JP2004326006A - Dstn制御方法とその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2と、これらのメモリから読み出された画像データがパラレル−シリアル変換されて交互に入力されるカラーパレット3と、カラーパレット3内に備えられて、上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2から読み出された画像データを交互に1ビットのDSTN用画像データに変換する共通の階調レジスタ6と、該変換されたDSTN用画像データを入力してDSTN表示部5の上画面DSTN用画像データと下画面DSTN用画像データに交互に振り分けて並列に出力するLCD表示制御部4と、2本の走査線により上画面DSTN用画像データと下画面DSTN用画像データとを同時に走査して画像表示するDSTN表示部5とによって、DSTN表示装置を構成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、DSTN(Dual Scan Super Twisted Nematic)表示部を制御するDSTN制御方法及びDSTN表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
STN(Super Twisted Nematic)等の液晶層の各画素がその液晶層の一方の側に設けられたコモン電極群と他方の側に設けられたセグメント電極群の重複する領域で定められる単純マトリクスタイプのLCD(Liquid Crystal Display)は、TFT(Thin Film Transistor)等の非線形スイッチング素子を利用するアクティブマトリクスタイプのLCDに比べて製造の歩留まりが高く、低コストで実現可能であるが、その物理的構造からクロストーク現象が生じやすく、それによってコントラストが低下して表示品質が低下するという欠点を持つ。
【0003】
コントラストの低下はデューティ比(1/N;Nはパネル内のコモン電極数)が低下するほど増大するのでパネル内のコモン電極数の多い(画面サイズの大きい)LCD程、その表示品質が低下するという問題があった。この欠点を解消すべく、最近の単純マトリクスタイプのLCDは、表示画面を上下に分割し、上側のパネルの1ラインとそれに対応する下側のパネルの1ラインとを同時にアドレス指定して同時に駆動するデュアルスキャン方式を採用することにより、コントラストを改善し高品質表示化を図っている(例えば特許文献1,2参照)。
【0004】
また、STNタイプのLCDは、1画素は原理的にオンまたはオフの2値表示(単階調)であるため、複数階調を表現するためにフレーム周期を持った画素のオン・オフ制御を行っている(上記特許文献1,2参照)。例えば、画素のオン・オフによる単階調で16階調を表現する場合、4ビットの階調データに応じて、15フレームを1フレーム周期としてこの1フレーム周期の間に画素をオンにする回数を15回から0回までの間のいずれかに制御する方法、あるいは、表示画面のある大きさのマトリクス毎に、表示オンと表示オフとからなるパターン(FRCパターン)を1フレーム周期単位あるいは復数フレーム周期単位で切り換えることにより階調表示を行う方法等がある。
【0005】
図5は、従来のDSTN表示装置の一例を示すブロック図であり、図6は、従来のDSTN表示装置の制御動作を示す波形図である。
【0006】
DSTN表示装置は、上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2とカラーパレット3−1,3−2とLCD表示制御部4とDSTN表示部5とを有している。上画面用画像メモリ1は例えば、VGA(Video Graphics Array)サイズ(640×480)の画面の大きさの場合(0,0)〜(639,239)までの画像データを格納しているメモリであり、カラーパレット3−1へ4ビットの画像データ7−1を出力する機能を有する。
【0007】
下画面用画像メモリ2は上画面用画像メモリと同等で、VGAサイズ(640×480)画面の大きさの場合(0,240)〜(639,479)までの画像データを格納しているメモリであり、カラーパレット3−2へ4ビットの画像データ7−2を出力する機能を有する。DSTNではRGBの各画素のON、OFFによって色の表現を行っているため、4ビットの画像データをフレーム信号9ごとに各画素に出力される1ビットのデータに変換する必要がある。そのため、カラーパレット3−1,3−2は、それぞれ4ビットの画像データ7−1,7−2を入力して、階調レジスタ6−1,6−2の情報を元に1ビットのデータに変換する機能を有する。
【0008】
