EP1544835A1

EP1544835A1 - Verfahren zur Übertragung von Bildinformationen zu einer Anzeigeeinheit eines Flachbildschirms und Flachbildschirm

Info

Publication number: EP1544835A1
Application number: EP03405904A
Authority: EP
Inventors: Andreas Ronchetti
Original assignee: Dicom AG
Current assignee: Dicom AG
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-06-22

Abstract

Das Verfahren dient der Übertragung von Bildinformationen von wenigstens einer Datenquelle (1a; ...; 1n) zu einer Bildsteuereinheit (22), welche die Anzeigeeinheit (4) eines Flachbildschirms steuert. Erfindungsgemäss werden die von der wenigstens einen oder mehreren Datenquellen 1a, ..., 1n, abgegebenen Bildinformationen voneinander getrennt je einem Eingang (241a; ...; 241n) einer Durchschalteeinheit (24) zugeführt, mittels der die Bildinformationen einer der Datenquellen (1a; ...; 1n) zu einem mit der Bildsteuereinheit (22) verbundenen ersten Ausgang (242) der Durchschalteeinheit (24) durchgeschaltet werden. Die zur Abgabe von Bildinformationen geeigneten und dazu beispielsweise mit einem Grafikmodul (12) versehenen Datenquellen (1a, ..., 1n) können daher mittels der Durchschalteeinheit (24) selektiert und mit der Bildsteuereinheit (22) des Flachbildschirms verbunden werden. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Bildinformationen von einer oder mehreren Datenquellen zu einer Anzeigeeinheit eines Flachbildschirms und einen nach diesem Verfahren arbeitenden Flachbildschirm nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 8.

Die Erfindung betrifft insbesondere Flachbildschirme mit grossflächigen Anzeigeeinheiten, die als Fernsehmonitore oder Anzeigetafeln verwendet werden.

Auf dem Markt erhältliche Flachbildschirme, die beispielsweise auf der Flüssigkristall-, Plasma-, Elekrolumineszenz-, oder der OLED (organic light emitting diode) Technologie basieren, weisen im wesentlichen eine mit Glassubstraten und einer Pixelmatrix versehene Anzeigeeinheit mit einer Bildschirmdiagonale von mehr als 200 cm, eine mit einer Leiterplatte versehene Treibereinheit und ein Gehäuse auf.

Der typische Aufbau eines solchen Flachbildschirms ist in [1], EP 1 265 210 A1 beschrieben. Eine vorteilhafte Ansteuerung einer TFT-LCD-Anzeige mittels einer Treibereinheit ist in [2], US 2002/0089476 A1 beschrieben.

Gemäss [3], US 6,480,180 B1 weist ein Flachbildschirm für den Empfang von Bildinformationen vorzugsweise eine mit einer Videokarte (englisch: Graphic Controller) verbindbare Schnittstelle auf, bei der die Übertragung der Bildinformation mittels der LVDS-Technologie erfolgt, die in [4], An Overview of LVDS Technology (LVDS: Low Voltage Differential Signalling), National Semiconductor 1998, Publikationsnummer AN012326 beschrieben ist (siehe auch IEEE Standard 1596.3). Derivate der LVDS-Technologie sind die beispielsweise im TFT-LCD Source Driver LH16AD/AF angewendete RSDS™ - Technologie und die von Silicon Image Inc. angewendete TMDS™ - Technologie. Zur Realisierung höherer Bandbreiten wird ferner das dual LVDS-Verfahren angewendet, bei dem eine Verdopplung der Datenleitungen vorgesehen ist.

Nachstehend in Figur 1 ist die Übertragung von Bildinformationen von einem Grafikmodul 12 einer Videokarte 100 zu einer in einer Bildschirmeinheit 2 vorgesehenen, als Timing Controller dienenden Bildsteuereinheit 22 gezeigt, welche ausgangsseitig mit einer Gate-Treibereinheit 41 und einer Datentreibereinheit 42 beispielsweise vom Typ Samsung KS066 verbunden ist, mittels denen die einzelnen Pixel einer Bildmatrix 43 der Anzeigeeinheit 4 geschaltet werden.

Bilddaten 121 und Steuerdaten 122 werden dazu einer LVDS-Sendeeinheit 11 zugeführt, dort mittels eines Taktsignals in drei serielle LVDS-Datenströme gewandelt, über die Zweidrahtleitungen (twisted pair cables) 111, 112, 113 zur LVDS-Empfangseinheit 21 übertragen und dort mittels des über eine weitere Zweidrahtleitung 114 übertragenen Taktsignals und eines Phasenregelkreises PLL regeneriert und anschliessend deserialisiert. Aus den zurück gewonnen Bilddaten 211 und Steuerdaten 212 werden in der nachgeschalteten Bildsteuereinheit 22 Daten- und Steuersignale erzeugt, die je über einen beispielsweise nach TTL-Technik arbeitenden Datenbus 221, 222 zu den Treibereinheiten 41, 42 übertragen werden. Zur Reduktion elektromagnetischer Interferenzen (EMI/electromagnetic interference) werden die Bilddaten gegebenenfalls mittels LVDS-Signalen über eine Zweidrahtleitung 223 dem Datentreiber 42 zugeführt, wie dies in [3] beschrieben ist.

