JP2007226096A - Image display device and its control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device which efficiently switches operation systems of a booster circuit and operates, and its control method. <P>SOLUTION: The image display device has the booster circuit (12) which boosts a DC source voltage by a plurality of operation systems, a display section (13) which is driven by an output voltage from the booster circuit and constituted by arraying a plurality of pixels each comprising a spontaneous light emitting element, and a control section (14) which controls the booster circuit to switch the operation system among the plurality of operation systems in an off period of the spontaneous light emitting element. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、昇圧回路を用いた画像表示装置およびその制御方法に関し、特に、昇圧回路の動作方式を効率的に切り替えて動作する画像表示装置およびその制御方法に関する。   The present invention relates to an image display device using a booster circuit and a control method therefor, and more particularly to an image display device that operates by efficiently switching the operation method of the booster circuit and a control method therefor.

近年、携帯電話装置において、有機ELディスプレイが注目されている。有機ELディスプレイは自発光型のディスプレイであり、高輝度、広視野角、超薄型および省電力といった特徴を持っている。有機EL素子は単色で緑色、青色、赤色等の色に発光するものがあり、これらを組み合わせることでマルチカラーディスプレイを作成することができる。また、自発光型であるが故に、バックライトを必要としないために、電力の消費を抑えることができる。ところが、有機ELディスプレイは表示の行われる画素の発光輝度が高い程、電力を消費し、輝度値の高い画素が全画素中に占める割合が高ければ高い程、電力消費が大きくなる。また、携帯電話装置など、有機ELディスプレイに電力を供給する場合、1セル電池電圧では、駆動できないため、バッテリの電圧を昇圧する昇圧電源が必須となる。   In recent years, organic EL displays have attracted attention in mobile phone devices. The organic EL display is a self-luminous display and has features such as high brightness, wide viewing angle, ultra-thinness, and power saving. Some organic EL elements emit light in a single color such as green, blue, and red, and a multi-color display can be created by combining them. In addition, since it is a self-luminous type, a backlight is not required, so that power consumption can be suppressed. However, the organic EL display consumes power as the light emission luminance of the pixel to be displayed increases, and the power consumption increases as the ratio of pixels having a high luminance value among all the pixels increases. Further, when power is supplied to an organic EL display such as a cellular phone device, it cannot be driven with a 1-cell battery voltage, so a boost power source that boosts the voltage of the battery is essential.

従来、昇圧電源においては、DC-DCコンバータ(昇圧回路)を使用する。DC-DCコンバータの出力電流と効率から、昇圧回路を構成するコイルなどに流す電流をスイッチング素子などでオンオフさせて所望の昇圧を得るべく動作する。この動作方式の代表的なものには、パルス幅を調整するパルス幅変調方式、昇圧が必要な分だけの時間にわたってオン動作を行うバースト式、周波数を調整する周波数変調方式などが用いられている。またこれらの方式を選択可能な電源デバイスや、出力電流によって自動で変調方式を切り替えることが可能な電源デバイスが提案されている。   Conventionally, a booster power supply uses a DC-DC converter (boost circuit). Based on the output current and efficiency of the DC-DC converter, the current flowing in the coil constituting the booster circuit is turned on / off by a switching element or the like to operate to obtain a desired booster. Typical examples of this operation method include a pulse width modulation method for adjusting a pulse width, a burst method for performing an on operation for a time required for boosting, and a frequency modulation method for adjusting a frequency. . In addition, a power supply device capable of selecting these methods and a power supply device capable of automatically switching the modulation method according to an output current have been proposed.

