JP2006333000A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドットマトリクス方式の表示装置にＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式等の特定映像方式の映像信号を最適化して表示することが可能な映像表示装置を提供する。
【解決手段】映像表示装置１に具備される表示パネル２０等の表示装置は、垂直方向の画素数がＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式等の特定映像方式の映像信号の有効走査線数に対してオーバースキャン分だけ少ない画素数に設定されており、映像信号の走査線と表示装置の垂直方向の画素が１：１に対応したものであり、表示装置の水平方向と垂直方向のサイズの比率が４：３とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像表示装置に関し、より詳細には、映像信号を表示するためのドットマトリクス方式の表示装置を備えた映像表示装置に関する。

映像ソースを表示するために、液晶パネル、プラズマパネル等のマトリックス型表示パネルを用いた映像表示装置が知られている。このような映像表示装置には、通常、パーソナルコンピュータの表示規格に従った表示パネルが用いられる。例えば、４：３型のＶＧＡ（６４０ドット×４８０ドット）の表示パネルの場合、４８０行の画素列からなり、ＸＧＡ（１０２４ドット×７６８ドット）の表示パネルの場合、７６８行の画素列からなる。

一方、映像ソースのフォーマットでは、ＰＡＬ（ｐｈａｓｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ｌｉｎｅ）映像信号の５７６ｉやＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ）映像信号の１０８０ｉなどが規定されている。５７６ｉは走査線が５７６本のインターレース信号、１０８０ｉは走査線が１０８０本のインターレース信号である。すなわち、映像ソースの走査線数は、マトリックス型表示パネルの画素の行数と異なる。

したがって、映像ソースをマトリックス型表示パネルに表示するためには、垂直スケーリングを行う必要がある。ここでいう垂直スケーリングとは、映像走査線数をパネルの垂直方向画素数に変換するために、上下に隣り合う水平走査線信号を所定比率で加算／平均化などの演算することにより新たな水平走査信号を作り出す処理である。また、映像ソースをマトリックス型表示パネルに表示するためには、垂直スケーリングと併せて水平方向のスケーリングも適時行われる。

図１０は、ＰＡＬ方式の映像ソース用の映像表示装置の構成の主要部を示す図、図１１は、ＰＡＬ方式の標準（ＳＤ）映像信号のスケーリングを説明するための図、図１２は、ハイビジョン（ＨＤ）映像信号のスケーリングを説明するための図である。図１０には、ＰＡＬ方式の映像ソース又はハイビジョン信号を１６：９型のＰＣ規格に沿ったＷ−ＸＧＡ液晶表示パネルに表示する映像表示装置の例を示しており、この映像表示装置においてＰＡＬ方式標準映像信号及びハイビジョン映像信号を表示する際のスケーリングについて、図１１及び図１２を参照して説明する。

図１０で例示する映像表示装置１００は、複数の映像ソースからの映像信号Ａ，Ｂ，Ｃを切り替えて入力する入力切換部１０１、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ１０２、スケーリング用フレームメモリ１０３、スケーリング，ＩＰ変換等の映像信号変換処理を行うスケーラである映像信号変換部１０４、画質強調補正処理を行う画質強調補正部１０５、オンスクリーン信号を制御するＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）制御部１０６、オンスクリーン信号を混合するＯＳＤ混合部１０７、γ補正を行うγ補正部１０８、液晶パネルを制御する液晶コントローラ１０９、液晶パネル１１０、ゲートドライバ１１１、及びソースドライバ１１２で構成される。

映像信号変換部１０４は、ＩＰ変換等の映像信号変換処理を行うとともに、スケーリング用フレームメモリ１０３を用いて、ＰＡＬ映像信号であれば走査線が５７６本のインターレース方式の映像信号（以下、５７６ｉ信号という）を走査線が７６８本のプログレッシブ信号（以下、７６８ｐ信号という）に、ハイビジョン信号であれば走査線が１０８０本のインターレース方式の映像信号（以下、１０８０ｉ信号という）を７６８ｐ信号に垂直スケーリングする。ＮＴＳＣ方式の映像ソースやＰＣの表示規格に従った表示パネルによってＰＡＬ方式の映像信号を表示する場合、スケーリング時の作業メモリとしてスケーリング用フレームメモリ１０３が必要になる。

図１１を参照して、ＰＡＬ方式の標準映像信号の垂直スケーリングについて説明する。図１１において、１２３は、１６：９型のＷ−ＸＧＡ（１３６６ドット×７６８ドット）の表示パネル（図１０の液晶パネル１１０に相当）の画素列を模式的に表示したものであり、以下、この表示パネルを単にＷ−ＸＧＡパネルと称する。

まず、５７６ｉ信号１２０を、走査線が５４７本のプログレッシブ信号１２１に変換する。以下、こうして生成された信号を単に５４７ｐ信号１２１と称する。ここで、走査線がインターレース５７６本からプログレッシブ５４７本に変化しているのは、片フィールドの信号をラインメモリにより１ラインを２ラインに増やす処理を行い５７６ｐ信号に変換し、さらに５％のオーバースキャン分２９ラインカットを行ったためである。次に、５４７ｐ信号１２１を、垂直スケーリングによって、走査線が７６８本のプログレッシブ信号（７６８ｐ信号）１２２に変換する。７６８ｐ信号１２２は、その走査線数が７６８本であるので、７６８行の画素列を有するＷ−ＸＧＡパネルに表示することができる。なお、５７６ｉ映像信号１２０は４：３型であるから、それを１６：９型の表示パネルに表示するには、水平方向のスケーリングも必要である。

