JP2008182570A - 送信装置、受信装置および送受信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体集積間で電流信号によりデータ伝送する際に、低消費電力化を図ると共に、配線の数を抑制する。
【解決手段】送信部20は、1対のデータ線の一端である送信端に接続されており、画像データを出力する際には画像データに基づいて1対のデータ線のいずれか一方の送信端を基準電位端子に接続し他方の送信端を浮遊状態とする。画像データを出力しない際には1対のデータ線のいずれの送信端も浮遊状態とする。受信部60は、1対のデータ線の他端に接続されており、この1対のデータ線のいずれか一方の送信端が基準電位端子に接続され他方の送信端が浮遊状態であるときは基準電位端子に接続された配線に電流を供給することにより画像データに基づいた1対の相補の電流信号を生成する。
【選択図】図2
【解決手段】送信部20は、1対のデータ線の一端である送信端に接続されており、画像データを出力する際には画像データに基づいて1対のデータ線のいずれか一方の送信端を基準電位端子に接続し他方の送信端を浮遊状態とする。画像データを出力しない際には1対のデータ線のいずれの送信端も浮遊状態とする。受信部60は、1対のデータ線の他端に接続されており、この1対のデータ線のいずれか一方の送信端が基準電位端子に接続され他方の送信端が浮遊状態であるときは基準電位端子に接続された配線に電流を供給することにより画像データに基づいた1対の相補の電流信号を生成する。
【選択図】図2
Description
本発明は、送受信技術、具体的には半導体集積回路間でデータを送受信する技術に関する。
半導体技術の進歩に伴って、高速で動作し、かつ、高密度な半導体集積回路を搭載した情報処理装置が普及している。これらの情報処理装置では、半導体集積回路間において、伝送路を介してデータの伝送が行われている。データを送信する側の半導体集積回路には送信回路(以下トランスミッタ回路という)が備えられ、データを受信する側の半導体集積回路には受信回路(以下レシーバ回路という)が備えられている。
近年、情報処理装置により処理されるデータ量が膨大になり、処理装置の高速化を図るために、半導体集積回路間のデータ伝送を高速化することが必要となっている。その一方、情報処理装置の低消費電力化が求められ、データ伝送にかかる電力を低減することも要求される。特に、近年において急速に普及してきたPDAや、携帯電話機などの携帯端末の場合には、全ての構成部品の低消費電力化がより厳しく要求され、筐体と表示パネル間における表示データの伝送を担う部分など、データ伝送にかかる部品に関しても例外ではない。
電圧信号によるデータ伝送技術では、電圧信号を高速化しようとすると、伝送路の寄生容量により遅延が生じるため、電圧信号の高速化には限界がある。
特許文献1には、電流信号によりデータを伝送し、半導体集積回路間のデータ伝送を高速化する技術が開示されている。この技術は、伝送路の寄生容量の影響を抑制し、信号の高速化を図ることができる。また、受信部の数が変っても送信側の仕様を変更する必要がなく、送信部の設計を容易にするように、送信部に電源を設けずに受信部に電源を設ける技術も開示されている。
具体的には、トランスミッタ回路とレシーバ回路との間に信号を伝送する1対の配線を設け、トランスミッタ回路において、送信する信号に基づいて、配線の一方を接地電極に接続し、他方を浮遊状態(高インピーダンス状態)にする。これにより、レシーバ回路に設けられた電源から接地電極に接続されている配線に電流が流れ、他方の配線には電流が流れない。その結果、1対の配線により相補的な電流信号を伝送することができる。この伝送方式は、以下CMADS(Curent Mode Advanced Differential Signaling:差動電流伝送)という。
近年、特に携帯電話機などの小型表示装置において、減色モードなどの画像データ量を減少する機能が搭載されている。これは例えば26万色の画像データを8色に減色して表示することにより、筐体と表示パネル間に伝送されるデータ量を18ビットから3ビットに低減する。
このように、画像データ量を減少して伝送する場合において、画像を表示するために必要なデータ以外にダミー伝送を行っている。ダミー伝送を行っている間には送信部から画像データが出力されていない。
しかしながら、ダミー伝送を行っている間に画像データが伝送されていないにもかかわらず、送信部と受信部の間の配線に電流が流れ続けるため、無駄な電力消費がある。
特許文献2には、この問題に着目して、CMADS方式によるデータ伝送において消費電力を軽減する技術が開示されている。この技術は、送信部から画像データが出力されていない場合において、配線に流す電流をカットすることで電力消費を抑制している。
図10は、この技術によるデータ伝送の模式図を示す。データを送信する送信部210(特許文献2の図1におけるV−I変換回路8および9)と、データを受信する受信部220(特許文献2の図1におけるI−V変換回路21および22)との間に、2つの伝送路すなわちデータ伝送路230とクロック伝送路240、およびSTP信号線250(特許文献2の図1における配線11)が設けられている。
データ伝送路230は、送信部210におけるトランスミッタ回路212(特許文献2の図1におけるV−I変換回路8)と、受信部220におけるレシーバ回路222(特許文献2の図1におけるI−V変換回路21)との間に設けられた1対の配線(データ線230aと データ線230b:特許文献2の図1における配線4aと4b)とからなる。クロック伝送路240は、送信部210におけるトランスミッタ回路214(特許文献2の図1におけるV−I変換回路9)と、受信部220におけるレシーバ回路224(特許文献2の図1におけるI−V変換回路22)との間に設けられた1対の配線( クロック線240aと クロック線240b:特許文献2の図1における配線5aと5b)とからなる。
STP信号線250は、データ伝送路230とクロック伝送路240に電流を流すか否かを制御するための信号(特許文献2におけるレシーバ制御信号であり、以下STP信号という)を流すために設けられたものであり、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補形MOS)信号線である。STP信号は、図示していないタイミングコントロール回路により出力される。この信号は送信部210が画像データを出力しているか否かを示す信号である。
