(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示画面を有する表示手段と、
前記液晶表示画面に設定されたフレーム周波数で表示を行わせる駆動手段と、
駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、
前記液晶表示画面の表示内容を第１画像から第２画像に切り替える場合、
前記第１画像の表示が始まる時点より後から前記第１画像の表示が終わる時点より前までの期間のうち何れかのタイミングである第１タイミングから、前記第２画像の表示が始まる時点より後から前記第２画像の表示が終わる時点より前までの期間のうち何れかのタイミングである第２タイミングにかけての、切り替え期間において、
前記切り替え期間におけるフレーム周波数を当該切り替え期間外よりも上昇させる
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、表示画像のスクロール表示に係る表示位置の変更、及び表示画像の点滅動作に係る点灯状態と消灯状態との間での切替のうち少なくとも何れかを行う場合に、フレーム周波数を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
ユーザ操作を受け付ける操作受付手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記操作受付手段が受け付けたユーザ操作の内容に応じた所定の表示内容への切り替えを行う場合にフレーム周波数を上昇させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルの各画素に電圧を印加して配向状態を変化させることで光透過を制御して画像を表示させる液晶表示装置がある。液晶は、デューティ駆動されて所定の周波数（フレーム周波数）で配向状態が制御され、表示画面では、当該所定の周波数で表示画像が更新される。
【０００３】
このフレーム周波数が低いと、表示がちらついたり、表示の切替がばらついたりするように認識され得る。一方で、フレーム周波数が高過ぎても消費電力が増大するだけで、表示画面の閲覧者に変化が認識されない。これに対し、特許文献１には、カラー液晶画面において表示色数が少ない表示を行う場合には、通常よりもフレーム周波数を落として表示させる技術が開示されている。また、特許文献２には、動画の表示時と動画以外の表示時とでフレーム周波数を変更させる技術について開示されている。特許文献３には、携帯電話の表示画面などにおいて、動作時と待ち受け時とで異なるフレーム周波数とすることで、動作時のコントラストを改善しつつ待ち受け時の消費電力低減を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４９１１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８７１９２号公報
【特許文献３】特許第５２３７９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の液晶画素において一斉に表示状態の切替が行われる場合など、表示画像が間欠的に切り替わる場合、液晶画素に対する印加電圧の波形や当該印加電圧に対する液晶の応答速度などに応じて立ち上がりや立下がりにばらつきが生じる場合がある。このような状態は、表示データやモードの切替とは対応せず、表示画像のちらつきなどに繋がるという課題がある。
【０００６】
この発明の目的は、消費電力の増加を抑えつつ表示画像の変更時により安定して表示を行うことの出来る液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、
液晶表示画面を有する表示手段と、
前記液晶表示画面に設定されたフレーム周波数で表示を行わせる駆動手段と、
駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、
前記液晶表示画面の表示内容を第１画像から第２画像に切り替える場合、
前記第１画像の表示が始まる時点より後から前記第１画像の表示が終わる時点より前までの期間のうち何れかのタイミングである第１タイミングから、前記第２画像の表示が始まる時点より後から前記第２画像の表示が終わる時点より前までの期間のうち何れかのタイミングである第２タイミングにかけての、切り替え期間において、
前記切り替え期間におけるフレーム周波数を当該切り替え期間外よりも上昇させる
ことを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に従うと、液晶表示装置において、消費電力の増加を抑えつつ、表示画像の変更時により安定して表示を行うことが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の電子時計の機能構成を示すブロック図である。
【図２】スクロール表示時のセグメント電圧出力の変更例を示す図である。