次に、図１２を参照してハイビジョン（ＨＤ）映像信号の垂直スケーリングを説明する。図１２において、１３３はＷ−ＸＧＡパネルの画素列を模式的に表示したものである。まず、１０８０ｉ信号１３０を、走査線が５４０本のプログレッシブ信号１３１に変換する。以下、こうして生成された信号を単に５４０ｐ信号１３１と称する。ここで、走査線がインターレース１０８０本からプログレッシブ５４０本に減少しているのは、偶数フィールド又は奇数フィールドの信号の片方の信号を１画面の信号としたためである。次に、５４０ｐ信号１３１を、垂直スケーリングによって、走査線が７６８本のプログレッシブ信号（７６８ｐ信号）１３２に変換する。７６８ｐ信号１３２は、その走査線数が７６８本であるので、７６８行の画素列を有するＷ−ＸＧＡパネルに表示することができる。なお、１０８０ｉ映像信号は１６：９型であるから、それを１６：９型の表示パネルに表示する場合、水平方向のスケーリングは不要である。

図１３を参照して１０８０ｉ信号に対する垂直スケーリングについて説明する。ハイビジョン信号に対する垂直スケーリングは、偶数フィールド又は奇数フィールドの信号の片方の信号を１画面の信号とする方法を採用しない場合、図１０のフレームメモリ１０３を用いて実行されることとなる。図１２のごとき５４０ｐ信号１３１を生成するに際し、１０８０ｉ信号の奇フィールドと偶フィールドとをフレームメモリ１０３上で混合することになる。ここで生成される５４０ｐ信号は、例えば両フィールドの平均値となる。偶フィールドはｎ〜ｎ＋５３９の５４０本の走査線によってなり、奇フィールドはｍ〜ｍ＋５３９の５４０本の走査線によってなるものとすると、生成される５４０ｐ信号は、表示パネルの画素列の上から（（ｎ）＋（ｍ））／２，（（ｎ＋１）＋（ｍ＋１））／２，（（ｎ＋２）＋（ｍ＋２））／２，...となる。すなわち、５４０ｐでの表示ラインの内容は、１０８０ｉ信号の偶フィールド及び奇フィールド各ラインの平均を取ったものとなる。但し、ここで（ｎ＋１）等はそのラインの映像信号を指す。

映像表示装置に関する従来技術としては、色差信号に対しＳＥＣＡＭ（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ａ ｍｅｍｏｉｒ）方式で規定されている振幅を有するベルテーブルを備え、ＰＡＬ方式とＮＴＳＣ方式、ＳＥＣＡＭ方式に対応可能な映像信号処理回路が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、水平同期信号の周期に基づいて信号線に蓄積される電圧の保持期間が一定になるようにゲートパルスの位相を制御し、ＮＴＳＣ方式とＰＡＬ方式の表示品位の差異をなくすようにした液晶表示装置も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００２−１８５９７５号公報 特開平５−１２７６２１号公報

しかしながら、このような従来のＷ−ＸＧＡ方式の表示パネルにあっては、ＰＡＬ方式の映像ソースやハイビジョン信号を表示させる際に、垂直スケーリングを行う必要がある。ここでの垂直スケーリングは、映像走査線数をパネルの垂直方向画素数に変換するために、上下に隣り合う水平走査線信号を所定比率で加算／平均化などの演算することにより新たな水平走査信号を作り出す処理であり、本来の映像信号よりも必ずボケるという問題が生じる。

また、このような垂直スケーリングを行う際には、少なくとも１フレーム分の画像をメモリ上で展開する必要があるためフレームメモリが必要となるとともにスケーラの構成が複雑になるという欠点があった。例えば、ＰＡＬ映像信号をＷ−ＸＧＡ方式の表示パネルに表示する場合、図１０で例示したように、スケーリング用フレームメモリ１０３、並びにフレームメモリ１０３を用いて画像を変換する回路規模の比較的大きい映像信号変換部１０４が必要となり、コストアップの要因となっていた。

また、最近の映像表示装置は、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式などのいずれの方式においてもアスペクト比率が４：３の従来の映像信号だけでなく、アスペクト比率が１６：９のワイド方式映像信号に表示にも対応する必要がある。水平方向画素数は垂直方向画素数の１６／９倍の数にすることにより、表示パネルのアスペクト比率を１６：９にすることが適当である。従来、このようなアスペクト比率が１６：９のワイド方式映像信号に対応したＰＡＬ方式の表示パネルは存在していない。このため、より大きなスケーリングが必要となり、上述した画質の影響及びコストアップを招来する。

さらに、ＰＣのＶＧＡ解像度はＮＴＳＣ映像信号の表示信号が存在する走査線数に近いものであるため、ＮＴＳＣ信号は比較的表示信号とパネル画素を合致させることが容易であるが、ＰＡＬ信号やＳＥＣＡＭ信号は走査線数が異なるためフレームメモリを用いた垂直スケーリングが必要となる。

