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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Ansteuern eines Flüssigkristallanzeigefelds. Die Erfindung bezieht sich
genauer, aber nicht ausschließlich, auf eine Ansteuervorrichtung, die für
eine Mehrfach-Leitungs/Zeilen-Wahl-Adressierung (Multiple Line
Selection addressing) geeignet ist, und auf eine Ansteuerschaltung, die zur
Halbtonanzeige durch Pulsbreitenmodulation (PWM) geeignet ist. Das
Flüssigkristallanzeigefeld kann vom Planarmatrixtyp sein und kann STN-
Flüssigkristall verwenden.
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Ein Flüssigkristallanzeigefeld des Planarmatrixtyps ist aus einer
Flüssigkristallschicht gebildet, die zwischen einer Gruppe von Reihenelektroden
und einer Gruppe von Spaltenelektroden zwischengefügt ist, wodurch
Pixel in einer Matrix bereitgestellt werden. Herkömmlich werden
derartige Flüssigkristallanzeigefelder durch ein Spannungsmittlungsverfahren
(Voltage Averaging Method) angesteuert. Bei diesem Verfahren werden
die jeweiligen Reihenelektroden sequentiell eine nach der anderen
gewählt, und es werden Datensignale, die für den AN/AUS-Status von
Pixeln repräsentativ sind, in Synchronisation mit dem jeweiligen Timing
zu den gewählten Elektroden zugeführt.
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Dementsprechend empfängt jeder Pixel eine hohe Spannung für einen
Zeitschlitz (1/N eines Bifdzeitintervalls) innerhalb einer Bildperiode,
innerhalb der alle der (Anzahl N von) Reihenelektroden gewählt werden,
während der gleiche Pixel eine konstante Vorspannung im verbleibenden
Zeitintervall ((N-1)/N des Bildzeitintervalls) empfängt. Falls das
verwendete Flüssigkristallmaterial langsam anspricht, kann dann eine Helligkeit
erhalten werden, die einem Effektivwert der angelegten
Spannungswellenform während einer Bildperiode entspricht. Wenn allerdings eine
Bildfrequenz abgesenkt wird, während die Multiplexanzahl zunimmt, wird
der Unterschied zwischen der einen Bildperiode und der
Flüssigkristallreaktionszeit vermindert, so daß der Flüssigkristall auf jeden angelegten
Puls reagiert und hierdurch ein "Bildreaktion" (frame response)
genanntes Helligkeitsflackern verursacht wird, das den Kontrast verschlechtert.
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Die GB 2,014,822 offenbart eine Videoanzeigeeinrichtung, in der ein
Videosignal abgetastet wird, das für eine Zeile repräsentativ ist. Jede
Abtastung repräsentiert eine Mehrzahl von Pixeln in einer Zeile mit
jeweils n Bit verschiedener Bitstufen. Alle der Bits einer Stufe werden
seriell zu einem Anzeigemittel ausgelesen, und es werden dann alle Bits
einer anderen Stufe seriell ausgelesen usw.
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Kürzlich wurde eine "Mehrfach-Leitungs/Zeilen-Wahl" als ein Mittel
vorgeschlagen, um mit einem derartigen Problem der Bildreaktion
umzugehen, wie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung
100 642 von 1993 offenbart ist. Bei diesem Mehrfach-Leitungs/Zeilen-
Wahl-Verfahren werden die Reihenelektroden nicht jeweils eine um die
andere in der herkömmlichen Art und Weise gewählt, sondern es wird
eine Mehrzahl von Reihenelektroden gleichzeitig gewählt, um den
gleichen Effekt wie die Hochfrequenzansteuerung zu erreichen, wodurch
das oben erwähnte Problem der Bildreaktion reduziert wird. Da sie von
der Einfach-Leitungs/Zeilen-Wahl verschieden ist, erfordert die Mehrfach-
Leitungs/Zeilen-Wahl eine spezielle Technik zum Realisieren einer freien
Anzeige. Es ist nämlich notwendig, die ursprünglichen Bilddaten
arithmetisch zu verarbeiten und die verarbeiteten Daten einer Spaltenelektrode
zuzuführen. Praktisch gesehen, wird während jeder Wahlperiode eine
Mehrzahl von durch einen Satz von orthonormalen Funktionen
repräsentierten Reihensignalen an der Gruppe von Reihenelektroden in der
Reihenfolge des Satzes von orthonormalen Funktionen zugeführt.
Andererseits wird eine Punktproduktberechnung sequentiell zwischen dem
Satz von orthonormalen Funktionen und einem Satz von gewählten
Pixeldaten durchgeführt, und es wird dann ein Spaltensignal, das einen
einem Ergebnis der Berechnung entsprechenden Spannungspegel
aufweist, an der Gruppe von Spaltenelektroden in Synchronisation mit dem
satzsequentiellen Abtasten während jeder Wahlperiode angelegt.
