DE69323228T2 - Mehrnormen-Matrixanzeigevorrichtung und Verfahren zu seinem Betrieb - Google Patents

Description

Matrixwiedergabeanordnung und deren Wirkungsweise
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Matrixwiedergabeanordnung zum Wiedergeben von Videosignalen von zwei oder mehreren verschiedenen Normen, wobei diese Anordnung eine Wiedergabeplatte aufweist mit einer Anordnung von Bildelementen, vorgesehen in einer bestimmten Anzahl Reihen und Spalten und mit Betreibungsmitteln zum Betreiben der Bildelemente entsprechend einem zugeführten Videosignal, wobei die Betreibungsmittel eine Spaltentreiberschaltung aufweisen, die nach der Horizontal-Frequenz eines zugeführten Videosignals arbeitet zum Zuführen davon abgeleiteter Datensignale zu den Spalten der Bildelemente, eine Reihentreiberschaltung zum Abtasten der Reihen von Bildelementen, und eine Steuerschaltung, welche die Wirkungszeit der Reihentreiberschaltung steuert und auf ein zugeführtes Videosignal reagiert durch Steuerung der Reihenabtastrate der Reihentreiberschaltung entsprechend der Norm des Videosignals. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Wirkungsweise einer solchen Wiedergabeanordnung. Die Erfindung wird insbesondere, obschon nicht ausschließlich, bei Flüssigkristall-wiedergabeanordnungen zur Wiedergabe von Fernsehbildern angewandt.
• Normalerweise wird eine Matrix-Flüssigkristallwiedergabeplatte verwendet bei einer einzigen Videonorm, wobei die Anzahl Reihen von Bildelementen selektiert wird, die sich auf die Videonorm bezieht. Dies führt aber zu Problemen, wenn es erwünscht ist, die Wiedergabeplatte zum Wiedergeben von Videosignalen verschiedener Normen zu benutzen, wie dies erforderlich sein kann, beispielsweise, bei einem tragbaren Fernsehempfänger. Wenn ein NTSC (525 Zeilen) Videosignal an einer Platte wiedergegeben wird, die für PAL (625 Zeilen) Videosignale bestimmt ist, wird ein Bild verringerter Höhe mit dem falschen Seitenverhältnis erhalten. Es könnte dann ein externer Normwandler verwendet werden zum Umwandeln beispielsweise des NTSC-Signals in die PAL-Norm, aber dies erfordert aufwendige Signalverarbeitungstechniken und ist seht kostspielig in Termen der erforderlichen Schaltungstechnik.
• In der US Patentschrift 5.003.388 ist ein Schaltplan dargestellt, nach dem beispielsweise ein PAL-Normvideosignal an einer Wiedergabeanordnung für ein NTSC-Normvideosignal wiedergegeben werden kann. In diesem Schaltplan sind Wandlermittel vorgesehen, welche die Anzahl Wiedergabezeilen des Videosignals, die wirklich wiedergegeben werden, dadurch ändert, daß selektierte Wiedergabezeilen abgeschoben werden, in diesem Fall jede 6. Zeile des PAL-Normsignals, wodurch es ermöglicht wird, daß an der Wiedergabeplatte ein Bild nach der PAL-Norm wiedergegeben wird. Bei der beschriebenen Anordnung wird eine Reihen- und Spaltenanordnung von Bildelementen, beispielsweise Flüssigkristallelementen, von einer Datentreiberschaltung betrieben, die den Spalten von Bildelementen Datensignale liefert, die von einem Videosignal hergeleitet sind, und und eine Abtasttreiberschaltung, die mit den Reihen von Bildelementen verbunden ist, die an sich jede Reihe abtastet. Die Wirkung der Daten- und Abtasttreiberschaltung wird von einer Steuerschaltung gesteuert und Synchronisiert, wobei Synchronsignale benutzt werden, die von dem Videosignal abgeleitet werden. Die Steuerschaltung betreibt die Abtasttreiberschaltung mit einer Rate entsprechend der Zeilenfrequenz des Videosignals. Wenn beispielsweise ein PAL-Signal wiedergegeben werden soll, werden die Abtast- und die Datentreiberschaltung derart gesteuert, daß selektierte, in regelmäßigen Abständen voneinander liegende Zeilen und die dazugehörenden abgetasteten Datensignale in dem Videosignal ignoriert werden. Auf diese Weise kann das PAL-Normbild zu der Bildelementanordnung passend gemacht werden. Wie aber in der Patentschrift beschrieben, können, wenn bei Benutzung dieser Annäherung keine bestimmten Maßnahmen getroffen werden, unerwünschte Wiedergabeartefakte erzeugt werden. Sogar wenn die vorgeschriebenen Maßnahmen getroffen werden, wodurch die Position der gelöschten Zeilen von Teilbild zu Teilbild sich ändert, dürfte es einleuchten, daß Wiedergabestörungen, wie flimmernde Zeilen erscheinen bei der Wiedergabe bestimmter Arten von Bildern.
• Zum Wiedergeben eines NTSC-Videosignals an einer Wiedergabeplatte für PAL-Videosignale ist eine entgegengesetzte Annäherung möglich, wodurch bestimmte Zeilen in dem NTSC-Signal derart wiederholt werden, daß an Stellen verschiedene Reihen von Bildelementen mit derselben Bildinformation betrieben werden. Auf diese Weise wird das Bild auf effektive Weise in der vertikalen Richtung expan diert zum Füllen des verfügbaren Wiedergabegebeites. Auch hier kann aber die Technik zu wahrnehmbaren Wiedergabeartefakten führen, welche die Qualität des wiedergegebenen Bildes beeinträchtigen. Wenn Zeilen in dem Bild wiederholt werden müssen, gibt es weniger Zeit zum Adressieren der Reihen der Wiedergabeplatte und dies kann zu Unterschieden in den Bildelementspannungen für wiederholte und nichtwiederholte Zeilen führen.
• Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Matrixwiedergabeanordnung zu schaffen, die imstande ist mit mehreren Normen zu arbeiten und die sich auf einfache und unaufwendige Weise herstellen läßt.
• Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Matrixwiedergabeanordnung zu schaffen die imstande ist Mehrnormen-Videosignale wiederzugeben, wodurch wenigstens gewissermaßen die obengenannten Probleme vermieden werden.
• Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Matrix- Wiedergabeanordnung der eingangs beschriebenen Art geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuerschaltung vorgesehen ist zum Erzeugen eines Zeitgabesignals für jedes zugeführte Videosignal, wobei das Zeitsignal die Reihentreiberschaltung mit einer Reihenabtastrate betreibt, die im wesentlichen der Anzahl Reihen von Bildelementen in der Wiedergabeplatte geteilt durch die aktive Teilbildperiode des zugeführten Videosignals entspricht.
• Die Reihentreiberschaltung der Anordnung wird auf diese Weise auf einer anderen Basis betrieben als die einer herkömmlichen Matrix- Wiedergabeanordnung und die Wiedergabeanordnung nach der US Patentschrift 5.003.388. Bei einer herkömmlichen Wiedergabeanordnung wird jede Zeile des Videosignals benutzt zum Adressieren einer oder zweier Reihen von Bildelementen der Wiedergabeplatte. In beiden Fällen gibt es eine direkte Beziehung zwischen der Zeitgabe der Wirkung der Reihen- und der Spaltentreiberschaltungen. Die Reihen- und Spaltentreiberschaltungen werden synchron zu der Periode jedes Betriebs der beiden Schaltungsanordnungen, und zwar durch die Videozeilenfrequenz. Die Anordnung nach US 5.003.388 arbeitet auf gleiche Weise. Bei der Wiedergabeanordnung nach der vorliegenden Erfindung werden die Reihen- und die Treiberschaltungen auf asynchro ne Art und Weise betrieben. Die Zeitgabe der Reihentreiberschaltung ist nicht unmittelbar mit der Zeitgabe der Spaktentreiberschaltung gemäß der Zeilenfrequenz des Videosignals gekoppelt, sondern ist stattdessen abhängig von der Anzahl Reihen von Bildelementen in der Wiedergabeanordnung. Das Abtasten der Reihen mit einer Rate im Wesentlichen entsprechend der Anzahl Reihen geteilt durch die aktive Teilbildperiode eines zugeführten Videosignals gewährleistet, daß alle Reihen von Bildelementen innerhalb der Teilbildperiode des Videosignals adressiert werden. Folglich füllt das Videobild das verfügbare Wiedergabegebiet, wie durch die Reihen- und Spaltenanordnung von Bildelementen definiert, sogar wenn die Video-Norm anders ist und ohne die Notwendigkeit, eine zusätzliche Umwandlungsanordnung zu benutzen zum Löschen oder Wiederholen selektierter Zeilen in dem Videosignal. Wichtig dabei ist, daß die Bildinformation in dem Videosignal einheitlich über die Reihen von Bildelementen verteilt wird. Das Ladeverhalten beispielsweise der Bildelemente, wie der Flüssigkristallbildelemente, bedeutet, daß ein Mittelungseffekt geschaffen wird und daß Unterbrechungen, die sich innerhalb des wiedergegebenen Bildes vertikal verlagern, vermieden werden. Störende Artifakte in dem wiedergegebenen Bild, verursacht durch beispielsweise Expansion des Bildes sind viel weniger gut sichtbar.
• Die Reihentreiberschaltung kann eine herkömmliche Form sein mit beispielsweise einer digitalen Schieberegisterschaltung. Die Zeitgabe des Betriebs und folglich die Reihenabtastrate wird von den in der Steuerschaltung auf Basis der Anzahl Reihen von Bildelementen und der Teilbildperiode des zugeführten Videosignals erzeugten Zeitgabesignalen gesteuert. An sich lassen sich die erforderlichen Treibermittel auf einfache und unaufwendige Art und Weise herstellen.
• Einfachheitshalber können bekannte Typen von Spaltentreiberschaltungen, die bei herkömmlichen Wiedergabeanordnungen verwendet werden, beibehalten werden. Bei einer Ausführungsform kann also die Spaltentreiberschaltung aus einer Anzahl Stufen mit Abtast-und-Halteschaltungen bestehen zum Abtasten von Zeilen eines zugeführten Videosignals, wobei der Ausgang jeder Stufe mit einer betreffenden Spalte mit Bildelementen verbunden ist und wobei die Stufen arbeiten zum Abtasten von Videozeilen mit einer Rate entsprechend der Zeilenfrequenz des Videosignals. In diesem Fall für eine Situation, in der die Anzahl Reihen von Bildelementen größer ist als die Anzahl Zeilen in dem Videosignal, beispielsweise, wobei ein NTSC- Videosignal an einem Schirm für PAL-Videosignale wiedergegeben wird, ist die Betreibung der Spalten- und Reihentreiberschaltungen derart, daß die Reihenadressierungsperiode kürzer wird als die Videozeilenperiode, mit dem Ergebnis, daß einige Reihen dieselbe Bildinformation bekommen, während für andere Reihen die den Spalten zugeführten Datensignale sich ändern können während die Reihe von Bildelementen adressiert wird, wodurch die Bildelemente einen gewissen Mittelwert der beiden Zeilen des Videosignals erzeugen.
• Jede Stufe der Spaltentreiberschaltung kann wenigstens zwei Abtast- und-Halteschaltungen aufweisen, deren Ausgänge wechselweise durch Schaltmittel geschaltet werden, die von einer Steuerschaltung betrieben werden mit einer Rate entsprechend der Video-Zeilenfrequenz. Die Wirkung der Spaltentreiberschaltung kann der der bekannten Spaltentreiberschaltung folgen, wobei jede Stufe ein Paar Abtast- und-Halteschaltungen aufweist, die über eine Schieberegisterschaltung gesteuert werden. Während die eine Abtast-und-Halteschaltung die zugeführte Videozeile abtastet, wird der Inhalt der anderen einem zugeordneten Spaltenleiter zugeführt, und zwar über einen Pufferverstärker, und zu einem Bildelement in der selektierten Reihe übertragen. Am Ende jeder Videozeile werden die Abtast-und-Halteschaltungen geschaltet, wodurch der Inhalt der einen Schaltungsanordnung dem Spaltenleiter zugeführt wird, während der Inhalt der anderen Schaltungsanordnung die Abtastfunktion erfüllt.
