JP3894211B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
図7は、表示素子としてアクティブマトリックス型液晶表示体を用いた表示装置の典型的な構成を示すブロック図、図8はそのタイム図である。
図7の一点鎖線718内は液晶表示体708のマトリックス配置された1画素部分を拡大した図である。アクティブスイッチ素子711は行電極709のYj番目が選択されると、列電極710のXi番目に出力されたDA変換器706の出力を画素電極712に伝える。なお、DA変換器706を液晶コントローラ側に一つ置いて、データ716をアナログ信号で伝送することもできる。この場合は、ラッチ705はアナログのサンプルアンドホールド回路となる。この方法はDA変換器の数を減らすことができ、従来多く用いられたが、DA変換器といっても最終的に画素電極712に印加される電圧値が所定値になっていればよく、パルス幅変調などのデジタル回路が使用でき、アナログのサンプルアンドホールド回路が不要となるため、LSIの高密度化に伴い、ここで説明した方法が主流となってきている。
なお、行の右端の表示信号が液晶コントローラ703から出力された後、次の行の左端の表示信号が出力されるまでの時間、また画面の最下行の画像データが出力し終わってから、次のフレームの最初の行の画像データが出力されるまでの時間は、(水平、垂直)ブランキング期間または帰線期間と呼ばれ、CRTでは0にできないが、液晶表示体では0でもよい。図8では、1画素分の水平帰線期間および1行分の垂直帰線期間をとった場合を例示している。
また、信号を精度よく伝送するためには、整合の取れたインピーダンス終端が必要であるが、インピーダンス終端が必要な線の数が多い上に伝送インピーダンスはせいぜい100オーム位なので、それらの終端抵抗に消費される電力が容認できないほどに大きくなってしまうという問題もあった。
特に、配線がヒンジ部などの可動部を通る場合は、可動部の折れ曲がり具合により特性インピーダンスが変化するため、状況によってインピーダンス不整合が生じ、折れ曲がり部での反射等により信号劣化を引き起こす。このため、伝送されるデータの速度が制限されたり、実装方法や部品の配置が制約を受けるという問題点があった。また、やり取りされる信号数は100本を越えるため、この接続を行うフレキシブル基板やコネクタのコストが高い上に接続信頼性も低いという欠点を有していた。
本発明による表示装置は、表示データを生成する表示データ生成部を有する本体部と、前記本体部とは別に設けられた、前記表示データを表示する表示部とを有する表示装置であって、前記表示データ生成部は、前記表示データをN(Nは2以上の整数)組に分割し、前記表示データを前記各組毎に所定の画素順に所定のビット順でビットデータに変換してN個のビット並列のシリアル信号として生成する分割手段と、前記シリアル信号の各々に異なる符号を乗算する乗算手段と、前記乗算手段の出力信号を合成しM(Mは、M<Nの整数)個のシリアル信号に合成する合成手段とを有し、前記表示部は、前記表示データを表示する表示手段と、前記合成手段の出力信号と前記符号との相関を計算することにより、前記合成手段の出力信号をN個のシリアル信号に復元するN個の復元手段と、前記復元手段と前記表示手段の間に置かれ、前記復元手段により復元されたシリアル信号を並列信号に復元し、前記復元された並列信号に基づき前記表示手段を駆動するN組の駆動手段とを有し、前記表示データ生成部と前記表示部との間には、前記合成手段からの出力信号を前記復元手段に伝送する伝送路を有することを特徴とする。
本発明のこの構成により、表示手段に伝送される表示データは符号分割多重され伝送されるので、線路に必要な帯域幅を狭くすることが出来、伝送が容易に実現可能となり、少ない伝送線路数による伝送や、各々の伝送路に要求される周波数帯域の制限の緩和が可能になる。さらに、従来高速なシリアルデータとして伝送していた画素データを符号分割多重による伝送を可能とし、少ない伝送線路数によっての伝送が可能となり、またビット毎の転送速度を下げることができ、伝送線路に要求される条件を緩和できる。
本発明による表示装置の前記表示手段は、マトリックス状に配置された画素を有し、線順次走査により表示されることを特徴とする。
本発明による表示装置は、前記分割手段は、書き換えが必要な組に対してのみ表示データを出力することを特徴とする。
本発明による表示装置は、前記乗算手段に供給される符号を発生させる第1拡散符号発生回路と、前記復元手段に供給され、前記乗算手段に供給される符号と同一の符号を発生させる第2拡散符号発生回路とを備え、前記第1拡散符号発生回路と前記第2拡散符号発生回路とは同一のクロック信号にて同期が取られることを特徴とする。
本発明の上記構成によれば、符号分割多重に使用する符号は直交符号なので、各符号間の相関は完全に零にでき、多重化された画像信号から各データを完全に分離復元することができる。
