JP2677681B2 - フィールドインデックス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、液晶、プラズマ、発光素子（EL）、蛍光
素子等により構成された画素をマトリックス状に配列し
てなる表示画面をインターレース方式により画像表示駆
動するためのマトリックス駆動表示装置等に使用される
フィールドインデックス装置に関する。

（従来の技術） 近年、テレビジョン受像機、コンピュータ・ディスプ
レイをはじめとする画像表示装置おいては、ブラウン管
の代替品として、液晶、プラズマ等に代表される画素の
マトリックス配列構成による平面状パネルが使用される
ことが多くなってきた。平面状パネルは、薄型、小型で
あるため車載用マルチビジョン等、その応用も広範囲と
なりつつある。

テレビジョン受像機用液晶を例にとると、技術的、経
済的な理由により、画面サイズが２〜７インチ、画素数
では横（行）方向300〜800、縦（列）方向200〜240程度
のものが主流であり、その殆どがノンインターレース表
示方式を採用している。

ノンインターレース表示方式は、インターレース表示
方式に比べて、列方向（デルタ配列の場合は行列両方
向）の解像度が低下（垂直解像度の低下）するが、画面
サイズが数インチ程度の液晶パネル上では殆ど問題とな
らない。しかし最近のように、画面の大形化、高精細化
が進むに従って、上記解像度の低下が目立つようにな
る。この場合、通常のテレビジョン方式では、列方向の
画素数を440〜480に増大することにより、NTSC方式にお
けるインターレース表示が可能となり、表示部としては
ブラウン管並の垂直解像度を実現することが可能とな
る。

しかしこの場合は、インターレース表示を行うため
に、偶数フィールドと奇数フィールドを判別して、フィ
ールドに応じた画素駆動を行う必要がある。

第７図は、NTSC方式テレビジョン信号の連続した２フ
ィールド分の垂直同期パルスの前後の波形を示してい
る。

同図（7A）の垂直同期パルスの前部は、偶数フィール
ド、後部は奇数フィールドである。同図（7B）は、同図
（7A）の垂直同期パルスに連続した次の垂直同期パルス
の前後の波形であり、偶数、奇数フィールドの関係は逆
転する。

第８図は、第７図（7A）、（7B）の映像信号を同期分
離回路を回路に通して得られた垂直同期パルスVDと水平
同期パルスHDを示している。第８図の（8A）の信号と
（8B）の信号とは第７図の（7A）と（7B）の映像信号に
対応している。

上記のように奇数フィールドと偶数フィールドでは、
垂直同期パルスに対して水平同期パルスの位相が異な
る。この位相の違いを利用することにより、奇数、偶数
フィールドの信号を判別することができる。

第9A図は、フィールドインデックス回路であり、第9B
図は各部信号波形である。

水平同期パルスHDは、Ｄタイプフリップフロップ回路
91のデータ入力部、イクスクルーシブオア回路92の一方
の端子、さらにＤタイプフリップフロップ回路93のクロ
ック入力部に供給される。Ｄタイプフリップフロップ回
路91のクロック入力部には、十分高い周波数のクロック
Cpが供給されている。垂直同期パルスVDは、Ｄタイプフ
リップフロップ回路93、94のデータ入力部に供給されて
いる。

イクスクルーシブオア回路92からは、第9B図（9b）の
パルスが得られる。このパルスは、Ｄタイプフリップフ
ロップ回路94、95のクロックとして利用されると供に、
インバータ98を介してアンド回路97に供給されている。
Ｄタイプフリップフロップ回路94、95の出力は、アンド
回路96に入力され、このアンド回路96の出力がアンド回
路97に入力されている。アンド回路97の出力は、Ｄタイ
プフリップフロップ回路99のクロック入力部に供給され
る。このフリップフロップ回路99のデータ入力部には、
さきのフリップフロップ回路93の出力が入力される。第
9B図の（9c）〜（9g）は、第１フィールドでの各部の信
号波形であり、第9B図の（9h）〜（9l）は第２フィール
ドでの各部の信号波形である。