受信部220は、このSTP信号を受信し、送信部210が画像データを出力しているときにはデータ伝送路230とクロック伝送路240に電流を流すことにより画像データを受信する一方、送信部210が画像データを出力していないときにはデータ伝送路230とクロック伝送路240に電流を流さないように動作する。これにより、画像データを減色して伝送するなどの場合において、低電力消費を図ることができる。
また、特許文献2は、例えば全白表示などの均一な画像の場合において各画素のデータが同一であることに着目し、伝送中に同じデータが続く場合に伝送路の電流をカットすることで電力消費を抑制している。これは、伝送しようとするデータと、1駆動タイミング前に伝送したデータとが同じであるときには画像データの出力を停止するとともに、このことを示すSTP信号を受信部220に出力する。受信部220は、このSTP信号を受信するとデータ伝送路230とクロック伝送路240に電流を流さないように動作する。これによって、同じデータが続く場合において、後続のデータを受信しないことになる。受信部220は、通常状態において、受信したデータに基づいて表示用のデータDATAOUTを生成して図示しない画像表示部に出力する一方、STP信号がハイであるときには、1駆動タイミング前に伝送されたデータに基づいて生成した表示用のDATAOUTと同じデータを出力する。これにより、データ伝送を高速化するとともに、全白表示などの均一な画像を表示する場合に、伝送する画像データの量を減らし、画像データを伝送しないときに伝送路への電流供給を停止することによって電力の消費を抑制する。
特開2001−053598号公報
特開2003−323147号公報
ところで、たとえば携帯電話機の場合、デザイン面の考慮から筐体と表示パネル間のヒンジ部が細いため、筐体と表示パネル間におけるデータ伝送のための配線をできるだけ減らしという要望がある。これに対して、特許文献2の技術は、送信部210と受信部220間にSTP信号のための配線を増やしているため、特に携帯電話機の場合において不利である。
本発明の一つの態様は、送信装置である。この送信装置は、1対の画像データ用配線の一端である送信端に接続され、画像データを出力する際には画像データに基づいて画像データ用配線のいずれか一方の送信端を基準電位端子に接続し他方の送信端を浮遊状態とすることにより画像データを出力する一方、画像データを出力しない際には画像データ用配線のいずれの送信端も浮遊状態とすることにより画像データの出力を停止する送信部を有する。
本発明の別の態様は、受信装置である。この受信装置は、画像データが転送される1対の画像データ用配線の一端に接続され、画像データ用配線のいずれか一方の他端である送信端が基準電位端子に接続され他方の送信端が浮遊状態であるときに画像データ用配線のうち基準電位端子に接続された配線に電流を供給することにより画像データに基づいた1対の相補の電流信号を生成しこの電流信号に基づいた表示信号を生成する受信部を備える。この受信部は、画像データ用配線のいずれか一方の送信端が基準電位端子に接続され他方の送信端が浮遊状態であるときと、画像データ用配線のいずれの送信端も浮遊状態であるときにおいて、画像データが転送されていることと画像データが転送されていないことをそれぞれ示す第2の制御信号を生成する第2の制御部を有する。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明を方法やシステムとして表現したものも、本発明の態様としては有効である。
本発明による送受信技術によれば、半導体集積回路間で電流信号によりデータ伝送する際に、低消費電力化を図ると共に、配線の数を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明にかかる実施の形態による画像表示装置100の構成を示す。なお、例として画像表示装置100は、携帯電話機に設けられたものである。
図1に示すように、画像表示装置100は、表示コントローラ10と、表示データ取得部80と、液晶パネル90を備える。表示コントローラ10と表示データ取得部80との間には、2対の配線すなわちデータ線32aとデータ線32b、およびクロック線34aおよびクロック線34bが設けられている。表示コントローラ10は、図示しない携帯電話機の筐体に設けられており、2対の配線は図示しないヒンジ部内に設けられている。
表示コントローラ10は、外部からデジタルの2値電圧信号として画像データが入力され、この画像データを画像の1ライン分ずつ出力する。表示コントローラ10は、メモリ12と、タイミングコントロール回路14と、データ比較回路16と、送信部20とを備える。
メモリ12は、外部から画像データを入力され、一定量たとえば1画面分の画像データを保持する。
タイミングコントロール回路14は、メモリ12から一定量たとえば1ライン分の画像データを読み出すと共に、クロック信号を生成して送信部20に出力する。さらに、タイミングコントロール回路14は、このクロック信号と同期して、読み出した画像データも送信部20に出力する。また、タイミングコントロール回路14は、画像データとクロック信号以外に、第1の制御信号であるSTP信号を出力する第1の制御部を内包し、このSTP信号も送信部20に出力する。これは、データ比較回路16からの出力信号に基づいて行われる。
データ比較回路16は、メモリ12とタイミングコントロール回路14に接続されており、タイミングコントロール回路14がメモリ12から読み出した画像データを一時的に保持し、この画像データと、タイミングコントロール回路14が次にメモリ12から読み出す画像データとを比較する。この比較は、たとえば隣接する画素の画像データに対して行われる。データ比較回路16は、この比較の結果を示す信号をタイミングコントロール回路14に出力する。
タイミングコントロール回路14は、データ比較回路16からの出力信号に基づいて送信部20に出力するSTP信号をロ−かハイにする。具体的には、比較された画像データが異なる場合においては、通常状態としてSTP信号をローにし、比較された画像データが同じである場合においてはSTP信号をハイにする。
送信部20の詳細については後述する。
