JP2006309776A - 画像データ記憶装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】最小バス配線数で、行方向および列方向ともに1回のアクセスで一列または一行の画素データを並列に読み出すことができるようにする。
【解決手段】(n個の列×p個の行)個分の画素データを、n個の列の画素データをn個の物理的バンクに対応させて記憶する記憶素子と、各列の記憶素子毎にp個の記憶素子を共通接続し、n個の物理バンクから画素データを出力するためのn個のデータバスと、行毎に設けられ、各行の記憶素子のうちの画素データを出力する記憶素子を選択するp個のアドレスデコーダと、n個のデータバスから所要のデータバスを選択して、その選択したデータバス上の画像データを出力するセレクタとを有する回路と、同一基本画素グループ内の同一列の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように、且つ、同一基本画素グループ内の同一行の画素データが同一の物理的バンクに記憶されない記憶制御手段とを備える。
【選択図】図2

Description

この発明は液晶表示装置などの各種の表示装置などにおいて用いられる画像データ記憶装置に係り、特に、2次元グラフィックスや3次元グラフィックスなどに好適で、且つ、小型化が可能な画像データ記憶装置に関するものである。
図6は液晶表示装置の表示画面における画素レイアウト例を示す概念図である。同図に示すように、1つの表示画面はマトリックス状に配列された多数の画素により構成されている。以下、その配列の一方を行方向、他方を列方向と呼ぶ。そして、当該液晶表示装置では、基本的には各画素に対応して設けられた液晶素子に対して画素データに応じた電圧を順次印加することにより、全ての画素の透過率(反射率)を制御し、この透過率(反射率)の分布として1つの画像を表示する。
そして、このような表示装置などにおいて用いられる画像データ記憶装置は、例えば当該多数の画素に対応する多数の画素データを画面のちらつきが生じないような時間の間に読み出す必要があるため、各種の工夫がなされている。
図7はこのように画像読み出しを考慮した場合に得られる画像データ記憶用集積回路のレイアウト例を示す概念図である。図において、51,…,55はそれぞれメモリをレイアウトする際に記憶領域の繰り返し単位となる物理的バンクであり、8,…,8はそれぞれ当該物理的バンク51,…,55にp組ずつ設けられ、画素データに対応したバス幅mを有するメモリバスであり、61,…,64はそれぞれ1つのメモリバス8に接続された複数の記憶素子からなるメモリグループであり、71,…,74は各メモリグループ61,…,64毎に設けられ、画素データを出力する記憶素子を選択するためのアドレスデコーダであり、9は上記複数のメモリバス8,…,8から所定のメモリバス8(ここでは5組)を選択して、その選択したメモリバス8上の画像データを出力するセレクタである。また、上記各メモリバス8のバス幅(バス用配線数)は画素の階調数などに応じて決まり、当該画素に必要なビット数がmビットである場合には通常バス幅もm本に設定される。なお、以下の説明では、上記物理的バンクの個数はn個(i=1,…,n)とする。
次にこの画像データ記憶用集積回路への画像データ記憶方法について説明する。上記画像データ記憶用集積回路では、例えば、図6に示すように、表示画像を構成する多数の画素を(p×n)個毎の画素グループに分け、各グループの左上端の画素の画素データを(1,1)メモリグループ61に記憶させ、その1つ右隣の画素の画素データを(1,2)メモリグループ61に記憶させ、以下同様に記憶させた後、右上端の画素の画素データを(1,n)メモリグループ61に記憶させ、上から2行目の左端の画素の画素データを(2,1)メモリグループ62に記憶させ、以下同様に記憶させた後、左下端の画素の画素データを(p,1)メモリグループ6に記憶させ、以下同様に記憶させた後、右下端の画素の画素データを(p,n)メモリグループ6に記憶させる。