LCD表示制御部4は、フレーム信号9、水平同期信号(Horizontal Synchronizing signal:以下HSYNCとする)、垂直同期信号(Vertical Synchronizing signal:以下VSYNCとする)、ドットクロック信号(以下、DOTCLKとする)10などを生成するDSTN制御機能を有し、また、カラーパレット3−1,3−2の情報を元に、DSTN用画像データ11−1〜11−2をDSTN表示部5へ出力する機能を有する。DSTN表示部5は、走査線が2本あり(上画面、下画面)、1本の走査線で全画面を走査する場合と比較して2倍の描画速度を有する表示部である。
【0009】
次に、図5〜図6を参照して従来のDSTN表示装置の制御動作について説明する。
【0010】
上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2にはDSTN表示部5に表示するためのデータが格納されている。上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2からそれぞれ4ビットのデータ(カラーの場合、R,G,B各4ビット、合計12ビット)をDOTCLK10の立ち上がりで読み出し、カラーパレット3−1,3−2に入力する。
【0011】
カラーパレット3−1,3−2にはそれぞれ階調レジスタ6−1,6−2がR,G,B毎に設けられており、例えば15フレームを1フレーム周期としてこの1フレーム周期の間に画素をオン・オフ制御して階調制御を行う場合、R(赤)データが“Fh”(hは16進数表示を意味する)のとき、すべてのフレームにおいて、Rデータとして“1”をLCD表示制御部4へ出力する。逆にRデータが“0h”のとき、すべてのフレームにおいてRデータとして“0”をLCD表示制御部4へ出力する。また、Rデータが“5h”のときには、15フレーム中、適当な間隔を開けた5フレームにおいてRデータとして“1”をLCD表示制御部4へ出力する。
【0012】
LCD表示制御部4は、カラーパレット3−1,3−2の各画素に対応する階調レジスタ6−1,6−2からフレーム周期で出力される1ビット(“0”または“1”)の上画面画像データ,下画面画像データを、DOTCLK10の立ち下がりで順次読み出してDSTN表示部5の上画面走査部と下画面走査部へ出力する。DSTN表示部5は入力された上画面画像データと下画面画像データにより、その上画面と下画面を同時に走査することにより画像表示を行う。
【0013】
【特許文献1】
特開平7−175454号公報
【特許文献2】
特開平10−288976号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示す従来のDSTN表示装置では、上画面用の階調レジスタ6−1と、下画面用の階調レジスタ6−2を備え、それらをそれぞれ独立に動作させるカラーパレット3−1,3−2を備えているため、カラーパレットが大型化するとともに、レジスタ駆動によるLSIの消費電力が大きいという問題がある。また、レジスタLSIの下地が大きくなり、コストの面でも不利である。
【0015】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、DSTN表示装置における階調レジスタ駆動によるLSIの消費電力を低減し、レジスタLSIの下地を小さくすることを可能にする手段を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明のDSTN制御方法は、上画面用画像メモリ及び下画面用画像メモリに格納された画像データを交互に読み出して一つのカラーパレットに入力し、該カラーパレットに備えられた共通の階調レジスタによって、前記読み出された上画面用画像データと下画面用画像データを交互にDSTN用データに変換することを特徴とする。
【0017】
前記上画面用画像メモリに格納された画像メモリはドットクロック信号の立ち上がり(または立ち下がり)時点で読み出され、該ドットクロック信号の立ち下がり(または立ち上がり)時点で上画面DSTN用画像データに変換されてDSTN表示部の上画面走査部へ出力され、前記下画面用画像メモリに格納された画像メモリは前記ドットクロック信号の立ち下がり(または立ち上がり)時点で読み出され、該ドットクロック信号の立ち上がり(または立ち下がり)時点で下画面DSTN用画像データに変換されてDSTN表示部の下画面走査部へ出力される。
【0018】
また、本発明のDSTN表示装置は、上画面用画像メモリと下画面用画像メモリと、前記上画面用画像メモリと下画面用画像メモリから読み出された画像データをパラレル−シリアル変換して交互に入力するカラーパレットと、該カラーパレット内に備えられ、前記上画面用画像メモリと下画面用画像メモリから読み出された画像データを交互に1ビットのDSTN用画像データに変換して出力する共通の階調レジスタと、該変換されたDSTN用画像データを上画面DSTN用画像データと下画面DSTN用画像データに振り分けて並列に出力するLCD表示制御部と、2本の走査線により前記上画面DSTN用画像データと下画面DSTN用画像データを同時に走査して画像表示するDSTN表示部とを有していることを特徴とする。
【0019】