表示データ取得部80は、受信部60と、出力回路70を備える。受信部60はコントローラ10の送信部20から受信した画像データに基づいて液晶パネル90に画像を表示させるための駆動信号である表示データを生成し、出力回路70は表示データを液晶パネル90に出力する。
表示データ取得部80は、受信部60と、出力回路70を備える。受信部60はコントローラ10の送信部20から受信した画像データに基づいて液晶パネル90に画像を表示させるための駆動信号である表示データを生成し、出力回路70は表示データを液晶パネル90に出力する。
液晶パネル90は、表示データ取得部80の出力回路70から送信されてきた表示データを受けて画像を表示する。
図2は、図1に示す画像表示装置100における送信部20と受信部60の構成、および送信部20と受信部60の接続態様の詳細を示す。
送信部20は、画像データ用のトランスミッタ回路24と、クロック信号用のトランスミッタ回路26を備える。なお、トランスミッタ回路24には、タイミングコントロール回路14から2値電圧信号である画像データ(IND+とIND−)およびSTP信号が入力される。
受信部60は、画像データ用のレシーバ回路40と、クロック信号用のレシーバ回路50と、S/P変換回路68を備える。レシーバ回路40は、送信部20のトランスミッタ回路24から流れてきた電流信号である画像データ(DATA+とDATA−)に基づいて、電圧信号である画像データDATAOUTおよびSTP信号(トランスミッタ回路24に入力されるSTP信号と区別するためにここでSTPOUTとする)を生成してS/P変換回路68に出力し、レシーバ回路50は、トランスミッタ回路26から流れてきたクロック信号(CLK+とCLK−)をS/P変換回路68用のクロック信号CLKOUTを生成してS/P変換回路68に出力する。S/P変換回路68は、図示しないデータラッチ回路などを備え、レシーバ回路40およびレシーバ回路50からのDATAOUT、STPOUT、CLKOUTに基づいて、シリアル・パラレル変換や階調選択など処理により表示データを生成する。
なお、トランスミッタ回路24とレシーバ回路40間にデータ線32aとデータ線32bが設けられており、トランスミッタ回路26とレシーバ回路50間にクロック線34aとクロック線34bが設けられている。
ここで画像データ用のトランスミッタ回路24および画像データ用のレシーバ回路40について説明する。
図3は、トランスミッタ回路24の構成を示す。トランスミッタ回路24は、2つのNOR論理NOR1とNOR2、およびこの2つのNOR論理にそれぞれ接続される2つのNチャネルオープンドレイントランジスタTr10とTr11から構成される。信号IND+とIND−はそれぞれNOR1とNOR2に入力され、STP信号は2つのNOR論理にも入力される。また、トランスミッタ回路24は、DATA+端子25aとDATA−端子25bを介してデータ線32aとデータ線32bに接続される。
図3は、トランスミッタ回路24の構成を示す。トランスミッタ回路24は、2つのNOR論理NOR1とNOR2、およびこの2つのNOR論理にそれぞれ接続される2つのNチャネルオープンドレイントランジスタTr10とTr11から構成される。信号IND+とIND−はそれぞれNOR1とNOR2に入力され、STP信号は2つのNOR論理にも入力される。また、トランスミッタ回路24は、DATA+端子25aとDATA−端子25bを介してデータ線32aとデータ線32bに接続される。
画像データIND+とIND−は互いに反転した信号であるため、STP信号がローのときにはTr10とTr11のゲート端子にも互いに反転した信号(DG+とDG−)が入力される。それによって、Tr10とTr11の一方はONとなり、他方はOFFとなる。そして、受信部60に設けられた電源(その詳細については後述する)から、データ線32aとデータ線32bのうちの、ONとなったトランジスタに接続されたデータ線に電流が流れ、他方のデータ線には電流が流れない。
また、STP信号がハイのときにはTr10とTr11のゲート端子にロ−信号が入力されるため、Tr10とTr11ともOFFとなる。すなわち、この場合においてデータ線32aとデータ線32bのいずれにも電流が流れない。
図4は、レシーバ回路40の構成を示す。レシーバ回路40は、バイアス(図中BIAS)から供給される電圧によって生成される第1の定電流源41と第2の定電流源43、増幅段42、ラッチ回路47、STP信号生成回路48を備える。
第1の定電流源41は、カレントミラー定電流源であり、PチャネルMOSトランジスタであるTr1と、NチャネルMOSトランジスタであるTr2を有する。第2の定電流源43は、カレントミラー定電流源であり、PチャネルMOSトランジスタであるTr7と、NチャネルMOSトランジスタであるTr8を有する。増幅段42は、PチャネルMOSトランジスタであるTr3とTr5、NチャネルMOSトランジスタであるTr4とTr6を有する。
Tr1とTr3のソースは電源線VDDに接続されている。また、Tr1とTr3のゲートは互いに接続されており、それぞれのゲートに対してBIASが印加されている。Tr2とTr4のゲートは互いに接続されており、さらにTr2のゲートは、Tr2のドレインに短絡されている。
Tr5とTr7のソースは電源線VDDに接続されている。また、Tr5とTr7のゲートは互いに接続されており、それぞれのゲートに対してBIASが印加されている。Tr6とTr8のゲートは互いに接続されており、さらにTr8のゲートは、Tr8のドレインに短絡されている。
Tr2とTr6のソースはショートされ、端子46aに接続される。Tr4とTr8のソースはショートされ、端子46bに接続される。
また、各トランジスタのサイズの関係は、Tr1:Tr3=Tr7:Tr5=Tr2:Tr4=Tr8:Tr6=n:1(n:1以上の整数)を満たしている。
2つのデータ線(データ線32aとデータ線32b)にそれぞれ接続するDATA+端子46aとDATA−端子46bから画像データが入力され、これらの画像データに応じて2つの出力信号が生成され、OUT端子44およびOUT_B端子45からラッチ回路47とSTP信号生成回路48に供給される。また、ノードnode1とnode2の間に、この2つのノード間に流れる電流に対応して所望の振幅電圧を供給できるようにするための終端抵抗RMが設けられている。
