DE69122182T2

DE69122182T2 - Bilddatensteuergerät und Anzeigesystem

Info

Publication number: DE69122182T2
Application number: DE69122182T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Inoue; Atsushi Mizutome; Osamu Yuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2011-06-25
Also published as: KR920001416A; KR940006350B1; ATE143164T1; EP0464555B1; EP0464555A3; US5903253A; JPH0455890A; EP0464555A2; DE69122182D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigesysten und insbesondere auf eine Bilddatensteuereinrichtung bei einem Anzeigesystem unter Verwendung eines ferroelektrischen Flüssigkristalls mit einer Speichereigenschaft.
Bei einem Flüssigkristall-Anzeigesystem, das für einen Personalcomputer (PC), einen Arbeitsplatzrechner (work station (WS)) oder dergleichen erforderlich ist, wurden in den letzten Jahren ein großer Anzeigebildschirm und eine hohe Auflösung Jahr für Jahr verwirklicht und eine Kompatibilität mit den bestehenden Personalcomputern (PC) oder Arbeitsplatzrechnern (work stations (WS)) ist ebenfalls erforderlich.
Beim Erklären einer von IBM Korporation hergestellten PC/AT- Einrichtung, die als ein Beispiel allgemein weitverbreitet angewendet wird, gibt es als Anzeigebetriebsarten, die bei einem Anzeigesystem verwendet werden, Anzeigebetriebsarten der Adapterspezifikation für ein Bild, die unter den eingetragenen Warenzeichen CGA (Color Graphics Array), EGA (Enhanced Graphics Array), VGA (Video Graphic Array), 8514/A und dergleichen, die von IBM Korporation hergestellt wurden, bekannt sind. Die Auflösungen und die Anzahl der Farben, die bei den vorstehenden Anzeigebetriebsarten angezeigt werden können, sind jeweils verschieden.
Systeme, die derartige verschiedene Anzeigebetriebsarten durch. ein einzelnes Anzeigesystem darstellen können, waren beispielsweise unter den eingetragenen Warenzeichen "Multisync II", "Multisync 3D", "Multisync 4D", "Multisync 5D" und dergleichen, die von NEC Korporation hergestellt wurden, als Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesysteme bekannt. Bei dem Flüssigkristall- Anzeigesystem, das einen Personalcomputer (PC) oder einen Arbeitsplatzrechner (work station (WS)) von der Art eines Laptops verwirklichen kann, besteht ein Problem darin, daß es schwierig ist, verschiedene Arten von Anzeigebetriebsarten, die durch ein einzelnes Anzeigesystem darzustellen sind, zu ermöglichen.
Insbesondere bei dem Anzeigesystem unter Verwendung des ferroelektrischen Flüssigkristalls sind in Vergleich zum Fall des Kathodenstrahlröhren (CRT)-Anzeigesystems die folgenden Überlegungen hinsichtlich der Anzeigefarbe und der Auflösung erforderlich und die Kompatibilität mit dem Kathodenstrahlröhren(CRT) Anzeigesystem ist gering.

(1) In Bezug auf die Anzeigefarbe:

Bei der ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung wird ein bistabiler Ausrichtungszustand, das heißt; ein binärer Anzeigezustand, verwirklicht, wie in US-A-4367924 von Clerk u. a. oder dergleichen offenbart. Mit anderen Worten, es besteht ein Problem darin, daß eine Verwirklichung eines Tönungsausdrucks durch eine Steuerung einer angelegten Spannung oder dergleichen schwierig ist. Um die Tönungsanzeige durch eine derartige Binär-Digitalisierungsanzeigeeinrichtung zu verwirklichen, wird die Tönungsanzeige (Bereichstönungsanzeige) durch Ändern eines Verhältnisses der Anzahl von weißen und schwarzen Punkten verwirklicht.
Andererseits wurde bei der gewöhnlichen Anzeigebetriebsart das Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystem so entworfen, um einen Lichtstrahl mit einer Leuchtdichte entsprechend einer Tönung für einen Punkt (Leuchtdichtetönung) zu emittieren.
In dem Fall, in dem verschiedene Anzeigebetriebsarten mit verschiedenen Anzeigefarben durch das ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeigesystem dargestellt werden, kann deshalb die Leuchtdichtetönung nicht verwendet werden, sodaß die Tönungsinformation bei jedem ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigesystem in Übereinstimmung mit jeder Anzeigebetriebsart in die Daten des Bereichstönungsanzeigesystems geändert werden muß.

(2) In Bezug auf die Auflösung:

