DE19807257A1

DE19807257A1 - Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Darstellung von analogen Bildsignalen

Info

Publication number: DE19807257A1
Application number: DE1998107257
Authority: DE
Inventors: Ulrich Leierseder; Gerhard Martin; Robert Wittmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: DE19807257C2; WO1999042988A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Darstel lung von analogen Bildsignalen gemäß dem Oberbegriff von Pa tentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Darstellung von analo gen Bildsignalen.

Eine derartige Anzeigevorrichtung ist aus der Offenlegungs schrift DE 196 25 898 A1 bekannt. Um ein besonders scharfes Bild zu erzielen, wird der Systemtakt eines Anzeigesystems an eine Bildsignalquelle geführt. Die Bildsignale der Bildsi gnalquelle werden daher synchron zum Systemtakt des Anzeige systems ausgegeben. Hierzu muß allerdings die Bildsignalquel le unmittelbar am Anzeigesystem angeordnet sein. Andernfalls treten Probleme bezüglich der elektromagnetischen Verträg lichkeit auf. Ferner muß die Entfernung zwischen dem Ausgang der Bildsignalquelle und dem Eingang des Anzeigesystems exakt definiert sein, um die Laufzeit des Bildsignals berücksichti gen zu können. Dies bereitet in der Praxis erhebliche Schwie rigkeiten.

Aus der Patentschrift US 5,432,905 ist ein asynchrones Bild anzeigesystem bekannt. Das System erzeugt Anzeigesteuersigna le unter Verwendung des Takts eines Bildspeichers anstelle des Bildtakts. Auf eine Synchronisation wird verzichtet. Es erfolgt keine Abstimmung zwischen der Bildsignalquelle und dem Takt der Bildanzeige.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zur Darstellung von analogen Bildsignalen be reit zu stellen, bei denen Bildsignale einer Bildsignalquelle pixelsynchron auf einer Pixelmatrixanzeige dargestellt werden können. Dabei soll eine pixelsynchrone Darstellung der Bild signale nicht nur für unmittelbar an der Pixelmatrixanzeige angeordnete Bildsignalquellen möglich sein, sondern auch bei externen Bildsignalquellen.

Dieses Ziel wird mit einer Anzeigevorrichtung und einem Ver fahren zum Darstellen von analogen Bildsignalen erreicht, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind. Be vorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen ange geben.

Durch das Einfügen eines einstellbaren Zeitglieds zwischen der Bildsignalquelle und der Anzeigeeinheit läßt sich die Phasenbeziehung zwischen dem Systemtakt der Pixelmatrixanzei ge und dem Synchronisationssignal der Bildsignalquelle steu ern. Das Synchronisationssignal der Bildsignalquelle wird so weit verzögert, daß das Synchronisationssignal in der Bild steuereinheit gleichphasig zum Systemtakt der Pixelmatrixan zeige vorliegt.

Hierdurch wird verhindert, daß auf der Pixelmatrixanzeige dargestellte Bilder in horizontaler Richtung verschoben und dadurch unscharf dargestellt werden. Dies ist besonders wich tig bei im wesentlichen stehenden Bildern, wie sie beispiels weise bei der Kartendarstellung eines Navigationssystems oder bei der Darstellung von Bedienmenüs eines Multifunktionsbe dienteils in einem Kraftfahrzeug auftreten. Besonders deut lich treten die Vorteile der Erfindung zu Tage, wenn auf ei ner Pixelmatrixanzeige Bildsignale von mehreren unterschied lichen Bildsignalquellen gleichzeitig dargestellt werden sol len.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind aktive (TFT) Farbdisplays, die einen externen Eingang für RGB- Bildsignale besitzen.

Erfindungsgemäß kann auf eine Abtastung von analogen Bildsi gnalen (R, G, B, SYNC) mit einer sehr hohen Frequenz (Oversampling) verzichtet werden. Somit werden ein hoher Schaltungsaufwand und durch eine Digitalisierung auftretende Fehler vermieden.

