ES2231794T3 - Aparato de contgrol y excitacion para una pantalla direccionada activa. - Google Patents
Aparato de contgrol y excitacion para una pantalla direccionada activa.Info
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Abstract
UN SISTEMA DE PRESENTACION VISUAL (500) PROCESA UNA SEÑAL DE ENTRADA PARA GENERAR UNA IMAGEN. LA SEÑAL DE ENTRADA INCLUYE MARCOS SUCESIVOS DE DATOS QUE DEFINEN LINEAS QUE INCLUYEN VALORES DE IMAGEN Y QUE TIENEN UNA DIRECCION DE LINEA. UN DISPOSITIVO DE PRESENTACION VISUAL (100) PARA REPRESENTAR LAS IMAGENES TIENE UNOS SEGUNDOS ELECTRODOS (104) QUE ESTAN EN UNA DIRECCION QUE SE CORRESPONDE CON LA DIRECCION DE LAS LINEAS. UNA MEMORIA DE VIDEO (640) QUE ALMACENA UN MARCO DE DATOS INCLUYE UN BUFFER DE LINEA SIMPLE (602) Y UN BUFFER DE MARCO SIMPLE (608). UN CONTROLADOR (622) CONTROLA EL ALMACENAMIENTO DEL MARCO DE DATOS EN LA MEMORIA DE VIDEO (640) Y GENERA UNA FUNCION INDEPENDIENTE DE UNA IMAGEN PREDETERMINADA DURANTE UN SEGMENTO DE TIEMPO. UN MOTOR DE CALCULO (632) COMPUTA UNA SEÑAL DE SALIDA DEPENDIENTE DE LA IMAGEN DURANTE EL SEGMENTO DE TIEMPO QUE TIENE VALORES. CADA UNO DE LOS VALORES ES DETERMINADO A PARTIR DE LA FUNCION INDEPENDIENTE DE LA IMAGEN Y DE LOS VALORES DE LA IMAGEN DE UNA DELAS LINEAS ALMACENADAS EN LA MEMORIA DE VIDEO (640).
Description
Aparato de control y excitación para una pantalla
direccionada activa.
Esta invención está relacionada en general con
las pantallas electrónicas, y más específicamente con un método y
aparato para el control de un sistema activo direccionado de
visualización de respuesta al valor cuadrático medio (rms) o valor
eficaz, para reducir los requisitos de memoria y el consumo de
energía.
La pantalla electrónica de respuesta al valor rms
(valor eficaz) de multiplexado directo corresponde a la pantalla de
cristal líquido (LCD) bien conocida. Véase la publicación de la
patente europea EP0507061. En dichas pantallas, se coloca un
material de cristal líquido nemático entre dos placas de cristal
paralelas que tienen electrodos en cada superficie en contacto con
el material de cristal líquido. Los electrodos están dispuestos
típicamente en columnas verticales en una placa y en filas
horizontales en la otra placa para controlar un elemento de imagen
(píxel) cuando se solapan los electrodos de la columna y la fila. La
pantalla con un alto contenido de información, por ejemplo la
pantalla utilizada como monitor en un ordenador portátil, requiere
un gran número de píxeles para reproducir patrones arbitrarios de
información. Las pantallas LCD matriciales que tienen cuatrocientas
ochenta filas y seiscientas cuarenta columnas que forman 307200
píxeles se utilizan ampliamente en los ordenadores en la
actualidad, y se espera que aparezcan pronto las pantallas LCD
matriciales con millones de píxeles.
En las denominadas pantallas de respuesta al
valor rms o valor eficaz, el estado óptico de un píxel es
substancialmente sensible al cuadrado del voltaje aplicado al
píxel, es decir, la diferencia de los voltajes aplicados a los
electrodos en los lados opuestos del píxel. Las pantallas LCD
tienen una constante de tiempo inherente que caracteriza el tiempo
necesario para que el estado óptico de un píxel retorne a un estado
de equilibrio después de que haya sido modificado el estado óptico,
mediante la carga del voltaje aplicado al píxel. Los recientes
avances tecnológicos han fabricado pantallas LCD con constantes de
tiempo que se aproximan al periodo de la trama utilizada en muchas
pantallas de video (aproximadamente 16,7 milisegundos). Dicha
constante de tiempo corta permite que la pantalla LCD responda
rápidamente y siendo especialmente ventajosa para representar
movimientos sin un arrastre apreciable de la imagen
representada.
El método del direccionamiento activo se utiliza
típicamente para optimizar la relación de contraste de una pantalla
LCD que se esté utilizando para representar la información de
video. En el método de direccionamiento activo utilizado
típicamente, la información de video que comprende las tramas de los
valores de imagen está organizada en una secuencia de filas de los
valores de imagen, los cuales se transmiten al sistema de
representación visual. Cada valor de imagen representa un valor
(valores de la escala de grises en un sistema de blanco y negro de
escala de grises) de un píxel de la imagen, el cual se tiene que
representar en un píxel en la pantalla. El método de
direccionamiento activo controla continuamente los electrodos de
las filas con señales que comprenden un tren de impulsos periódicos
que tienen un periodo común T correspondiente al periodo de la
trama. Las señales de las filas son independientes de la imagen a
representar y preferiblemente son ortogonales y normalizadas, es
decir, ortonormales. El término ortogonal denota que si la amplitud
de una señal aplicada a una de las filas se multiplica por la
amplitud de una señal aplicada a otra de las filas, la integral de
este producto a través del periodo de la trama es cero. El término
de "normalizado" denota que todas las señales de las filas
tienen el mismo voltaje rms o valor eficaz integrado a través del
periodo T de la trama.
Un problema que existe con los resultados del
direccionamiento activo procede del gran número de cálculos
necesarios por segundo. Por ejemplo, una pantalla de escala de
grises que tenga cuatrocientos ochenta filas y seiscientas cuarenta
columnas, y una velocidad de tramas de 60 tramas por segundo,
requiere diez mil millones de cálculos por segundo. Tísicamente,
los sistemas de visualización actualmente disponibles que utilizan
el direccionamiento activo tiene dos conjuntos de memoria de imagen
de video, capaces cada uno de almacenar los valores de la imagen de
cuatrocientos ochenta por seiscientos cuarenta píxeles, en el que
cada valor de imagen tiene típicamente un valor de ocho bits. Uno de
los conjuntos de memoria se utiliza para ensamblar una trama de
valores de imagen sobre la base de fila por fila, mientras que el
segundo conjunto de la memoria se utiliza como una fuente de
valores de imagen en el cual las columnas de los valores de la
imagen permanecen constantes durante un periodo de trama. Dicha
constancia de la información de las columnas es importante para
prevenir las oscilaciones parásitas y el arrastre de la imagen.
Aunque es posible con la tecnología de la actualidad el ejecutar
cálculos a la velocidad descrita, las arquitecturas propuestas
hasta la fecha para los motores de cálculo utilizados para las
pantallas direccionadas activamente no se han optimizado con el fin
de minimizar los requisitos de la memoria. El tema de los
requisitos de memoria es particularmente importante en las
aplicaciones portátiles, en donde una memoria excesiva da lugar a
un requisito de energía excesivo, a grandes componentes, y a un
costo más alto de la memoria. El requisito de una energía de
alimentación excesiva es particularmente importante en dichas
aplicaciones portátiles, tal como en los ordenadores portátiles
alimentados con baterías, en donde la dimensión y la vida útil de
la batería son las principales consideraciones en el diseño.
Así pues, lo que se precisa es un método y
aparato para controlar y excitar una pantalla direccionada
activamente de una forma que se minimicen los requisitos de memoria
y por tanto que minimice también el consumo de energía eléctrica y
la dimensión del sistema de procesamiento de imágenes.
En un primer aspecto de la presente invención, el
sistema de visualización se proporciona de acuerdo con la
reivindicación 1. El sistema de visualización incluye una pantalla
direccionada en forma activa, una memoria de video, un controlador,
un motor de cálculo, un primer elemento de excitación, y un segundo
elemento de excitación.
La pantalla direccionada en forma activa es para
visualizar la imagen, y tiene una pluralidad de primeros electrodos
y una pluralidad de segundos electrodos, los cuales se cruzan entre
sí en puntos de intersección que forman los píxeles. La pluralidad
de los segundos electrodos se encuentran en una dirección
correspondiente a la dirección de las líneas. La memoria de video
comprende una memoria temporal de líneas y una memoria temporal de
tramas. La memoria temporal de líneas está acoplada a la señal de
entrada y es para acumular una línea almacenada que incluye una
línea de la pluralidad de líneas transmitidas sucesivamente de los
valores de la imagen. La memoria temporal de tramas está acoplada a
la memoria temporal de líneas y es para almacenar una trama de
datos, incluyendo una pluralidad de las líneas almacenadas. El
controlador está acoplado a la memoria de video. El controlador
transfiere la línea almacenada desde la mencionada memoria temporal
de líneas en la mencionada memoria temporal de tramas después de
que la línea almacenada esté almacenada completamente en la
mencionada memoria temporal de líneas, y generando una función
independiente de la imagen predeterminada que tiene al menos M
valores durante un intervalo de tiempo. El motor de cálculos está
acoplado al controlador y a la memoria de video. El motor de
cálculos calcula una señal de salida dependiente de la imagen
durante el intervalo de tiempo. La señal de salida dependiente de la
imagen tiene N valores. Cada uno de los N valores está determinado
a partir de la función independiente de la imagen predeterminada, y
de un valor de los N conjuntos de valores de la imagen. El motor de
cálculos lee cada uno de los N conjuntos de los valores de la
imagen a partir de una línea de la pluralidad de líneas almacenadas
en la mencionada memoria temporal de tramas. El primer elemento
excitador está acoplado al controlador y a la pantalla direccionada
en forma activa. Durante el intervalo de tiempo, el primer circuito
excitador genera M primeros voltajes que están acoplados a los M
primeros electrodos. Cada uno de los M primeros voltajes es
proporcional al menos a uno de los M valores. El segundo elemento
excitador está acoplado al motor de cálculos y a la pantalla
direccionada en forma activa. Durante el intervalo de tiempo el
segundo elemento excitador genera M segundos voltajes, los cuales
están acoplados a los N segundos electrodos. Cada uno de los N
segundos voltajes es proporcional a uno de los N valores.
En un segundo aspecto de la presente invención,
el sistema de visualización procesa una señal de entrada para
generar una imagen. La señal de entrada incluye las sucesivas
tramas de datos que definen una pluralidad de columnas
sucesivamente transmitidas de los valores de la imagen. El sistema
de visualización incluye una pantalla direccionada en forma activa,
una memoria de video, un controlador, un motor de cálculos, un
elemento de excitación de filas, y un elemento de excitación de
columnas.
