DE69416244T2

DE69416244T2 - Anordnung zur Reduzierung der Leistungsaufnahme in einer Matrixanzeige mit Bildveränderungsdetektion

Info

Publication number: DE69416244T2
Application number: DE69416244T
Authority: DE
Inventors: Kaeko C/O Rohm Co. Ltd. Ukyo-Ku Kyoto-Shi Kuga
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1999-07-08
Anticipated expiration: 2014-07-29
Also published as: DE69416244D1; EP0651367A1; US5828367A; EP0651367B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Anzeigeanordnungen, die für verschiedene tragbare Vorrichtungen wie Datenverarbeitungs-, Kommunikations-, Video- und Spielvorrichtungen sowie für Vorrichtungen wie von Schiffen oder Autos mitgeführte drahtlose Übertragsvorrichtungen anwendbar sind.
Bei herkömmlichen für Laptop-Personalcomputer verwendeten Anzeigevorrichtungen wird für einen Anzeigeabschnitt ein Flüssigkristallanzeigefeld (LCD-Feld) einer Dünnschichttransistor- (TFT-) Aktivmatrixbauart verwendet, bei der Bildelemente matrizenartig regelmäßig angeordnet sind. Das LCD-Feld wird durch eine Ansteueranordnung wie eine Source- Gate-Ansteuereinrichtung unter Versorgung mit Spannung aus einer Batterie zum Anzeigen eines Bildes angesteuert.
Bei wie in Fig. 4 gezeigten herkömmlichen LCD-Feldern ist eine regelmäßige Anordnung mit Signalelektroden 1, Abtastelektroden 2, Dünnschichttransistoren (TFT) 3 und Bildelementelektroden 4 an einer Seite eines (nicht gezeigten) isolierenden Substrats in der Form einer Matrix angeordnet. Eine entsprechende regelmäßige Anordnung gemeinsamer Elektroden 5 ist an der anderen Seite des isolierenden Substrats ausgebildet, wobei zwischen den gemeinsamen Elektroden 5 und den Bildelementelektroden 4 eine Füssigkristallschicht angeordnet ist. Die Bildelementelektroden werden selektiv zur Anzeige eines Bildes angesteuert, wenn ge eignete Spannungen durch eine zeilensequentielle Abtastung der Signalelektroden 1 und der Abtastelektroden 2 angelegt werden.
Wenn durch eine Gate-Ansteuereinrichtung 6 eine Abtastspannung an die Abtastelektroden 2 der ersten Bilelementzeile angelegt wird, werden die mit den Abtastelektroden 2 verbundenen Dünnschichttransistoren 3 der ersten Zeile in den leitenden Zustand versetzt. In diesem Zustand werden die Signalelektroden 1 mit den Bildelementelektroden 4 der ersten Zeile verbunden, und wird eine Signalspannung (d. h. eine Bildsignal) aus einer Source-Ansteuereinrichtung 7 an die Bildelementelektroden 4 der ersten Zeile angelegt. Durch Wiederholung dieses Spannungsanlegens bei horizontalen Abtastintervallen arbeitet die Abtastansteuerung aufeinanderfolgend von der ersten Zeile bis zu allen darauffolgenden Zeilen, wobei das Anzeigefeld ein Bild eines Halbbildes anzeigt. Durch Wiederholung des Spannungsanlegevorgangs an jedes Halbild bei vertikalen Abtastintervallen wird ein vollständiges Bild wiedergegeben. Die Polarität der an die Bildelementelektroden 4 angelegten Signalspannung wird in jeder Zeile oder jedem Halbbild derart invertiert, daß verhindert wird, daß sich an dem LCD-Feld eine Gleichspannungskomponente aufbaut.
Bei dieser Art von Anzeigevorrichtungen erfordert die Notwendigkeit für eine hohe Einschaltzeitdauer einen Anstieg der LCD-Ansteuerspannung. Dementsprechend ist die an dem LCD-Feld aus der Spannungsversorgung angelegte Spannung vergleichsweise hoch. Folglich wird die während des Bildanzeigevorgangs verbrauchte Energie erhöht. Dieser Anstieg des Energieverbrauchs birgt Schwierigkeiten für Vorrichtungen der Bauart, die unter Verwendung einer Energiequelle mit einer begrenzten Energiekapazität wie einer Batterie betrieben werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigeanordnung bereitzustellen, die die Nachteile gemäß dem Stand der Technik beseitigt.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigeanordnung bereitzustellen, die mit verringertem Energieverbrauch ohne eine wesentliche Verschlechterung der Qualität des angezeigten Bildes betrieben werden kann.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden durch Bereitstellung einer Anzeigeanordnung wie im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert gelöst.
