WO1999046633A1

WO1999046633A1 - Ecran a cristaux liquides comprenant une fonction d'ajustement de densite d'affichage

Info

Publication number: WO1999046633A1
Application number: PCT/JP1999/001034
Authority: WO
Inventors: Koji Oguma
Original assignee: Tanita Corporation
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 1999-09-16
Also published as: CN1139838C; EP0997766A1; US6961053B1; EP0997766A4; EP0997766B1; KR100591038B1; AU3274499A; CN1256760A; TW514847B; DE69940093D1; JP3966907B2; KR20010012390A

Description

明細書表示濃度調節機能付き L C D表示装置技術分野

本発明は、表示濃度を変えることが望ましい機器の L C D表示装置に関する。背景技術

液晶表示素子（以下、 L C Dとする）は、低消費電流であり、また、ダイナミック駆動と呼ばれる駆動方式により、大量の表示画素（以下、表示セグメントとする）を、少ない端子数で駆動できることから、小型化に適し、頻繁に使用されている。

しかし、大量の表示セグメントを少ない端子数で駆動する場合、 L C Dには、

① 表示が良好に見える角度が限定される（第 1図参照）

② 駆動電圧が変動すると、表示の濃淡が変動し、見にくくなる。

③ 温度により、表示の濃淡が変動し、見にくくなる。

などの欠点がある。

大量の表示セグメントを大量の端子で駆動する方法をとれば、これは改善されるが、大量の端子を使用するのは、実装上困難となる場合が多く出てくる。

これを解決するために、 L C D駆動装置は、安定化された電圧を使用して駆動電圧の変動を防ぎ、かつ、見る角度や温度により、表示の濃淡が変わって見えることに対しては、ボリュームなどを使用して、その時点でよく見える状態にできる様に、駆動電圧を変えてやることが一般的に行われているが、使う環境が変わる度に、使用者が調整しなければならず煩雑で、使い勝手が悪いのみならず、部品が増え、コストアップの要因ともなつている（第 2図、第 3図、第 4図参照） c 本発明の目的は、ボリュームによる L C D駆動電圧の変更という手段によらず、ほとんどコストアップ無しに、使用状態に適した、常に良好な L C D表示を得ることができる L C Dの表示装置を得ることである。

発明の開示

本発明の一つの特徴によれば、使用状態を検知し、 L C D駆動の 1 フレーム周期中に、 L C Dに接続された全コモン端子と全セグメント端子との電圧の差を 0 又は 0に近い値にする期間（T。）を挿入し、コモン端子とセグメント端子との実効電圧を、検知された使用状態に適合した電圧に制御する。

本発明の一つの実施の形態によれば、電池などにより、使用電圧が変動する場合は、電圧検出装置を付加し、温度変動には、感温抵抗を使用するなどして温度検出装置を付加し、使用状態により視角が異なる場合、操作されたキーで使用状態を判断し、また、状態が不明の場合は、表示濃度キーを設け、使用者がキーを操作するようにして、入力装置から得られた信号を基に、 L C Dの表示濃度を調整する構成とする等、使用状態を検知する機構を設け、記憶した又は入力された状態に従って、 L C D駆動の 1 フレーム周期中に、 L C Dに接続された全コモン端子と、全セグメント端子の電圧の差を 0 Vにする期間（T。）を設け、該期間 ( Τ。）を可変にし、実効電圧を変化させる構成とする。

次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例について、本発明をより詳細に説明する。

図面の簡単な説明

第 1図は、 L C D表示の見やすさを説明するための参考図である。

第 2図は、従来の L C D駆動回路の一例を示すプロック図である。

第 3図は、従来の L C D駆動電圧波形例を示す図である。

第 4図は、一般的な輝度と実効電圧との相関図である。

第 5図は、本発明の実施例の L C D駆動回路を示すプロック図である。

第 6図は、本発明の実施例の L C D駆動電圧波形を示す図である。

第 7図は、本発明の実施例の L C D駆動電圧波形を示す図である。

第 8図は、本発明の実施例の輝度と実効電圧の相関図である。

発明を実施するための最良の形態

第 5図は、駆動方式を 1 / 2バイアス 4時分割、 T _D = M * Tとし、 Mは 0以上の整数である場合の実施例のプロック図である。

本実施例と、通常の 1 Z 2バイアス 4時分割との違いは、

① カウンタを、制御部から与えられた 0以上の数値 Mに従い、 0〜（ 3 +

M) まで繰り返し計数し、計数値を出力するようにする。 ② コモン端子出力用セレクタ、セグメント端子出力用セレクタは、カウン夕から与えられた数値が 4以上であれば、すべての出力端子に V_Q を選択し、出力する。

