JP2003044011A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
え回数を最適な回数に調整でき、その結果、消費電力を
低減することができる表示装置を提供する。 【解決手段】 画像を表示するための液晶パネル3と、
画像データ信号S1に応じて液晶パネル3に表示される
画像を書き換えるための液晶コントローラ2と、画像デ
ータ信号S1を液晶コントローラ2に入力するためのC
PU1とを備える表示装置において、CPU1から液晶
コントローラ2への画像データ信号S1の入力間隔に基
づいて画像データ信号S1が静止画であるか動画である
かを判別する画像データの種類を判別する判別部をCP
U1内に設け、CPU1の判別結果に基づいて、液晶パ
ネル3における単位時間あたりの画像の書き換え回数を
変化させる画像書き換え要求信号発生回路7を液晶コン
トローラ2内に設ける。
Description
じめとする容量性表示素子を備える表示装置に関するも
のであり、さらに詳しくは、消費電力の低減のために、
容量性表示素子の画像書き換え間隔を変化させる表示装
置に関するものである。
液晶表示素子がさまざまな分野で用いられている。中で
も、液晶表示素子は、携帯電子機器に多く用いられてい
るが、この場合、更なる低消費電力化が求められてい
る。
いては、通信技術の発展に伴い、動画データのような大
量の情報を持つデータを高速に通信する傾向が高まって
いる。そのような大量の情報を処理する為に、携帯電子
機器用の液晶表示素子の画像書き換え周波数(リフレッ
シュレート;単位時間内に表示画像を書き換える(リフ
レッシュする)回数)は速くなる傾向にある。その傾向
は、動画を表示する場合などはさらに強まっている。そ
れに対し、静止画を表示する場合には、動画を表示する
場合と比較して速い画像書き換え周波数を必要としな
い。なぜなら、液晶表示素子に代表される、容量性の画
素から構成される表示素子(容量性表示素子)では、一
旦、外部から画素単位の画像データが送られることで画
像が書き換えられると、その後ある程度の時間は、表示
状態(表示画像)が保持され、画像の書き換えを行う必
要がないからである。なお、この表示状態が保持される
時間は、容量性表示素子の特性により異なる。
素子として液晶パネル103を備える表示装置につい
て、図7のブロック図に基づいて説明する。
晶コントローラ102と表示素子としての液晶パネル1
03とを備え、液晶コントローラ102は、表示用メモ
リ104、信号同期回路105、表示タイミング発生回
路106、およびデータバス107を備えている。
データ信号S101は、液晶コントローラ102のデー
タバス107を介して液晶コントローラ102内の表示
用メモリ104に格納される。表示用メモリ104に格
納された画像データ信号S101は、表示用メモリ10
4から画像データ信号S103として読み出され、信号
同期回路105へ送られる。
が、液晶コントローラ102の表示タイミング発生回路
106に入力される。表示タイミング発生回路106
は、このクロック信号CK101を元に、液晶パネル1
03を駆動するための表示用信号S105と、画像デー
タ信号S103を表示用信号S105と同期させるため
の同期クロック信号CK2とを発生する。そして、表示
タイミング発生回路106は、表示用信号S105を液
晶パネル103へ、同期クロック信号CK2を信号同期
回路105へ、それぞれ出力する。信号同期回路105
では、表示用メモリ104から読み出された画像データ
信号S103をバッファリングし、表示タイミング発生
回路106から出力される同期クロック信号CK2に従
って画像データ信号S103を画像信号S104として
液晶パネル103へ出力する。
3のリフレッシュレートは、表示用メモリ104から画
像データを読み出し液晶パネル103に対して画像デー
タ信号S103を送る速度、すなわち、単位時間に1フ
レーム(画面)分の画像信号が何回表示用メモリ104
から液晶パネル103に送出されるかを示す値に相当す
る。
ル103の画像書き換え周波数を調節する場合、クロッ
ク信号CK101の周波数を変更することにより、液晶
コントローラ102の表示タイミング発生回路106か
ら液晶パネル103へ出力される表示用信号S105、
および信号同期回路105から液晶パネル103へ出力
される画像信号S104の周波数を変更することで、画
像書き換え周波数を調節すること(画像書き換え間隔
(リフレッシュ間隔)を調節すること)ができるように
なっている。
画像データ信号S101が動画であるか静止画であるか
に関わらず液晶パネル103の画像書き換え周波数が一
定であるため、次のような問題を招く。
隔」として示すように、液晶パネル103の画像書き換
え周波数は、通常、動画表示に適した比較的高い周波
数、例えばNTSC形式の映像信号のフレーム周波数に
等しい60Hzに設定される。その場合、静止画を表示
する時にも動画を表示している時と同じ高い書き換え周
波数で画像を書き換えることになる。
を表示する時には、動画を表示する時と比較して高い画
像書き換え周波数を必要としない。なぜなら、前述した
ように、液晶パネル103のような容量性の表示素子に
おいては、一旦書き込みを行うと、その後ある程度の時
間は表示状態(表示画像)が保持されるので、静止画を
表示する時には、表示状態が保持される期間内は画像の
書き換えを行う必要がないからである。したがって、上
記従来の液晶表示装置では、静止画を表示する時の画像
書き換え周波数が必要以上に高くなる。
上に高い書き換え周波数で画像を書き換えることは、無
駄な電力消費を招く。なぜなら、液晶パネル103は、
画像の書き換え周波数が高いほど、消費電力が増加する
からである。すなわち、一般に、液晶パネル103に画
像を表示する場合、液晶パネル103の静電容量C、液
晶パネル103に印加される走査電圧の極性反転周波数
をF、液晶パネル103に印加される信号電圧をV、液
晶パネル103で画像を表示することにより消費される