本発明によれば、階調レジスタの規模を従来の半分に減らすことができ、カラーパレットを小型化、共通化できるためLSI内のセル数を低減することができ、低消費電力化、下地小型化による低コスト化を図ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明のDSTN表示装置の実施形態を示すブロック図である。
【0021】
本実施形態のDSTN表示装置は、上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2と、これらの上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2から読み出された画像データがパラレル−シリアル変換されて交互に入力されるカラーパレット3と、カラーパレット3内に備えられて、上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2から読み出された画像データを交互に1ビットのDSTN用画像データに変換する共通の階調レジスタ6と、該変換されたDSTN用画像データを入力してDSTN表示部5の上画面DSTN用画像データと下画面DSTN用画像データに交互に振り分けて並列に出力するLCD表示制御部4と、2本の走査線により上画面DSTN用画像データと下画面DSTN用画像データとを同時に走査して画像表示するDSTN表示部5とを有している。
【0022】
上画面用画像メモリ1は例えば、VGA(Video Graphics Array)サイズ(640×480)の画面の大きさの場合(0,0)〜(639,239)までのR(赤)G(緑)B(青)の各4ビットの画像データを格納しているメモリであり、カラーパレット3へR,G,Bの各画像データ7−1を出力する機能を有する。下画面用画像メモリ2は上画面用メモリと同等で、VGAサイズ(640×480)画面の大きさの場合(0,240)〜(639,479)までのRGBの各4ビットの画像データを格納しているメモリであり、カラーパレット3へR,G,Bの各画像データ7−2を出力する機能を有する。
【0023】
カラーパレット3は、上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2から入力された4ビットの画像データ7−1と7−2を、共通の階調レジスタ6の情報を元にそれぞれ1ビットのDSTN用画像データに変換する機能を有する。階調レジスタ6は、CPU12にて制御され、レジスタに設定する内容を自由に変更できる機能を有する。
【0024】
LCD表示制御部4は、HSYNC、VSYNC、DOTCLK10などを生成するDSTN制御機能を有し、又カラーパレット3の情報を元にして、DSTN用画像データ11−1〜11−2をDSTN表示部5へ出力する機能を有する。DSTN表示部5は、走査線が2本あり(上画面、下画面)、通常のSTNの2倍の描画速度を有した表示部である。
【0025】
図2は、カラーパレット3内に設けられた階調レジスタ6の内容の一例を示しており、画像メモリ1,2のメモリ格納データが12ビットの場合、R(赤)G(緑)B(青)各4ビットとなり、163通り即ち4096色の色表現をすることが出来る。DSTNはRGB画素のON、OFFのみでしか、色の表現が出来ないためデータを4ビット→1ビット変換してフレーム信号9ごとに画素をON、OFF制御することにより階調表示を行う。
【0026】
図2に示すように、階調レジスタ6は、R,G,B用レジスタとしてそれぞれ16個のレジスタを備えており、画像メモリ1,2から読み出された4ビットのデータにより、それぞれ16個のレジスタの内から一つが選択され、該選択されたレジスタの内容によりフレーム毎の画素のオン・オフが制御される。
【0027】
その際、単純にデータ変換すると、ON,OFFが同期してしまう可能性があり、画面がちらついてしまう。そこで、カラーパレット3内の階調レジスタ6を、R(赤)、G(緑)、B(青)各15ビット×16個のレジスタで構成し、階調レジスタ6の内容はCPU12にて自由に書き換え可能として、ちらつきを抑えた表示を可能とする機能を有する。
【0028】
図3は、フレーム信号9ごとに参照するデータを表した表である。例えばR(赤)データが“Dh”の場合、4フレーム目、11フレーム目に、DSTN表示部5の該当する赤画素へ“0b”(bは2進数表示を意味する)を出力し、4フレーム目、11フレーム目以外はDSTN表示部5の該当する赤画素へ“1b”を出力する機能を有し、また例えば、B(青)データが“9h”の場合、2フレーム目、5フレーム目、8フレーム目、10フレーム目、12フレーム目、14フレーム目に、DSTN表示部5の該当する青画素へ“0b”を出力し、それ以外のフレームではDSTN表示部5の該当する青画素へ“1b”を出力する機能を有する。
【0029】
図4は、本実施形態の動作を示すタイムチャートである。以下、図1〜図4を参照して本実施形態の動作について説明する。
【0030】
