CN1283842A - 彩色液晶显示器及其显示方法 - Google Patents

Abstract

主机CPU1将与被显示彩色图象相对应的写入数据提供给显示控制器2。显示控制器2包括方式设定器2a、第一和第二寄存器2b和2c以及控制单元2d。通过将来自显示控制器2的读出数据提供给LCD3可以将被显示彩色图象再现在LCD3上,其中显示控制器2中已写有写入数据。

Description

彩色液晶显示器及其显示方法

本发明涉及彩色液晶显示器及其显示方法，具体地，涉及能够将被显示彩色图象再现在彩色液晶显示元件上的彩色液晶显示器，这种再现是通过将来自图形RAM的读出数据提供给彩色液晶显示元件来实现的，其中图形RAM中写有与彩色图象相对应的、由主机CPU或类似装置提供的写入数据。与利用阴极射线管的彩色显示器相比较，彩色液晶显示器厚度很薄、尺寸小、重量轻且功耗很低。因此这些显示器可广泛应用于电池驱动的便携式装置如笔记本型个人电脑、便携式数据终端设备以及DVD机等。这些显示器不仅适用于电池驱动的便携式装置，也适用于装配型的大屏幕显示器和监视器。到目前为止，这类显示器的趋势是能够比现有阴极射线管显示器更为有效地增大屏幕尺寸并降低价格。

这种彩色液晶显示器在许多方面都与单色即黑白液晶显示器不同。在由此类显示器所处理的数据量方面，在利用三种基本色即红、绿和蓝色滤色器的光色叠加法中产生不同的颜色。也就是说，与单色液晶显示器不同，需要处理三种不同颜色的数据量。

而且，仅仅将这三种基本颜色相组合所能得到的颜色数目只有8种，这一数目不足以利用光色叠加法来产生足够的不同颜色数。因此，可以通过在每一种颜色中都提供色度的方法来增加被显示颜色数。这意味着具有较大数据量是很有必要的。例如，要显示64种不同颜色需要6比特数据，而要显示512种不同颜色，则需要9比特数据。总之，与只用1比特数据的二进位制单色显示器相比较，有必要用更多的数据量。

同时，如果再现出显示图象所需的时间太长，则无法再现电视图象或类似的移动图象，其商业价值将大大降低。为此，与利用黑白(或单色)液晶显示器的电子设备相比较，在利用彩色液晶显示器的电子设备中，要求显示控制电路具有相当快的操作性能。此外，从功耗方面来看，快速操作决定了负载更多。

在电池驱动的个人电脑或类似电子设备中，在家中或办公室中用工业电源等的交流电流进行操作的前提下，低功耗比电子设备自身更为重要。为此，需一定程度上牺牲用于显示控制和液晶驱动的各种电路容量。

此外，从降低功耗方面考虑，用于彩色液晶显示器的大部分显示器件都采用与传统单色液晶显示器相同或相似的元件。

根据最近宣布的下述发展状况，情形变得越来越适合于应用多种媒介的电子设备，这种能够处理彩色图象的电子设备和便携式数据终端的需求不断提高。生产这种电子设备中的彩色液晶显示器时，重点应放在降低功耗上。

上述已有技术的彩色液晶显示器的构成使得它能够将被显示彩色图象再现在彩色液晶显示元件上，这是通过将来自图形RAM的读出数据提供给彩色液晶显示元件而实现的，其中图形RAM中写有与彩色图象相对应的、由主机CPU或类似装置提供的写入数据。这意味着写入数据和读出数据互相之间是一一对应的关系。

图形RAM中的写入数据表示各显示象素的不同颜色和色度，这些数据自图形RAM中读出并被提供给用于将显示彩色图象再现于其上的彩色液晶显示元件。

因而，尽管在被显示彩色图象的各象素具有大量用于彩色图片的不同颜色和色度的情形下、这种彩色液晶显示器不会引起任何问题，但在被显示彩色图象是拟定颜色成分的情形下，其功能将更大。

拟定的颜色成分只有几种不同的颜色且只有较少的色度。此外，在这种情形下，具有大量相同颜色的象素。因而，对每一象素来说在图形RAM中写入相同的写入数据将导致产生极大的数据冗余度。