電力をPとすると、消費電力Pは、式 P=C×F×V2 で表される。走査電圧は、駆動方法によって回数は異な
るものの1フレーム期間当たり所定回数は極性が反転さ
れる。したがって、走査電圧の極性反転周波数は、表示
画像の画像書き換え周波数に依存して変化する。そのた
め、液晶パネル103では、表示画像の書き換え周波数
が高いほど、すなわち、表示画像の書き換え回数が多い
ほど、消費電力が増加する。
書き換え周波数を、動画のフレーム周波数に合った一定
の周波数とした場合、静止画を表示する時に無駄な電力
消費を招き、表示装置の消費電力が増加する。この消費
電力の増加は、より消費電力を抑える必要がある、携帯
電話用表示装置等のようなバッテリー駆動の表示装置の
場合に、特に問題となる。
ク信号CK101の周期を長くすることにより、画像の
書き換えの頻度を少なく、すなわち画像書き換え周波数
を低くすることもできる。しかしながら、図8に「従来
の低消費電力手法」として示すように、画像書き換え間
隔を動画のフレーム周期に一致させた場合、静止画を表
示する時に必要以上に高い書き換え周波数で画像を書き
換えることになってしまう。そのため、静止画を表示す
る時の消費電力を十分に削減することができない。ま
た、画像書き換え間隔を動画のフレーム周期より短くす
ることも考えられるが、そうすると、動画を表示する時
に画像の動きがぎこちなくなるおそれがある。
には、外部から入力された画像データに付属する時間情
報(タイムリファレンス)に基づいて画像の書き換え周
波数(リフレッシュレート)を変化させる液晶表示装置
が開示されている。また、上記公報には、画像データが
文字画像を含まない場合に、そうでない場合よりも画像
の書き換え周波数を低く(すなわち、リフレッシュ間隔
を長く)する液晶表示装置が開示されている。
第1の発明は、MPEG−4形式という特定のデータ構
造を持つ画像データに含まれる時間情報を利用するもの
であり、時間情報を含まない画像データには適用できな
い。この時間情報は、一部期間のフレームを間引くこと
でデータ圧縮を行うMPEG−4形式において、フレー
ムを表示するタイミングを表すために圧縮画像データに
付属されるものであり、MPEG−4形式以外の一般的
な画像データには付属されていない。したがって、上記
公報の第1の発明は、画像データがMPEG−4形式の
圧縮画像データにのみ適用可能であり、あらゆる画像デ
ータに対応できるものではないという欠点を有してい
る。
G,Bの各色信号をディジタル信号で表したものであ
り、各画素毎にR,G,Bの値がある。例えば、16ビ
ットの画像データであれば、各画素のR,G,Bをそれ
ぞれ5ビット、6ビット、5ビットで表現したものであ
る。
ータが、文字画像を含まない動画のデータや文字画像を
含む静止画のデータであった場合には、次のような問題
が生じる。すなわち、まず、上記発明では、文字画像を
含まない動画のデータが入力された場合に、画像の書き
換え周波数が本来のフレーム周波数(入力された動画デ
ータのフレーム周波数)よりも低くなり、滑らかな動画
表示を行えなくなるという問題が生じる。また、文字画
像を含む静止画のデータが入力された場合には、画像の
書き換え周波数が必要以上に高くなり、無駄な電力消費
が発生するという問題が生じる。
ものであり、その目的は、画像データの種類に関係な
く、画像の書き換え回数を最適な回数に調整でき、その
結果、消費電力を低減することができる表示装置を提供
することにある。
記の課題を解決するために、画像を表示するための容量
性表示素子と、画像データに応じて容量性表示素子に表
示される画像を書き換えるための表示制御部と、画像デ
ータを表示制御部に入力するための画像データ入力部と
を備える表示装置において、画像データ入力部から表示
制御部への画像データの入力間隔に基づいて画像データ
の種類(特に、画像データが静止画であるか動画である
か)を判別する判別部と、上記判別部の判別結果に基づ
いて、容量性表示素子における単位時間あたりの画像の
書き換え回数を変化させる書き換え回数制御部とをさら
に備えることを特徴としている。
制御部への画像データの入力は、動画の場合には例えば
1/20〜1/15秒といった比較的周期で行われる一
方、静止画の場合には、1回のみ行われる。上記構成で
は、このような画像データの種類による画像データの入
力間隔の違いを利用して、画像データ入力部から表示制
御部への画像データの入力間隔に応じて画像データの種
類を判別する。そのため、画像データに時間情報が付属
されていなくとも画像データの種類を判別することがで
きる。
依存することなく、容量性表示素子における単位時間あ
たりの画像の書き換え回数(画像書き換え周波数)を画
像データの種類に応じた最適な回数に調整することがで
きる。すなわち、画像データに依存することなく、容量
性表示素子における画像の書き換え間隔(画像の書き換
えタイミング)を画像データの種類に応じた最適な間隔
に調整することができる。それゆえ、無駄な画像書き換
え動作、特に静止画表示時の無駄な画像書き換え動作を
防止でき、容量性表示素子の駆動電力を削減することが
できる。その結果、画像データの種類にかかわらず、低
消費電力化を実現できる表示装置を提供することができ
る。
か動画であるかを判別するものに限定されるものではな
く、画像データが互いに異なるフレーム周波数を持つ複
数種類の動画を判別するものなどであってもよい。
換える(リフレッシュする)」とは、液晶表示素子など
の容量性表示素子に1フレーム分の画像信号を送出し、
容量性表示素子の画素に対して駆動電圧を印加すること
を指すものとする。したがって、「画像の書き換え回
数」は、1フレーム分の画像信号が容量性表示素子に送
出される回数に相当する。また、「フレーム」とは、画
面1枚分の画像信号(画像データ)のことを指す。さら
に、「フレーム周波数」は画像信号の転送時に1秒間に
転送されるフレームの数を表し、「フレーム周期」は画
像信号の転送時にフレームが転送される周期を表す。
