JP2005017536A - 表示制御回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】フルレンジでオフセット電圧を最小にし、入力レンジによる入力段の直流利得の変化を防止した表示制御回路を提供する。
【解決手段】開示される表示制御回路は、ディジタル画像データ信号線100に接続され、入力されたディジタル画像データに応じた大きさのアナログ信号を出力するセレクタ回路1と、ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに対応する極性の制御信号17,18を出力する演算増幅器制御回路3と、相補的に接続された互いに逆導電型の差動トランジスタ対からなる第1の入力段M1,M2および第2の入力段M3,M4を有し、制御信号の極性に応じて、第1の入力段にバイアス電流を供給する第1の定電流源I1と第2の入力段にバイアス電流を供給する第2の定電流源I2とを選択的にオンに制御される演算増幅器4とを備えている。
【選択図】 図1
【解決手段】開示される表示制御回路は、ディジタル画像データ信号線100に接続され、入力されたディジタル画像データに応じた大きさのアナログ信号を出力するセレクタ回路1と、ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに対応する極性の制御信号17,18を出力する演算増幅器制御回路3と、相補的に接続された互いに逆導電型の差動トランジスタ対からなる第1の入力段M1,M2および第2の入力段M3,M4を有し、制御信号の極性に応じて、第1の入力段にバイアス電流を供給する第1の定電流源I1と第2の入力段にバイアス電流を供給する第2の定電流源I2とを選択的にオンに制御される演算増幅器4とを備えている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶または有機EL等のような、印加電圧と光学特性との調整が必要なパネルモジュールを制御するための、表示制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネル等に代表されるフラットパネルディスプレイは、容量性負荷で構成されている。そして、このようなアプリケーションに対する表示制御回路では、入力されるディジタル画像データをアナログデータに変換して、制御回路の最終段に設けられている演算増幅器において、インピーダンス変換を行っている。
【0003】
従来、このような場合の表示制御回路の例としては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。
特許文献1記載の表示制御回路は、PchトランジスタからなるPch入力段を備えた放電専用の演算増幅器と、NchトランジスタからなるNch入力段を備えた充電専用の演算増幅器との2基の演算増幅器を、入力に対して並列に接続した構成を有している。
【0004】
一部の液晶パネルの駆動方法においては、充電→放電→充電→…というように、負荷に対して充放電を交互に繰り返す方法がとられており、このような場合には、特許文献1記載の表示制御回路でも問題を生じることはない。
しかしながら、液晶パネルの駆動方法によっては、負荷に対する充電と放電とが、必ずしも交互に行われず、充電→充電→充電→放電→放電→…というように、負荷に対しする充放電がランダムに行われる駆動方法がとられることがあるが、このような場合には、特許文献1記載の表示制御回路では対応することができない。
【0005】
これに対して、1基の演算増幅器で、フルレンジの入出力が可能であるとともに、負荷の充電と放電とが可能な、プッシュ・プル動作を行う演算増幅器を備えた表示制御回路が提案されており、このような表示制御回路によれば、前述のようなランダムな充放電を行う駆動方法の場合にも、問題なく使用することができる。
この場合における、演算増幅器の構成としては、フルレンジの入力信号に対応するために、Pchトランジスタからなる入力段とNchトランジスタからなる入力段とを抱き合わせた構成がとられる。
【0006】
図10は、従来のこの種表示制御回路の構成例を示したものであって、ディジタル画像データ信号線100に接続され、ディジタル画像データに応じたアナログ電圧を出力するセレクタ回路1と、セレクタ回路1に接続された、ボルテージフォロア接続された演算増幅器2とから概略構成されている。
【0007】
この場合の演算増幅器の構成例としては、図11に示すように、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、NchトランジスタM1,M2のそれぞれのドレインと高位側電源端子13との間に接続された第1の負荷回路L1と、PchトランジスタM3,M4のそれぞれのドレインと低位側電源端子14との間に接続された第2の負荷回路L2と、高位側電源端子13と低位側電源端子14にそれぞれソースを接続され、ドレインを共通に出力端子50に接続された、出力段回路を構成するPchトランジスタM11,NchトランジスタM12と、負荷回路L1,L2の出力を並列にした信号15をレベルシフトして、それぞれ出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のゲートに接続する駆動段回路D1とから構成されている。
図11に示された演算増幅器は、図10に示すようにボルテージフォロア接続されるので、一方の入力端子12と出力端子50とは接続されている。
【0008】
次に、図11を参照して、この従来の演算増幅器の動作を説明する。
図11に示す演算増幅器においては、互いに逆導電型の差動対からなるNchトランジスタM1,M2とPchトランジスタM3,M4とを抱き合わせて、それぞれ入力端子11,12に接続して、それぞれの出力を信号15に並列にとりだすことによって、相補的にフルレンジの入力が可能な入力段を構成している。
【0009】
また、駆動段回路D1において、信号15をレベルシフトして出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のそれぞれのゲートに供給することによって、例えば、入力段に立ち上がり(充電)の信号が入力された場合は、入力段からの信号を駆動段回路D1が受けて、出力段のPchトランジスタM11,NchトランジスタM12が出力端子50から負荷(不図示)に対して充電するような信号を、PchトランジスタM11,NchトランジスタM12のゲートに供給する。入力段に立ち下がり(放電)の信号が入力されたときは、上記と逆の動作を行う。
これによって、出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12がプッシュ・プル動作を行うので、広出力レンジの出力が得られるようになっている。
【0010】
このように、図11に示された演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるPch入力段とNch入力段とを抱き合わせて、相補的にフルレンジ入力可能にするとともに、広出力レンジの出力を得ることができる。
【0011】
また、互いに逆導電型の差動対トランジスタを抱き合わせて入力端子に接続することによって、相補的にフルレンジの入力が可能な入力段を有する演算増幅器の他の例として、例えば、特許文献2や特許文献3に記載されたものがある。
【0012】
特許文献2に記載された演算増幅器は、図12に示すように、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM1のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM5と、ゲートがPchトランジスタM5のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM3のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM6とからなる第1の電流ミラー回路と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM2のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM7と、ゲートがPchトランジスタM7のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM4のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM8とからなる第2の電流ミラー回路と、PchトランジスタM3,M4のドレインと低位側電源端子14との間に接続された、NchトランジスタM9,M10からなる負荷回路と、高位側電源端子13と低位側電源端子14にそれぞれソースを接続され、ドレインを共通に出力端子50に接続された出力段回路を構成するPchトランジスタM11,NchトランジスタM12と、負荷回路のNchトランジスタM10のドレインからの信号16をレベルシフトして、それぞれ出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のゲートに接続する駆動段回路D1とから構成されている。
図12に示された演算増幅器は、図10に示すようにボルテージフォロア接続されるので、一方の入力端子12と出力端子50とは接続されている。
【0013】
次に、図12を参照して、この従来の演算増幅器の動作を説明する。
図12に示された演算増幅器は、図11に示された演算増幅器と同様に、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるPch入力段とNch入力段とを抱き合わせて、相補的にフルレンジ入力可能にし、さらに出力段をプッシュ・プル動作させることによって、広出力レンジの出力を得ることができる。
さらに、差動対を構成するNchトランジスタM1のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM3のドレインとが、PchトランジスタM5,M6からなる電流ミラー回路を介してミラー接続され、差動対を構成するNchトランジスタM2のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM4のドレインとが、PchトランジスタM7,M8からなる電流ミラー回路を介してミラー接続されているので、スルーレートが必要なときのみ、入力段のバイアス電流を瞬時的に増加させることによって、定常的な電流を増加させずに、充電または放電のスピードを向上させるようにしている。
【0014】
【特許文献1】
特開2002−169501号公報
【特許文献2】
特開平08−204470号公報
【特許文献3】
特許第3338771号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
演算増幅器において、互いに逆導電型のNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて、相補的にフルレンジの入力が可能なようにした入力段を使用する場合、入力段の負荷回路に流れる電流量と入力段で発生する直流利得とが、演算増幅器の入力電圧によって大きく変化するという問題がある。
【0016】
いま、図12に示す演算増幅器において、定電流源I1,I2に流れる電流量を、それぞれi1,i2とすると、例えば、NchトランジスタM1,M2からなるNch入力段がオフし、PchトランジスタM3,M4からなるPch入力段がオンする入力レンジでの、負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量はi2である。
また、例えば、Nch入力段とPch入力段とがともにオンする入力レンジでの、負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量はi1+i2である。
さらに、例えば、Nch入力段がオンし、Pch入力段がオフする入力レンジでの、負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量はi1である。
【0017】
このように、各入力段のオン,オフの状態によって、負荷回路のNchトランジスタM9,M10に流れる電流量が変化する。
負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量が変化すると、入力段と駆動段とで発生するオフセット電圧値が変化する。
【0018】
いま仮に、入力段の電流を、i1=i2となるように最適化し、電流量i 1(=i2)に合わせて、オフセット電圧が最小となるように駆動段D1を最適化した場合には、電流量がi1(=i2)となる条件でオフセット電圧が最小となるが、両入力段がオンする条件、すなわち負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量がi1+i2となる条件では、オフセット電圧が大きくなる。
【0019】
また、電流量i 1+i2に合わせて、オフセット電圧が最小となるように駆動段D1を最適化した場合には、電流量がi1+i2となる条件でオフセット電圧が最小となるが、どちらかの入力段がオフする条件、すなわち負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量がi1またはi2となる条件では、オフセット電圧が大きくなる。
【0020】
さらに、各入力段のオン,オフの状態の変化によって、入力段の直流利得が変化する。
いま、図12において、各トランジスタM1〜M10の伝達コンダクタンスをそれぞれgm1〜gm10で表し、出力インピーダンスをそれぞれr1〜r10で表すものとすると、例えば、Nch入力段がオフし、Pch入力段がオンする入力レンジでの入力段の直流利得は、次の (1)式で表すことができる。
gm3・(r4//r10) … (1)
また、例えば、Nch入力段とPch入力段がともにオンする入力レンジでの入力段の直流利得は、次の (2)式で表すことができる。
(gm2+gm3)・(r4//r8//r10) … (2)
さらに例えば、Nch入力段がオンし、Pch入力段がオフする入力レンジでの入力段の直流利得は、次の (3)式で表すことができる。
gm2・(r8//r10) … (3)
上記 (1)〜 (3)式から知られるように、特許文献2記載の演算増幅器では、各入力段のオン, オフの状態に応じて、直流利得が変化する。
【0021】
一般的に、演算増幅器において直流利得が増加すると、高周波での安定性が劣化して、発振を起こしやすくなるという問題がある。
そこで、演算増幅器の最適化を行う場合、演算増幅器の安定性が最も劣化する上記 (2)式の領域に合わせて安定性を確保するために、演算増幅器の駆動段に流す電流を増加させる必要がある。
また、入力段に定常的に流す電流量を減少させても、演算増幅器を安定化させる効果はあるが、この場合は、演算増幅器のスルーレートが劣化して、充電, 放電の能力が小さくなってしまう。
そこで、直流利得が大きいほど、演算増幅器に多くの電流を流す必要が生じて、このことが、演算増幅器全体の低消費電力化を行う上での障壁となっている。
【0022】
このように従来の表示制御回路および演算増幅器では、フルレンジでオフセット電圧値を最小にすることが出来ないという問題と、入力レンジによって入力段の直流利得が変化するという問題が、演算増幅器の低消費電力化に対する障壁となっていた。
【0023】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、演算増幅器を利用した表示制御回路において、演算増幅器を低消費電力化しても、フルレンジでオフセット電圧値を最小にすることができるとともに、入力レンジによって入力段の直流利得が変化しないようにすることが可能な、表示制御回路を提供することを目的としている。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は表示制御回路に係り、ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに応じた大きさのアナログ信号を出力するセレクタ手段と、上記ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに対応する極性の制御信号を出力する演算増幅器制御手段と、相補的に接続された互いに逆導電型の差動トランジスタ対からなる第1および第2の入力段を有し、上記制御信号の極性に応じて、上記第1の入力段にバイアス電流を供給する第1の定電流源と上記第2の入力段にバイアス電流を供給する第2の定電流源とを選択的にオンに制御される演算増幅器とを備えてなることを特徴としている。