次に読み出し動作について説明する。そして、一般的な画像表示動作の際には、例えば、「第一のメモリグループ61,…,61のデータを出力するようにセレクタ9を設定した上でアドレスデコーダ71,…,71を動作させて一行目の画素に対応する画像データをn画素毎に読み出し、第二のメモリグループ62,…,62のデータを出力するようにセレクタ9を設定した上でアドレスデコーダ72,…,72を動作させて二行目の画素に対応する画像データをn画素毎に読み出し、第三のメモリグループ63,…,63のデータを出力するようにセレクタ9を設定した上でアドレスデコーダ73,…,73を動作させて三行目の画素に対応する画像データをn画素毎に読み出し、第四のメモリグループ64,…,64のデータを出力するようにセレクタ9を設定した上でアドレスデコーダ74,…,74を動作させて四行目の画素に対応する画像データをn画素毎に読み出し、再び、第一のメモリグループ61,…,61のデータを出力するようにセレクタ9を設定した上でアドレスデコーダ71,…,71を動作させて五行目の画素に対応する画像データをn画素毎に読み出し、……」といった動作を繰り返すことにより画像データを各行毎に画像データ記憶用集積回路から読み出す。
以上のように、上記画像データ記憶用集積回路では、画素データをn個ずつまとめて読み出すことができるので、1つの表示画像を表示するために必要となる時間が1/nとなり、これにより多数の画素データを画面のちらつきが生じないような時間の間に読み出すことができる。
また、このような画像データ用集積回路では、3次元グラフィックスなどの画像を表示する際に、表示画像が変化した部位の画素データを当該n行1列単位に書き替えたりする場合がある。そして、上記画像データ記憶用集積回路では、第一の物理的バンク51の複数の画素データを出力するようにセレクタ9を設定した上で当該第一の物理的バンク51に設けられた全てのアドレスデコーダ71,…,74を動作させることにより各列毎に4つの画素データずつ読み出すこともでき、これにより、各列毎にの画像データを読み出すことができる。
従来の画像データ記憶用集積回路は以上のように構成されているので、各物理的バンクに対してp組のメモリバスを設ける必要があり、その結果各物理的バンクから画素データ読み出しに必要となる配線数は(m×p)本となり、ひいては当該メモリ全体で必要となる配線数は(m×n×p)本となってしまう。従って、大画面高階調の表示画像に対応しようとする際には、この多数のバス用の配線がメモリの小型化を妨げる一要因となってしまうという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、バス用の配線数を抑制しつつ大画面高階調に対応することができ、ひいては、メモリの小型化を図りつつ大画面高階調に対応することができる画像データ記憶装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、表示画像を(n個の列×p個の行)個の画素データで構成される基本画素グループに分割した際の1つの基本画素グループの画素データを記憶して表示装置へ出力する画像データ記憶装置において、前記(n個の列×p個の行)個分の画素データを、n個の列の画素データをn個の物理的バンクに対応させて記憶する複数の記憶素子と、各列の記憶素子毎にp個の記憶素子を共通接続し、前記n個の物理バンクから画素データを出力するためのn個のデータバスと、前記行毎に設けられ、各行の記憶素子のうちの画素データを出力する記憶素子を選択するp個のアドレスデコーダと、前記n個のデータバスから所要のデータバスを選択して、その選択したデータバス上の画像データを出力するセレクタとを有する画像データ記憶用集積回路と、同一基本画素グループ内の同一列の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように、且つ、同一基本画素グループ内の同一行の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように基本画素グループの画素データを前記複数の記憶素子に記憶させる画像データ記憶制御手段と、を備え、前記複数の記憶素子から基本画素グループの1行分の画素データを読み出す際には、p個のアドレスデコーダのうちの1つのアドレスデコーダを動作させて対応する行のn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスおよびセレクタを介して並列に出力するとともに、複数の記憶素子から基本画素グループの1列分の画素データを読み出す際には、p個のアドレスデコーダを全て動作させて各アドレスデコーダによって所要の列の記憶素子を選択して選択したp個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスのうちのp個のデータバスおよびセレクタを介して並列に出力することを特徴とする。
