JP2005027195A - 映像信号変換装置、表示装置及び映像信号変換方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】入力垂直同期信号の変動に対して、滑らかに変動する映像となるような映像信号に変換する。
【解決手段】入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出部13と、検出された位相差に基づいて、出力垂直同期信号の周波数によって決まる出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別部14と、判別結果に応じて、出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう出力垂直同期信号の周波数を調整して、出力垂直同期信号を生成する同期信号生成部15とを備えることで実現する。
【選択図】 図1
【解決手段】入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出部13と、検出された位相差に基づいて、出力垂直同期信号の周波数によって決まる出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別部14と、判別結果に応じて、出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう出力垂直同期信号の周波数を調整して、出力垂直同期信号を生成する同期信号生成部15とを備えることで実現する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素数が固定の表示装置に供給する映像信号を、上記表示装置の画素数に応じて変換する映像信号変換装置及び映像信号変換方法と、変換された映像信号を表示する表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
映像信号は、コンピュータ用の映像信号、放送用の映像信号も含めると様々な規格があり、それぞれの規格によって走査線毎の画素数(水平方向の画素数)、走査線(垂直方向の画素数)及び周波数が異なっている。このように走査線毎の画素数、走査線及び周波数が異なる映像信号を表示デバイスに供給し所望の映像を表示させる場合、映像信号の走査線毎の画素数、走査線及び周波数を表示デバイスに適合するように変換する必要がある。
【0003】
特に、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)や、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Device)といった画素数が固定となっている表示デバイスでは、水平方向の画素数、垂直方向の画素数を変換する画素数変換が非常に重要となる。この画素数変換を行わないと、表示デバイスの一部の画素に電圧が印加されないといった理由などにより、乱れた映像が表示されてしまうことになる。
【0004】
このような乱れた映像を表示デバイスで表示させないために、映像信号の画素数及び周波数を変換して表示デバイスに適合するような映像信号に変換する映像信号変換装置が考案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
図12に示す映像信号変換装置100は、入力端子101から入力された映像信号を縮小補完回路104で縮小処理したり、拡大補完回路108で拡大処理をしたりして表示デバイスに適合する画素数の映像信号に変換し、出力端子109を介して所望の表示デバイスに供給をする。
【0006】
このとき、入力端子101から入力された映像信号の水平同期信号、垂直同期信号は、入力端子102,103から入力水平同期信号(Input HD)、入力垂直同期信号(Input VD)として映像信号変換装置100に入力され、出力同期発生回路113によって表示デバイスに適合した出力水平同期信号(Output HD)、出力垂直同期信号(Output VD)に変換され出力端子110,111を介して映像信号と共に表示デバイスに供給される。出力同期発生回路113は、例えば、所定の周波数のパルス信号を生成する振動子を備えており、このパルス信号を分周することで出力水平同期信号を生成する。また、出力同期発生回路113には、入力垂直同期信号が供給され、この入力垂直同期信号におおよそ同期するように出力水平同期信号を分周して出力垂直同期信号を生成する。
【0007】
縮小補完回路104で縮小処理されるような映像信号が入力端子101から供給された場合、映像信号は、入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期して縮小補完回路104で縮小処理がなされ、さらに入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期した書き込み制御回路105の制御によってフレームメモリ106に書き込まれる。
【0008】
フレームメモリ106に書き込まれた縮小処理後の映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期した読み出し制御回路107の制御によって読み出され、拡大補間回路108をスルーして出力端子109を介して表示デバイスに供給される。
【0009】
拡大補間回路108で拡大処理されるような映像信号が入力端子101から供給された場合、映像信号は、縮小補間回路104をスルーして、入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期した書き込み制御回路105の制御によってフレームメモリ106に書き込まれる。
【0010】
フレームメモリに書き込まれた映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期した読み出し制御回路107の制御によって読み出され、拡大補間回路108に供給される。拡大補間回路108で出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期して拡大処理がなされた映像信号は、出力端子109を介して表示デバイスに供給される。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−287689号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、映像信号変換装置100のような画素数変換を行う装置に、VTR(Video Tape Recorder)などで再生された映像信号が入力されている場合、早送り再生、巻き戻し再生といった特殊再生などによって、入力されている映像信号の入力垂直同期信号は、周期が伸びたり、縮んだりして変動することになる。
【0013】
映像信号変換装置100から出力される出力垂直同期信号の周期は、この入力垂直同期信号の周期の伸び縮みに伴って、伸びたり縮んだりする。この入力垂直同期信号、出力垂直同期信号の周期が伸び縮みをする様子を図13に示す。図13において、(a),(b)は、それぞれ入力水平同期信号、入力垂直同期信号を示し(c),(d)は、それぞれ出力水平同期信号、出力垂直同期信号である。(b),(d)に示した入力垂直同期信号、出力垂直同期信号において、点線で示したパルス信号A,Bは、それぞれ特殊再生などによって周期が伸びたり、縮んだりした垂直同期信号の様子を示している。(d)に示すように出力垂直同期信号の周期が縮んだり、伸びたりすると1フィールド中の出力水平同期信号の数、つまり走査線の数が減少したり、増加したりすることになる。
【0014】
例えば、映像信号変換装置100の入力端子101から早送り再生された映像信号が入力され、入力端子102,103に、図14(a),(b)に示すような入力垂直同期信号、入力水平同期信号が入力されたとする。このとき、出力端子110,111からは、図14(c),(d)に示す出力水平同期信号、出力垂直同期信号が出力される。なお、(b),(d)に点線で示したパルス信号Cは、通常再生時の入力垂直同期信号,出力垂直同期信号である。
【0015】
(d)に示す出力垂直同期信号は、パルス信号Cとして示す通常再生時の出力垂直同期信号の垂直帰線消去期間中のフロントポーチを超えて周期が縮んでいる。したがって、図14(e)に示す表示デバイスの垂直有効領域(Output VACTV)に、垂直帰線期間が重なるような出力垂直同期信号が出力されるため、(e)でハッチングして示した領域Xにある画素には電圧が印加されず映像信号が供給されないことになる。
【0016】
これにより、ノーマリーホワイトの表示デバイスであれば、当該表示デバイスの下部にある画素に電圧が印加されないことから、映像信号とは無関係な白色が上記画素に表れ、このような乱れた映像が表示されてしまうといった問題がある。ノーマリーブラックの表示デバイスにおいても、当該表示デバイスの下部にある画素に電圧が印加されないことによって、乱れた映像が表示されてしまう。
【0017】
このような問題に対処するために、特許文献1では、垂直同期信号に変動があった場合、表示装置(表示デバイス)に供給する垂直同期信号VBを、入力端子から入力される垂直同期信号VAに基づいて発生させるのか、垂直周波数発生回路から発生される垂直周波数信号に基づいて発生させるのかを、マイコンの制御によってスイッチを切り替えることで選択している。
【0018】
しかし、垂直同期信号VAと、垂直周波数発生回路から発生される垂直周波数信号には、なんの関係性もないため、例えば、通常再生から特殊再生、又は特殊再生から通常再生へと再生モード切り替えた場合に、表示デバイスに表示される映像は、切り替え点において垂直方向に不連続な非常に違和感のある映像となってしまうといった問題がある。
【0019】
そこで、本発明は上述したような問題を解決するために案出されたものであり、入力される映像信号の入力垂直同期信号が変動した場合の、表示装置に表示される映像の垂直方向の変化を滑らかにするような映像信号変換装置、表示装置及び映像信号変換方法を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る映像信号変換装置は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換装置であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【0021】