• Bei einer anderen Ausführungsform der Wiedergabeanordnung kann eine abgeänderte Spaltentreiberschaltung benutzt werden zum Schaffen einer verbesserten Leistung. Bei einer Version einer abgeänderten Spaltentreiberschaltung können die Stufen Signalglättungsschaltungen aufweisen, beispielsweise Tiefpaßfilter oder lineare Interpolationsschaltungen, vorgesehen zwischen den Abtast-und- Halteschaltungen und den Ausgängen, so daß aufeinanderfolgende abgetastete Signale und Übergänge zwischen denselben, geglättet werden. Bei wieder einer anderen Version einer modifizierten Spaltentreiberschaltung kann jede Stufe eine weitere Abtast- und-Halteschaltung zwischen der Signalglättungsschaltung und dem Ausgang der Stufe aufweisen, wobei diese weitere Abtast-und-Halteschaltung von der Steuerschaltung mit einer niedrigen Abtastrate betrieben wird. Die weitere Abtast-und-Halteschaltung erfüllt eine Neuabtastfunktion, so daß der Pegel des einer Spalte von Bildelementen zugeführten Datensignals konstant gehalten wird, während jede Reihe von Bildelementen adressiert wird.
• Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein verfahren geschaffen zum Durchführen einer Matrixwieder zum Wiedergeben zugeführte Videosignale zweier oder mehrerer verschiedener Normen und mit einer Wiedergabeplatte mit einer Anordnung von Bildelementen, vorgesehen in bestimmten Anzahl Reihen und Spalte und mit Treibermitteln zum betreiben der Bildelemente entsprechend einem zugeführten Videosignal und mit einer Spaltentreiberschaltung zum Liefern von Datensignalen, hergeleitet von einem zugeführten Videosignal zu den Spalten mit Bildelementen und mit einer Reihentreiberschaltung zum Abtasten der Reihen von Bildelementen mit einer Rate, die abweicht von der Norm des zugeführten Videosignals, mit dem Kennzeichen, daß für jedes der zugeführten Videosignale die Wirkung der Reihentreiberschaltung entsprechend dem zugeführten Videosignal gesteuert wird zum Abtasten der Reihen von Bildelementen mit einer Rate, die im Wesentlichen der Anzahl Bildelemente in der Platte geteilt durch die aktive Teilbildperiode des zugeführten Videosignals entspricht.
• Die Erfindung läßt sich insbesondere anwenden bei Flüssigkristall- Matrix-Wiedergabeanordnungen, obschon sie auch mit Vorteil bei anderen Formen von Matrix-Wiedergabeanordnungen mit Matrixgliederungen von Bildelementen angewandt werden kann, beispielsweise bei elektrochromen oder elektrophoretischen Elementen, und mit der Absicht, das Wiedergeben von Videosignalen.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Matrix-Wiedergabeanordnung nach der Erfindung,
• Fig. 2 ein Zeitgabediagramm zur Erläuterung der jeweiligen Zeitvorgaben von Reihen- und Spaltenbetreibungen in der Wiedergabeanordnung,
• Fig. 3a bis 3c je ein vereinfachtes schematisches Schaltbild eines Teils einer einzelnen Stufe bei alternativen Formen von Spaltentreiberschaltungen, wie diese in der Anordnung verwendet werden,
• Fig. 4a bis 4c eine Darstellung typischer Datensignalspannungswellen, erzeugt von jeder der Schaltungsanordnungen nach Fig. 3a bzw. bis 3c,
• Fig. 5 eine schematische Darstellung einer typischen Stufe einer anderen Form einer Spaltentreiberschaltung zum Gebrauch in einer monochromen Version der Wiedergabeanordnung,
• Fig. 6 eine Darstellung der Layout von Bildelementen und Farbfiltern in einer Farbversion der Wiedergabeanordnung; und
• Fig. 7a und 7b eine schematische Darstellung einer typischen Stufe zweier weiterer Formen von Spaltentreiberschaltungen zum Gebrauch in der Farbversion der Wiedergabeanordnung.
• Es sei bemerkt, daß die Figuren nur schematisch sind und nicht maßgerecht. Es sei ebenfalls bemerkt, daß in den Figuren für dieselben oder für ähnliche Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet worden sind.
• Fig. 1 zeigt einen weitgehend vereinfachten Block der Schaltungskonfiguration einer Flüssigkristall-Matrix-Wiedergabeanordnung zum Wiedergeben von Video, beispielsweise Fernsehen, Bildern verschiedener Normen. In Fig. 1 enthält die Wiedergabeanordnung eine aktive Matrix-adressierte Flüssigkristallwiedergabeplatte 10 mit einer Reihen- und Spaltenanordnung von Bildelementen, die aus m Reihen (1 bis m) bestehen mit n horizontal gegliederten Bildelementen 12 (1 bis n) in jeder Reihe. Einfachheitshalber sind nur einige Bildelemente dargestellt. In der Praxis kann die Gesamtanzahl Bildelemente in der matrixanordnung eine Hunderttausend sein. Jedes Bildelement 12 enthält eine betreffende Schalteinrichtung, in diesem Beispiel in Form eines Dünnfilmtransistors TFT 11, und eines LC-Elementes 18 und liegt neben einer betreffenden Kreuzung von Sätzen von Reihen- und Spaltenadressenleitern 14 und 16. Die gate-Anschlüsse aller Bildelementen in derselben Reihe zugeordneten TFTen 11 sind mit einem gemeinsamen Reihenleiter 14 verbunden, dem Schaltsignale zugeführt werden können. Auf gleiche Weise sind die Source-Anschlüsse der TFTen aller Bildelemente in derselben Spalte mit einem gemeinsamen Spaltenleiter 16 verbunden, dem Datensignale (Video-Information) zufgeführt werden können. Diese Wiedergabeplatte wird von einer auf nur einer Seite vorgesehenen Lichtquelle beleuchtet, wobei Licht, das in die Platte eindringt, nach den Übertragungscharakteristiken der LC-Elemente 18 entsprechend moduliert ist, wie durch die zugeführten Datensignale bestimmt.