【0025】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、それぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の第1電極と上記第1および第2の電源端子間に接続された第1および第2の負荷回路とを備えてなることを特徴としている。
【0026】
また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、それぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の第1電極と上記第1および第2の電源端子間に接続された第1および第2の負荷回路と、上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と上記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ上記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、上記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ上記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路とを備えてなることを特徴としている。
【0027】
また、請求項4記載の発明は、請求項1記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、上記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、上記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、一方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と上記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と上記第の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を上記第2の電源端子に接続され、共通に接続された制御電極を上記一方の第1電極に接続された第7および第8のトランジスタとを備えてなることを特徴としている。
【0028】
また、請求項5記載の発明は、請求項1記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、上記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、上記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と上記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ上記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、一方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と上記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と上記第の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を上記第2の電源端子に接続され、共通に接続された制御電極を上記一方の第1電極に接続された第7および第8のトランジスタと、上記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ上記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路とを備えてなることを特徴としている。
【0029】
また、請求項6記載の発明は表示制御回路に係り、ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに応じた大きさのアナログ信号を出力するセレクタ手段と、上記ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに対応する極性の制御信号を出力する演算増幅器制御手段と、相補的に接続された互いに逆導電型の差動トランジスタ対からなる第1および第2の入力段を有し、上記制御信号の極性に応じて、上記第1の入力段にバイアス電流を供給する第1の定電流源と上記第2の入力段にバイアス電流を供給する第2の定電流源とを選択的にオンに制御されるとともに、上記セレクタ手段の出力を切換信号に応じて互いに逆相に切り替えてそれぞれ上記第1および第2の入力段に接続し、出力端子を切換信号に応じて互いに逆相に切り替えてそれぞれ上記第2および第1の入力段に接続し、かつ上記切換信号によって上記第1の入力段と第2の入力段とを入れ替えるように構成された演算増幅器とを備えてなることを特徴としている。
【0030】
また、請求項7記載の発明は、請求項6記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、上記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、上記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、一方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と上記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と上記第2の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を上記第2の電源端子に接続され、制御電極を共通に接続された第7および第8のトランジスタと、上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端または他方の出力端を、切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて上記共通に接続された第7および第8のトランジスタの制御電極に接続する第1および第2のスイッチと、上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端または一方の出力端を、上記切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて出力に接続する第3および第4のスイッチとを備えてなることを特徴としている。
【0031】
また、請求項8記載の発明は、請求項6記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、上記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、上記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と上記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ上記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、一方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と上記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と上記第2の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を上記第2の電源端子に接続され、制御電極を共通に接続された第7および第8のトランジスタと、上記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ上記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路と、上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端または他方の出力端を、切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて上記共通に接続された第7および第8のトランジスタの制御電極に接続する第1および第2のスイッチと、上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端または一方の出力端を、上記切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて出力に接続する第3および第4のスイッチとを備えてなることを特徴としている。
【0032】
また、請求項9記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一記載の表示制御回路に係り、上記ディジタル画像データが、複数ビット幅を持つ階調データからなることを特徴としている。
【0033】
また、請求項10記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一記載の表示制御回路に係り、上記ディジタル画像データが、複数ビット幅を持つ階調データと、出力極性を定める極性データとからなることを特徴としている。
【0034】
また、請求項11記載の発明は、請求項1乃至10のいずれか一記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器制御手段が、上記ディジタル画像データに対応するアナログ信号が、中間電圧より高位側の場合は、Pch側入力段の定電流源をシャット・オフとし、Nch側入力段の定電流源をアクティブとする信号を生成し、上記ディジタル画像データに対応するアナログ信号が、中間電圧より低位側の場合は、Pch側入力段の定電流源をアクティブとし、Nch側入力段の定電流源をシャット・オフとする信号を生成することを特徴としている。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第1実施例
図1は、本発明の第1実施例である、表示制御回路の構成を示すブロック図、図2は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す回路図、図3は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す回路図、図4は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第3の構成例を示す回路図、図5は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第4の構成例を示す回路図である。
【0036】
この例の表示制御回路は、図1に示すように、セレクタ回路1と、演算増幅器制御回路3と、演算増幅器4とから概略構成されている。
セレクタ回路1は、ディジタル画像データ信号線100に接続され、入力ディジタル画像データに応じたアナログ電圧を出力する。
演算増幅器制御回路3は、ディジタル画像データ信号線100に接続され、これから入力される、複数ビット幅を持つ階調データからなるディジタル画像データに応じて、例えば、ディジタル画像データの最上位ビットが1のときは ”H”となり、最上位ビットが0のときは、 ”L”となる制御信号17,18を出力する。
演算増幅器4は、図11または図12に示された従来の演算増幅器とほぼ同様の構成,機能を有する以外に、演算増幅器制御回路3からの制御信号17,18に応じて、Pch側入力段定電流源回路I1とNch側入力段定電流源回路I2とを、それぞれオン・オフ制御可能なようにに構成されている点が異なっている。
【0037】
図2においては、この例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例の入力段のみを示している。
この例の演算増幅器は、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子17に接続されたNchトランジスタM13と、NchトランジスタM13のソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子18に接続されたPchトランジスタM14と、PchトランジスタM14のソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、NchトランジスタM1,M2のそれぞれのドレインと高位側電源端子13との間に接続された第1の負荷回路L1と、PchトランジスタM3,M4のそれぞれのドレインと低位側電源端子14との間に接続された第2の負荷回路L2とから構成されている。
【0038】
以下、図2に示された演算増幅器の動作を説明する。
図2に示された演算増幅器においては、図11に示された従来の演算増幅器と同一の機能を有する部分に同一の符号を付して示されており、これらの動作は、図11に示された従来の演算増幅器と同様である。
演算増幅器制御回路3は、例えば、ディジタル画像データ信号線100のディジタルデータに対応するアナログ信号が、中間電圧よりも高電位側の場合は、演算増幅器の入力端子11,12がハイレベルとなる信号を生成して、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14によって、Nch側入力段の定電流源I1をアクティブとし、Pch側入力段の定電流源I2をシャット・オフとする。
また、ディジタル画像データ信号線100のディジタルデータに対応するアナログ信号が、中間電圧よりも低電位側の場合は、演算増幅器の入力端子11,12がロウレベルとなる信号を生成して、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14によって、Nch側入力段の定電流源I1をシャット・オフとし、Pch側入力段の定電流源I2をアクティブとする。
【0039】
このように、図2に示す演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14を備えたので、常に、定電流源I1またはI2のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができる。
【0040】
この例の表示制御回路における、第2の構成例の演算増幅器は、図3に示すように、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子17に接続されたNchトランジスタM13と、NchトランジスタM13のソースと低位側電源端子14との間に直列に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子18に接続されたPchトランジスタM14と、PchトランジスタM14のソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、NchトランジスタM1,M2のそれぞれのドレインと高位側電源端子13との間に接続された第1の負荷回路L1と、PchトランジスタM3,M4のそれぞれのドレインと低位側電源端子14との間に接続された第2の負荷回路L2と、ドレインをNchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースに接続され、ソースを低位側電源端子14に接続されたNchトランジスタM15と、ドレインをPchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースに接続され、ソースを高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM16と、ソースをそれぞれ高位側電源端子13と低位側電源端子14に接続され、ドレインを共通に出力端子50に接続され、ゲートをそれぞれPchトランジスタM16のゲートとNchトランジスタM15のゲートに接続された、出力段回路を構成するPchトランジスタM11,NchトランジスタM12と、負荷回路L1,L2の出力を並列にした信号15をレベルシフトして、それぞれ出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のゲートに接続する駆動段回路D1とから構成されている。
