DE3720353C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung
einer Bildwiedergabeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, und außerdem befaßt sich die
Erfindung mit einer Schaltungsanordnung zur Ansteue
rung einer Bildwiedergabeeinrichtung gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 10.
Ein solches Verfahren
sowie eine Schaltungsanordnung sind durch die DE 35 19 793 C2
bekannt.
LCD-Bildschirme zeichnen sich durch einen geringen
Stromverbrauch, geringes Gewicht sowie die Mög
lichkeit aus, ihren Bildinhalt durch Projektion
mittels einer Lichtquelle vergrößert darzustellen
und so einem größeren Personenkreis gleichzeitig
zugänglich zu machen. Es ist deshalb zweckmäßig,
LCD-Bildschirme zur Bildwiedergabe üblicher Bild
signalquellen an Stelle von Fernsehmonitoren oder
Datensichtgeräten mit CRT-Bildschirmen einzusetzen.
Dabei ergibt sich jedoch ein Problem, wenn die Zeilen
zahl der Bildsignalquelle nicht mit der Zeilen
zahl des LCD-Bildschirms überein
stimmt.
Durch die schon genannte DE 35 19 793 C2 ist es be
kannt, den Inhalt einer Bildsignalquelle auf dem
LCD-Bildschirm mit doppelter Zeilenzahl darzustel
len. Dabei wird die jeweils hinzuzufügende Zeile
durch Integration zweier benachbarter Zeilen gebil
det, und zwar zur Hälfte aus der oberen und zur
anderen Hälfte aus der unteren Zeile, wenn die
neue hinzugefügte Zeile zwischen diesen beiden Zei
len liegt. Wegen der erforderlichen Mittelwertbil
dung zur Erzeugung der hinzuzufügenden Zeile werden
die Zeilen zwangsläufig nacheinander geschrieben.
Die Verdopplung der Zeilen hat bei dem bekannten
Verfahren zur Folge, daß auch die Zeilenfrequenz
verdoppelt wird. Im Vergleich zu üblichen Fernseh
geräten ist jedoch eine Erhöhung der Zeilenfrequenz
bei LCD-Bildschirmen problematisch, weil die benötig
ten Treiberschaltungen mit ihrer relativ niedrigen
Grenzfrequenz sehr hohe Frequenzen nicht mehr verar
beiten können.
Es hat sich im übrigen gezeigt, daß bei dem bekannten
Verfahren bzw. bei der bekannten Schaltungsanordnung
wegen der durch Integration gewonnenen, hinzuzufügenden
Zeilen bei gleichbleibender Bildfrequenz der Kontrast
und die Flimmerfreiheit des LCD-Bildschirmes nicht
zufriedenstellend sind.
Durch die gattungsfremde US-PS 44 15 931 ist es bei
Fernsehgeräten bekannt, das auf dem Bildschirm dar
gestellte Bild dadurch zu verbessern, daß die Raster
struktur des Bildes unterdrückt wird. Zu diesem Zweck
wird jedes ankommende Zeilensignal der Bildsignal
quelle in einem Speicher gespeichert und danach
zweimal mit der doppelten Zeilenfrequenz ausgelesen.
Die Ansteuerung eines LCD-Bildschirms ist dabei nicht
vorgesehen.
In der DE 34 11 102 C2 ist ferner ein elektronisches
Anzeigegerät zum Anzeigen von Videobildern beschrie
ben, welches es ermöglicht, Videosignale auf einem
LCD-Bildschirm wiederzugeben. Dabei wird ein Anzeige
feld mit einem Feld von Anzeigeelementen verwendet,
so daß der LCD-Bildschirm in mehrere Bereiche aufge
teilt ist. Dadurch soll ermöglicht werden, für die
Wiedergabe von Videobildern auf einem LCD-Bildschirm
auf eine Zwischenspeicherung des gesamten Bildes ver
zichten zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem
Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 eine Kontrastverbesserung und eine höhere Flimmer
freiheit zu erreichen. Außerdem soll bei einer Schal
tungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 10 ebenfalls eine Kontrastverbesserung und
höhere Flimmerfreiheit erzielt werden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkamle
der kennzeichnenden Teile des Patentanspruchs 1 bzw.
des Patentanspruchs 10.
Der Kern der Erfindung liegt darin, bei einem ganz
zahligen Vielfachen der Zeilenzahl des LCD-Bild
schirms gegenüber der Zeilenzahl der Bildsignal
quelle praktisch gleichzeitig die entsprechende
Zahl von LCD-Zeilen anzusteuern.