自発光型素子の典型的な用途である有機ELディスプレイでは、上述のように表示画像の輝度によって消費電流が変動する。有機ELディスプレイでは、点灯期間と消灯期間があり、かつ点灯期間の消費電流について、表示する画面の輝度によって、輝度が高い場合は消費電流が多く、輝度が低い場合は消費電流が少なく、黒では理論上電流は流れないことになる。よって、有機ELディスプレイの消費電流は、オフ期間による無負荷状態とオン期間による電流可変状態がある。オン期間では、消費電流が変化するため、パルス幅変調方式のDC-DCコンバータでは、低負荷時の効率が悪くなる。また、動作周波数と消費電流によって、昇圧の停止と開始とを繰り返す不連続状態となりノイズ成分が増えることになる。逆にバースト方式では、高負荷時の効率が悪く、出力電圧が降下することを検出してDC-DCコンバータを制御するために、出力電圧のリップル成分が大きくなる。また周波数変調方式については、周波数が変動するために、動作周波数によっては、有機ELディスプレイにちらつきやノイズが発生する。   In an organic EL display, which is a typical application of a self-luminous element, the current consumption varies depending on the brightness of the display image as described above. The organic EL display has a lighting period and a light-off period, and the current consumption during the lighting period depends on the brightness of the screen to be displayed. Theoretically no current flows. Therefore, the current consumption of the organic EL display includes a no-load state due to the off period and a current variable state due to the on period. Since the current consumption changes during the on-period, the pulse width modulation type DC-DC converter has poor efficiency at low load. Also, depending on the operating frequency and current consumption, a discontinuous state in which the boosting is stopped and started is repeated, and noise components increase. On the other hand, in the burst method, the efficiency at the time of high load is poor, and the ripple component of the output voltage becomes large in order to detect the drop in the output voltage and control the DC-DC converter. As for the frequency modulation method, since the frequency fluctuates, flicker or noise occurs in the organic EL display depending on the operating frequency.

上記のように1つの動作方式で動作するものに対して、低負荷時と高負荷時にDC-DCコンバータの動作を切替え、効率を改善する手法もある。これは消費電流によってDC-DCコンバータが動作方式切り替え、低負荷時はバースト方式や周波数変調方式で動作し、高負荷時はパルス幅変調方式で動作するというものである。しかしながら、上記切り替え方式では、有機ELディスプレイの動作電流が随時変化する場合、低負荷時においてバースト方式や周波数変調方式では、ノイズやちらつきの問題があり、また、パルス幅変調方式についても不連続動作状態では同様の問題がある。   There is also a technique for improving the efficiency by switching the operation of the DC-DC converter at the time of low load and high load in contrast to the one that operates by one operation method as described above. This is because the DC-DC converter switches the operation method depending on the current consumption, operates in the burst method or frequency modulation method at low load, and operates in the pulse width modulation method at high load. However, in the above switching method, when the operating current of the organic EL display changes at any time, there is a problem of noise and flickering in the burst method and frequency modulation method at low load, and the pulse width modulation method also operates discontinuously. There is a similar problem in the situation.

これらの課題の解決を目指して、有機ELディスプレイの電源を複数個(即ち、複数のDC-DCコンバータを使用して)用意し、有機ELディスプレイ消費電流に対し、常に最も効率のよい電源回路を選択することで、効率を改善し、電源回路の低消費電力化を図る先行技術(特許文献1を参照されたい。)も提案されている。   Aiming to solve these problems, we have prepared multiple power sources for organic EL displays (ie, using multiple DC-DC converters), and always have the most efficient power supply circuit for the current consumption of organic EL displays. Prior art (refer to patent document 1) which improves efficiency and reduces power consumption of a power supply circuit by selecting is also proposed.

特開2003-280584号公報JP 2003-280584 A

しかしながら、上記の複数の電源を利用する従来技術であっても以下の問題点がある。
(1)効率が異なるDC-DCコンバータを切替えて動作させるために、常にDC-DCコンバータが複数動作しているわけではないので、複数あるDC-DCコンバータの少なくとも1つは、課題としているDC-DCコンバータの効率ピークを最大駆動電流にあわせて設計する必要があるため、電流容量の大きい電源回路となる。
(2)複数個を必要としているので、電流容量の大きい電源回路に回路が追加されるため、結果として小型化にならない。
(3)また回路動作が電流検出のフィードバックによって動作しているため、前フレームが黒、次フレームの白といった画面では切り替えタイミングがずれるために回路は正常に動作せず、高負荷時に低負荷のDC-DCコンバータが動作することになる。オフ期間では、昇圧電源の自己損失により電流を消費している。オフ期間中に昇圧電源をオフする場合、有機ELディスプレイがオンすると同時に電源をオンすると、必要な電圧になるまでの立ち上がりに時間がかかる問題があるため、結局は有機ELディスプレイがオフ状態であっても出力電圧を維持する必要があり、パルス幅変調方式では、この期間が最も効率が悪くなるという問題がある。
However, even the conventional technology using the above-described plurality of power supplies has the following problems.
(1) In order to switch and operate DC-DC converters with different efficiencies, multiple DC-DC converters do not always operate, so at least one of the multiple DC-DC converters is the DC that is the issue -Since it is necessary to design the efficiency peak of the DC converter according to the maximum drive current, the power supply circuit has a large current capacity.
(2) Since a plurality of circuits are required, a circuit is added to a power supply circuit having a large current capacity, so that the size is not reduced as a result.
(3) In addition, since the circuit operation is based on current detection feedback, the switching timing is shifted on the screen where the previous frame is black and the next frame is white. The DC-DC converter will operate. In the off period, current is consumed by the self-loss of the boost power supply. When turning off the step-up power supply during the off period, if the power is turned on at the same time as the organic EL display is turned on, there is a problem that it takes a long time to rise up to the required voltage. However, it is necessary to maintain the output voltage, and the pulse width modulation method has a problem that this period is most inefficient.