Wenn die bei dem Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystem verwendete Anzeigebetriebsart bei dem ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigesystem mit einer bestimmten Auflösung (z.B., 640 x 480 Bildelemente) angewendet wird, entstehen im Fall der Anzeigebetriebsart mit einer niedrigeren (z.B., 320 x 200 Bildelemente) als der vorstehenden Auflösung überschüssige Bildelemente.
Oder es fehlen Bildelemente in der horizontalen Richtung, wie im Falle der Anzeigebetriebsart mit einer höheren (z.B., 720 x 400 Bildelemente) als der vorstehenden Auflösung. In derartigen Fällen ist es erforderlich, die Bilddaten in der vertikalen oder horizontalen Richtung auszudehnen oder zu verdichten.
Andererseits, da der ferroelektrische Flüssigkristallbildschirm eine Speicherwirkung besitzt, besteht ein Problem darin, daß ein Anzeigezustand vor einem Schalten in einen Randabschnitt, der nach einem Schalten der vorstehend erwähnten Anzeigebetriebsart auftritt, als ein Nachbild bestehen bleibt, ohne gelöscht zu werden.
EP-A-0 340 664 offenbart eine Bilddatensteuereinrichtung mit einer Grafiksteuereinrichtung zum Erzeugen von Bilddaten, die durch ein Anzeigesystem bestimmt werden, und einer Betriebsartanzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Anzeigebetriebsart der Grafiksteuereinrichtung. Dabei werden in Übereinstimmung mit den Anzeigebetriebsartdaten, die in das Betriebsartregister geschrieben werden und die Anzeigeart, d.h., Kathodenstrahlröhren(CRT)- oder Plasmaanzeige, bestimmen, Palettendaten in einem Palettenregister gesetzt.
In Übereinstimmung mit EP-A-0 340 664 ist ein bestimmtes BIOS- Steuerprogramm erforderlich, um die Bilddatensteuereinrichtung zu steuern.
Weiterhin beschreibt die nach-veröffentlichte EP-A-0 421 772 eine Anzeigeeinrichtung, bei der eine Abtönungsumwandlung der in dem Video-Schreib-Lese-Speicher (VRAM) gespeicherten Bilddaten ausgeführt wird.
Bei dieser Einrichtung jedoch steuert die Grafiksteuereinrichtung die Verwaltung der Anzeigeinfomation und die gesamte Verbindung zwischen den Hauptrechner (host CPU) und der Anzeigeeinrichtung, wobei die Eingabebilddaten direkt in durch das Anzeigesystem bestimmte Bilddaten gewandelt werden.
Zusätzlich bezieht sich die Schrift EP-A-0 354 480 auf einen Anzeigesignalgenerator, bei dem durch eine Nachschlagetabelle umgewandelte Anzeigedaten in erste Bilddaten verarbeitet werden, um zu einer Kathodenstrahlröhre (CRT) geführt zu werden, und gleichzeitig ohne Verarbeitung zu einer Flüssigkristall-Anzeige geführt werden.
Somit verwenden die vorstehenden Datensteuereinrichtungen eine Grafiksteuereinrichtung zum Umwandeln der Bilddaten des Video- Schreib-Lese-Speichers (VRAM) in durch das Anzeigesystem bestimmte Bilddaten.
Folglich ist es nicht möglich, die Bilddatensteuereinrichtungen in Verbindung mit irgendeinem herkömmlichen Hauptrechner (host CPU) zu verwenden, da sie von dem Hauptrechner (host CPU) aus betrachtet nicht vollkommen mit einem herkömmlichen Kathodenstrahlröhren (CRT)-Anzeigesystem kompatibel sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bilddatensteuereinrichtung mit einer, von einem Hauptrechner (host CPU) aus betrachtet, vollkommenen Kompatibilität mit einem herkömmlichen Kathodenstrahlröhren(CRT)- Anzeigesystem zu bilden.
Diese Aufgabe wird durch eine Bilddatensteuereinrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.
Die Anzeigeeinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Anmeldung verwendet zwei getrennte Grafiksteuereinrichtungen zum Erreichen der Umwandlung. Die erste Grafiksteuereinrichtung erzeugt durch ein herkömmliches Kathodenstrahlröhren(CRT)- Anzeigesystem bestimmte erste Bilddaten, die zu einer zweiten Grafiksteuereinrichtung, die zum Umwandeln der ersten Bilddaten in durch das Flüssigkristall-Anzeigesystem bestimmte zweite Bilddaten verwendet wird, geführt werden.
Da die erste Grafiksteuereinrichtung eine herkömmliche Kathodenstrahlröhren (CRT)-Steuereinrichtung, d.h., eine Standard-VGA- Grafikkarte für ein Kathodenstrahlröhren(CRT)-System, sein kann, kann hinsichtlich der Bilddatenübertragung zwischen dem Hauptrechner (host CPU) und der Bilddatensteuereinrichtung eine vollkommene Kompatibilität mit einem Kathodenstrahlröhren(CRT)- System erreicht werden.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild mit einem Anzeigesystem der Erfindung;
Figur 2 ein Blockschaltbild mit einer Grafiksteuereinrichtung der Erfindung;
Figur 3A eine erläuternde Tabelle mit VGA-Eingabe/Ausgabe(I/O)- Registern, auf die verwiesen wurde, zum Unterscheiden einer Anzeigebetriebsart und die bei der Erfindung verwendet wurden, und mit einer Bitliste bei den Registern;
Figur 3B eine erläuternde Tabelle mit den Inhalten eines bei der Erfindung verwendeten Betriebsartunterscheidungsregisters;
Figur 4 eine erläuternde Tabelle mit Anzeigeformaten, wenn Anzeigen in verschiedenen Anzeigebetriebsarten (0 bis 13(h)) auf einen ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigebildschirm mit 1280 x 1024 Bildelementen, der bei der Erfindung verwendet wurde, ausgeführt werden;
Figuren 5A und 5B erläuternde Schaubilder, von denen jedes die Beziehung zwischen einem zur Anzeige verwendbaren Bereich und horizontalen/vertikalen Randbereichen, die bei der Erfindung verwendet wurden, zeigt;
Figur 6 eine erläuternde Tabelle mit einer Umwandlungsvorschrift zu Tönungsdaten (4 Bitsibildelement) für eine bei der Erfindung verwendete Doppelvergrößerungsanzeige;
Figur 7 ein Schaubild eines Aufbaus eines bei der Erfindung verwendeten Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speichers;