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Die oben erwähnte Mehrfach-Leitungs/Zeilen-Wahl kann auch für die
Verwendung mit einer Halbtonanzeige angepaßt werden. Es existiert
eine Vielfalt an Verfahren zum Bereitstellen einer Halbtonanzeige,
insbesondere die Pulsbreitenmodulation. Diese können leicht mit einer
Mehrfach-Leitungs/Zeilen-Wahl kombiniert werden, beispielsweise wie
ebenfalls in der oben erwähnten japanischen Patentanmeldung 100 642
offenbart ist. Bei diesem Verfahren weist ein gegebener Pixeldatenwert
eine Mehrzahl von Bits auf, und es wird damit eine Graustufung
angezeigt. Wenn die Punktproduktberechnung zwischen dem Satz von
orthonormalen Funktionen und dem Satz von Pixeldaten durchgeführt
wird, wird der Satz von Pixeldaten nach den Bits unterteilt, um die
Berechnung durchzuführen und Spaltensignalkomponenten zu erzeugen,
die der Signifikanz der Bits entsprechen. Ferner werden die
Spaltensignalkomponenten während jeder Wahlperiode in der Reihenfolge der
Signifikanz der Bits angeordnet, um ein Spaltensignal
zusammenzusetzen, das an einer Gruppe von Spaltenelektroden angelegt wird, wodurch
eine gewünschte Halbtonanzeige erhalten wird. Die Veröffentlichung der
12th International Display Research Conference, Japan Display 192,
12.10.92-14.10.92, Horoshima, Seiten 69-72; A. R. Corner et al.
"Pulse-Height Modulation Gray Shading methods for Passive Matrix
LCDs" offenbart eine Anzahl von Graustufungsverfahren, die u. a.
Pulsbreitenmodulation verwenden.
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Fig. 9 zeigt ein Beispiel von Spaltensignalen gemäß der PWM. Bei
diesem Beispiel ist ein Pixeldatenwert aus 4 Bits zusammengesetzt und
kann in 2&sup4; = 26 Graustufen angezeigt werden. Vier
Spaltensignalkomponenten A, B, C und D sind während jeder von Wahlperioden Δt in
Übereinstimmung mit der Signifikanz der jeweiligen Bits angeordnet. Eine
erste Spaltensignalkomponente A entspricht dem niedrigstwertigen Bit,
dessen Pulsbreite durch "1 " repräsentiert ist. Eine zweite
Spaltensignalkomponente B entspricht dem zweitniedrigstwertigen Bit, dessen
Pulsbreite doppelt so groß wie die der Komponente A ist. Eine dritte
Spaltensignalkomponente C entspricht dem drittniedrigstwertigen Bit, dessen
Pulsbreite vierfach so groß wie diejenige der Komponente A ist. Eine
letzte Spaltensignalkomponente D entspricht dem höchstwertigen Bit,
dessen Pulsbreite achtmal so groß wie diejenige der Komponente A ist.
Ferner wird der Spannungspegel jeder Spaltensignalkomponente durch
eine Punktproduktberechnung gemäß entsprechender Signifikanz jedes
Bits erhalten. Eine effektive Spannung während der Wahlperiode Δt wird
als ein gewichtetes Mittel der Spaltensignalkomponenten A bis D
erhalten. Ferner ist die Spaltensignalkomponente D, die dem höchstwertigen
Bit entspricht, die am stärksten dominante, während die dem
niedrigstwertigen Bit entsprechende Spaltensignalkomponente A den geringsten
Beitrag liefert.
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Die Spannungspegel der Spaltensignalkomponenten A bis D werden sehr
schnell während der Wahlperiode Δt umgeschaltet. Deshalb - die
Wellenform wird beim Schalten des Spannungspegels verzerrt - resultiert ein
Fehler im schraffierten Teil der in Fig. 9 gezeigten Wellenform. Je größer
der Unterschied zwischen zwei benachbarten Spannungspegeln ist,
desto größer ist der Verzerrungsgrad der Wellenform. Diese Verzerrung
verhindert eine exakte Halbtonanzeige. Speziell hat der Fehler in
Spaltensignalkomponenten, die den höherwertigen Bits entsprechen, einen
stärkeren Einfluß auf eine Fluktuation im Halbtonanzeigepegel im
Vergleich zu dem Fehler in jenen Komponenten, die den niederwertigeren
Bits entsprechen. Das durch Fig. 9 gezeigte Beispiel weist ein Problem
dahingehend auf, daß der Fehler in den höherwertigen Bits
entsprechenden Spaltensignalkomponenten gemäß den Spannungspegeln der von
den niederwertigeren Bits entsprechenden Spaltensignalkomponenten
herbeigeführt wird, was schließlich eine größere Fluktuation zur Folge
hat. Dies heißt, daß der Fehler in einem höherwertigen Bit aufgrund des
Unterschieds zwischen den Spannungen des höherwertigen Bits und des
vorangehenden niederwertigeren Bits verursacht wird.