という点だけであり、極めて簡単な追加ですむ。

制御部は、電圧検出器ゃキ一スィッチ（図では省略）により、その状態に最適な濃度値 Mを算出し、カウンタに出力する。

カウンタは、 Tの入力ごとにその回数を、 0〜（3 +M) まで繰り返し計数する。

コモン端子出力用セレクタは、カウンタから出力された数値により、 0ならば C OM1 に、 1ならば C OM2 に、 2なら COM3 に、 3なら C OM4 に V_Q を選択し出力する。 4以上であれば、すべての C OM端子に V_Q を出力する。それ以外は V_C = 1 Z2 V_DDを出力する。

表示用 RAMは、カウンタから出力された数値により、 0ならば COM1 に、 1ならば C OM2 に、 2ならば C OM3 に、 3ならば C OM4 に対応するデータ nビットを、セグメント端子出力用セレクタに出力する。 4以上の数値であれば、 nビッ卜のすべてのデータを 0として出力する。

セグメント端子出力用セレクタは、表示用 RAMから出力された nビットデ一夕に従い、ビッ卜が 1であれば、対応するセグメント端子に V_N を、 0であれば V_Q を出力する。

ブロック図（第 5図）で説明した L CD駆動装置を使用すると、第 6図、第 7 図のような出力結果になる。

期間（T。）の間、すべての端子に、同一の電圧 V_Q が加えられている。

To =M*Tとした場合の、非点灯のセグメント（f ) に加えられた電圧の、実効値 V_40FF (M) を計算すると、

V 40FF (M) ² = { 0² T+ 1 /2 V_DD ² X 3 T/2 + (- 1 /2 VDD) ² X

3 T/2 + 0² XMT} / (4 +M) T

V_40FF (M) = ( 3 / ( 1 6 + 4 · M) ) ^1/2 x VDD

また、点灯セグメント（e) に加えられた実効電圧 V_40N (M) を計算すると、 V₄ oN (M) ² = { (- VDD) ² X T/2 +VDD² X T/2 + ( 1 /2 VDD)

x 3 X T/2 + (- 1 /2 VDD) ² X 3 x T/ 2 + 0² X MX T) / ( 4 +M) T

V 40N (M) = ( 7 / ( 1 6 + 4 · Μ) ) ^1/2 X V_DD

ここで、 M= 0の時、上式と「従来例」での通常の 1/2バイアス 4時分割を比べると

V 40FF (0) = ( 3/1 6 ) ^{1 /2} X V_DD= V 40FF

V 40N (0 ) = ( 7/1 6 ) ^{1 /2} X VDD= V 40N

と、一致する。つまり、 M= 0の時は、「L C Dに接続された全コモン端子と全セグメント端子の電圧の差を 0にする期間（T。）を挿入しない」通常の 1Z2 バイアス 4時分割の状態である。

また、上式を変形して、

V₄ o F F (Μ) = ( 3 / (1 6 + 4 *Μ) ) ^/ X V_DD= ( 3/ 1 6 ) ^1/2 X

(4 / (4 +Μ) ) ^{1 2} X V = ( 3/ 1 6 ) ^1/2 X VDD' V_{4 0}N (M) = (7 / ( 1 6 + 4 *M) ) ^]/ X VDD二 ( 7 / 1 6 ) ^1/2 X

( 4 / (4 +M) ) ^1/2 X VDD= (7/1 6 ) ^1/2 x VDD' ここで、

VDD' = (4 / ( 4 +M) ) ^1/2 X VDD

である。すなわち、 V_DDを変化させなくても、 Mを変化させることにより、見かけ上の駆動電圧 VDD' が変化するため、 V_DDを変化させたのと全く同じ効果を生み出していることがわかる。従って、ボリュームにより V_DDを調整しなくても、本発明によれば、極めてわずかなロジック部分の追加だけで、 L C D表示を最も良好な状態にできることが証明された。