Figuren 8A, 8B und 8C erläuternde Schaubilder mit den Beziehungen zwischen Tönungsdaten bei den Datenumwandlungspaletten- Schreib-Lese-Speicher und Bildelementen eines tatsächlichen Anzeigebildschirms, die bei der Erfindung verwendet wurden;
Figur 9 ein erläuterndes Zeitablaufdiagramm mit der Beziehung zwischen den Lese- und Schreibvorgängen eines Hauptrechners (host CPU) und eines Ein- Chip-Mikrocomputers, die bei der Erfindung verwendet wurden;
Figur 10 ein Zeitablaufdiagramm mit einem Bilddatenausgabeformat von einer Grafiksteuereinrichtung der Erfindung;
Figur 11 eine erläuternde Tabelle mit einer Umwandlungsbetriebsart einer Bildelementauswahleinrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung; und
Figur 12 eine erläuternde Tabelle mit Anzeigebetriebsarten bei einem grafischen Untersystem "VGA", das durch IBM Korporation hergestellt wird.
Figur 1 ist ein Blockschaltbild mit einem erfindungsgemäßen Anzeigesysten. Das Anzeigesystem umfaßt: einen Anzeigeeinheitteil 1, der einen ferroelektrischen Flüssigkristall (FLC) verwendet; einen Grafiksteuereinrichtungsteil 2; und einen Hauptrechner (host CPU, Zentraleinheit) 3, wie etwa eine PC/AT-Einrichtung, die durch IBM Korporation hergestellt wird, oder dergleichen.
Ein Anzeigebildschirm 11 ist in einer derartigen Weise aufgebaut, daß 1024 Abtasteiektroden und 2560 Informationselektroden (ein Bildelement auf zwei Informationselektroden) matrixgleich angeordnet sind und ein ferroelektrischer Flüssigkristall (FLC), bei dem ein Ausrichtungsverfahren ausgeführt wurde, ist zwischen zwei Glasplatten abgedichtet. Abtastzeilen sind mit einer Abtastelektroden-Treiberschaltung 12, die einen Adreßdecodierer 121 und einen gemeinsamen Treiber 122 besitzt, verbunden. Infornationsleitungen sind mit einer Informationselektroden- Treiberschaltung 13, die ein Schieberegister 131, einen Zeilenspeicher 132 und einen Segmenttreiber 133 besitzt, verbunden. Wie in Figur 1 gezeigt, besitzt ein Bildelement einen Aufbau von zwei Bit/Bildelement, das bei einem Bereichsverhältnis von 3 : 2 geteilt wurde. Eine Tönungsanzeige mit vier Pegeln pro Bildelement ist verwirklicht.
Eine Anzeigesteuereinrichtung 17 empfängt Anzeigedaten PD&sub0; bis PD&sub7; von der Grafiksteuereinrichtung 2 und steuert die Abtastelektroden-Treiberschaltung 12 und die Informationselektroden- Treiberschaltung 13.
Die Grafiksteuereinrichtung 2 muß mit dem Kathodenstrahfröhren(CRT)-Anzeigesystem yollkommen kompatibel sein, wenn die Grafiksteuereinrichtung 2 vom Hauptrechner (host CPU) 3 aus gesehen wird. Daher wird die Grafiksteuereinrichtung 2 durch Hinzufügen eines Betriebsartunterscheidungsregisters 22 zum Unterscheiden einer Anzeigebetriebsart, eines Dual-Port-Schreib-Lese-Speichers (dual port RAM) 23 zum Lesen von Farbdaten aus einer Farbpalette 212, eines Datenumwandlungspaletfien-Schreib-Lese-Speichers (data conversion palette RAM) 24 zum Umwandeln in Daten für den ferroelektrischen Flüssigkristall (FLC) und eines Ein-Chip- Mikrocomputers 25 als ein Mikroprozessor zum Ausführen einer gesamten Steuerung der Anzeige bei einer Grafikkarte 21 selbst (VGA-Karte als eines der grafischen Untersysteme, die beispielsweise durch IBM Korporation hergestellt wird), die bei dem Kathodenstrahlröhren (CRT)-Anzeigesystem verwendet wird, aufgebaut. Der Ein-Chip-Mikrocomputer 25 verwaltet die Bilddaten zwischen dem Hauptrechner (host CPU) 3 und der Anzeigeeinheit 1 und steuert Anzeigezeitpunkte und dergleichen.
Figur 2 ist ein Blockschaltbild der bei der Erfindung verwendeten Grafiksteuereinrichtung 2. Die in Figur 2 gezeigte Schaltung besitzt die Grafikkarte 21, mit: einen VGA-Steuereinrichtungs- Chip 211, der als eine Standardeinrichtung bei dem Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystem verwendet wird; der Farbpalette 212; und mit einem Video-Schreib-Lese-Speicher (VRAM) (oder dynamischen RAM (DRAM)) 213, der als ein Rahmenpuffer verwendet wird. Weiter umfaßt die in Figur 2 gezeigte Schaltung: das Betriebsartunterscheidungsregister 22 (VGA-Eingabe/Ausgabe (I/O)- Register) zum Unterscheiden der Anzeigebetriebsart bei den VGA- Steuereinrichtungs-Chip 211; den Dual-Port-Schreib-Lese-Speicher 23 zum Auslesen der Farbdaten (R: Rot, G: Grün, B: Blau; alle Farbdaten bestehen aus sechs Bit), die in die Farbpalette 212 geschrieben sind (der Dual-Port-Schreib-Lese-Speicher 23 wird als ein Nur-Lese-Puffer verwendet); ein WR-Flag 26 zum Erfassen und Halten von Schreibsignalen zum Betriebsartunterscheidungsregister 22 und zum Dual-Port-Schreib-Lese-Speicher 23; den Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 zum Umwandeln von Bildelementdaten aus dem Video-Schreib-Lese-Speicher (VRAM) (oder DRAM) 213 in Bereichstönungsdaten; eine Bildelementauswahleinrichtung 27 zum Umwandeln der Bilddaten von dem Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 in ein zur Übertragung der Bilddaten zur Anzeigeeinheit 1 geeignetes Ausgabeformat; und den Ein-Chip-Mikrocomputer 25 zum Setzen der durch Umwandeln der Farbdaten von der Farbpalette 212 in die Daten für den ferroelektrischen Flüssigkristall erhaltenen Daten in Übereinstimmung mit der Anzeigebetriebsart in den Datenumwandlungspaletten Schreib-Lese-Speicher 24 und zum Anweisen, um die Anzeigebetriebsartinfomation mittels eines Flags (Betriebsart-Flag) zur Seite der Anzeigeeinheit 1 zu übertragen.
Bei den Figuren 1 und 2 verwendete Signale sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Fortsetzung von Tabelle 1: Fortsetzung von Tabelle 1:
Die Funktion wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.