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Angesichts der oben erwähnten Probleme des Stands der Technik ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verschlechterung der
Bildqualität in einer Halbtonanzeige, die durch Kombination von
Mehrfach-Leitungs/Zeilen-Wahl und Pulsweitenmodulation angesteuert
wird, zu verhindern.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung zum Erzeugen eines angezeigten Bildes
aus Bilddaten, gekennzeichnet durch Mittel (5) zum Erzeugen eines
Matrixansteuersignals (G(t)) aus den Bilddaten, wobei das Ansteuersignal
(G(t)) eine Mehrzahl von Pulsen (g1, g2 und g3) umfaßt und für eine
vorbestimmte Zeitperiode zwischen den jeweiligen Pulsen auf einen
Referenzpegel zurückkehrt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt eine
Flüssigkristallanzeigefeld-Ansteuervorrichtung zum Ansteuern, gemäß
gegebenen Pixeldaten, eines Flüssigkristallanzeigefelds, das ein Pixel in
einer Matrix aufweist durch Zwischenfügen einer Flüssigkristallschicht
zwischen einer Gruppe von Reihenelektroden und einer Gruppe von
Spaltenelektroden, wobei die Vorrichtung umfaßt:
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ein erstes Mittel zum Anlegen einer Mehrzahl von Reihensignalen, die
durch einen Satz von orthonormalen Funktionen repräsentiert sind, an
der Gruppe von Reihenelektroden durch satzsequentielles
Bildzusammensetzen für jede der Wahlperioden; und
ein zweites Mittel zum sequentiellen Durchführen einer
Punktproduktberechnung zwischen dem Satz von orthonormalen Funktionen und einem
Satz von Pixeldaten und zum Anlegen eines Spaltensignals, das einen
einem Ergebnis der Berechnung entsprechenden Spannungspegel
aufweist, an jeder der Gruppe von Spaltenelektroden in Synchronisation mit
dem satzsequentiellen Bildzusammensetzen jeder der Wahlperioden;
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Mittel aufweist:
einen Bildspeicher zum Halten von Pixeldaten mit Graustufung, die
jeweils eine Mehrzahl von Bits umfassen, ein
Punktprodukt-Berechnungsmittel zum Teilen des Satzes von Pixeldaten nach den Bits und zum
Durchführen der Berechnung, um Spaltensignalkomponenten zu
erzeugen, die einer Signifikanz jedes Bits entsprechen, und ein Ansteuermittel
zum Anordnen von Spaltensignalkomponenten entsprechend der
Bitsignifikanz in einer Reihenfolge der Bitsignifikanz während jeder von
Wahlperioden, um das Spaltensignal zusammenzusetzen, und zum
Absenken eines Spannungspegels zwischen den
Spaltensignalkomponenten auf ein vorbestimmtes Referenzpotential und zum Anlegen des
Spaltensignals an der Gruppe von Spaltenelektroden.
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Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird nun als Beispiel eine
Ausführungsform mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Grundstruktur der
Vorrichtung zum Ansteuern eines Flüssigkristallanzeigefelds
zeigt;
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Fig. 2 ein Wellenformdiagramm ist, das zum Erklären einer
Funktion der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zum Ansteuern
eines Flüssigkristallanzeigefelds verwendet wird;
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Fig. 3 eine Tabelle ist, die eine Bitstruktur der Pixeldaten zeigt;
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Fig. 4 ein Wellenformdiagramm ist, das ein Beispiel der Wellen
form des Spaltensignals zeigt;
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Fig. 5 ein Wellenformdiagramm ist, das ein Beispiel der
orthonormalen oder orthogonalen Funktionen zeigt;
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Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm ist, das ein Beispiel der
Spannungspegelschaltung zeigt, die in der in Fig. 1 gezeigten
Vorrichtung zum Ansteuern eines Flüssigkristallanzeigefelds
enthalten ist;
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Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm ist, das ein Beispiel der
Pulsschaltung zeigt, die zum Steuern der in Fig. 6 gezeigten
Spannungspegelschaltung verwendet wird;
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Fig. 8 ein Wellenformdiagramm ist, das zum Erklären einer
Funktion der in Fig. 7 gezeigten Pulsschaltung verwendet wird;
und
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Fig. 9 eine Wellenform ist, die eine durch die herkömmliche
Pulsbreitenmodulation erzeugte Spaltensignalwellenform zeigt.
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Im Gegensatz zum in Fig. 9 gezeigten Stand der Technik ist, kurz
gesagt, ein erstes Merkmal der Ausführungsform, daß die der Signifikanz
der jeweiligen Bits entsprechenden Spaltensignalkomponenten in der
Folge von jenen des höherwertigen Bits zu jenen des niederwertigeren
Bits angeordnet sind. Deshalb verursacht der Spannungspegel der
Spaltensignalkomponenten der höherwertigen Bits, daß die Wellenform
der Spaltensignalkomponenten von niederwertigeren Bits verzerrt ist. Mit
anderen Worten geben die einen großen Beitrag zur Pixeldichte
gebenden Signalkomponenten den einen geringeren Beitrag gebenden
Signalkomponenten einen Fehler, so daß es möglich ist, Fehler in der
Pixeldichte im Vergleich zum Stand der Technik zu beschränken.
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Als ein zweites Merkmal dieser Ausführungsform wird ferner der
Spannungspegel der Spaltensignalkomponenten einmal auf ein vorbestimmtes
Referenzpotential abgesenkt, und er schaltet dann zum nächsten
Spannungspegel. Als ein Ergebnis kann der Unterschied zwischen zwei
benachbarten Spannungspegeln im Mittel vermindert werden, kann die
Verzerrung der Wellenform des Spaltensignals stärker beschränkt
welrden, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Deshalb ist es im
ganzen möglich, die Fluktuation der Pixeldichte zu beschränken, was
beim Stand der Technik schwierig war.