図3に示された演算増幅器は、図1に示すようにボルテージフォロア接続されるので、一方の入力端子12と出力端子50とは接続されている。
【0041】
以下、図3に示された演算増幅器の動作を説明する。
図3に示された演算増幅器においては、図11に示された従来例の演算増幅器と同一の機能を有する部分に同一の符号を付して示されており、これらの動作は、図11に示された演算増幅器と同様である。
【0042】
また、ディジタル画像データ信号線100のディジタルデータに対応するアナログ信号が、中間電圧よりも高いかまたは低いかに応じて、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14のオン,オフを制御して、常に、Nch側入力段の定電流源I1とPch側入力段の定電流源I2のいずれか一方だけが動作するように制御することによって、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えて、オフセット電圧値を抑制することができることは、図2に示された演算増幅器の場合と同様である。
【0043】
さらに、図3に示された演算増幅器では、入力端子12に対して入力端子11に印加される電圧が上昇する場合には、差動トランジスタ対を構成するNchトランジスタM2のドレインの出力電圧が下降し、これによって駆動段回路D1を介して出力段のPchトランジスタM11および入力段のPchトランジスタM16のゲート電圧が下降するので、PchトランジスタM16の電流が増加し、従って、入力段に流れる電流が、出力端子50の電圧上昇期間だけ大きくなる。また、入力端子12に対して入力端子11に印加される電圧が下降する場合には、差動トランジスタ対を構成するNchトランジスタM2のドレインの出力電圧が上昇し、これによって駆動段回路D1を介して出力段のNchトランジスタM12および入力段のNchトランジスタM15のゲート電圧が上昇するので、NchトランジスタM15の電流が増加し、入力段に流れる電流が、出力端子50の電圧下降期間だけ大きくなる。
【0044】
従って、図3に示された演算増幅器では、NchトランジスタM15,PchトランジスタM16を備えたことによって、信号入力の変化時、入力段の差動トランジスタ対に供給されるバイアス電流が増加して、出力端子50の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができ、演算増幅器の動作を高速化することができる。なお、演算増幅器のこのような機能については、例えば、特許文献3に詳細に記載されている。
【0045】
このように、図3に示す演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12がプッシュ・プル動作を行うので、広出力レンジの出力が得られるともに、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14を介して、常に、定電流源I1またはI2のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができる。
さらに、この例の演算増幅器では、信号入力の変化時、入力段の差動トランジスタ対に供給されるバイアス電流が増加して、出力端子50の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができ、演算増幅器の動作を高速化することができる。
【0046】
図4においては、この例の表示制御回路における、演算増幅器の第3の構成例の入力段のみを示している。
この例の演算増幅器は、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子17に接続されたNchトランジスタM13と、NchトランジスタM13のソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子18に接続されたPchトランジスタM14と、PchトランジスタM14のソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM1のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM5と、ゲートがPchトランジスタM5のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM3のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM6とからなる第1の電流ミラー回路と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM2のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM7と、ゲートがPchトランジスタM7のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM4のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM8とからなる第2の電流ミラー回路とから構成されている。
【0047】
以下、図4に示された演算増幅器の動作を説明する。
図4に示された演算増幅器においては、図12に示された従来例の演算増幅器と同一の機能を有する部分に同一の符号を付して示されており、これらの動作は、図12に示された演算増幅器の場合と同様である。
また、ディジタル画像データ信号線100のディジタルデータに対応するアナログ信号が、中間電圧よりも高いかまたは低いかに応じて、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14のオン,オフを制御して、常に、Nch側入力段の定電流源I1とPch側入力段の定電流源I2のいずれか一方だけが動作するように制御することによって、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えて、オフセット電圧値を抑制することができることは、図2に示された演算増幅器の場合と同様である。
【0048】
このように、図4に示された演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14を介して、常に、定電流源I1またはI2のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができる。
さらに、差動対を構成するNchトランジスタM1のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM3のドレインとが、PchトランジスタM5,M6からなる電流ミラー回路を介してミラー接続され、差動対を構成するNchトランジスタM2のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM4のドレインとが、PchトランジスタM7,M8からなる電流ミラー回路を介してミラー接続されているので、スルーレートが必要なときのみ、入力段のバイアス電流を瞬時的に増加させることによって、定常的な電流を増加させずに、充電または放電のスピードを向上させることができる。
【0049】
また、特許文献2および特許文献3記載の演算増幅器では、この例の場合のNchトランジスタM13,PchトランジスタM14に相当する機能を有せず、入力段に常に一定の電流を流すように構成されていたため、Nch入力段とPch入力段とがともにオンとなる中間の入力レンジでは、入力段の直流利得が増加するので、安定化のため多くの電流を駆動段に流す必要があったが、この例の演算増幅器では、常に一方の入力段がオフになっているので、入力段の直流利得が増加することはなく、従って入力段に流す電流を低減することができる。そのため、この例の演算増幅器では、例えば特許文献3記載の演算増幅器と比べて、消費電流を25%程度削減することができる。
【0050】
この例の表示制御回路における、第4の構成例の演算増幅器は、図5に示すように、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子17に接続されたNchトランジスタM13と、NchトランジスタM13のソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子18に接続されたPchトランジスタM14と、PchトランジスタM14のソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM1のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM5と、ゲートがPchトランジスタM5のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM3のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM6とからなる第1の電流ミラー回路と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM2のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM7と、ゲートがPchトランジスタM7のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM4のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM8とからなる第2の電流ミラー回路と、PchトランジスタM3,M4のドレインと低位側電源端子14との間に接続された、NchトランジスタM9,M10からなる負荷回路と、高位側電源端子13と低位側電源端子14にそれぞれソースを接続され、ドレインを共通に出力端子50に接続された出力段回路を構成するPchトランジスタM11,NchトランジスタM12と、負荷回路のNchトランジスタM10のドレインからの信号16をレベルシフトして、それぞれ出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のゲートに接続する駆動段回路D1とから構成されている。
図5に示された演算増幅器は、図1に示すようにボルテージフォロア接続されるので、一方の入力端子12と出力端子50とは接続されている。
【0051】
以下、図5に示された演算増幅器の動作を説明する。
図5に示された演算増幅器において、図4に示された演算増幅器と同一の機能を有する部分に同一の符号を付して示されており、これらの動作は、図4に示された演算増幅器の場合と同様である。
【0052】
さらに、図5に示された演算増幅器では、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースと、低位側電源端子14との間に、ゲートを出力段のNchトランジスタM12のゲートに接続されたNchトランジスタM15を有し、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースと、高位側電源端子13との間に、ゲートを出力段のPchトランジスタM11のゲートに接続されたPchトランジスタM16を有していて、入力端子12に対する入力端子11の印加電圧の上昇または下降に応じて、PchトランジスタM16またはNchトランジスタM15の電流が増加して、入力段に流れる電流が、出力端子50の電圧上昇期間または下降期間だけ大きくなるため、信号入力の変化時、入力段の差動トランジスタ対に供給されるバイアス電流が増加して、出力端子50の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができ、演算増幅器の動作を高速化することができることは、図3に示された演算増幅器の場合と同様である。
【0053】
このように、図5に示す演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12がプッシュ・プル動作を行うので、広出力レンジの出力が得られるともに、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14を介して、常に、定電流源I1またはI2のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができる。
また、この例の演算増幅器では、NchトランジスタM15,PchトランジスタM16を備えることによって、信号入力の変化時、入力段の差動トランジスタ対に供給されるバイアス電流が増加して、出力端子50の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができ、演算増幅器の動作を高速化することができる。
【0054】
さらに、差動対を構成するNchトランジスタM1のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM3のドレインとが、PchトランジスタM5,M6からなる電流ミラー回路を介してミラー接続され、差動対を構成するNchトランジスタM2のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM4のドレインとが、PchトランジスタM7,M8からなる電流ミラー回路を介してミラー接続されているので、スルーレートが必要なときのみ、入力段のバイアス電流を瞬時的に増加させることによって、定常的な電流を増加させずに、充電または放電のスピードを向上させることができる。
なお、この際、常に一方の入力段がオフになっているので、入力段の直流利得が増加することはなく、従って入力段に流す電流を低減することができ、従って例えば特許文献3記載の演算増幅器と比べて、消費電流を25%程度削減することができる点も、図4に記載された演算増幅器の場合と同様である。
【0055】
◇第2実施例
図6は、本発明の第2実施例である、表示制御回路の構成を示すブロック図、図7は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す回路図、図8は、切換信号によるNch入力段とPch入力段の入れ替えの効果を説明するための図、図9は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す回路図である。
【0056】
この例の表示制御回路は、図6に示すように、セレクタ回路1と、演算増幅器制御回路3と、演算増幅器5とから概略構成されている。
これらのうち、セレクタ回路1,演算増幅器制御回路3は、図1に示された第1実施例の場合と同様である。
演算増幅器5は、図1に示された第1実施例の演算増幅器4とほぼ同様の構成,機能を有する以外に、その信号入力側と信号入出力間に、切換信号19によってオン,オフを制御されるスイッチ(21,22),(23,24)を有する点が異なっている。
ここで、切換信号19は、外部の図示しない制御回路から入力されるものであって、液晶または有機EL等のようなパネルモジュールに画像を書込む際に、画面の1フレームごとまたは1ラインごとに、 ”H”と ”L”に切り替えられるようになっている。
【0057】