上記の回路は、フリップフロップ回路93の出力をラッ
チするラッチパルスを得るタイミングが、偶数フィール
ドと奇数フィールドとで異なることを利用している。

フィールドインデックス信号は、偶数フィールドのと
きハイレベル、奇数フィールドのときローレベルで得ら
れる。

フィールドインデックス信号を得る他の方法として
は、垂直同期パルスの立上り時点から最初の水平同期パ
ルスが立上がるまでの時間は、偶数フィールドと奇数フ
ィールドにおいてそれぞれ、45.5μｓと10.5μｓである
から、この時間の差異を検出して判別する方法もある。
また多少複雑な回路構成が許されれば、垂直同期パルス
前後の等化パルスを数えることによりフィールド検出を
行いフィールド判別を行うことも可能である。

しかしながら、上記したフィールド判別方法は、すべ
て標準信号のフィールド判別を前提としており、ジッタ
ーを持ち、疑似垂直同期パルスが挿入される場合がある
ビデオテープレコーダ（VTR）の再生出力信号や、フィ
ールド間差異が全くない車載用マルチビジョンシステム
におけるCD−ROMからの地図再生信号、あるいは弱電界
地域での外部ノイズにより波形妨害を受けた信号に対し
て、正確に判別できるフィールド判別装置は実用化され
ていない。

このために、例えばVTRにおいては、疑似垂直同期パ
ルスの挿入タイミングを可変できるボリウムを設け、ユ
ーザが不具合のないように調整することが必要とされて
いる。これらの対策を行ないと、フィールドを逆に表示
することにより、画像の垂直方向のがたつき、あるい
は、片方のみのフィールドの重ね書き、ときには偶数フ
ィールドと奇数フィールドのランダムな入れ替わりとい
うような現象が生じる。

第10図は、フィールド入れ替りがあった場合の画面上
の不具合を示している。第10図（Ａ）は偶数行と奇数行
に映像信号を逆に与えた場合の画素の状態を示し、同図
（Ｂ）は正常な場合を示している。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように従来のマトリックス駆動表示装置にお
いて、そのフィールドインデックス装置は、標準のNTSC
方式信号が入力された場合を前提としており、疑似同期
信号を持つような映像信号の場合不安定となったり、ま
た非標準方式の信号が入力された場合は、確実にフィー
ルド判別出力を得られないという欠点があり、非標準方
式の映像信号をインターレース表示することができなか
った。

そこでこの発明は、標準方式の信号のフィールド判定
は勿論のこと、疑似信号あるいはインターレース対応が
なされていない静止画信号等にたいしても安定したフィ
ールド判別出力を得ることができ、また広い範囲の非標
準方式の信号に対してもフィールド判別出力を得ること
が可能なフィールドインデックス装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、水平同期またはこれに類する水平情報パ
ルスと、垂直同期またはこれに類する垂直情報パルス
と、前記水平情報パルスより十分に高い周波数のクロッ
クパルスが入力され、あるフィールドにおける垂直情報
パルスから最初の水平情報パルスまでの時間情報を検出
する時間情報検出手段と、この時間情報検出手段により
検出された時間情報を保持する時間情報保持手段と、こ
の時間情報保持手段により保持された時間情報と、次の
フィールドにおいて上記時間情報検出手段により検出さ
れた時間情報とを大小比較し、この結果を出力する大小
比較手段と、前記垂直情報パルスまたはこれと同周期に
パルスによりハイレベル、ローレベルを繰返し出力しフ
ィールドインデックス信号として導出する信号発生手段
と、この信号発生手段により発生される信号と、前記大
小比較手段から出力される比較結果出力との位相を比較
する位相比較手段と、この位相比較手段により得られる
位相比較結果情報がＮフィールド（Ｎ＞０）連続して不
一致の場合に、前記信号発生手段によって発生される信
号の位相を変化させてフィールドインデックス出力とす
る位相修正手段とを備えるものである。