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Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die erfinderische
Flüssigkristallanzeige-Ansteuervorrichtung zeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt,
ist die erfinderische Ansteuervorrichtung mit einem
Flüssigkristallanzeigefeld 1 des Planar-Matrixtyps verbunden. Dieses
Flüssigkristallanzeigefeld 1 weist eine flache Plattenstruktur auf, in der eine
Flüssigkristallschicht zwischen einer Gruppe von Reihenelektroden 2 und einer Gruppe
von Spaltenelektroden 3 zwischengefügt ist. Als die Flüssigkristallschicht
kann beispielsweise ein STN-Flüssigkristall verwendet werden.
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Die Ansteuervorrichtung weist einen vertikalen Treiber 4 auf, der mit der
Gruppe von Reihenelektroden 2 verbunden ist, um diese anzusteuern.
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Die Ansteuervorrichtung weist ferner einen horizontalen Treiber 5 aulf,
der mit der Gruppe von Spaltenelektroden 3 verbunden ist, um diese
anzusteuern. Die Ansteuervorrichtung weist ferner einen Bildspeicher 6,
eine Schaltung 7 zum Erzeugen orthonormaler oder orthogonaler
Funktionen und eine Punktproduktberechnungsschaltung 8 auf. Der
Bildspeicher 6 hält die Pixeldateneingabe in jedem Bild. Die Pixeldaten
repräsentieren die an Kreuzungsschnittpunkten der Gruppe von
Reihenelektroden 2 und der Gruppe von Spaltenelektroden 3 vorgesehene
Pixeldichte. Der Pixeldatenwert weist eine Mehrzahl von Bits auf, die es
ermöglichen, daß die Pixeldichte mit Graustufung angezeigt wird.
Diesbezüglich weist der Bildspeicher 6 eine Bitebene auf, die der Signifikanz
jedes Bits entspricht. In Fig. 1 ist eine erste Bitebene oben gezeigt, die
dem höchstwertigen Bit entspricht.
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Die Schaltung 7 zum Erzeugen orthonormaler oder orthogonaler
Funktionen erzeugt eine Mehrzahl orthonormaler oder orthogonaler Funktionen,
die zueinander orthonormal oder orthogonal sind, und führt sequentiell
die orthonormalen oder orthogonalen Funktionen dem vertikalen Treiber
4 in angemessenen Sätzen zu. Der vertikale Treiber 4 legt durch
satzse
quentielles Abtasten für jede Wahlperiode eine Mehrzahl von
Reihensignalen, die durch die Sätze von orthonormalen oder orthogonalen
Funktionen repräsentiert sind, an der Gruppe von Reihenelektroden 2 an.
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Deshalb können die Schaltung 7 zum Erzeugen orthonormaler oder
orthogonaler Funktionen und der vertikale Treiber 4 dem oben
erwähnten ersten Mittel entsprechen.
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Die Punktproduktberechnungsschaltung 8 führt eine vorbestimmte
Punktproduktberechnung zwischen einem Satz von sequentiell aus dem
Bildspeicher 6 ausgelesenen Pixeldaten und einem Satz von von der
Schaltung 7 zum Erzeugen orthonormaler oder orthogonaler Funktionen
übertragenen orthonormalen oder orthogonalen Funktionen durch und
führt das Ergebnis der Berechnung dem horizontalen Treiber 5 zu. Der
horizontale Treiber 5 legt für jede Wahlperiode ein Spaltensignal, daß
einen Spannungspegel entsprechend dem Ergebnis der Punktprodukt
berechnung aufweist, an der Gruppe von Spaltenelektroden 3 in
Synchronisation mit dem satzsequentiellen Abtasten an. Der zum Bilden des
Spaltensignals notwendige Spannungspegel wird im voraus von einer
Spannungspegelschaltung 12 zugeführt. Der horizontale Treiber 5 wählt
deshalb den Spannungspegel gemäß dem Ergebnis der
Punktproduktberechnung und führt ihn als das Spaltensignal der Gruppe von Spalten
elektroden 3 zu. Wie aus der obigen Erklärung verständlich, können der
Bildspeicher 6, die Punktproduktberechnungsschaltung 8, der horizontale
Treiber 5 und die Spannungspegelschaltung 12 das oben erwähnte
zweite Mittel umfassen. Die Spannungspegelschaltung 12 führt ferner
den vorbestimmten Spannungspegel dem vertikalen Treiber 4 zu. Der
vertikale Treiber 4 wählt sequentiell einen Spannungspegel gemäß den
orthonormalen oder orthogonalen Funktionen und führt ihn als das
Reihensignal der Gruppe von Reihenelektroden 2 zu.
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Die vorliegende Vorrichtung weist eine Synchronisationsschaltung 9,
eine Lese/Schreib-Adressen-Erzeugungsschaltung 10 und eine
Ansteuerungssteuerschaltung 11 zusätzlich zu den obigen Hauptelementen
auf. Die Synchronisationsschaltung 9 bewirkt, daß ein
Pixeldatenlesetiming vom Bildspeicher 6 und ein Signaltransfertiming von der Schaltung
7 zum Erzeugen orthonormaler oder orthogonaler Funktionen miteinander
synchronisiert sind. Durch Wiederholen des satzsequentiellen Abtastlens
in einem Bildzeitintervall wird ein gewünschtes Bild angezeigt. Die
Lese/Schreib-Adressen-Erzeugungsschaltung 10 steuert das
Lesen/Schreiben von Pixeldaten aus/in den Bildspeicher 6 für jede
Bitebene. Die Adressen-Erzeugungsschaltung 10 wird durch die
Synchronisierschaltung 9 gesteuert und führt dem Bildspeicher 6 ein
vorbestimmtes Ausleseadressensignal zu. Die Ansteuerungssteuerschaltung
11 wird durch die Synchronisierschaltung 9 gesteuert und führt ein,
vorbestimmtes Taktsignal zum vertikalen Treiber 4 und zum horizontalen
Treiber 5 zu.
