JP2017191187A - 低消費電力表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイミングコントローラを含む液晶パネルモジュールの低消費電力化を図る。【解決手段】描画データを出力するプロセッサ１３と、プロセッサから入力される描画データを水平同期及び垂直同期に従って出力するタイミングコントローラ１１とを備える表示装置２であって、プロセッサは、１フレーム中に、以前のフレームと比較して描画データが更新されていない静止画領域と、以前のフレームと比較して描画データが更新された動画領域とが含まれる場合に、動画領域を含むラインの描画データよりも時間的に前に、動画領域の位置又は動画領域を含むラインを特定するためのデータ更新情報を、タイミングコントローラに送出し、タイミングコントローラは、データ更新情報に基づいて、静止画領域のフレームレートを低下させる処理又は静止画領域の描画データの一部を間引く処理を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネルモジュールに画像の描画データを伝送するための低消費電力表示装置に関する。

ノートパソコンなどのモバイル機器では、消費電力の低減によるバッテリ駆動時間を長くすることが商品付加価値を大きく向上させる。このため、モバイル機器を製造する各社は、低消費電力化の対策に注力している。また、パネルの解像度向上に伴い、データ処理量及び周波数は増加の一途をたどり、消費電力は大きな課題になっている。そこで、例えばノートパソコンにおいて、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのプロセッサからパネルのタイミングコントローラへ画像の描画データを伝送する際には、従来ＬＶＤＳ（Low-Voltage-Differential-Signaling）が広く使われてきたが、昨今ではＶＥＳＡ（Video Electronics Standard Association）が規定しているｅＤＰ（embedded DisplayPort）が主に採用されている。

ｅＤＰの規格においては、ＰＳＲ（Panel Self Refresh）機能がサポートされている。ＰＳＲは、描画データがフレーム単位で一定期間変化がない場合は、プロセッサからタイミングコントローラへの描画データの転送を停止させて、タイミングコントローラ側のフレームメモリからパネルモジュールを駆動することでシステムの消費電力を低減する機能である。また、ｅＤＰではＰＳＲ２（Panel Self Refresh-2）機能がサポートされている。ＰＳＲは、１フレーム全体に渡って描画データに変化がない場合に有効に機能するのに対して、ＰＳＲ２は、１フレーム内の一部分にしか描画データに変化がない領域（静止画領域）が存在する場合でも、当該静止画領域についてプロセッサからタイミングコントローラへの描画データの転送をライン単位で停止させて、タイミングコントローラ側のフレームメモリからパネルモジュールを駆動することでシステムの消費電力を低減する機能である。なお、ＰＳＲ２では、描画データに変化のある領域（動画領域）は、通常通り、プロセッサからタイミングコントローラへｅＤＰを介して描画データを伝送する。

具体的に説明すると、図１３は、一般的なＰＳＲ及びＰＳＲ２の動作を概念的に示している。まず、フレーム［１］ではそれ以前のフレームと比べて描画データに変化がないため、フレーム全体（全ライン）が静止画であると判断できる。この場合に、ＰＳＲモードに入る。ＰＳＲモードでは、プロセッサとタイミングコントローラを接続する主信号線（Main Link）がオフとなり、プロセッサからタイミングコントローラへの描画データの伝送が停止される。続くフレーム［ｎ］では、描画データに更新がない限り、タイミングコントローラは、自身に搭載されたフレームメモリから描画データを読み出して、この描画データをパネルモジュールへと送出する。その後、フレーム［ｎ＋１］において、フレームの一部において描画データの更新が行われ、動画が再生されたとする。この場合に、ＰＳＲ２モードに入る。ＰＳＲ２モードでは、動画領域を含むラインの直前の水平ブランキング期間内に、次のラインでは動画領域が開始する旨の情報、例えば動画領域を含むラインのライン番号が、プロセッサからタイミングコントローラへと伝達される。タイミングコントローラは、動画領域の開始情報を受け取ると、動画領域を含むラインでは、フレームメモリから描画データを読み出すのではなく、プロセッサから描画データを受け取りパネルモジュールへと出力する。また、動画領域の終了を示す情報も、動画領域の最終ラインの直前のブランキング期間内に、プロセッサからタイミングコントローラへと伝達される。タイミングコントローラは、動画領域の終了情報を受け取ると、次のラインからはプロセッサから描画データを受け取るのではなく、フレームメモリから描画データを読み出してパネルモジュールへと出力する。なお、フレーム［ｎ＋２］においては、フレーム［ｎ＋１］と比較して、動画領域の大きさや位置が異なる場合もある。

また、タブレット端末などにおいて、プロセッサとタイミングコントローラとのインタフェースには、ｅＤＰと同様の機能を持つｍｉｐｉ(Mobile Industry Processor Interface Alliance）−ＤＳＩ（Digital Serial-Interface）が使われている。タブレット端末においても、パネルの解像度向上に伴い、データ処理量及び周波数は増加の一途をたどり、消費電力は大きな課題になっている。ｍｉｐｉもｅＤＰ同様ＬＶＤＳからの置き換えとして広く使われている。

特開２００７−２８６８０７号公報 国際公開公報ＷＯ２０１４／０４５７４９号パンフレット

前記の通り、ＰＳＲやＰＳＲ２は、プロセッサ（ＣＰＵ／ＧＰＵ）側の消費電力を低減するには有効であるが、ＰＳＲやＰＳＲ２に対応するには、パネル側のタイミングコントローラにフレームメモリを実装する必要である。ＰＳＲやＰＳＲ２時に、タイミングコントローラは、フレームメモリにアクセスして静止画領域の描画データを読み出す必要があるため、当該フレームメモリへのアクセスに伴って消費電力が増加してしまうという問題がある。

また、ＰＳＲ動作においては、１フレーム全体が静止画のため、ＰＳＲ中はパネルのリフレッシュレートを落とすことでパネルモジュールの消費電力が削減できる。例えば通常動作時には６０ＨｚのフレームレートをＰＳＲ中には４０Ｈｚなどに落とすことができる。例えば特許文献２には、ＰＳＲ中にフレームレートを落とす技術が開示されている。

しかしながら、ＰＳＲ２動作においては、図１３に示したとおり、１フレーム中に描画データが更新されない領域（静止画領域）と描画データが更新された領域（動画領域）が混在していることから、従来技術では、ＰＳＲ２動作中にフレームレートを落とすことは困難であるとされていた。同様の理由でＰＳＲ２動作中にライン数やフレーム数を間引く動作も行うことは困難であったため、ＰＳＲ２中にはパネルモジュールの消費電力が下がらなかった。

また、ＰＳＲ２動作においては、動画領域において描画データを更新するときは、ｅＤＰ伝送を停止状態から再度起動させて、更新された描画データをプロセッサからタイミングコントローラに送信していた。このため、ｅＤＰ伝送部の消費電力低減が困難であった。

また、ＰＳＲ及びＰＳＲ２では、前述の通り、タイミングコントローラ側に常にフレームメモリが必要となるため、パネルモジュールがフレームメモリにアクセスする度に電力が消費されるという問題がある。また、パネルモジュールにフレームメモリを搭載することによるコストアップも問題となっていた。

そこで、本発明は、タイミングコントローラを含む液晶パネルモジュール等の低消費電力化を図ることのできる表示装置を提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、ＰＳＲ２動作時に液晶パネルモジュール等の低消費電力化を実現することのできる表示装置を提供するものである。

本発明は、基本的に、ＰＳＲ２動作時にプロセッサからタイミングコントローラに対して、動画領域の描画データよりも時間的に前に、動画領域を特定するためのデータ更新情報を送出するようにすれば、タイミングコントローラが、このデータ更新情報に基づいてフレームに含まれる動画領域を特定し、動画領域以外の静止画領域においてフレームレートを低下させる処理又は描画データの一部を間引く処理を行うことができるようになるという知見に基づくものである。これにより、ＰＳＲ２動作時においてもタイミングコントローラ及び表示パネルの低消費電力化を実現することができる。具体的に説明すると、本発明は以下の構成を有する。