このため、ＰＡＬ方式やＳＥＣＡＭ方式の映像信号に対して垂直方向画素数が合致した表示パネルによって、表示信号と画素を合致させて表示するような装置が求められる。このことは、液晶パネルやプラズマディスプレイ等の表示パネルだけでなく、ドットマトリクス方式の表示装置であれば同様であり、例えばプロジェクタやリアプロジェクション方式のモニタやＴＶ等であっても同様である。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、ドットマトリクス方式の表示装置にＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式等の特定映像方式の映像信号を最適化して表示することが可能な映像表示装置を提供することをその目的とする。

本発明に係る映像表示装置は、上述のごとき課題を解決するために、ドットマトリクス方式の表示装置に特定の映像方式の映像信号を表示する映像表示装置において、前記表示装置は、垂直方向の画素数が前記映像信号の有効走査線数に対してオーバースキャン分だけ少ない画素数に設定されており、前記映像信号の走査線と表示装置の垂直方向の画素が１：１に対応したものであり、前記表示装置の水平方向と垂直方向のサイズの比率が４：３であることにより、前記映像信号の表示に最適化されていることを特徴としている。

本発明によれば、ドットマトリクス方式の表示パネルに特定の映像方式の映像信号を最適化して表示することが可能となる。

本発明に係る映像表示装置は、ドットマトリクス方式の表示装置にＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号を表示する装置であり、表示装置がＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号の表示に最適化されているものである。本発明において、この最適化は、表示装置が、（１）垂直方向の画素数がＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号の有効走査線数に対してオーバースキャン分だけ少ない画素数に設定されており、（２）映像信号の走査線と表示装置の垂直方向の画素が１：１に対応したものであり、（３）表示装置の水平方向と垂直方向のサイズの比率が４：３であることで、実現している。

また、表示装置がカラー表示装置である場合は、１画素が赤青緑の３色から構成されているものであり、１画素の水平方向及び垂直方向はほぼ等しいサイズとすることが好ましく、以下ではこの構成に基づいて、画素数について説明を行っている。従って、１画素の構成がこれと異なるものである場合、その構成に適するように、表示装置をＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号の表示に最適化するとよい。

本発明に係る映像表示装置に適用できる表示装置としては、液晶パネルやプラズマディスプレイ等の表示パネルだけでなく、ドットマトリクス方式の表示装置であればよく、例えばフロント投射式プロジェクタやリアプロジェクタションＴＶ等のリア投射式プロジェクタであってもよい。以下、簡略化のため、表示装置として、液晶パネル等の表示パネルを例に挙げて説明する。

なお、有効走査線数が５４０本のＰＡＬ信号やＳＥＣＡＭ信号に最適化した垂直方向画素数（垂直解像度又はライン数ともいう）をもつ表示パネルを採用した場合、その表示パネルにおいて有効走査線数がそれより多い１０８０ｉ信号を表示するに際しては、解像度としてはダウンスケーリングとなるためフレームメモリを用いた垂直スケーリングが必要となり、回路規模の増大、コストアップ、並びに駆動電力の増大が避けられない。さらに、フレームメモリを用いずに１０８０ｉ信号を５４０ライン（或いはそれに近いライン数）で表示しようとした場合、１０８０ｉの偶フィールド及び奇フィールドの双方が５４０ラインであることからその表示は可能であるが、偶フィールドに対して奇フィールドを同じ位置で表示することとなり、表示パネルに表示される画像が垂直方向にブレをもったものとなってしまう。このような問題は、ＰＡＬ信号やＳＥＣＡＭ信号に最適化した垂直方向画素数をもつ表示パネルに限ったものではなく、所定の有効走査線数をもつインターレース方式の映像信号をその有効走査線数の半分又はそれに近い垂直解像度をもつ表示パネルで表示しようとした場合にも同様に生ずる。

従って、以下の説明においては、１０８０ｉ信号等の所定の有効走査線数をもつインターレース方式の映像信号を、その有効走査線数の半分又は半分に近い垂直解像度をもつ表示パネルに表示するに際し、垂直方向のスケーリングによって映像情報がブレることなく、且つ回路規模、コスト、並びに駆動電力を増大させることもない映像表示装置を例に挙げる。

ここで例示する映像表示装置は、所定の有効走査線数をもつインターレース方式の映像信号を表示可能な装置であり、その有効走査線数の半分又はそれに近い垂直解像度をもつ表示パネルと、入力された映像信号に対し、ラインメモリを用いてスケーリングするスケーラとを備え、主としてその垂直解像度に適した映像信号を入力して表示するためのものである。例えば、このような所定の有効走査線数をもつインターレース信号として１０８０ｉ信号を適用した場合には、表示パネルとしては５４０本又はそれに近い垂直解像度をもつものが適用できる。この例における表示パネルはＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号に最適化した表示パネルであってもよく、その場合、本発明に係る映像表示装置のごとく、主としてＰＡＬ信号又はＳＥＣＡＭ信号を表示することを目的としてなされた装置であり、且つ、同装置でフレームメモリを用いず且つ映像のブレも生じないように１０８０ｉ信号を表示することを可能としたものとなる。

そして、本実施形態に係る映像表示装置は、上述の所定の有効走査線数をもつインターレース方式の映像信号の片方のフィールドに対しては、スケーラでのスケーリングを施すことなく表示パネルに表示し、他方のフィールドに対しては、スケーラによって隣接する水平走査線の間の平均化するスケーリングを施してから表示パネルに表示する。このスケーラは、ラインメモリを使用したものであり、画面サイズを簡易にスケーリング可能となっている。