(1) VGA-Karte 21 (Grafikkarte 21)

In Figur 2 wirkt ein durch eine gebrochene Linie umgebener Abschnitt im Falle des Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystems allgemein als eine VGA-Karte, derart, daß vom Hauptrechner (host CPU) 3 aus gesehen keine Kenntnis vorliegt, daß die Anzeigeeinheit 1 die ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeigeeinheit ist (die Anzeigeeinheit 1 ist mit dem Kathodenstrahlröhren(CRT)- Anzeigesystem vollständig kompatibel). Der VGA-Steuereinrichtungs-Chip 211 ist ein Großintegrationsbaustein (LSI, Large Scale Integration) zum Steuern der gesamten Funktion der VGA-Karte 21 und ist durch vier Steuerteile aufgebaut: einen Anzeigesteuerteil; einen Grafiksteuerteil; einen Ablaufsteuerteil; und einen Attributsteuerteil. Eine Anzahl von inneren Registern ist in jedem der Steuerteile vorgesehen und auf die Register wird über eine Eingabe/Ausgabe (I/O)-Port-Adresse des Hauptrechners (host CPU) 3 zugegriffen. Der Hauptrechner (host CPU) 3 steuert eine Gruppe dieser Register in Übereinstimmung mit jeder Anzeigebetriebsart, um dadurch Zeitpunkte von verschiedenen Steuersignalen, wie etwa horizontale/vertikale Synchronisationssignale, ein Austastsignal und dergleichen, einzustellen und die Farbdaten in die Farbpalette 212 zu setzen und dergleichen mehr. Als eine Spezifikation der VGA-Karte kann der Hauptrechner (host CPU) 3 nicht nur die Inhalte der inneren Register des VGA- Steuereinrichtungs-Chips 211 setzen, sondern sie auch nacheinander auslesen. Die VGA-Karte 21 wird deshalb so eingestellt, daß sie von der Seite des Hauptrechners (host CPU) 3 aus immer gelesen/beschrieben werden kann.

(2) Unterscheidung der Anzeigebetriebsart und des Anzeigeformats

Um alle Anzeigebetriebsarten unter Verwendung des ferroelektrischen Flüssigkristalls auf der Anzeigeeinheit 1 ohne Probleme anzuzeigen, ist es erforderlich, die Farbdaten, die bei dem herkömmlichen Kathodenstrahlröhren (CRT)-Anzeigesystem verwendet wurden, umzuwandeln, was nachfolgend erläutert wird, oder das Betriebsart-Flag in Übereinstimmung mit der Anzeigebetriebsart, die auf der Seite des Hauptrechners (host CPU) 3 ausgewählt wird, zur Seite der Anzeigeeinheit 1 zu übertragen. Zu diesem Zweck muß eine Einrichtung zum Erkennen der Anzeigebetriebsart bei der Grafiksteuereinrichtung 2 vorgesehen werden. Das VGA- Eingabe/Ausgabe (I/O)-Register (Betriebsartunterscheidungsregister 22) in Figur 2 ist zum Erkennen der Anzeigebetriebsart vorgesehen. Wie vorstehend erwähnt, ändert der Hauptrechner (host CPU) 3 in Übereinstimmung mit der Anzeigebetriebsart die Einstellung einiger Register im VGA-Steuereinrichtungs-Chip 211. Das VGA-Eingabe/Ausgabe (I/O)-Register (Betriebsartunterscheidungsregister 22), das in Übereinstimmung mit der Änderung bei der Anzeigebetriebsart geändert wird, ist vom Hauptrechner (host CPU) 3 aus gesehen als ein Nur-Schreib-Register ebenfalls außerhalb des VGA-Steuereinrichtungs-Chips 211 angeordnet, um dadurch eine Unterscheidung der Anzeigebetriebsart zu ermöglichen, indem dem Ein-Chip-Mikrocomputer 25 eine Bezugnahme auf die Daten im Register 22 erlaubt wird.
Der Ein-Chip-Mikrocomputer 25 uberprüft das WR-Flag 26 hinsichtlich des Betriebsartunterscheidungsregisters 22 für eine Zeitperiode (während eines Anzeigeintervalls), die nicht in die Zeitperiode des Einschaltens der Energieversorgung und eines vertikalen Austastintervalls fällt. Falls Daten bereits eingeschrieben wurden (das IO_WR-Flag 26 als ein Schreib-Flag des Eingabe/Ausgabe(I/O)-Registers wurde auf "Eins" gesetzt), werden somit die Inhalte im Betriebsartunterscheidungsregister 22 gelesen, um dadurch das Vorhandensein oder Fehlen einer Änderung bei der Anzeigebetriebsart zu unterscheiden (die Funktion für die Anzeigezeitperiode). Falls die Anzeigebetriebsart geändert wurde, werden eine Änderung bei der Einstellung des Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speichers 24, was nachfolgend erläutert wird, und eine Änderung beim Betriebsart-Flag, das zur Anzeigeeinheit 1 übertragen wird, während des vertikalen Austastintervalls ausgeführt.
Figur 3A zeigt die VGA-Eingabe/Ausgabe(I/O)-Register (Betriebsartunterscheidungsregister 22), die, wie erwähnt, zum Unterscheiden der Anzeigebetriebsart bestimmt sind, und eine Bitliste in den Registern. Wie in Figur 3A gezeigt, kann die Anzeigebetriebsart durch die Testbits auf insgesamt acht Positionen von fünf Arten von VGA-Eingabe/Ausgabe(I/O)-Registern unterschieden werden. Tatsächlich sind die Testbits in Übereinstimmung mit der Reihenfolge, wie in Figur 3B gezeigt, angeordnet und werden als ein Betriebsartunterscheidungsregister 22 behandelt. Zwölf Arten von Anzeigebetriebsarten werden durch die Daten in Register 22 erkannt.
Figur 4 zeigt Anzeigeformate (VGA-Betriebsarten), wenn der ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeigebildschirm 11 aus 1280 x 1024 Bildelementen die Anzeige bei den Anzeigebetriebsarten (0 bis 13(h)) ausführt. Weiter zeigen die Figuren 5A und 5B die Beziehungen zwischen den zur Anzeige verwendbaren Bereich und den horizontalen/vertikalen Randbereichen. In dem Fall beispielsweise, in dem die Anzeigebetriebsart 4,5(h) in Figur 4 ausgewählt wurde, kann die Vergrößerungsanzeige für die Standardanzahl von Bildelementen von Einfach auf Vierfach ausgeführt werden. In diesem Fall werden die Bilddaten durch ein Farbdaten- Umwandlungsverfahren (Funktion auf der Seite der Grafiksteuereinrichtung 2), das später erläutert wird, in der horizontalen Richtung ausgedehnt. In Verbindung mit der Vergrößerung in der horizontalen Richtung muß andererseits das gleiche Verfahren in Bezug auf die vertikale Richtung ausgeführt werden. Das Vergrößerungsverfahren in der vertikalen Richtung wird in einer derartigen Weise verwirklicht, daß die Anzeigesteuereinrichtung 17 bei der ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigeeinheit 1 den gemeinsamen Treiber 122 steuert, um gleichzeitig zwei oder vier Abtastzeilen des Anzeigebildschirms 11 auszuwählen und zu treiben. Daher überträgt die Grafiksteuereinrichtung 2 Vergrößerungen (hier 1, 2, 4) zur Vergrößerungsanzeige in Übereinstimmung mit der Anzeigebetriebsart als ein Betriebsart-Flag zur Seite der Anzeigesteuereinrichtung 17 und muß Information uber das Vorhandensein oder Fehlen (der Anzahl von Abtastzeilen) des gleichzeitigen Treibens einer Vielzahl von Abtastzeilen geben. Figur 5A zeigt ein Anzeigeformat in dem Fall, in dem kein horizontaler Rand, aber der vertikale Rand besteht. Figur 5B zeigt ein Anzeigeformat in dem Fall, in dem sowohl die horizontalen als auch die vertikalen Ränder bestehen.