上述した諸課題を解決すべく、第1の発明による画像表示装置は、
直流の電源電圧を複数の動作方式で昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路からの出力電圧で駆動する、自発光素子から構成される画素を複数配列してなる表示部と、
前記自発光素子のオフ区間中(消灯中)に、前記複数の動作方式の間で動作方式を切り替えるよう前記昇圧回路を制御する制御部と、
を有することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, an image display device according to a first invention
A booster circuit for boosting a DC power supply voltage by a plurality of operation methods;
A display unit that is driven by an output voltage from the booster circuit and that includes a plurality of pixels composed of self-luminous elements;
A control unit that controls the booster circuit so as to switch an operation method between the plurality of operation methods during an off period of the self-light-emitting element (during light extinction);
It is characterized by having.

また、第2の発明による画像表示装置は、
前記複数の動作方式が、パルス幅変調方式、バースト方式、および、周波数変調方式を含み、
前記制御部が、前記自発光素子のオフ(消灯)に連動して、前記パルス幅変調方式から、前記バースト方式または前記周波数変調方式に切り替える、
ことを特徴とする。
An image display device according to the second invention is
The plurality of operation methods include a pulse width modulation method, a burst method, and a frequency modulation method,
The control unit switches from the pulse width modulation method to the burst method or the frequency modulation method in conjunction with the self-light emitting element being turned off (extinguishing).
It is characterized by that.

また、第3の発明による画像表示装置は、
前記複数の動作方式が、パルス幅変調方式、バースト方式、および、周波数変調方式を含み、
前記制御部が、前記自発光素子がオン(点灯)になる直前に、前記バースト方式または前記周波数変調方式から、前記パルス幅変調方式に切り替える、
ことを特徴とする。
これは概念的にはオン動作と連動した切り替え、即ち、オン(点灯)になる直前の切り替えであるが、実際には、オフ区間において、立ち上げ時間を考慮してオンにするための準備を昇圧回路が十分に実行できる期間だけオン動作より前に切り替える。これを満たす同期信号として垂直同期信号を用いることが好適である。
An image display device according to a third invention is
The plurality of operation methods include a pulse width modulation method, a burst method, and a frequency modulation method,
The control unit switches from the burst method or the frequency modulation method to the pulse width modulation method immediately before the self-light-emitting element is turned on (lighted).
It is characterized by that.
This is conceptually linked to the on-operation, that is, the switch immediately before turning on (lights up), but in reality, in the off section, preparations for turning on in consideration of the start-up time are made. Switching is performed before the on-operation for a period in which the booster circuit can be sufficiently executed. It is preferable to use a vertical synchronizing signal as a synchronizing signal that satisfies this.

また、第4の発明による画像表示装置は、
(前記表示部に表示されるべき画面の画像データの各画素の輝度値の合計輝度値または平均輝度値を含む輝度情報を演算する輝度情報演算部と、
演算した輝度情報から消費電流を演算する消費演算手段と、をさらに有し、)
前記複数の動作方式が、少なくともパルス幅変調方式を含み、
前記制御部が、前記自発光素子がオン(点灯)になる前に、前記表示部に表示されるべき画面の輝度データに対応する周波数設定の前記パルス幅変調方式に切り替える(そしてオン区間では、輝度データに対応する周波数設定を持つパルス幅変調方式で動作する)、
ことを特徴とする。
上記のように輝度データとしては、例えば、画像データのフレームに含まれる幾つか或いは全ての画素データから平均輝度値や合計輝度値を求めこれを使う。或いは、この求めたものから、さらに消費電流に変換したものを用いるのが好適である。
An image display device according to a fourth invention is
(A luminance information calculation unit that calculates luminance information including the total luminance value or the average luminance value of the luminance values of the pixels of the image data of the screen to be displayed on the display unit;
And a consumption calculation means for calculating a consumption current from the calculated luminance information)
The plurality of operation methods include at least a pulse width modulation method,
The control unit switches to the pulse width modulation method of frequency setting corresponding to the luminance data of the screen to be displayed on the display unit before the self-light-emitting element is turned on (lighted) (and in the on period, Works with pulse width modulation with frequency settings corresponding to luminance data),
It is characterized by that.
As described above, as the luminance data, for example, an average luminance value or a total luminance value is obtained from some or all of the pixel data included in the frame of the image data and used. Alternatively, it is preferable to use the one obtained from this calculation and further converted into current consumption.

