JP3493950B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP3493950B2
JP3493950B2 JP13207597A JP13207597A JP3493950B2 JP 3493950 B2 JP3493950 B2 JP 3493950B2 JP 13207597 A JP13207597 A JP 13207597A JP 13207597 A JP13207597 A JP 13207597A JP 3493950 B2 JP3493950 B2 JP 3493950B2
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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、液晶ディスプレイ
における画面の表示位置および表示サイズの自動的な最
適化手段を備えた液晶表示装置(国際特許分類 G09
G 1/14)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、コンピュータ等の信号源から発生
する信号を液晶表示画面に表示する際に、信号源から発
生した水平および垂直同期信号と映像信号との位相差
は、一般的に信号源の種類によって異なるために、液晶
表示画面上で表示される画像の位置もまた異なるので、
これを自動的に調整するために、例えば特開平7−21
9486号公報に示されるように、入力水平および垂直
同期信号を元にして液晶表示装置の駆動のためのパルス
と、信号源から発生された映像信号をコンパレータ等を
用いて一定レベルでスライスした信号を生成しておき、
AND回路を用いて上記の液晶表示装置駆動パルスとコ
ンパレータの出力信号との位相を比較し、比較結果をC
PUへフィードバックし、CPUはその位相比較結果を
もとにして上記の液晶表示装置駆動パルスの位相を制御
することで、自動的に液晶画面上の位置の制御が行われ
ていた。
【0003】この従来の自動位置調整の目的は、ユーザ
ーが表示される画面を見ながら、画面表示位置を表示位
置調整手段で調整するという手間を省き、それと共に画
面表示位置の調整用スイッチのような調整手段を不要と
することにある。
【0004】しかしながら、信号源から発生する信号の
タイミング、すなわち1水平期間当たりの画素データ数
および1垂直期間当たりのライン数もまた多種多様であ
るため、液晶表示装置が有する画素数とは一般的には一
致しないので、単に映像信号をA/D変換してディジタ
ルとなったRGB信号を液晶表示画面へ伝達するだけで
は、表示領域を100%使用して表示すること(以下、
ジャストスキャンと記す)ができない。よってジャスト
スキャンを行うためには、入力信号に対してスキャン変
換、すなわち1水平期間のデータ数および1垂直期間の
ライン数が、使用する液晶表示画面の画素数と一致させ
るような処理を施さなければならない。
【0005】このように、多種多様なタイミングの表示
にあたって、液晶表示装置を用いつつ、かつジャストス
キャンを行うためには、画像が液晶の表示領域の中央に
正確に位置するような液晶表示装置駆動パルスの位相設
定を行うことのみならず、信号源のタイミングに応じて
最適なスキャン変換率の設定をも行わなければならな
い。しかしながら、 従来における自動位置調整は、入
力信号源のタイミング、特に水平周波数と液晶表示装置
を駆動する水平パルスの周波数が同一にできる場合、す
なわちスキャン変換を実施しなくてもよい場合にしか適
応できないため、表示の位置の自動調整しか実施するこ
とができず、表示サイズの自動調整ができない。
【0006】また、入力信号源の周波数と液晶表示装置
を駆動するパルスの周波数が同一にできる場合、すなわ
ち入力映像信号の有効画素数と液晶表示装置の有効画素
数が同一の場合でも、入力映像信号を生成した元々のク
ロック周波数がいかほどであるかは、一般に信号源毎に
異なり、画像を正確に液晶表示画面上で再現するために
は、信号源側のドットクロック周波数とA/D変換時の
サンプリングクロック周波数とを完全に一致させなけれ
ばならないのであるが、従来における液晶表示装置は、
A/D変換時のサンプリングクロック周波数の自動調整
手段を持っていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の液
晶表示装置では、信号源のタイミングは多種多様であり