４（作用） 上記の手段により、まず、垂直情報パルスまたはこれ
と同周期のパルスによりハイレベルとローレベルを繰り
返す信号が信号発生手段から無条件に得られる。この信
号は、大小比較手段の結果出力と位相比較され、当該信
号の位相がＮフィールド分連続して比較結果と所定の関
係に無い場合は、複数の位相比較結果エラーを参照して
いる位相修正手段により当該位相の修正（反転）が行わ
れ、大小比較結果出力と常に一定の関係を維持するよう
に（フィールド判定が正しい判定となるように）補正さ
れる。また、非標準方式の映像信号処理時には、位相比
較結果はランダムに正常となったりエラーとなったりす
るので信号発生手段からのインデックス信号の位相修正
は行われず安定した出力として維持される。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例である。入力端子11には
水平周波数よりも充分高い周波数のクロックが供給さ
れ、入力端子12には垂直同期信号もしくはこれに類する
周波数信号（以下これを垂直情報パルスという）が供給
され、入力端子13には水平同期信号もしくはこれに類す
る周波数信号（以下これを水平情報パルスという）が供
給される。

垂直情報パルスVDは、時間計測を行うカウンタ14のリ
セット入力端子に供給されるとともに、パルス発生器15
に供給される。カウンタ14は、垂直情報パルスVDが入力
すると、高速クロックCkを計数する。一方、パルス発生
器15は、垂直情報パルスVDが入力すると、水平情報パル
スHDに同期化した出力を得るもので、この出力は垂直情
報パルスVDが入力する毎にハイレベルとなり所定期間後
にローレベルとなる。

このパルス発生器15の出力は、ラッチ手段としてのＤ
タイプフリップフロップ回路16、17のクロックとして利
用される。フリップフロップ回路16にはさきのカウンタ
14の出力が供給されている。これにより、フリップフロ
ップ回路16には、垂直情報パルスVDが入力してから、最
初の水平情報パルスHDが入力するまでの期間のクロック
数（時間情報）がラッチされることになる。フリップフ
ロップ回路16の出力は、フリップフロップ回路17に供給
される。したがって、フリップフロップ回路16と17の出
力には、１フィールド前と後の時間情報が得られること
になる。

この時間情報は、大小比較器18に供給され、その大小
比較が行われる。この比較器18は、一方が大きいとき
は、ハイレベルの出力を得、他方が大きいときはローレ
ベルの出力を得る。

この大小比較結果を示す出力は、奇数フィールドと偶
数フィールドが交互に到来すれば、必ず、１フィールド
毎にハイレベルとローレベルを繰り返す（例えば30Hz）
ことになる。これは、第８図で示したように、垂直同期
パルスが到来した後、最初に到来する水平同期パルスの
時間間隔は、奇数フィールドと偶数フィールドとで異な
るからである。

大小比較器18の出力は、位相比較器19に供給され、分
周器20からの出力と位相比較される。分周器20は、パル
ス発生器15の出力を分周しており、パルス発生器15の出
力が供給されるごとにハイレベルとローレベルを繰り返
す。この分周器20の出力は、フィールド周波数が60Hzで
あれば30Hzである。

よって、この回路は、大小比較器18側の系統と、分周
器20側の系統の２系統から30Hzのフィールドインデック
ス情報を得ることができるが、実際に用いられるフィー
ルドインデックス出力としては、上記分周器20の出力が
用いられる。これは、位相比較の結果が奇数フィールド
に渡ってエラーである場合、位相修正回路21により分周
器20を制御して位相反転し、フィールドインデックス信
号を正常なものとするためである。したがって、位相修
正回路21には、位相比較器19からの位相比較結果が入力
されている。この比較結果は、連続する複数フィールド
分が位相修正回路21に格納される。その格納のようのク
ロックとしては、パルス発生器15の出力（60Hz）が利用
される。複数フィールドに渡って連続したエラー情報が
格納されると、位相修正回路21は、分周器20の出力を反
転させてフィールドインデックス信号を正常なものとす
る。また、位相比較結果が、ハイレベル、ローレベルを
ランダムに出力するような不安定なものであると、位相
修正回路21におけるエラー判定論理が成立せず、分周器
20の現在の出力の位相が安定して維持されたままフィー
ルドインデックス信号として出力される。

第２図は、上記の回路をさらに具体的に示したもので
ある。

第１図の回路に対応する部分には第１図と同じ符号を
付している。詳しく現れている部分は、パルス発生器1
5、位相比較器19、分周器20および位相修正回路21の部
分である。