上述の目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換し、変換した上記出力映像信号に基づいた映像を表示する表示装置であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【0022】
上述の目的を達成するために、本発明に係る映像信号変換方法は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換方法であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出し、検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別し、上記判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成することを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る映像信号変換装置、表示装置及び映像信号変換方法の実施の形態を図面を参照にして詳細に説明する。
【0024】
本発明は、図1に示す映像信号変換装置30に適用される。映像信号変換装置30は、映像信号を入力する入力端子1と、上記映像信号の水平同期信号である入力水平同期信号(Input HD)を入力する入力端子2と、上記映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号(Input VD)を入力する入力端子3と、縮小補間回路4と、書き込み制御回路5と、フレームメモリ6と、読み出し制御回路7と、拡大補間回路8と、映像信号を出力する出力端子9と、出力水平同期信号(Output HD)を出力する出力端子10と、出力垂直同期信号(Output VD)を出力する出力端子11と、検出回路13と、判別回路14と、出力同期発生回路15と、マイコン21とを備えている。
【0025】
映像信号変換装置30の入力端子1から入力された映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号によって同期制御される映像信号に変換され、出力端子9を介してプラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)や、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Device)といった画素数が固定となっている図示しない表示デバイスに、出力水平同期信号、出力垂直同期信号と共に供給される。
【0026】
入力端子1,2,3と、縮小補間回路4と、書き込み制御回路5と、フレームメモリ6と、読み出し制御回路7と、拡大補間回路8と、出力端子9,10,11とは、従来の技術として説明した映像信号変換回路100の入力端子101,102,103と、縮小補間回路104と、書き込み制御回路105と、フレームメモリ106と、読み出し制御回路107と、拡大補間回路108と、出力端子109,110,111と全く同様であるため説明を省略する。
【0027】
以下に、映像信号変換装置30の上記構成要素以外である検出回路13と、判別回路14と、出力同期発生回路15と、マイコン21について説明をする。
【0028】
検出回路13は、入力端子3から入力される入力垂直同期信号が供給されると共に、出力同期発生回路15で生成される出力水平同期信号、出力垂直同期信号が供給される。検出回路13は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との差分をとり位相差を算出し、算出した位相差を後段の判別回路14に供給する。
【0029】
具体的には、検出回路13は、入力垂直同期信号のパルスの立ち上がりが供給されてから、出力垂直同期信号のパルスの立ち上がりが供給されるまでの期間を出力水平同期信号のパルス数でカウントした値を、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差としている。なお、以下の説明においては、このカウント値を位相差情報と呼ぶ。検出回路13は、判別回路14にこの位相差情報を供給する。
【0030】
判別回路14は、検出回路13から供給された位相差情報に基づいて、走査線数の補正をするのかどうか、また、補正をする場合、走査線を増加させるのか、減少させるのかといったを判断する。
【0031】
判別回路14には、マイコン21より基準位相差情報が供給される。基準位相差情報は、表示デバイスにとって最適な周波数の出力垂直同期信号が供給されている場合の、入力端子3から入力される入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相関係を定義した値である。
【0032】
例えば、判別回路14は、図2に示すように、(b)の入力垂直同期信号(Input VD)と、(d)の出力垂直同期信号(Output VD)との位相差である位相差情報が、基準位相差情報と同じであった場合、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相関係は適切であるので、走査線を増減させる補正を行わないと判別する。
【0033】
判別回路14が、走査線を増減させる補正を行わないと判別する際の、入力垂直同期信号、出力垂直同期信号との位相差は、基準位相差情報で与えられる位相差のみだけではなく、図2に示すような非補正領域内の位相差が全て対象となる。
【0034】
非補正領域内の位相差は、基準位相差情報を中心とし、その前後に所定の量だけ減少させた下限値と、所定の量だけ増加させた上限値によって定義される。したがって、判別回路14は、検出回路13から供給される位相差情報で与えられる位相差が非補正領域内にあれば走査線を増減させる補正を行わないと判別する。
【0035】
なお、図2(a),(c)は、それぞれ入力水平同期信号(Input HD)、出力水平同期信号(Output HD)を示している。
【0036】
図3,図4に入力垂直同期信号が変動したことによって、図2(b)で示す入力垂直同期信号と、図2(d)で示す出力垂直同期信号との位相差が非補正領域内において変動している様子を示す。図3は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が、基準位相差よりも非補正領域内で減少した場合の様子を示した図であり、図4は、基準位相差よりも非補正領域内で増加した場合の様子を示した図である。
【0037】
また、判別回路14は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域より少ない場合、又は非補正領域を越えた場合に走査線を増加させる補正を行うか、減少させる補正を行うかどうか判別をする。
【0038】
まず、図5(b),(d)に示すように入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域よりも大きい場合は、出力垂直同期信号が補正領域(−)に位置するようになる。入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が大きくなる場合は、入力端子3から当該映像信号変換装置30に入力される入力垂直同期信号の周期が短くなったために、相対的に出力垂直同期信号の周期が長くなっていることを示している。
【0039】
出力垂直同期信号の周期が長くなると、その周波数は低くなるので、判別回路14は、出力垂直同期信号の周波数が高くなるように補正をする。そこで、判別回路14は、出力垂直同期信号の周波数を高くするという情報を補正値として出力同期発生回路15に供給する。
【0040】
後述するように出力水平同期信号の周波数は一定であるから、出力垂直同期信号の周波数が高くなると、1フィールド期間内の出力水平同期信号が減少するため、表示デバイスの走査線数も減少することになる。
【0041】
なお、図5(a),(c)は、それぞれ入力水平同期信号、出力水平同期信号を示している。
【0042】
一方、図6(b),(d)に示すように入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域よりも小さい場合は、出力垂直同期信号が補正領域(+)に位置するようになる。入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が小さくなる場合は、入力端子3から当該映像信号変換装置30に入力される入力垂直同期信号の周期が長くなったために、相対的に出力垂直同期信号の周期が短くなっていることを示している。
【0043】
出力垂直同期信号の周期が短くなると、その周波数は高くなるので、判別回路14は、出力垂直同期信号の周波数が低くなるように補正をする。そこで、判別回路14は、出力垂直同期信号の周波数を低くするとうい情報を補正値として出力同期発生回路15に供給する。
【0044】
後述するように出力水平同期信号の周波数は一定であるから、出力水平同期信号の周波数が低くなると、1フィールド期間内の出力水平同期信号が増加するため、表示デバイスの走査線数も増加することになる。
【0045】
なお、図6(a),(c)は、それぞれ入力水平同期信号、出力水平同期信号を示している。
【0046】
出力同期発生回路15は、所定の周波数のパルス信号を生成する振動子を備えており、このパルス信号を所定の分周比で分周することで出力水平同期信号を生成する。出力水平同期信号は、変動することなく一定となっている。また、出力同期発生回路15は、生成した出力水平同期信号を可変の分周比で分周して出力垂直同期信号を生成する。
【0047】
出力水平同期信号から、出力垂直同期信号を生成する際の分周比は、判別回路14から供給される補間値に応じて決定されることになる。上述したように判別回路14から供給される補間値には、出力垂直同期信号の周波数を高くするか、低くするかのいずれかを指定する情報が含まれている。
【0048】