Wenn man beispielsweise von einer Verdopplung der
Zeilenzahl ausgeht, so werden jeweils zwei benach
barte Zeilen praktisch gleichzeitig geschrieben,
und nicht nacheinander, wie dies bei dem gattungs
gemäßen Verfahren der Fall ist. Gleichwohl bleibt
bei der Erfindung die Zeilenfrequenz unverändert,
wenn man die Frequenz auf jeweils zwei gleichzeitig
geschriebene Zeilen bezieht.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Zei
len gleichzeitig geschrieben werden,
halbiert sich die
Multiplexrate, was insgesamt zu einem besseren Kon
trast und zu einer verbesserten Flimmerfreiheit
führt. Bei der Wiedergabe von jeweils zwei Zeilen
gleichzeitig mit gleichem Zeileninhalt kann sich
eine Streckung des gesamten Bildes ergeben, was
sich aber nicht störend auswirkt und was in manchen
Anwendungsfällen sogar erwünscht sein kann.
Die Erfindung erlaubt eine Anpassung der auf dem
LCD-Bildschirm zur Verfügung stehenden Zeilen an
die von der Bildsignalquelle angebotenen Zeilenzahl.
Auf diese Weise kann, sofern erwünscht, die volle
Bildgröße des LCD-Bildschirms genutzt werden.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, daß die
Ansteuerzeitspanne und/oder die Ansteuerspannung der
LCD-Zeilen entsprechend ihrer Ordnungszahl stetig
verändert wird.
Diese Ausgestaltung bietet die Möglichkeit, eine Ver
besserung des Kontrasts und damit des Bildeindrucks
bei ungleichmäßiger Erwärmung oder bei ungleichmäßigen
Beleuchtungsverhältnissen, z. B. bei Projektionen,
herbeizuführen. Durch eine kurzzeitige Ansteuerung
oder eine geringe Ansteuerspannung einer LCD-Zeile
wird nur eine geringe Schwärzung erzielt, während
eine lange Ansteuerung bzw. eine hohe Ansteuerspannung
zu einer starken Schwärzung führt. Entsprechend kann
in den Bereichen, in denen eine Kontrasterhöhung
stattfinden soll, die Ansteuerzeitspanne oder die
Ansteuerspannung bei der Ansteuerung der LCD-Zeilen
erhöht und in den anderen Bereichen vermindert wer
den.
In Ausgestaltung dieser Weiterbildung besteht die
Möglichkeit, die Ansteuerzeitspanne und/oder die
Ansteuerspannung von den außenliegenden LCD-Zeilen
zu den innenliegenden hin stetig zu verändern.
Wird der LCD-Bildschirm so bestrahlt, daß die Er
wärmung der Flüssigkristallschicht in der Mitte am höchsten
ist, so wird mit der Maßnahme ein Ausgleich des
Kontrastes erreicht und damit ein besserer Bildein
druck gewonnen. Bei LCD-Bildschirmen, die in zwei
Bereiche unterteilt sind, werden unter den innenlie
genden Zeilen diejenigen verstanden, die die innere
Begrenzung der beiden Bereiche bilden.
Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß die Lichtmenge,
die durch den LCD-Bildschirm (Flüssigkristall-
Anzeigeplatte) hindurch übertragen wird und dann in
Richtung zu den Augen des Betrachters des LCD-Bild
schirmes wandert, von dem Einfallwinkel des Beleuch
tungslichtes mit Bezug auf den LCD-Bildschirm und
auch von dem Winkel der Sichtlinie des Betrachters
abhängt. Mit anderen Worten ändert sich der Bild
kontrast oder sein ästhetisches Aussehen in großem
Ausmaß mit dem Winkel der Umorientierung von Flüssig
kristallmolekülen und mit dem Winkel, unter welchem
der Betrachter den LCD-Bildschirm betrachtet.
Bei einer praktischen Ausführung wird die Ansteuerzeit
spanne und/oder die Ansteuerspannung gegenläufig
zur örtlichen Erwärmung der Flüssigkristallschicht
geändert.
Auf diese Weise läßt sich der Kontrast gerade so ein
stellen, daß bei Betrachtung des LCD-Bildschirms unter
einem Winkel zur optischen Achse ein gleichmäßiger
Kontrast und ein gleichmäßiger Ausleuchtungseindruck
erzielt wird.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Ansteuerzeit
spanne und/oder die Ansteuerspannung gegenläufig zur
zeitlichen Beleuchtungsstärke einer den LCD-Bildschirm
beleuchtenden Lichtquelle geändert.
Diese Maßnahme kommt für mit Wechselspannung betriebene
Lichtquellen in Betracht, bei denen die Beleuch
tungsstärke im Takte der Wechselspannung schwankt.