液晶表示画面上ではスキャン変換を行い、かつスキャン
変換率を最適に設定しなければジャストスキャンにはな
らないという現状に相反して、任意の信号タイミングに
対して位置とサイズの自動調整ができない。また、スキ
ャン変換の必要がない信号に限定しても、信号源側のド
ットクロック周波数とA/D変換時のサンプリングクロ
ック周波数を一致させる手段を持っていないために、多
種多様の信号源から生成される映像信号を正確に表示す
るためには、結局のところユーザーが表示される画面を
見ながら画面表示位置とサイズまたはサンプリングクロ
ックの周波数を調整しなければならず、それと共に画面
表示位置、サイズ、サンプリングクロック周波数の調整
用スイッチのような調整手段が必要となり、操作手段の
構成が複雑化してしまうという問題があった。
【0008】本発明はこの問題に鑑み、液晶表示部を用
いた映像表示において、多種多様なタイミングに対して
画面位置、サイズ、サンプリングクロック周波数が最適
となるように、自動的に画面の位置とサイズとサンプリ
ングクロック周波数を調整することが可能な映像表示装
置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】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶表示装置は、ディジタルRGB信号を
液晶表示部に表示可能なようにスキャン変換するスキャ
ン変換回路と、前記液晶表示部の表示期間を示すイネー
ブル信号を生成するイネーブル信号生成手段と、前記ス
キャン変換されたディジタルRGB信号と前記イネーブ
ル信号との位相を比較し、その結果を比較信号として出
力する比較手段とを備え、前記比較手段からの比較信号
に応じて前記スキャン変換の変換率、および前記イネー
ブル信号の位相を変更することによって、前記ディジタ
ルRGB信号の前記液晶表示部上における映像の表示位
置と表示サイズを自動的に調整するようにしたものであ
り、又、液晶表示部に表示可能なようにA/D変換およ
び必要に応じてスキャン変換されたディジタルRGB信
号と、液晶表示装置の表示期間を示すイネーブル信号の
位相を比較し、その結果に応じたスキャン変換の変換率
の変更、イネーブル信号の位相の変更、およびA/D変
換のサンプリングクロック周波数の変更によって、液晶
表示装置上における映像の表示位置と表示サイズとA/
D変換のサンプリングクロック周波数を自動的に調整す
ようにしたものであります。その結果、多種多様なタ
イミングに対して、表示位置の調整だけではなく、画面
の位置、サイズ、A/D変換のサンプリングクロック周
波数を自動的に調整することができるという作用効果が
得られるものであります。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、液晶表示部に表示可能
なようにスキャン変換されたディジタルRGB信号と、
前記液晶表示部の表示期間を示すイネーブル信号との位
相を比較し、その結果に応じて前記スキャン変換の変換
率、および前記イネーブル信号の位相を変更することに
よって、前記液晶表示部上における映像の表示位置と表
示サイズを自動的に調整することを特徴とするものであ
り、多種多様の信号タイミングに対して自動的に最適な
位置とサイズの設定を行うことで、ユーザーが表示され
る画面を見ながら画面表示位置、サイズ、サンプリング
クロック周波数を手動で調整するという手間を省き、そ
れと共に画面表示位置、サイズ、サンプリングクロック
周波数の調整用スイッチのような調整手段が不要となる
ものである。
【0011】以下に、本発明の一実施の形態について、
図1、図2、図3、図4、図5、図6、図7、図8を用
いて説明する。
【0012】(実施の形態1)図1において、入力アナ
ログ映像信号は、A/D変換器15〜17によってディ
ジタル映像信号へと変換される。A/D変換器15〜1
7のサンプリングクロックADCKはPLL回路18に
よって生成される。PLL回路18は、入力水平同期信
号Hを逓倍することでADCKを生成する。逓倍の倍率
の設定は、制御信号PLLCTによって行われる。
【0013】図1のスキャン変換回路1は、入力ディジ
タル映像信号の水平画素数および垂直画素数を、液晶表
示部2が表示可能な画素数へと変換するためのものであ
り、スキャン変換率(変換前の画素数と変換後の画素数
の比率)は制御信号SCTにて設定される。スキャン変