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
一例を挙げれば、本発明を方法として実現させた第5の発明は、
直流の電源電圧を昇圧する昇圧回路からの出力電圧で駆動される自発光素子から構成される画素を複数配列してなる表示部を持つ画像表示装置の制御方法であって、
前記自発光素子のオフ区間中(消灯中)に、前記昇圧回路の動作方式を複数の動作方式の間で切り替えるステップ、を含むものである。
As described above, the solution of the present invention has been described as an apparatus, but the present invention can be realized as a method substantially corresponding to these, and the scope of the present invention also includes these. I want you to understand.
For example, the fifth invention that realizes the present invention as a method is:
A control method for an image display device having a display unit in which a plurality of pixels composed of self-luminous elements driven by an output voltage from a booster circuit that boosts a DC power supply voltage is provided,
The step of switching the operation system of the booster circuit among a plurality of operation systems during the OFF period (light extinction) of the self-luminous element is included.

本発明によれば、表示装置を構成する自発光型素子(有機ELディスプレイ)がオフ区間において、昇圧回路の動作方式を、オフ区間に最適な動作方式に切り替えて動作させることができるようになる。例えば、パルス幅変調方式から、オフ区間のような低電流時に効率が良いバースト方式や周波数変調方式に切り替えることで、効率を改善し消費電力を削減することが可能になる。また、動作方式の切り替えを自発光型素子のオフ区間で行うことにより、表示画面に影響を与えずに効率改善と消費電力改善を達成できる。   According to the present invention, the self-luminous element (organic EL display) constituting the display device can be operated by switching the operation system of the booster circuit to the operation system optimum for the off section in the off section. . For example, by switching from the pulse width modulation method to a burst method or frequency modulation method that is efficient at a low current such as an off interval, it becomes possible to improve efficiency and reduce power consumption. Further, by switching the operation method in the off section of the self-luminous element, efficiency improvement and power consumption improvement can be achieved without affecting the display screen.

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。自発光型素子を使った画像表示装置の典型例として携帯電子機器(携帯端末装置)に本発明を適用して説明する。図1は、本発明を適用した携帯電子機器の画像表示機能ブロックを示すブロック図である。図に示すように、画像表示機能ブロック(装置)は、リチウム・イオン電池等のバッテリ11、このバッテリ11の電源電圧を昇圧するDC−DCコンバータを有する昇圧回路12、その出力電圧により有機EL素子をマトリックス状に多数配列してなる自発光ディスプレイを駆動して画像を表示する有機ELディスプレイ13、入力画像データを受けフレーム単位にデコードするCPU14、このデコードされた画像データを受信して所要の信号処理を行い有機ELディスプレイ13に供給する信号処理部15から構成される。なお、図示しないが、有機ELディスプレイ13は駆動回路を有している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A typical example of an image display device using a self-luminous element will be described by applying the present invention to a portable electronic device (portable terminal device). FIG. 1 is a block diagram showing an image display function block of a portable electronic device to which the present invention is applied. As shown in the figure, an image display functional block (device) includes a battery 11 such as a lithium ion battery, a booster circuit 12 having a DC-DC converter that boosts the power supply voltage of the battery 11, and an organic EL element based on the output voltage. An organic EL display 13 that displays a picture by driving a self-luminous display that is arranged in a matrix, a CPU 14 that receives input image data and decodes it in frame units, receives the decoded image data, and receives a required signal The signal processing unit 15 performs processing and supplies the signal to the organic EL display 13. Although not shown, the organic EL display 13 has a drive circuit.

信号処理部15は、有機ELディスプレイ13に対して順次のフレームの画像データの表示タイミングに同期して昇圧回路12の出力電圧をオン・オフして印加するとともに、垂直同期信号をCPU14に供給する。   The signal processing unit 15 applies the output voltage of the booster circuit 12 on and off in synchronization with the display timing of image data of sequential frames to the organic EL display 13 and supplies a vertical synchronization signal to the CPU 14. .