図１は、本発明の一実施形態に係る映像表示装置の一構成例における主要部を示す図である。以下、本実施形態に係る映像表示装置について、１０８０本の有効走査線数をもつインターレース方式の映像信号（１０８０ｉ信号）を表示可能な装置であり、その有効走査線数の半分又はそれに近い垂直解像度をもつ表示パネルとしてＰＡＬ方式の映像ソース用の液晶パネルを備えたものを例に挙げて説明するが、上述のごとくプラズマパネル等などの他のマトリックス型の表示装置に対しても、またＳＥＣＡＭ方式や他の方式の映像信号に対応するものであっても同様に適用可能である。また、本発明に係る映像表示装置は、１０８０ｉ信号等のＨＤ信号も受信して表示することも可能な、ＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の放送受信装置などにも適用可能である。

図１で例示する液晶映像表示装置１は、入力切換部１１、ＡＤコンバータ１２、スケーリング用ラインメモリ１３、簡易スケーラ１４、画質強調補正部１５、ＯＳＤ制御部１６、ＯＳＤ混合部１７、γ補正部１８、液晶コントローラ１９、液晶パネル２０、ゲートドライバ２１、及びソースドライバ２２を備えて構成される。なお、映像表示装置１を構成する各部の構成並びに接続関係は、これに限ったものではない。

入力切換部１１は、複数の映像ソースからの映像信号Ａ，Ｂ，Ｃ，...を切り換えて入力する。ここで入力される映像信号としては、所定の走査線数を有する、例えばＰＡＬ方式，ＮＴＳＣ方式，ＨＤ方式などの映像信号などが該当し、それらのいずれかが選択され後段に送出される。また、各方式の映像信号はチューナによって選局され、入力切換にて任意の信号が選択される。ここでは、映像信号がアナログ信号である例を挙げており、ＡＤコンバータ１２は、切換によって選択されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。

簡易スケーラ１４は、スケーリング用ラインメモリ１３を用いてＩＰ変換等の映像信号変換処理を行うとともに、スケーリング用ラインメモリ１３を用いて後述する簡易スケーリングを行うなどして、液晶パネル２０のサイズに従った解像度のデータに変換する。なお、クロック周波数は入力される映像信号によって異なるが、クロック周波数もこのデータ変換に応じて変更される。また、ＰＡＬ標準信号だけでなくＮＴＳＣ標準信号を表示する場合にも、スケーリング用ラインメモリ１３を用いた簡易スケーラ１４によって、ＰＡＬ方式の表示が可能である。そして、映像表示装置１において、ＨＤ方式の映像信号（１０８０ｉ信号）を表示する場合にも、簡易スケーラ１４及びスケーリング用ラインメモリ１３を用いてＰＡＬ方式の表示を行う。

画質強調補正部１５は、ライン方向のみ又は上下左右数ピクセルを用い、デジタルフィルタによって映像のエッジ強調等の画質強調補正処理を施す。ＯＳＤ制御部１６は、内蔵するフォントデータ又はビットマップデータによりオンスクリーン信号（ＧＵＩ信号）を生成する制御を行う。ＯＳＤ混合部１７は、ＯＳＤ制御部１６で作成したフォントや図形等を表すオンスクリーン信号を画面に重畳するために混合する。γ補正部１８は、映像のγ特性をγテーブルに従って変更して映像のトーンを調整する。液晶コントローラ１９は、映像データを液晶パネル２０を駆動する信号に変換してゲートドライバ２１及びソースドライバ２２に出力することで液晶パネル２０を制御する。ゲートドライバ２１は、液晶パネル２０のアクティブマトリックスのゲート信号を制御してどのラインに書込むかを決定する。ソースドライバ２２は、液晶パネル２０のアクティブマトリックスのソース信号を制御する。

液晶パネル２０は、画素の垂直方向と水平方向の間隔が等しく構成されたＸ，Ｙのマトリクス構造をもち、スケーリングされた映像信号を入力してプログレッシブ方式の映像を表示するマトリックス型の表示パネルである。液晶パネル２０は、ＰＡＬ方式の水平走査線のうち表示信号が存在する水平走査線の数に対応する垂直方向画素数をもち、水平方向画素数としては、例えばその垂直方向画素数に対して４／３の比率の数に対応する画素数をもたせる。Ｘ方向制御はソースドライバ２２が行い、Ｙ方向制御はゲートドライバ２１が行う。ソースドライバ２２には液晶に書き込むべきＲＧＢ信号と液晶駆動クロック（ＸＣＬＫ）が入る。ゲートドライバ２１には書き込みするか否かを制御するＯＥ信号、書込むラインを移動するためのＹＣＬＫが入る。ＰＡＬ信号（５４０ｐに変換済み）が入力される時は、１フィールド表示開始時にまずＹＣＬＫが１クロック入り、１ライン目を書き込みラインと指定し、ＯＥがアクティブになり、書込み可能状態になる。ＲＧＢ信号が１ライン分ソースドライバ２２より入力され、ゲートドライバ２１で指定された１ライン目にデータを書き込む。１ライン書込み後ＹＣＬＫが１クロック入り、次にラインを指定する。ＲＧＢ信号が書き込まれる。以下すべてのラインが書き込まれるまで続く。