換後のディジタル映像信号はR’、G’、B’で、それ
ぞれ6ビットである。
【0014】図1の液晶表示部2は、R’、G’、B’
それぞれ6ビットのディジタル映像信号をカラー表示す
るもので、制御信号として水平同期信号HP、垂直同期
信号VP、及び液晶表示部2の表示期間のみHレベルと
なるイネーブル信号ENBP、およびクロックCLKを
必要とする。水平同期信号HPの周波数および垂直同期
信号VPの周波数は、信号源の水平同期および垂直同期
の周波数と一致するとは限らない。これは信号源と液晶
表示部2の間にスキャン変換回路1が挿入されているた
めである。イネーブル信号ENBPがHレベルとなる期
間が、液晶表示部2における表示期間を示しているた
め、液晶表示部2へ入力されるディジタル信号R’、
G’、B’の表示器間とイネーブル信号ENBPがHレ
ベルとなる期間が完全に一致すれば、画面上の画像は必
然的に最適化(ジャストスキャン)される。
【0015】図1のクロック信号CLKは、A/D変換
のサンプリングクロックADCKとは周波数が異なって
もよい。
【0016】図1のOR3は、スキャン変換回路2の出
力ディジタル信号R’、G’、B’のそれぞれ最上位ビ
ットのORをとるためのものであり、OR3の出力信号
は、RGB信号の表示期間はHとなり、ブランキング期
間はLとなる。
【0017】図1のカウンター4は液晶表示部2を駆動
するクロックCLKをカウントすることで、液晶表示部
2の水平同期信号HP、イネーブル信号ENBPの元と
なる信号HENB、水平同期信号HPに対して位相がず
れた信号HP2を生成する。それぞれの信号の位相設定
は制御信号HCCTによって行われる。
【0018】図1のカウンター5は、カウンター4にて
発生した信号HP(液晶表示部2の水平同期信号であ
る)をカウントすることで、液晶表示部2の垂直同期信
号VP、およびイネーブル信号ENBPの元となる信号
VENBを生成する。それぞれの信号の位相設定は制御
信号VCCTによって行われる。
【0019】AND6は、カウンター4にて生成された
信号HENBとカウンター5にて生成された信号VEN
BのANDをとることで、液晶表示部2のイネーブル信
号ENBPを生成するためのものである。
【0020】図1の7〜13はフリップフロップであ
る。フリップフロップ7は、OR3の出力信号をクロッ
クCLKの立ち上がりで再度同期をとるためのものであ
る。出力信号はYである。
【0021】フリップフロップ8およびNOT15は、
イネーブル信号ENBPをクロックCLKの立ち下がり
で同期をとるためのものである。出力信号は、非反転側
がENBP2であり、反転側が/ENBP2である。
【0022】フリップフロップ9は、イネーブル信号E
NBPの元となる信号VENBの位相をずらすためのも
ので、信号VENBを信号HP2(水平同期信号HPに
対して位相がずれている)の立ち上がりで同期をとる。
出力信号は、非反転側がVENB2であり、反転側が/
VENB2である。
【0023】フリップフロップ10〜13は、信号Yを
それぞれENBP2、/ENBP2、VENB2、/V
ENB2の立ち上がりで同期をとるためのものであり、
出力信号はそれぞれHF、HB、VF、VBである。
【0024】CPU14は、フリップフロップ10〜1
3の出力信号の結果に応じて、スキャン変換回路1の制
御信号SCT、カウンター4、5の制御信号HCCT、
VCCT、PLL回路18の逓倍の倍率を制御する信号
PLLCTの設定を変更するためのものである。
【0025】次に、図2、図3、図4、図5を用いて、
画面位置/サイズと、CPU14への入力信号HF、H
B、VF、VBとの関係を説明する。以下の説明におい
て、図1中の液晶表示部2の有効画素数は、水平が10
24画素、垂直は768ラインとする。故に、液晶表示
装置の表示期間を示すイネーブル信号ENBPは、水平
レートで見たときのH期間は1024CLK、垂直レー
トで見たときのH期間は768ラインとなる。
【0026】図2は、図1の液晶表示部2上の画像のサ
イズが、水平、垂直ともに小さい場合の、HF、HB、
VF、VBのタイミング図である。簡単のために入力信
号は全白とした。この場合はスキャン変換回路1の出力
R’、G’、B’はいずれも同じ波形(全白のため)と
なる。よって簡単のためにR’のみ記したが、G’、
B’はR’と同一波形である。
【0027】まず、水平レートにおけるタイミング波形
を説明する。信号YはR’に対して1CLK遅れた信号