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Wie oben erwähnt, teilt der Bildspeicher 6 aus einer Mehrzahl von Bits
zusammengesetzte Pixeldaten in jede Bitebene ein und hält diese, um
eine Graustufung der Pixel durch Pulsweitenmodulation anzuzeigen.,
Wenn die obige spezielle Punktproduktberechnung zwischen dem Satz
von orthonormalen oder orthogonalen Funktionen und dem Satz von ,
Pixeldaten durchgeführt wird, unterteilt die
Punktproduktberechnungsschaltung 8 den Satz von Pixeldaten nach den Bits und führt die
Punktproduktberechnung durch, um Spaltensignalkomponenten zu erzeuge ,
die der Signifikanz des jeweiligen Bits entsprechen. Der horizontale
Treiber 5 ordnet während einer Wahlperiode die
Spaltensignalkomponenten in einer Reihenfolge von der Spaltensignalkomponente entsprechend
dem höherwertigen Bit mit einer großen Pulsweite zu derjenigen
entsprechend dem niederwertigeren Bit mit einer kleinen Pulsweite an
um das Spaltensignal zu bilden, und führt es der Gruppe von
Spaltenelektroden 3 zu. Wenn die Spannungspegelschaltung 12 dem
horizontalen Treiber 5 einen vorbestimmten Spannungspegel zuführt, wird der
Spannungspegel unter Spaltensignalkomponenten einmal auf ein vor
bestimmtes Referenzpotential abgesenkt.
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Hiernach wird eine Beschreibung für die Mehrfach-Leitungs/Zeilen-Wahl
gegeben, bei der gleichzeitig sieben Leitungen der Reihenelektroden
gewählt werden. Fig. 2 zeigt eine Wellenform des gemeinsamen
Ansteuerns von sieben Leitungen/Zeilen. F&sub1;(t)-F&sub8;(t) bezeichnen
Reihensignale, die an jeweiligen Reihenelektroden angelegt werden. G&sub1;(t)-G&sub3;(t)
bezeichnen Spaltensignale, die an jeweiligen Spaltenelektroden angelegt
werden. Das Reihensignal F wird gemäß einer Wafsh-Funktion gesetzt,
die eine der vollständigen orthonormalen oder orthogonalen Funktionen
in (0, 1) ist. Die Abtastwellenform wird auf "-Vr" entsprechend "0", auf
"= Vr" entsprechend "1" gesetzt und wird während einer
Nichtwahlperiode auf V&sub0; gesetzt. Der Spannungspegel V&sub0; für die Nichtwahlperiode
wird auf "0 V" gesetzt. Es werden sieben Leitungen/Zeilen gleichzeitig als
eine Gruppe derart gewählt, daß jede Gruppe sequentiell vom oberen
zum unteren Rand der Anzeige abgetastet wird. Achtmal des
gruppensequentiellen Abtastens entspricht einer Periode der Walsh-Funktion, um
einen ersten Halbzyklus zu beenden. In einer nächsten Periode wird ein
zweiter Halbzyklus durchgeführt, während die Polarität des Signals
invertiert wird, um hierdurch eine Gleichstromkomponente zu entfernen.
In einer weiteren nächsten Periode wird ein Kombinationsmuster der
orthonormalen oder orthogonalen Funktionen vertikal verschoben, um
Reihensignale zu bilden, und die Reihensignale werden an der Gruppe
von Reihenelektroden 2 angelegt. Die vertikale Verschiebung ist nicht
notwendigerweise erforderlich.
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Andererseits wird das an der Gruppe von Spaltenelektroden angelegte
Spaltensignal durch vorbestimmte Punktproduktberechnung behandelt,
bei der jeder Pixeldatenwert lij ist, wobei "i" eine Reihennummer der
Matrix und "j" eine Spaltennummer der Matrix bezeichnet. Nimmt man
einen Fall an, bei dem Pixeldaten nicht eine Mehrzahl von Bits sondern
ein einzelnes Bit enthalten, wird jeder Punktdatenwert Iij auf "-1 " für den
Pixel-AN-Zustand und auf " + 1 " für den Pixel-AUS-Zustand gesetzt. Das
an jeder Signalelektrode angelegte Spaltendatensignal Gj(t) wird dann im
Grunde gesetzt durch Durchführen der folgenden
Punktproduktberechnung:
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Bei der obigen Berechnung wird die Summation nur für die gewähltere
Reihen durchgeführt, da in der Nichtwahlperiode das Reihensignal aulf
den "0"-Pegel gesetzt ist. Dementsprechend kann bei der gleichzeitigen
Wahl der sieben Leitungen/Zeilen das Spaltensignal acht
Spannungspegel annehmen. Das Spaltensignal erfordert nämlich eine gewisse
Anzahl von Spannungspegeln gleich der "Anzahl gleichzeitig gewählter
Leitungen/Zeilen + 1 ". Dieser Potentialpegel wird, wie oben erwähnt,
von der in Fig. 1 gezeigten Spannungspegelschaltung 12 zugeführt.