本発明は、プロセッサ及びタイミングコントローラを備える表示装置に関する。
プロセッサは、ＣＰＵやＧＰＵであり、描画データを生成して出力するための制御装置である。
タイミングコントローラは、プロセッサから入力される描画データを水平同期及び垂直同期に従って出力する集積回路である。タイミングコントローラは、パネルモジュールのソースドライバ及びゲートドライバに接続することができる。ここで、プロセッサは、１フレーム中に、以前のフレームと比較して描画データが更新されていない静止画領域と、以前のフレームと比較して描画データが更新された動画領域とが含まれる場合に、動画領域を含むラインの描画データよりも時間的に前に、動画領域の位置（範囲）又は動画領域を含むラインを特定するためのデータ更新情報を、タイミングコントローラへと送出する。タイミングコントローラは、データ更新情報に基づいて、動画領域以外の領域、すなわち静止画領域を特定し、この静止画領域のフレームレートを低下させる処理及び静止画領域の描画データの一部を間引く処理の両方又はいずれか一方を行う。

上記構成のように、動画領域を含むラインよりも前に、この動画領域を特定するための情報をプロセッサからタイミングコントローラに送出するようにする。これにより、タイミングコントローラは、その情報に基づいて静止画領域を特定し、静止画領域のフレームレートを低下させるなどの低消費電力化処理を実行することができる。従って、静止画領域と動画領域とが混在するＰＳＲ動作時においても、適切にパネルモジュールの低消費電力化を実現できる。

本発明において、プロセッサは、動画領域よりも時間的に前の垂直ブランキング期間中に、データ更新情報をタイミングコントローラに送出することが好ましい。なお、垂直ブランキング期間とは、あるフレームから次のフレームに移行するまでの間の描画データが伝送されない休止期間である。つまり、垂直ブランキング期間は、一画面を表示するために走査線が画面の一番上の列から一番下の列まで走査し終えた後、次の画面を一番上の列から表示し始めるまでの期間であり、通常５００μｓから１ｍｓほどの時間である。このように、プロセッサが垂直ブランキング期間内にデータ更新情報をタイミングコントローラに送出するようにすることで、タイミングコントローラは、静止画領域の描画データのフレームレートを低下させたり、フレーム内の静止画領域のラインを間引いたりする処理の時間を十分に確保することができ、効率的に消費電力を低減することができる。

本発明において、データ更新情報は、描画データが更新されるラインの番号に関する情報を含むものであってもよい。これにより、プロセッサは、動画領域を含むライン（動画ライン）とそれ以外の静止画領域を含むライン（静止画ライン）を適切に把握することができる。

本発明において、データ更新情報は、描画データが更新される動画領域の頂点の座標に関する情報を含むものであってもよい。なお、動画領域は長方形であると想定されるため、動画領域の頂点に関する情報には、対角に位置する２つの頂点の座標情報が含まれていれば十分である。これにより、タイミングコントローラが動画領域の位置及び範囲を詳細に把握することができるため、フレームレートを低下させる領域を広げることができ、消費電力をさらに低下させることができる。

本発明において、データ更新情報は、ポインティングデバイスによる表示画面上の指示位置を示すポインタ画像の形状に関する情報と、ポインタ画像の移動の前後位置に関する情報とを含むものであってもよい。ユーザにより操作されている表示画面はポインタ画像しか更新されない場合も多いため、このポインタ画像を動画領域として捉えることにより、ポインタ画像以外の領域のフレームレートを低下させて、消費電力を低減させることができる。

本発明において、プロセッサとタイミングコントローラは、描画データが伝送するための相対的に高速に動作する主信号線と、制御データを伝送するための相対的に低速に動作する副信号線とによって接続されていることが好ましい。この場合に、データ更新情報がポインタ画像の形状及び移動の前後位置に関する情報のみである場合には、主信号線を通じた描画データの伝送が停止され、データ更新情報が副信号線を介してプロセッサからタイミングコントローラへと送出される。このように、消費電力の大きい主信号線での伝送を停止させ、データ更新情報の伝達には消費電力の小さい副信号線を利用することで、消費電力を低下させることができる。

本発明において、タイミングコントローラは、プロセッサから入力された描画データを記憶可能なフレームメモリを備えていてもよい。この場合に、タイミングコントローラは、静止画領域の描画データについてはフレームメモリから読み出して出力し、動画領域の描画データについてはプロセッサから入力されたものをフレームメモリに記憶させずに出力する。これにより、静止画領域の描画データを出力する際には、タイミングコントローラとプロセッサ間での伝送を完全に停止させることができるため、プロセッサ側の消費電力を低下させることができる。

本発明において、タイミングコントローラは、前記データ更新情報に基づいて、入力された描画データが静止画領域又は動画領域に属することを判定し、描画データをフレームメモリに記憶させずに、静止画領域のフレームを低下させる処理又は静止画領域の描画データの一部を間引く処理を行うこととしてもよい。この場合には、タイミングコントローラにフレームメモリを搭載する必要がなくなる。このため、タイミングコントローラの製造コストを低下させることができる。

本発明において、タイミングコントローラは、複数のソースドライバのそれぞれに描画データを伝送するか否かを個別に制御するソースドライバ個別制御部を有していてもよい。ソースドライバ個別制御部は、動画領域を含むラインに対応したソースドライバに描画データを伝送し、静止画領域を含むラインに対応したソースドライバには描画データを伝送しないように、各ソースドライバを制御する。これにより、画像の更新が必要な動画領域に対応したソースドライバのみを駆動させ、その他の不要なソースドライバは休止状態としておくことができるため、パネルモジュールの消費電力を低下させることができる。

本発明において、タイミングコントローラは、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を把握しており、フレームレートを低下させた際に、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を、ライン単位で制御することが好ましい。前述のように、静止画領域において描画データのレームレートを下げると、しばしばフリッカノイズが表示パネル上に発生することがある。このフリッカノイズは、表示パネルのＶｃｏｍ（液晶パネルのコモン電圧）の変動が原因となって発生する。そこで、タイミングコントローラ側でフレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を把握しておき、フレームレートの変化に合わせて、最適なＶｃｏｍ設定値をソースドライバにコマンドとして送信する。これにより、表示パネルに生じるフリッカノイズを抑制することができる。ただし、Ｖｃｏｍ電位は、フレーム周波数が変動した場合、Ｖフレーム単位でｃｏｍ電位を調整しても電圧に大きな変動が生じる。このため、本発明において、タイミングコントローラ（Ｖｃｏｍ調整部）は、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を把握しており、フレームレートを低下させた際に、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を、ライン単位で制御することで、ライン単位でＶｃｏｍ電位の変動を抑え、Ｐ２Ｐ送信部を介してＶｃｏｍ設定値をソースドライバへ送信することが好ましい。

タイミングコントローラは、データ更新情報に基づいて、動画領域又は動画領域を含むラインの輝度エンハンス処理を行うこととしてもよい。このように、ユーザが着目する動画領域の輝度をエンハンスして個別に明るくすることで、不要な電力を消費することなく、動画を適切に表示することができる。

本発明は、ノートパソコンやタブレット端末などのモバイル機器等のディスプレイモジュールにおいて、タイミングコントローラの制御方式を工夫することで、パネルの低消費電表示装置を提供することができる。特に、本発明は、ＰＳＲ２動作時においても、液晶パネルモジュール等の低消費電力化を実現することができる。

図１は、本発明に係る表示装置を備えたディスプレイモジュールの全体構成を示したブロック図である。 図２は、プロセッサ側の低消費電力の技術として知られているＰＳＲ及びＰＳＲ２モードを説明した図である。 図３は、本発明に係る表示装置のＰＳＲ２期間中の動作を模式的に示している。 図４は、ＰＳＲ２期間中の従来の伝送方式と本発明の伝送方式を比較したタイミングチャートである。 図５は、ポインタ画像のみが移動する場合のＰＳＲ２動作の例を示している。 図６は、ポインタ画像のみが移動する場合のＰＳＲ２動作を示したタイミングチャートである。 図７は、ソースドライバ個別制御部の機能を説明するための図である。 図８は、フレームレートに応じたＶｃｏｍ電位の制御例を示している。 図９は、動画処理部の機能を説明するための図である。 図１０は、ＰＳＲ／ＰＳＲ期間中にフレームメモリを利用しない場合のプロセッサとタイミングコントローラの伝送方式を模式的に示している。 図１１は、ＰＳＲ期間中の従来の伝送方式と本発明の好ましい形態に係る伝送方式を比較したタイミングチャートである。 図１２は、ＰＳＲ２期間中の本発明の好ましい形態に係る伝送方式を示したタイミングチャートである。 従来のＰＳＲ及びＰＳＲモードの動作を模式的に示している。