ラッチ回路47は、2つのNAND論理NAND1とNAND2、およびインバータINV1を備える。NAND1とNAND2はRSラッチ回路を構成する。このRSラッチ回路は、OUT端子44およびOUT_B端子45からの信号を波形整形すると共に保持し、インバータINV1は、このRSラッチ回路からの出力を反転させて画像データDATAOUTを得る。
STP信号生成回路48は本発明の第2の制御部であり、第2の制御信号であるSTPOUTを生成する。STP信号生成回路48は、NAND論理NAND3、フィルタ49、インバータINV2を備える。INV2は、NAND3の出力を反転させてSTPOUTを得る。フィルタ49は、NAND3の出力がINV2に入力される前にそのサージ波形を除去する。なお、詳細については後述するが、STPOUTは、S/P変換回路68がシリアル・パラレル変換したデータを取り込むか、取り込まないで前のデータを保持するかを決めるために用いられる。具体的には、STPOUTがローであればシリアル・パラレル変換したデータをそのまま取り込むが、STPOUTがハイであれば、このタイミングで取り込むシリアルデータをパラレルデータにした場合、取り込まずに前のデータを保持する。
ここで、トランスミッタ回路24とレシーバ回路40の動作について説明する。まず、トランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がローであるときについて説明する。
図3に示すように、トランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がローであるとき、Tr10とTr11はそれぞれONとOFFになり、ONとなるトランジスタに接続されたデータ線に電流が流れる。これによりTr10とTr11のゲート端子にそれぞれ互いに反転した信号(DG+とDG−)が入力される。
すなわち、この状態において、データ線32aとデータ線32bにおいて、互いに反転した電流信号である画像データDATA+/−が伝送されることになる。
ここで、Tr10がOFFであり、Tr11がONである場合について考える。この場合、トランスミッタ回路24のDATA+端子25aは浮遊状態(高インピーダンス)となり、DATA−端子25bはGND付近の電圧となる。
このとき、図4に示す画像データ用のレシーバ回路40において、DATA端子+も浮遊状態になり、第1の定電流源41の電流IRがTr1→Tr2→RM→DATA−端子46bの経路で流れ、第2の定電流源43の電流(同じくIRとする)がTr7→Tr8→DATA−端子46bの経路で流れる。これによって終端抵抗RMには振幅電圧V(V=IR×RM)が生じる。DATA+端子46aはDATA−端子46bよりVだけ電圧が高いことから、増幅段42では、Tr4がON、Tr6がOFFに近い状態になり、OUT端子44とOUT_B端子45はそれぞれローレベルとハイレベルになる。そのため、OUT端子44からロー出力され、OUT_B端子45からハイ出力される。そして、ラッチ回路47からDATAOUTはハイレベル出力される。一方、STP信号生成回路48では、NAND3に入力される信号(OUT端子44からの信号とOUT_B端子45からの信号)が互いに反転した信号であるため、STPOUTはローレベル出力される。
また、Tr10がONであり、Tr11がOFFである場合において、DATA−端子25bは浮遊状態となり、DATA+端子25aはGND付近の電圧となる。この場合、図4に示す画像データ用のレシーバ回路40において、DATA−端子も浮遊状態となり、第1の定電流源41の電流IRがTr1→Tr2→DATA+端子46aの経路で流れ、第2の定電流源43の電流IRがTr7→Tr8→RM→DATA+端子46aの経路で流れる。これによって終端抵抗RMには振幅電圧V(V=IR×RM)が生じるが、このとき、DATA+端子46aはDATA−端子46bよりVだけ電圧が低いことになる。そのため、増幅段42では、Tr4がOFF、Tr6がONに近い状態になり、OUT端子44とOUT_B端子45はそれぞれハイレベルとローレベルになる。そのため、OUT端子44からハイ出力され、OUT_B端子45からロー出力される。そして、ラッチ回路47からDATAOUTはローレベル出力される。一方、STP信号生成回路48では、NAND3に入力される信号が相変わらず互いに反転した信号であるため、STPOUTはローレベル出力される。
このように、STP信号がローであるときに、データ線32aとデータ線32bに電流信号である画像データDATA+/−が伝送され、レシーバ回路40により電圧信号DATAOUTに変換される。また、レシーバ回路40のSTP信号生成回路48は、ローであるSTPOUTを生成する。DATAOUTとSTPOUTは、S/P変換回路68に出力される。
次にトランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がハイであるときについて説明する。
このとき、図3から分かるように、STP信号がハイであるため、画像データIND+/−とは無関係に、2つのトランジスタTr10とTr11のいずれもOFFとなり、DATA+端子25aとDATA−端子25bのいずれも浮遊状態となる。そのため、図4に示す画像データ用のレシーバ回路40において、第1の定電流源41と第2の定電流源43の電流経路が絶たれ、DATA+端子46aとDATA−端子46bの電位がともにVDD電位に近づく。トランジスタTr3とTr5のサイズ(ゲート幅)は、DATA+端子46aおよびDATA−端子46bが同電位になったときにOUT端子44とOUT_B端子45がハイレベルになるように予め調整されている。これによって、トランスミッタ回路24側のDATA+端子25aおよびDATA−端子25bが高インピーダンスであることがレシーバ回路40側に伝達され、OUT端子44とOUT_B端子45はハイレベル出力する。そのため、STP信号生成回路48では、NAND3に入力される2つの信号のいずれもハイとなるので、STPOUTはハイレベル出力される。また、ラッチ回路47ではDATAOUTは前の状態を保持する。