判別回路14から出力同期発生回路15に補正値が1回供給されるのを1ステップとすると、出力同期発生回路15には、マイコン21から、1ステップの工程で出力垂直同期信号の周波数をどれだけ可変させるのかを指定する可変量が供給されており、出力同期発生回路15は、この可変量と、判別回路14から供給される補正値とから出力水平同期信号を分周する分周比を決定する。
【0049】
マイコン21から、出力同期発生回路15に供給される可変量は、表示デバイスの走査線単位、つまり出力水平同期信号の周期単位で変動される量である。例えば、可変量が出力水平同期信号の周期の1倍である場合、出力垂直同期信号は、表示デバイスの走査線を1本単位で増加、又は減少させるように調整され、可変量が出力水平同期信号の周期の3倍である場合、出力垂直同期信号は、表示デバイスの走査線を3本単位で増加、又は減少させるように調整される。
【0050】
出力同期発生回路15は、このようにして決定した分周比によって出力水平同期信号を分周して所望の出力垂直同期信号を生成する。出力同期発生回路15によって生成された出力水平同期信号、出力垂直同期信号は、読み出し制御回路7、拡大補間回路8に供給され、さらに出力端子10,11をそれぞれ介して図示しない表示デバイスに供給される。
【0051】
また、出力同期発生回路15には、上記可変量を用いたm(mは自然数)ステップの工程により走査線数を増加、減少させる際の上限、下限が可変範囲として規定されている。この可変範囲は、マイコン21より出力同期発生回路15に供給される。出力同期発生回路15は、マイコン21から供給される可変範囲を参照しながら、可変範囲内に収まるように走査線数を増加、減少させた出力垂直同期信号を生成する。マイコン21から出力同期発生回路15に可変範囲が供給されることで、必要以上に、走査線数を減少させることがないため、図14を用いて課題として提示した、映像信号の欠落を抑制することができる。
【0052】
このようにして、映像信号変換装置30は、検出回路13、判別回路14、出力同期発生回路15を備えることで、出力垂直同期信号の周波数を制御して、入力垂直同期信号の変動に徐々に追従する出力垂直同期信号を生成することができるため、急激な走査線数の増加、減少がなくなると共に、追従可能な上限、下限を設定することで、表示デバイスに最適な映像を表示させるための映像信号を供給することができる。
【0053】
次に、入力垂直同期信号の変動が非常に大きく、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、上述した補正領域(+)又は補正領域(−)を越えてしまう場合について説明をする。入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、補正領域(+)又は補正領域(−)を越えてしまう場合は、調整範囲外となり、入出力の垂直同期信号の位相が一意に定まらないフリーラン状態になってしまう。
【0054】
このように、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が調整範囲外の場合、フレームメモリ6に映像信号を書き込む書き込みタイミングを、フレームメモリ6に書き込まれた映像信号を読み出す読み出しタイミングが追い越してしまうため、表示デバイスに表示される映像は、継ぎ目のある、乱れた画像となってしまう。
【0055】
そこで、映像信号変換装置30では、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、調整範囲外となった場合には、公知の技術である追い越し処理をする。追い越し処理をするには、フィールドメモリ6は、少なくとも2フィールド分のメモリ容量を備える必要がある。
【0056】
フィールドメモリ6の2フィールド分のメモリをそれぞれ第1のフィールドメモリ、第2のフィールドメモリとすると、映像信号の書き込みは、第1のフィールドメモリ、第2のフィールドメモリ、第1のフィールドメモリ ・ ・ ・というように常に順に行うよう制御する。
【0057】
一方、映像信号を読み出す場合、通常は、第1のフィールドメモリ、第2のフィールドメモリ、第1のフィールドメモリ ・ ・ ・と、書き込みが終わったフィールドメモリから順に読み出すことになる。
【0058】
ところが、書き込みを行うフィールドメモリと、読み出しを行うフィールドメモリが同じである場合に、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が調整範囲外となると、読み出しが書き込みを追い越してしまう。
【0059】
そこで、例えば、書き込み制御回路5から、第1のフィールドメモリへ映像信号を書き込むよう制御されている際に、読み出し制御回路7によって第1のフィールドメモリから映像信号を読み出すよう制御されるような場合には、読み出し制御回路7は、第2のフィールドメモリへジャンプして第2のフィールドメモリに書き込まれている映像信号を読み出すよう制御する。
【0060】
これにより、同じフィールドメモリに書き込まれた映像信号を連続して読み出すことになるので、多少の駒落ちを生ずるが、上述したような追い越しによる映像の乱れを回避することができる。
【0061】
続いて、映像信号の補正手法について説明をする。上述したように、入力垂直同期信号が変動すると、表示デバイスに表示される映像信号も変動することになる。例えば、図7の(b)に示すように、入力垂直同期信号の周期が縮んで短くなると、フレームメモリ6への映像信号の書き込みライン数(Input VACTV)も図7の(c)に示すように不足することになる。
【0062】
このように、フレームメモリ6へ書き込まれる映像信号の書き込みライン数が減少すると、図8に示すように、フレームメモリ6から読み出されて表示デバイスに表示された際の映像は、標準状態と比較して水平走査線数が減少することになるので、垂直方向に縮んだ映像となってしまう。
【0063】
フレームメモリ6へ書き込まれる映像信号の書き込みライン数が減少すると、例えば、フレームメモリ6にあらかじめ標準状態の映像信号が書き込まれている場合など、書き込みライン数が減少した領域の映像信号は更新されないことになる。
【0064】
したがって、読み出し制御回路7が、フレームメモリ6から読み出す映像信号は、新たに書き込まれた書き込みライン数の減少した映像信号と、既に書き込まれ、更新されなかった映像信号とが混在する、乱れた映像信号となってしまう。このような映像信号を表示デバイスに出力すると、図9に示すように、領域F1には、新たに書き込まれた書き込みライン数の減少した映像信号による正常な映像が表示されるが、領域F2には、更新されなかった映像信号による不必要な映像が表示されてしまうことになる。
【0065】
そこで、入力垂直同期信号に変動があった場合、フレームメモリ6に新たに書き込まれた映像信号以外で、表示デバイスの画素に供給する映像信号として、例えば、黒を表示するような映像信号を生成し、上述したような乱れた映像信号を防止するようにする。
【0066】
具体的には、まず、書き込み制御回路5が、フレームメモリ6への映像信号の書き込み時に、入力垂直同期信号の周期を入力垂直同期信号でカウントしたカウント値を読み出し制御回路7に供給する。読み出し制御回路7は、このカウント値と、表示デバイスの垂直方向の画素数とを比較して、カウント値が表示デバイスの垂直方向の画素数に足りない場合には、不足部分の映像信号として、例えば、図10に示すように、黒が表示されるような映像を表示デバイスの領域G1に表示する映像信号を出力させる。
【0067】
これにより、表示デバイスの上部の画素には通常の映像が、また、下部の画素(領域G1)には黒で挿げ替えられた映像が表示されることになる。
【0068】
また、読み出し制御回路7は、フレームメモリ6から読み出す映像信号による映像が、図11に示すように表示デバイスの中心に表示されるように、映像信号の読み出しタイミングをずらし、表示デバイスの画面の上部(領域G2)と、下部(領域G3)に不足部分を補完する黒が表示されるような映像信号を出力させることもできる。このように、表示デバイスの中心にフレームメモリ6から読み出した映像信号が表示されることで、入力垂直同期信号の変動によって映像の中心がずれることも解消することができる。
【0069】
これにより、表示デバイスの中央の画素には通常の映像が表示され、また、上部及び下部の画素には黒で挿げ替えられた映像が表示されることになる。なお、補完する映像信号は、黒色の映像となる映像信号に限定されるものではなく、映像の色に限定されない映像信号である。
【0070】
また、映像信号変換装置30は、入力垂直同期信号の変動によって生ずる表示デバイスの画素に供給する映像信号の不足部分を、上述したように黒が表示される映像信号などによって補完することもできるが、拡大補間回路8によって映像信号を拡大補間処理することで表示デバイスの画素に供給する映像信号の不足部分の処理をするようにしてもよい。
【0071】
このような映像信号変換装置30は、入力垂直同期信号の変動に対して、徐々に追従するような出力垂直同期信号を生成し、この出力垂直同期信号を用いて入力された映像信号を同期制御することで、固定の画素数の表示デバイスにも、表示される映像が滑らかに変動するような映像信号を供給することができる。また、変動箇所には、例えば、黒が表示されるような映像信号を補完することで、乱れた映像が表示デバイスに表示されることを回避することができる。
【0072】
なお、本発明の実施の形態として示した映像信号変換装置30を、プラズマディスプレイや、液晶ディスプレイといった画素数が固定となっている表示デバイスに組み込み、一体構成とする場合も同様の効果が期待できる。
【0073】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は、入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差を検出し、検出された位相差に基づいて、出力垂直同期信号の周波数によって決まる出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別し、判別結果に応じて、出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるように出力垂直同期信号の周波数を調整して、出力垂直同期信号を生成する。
【0074】