由于与被显示彩色图象是具有用于彩色图片的大量不同颜色及色度还是只有用于拟定颜色成分的几种不同颜色和较少色度无关，图形RAM中的写入数据量及提供给彩色液晶显示器的读出数据量几乎相等，所以在显示拟定颜色成分、数据量较少的情形下，处理的数据量可与具有大量不同颜色和色度情形时处理的数据量相比拟，因此无法提高数据处理速度。

本发明的一个目的在于提供一种彩色液晶显示器及其显示方法，当彩色图象具有大量用于彩色图片的不同颜色和色度时，它能够令人满意地再现出被显示彩色图象，而当彩色图象具有较少的、用于拟定颜色成份的不同颜色和色度时，它能够提高数据处理速度以减轻主机CPU等上的数据处理负载。

根据本发明的一个方面，提供一种彩色液晶显示器，用于将被显示彩色图象再现在彩色液晶显示元件上，这是通过将来自图形RAM的读出数据提供给所述彩色液晶显示元件而实现的，其中图形RAM中写有与彩色图象相对应的、由主机CPU或类似装置提供的写入数据，该彩色液晶显示元件中设置有能够选择正常写入方式和单色写入方式的控制装置，在正常写入方式中，在写入数据当中生成与多个象素相对应的象素数据，使得每一象素数据与图形RAM中的每一象素数据相对应，在单色写入方式中，在写入数据中生成与多个象素相对应的象素数据，使得这些象素数据能够成为图形RAM中的多个象素数据。

控制装置包括当选择单色写入方式时、将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中的单色写入数据寄存器，和/或当选择正常写入方式时、将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中的写入方式寄存器。

单色写入数据寄存器用于保存与被显示彩色图象的背景色相对应的单色数据及除背景色数据之外的其他彩色数据。当选择单色写入方式时，单色写入数据寄存器保存由与被显示彩色图象的背景色相对应的颜色类别数据和根据该颜色类别数据进行显示的顺序地址数据构成的单色数据、以及除背景色数据之外的其他颜色数据。当选择单色写入方式时，单色写入数据寄存器保存由为被显示彩色图象的背景色预置的颜色类别数据及根据该颜色类别数据进行显示的顺序地址数据构成的单色数据、以及除背景色数据以外的其他颜色数据。

控制装置包括选择单色写入方式时、用于将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中的单色写入数据寄存器，及选择正常写入方式时、用于将与与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中的写入方式寄存器。可以有选择地读取单色写入数据寄存器和写入方式寄存器的输出。

在由主机CPU或类似装置提供的、与被显示彩色图象相对应的写入数据由少量不同颜色构成这一前提下，该控制装置不包括写入方式寄存器但包括单色写入数据寄存器。

根据本发明的另一个方面，提供一种彩色液晶显示器的显示方法，用于通过将来自存储器的读出数据提供给彩色液晶显示元件以将被显示彩色图象再现在彩色液晶显示元件上，其中存储器中写有与彩色图象相对应的写入数据，在该彩色液晶显示元件中可选择正常写入方式和单色写入方式，在正常写入方式中，在写入数据当中生成与多个象素相对应的象素数据，使得该象素数据与存储器中的每一象素数据相对应，在单色写入方式中，在写入数据中生成与多个象素相对应的象素数据，使得这些象素数据能够成为存储器中的多个象素数据。

在单色写入方式下、写入数据中与多个象素相对应的象素数据保存在单色写入数据寄存器中，在正常写入方式下、写入数据中与多个象素相对应的象素数据保存在写入方式寄存器中。

与被显示彩色图象的背景色相对应的单色数据及除背景色数据以外的其他彩色数据存储在单色写入数据寄存器中。

当单色写入方式时、由与被显示彩色图象的背景色相对应的颜色类别数据及根据该颜色类别数据进行显示的顺序地址数据构成的单色数据以及除背景色数据以外的其他颜色数据都保存在单色写入数据寄存器中。

当单色写入方式时、由为被显示彩色图象的背景色预置的颜色类别数据及用于根据该颜色类别数据进行显示的顺序地址数据所构成的单色数据以及除背景色数据以外的其他颜色数据都保存在单色写入数据寄存器中。