La pantalla direccionada en forma activa es para
visualizar la imagen y tiene una pluralidad de electrodos de filas
y una pluralidad de electrodos de columnas, los cuales se cruzan
entre sí en los puntos de intersección formando los píxeles. La
memoria de video es para almacenar la trama de datos e incluye una
memoria temporal de columnas y una memoria temporal de tramas. La
memoria de columnas está acoplada a la señal de entrada y es para
acumular una columna almacenada la cual incluye una de la
pluralidad de columnas transmitidas sucesivamente de los valores de
imagen. La memoria temporal de tramas está acoplada a la memoria
temporal de columnas y es para almacenar una trama de datos que
comprende una pluralidad de columnas almacenadas. El controlador
está acoplado a la memoria de video. El controlador transfiere la
columna almacenada de la memoria temporal de columnas a la memoria
temporal de tramas, mientras que los valores de la imagen de una
columna almacenada correspondiente no se leen a partir de la
mencionada memoria temporal de tramas y después de que la columna
almacenada se almacene completamente en la mencionada memoria de
columnas. El controlador genera una función independiente de la
imagen predeterminada que tiene al menos M valores durante un
intervalo de tiempo. El motor de cálculo está acoplado al
controlador y a la memoria de video. El motor de cálculo calcula
una señal de salida dependiente de la imagen durante el intervalo de
tiempo. La señal de salida dependiente de la imagen tiene N
valores. Cada uno de los N valores está determinado a partir de la
función independiente de la imagen predeterminada, y uno de los N
conjuntos de los valores de la imagen, y en donde el motor de
cálculo mencionado lee cada uno de los N conjuntos de los valores de
la imagen a partir de una columna distinta de la pluralidad de
columnas almacenadas en la memoria de tramas. El elemento excitador
de la fila está acoplado al controlador y a la pantalla
direccionada en forma activa. El circuito excitador de filas genera
M voltajes de filas, los cuales están acoplados a los M electrodos
de las filas. Cada uno de los M voltajes de las filas es
proporcional a uno de los M valores durante el intervalo de tiempo.
El elemento de excitación de la columna está acoplado al motor de
cálculo y a la pantalla direccionada en forma activa. El elemento
de excitación de la columna genera N voltajes de columna, los
cuales están acoplados a los N electrodos de la columna. Cada uno
de los N voltajes de la columna es proporcional a uno de los N
valores durante el intervalo de tiempo.
En un tercer aspecto de la presente invención, se
proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 9. El método
incluye las etapas de acumular, transferir, generar, leer,
calcular, repetir, generar los primeros voltajes, y generar los
segundos voltajes.
En la etapa de acumular, una línea almacenada que
comprende una de la pluralidad de líneas transmitidas sucesivamente
de valores de la imagen es acumulada en una memoria de líneas. En
la etapa de generación, se genera una función independiente de la
imagen predeterminada que tiene M valores durante un intervalo de
tiempo. En la etapa de lectura, se lee una pluralidad de valores de
la imagen a partir de una de la pluralidad de líneas almacenadas en
la memoria de tramas. En la etapa de cálculo, uno de los N valores
de la señal de salida dependiente de la imagen es calculada durante
el intervalo de tiempo. Cada uno de los N valores está determinado
a partir de la función independiente de la imagen predeterminada, y
de la pluralidad de valores de imagen leídos en la etapa de
lectura. En la etapa de repetición, las etapas de lectura y calculo
se repiten N veces durante el intervalo de tiempo, utilizando una
línea diferente de la pluralidad de líneas almacenadas para cada
repetición. En la etapa de generación de primeros voltajes, los M
primeros voltajes se generan durante el intervalo de tiempo que
están acoplados a los M primeros electrodos de la pantalla
direccionada en forma activa. Cada uno de los M primeros voltajes es
proporcional a uno al menos de los M valores de la función
independiente de la imagen predeterminada. En la etapa de
generación de los segundos voltajes, se general N segundos voltajes
durante el intervalo de tiempo en que están acoplados a los N
segundos electrodos de la pantalla direccionada en forma activa que
tengan una dirección correspondiente a la dirección de las líneas.
Cada uno de los N segundos voltajes es proporcional a uno de los N
valores.
En un cuarto aspecto de la presente invención, el
dispositivo electrónico incluye un microcomputador, un armazón, y
un sistema de visualización. El microcomputador es para transmitir
una señal de entrada que incluye las sucesivas tramas de datos,
definiendo cada trama una pluralidad de líneas transmitidas
sucesivamente de los valores de la imagen. La pluralidad de líneas
transmitidas sucesivamente tiene una dirección de la línea. El
armazón está acoplado al microcomputador para soportar y proteger
al sistema del microcomputador y pantalla. El sistema de pantalla
está acoplado al microcomputador y procesa la señal de entrada para
generar una imagen. El sistema de visualización incluye una
pantalla direccionada en forma activa, una memoria de video, un
controlador, un motor de cálculo, un primer elemento de excitación,
y un segundo elemento de excitación.
La pantalla direccionada en forma activa es para
visualizar una imagen y tiene una pluralidad de primeros electrodos
y una pluralidad de segundos electrodos que se cruzan entre sí en
los puntos de intersección que forman los píxeles. La pluralidad de
segundos electrodos se encuentra en una dirección correspondiente a
la dirección de la línea. La memoria de video comprende una memoria
temporal de líneas y una memoria temporal de tramas. La memoria
temporal de líneas está acoplada a la señal de entrada y es para
acumular una línea almacenada que incluye una de la pluralidad de
líneas transmitidas sucesivamente de los valores de la imagen. La
memoria temporal de líneas está acoplada a la memoria temporal de
líneas y es para almacenar una trama de datos que incluye una
pluralidad de líneas almacenadas. El controlador está acoplado a la
memoria de video. El controlador transfiere la línea almacenada en
la mencionada memoria de líneas en la memoria temporal de tramas
después de que la línea almacenada esté completamente almacenada en
la mencionada memoria temporal y que genere una función
independiente de la imagen predeterminada que tenga al menos M
valores durante un intervalo de tiempo. El motor de cálculo está
acoplado al controlador y a la memoria de video. El motor de
cálculo calcula una señal de salida dependiente de la imagen
durante el intervalo de tiempo. La señal de salida dependiente de
la imagen tiene N valores. Cada uno de los N valores está
determinado a partir de la función independiente de la imagen
predeterminada y uno de los N conjuntos de valores de la imagen. El
motor de cálculo lee cada uno de los N conjuntos de valores de
imagen a partir de una línea diferente de la pluralidad de las
líneas almacenadas en la mencionada memoria temporal de tramas. El
primer elemento de excitación está acoplado al controlador y a la
pantalla direccionada en forma activa. Durante el intervalo de
tiempo el primer circuito excitador genera M primeros voltajes, los
cuales están acoplados a los M primeros electrodos. Cada uno de los
M primeros voltajes es proporcional a uno de al menos los M
valores. El segundo elemento excitador está acoplado al motor de
cálculo de la pantalla direccionada en forma activa. Durante el
intervalo de tiempo, el segundo elemento excitador genera N
segundos voltajes, los cuales están acoplados a los N segundos
electrodos. Cada uno de los N segundos voltajes es proporcional a
uno de los N valores.
La figura 1 es una vista frontal ortográfica de
una parte de una pantalla de cristal líquido convencional.
La figura 2 es una vista en sección transversal
ortográfica a lo largo de la línea 2-2 de la figura
1 de la parte de la pantalla de cristal líquido convencional.
La figura 3 es una matriz de ocho por ocho de las
funciones Walsh de acuerdo con la realización preferida de la
presente invención.
La figura 4 muestra señales de control
correspondientes a las funciones Walsh de la figura 3 de acuerdo
con la realización preferida de la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de bloques eléctrico
de un sistema de pantalla de acuerdo con la realización preferida
de la presente invención.
La figura 6 es un diagrama de bloques eléctrico
de un sistema de procesamiento del sistema de pantalla de acuerdo
con la realización preferida de la presente invención.
La figura 7 es un diagrama de bloques eléctrico
de un sistema de pantalla de acuerdo con una primera realización
alternativa de la presente invención.
La figura 8 es un diagrama de bloques eléctrico
de un calculador del factor de corrección rms (valor eficaz) del
sistema de procesamiento de acuerdo con las realizaciones
preferidas y alternativas de la presente invención.
La figura 9 es un diagrama de bloques eléctrico
de un motor de cálculo del sistema de procesamiento de acuerdo con
las realizaciones preferidas y alternativas de la presente
invención.
La figura 10 es un diagrama de bloques eléctrico
del sistema de procesamiento de acuerdo con las realizaciones
preferidas y alternativas de la presente invención.
La figura 11 es un diagrama de bloques eléctrico
de un computador personal de acuerdo con las realizaciones
preferidas y alternativas de la presente invención.
La figura 12 es una vista ortográfica frontal del
ordenador personal de acuerdo con las realizaciones preferidas y
alternativas de la presente invención.
La figura 13 es un diagrama de flujo que muestra
la operación de carga de la memoria de video de acuerdo con las
realizaciones preferidas y primera alternativa de la presente
invención.
La figura 14 es un diagrama de flujo que muestra
la operación del calculador del factor de corrección rms (valor
eficaz), de acuerdo con las realizaciones preferidas y alternativas
de la presente invención.
La figura 15 es un diagrama de flujo que muestra
la operación del motor de cálculo de acuerdo con las realizaciones
preferidas y alternativas de la presente invención.
Se describe a continuación con más detalle un
sistema de procesamiento de visualización en pantalla de acuerdo
con unas realizaciones preferidas y alternativas de la presente
invención, en el que el sistema de procesamiento de visualización
en pantalla controla una pantalla que tiene unos primeros
electrodos y unos segundos electrodos para visualizar una imagen que
es transmitida al sistema de procesamiento de la pantalla en
sucesivas tramas, que comprenden las líneas de los valores de la
imagen, en el que la dirección (fila o columna) de las líneas
corresponde a la dirección de los segundos electrodos. Durante cada
intervalo de tiempo de una pluralidad de intervalos de tiempo, los
primeros electrodos son excitados con una señal independiente de la
imagen predeterminada, y los segundos electrodos son excitados con
una señal dependiente de la imagen. Durante cada intervalo de
tiempo, la señal dependiente de la imagen tiene una pluralidad de
valores, uno para cada segundo electrodo. La arquitectura exclusiva
descrita más delante de acuerdo con las realizaciones preferidas y
alternativas de la presente invención calcula cada valor de la
señal dependiente de la imagen basándose en solo una línea de los
valores de la imagen transmitida, lo cual minimiza los requisitos
de memoria del valor de la imagen y los requisitos de interconexión
del sistema de procesamiento de la pantalla.
