JP2003066884A - 映像表示装置および映像表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリッカーを生じることなく、高解像度の表
示装置によって低解像度の画像を表示した場合に生じる
問題を解決する。 【解決手段】 フレームメモリ４によって、入力ビデオ
信号の垂直周波数がＮ倍（Ｎは２以上の整数）とされ
る。フレームメモリ４からのＮ倍速とされたディジタル
ビデオ信号がＤ／Ａ変換器５およびビデオアンプ６を介
してＣＲＴ（ブラウン管）７に供給される。制御部９
は、Ｄ／Ａ変換器１０にして出力する数値データを入力
ビデオ信号の垂直周期の１／Ｎの垂直周期毎に変化させ
る。数値データに対応するＤ／Ａ変換器１０の出力デー
タが垂直偏向回路１１の出力（のこぎり波の垂直偏向信
号）に対して直流分として重畳される。直流分がウォブ
リングの振幅を規定する。水平周波数も約Ｎ倍とされ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばコンピュ
ータディスプレイに対して適用でき、高解像度の映像を
表示することが可能な映像表示装置および映像表示方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＣＲＴを使用したコンピュータデ
ィスプレイでは、文字も明瞭に表示できるように、アパ
ーチャグリルおよび蛍光体のピッチが細かいものとさ
れ、また、電子ビームのスポット径が小さくなり、例え
ば（1920画素×1080ライン）のような高解像度のものが
使用される傾向がある。そのようなディスプレイによっ
て、低解像度の画像例えばＶＧＡ（Video Graphics Arr
ay,640画素×480ライン）を表示すると、垂直方向でラ
スター（多数の走査線で構成されるテレビジョン画面）
に隙間が見え、画像の品位が落ちてしまう問題がある。

【０００３】例えば文字を低解像度で表示すると、ドッ
ト状の表示となり、文字が認識しにくくなる問題があっ
た。パーソナルコンピュータのＢＩＯＳ設定画面は、Ｖ
ＧＡの画面であるため、文字が判別しにくくなる。例え
ばビデオゲームの映像は、ノンインターレースで走査線
数が２５０本程度であり、走査線の本数が少なく、隙間
が見えて画像の品質が低下する。このような問題を解決
するために、ラスターを２本の走査線の間まで上下に振
動（ウォブリング）させる方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ラスターをウォブリングさせる表示装置では、入力信号
の同期信号にしたがって電子ビームを偏向させているの
で、例えば垂直周波数が６０Hzのノンインターレースの
映像信号を垂直周期でラスターをウォブリングさせる
と、１つの場所の画像の垂直周波数が半分の３０Hzとな
り、各走査線が視認できる程度の距離で画面を見ている
と、走査線がちらつくようなフリッカーが発生する問題
があった。

【０００５】また、大型のテレビジョン受像機におい
て、ラスターをウォブリングせずに、水平周波数を２倍
（例えばＶＧＡでは１５．７５ｋHzの２倍の水平周波
数）とすることによって、走査線の本数を２倍とする方
法も提案されているが、インターレース信号の場合で
は、入力したフィールドの走査線をそのまま２倍の密度
にすると、次のフィールドの異なる情報の画面が同一走
査線上で重なる問題が発生する。さらに、２倍の密度と
するために、時間的に連続する２フィールドの平均値で
形成された走査線で元の走査線間を埋めると、動画の場
合には、１フィールド時間のズレがあるために、画質が
劣化する問題があった。

【０００６】したがって、この発明の目的は、かかる問
題を解決し、低解像度の画像を表示する場合でも、高品
位でフィールドフリッカーのない画像を表示できる映像
表示装置および映像表示方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、低解
像度のビデオ信号と高解像度のビデオ信号とが入力され
る映像表示装置において、低解像度のビデオ信号が入力
される場合に、垂直周波数をＮ倍すると共に、水平周波
数をほぼＮ倍（Ｎ：２以上の整数）とする走査変換手段
と、同じフィールドのラスターで次のラスターとの間の
隙間を少なくするように、Ｎ倍に変換後の垂直周波数の
１周期毎もしくは複数周期毎にラスターの垂直方向の位
置を変化させるウォブリング手段とを備えた映像表示装
置である。請求項７の発明は、低解像度のビデオ信号と
高解像度のビデオ信号とが入力される映像表示方法にお
いて、走査変換ステップと、ウォブリングステップとを
備えた映像表示方法である。