上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2にはDSTN表示部5に表示するためのデータ(R,G,B各4ビット)が格納されている。上画面用画像メモリ1のデータは、DOTCLK10の立ち上がり時点で読み出されてカラーパレット3に入力され、下画面用画像メモリ2のデータは、DOTCLK10の立ち下がり時点で読み出されてカラーパレット3に入力される。
【0031】
カラーパレット3では、DOTCLK10の立ち上がり時点で上画面用画像メモリ1から入力された4ビットの上画面用データにより階調レジスタ6内の該当するレジスタを選択し、15フレームの間上記DOTCLK10の立ち下がり時点とフレーム毎に同期する時点で、該選択したレジスタの内容を1ビットづつ読み出して、上画面用データとして出力し、また、DOTCLK10の立ち下がり時点で下画面用画像メモリ2から入力された4ビットの下画面用データにより上記階調レジスタ6内の該当するレジスタを選択し、15フレームの間上記DOTCLK10の次のDOTCLKの立ち上がり時点とフレーム毎に同期する時点で、該選択したレジスタの内容を1ビットづつ読み出して、下画面用データとして出力する。
【0032】
例えばR(赤)データが“F”の場合には、15フレームのすべてにおいて、上記同期した時点で“1”をLCD表示制御部4へ出力する。逆にR(赤)データが“0”の場合は、15フレームのすべてにおいて、上記同期した時点で“0”をLCD表示制御部4へ出力する。上画面用画像メモリ1と下画面用画像メモリ2からのデータ読み出しは、直前の読み出しデータによる15フレームの表示が行われている間に実行される。
【0033】
階調レジスタ6の内容はCPU12にてレジスタの書き換え処理を行うことにより、ハードウエア固有の設定が可能となっている。図2に示すように、R,G,Bの各階調レジスタの内容(オン・オフのパターン)が一致するように設定されている場合、ある画素に対してR,G,Bとして同じデータが選択された場合、その画素のR,G,Bが同時にオン・オフして表示されるために画面がちらつくことがある。
【0034】
例えば、R,G,B各4ビットの画像データにより選択された階調レジスタ6内のR,G,Bレジスタが、いずれも「データ4レジスタ」である場合、その画素のR,G,Bは、15フレームの表示期間において同じ「001000100010001」の階調パターンで同時に点滅するため、画面がちらついて見にくい場合がある。
【0035】
そこで、「Rデータ4レジスタ」の階調パターンが「001000100010001」に設定されているとき、「Bデータ4レジスタ」の階調パターンは「010001000100010」に設定し、「Bデータ4レジスタ」の階調パターンは「100010001000100」に設定する。このようにすれば、R,G,Bで同じ階調パターンが選択されるような画像データの場合であっても、R,G,Bの点滅時点がずれるので画面のちらつきが少なくなる。階調レジスタ6の内容はCPU12によって例えば図面のちらつき状況を見ながら適宜設定、変更可能となっている。
【0036】
LCD表示制御部4では、カラーパレット3から入力された各1ビットの上画面画像データと下画面画像データとを分解し、分解したデータをDSTN表示部5の上画面走査部と下画面走査部へ入力する。DSTN表示部5は入力された上画面画像データと下画面画像データにより、その上画面と下画面を同時に走査することにより画像表示を行う。
【0037】
なお、上記実施例では、4ビットの階調データに応じて、15フレームを1フレーム周期としてこの1フレーム周期の間に画素をオンにする回数を15回から0回までの間のいずれかに制御することによって16階調表示を行う場合について説明したが、表示画面のある大きさのマトリクス毎に、表示オンと表示オフとからなるパターン(FRCパターン)を1フレーム周期単位あるいは復数フレーム周期単位で切り換えることにより階調表示を行う場合には、上記選択された階調レジスタ6の内容を、上記マトリクスを形成する各画素に1ビットづつ振り分けることにより階調表示を行う。
【0038】
また、上画面用、下画面用のR(赤)、G(緑)、B(青)の3つのデータはCPU12による階調レジスタ入力時にソフトにてコントロールすることが可能であり、その結果、セピア画面モード、白黒画面モード等の表示変換も容易に実現できる。例えば、セピア画面モードに設定して、R(赤)データを強く(”0h”→”2h”変換など)、B(青)データを弱く(”2h”→”0h”変換など)することにより、セピア画面となる。また、R(赤)データ、B(青)データをG(緑)データに合わせることにより白黒画面モードとなり、元の画像データを変更することなく、これらのモードを表示することが可能である。
【0039】
【発明の効果】
本発明では、上画面用データ、下画面用データを一度DOTCLK10で叩きなおし、データを“パラレル−シリアル”変換を行い、上画面用データと下画面用データをまとめ共通の階調レジスタを通しているので、階調レジスタを上画面用、下画面用に確保する必要がなく、1つの階調レジスタのみで階調表示をすることが出来、レジスタ規模を従来の半分とすることができる。