• Flüssigkristall-Matrix-Wiedergabeanordnungen zum Wiedergeben von Videobildern sind durchaus bekannt und deswegen erübrigt es sich, an dieser Stelle eine komplette und detaillierte Beschreibung der allgemeinen Aspekte der Anordnung zu geben. Für weitere Information sei beispielsweise auf GB-A-2162984, GB-A- 2134300 und ebenfalls auf die bereits genannte US Tantenschrift Nr. 5003388 verwiesen.
• Die Wiedergabeplatte 10 wird von einer Reihen- und einer Spaltentreiberschaltung 20 und 22 betrieben, die mit den Sätzen von Reihen- und Spaltenadressenleitern 14 bzw. 16 verbunden sind. Die Reihen- und Spaltentreiberschaltungen 20 und 22 in dieser Ausführungsform sind von einem herkömmlichen Typ und werden deswegen an dieser Stelle nicht detailliert beschrieben.
• Die Reihentreiberschaltung 20 enthält ein digitales Schieberegister, dessen Wirkung durch reguliere Taktimpulse und Steuersignale von einer Steuerschaltung 21 gesteuert wird, der Synchronsignale, hergeleitet von einem einem Eingang 25 zugeführten Videosignal von einem Amplitudensieb 26 zugeführt werden, und wird in Gang gesetzt durch die Steuerschaltung zum wechselweisen Abtasten der Reihenleiter 14 mit Schaltsignalen. In den Intervallen zwischen den Schaltsignalen werden die Reihenleiter mit einem nahezu konstanten Bezugspotential versehen. Den Spaltenleitern 16 werden von der Spaltentreiberschaltung 22 her Videodatensignale zugeführt, wobei diese Schaltungsanordnung 22 eine Schieberegisterschaltung 30 und eine Abtast-und- Halteschaltung 31 aufweist. Die Schaltungsanordnung 22 wird von einer Videoverarbeitungsschaltung 27 her mit einem Videoinformationssignal versehen, das von dem Videosignal hergeleitet ist, das dem Eingang 25 zugeführt wird. Die in dem Amplitudensieb 26 von der Zeitgabeinformation des Eingangssignals erhaltenen Synchronsignale werden von der Steuerschaltung 21 benutzt zum Erzeugen von Zeitvorgabesignalen zur Steuerung der Spaltentreiberschaltung. Die Spaltentreiberschaltung 22 schafft eine Reihe-zu-Parallel-Umwandlung des Videoinformationssignals entsprechend der Adressierung der Platte 10. Die Platte 10 wird auf Basis von jeweils einer Reihe betrieben, indem die Reihenleiter 14 sequentiell mit einem Schaltsignal abgetastet wird um jede Reihe von TFTen wieder einzuschalten und den Spaltenleitern Da tensignale zuzuführen. Unter Verwendung einer jeweils-eine-Reihe-Adressierung werden alle TFTen 11 der adressierten Reihe für eine durch die Dauer des Schaltsignals bestimmte Periode eingeschaltet, wobei während dieser Periode Videoinformationssignale an den Spaltenleitern 16 den Bildelementen 12 zugeführt werden. Am Ende des Schaltsignals werden die TFTen 11 der Reihe abgeschaltet, wodurch die Bildelemente gegenüber den Leitern 16 isoliert werden.
• Zur Vermeidung einer elektrochemischen Degradation des LC- Materials wird die Polarität der den Bildelementen 12 zugeführten Treibersignale entsprechend bekannter Praxis periodisch umgekehrt, obschon die Mittel, mit denen dies geschieht einfachheitshalber in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Diese Polaritätsumkehrung kann nach jedem vollständigen Teilbild der Wiedergabeplatte (Teilbildinversion) erfolgen und ggf. Auch nach jeder Reihenadresse (Zeileninversion).
• Die Wiedergabeplatte 10 gibt in diesem Beispiel PAL-Norm- Videosignale mit 625 Zeilen (575 aktiven Zeilen) wieder die Anzahl Reihen, m, von Bildelementen ist derart gewählt worden, daß sie der Anzahl aktiver Zeilen in dem Videosignal entspricht. Im Falle einer Halbauflösungswiedergabe hat die Platte dazu 228 Reihen von Bildelementen und beispielsweise 468 Spalte. Die Platte 10 könnte statt einer Halbauflösungswiedergabeplatte mit 575 Reihen und beispielsweise 720 Spalten sein. Die Wiedergabeanordnung gibt auch Videosignal anderer Normen wieder, beispielsweise NTSC-Videosignale mit 525 Zeilen (484 aktiven Zeilen) und dazu ist die Wirkung der Reihen- und Spaltenschaltungen 20 und 22 beim Adressieren der Wiedergabeplatte 10 anders als die einer herkömmlichen Wiedergabeanordnung zum Wiedergeben nur einer einzigen Videonorm. Bei einer solchen herkömmlichen Anordnung ist die Wirkung der Reihen- und der Spaltentreiberschaltung synchronisiert und wird entsprechend der Video-Zeilenfrequenz des zugeführten Signals gesteuert. Jede Zeile in dem Videosignal wird zum Adressieren nur einer Reihe von Bildelementen benutzt (oder im Falle einer Vollauflösungwiedergabe zum Adressieren von zwei Reihen, wobei das sog. Zeilenpaarungsprinzip angewandt wird) und es gibt eine direkte Verbindung zwischen der Zeitgabe der Wirkung der Reihen- und der Spaltentreiberschaltung, wobei die Periode jeder Wirkung durch die Video-Zeilenfrequenz bestimmt wird. Auf diese Weise wird die Wirkung des Schieberegisters 30 ausgelöst durch ein regulieres Taktsignal entsprechend der Video-Zeilenfrequenz und die Reihentreiber schaltung wird von einem regulieren Taktsignal getaktet, dessen Frequenz auf gleiche Weise der Video-Zeilenfrequenz entspricht (d. h. der Horizontal- Synchronsignalfrequenz), so daß die Reihen mit einer rate abgetastet werden, die der Video-Zeilenrate entspricht. Bei der Wiedergabeanordnung nach Fig. 1 wird aber die Zeitvorgabe der Reihentreiberschaltung 20 entsprechend der Reihenzahl von Bildelementen und der Teilbildperiode des zugeführten Videosignals bestimmt. Die Wirkungsweise der Treiberschaltung 20 wird in dieser Hinsicht durch die Steuerschaltung 21 gesteuert, die ein von dem Vertikal-Synchronsignal des zugeführten Videosignals hergeleitetes Startsignal ST liefert, und von einem regulieren Taktsignal CLK, das eine Funktion der Teilbildperiode des Videosignals und der Anzahl Reihen,m, in der Wiedergabeplatte ist. Insbesondere hat das in der Schaltungsanordnung 21 erzeugte Taktsignal CLK eine Frequenz im Wesentlichen entsprechend m, geteilt durch die aktive Teilbildperiode des Videosignals. Die Taktsignalfrequenz und folglich die Rate, mit der der Reihentreibereingang 20 die Reihen abtastet, wird also durch die Schaltungsanordnung 21 entsprechend der Videosignal-Teilbildperiode und der Anzahl Reihen bestimmt, und zwar derart, daß alle reihen in der Wiedergabeplatte innerhalb einer Teilbildperiode des Videosignals mit einer gleichen Adressenperiode für alle reihen adressiert werden. Während die Spaltentreiberschaltung 22 auf herkömmliche Weise gesteuert wird, dürfte es einleuchten, daß die Reihen- und Spaltentreiberschaltungen asynchron arbeiten.