となる。信号ENBP2は信号ENBPに対して半CL
K遅れた信号となり、/ENPB2はENPB2の反転
波形となる。
【0028】信号HFは信号Yを信号ENPB2の立ち
上がりでラッチした信号であるので、この場合は常にL
となる。 信号HBも同様に信号Yを信号/ENPB2
の立ち上がりでラッチした信号であるので、この場合は
常にLとなる。
【0029】次に垂直レートにおけるタイミング波形を
説明する。信号HP2は図のように信号HPに対して半
周期ずれた信号である。信号VENB2は信号VENB
をHP2の立ち上がりでラッチした信号である。/VE
NBP2はVENBP2の反転信号である。信号VFは
信号YをVENBP2の立ち上がりでラッチした信号で
あるため、この場合は常にLとなる。信号VBは信号Y
を/VENBP2の立ち上がりでラッチした信号である
ため、この場合は常にLとなる。
【0030】図3は、液晶表示部2の画像のサイズが、
水平、垂直ともに大きい場合の、HF、HB、VF、V
Bのタイミング図である。ここにおいても簡単のために
入力信号は全白とした。本例の場合は、信号HF、H
B、VF、VBはいずれもHとなる。
【0031】図4は、液晶表示部2上の画像のサイズ
が、水平、垂直ともに最適である場合の、HF、HB、
VF、VBのタイミング図である。ここにおいても簡単
のために入力信号は全白とした。本例の場合は、信号H
F=L、HB=H、VF=H、VB=Lとなる。
【0032】以上、図2〜4をまとめると、信号HF、
HB、VF、VBの状態と画面上の位置/サイズには図
5のような関係がある。
【0033】次に、自動位置/サイズ調整においてCP
U14が行うべき処理の1例を図6、図7、図8を用い
て説明する。本実施の形態では、入力信号源の有効表示
画素数は液晶表示部の有効表示画素数とは異なるものと
する。故に水平及び垂直のサイズの制御はスキャン変換
回路1の変換率の制御という形で行う。PLL回路18
の分周比の設定は適当な値でよい。
【0034】図6は自動位置/サイズ調整の処理の流れ
(フローチャート)のメイン部分である。本例では垂直
の位置/サイズの最適化を先に行う。
【0035】図7は、垂直方向における画面の位置/サ
イズ自動調整のフローチャートである。垂直に関する情
報のみ取得すればよいため、HF、HBはここでは不要
であり、VF、VBを読みとる。VF、VBの状態と、
現在の画面の状態は、図5にすでに記したような関係に
あるため、画面状態がその逆となるような処理を行えば
よい。例えば(VF、VB)=(L、L)の場合は、現
在の垂直方向の画面状態は、サイズが小さい状態にある
ため、垂直サイズを大きくする処理を行う。具体的に
は、図1においてCPU14からスキャン変換回路1へ
の制御信号SCTによって、垂直方向のスキャン変換率
の設定を変える。(VF、VB)=(H、L)の場合
は、すでに現在の画面状態が、垂直に関しては最適であ
るかもしれないので、一度わざと下にずらし、画面が下
になりすぎたことを確かめ、再度上にずらして終了とす
る。ここで、画面位置を下にずらすまたは上へずらす制
御は、図1のCPU14からカウンター5への制御信号
VCCTによって行う。つまり液晶表示部2へ入力する
信号R’、G’、B’とは独立に信号VPおよびVEN
Bの位相をずらす。
【0036】図8は、水平方向における画面の位置/サ
イズ自動調整のフローチャートである。水平に関する情
報のみ取得すればよいため、VF、VBはここでは不要
であり、HF、HBを読みとる。HF、HBの状態と、
現在の画面の状態は、図5にすでに記したような関係に
あるため、画面状態がその逆となるような処理を行えば
よい。例えば(HF、HB)=(L、L)の場合は、現
在の水平方向の画面状態は、サイズが小さい状態にある
ため、水平サイズを大きくする処理を行う。サイズ設定
の変更は垂直のときと同様にCPU14からスキャン変
換回路1への制御信号SCTによって行う。(HF、H
B)=(L、H)の場合は、すでに現在の画面状態が最
適であるかもしれないので、一度わざと左へずらし、画
面が左へゆきすぎたことを確かめ、再度右へずらして終
了とする。画面の左右へのずらし方であるが、CPU1
4からカウンター4への制御信号HCCTによって信号
HP、HENB、HP2を同時に同じ量だけ位相をずら
すことで行う。
【0037】(実施の形態2)次に、本発明の第2の実
施の形態を図1、図6、図7、図9、図10を用いて説