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。また、本発明は、以下に説明する各実施形態を適宜組み合わせることもできるし、各実施形態を単独で利用することもできる。なお、本発明の実施形態の説明では、ｅＤＰの事例を記載しているが、ｍｉｐｉに置き換えても同様の効果が得られるものであり、当該発明はｅＤＰに限定したものではない。

［ディスプレイモジュールの基本構成］
図１は、本発明に係る低消費電力表示装置２を備えたディスプレイモジュール１の全体構成を示したブロック図である。ここでは、図１を参照して、ディスプレイモジュール１の基本構成について説明する。

図１に示されるように、ディスプレイモジュール１は、基本的に、タイミングコントローラ１１（ＴＣＯＮ）と、複数のソースドライバ１２（ＳＤ）と、プロセッサ１３（ＧＰＵ又はＣＰＵ）を備えている。また、ディスプレイモジュール１は、さらに、ゲートドライバ１４（ＧＤ）や、表示パネル１５や、フレキシブルプリンテドケーブル（ＦＰＣ）を備えていてもよい。これらの要素のうち、本発明に係る低消費電力表示装置２は、少なくとも、タイミングコントローラ１１とプロセッサ１３とを含んで構成されている。ただし、本発明に係る低消費電力表示装置２は、その他に、ソースドライバ１２や、ゲートドライバ１４、表示パネル１５を含むものであってもよい。

タイミングコントローラ１１は、プロセッサ１３によって生成された描画データを表示パネル１５に出力するために、表示パネル１５のタイミングに合うように各種タイミング信号を生成する集積回路（ＬＳＩ：large-Scale Integration）である。タイミングコントローラ１１は、ソースドライバ１２及びゲートドライバ１４に接続されており、水平同期及び垂直同期に従ってこれらの各ドライバを駆動させる制御を行う。タイミングコントローラ１１は、プロセッサ１３など外部装置から提供されるデータイネーブル信号（ＤＥ）（ｅＤＰ信号）に応じて、ソースドライバ１２に映像データを伝送するための制御信号を生成する。データイネーブル信号（ＤＥ）には、有効期間とブランキング期間とが含まれ、これらの有効期間とブランキング期間が周期的に繰り返される。

ソースドライバ１２は、表示パネル１５を駆動するためのドライバＩＣであり、行方向のデータ線を駆動するための要素である。つまり、ソースドライバ１２は、表示パネルを構成する複数のソースラインに接続されている。このため、ソースドライバ１２は、タイミングコントローラ１１から映像データと行方向の開始信号を受信して、表示パネルの複数のソースラインを駆動することができる。

プロセッサ１３は、表示パネル１５に表示する画像の描画データを生成し、タイミングコントローラ１１へ送出する制御装置である。プロセッサ１３の例は、ＣＰＵやＧＰＵである。プロセッサ１３は、描画データを出力するビデオ出力部３０１を有している。このビデオ出力部３０１は、複数の信号線（Main Link，AUX-CH，HPD）により、タイミングコントローラ１１が備えるビデオ入力部４０１に接続されている。プロセッサ１３は、例えばノートパソコンの本体側に配置され、各種演算処理とグラフィクス処理を担当し、当該フレーム全体の描画データに変化があるか否かを判定する。また、プロセッサ１３は、１つのフレーム内で変化のある領域（静止画領域）と変化のない領域（動画領域）を識別することができる。１フレーム全体に一定期間変化がない場合、プロセッサ１３は、ＰＳＲに入ることを決定する。また、１つのフレーム内で静止画領域と動画領域とを識別し、プロセッサ１３は、ＰＳＲ２に入ることを決定する。また、プロセッサ１３はビデオ出力ポートとして、例えばＶＥＳＡ規定のｅＤＰ出力を有し、画像の描画データは主信号線（Main Link）を介してタイミングコントローラ１１に送信し、描画データ以外の制御データは副信号線（AUX-CH）を介してタイミングコントローラ１１に送信する。なおｅＤＰ出力の代わりにｍｉｐｉ出力を採用することもできる。

ゲートドライバ１４は、表示パネル１５を駆動するためのドライバＩＣであり、列方向のデータ線を駆動するための要素である。つまり、ゲートドライバ１４は、表示パネル１５を構成する複数のゲートラインに接続されている。このため、ゲートドライバ１４は、タイミングコントローラ１１から列方向の開始信号を受信して、表示パネル１５の複数のゲートラインを駆動することができる。

ここで、図２を参照して、ｅＤＰ（embedded DisplayPort）上で動作するＰＳＲ（Panel Self Refresh）及びＰＳＲ２（Panel Self Refresh 2）の動作について説明する。図２に示されるように、通常動作時は、プロセッサ１３（ＣＰＵ／ＧＰＵ）からタイミングコントローラ１１（ＴＣＯＮ）に対して、ｅＤＰ伝送により描画データが伝送される。他方で、１フレーム全体に渡って描画データに一定期間変化がない場合は、ＰＳＲモードに入る。ＰＳＲは、１フレーム全体に渡って描画データに一定期間変化がない場合に、プロセッサ１３からタイミングコントローラ１１への描画データのｅＤＰ伝送を停止させて、タイミングコントローラ１１のフレームメモリへ格納された描画データをフレームメモリから読み出して、表示パネル１５を駆動する。これにより、ＰＳＲモードでは、プロセッサ１３の消費電力を低減することができる。

一方、ＰＳＲ２は、１フレーム内に描画データに変化がない領域（静止画領域）と描画データが変化した領域（動画領域）が混在する場合に対応した機能である。ＰＳＲ２では、静止画領域の描画時にプロセッサ１３からタイミングコントローラ１１への描画データの転送をライン単位で停止させて、タイミングコントローラ１１側のフレームメモリから表示パネル１５を駆動することでシステムの消費電力を低減する。なお、ＰＳＲ２では、描画データに変化のある領域（動画領域）は、通常通り、プロセッサ１３からタイミングコントローラ１１へｅＤＰを介して描画データを伝送する。

続いて、タイミングコントローラ１１の機能構成についてさらに詳しく説明する。タイミングコントローラ１１は、図１に示されるように、ビデオ入力部４０１、ＰＳＲ制御部４０２、フレームメモリ４０３、静止画制御部４０４、動画処理部４０５、フレーム制御部４０６、Ｖｃｏｍ調整部４０７、ブランキング期間制御部４０８、ソースドライバ個別制御部４０９、ゲートドライバ個別制御部４１０、及びＰ２Ｐ送信部４１１を含む。

ビデオ入力部４０１は、プロセッサ１３などの外部装置からｅＤＰで送信された画像データ等を受信するための要素である。ビデオ入力部４０１は、例えば、ＶＥＳＡのｅＤＰ規格に準じたレシーバ部であり、画像の描画データは主信号線（Main Link）を介してプロセッサ１３から受信し、描画データ以外の制御データは副信号線（AUX-CH）を介してプロセッサ１３から受信する。ｅＤＰの規格では、主信号線（Main Link）は、１差動レーンあたり、最低１．６２Ｇｂｐｓから最高８．１Ｇｂｐｓのビットレートで動作する高速差動シリアルラインである。これに対して、副信号線（AUX-CH）は、およそ１Ｍｂｐｓで動作する低速差動シリアルラインである。