• Bei der Wiedergabe von PAL-Norm-Videosignalen ist der Effekt der Wirkung der Reihentreiberschaltung 20 derart, daß die Wiedergabeplatte 10 auf nahezu dieselbe Art und Weise adressiert wird wie bei herkömmlichen Ein-Norm- Wiedergabeanordnungen, deren Reihen- und Spaltentreiberschaltungen beide mit der Videosignal-Zeilenrate arbeiten. Das Schaltsignal wird also nacheinander jedem Reihenadressenleiter 14 mit einer konstanten Rate entsprechend der Videosignal- Zeilenrate zugeführt. Die Dauer der Schaltsignale entspricht nahezu einer Videosignalperiode, TL, oder weniger. Im Falle eines Halbauflösung-PAL-Norm- Videosignals mit einer Zeilenperiode von 64 us, wird jedem Reihenleiter ein Schaltsignal mit Intervallen von 20 us zugeführt.
• Wenn ein Videosignal einer anderen Norm zugeführt wird, beispielsweise ein NTSC-Videosignal (525 Zeilen), antwortet die Zeitgabe-und- Steuerschaltung 21 auf die andere Videosignal-Teilbildperiode, wie durch das Teilbildsynchronsignal bestimmt, zum Ändern der Frequenz des Taktsignals CLK, das der Schaltungsanordnung 20 zur Steuerung der Reihenabtastung mit der neuen Taktsignalfrequenz zugeführt wird, die wieder durch die Teilbildperiode und die Anzahl reihen bestimmt wird und im Wesentlichen der Anzahl Reihen geteilt durch die aktive Teilbildperiode entspricht um zu gewährleisten, daß alle Reihen von Bildelementen innerhalb der aktiven Teilbildperiode dieses Videosignals abgetastet werden. Folglich füllt das Videobild das verfügbare Wiedergabegebiet, sogar obschon eine andere Videosignal-Norm angewandt worden ist.
• Obschon die obenstehende Ausführungsform beschrieben worden ist als habe sie eine Wiedergabeplatte für nur eine Signalnorm (PAL) und als sei sie imstande, Signale mit einer oder mehreren Normen mit weniger Zeilen wiederzugeben, ist die umgekehrte Situation auch möglich. Die Wiedergabeplatte kann für eine Videosignal-Norm, wie NTSC gemeint sein und die Anordnung kann eine oder mehrere andere Videosignal-Normen, wie PAL, mit einer größeren Zeilenzahl verarbeiten.
• Die Leistung der Wiedergabeanordnung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei es sich um ein Zeitdiagramm mit den relativen Zeitvorgaben für die jeweiligen Vorgänge handelt für den Fall, in dem die Platte 10 eine Anzah Reihen von Bildelementen von 288 hat, die eine halbauflösung schaffen. Fig. 2a zeigt die Videosignal- Zeilenperioden, wobei mehrere aufeinanderfolgende Zeilen durch m, m+1, m+2, usw. Bezeichnet sind und wobei eine einzelne Zeilenperiode durch T1 bezeichnet ist. Diese Perioden entsprechen den Perioden, in denen die Spaltentreiberschaltung 22 das zugeführte Videosignal abtastet. Fig. 2b zeigt die Perioden, in denen die abgetasteten Spannungen der Zeile x den Spaltenleitern 16 zugeführt werden, wobei diese Übertragung Abtastwerte von der vorhergehenden Videozeile erfordert, während die aktuelle Zeile abgetastet wird. Bei einer herkömmlichen einfachen Standard- Halbauflösungswiedergabe, wobei jede Videosignalzeile zum Adressieren einer einzigen Reihe von Bildelementen benutzt wird, wird die Zeitgabe der Vorgänge der Reihen- und Spaltentreiberschaltungen durch die Videozeilenfrequenz (Horizontal- Synchronsignal) bestimmt. Dies ist in Fig. 2c dargestellt, welche die Perioden darstellt, in denen einzelne Reihen von Bildelementen, hier durch N, N+1, usw. bezeichnet, selektiert werden, und zwar durch die Zuführung eines Schaltsignals von der Reihen treiberschaltung 20, zum Übertragen der Video-Information zu den Bildelementen in dieser Reihe. Die Reihenadressenperioden, von denen eine durch Tr1 bezeichnet ist, entsprechen den Videozeilenperioden T1. Wenn die Wiedergabeanordnung nach Fig. 1 mit einem PAL-Videosignal mit 288 aktiven Zeilen je Teilbild betrieben wird, wofür die Wiedergabeplatte 10 entworfen worden ist, arbeitet die Reihentreiberschaltung 20 mit nahezu demselben Effekt wie bei dieser herkömmlichen Anordnung, wobei die Reihenadressenperioden, Tr1, den Videozeilenperioden Tl nahezu entsprechen.