図1に示すように、CPU101は本体部131の指示に従って表示すべき画像データを生成し、ビデオメモリ102に書き込む。本体部131は、ここではテレビジョンにおけるチューナーや復調部を含む本体回路やDVDプレーヤ再生部など、コンピュータの入出力装置などを含む本体部を意味する。CPU101は、本体部131の信号を受け、その画像信号や、JPEGやMPEGなどの圧縮画像や動画データからの伸張や演算により表示すべき画像データを生成し、ビデオメモリ102に蓄え、必要に応じて順次書き換え更新する。
図2において、図1の液晶コントローラ103により読み出された表示データ信号116は画素毎にビット並列化されており、端子209に出力される。表示データのそれぞれのビットは、乗算回路202−1、202−2、・・・、202−Nによって拡散符号発生回路201により発生される拡散符号Ck(k=1、2、・・・、N)のそれぞれと乗算され、加算回路203によりアナログ的に加算され、多重信号214として、図1の液晶表示体108側に送出される。乗算回路202−1、202−2、・・・、202−Nの入力はデジタルの2値であり、拡散符号Ckも2値であれば、乗算回路202−1、202−2、・・・、202−Nは排他的論理和回路で構成できる。加算回路203の出力は多値となるため、アナログ加算が必要である。加算回路203では、乗算回路202−1、202−2、・・・、202−Nの出力論理1のとき−1V、論理0のとき1Vを対応させ、アナログ加算する。
この実施例では、送信側で用いた拡散符号Ckは受信側でも同一の拡散符号Ckを同期して使用しないと、受信側ではデータを正しく復元できない。従来の拡散符号による多重化通信では、受信側で拡散符号発生の同期を取るための特別な回路を必要としたが、本実施例のように送受信端が至近距離にある場合は同期のための信号は直接送信側から取得すればよい。本実施例では、同一のチップクロック211を使用し、水平同期信号213により拡散符号発生回路201、204をリセットし、同期を取っている。このような構成をとることにより、同期捕捉が著しく簡略化できる。分周回路205は、チップクロック211を分周して1シンボル区間毎に信号を発し、積分回路207−1、207−2、・・・、207−Nおよび判定回路208−1、208−2、・・・、208−Nをリセットする。チップクロック211は拡散符号の1チップに相当する周期のクロック信号であり、通常チップクロック211の周波数は高くなる。このため、チップクロック211を送らずに、図1の液晶表示体108側でたとえば水平同期信号213を逓倍し、PLL等の手段で再生したり、またXクロック信号115のような画素毎のクロック信号を送って、受信側で逓倍し、再生してもよい。
1920×1080×60≒124.4Mbps
の速度で伝送されることになるが、実際は多重化のためにSF倍に拡散されている。
24ビットを多重化して送り、受信側で完全に分離するためには少なくともSFは24以上必要である。このことを考慮すると、拡散のチップレートは上記のSF倍すなわち従来と同じ値の約3Gcpsとなり、何ら効果のないものと思われるかもしれない。
さらに、従来の例では、表示される表示内容が特定パターンのとき、表示データ信号716に特定の周波数で非常に強いスペクトルを持つ場合がある。このことは機器から発生する不要放射すなわちEMI規制の観点から非常に不利となるが、本実施例によれば、表示データ信号116は常に拡散符号により拡散されているため、特定の周波数で強いスペクトルを生じることがなく、EMI対策の点からも大いに有利になるという効果もある。また、例えば、多重信号線路を3本にしてR、G、B各々8ビットづつ多重化すれば、24本の表示データ信号線路を3本に減らすことが出来て、各線路のチップ周波数もそれほど高くならずより現実的かもしれない。
図4において、端子301に入力される多重信号122はAD変換器302によりAD変換され、デジタル信号に変換される。拡散符号発生回路304は端子306に入力されるチップクロックを受けて、送信側と同一の拡散符号を発生する。CPU303はAD変換器302でデジタル信号に変換された多重信号122と、拡散符号発生回路304で発生した拡散符号との相関を計算し、多重信号122から表示データ信号116を復元し、端子308に出力する。CPU303および拡散符号発生回路304は、水平同期信号309により同期が取られる。また、分周回路305によりチップクロック信号を1/SFに分周し、Xシフトレジスタのクロック信号307(Xクロック信号)を発生する。
図5において、Xドライバ513はN組に組み分けされ、それぞれXシフトレジスタ543−1、・・・、543−N、ラッチ544−1、・・・、544−N、DA変換器545−1、・・・、545−Nで構成される。通常Xドライバ513およびYドライバ107は複数に分割され、集積回路に収められて縦続接続して使用される。N組への組分けは、このドライバ集積回路単位と考えてもよいし、一つのドライバ集積回路に複数の組が存在しても良い。また逆に複数の集積回路によって1組を構成することも可能である。Xドライバ513の各組には、相関回路541−1、・・・、541−Nおよび拡散符号発生回路542−1、・・・、542−Nが組ごとに組み込まれている。Xドライバ513の各組には、それぞれ各組に固有の拡散符号セットSp=[Cpk](p=1、2、・・・、N)が割り振られており、拡散符号発生回路542−1、・・・、542−Nは、この割り振られた拡散符号セットを発生する。すなわち、p組目の拡散符号発生回路542−pは、符号セットSpの各符号を発生する。各組の拡散符号セット間の相関は小さく設計する。また、符号セット内の各符号間の相関も小さく設計することは言うまでもない。どちらも完全に相関が0すなわち直交符号系を使用するのが理想的である。