ＰＳＲ制御部４０２は、ＰＳＲモード及びＰＳＲ２モードの制御を行うための要素である。まず、プロセッサ１３が一定期間にわたって静止画を描画している場合、このプロセッサ１３からタイミングコントローラ１１へ、ＰＳＲモードのコマンドが送信される。このコマンドをプロセッサ１３から受信すると、ＰＳＲ制御部４０２はＰＳＲモードの制御を開始する。具体的には、ＰＳＲ制御部４０２は、ＰＳＲモードであることを認識すると、ＰＳＲモードの対象となる静止画のフレームデータ（描画データ）をフレームメモリ４０３に格納する。そして、ＰＳＲ制御部４０２は、フレームメモリ４０３に格納したフレームデータを読み出して、ソースドライバ１２から表示パネル１５を駆動するとともに、ｅＤＰからの伝送を停止させてプロセッサ１３をスタンバイ状態にする。このように、ＰＳＲモードでは、フレームメモリ４０３に格納されているフレームデータに基づいて、タイミングコントローラ１１自身がソースドライバ１２を介して表示パネル１５の書き換えを行う。このため、プロセッサ１３からタイミングコントローラ１１へとフレームデータを繰り返し送信する必要がなくなり、プロセッサ１３をスタンバイ状態としておくことができる。このため、ＰＳＲモードに移行することで、プロセッサ１３を備えるディスプレイモジュール（ノートパソコンやタブレット端末）全体としては消費電力を低減することができる。ＰＳＲ２モードの場合も同様であり、ＰＳＲ制御部４０２は、１フレーム内に静止画領域と動画領域が混在する場合には、当該静止画領域の描画時にプロセッサ１３からタイミングコントローラ１１への描画データの転送をライン単位で停止させて、タイミングコントローラ１１側のフレームメモリから表示パネル１５を駆動する。

フレームメモリ４０３は、タイミングコントローラ１１に設けられたＲＡＭなどの一時記憶装置である。フレームメモリ４０３には、前述したように、ＰＳＲモード時又はＰＳＲ２モード時に、タイミングコントローラ１１から表示パネルに表示する画像の描画データ（フレームデータ）が格納される。ただし、詳しくは後述するが、ＰＳＲモードであっても、ｅＤＰ伝送を止めずに、プロセッサ１３から入力された描画データに基づいて静止画判定をタイミングコントローラ１１側で実施する場合は、フレームメモリ４０３を削除又は機能停止とすることが可能になる。

静止画制御部４０４は、タイミングコントローラ１１側で、プロセッサ１３から入力された画像が静止画であるか動画であるかを判定するための要素である。静止画制御部４０４は、ｅＤＰ入力である主信号線（Main Link）の描画データが静止画であることを検出し、その映像データに変化があるまでの間、Ｐ２Ｐ送信部からソースドライバへの映像データの伝送を停止させる。詳しくは後述するように、静止画制御部４０４は、プロセッサ１３から入力された画像が静止画であると判定した場合、その旨の情報をフレーム制御部４０６に伝達する。フレーム制御部４０６は、静止画制御部４０４からの指示に従って、フレームレートを下げたり、データ間引き動作を行うことで消費電力の低減を図るものである。また、タイミングコントローラ１１がＰＳＲをサポートしていないプロセッサ１３に接続されている場合であっても、このタイミングコントローラ１１に静止画制御部４０４を設け、プロセッサ１３から入力された画像が静止画であるか否かを判定することで、タイミングコントローラ１１側の判断で自動的にＰＳＲモードに移行することも可能である。この場合、フレームメモリ４０３を削除又は機能停止とすることができる。

動画処理部４０５は、例えばＰＳＲ２モード時に、動画領域の長方形の頂点座標に関する情報がプロセッサ１３からタイミングコントローラ１１に送信された場合に、その頂点座標に基づいて動画領域の位置を把握し、１フレーム内で、動画領域のみに対して特定の画像処理を行う要素である。例えば、動画処理部４０５は、１フレーム内において、動画領域のみに対して輝度エンハンス処理などを行うことができる。動画領域のみを画質的にエンハンスして際立たせることにより、商品価値の高い液晶パネルを実現することが可能になる。

フレーム制御部４０６は、例えばＰＳＲ制御部４０２がＰＳＲモード中であると判断した場合や、静止画制御部４０４がプロセッサ１３から入力された画像の描画データが静止画であると判断した場合に、描画データのフレームレートを低下させたり、本来の描画データから一定割合で画像ラインを間引くことで消費電力を削減するための要素である。具体的に、フレーム制御部４０６は、ＰＳＲモード及びＰＳＲ２モードにおいて、ある画像フレームにおいて、Ｐ２Ｐ送信部から複数のソースドライバのそれぞれに伝送する複数の画像ラインのうち、少なくとも２以上の画像ラインの伝送を停止させる制御を行うことが好ましい。このように、表示パネルの表示画像に変化がない場合に、フレームレートを低下させたり、複数のソースドライバに送信する画像ラインの一部を間引くことで、表示パネルの消費電力を低減させることができる。

Ｖｃｏｍ調整部４０７は、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を把握しており、フレームレートが低下した際に、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を、ライン単位で制御する要素である。画像の描画データのレームレートを下げると、しばしばフリッカノイズが表示パネル上に発生することがある。このフリッカノイズは、表示パネルのＶｃｏｍ（液晶パネルのコモン電圧）の変動が原因となって発生する。そこで、タイミングコントローラ１１側でフレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を把握しておき、フレームレートの変化に合わせて、最適なＶｃｏｍ設定値をソースドライバにコマンドとして送信する。これにより、表示パネルに生じるフリッカノイズを抑制することができる。

ブランキング期間制御部４０８は、タイミングコントローラ１１からソースドライバ１２へ送るデータにおいて、垂直ブランキング期間及び／又は水平ブランキング期間はデータの伝送を停止することで消費電力を削減するための要素である。

ソースドライバ個別制御部４０９は、タイミングコントローラ１１からソースドライバ１２への描画データ伝送において、複数あるソースドライバ１２を個別に制御するための要素である。ソースドライバ個別制御部４０９は、前のラインと同一のライン及び／又は前のフレームと同一のフレームについては、ソースドライバ１２への伝送を停止させて消費電力の低減を図る。

ゲートドライバ個別制御部４１０は、タイミングコントローラ１１からソースドライバ１２への画像データ伝送において、複数あるゲートドライバ１４を個別に制御するための要素である。ゲートドライバ個別制御部４１０は、例えば、ゲートドライバ１４から表示パネル（ＬＣＤ）への書き込み制御に関して、複数ラインが同一データの場合、複数ライン一括書き込みする制御信号を生成する。

Ｐ２Ｐ送信部４１１は、タイミングコントローラ１１からソースドライバ１２に対して、画像の描画データやその他のコマンド情報をＰ２Ｐ（Point-to-Point）方式で出力するための要素である。Ｐ２Ｐ送信部４１１、Ｐ２Ｐ方式でタイミングコントローラ１１とソースドライバ１２を接続しており、２Ｇｂｐｓ／ｌａｎｅ程度の動作速度を達成できる。Ｐ２Ｐ方式は、クロックとデータを重畳させて伝送を行う方式である。例えば８つのソースドライバ１２と１つのタイミングコントローラ１１が設けられている場合、１つのソースドライバ１２とタイミングコントローラ１１間は１レーンのみで接続されている。つまり、本発明のタイミングコントローラ１１は、クロック信号と映像データとを別々の信号線でソースドライバ１２へと送信するのではなく、クロック信号と映像データとを重畳して１本の信号線で送信する構成となっている。Ｐ２Ｐ方式では、例えばｍｉｎｉＬＶＤＳのように他のソースドライバとは接続されていないため、伝送路上に分岐（スタブ）がなくすことができる。また、Ｐ２Ｐでは、クロックラインがデータラインに重畳されているため、クロックとデータのタイミングＳｋｅｗを考慮する必要がなく、伝送速度を向上させることができる。

続いて、ディスプレイモジュール１、特に本発明に係る低消費電力表示装置２が備える特徴的な各機能について説明する。

［静止画領域の低フレームレート化機能］
図３は、ＰＳＲ２モード中にプロセッサ１３からタイミングコントローラ１１へデータ更新情報を送信するタイミングを概念的に示している。また、図４は、ＰＳＲ２期間中における従来の伝送方式と本発明の伝送方式とを示したタイミングチャートである。なお、図４に示した従来のＰＳＲ２期間中の伝送方式は、図１３に示したＰＳＲ２の説明図と対応している。