さらに、信号処理部15は、次画面の表示画像を記憶するフレームバッファ19を有している。CPU14は、画像データを信号処理部に渡すのみならず、画像データを元に、昇圧回路12への周波数設定信号と、動作方式を設定するモード設定信号とを生成する。即ち、昇圧回路12に信号処理部15からディスプレイのオン/オフや垂直同期信号と同期を取った周波数設定信号とモード設定信号を出力し、ディスプレイの駆動回路に供給する昇圧回路の設定を制御することで、動作状態を最適化し、バッテリ端での消費電力を削減する。このように、本発明の用途としては、バッテリの消費電力を抑え、できるだけ充電せずに長時間使用できることが必要とされる携帯電子機器が最適である。   Further, the signal processing unit 15 has a frame buffer 19 for storing the display image of the next screen. The CPU 14 not only passes the image data to the signal processing unit, but also generates a frequency setting signal to the booster circuit 12 and a mode setting signal for setting the operation method based on the image data. That is, the signal processing unit 15 outputs a frequency setting signal and a mode setting signal synchronized with the vertical synchronizing signal from the signal processing unit 15 to the boosting circuit 12 to control the setting of the boosting circuit supplied to the display driving circuit. As a result, the operating state is optimized and power consumption at the battery end is reduced. As described above, portable electronic devices that are required to be able to be used for a long time without being charged as much as possible are optimal for the application of the present invention.

また、CPU14では、入力画像データの輝度情報をフレーム単位で順次演算し、そのフレームの表示タイミングに同期して、当該フレームにおける輝度情報の演算結果に基づいて昇圧回路12に電圧制御信号(図示せず)を送出してその出力電圧を制御する。なお、このCPU14からの電圧制御信号による昇圧回路12の出力電圧制御は、信号処理部15からの電圧印加タイミング信号による有機ELディスプレイ13への電圧印加のオフ期間または垂直同期信号に同期して実行する。   Further, the CPU 14 sequentially calculates the luminance information of the input image data in units of frames, and in synchronization with the display timing of the frame, the CPU 14 sends a voltage control signal (not shown) to the booster circuit 12 based on the calculation result of the luminance information in the frame. To control the output voltage. The output voltage control of the booster circuit 12 by the voltage control signal from the CPU 14 is executed in synchronization with the off period of voltage application to the organic EL display 13 by the voltage application timing signal from the signal processing unit 15 or the vertical synchronization signal. To do.

さらに、CPU14は、輝度情報演算手段16、消費電流演算手段17、およびRAM18を備える。信号処理部15には1フレーム分のフレームバッファ19を設けて、輝度情報演算手段16において入力画像データの輝度情報をフレーム単位で順次演算し、その輝度情報が演算されたフレームの画像データをフレームバッファ19に一旦格納してから、有機ELディスプレイ13に表示する。   Further, the CPU 14 includes a luminance information calculation unit 16, a consumption current calculation unit 17, and a RAM 18. The signal processing unit 15 is provided with a frame buffer 19 for one frame, the luminance information calculation means 16 sequentially calculates the luminance information of the input image data in units of frames, and the image data of the frame for which the luminance information is calculated Once stored in the buffer 19, it is displayed on the organic EL display 13.

また、RAM18には、輝度情報と設定電圧との対応関係を示す設定電圧テーブル(図示せず)を格納し、このRAM18から輝度情報の演算結果に対応する設定電圧を読み出して、当該フレームの表示タイミングに同期して、昇圧回路12の出力電圧をRAM18から読み出した設定電圧となるように、CPU14からの電圧制御信号(図示せず)により制御する。したがって、本実施の形態では、CPU14および信号処理部15を含んで表示制御手段を構成している。   The RAM 18 stores a set voltage table (not shown) indicating the correspondence between the brightness information and the set voltage, and reads the set voltage corresponding to the calculation result of the brightness information from the RAM 18 to display the frame. In synchronization with the timing, the output voltage of the booster circuit 12 is controlled by a voltage control signal (not shown) from the CPU 14 so as to become the set voltage read from the RAM 18. Therefore, in this embodiment, the display control means is configured including the CPU 14 and the signal processing unit 15.