この例の表示制御回路における、第1の構成例の演算増幅器は、図7に示すように、図4に示された演算増幅器と同様の構成を有する以外に、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4の両ドレイン間に、切換信号19によって切り替えられるスイッチ(31,32),(33,34)を有する点が異なっている。
【0058】
図7に示す演算増幅器において、例えば切換信号19が ”H”のときは、演算増幅器外部のスイッチ21,23がオフ、スイッチ22,24がオンとなり、演算増幅器内部のスイッチ31,34がオン,スイッチ32,33がオフとなるが、この場合の接続状態は、図4に示された演算増幅器と同一であって、その動作もまた異ならない。
一方、切換信号19が ”L”のときは、演算増幅器外部のスイッチ21,23がオン、スイッチ22,24がオフとなり、演算増幅器内部のスイッチ31,34がオフ,スイッチ32,33がオンとなるが、この場合の接続状態は、図4に示された演算増幅器において、入力端子11,12に対して、Nchトランジスタからなる差動対と、Pchトランジスタからなる差動対とが入れ代わって接続された状態となる。
【0059】
このように、切換信号19によって、Nch入力段とPch入力段とを入れ替えて信号入力端子に接続することによって、入力レベルの変化に対する、Nch入力段とPch入力段との出力特性の誤差(線形性の誤差)を、見かけ上、減少させる効果がある。
【0060】
図8は、切換信号によるNch入力段とPch入力段の入れ替えの効果をイメージ的に説明するものである。
図8において、 (a)は、切換信号19が ”H”のときの、画像データと出力電圧との関係を示したものであって、入力レベルが中間電圧の場合を切替ポイントとして、出力電圧特性が変化することが示されている。
また、図8において、 (b)は、切換信号19が ”L”のときの、画像データと出力電圧との関係を示したものであって、入力レベルが中間電圧の場合を切替ポイントとして、出力電圧特性が (a)の場合と逆の傾向で変化することが示されている。
【0061】
このような線形性の誤差は、演算増幅器の製造工程において、各トランジスタの寸法精度の誤差等に基づいて生じた性能上の誤差(不平衡)によるものであって、このような誤差の大部分は入力差動対の製造ばらつきによって発生する。
そこで、入力端子11,12に対して、適当な時間間隔で入力差動対を入れ替えることによって、このような誤差を平均化して、入力レベルの変化に対する、Nch入力段とPch入力段との出力特性の誤差を、見かけ上減少させることができる。
図8において (c)は、このような、入力差動対の入れ替えを行ったときの、画像データと出力電圧との特性を例示したものであって、入力差動対の性能誤差に基づく出力電圧特性の変化が平均化されて、見かけ上の直線性が向上したことが示されている。
【0062】
このように、この例の演算増幅器によれば、図4に示された演算増幅器と同様の効果が得られるとともに、入力差動対の製造ばらつき等に基づく、直線性の劣化を改善して、画質を向上させることができる。
【0063】
この例の表示制御回路における、第2の構成例の演算増幅器は、図9に示すように、図5に示された演算増幅器と同様の構成を有する以外に、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4の両ドレイン間に、切換信号19によって切り替えられるスイッチ(31,32),(33,34)を有する点が異なっている。
【0064】
図9に示す演算増幅器において、切換信号19によって切り替えられるスイッチ(31,32),(33,34)の動作とその効果は、図7に示された演算増幅器の場合と同様である。
すなわち、切換信号19によって、Nch入力段とPch入力段とを入れ替えて入力端子11,12に接続することによって、入力レベルの変化に対する、Nch入力段とPch入力段との出力特性の誤差(線形性の誤差)を、見かけ上減少させることができる。
【0065】
このように、この例の演算増幅器によれば、図5に示された演算増幅器と同様の効果が得られるとともに、入力差動対の製造ばらつき等に基づく、出力信号の直線性の劣化を改善して、画質を向上させることができる。
【0066】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の各構成例の演算増幅器において、各トランジスタの導電型および各定電流源の極性等を逆にして相補構成した回路によって、同様の効果を得られる演算増幅器とこれを利用した表示制御回路を実現できることは明らかである。また、上述の各構成例の演算増幅器において、電界効果トランジスタによって差動対を構成する代わりに、バイポーラトランジスタによって差動対を構成するようにしても、同様の効果が得られることも明らかである。また、各実施例の演算増幅器制御回路において、極性データから制御信号の出力極性を定める代わりに、階調データが所定の中間値より大きいか又は小さいかを判定して、制御信号の極性を定めるようにしてもよい。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第1実施例の表示制御回路によれば、演算増幅器において、互いに逆導電型の両入力段を抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、出力段がプッシュ・プル動作を行うので、広出力レンジの出力が得られる。
また、常に、両入力段の定電流源のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができるとともに、入力段の直流利得を増加させることなく、入力段に流す電流を低減して、低消費電流化を図ることができる。
さらに信号入力の変化時、入力段の差動対に供給されるバイアス電流が増加して出力段の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができるので、動作を高速化でき、また、スルーレートが必要なときのみ、入力段のバイアス電流を瞬時的に増加させることによって、定常的な電流を増加させずに、充電または放電のスピードを向上させることができる。
【0068】
また、本発明の第2実施例の表示制御回路によれば、第1実施例の場合と同様の効果が得られるとともに、演算増幅器における、製造ばらつきに基づく入力差動対の性能上の不平項を平均化して、入力レベルの変化に対する出力特性の線形性の劣化を見かけ上改善して、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である、表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図2】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す回路図である。
【図3】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す回路図である。
【図4】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第3の構成例を示す回路図である。
【図5】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第4の構成例を示す回路図である。
【図6】本発明の第2実施例である、表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図7】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す回路図である。
【図8】切換信号によるNch入力段とPch入力段の入れ替えの効果を説明するための図である。
【図9】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す回路図である。
【図10】従来の表示制御回路の構成例を示す図である。
【図11】従来の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す図である。
【図12】従来の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す図である。
【符号の説明】
M1,M2(第1の差動対トランジスタ),M9(第7のトランジスタ),M10(第8のトランジスタ),M12(第6のトランジスタ),M13(第1のトランジスタ),M15(第3のトランジスタ)
Nchトランジスタ
M3,M4(第2の差動対トランジスタ),M5,M6(第1の電流ミラー回路),M7,M8(第2の電流ミラー回路),M11(第5のトランジスタ),M14(第2のトランジスタ),M16(第4のトランジスタ)
Pchトランジスタ
L1,L2 負荷回路
I1,I2 定電流源
D1 駆動段回路
1 セレクタ回路(セレクタ手段)
3 演算増幅器制御回路(演算増幅器制御手段)
4,5 演算増幅器
11,12 入力端子
13 高位側電源端子
14 低位側電源端子
17,18 制御信号入力端子
19 切換信号
31 スイッチ(第1のスイッチ)
32 スイッチ(第2のスイッチ)
33 スイッチ(第3のスイッチ)
34 スイッチ(第4のスイッチ)
50 出力端子
100 ディジタル画像データ信号線
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶または有機EL等のような、印加電圧と光学特性との調整が必要なパネルモジュールを制御するための、表示制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネル等に代表されるフラットパネルディスプレイは、容量性負荷で構成されている。そして、このようなアプリケーションに対する表示制御回路では、入力されるディジタル画像データをアナログデータに変換して、制御回路の最終段に設けられている演算増幅器において、インピーダンス変換を行っている。
【0003】
従来、このような場合の表示制御回路の例としては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。
特許文献1記載の表示制御回路は、PchトランジスタからなるPch入力段を備えた放電専用の演算増幅器と、NchトランジスタからなるNch入力段を備えた充電専用の演算増幅器との2基の演算増幅器を、入力に対して並列に接続した構成を有している。
【0004】
一部の液晶パネルの駆動方法においては、充電→放電→充電→…というように、負荷に対して充放電を交互に繰り返す方法がとられており、このような場合には、特許文献1記載の表示制御回路でも問題を生じることはない。
しかしながら、液晶パネルの駆動方法によっては、負荷に対する充電と放電とが、必ずしも交互に行われず、充電→充電→充電→放電→放電→…というように、負荷に対しする充放電がランダムに行われる駆動方法がとられることがあるが、このような場合には、特許文献1記載の表示制御回路では対応することができない。
【0005】
これに対して、1基の演算増幅器で、フルレンジの入出力が可能であるとともに、負荷の充電と放電とが可能な、プッシュ・プル動作を行う演算増幅器を備えた表示制御回路が提案されており、このような表示制御回路によれば、前述のようなランダムな充放電を行う駆動方法の場合にも、問題なく使用することができる。
この場合における、演算増幅器の構成としては、フルレンジの入力信号に対応するために、Pchトランジスタからなる入力段とNchトランジスタからなる入力段とを抱き合わせた構成がとられる。
【0006】
図10は、従来のこの種表示制御回路の構成例を示したものであって、ディジタル画像データ信号線100に接続され、ディジタル画像データに応じたアナログ電圧を出力するセレクタ回路1と、セレクタ回路1に接続された、ボルテージフォロア接続された演算増幅器2とから概略構成されている。
【0007】
この場合の演算増幅器の構成例としては、図11に示すように、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、NchトランジスタM1,M2のそれぞれのドレインと高位側電源端子13との間に接続された第1の負荷回路L1と、PchトランジスタM3,M4のそれぞれのドレインと低位側電源端子14との間に接続された第2の負荷回路L2と、高位側電源端子13と低位側電源端子14にそれぞれソースを接続され、ドレインを共通に出力端子50に接続された、出力段回路を構成するPchトランジスタM11,NchトランジスタM12と、負荷回路L1,L2の出力を並列にした信号15をレベルシフトして、それぞれ出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のゲートに接続する駆動段回路D1とから構成されている。
図11に示された演算増幅器は、図10に示すようにボルテージフォロア接続されるので、一方の入力端子12と出力端子50とは接続されている。
【0008】
次に、図11を参照して、この従来の演算増幅器の動作を説明する。
図11に示す演算増幅器においては、互いに逆導電型の差動対からなるNchトランジスタM1,M2とPchトランジスタM3,M4とを抱き合わせて、それぞれ入力端子11,12に接続して、それぞれの出力を信号15に並列にとりだすことによって、相補的にフルレンジの入力が可能な入力段を構成している。
【0009】
また、駆動段回路D1において、信号15をレベルシフトして出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のそれぞれのゲートに供給することによって、例えば、入力段に立ち上がり(充電)の信号が入力された場合は、入力段からの信号を駆動段回路D1が受けて、出力段のPchトランジスタM11,NchトランジスタM12が出力端子50から負荷(不図示)に対して充電するような信号を、PchトランジスタM11,NchトランジスタM12のゲートに供給する。入力段に立ち下がり(放電)の信号が入力されたときは、上記と逆の動作を行う。
これによって、出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12がプッシュ・プル動作を行うので、広出力レンジの出力が得られるようになっている。
【0010】
このように、図11に示された演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるPch入力段とNch入力段とを抱き合わせて、相補的にフルレンジ入力可能にするとともに、広出力レンジの出力を得ることができる。
【0011】
また、互いに逆導電型の差動対トランジスタを抱き合わせて入力端子に接続することによって、相補的にフルレンジの入力が可能な入力段を有する演算増幅器の他の例として、例えば、特許文献2や特許文献3に記載されたものがある。
【0012】
特許文献2に記載された演算増幅器は、図12に示すように、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM1のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM5と、ゲートがPchトランジスタM5のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM3のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM6とからなる第1の電流ミラー回路と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM2のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM7と、ゲートがPchトランジスタM7のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM4のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM8とからなる第2の電流ミラー回路と、PchトランジスタM3,M4のドレインと低位側電源端子14との間に接続された、NchトランジスタM9,M10からなる負荷回路と、高位側電源端子13と低位側電源端子14にそれぞれソースを接続され、ドレインを共通に出力端子50に接続された出力段回路を構成するPchトランジスタM11,NchトランジスタM12と、負荷回路のNchトランジスタM10のドレインからの信号16をレベルシフトして、それぞれ出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のゲートに接続する駆動段回路D1とから構成されている。