部は、容量性表示素子に表示される画像を書き換えるた
めの画像信号を一定間隔で出力する出力部を備え、上記
書き換え回数制御部は、出力部から出力された画像信号
を容量性表示素子に転送すると共に、一部の画像信号を
間引く出力制御部と、上記出力制御部における画像信号
を間引く回数と画像信号を転送する回数との比(間引き
回数/転送回数)を整数比m/nで表したときの整数値
mおよびnを表す制御データを生成する制御データ生成
部と、上記制御データに応じて、画像信号の転送タイミ
ングを出力制御部に指示するタイミング指示部とを備
え、上記制御データ生成部は、上記判別部の判別結果に
基づいて、上記整数比が変化するように制御データを生
成するものであることが好ましい。
の画像信号(例えば、通常のテレビジョン映像信号と同
じ1/60秒のフレーム周期を持つ動画の画像信号)を
間引き、かつ、画像データの種類に応じて画像信号を間
引く割合(間引き回数/転送回数)を変化させるので、
表示装置全体の消費電力をより一層低減することができ
る。また、上記構成では、画像信号の転送タイミングを
変更するので、転送する画像信号の周波数を変化させる
場合と比較して、画像の書き換えタイミングを自由に制
御でき、例えば、表示素子の表示画像のちらつきを抑え
るために、複数回の連続書き換えを行うことが可能とな
る。
部、およびタイミング指示部は、画像データを保持する
メモリと、メモリから容量性表示素子へ画像データを送
出する回数(画像書き換え回数)を設定する回路部とを
有する液晶コントローラによって実現できる。
え回数制御部は、上記整数値mおよびnの少なくとも一
方に基づいて、上記整数比m/nが所定値以下であると
きに、タイミング指示部の動作を停止させ、出力部から
出力された画像信号をそのまま容量性表示素子に転送さ
せる動作制御部をさらに備えることが好ましい。すなわ
ち、上記書き換え回数制御部は、上記整数値mおよびn
の少なくとも一方に基づいて、上記整数比m/nが所定
値以下であるときには、出力部から出力された画像信号
を間引いて単位時間当たりの画像の書き換え回数を少な
くするモードから、タイミング指示部の動作を停止さ
せ、出力部から出力された画像信号に従って通常の画像
の書き換え間隔で画像を書き換えるモードに切り替える
動作制御部をさらに備えることが好ましい。
が小さいとき、すなわち画像信号を間引く割合が低いと
きには、画像信号を間引くことによって削減される消費
電力量が、比較的少ないため、タイミング指示部の動作
により消費される電力量を下回ってしまい、装置全体の
消費電力がかえって増大する可能性がある。
を間引く割合が低いときに、タイミング指示部の動作を
停止させ、出力部から出力された画像信号をそのまま容
量性表示素子に転送させる。これにより、タイミング指
示部の動作により装置全体の消費電力が増大することを
避けることができる。その結果、装置全体の消費電力を
より一層低減することができる。
力間隔と出力間隔とを独立して任意に制御できるよう
に、画像データを記憶する記憶部を備えていることが望
ましい。
滑らかに表示できるように、容量性表示素子における画
像書き換え回数を画像データのフレーム数以上にするも
のであることが好ましい。
ータが静止画であると判別された場合の画像書き換え回
数を、容量性表示素子が表示画像を保持できる範囲内
で、できるだけ少なくすることが好ましい。すなわち、
画像データが静止画である場合における画像の書き換え
間隔は、容量性表示素子の画像保持特性(データ保持特
性)に応じて、容量性表示素子の表示画像が問題なく保
持できる最も長い時間に設定することが好ましい。
子の表示画像のちらつきを抑えるために、静止画表示時
および動画表示時ともに複数回の連続書き換えを行うこ
とがより好ましい。したがって、整数値mおよびnを表
す制御データを生成する制御データ生成部を備える構成
においては、nが2以上であり、かつ、上記出力制御部
が、画像信号をm回間引く動作と画像信号をn回転送す
る動作とを交互に行うようにすることがより好ましい。
素子に限らず、容量性の負荷を持った画素から構成さ
れ、かつ、画素に電圧を印加することなく表示画像をあ
る程度の期間保持することが可能な表示素子(容量性表
示素子)であればいかなる表示素子でも採用できる。
一形態について図1ないし図4に基づいて説明すれば、
以下の通りである。
図に示すように、CPU(画像データ入力部、判別部、
制御データ生成部)1と、表示制御部としての液晶コン
トローラ2と、容量性表示素子としての液晶パネル3と
を備え、液晶コントローラ2は、表示用メモリ4、信号
同期回路(出力部)5、表示タイミング発生回路6、画
像書き換え要求信号発生回路(書き換え回数制御部)
7、データバス8、および出力制御回路(出力制御部)
9を備えている。
および図4に基づいて説明する。なお、図4は、本実施
形態の表示装置において用いられる信号の一例を示すタ
イミングチャートであり、信号同期回路5の出力画像信
号のフレーム周期が共に1/60秒であり、かつ、n=
1、m=1(nおよびmについては後述する)である場
合を示している。
べき動画または静止画の画像データが生成する。このと
き、液晶パネル3の画素(ドット)毎のRGB信号から
構成される画像データ信号(画像データ)S1を生成す
ると共に、各画素に対応した液晶コントローラ2内の表
示用メモリ4のアドレス(各画素のRGB信号を書き込
むアドレス)を表すアドレス信号S11を生成する。ま
た、CPU1は、これらの生成した画像データ信号S1
およびアドレス信号S11を液晶コントローラ2へ送出
する。
つのメモリチップのいずれかを書き込み先として選択す
るためのチップセレクト信号S12と、表示用メモリ4
への画像データ信号S1の書き込み動作をON/OFF
制御にするためのライト信号S13とを表示用メモリ4
に送出する。また、CPU1は、表示用メモリ4へ画像
データ信号S1およびアドレス信号S11を送出する時
には、これらのチップセレクト信号S12およびライト
