JP3244422B2 - 走査線変換回路 - Google Patents

走査線変換回路

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JP3244422B2
JP3244422B2 JP06578996A JP6578996A JP3244422B2 JP 3244422 B2 JP3244422 B2 JP 3244422B2 JP 06578996 A JP06578996 A JP 06578996A JP 6578996 A JP6578996 A JP 6578996A JP 3244422 B2 JP3244422 B2 JP 3244422B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号の走査線
数を変換する走査線変換回路に関し、液晶プロジェクタ
などの液晶表示装置などにおいて有用なものである。
【0002】
【従来の技術】従来より液晶プロジェクタなどの液晶表
示装置は、陰極線管(CRT)の代わりにドットマトリ
クス液晶パネルを備える。この液晶パネルは一般に、標
準的な仕様に合わせて形成されており、水平画素数およ
び垂直ライン数は、予め決められている。たとえば、V
GA仕様のパネルでは、水平640画素×480ライン
となっている。
【0003】ここで、NTSC方式(ライン数525
本、フィールド周波数59.94Hz、水平周波数1
5.734KHz、2対1インタレース走査)の映像信
号を、上記VGA仕様の液晶パネルに表示する場合に
は、映像信号の画面有効期間のライン数がほぼ240本
であるため、映像信号の走査線数を2倍に変換する必要
がある。
【0004】また、PAL/SECAM方式(ライン数
625本、フィールド周波数50Hz、水平周波数1
5.625KHz、2対1インタレース走査)の映像信
号を上記VGA仕様の液晶パネルに表示する場合には、
映像信号の画面有効期間のライン数がほぼ270本であ
るため、映像信号の走査線数を12/7倍に変換する必
要がある。
【0005】ここで、従来においては、映像信号の走査
線数を2倍あるいは12/7倍にする走査線変換回路が
発明されており、その技術は「特願平5−190520
号公報」などに開示されている。具体的には、2個のラ
インメモリを縦列に接続し、初段のラインメモリで走査
線数を2倍に変換し、後段のラインメモリで走査線数を
さらに6/7倍に変換するものが一般的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
走査線変換回路において、走査線数を2倍に変換する場
合には、たとえばPAL/SECAM方式の信号が入力
すればそのライン数は312.5本であるので、変換後
に625本となってフィールド内の水平同期信号の連続
性は保たれるのに対して、走査線数を6/7倍に変換す
る場合は、変換前の信号のライン数625本に対し変換
後は535.7本となるため、フィールド内の水平同期
信号のスキュー歪みを生じてしまう。そして、このスキ
ュー歪みの量が大きいと、液晶パネルの駆動信号を生成
するために必要なクロック信号を発生するPLL回路の
動作が乱れ、その結果として液晶パネルに表示される画
像の上部に画像曲がりを生ずるという問題があった。
【0007】また一方、PAL/SECAM方式の標準
映像信号に対して6/7倍の走査線数の変換を行なう場
合には、ラインメモリの書込系リセットパルスと読出系
リセットパルスの位相関係は安定状態を保つことができ
るのに対して、PAL/SECAM方式のビデオカセッ
トレコーダ(VCR)などから再生した非標準映像信号
の走査線数を6/7倍に変換する場合には、上記書込系
リセットパルスと読出系リセットパルスの位相関係が垂
直帰線期間内のスキュー歪みおよびジッタの影響を受け
ることによって不安定な状態となり、水平有効画面の外
にあるべき書込アドレスの読出アドレスに対する追越し
点が、映像の水平有効画面内に存在してしまうという問
題があった。すなわち、書込系リセットパルスと読出系
リセットパルスの位相関係が安定な状態である場合は、
図6(a),(b)に示されるように、ラインメモリの
読出アドレスに対する書込アドレスの追越し点が水平有
効画面の外にあるが、これらの位相関係が垂直帰線期間