以下、上述のごとく構成された映像表示装置の簡易スケーラ１４における映像信号変換処理を説明する。

図２は、図１の映像表示装置においてＰＡＬ方式の映像信号を表示する際の映像信号変換処理例を説明するための図で、図３は、液晶パネルの各ラインに対するＰＡＬ映像信号（偶フィールド）の割り当て方法を説明するための図、図４は、液晶パネルの各ラインに対するＰＡＬ映像信号（奇フィールド）の割り当て方法を説明するための図である。

ＰＡＬ方式（又はＳＥＣＡＭ方式）の映像信号は、走査線数が６２５本のインターレース方式の映像信号であり、そのうち映像信号の走査線は５７６本となっている。この映像信号（５７６ｉ信号）３０を、５４０本の画素列からなる液晶パネル２０で表示するためには、まず片フィールドの５７６ｉ信号３０に対し、ラインメモリ１３を用いてＩＰ変換を施して、走査線が５７６本のプログレッシブ信号（以下、５７６ｐ信号という）３１に変換する。このＩＰ変換例は、５７６ｉ信号３０に対し、スケーリング用ラインメモリ１３を用いてフィールドの走査線数を２８８本から倍の５７６本に増やす簡易な垂直スケーリングである。ここで、インターレース信号はプログレッシブ信号に変化しているが走査線の数は変化していないので、複雑な垂直方向のスケーリングは不要である。

また、５７６ｉ信号３０はその有効走査線数が５４０本（片フィールド２７０本）であり、５７６ｐ信号３１もその有効走査線数が５４０本となる。したがって、ラインメモリ１３へ入力する走査線数を液晶パネル２０に合致した走査線数（５４０本）に制限するオーバースキャン処理を施す必要がある。このオーバースキャン処理によって、５７６ｐ信号３１が、走査線数が５４０本のプログレッシブ信号（以下、５４０ｐ信号という）３２に変換される。なお、走査線が５７６本から５４０本に減少しているのは、６.２５％のオーバースキャン分カットを行ったためであり、ここでも垂直スケーリングは不要である。

そして、５４０ｐ信号３２は、図２で符号３３で示すように、５４０本の画素列からなる液晶パネル２０での表示が可能となる。符号３３は、４：３型の欧州規格の表示パネル（７２０ドット×５４０ドット）の画素列を模式的に表示したものであり、以下、この表示パネルを単にユーロパネルという。なお、本発明に係る映像表示装置は、このユーロパネルを備えることに限定されず、それに近い比率をもった表示パネルであっても適用可能である。また、５７６ｉ信号３０は４：３型であるから、それを４：３型のユーロパネルに表示するに際して、水平方向のスケーリングも不要である。

このように、ＰＡＬ方式の映像信号に対しては、ラインメモリ１３を用いてＩＰ変換処理及びオーバースキャン処理が施される。また、ここでは最も単純なＩＰ変換例として各走査線に対応する映像信号を、液晶パネル２０における複数の画素列に対して入力する例を示している。このＩＰ変換例では、偶フィールドの映像信号は、図３で示すように、それぞれの走査線が液晶パネル２０における２本の画素列で表示されることとなり、奇フィールドの映像信号は、図４で示すように、１ライン分下げる必要があるため最初の走査線の映像信号を３本の画素列で表示する必要があるが、それ以外は各走査線に対応する映像信号を、液晶パネル２０における２本の画素列で表示することとなる。そして、奇フィールドで３本の画素列に対して同じ走査線の映像信号を供給することから、このＩＰ変換で使用するラインメモリ１３は同時読み書き可能な２本であり、５７６ｉ信号における２８８ラインの１ラインを取り込み、取り込み後、倍のクロック周波数で出力することで、ライン数を倍にして５７６ラインにする。このとき、１ラインの水平周期は５７６ｉ信号の水平周期の半分にしておく。

ここで、液晶パネル２０におけるパネル駆動周波数について、ユーロパネル（パネル水平ドット数が７２０でパネル垂直ドット数が５４０）を例に挙げて説明する。ＰＡＬ方式の映像信号は、１フィールド２７０ラインで構成されており、その垂直同期周波数が５０Ｈｚ、水平同期周波数１５.６２ＫＨｚとなっている。一方、ユーロパネルも含めＰＡＬ方式に適した液晶パネル２０は、１フィールド５４０ラインで表示するよう構成され、その垂直同期周波数が５０Ｈｚ、水平同期周波数３１.２５ＫＨｚとなっており、パネル駆動周波数（駆動クロック）は３０.３７５ＭＨｚとなっている。なお、垂直トータルクロック数は、６２５となる。

なお、パネル駆動周波数は、水平同期周波数と水平トータルクロック数から決まる。水平トータルクロック数とは、水平１ラインにおいて帰線期間まで含めた場合の駆動クロック数であり、ＰＡＬ方式に適した液晶パネル２０の場合は９７２クロックである。ＰＡＬ信号時（５７６ｐ時）は水平同期周波数が３１.２５ＫＨｚであるので、この場合のパネル駆動周波数は、３１.２５ＫＨｚ×９７２＝３０.３７５ＭＨｚとなる。

図５は、図１の映像表示装置において１０８０ｉ信号を表示する際の映像信号変換処理例を説明するための図で、図６は、液晶パネルの各ラインに対する１０８０ｉ信号（偶フィールド）の割り当て方法を説明するための図、図７は、液晶パネルの各ラインに対する１０８０ｉ信号（奇フィールド）の割り当て方法を説明するための図、図８は１０８０ｉ信号を５４０ラインの液晶パネル（ＰＡＬパネル）に表示する際の１０８０ｉ信号と５４０ラインとの位置関係を説明するための図である。