Die Videokarte 100 und die Bildschirmeinheit 2 sind ferner über einen normalerweise aus zwei Leitungen bestehenden bidirektionalen Datenbus 115 miteinander verbunden, über den Konfigurationsdaten übertragbar sind. Die Videokarte 100 kann über den Datenbus 115 daher Flachbildschirm-spezifische Daten, so genannte "EDID-Daten" (Extended Display IDentification) aus einer Speichereinheit 23, z.B. einem EEPROM (Electrically Erasable And Programmable Read Only Memory), auslesen, die zur Realisierung der so genannten Plug & Play Funktionalität benötigt werden. Wie in [5], US 2003/0025685 A1 beschrieben, erfolgt die Übertragung der EDID-Daten nach dem DDC (Display Data Channel)-Standard, der dort näher beschrieben ist.

Die in Figur 1 gezeigte Bildschirmeinheit 2 kann mittels einzelnen Komponenten diskret aufgebaut werden. Stattdessen kann auch eine Integrierte Schaltung, beispielsweise der Timing Controller FPD 87310 von National Semiconductor Corporation, verwendet werden.

Als wesentliche Komponente von Flachbildschirmen sind ferner On-Screen-Display-Module bzw. Bildschirmanzeige-Module oder Bild-in-Bild-Anzeigemodule zu beachten, mittels denen, wie in [6], US 6,369,858 B1 beschrieben, den Bilddaten OSD-Bilddaten überlagert werden können. D.h. anstelle der von der Videokarte 100 zur Verfügung gestellten Bilddaten werden zeitweise OSD-Bilddaten durchgeschaltet, mittels denen beispielsweise Konfigurationsdaten anzeigbar sind.

Die von der Videokarte 100 zu verarbeitenden Bildinformationen werden dieser beispielsweise von einer oder mehreren internen oder externen Datenquellen, beispielsweise einem Personalcomputer 1a, einem Laufwerk 1b für optische Datenträger, einem TV-Tuner 1c, einem Adapter 1d oder weiteren Modulen 1n zugeführt. Beispielsweise werden die Bildsignale dieser Datenquellen 1a, ..., 1n von einem zugehörigen Personalcomputer 1x verarbeitet und über eine Datenverbindung 60 dem Grafikmodul 12 der Videokarte 100 zugeführt. In Figur 1 ist ferner symbolisch gezeigt, dass die genannten Datenquellen einschliesslich der Videokarte 100 und einer Computerkarte 1n auch im Flachbildschirm integriert sein können. Die Verbindungsvorrichtung ist in diesem Fall eine so genannte Backplane bzw. eine mit Steckverbindern versehene Schaltplatine, mit der die Videokarte 100 und die als Steckkarten oder Baugruppen realisierten Datenquellen 1a, ..., 1n verbindbar sind. Aufgrund der Raumverhältnisse innerhalb des Gehäuses eines Flachbildschirms sind auch mehrere Backplanes verwendbar.

Aus [7], WO 02/25943 ist ein als Multimedia-Wiedergabegerät ausgebildeter Flachbildschirm bekannt, in dem die für die Verarbeitung eines Fernsehsignals notwendigen Module sowie die Module eines Personalcomputers integriert sind. Der Anwender kann daher wahlweise ein demoduliertes Fernseh- oder ein von den Personalcomputer-Modulen abgegebenes Videosignal auf der Anzeigeeinheit darstellen. Die Bilddaten werden dabei von einer Videokarte verarbeitet und der Anzeigeeinheit zugeführt.

Bei den oben beschriebenen Lösungen werden die Bilddaten aller Datenquellen daher in einer Videokarte verarbeitet, weshalb diese Datenquellen und die Videokarte aufeinander abgestimmt sein müssen. Für die im Flachbildschirm integrierte Videokarte ist zudem entsprechend viel Raum vorzusehen. Zu beachten ist ferner, dass ein Flachbildschirm während seiner Lebensdauer mehrere Generationen von Videokarten überdauert, so dass die langfristige Kompatibilität der für diesen Flachbildschirm einsetzbaren Module nicht gewährleistet ist. Zu beachten sind insbesondere auch die verschiedenen Anwendungen von Flachbildschirmen. Flachbildschirme werden vermehrt für die Anzeige von Fernsehbildern oder als grossflächige Anzeigetafeln verwendet. Möglich ist zudem, dass ein als Fernseher verwendeter Flachbildschirm nach einigen Jahren zu einem Monitor eines Computers erweitert, mit einem Laufwerk für optische Datenträger oder mit einem Datenadapter ergänzt werden soll, der mit einem Lichtwellenleiter verbunden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flachbildschirm zu schaffen, der vorteilhafter konfigurierbar, hinsichtlich der möglichen Anwendungen und der dafür verwendeten Module, insbesondere auch nach mehreren Betriebsjahren leichter erweiterbar und somit den Bedürfnissen des Anwenders besser anpassbar ist. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein dazu geeignetes Verfahren zur Übertragung von Bildinformationen von einer oder mehreren Datenquellen zu einer Anzeigeeinheit eines Flachbildschirms anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren und einem Flachbildschirm gelöst, welche die in Anspruch 1 bzw. 8 angegebenen Merkmale aufweisen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Das Verfahren dient der Übertragung von Bildinformationen von wenigstens einer Datenquelle zu einer Bildsteuereinheit, welche die Anzeigeeinheit eines Flachbildschirms steuert. Erfindungsgemäss werden die von der wenigstens einen oder mehreren Datenquellen, beispielsweise mittels TTL-Signalen (TTL: Transistor Transistor Logic) oder LVDS-Signalen, abgegebenen Bildinformationen voneinander getrennt je einem Eingang einer Durchschalteeinheit zugeführt, mittels der die Bildinformationen einer der Datenquellen zu einem mit der Bildsteuereinheit verbundenen ersten Ausgang durchgeschaltet werden.