• Wenn die Wiedergabeanordnung ein NTSC-Norm-Videosignal wiedergibt (242 aktive Zeilen je Teilbild) und wobei die Reihenabtastfrequenz durch die Schaltungsanordnung 21 wie oben beschrieben bestimmt wird, so daß alle Reihen in der Wiedergabeplatte innerhalb einer Teilbildperiode adressiert werden, ist nicht länger von einem Verhältnis 1:1 zwischen der Information in den Zeilen des Videosignals und der Information an der Wiedergabeplatte dargestellt die Rede, da die Anzahl Reihen von Bildelementen größer ist als die Anzahl Zeilen in dem Videosignal. Fig. 2d zeigt die Adressierungsperiode für die Reihen der Wiedergabeplatte, die in dieser Situation durch k, k+1, k+2, usw. bezeichnet sind. Da es mehr Reihen als Videozeilen gibt, ist die Reihenadressierungsperiode, Tr2, kürzer als die Videozeilenperiode, wodurch einige Reihen in der Wiedergabeplatte Bildinformation von der einen Videozeile empfangen, beispielsweise Reihe k und k+5, während für andere Reihen die den Spaltenleitern 16 zugeführte Bildinformation sich ändert, während die Reihe adressiert wird, beispielsweise die Reihen k+1, k+2, k+3 und k+4. Wenn dies geschieht, und abhängig von dem dynamischen Verhalten der Bildelemente wird die an den Reihen erscheinende Information ein bestimmter Mittelwert der beiden Zeilen des Videosignals sein. Der Gesamteffekt ist, daß das Bild das verfügbare Wiedergabegebiet der Platte füllen wird. Informationszeilen werden gemittelt, wie durch die detaillierte Zeitgabe bestimmt, so daß jede Reihe in der Wiedergabeplatte mit der geeigneten Information adressiert wird.
• Wenn die Wiedergabeanordnung auf diese Weise arbeitet, wird die Bildinformation einheitlich über die verfügbaren Reihen von Bildelementen in der Platte verteilt. Jede Reihe wird an sich mit einer konstanten Rate in jeder Bildperiode adressiert und die Abtastung ändert sich nicht von Bild zu Bild des zugeführten Videosignals. Dadurch wird das wiedergegebene Bild einheitlicher sein und weniger Wieder gabeartefakte aufweisen als bei bekannten Mehrnormtreiberschemen, die Zeilenwiederholung oder -löschung erfordern.
• Die Wiedergabeanordnung läßt sich auf einfache Weise implementieren durch Verwendung bekannter Typen von Spalten- und Reigentreiberschaltungen. Unter bestimmten Umständen aber kann die Anordnung nicht eine ausreichend akzeptierbare Wiedergabe aller Arten von Bildmaterial liefern. Fig. 3a zeigt in einer einfachen schematischen Form die Schaltungsanordnung für eine Ausgangsstufe eines herkömmlichen Typs einer Spaltentreiberschaltung, während Fig. 3b und 3c die Schaltungsanordnungen einzelner Stufen in zwei modifizierten Formen von Spaltentreiberschaltungen zeigen. Einfachheitshalber sind die drei Schaltungsanordnungen für den Fall, daß die Wiedergabeanordnung unter Verwendung eines Bildinversionstreiberschemas betrieben wird. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3a besteht aus zwei Abtast-und-Halteschaltungen SH1 und SH2, welche die der Zeile 34 zugeführten Videowellenformen abtasten, und zwar unter Ansteuerung der Ausgangssignale des Schieberegisters 30 und eines von der Steuerschaltung 21 gelieferten und durch die Videosignalzeilenfrequenz bestimmten Steuersignals C1. Deutlichkeitshalber wurde die Schieberegistersteuerschaltung bei dieser und den nachfolgenden Figuren fortgelassen. Während die erste Schaltungsanordnung SH1 die Videoinformationswellenform abtastet, ist der Ausgang der zweiten Schaltungsanordnung, SH2, mit dem zugeordneten Spaltenleiter 16 der Wiedergabeplatte verbunden, und zwar über einen Pufferverstärker 35. Am Ende jeder Videozeilenperiode wird der Ausgangsschalter 36 durch C1 umgeschaltet, so daß die beiden Abtast/Halteschaltungen ihre Funktionen austauschen, wodurch SH2 das Videosignal abtastet und SH1 das Ausgangssignal, das Datensignal, die Spannung schafft. Die durch diese Schaltungsanordnung gelieferte und dem Spaltenleiter 16 zugeführte Ausgangswellenform Vc schreitet von der einen abgetasteten Spannung zu der nächsten mit der Videozeilenrate, wie in Fig. 4a dargestellt.
• Bei dem einfachen oben beschriebenen Adressierungsplan schafft das dynamische Verhalten der Bildelemente eine gewisse Filterung der Übergänge in der Spaltenspannung, wenn NTSC-Signale wiedergegeben werden, für welche die Reihenadressen
• perioden Tr&sub2; und die Videozeilenperioden T1 einander nicht entsprechen. Dies kann auf eine mehr gesteuerte Art und Weise in der Spaltentreiberschaltung 22 statt der Bildelemente 12 geschehen, indem eine Signalglättungsschaltung mit einem Tiefpaßfilter (LPF) in die Spaltentreiberschaltung eingeführt wird, wie in Fig. 3b dargestellt. Dieses Filter kann implementiert werden durch Verwendung einer Widerstand- Kondensatorkombination oder durch Anwendung von geschalteten Kondensatortechniken. Ein Beispiel der Vc-Signalwellenform, die dann an dem Ausgang des Filters erscheint, ist in Fig. 4b dargestellt. Als weitere Verfeinerung kann diese Wellenform durch eine weitere durch SH3 bezeichnete Abtast-und-Halteschaltung neu-abgetastet werden, die mit der Reihenabtastrate betrieben wird, so daß die Spaltenausgangsspannung konstant gehalten wird, während jede Reihe in der Wiedergabeplatte adressiert wird. Der Effekt dieser Schaltungsanordnung ist, die Vertikal-Information in dem Bild zu filtern und danach neu-abzutasten, im Wesentlichen durch Annäherung der Bildinformation entsprechend den Positionen der Reihen in der Wiedergabeplatte, wo diese den Zeilen in dem Videosignal nicht entsprechen.