パルス発生器15、分周器20はそれぞれフリップフロッ
プ回路により構成され、位相比較器19はイクスクルーシ
ブオア回路により構成されている。また、位相修正回路
21は、縦列接続されたフリップフロップ回路21a〜21f
と、フリップフロップ回路21a〜21cの出力の論理積をと
るアンド回路21g、フリップフロップ回路21e〜21fの出
力の論理積をとるアンド回路21h、アンド回路21gと21h
の出力の負論理を得るナンド回路21iと、このナンド回
路21iの出力と、パルス発生器15の出力との論理積を得
るアンド回路21jから構成されている。位相比較器19の
出力（ハイレベルもしくはローレベル）は、フリップフ
ロップ回路21a〜21fにおいて、フィールド毎に転送され
る。ここで、位相比較結果が連続して６回（６フィール
ドに渡り）エラー（ハイレベル）であったとすると、ナ
ンド回路21iの出力がローレベルとなるために、このロ
ーレベルのタイミングでは、パルス発生器15からパルス
が出力されても分周器20にパルスが与えられない。よっ
て分周器20の出力の反転タイミングが１フィールド分ず
れることになり位相修正が行われる。

第３図および第４図は、上記のフィールドインデック
ス回路のタイミングチャートを示している。第３図の
（3a）〜（3r）はそれぞれ第２図の回路に記入した各部
の信号波形であり、この例は位相比較結果が連続して６
回エラーであった場合を示し、３回目のエラー発生から
位相修正されるまでの経過を示している。四角の点線の
枠で囲んでいる部分が、位相修正された時点を示してい
る。第４図は更にカウンタ14の計数出力まで細かく示し
たタイミングチャートである。同図（4a）は垂直情報パ
ルス、同図（4b）はクロックCk、同図（4c）はカウンタ
14の各ビット出力（８ビット）を示している。同図（4
d）は水平情報パルス、同図（4e）はパルス発生器15の
出力である。更に同図（4f）と（4g）はフリップフロッ
プ回路16、17の出力を各ビットで示している。同図（4
h）は比較結果出力である。

上記したように、このフィールドインデックス回路に
よると、通常は、分周器20からフィールド毎にハイレベ
ル、ローレベルを繰返すインデックス信号を得ている一
方で、隣り合うフィールドにおける垂直情報パルスと水
平情報パルスとの各時間間隔を比較して、やはりローレ
ベルとハイレベルを繰返す信号を作成している。そし
て、両信号の位相比較を行い、その比較結果が一定の結
果となるように、分周器出力を位相制御している。

次に、このインデックス回路がマトリックス駆動表示
装置に用いられた場合の機能を説明する。一般に、マト
リックス駆動表示装置においては、ある一連の映像信号
系入力に対して、上下数Ｈ分は省略され、画面中央部分
のみが表示される。従って、標準方式あるいはこれに準
ずる映像信号の場合は、ある１フィールド分の信号入力
に対して、これが奇数フィールドであるか偶数フィール
ドであるかの判断は重要ではなく、各水平信号情報の上
下の関係がフィールド間で維持されることが重要であ
る。

仮に偶数フィールドの情報を間違って奇数行に表示し
たとしても、上下関係が崩れなければ画面全体として１
ライン分スクロールした状態と等価であり、これに対す
る視覚上の問題はない。この状態を第５図に示す。ODD
は奇数行、EVENは偶数行である。第５図（Ａ）は正常な
状態であり同図（Ｂ）は、フィールド判別は間違ってい
るが上限関係は維持されいる画像であり全体が垂直方向
にずれた状態になっている。

また複数系映像信号間の水平情報パルスと垂直情報パ
ルスの相対タイミング関係は、ランダムな差異がある得
るが、この中の１信号系に着目すれば、各フィールド間
の水平情報パルスと垂直情報パルスのタイミング関係は
VTRのジッター成分程度であり相対的にはほぼ安定して
いる。