このとき、図3から分かるように、STP信号がハイであるため、画像データIND+/−とは無関係に、2つのトランジスタTr10とTr11のいずれもOFFとなり、DATA+端子25aとDATA−端子25bのいずれも浮遊状態となる。そのため、図4に示す画像データ用のレシーバ回路40において、第1の定電流源41と第2の定電流源43の電流経路が絶たれ、DATA+端子46aとDATA−端子46bの電位がともにVDD電位に近づく。トランジスタTr3とTr5のサイズ(ゲート幅)は、DATA+端子46aおよびDATA−端子46bが同電位になったときにOUT端子44とOUT_B端子45がハイレベルになるように予め調整されている。これによって、トランスミッタ回路24側のDATA+端子25aおよびDATA−端子25bが高インピーダンスであることがレシーバ回路40側に伝達され、OUT端子44とOUT_B端子45はハイレベル出力する。そのため、STP信号生成回路48では、NAND3に入力される2つの信号のいずれもハイとなるので、STPOUTはハイレベル出力される。また、ラッチ回路47ではDATAOUTは前の状態を保持する。
このように、STP信号がハイであるときに、データ線32aとデータ線32bに電流が流れない。受信部60のSTP信号生成回路48は、ハイであるSTPOUTを生成し、ラッチ回路47は、前の状態を保持する。DATAOUTとSTPOUTは、S/P変換回路68に出力される。
すなわち、STPOUTがローであることは、データ線32aまたはデータ線32bに電流が流れ、画像データDATA+/−が伝送されていることを示す。以下、この状態をTx−Rx動作中状態という。また、STPOUTがハイであることは、2つのデータ線のいずれにも電流が流れておらず、画像データが伝送されてないことを示す。以下この状態をTx−Rx動作停止状態という。
ここで、図4に示すレシーバ回路40におけるDATA+端子46aおよびDATA−端子46bが同電位になったときにOUT端子44とOUT_B端子45がハイレベルになるように設定するための、トランジスタTr3とTr5の調整について説明する。通常、Tr1:Tr3=Tr7:Tr5=Tr2:Tr4=Tr8:Tr6=n:1でカレントミラーされていれば、DATA+端子46aとDATA−端子46bが同電位になったとき、増幅段42のTr4、Tr6はON、OFFのどちらでもない状態になるので、OUT端子44とOUT_B端子45も中間電位に落ち着く。したがって、Tr3とTr5のゲート幅を大きくし、電流能力をある程度高めれば、カレントミラーのバランスが崩れ、DATA+端子46aとDATA−端子46bが同電位でもOUT端子44とOUT_B端子45はハイレベル出力する。ただし、Tr3、Tr5のサイズを大きくしすぎると、通常状態(すなわちデータ線32aとデータ線32bのいずれか一方に電流が流れる状態)においてDATA+端子46aとDATA−端子46bの電位差がVの分だけあっても増幅ができなくなるので、画像データDATA+およびDATA−の振幅電圧レベルに合わせて調整することが好ましい。
次いでクロック信号用のトランスミッタ回路26、クロック信号用のレシーバ回路50について説明する。
図5は、トランスミッタ回路26の構成を示す。トランスミッタ回路26は、トランスミッタ回路24と同じように、2つのNOR論理NOR1とNOR2、およびこの2つのNOR論理にそれぞれ接続される2つのNchオープントレイントランジスタTr10とTr11から構成される。なお、分かりやすくするために、トランスミッタ回路26とトランスミッタ回路24を構成する各素子のうちの相対応する素子について同じ符号を付与し、以下の説明および図示においても、異なる機能ブロックの構成素子であっても、同じ符号を付与することがある。異なる機能ブロックに含まれる素子は、それぞれ異なる個体であることは理解されるところである。
図5は、トランスミッタ回路26の構成を示す。トランスミッタ回路26は、トランスミッタ回路24と同じように、2つのNOR論理NOR1とNOR2、およびこの2つのNOR論理にそれぞれ接続される2つのNchオープントレイントランジスタTr10とTr11から構成される。なお、分かりやすくするために、トランスミッタ回路26とトランスミッタ回路24を構成する各素子のうちの相対応する素子について同じ符号を付与し、以下の説明および図示においても、異なる機能ブロックの構成素子であっても、同じ符号を付与することがある。異なる機能ブロックに含まれる素子は、それぞれ異なる個体であることは理解されるところである。
トランスミッタ回路26では、クロック信号INCK+とINCK−はそれぞれNOR1とNOR2に入力され、STP信号は2つのNOR論理にも入力される。なお、トランスミッタ回路26に入力されるSTP信号はローに固定されている。
クロック信号INCK+とINCK−は互いに反転した信号であり、STP信号がローに固定されているため、トランスミッタ回路26の2つのトランジスタのゲート端子に常に互いに反転した信号(CKG+とCKG−)が入力される。それによって、Tr10とTr11の一方はONとなり、一方はOFFとなる。
図6は、レシーバ回路50の構成を示す。レシーバ回路50は、バイアス(図中BIAS)から供給される電圧によって生成される第1の定電流源51と第2の定電流源53、増幅段52、ラッチ回路57を備える。これらの各ブロックは、レシーバ回路40における相対応するブロックと同じであるので、それらの構成および動作の詳細な説明を省略する。また、レシーバ回路50には、レシーバ回路40におけるSTP信号生成回路48に該当するブロックがない。
トランスミッタ回路26に入力されるSTP信号が常にローに固定されているので、クロック線34aとクロック線34bに電流信号であるクロック信号CLK+/−が伝送され、レシーバ回路50により電圧信号CLKOUTに変換される。このCLKOUTもS/P変換回路68に出力される。
図7と図8は、各信号の波形を示す。図7は、Tx−Rx動作中状態からTx−Rx動作停止状態になるときの各信号の波形を示し、図8は、Tx−Rx動作停止状態からTx−Rx動作中状態になるときの各信号の波形を示す。なお、図中横軸は時間軸であり、図示IRは、データ線32aとデータ線32bのいずれかに流れる電流である。
まず、画像データに関連する波形について説明する。