Das erfindungsgemäße System ist schaltungstechnisch einfach realisierbar und unempfindlich gegenüber Temperatureinflüssen sowie variierender Kabellängen (unterschiedliche Verzöge rungszeiten) zwischen einer Bildsignalquelle und dem Bild steuereinheit der Anzeigevorrichtung.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Takt der Pixeldarstellung der Pixelmatrixanzeige zum Steuern des Synchronisationssignals der Bildsignalquelle eingesetzt.

Dies ist besonders vorteilhaft, wenn lediglich ein einziges Synchronisationssignal einer Bildsignalquelle über ein Zeit glied gesteuert werden muß. Sofern die Bildsignalquelle nicht bereits einen Ausgang für ein einheitliches Synchronisations signal (CSYNC) besitzt, sondern getrennt ein Zeilenwechselsi gnal (HSYNC) und ein Seitenwechselsignal (VSYNC) bereit stellt, so kann dieses mit einer einfachen EXOR-Verknüpfung gewonnen werden. Außerdem lassen sich bereits sehr gute Er gebnisse erzielen, wenn lediglich das Zeilenwechselsignal (HSYNC) mit einem Zeitglied gesteuert wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung ei nes Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

Die Figur zeigt eine Anzeigevorrichtung zur pixelsynchronen Darstellung von Bildsignalen einer externen Bildsignalquelle.

Eine Anzeigeeinheit 1 weist eine Pixelmatrixanzeige 12, die als TFT-Flüssigkristall-Farbdisplay ausgebildet ist, und eine Anzeigesteuerung 11 auf. Die Anzeigesteuerung 11 gibt einen Systemtakt 111 an eine Bildsteuereinheit 2 aus und wird von dieser gesteuert.

Die Bildsteuereinheit 2 weist ein Zeitglied 22, einen Phasen komperator 23 und einen Auf-/Abwärtszähler 21 auf.

Die Bildsteuereinheit 2 ist mit einer externen Bildsignal quelle 3 verbunden, die analoge Bildsignale RGB ausgibt. Zu sätzlich stellt die Bildsignalquelle einen Synchronisations ausgang 31 bereit, an dem ein Synchronisationssignal CSYNC anliegt. Das erste Bildpixel wird 12 µs nach der fallenden Flanke des CSYNC-Signals, und genauer des darin enthaltenen HSYNC-Signals ausgegeben.

Der Phasenkomparator 23 vergleicht den Systemtakt 111, bei dem es sich um den Pixeltakt der Anzeigesteuerung 11 handelt, und das Synchronisationssignal CSYNC in ihrer Phasenlage zu einander. Hierzu wird der Phasenkomperator mit dem vom Zeit glied 22 unbeeinflußten Synchronisationssignal der Bildsi gnalquelle 3 verbunden. Der Systemtakt beträgt 3 MHz. Das Synchronisationssignal ist mit 15,7 kHz getaktet.

Es kann entweder die ansteigende oder die abfallende Flanke des CSYNC-Signals auf eine ansteigende oder abfallende Flanke des Systemtakts 211 synchronisiert werden. Der Zeitpunkt der Wiedergabe des ersten Bildpunkts oder -pixels einer Zeile ist durch die Flanken des CSYNC-Signals exakt definiert.

Liegt das Synchronisationssignal CSYNC bereits auf digital 1 (High) und der Systemtakt 111 noch auf digital 0 (Low), so wird an den Zähler 21 ein Signal ausgegeben, das den Zähler veranlaßt aufwärts zu zählen. Mit dem Aufwärtszählen wird gleichzeitig am Zeitglied 22 eine längere Verzögerungszeit eingestellt. Liegt der Systemtakt 111 dagegen vor dem Syn chronisationssignal auf High-Pegel, so veranlaßt der Phasen komperator 22, daß der Zähler 21 abwärts zählt und die Verzö gerungszeit des Zeitglieds 22 verkürzt.