Xドライバ513側の拡散符号発生回路542−1、・・・、542−Nが自組に割り振られた符号セットのみ発生するのに対して、送信側の拡散符号発生回路501は必要に応じて使用されるすべての拡散符号セットを発生する。液晶コントローラ103はビデオメモリ102から表示する表示データを読み出し、多重化回路503へ出力する。多重化回路503では、その表示データの表示される画素がどの組のXドライバ513によって駆動されるかに基づいて拡散符号セットを選択して、その拡散符号セットによって表示データ信号116を多重化して多重信号122を発生する。すなわち、p組目のXドライバ513に送出される表示データ信号116は符号セットSpにより多重化する。信号の受信側すなわちXドライバ513の各組では、拡散符号は自分の組の拡散符号しか発生せず、他の組へ送出された表示データ信号116は復元できないので、表示データ信号116の行き先が正しく決定される。画像の表示において、走査線間やフレーム間の相関は大きく、前回送信した表示データ信号116を更新する必要がない場合が多い。液晶コントローラ103は、1本前の走査線上の表示データと今回送出しようとしている表示データを比較し、表示データの異なる部分がある組へのみ表示データを送出する。液晶表示体108側では、相関回路541−1、・・・、541−Nが表示データ信号116を検出できなかった組は、表示データ信号116に変更の必要がなかったと判断し、その組に所属するXシフトレジスタ543−1、・・・、543−N、ラッチ544−1、・・・、544−NおよびDA変換器545−1、・・・、545−Nの動作を停止し、出力を変更せず、一本前の走査線の表示データを出力しつづける。このようにして、更新の必要ない組への表示データ送出動作を停止できるので、機器の消費電力を大幅に減らすことが可能となる。
表示データ信号116の送出順序は、D11、D12、・・・、D1(n/N)、D21、D22、・・・、D2(n/N)、・・・のように、左から右に画素毎に各ビットbk(k=1、2、・・)を多重化しても良いし、D11、D21、・・・、DN1の各b1を多重化し、続いて各b2が多重化されるようにビット毎に多重化して送出して1画素目が終了した後、2画素目すなわちD12、D22、・・・DN2のb1を多重化し、続いてb2を多重化するようにしても良い。各組および各ビットは、拡散符号によってアドレスできるので、送出順序は任意に変更可能である。前者の方法では、ビデオメモリ102から読み出した表示データ信号116を並べ替え無しに送出できる利点はあるが、データ更新の必要のない組に対して無信号の期間が存在するため、ビット転送レートが高い。後者の方法では、液晶コントローラ103が組毎の画素のデータを読み出し、一旦蓄えてビット毎に並べ替えて出力しなければならないが、ビットあたりの転送速度を下げることが出来る。
本実施例は、表示画像のフレーム間の相関を利用して表示データ信号116の転送を減らすために、液晶表示体108側にフレームメモリ643を置き、表示が静止しているときは、表示データ信号116の転送を行わず、フレームメモリ643に記憶されたデータを利用する。
図5において、液晶コントローラ103はビデオメモリ102の内容が書き換えられると、書き換えられたデータを表示する画素を持つ組に割り当てられた拡散符号セットを用いて多重化回路503にて多重化し、多重信号122として液晶表示体108側(図6の端子603)に送出する。
ここで、ビデオメモリ102に書き換えがある度に表示データ信号116を送出しても良いが、通常、CPU101のビデオメモリ102への書き換えの方が液晶表示体108側で表示データを必要とするタイミングよりもずっと速いため、水平同期信号114および垂直同期信号118に同期して、液晶表示体108が表示データを必要とする直前に送出する方が良い。
本実施例による上記構成によれば、表示装置において、非常に高い周波数成分を含み高速なデータ転送が必要な表示データの伝送におけるさまざまな困難を軽減できる。拡散符号により信号を多重化できるので、伝送に必要な線路数を減らすことが出来る。また、表示データに含まれる周波数帯域を狭くすることが可能であり、線路設計を容易にする。さらに、強いスペクトルピークが空間周波数に現れるような画像パターンの表示においても、表示データは拡散符号により周波数拡散されるため、強いスペクトルピークが特定の周波数に現れるようなこともない。このことは、EMI対策において著しい効果がある。さらに、拡散符号によりデータのアドレシングができるので、特別なアドレシングの手段無しに、データの送り先が指定できる。これによって、ビデオメモリ102から液晶表示体108へのデータ転送を表示内容が変化した時にのみ行うことが可能となり、表示装置の消費電力の低減に著しい効果がある。