• Eine zweite Art und Weise der Schätzung der Bildinformation zwischen den bekannten, abgetasteten Werten ist die Durchführung einer linearen Interpolation. Eine Schaltungsanordnung dazu ist in Fig. 3c dargestellt. Der Schaltungsblock INT nimmt zusammen mit einer mit der Videozeilenrate durch die Schaltungsanordnung 21 betriebenen Abtast-und-Halteschaltung SH3 als Eingangssignale die Abtastwerte zweier aufeinanderfolgender Zeilen des Videosignals und erzeugt eine Ausgangsspannung, die zwischen den beiden abgetasteten Werten über eine Zeilenperiode des Videosignals sich linear ändert. Die resultierende Wellenform, die in Fig. 4c dargestellt ist, kann danach durch die Abtast-und-Halteschaltung SH4 neu-abgetastet werden, wobei diese Schaltungsanordnung mit der Reihenabtastrate arbeitet, wie im vorhergehenden Fall, zum Liefern der Spaltenleitertreiberspannungswellenform für die Wiedergabeplatte.
• Eine monochrome Wiedergabeanordnung, einschließlich diejenigen, die bei einem Dreikanalfarbprojektionssystem verwendet werden, lassen sich durch bekannte Spaltentreiberschaltungen betreiben, und zwar durch Anwendung des Basisplans. Fig. 5 zeigt schematisch eine Stufe einer solchen, einem betreffenden Spaltenleiter zugeordneten Schaltungsanordnung. Die Schaltungsanordnung besteht aus zwei Paaren von Abtast-und-Halteschaltungen, SH1, SH2 und SH3, SH4. Diese nehmen Abtastwerte von zwei einzelnen Videoausgangssignalen, data 1 und data 2. Die Steu ersignale werden ebenfalls geliefert, wobei gesteuert wird, welche der Schaltungsanordnungen zu einem bestimmten Zeitpunkt abgetastet werden, entweder SH1 und SH3 oder SH2 und SH4, und auch, welche Abtastschaltung mit dem Ausgangspuffer 35 verbunden wird. Um eine monochrome Wiedergabe in Zeileninversion zu betreiben wird ein Videosignal der einen Polarität data 1 und der anderen Polarität data 2 zugeführt. Die Schalter 36 werden durch das Steuersignal C1 mit der Videozeilenrate geschaltet, so daß alle Zeilen nacheinander abgetastet werden. Der Schalter 37 wird durch das von der Steuerschaltung 21 gelieferte Steuersignal C2 mit der Reihenabtastfrequenz geschaltet, so daß die Polarität des Spaltentreibersignals Vc nachdem jede Reihe in der Wiedergabeplatte adressiert worden ist, invertiert wird. Signalglättungsschaltungen, wie oben beschrieben, können zwischen den Schaltern 36 und 37 vorgesehen werden.
• Im Falle einer Farbwiedergabeanordnung mit einem Mosaikfarbfilter ist die Spaltentreiberschaltung komplziert durch die Anforderung, die den Spaltenleitern der Wiedergabeplatte zugeführte Farbinformation zu schaten, wenn jede Reihe adressiert ist. Fig. 6 zeigt eine typische, gestapelte Anordnung der Farbfilter.
• Die R-, G- und B-Filterelemente entsprechen je einem betreffenden Bildelement. Die gestrichelten Linien zeigen, wie die Spaltenleiter 10 der Wiedergabeplatte mit den zugeordneten Spalten von Bildelementen verbunden sind. Zur Zeileninversionsbetreibung wird die Wiedergabeplatte mit einer Spaltenspannung betrieben, die in der Polarität umgekehrt wird, nachdem jede Reihe adressiert ist. Außerdem wird die Farbinformation zwischen zwei der Drei Farbsignale für aufeinanderfolgende Reihen gewechselt. So wird beispielsweise in Bezug auf die Spalte auf der linken Seite der Fig. 6 das Farbsignal zwischen Rot und Blau gewechselt. In jeder Spalte werden nur zwei Farbinformationssignal gebraucht. In der gewählten Beispielsspalte sind das das rote Signal und das invertierte blaue Signal und diese können von der Spaltentreiberschaltung nach Fig. 5 dadurch geliefert werden, daß das rote Signal mit dem data 1 Eingang und das invertierte blaue Signal mit dem data 2 Eingang verbunden wird. Diese Spaltentreiberschaltung kann ebenfalls verwendet werden, wenn die Verbindung der Bildelemente mit den Spaltenleitern derart ist, daß jeder Spaltenleiter Bildelementen nur eines einzigen Farbtons zugeordnet ist.
• Wenn ein alternative Treiberplan, der Art, bei der die Signalpolarität nach jeder zweiten Reihe umgekehrt wird, angewandt wird, muß jeder einzelne Spaltenleiter mit vier verschiedenen Signalen betrieben werden. So muß beispielsweise der Spaltenleiter links in der Fig. 6 mit dem normalen roten und blauen Signal betrieben werden und auch mit dem invertierten roten und blauen Signal. Für den vorgeschlagenen Treiberplan muß zu jedem Zeitpunkt die Spaltentreiberschaltung imstande sein, jede der vier möglichen Spaltensignale zu liefern, wenn diese zum Adressieren der Reihen erforderlich sind. Die Spaltentreiberschaltung in dem obenstehenden Abschnitt kann nur eines der zwei möglichen Ausgangssignale liefern. Zu diesem Treiberverfahren ist ein aufwendiger Treiber erforderlich, wie in Fig. 7a und 7b schematisch angegeben. In diesen Figuren haben die von der Schaltungsanordnung 21 gelieferten Steuersignale C1, C2 und C3 Frequenzen entsprechend der Videozeilenrate, der Reihenabtastrate bzw. der halben Reihenabtastrate.