信号S13を有効(アクティブ)にする(他の時には無
効にする)。このとき、画像データ信号S1およびアド
レス信号S11の生成および表示用メモリ4への送出
は、1フレームずつ行われる。
隔に等しい間隔で、生成した画像データ信号S1を表示
用メモリ4への送出を行う。それゆえ、CPU1から表
示用メモリ4への画像データ信号S1の送出間隔は、画
像データ信号S1が静止画であるか動画であるかに応じ
て変化する。
止画の画像データ信号S1を生成する動作は、1度だけ
行われる。したがって、例えば、スライドショーのよう
に複数の静止画を切り換えながら表示する場合、静止画
の切り換え間隔、すなわち静止画の画像データ信号S1
が生成される間隔に等しい間隔で、画像データ信号S1
が表示用メモリ4へ送出される。静止画の切り換え間隔
は、動画のフレーム周期と比較すると長く、通常、1/
10秒以上であるため、CPU1から表示用メモリ4へ
の静止画の画像データ信号S1の送出間隔も、動画のフ
レーム周期と比較すると長い間隔、通常、1/10秒以
上の間隔となる。
タ信号S1の生成は、生成される画像データ信号S1の
フレーム周波数に応じた一定周期で1フレームずつ行わ
れる。例えば、1秒当たり15〜20フレームの動画の
画像データ信号S1は、1/20〜1/15秒の間隔
(1秒あたり15〜20回の割合)で1フレームずつ生
成される。したがって、CPU1から表示用メモリ4へ
の動画の画像データ信号S1の送出も、画像データ信号
S1のフレーム周波数に応じた一定の間隔、例えば、1
秒当たり15〜20フレームの動画の画像データ信号S
1であれば1/20〜1/15秒の間隔(1秒あたり1
5〜20回の割合)で行われる。
への画像データ信号S1の送出間隔は、画像データ信号
S1が動画である場合の方が画像データ信号S1が静止
画である場合と比較して短くなる。例えば、図3の例で
は、CPU1から表示用メモリ4への画像データ信号S
1の送出間隔は、画像データ信号S1が静止画である場
合には1/5秒であるのに対し、画像データ信号S1が
動画である場合には1/15秒である。なお、図3は、
画像データ信号S1、画像信号S4、および画像信号S
7のそれぞれにおける単位時間当たりのフレーム数を模
式的に表した図であり、1つの四辺形は1フレームを表
している。
リ4への画像データ信号S1の送出間隔の大小に基づい
て画像データ信号S1が静止画か動画かを判別するよう
になっている。具体には、CPU1は、CPU1から表
示用メモリ4への画像データ信号S1の送出間隔がある
一定期間以上であれば画像データ信号S1が静止画であ
ると判別する一方、CPU1から表示用メモリ4への画
像データ信号S1の送出間隔がある一定期間より短けれ
ば画像データ信号S1が動画であると判別するようにな
っている。図3の例では、例えば、CPU1から表示用
メモリ4への画像データ信号S1の送出間隔が1/12
秒以上であるか否かによって画像データ信号S1が静止
画か動画かを判別すればよい。
わち画像データ信号S1が静止画か動画かに応じて、画
像書き換え回数nおよび画像間引き回数(非書き換え回
数)mを決定する。なお、画像書き換え回数nは、(n
+m)フレーム分の画像信号S4が出力される期間内に
画像の書き換えを行う回数を示す。また、(n+m)フ
レーム分の画像信号S4が出力される期間内に画像信号
S4を間引く回数、すなわち画像信号S4の(n+m)
フレーム期間のうちで画像の書き換えを行わないフレー
ム期間の数を示す。
nを表すデータ信号(後述する画像書き換え回数データ
信号S9)および画像間引き回数mを表すデータ信号
(後述する画像間引き回数データ信号S10)を含む制
御データ信号(制御データ)S2を生成し、画像データ
信号S1と共に画像書き換え要求信号発生回路7に出力
するようになっている。
1は、データバス8を通して表示用メモリ4へ格納され
る。このとき、画像データ信号S1は、チップセレクト
信号S12およびライト信号S13が有効であるとき
(CPU1から画像データ信号S1およびアドレス信号
S11が送出されたとき)に、チップセレクト信号S1
2で指定された表示用メモリ4内のメモリチップに書き
込まれる。このとき、画像データ信号S1は、画素信号
(1つのカラー画素に対応するRGB信号)毎に、アド
レス信号S11で指定された表示用メモリ4のアドレス
に書き込まれる。
4への書き込み(バッファリング)は、CPU1から表
示用メモリ4への画像データ信号S1の送出間隔に等し
い間隔で行われる。したがって、表示用メモリ4の書き
換え間隔は、画像データ信号S1が静止画の場合には比
較的長い間隔、例えば1秒以上となる一方、画像データ
信号S1が動画の場合には、比較的短い間隔、例えば1
/20〜1/15秒の間隔となる。
信号S2は、データバス8を通して画像書き換え要求信
号発生回路7へ格納される。表示用メモリ4に格納され
た画像データ信号S1は、表示用メモリ4から画像デー
タ信号(画像データ)S3として読み出され、信号同期
回路5へ送られる。
表示用メモリ4へ入力することと、表示用メモリ4に格
納された画像データ信号S3を液晶パネル3へ送ること
とは、互いに全く独立して実行される。したがって、液
晶パネル3の画像書き換えも、CPU1から表示用メモ
リ4への書き込みとは全く独立して実行される。例え
ば、静止画の場合には表示用メモリ4へ一度画像データ
信号S1を書き込んでしまえば、違う画像が入力されな
い限り、CPU1から表示用メモリ4への書き込みは行
われない。これに対し、液晶パネル3の画像書き換え
は、1つの静止画を表示し続ける場合であっても、液晶
パネル3の表示特性に応じた間隔で繰り返し行われる。
回路6には、図4に示すクロック信号CK1が外部から
入力されるようになっている。表示タイミング発生回路
6は、このクロック信号CK1を元に、液晶パネル3を
駆動するための表示用信号S5を発生する。表示用信号
S15は、液晶パネル3が画像信号S4を1フレーム分
ずつ取り込むために画像信号S4の各フレームが出力さ