内のスキュー歪みおよびジッタの影響を受けて不安定に
なった場合には、図6(c),(d)に示されるよう
に、上記追越し点が映像の水平有効画面内に入り込み、
画面上にノイズが発生してしまう。
【0008】本発明は、上記のような映像信号の走査線
数を変換することによって生ずる問題点を解消するため
になされたもので、画像曲がりやノイズなどのない適正
な画像を得ることのできる走査線変換回路を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る走査線変
換回路は、メモリと、水平カウント手段と、垂直カウン
ト手段とを備える。ここで、メモリは、入力される映像
信号の走査線数を変換する。また、水平カウント手段
は、メモリから読出すデータのアドレスを初期化するた
めの信号を生成してメモリに供給する。また、垂直カウ
ント手段は、水平カウント手段の動作を1垂直帰線期間
内に複数回初期化するものである。
【0010】請求項2に係る走査線変換回路は、請求項
1に記載の走査線変換回路であって、その垂直カウント
手段は、1/2水平走査期間の間隔で連続して少なくと
も2回水平カウント手段の動作を初期化するものであ
る。
【0011】請求項3に係る走査線変換回路は、請求項
1に記載の走査線変換回路であって、その垂直カウント
手段は、メモリに入力される映像信号の1水平走査期間
のアドレス開始時点と、上記映像信号の走査線数を変換
した後の信号の1水平走査期間のアドレス開始時点の差
が小さくなるときに、水平カウント手段の動作を初期化
するものである。
【0012】請求項4に係る走査線変換回路は、入力さ
れる映像信号の走査線数を12/7倍に変換するメモリ
と、水平カウント手段と、垂直カウント手段とを備え
る。ここで、水平カウント手段は、メモリから読出すデ
ータのアドレスを初期化するための信号を生成してメモ
リに供給する。また、垂直カウント手段は、1垂直帰線
期間内において、水平カウント手段の動作を1回初期化
し、さらに、2倍の水平周波数で14または28水平走
査周期経過後に水平カウント手段の動作の2回目の初期
化を行なうものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一
または相当部分を示す。
【0014】図1は、本発明の実施の形態に係る走査線
変換回路の構成を示すブロック図である。図1に示され
るように、この走査線変換回路は、入力端子1と、入力
端子1から入力される映像信号を信号Y、信号R−Y、
および信号B−Yの映像信号に変換する入力信号処理回
路2と、入力信号処理回路2から入力される映像信号の
走査線数を変換する走査線変換処理部4と、走査線変換
処理部4から信号Y,R−Y,B−Yを入力して、RG
Bマトリクス変換、極性反転、V−T(電圧−透過率)
補正、多相展開処理を行なう出力信号処理回路7と、入
力端子1より入力された映像信号がNTSC方式による
ものかPAL/SECAM方式によるものかを判別し判
別信号NT/PALを出力するとともに、入力された映
像信号から同期分離して生成した水平同期信号HSと垂
直同期信号VSを出力する同期判別回路3と、同期判別
回路3から入力される垂直同期信号VS、水平同期信号
HS、および判別信号NT/PALに基づいて走査線変
換処理部4を制御する走査線変換処理コントロール部5
と、走査線数変換後の映像信号に対応した水平同期信号
HD2および垂直同期信号VDを走査線変換処理コント
ロール部5から入力することによって出力信号処理回路
7、Xドライバ8、およびYドライバ9を制御するタイ
ミングコントロール部6とを備える。
【0015】ここで、走査線変換処理部4と走査線変換
処理コントロール部5の具体的構成は、図2によって示
される。図2に示されるように、走査線変換処理部4
は、入力されたアナログの信号Y,R−Y,B−Yをそ
れぞれデジタル信号に変換するA/D変換器4aと、デ
ジタル変換された信号R−Yと信号B−Yを1画素ごと
に選択出力して点順次色差信号を出力するマルチプレク
ス回路4bと、デジタル変換された信号Yと点順次色差
信号の走査線数を2倍にするラインメモリAと、さらに
ラインメモリAの出力信号の走査線数をPAL/SEC
AM方式時に6/7倍に変換するラインメモリBと、走
査線変換された点順次色差信号を再び信号R−Yと信号
B−Yに分離するデマルチプレクス回路4cと、信号R