Vorzugsweise wird der Flachbildschirm ohne darin eingesetzte Datenquellen verkauft, so dass der Anwender die Möglichkeit hat, eine in einem passenden Karten- oder Baugruppenformat erhältliche Datenquelle, welche in Leistung und Qualität den Vorstellungen des Anwenders entspricht, in den Flachbildschirm einzusetzen.

Die zur Abgabe von Bildinformationen geeigneten und dazu beispielsweise mit einem Grafikmodul versehenen Datenquellen können daher mittels der Durchschalteeinheit selektiert und mit der Bildsteuereinheit des Flachbildschirms verbunden werden. Beispielsweise sind eine Computerkarte, ein mit einem Datenträger oder einer Datenleitung verbundenes oder verbindbares Adaptermodul und/oder ein TV-Tuner über Steckverbinder oder eine oder mehrere Backplanes mit der Durchschalteeinheit verbindbar.

Ein mit der Anzeigeeinheit, den Treibereinheiten, der Bildsteuereinheit und mit einer Backplane versehener Flachbildschirm kann daher beliebig mit Datenquellen bestückt und somit beliebig konfiguriert und erweitert werden. Eine Nachrüstung und Erweiterung ist auch zu einem späteren Zeitpunkt leicht möglich, so dass die Investition in das kostspielige Kernstück des Flachbildschirms, die Anzeigeeinheit, langfristig geschützt ist.

Die Datenquellen, die mit einem eigenen Grafikmodul versehen sind, das an die Dienste der betreffenden Datenquellen angepasst ist, kann daher unabhängig von einer getrennt vorgesehenen Videokarte in den Flachbildschirm eingesetzt und mit der Bildsteuereinheit verbunden werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Datenquelle, die mit den zum Produktionszeitpunkt des Flachbildschirms erhältlichen Videokarten nicht mehr kompatibel ist, nach einigen Betriebsjahren in den Flachbildschirm eingesetzt wird. Dabei sind Datenquellen in den Flachbildschirm einsetzbar, die mit der entsprechenden Schnittstelle der Bildsteuereinheit kompatibel sind. In vorzugsweisen Ausgestaltungen wird die Schnittstelle der Bildsteuereinheit den Anforderungen der zugeschalteten Datenquelle jeweils flexibel angepasst, wodurch die Flexibilität und Kompatibilität des Flachbildschirms weiter erhöht wird. Die Plug & Play Funktionalität wird daher erweitert, indem sich nicht nur, wie beim DCC-Standard, die Seite der Datenquelle an die Seite der Datensenke, sondern auch oder gegebenenfalls nur die Seite der Datensenke an die Seite der Datenquelle anpasst.

Die Durchschaltung der Bildinformation, d.h. der Bild- und Kontrolldaten, erfolgt in der Durchschalteeinheit nach dem Zeitmultiplexverfahren oder durch verbindungsorientierte Kanalvermittlung, d.h. über Leitungen, die für die gesamte Dauer der Bildübertragung durchgeschaltet werden. Vorzugsweise werden die Eingangsleitungen über Schalter mit den Ausgangsleitungen verbunden.

Die encodierten und/oder seriell verlaufenden Signale und Daten der angeschlossenen Datenquellen können unverändert durchgeschaltet oder auch vor der Durchschaltung ausserhalb oder innerhalb der Durchschalteeinheit decodiert und/oder deserialisiert werden. Sofern die Datenströme nicht deserialisiert, d.h. seriell/parallel gewandelt werden, resultieren eine geringere Anzahl zu schaltender Leitungen und geringere Interferenzen. Die Decodierung und Deserialisierung erfolgt daher vorzugsweise in einem in der Bildsteuereinheit integrierten Empfänger, beispielsweise einem Timing Controller vom Typ FPD 87310 von National Semiconductor.

Die Durchschalteeinheit wird dabei vorzugsweise von einer Systemsteuereinheit gesteuert, der, drahtlos oder drahtgebunden, Steuersignale von einer vom Anwender bedienbaren Eingabeeinheit zuführbar sind. Die Systemsteuereinheit ist ferner vorzugsweise mittels eines ausserhalb der Durchschalteeinheit geführten oder von der Durchschalteeinheit geschalteten ersten Datenbusses mit den Steuereinheiten der Datenquellen verbunden bzw. verbindbar, so dass diese vom Anwender via die Systemsteuereinheit steuerbar sind. Beispielsweise sind Konfigurationen und Funktionen der Datenquellen einstellbar oder Datenkanäle auswählbar, die vorzugsweise mittels der OSD-Funktionalität auf dem Bildschirm anzeigbar sind.