これにより、画素数が固定である表示装置に供給する出力映像信号の出力垂直同期信号を、入力垂直同期信号の変動に対して、徐々に追従させることができるため、表示装置に表示される映像の垂直方向の変動を滑らかにすることを可能とする。
【0075】
また、出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、出力映像信号の走査線数が表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、表示装置の垂直方向の最大画素数を満たすように、表示装置を走査する補完映像信号を生成することで、入力垂直同期信号の変動によって表示装置に表示される、乱れた映像を補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態として示す映像信号変換装置の構成を説明するための図である。
【図2】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が基準位相差と同じである場合のタイミングチャートである。
【図3】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域の第1の領域にある場合のタイミングチャートである。
【図4】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域の第2の領域にある場合のタイミングチャートである。
【図5】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が補正領域(−)にある場合のタイミングチャートである。
【図6】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が補正領域(+)にある場合のタイミングチャートである。
【図7】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合にフレームメモリに書き込まれるライン数を示すためのタイミングチャートである。
【図8】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合に表示装置に供給される映像信号のライン数と、入力垂直同期信号の周期が標準状態である場合に表示装置に供給される映像信号のライン数とを比較した図である。
【図9】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合に表示装置に表示される映像の一例を示した図である。
【図10】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだことに応じて、表示装置に補完する映像信号を供給した場合に表示装置に表示される映像の一例を示した図である。
【図11】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだことに応じて、表示装置に補完する映像信号を供給した場合に表示装置に表示される映像の別な例を示した図である。
【図12】従来の技術として示す映像信号変換装置の構成を説明するための図である。
【図13】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の変動に対応した出力垂直同期信号の変動を示したタイミングチャートである。
【図14】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合の、出力垂直同期信号の周期の変動と、表示装置の垂直有効領域の関係を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
1,2,3,101,102,103 入力端子、9,10,11,109,110,111 出力端子、4,104 縮小補間回路、5,105 書き込み制御回路、6,106 フレームメモリ、7,107 読み出し制御回路、8,108 拡大補間回路、13 検出回路、14 判別回路、15,113 出力同期発生回路、21 マイコン 30,100 映像信号変換装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素数が固定の表示装置に供給する映像信号を、上記表示装置の画素数に応じて変換する映像信号変換装置及び映像信号変換方法と、変換された映像信号を表示する表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
映像信号は、コンピュータ用の映像信号、放送用の映像信号も含めると様々な規格があり、それぞれの規格によって走査線毎の画素数(水平方向の画素数)、走査線(垂直方向の画素数)及び周波数が異なっている。このように走査線毎の画素数、走査線及び周波数が異なる映像信号を表示デバイスに供給し所望の映像を表示させる場合、映像信号の走査線毎の画素数、走査線及び周波数を表示デバイスに適合するように変換する必要がある。
【0003】
特に、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)や、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Device)といった画素数が固定となっている表示デバイスでは、水平方向の画素数、垂直方向の画素数を変換する画素数変換が非常に重要となる。この画素数変換を行わないと、表示デバイスの一部の画素に電圧が印加されないといった理由などにより、乱れた映像が表示されてしまうことになる。
【0004】
このような乱れた映像を表示デバイスで表示させないために、映像信号の画素数及び周波数を変換して表示デバイスに適合するような映像信号に変換する映像信号変換装置が考案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
図12に示す映像信号変換装置100は、入力端子101から入力された映像信号を縮小補完回路104で縮小処理したり、拡大補完回路108で拡大処理をしたりして表示デバイスに適合する画素数の映像信号に変換し、出力端子109を介して所望の表示デバイスに供給をする。
【0006】
このとき、入力端子101から入力された映像信号の水平同期信号、垂直同期信号は、入力端子102,103から入力水平同期信号(Input HD)、入力垂直同期信号(Input VD)として映像信号変換装置100に入力され、出力同期発生回路113によって表示デバイスに適合した出力水平同期信号(Output HD)、出力垂直同期信号(Output VD)に変換され出力端子110,111を介して映像信号と共に表示デバイスに供給される。出力同期発生回路113は、例えば、所定の周波数のパルス信号を生成する振動子を備えており、このパルス信号を分周することで出力水平同期信号を生成する。また、出力同期発生回路113には、入力垂直同期信号が供給され、この入力垂直同期信号におおよそ同期するように出力水平同期信号を分周して出力垂直同期信号を生成する。
【0007】
縮小補完回路104で縮小処理されるような映像信号が入力端子101から供給された場合、映像信号は、入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期して縮小補完回路104で縮小処理がなされ、さらに入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期した書き込み制御回路105の制御によってフレームメモリ106に書き込まれる。
【0008】
フレームメモリ106に書き込まれた縮小処理後の映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期した読み出し制御回路107の制御によって読み出され、拡大補間回路108をスルーして出力端子109を介して表示デバイスに供給される。
【0009】
拡大補間回路108で拡大処理されるような映像信号が入力端子101から供給された場合、映像信号は、縮小補間回路104をスルーして、入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期した書き込み制御回路105の制御によってフレームメモリ106に書き込まれる。
【0010】
フレームメモリに書き込まれた映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期した読み出し制御回路107の制御によって読み出され、拡大補間回路108に供給される。拡大補間回路108で出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期して拡大処理がなされた映像信号は、出力端子109を介して表示デバイスに供給される。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−287689号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、映像信号変換装置100のような画素数変換を行う装置に、VTR(Video Tape Recorder)などで再生された映像信号が入力されている場合、早送り再生、巻き戻し再生といった特殊再生などによって、入力されている映像信号の入力垂直同期信号は、周期が伸びたり、縮んだりして変動することになる。
【0013】
映像信号変換装置100から出力される出力垂直同期信号の周期は、この入力垂直同期信号の周期の伸び縮みに伴って、伸びたり縮んだりする。この入力垂直同期信号、出力垂直同期信号の周期が伸び縮みをする様子を図13に示す。図13において、(a),(b)は、それぞれ入力水平同期信号、入力垂直同期信号を示し(c),(d)は、それぞれ出力水平同期信号、出力垂直同期信号である。(b),(d)に示した入力垂直同期信号、出力垂直同期信号において、点線で示したパルス信号A,Bは、それぞれ特殊再生などによって周期が伸びたり、縮んだりした垂直同期信号の様子を示している。(d)に示すように出力垂直同期信号の周期が縮んだり、伸びたりすると1フィールド中の出力水平同期信号の数、つまり走査線の数が減少したり、増加したりすることになる。
【0014】