−Y,B−Yと位相を合わせるため信号Yを遅延させる
遅延回路4dと、デジタル信号をアナログ信号に変換す
るD/A変換器4eとを含む。
【0016】また、走査線変換処理コントロール部5
は、PLL5a,5bと、スイッチ回路5cと、水平カ
ウンタ5d,5eと、垂直カウンタ5fとを含む。
【0017】ここで、PLL回路5aは、入力端子1に
入力された映像信号の水平同期信号HSに位相ロックし
た基準クロック信号CLK1を発生させるとともに、基
準クロック信号CLK1を分周して作成した水平同期信
号HD1をPLL回路5bへ出力する。
【0018】また、PLL回路5bは、入力される水平
同期信号HD1に位相ロックし、かつ基準クロック信号
CLK1の6/7倍の周波数の基準クロック信号CLK
2を発生する。
【0019】また、スイッチ回路5cは、同期判別回路
3から入力される判別信号NT/PALに基づき制御さ
れ、入力端子1にNTSC方式の映像信号が入力された
場合には基準クロック信号CLK1を、PAL/SEC
AM方式の映像信号が入力された場合には基準クロック
信号CLK2を、基準クロック信号CLK3として選択
的に水平カウンタ5e、ラインメモリB、およびD/A
変換器4eに供給する。
【0020】また、水平カウンタ5dは、入力される基
準クロック信号CLK1を分周して、A/D変換器4a
およびラインメモリAへ書込系クロック信号を供給し、
マルチプレクス回路4bへ色差信号の点順次変換信号M
PXを供給する。さらに、水平カウンタ5dは、カウン
ト値をデコードすることによって、書込系リセットパル
スWRST1、読出系リセットパルスRRST1、水平
周期クロック信号HCLKを生成し、書込系リセットパ
ルスWRST1および読出系リセットパルスRRST1
をラインメモリAへ、水平周期クロック信号HCLKを
垂直カウンタ5fへそれぞれ供給する。
【0021】また、垂直カウンタ5fは、同期判別回路
3から供給された垂直同期信号VSを基準にカウント動
作を開始し、カウント値をデコードすることによって、
垂直同期信号VDを生成し、タイミングコントロール部
6へ供給する。さらに、垂直カウンタ5fは、水平カウ
ンタ5eを初期化するために2種類のリセットパルスV
RESET1,VRESET2を出力する。
【0022】また、水平カウンタ5eでは、入力される
クロック信号CLK3を分周して、色差信号をデマルチ
プレクスするための信号DMPXを生成してデマルチプ
レクス回路4cに供給するとともに、カウント値をデコ
ードすることによって、読出系リセットパルスRRST
2をラインメモリBへ供給する。さらに、水平カウンタ
5eは、水平同期信号HD2を生成し、タイミングコン
トロール部6へ供給する。
【0023】次に、上記実施の形態に係る走査線変換回
路の動作を図を参照して説明する。図3は、PAL/S
ECAM方式の映像信号がラインメモリA,Bに書込ま
れ、また、その走査線変換後の映像信号がラインメモリ
A,Bから読出されるタイミングを示すタイミング図で
ある。ラインメモリAには、基準クロック信号CLK1
を1/2分周したクロック信号が入力され、このクロッ
ク信号によってA/D変換器4aで変換されたデジタル
信号が、図3(a)に示されるように、1水平走査周期
(1H)に1ラインのデータを1度走査することにより
ラインメモリAに書込まれる。そして、図3(b)に示
されるように、ラインメモリAからは、入力される基準
クロック信号CLK1に基づいて1Hに1ラインのデー
タを2度走査することにより映像信号が読出される。こ
のとき、ラインメモリAの書込系のリセットは、書込系
リセットパルスWRST1によりfH(水平周波数)
で、読出系のリセットは読出系リセットパルスRRST
1により2fHで行なう。この結果、走査線変換により
映像信号の水平時間軸が1/2となるため、フィールド
周波数一定のまま走査線数を2倍にすることができる。
【0024】一方、ラインメモリBには、基準クロック
信号CLK1が入力されるため、この信号により、図3
(c)に示されるように、ラインメモリAから読出され
たそのままの周期でラインメモリBに映像信号が書込ま
れる。そして、PAL/SECAM方式の映像信号の走
査線数の変換においては、スイッチ回路5cの選択によ
り基準クロック信号CLK2がラインメモリBに入力さ