また、この発明では、表示画像を(n個の列×n個の行)個の画素データで構成される基本画素グループに分割した際の1つの基本画素グループの画素データを記憶して表示装置へ出力する画像データ記憶装置において、前記(n個の列×n個の行)個分の画素データを、n個の列の画素データをn個の物理的バンクに対応させて記憶する複数の記憶素子と、各列の記憶素子毎にn個の記憶素子を共通接続し、前記n個の物理バンクから画素データを出力するためのn個のデータバスと、前記行毎に設けられ、各行の記憶素子のうちの画素データを出力する記憶素子を選択するn個のアドレスデコーダとを有する画像データ記憶用集積回路と、同一基本画素グループ内の同一列の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように、且つ、同一基本画素グループ内の同一行の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように基本画素グループの画素データを前記複数の記憶素子に記憶させる画像データ記憶制御手段とを備え、前記複数の記憶素子から基本画素グループの1行分の画素データを読み出す際には、n個のアドレスデコーダのうちの1つのアドレスデコーダを動作させて対応する行のn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスを介して並列に出力するとともに、複数の記憶素子から基本画素グループの1列分の画素データを読み出す際には、n個のアドレスデコーダを全て動作させて各アドレスデコーダによって所要の列の記憶素子を選択して選択したn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスを介して並列に出力することを特徴とする。
以上説明したとおり、この発明によれば、アドレスデコーダを行毎に設けるとともに、データバスを各物理バンク毎に設けるという一系統のアドレスおよび一系統のデータバスである最小バス配線数のハードウェア構成の記憶装置に対し、同一基本画素グループ内の同一列の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように、且つ、同一基本画素グループ内の同一行の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように基本画素グループの画素データを前記複数の記憶素子に記憶させ、これにより複数の記憶素子から基本画素グループの1行分の画素データを読み出す際には、p個のアドレスデコーダのうちの1つのアドレスデコーダを動作させて対応する行のn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスおよびセレクタを介して並列に出力するとともに、複数の記憶素子から基本画素グループの1列分の画素データを読み出す際には、p個のアドレスデコーダを全て動作させて各アドレスデコーダによって所要の列の記憶素子を選択して選択したp個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスのうちのp個のデータバスおよびセレクタを介して並列に出力するようにしたので、一系統のアドレスおよび一系統のデータバスである最小バス配線数で、行方向および列方向ともに1回のアクセスで一列または一行の画素データを並列に読み出すことができる。
また、この発明によれば、アドレスデコーダを行毎に設けるとともに、データバスを各物理バンク毎に設けるという一系統のアドレスおよび一系統のデータバスである最小バス配線数のハードウェア構成の記憶装置に対し、同一基本画素グループ内の同一列の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように、且つ、同一基本画素グループ内の同一行の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように基本画素グループの画素データを前記複数の記憶素子に記憶させ、これにより複数の記憶素子から基本画素グループの1行分の画素データを読み出す際には、n個のアドレスデコーダのうちの1つのアドレスデコーダを動作させて対応する行のn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスを介して並列に出力するとともに、複数の記憶素子から基本画素グループの1列分の画素データを読み出す際には、n個のアドレスデコーダを全て動作させて各アドレスデコーダによって所要の列の記憶素子を選択して選択したn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスを介して並列に出力するようにしたので、セレクタを無くすことができるとともに、一系統のアドレスおよび一系統のデータバスである最小バス配線数で、行方向および列方向ともに1回のアクセスで一列または一行の画素データを並列に読み出すことができる。