明する。本実施の形態では、入力信号源の有効表示画素
数は液晶表示部の有効表示画素数と全く同一であるとす
る。このため、水平及び垂直方向に関してはスキャン変
換の必要は全くない。よってCPU14からの制御信号
SCTによってスキャン変換回路の変換率は水平垂直と
もに1となるように設定しておく。以下の説明において
も、図1中の液晶表示部2の有効画素数は、水平が10
24画素、垂直は768ラインとする。故に、液晶表示
装置の表示期間を示すイネーブル信号ENBPは、水平
レートで見たときのH期間は1024CLK、垂直レー
トで見たときのH期間は768ラインとなる。
【0038】HF、HB、VF、VBと、画面上の位
置、サンプリングクロック周波数との相関は、図9のよ
うになる。本実施の形態では、スキャン変換の必要がな
いタイミングに限定しているため、画面全体が表示され
るような映像信号が入力されていれば、(VF、VB)
が(L、L)または(H、H)になることはあり得な
い。
【0039】(HF、HB)が(L、L)のとき、つま
り水平サイズが小さい状態にあると検出されたときは、
A/D変換のサンプリングクロックADCKの周波数が
信号源のドットクロック周波数より低いことを意味す
る。なぜならば、例えば信号源側の1水平期間当たりの
ドットクロック数が1200、そのうち有効表示部分が
1024であるとする。これをドットクロック周波数よ
り低い周波数でサンプリングする、つまり例えば1水平
期間当たりのPLL18の分周比を1100としてサン
プリングしてしまった場合、1100サンプルのうち、
(1100×1024/1200)=約938サンプル
が有効表示の部分となるわけであるが、液晶表示装置1
の水平画素数は今の場合1024であるため、1024
−938=86画素の部分はブランキングとなってしま
い、ユーザーから見ると、水平サイズが小さいように見
える。(HF、HB)=(H、H)のとき、つまり水平
サイズが大きいと検出したときは、上記とは逆に、実は
サンプリングクロック周波数が信号源のドットクロック
周波数より高いのである。
【0040】次に図6、図7、図10を用いて、本実施
の形態における自動調整の処理の流れの1例を説明す
る。
【0041】本実施の形態においても、垂直調整を水平
調整に先んじて実施することとする。処理のメインの部
分は実施の形態1における図6と全く同一である。垂直
調整についても実施の形態1における図7をそのまま使
用できる。ただし、本実施の形態の場合は、上記で説明
した通り(VF、VB)が(L、L)または(H、H)
になることは無い。
【0042】図10は、本実施の形態においてCPU1
4が行うべき水平調整の流れを記したものである。実施
の形態1における図8との相違点は、水平のサイズの調
整をスキャン変換回路1への設定変更により実施するの
ではなく、PLL回路18の逓倍の倍率設定の変更とい
う形で行う点である。
【0043】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、入力信
号の方式(有効表示画素数や水平同期周波数、垂直同期
周波数、ドットクロック周波数)をあらかじめ知る必要
はなく、液晶表示部を用いての映像表示において、多種
多様なタイミングに対して自動的にジャストスキャンと
なるように自動的に画面の位置、サイズ、A/D変換の
サンプリングクロック周波数を調整する自動位置サイズ
調整回路を提供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1における自動位置サイズ
調整回路の回路図
【図2】本発明の実施の形態1における各信号のタイミ
ング図
【図3】本発明の実施の形態1における各信号のタイミ
ング図
【図4】本発明の実施の形態1における各信号のタイミ
ング図
【図5】本発明の実施の形態1における検出信号と画面
状態との相関を示す図
【図6】本発明の実施の形態1における制御フロー図
(メイン)
【図7】本発明の実施の形態1における制御フロー図
(垂直調整)
【図8】本発明の実施の形態1における制御フロー図
(水平調整)
【図9】本発明の実施の形態2における検出信号と画面
状態との相関を示す図
【図10】本発明の実施の形態2における制御フロー図
(水平調整)
【符号の説明】