【０００８】この発明では、ウォブリングによって画面
上の隙間を埋めるように、ラスターが上下にウォブリン
グされる。したがって、低解像度の画像信号を高解像度
の表示装置に表示させても、走査されない隙間が減り、
表示画像の品質を向上できる。表示画像がＮ倍の垂直周
波数とされているので、フリッカーが生じることがな
い。同じフィールドのラスターで次のフィールドのラス
ターとの間の隙間を埋めるので、平均値で埋めるものと
異なり、動きがある場合の画像の劣化が生じない利点が
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面に基づいて説明する。図１は、一実施形態の全体
の構成を示し、参照符号１は、アナログビデオ信号の入
力端子であり、参照符号２がディジタルビデオ信号の入
力端子である。通常、アナログビデオ信号およびディジ
タルビデオ信号の一方が入力される。また、入力ビデオ
信号としては、高解像度のビデオ信号と低解像度のビデ
オ信号との両方が入力されるようになされている。アナ
ログビデオ信号がＡ／Ｄ変換器３によってディジタル信
号に変換され、フレームメモリ４に対して入力される。
Ａ／Ｄ変換器３では、必要とする帯域の２倍以上のサン
プリング周波数でもってアナログビデオ信号が量子化さ
れる。ディジタルビデオ信号は、直接、フレームメモリ
４に対して入力される。フレームメモリ４は、低解像度
のディジタルビデオ信号の垂直周波数をＮ倍（Ｎは２以
上の整数）とするものである。すなわち、フレームメモ
リ４に書き込まれた画像をＮ倍の垂直周波数でＮ回読み
出すことによってＮ倍速とされたディジタルビデオ信号
がフレームメモリ４から取り出される。高解像度のビデ
オ信号が入力される場合では、フレームメモリ４は、倍
速化の処理を行なわず、入力ビデオ信号と同一の垂直周
波数のビデオ信号をフレームメモリ４が出力する。

【００１０】フレームメモリ４から読み出されたディジ
タルビデオ信号がＤ／Ａ変換器５によってアナログビデ
オ信号に変換される。アナログビデオ信号がビデオアン
プ６を介してＣＲＴ（ブラウン管）７に供給される。フ
レームメモリ４は、連続的にビデオデータが書き込ま
れ、連続的にビデオデータが出力されるものである。そ
のために、二つのフレームメモリを用意し、一方のフレ
ームメモリが書き込み動作を行なっている間では、他方
のフレームメモリが読み出し動作を行うようになされ
る。二つのフレームメモリを用意しないで、非同期で書
き込みと読み出しが可能なフレームメモリを使用しても
良い。なお、図１では、簡単のために、ビデオ信号のみ
についての構成が示されているが、カラービデオ信号の
場合では、三原色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各コンポーネン
ト毎にフレームメモリ４が設けられている。

【００１１】フレームメモリ４に対して、アドレスタイ
ミング発生回路８で生成されたアドレス信号およびコン
トロール信号が供給される。アドレスタイミング発生回
路８は、ＣＰＵによって構成された制御部９によって制
御される。Ａ／Ｄ変換器２において使用するサンプリン
グクロックおよびアナログビデオ信号中の同期信号と、
入力ディジタルビデオ信号に同期したクロックと入力デ
ィジタルビデオ信号中の同期信号とが制御部９に供給さ
れる。制御部９は、これらのクロックおよび同期信号に
基づいてフレームメモリ４を操作するように、アドレス
タイミング発生回路８に対してコントロール信号および
タイミング信号を供給する。

【００１２】さらに、制御部９は、低解像度のビデオ信
号が入力され、フレームメモリ４によってＮ倍速化の処
理がなされる時に、Ｄ／Ａ変換器１０にして出力する数
値データを入力ビデオ信号の垂直周期の１／Ｎの垂直周
期毎に変化させる。数値データに対応するＤ／Ａ変換器
１０の出力データが垂直偏向回路１１の出力に対して直
流分として重畳される。数値データは、入力ビデオ信号
に応じて生成される。すなわち、入力ビデオ信号の走査
方式（ノンインターレースか、インターレースか）、並
びに入力ビデオ信号の垂直解像度（ライン数）が入力ビ
デオ信号の水平同期信号および垂直同期信号に基づいて
検出され、検出結果に応じて数値データの値が決定され
る。数値データは、後述するように、ラスターのウォブ
リングの振幅を規定するものである。入力ビデオ信号が
高解像度の信号の場合では、制御部９が発生する数値デ
ータが固定の値とされ、ラスターのウォブリングがなさ
れない。なお、制御部９は、入力ビデオ信号が高解像度
か、低解像度かを判別し、低解像度の場合にのみ、倍速
化とウォブリングの処理を行うように、各部を制御す
る。