Claims (7)
- 表示データを生成する表示データ生成部を有する本体部と、前記本体部とは別に設けられた、前記表示データを表示する表示部とを有する表示装置であって、
前記表示データ生成部は、
前記表示データをN(Nは2以上の整数)組に分割し、前記表示データの各画素の画素データを画素毎にK(Kは2以上の整数)組のビットデータに分割しK個のシリアル信号として生成する分割手段と、
前記シリアル信号の各々に異なる符号を乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の出力信号を合成しM(Mは、M<Kの整数)個のシリアル信号に合成する合成手段とを有し、
前記表示部は、
前記表示データを表示する表示手段と、
前記合成手段の出力信号と前記符号との相関を計算することにより、前記合成手段の出力信号をK個のシリアル信号に復元するN個の復元手段と、
前記復元手段と前記表示手段の間に置かれ、前記復元手段により復元されたK個のシリアル信号を並列信号に復元し、前記復元された並列信号に基づき前記表示手段を駆動するN組の駆動手段とを有し、
前記表示データ生成部と前記表示部との間には、前記合成手段からの出力信号を前記復元手段に伝送する伝送路を有することを特徴とする表示装置。 - 表示データを生成する表示データ生成部を有する本体部と、前記本体部とは別に設けられた、前記表示データを表示する表示部とを有する表示装置であって、
前記表示データ生成部は、
前記表示データをN(Nは2以上の整数)組に分割し、前記表示データを前記各組毎に所定の画素順に所定のビット順でビットデータに変換してN個のビット並列のシリアル信号として生成する分割手段と、
前記シリアル信号の各々に異なる符号を乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の出力信号を合成しM(Mは、M<Nの整数)個のシリアル信号に合成する合成手段とを有し、
前記表示部は、
前記表示データを表示する表示手段と、
前記合成手段の出力信号と前記符号との相関を計算することにより、前記合成手段の出力信号をN個のシリアル信号に復元するN個の復元手段と、
前記復元手段と前記表示手段の間に置かれ、前記復元手段により復元されたシリアル信号を並列信号に復元し、前記復元された並列信号に基づき前記表示手段を駆動するN組の駆動手段とを有し、
前記表示データ生成部と前記表示部との間には、前記合成手段からの出力信号を前記復元手段に伝送する伝送路を有することを特徴とする表示装置。 - 前記表示手段はマトリックス状に配置された画素を有し、線順次走査により表示されることを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
- 表示データを生成する表示データ生成部を有する本体部と、前記本体部とは別に設けられた、前記表示データを表示する表示部とを有する表示装置であって、
前記表示データ生成部は、
前記表示データをN(Nは2以上の整数)組に分割し、前記表示データを前記各組毎に所定の画素順に所定のビット順でビットデータに変換してN個のビット並列のシリアル信号として生成する分割手段と、
前記シリアル信号の各々に異なる符号を乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の出力信号を合成しM(Mは、M<Nの整数)個のシリアル信号に合成する合成手段とを有し、
前記表示部は、
前記表示データを表示する、マトリックス状に配置された画素を持つ表示手段と、
前記合成手段の出力信号と前記符号との相関を計算することにより、前記合成手段の出力信号をN個のシリアル信号に復元するN個の復元手段と、
前記復元手段の出力信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記復元手段と前記表示手段の間に置かれ、前記記憶手段により記憶されたシリアル信号を並列信号に復元し、前記復元された並列信号に基づき前記表示手段を列毎に駆動するN組の駆動手段とを有し、
前記表示データ生成部と前記表示部との間には、前記合成手段からの出力信号を前記復元手段に伝送する伝送路を有することを特徴とする表示装置。 - 前記分割手段は、書き換えが必要な組に対してのみ表示データを出力することを特徴とする請求項4記載の表示装置。
- 前記乗算手段に供給される符号を発生させる第1拡散符号発生回路と、
前記復元手段に供給され、前記乗算手段に供給される符号と同一の符号を発生させる第2拡散符号発生回路とを備え、
前記第1拡散符号発生回路と前記第2拡散符号発生回路とは同一のクロック信号にて同期が取られることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の表示装置。 - 前記符号は直交符号であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の表示装置。
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