前述したとおり、従来のＰＳＲ２モードにおいては、１フレーム内に描画データに変化がない領域（静止画領域）と描画データが変化する領域（動画領域）とが混在している場合、プロセッサからタイミングコントローラへ、動画領域を含むライン（動画ライン）のライン号（行数）の情報と動画領域の描画データとをｅＤＰで転送し、それ以外の静止画領域を含むライン（静止画ライン）はｅＤＰ伝送を停止させて、タイミングコントローラ側のフレームメモリからソースドライバを介してパネルを駆動することでシステムの消費電力を低減することとしていた。また、図４上段及び図１３に示されるように、ＰＳＲ２モードにおいて、動画ラインのライン番号（行数）の情報は、その更新フレームのアクティブ領域（画面表示領域）に入ってから動画ラインの直前の水平ブランキング期間中に送られるものであった。つまり、従来のＰＳＲ２モードにおいて、タイミングコントローラは、動画ラインの直前に、動画ラインの開始行数と終了行数を把握できれば十分であったため、プロセッサも、動画ラインの直前の水平ブランキング期間中に、タイミングコントローラに対して動画ラインのライン番号の情報を送信することとしていた。しかし、従来のＰＳＲ２モードのように、動画ラインの直前の水平ブランキング期間中に動画ラインのライン番号の情報がプロセッサからタイミングコントローラに送信されると、タイミングコントローラは、動画ラインの開始と終了は把握できるものの、その他の静止画ラインに対して、描画データのフレームレートを低下させたり、描画データの一部を間引いたりする処理を行うための時間を確保することが出来ないという問題があった。このため、従来のＰＳＲモードは、プロセッサ側の消費電力を低減させることはできるものの、タイミングコントローラ側及び表示パネル側の消費電力低減効果は得られないものであった。

そこで、本発明では、図３及び図４下段に示されるように、ＰＳＲ２モード時に、１フレーム内に動画領域と静止画領域が含まれている場合には、動画ラインの直前の水平ブランキング期間中ではなく、それよりも時間的に前のタイミングで、動画領域の位置又は動画領域を含むラインを特定するための情報（データ更新情報）を、プロセッサからタイミングコントローラへ送信する。このように、プロセッサからタイミングコントローラにデータ更新情報を予め送信しておくことで、タイミングコントローラで静止画領域の描画データのフレームレートを低下させたり、或いは静止画領域のラインを一部間引いたりする処理時間を確保することができる。これにより、ＰＳＲ２モード時に、タイミングコントローラ側及び表示パネル側の消費電力を低減させることができる。

データ更新情報としては、動画ラインのライン番号（行数）の情報が挙げられる。タイミングコントローラは、プロセッサから動画ラインのライン番号を受け取ることで、動画ライン及び静止画ラインを特定することができる。これにより、タイミングコントローラは、静止画ラインに対してフレームレートを低下させたりラインを一部間引いたりするなどの低消費電力化処理を行うことができる。

また、データ更新情報としては、長方形の動画領域の頂点座標の情報が挙げられる。動画領域の頂点座標として少なくとも対角に位置する２点の座標が含まれていれば、タイミングコントローラは長方形の動画領域を特定できる。例えば、図３に示した例では、動画領域の左下の座標（ｘ０，ｙ０）及び右上の座標（ｘ１，ｙ１）がデータ更新情報として、プロセッサからタイミングコントローラへ送信されている。ただし、動画領域の頂点座標としては、長方形の４箇所すべての座標が含まれていてもよい。プロセッサからタイミングコントローラに対して動画領域の頂点座標の情報を送信することで、タイミングコントローラは、より詳細に動画領域の位置を特定できるため、それ以外の静止画領域に対してフレームレートを低下させたりラインを一部間引いたりするなどの低消費電力化処理を行うことができる。つまり、タイミングコントローラは、動画ライン内にある静止画領域にも低消費電力化処理を行うことができるため、前述した動画ラインのライン番号を送信する場合と比較して、消費電力をさらに低減できる。

プロセッサからタイミングコントローラへデータ更新情報を送信するタイミングとしては、１フレームのアクティブ領域（画面表示領域）に入る直前の垂直ブランキング期間が挙げられる。つまり、この垂直ブランキング期間内にプロセッサがタイミングコントローラへデータ更新情報を送信することで、タイミングコントローラは、１フレーム内に含まれる静止画領域全体を対象にして、フレームレートを低下させたりラインを一部間引いたりするなどの低消費電力化処理を行うことができる。つまり、タイミングコントローラは、１フレーム内の静止画領域が開始する前のブランキング期間内にデータ更新情報を受け取ることで、静止画領域の１ライン目から低消費電力化処理を開始することができる。従って、データ更新情報はこの垂直ブランキング期間内に送信されることが好ましいといえる。

また、プロセッサからタイミングコントローラへデータ更新情報を送信するタイミングは、動画ラインの直前の水平ブランキング期間よりも時間的にさらに前の水平ブランキング期間であってもよい。このタイミングでデータ更新情報を受け取れば、タイミングコントローラは、データ更新情報を受け取ってから動画領域が始まるまでの間の静止画領域を対象にして、フレームレートを低下させたりラインを一部間引いたりするなどの低消費電力化処理を行うことができる。なお、データ更新情報は、垂直ブランキング期間中か、水平ブランキング期間中のどちらか１回送ればよい。

図４は、ＰＳＲ２期間中における従来の伝送方式と本発明の伝送方式の違いを示している。図４に示されるように、本発明の伝送方式では、従来の伝送方式とは異なり、データ更新情報が垂直ブランキング期間にプロセッサからタイミングコントローラに送信される。そして、本発明の伝送方式では、タイミングコントローラによって、静止画領域の間、ソースドライバへ伝送する描画データのフレームを低下させる処理が行われている。これにより、従来のＰＳＲ２モードでは、プロセッサ側の消費電力低減しか達成できなかったのに対して、本発明のＰＳＲ２モードでは、プロセッサ側の低消費電力化に加えて、タイミングコントローラ及び表示パネル側の低消費電力化をも達成できる。

また、図４に示されるように、本発明の伝送方式では、垂直ブランキング期間及び水平ブランキング期間中に、タイミングコントローラからソースドライバへのデータ伝送を完全に停止することで、タイミングコントローラの制御によって表示パネル（ＬＣＤ）の消費電力を削減することができる。具体的に説明すると、プロセッサから入力された画像信号に基づいて、タイミングコントローラは、映像同期信号を抽出したり生成したりする。例えば、この映像同期信号には、複数のソースドライバを同期して駆動させるための水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、複数のゲートドライバを同期して駆動させるための垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、及び周期的に繰り返される有効期間とブランキング期間とを含むデータイネーブル信号（ＤＥ）が含まれる。有効期間とブランキング期間は、基本的に水平同期信号に対応したものである。

ここで、図４に示されるように、従来の伝送方式において、タイミングコントローラは、データイネーブル信号（ＤＥ）の有効期間内に、映像を表示するための描画データを各ソースドライバに対して伝送する。また、タイミングコントローラは、データイネーブル信号（ＤＥ）のブランキング期間内に、映像の表示を休止させるための休止データを各ソースドライバに対して伝送する。このように、タイミングコントローラは、データイネーブル信号（ＤＥ）に基づいて、描画データと休止データから構成される映像データを、各ソースドライバに対して常時伝送することが一般的であった。つまり、従来の伝送方式において、タイミングコントローラは、有効期間であるかブランキング期間であるかに関わらず、各ソースドライバに対して電圧を印加し続けていることとなる。

しかしながら、ブランキング期間内は映像の表示が休止されており、ソースドライバに接続されたソースラインには画像が表示されない。このため、ブランキング期間内にタイミングコントローラからソースドライバに電圧を印加していると、無駄な電力が消費されることとなる。そこで、本発明の伝送方式では、図１に示されるように、タイミングコントローラ１１にブランキング期間制御部４０８設けて、データイネーブル信号に基づき、ブランキング期間の間、Ｐ２Ｐ送信部４１１からソースドライバ１２へ描画データ及び休止データからなる映像データの伝送を完全に停止させる。すなわち、ブブランキング期間制御部４０８は、データイネーブル信号を解析してブランキング期間を特定し、このブランキング期間の間、Ｐ２Ｐ送信部４１１からソースドライバ１２へ印加される電圧を完全に遮断して、Ｐ２Ｐ送信部４１１からソースドライバ１２への伝送を完全に停止させる。また、本発明では、前述したとおり、タイミングコントローラ１１とソースドライバ１２はＰ２Ｐ型の伝送方式にて接続されているものであるため、タイミングコントローラ１１からソースドライバ１２に印加される電圧を遮断するということは、映像データのみならずクロック信号の伝送を含む全ての伝送を完全に停止させることとなる。このように、本発明は、映像データの伝送が停止している間に、映像データとクロック信号の伝送を完全に停止させるものであるため、この期間中の消費電力をほぼゼロとすることが可能である。その結果、タイミングコントローラ１１側で、ブランキング期間中の画像伝送を停止することで、表示パネルの消費電力を低減させることが可能になる。