【図３】液晶表示の点滅時におけるフレーム周波数の変更例を示す図である。
【図４】本実施形態の電子時計における表示駆動制御処理の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の液晶表示装置の実施形態である電子時計１の機能構成を示すブロック図である。
【００１１】
この電子時計１は、液晶画面によりデジタル表示を行う小型の電子時計、例えば、電子腕時計であり、ＣＰＵ４１（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ４２（Read Only Memory）と、ＲＡＭ４３（Random Access Memory）と、発振回路４４と、分周回路４５と、計時回路４６と、操作受付部４７（操作受付手段）と、表示部４８と、表示ドライバ４９と、電源部５０などを備える。
【００１２】
ＣＰＵ４１は、電子時計１の全体動作を統括制御する。また、ＣＰＵ４１は、表示ドライバ４９に制御信号を出力して表示部４８の表示状態に係る制御を行う。
【００１３】
ＲＯＭ４２には、電子時計１が各種動作を行うための種々のプログラムや初期設定データが格納されている。ＲＯＭ４２に格納されているプログラムには、表示状態に係る制御動作を行うためのプログラム４２ａが含まれている。省電力モード（スリープモード）などで表示が休止されている場合以外の場合には、ＲＯＭ４２から読み出されたプログラム４２ａがＲＡＭ４３にロードされ、常駐してＣＰＵ４１により継続的に実行される。ＲＯＭ４２としては、マスクＲＯＭの他、内容の書き換え可能な不揮発性メモリ、例えば、フラッシュメモリなどが部分的に用いられても良い。
【００１４】
ＲＡＭ４３は、揮発性のメモリであってＣＰＵ４１に作業用のメモリ空間を提供する。また、ＲＡＭ４３は、各種一時データや設定データを記憶する。
【００１５】
発振回路４４は、所定の周波数、例えば、３２ｋＨｚの信号を発振し、当該信号（発振信号）を出力する。この発振回路４４は、特には限られないが、例えば、小型低消費電力の水晶発振回路を含むものである。
【００１６】
分周回路４５は、この発振信号を分周し、必要な周波数信号を生成して出力する。分周回路４５は、ＣＰＵ４１からの指令により、適宜に分周比を切り替えて異なる周波数の信号を出力させることが可能となっている。この分周回路４５から出力される周波数信号には、計時回路４６による計時動作に用いられる周波数信号が含まれる。
【００１７】
計時回路４６は、例えば、カウンタであり、分周回路４５から入力されたパルス信号の回数をカウントして初期設定日時に加算していくことにより現在日時を計数する。この計時回路４６に記憶されている現在日時データは、ＣＰＵ４１からの制御命令により修正可能となっている。この計時回路４６は、書き換え可能な記憶手段によりソフトウェア的に計数された日時が記憶される構成であっても良い。
【００１８】
操作受付部４７は、複数のキーや押しボタンスイッチを備え、これらのキーや押しボタンスイッチが操作されると、操作内容を電気信号に変換して入力信号としてＣＰＵ４１へ出力する。
【００１９】
表示部４８は、液晶表示を行う液晶画面４８ａ（液晶表示画面；ＬＣＤ、表示手段）とその駆動回路４８ｂ（駆動手段）とを有するデジタル表示部である。表示部４８は、ＣＰＵ４１からの制御信号に応じて現在の日時や各種機能動作に係るメニュー、ステータスや選択された機能表示を行う。ＬＣＤ４８ａとしては、電子時計１が実行可能な機能動作に応じた表示が可能なものであり、ここでは、所定の文字（例えばアルファベットやカタカナ）や図形の簡単なスクロール表示やアニメーション表示が可能なドットマトリクス方式のものが用いられる。ドットマトリクス方式としては、ＳＴＮ液晶やＴＦＴ液晶など具体的な方式には限られないが、各画素に対して駆動回路４８ｂにより印加されるコモン電圧波形とセグメント電圧波形との組み合わせによりデューティ駆動されるものである。
【００２０】
表示ドライバ４９は、ＣＰＵ４１からの制御信号（ＬＣＤの各画素に対応する表示画像データ）を受けて表示部４８の駆動回路４８ｂに適切なタイミングで動作信号を出力する。また、本実施形態の電子時計１では、表示ドライバ４９は、ＣＰＵ４１からの制御により表示部４８の駆動回路４８ｂによるデューティ駆動の周波数（フレーム周波数）を変化させることが出来る。
ＣＰＵ４１と表示ドライバ４９とにより駆動制御手段が構成される。
【００２１】
電源部５０は、ＣＰＵ４１に所定の動作電圧を供給すると共に、表示部４８の駆動回路４８ｂがＬＣＤ４８ａを駆動するために必要な各電圧を供給する。例えば、表示部４８を１／３Ｂ（バイアス）で駆動するには、電源部５０は、接地電圧（Ｖ０）、及び、３種類の駆動電圧（Ｖ３、Ｖ２＝Ｖ３×２／３、Ｖ１＝Ｖ３×１／３）を表示部４８に供給する。
【００２２】
次に、本実施形態の電子時計１による表示動作について説明する。