１０８０ｉ信号は、走査線数が１１２５本のインターレース方式の映像信号（以下、１１２５ｉ信号という）であり、そのうち有効走査線が１０８０本存在する。この１０８０ｉ信号４０を５４０本の画素列からなる液晶パネル２０で表示するためには、ラインメモリ１３を使用して１０８０ｉ信号４０を、走査線数が５４０本のプログレッシブ信号（５４０ｐ信号という）４１にする簡易の垂直スケーリングを施すことで、ＩＰ変換する。この簡易の垂直スケーリング処理によって、１０８０ｉ信号４０が最終的に５４０ｐ信号４１に変換され、図５において符号４３で示すように、５４０本の画素列からなる液晶パネル２０での表示が可能となる。なお、符号４３は、ユーロパネルの画素列を模式的に表示したものである。なお、１０８０ｉ信号４０は１６：９型であるから、それを４：３型のユーロパネルに表示する場合には、水平方向のスケーリングが必要となる。

次に、本実施形態の特徴部分である簡易な垂直スケーリングについて、ＰＡＬパネルでの１０８０ｉ信号の表示を例に挙げて説明する。従来、図１３に示したように１０８０ｉ信号を５４０ラインの液晶パネルに表示する場合にはフレームメモリを使用するか、若しくは垂直方向のブレを容認しなければならなかった。しかしながら、本発明では、フレームメモリを用いず、且つ垂直方向の画像のブレもなく、ＰＡＬパネルでの１０８０ｉ信号の表示が可能となる。

本実施形態では、このような画像のブレを防ぐために、奇フィールドの表示時は５４０ラインで考えた場合見かけ上０.５ライン分（１０８０ｉ信号で考えると１ライン分）だけ下げる。そして、奇フィールド表示時には、表示するラインと１つ下のラインとの平均をとることで、０.５ライン分下げた効果を得るようにしている。このとき、偶フィールドは簡易スケーラ１４を通さないか或いは処理なしで通過させ、簡易のスケーリングを施さないようにする。

偶フィールド及び奇フィールドの映像信号に対するラインの割り当てについては、図６及び図７で例示しており、これを参照して説明する。まず、偶フィールドの映像信号のｎライン（第１ライン）が、液晶パネル２０の画素列の１列目といったように、そのまま液晶パネル２０の各画素列に表示される。一方、奇フィールドの映像信号ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２，...に対しては、液晶パネル２０の画素列は偶フィールドに対して図８で示すように本来０.５ライン分下げる必要があることから、それぞれｍ液晶パネル２０の画素列の上からｍ，（（ｍ）＋（ｍ＋１））／２，（（ｍ＋１）＋（ｍ＋２））／２，（（ｍ＋２）＋（ｍ＋３））／２，...という具合に、第１画素列を除き隣接する水平走査線の間の平均化するスケーリングが施される。このように、５４０ｐでの表示ラインの内容は、１０８０ｉ信号の偶フィールドと、１０８０ｉ信号の奇フィールド内での平均値との交互に表示されることとなる。但し、ここで（ｍ＋１）等はそのラインの映像信号を指す。このような簡易の垂直スケーリングによってなされるＩＰ変換は、ラインメモリ１３は同時読み書き可能な２本で済む。なお、上述した偶フィールドに対する処理と奇フィールドに対する処理とを逆転させてもよい。

ＰＡＬ方式の液晶パネル２０において１０８０ｉ信号を表示する際には、さらに、水平同期周波数の違いを吸収するために液晶パネル２０の表示クロックを上げなければならない。１０８０ｉ信号は、１フィールド５４０ラインで構成されており、その垂直同期周波数が６０Ｈｚ、水平同期周波数３３.７５ＫＨｚとなっている。一方でパネル水平トータルクロック数は上述したように９７２であるので、パネル駆動周波数は３３.７５ＫＨｚ×９７２＝３２.８ＭＨｚとなる。このように、液晶パネル２０は、パネル駆動周波数を、ＰＡＬ信号表示時には３０.３７５ＭＨｚとし、１０８０ｉ信号表示時には３２.８ＭＨｚと、表示クロックを上げる。

最後に、図９を参照して図１の映像表示装置の回路構成例を説明する。図９で例示するマトリックス型表示装置の表面には、液晶パネル２０が装着され、背面には、電源基板５１、信号入力基板５２、メイン基板５３、ＬＣＤ制御基板５４、バックライト用インバータ基板５５、操作スイッチ基板５６が設けられている。

信号入力基板５２には、入力切換部１１に相当する入力切換ＩＣ６１が設けられている。メイン基板５３には、ＡＤコンバータ１２に相当するＡＤコンバータＩＣ６２、映像信号変換用メモリ１３に相当する映像信号変換用メモリＩＣ６３、及び画像処理ＩＣ６４が設けられている。画像処理ＩＣ６４は、映像信号変換部１４、画質強調補正部１５、ＯＳＤ制御部１６、及びＯＳＤ混合部１７に相当するＩＣである。ＬＣＤ制御基板５４には、γ補正部１８に相当するγ補正ＩＣ６５、液晶コントローラ１９に相当する液晶コントローラＩＣ６６が設けられている。マトリックス型表示装置の背面には、さらに、ゲートドライバ２１、及びソースドライバ２２が設けられている。