(3) Umwandlungsverfahren von Farbdaten

Im Falle einer Anzeige von verschiedenen Anzeigebetriebsarten mit verschiedenen Anzeigefarben durch den ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigebildschirm 11, wie vorstehend erwähnt, werden in Übereinstimmung mit der Anzeigebetriebsart die Farbdaten in der Tiefenrichtung der Tönung wie bei dem Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystem in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Anordnung der Bildelemente des ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigebildschirms 11 in die Tönungsdaten (Tönungsbereichsdaten) in der horizontalen Richtung (Ausdehnungsrichtung) umgewandelt.

< Lesen von Farbdaten>

In Übereinstimmung mit der Spezifikation der Karte (im Fall von VGA) der Grafikkarte 21 können die vom Farbpaletten-Chip 212 erzeugten Farbdaten (R-, G- und B-Daten, die jeweils aus sechs Bit bestehen) zu beliebigen Zeitpunkten durch den Hauptrechner (host CPU) 3 gelesen/geschrieben werden. Um bei der Grafiksteuereinrichtung 2 der Erfindung die von dem Farbpaletten-Chip 212 erzeugten Farbdaten zu lesen, ist daher der Dual-Port-Schreib- Lese-Speicher (dual port RAM) 23 für die gleichen Adressen wie diejenigen beim Farbpaletten-Chip 212 vorgesehen, in einer derartigen Weise, daß er als Nur-Schreib-Speicher (write only RAM) wirkt, wenn er von der Seite des Hauptrechners (host CPU) 3 aus gesehen wird, und daß er als Nur-Lese-Speicher (read only RAM) wirkt, wenn er von der Seite des Ein-Chip-Mikrocomputers 25 gesehen wird. Mit dem vorstehenden Aufbau können die Farbdaten grundlegend unabhängig von dem Zurücklesezeitpunkt des Hauptrechners (host CPU) 3 gelesen werden.
In einer ähnlichen Weise wie im Falle des Betriebsartunterscheidungsregisters 22 überprüft der Ein-Chip-Mikrocomputer 25 das WR-Flag 26 (PALWR flag) hinsichtlich des Dual-Port-Schreib-Lese- Speichers (dual port RAM) 23 während einer anderen Zeitperiode (während des Anzeigeintervalis) als dem vertikalen Austastintervall. In dem Fall, in dem die Daten bereits geschrieben wurden (die Einstellung der Farbdaten des Farbpaletten-Chips 211 wurde geändert), werden somit die Inhalte (R-, G- und B-Farbdaten, die jeweils aus sechs Bit bestehen) in dem Dual-Port-Schreib-Lese- Speicher (dual port RAM) 23 gelesen.