図12に示された演算増幅器は、図10に示すようにボルテージフォロア接続されるので、一方の入力端子12と出力端子50とは接続されている。
【0013】
次に、図12を参照して、この従来の演算増幅器の動作を説明する。
図12に示された演算増幅器は、図11に示された演算増幅器と同様に、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるPch入力段とNch入力段とを抱き合わせて、相補的にフルレンジ入力可能にし、さらに出力段をプッシュ・プル動作させることによって、広出力レンジの出力を得ることができる。
さらに、差動対を構成するNchトランジスタM1のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM3のドレインとが、PchトランジスタM5,M6からなる電流ミラー回路を介してミラー接続され、差動対を構成するNchトランジスタM2のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM4のドレインとが、PchトランジスタM7,M8からなる電流ミラー回路を介してミラー接続されているので、スルーレートが必要なときのみ、入力段のバイアス電流を瞬時的に増加させることによって、定常的な電流を増加させずに、充電または放電のスピードを向上させるようにしている。
【0014】
【特許文献1】
特開2002−169501号公報
【特許文献2】
特開平08−204470号公報
【特許文献3】
特許第3338771号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
演算増幅器において、互いに逆導電型のNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて、相補的にフルレンジの入力が可能なようにした入力段を使用する場合、入力段の負荷回路に流れる電流量と入力段で発生する直流利得とが、演算増幅器の入力電圧によって大きく変化するという問題がある。
【0016】
いま、図12に示す演算増幅器において、定電流源I1,I2に流れる電流量を、それぞれi1,i2とすると、例えば、NchトランジスタM1,M2からなるNch入力段がオフし、PchトランジスタM3,M4からなるPch入力段がオンする入力レンジでの、負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量はi2である。
また、例えば、Nch入力段とPch入力段とがともにオンする入力レンジでの、負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量はi1+i2である。
さらに、例えば、Nch入力段がオンし、Pch入力段がオフする入力レンジでの、負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量はi1である。
【0017】
このように、各入力段のオン,オフの状態によって、負荷回路のNchトランジスタM9,M10に流れる電流量が変化する。
負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量が変化すると、入力段と駆動段とで発生するオフセット電圧値が変化する。
【0018】
いま仮に、入力段の電流を、i1=i2となるように最適化し、電流量i 1(=i2)に合わせて、オフセット電圧が最小となるように駆動段D1を最適化した場合には、電流量がi1(=i2)となる条件でオフセット電圧が最小となるが、両入力段がオンする条件、すなわち負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量がi1+i2となる条件では、オフセット電圧が大きくなる。
【0019】
また、電流量i 1+i2に合わせて、オフセット電圧が最小となるように駆動段D1を最適化した場合には、電流量がi1+i2となる条件でオフセット電圧が最小となるが、どちらかの入力段がオフする条件、すなわち負荷回路トランジスタM9,M10に流れる電流量がi1またはi2となる条件では、オフセット電圧が大きくなる。
【0020】
さらに、各入力段のオン,オフの状態の変化によって、入力段の直流利得が変化する。
いま、図12において、各トランジスタM1〜M10の伝達コンダクタンスをそれぞれgm1〜gm10で表し、出力インピーダンスをそれぞれr1〜r10で表すものとすると、例えば、Nch入力段がオフし、Pch入力段がオンする入力レンジでの入力段の直流利得は、次の (1)式で表すことができる。
gm3・(r4//r10) … (1)
また、例えば、Nch入力段とPch入力段がともにオンする入力レンジでの入力段の直流利得は、次の (2)式で表すことができる。
(gm2+gm3)・(r4//r8//r10) … (2)
さらに例えば、Nch入力段がオンし、Pch入力段がオフする入力レンジでの入力段の直流利得は、次の (3)式で表すことができる。
gm2・(r8//r10) … (3)
上記 (1)〜 (3)式から知られるように、特許文献2記載の演算増幅器では、各入力段のオン, オフの状態に応じて、直流利得が変化する。
【0021】
一般的に、演算増幅器において直流利得が増加すると、高周波での安定性が劣化して、発振を起こしやすくなるという問題がある。
そこで、演算増幅器の最適化を行う場合、演算増幅器の安定性が最も劣化する上記 (2)式の領域に合わせて安定性を確保するために、演算増幅器の駆動段に流す電流を増加させる必要がある。
また、入力段に定常的に流す電流量を減少させても、演算増幅器を安定化させる効果はあるが、この場合は、演算増幅器のスルーレートが劣化して、充電, 放電の能力が小さくなってしまう。
そこで、直流利得が大きいほど、演算増幅器に多くの電流を流す必要が生じて、このことが、演算増幅器全体の低消費電力化を行う上での障壁となっている。
【0022】
このように従来の表示制御回路および演算増幅器では、フルレンジでオフセット電圧値を最小にすることが出来ないという問題と、入力レンジによって入力段の直流利得が変化するという問題が、演算増幅器の低消費電力化に対する障壁となっていた。
【0023】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、演算増幅器を利用した表示制御回路において、演算増幅器を低消費電力化しても、フルレンジでオフセット電圧値を最小にすることができるとともに、入力レンジによって入力段の直流利得が変化しないようにすることが可能な、表示制御回路を提供することを目的としている。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は表示制御回路に係り、ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに応じた大きさのアナログ信号を出力するセレクタ手段と、上記ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに対応する極性の制御信号を出力する演算増幅器制御手段と、相補的に接続された互いに逆導電型の差動トランジスタ対からなる第1および第2の入力段を有し、上記制御信号の極性に応じて、上記第1の入力段にバイアス電流を供給する第1の定電流源と上記第2の入力段にバイアス電流を供給する第2の定電流源とを選択的にオンに制御される演算増幅器とを備えてなることを特徴としている。
【0025】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、それぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の第1電極と上記第1および第2の電源端子間に接続された第1および第2の負荷回路とを備えてなることを特徴としている。
【0026】
また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、それぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の第1電極と上記第1および第2の電源端子間に接続された第1および第2の負荷回路と、上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と上記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ上記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、上記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ上記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路とを備えてなることを特徴としている。
【0027】
また、請求項4記載の発明は、請求項1記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、上記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、上記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、一方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と上記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と上記第の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を上記第2の電源端子に接続され、共通に接続された制御電極を上記一方の第1電極に接続された第7および第8のトランジスタとを備えてなることを特徴としている。
【0028】
また、請求項5記載の発明は、請求項1記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、上記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、上記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と上記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ上記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、一方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と上記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と上記第の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を上記第2の電源端子に接続され、共通に接続された制御電極を上記一方の第1電極に接続された第7および第8のトランジスタと、上記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ上記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路とを備えてなることを特徴としている。
【0029】
また、請求項6記載の発明は表示制御回路に係り、ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに応じた大きさのアナログ信号を出力するセレクタ手段と、上記ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに対応する極性の制御信号を出力する演算増幅器制御手段と、相補的に接続された互いに逆導電型の差動トランジスタ対からなる第1および第2の入力段を有し、上記制御信号の極性に応じて、上記第1の入力段にバイアス電流を供給する第1の定電流源と上記第2の入力段にバイアス電流を供給する第2の定電流源とを選択的にオンに制御されるとともに、上記セレクタ手段の出力を切換信号に応じて互いに逆相に切り替えてそれぞれ上記第1および第2の入力段に接続し、出力端子を切換信号に応じて互いに逆相に切り替えてそれぞれ上記第2および第1の入力段に接続し、かつ上記切換信号によって上記第1の入力段と第2の入力段とを入れ替えるように構成された演算増幅器とを備えてなることを特徴としている。
【0030】
また、請求項7記載の発明は、請求項6記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、上記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、上記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、一方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と上記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と上記第2の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を上記第2の電源端子に接続され、制御電極を共通に接続された第7および第8のトランジスタと、上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端または他方の出力端を、切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて上記共通に接続された第7および第8のトランジスタの制御電極に接続する第1および第2のスイッチと、上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端または一方の出力端を、上記切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて出力に接続する第3および第4のスイッチとを備えてなることを特徴としている。
【0031】
また、請求項8記載の発明は、請求項6記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、第1電極をそれぞれ上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ上記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ上記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、上記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、上記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、上記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、上記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と上記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ上記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、一方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と上記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と上記第2の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を上記第2の電源端子に接続され、制御電極を共通に接続された第7および第8のトランジスタと、上記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ上記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路と、上記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端または他方の出力端を、切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて上記共通に接続された第7および第8のトランジスタの制御電極に接続する第1および第2のスイッチと、上記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端または一方の出力端を、上記切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて出力に接続する第3および第4のスイッチとを備えてなることを特徴としている。