Con referencia a las figuras 1 y 2, las vistas
ortográfica y en sección transversal de una parte de la pantalla de
cristal líquido convencional (LCD) 100 muestran los primeros y
segundos substratos transparentes 102, 206 que tienen un espacio
entre los mismos rellenado con una capa de material de cristal
líquido 202. La junta de sellado del perímetro 204 impide que se
escape el material de cristal líquido del LCD 100. El LCD 100
incluye además una pluralidad de electrodos transparentes, que
comprende los electrodos de filas 106 situados sobre el segundo
substrato transparente 206, y los electrodos de columnas 104
situados sobre el primer substrato transparente 102. En cada punto
en el cual un electrodo común 104 se solape en un electrodo de fila
106, tal como el solapado 108, los voltajes aplicados a los
electrodos de solapado 104, 106 pueden controlar el estado óptico
del material de cristal líquido 202 entre los mismos, formando así
un elemento de imagen controlable (píxel). Aunque un LCD es el
elemento de imagen preferido de acuerdo con la realización preferida
de la presente invención, se observará que pueden ser utilizados
otros tipos de elementos de imagen, en el supuesto de que dichos
otros tipos de elementos de imagen muestren una características
ópticas sensibles al cuadrado del voltaje aplicado a cada píxel,
similar a la respuesta rms (valor eficaz) de un LCD.
Con referencia a las figuras 3 y 4, se muestra
una matriz de ocho por ocho (tercer orden) de las funciones Walsh
300 y las ondas de Walsh correspondientes 400 de acuerdo con la
realización preferida de la presente invención. Las funciones Walsh
son ortonormales y preferiblemente son para el uso de sistema de
visualización direccionado en forma activa, tal como se expone en
los Antecedentes de la Invención anteriormente. Al utilizarse con
dicho sistema de pantalla, los voltajes que tienen niveles
representados por las ondas Walsh 400 se aplican en forma exclusiva
a una pluralidad seleccionada de electrodos de la pantalla LCD 100.
Por ejemplo, las ondas Walsh 404, 406 y 408 podrían ser aplicadas a
los electrodos de la primera (más superior), segunda y tercera filas
106 respectivamente, y así sucesivamente. De esta forma, cada una
de las ondas Walsh 400 serían aplicadas exclusivamente a un
electrodo correspondiente de los electrodos de fila 106. Es
preferible no utilizar la onda Walsh 402 en una aplicación LCD,
porque la onda Walsh 402 polarizaría la pantalla LCD con un voltaje
CC (corriente continua) no deseado.
Es interesante observar que los valores de las
ondas Walsh 400 son constantes durante cada intervalo de tiempo T.
La duración del intervalo de tiempo T para las ocho ondas Walsh 400
es de una octava parte de la duración de un ciclo completo de las
ondas Walsh 400 desde el inicio 410 hasta el final 412. Cuando las
ondas Walsh se utilizan para direccional activamente una pantalla,
la duración de un ciclo completo de las ondas Walsh 400 se fija
para que sea igual a la duración de la trama, es decir, el tiempo
para recibir un conjunto completo de datos para controlar todos los
píxeles 108 de la pantalla LCD 100.
Las ocho ondas Walsh 400 son capaces de excitar
exclusivamente los ocho electrodos de las filas (siete si no se
utiliza la onda Walsh 402). Se observará que una pantalla práctica
tiene muchas más filas. Por ejemplo, las pantallas que tienen
cuatrocientas ochenta filas y seiscientas cuarenta columnas se
utilizan ampliamente en la actualidad en los ordenadores
portátiles. Debido a que las matrices de las funciones Walsh están
disponibles en conjuntos completos determinados por las potencias
de dos, y debido a que los requisitos de la ortonormalidad no
permiten que se excite más de un electrodo en cada onda Walsh, se
necesitaría una matriz de funciones Walsh de quinientos doce por
quinientos doce (2^{9} x 2^{9}), para excitar una pantalla que
tuviera cuatrocientos ochenta electrodos de filas 106. Para este
caso, la duración de los intervalos de tiempo T es de 1/512 de la
duración de la trama. Se utilizarían cuatrocientas ochenta ondas
Walsh para excitar los cuatrocientos ochenta electrodos 106 de las
filas, mientras que los restantes treinta y dos no se utilizarían,
incluyendo preferiblemente la primera onda Walsh 402 que tenga una
polarización de CC (corriente continua).
Con referencia a la figura 5, el diagrama de
bloques eléctrico de un sistema de visualización 500 de acuerdo con
la realización preferida de la presente invención comprende una
pluralidad de sistemas de procesamiento 510 acoplados a la línea de
entrada de datos 508, preferiblemente de ocho bits de amplitud, para
recibir la señal de entrada que incluya las tramas sucesivas de
datos a visualizar. Las sucesivas tramas de datos definen los
valores de la imagen, los cuales están agrupados en líneas. Las
líneas son exploraciones verticales, o las columnas de los valores
de la imagen, de acuerdo con la realización preferida de la
presente invención. Las sucesivas tramas de datos incluyen
seiscientas cuarenta de las líneas, comprendiendo cada una
cuatrocientos ochenta valores de la imagen transmitida en serie. La
pantalla LCD 100 es de diseño convencional, teniendo cuatrocientos
ochenta electrodos de filas, denominados de ahora en adelante como
primeros electrodos, que se extienden horizontalmente a través de
la pantalla LCD 100 y dos conjuntos de electrodos comunes,
denominados de ahora en adelante como segundos electrodos. Se
observará que las líneas de los valores de la imagen tienen una
dirección vertical, o columna, la cual corresponde al segundo
conjunto de electrodos. Cada conjunto de los segundos electrodos
(columnas) se extiende verticalmente desde un borde (superior o
inferior) casi hasta el centro de la pantalla 501, en que cada
segundo electrodo (columna) se cruza con la mitad de los primeros
electrodos (filas). Esta organización de los electrodos de tipo
convencional reduce la cantidad de cálculos ejecutados por cada
sistema de procesamiento, y mejora el contraste y la velocidad
máxima de tramas del sistema de la pantalla para las pantallas
direccionadas en forma activa del arte previo, así como también en
el sistema de pantalla 500 de acuerdo con la realización preferida
de la presente invención, de una forma simple y económica. Este
tipo de configuración de los segundos electrodos de la pantalla se
denomina de ahora en adelante como segundos electrodos divididos.
Para reducir los requisitos de cálculo para cada uno de los sistemas
de procesamiento 510, la pantalla LCD 100 ha sido dividida en ocho
áreas 511, atendidas cada una por uno de los sistemas de
procesamiento 510, y conteniendo cada una ciento sesenta electrodos
de columnas 104 y doscientos cuarenta electrodos de filas 106. Se
observará que la matriz Walsh necesaria en la realización preferida
de la presente invención es de un tamaño de 2^{8} x 2^{8} (256
x 256), y por tanto el intervalo de tiempo T es de 1/256 de un
periodo de trama.
Los sistemas de procesamiento 510 están acoplados
por las líneas de salida 512 dependientes de la imagen (columnas),
preferiblemente de ocho bits de amplitud, a los convertidores
digital-analógicos (DAC) 502, tal como el modelo
CXD1178Q DAC fabricado por Sony Corporation, para convertir las
señales de salida digitales en las líneas de salida 512
dependientes de la imagen (columnas) en las correspondientes
segundas señales de excitación analógicas (columnas). Los
convertidores DAC 502 están acoplados a los segundos elementos de
excitación 504 (columnas) de un tipo analógico, tal como el
controlador modelo SED1779D0A, fabricado por Seiko Epson
Corporation, para excitar los segundos electrodos 104 (columnas) de
la pantalla LCD 100 con las segundas señales de excitación
analógicas (columnas). Dos de los sistemas de procesamiento 510
están también acoplados mediante las líneas de salida 514 (filas)
independientes de la imagen a los primeros elementos de excitación
(filas) 506 de tipo digital, tal como el controlador SED1704,
fabricado también por Seiko Epson Corporation, para excitar los
primeros electrodos (filas) 106 de las particiones superior e
inferior de la pantalla LCD 100 con un conjunto predeterminado de
señales Walsh. Se observará que los demás componentes similares
pueden ser utilizados para los DAC 502, segundos elementos de
excitación (columnas) 504, y los primeros elementos de excitación
506 (filas).
Los segundos (columnas) y primeros (filas)
elementos de excitación 504, 506 reciben y almacenan un lote de
información de nivel de excitación para cada uno de los segundos
(columna) y primeros (fila) electrodos 104, 106 de la duración del
intervalo de tiempo T (figura 4). Los segundos (columnas) y primeros
(filas) elementos de excitación 504, 506 aplican y mantienen
substancialmente de forma simultánea los niveles de excitación para
cada uno de los segundos (columnas) y primeros (filas) electrodos
104, 106 de acuerdo con la información del nivel de excitación
recibido hasta el lote siguiente, por ejemplo, un lote
correspondiente al siguiente intervalo de tiempo T es recibido por
los segundos (columnas) y primeros (filas) elementos de excitación
504, 506. De esta forma, las transiciones de las señales de
excitación para todos los segundos (columnas) y primeros (filas)
electrodos 104, 106 tienen lugar substancialmente en sincronismo
entre sí.
Con referencia a la figura 6, el diagrama de
bloques eléctrico de uno de los sistemas de procesamiento 510 del
sistema de pantalla de acuerdo con la realización preferida de la
presente invención, comprende un controlador 622, una memoria de
video 640, un calculador de salida dependiente de la imagen 650, y
un registro de desplazamiento 614 de función independiente de la
imagen. La memoria de video 640 comprende una memoria temporal de
líneas 602 y una memoria temporal de tramas 608. La línea de
entrada de datos 508 está acoplada a la memoria temporal de líneas
602. La memoria temporal de líneas 602 está acoplada al controlador
622 por una señal de temporización 639. La memoria temporal es para
recibir doscientos cuarenta valores de imagen transmitidos en serie
a partir de una sola línea de la trama de datos, para almacenar los
doscientos cuarenta valores de la imagen, y para dar salida a los
doscientos cuarenta valores de la imagen en un bus paralelo 633. Se
observará que la memoria temporal de líneas 602 es para almacenar
una parte de una línea completa única de cuatrocientos ochenta
valores de imagen, porque el sistema de procesamiento 500 está
procesando un bloque 511 de valores de imagen para la pantalla 100,
y puede denominarse alternativamente como una memoria temporal
parcial de líneas 602. La señal de temporización 639 proporciona la
sincronización con los valores transmitidos de la imagen. La
memoria temporal de líneas 602 comprende circuitos de entrada
convencionales, contadores convencionales, memoria de acceso
aleatorio convencional (RAM), lógica de control convencional, y los
elementos del registro de desplazamiento convencionales de una
dimensión suficiente aunque no excesiva, acoplados de forma
convencional para proporcionar la función descrita para recibir,
almacenar y transferir una línea de los valores de la imagen. Se
observará que en algunos sistemas de pantalla 500, la señal de
entrada puede ser analógica, en cuyo caso el sistema de la pantalla
500 puede comprender también un convertidor
analógico-digital para generar una señal digital
que está acoplada con la memoria temporal de líneas 602.