V_DDが変動する機器に適用した場合を、例として上げる。上式を変形して、

M二 4 X VDD² /VDD' ² 一 4

単 4電池 2本を直接、 L C D駆動電圧として使用する機器において、その機器の動作保証下限電圧を 2 Vとする。 L CDは、 V_DD= 2 V、 M= 0で良好な表示を得られるように設計する。このときの見かけ上の駆動電圧 V。。' は、 M= 0から、 V_DD' =

2 Vとなる。

電池が十分ある状態、すなわち V_DD= 3 Vであるとき、見かけ上の駆動電圧 V_DD' = 2 Vとする Mを求めると、

M= 4 X 3 ² / 2 ² - 4 = 5

となり、 Τ。 = 5 Tの間、全コモン端子と全セグメント端子の電圧差を 0にする期間を挿入すれば、見かけ上の駆動電圧 V_DD' = 2 Vのままとなり、良好な表示が維持される。

機器を使用する際に、電圧検出器により電圧を測定し、上式で Mを算出し、それに従つて L C Dを駆動するように制御装置を設計することにより、電池が消耗していっても、動作保証下限電圧まで、良好な L C D表示が得られることになる c また視角が使用状態によって大きく異なる、体脂肪計付き体重計に於いても有効である。

従来例で示したのと同一条件、すなわち、角度 4 0 ° の斜め方向から見た場合、輝度 N_0FF に達する実効値電圧を 1. 6 V、 NONになる電圧を 1. 8 Vとし、角度 9 0 ° の垂直方向から見た場合、輝度 N_0FF に達する実効値電圧を 2. 4 V、 N_0Nになる電圧を 2. 8 Vとなるように、液晶材料を配合したものとする。

4. 4 Vとし、視角 9 0 ° の場合、 M= 0とし、視角 4 0 ° の場合、 M = 2とする。

それぞれの場合の、非点灯出力 V₄。_FF ( 0 ) 、 V₄ON ( 0 ) 、 V₄ o F F ( 2 ) 、

V 40N ( 2 ) を計算すると、

V₄ oF F ( 0 ) = 1. 9 1 V V 40N ( 0 ) = 2. 9 1 V

V 40FF ( 2 ) = 1. 5 6 V V 40N ( 2 ) = 2. 3 8 V

視角 4 0 ° の場合、非点灯出力 V₄。_FF ( 2 ) 時の輝度は、 N。_FF より大きく、非点灯状態である。点灯出力 V_40N ( 2 ) 時の輝度は、 NONより十分小さく、点灯状態となる。

視角 9 0 ° の場合も、非点灯出力 V₄。_FF ( 0 ) 時の輝度は、 N。_FF より十分大きく、非点灯状態である。点灯出力 V_40N ( 0 ) 時の輝度は、 N_0Nより小さく、点灯状態となる。よって、 4時分割でも、 M= 0または 2にすることにより、広い視野角に対応した、良好な L C D表示が可能であることがわかる。これは、 L C D及び L C D駆動装置の端子数を小さく押さえたまま、良好な L C D表示を得ることができることを意味する。 Mの値を大きくすることにより、さらに良好な表示を、さらに広範囲の視野角で実現することも可能である。

体脂肪計付き体重計に適用した場合、

設定キーが押された場合は、性別、年齢層、身長を、被測定者が入力する「設定モード」となる。制御装置は、「設定モード」の時、 L C D駆動用カウンタに M = 2を設定する。これにより、「設定モ一ド」では、視角 4 0 ° 程度で、最も良好な表示が得られる。

測定キーが押された場合は、被測定者が立位で、体重、生体インピーダンスを測定する「測定モード」となる。制御装置は、「測定モード」の時、 L C D駆動用カウンタに M = 0を設定する。これにより、「測定モード」では、視角 9 0 ° 程度で、最も良好な表示が得られる。