【0032】
また、請求項9記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一記載の表示制御回路に係り、上記ディジタル画像データが、複数ビット幅を持つ階調データからなることを特徴としている。
【0033】
また、請求項10記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一記載の表示制御回路に係り、上記ディジタル画像データが、複数ビット幅を持つ階調データと、出力極性を定める極性データとからなることを特徴としている。
【0034】
また、請求項11記載の発明は、請求項1乃至10のいずれか一記載の表示制御回路に係り、上記演算増幅器制御手段が、上記ディジタル画像データに対応するアナログ信号が、中間電圧より高位側の場合は、Pch側入力段の定電流源をシャット・オフとし、Nch側入力段の定電流源をアクティブとする信号を生成し、上記ディジタル画像データに対応するアナログ信号が、中間電圧より低位側の場合は、Pch側入力段の定電流源をアクティブとし、Nch側入力段の定電流源をシャット・オフとする信号を生成することを特徴としている。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第1実施例
図1は、本発明の第1実施例である、表示制御回路の構成を示すブロック図、図2は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す回路図、図3は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す回路図、図4は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第3の構成例を示す回路図、図5は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第4の構成例を示す回路図である。
【0036】
この例の表示制御回路は、図1に示すように、セレクタ回路1と、演算増幅器制御回路3と、演算増幅器4とから概略構成されている。
セレクタ回路1は、ディジタル画像データ信号線100に接続され、入力ディジタル画像データに応じたアナログ電圧を出力する。
演算増幅器制御回路3は、ディジタル画像データ信号線100に接続され、これから入力される、複数ビット幅を持つ階調データからなるディジタル画像データに応じて、例えば、ディジタル画像データの最上位ビットが1のときは ”H”となり、最上位ビットが0のときは、 ”L”となる制御信号17,18を出力する。
演算増幅器4は、図11または図12に示された従来の演算増幅器とほぼ同様の構成,機能を有する以外に、演算増幅器制御回路3からの制御信号17,18に応じて、Pch側入力段定電流源回路I1とNch側入力段定電流源回路I2とを、それぞれオン・オフ制御可能なようにに構成されている点が異なっている。
【0037】
図2においては、この例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例の入力段のみを示している。
この例の演算増幅器は、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子17に接続されたNchトランジスタM13と、NchトランジスタM13のソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子18に接続されたPchトランジスタM14と、PchトランジスタM14のソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、NchトランジスタM1,M2のそれぞれのドレインと高位側電源端子13との間に接続された第1の負荷回路L1と、PchトランジスタM3,M4のそれぞれのドレインと低位側電源端子14との間に接続された第2の負荷回路L2とから構成されている。
【0038】
以下、図2に示された演算増幅器の動作を説明する。
図2に示された演算増幅器においては、図11に示された従来の演算増幅器と同一の機能を有する部分に同一の符号を付して示されており、これらの動作は、図11に示された従来の演算増幅器と同様である。
演算増幅器制御回路3は、例えば、ディジタル画像データ信号線100のディジタルデータに対応するアナログ信号が、中間電圧よりも高電位側の場合は、演算増幅器の入力端子11,12がハイレベルとなる信号を生成して、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14によって、Nch側入力段の定電流源I1をアクティブとし、Pch側入力段の定電流源I2をシャット・オフとする。
また、ディジタル画像データ信号線100のディジタルデータに対応するアナログ信号が、中間電圧よりも低電位側の場合は、演算増幅器の入力端子11,12がロウレベルとなる信号を生成して、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14によって、Nch側入力段の定電流源I1をシャット・オフとし、Pch側入力段の定電流源I2をアクティブとする。
【0039】
このように、図2に示す演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14を備えたので、常に、定電流源I1またはI2のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができる。
【0040】
この例の表示制御回路における、第2の構成例の演算増幅器は、図3に示すように、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子17に接続されたNchトランジスタM13と、NchトランジスタM13のソースと低位側電源端子14との間に直列に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子18に接続されたPchトランジスタM14と、PchトランジスタM14のソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、NchトランジスタM1,M2のそれぞれのドレインと高位側電源端子13との間に接続された第1の負荷回路L1と、PchトランジスタM3,M4のそれぞれのドレインと低位側電源端子14との間に接続された第2の負荷回路L2と、ドレインをNchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースに接続され、ソースを低位側電源端子14に接続されたNchトランジスタM15と、ドレインをPchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースに接続され、ソースを高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM16と、ソースをそれぞれ高位側電源端子13と低位側電源端子14に接続され、ドレインを共通に出力端子50に接続され、ゲートをそれぞれPchトランジスタM16のゲートとNchトランジスタM15のゲートに接続された、出力段回路を構成するPchトランジスタM11,NchトランジスタM12と、負荷回路L1,L2の出力を並列にした信号15をレベルシフトして、それぞれ出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のゲートに接続する駆動段回路D1とから構成されている。
図3に示された演算増幅器は、図1に示すようにボルテージフォロア接続されるので、一方の入力端子12と出力端子50とは接続されている。
【0041】
以下、図3に示された演算増幅器の動作を説明する。
図3に示された演算増幅器においては、図11に示された従来例の演算増幅器と同一の機能を有する部分に同一の符号を付して示されており、これらの動作は、図11に示された演算増幅器と同様である。
【0042】
また、ディジタル画像データ信号線100のディジタルデータに対応するアナログ信号が、中間電圧よりも高いかまたは低いかに応じて、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14のオン,オフを制御して、常に、Nch側入力段の定電流源I1とPch側入力段の定電流源I2のいずれか一方だけが動作するように制御することによって、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えて、オフセット電圧値を抑制することができることは、図2に示された演算増幅器の場合と同様である。
【0043】
さらに、図3に示された演算増幅器では、入力端子12に対して入力端子11に印加される電圧が上昇する場合には、差動トランジスタ対を構成するNchトランジスタM2のドレインの出力電圧が下降し、これによって駆動段回路D1を介して出力段のPchトランジスタM11および入力段のPchトランジスタM16のゲート電圧が下降するので、PchトランジスタM16の電流が増加し、従って、入力段に流れる電流が、出力端子50の電圧上昇期間だけ大きくなる。また、入力端子12に対して入力端子11に印加される電圧が下降する場合には、差動トランジスタ対を構成するNchトランジスタM2のドレインの出力電圧が上昇し、これによって駆動段回路D1を介して出力段のNchトランジスタM12および入力段のNchトランジスタM15のゲート電圧が上昇するので、NchトランジスタM15の電流が増加し、入力段に流れる電流が、出力端子50の電圧下降期間だけ大きくなる。
【0044】
従って、図3に示された演算増幅器では、NchトランジスタM15,PchトランジスタM16を備えたことによって、信号入力の変化時、入力段の差動トランジスタ対に供給されるバイアス電流が増加して、出力端子50の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができ、演算増幅器の動作を高速化することができる。なお、演算増幅器のこのような機能については、例えば、特許文献3に詳細に記載されている。
【0045】
このように、図3に示す演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12がプッシュ・プル動作を行うので、広出力レンジの出力が得られるともに、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14を介して、常に、定電流源I1またはI2のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができる。
さらに、この例の演算増幅器では、信号入力の変化時、入力段の差動トランジスタ対に供給されるバイアス電流が増加して、出力端子50の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができ、演算増幅器の動作を高速化することができる。
【0046】
図4においては、この例の表示制御回路における、演算増幅器の第3の構成例の入力段のみを示している。
この例の演算増幅器は、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子17に接続されたNchトランジスタM13と、NchトランジスタM13のソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子18に接続されたPchトランジスタM14と、PchトランジスタM14のソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM1のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM5と、ゲートがPchトランジスタM5のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM3のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM6とからなる第1の電流ミラー回路と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM2のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM7と、ゲートがPchトランジスタM7のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM4のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM8とからなる第2の電流ミラー回路とから構成されている。
【0047】
以下、図4に示された演算増幅器の動作を説明する。
図4に示された演算増幅器においては、図12に示された従来例の演算増幅器と同一の機能を有する部分に同一の符号を付して示されており、これらの動作は、図12に示された演算増幅器の場合と同様である。
また、ディジタル画像データ信号線100のディジタルデータに対応するアナログ信号が、中間電圧よりも高いかまたは低いかに応じて、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14のオン,オフを制御して、常に、Nch側入力段の定電流源I1とPch側入力段の定電流源I2のいずれか一方だけが動作するように制御することによって、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えて、オフセット電圧値を抑制することができることは、図2に示された演算増幅器の場合と同様である。
【0048】
このように、図4に示された演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14を介して、常に、定電流源I1またはI2のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができる。
さらに、差動対を構成するNchトランジスタM1のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM3のドレインとが、PchトランジスタM5,M6からなる電流ミラー回路を介してミラー接続され、差動対を構成するNchトランジスタM2のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM4のドレインとが、PchトランジスタM7,M8からなる電流ミラー回路を介してミラー接続されているので、スルーレートが必要なときのみ、入力段のバイアス電流を瞬時的に増加させることによって、定常的な電流を増加させずに、充電または放電のスピードを向上させることができる。
【0049】