Weicht deren Frequenz von der Zeilenfrequenz ab,
so entsteht bei Betrachtung des LCD-Bildschirms
ein Flimmereffekt. Dieser Effekt beruht darauf, daß
die Schwärzung einer LCD-Zeile im Moment der Ansteu
erung am stärksten ist, und dann wieder nicht, und
daß das im zeitlichen Mittel durchgelassene Licht
somit davon abhängt, ob der Moment der Ansteuerung
mit dem Maximum der Lichtintensität der Lichtquelle
zusammenfällt oder nicht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die
Zeilenfrequenz des LCD-Bildschirms und die Netzfre
quenz der den LCD-Bildschirm beleuchtenden Lichtquelle
aneinander anzupassen.
Diese Maßnahme erleichtert die Beseitigung des Flimmer
eindrucks. Allerdings besteht dann immer noch die Mög
lichkeit, daß der LCD-Bildschirm ungleichmäßig er
scheint. Dies kann jedoch durch zusätzliche Anwendung
der Maßnahmen zum Ausgleich von Unterschieden der
örtlichen Beleuchtungs- oder Betrachtungslichtstärke
beseitigt werden.
Indem die Ansteuerzeitspanne oder die Ansteuerspannung
gegenläufig zu der im Takte der Wechselspannung schwan
kenden Beleuchtungsstärke der Lichtquelle geändert wird,
gelingt es, das Flimmern zu beseitigen.
Vorzugsweise wird der Zeilentakt und/oder die Ansteu
erspannung während der Unterschreitung eines vorgege
benen Schwellwertes der zeitlichen Beleuchtungsstärke
unterbrochen oder verlangsamt, bzw. abgeschaltet.
Diese Maßnahme geht von der Überlegung aus, daß in
der Nähe des Nulldurchgangs der Lichtintensität eine
weitere Steigerung der Ansteuerspannung keinen Nutzen
bringen würde.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung ist im Anspruch 12 wiedergegeben.
Durch die Merkmale dieses Anspruchs wird bewirkt, daß
die Ansteuerzeitspanne oder die Ansteuerspannung
gegenläufig zur Beleuchtungsstärke geändert werden.
Mit dieser Maßnahme lassen sich Flimmererscheinungen
ausgleichen, die durch Lichtintensitätsschwankungen
netzbetriebener Lichtquellen hervorgerufen werden.
Wird mit einem Photosensor gearbeitet, so ist es mög
lich, den Verlauf der Lichtintensität ständig zu
überwachen und die Ansteuerspannung oder Ansteuer
zeitspanne gerade so zu verändern, daß die Kontrast
änderung ausgeglichen wird. Mit Hilfe der Überwachungs
schaltung ist über den Spannungs- oder Stromverlauf
bzw. über das elektromagnetische Streufeld der Be
leuchtungseinrichtung eine indirekte Bestimmung der
Lichtintensität der Lichtquelle möglicht, so daß auf
diese Weise ebenfalls ein Ausgleich der Kontrast
schwankungen erzielt werden kann.
Bei einer weiteren praktischen Ausführung ist ein
Schwellwertdetektor für die Beleuchtungsstärke oder
den Strom oder die Spannung der Lichtquelle vorge
sehen und sein Ausgang ist über die Steuerschaltung
mit der Ansteuerspannungsstellschaltung verbunden.
Unterhalb einer vorgegebenen Beleuchtungsstärke oder
in der Nähe des Nulldurchgangs der Lichtintensität
wird der Zeilentakt unterbrochen oder verlangsamt.
Der Zweck dieser Maßnahme beruht auf der Überlegung,
daß bei sehr geringen Beleuchtungsstärken, also in
der Nähe des Nulldurchgangs der Lichtintensität, kein
Kontrastausgleich mehr durch Erhöhung der Ansteuer
spannung bewirkt werden kann. Die erfindungsgemäße
Ausgestaltung verhindert, daß die Ansteuerspannung
während dieses Zeitraumes übermäßig erhöht wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeich
nung, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines LCD-
Bildschirms der erfindungsge
mäßen Schaltungsanordnung,
Fig. 2 eine Pulsfolge für die Zuord
nung von jeweils zwei LCD-
Zeilen zu einer Zeile einer
Bildsignalquelle,
Fig. 3 eine Pulsfolge für die Zuord
nung eines gebrochenzahligen
Vielfachen von LCD-Zeilen zu
Zeilen einer Bildsignalquelle,
Fig. 4 einen Verlauf von Ansteuerspan
nungen beim Übergang von einem
Bereich, der mit Bildsignalen
versorgt wird zu einem Bereich,
der nicht mit Bildsignalen ver
sorgt wird,
Fig. 5 eine Darstellung des Strahlen
gangs an einem LCD-Bildschirm,
Fig. 6 eine Pulsfolge mit veränderter
Ansteuerzeitspanne, und
Fig. 7 eine Pulsfolge zur Veranschau
lichung des Zusammenhangs
zwischen der Netzspannung und
der entsprechend gesteuerten
Ansteuerspannung.