例えば、映像信号変換装置100の入力端子101から早送り再生された映像信号が入力され、入力端子102,103に、図14(a),(b)に示すような入力垂直同期信号、入力水平同期信号が入力されたとする。このとき、出力端子110,111からは、図14(c),(d)に示す出力水平同期信号、出力垂直同期信号が出力される。なお、(b),(d)に点線で示したパルス信号Cは、通常再生時の入力垂直同期信号,出力垂直同期信号である。
【0015】
(d)に示す出力垂直同期信号は、パルス信号Cとして示す通常再生時の出力垂直同期信号の垂直帰線消去期間中のフロントポーチを超えて周期が縮んでいる。したがって、図14(e)に示す表示デバイスの垂直有効領域(Output VACTV)に、垂直帰線期間が重なるような出力垂直同期信号が出力されるため、(e)でハッチングして示した領域Xにある画素には電圧が印加されず映像信号が供給されないことになる。
【0016】
これにより、ノーマリーホワイトの表示デバイスであれば、当該表示デバイスの下部にある画素に電圧が印加されないことから、映像信号とは無関係な白色が上記画素に表れ、このような乱れた映像が表示されてしまうといった問題がある。ノーマリーブラックの表示デバイスにおいても、当該表示デバイスの下部にある画素に電圧が印加されないことによって、乱れた映像が表示されてしまう。
【0017】
このような問題に対処するために、特許文献1では、垂直同期信号に変動があった場合、表示装置(表示デバイス)に供給する垂直同期信号VBを、入力端子から入力される垂直同期信号VAに基づいて発生させるのか、垂直周波数発生回路から発生される垂直周波数信号に基づいて発生させるのかを、マイコンの制御によってスイッチを切り替えることで選択している。
【0018】
しかし、垂直同期信号VAと、垂直周波数発生回路から発生される垂直周波数信号には、なんの関係性もないため、例えば、通常再生から特殊再生、又は特殊再生から通常再生へと再生モード切り替えた場合に、表示デバイスに表示される映像は、切り替え点において垂直方向に不連続な非常に違和感のある映像となってしまうといった問題がある。
【0019】
そこで、本発明は上述したような問題を解決するために案出されたものであり、入力される映像信号の入力垂直同期信号が変動した場合の、表示装置に表示される映像の垂直方向の変化を滑らかにするような映像信号変換装置、表示装置及び映像信号変換方法を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る映像信号変換装置は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換装置であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【0021】
上述の目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換し、変換した上記出力映像信号に基づいた映像を表示する表示装置であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【0022】
上述の目的を達成するために、本発明に係る映像信号変換方法は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換方法であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出し、検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別し、上記判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成することを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る映像信号変換装置、表示装置及び映像信号変換方法の実施の形態を図面を参照にして詳細に説明する。
【0024】
本発明は、図1に示す映像信号変換装置30に適用される。映像信号変換装置30は、映像信号を入力する入力端子1と、上記映像信号の水平同期信号である入力水平同期信号(Input HD)を入力する入力端子2と、上記映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号(Input VD)を入力する入力端子3と、縮小補間回路4と、書き込み制御回路5と、フレームメモリ6と、読み出し制御回路7と、拡大補間回路8と、映像信号を出力する出力端子9と、出力水平同期信号(Output HD)を出力する出力端子10と、出力垂直同期信号(Output VD)を出力する出力端子11と、検出回路13と、判別回路14と、出力同期発生回路15と、マイコン21とを備えている。
【0025】
映像信号変換装置30の入力端子1から入力された映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号によって同期制御される映像信号に変換され、出力端子9を介してプラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)や、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Device)といった画素数が固定となっている図示しない表示デバイスに、出力水平同期信号、出力垂直同期信号と共に供給される。
【0026】
入力端子1,2,3と、縮小補間回路4と、書き込み制御回路5と、フレームメモリ6と、読み出し制御回路7と、拡大補間回路8と、出力端子9,10,11とは、従来の技術として説明した映像信号変換回路100の入力端子101,102,103と、縮小補間回路104と、書き込み制御回路105と、フレームメモリ106と、読み出し制御回路107と、拡大補間回路108と、出力端子109,110,111と全く同様であるため説明を省略する。
【0027】
以下に、映像信号変換装置30の上記構成要素以外である検出回路13と、判別回路14と、出力同期発生回路15と、マイコン21について説明をする。
【0028】
検出回路13は、入力端子3から入力される入力垂直同期信号が供給されると共に、出力同期発生回路15で生成される出力水平同期信号、出力垂直同期信号が供給される。検出回路13は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との差分をとり位相差を算出し、算出した位相差を後段の判別回路14に供給する。
【0029】
具体的には、検出回路13は、入力垂直同期信号のパルスの立ち上がりが供給されてから、出力垂直同期信号のパルスの立ち上がりが供給されるまでの期間を出力水平同期信号のパルス数でカウントした値を、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差としている。なお、以下の説明においては、このカウント値を位相差情報と呼ぶ。検出回路13は、判別回路14にこの位相差情報を供給する。
【0030】
判別回路14は、検出回路13から供給された位相差情報に基づいて、走査線数の補正をするのかどうか、また、補正をする場合、走査線を増加させるのか、減少させるのかといったを判断する。
【0031】
判別回路14には、マイコン21より基準位相差情報が供給される。基準位相差情報は、表示デバイスにとって最適な周波数の出力垂直同期信号が供給されている場合の、入力端子3から入力される入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相関係を定義した値である。
【0032】
例えば、判別回路14は、図2に示すように、(b)の入力垂直同期信号(Input VD)と、(d)の出力垂直同期信号(Output VD)との位相差である位相差情報が、基準位相差情報と同じであった場合、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相関係は適切であるので、走査線を増減させる補正を行わないと判別する。
【0033】
判別回路14が、走査線を増減させる補正を行わないと判別する際の、入力垂直同期信号、出力垂直同期信号との位相差は、基準位相差情報で与えられる位相差のみだけではなく、図2に示すような非補正領域内の位相差が全て対象となる。
【0034】
非補正領域内の位相差は、基準位相差情報を中心とし、その前後に所定の量だけ減少させた下限値と、所定の量だけ増加させた上限値によって定義される。したがって、判別回路14は、検出回路13から供給される位相差情報で与えられる位相差が非補正領域内にあれば走査線を増減させる補正を行わないと判別する。
【0035】
なお、図2(a),(c)は、それぞれ入力水平同期信号(Input HD)、出力水平同期信号(Output HD)を示している。
【0036】
図3,図4に入力垂直同期信号が変動したことによって、図2(b)で示す入力垂直同期信号と、図2(d)で示す出力垂直同期信号との位相差が非補正領域内において変動している様子を示す。図3は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が、基準位相差よりも非補正領域内で減少した場合の様子を示した図であり、図4は、基準位相差よりも非補正領域内で増加した場合の様子を示した図である。
【0037】
また、判別回路14は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域より少ない場合、又は非補正領域を越えた場合に走査線を増加させる補正を行うか、減少させる補正を行うかどうか判別をする。
【0038】
まず、図5(b),(d)に示すように入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域よりも大きい場合は、出力垂直同期信号が補正領域(−)に位置するようになる。入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が大きくなる場合は、入力端子3から当該映像信号変換装置30に入力される入力垂直同期信号の周期が短くなったために、相対的に出力垂直同期信号の周期が長くなっていることを示している。
【0039】
出力垂直同期信号の周期が長くなると、その周波数は低くなるので、判別回路14は、出力垂直同期信号の周波数が高くなるように補正をする。そこで、判別回路14は、出力垂直同期信号の周波数を高くするという情報を補正値として出力同期発生回路15に供給する。