以上、説明したように、本実施形態に係る映像表示装置における簡易スケーラ１４では、ＰＡＬ方式等の映像信号に適したものであるので、ＰＡＬ方式の標準（ＳＤ）映像信号をユーロパネルに表示する場合には、５７６ｉ信号を５７６ｐ信号にＩＰ変換し、それを５４０ｐ信号に変換するだけであり、オーバースキャンに加えて垂直方向には単純に２倍のスケーリングを行うだけのＩＰ変換で済む。一方、この映像表示装置は、ハイビジョン（ＨＤ）映像信号をユーロパネルに表示する場合にも、１０８０ｉ信号を５４０ｐ信号にする簡易な垂直スケーリングと水平スケーリングを行うだけで済む。

また、ＮＴＳＣ方式の標準（ＳＤ）映像信号をユーロパネル等のＰＡＬ方式の表示パネルに表示する場合にも、垂直方向に対しては、そのスケーラにより、ＮＴＳＣ方式の映像信号の水平走査線を表示パネルに対応した水平走査線に補間することで対応が可能である。例えば、５２５ｉ信号をオーバースキャンして４８０ｉ信号に変換した後、４８０ｉ信号に対して５４０ｐ信号との走査線数の比に基づいた簡易な垂直スケーリングによってＩＰ変換を施すし、その他水平方向のスケーリングを必要に応じて施せばよい。

このように、従来ではスケーラにフレームメモリを使うか画像のブレを容認せざるを得なかったが、本実施形態ではフレームメモリより格段にメモリ容量の小さいラインメモリを使うだけの簡素化されたスケーラが採用でき、回路の簡素化により規模及びコスト面で有益となるだけでなく、消費電力の低減が可能となり、環境に優しい映像表示装置が提供できる。また、映像信号の水平走査線信号をパネルの画素に合致させて表示することにより、簡易なスケーリングで済み、スケーリングによる画質の影響を極力防止することもできる。このように、本実施形態によれば、１０８０ｉ信号等の所定の有効走査線数をもつインターレース方式の映像信号を、その有効走査線数の半分又は半分に近い垂直解像度をもつ表示パネルに表示するに際し、垂直方向のスケーリングによって映像情報がブレることがなくなり、且つ回路規模、コスト、並びに駆動電力を増大させることもなくなる。

また、本発明に関して上述した表示装置としては、直視型表示パネルであることが好ましい。この表示パネルは、対角線長が１７インチ以上であることがさらに好ましい。以下に、ＰＡＬ方式を例に挙げ、この理由、すなわちＰＡＬの解像度に合わせた表示パネルの有効性について、下表１を参照しながら説明する。

従来の表示パネルはＮＴＳＣ準拠の液晶パネルが主であり、従って欧州の液晶ＴＶにおいてもＮＴＳＣ準拠のパネルを使用していた。ＮＴＳＣの走査線数は５２５本であり、この走査線を識別できなくなるのは視力１.０の視聴者がパネルの縦サイズの約７倍の距離から見た場合であることは知られている。走査線を識別できなくなる距離は視聴に適した距離である。これを、具体的な値で見ると表１のＮＴＳＣ時のようになる。

一方、ＰＡＬ放送方式では走査線数６２５本であるので、この走査線数が識別できなくなる距離は５２５と６２５の比率分だけ短くなる。ＰＡＬ方式におけるこの具体的な値は、ＮＴＳＣの場合の距離に５２５／６２５（０.８２）をかけた数字とすると、表１のＰＡＬ時のようになる。

このように、ＮＴＳＣとＰＡＬで同じインチ数でも視聴に適したＴＶからの距離に大きな差がある。ＰＡＬはＮＴＳＣに比べてＴＶに接近して視聴することができる。例えば、３７型ではＰＡＬ方式はＮＴＳＣ方式に比べて５０ｃｍ以上ＴＶに接近して視聴できることになる。これはＰＡＬ方式の大きなメリットの一つである。

しかし、ＰＡＬ方式をＮＴＳＣ準拠のパネルで表示した場合、スケーラによる解像度変換が発生し、本来の６２５本の走査線の表示ができない。そのため、従来の製品ではＰＡＬ特有のメリットが享受できない状況であった。

そこで、本発明のごときＰＡＬの走査線数に特化した液晶パネルを作成し、ＰＡＬ方式の走査線を１対１で表示することによって、視聴者はその分だけ近くで視聴することができ、ＰＡＬ方式本来のメリットを享受できることとなる。このように、ＰＡＬ解像度に特化したパネルを使用する意義は大きい。

また、仮に、６インチ程度のモニタで、ＰＡＬパネルに準拠した解像度の液晶パネルを適用したとしても、６インチモニタの場合、走査線数による視聴に適した距離の差は表１の通り高々１０ｃｍ以下である。さらに、仮にプロジェクタでＰＡＬパネルに準拠した解像度を適用したとしても、プロジェクタの場合は投影するサイズ数が一定でないので、一律にはＰＡＬ方式のメリットを得られるとは言えない。従って、特に大型液晶パネルにおいてＰＡＬ方式に特化することの意義は大きくなる。

直視型表示パネルであること、さらには１７インチ以上のパネルであることの有効性は、視聴者がＴＶを視聴する実使用環境を考慮してみても理解できる。（１）プライベートルームで１７インチのＴＶを視聴する場合、（２）リビングで３７インチのＴＶを視聴する場合について考察する。