また、特許文献2および特許文献3記載の演算増幅器では、この例の場合のNchトランジスタM13,PchトランジスタM14に相当する機能を有せず、入力段に常に一定の電流を流すように構成されていたため、Nch入力段とPch入力段とがともにオンとなる中間の入力レンジでは、入力段の直流利得が増加するので、安定化のため多くの電流を駆動段に流す必要があったが、この例の演算増幅器では、常に一方の入力段がオフになっているので、入力段の直流利得が増加することはなく、従って入力段に流す電流を低減することができる。そのため、この例の演算増幅器では、例えば特許文献3記載の演算増幅器と比べて、消費電流を25%程度削減することができる。
【0050】
この例の表示制御回路における、第4の構成例の演算増幅器は、図5に示すように、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子11,12に接続された、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2と、ソースが共通に接続され、ゲートがそれぞれ入力端子12,11に接続された、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4と、NchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子17に接続されたNchトランジスタM13と、NchトランジスタM13のソースと低位側電源端子14との間に接続された第1の定電流源I1と、PchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースにドレインを接続され、ゲートを制御信号入力端子18に接続されたPchトランジスタM14と、PchトランジスタM14のソースと高位側電源端子13との間に接続された第2の定電流源I2と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM1のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM5と、ゲートがPchトランジスタM5のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM3のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM6とからなる第1の電流ミラー回路と、ゲートおよびドレインが,NchトランジスタM2のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM7と、ゲートがPchトランジスタM7のゲートと接続され、ドレインがPchトランジスタM4のドレインに接続され、ソースが高位側電源端子13に接続されたPchトランジスタM8とからなる第2の電流ミラー回路と、PchトランジスタM3,M4のドレインと低位側電源端子14との間に接続された、NchトランジスタM9,M10からなる負荷回路と、高位側電源端子13と低位側電源端子14にそれぞれソースを接続され、ドレインを共通に出力端子50に接続された出力段回路を構成するPchトランジスタM11,NchトランジスタM12と、負荷回路のNchトランジスタM10のドレインからの信号16をレベルシフトして、それぞれ出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12のゲートに接続する駆動段回路D1とから構成されている。
図5に示された演算増幅器は、図1に示すようにボルテージフォロア接続されるので、一方の入力端子12と出力端子50とは接続されている。
【0051】
以下、図5に示された演算増幅器の動作を説明する。
図5に示された演算増幅器において、図4に示された演算増幅器と同一の機能を有する部分に同一の符号を付して示されており、これらの動作は、図4に示された演算増幅器の場合と同様である。
【0052】
さらに、図5に示された演算増幅器では、差動対を構成するNchトランジスタM1,M2の共通接続されたソースと、低位側電源端子14との間に、ゲートを出力段のNchトランジスタM12のゲートに接続されたNchトランジスタM15を有し、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4の共通接続されたソースと、高位側電源端子13との間に、ゲートを出力段のPchトランジスタM11のゲートに接続されたPchトランジスタM16を有していて、入力端子12に対する入力端子11の印加電圧の上昇または下降に応じて、PchトランジスタM16またはNchトランジスタM15の電流が増加して、入力段に流れる電流が、出力端子50の電圧上昇期間または下降期間だけ大きくなるため、信号入力の変化時、入力段の差動トランジスタ対に供給されるバイアス電流が増加して、出力端子50の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができ、演算増幅器の動作を高速化することができることは、図3に示された演算増幅器の場合と同様である。
【0053】
このように、図5に示す演算増幅器では、互いに逆導電型の差動対トランジスタからなるNch入力段とPch入力段とを抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、出力段のPchトランジスタM11とNchトランジスタM12がプッシュ・プル動作を行うので、広出力レンジの出力が得られるともに、NchトランジスタM13,PchトランジスタM14を介して、常に、定電流源I1またはI2のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができる。
また、この例の演算増幅器では、NchトランジスタM15,PchトランジスタM16を備えることによって、信号入力の変化時、入力段の差動トランジスタ対に供給されるバイアス電流が増加して、出力端子50の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができ、演算増幅器の動作を高速化することができる。
【0054】
さらに、差動対を構成するNchトランジスタM1のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM3のドレインとが、PchトランジスタM5,M6からなる電流ミラー回路を介してミラー接続され、差動対を構成するNchトランジスタM2のドレインと、差動対を構成するPchトランジスタM4のドレインとが、PchトランジスタM7,M8からなる電流ミラー回路を介してミラー接続されているので、スルーレートが必要なときのみ、入力段のバイアス電流を瞬時的に増加させることによって、定常的な電流を増加させずに、充電または放電のスピードを向上させることができる。
なお、この際、常に一方の入力段がオフになっているので、入力段の直流利得が増加することはなく、従って入力段に流す電流を低減することができ、従って例えば特許文献3記載の演算増幅器と比べて、消費電流を25%程度削減することができる点も、図4に記載された演算増幅器の場合と同様である。
【0055】
◇第2実施例
図6は、本発明の第2実施例である、表示制御回路の構成を示すブロック図、図7は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す回路図、図8は、切換信号によるNch入力段とPch入力段の入れ替えの効果を説明するための図、図9は、本実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す回路図である。
【0056】
この例の表示制御回路は、図6に示すように、セレクタ回路1と、演算増幅器制御回路3と、演算増幅器5とから概略構成されている。
これらのうち、セレクタ回路1,演算増幅器制御回路3は、図1に示された第1実施例の場合と同様である。
演算増幅器5は、図1に示された第1実施例の演算増幅器4とほぼ同様の構成,機能を有する以外に、その信号入力側と信号入出力間に、切換信号19によってオン,オフを制御されるスイッチ(21,22),(23,24)を有する点が異なっている。
ここで、切換信号19は、外部の図示しない制御回路から入力されるものであって、液晶または有機EL等のようなパネルモジュールに画像を書込む際に、画面の1フレームごとまたは1ラインごとに、 ”H”と ”L”に切り替えられるようになっている。
【0057】
この例の表示制御回路における、第1の構成例の演算増幅器は、図7に示すように、図4に示された演算増幅器と同様の構成を有する以外に、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4の両ドレイン間に、切換信号19によって切り替えられるスイッチ(31,32),(33,34)を有する点が異なっている。
【0058】
図7に示す演算増幅器において、例えば切換信号19が ”H”のときは、演算増幅器外部のスイッチ21,23がオフ、スイッチ22,24がオンとなり、演算増幅器内部のスイッチ31,34がオン,スイッチ32,33がオフとなるが、この場合の接続状態は、図4に示された演算増幅器と同一であって、その動作もまた異ならない。
一方、切換信号19が ”L”のときは、演算増幅器外部のスイッチ21,23がオン、スイッチ22,24がオフとなり、演算増幅器内部のスイッチ31,34がオフ,スイッチ32,33がオンとなるが、この場合の接続状態は、図4に示された演算増幅器において、入力端子11,12に対して、Nchトランジスタからなる差動対と、Pchトランジスタからなる差動対とが入れ代わって接続された状態となる。
【0059】
このように、切換信号19によって、Nch入力段とPch入力段とを入れ替えて信号入力端子に接続することによって、入力レベルの変化に対する、Nch入力段とPch入力段との出力特性の誤差(線形性の誤差)を、見かけ上、減少させる効果がある。
【0060】
図8は、切換信号によるNch入力段とPch入力段の入れ替えの効果をイメージ的に説明するものである。
図8において、 (a)は、切換信号19が ”H”のときの、画像データと出力電圧との関係を示したものであって、入力レベルが中間電圧の場合を切替ポイントとして、出力電圧特性が変化することが示されている。
また、図8において、 (b)は、切換信号19が ”L”のときの、画像データと出力電圧との関係を示したものであって、入力レベルが中間電圧の場合を切替ポイントとして、出力電圧特性が (a)の場合と逆の傾向で変化することが示されている。
【0061】
このような線形性の誤差は、演算増幅器の製造工程において、各トランジスタの寸法精度の誤差等に基づいて生じた性能上の誤差(不平衡)によるものであって、このような誤差の大部分は入力差動対の製造ばらつきによって発生する。
そこで、入力端子11,12に対して、適当な時間間隔で入力差動対を入れ替えることによって、このような誤差を平均化して、入力レベルの変化に対する、Nch入力段とPch入力段との出力特性の誤差を、見かけ上減少させることができる。
図8において (c)は、このような、入力差動対の入れ替えを行ったときの、画像データと出力電圧との特性を例示したものであって、入力差動対の性能誤差に基づく出力電圧特性の変化が平均化されて、見かけ上の直線性が向上したことが示されている。
【0062】
このように、この例の演算増幅器によれば、図4に示された演算増幅器と同様の効果が得られるとともに、入力差動対の製造ばらつき等に基づく、直線性の劣化を改善して、画質を向上させることができる。
【0063】
この例の表示制御回路における、第2の構成例の演算増幅器は、図9に示すように、図5に示された演算増幅器と同様の構成を有する以外に、差動対を構成するPchトランジスタM3,M4の両ドレイン間に、切換信号19によって切り替えられるスイッチ(31,32),(33,34)を有する点が異なっている。
【0064】
図9に示す演算増幅器において、切換信号19によって切り替えられるスイッチ(31,32),(33,34)の動作とその効果は、図7に示された演算増幅器の場合と同様である。
すなわち、切換信号19によって、Nch入力段とPch入力段とを入れ替えて入力端子11,12に接続することによって、入力レベルの変化に対する、Nch入力段とPch入力段との出力特性の誤差(線形性の誤差)を、見かけ上減少させることができる。
【0065】
このように、この例の演算増幅器によれば、図5に示された演算増幅器と同様の効果が得られるとともに、入力差動対の製造ばらつき等に基づく、出力信号の直線性の劣化を改善して、画質を向上させることができる。
【0066】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の各構成例の演算増幅器において、各トランジスタの導電型および各定電流源の極性等を逆にして相補構成した回路によって、同様の効果を得られる演算増幅器とこれを利用した表示制御回路を実現できることは明らかである。また、上述の各構成例の演算増幅器において、電界効果トランジスタによって差動対を構成する代わりに、バイポーラトランジスタによって差動対を構成するようにしても、同様の効果が得られることも明らかである。また、各実施例の演算増幅器制御回路において、極性データから制御信号の出力極性を定める代わりに、階調データが所定の中間値より大きいか又は小さいかを判定して、制御信号の極性を定めるようにしてもよい。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第1実施例の表示制御回路によれば、演算増幅器において、互いに逆導電型の両入力段を抱き合わせて構成したので、相補的にフルレンジ入力可能であり、また、出力段がプッシュ・プル動作を行うので、広出力レンジの出力が得られる。
また、常に、両入力段の定電流源のいずれか一方だけが動作するように制御されるので、フルレンジにおいて電流量の変化を抑えることによって、オフセット電圧値を抑制することができるとともに、入力段の直流利得を増加させることなく、入力段に流す電流を低減して、低消費電流化を図ることができる。
さらに信号入力の変化時、入力段の差動対に供給されるバイアス電流が増加して出力段の電圧変化を助長するので、一時的に大きなスルーレートを得ることができるので、動作を高速化でき、また、スルーレートが必要なときのみ、入力段のバイアス電流を瞬時的に増加させることによって、定常的な電流を増加させずに、充電または放電のスピードを向上させることができる。
【0068】
また、本発明の第2実施例の表示制御回路によれば、第1実施例の場合と同様の効果が得られるとともに、演算増幅器における、製造ばらつきに基づく入力差動対の性能上の不平項を平均化して、入力レベルの変化に対する出力特性の線形性の劣化を見かけ上改善して、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である、表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図2】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す回路図である。
【図3】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す回路図である。
【図4】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第3の構成例を示す回路図である。
【図5】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第4の構成例を示す回路図である。
【図6】本発明の第2実施例である、表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図7】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す回路図である。
【図8】切換信号によるNch入力段とPch入力段の入れ替えの効果を説明するための図である。
【図9】同実施例の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す回路図である。