【0040】
後述するように出力水平同期信号の周波数は一定であるから、出力垂直同期信号の周波数が高くなると、1フィールド期間内の出力水平同期信号が減少するため、表示デバイスの走査線数も減少することになる。
【0041】
なお、図5(a),(c)は、それぞれ入力水平同期信号、出力水平同期信号を示している。
【0042】
一方、図6(b),(d)に示すように入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域よりも小さい場合は、出力垂直同期信号が補正領域(+)に位置するようになる。入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が小さくなる場合は、入力端子3から当該映像信号変換装置30に入力される入力垂直同期信号の周期が長くなったために、相対的に出力垂直同期信号の周期が短くなっていることを示している。
【0043】
出力垂直同期信号の周期が短くなると、その周波数は高くなるので、判別回路14は、出力垂直同期信号の周波数が低くなるように補正をする。そこで、判別回路14は、出力垂直同期信号の周波数を低くするとうい情報を補正値として出力同期発生回路15に供給する。
【0044】
後述するように出力水平同期信号の周波数は一定であるから、出力水平同期信号の周波数が低くなると、1フィールド期間内の出力水平同期信号が増加するため、表示デバイスの走査線数も増加することになる。
【0045】
なお、図6(a),(c)は、それぞれ入力水平同期信号、出力水平同期信号を示している。
【0046】
出力同期発生回路15は、所定の周波数のパルス信号を生成する振動子を備えており、このパルス信号を所定の分周比で分周することで出力水平同期信号を生成する。出力水平同期信号は、変動することなく一定となっている。また、出力同期発生回路15は、生成した出力水平同期信号を可変の分周比で分周して出力垂直同期信号を生成する。
【0047】
出力水平同期信号から、出力垂直同期信号を生成する際の分周比は、判別回路14から供給される補間値に応じて決定されることになる。上述したように判別回路14から供給される補間値には、出力垂直同期信号の周波数を高くするか、低くするかのいずれかを指定する情報が含まれている。
【0048】
判別回路14から出力同期発生回路15に補正値が1回供給されるのを1ステップとすると、出力同期発生回路15には、マイコン21から、1ステップの工程で出力垂直同期信号の周波数をどれだけ可変させるのかを指定する可変量が供給されており、出力同期発生回路15は、この可変量と、判別回路14から供給される補正値とから出力水平同期信号を分周する分周比を決定する。
【0049】
マイコン21から、出力同期発生回路15に供給される可変量は、表示デバイスの走査線単位、つまり出力水平同期信号の周期単位で変動される量である。例えば、可変量が出力水平同期信号の周期の1倍である場合、出力垂直同期信号は、表示デバイスの走査線を1本単位で増加、又は減少させるように調整され、可変量が出力水平同期信号の周期の3倍である場合、出力垂直同期信号は、表示デバイスの走査線を3本単位で増加、又は減少させるように調整される。
【0050】
出力同期発生回路15は、このようにして決定した分周比によって出力水平同期信号を分周して所望の出力垂直同期信号を生成する。出力同期発生回路15によって生成された出力水平同期信号、出力垂直同期信号は、読み出し制御回路7、拡大補間回路8に供給され、さらに出力端子10,11をそれぞれ介して図示しない表示デバイスに供給される。
【0051】
また、出力同期発生回路15には、上記可変量を用いたm(mは自然数)ステップの工程により走査線数を増加、減少させる際の上限、下限が可変範囲として規定されている。この可変範囲は、マイコン21より出力同期発生回路15に供給される。出力同期発生回路15は、マイコン21から供給される可変範囲を参照しながら、可変範囲内に収まるように走査線数を増加、減少させた出力垂直同期信号を生成する。マイコン21から出力同期発生回路15に可変範囲が供給されることで、必要以上に、走査線数を減少させることがないため、図14を用いて課題として提示した、映像信号の欠落を抑制することができる。
【0052】
このようにして、映像信号変換装置30は、検出回路13、判別回路14、出力同期発生回路15を備えることで、出力垂直同期信号の周波数を制御して、入力垂直同期信号の変動に徐々に追従する出力垂直同期信号を生成することができるため、急激な走査線数の増加、減少がなくなると共に、追従可能な上限、下限を設定することで、表示デバイスに最適な映像を表示させるための映像信号を供給することができる。
【0053】
次に、入力垂直同期信号の変動が非常に大きく、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、上述した補正領域(+)又は補正領域(−)を越えてしまう場合について説明をする。入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、補正領域(+)又は補正領域(−)を越えてしまう場合は、調整範囲外となり、入出力の垂直同期信号の位相が一意に定まらないフリーラン状態になってしまう。
【0054】
このように、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が調整範囲外の場合、フレームメモリ6に映像信号を書き込む書き込みタイミングを、フレームメモリ6に書き込まれた映像信号を読み出す読み出しタイミングが追い越してしまうため、表示デバイスに表示される映像は、継ぎ目のある、乱れた画像となってしまう。
【0055】
そこで、映像信号変換装置30では、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、調整範囲外となった場合には、公知の技術である追い越し処理をする。追い越し処理をするには、フィールドメモリ6は、少なくとも2フィールド分のメモリ容量を備える必要がある。
【0056】
フィールドメモリ6の2フィールド分のメモリをそれぞれ第1のフィールドメモリ、第2のフィールドメモリとすると、映像信号の書き込みは、第1のフィールドメモリ、第2のフィールドメモリ、第1のフィールドメモリ ・ ・ ・というように常に順に行うよう制御する。
【0057】
一方、映像信号を読み出す場合、通常は、第1のフィールドメモリ、第2のフィールドメモリ、第1のフィールドメモリ ・ ・ ・と、書き込みが終わったフィールドメモリから順に読み出すことになる。
【0058】
ところが、書き込みを行うフィールドメモリと、読み出しを行うフィールドメモリが同じである場合に、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が調整範囲外となると、読み出しが書き込みを追い越してしまう。
【0059】
そこで、例えば、書き込み制御回路5から、第1のフィールドメモリへ映像信号を書き込むよう制御されている際に、読み出し制御回路7によって第1のフィールドメモリから映像信号を読み出すよう制御されるような場合には、読み出し制御回路7は、第2のフィールドメモリへジャンプして第2のフィールドメモリに書き込まれている映像信号を読み出すよう制御する。
【0060】
これにより、同じフィールドメモリに書き込まれた映像信号を連続して読み出すことになるので、多少の駒落ちを生ずるが、上述したような追い越しによる映像の乱れを回避することができる。
【0061】
続いて、映像信号の補正手法について説明をする。上述したように、入力垂直同期信号が変動すると、表示デバイスに表示される映像信号も変動することになる。例えば、図7の(b)に示すように、入力垂直同期信号の周期が縮んで短くなると、フレームメモリ6への映像信号の書き込みライン数(Input VACTV)も図7の(c)に示すように不足することになる。
【0062】
このように、フレームメモリ6へ書き込まれる映像信号の書き込みライン数が減少すると、図8に示すように、フレームメモリ6から読み出されて表示デバイスに表示された際の映像は、標準状態と比較して水平走査線数が減少することになるので、垂直方向に縮んだ映像となってしまう。
【0063】
フレームメモリ6へ書き込まれる映像信号の書き込みライン数が減少すると、例えば、フレームメモリ6にあらかじめ標準状態の映像信号が書き込まれている場合など、書き込みライン数が減少した領域の映像信号は更新されないことになる。
【0064】
したがって、読み出し制御回路7が、フレームメモリ6から読み出す映像信号は、新たに書き込まれた書き込みライン数の減少した映像信号と、既に書き込まれ、更新されなかった映像信号とが混在する、乱れた映像信号となってしまう。このような映像信号を表示デバイスに出力すると、図9に示すように、領域F1には、新たに書き込まれた書き込みライン数の減少した映像信号による正常な映像が表示されるが、領域F2には、更新されなかった映像信号による不必要な映像が表示されてしまうことになる。
【0065】
そこで、入力垂直同期信号に変動があった場合、フレームメモリ6に新たに書き込まれた映像信号以外で、表示デバイスの画素に供給する映像信号として、例えば、黒を表示するような映像信号を生成し、上述したような乱れた映像信号を防止するようにする。
【0066】
具体的には、まず、書き込み制御回路5が、フレームメモリ6への映像信号の書き込み時に、入力垂直同期信号の周期を入力垂直同期信号でカウントしたカウント値を読み出し制御回路7に供給する。読み出し制御回路7は、このカウント値と、表示デバイスの垂直方向の画素数とを比較して、カウント値が表示デバイスの垂直方向の画素数に足りない場合には、不足部分の映像信号として、例えば、図10に示すように、黒が表示されるような映像を表示デバイスの領域G1に表示する映像信号を出力させる。
【0067】
これにより、表示デバイスの上部の画素には通常の映像が、また、下部の画素(領域G1)には黒で挿げ替えられた映像が表示されることになる。
【0068】
また、読み出し制御回路7は、フレームメモリ6から読み出す映像信号による映像が、図11に示すように表示デバイスの中心に表示されるように、映像信号の読み出しタイミングをずらし、表示デバイスの画面の上部(領域G2)と、下部(領域G3)に不足部分を補完する黒が表示されるような映像信号を出力させることもできる。このように、表示デバイスの中心にフレームメモリ6から読み出した映像信号が表示されることで、入力垂直同期信号の変動によって映像の中心がずれることも解消することができる。
