数字形式的RGB信号时，对所述输入视频信号的相位和所述使能信号的相位进行比较，所述液晶显示装置进一步包括或门电路以获得有效位的逻辑或，所述有效位包括每个所述RGB信号的最有效位，其中，所述液晶显示装置对所述或门电路的输出信号的相位和所述使能信号的相位进行比较。

4.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，当所述输入视频信号包括数字形式的RGB信号时，对所述输入视频信号的相位和所述使能信号的相位进行比较，所述液晶显示装置进一步包括或门电路以获得每个所述RGB信号最有效位的逻辑或，其中，所述液晶显示装置对所述或门电路的输出信号的相位和所述使能信号的相位进行比较。

5.一种液晶显示装置，其特征在于包括，对数字RGB信号的相位与表示液晶显示器显示周期的使能信号的相位进行比较的装置，根据所述比较装置输出的结果调节取样钟频，使用于模/数转换从模拟RGB信号转换为数字RGB信号的取样钟频与已经产生所述模拟RGB信号的点钟频相一致的装置。

6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于进一步包括：

将信号源中产生的模拟RGB信号转换为数字RGB信号的模/数转换器；

产生所述模/数转换器取样时钟的锁相环电路；

产生使能信号表示所述液晶显示器显示周期的多个计数器；

获得每个所述数字RGB信号最有效位的逻辑或的或门电路；

比较所述或门电路输出信号相位与所述使能信号相位的多个触发器；以及

根据所述多个触发器的输出，改变所述锁相环电路的乘法因子的中央处理单元。