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による画像データ記憶装置およびその周辺装置の構成を示すブロック図である。図において、1は順次入力される画像データを複数の画素データ毎にまとめて出力する画像データ記憶制御手段であり、2は当該複数の画素データを記憶する画像データ記憶手段であり、3は当該画像データ記憶手段2から画像データを所定数ずつ読み出す画像データ読出制御手段であり、4は当該画像データに基づいて表示を行う液晶表示装置である。そして、上記画像データ記憶制御手段1、画像データ記憶手段2および画像データ読出制御手段3は集積回路として実現されている。
図2は上記画像データ記憶手段2のレイアウトを示す概念図である。図において、51,…,55はそれぞれメモリをレイアウトする際に記憶領域の繰り返し単位となるn個の物理的バンクであり、8はそれぞれ当該物理的バンク51,…,55毎に1組ずつ設けられ、画素データに対応したバス幅mを有するメモリバスであり、61,…,64はそれぞれ複数の記憶素子からなるとともに各物理的バンク毎に4つずつ設けられたメモリグループであり、71,…,74は各物理的バンク51,…,55の1つのメモリグループ61,…,64に対して、画像データを出力する記憶素子を選択するための出力制御信号を出力する4つのアドレスデコーダであり、9はn本のメモリバス8から所定のメモリバス8を選択して、その選択したメモリバス8上の画像データを出力するセレクタである。
次に動作について説明する。画像データが入力されると上記画像データ記憶制御手段1は、5つの画素データ毎に画像データ記憶手段2へ出力する。そして、当該画像データ記憶手段2は上記5つの画素データを同時に各物理的バンク51,…,55に供給し、アドレスデコーダ71,…,74により指定される記憶素子に当該画素データを記憶させる。そして、このような作業により1つの表示画面の画像が記憶されたら、上記画像データ読出制御手段3は画素データを読み出してそれに基づいた印加電圧情報を出力し、液晶表示装置4は当該印加電圧情報に応じた電圧を液晶素子に対して印加し、この液晶素子の透過率(反射率)の分布として1つの画像を表示する。
次に記憶動作について詳しく説明する。図3は液晶表示装置4における画素のマトリックスを示す説明図である。図に示すように、この実施の形態1で使用した液晶表示装置4では複数の画素がs行l列(s,l)に配列された構成となっている。また、この実施の形態1では上記画像データ記憶制御手段1には、1行目の1列目(1,1)からl列目(1,l)までが順番に入力され、次に2行目(2,1)〜(2,l)、3行目(3,1)〜(3,l)、以下同様にして、最後にs行目(s,1)〜(s,l)の順番で画素データが入力されるものとする。
このような入出力条件の下で画像データ記憶制御手段1は、当該画素データを入力された順番において各行毎に5つずつに区切って画像データ記憶手段2に出力する。
また、当該画像データ記憶制御手段1は、各行毎に同一列にある画素データの出力先を切り替えるように動作する。具体的には、図3と図2とを比較すれば明らかなように、1行目においては第一の物理的バンク51には各画素グループの1列目の画素データ(1,1)が記憶されるように、2行目においては第一の物理的バンク51には各画素グループの2列目の画素データ(2,2)が記憶されるように、3行目においては第一の物理的バンク51には各画素グループの3列目の画素データ(3,3)が記憶されるように、4行目においては第一の物理的バンク51には各画素グループの4列目の画素データ(4,4)が記憶されるように、5行目においては元に戻って第一の物理的バンク51には各画素グループの1列目の画素データ(1,1)が記憶されるようにと順次切り替える。
その結果、表示画面の画素データは、図3および図2に示すように、表示画像を(4行×5列)個を1単位とする画素グループごとに分割して記憶されるとともに、各画素データを物理的バンクに記憶させる際には、当該画素グループ内の同一列の画素データと同一の物理的バンクに記憶されないように、且つ、当該画素グループ内の同一行の画素データと同一の物理的バンクに記憶されないように記憶される。
次に読み出し動作について詳しく説明する。まず、各行毎に画素データを読み出す際には、第一のアドレスデコーダ71を動作させて、全ての物理的バンク51,…,55から画素グループの一行目の画素(1,1)〜(1,5)に対応する5つの画像データを出力する。これを1行分繰り返した後、第二のアドレスデコーダ72を動作させて、全ての物理的バンク51,…,55から画素グループの2行目(2,1)〜(2,5)の画素に対応する5つの画像データを出力する。これらの一連の動作を全ての行について繰り返すことにより、1つの表示画面を形成するために必要な画像データを液晶表示装置4に出力することができる。