Bei einem handelsüblichen Display mit 320 × 240 Pixeln be trägt die Pulsdauer eines Bildpunkts 158 ns. Eine geeignete Voreinstellung für das Zeitglied ist die Pulsdauer eines Bildpunkts, hier also etwa 150 ns. Im Ausführungsbeispiel be wirkt der Zähler 21 eine zeitliche Verschiebung des an die Anzeigesteuerung 11 geführten CSYNC-Signals um jeweils 5 ns.

Der Phasenkomparator gibt so lange ein Signal zum Auf- oder Abwärts zählen aus, bis sowohl eine steigende oder fallende Flanke des Systemtakts 111 als auch eine steigende bezie hungsweise fallende Flanke des Synchronisationssignals er kannt ist. Abhängig vom Zeittakt, mit dem der Zähler 21 be trieben wird, kann in einem Taktzyklus (einer Periode) des Systemtakts 111 genau eine Ausgabe an das Zeitglied 22 erfol gen, oder es können mehrere Ausgaben erfolgen. In diesem Beispiel erfolgt genau eine Ausgabe des Zählers 21 an das Zeitglied 22 pro Bildwechsel. Ein erneutes Zählsignal wird erst wieder an das Zeitglied 22 ausgegeben, wenn sich die Phasenlage der beiden Signale gegeneinander um mehr als einen Zählimpuls oder Zählstufe verschoben hat.

Ziel der Steuerung ist es, das Synchronisationssignal in eine starre Phasenbeziehung zum Systemtakt zu bringen.

Claims

l. Anzeigevorrichtung zur Darstellung von analogen Bildsignalen, die aufweist:
- - eine Pixel-Matrix-Anzeige (1)
- - eine Bildsteuereinheit (2), die mit einer Bildsignalquelle (3) und deren Synchronisationsausgang (31) verbunden ist,
- - eine Anzeigesteuerung (21) der Bildsteuereinheit (2), die nach einem Systemtakt der Pixel-Matrix-Anzeige arbeitet,
  dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Bildsteuereinheit (2) ein Zeitglied (22) und einen Phasenkomparator (23) aufweist,
- - das Zeitglied (22) zwischen dem Synchronisationsausgang (31) und der Anzeigesteuerung (21) geschaltet ist und durch den Phasenkomparator (23) einstellbar ist.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (22) das Synchronisationssignal in Abhängigkeit von einer Phasenverschiebung zwischen dem Systemtakt (211) der Pixel- Matrix-Anzeige (1) und einem Synchronisationssignal der Bildsignalquelle (3) an die Anzeigesteuerung (21) ausgibt.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Synchronisationssignal ein Zeilenwechselsignal (HSYNC) und/oder ein Seitenwechselsignal (VSYNC) ist.
4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Systemtakt der Pixel-Matrix-Anzeige (1) der Takt ist, mit dem die einzelnen Bildpunkte auf die Pixel-Matrix-Anzeige ausgegeben werden.
5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsteuereinheit (2) mit mehreren Bildsignalquellen verbunden ist.
6. Verfahren zum Darstellen von analogen Bildsignalen auf einer Anzeigevorrichtung, mit den Schritten:
- - analoge Bildsignale und ein Synchronisationssignal werden von einer Bildsignalquelle an eine Bildsteuereinheit (2) einer Pixel-Matrix-Anzeige (1) zugeführt,
- - das Synchronisationssignal wird in Abhängigkeit von einer Phasenverschiebung zwischen dem Synchronisationssignal und einem Systemtakt der Pixel-Matrix-Anzeige (1) mit einer durch die Phasenverschiebung bestimmten Verzögerung einer Anzeigesteuerung (21) der Bildsteuereinheit (2) zugeführt,
- - die Anzeigesteuerung gibt die einzelnen Bildpunkte in Abhängigkeit vom Systemtakt an die Pixel-Matrix-Anzeige aus.