In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung
einer Bildwiedergabeeinrichtung dargestellt. Sie besteht
aus einem LCD-Bildschirm 10, der von einer Bildsignal
quelle 12 angesteuert wird. Zur Steuerung der Zeilen und
Spalten des LCD-Bildschirms 10 dient ein programmierba
rer Pulsgenerator 14 sowie eine Ansteuerspannungsstell
schaltung 16.
Der dargestellte LCD-Bildschirm besteht aus einem ersten
Bereich 18 und einem zweiten Bereich 20. Beide Bereiche
18 und 20 sind getrennt ansteuerbar. Im einzelnen die
nen zur Ansteuerung der Spalten des LCD-Bildschirms 10
ein erstes Schieberegister 22 sowie ein erster Zwischen
speicher 24 für den ersten Bereich 18 und ein zweites
Schieberegister 26 mit einem zweiten Zwischenspeicher
28 für den zweiten Bereich 20. Die Zeilenansteuerung
erfolgt über einen ersten Zeilentreiber 30 für den
ersten Bereich 18 und über einen zweiten Zeilentrei
ber 32 für den zweiten Bereich 20. Die Zeilentreiber
30 und 32 umfassen intern ebenfalls Schieberegister.
Von den Zwischenspeichern 24 und 28 führen Leitungen
36 zu den Spaltensegmenten und von den Zeilentreibern
30 und 32 entsprechende Leitungen 34 zu den Zeilen
segmenten.
Im Betrieb arbeitet die Schaltungsanordnung wie folgt:
Die von der Signalquelle 12 stammenden Bildsignale wer
den zeilenweise zunächst seriell in das erste Schiebe
register 22 und anschließend oder parallel in das zwei
te Schieberegister 26 eingeschrieben. Das Schiebere
gister 22 wird dazu über eine Datentaktpulsleitung CL 2
angesteuert. Entsprechendes erfolgt bei dem zweiten
Schieberegister 26 über die Datentaktpulsleitung CL 2′.
Nachdem eine Zeile eingeschrieben worden ist, wird die
im Schieberegister 22 bzw. im Schieberegister 26 enthal
tene Information durch einen Spaltentaktpuls über die
Spaltentaktpulsleitung CL 1 für den ersten Zwischenspei
cher 24 und CL 1′ für den zweiten Zwischenspeicher 28
aus den Schieberegistern in den Zwischenspeicher 24, 28
übernommen. An den Spaltensegmentleitungen 36 stehen
nunmehr die entsprechenden Spaltensignale an. Gleich
zeitig wird auch ein Zeilentaktpuls über die Zeilen
taktpulsleitung CL 3 an den ersten Zeilentreiber 30 und
über die Zeilentaktpulsleitung CL 3′ an den zweiten Zei
lentreiber 32 gegeben.
Mit dem ersten Zeilentaktpuls für die erste LCD-Zeile
wird auch ein Zeilenstartpuls über die Zeilenstartpuls
leitung S an die Zeilentreiber 30, 32 weitergegeben.
Der Zeilenstartpuls in Verbindung mit dem Zeilentakt
puls bewirkt, daß das erste Bit im Schieberegister
des ersten bzw. zweiten Zeilentreibers 30, 32 gesetzt
wird. Dieses Bit wird nun bei jedem Zeilentaktpuls
eine Zeile weitergeschoben. Liegt der Zeilenstartpuls
während der Dauer von mehreren Zeilentaktpulsen an,
so werden mehrere Bit gesetzt und demzufolge mehrere
Zeilen gleichzeitig angesteuert.
Die Ansteuerung der Spalten und Zeilen bewirkt, daß
an die Flüssigkristallsegmente derselben Spalte ent
sprechend den Informationen in den Zwischenspeichern 24
bzw. 28 das Potential einer Ansteuerspannung um U 2a -U 2d bzw.
U′ 2a-2d als Elektrodenspaltenspannung U s angelegt
wird, und daß an die Flüssigkristallsegmente der be
treffenden Zeile das Potential der Ansteuerspannung
U 1e-1f bzw. U′ 1e-1f als Elektrodenzeilenspannung U z
angelegt wird. Die Differenz zwischen den Spannungen
U s und U z an den gleichzeitig angesteuerten Flüssig
kristallsegmenten bewirkt eine entsprechende Aus
richtung der Flüssigkristalle und damit eine mehr
oder weniger starke Lichtdurchlässigkeit. Dement
sprechend kann eine Erhöhung oder Erniedrigung der
Differenz der Ansteuerspannungen zu einer Verstär
kung oder Verminderung der Ausrichtung der Flüssig
kristalle führen.