Sofern für die Datenquellen zur gegebenenfalls nach dem DDC-Standard organisierten Abfrage von Konfigurationsdaten, wie EDID-Daten, ausgelegt sind, werden die entsprechenden Leitungen vom zugehörigen Eingang der Durchschalteeinheit über einen zweiten Datenbus zu dem mit der Bildsteuereinheit verbundenen ersten Ausgang oder zu einem mit der Systemsteuereinheit verbundenen zweiten Ausgang durchgeschaltet, um auf die in der Bildsteuereinheit bzw. die in der Systemsteuereinheit vorgesehenen Konfigurationsdaten zuzugreifen, die der Systemsteuereinheit gegebenenfalls über einen dritten Datenbus von der Bildsteuereinheit zugeführt werden.

Der zur Übertragung von Konfigurationsdaten vorgesehene zweite Datenbus kann vorteilhaft auch zur Steuerung der Datenquellen verwendet werden. Zu beachten ist dabei, dass der Konfigurationskanal traditionell für die Plug & Play Funktionalität verwendet wird und nach der Initialisierung der Datenquellen kaum mehr belastet wird und vorteilhaft für Steuerfunktionen genutzt werden kann. Ferner sind über den zweiten Datenbus und die Systemsteuereinheit auch Konfigurationsanforderungen an die Bildsteuereinheit übertragbar.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1: den schematischen Aufbau eines bekannten Flachbildschirms mit einer Vorrichtung zur Übertragung von Bildinformationen von einer Datenquelle bzw. einer Videokarte 1 zu einer Bildsteuereinheit 22;
Figur 2: einen erfindungsgemässen Flachbildschirm mit einer Durchschalteeinheit 24, mittels der Bildinformationen von einer von mehreren Datenquellen 1a, ..., 1n zur Bildsteuereinheit 22 durchschaltbar sind;
Figur 3: die Durchschalteeinheit 24 von Figur 2 mit einem ausserhalb davon geführten ersten Datenbus 81, mittels dessen Steuerdaten zu den Datenquellen 1a, ..., 1n übertragbar sind und mit einem innerhalb davon geführten, der Übertragung von Konfigurationsdaten dienenden zweiten Datenbus 82;
Figur 4: die Durchschalteeinheit 24 von Figur 2, innerhalb der der erste und der zweite Datenbus 81; 82 zu einer Systemsteuereinheit 25 geführt sind;
Figur 5: die Durchschalteeinheit 24 von Figur 2, innerhalb der die Steuerdaten und die Konfigurationsdaten über den zweiten Datenbus 82 übertragen werden;
Figur 6: die Durchschalteeinheit 24 von Figur 2 mit darin integrierten Empfangsvorrichtungen 21 für die encodierten Bildsignale;
Figur 7: die Durchschalteeinheit 24 von Figur 2, innerhalb der encodierte Signale durchschaltbar sind.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Übertragung von Bildinformationen von einem Grafikmodul 12 einer in einem Flachbildschirm vorgesehenen Videokarte 1, die mit internen oder externen Datenquellen 1a, ..., 1n verbindbar ist, zu einem in einer Bildschirmeinheit 2 eines Flachbildschirms vorgesehenen, als Timing Controller dienenden Bildsteuereinheit 22, welche mit einer Gate-Treibereinheit 41 und einer Datentreibereinheit 42 verbunden ist, mittels denen die einzelnen Pixel einer Bildmatrix 43 der Anzeigeeinheit 4 geschaltet werden. Diese bekannte Vorrichtung wurde eingangs beschrieben.

Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung einen erfindungsgemässen Flachbildschirm mit einer Durchschalteeinheit 24, mittels der Bildinformationen von einer von mehreren Datenquellen 1a, ..., 1n zur Bildsteuereinheit 22 durchschaltbar sind. Die Datenquellen 1a, ..., 1n umfassen beispielsweise eine Computerkarte, ein mit einem Datenträger oder einer Datenleitung verbundenes oder verbindbares Adaptermodul, eine Videokarte und/oder einen TV-Tuner. Der Flachbildschirm weist ferner eine Systemsteuereinheit 25 auf, zu der von einer Fernsteuerung 5 über eine Funkschnittstelle 26 Instruktionen übertragbar sind, mittels denen die Systemsteuereinheit 25 die Durchschalteeinheit 24 und gegebenenfalls auch die Datenquellen 1a, ..., 1n steuert, die mit einem der Bearbeitung von Bilddaten dienenden Grafikmodul 12 und wenigstens einem Prozessor 14 versehen sind. Mittels der Fernsteuerung 5 kann daher eine Datenquelle 1a, ..., 1n mit der Bildsteuereinheit 22 verbunden und entsprechend den vorliegenden Leistungsmerkmalen gesteuert werden. Beispielsweise kann der TV-Tuner über die Durchschalteeinheit 24 mit der Bildsteuereinheit 22 verbunden und ein gewünschter TV-Kanal eingestellt werden.