【0069】
これにより、表示デバイスの中央の画素には通常の映像が表示され、また、上部及び下部の画素には黒で挿げ替えられた映像が表示されることになる。なお、補完する映像信号は、黒色の映像となる映像信号に限定されるものではなく、映像の色に限定されない映像信号である。
【0070】
また、映像信号変換装置30は、入力垂直同期信号の変動によって生ずる表示デバイスの画素に供給する映像信号の不足部分を、上述したように黒が表示される映像信号などによって補完することもできるが、拡大補間回路8によって映像信号を拡大補間処理することで表示デバイスの画素に供給する映像信号の不足部分の処理をするようにしてもよい。
【0071】
このような映像信号変換装置30は、入力垂直同期信号の変動に対して、徐々に追従するような出力垂直同期信号を生成し、この出力垂直同期信号を用いて入力された映像信号を同期制御することで、固定の画素数の表示デバイスにも、表示される映像が滑らかに変動するような映像信号を供給することができる。また、変動箇所には、例えば、黒が表示されるような映像信号を補完することで、乱れた映像が表示デバイスに表示されることを回避することができる。
【0072】
なお、本発明の実施の形態として示した映像信号変換装置30を、プラズマディスプレイや、液晶ディスプレイといった画素数が固定となっている表示デバイスに組み込み、一体構成とする場合も同様の効果が期待できる。
【0073】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は、入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差を検出し、検出された位相差に基づいて、出力垂直同期信号の周波数によって決まる出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別し、判別結果に応じて、出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるように出力垂直同期信号の周波数を調整して、出力垂直同期信号を生成する。
【0074】
これにより、画素数が固定である表示装置に供給する出力映像信号の出力垂直同期信号を、入力垂直同期信号の変動に対して、徐々に追従させることができるため、表示装置に表示される映像の垂直方向の変動を滑らかにすることを可能とする。
【0075】
また、出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、出力映像信号の走査線数が表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、表示装置の垂直方向の最大画素数を満たすように、表示装置を走査する補完映像信号を生成することで、入力垂直同期信号の変動によって表示装置に表示される、乱れた映像を補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態として示す映像信号変換装置の構成を説明するための図である。
【図2】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が基準位相差と同じである場合のタイミングチャートである。
【図3】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域の第1の領域にある場合のタイミングチャートである。
【図4】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域の第2の領域にある場合のタイミングチャートである。
【図5】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が補正領域(−)にある場合のタイミングチャートである。
【図6】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が補正領域(+)にある場合のタイミングチャートである。
【図7】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合にフレームメモリに書き込まれるライン数を示すためのタイミングチャートである。
【図8】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合に表示装置に供給される映像信号のライン数と、入力垂直同期信号の周期が標準状態である場合に表示装置に供給される映像信号のライン数とを比較した図である。
【図9】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合に表示装置に表示される映像の一例を示した図である。
【図10】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだことに応じて、表示装置に補完する映像信号を供給した場合に表示装置に表示される映像の一例を示した図である。
【図11】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだことに応じて、表示装置に補完する映像信号を供給した場合に表示装置に表示される映像の別な例を示した図である。
【図12】従来の技術として示す映像信号変換装置の構成を説明するための図である。
【図13】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の変動に対応した出力垂直同期信号の変動を示したタイミングチャートである。
【図14】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合の、出力垂直同期信号の周期の変動と、表示装置の垂直有効領域の関係を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
1,2,3,101,102,103 入力端子、9,10,11,109,110,111 出力端子、4,104 縮小補間回路、5,105 書き込み制御回路、6,106 フレームメモリ、7,107 読み出し制御回路、8,108 拡大補間回路、13 検出回路、14 判別回路、15,113 出力同期発生回路、21 マイコン 30,100 映像信号変換装置
Claims (27)
- 入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換装置であって、
上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、
上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えること
を特徴とする映像信号変換装置。 - 上記同期信号生成手段は、上記所望の周波数が固定の上記出力水平同期信号を生成すること
を特徴とする請求項1記載の映像信号変換装置。 - 上記判別手段は、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差が所定の範囲内である場合、上記出力映像信号の上記走査線数の増加又は減少量を0とすること
を特徴とする請求項1記載の映像信号変換装置。 - 上記同期信号生成手段は、上記出力映像信号の上記走査線数を増加又は減少させた後の総走査線数が所定の範囲内であるように、上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項1記載の映像信号変換装置。 - 上記同期信号生成手段は、上記位相差検出手段によって位相差が検出され、上記判別手段によって上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかが判別される毎に、上記出力映像信号の走査線数をn(nは、0を含む自然数)本単位で、増加又は減少させるよう上記出力同垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項4記載の映像信号変換装置。 - 上記記憶手段は、それぞれ1フィールドの上記入力映像信号を記憶する記憶容量の第1の記憶領域と、第2の記憶領域とを有し、
入力される上記入力映像信号を1フィールド毎、上記第1の記憶領域、上記第2の記憶領域に交互に書き込むよう制御する書き込み制御手段と、
上記位相差検出手段によって検出される上記入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との上記位相差が所定の範囲を越えたとき、上記書き込み制御手段によって、上記第1の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第2の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出し、上記書き込み制御手段によって、上記第2の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第1の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出すよう制御する第1の読み出し制御手段とを備えること
を特徴とする請求項1記載の映像信号変換装置。 - 上記同期信号生成手段によって生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、当該映像信号変換装置で変換された上記出力映像信号が供給される表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
上記表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように上記表示装置を走査する補完映像信号を生成し、上記出力映像信号と共に上記表示装置に供給する補完映像信号生成手段を備えること
を特徴とする請求項1記載の映像信号変換装置。 - 上記表示装置に供給する上記出力映像信号による映像の中心が上記表示装置の中心と一致するように、上記記憶手段に書き込まれた入力映像信号の読み出しタイミングを制御して、上記表示装置へ供給する第2の読み出し制御手段を備え、