El bus paralelo 633 acopla la memoria temporal de
líneas 602 a la memoria temporal de tramas 608, para transferir la
línea o los valores de la imagen a la memoria temporal de tramas
608 cuando se haya recibido una línea completa de valores de imagen
y borrando una línea correspondiente de valores de imagen
transferidos a la memoria temporal de tramas 608 desde la trama
previa de datos. El bus paralelo 633 es un bus de doscientos
cuarenta por ocho bits de amplitud. La memoria temporal de tramas
608 es una memoria RAM que tiene los suficientes lugares de
almacenamiento, aunque no excesivos, para almacenar ciento sesenta
líneas de doscientos cuarenta valores de imagen, compuestos por la
memoria convencional, entrada, salida y elementos de
direccionamiento, con la memoria, direccionamiento, entrada y
salida organizadas para la entrada y salida paralelo convencional
de la línea de valores de imagen. Se observará que la memoria
temporal de tramas 608 está almacenando una parte de una trama
completa de seiscientas veinte líneas, porque el sistema de
procesamiento 500 está procesando un bloque 511 de valores de
imagen para la pantalla 100, y por tanto la memoria de tramas 608
puede denominarse alternativamente como una memoria temporal 608 de
tramas parcial.
El controlador 622 está acoplado por un bus de
control 624 a la memoria temporal de líneas 602 y la memoria de
tramas 608 para controlar la operación de la memoria temporal de
líneas 602 y la memoria temporal de tramas 608. El controlador 622
está acoplado además por el bus de control 624 a un registro de
desplazamiento 614 de función independiente de la imagen, para
controlar la operación del registro de desplazamiento 614 de
función independiente de la imagen. El controlador 622 está
acoplado mediante un bus de función independiente de la imagen 635
para transferir una función independiente de la imagen
predeterminada generada por el controlador 622 al registro de
desplazamiento 614 de función independiente de la imagen. El
calculador 650 de salida dependiente de la imagen comprende un
calculador 632 del factor de corrección rms (valor eficaz), una
memoria temporal del factor de corrección 601, y un motor de
cálculo 610. El controlador 622 está acoplado además por el bus de
control 624, por una señal de temporización 637, y por una señal de
valor virtual 656 al motor de cálculo 610 para controlar la
operación del motor de cálculo 610. El controlador 622 está
acoplado también por el bus de control 624 al calculador 632 del
factor de corrección rms (valor eficaz) para controlar el
calculador 632 del factor de corrección rms (valor eficaz), y por la
señal de temporización 639 para proporcionar la sincronización de
los valores de imagen con la señal de entrada en la línea de
entrada de datos 508. El calculador 508 del factor de corrección
rms (valor eficaz) está acoplado también a la línea de entrada de
datos 508 para recibir las líneas de los valores de imagen para
determinar un factor de corrección para cada una de las líneas,
según lo indicado más adelante con referencia a la figura 7. La
memoria temporal 601 del factor de corrección está acoplada al
calculador 632 del factor de corrección rms mediante una primera
señal del factor de corrección 607 para recibir y almacenar el
factor de corrección determinado y enviado desde el calculador 632
del factor de corrección rms para cada línea. El controlador 622
está acoplado además por el bus de control 624 a la memoria
temporal 601 del factor de corrección para controlar la memoria
temporal 601 del factor de corrección. Cada factor de corrección
está almacenado durante un periodo de trama en la memoria temporal
601 del factor de corrección, que almacena ciento sesenta factores
de corrección, correspondientes a las ciento sesenta líneas más
recientemente recibidas de los valores de la imagen. La memoria
temporal 601 del factor de corrección está acoplada al registro de
desplazamiento 614 de función independiente de la imagen mediante
una segunda señal del factor de corrección 609 para transferir un
factor de corrección al motor de cálculo 610.
Los valores de la imagen dentro de la memoria
temporal de tramas 608 están organizados por el controlador 602 en
bloques, correspondiendo cada bloque a substancialmente todos los
píxeles 108 controlados por un único grupo de segundos electrodos
104, estando la dimensión del grupo determinada de acuerdo con la
presente invención, y en donde los segundos electrodos 104 caen
dentro del área 511 atendida por el sistema de procesamiento 510.
Las dimensiones de los bloques son de ciento sesenta líneas de
doscientos cuarenta valores de imagen, según lo expuesto
anteriormente. El controlador 622 controla la operación de la
memoria temporal de líneas 602 y la memoria temporal de tramas 608
para convertir y almacenar los valores de la imagen para un bloque
predeterminado de los bloques en una trama de datos. Cuando se
transmite una línea completa de valore de imagen dentro del bloque
predeterminado en la línea de entrada de datos 508, el controlador
622 controla la memoria temporal de líneas 602 para transferir los
valores de imagen almacenados en la memoria temporal 602 de líneas
hasta una posición de la línea predeterminada en la memoria
temporal de tramas 608, correspondiente a la línea de los valores de
imagen transmitidos.
La memoria temporal de tramas 608 está acoplada
por un bus de datos en paralelo 630 a los motores de cálculo 610
para calcular los valores para excitar los segundos electrodos 104
para cada intervalo de tiempo T de las señales Walsh. El bus de
datos paralelo 630 es suficientemente amplio para transmitir los
valores de imagen simultáneos para substancialmente todos los
píxeles 108 controlados por un único grupo de los segundos
electrodos 104 y cayendo dentro del área 511 de la pantalla LCD 100
atendidos por el sistema de procesamiento 510. Por ejemplo, en el
sistema de procesamiento 510 que da servicio a doscientas cuarenta
filas y que tiene unos valores de los píxeles de ocho bits, el bus
de datos paralelo 630 tiene que tener mil novecientos veinte
recorridos paralelos (1920).
La función del registro de desplazamiento 614 de
función independiente de la imagen es recibir del controlador 622
los valores de las funciones Walsh correspondientes a los primeros
electrodos atendidos por el sistema de procesamiento 510 para cada
intervalo de tiempo T. Habiendo recibido los valores de las
funciones Walsh del intervalo de tiempo T a través del bus 635 de
función independiente de la imagen, el registro de desplazamiento
614 de función independiente de la imagen transfiere entonces los
valores de las funciones Walsh recibidos en el intervalo de tiempo
T al motor de cálculo 610 para su utilización en el calculo de una
señal dependiente de la imagen del intervalo de tiempo. El registro
de desplazamiento 614 de función independiente de la imagen excita
también a las líneas de salida 514 independientes de la imagen, a
una velocidad controlada por el controlador 622 de acuerdo con la
realización preferida de la presente invención con los valores de
función Walsh correspondientes a las primera atendidas por el
sistema de procesamiento 510 para cada intervalo de tiempo T. El
registro de desplazamiento 614 de función independiente de la
imagen es preferiblemente un registro de desplazamiento de entrada
serie / salida paralelo de doscientos cuarenta por un bit
convencional. El registro de desplazamiento 614 de función
independiente de la imagen es lo suficientemente sencillo que
podría estar incorporado alternativamente en el controlador 622,
particularmente en una realización que utilizara un alto nivel de
integración de circuitos.
El motor de cálculo 610 está acoplado al registro
de desplazamiento 614 de función independiente de la imagen por el
bus de transferencia paralelo 636 para transferir los valores de
las funciones Walsh al motor de cálculo 610. Los buses de
transferencia paralelos 636 tienen que ser suficientemente amplios
para transferir un valor de la función Walsh de un bit para cada
primer electrodo atendido por el sistema de procesamiento 510. Por
ejemplo, en el sistema de procesamiento 510 que atiende a
doscientos cuarenta primeros electrodos, el bus de transferencia
paralelo 636 tiene que tener doscientos cuarenta trayectos
paralelos. Se observará que aunque las funciones Walsh son las
preferidas, pueden ser utilizadas otras funciones ortonormales así
por el motor de cálculo 610 para ejecutar los cálculos. El motor de
cálculo 610 calcula una señal dependiente de la imagen que tiene
ciento sesenta valores durante cada uno de los intervalos de
tiempo. Cada uno de los ciento sesenta valores se utiliza para
excitar un segundo electrodo, y que está determinado por una línea
de los valores de imagen almacenados en la memoria temporal de
tramas 608, un factor de corrección almacenado en la memoria
temporal 601 del factor de corrección, y la función Walsh (función
independiente de la imagen) del intervalo de tiempo T. El factor de
corrección está basado en la línea correspondiente de los valores de
las líneas de la imagen. Así pues, el motor de cálculo 610 efectúa
ciento sesenta cálculos de los valores dependientes de la imagen
durante cada intervalo de tiempo, en donde cada valor es
dependiente de solo una línea de los valores de la imagen. La
estructura y la operación del motor de cálculo 610 están descritas
con más detalles más adelante. El controlador 622 controla el
almacenamiento de cada línea del valor de la imagen en la memoria
temporal 608 de forma tal que el almacenamiento de cada línea se
ejecuta entre los sucesivos cálculos del valor de dos valores de la
señal dependiente de la imagen y nunca durante la parte de la
operación de lectura del una línea de calculo del valor que incluye
la línea correspondiente de los valores de la imagen, en donde la
línea correspondiente de los valores de la imagen es leída a partir
de la memoria temporal 608. El controlador 622 está acoplado además
a la línea 638 de sincronización de tramas y a la línea de reloj
642 para recibir las señales de sincronismo de tramas y de reloj,
respectivamente, desde una fuente de las tramas de datos, por
ejemplo, un procesador de un ordenador personal.