図7における0〜20ns間において、画像データ用のトランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がローである。この間、データ線32aまたはデータ線32bに電流IRが流れる。画像データ用のトランスミッタ回路24における2つのトランジスタのゲート端子に互いに反転した信号である画像データDG+/−が入力され、データ線32aとデータ線32bによりDATA+/−が伝送される。画像データ用のレシーバ回路40のラッチ回路47から、DATA+/−に基づいて生成されたDATAOUTが出力され、STP信号生成回路48からSTPOUTがローレベル出力される。すなわちこの間、データ伝送路はTx−Rx動作中状態である。
図7における0〜20ns間において、画像データ用のトランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がローである。この間、データ線32aまたはデータ線32bに電流IRが流れる。画像データ用のトランスミッタ回路24における2つのトランジスタのゲート端子に互いに反転した信号である画像データDG+/−が入力され、データ線32aとデータ線32bによりDATA+/−が伝送される。画像データ用のレシーバ回路40のラッチ回路47から、DATA+/−に基づいて生成されたDATAOUTが出力され、STP信号生成回路48からSTPOUTがローレベル出力される。すなわちこの間、データ伝送路はTx−Rx動作中状態である。
20ns付近で、画像データ用のトランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がハイに切り換えられる。前述したように、このとき、レシーバ回路40の第1の定電流源41と第2の定電流源43の電流経路が絶たれ、データ線32aとデータ線32bのいずれにも電流が流れない。また、DATA+端子46aとDATA−端子46bの電位がともにVDD電位に近づく。図7に示す例では、25ns付近でレシーバ回路40のDATA+端子46aとDATA−端子46bが同電位になったのが検知されたため、OUT端子44とOUT_B端子45はハイレベルを出力する。それによって、STPOUTはハイレベル出力される。このTx−Rx動作停止状態は、トランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がローに戻るまで続く。
クロック信号用トランスミッタ回路26に入力されるSTP信号がローに固定されているので、クロック信号に関しては、クロック線34aとクロック線34bのいずれか一方に電流が流れ、クロック信号用のトランスミッタ回路26における2つのトランジスタのゲート端子に互いに反転した信号であるCKG+/−が入力される。クロック線34aとクロック線34bによりCLK+/−が伝送される。クロック信号用のレシーバ回路50のラッチ回路57から、CLK+/−に基づいて生成されたCLKOUTが出力される。
図8における0〜20ns間は、 画像データ用のトランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がハイであり、各波形は図7における20〜100ns間の波形と同じである。20ns付近で、トランスミッタ回路24に入力されるSTP信号がローに切り換えられる。これにより、データ線32aまたはデータ線32bに電流IRが流れ、各信号の波形は、図7における0〜20ns間における対応する信号の波形と同じになる。ただし、このとき、レシーバ回路40におけるDATA+端子46aとDATA−がVDD電位から通常状態すなわちTx−Rx動作中状態時のGND付近の電位に落ち着くまである程度時間がかかる。図8の例では、30ns付近で、DATA+端子46aとDATA−端子46b間に電圧V(V=IR×RM)が生じた時点でSTPOUTがローレベル出力されている。
S/P変換回路68は、クロック信号用のレシーバ回路50からのCLKOUTに同期して、ラッチ回路47とSTP信号生成回路48からDATAOUTとSPTOUTを取得する。そして、SPTOUTがローであるときは、シリアル入力されるDATAOUTをパラレル信号に変換するなどの処理を施して表示データを得て出力回路70に出力する。一方、SPTOUTがハイになったときには、1駆動タイミング前に出力した表示データを出力する。
このように、本実施の形態の画像表示装置100において、トランスミッタ回路24は、トランスミッタ回路24に入力されたSTP信号がハイであるときにDATA+端子25aとDATA−端子25bの両方とも浮遊状態にすることによって受信部60からデータ線32aとデータ線32bへの電流供給を停止しているので、電流をカットするための制御信号を伝送するための配線を無くし、配線の数を抑制することができる。これによって画像表示装置の信号線の本数を減らすことができ、特に筐体と表示パネル間のヒンジ部が細い携帯電話機などにおいて有利である。
また、本実施の形態の画像表示装置100によれば、1駆動タイミング前にその画像データが送信された画素と隣接する画素の画像データが等しい場合において、画像データの伝送を停止し、データ線32aとデータ線32bのいずれにも電流を流さないようにしている。こうすることによって、全白表示などの均一な画像を表示する場合に、伝送する画像データ量を減らすとともに、電力の消費を抑制することができる。
また、本実施の形態の画像表示装置100において、トランスミッタ回路24に入力されたSTP信号が直接受信部60に送信されていないが、画像データ用のレシーバ回路40のSTP信号生成回路48は、トランスミッタ回路24に入力されたSTP信号に対応する信号を生成している。実質的にはデータ線を用いてSTP信号を伝送していることになる。これにより、STP信号を伝送するための配線がなくても、S/P変換回路68は、画像データが伝送されていないことを知ることができ、それに応じた処理(1駆動タイミング前の表示データを出力するなど)ができる。
さらに、特許文献2に開示された技術では、STP信号をCMOS伝送方式で伝送し、データ信号をCMADS方式で伝送している。2つの伝送方式が異なるため、STP信号とデータ信号とのタイミングの整合が困難である。それに対して、本実施の形態の画像表示装置100は、同じ信号線を用いて画像データとSTP信号を伝送しているので、画像データの送信の停止と電流のカット、画像データの送信再開と電流供給の再開などのタイミングの調整が容易である。
また、STP信号を伝送するための配線を無くすことによって、CMADS伝送方式の物理層を変えないので、開発のしやすさおよびコストの面においても有利である。
