CN110299119B - 液晶控制电路、电子时钟、以及液晶控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的液晶控制电路连接在向多个像素施加交流电压的液晶显示屏和控制部之间，具备：改写信号输出端子，其向液晶显示屏输出改写像素的改写信号；定时输入端子，其周期性地指定改写信号的开始定时；极性信号输出端子，向液晶显示屏输出指定交流电压的极性的极性信号；计时电路，其对极性反转的任意的第一反转定时的之后的第二反转定时进行计时；运算部，其根据开始定时，运算第一反转定时后的第一开始定时；判定电路，其判定第二反转定时是否处于从第一开始定时的规定时间前到该第一开始定时为止的反转禁止期间内；反转部，其在判定电路判定为第二反转定时处于反转禁止期间时，在从第一开始定时开始的改写信号停止后，使极性信号的状态反转。

Description

液晶控制电路、电子时钟、以及液晶控制方法

技术领域

本发明涉及液晶控制电路、电子时钟、以及液晶控制方法。

背景技术

液晶屏向像素施加交流电压，保持液晶的可靠性。例如，构成为使构成液晶屏的多个像素的一方的电极共通，使该共通电极的电位反转。另外，MIP(Memory In Pixel：像素内存储器)液晶对每个像素具备存储器，不同步地进行规定向像素施加的交流电压的极性的VCOM信号的反转和图像数据信号的写入定时。

如果VCOM信号和图像数据的定时不同步，则极性的反转定时与图像数据的输出期间重叠，有时无法正常地进行图像数据的写入。因此，控制液晶屏的液晶控制电路需要进行避免2个信号的冲突的定时控制。

例如，专利第5450784号公报所记载的液晶显示装置在判定为向液晶屏输出图像信号结束之前的传递期间包含在传递待机期间中的情况下，在该传递待机期间结束后，向液晶屏输出图像信号。在此，传递待机期间是从使交流电压的极性反转的基准时间开始并包含极性反转期间和极性变化期间的期间。

另外，一般在使用微计算机等来控制液晶的情况下，CPU进行图像数据的发送命令，使用计时器电路来设定该发送定时。在该情况下，存在以下的问题点，即在每次发送数据时，产生CPU中断处理，与之对应地花费处理时间，或在处理中占用CPU而暂时停止其他处理。

但是，专利文献1的技术在传递期间包含在传递待机期间中的情况下，到传递待机期间结束为止，不向液晶屏输出图像信号(图像数据)。由此，液晶屏所显示的动画的帧周期紊乱，动态变得不自然。

发明内容

为了解决上述问题，在理想的实施方式中，是一种液晶控制电路，其连接在向多个像素施加交流电压的液晶显示屏和控制部(CPU)之间，该液晶控制电路具备：改写信号输出端子(42、43)，其向上述液晶显示屏输出改写上述像素的改写信号(ENBG、ENBS)；定时输入端子(44)，其周期性地指定上述改写信号的开始定时；极性信号输出端子(41)，其向上述液晶显示屏输出指定上述交流电压的极性的极性信号(VCOM)；计时电路(1)，其对上述极性反转的任意的第一反转定时(T1)的之后的第二反转定时(T2)进行计时；运算部(4)，其使用上述开始定时(的序列)，运算上述第一反转定时(T1)的2个之后的第一开始定时(T4)；判定电路(2)，其判定上述第二反转定时(T2)是否处于从上述第一开始定时(T0)的规定时间前(T4)到上述第一开始定时(T0)为止的反转禁止期间；反转部(3)，其在上述判定电路判定为处于上述反转禁止期间时，在从上述第一开始定时(T0)开始的上述改写信号停止后(T5)，使上述极性信号的状态反转。此外，括号内的附图标记、字符是示例。

附图说明

图1是第一实施方式的包含液晶控制电路的电子时钟的结构图。

图2是第一实施方式的电子时钟的外观图。

图3是用于说明第一实施方式的液晶控制电路的VCOM信号的时序图。

图4是第一实施方式的液晶控制电路的时序图。

图5是第二实施方式的液晶控制电路的时序图。

图6是用于说明第三实施方式的液晶控制电路的动作的流程图(1)。

图7是用于说明第三实施方式的液晶控制电路的动作的流程图(2)。

图8是用于说明第三实施方式的液晶控制电路的动作的流程图(3)。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明实施方式(以下称为“本实施方式”)。此外，各图只不过以能够充分理解本实施方式的程度概要地进行了表示。另外，在各图中，对共通的构成要素、相同的构成要素附加相同的附图标记，并省略它们的重复的说明。