また、図４下段に示されるように、タイミングコントローラは、データイネーブル信号（ＤＥ）の垂直ブランキング期間中だけでなく、水平ブランキング期間中においても映像データの伝送を停止する期間を形成し、タイミングコントローラからソースドライバへのデータ伝送を細かく停止させることで、さらに効率的に液晶パネルモジュールの消費電力を低減させることが可能である。すなわち、タイミングコントローラは、垂直ブランキング期間中及び水平ブランキング期間の両方において、映像データの伝送を停止させる機能を持つ。

図５及び図６は、ポインティングデバイスによるディスプレイ上の指示位置を示すポインタ画像の動作範囲を、前述した動画領域として捉えて、その他の静止画領域に対してフレームレートを低下させる等の低消費電力化処理を行う場合を示している。つまり、表示画面上で変化するものがポインタ画像のみであり、その他の領域については描画データが変化しない静止画領域となる場合がある。その場合には、プロセッサは、ポインタ画像の動作範囲を動画領域として特定し、動画領域を含むラインの直前の水平ブランキング期間中よりも時間的に前のタイミングで、動画領域の位置又は動画領域を含むラインを特定するための情報（データ更新情報）を、プロセッサからタイミングコントローラへ送信する。この場合に、データ更新情報には、ポインタ画像の形状に関する情報と、ポインタ画像の移動の前後位置に関する情報とが含まれる。これにより、タイミングコントローラ側で、ポインタ画像の動作範囲以外、すなわち静止画領域の描画データのフレームレートを低下させたり、或いは静止画領域のラインを一部間引いたりする処理時間を確保する。これにより、ＰＳＲ２モード時に、タイミングコントローラ側及び表示パネル側の消費電力を低減させることができる。

また、ＰＳＲモード及びＰＳＲ２モードにおいて、描画データを更新するときは、ｅＤＰの主信号線（Main Link）の伝送を停止状態から起動状態とさせて、更新された描画データをプロセッサからタイミングコントローラへ送信することが一般的である。しかし、頻繁にポインタ画像が移動する場合には、ｅＤＰ伝送部の再起動の消費電力が大きくなり、プロセッサ側の消費電力低減が困難であった。そこで、本発明の伝送方式では、図５の下部に示されるように、ＰＳＲモード及びＰＳＲ２モードにおいて、画面上で例えばポインタ画像の変化のみがあった場合、ポインタ画像のデータ更新情報（ポインタ画像の形状、位置座標等）を、プロセッサからタイミングコントローラに対して、ｅＤＰの低速ラインである副信号線（AUX-CH）経由で送信し、タイミングコントローラ側で更新情報の画像をフレームメモリから読み出して生成する。つまり、タイミングコントローラのフレームメモリにポインタ画像の形状が記憶されており、タイミングコントローラでポインタ画像の更新画像を生成する。このとき、ｅＤＰの高速ラインである主信号線(Main Link）は常時オフにしておく。このように、ポインタ画像のデータ更新情報の伝達に消費電力の少ない副信号線（AUX-CH）を利用することで、消費電力の大きい主信号線(Main Link）をオフにしておくことができるため、ｅＤＰの消費電力の大半を占める主信号線の消費電力低減が可能になる。

［ソースドライバの個別制御機能］
図７は、タイミングコントローラが備えるソースドライバ個別制御部の機能を示したものである。従来のＰＳＲ２モードにおいては、データ更新のないラインに対応する表示パネルのソースラインも、タイミングコントローラからソースドライバへ描画データを送信していたため、無駄な消費電力が発生していた。これに対して、本発明は、ソースドライバ個別制御部により、データ更新のないソースラインについてはタイミングコントローラ側からソースドライバへデータ送信を停止することで消費電力を低減させることができる。

すなわち、図７に示されるように、タイミングコントローラのソースドライバ個別制御部は、複数のソースドライバを個別に制御し、より細かな消費電力削減を行う。例えば、４Ｋ２Ｋの表示パネルの場合、一般的なソースドライバは８個配置される。タイミングコントローラは各々のソースドライバに対してＰ２Ｐ（Point-to-Point）方式で接続される。そして、タイミングコントローラのソースドライバ個別制御部は、複数のソースドライバのそれぞれに対して映像データを伝送するＰ２Ｐ送信部を有し、ソースドライバごと映像データの伝送を個別に制御する。このように、複数のソースドライバを個別に制御することで、特定のソースドライバに画像伝送が不要であれば個別に伝送を止めるなど、データ伝送をより細かく制御できる。これにより、より正確に表示パネルの低消費電力化を図ることができる。なお、ソースドライバ個別制御部は、タイミングコントローラ側で受信した画像データを各ソースドライバに割り当てるために、画像データ順番を並び替えるなどの処理を行ってもよい。また、特定のソースドライバ用の画像データに変化がない場合、ソースドライバ個別制御部は、ソースドライバへの画像伝送を個別に停止することもできる。

また、前述したとおり、本発明においては、ＰＳＲ２期間中、プロセッサからタイミングコントローラに対して、動画ラインや動画領域の位置を特定するためのデータ更新情報が送信されている。このため、タイミングコントローラのソースドライバ個別制御部は、プロセッサから受け取ったデータ更新情報に基づいて、複数のソースドライバを個別に制御すればよい。すなわち、ソースドライバ個別制御部は、動画領域を含むラインに対応したソースドライバには描画データを伝送し、静止画領域を含むラインに対応したソースドライバには描画データを伝送しないことが好ましい。これにより、画像の更新が必要な動画領域に対応したソースドライバのみが駆動させ、その他の不要なソースドライバは休止状態としておくことができるため、パネルモジュールの消費電力を低下させることができる。

［Ｖｃｏｍの制御機能］
ＰＳＲやＰＳＲ２中に、タイミングコントローラ側でフレームレートを下げることにより、パネルモジュールの低消費電力化を図ることができるが、フレームレートを下げると、しばしばフリッカノイズが表示画面上に発生することがある。フリッカノイズは、パネルのＶｃｏｍ（表示パネルのコモン電圧）の変動が原因であり、Ｖｃｏｍ電圧をタイミングコントローラ側からうまく制御することでフリッカノイズを抑えるが可能になる。

図８の上段は従来のＶｃｏｍの状態を示す。タイミングコントローラ側、ソースドライバ側ではＶｃｏｍの設定値は一定であり（図８中の「Setting」のライン）、Ｖｃｏｍ端子側の出力側電位はフレーム毎に変動している（図８中の「actual voltage」のライン）。Ｖｃｏｍラインにはパネルの大きな負荷容量により、パネル側の平均化されたパネルのＶｃｏｍ電位は一定の時定数を持って変動する（図８中の「Average」のライン）。特に図８の通り、低フレームレートに移行するとＶｃｏｍ電位も低下していく。フレーム周波数が変動するとＶｃｏｍをフレーム単位で調整しても電圧に大きな変動が生じていた。

図８の中段は従来のＶｃｏｍの制御の例を示す。Ｖｃｏｍの設定をフレームレートが低下した際に、上段のＶｃｏｍの電圧低下を補正するために、Ｖｃｏｍの設定値（図８の「Setting」のライン）を高めにする。これにより、平均化されたパネルのＶｃｏｍ電位は低下することなく、フレームレート低下前と同様な電位レベルを保つことができる、しかし図８の通り、Ｖｃｏｍ電位には、依然大きな電圧変動が生じていた。

そこで図８の下段に、本発明の好ましい形態におけるＶｃｏｍ調整の手法を示す。このようにフレーム単位でＶｃｏｍ値を調整してもＶｃｏｍ電位に大きな変動が発生するので、ライン単位でＶｃｏｍの設定値を調整することが有効である。例えばタイミングコントローラのＶｃｏｍ調整部で、ビデオアクティブ期間（描画データ送信期間）より、ブランキング期間中のＶｃｏｍ設定値を高めに設定することで（図８中の「Setting」のライン）、平均化されたＶｃｏｍ電位のノイズレベルが低減することができる。上記制御は一例であり、本願ではライン単位でＶｃｏｍ設定値を調整できるので、より細やかなノイズ抑止が可能になる。このＶｃｏｍの設定値はあらかじめ評価で確認しておき、タイミングコントローラのＶｃｏｍ調整部がその設定値をライン毎にソースドライバでコマンド送信することで実現するものである。ソースドライバは、タイミングコントローラから受け取ったＶｃｏｍ設定値に基づいて、表示パネルのコモン電圧を制御する。