本実施の形態では、CPU14の輝度情報演算手段16において、輝度情報としてフレーム単位で画像データの輝度平均値を演算する。また、RAM18には、例えば図5に示すような輝度平均値から算出された消費電流値に対する最適スイッチング周波数を示す電流値―周波数設定テーブルを格納しておく。この電流値―周波数設定テーブルを参照して、輝度情報演算手段16で演算された輝度平均値に対応する最適な周波数を求め、この求めた周波数を使ったパルス幅変調方式で動作するように昇圧回路12を制御する。   In the present embodiment, the luminance information calculation means 16 of the CPU 14 calculates the average luminance value of the image data for each frame as the luminance information. Further, the RAM 18 stores a current value-frequency setting table indicating the optimum switching frequency for the consumption current value calculated from the luminance average value as shown in FIG. 5, for example. With reference to this current value-frequency setting table, an optimum frequency corresponding to the average brightness value calculated by the brightness information calculating means 16 is obtained, and the voltage is boosted so as to operate in a pulse width modulation system using the obtained frequency. The circuit 12 is controlled.

なお、同期する画面と電圧制御信号とがCPUにて制御されている場合、垂直同期信号をとる必要はなく、また、CPUが信号処理部の動作を兼用してもよいし、有機ELパネル内に信号処理部やフレームバッファがあってもよい。さらにフレームバッファについては1つではなく複数あってもよい。   When the screen to be synchronized and the voltage control signal are controlled by the CPU, it is not necessary to take the vertical synchronization signal, and the CPU may also be used for the operation of the signal processing unit, or in the organic EL panel. There may be a signal processing unit and a frame buffer. Furthermore, there may be a plurality of frame buffers instead of one.

このような構成で、有機ELディスプレイがオン区間(点灯中)においては、パルス幅変調方式で駆動し、また画面データの輝度平均から有機ELディスプレイの消費電流を算出し、算出した電流から昇圧回路の動作周波数を変更して、表示画像に対して消費電流が少ない場合は、昇圧回路が連続状態になる様に周波数を設定することでノイズやちらつきを改善し、消費電流が増大した場合には連続状態を維持するとともに、周波数を下げることで効率を改善する。   With such a configuration, when the organic EL display is in the on period (during lighting), the organic EL display is driven by the pulse width modulation method, the current consumption of the organic EL display is calculated from the average luminance of the screen data, and the booster circuit is calculated from the calculated current. When the operating frequency is changed and the current consumption is small relative to the displayed image, noise and flicker are improved by setting the frequency so that the booster circuit is in a continuous state. Maintain efficiency and improve efficiency by lowering frequency.

図2は、本実施例で用いた有機ELディスプレイの消費電流と効率との関係を示すグラフである。図に示すように、周波数変調方式は低負荷においても効率がよい。一方、パルス幅変調方式では低負荷においては効率が悪く、高負荷において効率が改善している。本発明は、このようなEL素子の特性を利用して、低負荷となるEL素子のオフ区間(消灯区間)に連動して、昇圧回路の動作方式を、「バースト方式やパルス幅変調方式」から「周波数変調方式」に切り替え、さらにオン区間になる直前に「周波数変調方式」から「バースト方式やパルス幅変調方式」に切り替えて、効率的な動作を図るものである。また、負荷が同じ場合は、動作周波数が低い方が効率はよい。しかしながら、連続状態と不連続状態の電流閾値は、動作周波数が高い場合には、低負荷においても連続状態を維持している。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between current consumption and efficiency of the organic EL display used in this example. As shown in the figure, the frequency modulation method is efficient even at a low load. On the other hand, in the pulse width modulation method, the efficiency is low at a low load, and the efficiency is improved at a high load. The present invention makes use of such characteristics of the EL element, in conjunction with the off period (light-out period) of the EL element that becomes a low load, and the operation system of the booster circuit is referred to as “burst system or pulse width modulation system”. The system switches from “frequency modulation system” to “frequency modulation system” and “frequency modulation system” to “burst system or pulse width modulation system” immediately before the on period, thereby achieving efficient operation. Further, when the load is the same, the efficiency is better when the operating frequency is lower. However, the current threshold values in the continuous state and the discontinuous state maintain the continuous state even at a low load when the operating frequency is high.

図3は、DC-DCコンバータが連続状態(a)と不連続状態(b)の図を示している。不連続状態では、周波数成分が増えることにより、ノイズの発生や、出力電圧に電圧変動によるリップルが発生する。本発明では、動作方式の切り替えおよび最適な周波数の設定によって不連続状態が発生するのを防止する。   FIG. 3 shows a diagram of the DC-DC converter in a continuous state (a) and a discontinuous state (b). In the discontinuous state, the frequency component increases, thereby generating noise and ripple due to voltage fluctuation in the output voltage. In the present invention, the occurrence of a discontinuous state is prevented by switching the operation method and setting the optimum frequency.