Werden die LCD-Zeilen mit einer hohen Multiplexrate
angesteuert, so wird die Ansteuerzeitspanne für jede
LCD-Zeile verhältnismäßig kurz. Die Folge davon ist,
daß der Kontrast geringer als der maximal mögliche ist.
Wird nun zum Zwecke der Zuordnung mehrerer LCD-Zeilen
zu einer Zeile der Bildsignalquelle oder einer LCD-
Zeile zu einer übersprungenen Zeile der Bildsignal
quelle das Taktverhältnis der Zeilentaktpulse geän
dert, so macht sich dies als Kontraständerung bemerk
bar. Um dies auszugleichen, wird während der Dauer der
Änderung des Taktverhältnisses die Ansteuerspannungs
stellschaltung 16 über eine Steuerleitung 50 veranlaßt,
die Ansteuerspannung zu ändern. Eine Kontrastminderung
infolge einer kürzeren Ansteuerzeitspanne wird dann
durch eine höhere Ansteuerspannung ausgeglichen. Ent
sprechend umgekehrt wird eine Kontrasterhöhung infol
ge einer Verlängerung der Ansteuerzeitspanne durch ei
ne Verminderung der Ansteuerspannung kompensiert.
Für die Darstellung von Bildern der Bildsignalquelle 12
ergeben sich mehrere Möglichkeiten. Entspricht die Zahl
der LCD-Zeilen der Zahl der Zeilen der Bildsignalquelle
12, so kann eine serielle Darstellung der Zeilen erfol
gen und zwar zunächst im Bereich 18 und anschließend
im Bereich 20. Zweckmäßig wird in der Zeit, in der der
Bereich 18 des LCD-Bildschirms 10 angesteuert wird,
der Bereich 20 mit einem künstlichen Signal in Form
einer vorgegebenen Ansteuerspannung U′1e-1f und U′ 2a-2d
(vgl. Fig. 4b,c) beaufschlagt. Der Bereich 20 wird
dann nicht angesteuert und der Kontrast des Bildes er
gibt sich aus dem Mittelwert zwischen der Zeitspanne
der Nicht-Ansteuerung und der Zeitspanne der Ansteuerung.
Gibt die Bildsignalquelle die Bildsignale gleichzeitig
oder nacheinander für mehrere LCD-Zeilen ab, so können
die Bereiche 18 und 20 auch gleichzeitig oder zeilen
weise nacheinander angesteuert werden. Die Ansteuerzeit
spanne für jede LCD-Zeile verdoppelt sich dadurch,
so daß auch der Kontrast verbessert wird. Zweckmäßig
werden dabei immer LCD-Zeilen gleicher Ordnungszahlen
gleichzeitig oder nacheinander angesteuert. Dies ist
einmal von der Steuerung her sehr systematisch durch
zuführen und schafft auch einen konstanten Abstand
zwischen den jeweils angesteuerten Zeilen, was zu ei
nem ruhigen Bildeindruck beiträgt.
Arbeitet die Bildsignalquelle 12 nach dem Zeilensprung
verfahren, so kann durch Abgabe zweier Zeilentaktpulse
kurz hintereinander bei der Darstellung jedes Halbbil
des eine Zeile übersprungen werden und beim nächsten
Halbbild diese Zeile mit Bildsignalen versorgt werden.
Auf diese Weise lassen sich die beiden Halbbilder rich
tig ineinanderschachteln.
Weicht die Anzahl der LCD-Zeilen von der Zahl der Zei
len der Bildsignalquelle ab, so kann eine entsprechen
de Zuordnung der LCD-Zeilen zu den Zeilen der Bildsig
nalquelle getroffen werden, daß der LCD-Bildschirm voll
ausgenutzt wird und die durch seine Zeilenzahl mögliche
Auflösung erhalten bleibt. Verfügt der LCD-Bildschirm
z. B. über die doppelte Zeilenzahl wie die Bildsignal
quelle oder nimmt der von Bildsignalen eingenommene
Bereich der Bildsignalquelle nur die Hälfte der Zeilen
zahl des LCD-Bildschirms ein, so können zwei LCD-Zei
len einer Zeile der Bildsignalquelle zugeordnet werden.
Die benötigte Taktpulsfolge ist in Fig. 2 dargestellt.