(第一实施方式)

图1是第一实施方式的包含液晶控制电路的电子时钟的结构图，图2是第一实施方式的电子时钟的外观图。

电子时钟200具备液晶显示装置，该液晶显示装置具有MIP(Memory In Pixel，像素内存储器)液晶屏120、作为控制部的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)130、液晶控制电路100、振荡器/分频电路140、VRAM150、DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)控制器160。

MIP液晶屏120具备二维排列的多个像素，如图2所示，能够显示静止图像、有动态的图像。对于液晶，如果进行直流驱动，则液晶内部的细小的杂质成为电荷，偏向一方地积蓄，从而液晶会劣化。因此，MIP液晶屏120向多个像素施加交流电压，抑制所谓的影像残留(ghosting)等。另外，MIP液晶屏120具有对多个像素分别存储图像数据(亮度数据)的存储器，不同步进行指定向像素施加的交流电压的极性的VCOM信号的反转定时与图像数据信号的写入定时。

液晶控制电路100连接于MIP液晶屏120和CPU130之间，基于CPU130的控制，对MIP液晶屏120进行驱动控制。

液晶控制电路100从CPU130接收模式切换信号、定时间隔信号，向CPU130输出数据发送中标志、数据发送结束中断。液晶控制电路100向MIP液晶屏120输出由ENBG信号和ENBS信号构成的ENB(Enable，使能)信号、VCOM信号、以及图像数据。因此，液晶控制电路100具备作为极性信号输出端子的VCOM输出端子41、作为改写信号输出端子的ENBG端子42和ENBS端子43、定时输入端子44、数据发送命令输入端子45、模式切换端子46、定时间隔设定端子47、数据发送结束中断端子48、数据发送中标志端子49。

CPU130生成图像数据，并且控制各部分。因此，CPU130通过总线与VRAM150、液晶控制电路100、以及DMA控制器160连接。振荡器/分频电路140内置有水晶振子，向CPU130供给时钟，并且向MIP液晶屏120和DMA控制器160提供CPU130设定的规定间隔的数据发送定时。VRAM150存储图像数据。数据发送定时的间隔是标准模式的约1秒、或预先设定的约20msec～约100msec。

DMA控制器160将CPU130生成的图像数据存储在VRAM150中，并将存储在VRAM150中的图像数据传递到液晶控制电路100。此外，传递到液晶控制电路100的图像数据被输出到MIP液晶屏120。另外，DMA控制器160的传递定时基于振荡器/分频电路140输出的数据发送定时。

液晶控制电路100通过硬件逻辑实现设定部5、VCOM信号生成部10、作为改写信号生成部的ENB(Enable，使能)信号生成部20的功能。

设定部5根据来自CPU130的模式切换信号，模式设定为通常模式、VCOM同步发送模式的任意一个。通常模式是将数据发送定时的间隔固定为约1秒的模式。定时固定发送模式是数据发送定时的间隔可变的模式。设定部5在定时固定发送模式的情况下，在约20msec～约100msec的范围中设定数据发送定时的间隔。例如如果设定为33msec，则能够显示30帧/秒的具有动态的图像。另外，设定部5设定VCOM信号的反转间隔tcVCOM。

VCOM信号生成部10具备作为计时电路的计时部1、作为判定电路的判定部2、作为反转电路的反转部3、运算部4。ENB信号生成部20根据图像数据，输出作为改写信号的ENB信号(ENBG信号、ENBS信号)。

图3是用于说明第一实施方式的液晶控制电路的VCOM信号的时序图。

如上述那样，MIP液晶屏120将多个像素的一方的电极设为共通，向该多个像素施加交流电压。图3以MIP液晶屏120的GND电平为基准，表示出粗实线所示的液晶的共通端子的电位(VCOM)、非共通端子的白电平电位(虚线)、非共通端子的黑电平电位(点划线)。此外，从共通端子的电位(VCOM)向下的箭头表示负的施加电压，向上的箭头表示正的施加电压。