れるタイミングを表すタイミング信号であり、必ず、後
述する画像信号S4の1フレーム(画面)周期毎に出力
される。表示用信号S15は、通常の動画(NTSC形
式の映像信号)のフレーム周期(画像書き換え周期)に
等しい周期(1/60秒の周期)を持つ周期信号であ
る。また、表示タイミング発生回路6は、画像データ信
号S3を表示用信号S5と同期させるための同期クロッ
ク信号CK2を発生する。そして、表示タイミング発生
回路6は、通常の動画のフレーム周期(画像書き換え周
期)に等しい周期(1/60秒の周期)で、表示用信号
S15を出力制御回路9へ、同期クロック信号CK2を
信号同期回路5へ、それぞれ出力する。なお、クロック
信号CK1および同期クロック信号CK2は、同じ信号
であり、いずれも液晶コントローラ2を駆動するシステ
ムクロックである。
示用信号S15の各フレームの終了時(画像信号S4の
各フレームの終了時)に、図4に示すフレーム終了信号
S8を画像書き換え要求信号発生回路7へ出力する。フ
レーム終了信号S8は、画像信号S4の1フレーム(画
面)の終了を知らせる信号であり、1フレーム(画面)
分の画像信号S4のうちで最後の画素の信号が出力制御
回路9に送出される時に出力される。
読み出された画像データ信号S3をバッファリングし、
表示タイミング発生回路6から出力される同期クロック
信号CK2に従って、画像データ信号S3を、図4に示
すような通常の動画(NTSC形式の映像と等しいフレ
ーム周期(1/60秒の周期)を持つ画像信号S4とし
て出力制御回路9へ出力する。画像信号S4は、表示用
信号S5と同位相で出力される。なお、画像データ信号
S1、画像データ信号S3、および画像信号S4は、い
ずれも液晶パネル3の各画素に対するR、G、Bのデー
タを表すものであり、同じデータを表している。ただ
し、これらの信号は、互いに非同期である。
PU1から入力される制御データ信号S2と、表示タイ
ミング発生回路6から出力されるフレーム終了信号S8
とから画像書き換え要求信号S6を発生し、この画像書
き換え要求信号S6を出力制御回路9へ出力する。画像
書き換え要求信号S6は、図4に示すように画像書き換
え期間(画像のリフレッシュ期間)にはアクティブとな
り、画像間引き期間(画像の非リフレッシュ期間)には
非アクティブとなる信号である。
発生回路7から入力された画像書き換え要求信号S6が
アクティブになっているとき(すなわち、画像書き換え
期間)にのみ、画像信号S4および表示用信号S15を
出力する。これにより、出力制御回路9から出力される
画像信号S7は、図4に示すように、画像信号S4にお
ける画像間引き期間の部分を間引いた信号となる。ま
た、出力制御回路9から出力される表示用信号S5も、
表示用信号S15における画像間引き期間の部分を間引
いた信号となる。したがって、表示用信号S5は、図4
に示すように画像書き換え期間にはアクティブとなり、
画像間引き期間には非アクティブとなる。
示用信号S5に基づき、表示用信号S5がアクティブで
ある期間(画像書き換え期間)には画像信号S7に応じ
た駆動電圧を画素に印加する一方、表示用信号S5が非
アクティブである期間(画像間引き期間)には駆動電圧
を画素に印加しない。これにより、通常の動画のフレー
ム周期に等しい画像書き換え間隔(1/60秒間隔)で
画像の書き換えを行う場合(図8参照)と比較して、画
像間引き期間に駆動電圧を画素に印加しない分だけ消費
電力を削減することができる。
構成例について、図2に基づいて詳細に説明する。
に示すように、書き換え回数設定レジスタ11、間引き
回数設定レジスタ12、および画像書き換え要求判定回
路(タイミング指示部)13を備えている。
号(画像書き換え回数データ信号S9)および画像間引
き回数mを表すデータ信号(画像間引き回数データ信号
S10)を含む制御データ信号S2が、CPU1からデ
ータバス8を通して画像書き換え要求信号発生回路7に
入力される。
では、制御データ信号S2に含まれる画像書き換え回数
データ信号S9および画像間引き回数データ信号S10
をそれぞれ、書き換え回数設定レジスタ11および間引
き回数設定レジスタ12に格納(セット)する。これら
レジスタ11・12へのデータ信号S9・S10の格納
(セット)は、例えば、システムクロックでラッチする
ことにより、もしくは、別に書き込みクロックを用意し
てそのクロックのエッジでラッチすることにより行なわ
れる。
および画像間引き回数データ信号S10は、それぞれ画
像書き換え要求判定回路13に入力される。画像書き換
え要求判定回路13は、画像書き換え回数データ信号S
9および画像間引き回数データ信号S10の値(書き換
え回数設定レジスタ11および間引き回数設定レジスタ
12に設定された値)からそれぞれ、画像書き換え回数
nおよび画像間引き回数mを決定する。画像書き換え要
求判定回路13は、フレーム終了信号S8をカウントす
るカウンタ(図示しない)を有しており、そのカウンタ
の値が画像書き換え回数nと一致するまで画像書き換え
要求信号S6を出力する。カウンタの値が画像書き換え
回数nと一致すると、画像書き換え要求判定回路13
は、画像書き換え要求信号S6を非アクティブにすると
同時に、カウンタをリセットし、フレーム終了信号S8
を再度カウントする。そして、カウンタの値が画像間引
き回数mと一致するまで画像書き換え要求信号S6を非
アクティブにする。カウンタの値が画像間引き回数mと
一致すると、カウンタをリセットし、画像書き換え要求
信号S6をアクティブにする。画像書き換え要求判定回
路13は、これらを繰り返すことで、画像書き換え要求
信号S6を周期的にアクティブおよび非アクティブの間
で切り換える。そして、画像書き換え要求信号S6がア
クティブの期間は、フレーム終了信号S8の周期のn
倍、すなわち画像信号S4のフレーム周期のm倍に等し
い期間長である。画像書き換え要求信号S6が非アクテ
ィブの期間は、フレーム終了信号S8の周期のm倍、す
なわち画像信号S4のフレーム周期のn倍に等しい期間
長である。