In vorzugsweisen Ausgestaltungen, die mit Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 7 nachstehend noch näher beschrieben werden, sind von der Systemsteuereinheit 25 oder den Datenquellen 1a, ..., 1n Konfigurationsdaten zur Bildsteuereinheit 22 übertragbar, mittels denen die Bildsteuereinheit 22 oder deren Schnittstellen neu konfigurierbar sind. In einer ersten Ausgestaltung des Flachbildschirms müssen daher alle angeschlossenen Datenquellen 1a, ..., 1n an eine fest definierte Schnittstelle der Bildsteuereinheit 22 angepasst sein oder werden. In einer zweiten Ausgestaltung des Flachbildschirms werden die Definitionen der Schnittstelle und/oder von in der Bildsteuereinheit 22 implementierten Prozessen an die Datenquellen 1a, ..., 1n angepasst. Einerseits können daher die Datenquellen 1a, ..., 1n anhand von Identifikationsdaten, beispielsweise standardisierten EDID-Daten, des Flachbildschirms konfiguriert werden. Andererseits kann der Flachbildschirm, insbesondere die Bildsteuereinheit 22 und deren Schnittstelle 21 (siehe Figur 7), in Abhängigkeit der selektierten Datenquelle 1a; ...; 1n konfiguriert werden. Die klassische Plug & Play wird daher erweitert. Ausgehend vom Flachbildschirm können daher verschiedenartige Karten eingeschoben werden, wonach sich die Konfiguration des Flachbildschirms bedarfsweise ändert. Die Systemsteuereinheit 25 verfügt daher vorzugsweise über Lese- und Schreibberechtigungen, um die in den Datenquellen 1a, ..., 1n und/oder im Flachbildschirm vorliegenden Konfigurationsdaten lesen und ändern zu können.

Die Konfigurationsdaten werden während der Bearbeitung vorzugsweise mittels der OSD (On Screen Display - Funktionalität) auf dem Flachbildschirm angezeigt. Entsprechende Verfahren sind aus [8] bekannt.

In Figur 2 ist ferner gezeigt, dass auch weitere Signale und/oder Daten, beispielsweise Tonsignale, über Leitungen 9XX und die Durchschalteeinheit 24 von der aktiven Datenquelle 1a; ...; 1n einem Daten- oder Signalverarbeitungsmodul 28, gegebenenfalls einem mehrkanaligen Tonverstärker, zuführbar sind, dessen Ausgangssignale über Leitungen 280 beispielsweise einem Tonverstärker, Lautsprechern, einer Datenverarbeitungseinheit oder einer weiteren Anzeigeeinheit zuführbar sind. Selbstverständlich sind diese weiteren Signale und/oder Daten auch der Systemsteuereinheit 25 oder der Bildsteuereinheit 22 zuführbar, so dass sie beispielsweise als OSD-Daten auf dem Bildschirm anzeigbar sind. Beispielsweise sind Untertitel oder Hintergrundinformationen zu einem Film über diesen Kanal übertragbar.

Die Systemsteuereinheit 25 und die Durchschalteeinheit 24 sind vorzugsweise auf einer Backplane 30 (einer gedruckten Schaltung) angeordnet, an die über wenigstens zwei Kontaktleisten, wie Steckerleisten oder Steckerbuchsen, 3 zwei oder mehrere Datenquellen 1a, ..., 1n anschliessbar sind und die über eine Kontaktleiste, wie eine Steckerleiste oder eine Steckerbuchse, 300 mit der Bildsteuereinheit 22 verbunden ist. In einer vorzugsweisen Ausgestaltung kann die Bildsteuereinheit 22 auch auf der Backplane 30 vorgesehen sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Bildsteuereinheit 22 über LVDS-Leitungen 223 und 224 (LVDS, TMDS, RSDS, Dual-LVDS, Dual-TMDS, Dual-RSDS, etc.) mit den Treibereinheiten (Sourcedriver 42 und Gatedriver 41) verbunden ist, wie dies in Figur 2 schematisch gezeigt ist. Weiter können die Systemsteuereinheit 25, die Bildsteuereinheit 22 und die Durchschalteeinheit 24 paarweise oder zu dritt, gegebenenfalls unter Einschluss weiterer Komponenten, insbesondere Schnittstelleneinheiten, in einem einzigen Modul bzw. in einer Integrierten Schaltung (IC) integriert sein.

Bei der Verwendung der Durchschalteeinheit 24 wird vorzugsweise beachtet, dass keine Phasenverschiebungen zwischen den einzelnen Signalen (beispielsweise den RGB-Bildsignalen) untereinander oder auch relativ zu einem gegebenenfalls vorgesehenen Taktsignal resultieren, das parallel übertragen wird. Sofern Laufzeitunterschiede in den einzelnen Signalpfaden auftreten, werden diese vorzugsweise mittels Verzögerungsschaltungen oder Verzögerungsleitungen kompensiert. Diese gegebenenfalls justierbaren Verzögerungsschaltungen oder Verzögerungsleitungen sind in Figur 2 symbolisch als Einheit 248 dargestellt.

Die Übertragung der Daten von den Datenquellen 1a, ..., 1n zur Bildsteuereinheit 22 und die Steuerung der Datenquellen 1a, ..., 1n und der Einheiten des Flachbildschirms sowie die hardwaremässige Implementierung kann auf verschiedene Arten erfolgen, wie dies nachstehend anhand der Figuren 3 bis 7 beschrieben wird.