れるため、この書込まれた映像信号は、図3(d)に示
されるように、12/7倍の水平周波数で読出される。
この結果、最終的な映像信号は、フィールド周波数一定
のままその走査線数が12/7倍されたこととなる。
【0025】図4は、映像信号の垂直帰線期間における
走査線変換回路の動作を説明するためのタイミング図で
ある。ラインメモリAには、図4(a)に示されるPA
L/SECAM方式の映像信号が入力される。なお、図
4(b)は垂直同期信号VSを示す。ラインメモリAで
は、入力されるfH周波数の書込系リセットパルスWR
ST1が図4(c)に示されるようにローレベルになる
たびにアドレスが初期化され、先頭番地から順番に図4
(d)に示される1水平走査期間の映像信号が書込まれ
る。ここで、図4(d)のD1,D2…は、1水平走査
期間の画素データの集まりを表わす。一方、ラインメモ
リAからの読出しは、図4(e)に示される2fH周波
数の読出系リセットパルスRRST1がローレベルにな
るたびに、アドレスが初期化されることによって先頭番
地から順番に行なわれる。そのときのラインメモリAか
らの出力信号は、図4(f)に示される。
【0026】次に、ラインメモリBでの動作であるが、
映像信号の書込みは、ラインメモリAの出力信号をその
まま書込むこととする。また、ラインメモリBでの映像
信号の読出しは、図4(k)に示される読出系リセット
パルスRRST2がローレベルになるたびにラインメモ
リBのアドレスが初期化されることによって、図4
(l),(m)に示されるように、1水平走査期間の映
像信号の先頭番地から順に行なわれることとなる。ここ
で、読出系リセットパルスRRST2は、以下のように
水平カウンタ5eで生成される。
【0027】まず、垂直カウンタ5fは、図4(b)に
示される垂直同期信号VSの立下がりエッジを図4
(g)に示される2fH周波数の水平周期クロック信号
HCLKでラッチすることによって生成された初期化信
号によりカウント動作を始め、垂直カウンタ値が図4
(h)に示されるようにインクリメントされる。そし
て、垂直カウンタ5fは、この垂直カウンタ値をデコー
ドすることで、図4(i)に示されるリセットパルスV
RESET1および図4(j)に示されるリセットパル
スVRESET2を生成する。ここで、リセットパルス
VRESET1は、図4(i)に示されるように、垂直
カウンタ値が0と17となるときに立下がり、垂直カウ
ンタ値が5と33となるときに立上がる。また、リセッ
トパルスVRESET2は、図4(j)に示されるよう
に、垂直カウンタ値が0となるときに立下がり、垂直カ
ウンタ値が4となるときに立上がる。そして、リセット
パルスVRESET1またはリセットパルスVRESE
T2の立上がりのタイミングにおいて水平カウンタ5e
が初期化され、図4(k)に示されるようにラインメモ
リBに供給される読出系リセットパルスRRST2がロ
ーレベルとされる。
【0028】ここで、図4(i),(j)に示されるよ
うに、垂直カウンタ値が4および5となるときのごとく
連続した垂直カウンタ値の変化点で2回リセットパルス
VRESET1、VRESET2が立上がることにより
水平カウンタ5eを初期化することによって、PAL/
SECAM方式の映像信号の走査線数を12/7倍する
場合に発生する水平同期信号のスキュー歪みを低減する
ことができる。
【0029】具体的には、図5に、映像信号の走査線数
を12/7倍することによる水平同期信号のスキュー歪
みの発生とそれを低減した信号を示す。なおここで、図
5では、説明をわかりやすくするためにデジタル信号の
代わりにアナログ信号で模式的に表わし、さらに、図中
の映像信号では垂直帰線期間を考慮せず、すべての走査
線に信号波形を記すこととしている。
【0030】図5(a)に示される映像信号は、ライン
メモリAによって走査線数を2倍とする走査線変換処理
を行なった後の走査線数が625本の映像信号である。
この信号はさらに、ラインメモリBで走査線数を6/7
倍とする走査線変換処理がなされ、図5(b)に示され
るような走査線数が536本の映像信号となる。ここ
で、この映像信号は図5(b)に示されるように、53
6番目の水平走査周期(536H)にスキュー歪みを持
つが、そのスキュー歪みは図5(c)に示されるような
映像信号とすることによって低減される。すなわち、図