< Umwandlung in Tönungsdaten für ferroelektrischen Flüssigkristall>

Eine Umwandlungsspezifikation von den gelesenen Farbdaten in die Tönungsdaten für den ferroelektrischen Flüssigkristall wird nachfolgend beschrieben. Als ein Beispiel zeigt Figur 6 eine Umwandlungsspezifikation von den Farbdaten, die von der Farbpalette 212 erzeugt werden, in die Tönungsdaten (4 Bit/Bildelement) für den ferroelektrischen Flüssigkristall, wenn die Doppelvergrößerungsanzeige ausgeführt wird. Wie in Figur 6 gezeigt, werden die R-, G- und B-Farbdaten, die jeweils aus sechs Bit bestehen und gelesen wurden, mit Konstanten, wie etwa 2, 4 und 1, multipliziert (Gewichtung wie Leuchtdichtetönungen), und die resultierenden Daten werden addiert, um dadurch die Umwandlung von den Farbdaten in die Leuchtdichtetönungsdaten auszuführen. Die wie vorstehend erwähnt abgeleiteten Leuchtdichtetönungsdaten werden in jeden vorbestimmten Pegel (14 Pegel beim Ausführungsbeispiel) eingeteilt, um dadurch die Tönungsdaten für jeden Leuchtdichtebereich zu bestimmen (Daten, die in den Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 gesetzt werden). Es ist wünschenswert, derartige Tönungsdaten als eine Tabelle in einem Nur-Lese(ROM)-Bereich oder dergleichen im Ein-Chip-Mikrocomputer 25 im voraus zu speichern. Wenn die Bereichstönungsdaten aus den Leuchtdichtetönungsdaten bestimmt werden, müssen der Bildelementaufbau des Anzeigebildschirms 11 als ein Gegenstand und die Gamma-Charakteristiken genügend berücksichtigt werden. Die vorstehenden Umwandlungsverfahren werden grundlegend in einer anderen Zeitperiode als dem vertikalen Austastintervall (oder dem vertikalen Synchronisationssignalintervall), nämlich innerhalb der Anzeigezeitperiode, ausgeführt.

< Einstellung von Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speidher 24 (Schreiben von Tönungsdaten)>

Der Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 ist eine Nachschlagetabelle, die aus 256 mal einem Register mit einer Länge von acht Bit aufgebaut ist und als ein Palettenregister bezeichnet wird. Figur 7 zeigt einen Aufbau des Schreib-Lese- Speichers (RAM) 24. Die Bildelementdaten, die ober den VGA- Steuereinrichtungs-Chip 211 zugeführt werden, dienen beim Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 als Adressen. Bei den ausgewählten Adressen gespeicherte Tönungsdaten (PL&sub0; bis PL&sub7;) werden erzeugt.
Der Schreibvorgang der Tönungsdaten, die wie vorstehend erwähnt umgewandelt wurden, in den Datenumwandlungspaletten-Schreib- Lese-Speicher 24 wird zum Zeitpunkt des Einschaltens der Energieversorgung und während des vertikalen Austastintervalls (oder des vertikalen Synchronsationssignalintervalls) durch den Ein- Chip-Mikrocomputer ausgeführt.
Figur 8 zeigt die Beziehung zwischen den Tönungsdaten im Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 und den tatsächlichen Bildelementen beim Anzeigebildschirm 11. In Figur 8 zeigt Figur 8C die minimale Bildelementeinheit des bei dem Ausführungsbeispiel verwendeten Anzeigebildschirms 11. Wie vorstehend erwähnt, wird ein Bildelement in zwei Bereiche bei einem Bereichsverhältnis von 3 : 2 geteilt. Die Bereichstönungsanzeige mit 4 Pegeln/Bildelement wird durch unabhängiges Treiben dieser zwei Bereiche verwirklicht. Figuren 8B und 8C zeigen Behandlungen eines Bildelements bei der Vergrößerungsanzeigebetriebsart Durch Kombinieren und Behandeln von vier Bildelementen als ein Bildelement und durch Kombinieren und Behandeln von sechzehn Bildelementen als ein Bildelement wird die Vergrößerungsanzeige von Doppelt bzw. Vierfach ausgeführt. Die Anzahl von Tönungen, die angezeigt werden kann, wird ebenfalls auf acht Pegel und sechzehn Pegel erhöht (einfache Leuchtdichteberechnung). Wie in Figur 8 gezeigt, entsprechen die Daten in dem Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 direkt den EIN/AUS-Daten jedes Bildelements in der Segment(Informationszeilen)-Richtung auf dem Anzeigebildschim 11 entsprechend einer 1 : 1 Beziehung.
In Bezug auf eine Reihe von Vorgängen, wie vorstehend beschrieben, zeigt Figur 9 die Beziehung der Lese/Schreib-Vorgänge als einen Betriebsablauf des Hauptrechners (host CPU) 3 und des Ein- Chip-Mikrocomputers 25 hinsichtlich eines einfachen Ereignisses als ein Beispiel. Grundlegend ändert der Hauptrechner (host CPU) 3 die Anzeigebetriebsart und die Farbpalette innerhalb des Austastintervalls (während der anzeigefreien Zeitperiode). Die Seite des Ein-Chip-Mikrocomputers 25 liest deshalb die vorstehend geänderten Daten während der Anzeigezeitperiode und führt ebenso die Verfahren bis zum Umwandlungsverfahren wie erforderlich aus. Die Einstellung des Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese- Speichers 24 und des Betriebsart-Flags wird während des Austastintervalls nach einem Rahmen (einem Feld) geändert. Die Farbpalette 212 und das Betriebsartunterscheidungsregister 22 werden während der Anzeigezeitperiode überprüft. Falls nichts geändert ist, wird beim nächsten Austastintervall kein Verfahren ausgeführt.