図4は、本発明の画像表示装置における処理の一例を示すフローチャートである。図に示すように、ステップS20で画像データを取得し、次にステップS22に進み、1フレームの画像データからディスプレイが消費する電流値を算出する。ステップS22で求めた電流値に基づき、図5の設定テーブルを参照して対応する動作周波数を決定する。画像データをフレームバッファに転送し(ステップS26)、昇圧回路を設定し(ステップS28)、画像を表示する(ステップS30)。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing in the image display apparatus of the present invention. As shown in the figure, image data is acquired in step S20, and then the process proceeds to step S22 to calculate a current value consumed by the display from one frame of image data. Based on the current value obtained in step S22, the corresponding operating frequency is determined with reference to the setting table of FIG. The image data is transferred to the frame buffer (step S26), the booster circuit is set (step S28), and the image is displayed (step S30).

図5は、図4のフローチャートの処理で使用する、輝度平均値から算出された消費電流値に対する最適スイッチング周波数を示す電流値―周波数設定テーブルである。ディスプレイのノイズと低消費電力を両立する最も良い条件は、図2の効率グラフから、ディスプレイの消費電流に対して、パルス幅変調方式のスイッチング周波数が、連続状態を維持できるような最低スイッチング周波数で動作することである。図5の設定テーブルでは、消費電流値に対して、連続状態を維持できる最低スイッチング周波数を設定しているため、消費電流が少ない場合はスイッチング周波数が高く、消費電流が多い場合はスイッチング周波数を低くすることで、ノイズの低減と効率の改善による低消費電力化を行っている。この値は回路構成や回路設計により利用者が設定することとなる。また、表には無いが温度変化によって自己損失が変化するために、温度条件を図5に追加してもよい。或いは、図5のデータを計測した装置温度などで補正する計算式を用いてもよい。   FIG. 5 is a current value-frequency setting table showing the optimum switching frequency for the consumption current value calculated from the luminance average value, which is used in the processing of the flowchart of FIG. The best condition for achieving both display noise and low power consumption is that the switching frequency of the pulse width modulation method is the minimum switching frequency that can maintain a continuous state with respect to the current consumption of the display from the efficiency graph of FIG. Is to work. In the setting table of FIG. 5, since the minimum switching frequency that can maintain a continuous state is set for the current consumption value, the switching frequency is high when the current consumption is low, and the switching frequency is low when the current consumption is high. As a result, low power consumption is achieved by reducing noise and improving efficiency. This value is set by the user depending on the circuit configuration and circuit design. Although not shown in the table, the temperature condition may be added to FIG. Or you may use the calculation formula correct | amended by the apparatus temperature etc. which measured the data of FIG.

図6は、本発明における設定タイミングを示すタイミングチャートである。図に示すように、CPUが処理する画像から、ディスプレイに表示される画像まで、2フレーム遅延している。周波数及び動作モードの設定は、ディスプレイが発光するまでの期間に設定する必要がある。よって、画像1を例にすると、周波数の設定は、画像0の発光停止と同時に(即ち、オフに連動して)モードを周波数変調方式に設定しかつ周波数を画像1の設定にする。次にディスプレイの電源がオン(点灯)してからモードを変更しては回路追従できないために、垂直同期信号に同期してモードをパルス幅変調方式に設定することで、発光期間中は、画像の電流値に対応した周波数設定でパルス幅変調方式の動作が可能となる。   FIG. 6 is a timing chart showing the setting timing in the present invention. As shown in the figure, there is a delay of two frames from the image processed by the CPU to the image displayed on the display. It is necessary to set the frequency and the operation mode in a period until the display emits light. Therefore, taking the image 1 as an example, the frequency is set at the same time as the light emission stop of the image 0 (that is, in conjunction with the off state), the mode is set to the frequency modulation method, and the frequency is set to the image 1 setting. Since the circuit cannot be followed by changing the mode after the display is turned on (lit), the mode is set to the pulse width modulation method in synchronization with the vertical sync signal. The pulse width modulation method can be operated with a frequency setting corresponding to the current value.

ここで、発光停止と同時にモードを周波数変調方式に設定し、周波数設定を変更するのは、ディスプレイがオフ区間であるため、電圧変動などがあっても画面上の表示に影響を与えることはない。また、周波数設定はパルス幅変調方式では有効だが、消費電流に対して周波数が変動する周波数変調方式では動作周波数が変更されても影響しない。   Here, when the light emission is stopped, the mode is set to the frequency modulation method, and the frequency setting is changed because the display is in the off period, so even if there is a voltage fluctuation, the display on the screen is not affected. . The frequency setting is effective in the pulse width modulation method, but is not affected even if the operating frequency is changed in the frequency modulation method in which the frequency varies with the current consumption.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each member, each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. Is possible.