Bei einer besonderen Anordnung speichert der Speicher die Bildsignale eines dem Anzeigeabschnitt zuzuführenden Halbbildes und vergleicht die Vergleichseinheit die Bildsignale eines dem Anzeigeabschnitt zuzuführenden Halbbildes mit den Bildsignalen eines aus dem Speicher ausgelesenen vorangehenden Halbbildes. Bei dem Anzeigeabschnitt handelt es sich um ein LCD-Feld und bei dem Speicher um einen nichtflüchtigen Speicher.
Wenn ein sich änderndes Bild angezeigt wird, steuert die Ansteuereinrichtung alle Bildbereiche derart an, daß ein klares und leicht zu sehendes Bild erzeugt wird. Für die Anzeige eines konstanten Bildes ist eine niedrigere Sichtbarkeit erforderlich. Da dieses bewegungslos ist, kann der Nachbildeffekt voll verwendet werden. Aus diesem Grund kann erfindungsgemäß die Anwendung von Ansteuersignalen an den Anzeigeabschnitt räumlich oder zeitlich herunter auf den unteren zur Beibehaltung der Bildanzeige erforderlichen Grenzwertpegel der Ansteuerung oder zu einem derartigen Ausmaß verteilt bzw. ausgedünnt, daß diese sich auf einer minimalen Anzeigestufe befinden. Diese Ansteuerbetriebsart ist nachstehend als ausgedünnte Ansteuerbetriebsart bzw. Ausdünn-Ansteuerbetriebsart bezeichnet. Die Ausdünn- Ansteuerbetriebsart verringert die während des Anzeigevorgangs verbrauchte Energie.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einer Anzeigeanordnung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ein schematisches Flußdiagramm, das die bei der Steuerung der Anzeigeanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthaltenen Schritte veranschaulicht,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Anzeigefeldes, die die Anordnung numerierter Zeilen und Bildelemente bei der Anzeige veranschaulicht, und
Fig. 4 ein schematisches Schaltbild eines herkömmlichen Ansteuerschaltkreises zur Ansteuerung eines Flüssigkristall- (LCD-) Anzeigefeldes.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend sind unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung typische Ausführungsbeispiele der Erfindung in der Form einer Anzeigeanordnung für einen Personalcomputer beschrieben, dessen Anzeigeabschnitt ein Flüssigkristallanzeigefeld (LCD-Feld) ist. Gemäß diesen Ausführungsbeispiel wird eine sich verändernden Anzeige in einer normalen Betriebsart angezeigt, während ein konstantes Bild in einer Energiesparbetriebsart angezeigt wird. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Ansteuerung des LCD-Feldes räumlich oder zeitlich herunter bis auf die untere zur Beibehaltung der Bildanzeige erforderliche Grenze des Ansteuerpegels unter Verwendung des Nachbildeffekts verteilt bzw. ausgedünnt. Dies Ausdünn-Steuerungsfunktion kann zu jeder Anzeigeanordnung hinzugeführt werden, so daß die Anzeigeanordnung der Erfindung für jede Bauart einer Signalverarbeitungs- und/oder Kommunikationsvorrichtung nützlich ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt enthält ein Flüssigkristallanzeigefeld (LCD-Feld) 8 einer TFT-Aktivmatrixbauart (Aktivmatrixbauart mit Dünnschichttransistoren)eine Anzahl matrizenartig regelmäßig angeordneten Bildelementen (gemäß diesem Ausführungsbeispiel 480 · 640 Bildelementen). Das Ausgangssignal aus einer in Fig. 1 gezeigten Ansteuereinrichtung 9 steuert das Flüssigkristallanzeigefeld 8 aufeinanderfolgend im Ansprechen auf aus einer Steuereinheit 10 empfangene Zeitverlaufsignale, wodurch ein Bild angezeigt wird. Die Ansteuereinrichtung 9 weist eine Gate-Ansteuereinrichtung zur aufeinanderfolgenden Auswahl einer Abtastzeile oder Abtastzeilen unter der ersten bis 480-sten Zeile und eine Source-Ansteuereinrichtung zum Anlegen von Bildsignalen an die Bildelemente, d. h. 640 Bildelemente auf den durch die Gate-Ansteuereinrichtung ausgewählten Abtastzeilen.
Eine in dem Personalcomputer enthaltene CPU (Zentraleinheit) 11 steuert die Bildanzeige durch das Flüssigkristallanzeigefeld 8. Der Bildanzeigevorgang des Flüssigkristallanzeigefelds 8 wird durch Steuerung von Zeitverlaufssignalen gesteuert, die durch die Steuereinheit 10 entsprechend einer Tastaturbetätigung der Computertastatur bereitgestellt werden. Eine Speichersteuereinrichtung 12 empfängt dem Flüssigkristallanzeigefeld 8 aus dem Personalcomputer zugeführte Bildsignale und speichert diese in einem Speicher 13. Der Speicher 13 ist ein nichtflüchtiger Speicher einer Bauart, der keine besondere Batterie- Unterstützung benötigt, wie ein EEPROM oder ein FRAM, und kann ein dem Flüssigkristallanzeigefeld 8 zugeführtes Bildsignalhalbbild speichern.