(4) Bilddatenausgabeformat

Figur 10 zeigt ein Bilddatenausgabeformat von der Grafiksteuereinrichtung 2 in Übereinstimmung mit der Erfindung. In Figur 10 sind Perioden des horizontalen Synchronisationssignals (HSYNC) und des Austastsignals (BLANK) die gleichen wie diejenigen der Signale, die von der als eine Standardkarte verwendeten VGA- Karte erzeugt werden. Zum Ausführen der verschiedenen Anzeigebetriebsarten und der Vergrößerungsanzeige, wie vorstehend erwähnt, werden der Übertragungstakt und die Bliddaten durch einen Taktteiler und eine Bildelementauswahleinrichtung in die Spezifikation für die ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeige umgewandelt.
Ein in Figur 2 gezeigter Taktteiler 28 teilt ein Taktsignal (28 MHz/25 MHz) von der VGA-Karte in der Frequenz und erzeugt Übertragungstakte für die ferroelektrische Flüssigkristall- Anzeigeeinheit in Übereinstimmung mit der ausgewählten Vergrößerungsanzeigebetriebsart (? Bit/Bildelenent). Im Fall von 8 Bit/Bildelement beispielsweise wird das Taktsignal von der Grefikkarte 21 direkt als Übertragungstakt verwendet. Im Fall von 4 Bit/Bildelement wird das Taktsignal von der Grafikkarte 21 auf ½ in der Frequenz geteilt und das resultierende Signal wird als Übertragungstakt verwendet. Die resultierenden Übertragungstakte werden von dem Takttreiber 28 erzeugt.
Andererseits führt die Bildelementauswahleinrichtung 27 Verfahren zum Umwandeln der EIN/AUS-Daten (PL&sub0; bis PL&sub7;) der Bildelemente, die vom Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 zugeführt werden, in die Anzahl von Bits, die in Übereinstimmung mit der Vergrößerungsanzeigebetriebsart angezeigt werden können, und zum Übertragen als Bilddaten mit einer Breite von acht Bit aus. Figur 11 zeigt eine Umwandlungsbetriebsart der Bildelementauswahleinrichtung 27. Im Fall der Doppelvergrößerungsanzeige beispielsweise wird eine Umwandlungsbetriebsart B ausgewählt. Da die Anzahl von Bereichstönungsdaten, die pro Bildelement erhalten werden kann, gleich vier Bit beträgt, werden zu diesem Zeitpunkt zuersü nur die niedrigeren vier Bit (PL&sub0; bis PL&sub3;) aus den Daten PL&sub0; bis PL&sub7; mit der Breite von 8 Bit, die von dem Datenumwandlungspaletten-Schreib-Lese-Speicher 24 in der ersten Phase zugeführt werden, herausgeführt und in die Bilddaten PD&sub0; bis PD&sub3; gespeichert. Nachfolgend werden die niedrigeren vier Bit (PL&sub0; bis PL&sub3;) in der gleichen Weise aus den Daten PL&sub0; bis PL&sub7;, die in der zweiten Phase ausgelesen werden, herausgeführt und in die Bilddaten PD&sub4; bis PD&sub7; gespeichert. Die Daten von acht Bit werden, wie vorstehend erwähnt, durch zwei Phasen abgeleitet und zusammen mit den Übertragungstakten zur Seite der ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigeeinheit 1 übertragen.