［動画領域の輝度エンハンス機能］
図９は、タイミングコントローラが備える動画処理部の機能を示したものである。前述したとおり、本発明のＰＳＲ２モードにおいて、動画領域の長方形の頂点座標がプロセッサからタイミングコントローラに送信されるため、タイミングコントローラはその動画領域の位置及び範囲を特定することができる。ここで、タイミングコントローラの動画処理部は、１フレーム内で、動画領域に対してのみ、特定の画像処理を行うための要素である。動画処理部は、例えば動画領域に対して輝度エンハンス処理などを行うことができる。動画領域のみを画質的にエンハンスして際立たせることにより商品価値の高い液晶パネルを実現することが可能になる。輝度エンハンス機能は従来からディスプレイ分野で使われているが、動画領域のみを対象として輝度をエンハンスすることはできなかった。これは、従来技術においては、動画領域の座標をタイミングコントローラが把握することができなかったためである。これに対して、本発明では、動画領域の座標をプロセッサからタイミングコントローラへ送信することで、タイミングコントローラの動画処理部において、１フレームに含まれる動画領域のみを対象として輝度エンハンスを行うことが可能となる。

図１３に示されるように、プロセッサのうち、タイミングコントローラと情報の授受を行うのはＤｒｉｖｅｒＳＷよりも下の階層であるが、フレームに含まれる動画領域の座標情報を認識しているのは、ＯＳ又はアプリケーション階層である。このため、プロセッサでは、ＯＳ又はアプリケーション階層が、ＤｒｉｖｅｒＳＷよりも下の階層を通じて、タイミングコントローラに対して、動画領域の頂点座標の情報を送ることとなる。これを受けたタイミングコントローラの動画処理部は、動画領域の頂点座標に基づいて、この動画領域のみを対象として輝度エンハンス処理を行うことができる。

［フレームメモリを利用しないＰＳＲ・ＰＳＲ２機能］
続いて、図１０から図１２を参照して、フレームメモリを利用しないＰＳＲモード及びＰＳＲ２モードについて説明する。図１０は、プロセッサからタイミングコントローラへの描画データの伝送方式を示したブロック図である。図１１は、従来のＰＳＲモードの伝送方式と本発明の好ましい形態に係るＰＳＲモードの伝送方式を比較して示したタイミングチャートである。また、図１２は、本発明の好ましい形態に係るＰＳＲ２モードの伝送方式を示したタイミングチャートである。従来のＰＳＲ及びＰＳＲ２モードでは、タイミングコントローラが常にフレームメモリを備えている必要があるため、フレームメモリにアクセスする際の消費電力が増加するだけではなく、フレームメモリを搭載することによるコストアップが問題となっていた。そこで、本発明の好ましい実施形態は、タイミングコントローラのフレームメモリを削除又は停止した場合であっても、ＰＳＲ及びＰＳＲ２と同等の機能を実現するものである。

図１０及び図１１下段に示されるように、ＰＳＲ期間中に、タイミングコントローラのフレームメモリを利用しない場合、ｅＤＰの主信号線（Main Link）の伝送を常にオンにしておき、プロセッサからタイミングコントローラへ常に描画データを送信する。そして、プロセッサから入力された描画データが静止画であるか若しくは動画であるのかを、タイミングコントローラの静止画制御部で判定する。例えば、静止画制御部は、最新の入力フレーム（フレームｎ）のＣＲＣ（巡回冗長検査）の処理結果と、その前のフレーム（フレームｎ−１）のＣＲＣ処理結果を比較し、両者が一致すれば、２つのフレームは同一であり画像に変化が生じていないことがわかる。これにより、静止画制御部は、プロセッサから入力された描画データが静止画であると判断できる。そして、図１１下段に示されるように、静止画制御部は、描画データは静止画であると判断した場合、プロセッサから入力された描画データに変化が生じるまでの間、フレームレートを低下させたり、間引き動作を行うことでパネル側の消費電力を低減することができる。また、静止画制御部は、Ｐ２Ｐ送信部からソースドライバへの映像データの伝送を停止させることで消費電力を低減することができる。

図１０及び図１２に示されるように、ＰＳＲ２期間中に、タイミングコントローラのフレームメモリを利用しない場合、ｅＤＰの主信号線（Main Link）の伝送を常にオンにしておき、プロセッサからタイミングコントローラへ常に描画データを送信する。そして、プロセッサから入力された描画データが静止画であるか若しくは動画であるのかを、タイミングコントローラの静止画制御部で判定する。例えば、静止画制御部は、タイミングコントローラから入力されたデータ更新情報（動画ラインの番号や動画領域の頂点座標）に基づいて、プロセッサから入力された描画データが静止画であるか否かを判定することができる。また、例えば、静止画制御部は、最新の入力フレーム（フレームｎ）のラインｋのＣＲＣ（巡回冗長検査）の処理結果と、その前のフレーム（フレームｎ−１）のラインｋのＣＲＣ処理結果とを比較し、両者が一致すれば２つのラインは同一であり画像に変化が生じていないと判断できる。つまり、静止画制御部は、連続するフレームの同じラインのＣＲＣ処理結果に基づいて、プロセッサから入力された描画データが静止画であるか否かを判断する。そして、静止画制御部は、描画データは静止画であると判断した場合、プロセッサから入力された描画データに変化が生じるまでの間、フレームレートを低下させたり、間引き動作を行うことでパネル側の消費電力を低減することができる。また、静止画制御部は、Ｐ２Ｐ送信部からソースドライバへの映像データの伝送を停止させることで消費電力を低減することができる。

このように、ＰＳＲ期間及びＰＳＲ２期間中に、プロセッサからタイミングコントローラへの描画データの伝送を常時オンにするとともに、タイミングコントローラ側で描画データが静止画であるかを判断するようにすることで、タイミングコントローラにフレームメモリを搭載する必要がなくなる。なお、タイミングコントローラにフレームメモリが搭載されている実装形式であっても、そのフレームメモリにアクセスする必要がなくなる。これにより、フレームメモリを削除又は機能停止にした場合であっても、タイミングコントローラに静止画制御部を設けることで、ＰＳＲ及びＰＳＲ２と同等の機能を実現できる。また、ＰＳＲ／ＰＳＲ２期間中であってもｅＤＰ伝送を止めずに、入力された描画データから静止画判定をタイミングコントローラ側で実施することで、フレームメモリを削除することが可能である。この場合、ｅＤＰ部分の消費電力は削減できないが、フレームメモリが不要になるため、メモリアクセスに伴う消費電力が削減可能になる。

［ＰＳＲ制御機能］
次に、ＰＳＲ制御部の機能についてより詳しく説明する。ＰＳＲ制御部は、ＰＳＲモード期間中又はＰＳＲ２期間中に静止画領域のフレームレートを下げることで、パネルモジュールの消費電力を低減する。具体的に説明すると、タイミングコントローラのＰＳＲ制御部は、ＰＳＲモードとなったことを認識したときに、静止画領域における描画データのフレームレートをリアルタイムに低下させて、パネルモジュールの低消費電力化を図る。すなわち、前述したように、タイミングコントローラ側は、映像同期信号（Ｈｓｙｎｃ、Ｖｓｙｎｃ、ＤＥ）を抽出又は生成することができる。この映像同期信号には、複数のゲートドライバを同期して駆動させるための垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）が含まれている。タイミングコントローラは、この垂直同期信号のタイミングを制御することで、フレームレートを変化させることが可能である。例えばタイミングコントローラ側の制御により、映像データのフレームレートを６０Ｈｚから４０Ｈｚに低下させる。

ＰＳＲ制御部は、例えば、ＰＳＲモード開始のコマンドがプロセッサからタイミングコントローラに入力されたときに、ＰＳＲモードが開始したことを認識し、フレームレートを低下させるようにしてもよい。また、ＰＳＲ制御部は、映像データを構成する前後のフレームが同一であるかどうかを解析して、フレームが同一である期間が所定期間以上継続したときに、ＰＳＲモードが開始したことを認識し、フレームレートを低下させるようにしてもよい。タイミングコントローラ側でフレームレートを下げることにより、パネルモジュールの低消費電力化を図ることができる。