【0040】
また、本発明では、階調レジスタをユーザが、自由に変更可能に構成したので、ハードウエアにあった画面のチラツキを抑えた設定が可能となる。
【0041】
また、本発明では、上画面用、下画面用のR(赤)、G(緑)、B(青)の3つのデータを階調レジスタ入力時にソフトにてコントロールすることが可能となっているため、セピア画面、あるいは白黒画面への変更を、元の画像データを変更することなく容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】カラーパレット内に設けられた階調レジスタの内容の一例を示す図である。
【図3】フレーム信号ごとに参照するデータを表した表である。
【図4】本実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図5】従来例を示すブロック図である。
【図6】従来例の動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
1 上画面用画像メモリ
2 下画面用画像メモリ
3 カラーパレット
4 LCD表示制御部
5 DSTN表示部
6 階調レジスタ
7−1,7−2 画像データ(4ビット)
8,8−1,8−2 変換データ(1ビット)
9 フレーム信号
10 DOTCLK
11−1,11−2 DSTN用画像データ(1ビット)
12 CPU
Claims (6)
- 上画面用画像メモリ及び下画面用画像メモリに格納された画像データを交互に読み出して一つのカラーパレットに入力し、該カラーパレットに備えられた共通の階調レジスタによって、前記読み出された上画面用画像データと下画面用画像データを交互にDSTN用データに変換することを特徴とするDSTN制御方法。
- 前記上画面用画像メモリに格納された画像メモリはドットクロック信号の立ち上がり(または立ち下がり)時点で読み出され、該ドットクロック信号の立ち下がり(または立ち上がり)時点で上画面DSTN用画像データに変換され、前記下画面用画像メモリに格納された画像メモリは前記ドットクロック信号の立ち下がり(または立ち上がり)時点で読み出され、該ドットクロック信号の立ち上がり(または立ち下がり)時点で下画面DSTN用画像データに変換されることを特徴とする請求項1に記載のDSTN制御方法。
- 上画面用画像メモリと下画面用画像メモリと、前記上画面用画像メモリと下画面用画像メモリから読み出された画像データをパラレル−シリアル変換して入力するカラーパレットと、該カラーパレット内に備えられ、前記上画面用画像メモリと下画面用画像メモリから読み出された画像データを交互に1ビットのDSTN用画像データに変換して出力する共通の階調レジスタと、該変換されたDSTN用画像データを上画面DSTN用画像データと下画面DSTN用画像データに振り分けて並列に出力するLCD表示制御部と、2本の走査線により前記上画面DSTN用画像データと下画面DSTN用画像データを同時に走査して画像表示するDSTN表示部とを有していることを特徴とするDSTN表示装置。
- 前記階調レジスタは、R,G,B用レジスタとしてそれぞれ、nビットの画像データに対応する1ビットからなる2n−1フレーム分のデータが設定された2n個のレジスタを備えており、前記カラーパレットは、前記各画像メモリから読み出されたnビットのデータに基づいて前記2n個のレジスタの内から一つを選択する機能を有し、前記LCD表示制御部は、前記選択されたレジスタの内容をフレーム毎に1ビットづつ読み出して前記DSTN表示部へフレーム毎の各画素のオン・オフを制御するデータとして出力する機能を有していることを特徴とする請求項3に記載のDSTN表示装置。
- 前記階調レジスタに設定される同一階調データのパターンを当該レジスタ内で変更して設定可能にする手段を備えていることを特徴とする請求項3または4に記載のDSTN表示装置。
- 前記階調レジスタに入力されるデータを処理して、セピア画面モードおよびまたは白黒画面モードの設定を可能にする手段を備えていることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のDSTN表示装置。
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Cited By (2)
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JP2007183586A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-07-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置の制御回路、並びにそれを内蔵した表示装置及び電子機器 |
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