【００１３】垂直偏向回路１１に対しては、アドレスタ
イミング発生回路８からの垂直周波数（通常の垂直周波
数例えば６０Hz、または垂直Ｎ倍速処理を行なっている
場合では、Ｎ倍の周波数例えばＮ・６０Hzである）のパ
ルス信号がＤ／Ａ変換器１０および垂直偏向回路１１に
対して供給される。垂直偏向回路１１からは、垂直周波
数ののこぎり波の垂直偏向信号（電圧）が発生する。垂
直偏向信号の直流分として重畳される信号がＤ／Ａ変換
器１０から供給される。直流分が重畳された垂直偏向信
号が垂直偏向アンプ１２に供給される。垂直偏向アンプ
１２から出力される垂直偏向信号がＣＲＴ７の垂直偏向
コイル（図示しない）に供給される。

【００１４】制御部９がＤ／Ａ変換器１０に対して数値
データを与える。この数値データがアドレスタイミング
発生回路８からの垂直周波数のパルス信号に同期してア
ナログ信号（直流電圧）としてＤ／Ａ変換器１０から出
力される。一例として、直流電圧が正側に動くと、画面
が下に移動し、直流電圧が負側に動くと、画面が上に移
動する。直流電圧と画面の移動方向の関係が逆の場合も
ある。

【００１５】なお、水平偏向に関連する構成は、省略さ
れているが、垂直周波数が３倍とされる場合には、水平
周波数が約３倍とされる。例えば水平周波数が１５．７
５ｋHzであれば、その３倍の４７．２５ｋHzとされる。
高解像度の画像を表示するＣＲＴディスプレイの場合で
は、元々水平周波数が高くされている。したがって、水
平周波数を大きく変えることを避けるために、低解像度
の入力ビデオ信号の水平周波数をＮ倍とした結果が高解
像度の画像を表示する場合の水平周波数となるべく近く
なるように、倍速比Ｎが選定されることが好ましい。ま
た、水平周波数が丁度Ｎ倍とならなくても良い。

【００１６】図２および図３を参照して、この発明の一
実施形態において、低解像度のビデオ信号が入力される
場合の動作について説明する。図２Ａは、例えばノンイ
ンターレース（例えばビデオゲームの信号がノンインタ
ーレースであり、ノンインターレースがプログレッシブ
と呼ばれることもある）方式の入力ビデオ信号を示し、
Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・が時間的に連続する各フィールドの
画像を示す。フレームメモリ４において、３倍速化の処
理がなされ、フレームメモリ４から図２Ｂに示すよう
に、垂直周期が入力ビデオ信号のそれの略１／３とされ
たビデオ信号が発生する。

【００１７】例えば画像Ａと同一の内容で、同一の解像
度（画素数）の画像Ａ１，Ａ２，Ａ３がフレームメモリ
４から発生する。入力ビデオ信号の垂直周波数が例えば
６０Hzの場合では、１８０Hzの垂直周波数の画像Ａ１，
Ａ２，・・・がフレームメモリ４から発生する。このビ
デオ信号がＤ／Ａ変換器５およびビデオアンプ６を介し
てＣＲＴ７の所定の電極に供給される。

【００１８】図２Ｃは、Ｄ／Ａ変換器１０が発生する直
流電圧（ＤＣ）を示す。Ｄ／Ａ変換器１０は、フレーム
メモリ４の出力ビデオ信号の垂直周期と同期して、＋，
０，−のそれぞれの直流電圧を発生する。０は、通常の
位置にラスターを表示する場合の直流電圧である。＋
は、０を中心として＋側に所定の電圧シフトした電圧を
意味し、−は、０を中心として−側に所定の電圧シフト
した電圧を意味している。