Figur 3 zeigt die Durchschalteeinheit 24 mit zwei von n Eingängen 241a, 241n, an die, über eine Backplane 30, eine erste bzw. eine zweite Datenquelle 1a; 1n, beispielsweise eine Computerkarte und ein TV-Tuner, angeschlossen sind. Die Übertragung der Bildinformationen von den Datenquellen 1a und 1n zur Durchschalteeinheit 24 erfolgt wie beim Flachbildschirm von Figur 1 mittels LVDS-Sende- und Empfangseinheiten 11, denen TTL-Signale zugeführt und von denen TTL Signale abgegeben werden. Die am Eingang 241n anliegenden TTL-Signale der zweiten Datenquelle 1n, die vom Anwender selektiert wurde, sind über die Durchschalteeinheit 24 vorzugsweise mittels verbindungsorientierter Kanalvermittlung zu deren Ausgang 242 durchgeschaltet, der mit der Bildsteuereinheit 22 verbunden ist. Durchgeschaltet ist ferner ein zweiter Datenbus 82, mittels dessen Flachbildschirm-spezifische Daten, beispielsweise EDID-Daten (siehe die Anmerkungen zu Figur 1), aus der Speichereinheit 23 der Bildsteuereinheit 22 übertragbar sind. Die Anpassung des in der Datenquelle 1n vorgesehenen Grafikmoduls 12 an die Eigenschaften des Flachbildschirms erfolgt daher in bekannter Weise.

Der Durchschalteeinheit 24 ist ferner über einen Eingang 244 und einen vierten Datenbus 84 mit einem Ausgang 251 der Systemsteuereinheit 25 verbunden, die die Durchschalteeinheit 24 entsprechend den Instruktionen des Anwenders steuert. Grundlagen der zur Durchschaltung von Leitungen sowie der dazu notwendigen Steuerung sind beispielsweise in [8], F. Bergmann, H.J. Gerhardt, Taschenbuch der Telekommunikation, Fachbuchverlag Leipzig, Hanser Verlag, München 1999, Seiten 296-309 beschrieben. Zur Steuerung der Durchschalteeinheit 24 ist in der Systemsteuereinheit 25, beispielsweise einem Single-Chip-Computer, ein entsprechendes Steuermodul 259 implementiert.

Die Systemsteuereinheit 25 ist ferner über einen ersten Datenbus 81 mit den angeschlossenen Datenquellen 1a, ..., 1n verbunden, so dass der Anwender über die Fernbedienung 5 und die Systemsteuereinheit 25 bzw. ein weiteres darin vorgesehenes Steuermodul 258 die Datenquellen 1a, ..., 1n entsprechend den vorgesehenen Funktionen in bekannter Weise steuern kann.

In der in Figur 4 gezeigten vorzugsweisen Ausgestaltung wird der erste Datenbus 81 von einem Port (Ein- und Ausgang) 254 der Systemsteuereinheit 25 zu einem Port 245 der Durchschalteeinheit 24 und durch diese hindurch zu der jeweils selektierten Datenquelle 1a durchgeschaltet. Dadurch resultiert ein vereinfachter Schaltungsaufbau. Der zweite, der Übertragung von Konfigurationsdaten dienende Datenbus 82 wird in dieser Ausgestaltung über einen Port 243 der Durchschalteeinheit 24 zu einem dazu korrespondierenden Port 252 der Systemsteuereinheit 25 durchgeschaltet. Konfigurationsdaten werden den Datenquellen 1a, ..., 1n daher von der Systemsteuereinheit 25 übermittelt, welche dazu über einen weiteren Port 253 und einen dritten Datenbus mit der Bildsteuereinheit 22 bzw. der darin vorgesehenen Speichereinheit 23 verbunden ist. Die Systemsteuereinheit 25 ist daher in der Lage, Konfigurationsdaten aus den Datenquellen 1a, ..., 1n und der Bildsteuereinheit 22 abzufragen zu prüfen, gegebenenfalls zu ändern und an die Datenquellen 1a, ..., 1n und die Bildsteuereinheit 22 zurückzuleiten, um eine Kompatibilität der Konfigurationen zu erzielen. Möglich ist, dass aus der Bildsteuereinheit 22 Konfigurationsdaten ausgelesen werden, anhand denen die selektierte Datenquelle 1a konfiguriert wird. Möglich ist ferner, die Bildsteuereinheit 22 anhand von Daten zu konfigurieren, die aus der Datenquelle 1a ausgelesen wurden. Ferner ist möglich, Daten aus der Bildsteuereinheit 22 und der Datenquelle 1a auszulesen, um kompatible Konfigurationen zu ermitteln und einzustellen. Zur Abarbeitung dieser Konfigurationsprozeduren ist in der Systemsteuereinheit 25 ein entsprechendes Konfigurationsmodul 259 vorgesehen.

Da der zweite Datenbus 82 primär für die Übertragung von Konfigurationsdaten verwendet wird, bleibt dieser nach Abschluss der Konfigurationsprozeduren meist unbenutzt. Bei der Figur 5 gezeigten Ausgestaltung der Erfindung wird der zweite Datenbus 82 daher auch zur Übertragung von Steuerdaten verwendet. Bestehende Übertragungsvorrichtungen, insbesondere normierte Steckverbinder können bei dieser Lösung daher unverändert benutzt werden, um die Datenquellen 1a, ..., 1n mit der Systemsteuereinheit 25 zu verbinden.

Figur 6 zeigt die Durchschalteeinheit 24 von Figur 2 mit darin integrierten Empfangsvorrichtungen 21 für die encodierten Bildsignale. Die Integration einer LVDS-Empfangsvorrichtung ist beim Timing Controller vom Typ FPD 87310 von National Semiconductor realisiert und ist daher auch bei der Durchschalteeinheit 24 möglich, wodurch der Aufwand auf der gedruckten Schaltung deutlich reduziert werden kann.