Die Folge der Spaltentaktpulse CL 1 entspricht der Fol
ge der Zeilen der Bildsignalquelle. Die Folge der Zei
lentaktpulse CL 3 des LCD-Bildschirms ist dagegen ver
doppelt. Da die beiden ersten Zeilentaktpulse CL 3 wäh
rend der Dauer des Zeilenstartpulses S gesetzt werden,
sind in den Schieberegistern der Zeilentreiber 30 und
32 die ersten beiden aufeinanderfolgenden Zeilen ange
steuert. Die Ansteuerung zweier Zeilen gleichzeitig
bleibt dann während des ganzen Schiebevorgangs erhal
ten. Damit jeweils die nächsten beiden Zeilen angesteu
ert werden, ist ein doppelter Zeilentaktpuls erforder
lich.
Ist die Anzahl der LCD-Zeilen größer als die Zahl der
Zeilen der Bildsignalquelle, besteht aber ein nicht
ganzzahliges Verhältnis, so kann eine gleichmäßige
Zuordnung dadurch erfolgen, daß in bestimmten Abstän
den eine weitere LCD-Zeile derselben Zeile der Bild
signalquelle zugeordnet wird. Dies geschieht durch Än
dern des Taktverhältnisses des Zeilentaktpulses CL 3,
wie aus Fig. 3 entnehmbar. Da durch die Änderung des
Taktverhältnisses die Ansteuerzeitspanne für die be
treffenden LCD-Zeilen vermindert wird, wird der ge
ringere Kontrast durch Erhöhung der Ansteuerspannung
während der Dauer der Änderung des Taktverhältnisses
ausgeglichen, wie durch den Verlauf der Ansteuerspan
nung U in Fig. 3 veranschaulicht ist.
Fig. 4 zeigt den Verlauf der an den Elektroden der
Spalten- und Zeilensegmente des LCD-Bildschirms auf
tretenden Spannungen, und zwar in
- a) bei Ansteuerung der Elektroden der Spalten mit Bild signalen und der Zeilen mit Zeilensignalen,
- b) bei Beaufschlagung der Elektroden der Spalten mit einem künstlich veränderten Pegel und Ansteuerung der Elektroden der Zeilen mit Zeilensignalen,
- c) bei Beaufschlagung der Elektroden der Spalten und Zeilen mit künstlich veränderten Pegeln.
Die Spannungen U z an den Elektroden der Zeilen sind als
gestrichelte Linien und diejenigen U s an den Elektroden
der Spalten als durchgezogene Linien gezeichnet. In allen
drei Darstellungen erfolgt eine Polaritätsumkehr nach
der Hälfte der dargestellten Zeitspanne. Dies dient zum
Schutz des LCD-Bildschirms vor allmählicher Beschädigung
durch Elektrolysevorgänge, ist aber für die Art der
Ansteuerung entsprechend den erfindungsgemäßen Maßnah
men, bei der es lediglich auf die betragsgemäße Diffe
renz zwischen U z und U s ankommt, ohne Bedeutung. Die
Ausrichtung der Flüssigkristalle ist zeitabhängig und
in stark nichtlinearer Weise von der Spannungsdiffe
renz abhängig.
In Fig. 4a reicht nur die im dritten Takt vorhandene
Spannungsdifferenz aus, eine solche Ausrichtung der
Flüssigkristalle zu bewirken, daß eine Schwärzung auf
tritt.
In Fig. 4b liegt der künstlich veränderte Pegel an den
Elektroden der Spalten zwischen den beiden möglichen
Pegeln von U 2c und U 2a jedoch nahe an dem keiner Zeilen
ansteuerung entsprechenden Pegel von U 1e oder U 1f . Im dritten Takt
wird zwar noch eine Ausrichtung der Flüssigkristalle be
wirkt, diese führt praktisch aber zu keiner Schwärzung.
Die in dieser Darstellung veranschaulichte Maßnahme
wird bei LCD-Bildschirmen angewandt, die für ihre bei
den Bereiche nur einen gemeinsamen Zeilentreiber be
sitzen.
Lassen sich die Bereiche dagegen getrennt ansteuern,
so können die Elektroden gemäß Fig. 4c auch exakt mit
den gleichen Pegeln beaufschlagt werden, so daß eine
Ausrichtung der Flüssigkristalle völlig unterbleibt.
Wird der LCD-Bildschirm für Projektionszwecke verwen
det, so kann es zu einer örtlich ungleichmäßigen Be
leuchtungsstärke kommen, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Die von einer Lichtquelle 38 ausgehenden Strahlen tre
ten nur im Bereich der optischen Achse unter dem etwa
senkrechten Winkel γ ein. Zu den Randbereichen hin ver
kleinert sich der Einfallwinkel der Strahlen zunehmend,
wie die Winkel β und α veranschaulichen. Auch ein Be
trachter 40 nimmt die dargestellten Bildsignale unter
verschiedenen Winkeln wahr.