【００１９】直流電圧の値は、制御部９からＤ／Ａ変換
器１０に対して供給される命令が指示する値に対応して
いる。直流電圧の変化幅は、垂直偏向電圧の振幅に比し
て充分小さな値である。制御部９は、垂直同期信号およ
び水平同期信号を使用して入力ビデオ信号がインターレ
ースかノンインターレースかを検出し、また、入力ビデ
オ信号の垂直方向の解像度を検出する。これらの検出結
果に基づいて、直流電圧の変化幅（ウォブリングの振
幅）を規定する値を決定する。同期信号以外に他の情報
を使用して直流電圧の変化幅を規定する値を決定しても
良い。

【００２０】図３に示すように、同じフィールドのラス
ターＡで次のラスターＢとの間の隙間を少なくするよう
に、Ｎ倍に変換後の垂直周波数の１周期毎にラスターの
垂直方向の位置が上下に変化される。すなわち、−側に
シフトされた直流電圧によって、第２番目の画像Ａ２，
Ｂ２，Ｃ２，・・・が元のラスターの垂直方向の間隔の
１／３の量だけ上側にシフトされ、＋側にシフトされた
直流電圧によって、第３番目の画像Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，
・・・が元のラスターの垂直方向の間隔の１／３の量だ
け下側にシフトされる。このように、ノンインターレー
スビデオ信号のラスターの隙間が埋まるように、ウォブ
リングがなされる。なお、図３は、実際には、極めて多
数（例えば４８０本）のラスターが描かれるが、簡単の
ために数本のラスターのみを示している。

【００２１】図２および図３に示す例では、元々のラス
ターの間隔の約１／３の間隔にラスターの間隔が埋まる
ので、スポットサイズが小さくてもラスターの隙間が見
えることが防止できる。また、同一の場所の画像（例え
ばＡ１，Ｂ１，・・・）の周期は、元の周期に等しいも
のであり、フリッカーが出ることを防止できる。

【００２２】図４は、入力ビデオ信号（低解像度ビデオ
信号）がインターレース信号の場合にこの発明を適用し
た例を示す。インターレース信号の場合では、画像例え
ばＡの走査線の中間に次のフィールドの画像Ｂの走査線
が入る。したがって、図３のように、同じフィールド内
の走査線の間を埋めつくす方法をインターレース信号に
対して適用すると、画像ＡおよびＢのラスターの垂直方
向の位置関係が正しくなくなる問題が生じる。この問題
を生じないように、図４に示すように、ウォブリングの
振幅を図３より小さく例えば図３における振幅の半分と
する。この振幅は、二つのフィールドによって構成され
る１フレームの走査線の間隔の約１／３である。

【００２３】図４の画像Ａのフィールドに続いて画像Ｂ
のフィールドが表示されると、図５に示す状態となる。
第１フィールドＡおよび第２フィールドＢによってラス
ターの間隔が埋めつくされる。したがって、スポットサ
イズが小さくても隙間が見えることが防止できる。ま
た、同一の場所の画像の周期は、元の周期に等しいもの
であり、フリッカーが出ることを防止できる。図５から
分かるように、１枚のフレームを構成する二つのフィー
ルドのラスターの垂直方向の位置関係が正しいものに保
持される。さらに、各フィールドの情報だけで考えれ
ば、リフレッシュが３倍の周波数でなされるので、フリ
ッカーをより軽減することができる。

【００２４】この発明は、上述したこの発明の一実施形
態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱
しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば
上述した例では、垂直周波数を３倍としているが、これ
以外に垂直周波数を２倍、４倍、５倍等にしても良い。
垂直周波数を２倍とする場合には、奇数と偶数でラスタ
ーの位置を変えれるようになされる。例えば奇数フィー
ルドのラスターの中央に偶数フィールドのラスターがく
るように、偶数フィールド時の垂直方向位置を変えれ
ば、１フレーム中の走査線が２倍の密度になるので、画
像が見やすくなる。垂直周波数を４倍、５倍等に垂直周
波数を高くする方法は、高い水平周波数を通常の水平周
波数としているＣＲＴディスプレイに対してこの発明を
適用する場合に有効である。垂直周波数を４倍、５倍の
ように高くする方法では、ラスターを均等な間隔で並べ
る方法に限らず、何本かのラスターが同じ位置を上書き
するようにしても良い。例えば４倍化によってＡ１，Ａ
２，Ａ３，Ａ４のフィールドを生成した場合、Ａ１およ
びＡ２のラスター位置とＡ３およびＡ４のラスター位置
が同じになるようにしても良い。