Bei der in Figur 7 gezeigten Ausgestaltung ist die Durchschalteeinheit 24 zur Übertragung und Durchschaltung von encodierten und serialisierten Signale, beispielsweise LVDS-Signalen, vorgesehen. Dadurch resultieren nur wenige Leitungen, die mit der in der Bildsteuereinheit 22 integrierten Empfangseinheit 21 zu verbinden sind. Als Bildsteuereinheit 22 kann in diesem Fall der Timing Controller vom Typ FPD 87310 von National Semiconductor verwendet werden, in dem die LVDS-Empfangseinheit bereits integriert ist.

Wie in den Figuren 5 bis 7 gezeigt wird vorzugsweise auch die Durchschalteeinheit 24 in die Bildsteuereinheit 22 integriert, so dass ein kompakter Aufbau der Schaltungsanordnung resultiert.

Die Erfindung wurde in bevorzugten Ausgestaltungen beschrieben und dargestellt. Anhand der erfindungsgemässen Lehre sind jedoch weitere fachmännische Ausgestaltungen realisierbar. Insbesondere sind auch die Zuführung von Spannungsversorgungsleitungen oder Vorrichtungen in fachmännischer Weise realisierbar, mittels denen der Einschub einer Datenquelle 1a detektiert und an die Systemsteuereinheit 25 gemeldet werden kann. Ferner sind verschiedene Möglichkeiten zur Anordnung von einer oder mehrerer Backplanes möglich, mit der die beispielsweise im Kartenformat vorliegenden Datenquellen 1a, ..., 1n verbindbar sind. Wesentlich ist ferner, dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenen bestehenden Standards und zukünftigen Standards für die Encodierung, Übertragung und Decodierung sowie Verarbeitung von Daten, insbesondere Bild- und Toninformationen, möglich. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist nachgerade, dass diese aufgrund der erzielten Modularität und Flexibilität auch für zukünftige Generationen von Datenquellen, Bildverarbeitungseinheiten, insbesondere Timing Controllers, sowie Treiberstufen und Anzeigeeinheiten beliebiger Technologien anwendbar ist.

Literaturverzeichnis:

[1]: EP 1 265 210 A1
[2]: US 2002/0089476 A1
[3]: US 6,480,180 B1
[4]: An Overview of LVDS Technology (LVDS: Low Voltage Differential Signalling), National Semiconductor 1998, Publikationsnummer AN012326
[5]: US 2003/0025685 A1
[6]: US 6,369,858 B1
[7]: WO 02/25943
[8]: F. Bergmann, H.J. Gerhardt, Taschenbuch der Telekommunikation, Fachbuchverlag Leipzig, Hanser Verlag, München 1999