Ein Vergleicher 14 empfängt sowohl die dem Flüssigkristallanzeigefeld 8 zugeführten Bildsignale als auch die Bildsignale aus dem vorhergehenden Halbbild, die aus dem Speicher 13 ausgelesen werden, und vergleicht die Bildsignale des gegenwärtigen Halbbildes und des vorhergehenden Halbbildes zur Bestimmung, ob die Bildsignale des gegenwärtigen Halbbildes diejenigen für eine sich verändernde Anzeige wie ein Bildschirmrollen oder diejenigen für eine konstante Bildanzeige sind.
Vorzugsweise bestimmt der Vergleicher 14, daß die Bildsignale diejenigen für eine konstante Bildanzeige sind, falls mehr als 50% der Bildsignale eines Halbbildes mit denjenigen des vorangehenden Halbbildes übereinstimmen. In diesem Fall bestimmt der Vergleicher 14, daß die Bildsignale des gegenwärtigen Halbbildes für eine sich verändernde Bildanzeige dienen, wenn die Bildsignale des gegenwärtigen Halbbildes sich von denen des vorangehenden Halbbildes um zumindest 50% unterscheiden.
Eine Steuereinrichtung 15 steuert die Ansteuereinrichtung 9, die das Flüssigkristallanzeigefeld 8 entsprechend dem Ergebnis der durch den Vergleicher 14 ausgeführten Bestimmung ansteuert. Wenn der Vergleicher 14 bestimmt, daß die Bildsignale des gegenwärtigen Halbbildes für eine konstante Bildanzeige dienen, steuert die Steuereinrichtung 15 die Ansteuereinrichtung 9 derart, daß diese das Flüssigkristallanzeigefeld 8 in der Ausünn-Ansteuerbetriebsart bzw. Ausdünn-Ansteuerbetriebsart ansteuert. In der Ausdünn- Ansteuerbetriebsart wird die Ansteuerung des Flüssigkristallanzeigefelds 8 durch Anlegen von weniger Bildelementsignalen oder weniger Zeilensignalen oder weniger Halbbildsignalen pro Flächeneinheit oder Zeiteinheit, beispielsweise nur jedes zweite Signal, zu einem derartigen Ausmaß verteilt bzw. ausgedünnt, daß das Anzeigefeld durch den Speicher- oder Nachbildeffekt auf den bloßen minimalen Anzeigepegel gehalten wird. In diesem Fall besteht die Gefahr, daß eine Gleichspannungskomponente an das Flüssigkristallanzeigefeld 8 als Folge der Ausdünn-Ansteuerbetriebsart angelegt werden könnte. Um dies zu vermeiden, werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel Bereiche des Bildes, an die die verteilten Ansteuersignale angelegt werden, um jeweils ein Bildelement, eine Zeile oder ein Halbbild verschoben.
Wenn Bildsignale für ein sich veränderndes Bild an die vorstehend beschriebene Anzeigeanordnung angelegt werden, unterscheiden sich die Bildsignale von den Bildsignalen für das vorhergehende Halbbild, die aus dem Speicher 13 ausgelesen werden. Das heißt, daß die Bildsignale sich bei jedem Halbbild verändern. In diesem Zustand bestimmt der Vergleicher 14 als Ergebnis des Vergleichs, daß die Bildsignale des gegenwärtigen Halbbildes die für eine sich veränderndes Bildanzeige sind, wobei das Flüssigkristallanzeigefeld 8 durch die Steuereinrichtung 15 in einer normalen Betriebsart angesteuert wird, damit die normale Anzeige eines sich verändernden Bildes erhalten wird. Genauer werden alle Abtastzeilen aufeinanderfolgend mit einer normalen Rate von der ersten bis zur 480sten Zeile ausgewählt, wobei Bildsignale mit einer normalen Rate an alle 640 Bildelemente aufeinanderfolgend angelegt werden. Dies Abfolge der Zeilen auswahl und des Bildsignalanlegens wird für jedes Halbbild wiederholt. Das Ergebnis ist die Wiedergabe eines klaren Bildes.
Wenn Bildsignale für ein konstantes Bild der Anzeigevorrichtung zugeführt werden, sind die aus der Ansteuereinrichtung 9 dem Flüssigkristallanzeigefeld 8 zugeführten Bildsignale des gegenwärtigen Halbbildes dieselben wie aus dem Speicher 13 ausgelesenen Bildsignale des vorhergehenden Halbbildes. In diesem Fall bestimmt der Vergleicher 14, daß die Bildsignale für das gegenwärtige Halbbild für eine konstante Bildanzeige sind, wobei die Steuereinrichtung 15 die Ansteuerung des Flüssigkristallanzeigefelds 8 wie vorstehend beschrieben zu einem derartigen Ausmaß verteilt bzw. ausünnt, daß sie lediglich auf der bloßen Anzeigestufe liegen. Folglich wird der Energieverbrauch entsprechend verringert.