【００２５】また、この発明は、コンピュータディスプ
レイに限らず、テレビジョンモニタに対しても適用でき
る。さらに、ＣＲＴモニタ、ＣＲＴを映像源として使用
するプロジェクタ、レーザビームをスキャンさせるディ
スプレイまたはプロジェクタ等の表示装置に対して適用
できる。

【００２６】

【発明の効果】この発明では、ウォブリングによって画
面上の隙間を埋めるように、ラスターが上下にウォブリ
ングされ、したがって、低解像度の画像信号を高解像度
の表示装置に表示させても、走査されない隙間が減り、
表示画像の品質を向上できる。この発明では、表示画像
がＮ倍の垂直周波数とされているので、フリッカーが生
じることがない。さらに、同じフィールドのラスターで
次のフィールドのラスターとの間の隙間を埋めるので、
平均値で埋めるものと異なり、動きがある場合の画像の
劣化が生じない利点がある。さらに、入力ビデオ信号の
解像度を検出して、ウォブリングの振幅を入力ビデオ信
号の解像度に応じたものとすることによって、解像度に
応じて適切なウォブリングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の一構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明の一実施形態の動作説明に用いるタイ
ミングチャートである。

【図３】この発明の一実施形態の動作説明に用いる略線
図である。

【図４】この発明をインターレース信号に適用した場合
の動作説明に用いる略線図である。

【図５】この発明をインターレース信号に適用した場合
の動作説明に用いる略線図である。

【符号の説明】

１・・・アナログビデオ信号の入力端子、２・・・ディ
ジタルビデオ信号の入力端子、４・・・フレームメモ
リ、６・・・ビデオアンプ、７・・・ＣＲＴ、９・・・
制御部、１１・・・垂直偏向回路、１２・・・垂直偏向
アンプ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低解像度のビデオ信号と高解像度のビデ
   オ信号とが入力される映像表示装置において、 上記低解像度のビデオ信号が入力される場合に、垂直周
   波数をＮ倍すると共に、水平周波数をほぼＮ倍（Ｎ：２
   以上の整数）とする走査変換手段と、 同じフィールドのラスターで次のラスターとの間の隙間
   を少なくするように、Ｎ倍に変換後の垂直周波数の１周
   期毎もしくは複数周期毎にラスターの垂直方向の位置を
   変化させるウォブリング手段とを備えた映像表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記走査変換手段は、ディジタルビデオ信号が書き込ま
   れ、Ｎ倍の垂直周波数でディジタルビデオ信号が読み出
   されるディジタルメモリで構成された映像表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 上記ウォブリング手段は、垂直偏向信号の直流分を変化
   させる構成とされた映像表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、 上記低解像度のビデオ信号の解像度に応じてウォブリン
   グの量を変更するようにした映像表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、 入力ビデオ信号がノンインターレース信号である映像表
   示装置。
6. 【請求項６】 請求項１において、 入力ビデオ信号がインターレース信号である映像表示装
   置。
7. 【請求項７】 低解像度のビデオ信号と高解像度のビデ
   オ信号とが入力される映像表示方法において、 上記低解像度のビデオ信号が入力される場合に、垂直周
   波数をＮ倍すると共に、水平周波数をほぼＮ倍（Ｎ：２
   以上の整数）とする走査変換ステップと、 同じフィールドのラスターで次のラスターとの間の隙間
   を少なくするように、Ｎ倍に変換後の垂直周波数の１周
   期毎もしくは複数周期毎にラスターの垂直方向の位置を
   変化させるウォブリングステップとを備えた映像表示方
   法。
8. 【請求項８】 請求項７において、 上記走査変換ステップは、ディジタルビデオ信号が書き
   込まれ、Ｎ倍の垂直周波数でディジタルビデオ信号が読
   み出されるディジタルメモリでなされる映像表示方法。
9. 【請求項９】 請求項７において、 上記ウォブリングステップは、垂直偏向信号の直流分を
   変化させることでなされる映像表示方法。
10. 【請求項１０】 請求項７において、 上記低解像度のビデオ信号の解像度に応じてウォブリン
    グの量を変更するようにした映像表示方法。
11. 【請求項１１】 請求項７において、 入力ビデオ信号がノンインターレース信号である映像表
    示方法。
12. 【請求項１２】 請求項７において、 入力ビデオ信号がインターレース信号である映像表示方
    法。