S4のフレーム周期(1/60秒)のn倍に等しい時間
にわたる画像書き換えと、画像信号S4のフレーム周期
(1/60秒)のm倍に等しい時間にわたる画像書き換
え停止とが交互に行なわれることになる。
常にアクティブな画像書き換え要求信号を用い、この信
号を画像非書き換え期間に対応する一部期間だけマスク
する(非アクティブにする)ことにより、一部期間のみ
アクティブとなる画像書き換え要求信号S6を発生する
機能(マスク機能)を有している。
示時のnおよびmの設定について、図3を参照して説明
する。
おける画像データ信号S1、画像信号S4、および画像
信号S7のフレーム間隔を示すタイミングチャートであ
る。図3に示すように、静止画表示時には、表示用メモ
リの書き換え回数(1フレーム分の画像データ信号S1
が送られる回数)は1回である。
m、動画表示時のnおよびmは、静止画表示時のn/m
が動画表示時のn/mより小さくなるように設定してい
る。図3の例では、静止画表示時のnおよびmをn=
2、m=4に設定し、動画表示時のnおよびmをn=
2、m=2に設定している。
りの画像書き換え回数が動画表示時の単位時間当たりの
画像書き換え回数より少なくなる。図3の例では、動画
表示時の単位時間当たりの画像書き換え回数が30回で
あるのに対し、静止画表示時の1秒当たりの画像書き換
え回数が20回となる。それゆえ、静止画表示時の無駄
な画像書き換え動作による電力消費を削減でき、その結
果、消費電力を低減することができる。
書き換え間隔は、消費電力の低減のためにはできる限り
長い方が望ましいが、液晶パネル3が画像を保持できる
時間に限界があることから、その時間には上限がある。
すなわち、液晶パネル3の画像書き換えは、液晶パネル
3の画像保持特性(電荷が逃げていく速度)に合わせて
行う必要がある。例えば、1つの静止画を表示し続ける
場合、ある程度の時間(画像保持時間)以上の間隔で同
じ画像信号を繰り返し液晶パネル3に送出して、画像の
書き換え動作(駆動電圧の印加)を行う必要がある。そ
のため、画像書き換え間隔の上限は、液晶パネル3の画
像保持特性に応じて、液晶パネル3の画像保持時間以下
となるように決定すべきである。液晶パネル3の画像保
持時間は、現在実用化されている液晶パネル3のある例
では1/20秒程度であるが、現在開発中の液晶パネル
3では1/5秒程度まで改善されることが見込まれてい
る。
化されている液晶パネル3の例では、画像信号S4のフ
レーム周期が1/60秒(毎秒60フレーム)として、
静止画表示時のnおよびmをn=1、m=2程度に設定
するとよい。これにより、静止画表示時の画像書き換え
間隔を画像信号S4のフレーム周期の3倍、すなわち1
/20秒程度にすることができる。したがって、静止画
の画像信号S4を1/3に間引き、静止画表示時の画像
書き換え回数を1秒間に20回にすることができる。ま
た、画像保持時間が1/5秒の液晶パネル3では、画像
信号S4のフレーム周期が1/60秒(毎秒60フレー
ム)として、静止画像表示時のnおよびmをn=1、m
=11程度に設定するとよい。これにより、静止画表示
時の画像書き換え間隔を画像信号S4のフレーム周期の
12倍、すなわち1/5秒程度にすることができる。し
たがって、静止画の画像信号S4を1/12に間引き、
静止画像表示時の画像書き換え回数を1秒間に5回にす
ることができる。
き換え間隔は、消費電力の低減のためにはできる限り長
い方が望ましいが、滑らかな動画表示を行えるように、
CPU1から表示用メモリ4へ送出される画像データ信
号S1のフレーム周期以下であることが望ましい。この
条件を満たすためには、例えばCPU1から表示用メモ
リ4へ送出される画像データ信号S1のフレーム周期が
1/20〜1/15秒(1秒当たりに送られるフレーム
数が15〜20フレーム)である場合、動画表示時の画
像書き換え間隔を1/20〜1/15秒以上にする必要
がある。
化されている液晶パネル3の例では、画像信号S4のフ
レーム周期が1/60秒(毎秒60フレーム)として、
動画表示時のnおよびmをn=1、m=2程度に(ただ
し、n/mが静止画表示時より大きくなるように)設定
するとよい。これにより、動画表示時の画像書き換え間
隔を画像信号S4のフレーム周期の3倍、すなわち1/
20秒程度にすることができる。したがって、動画の画
像信号S4を1/3に間引き、動画表示時の画像書き換
え回数を1秒間に20回にすることができる。
を抑えるためには、静止画表示時および動画表示時とも
に複数回の連続書き換えを行うことがより好ましい。す
なわち、nが2以上であることがより好ましい。そのた
め、実施例としては、画像書き換え回数nを2もしくは
3とし、画像間引き回数mを5回程度とするのがより好
ましい。
示す従来の表示装置のように、液晶コントローラ102
から液晶パネル103に出力される画像信号S104お
よび表示用信号S105の周波数を変更することで液晶
パネル103における画像の書き換え周波数を変更する
のではない。本実施形態の表示装置では、CPU1から
アクセス可能な書き換え回数設定レジスタ11および間
引き回数設定レジスタ12と、それらに設定された画像
書き換え回数nおよび画像間引き回数mの値に応じて、
周期的に発生するフレーム終了信号S8から、画像書き
換え期間のみアクティブになる画像書き換え要求信号S
6を発生する画像書き換え要求判定回路13と、画像書
き換え要求信号S6に基づいて液晶パネル3への画像信
号S4の出力をイネーブル・ディセーブルする出力制御
回路9とを液晶コントローラ2内に設け、液晶パネル1
03における画像の書き換え周波数をCPU1から変更
可能にしている。
が、画像データ信号S1が静止画であるか動画であるか
を判別する機能を備えていたが、この機能を液晶コント
ローラ2に持たせることも可能である。すなわち、液晶
コントローラ2で、CPU1から表示用メモリ4への画
像データ信号S1の転送間隔(画像書き換えの時間間
隔)に基づいて画像データ信号S1が静止画であるか動