• Obschon bei den obenstehend beschriebenen Ausführungsformen eine Flüssigkristallwiedergabeplatte, bei der TFTen als Schaltelemente verwendet werden, verwendet wird, dürfte es einleuchten, daß andere Formen einer Wiedergabeplatte stattdessen angewandt werden können. Auf diese Weise kann eine Flüssigkristallwiedergabeanordnung, verwendet werden, bei der nicht-lineare Zwei- Klemmenanordnungen, wie MIMen oder Dioden als Schaltelement verwendet werden können, beispielsweise wie in GB-A-2129183 beschrieben. Weiterhin braucht die Wiedergabeplatte nicht von einem Matrixtyp zu sein, sondern siees kann auch von einem passiven Typ sein.
• Aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibung dürften dem Fachmann andere Abwandlungen klar werden. Solche Abwandlungen können andere Merkmale aufweisen, die bereits im Bereich von Video-Matrixwiedergabeanordnungen bekannt sind und die statt der bereits hier beschriebenen Merkmale benutzt werden.

Claims (9)

1. Matrixwiedergabeanordnung zum Wiedergeben von Videosignalen von zwei oder mehreren verschiedenen Normen, wobei diese Anordnung eine Wiedergabeplatte (10) aufweist mit einer Anordnung von Bildelementen (12), vorgesehen in einer bestimmten Anzahl Reihen und Spalten und mit Betreibungsmitteln zum Betreiben der Bildelemente entsprechend einem zugeführten Videosignal (25), wobei die Betreibungsmittel eine Spaltentreiberschaltung (22) aufweisen, die nach der Horizontal-Frequenz eines zugeführten Videosignals arbeitet zum Zuführen davon abgeleiteter Datensignale zu den Spalten der Bildelemente, eine Reihentreiberschaltung (20) zum Abtasten der Reihen von Bildelementen, und eine Steuerschaltung (21), welche die Wirkungszeit der Reihentreiberschaltung steuert und auf ein zugeführtes Videosignal (25) reagiert zur Steuerung der Reihenabtastrate der Reihentreiberschaltung (20) entsprechend der Norm des zugeführten Videosignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (21) vorgesehen ist zum Erzeugen eines Zeitgabesignals für jedes zugeführte Videosignal, wobei das Zeitsignal die Reihentreiberschaltung mit einer Reihenabtastrate betreibt, die im wesentlichen der Anzahl Reihen von Bildelementen in der Wiedergabeplatte geteilt durch die aktive Teilbildperiode des zugeführten Videosignals entspricht.

2. Matrixwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltentreiberschaltung (22) eine Anzahl Stufen aufweist mit Abtast-und- Halteschaltungen (31) zum Abtasten von Zeilen eines zugeführten Videosignals, wobei der Ausgang jeder Stufe mit einer betreffenden Spalte von Bildelementen (12) der Platte verbunden ist, und daß die Stufen Zeilen eines zugeführten Videosignals mit einer Rate entsprechend der Zeilenfrequenz eines zugeführten Videosignals abtasten.

3. Matrixwiedergabeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe der Spaltentreiberschaltung (22) wenigstens zwei Abtast-und-Halteschaltungen (SH1, SH2) aufweist, deren Ausgänge wechselweise durch Schaltmittel (36) unter dem Ein fluß der Steuerschaltung (21) mit einer Rate entsprechend der Zeilenfrequenz eines zugeführten Videosignals geschaltet werden.

4. Matrixwiedergabeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen der Spaltentreiberschaltung (22) zwischen den Abtast-und-Halteschaltungen und den Ausgängen der Stufen vorgesehene Signalglättungsschaltungen (LPF) aufweisen.

5. Matrixwiedergabeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalglättungsschaltung Tiefpaßfilterschaltungen aufweist.

6. Matrixwiedergabeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalglättungsschaltungen lineare Interpolationsschaltungen aufweisen.

7. Matrixwiedergabeanordnung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe der Spaltentreiberschaltung eine weitere Abtast-und-Halteschaltung aufweist, die zwischen der Signalglättungsschaltung und dem Ausgang der Stufe vorgesehen ist, die von der Steuerschaltung mit der Reihenabtastrate betrieben wird.

8. Verfahren zum Betreiben einer Matrixwiedergabeanordnung zum Wiedergeben zugeführter Videosignale zweier oder mehrerer verschiedener Normen und mit einer Wiedergabeplatte (10) mit einer Anordnung von Bildelementen (12) vorgesehen in einer Anzahl Reihen und Spalten und mit Treibermitteln zum Betreiben der Bildelemente entsprechend einem zugeführten Videosignal und mit einer Spaltentreiberschaltung (22) zum Zuführen von Datensignalen, hergeleitet von einem zugeführten Videosignal, zu den Spalten von Bildelementen und mit einer Reihentreiberschaltung (20) zum Abtasten der Reihen von Bildelementen nacheinander mit Raten, die entsprechend der Norm des zugeführten Videosignals abweichen, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der zugeführten Videosignale die Wirkung der Reihentreiberschaltung (20) entsprechend dem zugeführten Videosignal gesteuert (21) wird zum Abtasten der Reihen von Bildelementen mit einer Rate, die im Wesentlichen der Anzahl Bildelemente in der Platte geteilt durch die aktive Teilbildperiode des zugeführten Videosignals entspricht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltentreiberschaltung (22) die einzelnen Zeilen eines zugeführten Videosignals mit einer Rate entsprechend der Zeilenfrequenz des zugeführten Videosignals abtastet und daß aufeinanderfol gende abgetastete Signale für jede Spalte von Bildelementen geglättet werden, bevor zie den Spalten von Bildelementen zugeführt werden.