Se observará que los valores de la imagen son
estables mientras que el motor de cálculo 610 esté ejecutando un
cálculo del valor dependiente de la imagen basándose en una línea
de valores de imagen, por que la línea de imagen está almacenada
entre los cálculos del valor de la imagen. La arquitectura de la
memoria y del cálculo de acuerdo con la realización preferida de la
presente invención evita el arrastre de la imagen y la pérdida de
contraste que podría tener lugar si los valores de la imagen
estuvieran siendo actualizados en la dirección ortogonal con la
dirección de la línea. En los sistemas de visualización del arte
previo, en los que las líneas de los valores de imagen se reciben
como filas de los valores de imagen, y en los que la señal
dependiente de la imagen se aplica ortogonalmente a los electrodos
de las columnas de la pantalla, se evita la pérdida de contraste y
el arrastre mediante la utilización de dos memorias temporales de
tramas completas, y leyendo a partir de una memoria temporal de
tramas mientras que se escribe en la segunda memoria temporal de
tramas. Esto se realiza en los sistemas de visualización del arte
previo para evitar el cambio de los valores de la imagen que tienen
lugar solo cuando se utiliza una memoria temporal en dichos
sistemas del arte previo, debido a las "direcciones"
incompatibles de las líneas de los valores de la imagen que se
están recibiendo y a los valores de la imagen que se están leyendo
en la memoria temporal de tramas, para calcular los valores de las
señales dependientes de la imagen. La arquitectura exclusiva
descrita de acuerdo con la realización preferida de la presente
invención reduce los requisitos de la memoria de video
esencialmente en la memoria temporal de líneas 602 y la memoria
temporal de tramas 608, mediante el almacenamiento de los valores de
imagen como una pluralidad de líneas en la memoria temporal de
tramas 608, y calculando una señal de salida dependiente de la
imagen que tenga unos valores que sean dependientes de una línea de
los valores de imagen. La arquitectura exclusiva descrita de
acuerdo con la realización preferida de la presente invención, que
utiliza una entrada de líneas paralela y una salida para la memoria
temporal de tramas 608, simplifica la interconexión de la memoria
de video en comparación con los sistemas del arte previo en los que
las entradas de los valores de imagen en las memorias de tramas se
encuentran en una dirección ortogonal a las salidas de los valores
de imagen de las memorias de tramas.
Con referencia a la figura 7, se muestra un
diagrama de bloques eléctrico de un sistema de visualización 700 de
acuerdo con una primera realización alternativa de la presente
invención, que comprende una pluralidad de sistemas de
procesamiento 510 acoplados a una línea de entrada de datos 508,
preferiblemente de una amplitud de ocho bits, para recibir una
señal de entrada incluyendo las sucesivas tramas de datos a
visualizar. Las sucesivas tramas de datos definen los valores de la
imagen, que están agrupados en líneas. Las líneas son exploraciones
horizontales de las filas de los valores de imagen, de acuerdo con
la primera realización alternativa de la presente invención. Las
sucesivas tramas de datos incluyen cuatro cientas ochenta líneas,
comprendiendo cada una de seiscientos cuarenta valores de imagen
transmitidos en serie. La pantalla LCD 701 está fabricada
utilizando el diseño convencional de pantallas y de técnicas de
fabricación, teniendo seiscientos cuarenta electrodos de columnas,
denominados de ahora en adelante como primeros electrodos, que se
extienden verticalmente a través de la pantalla LCD 701, y dos
conjuntos de electrodos de filas, denominados de ahora en adelante
como segundos electrodos. Se observará que las líneas de los
valores de imagen tienen una dirección horizontal o de filas que
corresponden al segundo conjunto de electrodos. Cada conjunto de los
segundos electrodos (filas) se extiende horizontalmente desde un
borde (izquierdo o derecho) casi hasta el centro de la pantalla
503, cada segundo electrodo (filas) cruza por tanto una mitad de
los primeros electrodos (columnas). Esta organización dividida de
segundos electrodos reduce la cantidad de cálculos realizados por
cada sistema de procesamiento y mejora el contraste y la velocidad
de tramas máxima del sistema de visualización 700 de una forma
sencilla y económica. Para reducir los requisitos de calculo para
cada uno de los sistemas de procesamiento 510, la pantalla LCD 701
ha sido dividida en seis áreas 711, atendida cada una por los
sistemas de procesamiento 510, y conteniendo cada una ciento
sesenta electrodos de filas 106, y trescientos veinte electrodos de
columnas 104. Se observará que la matriz Walsh necesaria en la
realización preferida de la presente invención es de una dimensión
de 2^{9} x 2^{9} (512 x 512), y por tanto el intervalo de
tiempo T es de 1/512 de un periodo de tramas.
Los sistemas de procesamiento 510 están acoplados
mediante las líneas de salida dependientes de la imagen (filas)
512, preferiblemente de una amplitud de ocho bits, a los
convertidores digital-analógicos de video (DAC) 502,
similares a los del modelo CXD1178Q DAC fabricado por Sony
Corporation, para convertir las señales de salida digitales de los
sistemas de procesamiento 510 a las segundas señales de excitación
analógicas correspondientes (filas). Los DAC 502 están acoplados a
los segundos elementos de excitación (filas) 504 de tipo analógico,
tal como el modelo del excitador SED1779D0A, fabricado por Seiko
Epson Corporation, para excitar los segundos electrodos (filas) 106
de la pantalla LCD 100 con las señales analógicas de excitación de
filas. Dos de los sistemas de procesamiento 510 están acoplados
también mediante las primeras líneas de salida (columnas) 514 a los
primeros elementos de excitación 506 (columnas) de tipo digital,
similar al excitador modelo SED1704 fabricado también por Seiko
Epson Corporation, para excitar los primeros electrodos (columnas)
104 de las particiones izquierda y derecha de la pantalla LCD 701
con un conjunto predeterminado de señales de función Walsh. Se
observará que pueden ser utilizados otros componentes similares, y
también para los DAC 502, segundos elementos de excitación (filas)
504, y primeros elementos de excitación 506 (columnas).
Los segundos (filas) y primeros (columnas)
elementos de excitación 504, 506 reciben y almacenan un lote de
información de nivel de excitación para cada uno los segundos
(filas) y primeros (columnas) electrodos 106, 104, para la duración
del intervalo de tiempo T (figura 4). Los segundos (filas) y
primeros (columnas) elementos de excitación 504, 506 aplican y
mantienen de forma substancialmente simultánea los niveles de
excitación de los segundos (filas) y primeros (columnas) electrodos
104, 106, de acuerdo con la información del nivel de excitación
recibido hasta el siguiente lote, por ejemplo, un lote
correspondiente al siguiente intervalo de tiempo T, que se reciba
por los segundos (filas) y primeros (columnas) elementos de
excitación 504, 506. De esta forma, las transiciones de las señales
de excitación para todos los segundos (filas) y primeros (columnas)
electrodos 104, 106 tienen lugar substancialmente en sincronización
entre sí.
Se observará que el mismo sistema de
procesamiento 510 descrito anteriormente con referencia a la figura
6 es utilizable para el sistema de visualización 700, mediante la
modificación de la dimensión de los dispositivos y buses utilizados
en el sistema de procesamiento 510. La descripción permanece igual
en los demás aspectos. La memoria temporal de líneas 602 será
entonces una memoria de ciento sesenta valores de imagen por ocho
bits, siendo la memoria temporal de tramas una memoria temporal de
ciento sesenta líneas por trescientos veinte valores de imagen por
ocho bits, y el registro de desplazamiento 614 de función
independiente de la imagen un registro de desplazamiento de
trescientos veinte por un bit. El bus de datos paralelo 630 será
entonces un bus de ciento sesenta por ocho, o un bus de una
amplitud de mil doscientos ochenta bits, en el que el bus de datos
paralelo 630 será entonces de trescientos veinte por ocho, o bien
un bus de dos mil quinientos sesenta bits de amplitud, y el bus de
datos paralelo 636 será entonces un bus de una amplitud de
trescientos veinte bits. Los cambios de dimensiones similares, que
son necesarios dentro del calculador 632 del factor de corrección
rms (valor eficaz) y el motor de cálculo 610, de acuerdo con la
primera realización alternativa de la presente invención, serán
evidentes en las descripciones más detalladas expuestas más adelante
para cualquier técnico especializado en el arte.
Se observará además que el sistema de
visualización 700 de acuerdo con la primera realización alternativa
de la presente invención puede ser una selección de un diseño
deseable cuando tenga que suministrarse un sistema de visualización
grande (por ejemplo, cuatrocientas ochenta filas y seiscientas
cuarenta columnas), y en donde la señal de entrada no proporcione
los valores alterados económicamente en las filas, en lugar de las
columnas. Un ejemplo es el caso en el que el equipo que genera la
señal de datos serie ya exista en grandes cantidades y que no pueda
ser alterado económicamente para generar una señal que tenga
valores de imagen en formato de columnas. Cuando se incluya un
sistema de visualización más pequeño (por ejemplo, doscientas
cuarenta filas por trescientas veinte columnas), puede no ser
preciso un panel de pantalla de electrodos divididos para conseguir
una velocidad de tramas deseada y una relación de contraste,
permitiendo una selección de los primeros electrodos de los
electrodos bien sea de las filas o de las columnas, y permitiendo
por tanto la arquitectura exclusiva aquí descrita de acuerdo con
las realizaciones preferidas y alternativas de la presente
invención, en la que cada valor de la señal dependiente de la
imagen está determinada solo por una línea de los valores de
imagen, y en donde la señal dependiente de la imagen se aplica al
conjunto de electrodos de la pantalla correspondientes a la
dirección de las líneas de los datos de entrada.
Con referencia a la figura 8, el diagrama de
bloques eléctrico del calculador 632 del factor de corrección rms
(valor eficaz) del sistema de procesamiento 510, de acuerdo con las
realizaciones preferidas y alternativas de la presente invención
comprende la línea de entrada de datos 508, para recibir una señal
de entrada que incluye las sucesivas tramas de datos a visualizar,
el bus de control 624, para controlar el calculador 632 del factor
de corrección rms (valor eficaz), y la señal de sincronización de
la temporización 639. Para una pantalla que utilice +1 para
representar un píxel totalmente "desactivado", y -1 para
representar un píxel totalmente "activado", y utilizando las
funciones Walsh que tengan solo los valores +1 y -1, el factor de
corrección para cada línea de la pantalla será:
(1)\frac{1}{\sqrt{N}}\sqrt{N
-\sum\limits^{N}_{i=1}
I^{2}_{i}},
en donde N es el número de primeros
electrodos reales e I_{i} es el valor de orden i de imagen
de la
línea.
Mediante el ajuste de los valores del píxel de
ocho bits que tengan un rango de 0-255, y
suponiendo que existen doscientos cuarenta primeros electrodos
reales, la ecuación (1) se convierte en:
(2)\frac{1}{\sqrt{240}}\sqrt{240
-\sum\limits^{240}_{i=1} \left(\frac{I_{i} -
127\text{.}5}{127\text{.}5}\right)^{2}},
que simplificada se convierte
en:
(3)\frac{1}{127.5 \sqrt{240}}
\sqrt{255 \sum\limits^{240}_{i=1} I_{i} -\sum\limits^{240}_{i=1}
I^{2}_{i}},
que se simplifica adicionalmente
en:
(4)\frac{\sqrt{255\sum\limits^{240}_{i=1}
I_{i} -\sum\limits^{240}_{i=1}
I^{2}_{i}}}{1975}.