Fig. 2 veranschaulicht eine Ansteuer-Steuerung gemäß der Erfindung in der Form eines Flußdiagramms, das eine Folge von ausgeführt Schritten 5 bis 50 zeigt. Es sei angenommen, daß wie in Fig. 3 gezeigt, Ym eine gegebene Zeilennummer in der vertikalen (Y) Richtung des aus 480 · 640 Bildelementen bestehenden Flüssigkristallanzeigefelds 8 darstellt, und daß Xn eine gegebene Bildelementnummer auf der Zeile in der horizontalen (X) Richtung darstellt, und weiter, daß bei dem Schritt S gemäß Fig. 2 die Bildsignale des (i-1)-ten Halbbildes auf dem Flüssigkristallanzeigefeld 8 angezeigt werden. Bei einem Schritt 10 werden die Bildsignale des (i- 1)-ten Halbbildes in den Speicher 13 gespeichert. Vor der Anzeige der Bildsignale des i-ten Halbbildes auf dem Flüssigkristallanzeigefeld 8 bei dem Schritt 20 werden die Bildsignale des i-ten Halbbildes bei dem Schritt 15 mit den Bildsignalen des (i-1)-ten Halbbildes verglichen, die bei dem Schritt 10 in den Speicher 13 gespeichert wurden.
Falls sich die Bildsignale des i-ten Halbbildes von den Bildsignalen des (i-1)-ten Halbbildes unterscheiden, beispielsweise, falls die Bildsignale X(i-1)n und Y(i-1)m des (i-1)-ten Halbbildes sich zumindest um 50% von den Bildsignalen X(i)n und Y(i)m des i-ten Bildes unterscheiden, wird bestimmt, daß die Bildsignale für eine sich verändernde Anzeige dienen. Folglich wird eine Schritt 45 zur Ansteuerung des Flüssigkristallanzeigefelds 8 in einer normalen Weise ausgeführt. Die Bildsignale des i-ten Halbbildes werden bei einem Schritt 20 angezeigt. Falls die Bildsignale des i-ten Halbbildes dieselben wie die Bildsignale des (i-1)-ten Halbbildes, d. h. weniger als zu 50% unterschiedlich sind, wird bestimmt, daß die Bildsignale für die konstante Bildanzeige dient. Folglich wird ein Schritt 50 ausgeführt, um das Flüssigkristallanzeigefeld 8 n einer Ausdünn-Ansteuerbetreibsart anzusteuern, wobei dann der Schritt 20 zur Anzeige des Bildsignals des i-ten Halbbildes ausgeführt wird.
Bei dem Schritt 25 werden die Bildsignale des i-ten Halbbildes in den Speicher 13 gespeichert. Darauffolgend wird eine ähnliche Abfolge mehrerer Vorgänge wiederholt. Vor der Anzeige der Bildsignale des (i+1)-ten Halbbildes auf dem Flüssigkristallanzeigefeld 8 bei dem Schritt 35 werden die Bildsignale des (i+1)-ten Halbbildes mit den Bildsignalen des i-ten Halbbildes verglichen, die bei dem Schritt 25 in den Speicher 13 gespeichert wurden. Entsprechend dem Vergleichsergebnis wird entweder der Schritt 45 oder der Schritt 50 ausgewählt und ausgeführt. Bei dem Schritt 40 werden wie in dem vorhergehenden Fall die Bildsignale des (i+1)-ten Halbbildes in dem Speicher 13 gespeichert.
Während bei dem Flüssigkristallanzeigefeld 8 gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel Dünnschichttran sistoren (TFT) verwendet werden, kann statt dessen STS verwendet werden. In diesem Fall wird das Flüssigkristallanzeigefeld durch eine Segmentansteuereinrichtung und eine gemeinsame Ansteuereinrichtung angesteuert. Ebenfalls kann der Anzeigeabschnitt anstelle mit einem Flüssigkristallanzeigefeld mit einer anderen Anzeigevorrichtung wie eine Kathodenstrahlröhre, Licht emittierenden Dioden (LED) oder einer Plasmaanzeigeeinrichtung aufgebaut sein. In jedem Fall kann der Energieverbrauch durch Ansteuerung des Anzeigeabschnitts in der Ausdünn-Ansteuerbetriebsart während der Anzeige eines konstanten Bildes verringert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Anzeigeanordnung der Erfindung wird bei Anzeige eines sich verändernden Bildes ein Flüssigkristallanzeigefeld 8 derart angesteuert, daß ein Flüssigkristallanzeigefeld zur normalen Anzeige des Bildes angesteuert wird. Wenn ein konstantes Bild angezeigt wird, wird das Flüssigkristallanzeigefeld in der Ausdünn- Ansteuerbetreibsart angesteuert, wodurch elektrische Energie gespart wird. Somit kann die Anzeigeanordnung der Erfindung ein Qualitätsbild mit verringertem Energieverbrauch anzeigen.