1 スキャン変換回路 2 液晶表示装置 3 OR 4、5 カウンター 6 AND 7〜13 フリップフロップ 14 CPU 15〜17 A/D変換器 18 PLL回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−219486(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/36 G09G 3/20 650 G09G 3/20 660

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタルRGB信号を液晶表示部に表
    示可能なようにスキャン変換するスキャン変換回路と、
    前記液晶表示部の表示期間を示すイネーブル信号を生成
    するイネーブル信号生成手段と、前記スキャン変換され
    ディジタルRGB信号と前記イネーブル信号との位相
    を比較し、その結果を比較信号として出力する比較手段
    とを備え、前記比較手段からの比較信号に応じて前記ス
    キャン変換の変換率、および前記イネーブル信号の位相
    を変更することによって、前記ディジタルRGB信号の
    前記液晶表示部上における映像の表示位置と表示サイズ
    を自動的に調整することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 信号源から生成されるアナログのRGB
    信号をディジタルRGB信号へ変換するA/D変換器
    と、前記A/D変換器のサンプリングクロックを生成す
    るためのPLL回路と、液晶表示部に表示が可能となる
    ように、ディジタルRGB信号の1水平期間当たりのデ
    ータ数と1垂直期間当たりのライン数を変換するスキャ
    ン変換回路と、前記液晶表示部の表示期間を示すイネー
    ブル信号を生成するためのカウンターと、前記ディジタ
    ルRGB信号が一定以上のレベルであるかどうかを判定
    するために各色の最上位ビットのORをとるためのOR
    回路と、前記OR回路が出力する信号と前記イネーブル
    信号との位相を比較するためのフリップフロップと、前
    記フリップフロップの出力値に応じて前記スキャン変換
    回路の変換率と前記イネーブル信号を生成するためのカ
    ウンターの設定を変更するCPUとを備えた請求項1記
    載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 信号源から生成されるアナログのRGB
    信号をディジタルRGB信号へ変換するA/D変換器
    と、ディジタルRGB信号を液晶表示部に表示可能なよ
    うにスキャン変換するスキャン変換回路と、前記液晶表
    示部の表示期間を示すイネーブル信号を生成するイネー
    ブル信号生成手段と、前記スキャン変換されたディジタ
    ルRGB信号と前記イネーブル信号との位相を比較し、
    その結果を比較信号として出力する比較手段とを備え、
    前記液晶表示部へ表示するための、 アナログRGB信号からディジタルRGB信号へのA/
    D変換において、前記A/D変換時のサンプリングクロ
    ックの周波数を前記ディジタルRGB信号と前記液晶表
    示部の表示期間を示すイネーブル信号との位相比較結果
    に応じて自動的に 調整し、前記A/D変換時のサンプリ
    ングクロックの周波数が前記アナログRGB信号を生成
    した信号源のドットクロック周波数に完全に一致するよ
    うにしたことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 信号源から生成されるアナログのRGB
    信号をディジタルRGB信号へ変換するA/D変換器
    と、前記A/D変換器のサンプリングクロックを生成す
    るためのPLL回路と、前記液晶表示部の表示期間を示
    すイネーブル信号を生成するためのカウンターと、前記
    ディジタルRGB信号が一定以上のレベルであるかどう
    かを判定するために各色の最上位ビットのORをとるた
    めのOR回路と、前記OR回路が出力する信号と前記イ
    ネーブル信号の位相を比較するためのフリップフロップ
    と、前記フリップフロップの出力値に応じて前記PLL
    回路における逓倍の倍率設定を変更するCPUとを備え
    た請求項3記載の液晶表示装置。
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