画であるかを判断するようにしてもよい。
について図5および図6に基づいて説明すれば、以下の
通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態1に
て示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の
符号を付記し、その説明を省略する。
御部として、画像書き換え要求信号発生回路7に代え
て、画像書き換え要求信号発生回路17を備える点以外
は、実施の形態1の表示装置と同一の構成を備えてい
る。画像書き換え要求信号発生回路17は、図5に示す
ように、画像書き換え要求信号発生回路7に、モード切
替信号生成回路(動作制御部)14と画像書き換え要求
判定回路13の動作をON/OFFするためのON/O
FFスイッチ(動作制御部)15とを追加した回路であ
る。
き回数データ信号S10に設定された画像間引き回数m
と、画像書き換え回数データ信号S9に設定された画像
書き換え回数nとの少なくとも一方に基づいて、画像間
引き回数mと画像書き換え回数nとの比(m/n)が所
定値以下である場合に、ON/OFFスイッチ15をO
FF状態にし、画像間引き回数mと画像書き換え回数n
との比(m/n)が所定値より大きい場合にはON/O
FFスイッチ15をON状態にするようになっている。
これにより、画像間引き回数mと画像書き換え回数nと
の比(m/n)が所定値以下である場合には画像書き換
え要求判定回路13の動作が停止する一方、画像間引き
回数mと画像書き換え回数nとの比(m/n)が所定値
より大きい場合には画像書き換え要求判定回路13が動
作する。
1は、画像間引き回数mと画像書き換え回数nとの比
(m/n)が0である場合に、画像書き換え要求判定回
路13の動作を停止させる一方、画像間引き回数mと画
像書き換え回数nとの比(m/n)が0でない場合には
画像書き換え要求判定回路13を動作させるようになっ
ている。この場合には、画像書き換え回数nに関係な
く、画像間引き回数mが0であれば画像間引き回数mと
画像書き換え回数nとの比(m/n)も必ず0となる。
そのため、図5の例では、モード切替信号生成回路21
は、書き換え回数設定レジスタ11に設定された画像間
引き回数mのみに基づいて画像書き換え要求判定回路1
3の動作を制御するようになっている。
2を2つのモードで切り替えて動作させることができ
る。すなわち、液晶コントローラ2は、画像間引き回数
mと画像書き換え回数nとの比(m/n)が所定値以下
である場合には、画像書き換え要求判定回路13の動作
を停止させ、画像信号S4をそのまま液晶パネル3に出
力し、液晶パネル3の画像を通常の書き換え間隔(1/
60秒間隔)で書き換えるモード(通常書き換えモー
ド)で動作する。一方、液晶コントローラ2は、画像間
引き回数mと画像書き換え回数nとの比(m/n)が所
定値より大きい場合には、画像書き換え要求判定回路1
3を動作させ、画像信号S4を間引き、液晶パネル3の
画像を通常の書き換え間隔より長い間隔で書き換えるモ
ード(書き換え間隔間引きモード)で動作する。
常書き換えモードと書き換え間隔間引きモードとを切り
替えた場合のタイミングチャートである。この場合、動
画表示時の画像間引き回数mが0、動画表示時の画像書
き換え回数nが1に設定され、静止画表示時の画像間引
き回数mが4、動画表示時の画像書き換え回数nが2に
設定されている。
数mが0に設定されるので、モード切替信号生成回路2
1は、画像書き換え要求判定回路13の動作を停止さ
せ、通常書き換えモード(通常リフレッシュモード)に
切り替える。前述したように、画像書き換え要求判定回
路13は、常にアクティブな画像書き換え要求信号の画
像非書き換え期間をマスクする機能(マスク機能)を有
している。そのため、画像書き換え要求判定回路13の
動作が停止した状態では、画像書き換え要求判定回路1
3のマスク機能が働かなくなり、常に画像書き換え要求
が発生する。すなわち、画像書き換え要求判定回路13
の動作が停止した状態では、画像書き換え要求信号S6
が常にアクティブとなる。このため、通常書き換えモー
ドでは、画像信号S4が常に出力される。
mが4に設定されるので、モード切替信号生成回路21
は、画像書き換え要求判定回路13を動作させ、書き換
え間隔間引きモードに切り替える。書き換え間隔間引き
モードでは、画像書き換え要求判定回路13は、実施の
形態1と同様に、常にアクティブな画像書き換え要求信
号の画像非書き換え期間をマスクする役割を果たす。
あるときの画像書き換え要求判定回路13の無駄な動作
を停止させることができ、消費電力を低減することがで
きる。
スタとして外部から値を設定するが、これをモード切替
信号生成回路14で間引き回数設定レジスタ12の値を
参照してこのON/OFFスイッチ15を決めることで
余分にレジスタを設ける必要がない。
みに基づいて画像書き換え要求判定回路13の動作を制
御するようになっていたが、画像間引き回数mと画像書
き換え回数nとの比(m/n)の変化に応じた画像書き
換え要求判定回路13の動作を制御することができれ
ば、他の情報に基づいて画像書き換え要求判定回路13
の動作を制御してもよい。すなわち、画像書き換え回数
nのみに基づいて画像書き換え要求判定回路13の動作
を制御するようにしてもよく、また、画像間引き回数m
および画像書き換え回数nの両方に基づいて画像書き換
え要求判定回路13の動作を制御するようにしてもよ
い。
像データ入力部から表示制御部への画像データの入力間
隔に基づいて画像データの種類(特に、画像データが静
止画であるか動画であるか)を判別する判別部と、上記
判別部の判別結果に基づいて、容量性表示素子における
単位時間あたりの画像の書き換え回数を変化させる書き
換え回数制御部とをさらに備える構成である。
類による画像データの入力間隔の違いを利用して、画像
データ入力部から表示制御部への画像データの入力間隔
に応じて画像データの種類を判別する。そのため、画像
データに時間情報が付属されていなくとも画像データの