【図10】従来の表示制御回路の構成例を示す図である。
【図11】従来の表示制御回路における、演算増幅器の第1の構成例を示す図である。
【図12】従来の表示制御回路における、演算増幅器の第2の構成例を示す図である。
【符号の説明】
M1,M2(第1の差動対トランジスタ),M9(第7のトランジスタ),M10(第8のトランジスタ),M12(第6のトランジスタ),M13(第1のトランジスタ),M15(第3のトランジスタ)
Nchトランジスタ
M3,M4(第2の差動対トランジスタ),M5,M6(第1の電流ミラー回路),M7,M8(第2の電流ミラー回路),M11(第5のトランジスタ),M14(第2のトランジスタ),M16(第4のトランジスタ)
Pchトランジスタ
L1,L2 負荷回路
I1,I2 定電流源
D1 駆動段回路
1 セレクタ回路(セレクタ手段)
3 演算増幅器制御回路(演算増幅器制御手段)
4,5 演算増幅器
11,12 入力端子
13 高位側電源端子
14 低位側電源端子
17,18 制御信号入力端子
19 切換信号
31 スイッチ(第1のスイッチ)
32 スイッチ(第2のスイッチ)
33 スイッチ(第3のスイッチ)
34 スイッチ(第4のスイッチ)
50 出力端子
100 ディジタル画像データ信号線
Claims (11)
- ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに応じた大きさのアナログ信号を出力するセレクタ手段と、
前記ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに対応する極性の制御信号を出力する演算増幅器制御手段と、
相補的に接続された互いに逆導電型の差動トランジスタ対からなる第1および第2の入力段を有し、前記制御信号の極性に応じて、前記第1の入力段にバイアス電流を供給する第1の定電流源と前記第2の入力段にバイアス電流を供給する第2の定電流源とを選択的にオンに制御される演算増幅器とを備えてなることを特徴とする表示制御回路。 - 前記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、
一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、
第1電極をそれぞれ前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ前記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ前記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、
それぞれ前記第1および第2の差動トランジスタ対の第1電極と前記第1および第2の電源端子間に接続された第1および第2の負荷回路とを備えてなることを特徴とする請求項1記載の表示制御回路。 - 前記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、
一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、
第1電極をそれぞれ前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ前記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ前記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、
それぞれ前記第1および第2の差動トランジスタ対の第1電極と前記第1および第2の電源端子間に接続された第1および第2の負荷回路と、
前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と前記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、
第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ前記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、
前記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ前記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路とを備えてなることを特徴とする請求項1記載の表示制御回路。 - 前記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、
一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、
第1電極をそれぞれ前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ前記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ前記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、
前記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、前記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、
前記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、前記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、
一方の第1電極を前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と前記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と前記第の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を前記第2の電源端子に接続され、共通に接続された制御電極を前記一方の第1電極に接続された第7および第8のトランジスタとを備えてなることを特徴とする請求項1記載の表示制御回路。 - 前記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、
一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、
第1電極をそれぞれ前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ前記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ前記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、
前記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、前記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、
前記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、前記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、
前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と前記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、
第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ前記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、
一方の第1電極を前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と前記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と前記第の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を前記第2の電源端子に接続され、共通に接続された制御電極を前記一方の第1電極に接続された第7および第8のトランジスタと、
前記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ前記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路とを備えてなることを特徴とする請求項1記載の表示制御回路。 - ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに応じた大きさのアナログ信号を出力するセレクタ手段と、
前記ディジタル画像データ信号線に接続され、入力されたディジタル画像データに対応する極性の制御信号を出力する演算増幅器制御手段と、
相補的に接続された互いに逆導電型の差動トランジスタ対からなる第1および第2の入力段を有し、前記制御信号の極性に応じて、前記第1の入力段にバイアス電流を供給する第1の定電流源と前記第2の入力段にバイアス電流を供給する第2の定電流源とを選択的にオンに制御されるとともに、前記セレクタ手段の出力を切換信号に応じて互いに逆相に切り替えてそれぞれ前記第1および第2の入力段に接続し、出力端子を切換信号に応じて互いに逆相に切り替えてそれぞれ前記第2および第1の入力段に接続し、かつ前記切換信号によって前記第1の入力段と第2の入力段とを入れ替えるように構成された演算増幅器とを備えてなることを特徴とする表示制御回路。 - 前記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、
一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、
第1電極をそれぞれ前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ前記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ前記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、
前記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、前記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、
前記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、前記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、
一方の第1電極を前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と前記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と前記第2の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を前記第2の電源端子に接続され、制御電極を共通に接続された第7および第8のトランジスタと、
前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端または他方の出力端を、切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて前記共通に接続された第7および第8のトランジスタの制御電極に接続する第1および第2のスイッチと、
前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端または一方の出力端を、前記切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて出力に接続する第3および第4のスイッチとを備えてなることを特徴とする請求項6記載の表示制御回路。 - 前記演算増幅器が、第1および第2の入力端子にそれぞれ制御電極を接続され、第2電極をそれぞれ共通に接続されたた互いに逆導電型の第1および第2の差動トランジスタ対と、
一端をそれぞれ第2および第1の電源端子に接続された第1および第2の定電流源と、
第1電極をそれぞれ前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極に接続され、第2電極をそれぞれ前記第1および第2の定電流源の他端に接続され、制御電極にそれぞれ前記制御信号を接続された互いに逆導電性の第1および第2のトランジスタと、
前記第1の差動トランジスタ対の一方の出力端および前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と、前記第1の電源端子間に接続された第1の電流ミラー回路と、
前記第1の差動トランジスタ対の他方の出力端および前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と、前記第1の電源端子間に接続された第2の電流ミラー回路と、
前記第1および第2の差動トランジスタ対の共通接続された第2電極と前記第2および第1の電源端子間に接続された、互いに逆導電性の第3および第4のトランジスタと、
第1電極を共通に出力端子に接続され第2電極をそれぞれ前記第1および第2の電源端子に接続され、それぞれの制御電極からの入力によってプッシュ・プル動作を行う、互いに逆導電性の第5および第6のトランジスタと、
一方の第1電極を前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端と前記第1の電流ミラー回路とに接続され、他方の第1電極を前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端と前記第2の電流ミラー回路とに接続され、それぞれの第2電極を前記第2の電源端子に接続され、制御電極を共通に接続された第7および第8のトランジスタと、
前記第1および第2の負荷回路から並列に入力された信号をレベル・シフトして、それぞれ前記第5および第6のトランジスタの制御電極に供給する駆動回路と、
前記第2の差動トランジスタ対の一方の出力端または他方の出力端を、切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて前記共通に接続された第7および第8のトランジスタの制御電極に接続する第1および第2のスイッチと、
前記第2の差動トランジスタ対の他方の出力端または一方の出力端を、前記切換信号に応じて互いに逆相に切り替えて出力に接続する第3および第4のスイッチとを備えてなることを特徴とする請求項6記載の表示制御回路。 - 前記ディジタル画像データが、複数ビット幅を持つ階調データからなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一記載の表示制御回路。
- 前記ディジタル画像データが、複数ビット幅を持つ階調データと、出力極性を定める極性データとからなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一記載の表示制御回路。
- 前記演算増幅器制御手段が、前記ディジタル画像データに対応するアナログ信号が、中間電圧より高位側の場合は、Pch側入力段の定電流源をシャット・オフとし、Nch側入力段の定電流源をアクティブとする信号を生成し、前記ディジタル画像データに対応するアナログ信号が、中間電圧より低位側の場合は、Pch側入力段の定電流源をアクティブとし、Nch側入力段の定電流源をシャット・オフとする信号を生成することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一記載の表示制御回路。
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