Corresponde a la función del calculador 632 del
factor de corrección rms (valor eficaz) para calcular este factor
de corrección para cada línea de los datos que llegan a través de
la entrada de datos 508. Los factores de corrección calculados rms
(valor eficaz), en que cada uno corresponde a una línea de valores
de imagen, y también a un valor de una señal dependiente de la
imagen (y por tanto también a uno de los segundos electrodos), son
transferidos a la memoria temporal 601 del factor de corrección
para el almacenamiento temporal y subsiguiente transferencia al
motor de cálculo 610. Dentro del motor de cálculo 610, cada factor
de corrección rms se combina con una suma de productos de imagen y
los valores de función Walsh de acuerdo con técnicas de
direccionamiento convencionales, según se describe más adelante con
referencia a la figura 9. El propósito del factor de corrección rms
es eliminar un término no lineal que podría introducirse de lo
contrario en cada cálculo del valor de las señales dependientes de
la imagen, según lo probado por cualquier técnico especializado en
el arte de las pantallas direccionadas en forma activa
convencionales.
El calculador 632 del factor de corrección rms
(valor eficaz) comprende además un primer acumulador 710 acoplado a
la línea de entrada de datos 508 para sumar los valores recibidos
de los píxeles. La salida del primer acumulador 710 está acoplada a
ambas entradas de un primer restador 712, en el que los datos de
entrada del minuendo son primeramente desplazados en ocho bits hacia
la izquierda para multiplicar los datos de entrada del minuendo por
doscientos cincuenta y seis, generando así un valor de salida de
255 \Sigma I.
La línea de entrada de datos 508 está acoplada
también a la entrada de un primer elemento de una tabla de consulta
704 para determinar el cuadrado del valor del píxel. La salida del
primer elemento 704 de la tabla de consulta está acoplada a la
entrada de un segundo acumulador 706 para sumar los cuadrados de los
valores de los píxeles. La salida del segundo acumulador 706 está
acoplada a la entrada del substraendo de un segundo restador 708,
al cual se acopla la salida del primer restador 712 en la entrada
del minuendo para obtener la diferencia 255 \Sigma I - \Sigma
I^{2}. La salida del segundo restador 708 está acoplada a un
segundo elemento 704 de la tabla de consulta, para determinar el
valor de la raíz cuadrada
+/- K
\left(K \sqrt{255 \ \Sigma \ I - \Sigma \ I^{2}} \
\right)
La salida de segundo elemento 714 de la tabla de
consulta está acoplada a una entrada de un elemento multiplicador
716. La otra entrada del elemento multiplicador 716 está
preprogramada para un valor constante K. El valor de K proporciona
el factor de división de 1975 de la ecuación (4), así como también
cualesquiera otros ajustes del nivel de excitación que puedan
precisarse para la pantalla LCD 100. La salida del elemento
multiplicador 716 está acoplada mediante la primera señal del
factor de corrección 607 a la memoria temporal del factor de
corrección 601 para almacenar el factor de corrección calculado. La
señal de temporización 639 está acoplada al primer elemento de la
tabla de consulta 704 y a los acumuladores 706, 710 para
proporcionar la sincronización de los valores de imagen con la
señal de entrada en la línea de entrada de datos 508. El bus de
control 624 está acoplado al segundo elemento de la tabla de
consulta 714 y el elemento multiplicador 716 para ejecutar la
operación de la multiplicación cuando se reciba la línea completa.
El bus de control 624 está acoplado además al primer acumulador 706
y al segundo acumulador 710 para reponer a cero los totales
acumulados después de haber recibido una línea completa. Se
observará que la unida aritmética de lógica o el microcomputador
pueden ser substituidos por algunos o por todos los elementos de la
tabla de consulta 704, 714 y el elemento multiplicador 716. Se
observará además que un microcomputador puede reemplazar a todos
los elementos del calculador del factor de corrección rms (valor
eficaz) 632.
Con referencia a la figura 9, el diagrama
eléctrico de bloques de uno de los motores de calculo 610 del
sistema de procesamiento 510 de acuerdo con las realizaciones
preferidas y alternativas de la presente invención comprende una
pluralidad de elementos de la función OR-Exclusiva
(XOR) de 8 bits 802, 804, 806. Los elementos de la función XOR 802,
804, 806 están acoplados al bus de datos paralelo 630 para recibir
los valores de los píxeles de la memoria de tramas 608, bajo el
control del controlador 622. Los elementos XOR 802, 804, 806 están
acoplados también a los buses de transferencia paralelos 636 para
recibir los valores de la función Walsh del registro de
desplazamiento 614 de función independiente de la imagen, también
bajo el control del controlador 622. La función de los elementos
XOR 802, 804, 806 es completar los bits de los valores de los
píxeles cuando el valor de la función Walsh correspondiente es un
UNO lógico, y dejar el valor del píxel sin alterar cuando el valor
de la función Walsh correspondiente es un CERO lógico. El valor de
UNO tiene que ser añadido a cada valor del píxel complementado (tal
como se expondrá más adelante) con el fin de restar correctamente
el valor del píxel de una suma que se esté acumulando por el motor
de cálculo 610.
Las salidas de los elementos XOR 802, 804, 806
están acopladas a los elementos del sumador 808, 810, 812, los
cuales están acoplados entre sí, para generar una suma de los
valores de los píxeles que no hayan sido complementados por los
elementos XOR 802, 804, 806, y para restar de la suma de los valores
de los píxeles que hayan sido complementados. La entrada del primer
elemento del sumador 808 está acoplada a la salida 822 de un
sistema de ajuste del factor de corrección, que comprende los
elementos 816, 818, 820 para ajustar el signo del factor de
corrección correspondiente a la línea que se está calculando de
acuerdo con el valor de la función Walsh durante el intervalo de
tiempo para un primer electrodo virtual designado para los cálculos
del factor de corrección, y para sumar el valor necesario de UNO a
cada uno de los valores de los píxeles complementados. La salida
del último elemento del sumador 812 está acoplada a un controlador
paralelo 814, preferiblemente de una amplitud de ocho bits, para
excitar las líneas de salida dependientes de la imagen 512.
El sistema de ajuste del factor de corrección
comprende un elemento XOR 816 acoplado al controlador 622 por la
señal 609 del segundo factor de corrección para recibir el factor
de corrección de la línea, según lo almacenado previamente por la
memoria temporal del factor de corrección 601, y para recibir a
través de la señal del valor virtual 656 el valor de la función
Walsh durante el intervalo de tiempo del primer electrodo virtual.
La salida del elemento XOR 816 está acoplada a una entrada de un
elemento sumador 818. La otra entrada del elemento sumador 818 está
acoplada a la señal del valor virtual 656. La función del elemento
XOR 816 y el elemento sumador 818 así acoplado es para provocar que
el signo del valor del factor de corrección sea negativo cuando el
valor virtual sea un UNO lógico, y positivo cuando el valor virtual
sea un CERO lógico. La salida del sumador 818 está acoplada a una
entrada de un sumador 820. La otra entrada del sumador 820 está
preprogramada para un valor constante de ciento veinte para todos
los intervalos de tiempo excepto para el primero, para el cual el
sumador 820 está preprogramado para un valor de doscientos cuarenta.
Esto se lleva a cabo mediante el desplazamiento del valor
preprogramado de ciento veinte de un bit hacia la izquierda, en
donde el elemento x2 824 es habilitado en el primer intervalo de
tiempo por la señal de temporización 637 del controlador 622.
La razón de la adición de los valores constantes
es para llevar a cabo la adición necesaria de UNO a cada valor del
píxel complementario. Los factores Walsh predeterminados de los
doscientos cuarenta primeros electrodos reales tienen exactamente
ciento veinte UNOS lógicos en cada intervalo de tiempo excepto en
el primer intervalo de tiempo, el cual tiene doscientos cuarenta
UNOS lógicos. Esto significa que para cada intervalo de tiempo
excepto el primero existirán ciento veinte valores de los píxeles
complementados por los elementos XOR 802, 804, 806 del motor de
cálculo 610. Para el primer intervalo de tiempo, todos los
doscientos cuarenta valores de los píxeles estarán complementados.
Tal como se ha indicado anteriormente, el valor de UNO tiene que
ser añadido a cada uno de los valores de los píxeles
complementados, con el fin de restar correctamente los valores de
los píxeles procedentes de la suma. El sumador 820 y el elemento x2
824 llevan a cabo dicha operación.
Con referencia a la figura 10, el diagrama de
bloques eléctrico del controlador 622 del sistema de procesamiento
510 de acuerdo con las realizaciones preferidas y alternativas de
la presente invención comprende un microprocesador 901 acoplado a
una memoria de solo lectura (ROM) 902, que contiene el software del
sistema operativo y una memoria de acceso aleatorio (RAM) 906 para
almacenar los valores de las variables utilizadas por el software
del sistema operativo. La memoria ROM 902 contiene además los
valores 904 de las funciones Walsh predeterminados, por ejemplo,
doscientos cincuenta y seis valores del intervalo de tiempo para
cada uno de los doscientos cuarenta primeros electrodos reales 106,
más un primer electrodo virtual. La memoria ROM 902 ha sido también
preprogramada con un valor 912 de la parte de tramas asignadas
indicando la parte, o bloque, de la trama de datos, es decir, la
parte 511 de la pantalla, en la que el sistema de procesamiento 510
que comprende el controlador 622 que está asignado al proceso. El
microprocesador 901 está acoplado al sistema de procesamiento 510
por el bus de control 624, la señal del valor virtual 656, la señal
de temporización 637, la señal de sincronización de tramas 638, y el
bus 635 de funciones independientes de la imagen para controlar el
sistema de procesamiento 510.
Con referencia a la figura 11, el diagrama de
bloques eléctrico de un ordenador personal 1000 de acuerdo con las
realizaciones preferidas y alternativas de la presente invención
comprende el sistema de pantalla 500 acoplado a un microcomputador
1002 por la línea de entrada de datos 508 para recibir las tramas
de datos transmitidos por el microcomputador 1002. Cada trama de
datos define una pluralidad de líneas transmitidas sucesivamente de
valores de la imagen. El sistema de pantalla 500 está acoplado
además al microcomputador 1002 por la línea de sincronización de
tramas 638 y la línea del reloj 642 para recibir la sincronización
de tramas y el reloj del microcomputador 1002. El microcomputador
1002 está acoplado a un teclado 1004 para recibir la entrada del
usuario. El microcomputador 1002 está acoplado a un radiorreceptor
1006 para recibir una señal de imagen de video de un
radiotransmisor y una memoria de imagen 1008 para almacenar una
imagen virtual. La señal de entrada en la línea de entrada 508 se
deriva de una señal de radio recibida por el receptor de radio
1006. Alternativamente, la señal de entrada en la línea de entrada
508 puede estar derivada de la memoria de imagen 1008, cuyo
contenido es manipulado por el usuario que utilice el teclado
1004.