種類を判別することができる。これにより、上記構成で
は、画像データに依存することなく、容量性表示素子に
おける単位時間あたりの画像の書き換え回数(画像書き
換え周波数)を画像データの種類に応じた最適な回数に
調整することができる。それゆえ、無駄な画像書き換え
動作、特に静止画表示時の無駄な画像書き換え動作を防
止でき、容量性表示素子の駆動電力を削減することがで
きる。その結果、上記構成は、画像データの種類にかか
わらず、低消費電力化を実現できる表示装置を提供する
ことができるという効果を奏する。
部は、容量性表示素子に表示される画像を書き換えるた
めの画像信号を一定間隔で出力する出力部を備え、上記
書き換え回数制御部は、出力部から出力された画像信号
を容量性表示素子に転送すると共に、一部の画像信号を
間引く出力制御部と、上記出力制御部における画像信号
を間引く回数と画像信号を転送する回数との比(間引き
回数/転送回数)を整数比m/nで表したときの整数値
mおよびnを表す制御データを生成する制御データ生成
部と、上記制御データに応じて、画像信号の転送タイミ
ングを出力制御部に指示するタイミング指示部とを備
え、上記制御データ生成部は、上記判別部の判別結果に
基づいて、上記整数比が変化するように制御データを生
成するものであることが好ましい。
の画像信号を間引き、かつ、画像データの種類に応じて
画像信号を間引く割合(間引き回数/転送回数)を変化
させるので、表示装置全体の消費電力をより一層低減す
ることができるという効果が得られる。また、上記構成
では、画像信号の転送タイミングを変更するので、転送
する画像信号の周波数を変化させる場合と比較して、画
像の書き換えタイミングを自由に制御でき、例えば、表
示素子の表示画像のちらつきを抑えるために、複数回の
連続書き換えを行うことが可能となるという効果も得ら
れる。
え回数制御部は、上記整数値mおよびnの少なくとも一
方に基づいて、上記整数比m/nが所定値以下であると
きに、タイミング指示部の動作を停止させ、出力部から
出力された画像信号をそのまま容量性表示素子に転送さ
せる動作制御部をさらに備えることが好ましい。
間引く割合が低いときに、タイミング指示部の動作を停
止させ、出力部から出力された画像信号をそのまま容量
性表示素子に転送させる。これにより、タイミング指示
部の動作により装置全体の消費電力が増大することを避
けることができる。その結果、装置全体の消費電力をよ
り一層低減することができるという効果が得られる。
成を示すブロック図である。
生回路の概略構成を示すブロック図である。
(書き換え回数)の変化を模式的に示す図である。
形を示す図である。
書き換え要求信号発生回路の概略構成を示すブロック図
である。
(書き換え回数)の変化を模式的に示す図である。
ある。
(書き換え回数)の変化を模式的に示す図である。
成部) 2 液晶コントローラ(表示制御部) 3 液晶パネル(容量性表示素子) 4 表示用メモリ 5 信号同期回路(出力部) 6 表示タイミング発生回路 7 画像書き換え要求信号発生回路(書き換え回数制御
部) 8 データバス 9 出力制御回路(出力制御部) 11 書き換え回数設定レジスタ 12 間引き回数設定レジスタ 13 画像書き換え要求判定回路(タイミング指示部) 14 モード切替信号生成回路(動作制御部) 15 ON/OFFスイッチ(動作制御部) 17 画像書き換え要求信号発生回路(書き換え回数制
御部) 21 モード切替信号生成回路 S1 画像データ信号(画像データ) S2 制御データ信号(制御データ) S3 画像データ信号(画像データ) S4 画像信号 S5 表示用信号 S6 画像書き換え要求信号 S7 画像信号 S8 フレーム終了信号 S9 画像書き換え回数データ信号 S10 画像間引き回数データ信号 S15 表示用信号
Claims (4)
- 【請求項1】画像を表示するための容量性表示素子と、 画像データに応じて容量性表示素子に表示される画像を
書き換えるための表示制御部と、 画像データを表示制御部に入力するための画像データ入
力部とを備える表示装置において、 画像データ入力部から表示制御部への画像データの入力
間隔に基づいて画像データの種類を判別する判別部と、 上記判別部の判別結果に基づいて、容量性表示素子にお
ける単位時間あたりの画像の書き換え回数を変化させる
書き換え回数制御部とをさらに備えることを特徴とする
表示装置。 - 【請求項2】上記判別部は、画像データ入力部から表示
制御部への画像データの入力間隔に基づいて画像データ
が静止画であるか動画であるかを判別するものであるこ
とを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 【請求項3】上記表示制御部は、 容量性表示素子に表示される画像を書き換えるための画
像信号を一定間隔で出力する出力部を備え、 上記書き換え回数制御部は、出力部から出力された画像
信号を容量性表示素子に転送すると共に、一部の画像信
号を間引く出力制御部と、 上記出力制御部における画像信号を間引く回数と画像信
号を転送する回数との比 (間引き回数/転送回数)を
整数比m/nで表したときの整数値mおよびnを表す制
御データを生成する制御データ生成部と、 上記制御データに応じて、画像信号の転送タイミングを
出力制御部に指示するタイミング指示部とを備え、 上記制御データ生成部は、上記判別部の判別結果に基づ
いて、上記整数比が変化するように制御データを生成す
るものであることを特徴とする請求項1または2に記載
の表示装置。 - 【請求項4】上記書き換え回数制御部は、上記整数値m
およびnの少なくとも一方に基づいて、上記整数比m/
nが所定値以下であるときに、タイミング指示部の動作
を停止させ、出力部から出力された画像信号をそのまま
容量性表示素子に転送させる動作制御部をさらに備える
ことを特徴とする請求項3記載の表示装置。
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