図9は、本発明にかかる別の実施の形態による送受信装置200を示す。この送受信装置200は、例えば図2に示す送受信部分の代わりに画像表示装置100に適用することができる。
送受信装置200は、 データを送信する送信部130と、データを受信する受信部170とを備える。送信部130は、クロック信号用の1つのトランスミッタ回路120と、画像データ用の複数(図示の例では3つ)のトランスミッタ回路121〜123を有する。受信部170は、クロック信号用の1つのレシーバ回路150と、画像データ用の複数(画像データ用のトランスミッタ回路の数と等しい数)のレシーバ回路151〜153、S/P変換回路160を備える。また、トランスミッタ回路と、このトランスミッタ回路に対応するレシーバ回路との間に、1対の配線が設けられている。
クロック信号用のトランスミッタ回路120は図2に示すトランスミッタ回路26と同じ構成を有し、レシーバ回路150は図2に示すトランスミッタ回路26と同じ構成を有する。
画像データ用のトランスミッタ回路121〜123は図2に示すトランスミッタ回路24と同じ構成を有し、レシーバ回路151〜153は図2に示すレシーバ回路40と同じ構成を有する。
すなわち、送受信装置200は、画像データを伝送するためのトランスミッタ回路・レシーバ回路ペアを複数備え、より多くのデータを送信可能とするものである。
たとえば画像データを伝送するための3つのトランスミッタ回路・レシーバ回路ペアをそれぞれRデータ、Gデータ、Bデータの伝送に使用する。こうすることによってRデータ、Gデータ、Bデータが互いに独立したペアにより伝送され、Rデータ、Gデータ、Bデータ毎にそれの伝送を担うペアの動作の停止および再開(すなわち各ペアに対して設けられた1対の配線に電流を流すか流さないか)の制御ができる。たとえばRが同じデータが続く場合においてRデータを伝送するペアの動作を停止することができる。GとBについても同じである。つまり、このような構成によって、図2に示す送受信部分と同じ効果を得ることができるとともに、RGB毎にトランスミッタ回路・レシーバ回路ペアの動作の制御ができるので、より効率良く低消費電流化を図ることができる。
また、図9に示す送受信装置200は、画像データ用のペアを3つ備えているが、1つのペアのみが動作する、2つのペアのみが動作するようにすることが簡単にできる。たとえば、トランスミッタ回路121とレシーバ回路151のペアのみを動作させる場合において、トランスミッタ回路122とトランスミッタ回路123に入力するSTP信号をハイにし、トランスミッタ回路122・レシーバ回路152のペア、トランスミッタ回路123・レシーバ回路153のペアの動作を停止する。この場合、この2つのペアのレシーバ回路からSTPOUTがハイ出力される一方、レシーバ回路151からのSTPOUTがロー出力される。3つのSTPOUTの組合せに応じてS/P変換回路160を、1つのペアのみが動作する仕様、2つのペアのみが動作する仕様、または3つのペアとも動作する仕様のいずれかにすることができるので、S/P変換回路160の仕様を他の信号線を用いて設定する必要がない。
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、さまざまな変更、増減を加えてもよい。これらの変更、増減が加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
たとえば、図1に示す画像表示装置100は、同じ画像データが続く場合において画像データの伝送を停止し、データ線への電流供給を停止するようにしているが、本発明の送受信技術はこの態様に限られることがない。
たとえば、画像データを減色して伝送する場合にも適用することができる。具体的には、通常状態においては送信部にローとなるSTP信号を入力し、ダミー伝送時に送信部にハイとなるSTP信号を入力する。この場合においても、STP信号を伝送するための配線なしに、画像データの出力がないときに配線に流す電流をカットすることができる。
なお、この場合には、受信部においては、STP信号に対応する制御信号(STPOUT信号)を生成するための回路を設けなくてもよい。
また、図1に示す画像表示装置100の送信部20において、隣接する1画素間の画像データを比較する例を示したが、たとえば複数の画素からなる画素群の画像データを、この画素群と同数の画素からなりこの画素群に隣接する画像群の画像データと比較するようにしてもよいし、1ライン分の画像データをこのラインに隣接する次の1ライン分の画像データと比較するようにしてもよい。
10 表示コントローラ 12 メモリ
14 タイミングコントロール回路 16 データ比較回路
20 送信部 24 トランスミッタ回路
25a DATA+端子 25b DATA−端子
26 トランスミッタ回路 27a CLK+端子
27b CLK−端子 32a データ線
32b データ線 34a クロック線
34b クロック線 40 レシーバ回路
41 第1の定電流源 42 増幅段
43 第2の定電流源 44 OUT端子
45 OUT_B端子 46a DATA+端子
46b DATA−端子 47 ラッチ回路
48 STP信号生成回路 49 フィルタ
50 レシーバ回路 51 第1の定電流源
52 増幅段 53 第2の定電流源
54 OUT端子 55 OUT_B端子
56a CLK+端子 56b CLK−端子
57 ラッチ回路 60 受信部
68 S/P変換回路 70 出力回路
80 表示データ取得部 90 液晶パネル
100 画像表示装置 200 送受信装置
14 タイミングコントロール回路 16 データ比較回路
20 送信部 24 トランスミッタ回路
25a DATA+端子 25b DATA−端子
26 トランスミッタ回路 27a CLK+端子
27b CLK−端子 32a データ線
32b データ線 34a クロック線
34b クロック線 40 レシーバ回路
41 第1の定電流源 42 増幅段
43 第2の定電流源 44 OUT端子
45 OUT_B端子 46a DATA+端子
46b DATA−端子 47 ラッチ回路
48 STP信号生成回路 49 フィルタ
50 レシーバ回路 51 第1の定電流源
52 増幅段 53 第2の定電流源
54 OUT端子 55 OUT_B端子