また、各列毎に画素データを読み出す際には、全てのアドレスデコーダ71,…,74を動作させて、全ての物理的バンク51,…,55から4行分の画素(例えば(1,1)〜(4,1))を読み出す動作を1列分繰り返す。これを所定の列数行う。これらの一連の動作を所定の行について繰り返すことにより、表示画面の一部を書き替えて新しい画面を形成することができる。
以上のように、この実施の形態1では、p(=4)個のメモリグループを有するn(=5)個の物理的バンクと、各物理的バンク毎に1組ずつ設けられたn(=5)組のメモリバスと、当該n(=5)組のメモリバスから所定の数のメモリバス(5または4本)を選択して画像データを出力するセレクタとを有するように構成したので、バス数を物理的バンクと同数までに削減することができる。従って、図7に示した画像データ記憶用集積回路に比べてメモリバスの配線数は1/pに減少し、しかも、このメモリバスの配線数の減少とともにセレクタの規模も1/pに減少する。その結果、画像データ記憶用集積回路、ひいては画像データ記憶装置の小型化を図りつつ大画面高階調に対応することができる。
以上のように、この実施の形態1によれば、メモリバスに画素データを出力する記憶素子を選択するアドレスデコーダが複数の物理的バンクに共通に設けられているので、図7に示した画像データ記憶用集積回路のようにアドレスデコーダを各メモリグループ毎に設ける必要はなく、その規模を1/pまで削減することができる。従って、更にメモリの小型化を図りつつ大画面高階調に対応することができる。
この実施の形態1によれば、上述した画像データ記憶用集積回路に対して、表示画像を(n×p)個を1単位とする画素グループごとに分割して記憶させるとともに、各物理的バンクには当該画素グループ内の同一列の画素データが重ならないように、且つ、当該画素グループ内の同一行の画素データが重ならないように記憶させるので、所定の画素の配列方向において連続する複数の画素を同時に読み出すことができるばかりか、当該配列方向とは異なる方向においても複数の画素を同時に読み出すことができる。従って、上述したように装置の小型化を図ったとしても、3次元グラフィックスなどの画像を表示する際に、画像が変化した列を当該p個単位に書き替えることが可能である。
実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2による画像データ記憶手段のレイアウトを示す概念図である。物理的バンク51,…,54の個数が4個になるとともに、セレクタ9が削除されている以外は実施の形態1と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
次に動作について説明する。図5に示すように、この実施の形態2では4行4列の画素(4,4)毎に画素グループが構成されるとともに、各メモリグループ61,…,64に記憶させる画素は図4に示すように変化している。そして、画像データ記憶制御手段1からは4つの画像データが同時に出力され、これが直接各物理的バンク51,…,54に入力される。また、各物理的バンク51,…,54から出力された画素データは画像データ読出制御手段3に直接出力される。これ以外の動作は実施の形態1と同様なので説明を省略する。
以上のように、この実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の作用効果を奏するとともに、物理的バンクはそれぞれ、表示画像をn2 個(n=p=4)の画素で構成される複数の画素グループに分割した場合、少なくとも全ての画素グループ内のn個の画素を記憶することができる記憶容量に形成されるとともに、上記メモリバスは各物理的バンクと1対1対応で設けられ且つそれぞれが上記表示画像に必要なバス幅を有するように構成されているので、バス本数を物理的バンクと同数まで削減することができ、従来の画像データ用メモリに比べてバス配線数は1/pに減少する。また、メモリバスの配線数と同時読み出しする画素データに必要な配線数とが同一となるので、セレクタは不要である。その結果、画像データ用メモリの小型化を図りつつ大画面高階調に対応することができる。