ただし、フレームレートを下げると、しばしばフリッカノイズが表示画面上に発生することがある。フリッカノイズは、パネルのＶｃｏｍ（表示パネルのコモン電圧）の変動が原因である。低フレームレートに移行すると、Ｖｃｏｍに電圧変動が発生する。この電圧変動はパネル毎に依存する。そこで、ＰＳＲ制御部は、事前にフレームレートとＶｃｏｍ変動量を評価し、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を決定しておくことが好ましい。ＰＳＲ制御部は、ＰＳＲモード移行時にフレームレートを低下させた場合、低下後のフレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を、コマンドにてソースドライバへ送信する。そして、ソースドライバは、タイミングコントローラのＰＳＲ制御部から受け取ったＶｃｏｍ設定値に基づいて、表示パネルのコモン電圧を制御する。このように、タイミングコントローラからソースドライバにＶｃｏｍ設定値を送信し、このタイミングコントローラによってソースドライバをリアルタイムに制御することで、表示パネル上に発生するフリッカノイズを抑制することができる。

特にＶｃｏｍ電位は、フレーム周波数が変動するとＶｃｏｍをフレーム単位で調整しても電圧に大きな変動が生じる。そこで、本発明において、ＰＳＲ制御部は、前述したとおり、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を把握しており、フレームレートを低下させた際に、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を、ライン単位で制御することで、Ｖｃｏｍ電位の変動を抑え、Ｐ２Ｐ送信部を介して最適なＶｃｏｍ設定値ソースドライバへ送信することが好ましい。

以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。

本発明は、電気機器産業にて好適に利用しうる。特に、本発明の画像通信装置は、液晶パネルを含む薄型パネルに組み込まれる画像通信用のモジュールとして、好適に利用しうる。

１…ディスプレイモジュール ２…低消費電力表示装置
１１…タイミングコントローラ １２…ソースドライバ
１３…プロセッサ １４…ゲートドライバ
１５…表示パネル ３０１…ビデオ出力部
４０１…ビデオ入力部 ４０２…ＰＳＲ制御部
４０３…フレームメモリ ４０４…静止画制御部
４０５…動画処理部 ４０６…フレーム制御部
４０７…Ｖｃｏｍ調整部 ４０８…ブランキング期間制御部
４０９…ソースドライバ個別制御部 ４１０…ゲートドライバ個別制御部
４１１…Ｐ２Ｐ送信部

本発明は、基本的に、ＰＳＲ２動作時にプロセッサからタイミングコントローラに対して、動画領域の描画データよりも時間的に前に、動画領域を特定するためのデータ更新情報を送出するようにすれば、タイミングコントローラが、このデータ更新情報に基づいてフレームに含まれる動画領域を特定し、動画領域以外の静止画領域において前記描画データの一部を間引くことでフレームレートを低下させる処理又は画像ラインの一部を間引く処理を行うことができるようになるという知見に基づくものである。これにより、ＰＳＲ２動作時においてもタイミングコントローラ及び表示パネルの低消費電力化を実現することができる。具体的に説明すると、本発明は以下の構成を有する。

本発明は、プロセッサ及びタイミングコントローラを備える表示装置に関する。
プロセッサは、ＣＰＵやＧＰＵであり、描画データを生成して出力するための制御装置である。
タイミングコントローラは、プロセッサから入力される描画データを水平同期及び垂直同期に従って出力する集積回路である。タイミングコントローラは、パネルモジュールのソースドライバ及びゲートドライバに接続することができる。ここで、プロセッサは、１フレーム中に、以前のフレームと比較して描画データが更新されていない静止画領域と、以前のフレームと比較して描画データが更新された動画領域とが含まれる場合に、動画領域を含むラインの描画データよりも時間的に前に、動画領域の位置（範囲）又は動画領域を含むラインを特定するためのデータ更新情報を、タイミングコントローラへと送出する。タイミングコントローラは、データ更新情報に基づいて、動画領域以外の領域、すなわち静止画領域を特定し、前記描画データの一部を間引くことでこの静止画領域のフレームレートを低下させる処理及び静止画領域の画像ラインの一部を間引く処理の両方又はいずれか一方を行う。

本発明において、タイミングコントローラは、前記データ更新情報に基づいて、入力された描画データが静止画領域又は動画領域に属することを判定し、描画データをフレームメモリに記憶させずに、前記描画データの一部を間引くことで静止画領域のフレームを低下させる処理又は静止画領域の画像ラインの一部を間引く処理を行うこととしてもよい。この場合には、タイミングコントローラにフレームメモリを搭載する必要がなくなる。このため、タイミングコントローラの製造コストを低下させることができる。

Claims (11)

1. 描画データを出力するプロセッサと、
   前記プロセッサから入力される描画データを水平同期及び垂直同期に従って出力するタイミングコントローラと、を備える表示装置であって、
   前記プロセッサは、１フレーム中に、以前のフレームと比較して描画データが更新されていない静止画領域と、以前のフレームと比較して描画データが更新された動画領域とが含まれる場合に、前記動画領域を含むラインの描画データよりも時間的に前に、前記動画領域の位置又は前記動画領域を含むラインを特定するためのデータ更新情報を、前記タイミングコントローラに送出し、
   前記タイミングコントローラは、前記データ更新情報に基づいて、前記静止画領域のフレームレートを低下させる処理及び前記静止画領域の描画データの一部を間引く処理のいずれか又は両方を行う
   表示装置。
2. 前記プロセッサは、前記動画領域よりも時間的に前の垂直ブランキング期間中に、前記データ更新情報を前記タイミングコントローラに送出する
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記データ更新情報は、描画データが更新されるラインの番号に関する情報を含む
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記データ更新情報は、描画データが更新される動画領域の頂点の座標に関する情報を含む
   請求項２に記載の表示装置。
5. 前記データ更新情報は、ポインティングデバイスによる表示画面上の指示位置を示すポインタ画像の形状に関する情報と、前記ポインタ画像の移動の前後位置に関する情報とを含む
   請求項２に記載の表示装置。
6. 前記プロセッサと前記タイミングコントローラは、前記描画データを伝送するための相対的に高速に動作する主信号線と、制御データを伝送するための相対的に低速に動作する副信号線とによって接続されており、
   前記データ更新情報が前記ポインタ画像の形状及び移動の前後位置に関する情報のみである場合には、前記主信号線を通じた前記描画データの伝送が停止され、前記データ更新情報が前記副信号線を介して前記プロセッサから前記タイミングコントローラへと送出される
   請求項５に記載の表示装置。
7. 前記タイミングコントローラは、
   前記プロセッサから入力された描画データを記憶可能なフレームメモリを備え、
   前記静止画領域の描画データは、前記フレームメモリから読み出して出力し、
   前記動画領域の描画データは、前記プロセッサから入力されたものを前記フレームメモリに記憶させずに出力する
   請求項１に記載の表示装置。
8. 前記タイミングコントローラは、前記データ更新情報に基づいて、入力された描画データが前記静止画領域又は前記動画領域に属することを判定し、描画データをフレームメモリに記憶させずに、前記静止画領域のフレームを低下させる処理及び前記静止画領域の描画データの一部を間引く処理のいずれか又は両方を行う
   請求項１に記載の表示装置。
9. 前記タイミングコントローラは、複数のソースドライバのそれぞれに描画データを伝送するか否かを個別に制御するソースドライバ個別制御部を有し、
   前記ソースドライバ個別制御部は、前記動画領域を含むラインに対応したソースドライバに描画データを伝送し、前記静止画領域を含むラインに対応したソースドライバには描画データを伝送しない
   請求項１に記載の表示装置。
10. 前記タイミングコントローラは、フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を把握しており、前記フレームレートを低下させた際に、前記フレームレートに対応した最適なＶｃｏｍ設定値を、ライン単位で制御する
    請求項１に記載の表示装置。
11. 前記タイミングコントローラは、前記データ更新情報に基づいて、前記動画領域又は前記動画領域を含むラインの輝度エンハンス処理を行う
    請求項１に記載の表示装置。