DE3720353C2 - - Google Patents

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.