（１）１７インチはプライベートルームでの視聴が主になる。従って、プライベートルームを２.７ｍ×２.７ｍ（約４.５畳）の部屋とすると、部屋の端にＴＶを置き、部屋の中央で視聴すると視聴距離は１.３６ｍとなる。１７インチの最適視聴距離は、ＮＴＳＣパネルで１.５１ｍ、ＰＡＬ特化パネルが１.２６ｍである。このように、ＰＡＬパネルは、最適視聴距離よりも長くなるので、適した状態で視聴できる。

（２）リビングを４ｍ×５.５ｍ（約１４畳）の部屋とすると、部屋の端にＴＶを置き、部屋の中央で視聴すると視聴距離は２.７ｍとなる。３７インチの最適視聴距離は、ＮＴＳＣパネルで３.２８ｍ、ＰＡＬ特化パネルが２.７６ｍである。このように、ＰＡＬパネルは、最適視聴距離を確保できるので、適した状態で視聴できる。他のインチ数についてもＰＡＬパネルのほうが適した状態で視聴できる場面が大幅に増えることは明らかである。

このように、表示パネルをＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号に最適化することにより、同じサイズのパネルにおいて最適視聴距離を最も短くすることが可能となる。また、その効果は、パネルサイズが大きいほうが大きくなる。

また、本発明の実施形態としてＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式の映像信号を表示する液晶パネルについて説明したが、他の放送方式例えばＮＴＳＣ方式を表示する液晶パネルについても映像信号の走査線と表示パネルの垂直方向の画素が１：１にしたものであり、表示パネルの水平方向と垂直方向のサイズの比率がワイドサイズの比率であり、放送方式本来の垂直解像度での視聴ができるものであれば、放送方式本来の解像度に応じた最適視聴距離を確保できるので、この発明の範疇である。

本発明の一実施形態に係る映像表示装置の一構成例における主要部を示す図である。 図１の映像表示装置においてＰＡＬ方式の映像信号を表示する際の映像信号変換処理例を説明するための図である。 液晶パネルの各ラインに対するＰＡＬ映像信号（偶フィールド）の割り当て方法を説明するための図である。 液晶パネルの各ラインに対するＰＡＬ映像信号（奇フィールド）の割り当て方法を説明するための図である。 図１の映像表示装置において１０８０ｉ信号を表示する際の映像信号変換処理例を説明するための図である。 液晶パネルの各ラインに対する１０８０ｉ信号（偶フィールド）の割り当て方法を説明するための図である。 液晶パネルの各ラインに対する１０８０ｉ信号（奇フィールド）の割り当て方法を説明するための図である。 １０８０ｉ信号を５４０ラインの液晶パネルに表示する際の１０８０ｉ信号と５４０ラインとの位置関係を説明するための図である。 図１の映像表示装置の回路構成例を示す図である。 従来のＰＡＬ方式の映像ソース用の映像表示装置の構成の主要部を示す図である。 従来のＷ−ＸＧＡ方式のマトリックス型表示装置における、ＰＡＬ標準映像信号の映像信号変換処理を説明するための図である。 従来のＷ−ＸＧＡ方式のマトリックス型表示装置における、ハイビジョン映像信号の映像信号変換処理を説明するための図である。 従来のＷ−ＸＧＡ方式のマトリックス型表示装置における、１０８０ｉ信号に対する垂直スケーリングを説明するための図である。

符号の説明

１１…入力切換部、１２…ＡＤコンバータ、１３…スケーリング用ラインメモリ、１４…簡易スケーラ、１５…画質強調補正部、１６…ＯＳＤ制御部、１７…ＯＳＤ混合部、１８…γ補正部、１９…液晶コントローラ、２０…表示パネル、２１…ゲートドライバ、２２…ソースドライバ。

Claims (6)

1. ドットマトリクス方式の表示装置に特定の映像方式の映像信号を表示する映像表示装置において、
   前記表示装置は、垂直方向の画素数が前記映像信号の有効走査線数に対してオーバースキャン分だけ少ない画素数に設定されており、前記映像信号の走査線と表示装置の垂直方向の画素が１：１に対応したものであり、前記表示装置の水平方向と垂直方向のサイズの比率が４：３であることにより、
   前記映像信号の表示に最適化されていることを特徴とする映像表示装置。
2. ドットマトリクス方式の表示装置にＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号を表示する映像表示装置において、
   前記表示装置は、垂直方向の画素数がＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号の有効走査線数に対してオーバースキャン分だけ少ない画素数に設定されており、映像信号の走査線と表示装置の垂直方向の画素が１：１に対応したものであり、前記表示装置の水平方向と垂直方向のサイズの比率が４：３であることにより、
   ＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式の映像信号の表示に最適化されていることを特徴とする映像表示装置。
3. 前記表示装置の垂直方向の画素数は５４０であることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
4. 前記表示装置の水平方向の画素数は７２０であることを特徴とする請求項３に記載の映像表示装置。
5. インターレース方式の１０８０本の有効走査線数をもつ映像信号を半分の走査線数にスケーリングして前記表示装置に表示することを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
6. 前記表示装置の１画素は赤青緑の３色から構成されているものであり、前記１画素の水平方向及び垂直方向はほぼ等しいサイズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の映像表示装置。

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