(5) Anzeigebetriebsart

Figur 12 zeigt Anzeigebetriebsarten in der VGA-Betriebsart von IBM Korporation.
In Bezug auf die Anzeigefarbe:
Wie aus Figur 12 zu verstehen, ist die Anzahl von Aufbaubits pro Bildelement (? Bit/Bildelement) abhängig von jeder Anzeigebetriebsart verschieden und das Speicherformat beim Bildspeicher (VRAM 213) ist ebenfalls verschieden. Die Anzeigebetriebsart mit einer größeren Anzahl von Aufbaubits pro Bildelement kann offensichtlich die Mehrfarbenanzeige ausführen.
Die Anzeigebetriebsart 13(h) (VGA), die die maximale Anzahl von Farben bei den grafischen Untersystemen der Personalcomputer- Betriebsart von IBM Korporation anzeigen kann, wird nachfolgend als ein Beispiel erläutert. Ein Ausgabeablauf der Farbdaten wird nachfolgend erläutert. Wenn der VGA-Steuereinrichtungs-Chip 211 auf eine bestimmte Adresse im Video-Schreib-Lese-Speicher (VRAM) 213 als einem Rahmenpuffer zugreift, werden den in der Adresse gespeicherten Bilddaten über den VGA-Steuereinrichtungs-Chip 211 Attributdaten hinzugefügt und werden als Daten mit 8 Bit/Bildelement erzeugt. Die Bilddaten mit den Attributdaten dienen als eine Adresse zum Auswählen des Farbregisters in der Farbpalette, in der die Farbdaten zuvor gespeichert wurden. Im Fall der VGA-Betriebsart besitzt die Farbpalette 212 256 Farbregister mit 18 Bit (R-, G- und B-Daten, die jeweils aus sechs Bit bestehen). Die Farbdaten wurden in den Farbregistern gespeichert. Wenn eines der 256 Farbregister durch die Bilddaten von dem Video-Schreib-Lese-Speicher (VRAM) ausgewählt wird, werden die Farbdaten mit den R-, G- und B-Daten, die jeweils aus sechs Bit bestehen, ausgelesen und zu Digital/Analog(D/A)-Wandlern in der gleichen Farbpalette geführt. Ein Digital/Analog(D/A)- Wandler ist für alle der R-, G- und B-Daten gebildet. Jeder Digital/Analog(D/A)-Wandler wandelt die 6-Bit-Digitalfarbdaten in das Analogsignal.
Ein derartiges Farbdaten-Ausgabeverfahren (Farbpalette + Analogausgabe) besitzt einen Vorteil darin, daß die Mehrfarbenanzeige trotz der Tatsache, daß sich im Video-Schreib-Lese-Speicher (VRAM) keine große Datenmenge befindet, verwirklicht werden kann, und besitzt einen Vorteil darin, daß durch Überschreiben der Daten in den Farbregistern die Farbe auf dem Anzeigebildschirm ohne Überschreiben der Daten in dem Video-Schreib-Lese- Speicher (VRAM) geändert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Anzahl von Verbindungsleitungen bei der Anzeige verringert werden kann. Ein derartiges Ausgabeverfahren ist daher ein Standardverfahren hauptsächlich bei gegenwärtigen Personalcomputern.
In Bezug auf die Auflösung:
In Figur 12 unterscheidet sich die Auflösung ebenfalls abhängig von jeder Anzeigebetriebsart. Die Auflösung wird beispielsweise im Falle der Betriebsart D(h) auf 320 x 200 Bildelemente und im Falle der Betriebsart 12(h) auf 640 x 480 Bildelemente gesetzt.
Obwohl der ferroelektrische Flüssigkristallbildschirm beim Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wurde, kann die Erfin dung ebenfalls auf einen Aktivmatrix-Flüssigkristall(TN-Flüssigkristall)-Bildschirm unter Verwendung eines Dünnfilmtransistors angewendet werden.
Bei der ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, die eine Bistabilität besitzt, ist, wie vorstehend beschrieben, die Grafikkarte, die bei dem Kathodenstrahlröhren(CRT)Anzeigesystem allgemein verwendet wird, ausgestattet mit: dem Register zum Unterscheiden der Anzeigebetriebsart von dem Hauptrechner (host CPU) 3; dem Dual-Port-Schreib-Lese-Speicher (dual port RAM) (Nur-Lese-Puffer) 23 zum Lesen der Farbdaten der Farbpalette, die bei dem Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystem allgemein verwendet wird; dem Datenumwandlungspaletten-Schreib- Lese-Speicher 24 zum Umwandeln der Bilddaten, die aus dem Bildspeicher ausgelesen werden, in die EIN/AUS-Daten der Bildelemente der Anzeigeeinrichtung, die vorbestimmt wurden; der Mikroprozessoreinheit (MPU) 25 zum Ausführen einer gesamten Steuerung; und mit dergleichen. Die Bilddaten beim Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystem werden in Übereinstimmung mit der durch den Hauptrechner (host CPU) 3 ausgewählten Anzeigebetriebsart in die Bilddaten zur Flüssigkristall-Anzeige gewandelt. Die resultierenden Bilddaten werden während der Bilddatenausgabeperiode (horizontale/vertikale Synchronisationssignale) bei einer Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeige erzeugt. Verschiedene Arten von Anzeigebetriebsarten, die bei dem Kathodenstrahlröhren(CRT) Anzeigesystem herkömmlicherweise verwendet wurden, können somit durch die ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung ohne irgendwelche Schwierigkeiten angezeigt werden, während vom Hauptrechner (host CPU) 3 aus gesehen eine vollkommene Kompatibilität mit dem Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystem aufrechterhalten wird.

Claims

1. Bilddatensteuereinrichtung, mit:

a) zwei getrennten aufeinanderfolgenden Grafiksteuereinrichtungen, wobei:

a1) die erste Grafiksteuereinrichtung (211 bis 213), die mit einem herkömmlichen Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigesystem vollkommen kompatibel ist, zum Erzeugen erster Bilddaten, die durch ein herkömmliches Kathodenstrahlröhren (CRT)-Anzeigesystem bestimmt sind, gebildet ist; und

a2) die zweite Grafiksteuereinrichtung (24, 25, 27, 28) zum Umwandeln der durch die erste Grafiksteuereinrichtung (211 bis 213) erzeugten ersten Bilddaten in zweite Bilddaten, die durch ein binäres Anzeigeelenent mit einer Speicherwirkung, wie etwa eine ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeige, bestimmt sind, gebildet ist; wobei

b) eine Einrichtung zum Betreiben der zweiten Grafiksteuereinrichtung (24, 25, 27, 28) in Übereinstimmung mit der Anzeigebetriebsart der durch die erste Grafiksteuereinrichtung (211 bis 213) erzeugten ersten Bilddaten gebildet ist, wobei die Anzeigebetriebsart der ersten Grafiksteuereinrichtung (211 bis 213) durch eine jeweilige Betriebsartanzeigeeinrichtung (22) angezeigt wird.

2. Einrightung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bilddaten synchron zu einem horizontalen Synchronisationssignal und zu einem vertikalen Synchronisationssignal übertragen werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leseeinrichtung (23) zum Auslesen von Farbdaten aus der ersten Grafiksteuereinrichtung (211 bis 213) gebildet ist, wobei die zweite Grafiksteuereinrichtung (24, 25, 27, 28) eine Umwandlungseinrichtung (24) zum Umwandeln der Farbdaten in Übereinstimmung mit der unterschiedenen Anzeigebetriebsart umfaßt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung (24) die Farbdaten in Ein/Aus-Daten umwandelt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein/Aus-Daten von der Umwandlungseinrichtung (24) in einer Zeitperiode eines vertikalen Synchronisationssignals oder eines vertikalen Austastsignals gesetzt werden, wenn die Anzeigebetriebsart geändert wird.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbdaten synchron zu einem horizontalen Synchronisationssignal und einem vertikalen Synchronisationssignal übertragen werden.

7. Anzeigesystem mit einer Bilddatensteuereinrichtung Nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das binäre Anzeigeelement ein Anzeigebildschirm (11) mit einer Treiberschaltung (13), die durch eine Steuereinrichtung (17) auf der Grundlage der von der Bilddatensteuereinrichtung zugeführten zweiten Bilddaten gesteuert wird, ist.

8. Anzeigesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigebildschirm (11) ein Flüssigkristall-Bildschirm ist.

9. Anzeigesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigebildschirrn (11) ein ferroelektrischer Flüssigkristall-Bildschirm ist.