上記補完映像信号生成手段は、上記第2の読み出し制御手段によって上記出力映像信号が上記表示装置に供給されることに基づいて、当該補完映像信号生成手段が生成する上記補完映像信号を、上記出力映像信号が供給されない上記表示装置の上部の画素と下部の画素とに供給すること
を特徴とする請求項7記載の映像信号変換装置。 - 上記同期信号生成手段によって生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、当該映像信号変換装置で変換された上記出力映像信号が供給される表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
上記表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように、上記出力映像信号を拡大補間処理して上記表示装置に供給する拡大補間処理手段を備えること
を特徴とする請求項1記載の映像信号変換装置。 - 入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換し、変換した上記出力映像信号に基づいた映像を表示する表示装置であって、
上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、
上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えること
を特徴とする表示装置。 - 上記同期信号生成手段は、上記所望の周波数が固定の上記出力水平同期信号を生成すること
を特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 上記判別手段は、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差が所定の範囲内である場合、上記出力映像信号の上記走査線数の増加又は減少量を0とすること
を特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 上記同期信号生成手段は、上記出力映像信号の上記走査線数を増加又は減少させた後の総走査線数が所定の範囲内であるように、上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 上記同期信号生成手段は、上記位相差検出手段によって位相差が検出され、上記判別手段によって上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかが判別される毎に、上記出力映像信号の走査線数をn(nは、0を含む自然数)本単位で、増加又は減少させるよう上記出力同垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項13記載の表示装置。 - 上記記憶手段は、それぞれ1フィールドの入力映像信号を記憶する記憶容量の第1の記憶領域と、第2の記憶領域とを有し、
入力される上記入力映像信号を1フィールド毎、上記第1の記憶領域、上記第2の記憶領域に交互に書き込むよう制御する書き込み制御手段と、
上記位相差検出手段によって検出される上記入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との上記位相差が所定の範囲を越えたとき、上記書き込み制御手段によって、上記第1の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第2の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出し、上記書き込み制御手段によって、上記第2の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第1の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出すよう制御する第1の読み出し制御手段とを備えること
を特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 上記同期信号生成手段によって生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、当該表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
当該表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように当該表示装置を走査する補完映像信号を生成し、生成した上記補完映像信号を上記出力映像信号が供給されない当該表示装置の画素に供給する補完映像信号生成手段を備えること
を特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 上記出力映像信号による映像の中心が当該表示装置の中心と一致するように、上記記憶手段に書き込まれた入力映像信号の読み出しタイミングを制御する第2の読み出し制御手段を備え、
上記補完映像信号生成手段は、上記第2の読み出し制御手段によって上記記憶手段から上記入力映像信号が読み出されることに基づいて、当該補完映像信号生成手段で生成する上記補完映像信号を、上記出力映像信号が供給されない当該表示装置の上部の画素と下部の画素とに供給すること
を特徴とする請求項16記載の表示装置。 - 上記同期信号生成手段によって生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、当該表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
当該表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように、上記出力映像信号を拡大補間処理する拡大補間処理手段を備えること
を特徴とする請求項10記載の表示装置。 - 入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換方法であって、
上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出し、
検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別し、
上記判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする映像信号変換方法。 - 上記所望の周波数が固定の上記出力水平同期信号を生成すること
を特徴とする請求項19記載の映像信号変換方法。 - 検出された上記位相差が所定の範囲内である場合、上記出力映像信号の上記走査線数の増加又は減少量を0とすること
を特徴とする請求項19記載の映像信号変換方法。 - 上記出力映像信号の上記走査線数を増加又は減少させた後の総走査線数が所定の範囲内であるように、上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項19記載の映像信号変換方法。 - 上記位相差が検出され、上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかが判別される毎に、上記出力映像信号の走査線数をn(nは、0を含む自然数)本単位で、増加又は減少させるよう上記出力同垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項22記載の映像信号変換方法。 - 上記記憶手段は、それぞれ1フィールドの入力映像信号を記憶する記憶容量の第1の記憶領域と、第2の記憶領域とを有し、
入力される上記入力映像信号を1フィールド毎、上記第1の記憶領域、上記第2の記憶領域に交互に書き込むよう制御し、
検出される上記入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との上記位相差が所定の範囲を越えたとき、上記第1の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第2の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出し、
上記第2の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第1の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出すよう制御すること
を特徴とする請求項19記載の映像信号変換方法。 - 生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、上記出力映像信号が供給される表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
上記表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように上記表示装置を走査する補完映像信号を生成し、
上記出力映像信号と共に上記表示装置に供給すること
を特徴とする請求項19記載の映像信号変換方法。 - 上記表示装置に供給する上記出力映像信号による映像の中心が上記表示装置の中心と一致するように、上記記憶手段に書き込まれた入力映像信号の読み出しタイミングを制御して、上記表示装置へ供給し、
上記出力映像信号が上記表示装置に供給されることに基づいて、生成される上記補完映像信号を、上記出力映像信号が供給されない上記表示装置の上部の画素と下部の画素とに供給すること
を特徴とする請求項25記載の映像信号変換方法。 - 生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、上記出力映像信号が供給される表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
上記表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように、上記出力映像信号を拡大補間処理して上記表示装置に供給すること
を特徴とする請求項19記載の映像信号変換方法。
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