第６図（Ａ）は、垂直情報パルスVDに対する奇数フィ
ールド（ODD−FIELD）の水平情報パルスおよび偶数フィ
ールド（EVEN−FIELD）の水平情報パルスの位相位置を
示している。この場合は同図（Ｃ）に示すように正常な
位置に画像を得ることができる。同図（Ｂ）はジッタな
どにより垂直情報パルスの位相がずれた場合を示してい
る。この場合も、位相修正によりラインの上下関係が維
持されるので画面全体が垂直方向にずれるだけであり、
同図（Ｄ）に示すように画像としては崩れることはな
い。TO1及びTO2は奇数フィールドにおける時間差、TE1
及びTE2は偶数フィールドにおける時間差である。

よって、この実施例のように、隣り合うフィールドに
おける垂直情報パルスと水平情報パルスとの時間情報を
比較して、分周器から得ているフィールドインデックス
信号の位相を監視しておれば、安定して正常な位相のイ
ンデックス信号を得ることができる。つまり予め、比較
結果とインデックス信号の位相（レベル）を取り決めて
おくことにより正常な位相のインデックス信号に位相修
正を行うことができる。

次に非標準映像信号が処理される場合について説明す
る。例えばCD−ROMの地図情報等フィールド間差異の無
い映像信号は、インターレース化を行ったとしても垂直
解像度の向上はない。従って、同じラインの重ね書きの
みを避ければよいから１フィールド毎に任意の奇数、偶
数フィールド判定出力を得るだけでよい。CD−ROMの地
図情報等フィールド間差異の無い映像信号が処理される
場合、比較器の出力は、等しいかまたはパルスのジッタ
の影響でランダムかつ無意味なハイレベル、ローレベル
を繰り返すことになる。従って、この場合は、位相修正
回路が有効に働き、連続して例えば６フィールド分連続
して、位相比較エラーが発生しなければ、分周器の出力
位相は変化することはなく、安定したインデックス出力
を得ることになる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、標準方式の信
号のフィールド判定は勿論のこと、疑似信号あるいはイ
ンターレース対応がなされていない静止画信号等の広い
範囲の非標準方式の信号に対してもフィールド判別出力
を得、インターレース表示を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の回路をさらに詳しく示す図、第３図および第４図
は第２図の回路の各部の信号波形を示す図、第５図はこ
の発明の回路の動作例を説明するために示した画像の例
を示す説明図、第６図もこの発明の回路の動作例を説明
するために示した同期パルスタイミングチャートと画像
の例を示す説明図、第７図はテレビジョン信号の説明
図、第８図は同期信号の説明図、第9A図は従来のフィー
ルドインデックス回路の説明図、第9B図は第9A図の回路
の動作を説明するために示したタイミングチャート、第
10図はフィールド判別の誤りにより生じる画面の説明図
である。 14……カウンタ、15……パルス発生器、16、17……フリ
ップフロップ回路、18……大小比較器、19……位相比較
器、20……分周器、21……位相修正回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平同期またはこれに類する水平情報パル
   スと、垂直同期またはこれに類する垂直情報パルスと、
   前記水平情報パルスより十分に高い周波数のクロックパ
   ルスが入力され、あるフィールドにおける垂直情報パル
   スから最初の水平情報パルスまでの時間情報を検出する
   時間情報検出手段と、 この時間情報検出手段により検出された時間情報を保持
   する時間情報保持手段と、 この時間情報保持手段により保持された時間情報と、次
   のフィールドにおいて上記時間情報検出手段により検出
   された時間情報とを大小比較し、この結果を出力する大
   小比較手段と、 前記垂直情報パルスまたはこれと同周期にパルスにより
   ハイレベル、ローレベルを繰返し出力しフィールドイン
   デックス信号として導出する信号発生手段と、 この信号発生手段により発生される信号と、前記大小比
   較手段から出力される比較結果出力との位相を比較する
   位相比較手段と、 この位相比較手段により得られる位相比較結果情報がＮ
   フィールド（Ｎ＞０）連続して不一致の場合に、前記信
   号発生手段によって発生される信号の位相を変化させて
   フィールドインデックス出力とする位相修正手段とを具
   備したことを特徴とするフィールドインデックス装置。