この電子時計１の表示部４８では、上述のように、ドットマトリクス方式のＬＣＤ４８ａにおいてデューティ駆動が行われて各画素の点灯／消灯状態（即ち、光の透過／非透過）の切替が行われる。また、点灯状態では、複数階調の輝度（透過状態）を取ることが可能であっても良い。なお、ここでは、表示状態全般を点灯状態とし、画素に電圧が無印加の状態で光を透過させる液晶画面が用いられる場合には、電圧が印加されて光を透過させない画素を点灯状態として説明する。
【００２３】
ここでは、通常では、電子時計１のユーザによってフリッカが概ね認識されない下限の周波数近辺の周波数、例えば、６４Ｈｚのフレーム周波数でデューティ駆動が行われる。必要以上にフレーム周波数を高くしないことで、電力消費量の増大が抑えられる。
【００２４】
また、特に、電子腕時計のように液晶画面４８ａが小型の場合、表示させる文字、例えば、現在位置を示す都市名は、スクロール表示されることで必要な全ての文字が表示される。また、アラーム動作の設定などにおいて、設定対象として選択されている部分が点滅表示される。スクロールの速度は、例えば、８〜１６Ｈｚ程度に定められ、点滅動作は、例えば、１〜数Ｈｚ程度に定められる。
【００２５】
このような速度でスクロール表示や点滅動作が行われる場合、画素の点灯／消灯が切り替わる位置において、液晶の応答の遅れから切り替わった直後のフレーム周期において、１回のデューティ駆動では点灯有無が完全に切り替わらない場合がある。また、異なるコモン電圧波形に応じた点灯有無の切り替わりタイミングは、当該コモン電圧波形の違いに応じてばらつきやすい。
【００２６】
多くの画素において点灯有無が人間の知覚可能な周波数（即ち、３０Ｈｚ程度未満）で短時間に繰返し（即ち、２Ｈｚ程度以上）一斉に切り替わる場合、このような点灯有無の切り替わりのばらつきが知覚されやすい。そこで、本実施形態では、このような周波数帯での一斉表示切替動作が行われる場合に、その切り替わりタイミングの所定周期前から所定周期後までの間でのみデューティ駆動のフレーム周波数を上昇させる。
【００２７】
図２は、スクロール表示時におけるセグメント電圧出力の変更例を示す図である。
上段には、通常のセグメント電圧波形ＷＰ１が示されており、下段には、本願発明に係るセグメント電圧波形ＷＰ２が示されている。
【００２８】
通常では、フレーム周波数は、短時間の範囲内、例えば、同一の表示モード内では、セグメント電圧波形ＷＰ１に示すように、一定に保たれる。これに対し、この電子時計１では、セグメント電圧波形ＷＰ２に示すように、スクロールなどにより表示させる画像の切り替わりがある場合（タイミング（ｔ２））には、当該タイミングに対し、通常のフレーム周期で所定周期に対応する時間（第１所定時間）前、ここでは、２周期前の先頭であるタイミングｔ１から、当該通常のフレーム周期で所定周期に対応する時間（第２所定時間）後、ここでは、２周期後の先頭であるタイミングｔ３までの間、フレーム周波数をこの期間外の２倍（整数倍）としている。このようにスクロール表示の場合には、表示位置を移動させるタイミングが所定の周期で定まるので、当該周期ごとに一時的にフレーム周波数を上昇させる。
【００２９】
図３は、液晶表示の点滅時におけるフレーム周波数の変更例を示す図である。
【００３０】
液晶画面４８ａにおいて周期的に表示の点滅動作が行われる場合、当該周期内で２回点灯動作又は消灯動作が行われるそれぞれ所定周期（時間）前から所定周期（時間）後までの間、フレーム周波数が一時的に６４Ｈｚから１２８Ｈｚに切り替えられる。ここでは、点灯期間と消灯期間の長さが等しいとすると、フレーム周波数の変更期間も等間隔で生じる。点灯期間と消灯期間の長さが異なる場合には、点灯動作に係る周波数変更期間から消灯動作に係る周波数変更期間までの間隔と、消灯動作に係る周波数変更期間から点灯動作に係る周波数変更期間までの間隔は異なることになる。
【００３１】
ここでは、上述の所定周期が整数となるように定められることで、フレーム周波数を上昇させていない期間と、フレーム周波数の上昇時とで、同期タイミング（各フレーム周期の先頭のタイミング）を同一のクロック信号の先頭タイミングに保つことが望ましい。これにより、フレーム周波数を上昇させる期間には、単純に同一の画像データを２回ずつペアで出力させることで表示内容の制御が容易に行われる。即ち、図２の例では、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間にスクロールによる移動前の画像データが４回出力され、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの間にスクロールによる移動後の画像データが４回出力される。タイミングｔ３後には、スクロールによる移動後の画像データがフレーム周期ごとに出力される。
【００３２】
また、ユーザ操作により一回のみの表示切替命令が取得された場合にも、同様に当該タイミングの前後でのみフレーム周波数を上昇させることが出来る。この場合、表示切替命令は不規則に続けて入力され得るので、フレーム周波数を戻すタイミングより前に次の表示切替命令が取得された場合には、フレーム周波数を上昇させたまま次の表示に切り替えを行うことが出来る。一回のみの表示切替命令としては、表示モードの切り替えやメニュー画面の選択移動などが挙げられる。