Claims

Verfahren zur Übertragung von Bildinformationen von wenigstens einer Datenquelle (1a; ...; 1n) zu einer Bildsteuereinheit (22), die die Anzeigeeinheit (43) eines Flachbildschirms steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die von der wenigstens einen oder mehreren Datenquellen (1a, ..., 1n) abgegebenen Bildinformationen voneinander getrennt je einem Eingang (241a; ...; 241n) einer Durchschalteeinheit (24) zugeführt werden, mittels der die Bildinformationen einer der Datenquellen (1a, ..., 1n) zu einem mit der Bildsteuereinheit (22) verbundenen ersten Ausgang (242) durchgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu übertragenden Bildinformationen nach einem Zeitmultiplexverfahren oder über Leitungen, die für die gesamte Dauer der Bildübertragung geschaltet werden, vom Eingang (241a; ...; 241n) zum ersten Ausgang (242) der Durchschalteeinheit (24) durchgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die encodierten und/oder seriell verlaufenden Signale und Daten der angeschlossenen Datenquellen (1a, ..., 1n) vor, nach oder innerhalb der Durchschalteeinheit (24) decodiert und/oder deserialisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchschalteeinheit (24) und von einer Systemsteuereinheit (25) gesteuert wird, der, drahtlos oder drahtgebunden, Steuersignale von einer vom Anwender bedienbaren Eingabeeinheit (5) zuführbar sind, und die gegebenenfalls zur Steuerung der angeschlossenen Datenquellen (1a, ..., 1n) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gegebenenfalls nach dem DDC-Standard organisierten Abfrage von Konfigurationsdaten dienende Leitungen (115) der Datenquellen (1a, ..., 1n) vom zugehörigen Eingang (241a; ...; 241n) der Durchschalteeinheit (24) über einen zweiten Datenbus (82) zu dem mit der Bildsteuereinheit (22) verbundenen ersten Ausgang (242) oder zu einem mit der Systemsteuereinheit (25) verbundenen zweiten Ausgang (243) durchgeschaltet werden, um auf die in der Bildsteuereinheit (22) bzw. die in der Systemsteuereinheit (25) vorgesehenen Konfigurationsdaten zuzugreifen, die der Systemsteuereinheit (25) gegebenenfalls über einen dritten Datenbus (83) von der Bildsteuereinheit (22) zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Systemsteuereinheit (25), die mittels eines ausserhalb der Durchschalteeinheit (24) geführten oder von der Durchschalteeinheit (24) geschalteten zweiten Datenbusses (82) mit den Steuereinheiten (14) der Datenquellen (1a, ..., 1n) verbunden ist bzw. verbunden wird, die Datenquellen (1a, ..., 1n) entsprechend den vom Anwender eingegebenen Steuerdaten steuert, oder dass die der Steuerung der Datenquellen (1a, ..., 1n) dienenden Steuerdaten über den der Abfrage der Konfigurationsdaten dienenden ersten Datenbus (81) übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildsteuereinheit (22) für den Empfang der Bildinformationen bzw. der Bildsignale und Daten eine fest definierte Schnittstelle, wie eine DVI-Schnittstelle, aufweist, oder dass die Schnittstelle unter Berücksichtigung der Spezifikationen der Datenquellen definiert wird.
Flachbildschirm mit einer der Steuerung einer Anzeigeeinheit (43) eines Flachbildschirms dienenden Bildsteuereinheit (22), zu der die Bildinformationen von wenigstens einer Datenquelle (1a; ...; 1n) nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7 übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchschalteeinheit (24) mit wenigstens zwei Eingängen (241a; ...; 241n) vorgesehen ist, denen je die Bildinformationen einer Datenquelle (1a, ..., 1n) zuführbar sind, die von der Durchschalteeinheit (24) zu einem mit der Bildsteuereinheit (22) verbundenen ersten Ausgang (242) durchschaltbar sind.
Flachbildschirm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchschalteeinheit (24) geeignet ist, die Bildinformationen vom zugehörigen Eingang (241a; ...; 241n) zum ersten Ausgang (242) der Durchschalteeinheit (24) nach einem Zeitmultiplexverfahren oder über Leitungen zu übertragen, die für die gesamte Dauer der Bildübertragung geschaltet werden.
Flachbildschirm nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschalteeinheit (24) eine dem Empfang, der Decodierung und/oder der Deserialisierung von Bildinformationen dienende Empfangseinheit (21) vorgeschaltet, nachgeschaltet oder darin integriert ist und/oder dass der Durchschalteeinheit (24) der Korrektur von Laufzeitunterschieden dienende, gegebenenfalls justierbare Schaltungseinheiten (248) voroder nachgeschaltet oder darin integriert sind.
Flachbildschirm nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Systemsteuereinheit (25) vorgesehen ist, der über eine Schnittstelleneinheit (26), drahtlos oder drahtgebunden, Steuersignale von einer vom Anwender bedienbaren Eingabeeinheit (5) zuführbar sind und die über einen vierten Datenbus (84) mit der Durchschalteeinheit (24) verbunden ist, um eine vom Anwender selektierte Datenquelle (1a; ...; 1n) mit der Bildsteuereinheit (22) zu verbinden und/oder von der über den dritten Datenbus (83) Konfigurationsdaten, mittels denen Prozesse zur Verarbeitung der Bildinformationen in der eingangsseitigen Schnittstelle (21) oder in nachgeschalteten Modulen der Bildsteuereinheit (22) änderbar sind, zur Bildsteuereinheit (22) übertragbar sind.
Flachbildschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfrage von Konfigurationsdaten dienende Leitungen (115) der Datenquellen (1a, ..., 1n) vom zugehörigen Eingang (241a; ...; 241n) der Durchschalteeinheit (24) über einen zweiten Datenbus (82), zu dem mit der Bildsteuereinheit (22) verbundenen ersten Ausgang (242) oder zu einem zweiten Ausgang (243) der Durchschalteeinheit (24) durchschaltbar sind, der mit der Systemsteuereinheit (25) verbunden ist, in der die Konfigurationsdaten gespeichert sind oder der die in der Bildsteuereinheit (22) abgelegten Konfigurationsdaten über den dritten Datenbus (83) zuführbar sind.
Flachbildschirm nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Systemsteuereinheit (22), zur Übertragung von Steuerdaten, über einen ersten, ausserhalb oder innerhalb der Durchschalteeinheit (24) geführten oder über den zweiten, der Übertragung von Konfigurationsdaten dienenden Datenbus (82) mit den in den Datenquellen (1a, ..., 1n) vorgesehenen Steuereinheiten (14) verbunden bzw. verbindbar ist.
Flachbildschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenquellen (1a, ..., 1n) ein der Abgabe von Bildinformationen dienendes Grafikmodul aufweisen und als Karten oder Baugruppen realisiert sind, die mittels Steckverbindern, vorzugsweise mittels einer Backplane (3) mit der Durchschalteeinheit (24) und/oder der Systemsteuereinheit (25) verbunden oder verbindbar sind.
Flachbildschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenquellen (1a, ..., 1n) eine Computerkarte, ein mit einem Datenträger oder einer Datenleitung verbundenes oder verbindbares Adaptermodul, eine Videokarte und/oder einen TV-Tuner umfassen.
Flachbildschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Empfang der Bildinformationen bzw. der Bildsignale und Daten vorgesehene Schnittstelle der Bildsteuereinheit (22) fest definiert oder unter Berücksichtigung der Spezifikationen der Datenquellen (1a, ..., 1n) definierbar ist;
und/oder dass die Durchschalteeinheit (24) und/oder die Systemsteuereinheit (25) in der Bildsteuereinheit (22) integriert sind.