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Die oben erwähnte Punktproduktberechnung wird auf die Pixeldaten mit
einem einzelnen Bit angewendet und zeigt keine Graustufung an. Wenn
die Graustufung durch die Pulsweitenmodulation angezeigt wird, weist
jeder Pixeldatenwert eine Mehrzahl von Bits auf. Die
Punktproduktberechnung hierfür wird hiernach erklärt. Fig. 3 zeigt einen Fall, bei dem
der Pixeldatenwert, der drei Bits aufweist, eingegeben wird, um einen
Halbton mit acht Graustufen anzuzeigen. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist
jeder Pixeldatenwert ein erstes Bit entsprechend dem höchstwertigen
Bit, ein zweites Bit entsprechend dem Bit mit mittlerer Wertigkeit und ein
drittes Bit entsprechend dem am niedrigstwertigen Bit auf. Jedes der Bits
ist binär und nimmt 0 (null) oder 1 an. Wenn alle drei Bits des
Pixeldatenwerts "0" betragen, zeigt der Pixeldatenwert die niedrigste Stufe,
eine nullte Stufe, an. Wenn alle drei Bits "1" betragen, zeigt der
Pixeldatenwert die höchste Stufe, eine siebte Stufe, an. Gemäß der durch die
jeweiligen Bits eingenommenen Zahlen kann ein gewünschter Halbton
angezeigt werden. Um eine Punktproduktberechnung bezüglich der
Pixeldaten mit drei Bits durchzuführen, werden die Pixeldaten in erste,
zweite und dritte Bits unterteilt. Mit anderen Worten wird zuerst die
Punktproduktberechnung zwischen den Sätzen von ersten Bits und dem
Satz von orthonormalen oder orthogonalen Funktionen durchgeführt, um
die Spaltensignalkomponente entsprechend dem höchstwertigen Bit zu
erzeugen. Als nächstes wird die gleiche Punktproduktberechnung
zwischen dem Satz von zweiten Bits und dem Satz der orthonormalen oder
orthogonalen Funktionen durchgeführt, um die dem Bit mittlerer
Wertigkeit entsprechende Spaltensignalkomponente zu erzeugen. Zuletzt wird
die gleiche Punktproduktberechnung zwischen dem Satz der dritten Bits
und dem Satz der orthonormalen oder orthogonalen Funktionen
durchgeführt, um die dem niedrigstwertigen Bit entsprechende
Spaltensignalkomponente zu erzeugen.
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Fig. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem die Spaltensignalkomponenten, die
erzeugt werden, angeordnet sind, um das Spaltensignal zu bilden. In
Fig. 4 ist eine Horizontalachse als eine vergangene Zeit t bezeichnet
und ist eine Vertikalachse als ein Spannungspegel eines Spaltensignals
G(t) bezeichnet. Wie oben erwähnt, nimmt das Spaltensignal G(t) gemäß
einem Ergebnis der Punktproduktberechnung einen von acht
Spannungs
pegeln V&sub1; bis V&sub8; an. Das Spaltensignal G(t) enthält drei
Spaltensignalkomponenten g1, g2 und g3 in einer Wahlperiode Dt gemäß den drei im
Pixeldatenwert enthaltenen Bits. Die erste Spaltensignalkomponente, g1
wird durch die Punktproduktberechnung erhalten unter Verwendung, des
in Fig. 3 gezeigten Satzes von ersten Bits und entspricht dem
höchstwertigen Bit. Deshalb ist ihre Pulsbreite P1 die größte von allen. Die
zweite Spaltensignalkomponente g2 entspricht dem Bit mittlerer
Wertigkeit, dessen Pulsbreite P2 halb so groß wie P1 ist. Die letzte
Spaltensignalkomponente g3 entspricht dem niedrigstwertigen Bit, dessen
Pulsbreite P3 die Hälfte von P2 beträgt. Durch eine Summe der
Spaltensignalkomponenten G1, G2 und G3 ist eine effektive Spannung des
Spaltensignals G(t) repräsentiert, und es wird der gewünschte Halbton
mit diesen Komponenten angezeigt. Die Spaltensignalkomponenten sind
in einer Reihenfolge von dem höherwertigen Bit zum niederwertigeren Bit
angeordnet und werden an den Spaltenelektroden in dieser Reihenfolge
angelegt. Ferner werden die Spaltensignalkomponenten einmal auf einen
vorbestimmten Referenzpegel abgesenkt und dann zum nächsten
Spannungspegel geschaltet. Deshalb ist ein Potentialunterschied zwischen
zwei benachbarten Spannungspegeln im Mittel vermindert, wodurch deine
Verzerrung der Wellenlänge der angelegten Spannung beschränkt wird.