【００３３】
図４は、本実施形態の電子時計１における表示駆動制御処理のＣＰＵ４１による制御手順を示すフローチャートである。
この表示駆動制御処理は、電子時計１において表示部４８による表示が行われている期間に継続的に実施される。
【００３４】
表示駆動制御処理が開始されると、ＣＰＵ４１は、所定フレーム後の表示データを取得する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ４１は、現在の表示状態が点滅表示中若しくはスクロール表示中、又はユーザ操作による表示切替であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。何れでもないと判別された場合には（ステップＳ１２で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１７に移行する。
【００３５】
何れかであると判別された場合には（ステップＳ１２で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、取得されたフレーム表示データと、その一つ前のフレームの表示データとに差があるか否かを判別する（ステップＳ１３）。差があると判別された場合には（ステップＳ１３で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、フレーム周波数を１２８Ｈｚとする（ステップＳ１４）。このとき、ＣＰＵ４１は、分周回路４５から出力させるクロック周波数自体を変更させることで、必要な場合にのみ高速のフレーム周波数に応じた周波数での動作を行う。それから、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１７に移行する。
【００３６】
取得されたフレーム表示データとその一つ前のフレーム表示データとに差がないと判別された場合には（ステップＳ１３で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１は、所定フレーム数続けて差がなかったか否かを判別する（ステップＳ１５）。所定フレーム数続けて差がなかったと判別された場合には（ステップＳ１５で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、フレーム周波数を６４Ｈｚとする（ステップＳ１６）。それから、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１７に移行する。
【００３７】
フレーム表示データ間に差がなかったと判別された連続回数が所定フレーム数ではないと判別された場合には（ステップＳ１５で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１７に移行する。
【００３８】
ステップＳ１２、Ｓ１４〜Ｓ１６の何れかの処理からステップＳ１７の処理に移行すると、ＣＰＵ４１は、設定されているフレーム周波数に応じたクロック周波数で取得されたフレーム表示データを表示ドライバ４９に出力する（ステップＳ１７）。それから、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１１に戻る。
【００３９】
以上のように、本実施形態の電子時計１は、液晶画面４８ａを有する表示部４８と、液晶画面４８ａに設定されたフレーム周波数で表示を行わせる表示部４８の駆動回路４８ｂと、液晶画面４８ａの表示内容を切り替えるタイミングよりも第１所定時間前から第２所定時間後までの切り替え期間には、フレーム周波数を当該切り替え期間外よりも上昇させる駆動制御手段としてのＣＰＵ４１及び表示ドライバ４９と、を備える。
このように、ちらつきや点灯タイミングのばらつきが目立ちやすい表示内容の切り替え時に限ってフレーム周波数を上げることにより、短時間で２回表示動作を行わせ、また、コモン電圧波形において画素ごとに選択されるタイミングのずれ幅を小さくすることで表示上の問題を抑えつつ、フレーム周波数に依存する電力消費の増加を必要以上に生じさせない。即ち、消費電力の増加を抑えつつ、表示画像の変更時により安定して表示を行うことが出来る。
【００４０】
また、駆動制御手段としてのＣＰＵ４１及び表示ドライバ４９は、表示画像のスクロール表示に係る表示位置の変更、及び表示画像の点滅動作に係る点灯状態と消灯状態との間での切替のうち少なくとも何れかを行う場合に、フレーム周波数を上昇させる。
このように、特に、点灯画素位置が間欠的且つ一斉に変化する画像表示を行う場合に、当該タイミングに合わせてフレーム周波数を上げることで、より効率良く電力消費の増加に比して画像表示の安定性を増すことが出来る。
【００４１】