选择单色写入数据寄存器或写入方式寄存器的输出，其中单色写入方式寄存器在单色写入方式下将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中，写入方式寄存器在正常写入方式下将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中。

通过下文参考附图的说明，其他的目的和特征将更为清楚。

图1所示的是根据本发明一实施例的彩色液晶显示器的基本电路结构；

图2所示的是图1中显示控制器2的详细结构；

图3详细示出了图2中所示的写入控制电路7及图形RAM 8；

图4的图形给出了图形RAM8的页单元中的图3中所示单元。

下面将参考附图对本发明的优选实施例进行描述。本发明的此实施例是在被显示“彩色图象’为以预定背景色进行显示的字符等情形下的应用。

参见图1，主机CPU1将由地址信号a和数据信号b构成的、与被显示彩色图形相对应的“写入数据”提供给显示控制器2。显示控制器2通过将来自图形RAM的读出数据(或读出信号c)提供给LCD3而将被显示彩色图形再现在彩色液晶显示元件(LCD)3上，其中图形RAM中已写有有关“写入数据”。

显示控制器2进一步构成能够选择“正常写入方式”和“单色写入方式”的控制装置，其中在“正常写入方式”中，根据控制器2图形RAM当中的每一象素数据生成一个与“写入数据”(即地址信号a和数据信号b)相对应的象素数据，在“单色写入方式”中，生成“写入数据”当中的一象素数据以便能够成为图形RAM中的多个象素数据。

显示控制器2包括方式设定器2a、第一和第二寄存器2b和2c以及控制单元2d，总起来说由控制单元2d进行控制。方式设定器2a根据主机CPU1提供的地址信号a来选择“正常写入方式”或“单色写入方式”。第一寄存器2b用来存储“正常写入方式”数据，第二寄存器2c用来存储“单色写入方式”数据。

图2所示的是显示控制器的详细结构。如图所示，显示控制器2由地址译码器4、单色写入数据寄存器5、写入方式寄存器6、写入控制电路7和图形RAM8构成。

地址译码器4由通常的片选电路构成。当根据主机CPU1提供的地址信号a(见图1)选择预定地址时，也就是，当选择“正常写入方式”时，地址译码器4将写入方式寄存器选择信号a1提供给写入方式寄存器6。另一方面，当选择“单色写入方式”时，地址译码器4将单色写入方式寄存器选择信号a2提供给单色写入数据寄存器5。在单色写入数据寄存器5中设定一种颜色数据，其中希望进行快速单色写入。

根据提供给写入控制电路7的地址信号a可以得到“正常写入方式”或“单色写入方式”，其中写入控制电路7选择一RAM写入数据信号b2输入到图形RAM8中。

图形RAM8根据写入控制电路7所提供的RAM写入数据信号b2、通过向LCD3提供读取信号c而使被显示图象显示在LCD3的屏幕上(见图1)。结果图形RAM8的每一存储器构件都能够直接给出每一显示点(即象素)。写入控制电路7利用受来自写入方式寄存器6的写入方式信号a3控制的单色写入数据寄存器5、来选择用数据和地址信号b和a表示的正常速度写入方式(即正常写入方式)或高速写入方式(即单色写入方式)，从而对图形RAM8的每一存储器构件进行存取。

地址和数据信号a和b是由电路系统决定的总线宽度多路信号，其所表示的内容由用于写入的被存取地址所决定。地址译码器4中产生的单色写入方式选择信号a2是用于选择单色写入数据寄存器5的信号。具体地说，此信号表示选择状态和非选择状态二者之一。换句话说，该信号表示单色写入方式和正常写入方式这两种方式之一。同样在地址译码器4中产生的写入方式寄存器选择信号a1是用于选择写入方式寄存器6的信号。也就是说，此信号表示选择状态或非选择状态这两种状态之一，即正常写入和单色写入方式这两种方式之一。

写入方式寄存器6中产生的写入方式信号a3是用于将主要写入方式传送给写入控制电路7的信号。该信号表示单色处理和正常处理状态这两种状态之一，即单色写入和正常写入方式这两种方式之一。