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Fig. 5 zeigt Wellenformen von Walsh-Funktionen. Im Fall der
gemeinsamen Wahl von sieben Leitungen/Zeilen können beispielsweise sieben
Walsh-Funktionen von der zweiten bis zur achten Ordnung verwendet
werden, um den Satz von Reihensignalen zu bilden. Wie aus einem
Vergleich zwischen Fig. 2 und Fig. 5 verstanden werden kann,
entspricht beispielsweise das Reihensignal F&sub1;(t) der Walsh-Funktion 2 der
zweiten Ordnung von Fig. 5. Die Funktion weist einen hohen Pegel in
einer ersten Hälfte einer Periode und einen niedrigen Pegel in einer
zweiten Hälfte einer Periode auf. Dementsprechend ist das Signal F&sub1;(t)
aus Pulsen in der Reihenfolge (1,1,1,1,0,0,0,0) zusammengesetzt. In
einer ähnlichen Weise entspricht das Signal F&sub2;(t) der Walsh-Funktion
dritter Ordnung, so daß die Pulse in der Reihenfolge von
(1,1,0,0,0,0,1,1) angeordnet sind. Ferner entspricht das Signal F&sub3;(t) der
Walsh-Funktion vierter Ordnung, so daß die Pulse in der Reihenfolge von
(1, 1,0,0,1, 1,0,0) angeordnet sind. Wie aus der obigen Beschreibung
verstanden werden kann, ist der Satz von gleichzeitig an einer Gruppe
der Reihenelektroden angelegten Reihensignalen durch ein
angemessenes Kombinationsmuster repräsentiert, das auf Orthonormal- oder
Orthogonalbeziehungen basiert. Im Fall der Fig. 2 empfängt die zweite
Gruppe den Satz der orthonormalen oder orthogonalen Signale F&sub8;(t)-
F&sub4;(t), die das gleiche Kombinationsmuster aufweisen. In einer ähnlichen
Weise empfangen die dritte und weitere Gruppen den Satz von
Reihensignalen entsprechend dem gleichen Kombinationsmuster.
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Schließlich ist Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das ein strukturelles
Beispiel der in Fig. 1 gezeigten Spannungspegelschaltung 12 zeigt. Wie
oben erwähnt, führt die Spannungspegelschaltung 12 acht
Spannungspegel V&sub1; bis V&sub8; zu, die zum Erzeugen der Spaltensignale notwendig sind
und führt ferner eine vorbestimmte Schaltoperation durch, um die
jeweiligen Spannungspegel einmal auf das Referenzpotential
abzusenken. Diese Schaltfunktion ist synchron mit dem Timing des Anlegens der
Spaltensignalkomponenten und wird durch ein Taktsignal geschaltet und
gesteuert, das von der Ansteuerungssteuerschaltung 11 zugeführt wird,
die beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist. Wie in Fig. 6 gezeigt, weist, die
Spannungspegelschaltung 12 einen vorderen Spannungsteilerabschnitt
31 auf. Dieser vordere Spannungsteilerabschnitt 31 weist zwei
Spannungsteilereinheiten auf, die jeweils aus einem Widerstand, einem
Kondensator und einem Operationsverstärker zusammengesetzt sind,
und teilt eine vorbestimmte Energiequellenspannung gemäß einem
Widerstandsverhältnis, um drei Spannungspegel -Vr, Vo und +Vr zu
erhalten. Diese Spannungspegel werden dem in Fig. 1 gezeigten
vertikalen Treiber 4 zugeführt und dazu verwendet, eine Wellenform des
Reihensignals zu synthetisieren. Die Spannungspegelschaltung 12
enthält einen mittleren Spannungsteilerabschnitt 32, der acht Span
nungsteilereinheiten enthält, die in Reihe zwischen -Vr und -Vr
angeschlossen sind. Die jeweiligen Spannungsteilereinheiten geben die
acht Spannungspegel V&sub1; bis V&sub8; aus, die gleichmäßig geteilt sind. Die
Spannungspegelschaltung 12 enthält ferner einen hinteren
Spannungsteilerabschnitt 33, der - wie die mittlere Spannungsteilereinheit - acht
Spannungsteilereinheiten enthält. Die jeweiligen Spannungsteilereintleiten geben acht Spannungspegel zum Steuern des Ladens und Entladens
aus. Schließlich sind acht Schalter mit drei Anschlüssen 34 gemäß den
jeweiligen Spannungsteilereinheiten vorgesehen. Die jeweiligen Schalter
mit drei Anschlüssen geben acht Spannungspegel aus zum Zuführen,
zum in Fig. 1 gezeigten horizontalen Treiber 5. An den ersten
Eingabeanschlüssen der jeweiligen Schalter mit drei Anschlüssen wird den
Spannungspegel angelegt, der von der dem hinteren
Spannungsteilerabschnitt 33 entsprechenden Spannungsteilereinheit ausgegeben wird.
Ferner wird an den zweiten Eingabeanschlüssen gemeinsam ein
Referenzpotential V&sub0; angelegt, das vom vorderen
Spannungsteilerabschnitt 31 ausgegeben wird. Ferner wird an den dritten
Eingabeanschlüssen der Spannungspegel angelegt, der von der dem mittleren
Spannungsteilerabschnitt 32 entsprechenden Spannungsteilereinheit
ausgegeben wird. Das Öffnen und Schließen dieser Eingabeanschlüsse
, und wird in Übereinstimmung mit vorbestimmten Steuersignalen
gesteuert, und es können acht Spannungspegel V&sub1; bis V&sub8; erhalten
werden, die einmal auf das Referenzpotential abgesenkt wurden. Um das
Verständnis zu vereinfachen, werden die an den jeweiligen
Eingabe
anschlüssen angelegten Steuersignale durch die entsprechenden
Nummern im Kreis repräsentiert.