56a CLK+端子 56b CLK−端子
57 ラッチ回路 60 受信部
68 S/P変換回路 70 出力回路
80 表示データ取得部 90 液晶パネル
100 画像表示装置 200 送受信装置
Claims (13)
- 1対の画像データ用配線の一端である送信端に接続された送信装置であって、
画像データを出力する際には前記画像データに基づいて前記画像データ用配線のいずれか一方の送信端を基準電位端子に接続し他方の送信端を浮遊状態とすることにより前記画像データを出力する一方、画像データを出力しない際には前記画像データ用配線のいずれの送信端も浮遊状態とすることにより画像データの出力を停止する送信部を有することを特徴とする送信装置。 - 画像データを出力するか否かを示す第1の制御信号を生成して前記送信部に出力する第1の制御部をさらに備え、
前記送信部は、該第1の制御部から受けた前記第1の制御信号に応じて画像データの出力を実行するか停止することを特徴とする請求項1に記載の送受信装置。 - 所定量の画像データを読み込みこの画像データを順次前記送信部に出力するタイミングコントロール回路と、
前記タイミングコントロール回路が1駆動タイミング前に読み込んだ所定量の画像データと現在読み込む所定量の画像データとを比較してその結果を前記第1の制御部に出力するデータ比較回路とをさらに備え、
前記第1の制御部は、前記データ比較回路からの前記結果が前記タイミングコントロール回路が1駆動タイミング前に読み込んだ所定量の画像データと現在読み込む所定量の画像データと等しいことを示すときは、画像データを出力しないことを示す前記第1の制御信号を生成することを特徴とする請求項2に記載の送信装置。 - 前記第1の制御部は、前記タイミングコントローラ内に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の送信装置。
- 画像データが転送される1対の画像データ用配線の一端に接続された受信装置であって、
前記画像データ用配線のいずれか一方の他端である送信端が基準電位端子に接続され他方の送信端が浮遊状態であるときに前記画像データ用配線のうち前記基準電位端子に接続された配線に電流を供給することにより前記画像データに基づいた1対の相補の電流信号を生成しこの電流信号に基づいた表示信号を生成する受信部を備え、
前記受信部は、前記画像データ用配線のいずれか一方の送信端が基準電位端子に接続され他方の送信端が浮遊状態であるときと、前記画像データ用配線のいずれの送信端も浮遊状態であるときにおいて、画像データが転送されていることと画像データが転送されていないことをそれぞれ示す第2の制御信号を生成する第2の制御部を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記第2の制御信号が画像データが転送されていることを示すときは前記1対の相補の電流信号に基づいて生成された前記表示信号を出力し、前記第2の制御信号が画像データが転送されていないことを示すときは1駆動タイミング前に出力した表示信号と同じ信号を出力する出力部とをさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の受信装置。
- 1対の画像データ用配線と、
前記画像データ用配線の一端である送信端に接続された送信部であって、画像データを出力する際には前記画像データに基づいて前記画像データ用配線のいずれか一方の送信端を基準電位端子に接続し他方の送信端を浮遊状態とすることにより前記画像データを出力する一方、画像データを出力しない際には前記画像データ用配線のいずれの送信端も浮遊状態とすることにより画像データの出力を停止する送信部と、
前記画像データ用配線の他端に接続された受信部であって、前記画像データ用配線のいずれか一方の送信端が基準電位端子に接続され他方の送信端が浮遊状態であるときに前記画像データ用配線のうち前記基準電位端子に接続された配線に電流を供給することにより前記画像データに基づいた1対の相補の電流信号を生成しこの電流信号に基づいた表示信号を生成する受信部と、を備えることを特徴とする送受信システム。 - 画像データを出力するか否かを示す第1の制御信号を生成して前記送信部に出力する第1の制御部をさらに備え、
前記送信部は、該第1の制御部から受けた前記第1の制御信号に応じて画像データの出力を実行するか停止することを特徴とする請求項7に記載の送受信システム。 - 所定量の画像データを読み込みこの画像データを順次前記送信部に出力するタイミングコントロール回路と、
前記タイミングコントロール回路が1駆動タイミング前に読み込んだ所定量の画像データと現在読み込む所定量の画像データとを比較してその結果を前記第1の制御部に出力するデータ比較回路とをさらに備え、
前記第1の制御部は、前記データ比較回路からの前記結果が前記タイミングコントロール回路が1駆動タイミング前に読み込んだ所定量の画像データと現在読み込む所定量の画像データと等しいことを示すときは、画像データを出力しないことを示す前記第1の制御信号を生成することを特徴とする請求項8に記載の送受信システム。 - 前記第1の制御部は、前記タイミングコントローラ内に設けられていることを特徴とする請求項9に記載の送受信システム。
- 前記受信部は、前記画像データ用配線のいずれか一方の送信端が基準電位端子に接続され他方の送信端が浮遊状態であるときと、前記画像データ用配線のいずれの送信端も浮遊状態であるときにおいて、画像データが転送されていることと画像データが転送されていないことをそれぞれ示す第2の制御信号を生成する第2の制御部をさらに備えることを特徴とする請求項9または10に記載の送受信システム。
- 前記第2の制御信号が画像データが転送されていることを示すときは前記1対の相補の電流信号に基づいて生成された前記表示信号を出力し、前記第2の制御信号が画像データが転送されていないことを示すときは1駆動タイミング前に出力した表示信号と同じ信号を出力する出力部とをさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の送受信システム。
- 前記基準電位端子は接地端子であることを特徴とする請求項7から12のいずれか1項に記載の送受信システム。
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