存储在单色写入数据寄存器5中的单色数据信号b1是进行高速单色写入时所用的彩色数据，由多个二进位数构成。在写入控制电路7中生成的RAM写入数据信号b2是用于在图形RAM8中进行写入的图形数据，也由多个二进位数构成。

下面将参考图3对彩色液晶显示器中显示控制器2的构成进行更为详细地描述。图3详细示出了图2中所示的写入控制电路7和图形RAM8。在图3所示的图形RAM8中，每一显示点(或象素)都由6个二进位数构成。各个二进位数分别表示与三种基本颜色中的红色(R)相对应的元素R0和R1、与绿色(G)相对应的元素G0和G1以及与蓝色(B)相对应的元素B0和B1在此实施例中，可以得到一64色液晶显示器。

在彩色液晶显示器中，显示点(或象素)用透过红、绿及蓝色光通量的三种基本滤色器的组合透光率来表示。再现色由红、绿及蓝色光通量的组合光强度来确定。由于红、绿及蓝(R，G及B)色各由两个二进位数即元素R0和R1、元素G0和G1、元素B0和B1构成，所以每种颜色有四种色度级别。这意味着可以再现43、即64种不同颜色。

对于彩色再现来说，显示控制器2根据图形RAM8中设定的彩色数据来驱动LCD3。显示控制器2的结构随着显示颜色数目的变化而变化。但除了与每一显示点(或象素)相对应的寄存器结构不同以外，其他结构大部分是相同的。

下面将对从主机CPU1到图形RAM8的显示数据设定过程进行描述。图2中的写入方式寄存器6受来自主机CPU1信号的控制而被设置在正常处理方式下。此时，在单色写入数据寄存器5中无数据需要设置。

下面将参考图3更为详细地进行描述。由多个开关SW00到SWO5构成的信号选择开关11在写入方式信号a3的控制下选择数据总线锁存器9和单色写入数据锁存器10的输出作为数据信号源。数据总线和单色写入数据锁存器9和10是具有分别用于锁存和提供来自外部电路信号的寄存器SDO到SD5及CO到C5的6位锁存器。具体地说，数据总线锁存器9锁存并提供来自主机CPU1的数据总线信号，单色写入数据锁存器10锁存并提供单色数据信号b1。

在正常写入方式情形下，写入方式信号a3为正常处理逻辑，并选择数据总线锁存器9。因此，来自主机CPU1的数据直接写入图形RAM8作为一个显示点(或象素)。从写入速度方面来看，写入方式已提前设定，在主机CPU1的一个写入周期内读取一个显示点。

下面将对单色写入方式过程进行描述。对于单色写入来说，在主机CPU1的控制下，图2中所示的写入方式寄存器6被设定成单色处理方式，且在单色写入数据寄存器5中设定所需颜色的写入数据。单色写入数据寄存器5中的色彩二进位数阵列与图3中所示图形RAM8中的阵列相同。

更为详细地，在此方式下，图3中所示的写入方式信号a3为单色处理逻辑，并选择单色写入数据锁存器10。信号选择开关11根据数据总线锁存器9中寄存器SDO所示的逻辑信号来控制图形RAM8中的数据写入。

寄存器SDO表示数据总线锁存器9的第一位，并被配置给图形RAM8中的元素R0，R1，G0，G1，B0，B1。关于整个图形RAM8，结合图3中所示的地址信号a、在由以数据总线宽度作为单元定义的页单元中进行配置。

当数据总线锁存器9中寄存器SDO的逻辑为“1”时，信号选择开关11受控将单色写入数据锁存器10的信号写入到图形RAM8中。

当数据总线寄存器9中寄存器SDO的逻辑为“O”时，信号选择开关11受控不将单色写入数据锁存器1O中的任何信号写入到图形RAM8中。此时，对数据总线锁存器9的信号不进行改写，而是跳过该写入操作。这一操作基于背景色被初始化为均匀颜色时、仅需在必要显示点上进行颜色变换这一原理。

图4所示的是在图形RAM8的页单元中的图3中所示单元在此情形下，与图3中所示的开关11相类似的信号选择开关11具有6个并行开关SWOX到SW5X。开关SWOX到SW5X的功能相似。此时，提供一图形RAM，该图形RAM具有依据该页的6个并行寄存器PIXO到PIX5。差别在于这些寄存器PIXO到PIX5连接到数据总线锁存器9中的寄存器SDO到SD5上。