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Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Pulsschaltung zum Zuführen der
Steuersignale , und . Diese Pulsschaltung enthält ein Flip-Flop, ein UND-
Gatter mit zwei Anschlüssen und zwei Inverter. Die Pulsschaltung
erzeugt gewünschte Steuersignale , und gemäß den Taktsignalen
CL1 und CL2, die von der in Fig. 1 gezeigten
Ansteuerungssteuerschaltung 11 zugeführt werden.
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Fig. 8 ist ein Wellenformdiagramm, das zum Erklären der in Fig. 71
gezeigten Pulsschaltung verwendet wird. Wie in Fig. 8 gezeigt, welrden
in vorbestimmten periodischen Intervallen im Taktsignal CL1
Synchronisationspulse erzeugt. Ferner werden im Taktsignal CL2 in vorbestimmten
periodischen Intervallen Synchronisationspulse erzeugt. Die
Steuersignale werden erhalten durch Verarbeiten eines Paars der Takte CL1
und CL2 mit dem in Fig. 7 gezeigten Flip-Flop. Die Steuersignale
enthalten Pulse negativer Polarität, die instantan in Synchronisation mit
den Taktsignalen erzeugt werden. Die in Fig. 6 gezeigten Schalter mit
drei Anschlüssen sind vom niederaktiven-Typ, und die ersten
Eingabeanschlüsse werden instantan in Antwort auf die negativen Pulse
erregt. Als ein Ergebnis werden die jeweiligen Leitungen geladen und
entladen. Dann erzeugen die Steuersignale negative Pulse, und es
werden die zweiten Eingabeanschlüsse der jeweiligen Schalter erregt.
Als ein Ergebnis werden die jeweiligen Leitungen einmal mit dem
Referenzpotential V&sub0; verbunden. Dann wird der Pegel der Steuersignale
niedrig und die dritten Eingabeanschlüsse werden geschlossen. Als ein
Ergebnis werden den jeweiligen Leitungen acht Spannungspegel V&sub1; bis
V&sub8; zugeführt, die vom mittleren Spannungsteilerabschnitt 32 ausgegeben
werden.
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Wie oben erwähnt, sind gemäß dem ersten Merkmal der vorliegenden
Ausführungsform die Spaltensignalkomponenten in einer Reihenfolge von
den Spaltensignalkomponenten entsprechend einem höherwertigen Bit
mit einer größeren Pulsbreite zu jenen angeordnet, die einem
niederwertigeren Bit mit einer kleineren Pulsbreite entsprechen, um während
einer Wahlperiode ein Spaltensignal zusammenzusetzen. Das
Spaltensignal wird dann an der Gruppe von Spaltenelektroden angelegt, um das
Flüssigkristallfeld durch Mehrfach-Leitungs/Zeilen-Wahl anzusteuern
Dies führt einen Effekt herbei, daß eine Fluktuation der Anzeigedichte
jedes Pixels beschränkt werden kann, wenn durch Pulsweitenmodulation
ein Halbton angezeigt wird. Darüber hinaus wird gemäß dem zweiten
Merkmal der vorliegenden Ausführungsform der Spannungspegel einmal
auf das vorbestimmte Potential zwischen den Spaltensignalkomponenten
abgesenkt, bevor das Spaltensignal an der Gruppe von
Spaltenelektroden angelegt wird. Diese Operation führt die Effekte herbei, daß eine
Verzerrung der Spannungswellenform des Spaltensignals beschränkt
werden kann und daß eine Fluktuation der Anzeigedichte jedes Pixels
beschränkt werden kann.
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Wie aus Fig. 4 gesehen werden kann, enthält das Spaltensignal G(t)
drei durch Pulse repräsentierte Spaltensignalkomponenten g1, g2 und
g3. Zwischen den jeweiligen Pulsen des Spaltensignals kehrt das
Spältensignal G(t) für eine vorbestimmte Periode zu einem Referenzpotential
zurück. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel weist das Referenzpotential
einen Wert auf der Hälfte zwischen V&sub4; und V&sub5; auf, was auf halbem Weg
zwischen dem Maximalwert (V&sub8;) und dem Minimalwert (V&sub1;) ist, die das
Spaltensignal G(t) annehmen kann.
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Beim in Fig. 9 veranschaulichten Stand der Technik besteht das
Spaltensignal aus vier durch Spaltensignalkomponenten A-D
repräsentieren
den Pulsen. Die Pulse im Spaltensignal folgend unmittelbar aufeinander,
d. h. es existiert keine Periode zwischen den jeweiligen Pulsen, in der
das Spaltensignal auf ein Referenzpotential zurückkehrt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform liegt einer der Vorteile des
Vorsehens dieser Periode, in der das Spaltensignal zum Referenzpotential
zurückkehrt, darin, daß die Änderungsrate des Spaltensignals in einigen
Fällen reduziert werden kann und daß deshalb die Qualität des
angezeigten Bilds verbessert werden kann, da die (als schraffierte Abschnitte
in Fig. 9 gezeigte) Wellenformverzerrung aufgrund schneller Änderung
des Spannungspegels vermindert ist. In einigen Fällen wird die Rückkehr
des Spaltensignals auf das Referenzpotential allerdings die
Änderungsrate des Spaltensignals tatsächlich vergrößern (beispielsweise zwischen
den Pulsen g1 und g2 in Fig. 4). In den meisten Umständen ist der
Gesamteffekt der Referenzpotentialperiode die Verbesserung der Qualität
des angezeigten Bildes.