5(b),(c)に示される536H前後の信号は、そ
れぞれ拡大すると図5(d),(e)のように示される
が、図5(d)に示されるように、1垂直走査期間の最
後の1水平走査周期である536Hが、1周期目から5
35周期目までの水平走査期間の37μSに比して27
μSとなっている。このため、垂直カウンタ5fは、水
平カウンタ5eに供給するリセットパルスVRESET
1を535周期目の水平走査開始後32μS経った後に
立上げ、さらに32μS経った後に水平カウンタ5eに
供給するリセットパルスVRESET2を立上げること
で、水平カウンタ5eからラインメモリBにそれらの立
上げタイミングでローレベルの読出系リセットパルスR
RST2が供給されるようにする。そして、このローレ
ベルのパルスによりラインメモリBの読出アドレスが初
期化されるため、ラインメモリBからは図5(e)に示
される映像信号が出力される。
【0031】ここで、上記スキュー歪みについてさらに
説明すれば、図5(a)に示される走査線数を2倍とし
た映像信号は、1水平走査期間が32μSで625H連
続しているが、6/7倍の走査線数の変換を施すと、時
間軸が7/6倍となり、1水平走査期間が32×(7/
6)=37.3μSとなる。したがって、32μS×6
25H={32μS×(7/6)}×535H+26.
7μSという簡単な計算により、端数の26.7μSが
生じる(スキュー歪み)ことがわかる。ここで、スキュ
ー歪み改善前の歪み量は37.3−26.7=10.6
μSで1水平走査期間の10.6/37.3=28%に
なる。
【0032】一方、スキュー歪み改善後の歪み量は、3
7.3−32=5.3μSで1水平走査期間の5.3/
37.3=14%に減少させることができ、液晶パネル
の駆動信号を生成するために必要なクロック信号を発生
するPLL回路の動作の乱れを抑え、液晶パネル画面の
上部に発生する画像曲がりを除去することができる。
【0033】次に、図4(h),(i)に示されるよう
に、リセットパルスVRESET1が垂直カウンタ値5
および33となる変化点で2回立上がることによって、
水平カウンタ5eを2度初期化する動作について説明す
る。
【0034】ラインメモリBの書込系と読出系のリセッ
トパルスの位相関係は毎フィールドの垂直帰線期間内で
初期化され、その位相関係が1フィールド期間保持され
る。しかし、VCR等から再生された非標準映像信号の
場合、垂直帰線期間内の垂直同期信号付近においてはス
キューやジッタ成分を含んでいるので、そのスキューや
ジッタの影響を受けている水平同期信号HSを入力する
PLL回路5a、さらにはPLL回路5bの動作が不安
定となり、その結果ラインメモリA,Bに供給される書
込系と読出系のリセットパルスの位相関係も不安定とな
ってしまう。このため、図4(b)に示されるローレベ
ルの垂直同期信号VSの直後に、図4(h),(i)に
示されるように垂直カウンタ値が5となる変化点で1回
初期化した後、同じ垂直帰線期間内においてPLL回路
5a,5bが安定状態になり、かつ有効映像画面期間が
始まる直前の垂直カウンタ値が33となる変化点で2回
目の初期化を行なうことにより、図4(k)に示される
読出系リセットパルスRRST2の安定化を図る。さら
に、図3に示されるように、入力される映像信号と、そ
の走査線数が12/7倍されラインメモリBから読出さ
れる映像信号は、入力される映像信号の水平走査周期単
位で7H毎にアドレス開始点が接近することから、1回
目の初期化から2回目の初期化までの時間は、入力され
る映像信号の水平走査周期単位で7Hの整数倍の関係を
保つとよい。これを、2倍の水平周波数(2fH)でカ
ウントすることによる垂直カウンタ値で置換えていえ
ば、カウンタ値が14の整数倍となる間隔で初期化する
とよいことになる。よって、図4(h),(i)に示さ
れるように、垂直カウンタ値が5となるときにリセット
パルスVRESET1を立上げ水平カウンタ5eを1回
初期化し、さらに、その後垂直カウンタ値が14の整数
倍である28増えた垂直カウンタ値が33となるときに
(有効映像画面期間が始まる前でもある)、リセットパ
ルスVRESET1を立上げることによって水平カウン
タ5eの2回目の初期化を行なうこととしている。
【0035】
【発明の効果】請求項1に係る走査線変換回路によれ
ば、その垂直カウント手段は、1垂直帰線期間内に複数