本発明を適用した携帯電子機器の画像表示機能ブロックを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the image display functional block of the portable electronic device to which this invention is applied. 本実施例で用いた有機ELディスプレイの消費電流と効率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the consumption current and efficiency of the organic EL display used in the present Example. DC-DCコンバータが連続状態(a)と不連続状態(b)の図である。It is a figure of a DC-DC converter in a continuous state (a) and a discontinuous state (b). 本発明の画像表示装置における処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process in the image display apparatus of this invention. 輝度平均値から算出された消費電流値に対する最適スイッチング周波数を示す電流値―周波数設定テーブルである。It is a current value-frequency setting table showing the optimum switching frequency for the consumption current value calculated from the luminance average value. 本発明における設定タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the setting timing in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 バッテリ
12 昇圧回路
13 有機ELディスプレイ
14 CPU
15 信号処理部
16 輝度情報演算手段
17 消費電流演算手段
18 RAM
19 フレームバッファ
11 Battery 12 Booster Circuit 13 Organic EL Display 14 CPU
15 Signal Processing Unit 16 Luminance Information Calculation Unit 17 Current Consumption Calculation Unit 18 RAM
19 Frame buffer

Claims (5)

直流の電源電圧を複数の動作方式で昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路からの出力電圧で駆動する、自発光素子から構成される画素を複数配列してなる表示部と、
前記自発光素子のオフ区間中に、前記複数の動作方式の間で動作方式を切り替えるよう前記昇圧回路を制御する制御部と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
A booster circuit for boosting a DC power supply voltage by a plurality of operation methods;
A display unit that is driven by an output voltage from the booster circuit and that includes a plurality of pixels composed of self-luminous elements;
A control unit that controls the booster circuit to switch an operation method between the plurality of operation methods during an off period of the self-light-emitting element;
An image display device comprising:
請求項1に記載の画像表示装置において、
前記複数の動作方式が、パルス幅変調方式、バースト方式、および、周波数変調方式を含み、
前記制御部が、前記自発光素子のオフに連動して、前記パルス幅変調方式から、前記バースト方式または前記周波数変調方式に切り替える、
ことを特徴とする画像表示装置。
The image display device according to claim 1,
The plurality of operation methods include a pulse width modulation method, a burst method, and a frequency modulation method,
The control unit is switched from the pulse width modulation method to the burst method or the frequency modulation method in conjunction with the self-light emitting element being turned off.
An image display device characterized by that.
請求項1または2に記載の画像表示装置において、
前記複数の動作方式が、パルス幅変調方式、バースト方式、および、周波数変調方式を含み、
前記制御部が、前記自発光素子がオンになる直前に、前記バースト方式または前記周波数変調方式から、前記パルス幅変調方式に切り替える、
ことを特徴とする画像表示装置。
The image display device according to claim 1 or 2,
The plurality of operation methods include a pulse width modulation method, a burst method, and a frequency modulation method,
The control unit switches from the burst method or the frequency modulation method to the pulse width modulation method immediately before the light emitting element is turned on.
An image display device characterized by that.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置において、
前記複数の動作方式が、少なくともパルス幅変調方式を含み、
前記制御部が、前記自発光素子がオンになる前に、前記表示部に表示されるべき画面の輝度データに対応する周波数設定の前記パルス幅変調方式に切り替える、
ことを特徴とする画像表示装置。
The image display device according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of operation methods include at least a pulse width modulation method,
The control unit switches to the pulse width modulation method of frequency setting corresponding to the luminance data of the screen to be displayed on the display unit before the self-light emitting element is turned on.
An image display device characterized by that.
直流の電源電圧を昇圧する昇圧回路からの出力電圧で駆動される自発光素子から構成される画素を複数配列してなる表示部を持つ画像表示装置の制御方法であって、
前記自発光素子のオフ区間中に、前記昇圧回路の動作方式を複数の動作方式の間で切り替えるステップ、
を含む画像表示装置の制御方法。
A control method for an image display device having a display unit in which a plurality of pixels composed of self-luminous elements driven by an output voltage from a booster circuit that boosts a DC power supply voltage is provided,
Switching the operation method of the booster circuit between a plurality of operation methods during the off period of the self-luminous element;
A method for controlling an image display device including:
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