即，MIP液晶屏120使共通端子的电位和非共通电极的电位相对于GND电位反转，向像素施加交流电压。VCOM信号(图1)是指定向液晶施加的交流电压的极性的信号。此外，黑电平的电位差比白电平的电位差大。

图4是用于说明第一实施方式的液晶控制电路的VCOM信号的时序图。图4从上段开始记载了数据发送命令、数据发送定时、VCOM信号、ENB信号、数据发送中标志、数据发送中中断。

计时部1是计时电路，其以VCOM信号的任意的反转定时(第一反转定时T1)为基准，直到之后的反转定时(第二反转定时T2)为止进行计时。即，计时部1计时从第一反转定时T1开始经过了反转间隔tcVCOM后的第二反转定时T2。

另外，运算部4根据数据发送定时的列，运算第一反转定时T1后的第一开始定时T0。即，运算部4到第一反转定时T1的之后的数据发送定时T3为止进行计时，对以数据发送定时T3为基准且加上了数据发送定时间隔的第一开始定时T0进行运算。例如可以使用周期地接收的数据发送定时的列，通过液晶控制电路100的内部所具备的PLL(Phase LockedLoop：锁相环)等，运算该数据发送定时间隔。

判定部2是判定计时部1计时的第二反转定时T2是否处于从数据发送定时的第一开始定时T0的规定时间前T4开始到该第一开始定时T0为止的反转禁止期间的判定电路。在此，规定时间是根据液晶的特性而规定的极性变化时间trVCOM和极性反转期间tsVCOM的和。在判定为第二反转定时T2不处于反转禁止期间时，反转部3如虚线那样根据第二反转定时T2使VCOM信号反转。在此，在判定为第二反转定时T2处于反转禁止期间时，反转部3如实线那样，不根据第二反转定时T2使VCOM信号反转，而在从ENB信号的结束时T5开始经过了规定时间(thVCOM)后T6，使VCOM信号反转。

ENB信号生成部20在数据发送定时T3、T0、T7、……时，开始ENB信号的输出。另外，ENB信号生成部20在ENB信号的输出中，将数据发送中标志设定为高电平，在ENB信号的结束时，产生数据发送结束中断。

如以上说明的那样，本实施方式的液晶控制电路100构成为在第二反转定时T2处于反转禁止期间时，不使VCOM信号反转。在此，反转禁止期间表示从第一开始定时T0的规定时间前T4开始到第一开始定时T0为止。即，由于VCOM信号不反转，因此能够输出改写图像数据的ENB信号。并且，在图像数据的改写结束，ENB信号的输出停止时(T5)，反转部3待机规定时间(thVCOM)，在时刻T6使VCOM信号反转。即，反转部3在ENB信号的输出期间、以及其前后的期间(trVCOM+tsVCOM、thVCOM)中，使VCOM信号待机。

由此，能够避免数据发送与VCOM信号的反转的定时的冲突。另外，在希望以固定周期进行数据的发送的情况下，不进行计时电路的计数或向CPU130的中断，CPU130按照数据发送定时间隔内的任意的定时输出数据发送命令即可。另外，CPU130的数据发送命令并不限于在数据发送的开头，能够在任意的定时进行。

(第二实施方式)

上述第一实施方式的液晶控制电路100在数据发送定时的第一开始定时T0，有图像数据，输出ENB信号，但在第一开始定时T0，也有时没有图像数据。以下，说明在第一开始定时T0没有图像数据的情况。本实施方式的电子时钟200的结构与上述实施方式的电子时钟200的结构相同。

图5是第二实施方式的液晶控制电路的时序图。

计时部1、判定部2的动作与上述第一实施方式相同。

在判定为第二反转定时T2不处于T4～T0的反转禁止期间时，反转部3如虚线那样，在第二反转定时T2使VCOM信号反转。另一方面，在判定为第二反转定时T2处于反转禁止期间时，反转部3如实线那样，在第一开始定时T0使VCOM信号反转。即，液晶控制电路100到成为第一开始定时T0为止，无法判定图像数据的有无，因此反转部3不在第二反转定时T2使VCOM信号反转，在第一开始定时T0使VCOM信号反转。