また、ユーザ操作を受け付ける操作受付部４７を備え、駆動制御手段としてのＣＰＵ４１及び表示ドライバ４９は、操作受付部４７が受け付けたユーザ操作の内容に応じた所定の表示内容への切り替えを行う場合にフレーム周波数を上昇させる。
このように、不定期且つ間欠的に行われるユーザ操作に応じた表示画像の切り替えについても、同様に切り替え期間でのみフレーム周波数を上昇させることで、消費電力の低減と安定表示とを両立させることが出来る。
【００４２】
また、駆動制御手段としてのＣＰＵ４１及び表示ドライバ４９は、表示画像の切り替え期間におけるフレーム周波数、ここでは、１２８Ｈｚを当該切り替え期間外のフレーム周波数、ここでは６４Ｈｚの整数倍、即ちここでは２倍とする。これにより、表示画像データ間の補間処理やデューティ駆動時の位相の調整などの処理を複雑化することなく容易に切り替えを行うことが出来る。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、画像データを参照してスクロール表示や点滅動作に係る画像の切替タイミングを検出することとしたが、切り替え周波数（切り替え周期）が予め設定されている場合、実際に画像データを参照せず、最初の切り替えタイミングに係るフレーム周波数の切り替え以降の経過時間を計数して、切り替え周期ごとに所定時間ずつフレーム周波数を切り替えることとしても良い。
【００４４】
また、上記実施の形態では、フレーム周波数を６４Ｈｚと１２８Ｈｚとの間で変化させたが、他の周波数や他の周波数比であっても良い。
【００４５】
また、上記実施の形態で示したスクロール表示、点滅動作及びユーザ操作に伴う一回の画像切り替えの他、表示画像の縮小動作や回転動作、複数種類の表示内容を所定の周期で切り替える動作、或いは、ステータス情報の表示を周期的に更新する場合などについても本発明を効果的に適用することが出来る。また、これらの対象動作に関わらず、表示対象の画像データの変化のみに基づいて周波数を切り替えても良い。この場合、動画などで表示画像が常に変化する場合には、単純にフレーム周波数が上昇したままになるが、動画内でも一時的に画像が変化しない場合や、ユーザが手動で一時停止を行った場合などには、同様にフレーム周波数が通常の低い周波数に戻る。
【００４６】
また、上記実施の形態では、電子時計を例に挙げて説明したが、本発明は、液晶画面を用いて表示を行う種々の液晶表示装置に用いることが出来る。例えば、各種センサのデジタル表示画面、各種家電製品のステータスやメニューの表示画面や、電子看板やデジタルフォトフレームなどの複数の静止画像を表示対象とし得る表示画面を有する液晶表示装置などが挙げられる。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、動作の内容や手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
【００４８】
［付記］
＜請求項１＞
液晶表示画面を有する表示手段と、
前記液晶表示画面に設定されたフレーム周波数で表示を行わせる駆動手段と、
前記液晶表示画面の表示内容を切り替えるタイミングよりも第１所定時間前から第２所定時間後までの切り替え期間には、フレーム周波数を当該切り替え期間外よりも上昇させる駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
＜請求項２＞
前記駆動制御手段は、表示画像のスクロール表示に係る表示位置の変更、及び表示画像の点滅動作に係る点灯状態と消灯状態との間での切替のうち少なくとも何れかを行う場合に、フレーム周波数を上昇させることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
＜請求項３＞
ユーザ操作を受け付ける操作受付手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記操作受付手段が受け付けたユーザ操作の内容に応じた所定の表示内容への切り替えを行う場合にフレーム周波数を上昇させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
＜請求項４＞
前記駆動制御手段は、前記切り替え期間におけるフレーム周波数を当該切り替え期間外のフレーム周波数の整数倍とすることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【符号の説明】
【００４９】
１     電子時計
４１   ＣＰＵ
４２   ＲＯＭ
４２ａ プログラム
４３   ＲＡＭ
４４   発振回路
４５   分周回路
４６   計時回路
４７   操作受付部
４８   表示部
４８ａ 液晶画面
４８ｂ 駆動回路
４９   表示ドライバ
５０   電源部
【図１】
0006724312.tif 000002
【図２】
0006724312.tif 000003
【図３】
0006724312.tif 000004
【図４】
0006724312.tif 000005