Die Folge davon ist, daß das projizierte Bild in der
Mitte kontrastreich und an den beiden Enden kontrast
arm wird, oder der Kontrast sich von der einen zur
anderen Außenseite ändert. Diese Erscheinung kann aus
geglichen werden, indem die Ansteuerzeitspanne der LCD-
Zeilen entsprechend ihrer Ordnungszahl verändert wird.
Zweckmäßig werden die außenliegenden Zeilen länger an
gesteuert als die innenliegenden. Dabei wird die An
steuerzeitspanne, das ist in der Darstellung in Fig. 6
die Zeit zwischen den gleichen Flanken aufeinander
folgender Zeilentaktpulse CL 3, abhängig vom Betrachtungswinkel der
betreffenden LCD-Zeile geändert. Statt der Änderung der
Ansteuerzeitspanne kann auch eine Änderung der Ansteuer
spannung vorgenommen werden. Ebenso ist auch eine Kom
bination beider Möglichkeiten gegeben.
Ist der LCD-Bildschirm, wie in Fig. 5 dargestellt, in
zwei Bereiche 18 und 20 aufgeteilt, so wird die Ansteuer
zeitspanne durch den Pulsgenerator 14 so gesteuert, daß
sie kontinuierlich zur Mitte hin verändert wird. Bei
einem einbereichigen LCD-Bildschirm würde dagegen in
der Mitte ein Extremwert im Verlauf der Ansteuerzeit
spanne auftreten. Ist die Lichtquelle 38 oder der Be
trachter 40 seitlich versetzt, so erfolgt in beiden
Fällen eine kontinuierliche Veränderung der Ansteuer
zeitspanne oder der Ansteuerspannung der LCD-Zeilen.
Bei Versorgung der Lichtquelle mit Wechselspannung
kommt es zu einer Schwankung der Beleuchtungsstärke
im Takte der Netzfrequenz, wie in Fig. 7 dargestellt.
Bei Abweichungen der Netzfrequenz von der Zeilenfre
quenz tritt dann ein Flimmereffekt auf, während bei
Übereinstimmung ein ungleichmäßiger Kontrast auf dem
LCD-Bildschirm auftritt. Zur Beseitigung dieser Er
scheinung sind in Fig. 5 zwei Maßnahmen angegeben, die
unabhängig voneinander oder auch in Kombination be
trieben werden können. Die eine Maßnahme besteht darin,
einen Photosensor 42 auf den LCD-Bildschirm 10 zu rich
ten und die Ausgangssignale einer Steuerschaltung 46
zuzuführen, die eine gegenläufige Änderung der Ansteuer
zeitspanne oder eine gleichsinnige Änderung der Ansteu
erspannung herbeiführt, wie im Falle der Ansteuerspan
nung U in Fig. 7 dargestellt ist.
Alternativ kann die Beleuchtungsstärke auch indirekt
mittels einer Überwachungsschaltung aus dem Strom oder
der Spannung der Lichtquelle 38 gewonnen werden und
in gleicher Weise der Steuerschaltung 46 zugeführt
werden.
Bei einer Weiterbildung dieser Maßnahme ist noch ein
Schwellwertdetektor 48 vorgesehen, welcher in der Nähe
des Nulldurchgangs der Netzspannung oder der Beleuch
tungsstärke die Ansteuerspannung U abschaltet, da in
diesem Zeitraum ein Ausgleich nicht möglich ist.
Claims (13)
1. Verfahren zur Ansteuerung einer Bildwieder
gabeeinrichtung, bestehend aus einem von einer Bild
signalquelle ansteuerbaren LCD-Bildschirm (Flüssig
kristallanzeigenbildschirm) sowie gegebenenfalls einer
den LCD-Bildschirm beleuchtenden Lichtquelle, wobei
eine Zuordnung von Bildzeilen des LCD-Bildschirms
(LCD-Zeilen) zu Bildzeilen der Bildsignalquelle in
Abhängigkeit der Zeilenzahl der Bildsignalquelle vor
genommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
ganzzahligen Vielfachen der Zeilenzahl des LCD-Bild
schirms gegenüber der Zeilenzahl der Bildsignalquelle
eine dem Vielfachen entsprechende Zahl aufeinanderfol
gender LCD-Zeilen gemeinsam jeweils einer Zeile der
Bildsignalquelle zugeordnet wird, indem durch Verviel
fachung eines Zeilentaktpulses für die LCD-Zeilen die
entsprechende Zahl von LCD-Zeilen praktisch gleich
zeitig angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß während der Vervielfachung des Zeilen
taktpulses die Ansteuerspannung verändert wird, der
art, daß mit der Vervielfachung des Zeilentaktpulses
die Ansteuerspannung gleichsinnig geändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuerzeitspanne und/oder die An
steuerspannung der LCD-Zeilen entsprechend ihrer Ord
nungszahl stetig verändet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuerzeitspanne und/oder die
Ansteuerspannung von den außen liegenden LCD-Zeilen
zu den innenliegenden stetig verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuerzeitspanne und/oder die An
steuerspannung in Abhängigkeit der örtlichen Erwärmung
der Flüssigkristallschicht geändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuerzeitspanne und/oder die An
steuerzeitspannung in Abhängigkeit der örtlichen Beleuch
tungsstärke geändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuerzeitspanne und/oder die An
steuerspannung in Abhängigkeit zur zeitlichen Beleuch
tungsstärke der den LCD-Bildschirm beleuchtenden Licht
quelle geändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Zeilentakt und/oder die Ansteuer
spannung während der Unterschreitung eines vorge
gebenen Schwellwertes der zeitlichen Beleuchtungsstärke
unterbrochen oder verlangsamt bzw. abgeschaltet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zeilenfrequenz des LCD-Bildschirms
und damit die Bildfrequenz und die Netzfrequenz der
den LCD-Bildschirm beleuchtenden Lichtquelle aneinan
der angepaßt werden.
10. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer
Bildwiedergabeeinrichtung, die ihrerseits aus einem
von einer Bildsignalquelle (12) ansteuerbaren LCD-Bild
schirm (10) sowie einer dem LCD-Bildschirm (10) be
leuchtenden Lichtquelle (38) besteht, wobei eine Schal
tungsanordnung vorgesehen ist, die eine Zuordnung der
Bildzeilen des LCD-Bildschirms (10) zu Bildzeilen der
Bildsignalquelle in Abhängigkeit der Zeilenzahl der
Bildsignalquelle (12) bewirkt, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem ganzzahligen Vielfachen der Zeilenzahl
des LCD-Bildschirms (10) gegenüber der Zeilenzahl der
Bildsignalquelle (12) ein programmierbarer Pulsgene
rator (14) einen Zeilentreiber (30, 32) für die LCD-
Zeilen mit einem Zeilenstartpuls (S) und mit einer
dem Vielfachen entsprechenden Anzahl von Zeilentakt
pulsen (CL 3, CL 3′) ansteuert, und daß während der Dauer
der Zeilentaktpulse der Zeilenstartpuls (S) anliegt,
so daß eine dem Vielfachen entsprechende Anzahl von
LCD-Zeilen praktisch gleichzeitig angesteuert ist.
11. Schaltungsanordnung nach Amspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerspannungs
stellschaltung (16) vorgesehen ist, welche mit dem
Pulsgenerator (14) derart gekoppelt ist und die die Ein
gangsspannung eines einzelne Ansteuerspannungen ab
gebenden Spannungsteilers verändert oder zwischen
mehreren Ansteuerspannungen umschaltet.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder
11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fotosensor (42)
auf die den LCD-Bildschirm (10) beleuchtende Licht
quelle (38) gerichtet ist oder eine Überwachungsschal
tung (44) für den Strom oder die Spannung der Licht
quelle (38) vorgesehen ist, deren jeweiliger Ausgang
über eine Steuerschaltung (46) mit der Ansteuerspannungs
stellschaltung (16) und/oder dem programmierbaren Puls
generator (14) verbunden ist, derart, daß die Ansteuer
zeitspanne gegenläufig oder die Ansteuerspannung gleich
sinnig zur Beleuchtungsstärke geändert wird.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Schwellwertdetektor (48) für
die Beleuchtungsstärke oder den Strom oder die Spannung
der Lichtquelle (38) vorgesehen ist, dessen Ausgang
über die Steuerschaltung (46) mit der Ansteuerspannungs
stellschaltung (16) verbunden ist, derart, daß der
Zeilentakt unterhalb einer vorgegebenen Beleuchtungs
stärke oder in der Nähe des Nulldurchgangs der Licht
intensität unterbrochen oder verlangsamt bzw. die An
steuerspannung abgeschaltet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873720353 DE3720353A1 (de) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Verfahren und schaltungsanordnung zur ansteuerung einer bildwiedergabeeinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19873720353 DE3720353A1 (de) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Verfahren und schaltungsanordnung zur ansteuerung einer bildwiedergabeeinrichtung |
Publications (2)
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DE3720353A1 DE3720353A1 (de) | 1989-01-05 |
DE3720353C2 true DE3720353C2 (de) | 1990-10-04 |
Family
ID=6329949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873720353 Granted DE3720353A1 (de) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Verfahren und schaltungsanordnung zur ansteuerung einer bildwiedergabeeinrichtung |
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1987
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DE3720353A1 (de) | 1989-01-05 |
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