Claims

1. Anzeigeanordnung mit

einem Anzeigeabschnitt (8) zur Darstellung sichtbarer Bilder, wobei der Anzeigeabschnitt (8) einen Nachbildeffekt aufweist,

einer Speichereinrichtung (13) zum Speichern von dem Anzeigeabschnitt (8) zugeführten Bildsignalen,

einer Vergleichsschaltkreisseinrichtung (14) zur Bestimmung, ob die dem Anzeigeabschnitt (8) zugeführten Bildsignale diejenigen für ein konstantes Bild oder für eine veränderliche Bildanzeige sind, indem die dem Anzeigeabschnitt (8) zuzuführenden Bildsignale mit den aus der Speichereinrichtung (13) ausgelesenen Bildsignalen verglichen werden,

einer Ansteuer-Schaltkreiseinrichtung (15) zur Ansteuerung des Anzeigeabschnitts (8) und

einer auf die Vergleichsschaltkreiseinrichtung (14) ansprechenden Steuerschaltkreiseinrichtung (15) zur Steuerung der Ansteuerschaltkreiseinrichtung (9) derart, daß, wenn die Vergleichsschaltkreiseinrichtung (14) bestimmt, daß die dem Anzeigeabschnitt (8) zuzuführenden Bildsignale für eine konstante Bildanzeige sind, die Ansteuerschaltkreiseinrichtung (9) den Anzeigeabschnitt (8) in einer Ansteuerbetriebsart mit verringerter Leistung ansteuert,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Ansteuerbetriebsart mit verringerter Leistung eine Ausdünn-Ansteuerbetriebsart ist, durch die das Anlegen von Ansteuersignalen an den Anzeigeabschnitt räumlich oder zeitlich auf den unteren, zur Beibehaltung der Bildanzeige erforderlichen Grenzwert der Ansteuerung oder zu einem Ausmaß ausgedünnt wird, um auf einer minimalen Anzeigestufe zu sein.

2. Anzeigeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche des Bildes, an die Ausdünn-Ansteuersignale angelegt werden, jeweils um ein Bildelement, eine Zeile oder ein Halbbild verschoben werden.

3. Anzeigeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anzeigeabschnitt (8) zugeführten Bildsignale in der Speichereinrichtung (13) als Bildsignale eines ersten Halbbildes gespeichert werden, und daß die Vergleichsschaltkreiseinrichtung (14) bestimmt, ob die darauffolgend dem Anzeigeabschnitt (8) zugeführten Bildsignale eines Halbbilds für ein konstante Bildanzeige oder für eine sich verändernde Bildanzeige dienen, indem die Bildsignale des zweiten Halbbildes mit den in der Speichereinrichtung (13) gespeicherten Bildsignalen des ersten Halbbildes verglichen werden.

4. Anzeigeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeabschnitt (8) ein Flüssigkristallanzeigefeld aufweist und die Speichereinrichtung (13) einen nichtflüchtigen Speicher aufweist.

5. Anzeigeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltkreiseinrichtung (14) bestimmt, daß die Bildsignale für ein konstantes Bild dienen, falls mehr als 50% der verglichenen Bildsignale miteinander übereinstimmen.