この発明の実施の形態1による画像データ記憶装置およびその周辺装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1による画像データ記憶手段のレイアウトを示す概念図である。 この発明の実施の形態1による液晶表示装置における画素のマトリックスを示す説明図である。 この実施の形態2による画像データ記憶手段のレイアウトを示す概念図である。 この発明の実施の形態2による液晶表示装置における画素のマトリックスを示す説明図である。 液晶表示装置の表示画面における画素レイアウト例を示す概念図である。 画像データ記憶用集積回路のレイアウト例を示す概念図である。
符号の説明
1 画像データ記憶制御手段、2 画像データ記憶手段(画像データ記憶用集積回路)、8 メモリバス、9 セレクタ、51,52,53,54,55 物理的バンク、71,72,73,74 アドレスデコーダ。

Claims (2)

  1. 表示画像を(n個の列×p個の行)個の画素データで構成される基本画素グループに分割した際の1つの基本画素グループの画素データを記憶して表示装置へ出力する画像データ記憶装置において、
    前記(n個の列×p個の行)個分の画素データを、n個の列の画素データをn個の物理的バンクに対応させて記憶する複数の記憶素子と、
    各列の記憶素子毎にp個の記憶素子を共通接続し、前記n個の物理バンクから画素データを出力するためのn個のデータバスと、
    前記行毎に設けられ、各行の記憶素子のうちの画素データを出力する記憶素子を選択するp個のアドレスデコーダと、
    前記n個のデータバスから所要のデータバスを選択して、その選択したデータバス上の画像データを出力するセレクタと、
    を有する画像データ記憶用集積回路と、
    同一基本画素グループ内の同一列の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように、且つ、同一基本画素グループ内の同一行の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように基本画素グループの画素データを前記複数の記憶素子に記憶させる画像データ記憶制御手段と、
    を備え、前記複数の記憶素子から基本画素グループの1行分の画素データを読み出す際には、p個のアドレスデコーダのうちの1つのアドレスデコーダを動作させて対応する行のn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスおよびセレクタを介して並列に出力するとともに、複数の記憶素子から基本画素グループの1列分の画素データを読み出す際には、p個のアドレスデコーダを全て動作させて各アドレスデコーダによって所要の列の記憶素子を選択して選択したp個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスのうちのp個のデータバスおよびセレクタを介して並列に出力することを特徴とする画像データ記憶装置。
  2. 表示画像を(n個の列×n個の行)個の画素データで構成される基本画素グループに分割した際の1つの基本画素グループの画素データを記憶して表示装置へ出力する画像データ記憶装置において、
    前記(n個の列×n個の行)個分の画素データを、n個の列の画素データをn個の物理的バンクに対応させて記憶する複数の記憶素子と、
    各列の記憶素子毎にn個の記憶素子を共通接続し、前記n個の物理バンクから画素データを出力するためのn個のデータバスと、
    前記行毎に設けられ、各行の記憶素子のうちの画素データを出力する記憶素子を選択するn個のアドレスデコーダと、
    を有する画像データ記憶用集積回路と、
    同一基本画素グループ内の同一列の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように、且つ、同一基本画素グループ内の同一行の画素データが同一の物理的バンクに記憶されないように基本画素グループの画素データを前記複数の記憶素子に記憶させる画像データ記憶制御手段と、
    を備え、前記複数の記憶素子から基本画素グループの1行分の画素データを読み出す際には、n個のアドレスデコーダのうちの1つのアドレスデコーダを動作させて対応する行のn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスを介して並列に出力するとともに、複数の記憶素子から基本画素グループの1列分の画素データを読み出す際には、n個のアドレスデコーダを全て動作させて各アドレスデコーダによって所要の列の記憶素子を選択して選択したn個の記憶素子から画素データを前記n個のデータバスを介して並列に出力することを特徴とする画像データ記憶装置。

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