Con referencia a la figura 12, la vista
ortográfica frontal del ordenador personal 1000 de acuerdo con las
realizaciones preferidas y alternativas de la presente invención
muestra el sistema de pantalla 500, soportado y protegido por una
carcasa 1102. El teclado 1004 está representado también. Los
ordenadores personales, tales como el ordenador personal 1000, con
frecuencia están construidos como unidades portátiles alimentadas
con baterías. El sistema de pantalla 500 es particularmente
ventajoso en dichas unidades alimentadas con baterías, porque el
requisito de una memoria reducida del sistema de procesamiento 510
del sistema de pantalla 500 en comparación con los sistemas de
procesamiento convencionales para las pantallas direccionadas en
forma activa, reduce la dimensión de los circuitos electrónicos, y
reduce también el consumo de energía eléctrica, ampliando así la
vida de la batería.
La operación del sistema es tal que cuando se
recibe la sincronización de las tramas en la línea de
sincronización de tramas 638, cada controlador 622 de la pluralidad
de sistemas de procesamiento 510 determina a partir del valor 912
del valor de la parte de la trama asignada, o bloque de la trama de
datos del sistema de procesamiento 510 que comprende el controlador
622 asignado al proceso, correspondiente al bloque 511 de la
pantalla LCD 100. El controlador 622 retarda entonces el inicio del
procesamiento por el sistema de procesamiento correspondiente 510
hasta que la trama de datos alcance el bloque asignado.
Se describe a continuación con respecto a las
figuras 13-15 un método de utilización en el
dispositivo electrónico 1000 que procesa una señal de entrada para
generar una imagen en una pantalla 100 direccionada en forma activa.
Para el propósito de la exposición del método de operación del
sistema de pantalla 500 utilizado en el dispositivo electrónico, el
término "procesador" tal como se utiliza aquí más adelante se
refiere a uno de la pluralidad de los sistemas de procesamiento
510, y el término de "línea" se refiere a una línea parcial o
completa de los valores de la imagen, que se encuentre dentro de un
bloque asignado 511, 711 de la trama de datos. Así pues, una línea
es una línea parcial o completa de valores de imagen, dependiendo
de la configuración de los bloques 511, 711.
Con referencia a la figura 13, el diagrama de
flujo que describe la operación de carga de la memoria de video 640
de acuerdo con las realizaciones preferidas y primeramente
alternativas de la presente invención se inicia con el controlador
622 del procesador que espera el inicio del bloque dentro de una
trama de datos. Cuando se determina el inicio del bloque, en la
etapa 1202, el controlador 622 inicializa un contador de líneas en
la etapa 1205, y un contador del valor de imagen en la etapa 1210.
En la etapa 1215, se recibe el valor de imagen siguiente. El valor
de imagen se almacena en una posición siguiente en la memoria
temporal de líneas 602 en la etapa 1220. Cuando el valor de imagen
no es el último valor de imagen en la línea en la etapa 1225, la
operación continúa en la etapa 1215. Cuando el valor de imagen es
el último valor de imagen en la línea en la etapa 1225, la línea se
almacena en la siguiente posición de la línea en la memoria
temporal de tramas 608 en la etapa 1230, borrando la línea
correspondiente de los valores de imagen almacenados en la misma a
partir de la trama previa de datos. El controlador 622 controla el
almacenamiento de la línea en la memoria temporal de tramas 608 en
la etapa 1230, de forma que el almacenamiento no tenga lugar
mientras que se esté leyendo la línea correspondiente de los
valores de imagen de la memoria temporal de tramas 608 por el motor
de cálculo 610 en la etapa 1408 (figura 15). Cuando la línea no es
la última línea en el bloque en la etapa 1235, la operación continúa
en la etapa 1210. Cuando la línea es la última línea en el bloque
en la etapa 1235, la operación continúa en la etapa 1205. En
resumen, las líneas de los valores de imagen correspondientes a un
bloque de líneas dentro de una trama se almacenan en las posiciones
correspondientes en la memoria temporal de tramas 608 conforme sean
recibidas. Se observará que controlando que no tenga lugar el
almacenamiento de líneas en la etapa 1230, mientras que la línea
correspondiente esté siendo leída en la memoria temporal de tramas
608, se evitará la pérdida de contraste de la imagen y el arrastre
de la imagen.
Con referencia a la figura 14, el diagrama de
flujo que describe la operación del calculador 632 del factor de
corrección rms (valor eficaz) de acuerdo con la realización
preferida de la presente invención, se inicia con la espera del
controlador 622 para el inicio del bloque dentro de una trama de
datos correspondiente al área 511 de la pantalla LCD 100 asignada
al controlador 622. Cuando el inicio del bloque esté determinado en
la etapa 1302, el primer y segundo elementos del acumulador 710,
706, se inicializan en la etapa 1304 a cero por el controlador 622.
A continuación, el primer elemento de la tabla de consulta 704
eleva al cuadrado el valor de la imagen en la etapa 1310, y el
valor de imagen al cuadrado se suma entonces en la etapa 1314 al
segundo elemento del acumulador 706 para deducir \Sigma I^{2}.
Concurrentemente, el valor de imagen se suma en la etapa 1312 al
primer elemento del acumulador 710 para deducir \Sigma I. Cuando
todos los valores de imagen para la línea que se están calculando
no se hayan recibido en la etapa 1316, la operación continúa en la
etapa 1306 para recibir el siguiente valor de imagen.
Cuando todos los valores de imagen para la línea
que se está calculando hayan sido recibidos en la etapa 1316,
entonces \Sigma I se multiplica por doscientos cincuenta y cinco
en la etapa 1318, tal como se expuso anteriormente en la exposición
de la figura 8. A continuación, \Sigma I^{2} se resta en la
etapa 1320 del valor obtenido en la etapa 1318, realizándose la
resta por el segundo elemento del acumulador 708. A continuación,
la raíz cuadrada del valor obtenido en la etapa 1320 se determina
en la etapa 1322 por el segundo elemento de la tabla de consulta.
El valor determinado en la etapa 1322 se multiplica entonces en la
etapa 1323 por la constante K en el elemento multiplicador 716. A
continuación, el valor del factor de corrección para la línea
\left(K
\sqrt{255 \ \Sigma \ I - \Sigma \ I^{2}} \
\right)
Se transmite desde el calculador del factor de
corrección rms 632 a la memoria temporal del factor de corrección
601 y siendo almacenado en la etapa 1324 en la memoria temporal del
factor de corrección 601 en la posición correspondiente a la línea
calculada.
Cuando en la etapa 1326 el controlador 622
determina que la línea calculada no es la última línea asignada al
sistema de procesamiento 510, el controlador 622 inicializa el
calculador del factor de corrección rms 632 en la etapa 1304 para
comenzar el procesamiento de la línea siguiente de datos. Cuando el
controlador 622 determina que la línea calculada es la última línea
asignada al sistema de procesamiento 510, el controlador 622 espera
al siguiente bloque para llegar a la etapa 1302.
Con referencia a la etapa 15, el diagrama de
flujo que describe la operación del motor de cálculo 610 de acuerdo
con la realización preferida de la presente invención comienza con
el controlador 622 que espera el inicio de la siguiente trama de
datos. Cuando el inicio de la siguiente trama de datos queda
determinado en la etapa 1402, el controlador 622 selecciona un
intervalo de tiempo siguiente para el procesamiento e inicializa el
registro de desplazamiento 614 de la función independiente de la
imagen con los valores de función Walsh durante el intervalo de
tiempo de cada uno de los primeros electrodos asignados al
controlador 622, más el electrodo virtual, por ejemplo, doscientos
cuarenta y un valores de función de Walsh durante el intervalo de
tiempo, en la etapa 1404.
En la etapa 1406 el controlador 622 selecciona
entonces una línea siguiente para transferir desde la memoria
temporal de tramas 608 al motor de cálculo 610 y selecciona un
factor de corrección correspondiente a la línea seleccionada y
transfiriendo el factor de corrección desde la memoria temporal del
factor de corrección 601 al motor de cálculo 610. A continuación,
el controlador 622 controla la memoria temporal de tramas RAM 608
para transferir en paralelo en la etapa 1408 los doscientos
cuarenta valores de imagen de la línea seleccionada al motor de
cálculo 610. Concurrentemente, el motor de cálculo 610 recibe en la
etapa 1410 del registro de desplazamiento 614 de función
independiente de la imagen los valores de función Walsh durante el
intervalo de tiempo de cada uno de los primeros electrodos
asignados al controlador 622. El motor de cálculo 610 ajusta el
valor del factor de corrección en la etapa 1412 de acuerdo con la
señal de excitación del primer electrodo virtual para la línea
seleccionada y el intervalo de tiempo seleccionado, realizándose el
ajuste según lo expuesto anteriormente con referencia a la figura
9.
A continuación en la etapa 1414, el motor de
cálculo 610 deriva una señal de salida dependiente de la imagen
mediante la suma conjunta del valor del factor de corrección
ajustado y los valores de imagen de la línea seleccionada
correspondientes a los primeros electrodos reales que tengan una
valor de función Walsh de UNO, y restando de dicha suma los valores
de imagen de la línea correspondiente a las filas reales que tengan
un valor de función Walsh de CERO. A continuación en la etapa 1416
el motor de cálculo 610 y el registro de desplazamiento 614 de la
función independiente de la imagen excitan las líneas 512, 514 de
salidas dependientes e independientes de la imagen, durante el
intervalo de tiempo con las señales dependientes de la imagen
(calculadas) y con las señales independientes de la imagen
(predeterminadas), respectivamente.
Es importante observar que las etapas 1406, 1408,
1410, 1412 y 1414 se ejecutan preferiblemente en forma
substancialmente simultánea y en paralelo para conseguir una
velocidad de cálculo óptima. Así mismo, tal como se expuso
anteriormente con referencia a la figura 5, en la realización
preferida de la presente invención, se utilizan solo dos de los
sistemas de procesamiento 510 para excitar los primeros elementos
de excitación 506. Se observará que incluso un único sistema de
procesamiento 510 es suficiente para excitar los primeros elementos
de excitación 506, porque están predeterminadas las señales
independientes de la imagen para los correspondientes primeros
electrodos en cada grupo de doscientos cuarenta primeros electrodos
en las mitades superior e inferior de la pantalla LCD 100.