信号选择开关11将数据e0到e5分别提供给图形RAM12的寄存器PIXO到PIX5。对于这些数据来说，来自数据总线锁存器9的数据d1和来自单色写入数据锁存器10的数据d2通过由写入方式信号a3控制的开关SWOX到SW5X进行传送。

因此，主机CPU1(见图1)产生信号，该信号能够确定是否将页单元内图形RAM12中寄存器PIXO到PIX5中的数据写入到与二进位数据相对应的数据总线中。因此，数据从主机CPU1中以6个显示点的方式直接写入到图形RAM12中。从写入速度方面看来，假设写入方式已预置，则主机CPU1在一个写入周期中读取6个显示点。

尽管已对根据本发明的彩色液晶显示器的一个优选实施例进行了描述，但在此仅仅给出了一个实例，根据不同的需要，当然还可以有各种各样的改变和变形方案。

例如，尽管在上述实施例中，象素是由6个二进位数单元构成的，但此数据位宽度通常也可以由8个二进位数构成，因此，也可以构成与此位宽度相一致的象素。在此情形下，可以与数据总线宽度(或长度)成比例地提高写入速度。

而且，尽管已经描述了在单色写入方式中、在背景色初始设置均匀的前提下、如图3或4中所示一样能够通过提供附加单色写入数据寄存器5和单色写入数据锁存器1O来对必要显示点的颜色进行改变，从而当数据总线锁存器9中寄存器SDO的二进制位为“0”时将附加寄存器作为背景色寄存器来进行处理以及当寄存器SDO的二进制位为“1”时对来自相应背景色寄存器的数据进行设置，可以省略去最初的背景色处理步骤。

此外，在由主机CPU或类似部件所提供的、与被显示彩色图象相对应的写入数据由少量颜色构成的前提下，当然可以在无(即省略不用)写入方式寄存器的情况下只提供单色写入数据寄存器。

如前所述，根据本发明，可以提供一种彩色液晶显示器，在显示图象具有大量用于彩色画面的不同颜色及色度的情形下，该液晶显示器能够令人满意地再现这些颜色及色度，而在显示彩色图象具有较少的用于颜色成分的颜色和色度时，该彩色液晶显示器能够使传送到图形RAM和类似存储元件中的数据容量降低，加快相关数据的处理，并减轻数据处理当中主机CPU等的负担。

在不背离本发明范围的情况下，本领域的普通技术人员显而易见可以对其结构进行改变，可以获得各种不同的修改方案及实施例。前述说明书及相关附图当中提出的问题仅通过图示的方式来给予说明。因此希望前述说明书仅用作说明而不对本发明构成限制。

Claims (15)

1．一种彩色液晶显示器，用于将被显示彩色图象再现在彩色液晶显示元件上，这是通过将来自图形RAM的读出数据提供给所述彩色液晶显示元件而实现的，其中图形RAM中写有与彩色图象相对应的、由主机CPU或类似装置提供的写入数据，该彩色液晶显示元件中设置有能够选择正常写入方式和单色写入方式的控制装置，在正常写入方式中，在写入数据当中生成与多个象素相对应的象素数据，使得每一象素数据与图形RAM中的每一象素数据相对应，在单色写入方式中，在写入数据中生成与多个象素相对应的象素数据，使得这些象素数据能够成为图形RAM中的多个象素数据。

2．根据权利要求1所述的彩色液晶显示器，其特征在于，所述控制装置包括一个单色写入数据寄存器，用于当选择单色写入方式时将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中。

3．一种彩色液晶显示器，用于将被显示彩色图象再现在彩色液晶显示元件上，这是通过将来自图形RAM的读出数据提供给彩色液晶显示元件而实现的，其中图形RAM中写有与彩色图象相对应的、由主机CPU或类似装置提供的写入数据，该彩色液晶显示元件中设置有能够选择正常写入方式和单色写入方式的控制装置，在正常写入方式中，在写入数据当中生成与多个象素相对应的象素数据，使得每一象素数据与图形RAM中的每一象素数据相对应，在单色写入方式中，在写入数据中生成与多个象素相对应的象素数据，使得这些象素数据能够成为图形RAM中的多个象素数据，并且包括一个写入方式寄存器，用于当选择正常写入方式时将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中。