広範囲な視野角が得られることを説明するため、 M = 2としたが、実際の「設定モード」での視角は、 6 0。前後であるので、 M = 1で十分である。

説明の簡素化のため、 T。期間中の全コモン及びセグメント端子出力電圧を、方形波交流電圧 V _Q としたが、コモン及びセグメント端子出力電圧が同一であればよいので、直流電圧、たとえば V。 ( = 1 / 2 V _{D D}) でもよい。

T。 = Μ * Τとしたが、 Τ。期間中の単位時間は、 Τより小さい時間 tでもよい。 tが小さいほど、 T。期間の長さを細かく設定でき、見かけ上の実効値電圧、すなわち表示濃度を、よりきめ細かく制御できる。

本実施例では、 1フレーム周期 T _F 中に、「常に期間（T。 ) を挿入する状態」と「常に期間（Τ。）を挿入しない状態」を選択するすることにより、表示濃度を制御する方法を示したが、 Νフレーム周期を一つの周期として、そのうちの Μ 回のフレーム周期のみ、期間（Τ。）を挿入する状態を設けても良い。

つまり、「常に期間（Τ。 ) を挿入する状態」の表示濃度と、「常に期間（T o) を挿入しない状態」の表示濃度の間の表示濃度を、擬似的に作り出すことができるため、細かい表示濃度設定が可能となる。

また、実施例では、 4時分割を使用しているが、もちろん 3時分割、 2時分割を基礎とすれば、よりよい表示を得ることができる。

更に、基本原理が、全セグメントに加えられる電圧を 0とする期間を挿入して、実効値電圧を相対的に下げることであるので、 1 Z 2バイアスのみならず、 1 Z 3バイアス、 1 ZNバイアスでも同様に有効であることは明白である。

また、 T。期間中に、全コモン端子と全セグメント端子が同一電圧である必要はなく、全セグメントに加えられる電圧が小さければ良いので、 1 ZNバイアスで Νが大きい場合など、バイアス電圧をきめ細かく設定できる場合は、全セグメン卜に加えられた電圧が各々表示に影響を与えない程度に小さくなる範囲で、全コモン端子及び全セグメント端子が、個々の電圧を持っていても良い。

L C Dの端子数が限定されるような機器おいて、ボリューム等による駆動電圧調整をすることなく、少ない変更のみで、極めて安価に、使用状態にあわせた最適な表示濃度を得ることができる、 L C D駆動装置を提供できた。

また、この装置は簡単な制御で表示濃度の変更ができるため、制御装置による制御が容易である。

電池機器などで、電池が消耗して、 L C D駆動電圧が大きく下がるような機器では、通常、 L C D表示が薄く、見づらくなるが、本発明によれば、電圧検出器を設け、その検出データに従って、表示濃度を自動的に変更する制御装置を、容易に作ることができる。

また、体脂肪計付き体重計に於いては、通常、被測定者の個人データを設定するときは、 L C Dを斜めから見るために、表示濃度が濃すぎてクロストーク状態となり、見づらくなる。体重、インピーダンス値を測定する場合は立位であるため、ほぼ垂直方向から L C Dを見るために表示が薄くなり、コントラスト不足となる。

本発明によれば、個人データの設定時には、斜めから見て良好な表示が得られるような表示濃度に、測定時には、垂直方向から見て良好な表示濃度になるように、容易に制御できる。

以上の通り、本発明の L C D駆動装置は、使用者がボリュームを操作するなどの煩雑さがなく、極めて安価に、最小の端子数で、良好な L C D表示を得ることができると言う、極めて顕著な効果を有するものである。

Claims

請求の範囲

1. 制御装置と記憶装置とダイナミック駆動の L C D駆動装置と L C Dと使用状態を識別する入力装置を有し、使用状態によって L C Dの表示濃度を変える必要のある機器において、制御装置により L C D駆動装置は L C D駆動の 1フレ —ム周期中に、 L C Dに接続された全コモン端子と全セグメント端子にほぼ同一の電圧を出力する期間（T。）を挿入可能とし、制御装置は使用状態を識別する入力装置の情報に基づき前記 L C Dに接続された全コモン端子と全セグメント端子にほぼ同一の電圧を出力する期間（T。）の値を選択的に選び、 L C Dの表示濃度を調節することを特徴とする表示濃度調節機能付き L C D表示装