此外，在第一开始定时T0的之后的数据发送定时(第二开始定时T7)，ENB信号生成部20开始ENB信号的输出。ENB信号生成部20伴随着ENB信号的输出，将数据发送中标志设定为高电平。然后，如果ENB信号的输出停止，则反转部3在从ENB信号的结束时T8开始经过了规定时间(thVCOM)后T9，使VCOM信号反转。并且，ENB信号生成部20伴随着ENB信号的停止，将数据发送中标志设定为低电平，并且产生数据发送结束中断。

根据本实施方式的液晶控制电路100，在处于反转禁止期间时，反转部3在第一开始定时T0，使VCOM信号反转。在此，反转禁止期间表示第二反转定时T2从第一开始定时T0的规定时间前T4开始到第一开始定时T0为止。另外，在第一开始定时T0的之后的数据发送定时(第二开始定时T7)，ENB信号生成部20开始ENB信号的输出。然后，在没有图像数据的改写，ENB信号的输出停止时(T8)，反转部3待机规定时间(thVCOM)，在时刻T9使VCOM信号再次反转。

(第三实施方式)

上述第一、第二实施方式的液晶控制电路100(100a)通过硬件逻辑实现了设定部5、VCOM信号生成部10、ENB(Enable，使能)信号生成部20的功能。在本实施方式的液晶控制电路100(100b)中，由与CPU130不同的其他CPU(控制部)执行程序，实现各功能。即，其他CPU通过程序的执行，来实现设定部5、VCOM信号生成部10、ENB信号生成部20的全部或一部分功能。另外，其他CPU具有表示是T4～T0为止的反转禁止期间的反转禁止期间标志。此外，其他CPU通过执行程序，使用液晶控制方法。

图6是用于说明第三实施方式的液晶控制电路的动作的流程图(1)。该过程S10在接通电源时或复位时，在最初接收到数据发送命令时T1启动中断。

VCOM信号生成部10在最初接收到数据发送命令时T1，使VCOM信号反转(S11)。在S11的处理后，VCOM信号生成部10对反转禁止期间标志进行复位(S12)，结束处理。

图7是用于说明第三实施方式的液晶控制电路的动作的流程图(2)。该过程S20在接收到振荡器/分频电路140输出的数据发送定时T3、T0、T7、……(图4、图5)时，逐次地启动中断。

ENB信号生成部20取得数据发送定时的周期(数据发送定时间隔)(S21)。例如，ENB信号生成部20取得CPU130对振荡器/分频电路140设定的参数，或计时从任意的数据发送定时T3到之后的数据发送定时(第一开始定时T0)为止的数据发送定时间隔即可。

在S21的处理后，ENB信号生成部20通过之后的数据发送定时(第一开始定时T0)运算规定时间前T4的时刻(S22)，设定反转禁止期间标志(S23)。

在S23的处理后，ENB信号生成部20判定图像数据的有无(S24)。在有图像数据时(在S24中有)，将数据发送中标志设为高电平(S25)，根据图像数据，输出ENB信号(S26)。在S26的处理后，ENB信号生成部20将数据发送中标志设为低电平(S27)，产生数据发送结束中断(S28)，解除反转禁止期间标志的设定(S29)。另一方面，在S24的判定中，没有图像数据时(在S24中无)，解除反转禁止期间标志的设定(S29)。

图8是用于说明第三实施方式的液晶控制电路的动作的流程图(3)。该过程S30在有VCOM信号的反转时(例如T1)，启动中断。

VCOM信号生成部10计时反转间隔(tcVCOM)，取得之后的反转定时(第二反转定时T2)(S31)。在S31的处理后，VCOM信号生成部10确认在S23中设定的反转禁止标志的状态(S32)，判定在S31中取得的第二反转定时T2是否处于反转禁止期间(S33)。

如果第二反转定时T2处于反转禁止期间内(在S33中处于)，VCOM信号生成部10判定数据发送中标志的状态(S34)。如果数据发送中标志是高电平-(在S34中高)，则VCOM信号生成部10到数据发送中标志成为低电平为止进行待机(S35)。如果数据发送中标志成为低电平(在S35中L、T5)，则VCOM信号生成部10待机规定时间thVCOM(S36)，使VCOM信号反转(S37、T6)。