4．根据权利要求3所述的彩色液晶显示器，其特征在于，所述单色写入数据寄存器用于保存与被显示彩色图象的背景色相对应的单色数据及除背景色数据之外的其他颜色数据。

5．根据权利要求3所述的彩色液晶显示器，其特征在于，当选择单色写入方式时，所述单色写入数据寄存器保存由与被显示彩色图象的背景色相对应的颜色类别数据和根据该颜色类别数据进行显示的顺序地址数据构成的单色数据、以及除背景色数据之外的其他颜色数据。

6．根据权利要求3所述的彩色液晶显示器，其特征在于，当选择单色写入方式时，所述单色写入数据寄存器保存由为被显示彩色图象的背景色预置的颜色类别数据及根据该颜色类别数据进行显示的顺序地址数据构成的单色数据、以及除背景色数据以外的其他颜色数据。

7．根据权利要求1所述的彩色液晶显示器，其特征在于，所述控制装置包括一个单色写入数据寄存器，用于当选择单色写入方式时将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中，以及一个写入方式寄存器，用于当选择正常写入方式时将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中的，从而可以有选择地读取所述单色写入数据寄存器和所述写入方式寄存器的输出。

8．根据权利要求1所述的彩色液晶显示器，其特征在于，在由所述主机CPU或类似装置提供的、与被显示彩色图象相对应的写入数据由少量不同颜色构成这一前提下，所述控制装置不包括所述写入方式寄存器但包括所述单色写入数据寄存器。

9．一种彩色液晶显示器的显示方法，用于通过将来自存储器的读出数据提供给彩色液晶显示元件以将被显示彩色图象再现在彩色液晶显示元件上，其中存储器中写有与彩色图象相对应的写入数据，在该彩色液晶显示元件中可选择正常写入方式和单色写入方式，在正常写入方式中，在写入数据当中生成与多个象素相对应的象素数据，使得该象素数据与存储器中的每一象素数据相对应，在单色写入方式中，在写入数据中生成与多个象素相对应的象素数据，使得这些象素数据能够成为存储器中的多个象素数据。

10．根据权利要求9所述的显示方法，其特征在于，在单色写入方式下、写入数据中与多个象素相对应的象素数据保存在单色写入数据寄存器中。

11．一种彩色液晶显示器的显示方法，用于通过将来自存储器的读出数据提供给彩色液晶显示元件以将被显示彩色图象再现在彩色液晶显示元件上，其中存储器中写有与彩色图象相对应的写入数据，在该彩色液晶显示元件中可选择正常写入方式和单色写入方式，在正常写入方式中，在写入数据当中生成与多个象素相对应的象素数据，使得该象素数据与存储器中的每一象素数据相对应，在单色写入方式中，在写入数据中生成与多个象素相对应的象素数据，使得这些象素数据能够成为存储器中的多个象素数据，并且在正常写入方式下，写入数据中与多个象素相对应的象素数据保存在一个写入方式寄存器中。

12．根据权利要求11所述的显示方法，其特征在于，与被显示彩色图象的背景色相对应的单色数据及除背景色数据以外的其他彩色数据存储在所述单色写入数据寄存器中。

13．根据权利要求11所述的显示方法，其特征在于，当单色写入方式时、由与被显示彩色图象的背景色相对应的颜色类别数据及根据该颜色类别数据进行显示的顺序地址数据构成的单色数据以及除背景色数据以外的其他颜色数据都保存在所述单色写入数据寄存器中。

14．根据权利要求11所述的显示方法，其特征在于，当单色写入方式时、由为被显示彩色图象的背景色预置的颜色类别数据及用于根据该颜色类别数据进行显示的顺序地址数据所构成的单色数据以及除背景色数据以外的其他颜色数据都保存在所述单色写入数据寄存器中。

15．根据权利要求9所述的显示方法，其特征在于，选择单色写入数据寄存器或写入方式寄存器的输出，其中单色写入方式寄存器在单色写入方式下将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中，写入方式寄存器在正常写入方式下将与多个象素相对应的象素数据保存在写入数据中。

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