回水平カウント手段の動作を初期化するため、映像信号
の走査線数変換に伴うスキュー歪みやジッタの影響を回
避することができる。
【0036】請求項2に係る走査線変換回路によれば、
その垂直カウント手段は、1/2水平走査期間の間隔で
連続して少なくとも2回水平カウント手段の動作を初期
化するため、映像信号においてその走査線数変換後にフ
ィールド毎に発生する水平同期信号のスキュー歪みを低
減することにより、画面の上部に発生する画像曲がりを
除去することができる。
【0037】請求項3に係る走査線変換回路によれば、
その垂直カウント手段は、メモリに入力される映像信号
の1水平走査期間のアドレス開始時点と、上記映像信号
の走査線数変換後の信号の1水平走査期間のアドレス開
始時点の差が小さくなるときに水平カウント手段の動作
を初期化するため、メモリでの書込アドレスの追越しに
よるノイズが液晶パネルの有効画面範囲内に発生するこ
とを回避して、適正な画像を得ることができる。
【0038】請求項4に係る走査線変換回路によれば、
その垂直カウント手段は、1垂直帰線期間内において2
倍の水平周波数で14または28水平走査周期経過後に
水平カウント手段の動作の2回目の初期化を行なうこと
とするため、PAL/SECAM方式のVCRなどから
再生した非標準映像信号に対してもジッタに影響される
ことなく安定した走査線数の変換を行なうことができ、
適正な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る走査線変換回路の構
成を示すブロック図である。
【図2】図1の走査線変換処理部および走査線変換処理
コントロール部の構成を具体的に示すブロック図であ
る。
【図3】PAL/SECAM方式の映像信号がラインメ
モリに書込まれ、またラインメモリから読出されるタイ
ミングを示すタイミング図である。
【図4】映像信号の垂直帰線期間における走査線変換回
路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図5】走査線数の変換によるスキュー歪みの発生とそ
の改善効果を説明するための図である。
【図6】ラインメモリの読出アドレスに対する書込アド
レスの追越しとそれによるノイズの発生を説明するため
の図である。
【符号の説明】
A,B ラインメモリ 5 走査線変換処理コントロール部 5e 水平カウンタ 5f 垂直カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/36 G02F 1/133 505

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力される映像信号の走査線数を変換す
    るメモリと、 前記メモリから読出すデータのアドレスを初期化するた
    めの信号を生成して前記メモリに供給する水平カウント
    手段と、 前記水平カウント手段の動作を1垂直帰線期間内に複数
    回初期化する垂直カウント手段とを備える走査線変換回
    路。
  2. 【請求項2】 前記垂直カウント手段は、1/2水平走
    査期間の間隔で連続して少なくとも2回前記水平カウン
    ト手段の動作を初期化する、請求項1に記載の走査線変
    換回路。
  3. 【請求項3】 前記垂直カウント手段は、前記メモリに
    入力される映像信号の1水平走査期間のアドレス開始時
    点と、前記映像信号の走査線数を変換した後の信号の1
    水平走査期間のアドレス開始時点の差が小さくなるとき
    に、前記水平カウント手段の動作を初期化する、請求項
    1に記載の走査線変換回路。
  4. 【請求項4】 入力される映像信号の走査線数を12/
    7倍に変換するメモリと、 前記メモリから読出すデータのアドレスを初期化するた
    めの信号を生成して前記メモリに供給する水平カウント
    手段と、 1垂直帰線期間内において、前記水平カウント手段の動
    作を1回初期化し、さらに、2倍の水平周波数で14ま
    たは28水平走査周期経過後に前記水平カウント手段の
    動作の2回目の初期化を行なう垂直カウント手段とを備
    える走査線変換回路。
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