另一方面，在第二反转定时T2不处于反转禁止期间的情况(在S33中不处于)或数据发送中标志是低电平的情况(在S34中低)下，VCOM信号生成部10在有数据发送定时(第一开始定时T0)时，使VCOM信号反转(S37)，结束处理。

如以上说明的那样，根据本实施方式，能够以最小限的硬件逻辑实现液晶控制电路。另外，如果将CPU130的功能导入到液晶控制电路，则能够通过单一CPU实现。

Claims (7)

1.一种液晶控制电路，其连接于向多个像素施加交流电压的液晶显示屏和控制部之间，其特征在于，

上述液晶控制电路具备：

改写信号输出端子，其向上述液晶显示屏输出改写上述像素的改写信号；

定时输入端子，其周期性地指定上述改写信号的开始定时；

极性信号输出端子，其向上述液晶显示屏输出指定上述交流电压的极性的极性信号；

计时电路，其对极性反转的任意的第一反转定时的之后的第二反转定时进行计时；

运算部，其根据上述开始定时，运算上述第一反转定时后的第一开始定时；

判定电路，其判定上述第二反转定时是否处于从上述第一开始定时的规定时间前到该第一开始定时为止的反转禁止期间；以及

反转部，其在上述判定电路判定为上述第二反转定时处于上述反转禁止期间时，在从上述第一开始定时开始的上述改写信号停止后，使上述极性信号的状态反转，

在上述第一开始定时没有上述改写信号的情况下，

上述反转部在上述第一开始定时使上述极性信号反转，之后，在上述改写信号停止后再次进行反转。

2.根据权利要求1所述的液晶控制电路，其特征在于，

上述液晶控制电路还具备改写信号生成部，该改写信号生成部从上述第一开始定时起输出上述改写信号。

3.根据权利要求1所述的液晶控制电路，其特征在于，

上述液晶显示屏针对每个上述像素具备在上述改写信号的定时向上述像素输出所存储的图像数据的存储器。

4.根据权利要求3所述的液晶控制电路，其特征在于，

第一反转定时和第二反转定时与上述改写信号的开始定时不同步。

5.一种电子时钟，其特征在于，具备权利要求1所述的液晶控制电路。

6.一种液晶控制方法，其由液晶控制电路的控制部执行，该液晶控制电路连接于向多个像素施加交流电压的液晶显示屏连接，该液晶控制电路具备：改写信号输出端子，其向上述液晶显示屏输出改写上述像素的改写信号；定时输入端子，其周期性地指定上述改写信号的开始定时；以及极性信号输出端子，其向上述液晶显示屏输出指定上述交流电压的极性的极性信号，其特征在于，

上述液晶控制方法包括：

对上述极性反转的任意的第一反转定时的之后的第二反转定时进行计时的计时步骤；

根据上述开始定时，运算上述第一反转定时的两个后的第一开始定时的运算步骤；

判定上述第二反转定时是否处于从上述第一开始定时的规定时间前到该第一开始定时为止的反转禁止期间的判定步骤；以及

在上述判定步骤判定为上述第二反转定时处于上述反转禁止期间时，在从上述第一开始定时开始的上述改写信号停止后，使上述极性信号的状态反转的反转步骤，

在上述第一开始定时没有上述改写信号的情况下，

上述反转步骤在上述第一开始定时使上述极性信号反转，之后，在上述改写信号停止后再次进行反转。

7.一种液晶控制方法，其由液晶控制电路执行，该液晶控制电路与向多个像素施加交流电压的液晶显示屏连接，该液晶控制电路具备：改写信号输出端子，其向上述液晶显示屏输出改写上述像素的改写信号；以及极性信号输出端子，其向上述液晶显示屏输出指定上述交流电压的极性的极性信号，其特征在于，

上述液晶控制方法包括：

在上述改写信号的输出的期间以及输出前后的期间中，待机上述极性信号的反转的步骤，

在没有上述改写信号的情况下，在使上述极性信号待机规定时间，之后，在上述改写信号停止后再次进行反转。

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