En la etapa 1418 el controlador 622 comprueba si
la última línea ha sido procesada durante el intervalo de tiempo
seleccionado. Cuando la última línea no haya sido procesada durante
el intervalo de tiempo seleccionado, el flujo retorna a la etapa
1406 para seleccionar y procesar la línea siguiente. Cuando se haya
procesado la última columna para el intervalo de tiempo seleccionado
en la etapa 1418, el controlador 622 comprueba en la etapa 1422 si
se ha procesado el último intervalo de tiempo de la trama de datos.
Cuando no haya sido procesado el último intervalo de tiempo de la
trama, la operación continua en la etapa 1404, en donde el
controlador 622 selecciona un intervalo de tiempo siguiente para el
procesamiento. Cuando haya sido procesado el último intervalo de
tiempo de la trama de datos en la etapa 1422, la operación continúa
en la etapa 1402, en donde el controlador 622 esperará que se
inicie el proceso de una trama siguiente de datos.
Así pues, en las realizaciones preferidas y en la
primera alternativa de la presente invención, la memoria de video
comprende esencialmente una memoria temporal de las líneas y una
memoria temporal de tramas. Pueden ser necesarios otros sistemas
lógicos en la memoria de video para dichas funciones en cuanto a
las entradas y salidas, aunque no se precisa de un valor de memoria
de imagen adicional significativa. Puede precisarse una memoria
adicional no significativa, tal como para el almacenamiento de un
valor de memoria, en la memoria de video de las realizaciones
preferidas y de la primera alternativa de la presente invención,
por ejemplo, para simplificar la memorización temporal de un valor
de la imagen.
La exposición anterior y el análisis de la
realización preferida de la presente invención es aplicable a los
valores de imagen representados por los datos de ocho bits. Se
observará que la presente invención puede ser ajustada para
acomodar valores de imagen representados por magnitudes mayores y
más pequeñas de bits, por ejemplo, valores de imagen de dieciséis
bit o de cuatro bits.
Así pues, las realizaciones preferidas y
alternativas de la presente invención proporcionan un método y
aparato para la excitación de una pantalla direccionada en forma
activa de una forma que minimiza ventajosamente la dimensión de la
memoria y el consumo de energía del motor de cálculo necesario.
Mediante el cálculo de cada valor de la señal dependiente de la
imagen basándose en una línea de valores de imagen y excitando los
segundos electrodos con la señal dependiente de la imagen, las
realizaciones preferidas y alternativas de la presente invención
reducen substancialmente la cantidad de memoria de los valores de
imagen necesaria, simplificando las interconexiones de la memoria
necesarias, reduciendo la velocidad necesaria de cálculo, y
reduciendo substancialmente la potencia requerida para ejecutar los
cálculos. La dimensión reducida de la memoria y la potencia en
comparación con los procesadores de pantallas convencionales para
las pantallas direccionadas en forma activa es una ventaja
particularmente importante en las aplicaciones portátiles con
alimentación por baterías, tales como los ordenadores portátiles, en
los que la dimensión y la larga vida de las baterías son
características altamente deseables.
Claims (10)
1. Un sistema de pantalla que procesa una señal
de entrada para generar una imagen, en el que la señal de entrada
incluye sucesivas tramas de datos, en el que cada una de las
sucesivas tramas de datos definen una pluralidad de líneas
transmitidas sucesivamente de valores de imagen, en el que la
pluralidad de líneas transmitidas sucesivamente tienen una
dirección de línea, comprendiendo el sistema de pantalla:
una pantalla direccionada en forma activa para
visualizar la imagen, en la que la pantalla direccionada en forma
activa tiene M primeros electrodos y N segundos electrodos, los
cuales se entrecruzan entre sí en puntos de intersección que forman
los píxeles, y en donde los N segundos electrodos se encuentran en
una dirección correspondiente a la mencionada dirección de las
líneas;
una memoria de video que comprende:
una memoria temporal de una línea, acoplada a la
mencionada señal de entrada, para acumular una línea almacenada que
comprende una línea de la pluralidad de líneas transmitidas
sucesivamente de los valores de imagen; y
una memoria temporal de una trama, acoplada a la
mencionada memoria de una línea, para almacenar una trama de datos
que comprende N líneas almacenadas;
un controlador, acoplado a la mencionada memoria
de video, en el que el mencionado controlador transfiere la línea
almacenada de la memoria temporal de una línea a la memoria
temporal de una trama después de que la línea almacenada esté
almacenada completamente en la mencionada memoria temporal de una
línea, y generando una función independiente de la imagen
predeterminada que tiene al menos M valores durante un intervalo de
tiempo;
un motor de cálculo, acoplado al mencionado
controlador y la mencionada memoria de video, en el que el
mencionado motor de cálculo calcula una señal de salida dependiente
de la imagen durante el intervalo de tiempo, y en donde la señal de
salida dependiente de la imagen tiene N valores, y en el que cada
uno de los N valores están determinados a partir de la función
independiente de la imagen predeterminada y uno de los N conjuntos
de valores de imagen, y en el que el mencionado motor de cálculo
lee cada uno de los N conjuntos de valores de imagen a partir de la
respectiva línea de las N líneas almacenadas en la mencionada
memoria temporal de una trama;
un primer elemento excitador, acoplado al
mencionado controlador y a la pantalla direccionada en forma
activa, en el que durante el intervalo de tiempo el primer elemento
excitador genera M primeros voltajes que están acoplados a los M
primeros electrodos, y en el que cada uno de los M primeros voltajes
es proporcional a un valor respectivo de los mencionados al menos M
valores; y
un segundo elemento excitador, acoplado al
mencionado motor de cálculo y a la pantalla direccionada en forma
activa, en el que durante el intervalo de tiempo el mencionado
segundo elemento excitador genera N segundos voltajes, los cuales
están acoplados a los N segundos electrodos, y en el que cada uno de
los N segundos voltajes es proporcional a un respectivo valor de
los N valores mencionados.
2. El sistema de pantalla de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que le mencionado controlador transfiere la
línea almacenada en la mencionada memoria temporal de una trama
mientras que el mencionado motor de cálculo no esté leyendo uno de
los N conjuntos de los valores de imagen de una línea de la
pluralidad de líneas almacenadas en la mencionada memoria temporal
de tramas, que corresponda a la línea almacenada memorizada en la
mencionada memoria temporal de una línea.
3. El sistema de pantalla de la reivindicación 1,
en el que la mencionada memoria temporal de una línea comprende una
memoria temporal de una línea para almacenar una parte
predeterminada de una línea de la pluralidad de líneas transmitidas
sucesivamente de los valores de imagen.
4. El sistema de pantalla de la reivindicación 1,
en el que la mencionada memoria temporal de una trama comprende una
memoria temporal de una línea para almacenar una parte
predeterminada de una línea de la pluralidad de líneas transmitidas
sucesivamente de los valores de imagen.
5. El sistema de pantalla de la reivindicación 1,
en el que M y N son enteros positivos predeterminados, y en donde
la duración total de P intervalos de tiempo es substancialmente
equivalente a una duración de una de las sucesivas tramas de datos,
y en el que P es una potencia integral de 2, y en el que P es mayor
que M.
6. El sistema de pantalla de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la función independiente de la imagen
predeterminada es una función de una pluralidad de funciones
independientes de la imagen predeterminada ortonormal, y en el que
cada uno de los N valores mencionados tiene un grupo de un grupo de
valores que comprenden -1 y +1.
7. El sistema de pantalla de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que:
- la pluralidad de líneas transmitidas sucesivamente son de una dirección de las columnas;
- las líneas de los valores de imagen son columnas de valores de imagen;
- los primeros electrodos son electrodos de las filas;
- los segundos electrodos son electrodos de las columnas;
- la memoria temporal de una línea es una memoria de una columna;
- la línea almacenada es una columna almacenada;
- el primer elemento excitador es un elemento excitador de fila;
- los primeros voltajes son voltajes de filas;
- los primeros electrodos son electrodos de filas;
- el segundo elemento excitador es un elemento excitador de columna;
- los segundos voltajes son voltajes de columnas; y
- los segundos electrodos son electrodos de columnas.
8. Un dispositivo electrónico, que comprende:
- un sistema de pantalla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7;
- un microcomputador, acoplado al sistema de pantalla, para transmitir la señal de entrada; y
- un armazón acoplado al microcomputador y al sistema de pantalla para soportar y proteger el microcomputador y el sistema de pantalla.
9. Un método de procesamiento de una señal de
entrada para generar una imagen en una pantalla direccionada activa
en un dispositivo electrónico, en el que la señal de entrada
incluye tramas sucesivas de datos, en el que cada una de las tramas
sucesivas comprende N líneas transmitidas sucesivamente de valores
de la imagen, y en el que las N líneas transmitidas sucesivamente
tienen un dirección de línea, comprendiendo el método las etapas
de:
acumular en una memoria temporal de una línea una
línea almacenada que comprende una línea de la pluralidad de líneas
transmitidas sucesivamente de los valores de imagen;
transferir la línea almacenada a una memoria
temporal de una trama que almacena una trama de datos que comprende
N líneas de las mencionadas líneas almacenadas después de que la
línea almacenada esté acumulada completamente en la mencionada
etapa de acumulación;
generar una función independiente de la imagen
predeterminada que tenga al menos M valores durante un intervalo de
tiempo;
leer M valores de la imagen a partir de las N
líneas almacenadas en la memoria temporal de una trama;
calcular uno de los N valores de una señal de
salida dependiente de la imagen durante el intervalo de tiempo, en
el que cada uno de los N valores está determinado a partir de la
función independiente de la imagen predeterminada y por los M
valores de la imagen leídos en la mencionada etapa de lectura;
repetir la mencionada etapa de lectura y la
mencionada etapa de calculo N veces durante el intervalo de tiempo,
utilizando una línea distinta de la N líneas almacenadas para cada
repetición;
generar M primeros voltajes durante el intervalo
de tiempo, los cuales están acoplados a los M primeros electrodos
de la pantalla direccionada en forma activa, en la que cada uno de
los M primeros voltajes es proporcional a un valor respectivo de al
menos M valores de la función independiente de la imagen
predeterminada; y
generar M segundos voltajes durante el intervalo
de tiempo que estén acoplados a los N segundos electrodos de la
pantalla direccionada en forma activa que tengan una dirección
correspondiente a la dirección de las líneas, en el que cada uno de
los N segundos voltajes es proporcional a un valor respectivo de los
N valores.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9,
en el que la mencionada etapa de transferencia no se ejecuta
durante la mencionada etapa de lectura cuando la línea almacenada
memorizada en la memoria temporal de una línea en la mencionada
etapa de transferencia se corresponda con una de la pluralidad de
líneas almacenadas en la mencionada memoria temporal de una trama
en la mencionada etapa de lectura.
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