JP4299496B2

JP4299496B2 - 表示装置およびテレビ受像機

Info

Publication number: JP4299496B2
Application number: JP2002138324A
Authority: JP
Inventors: 鍵二浦崎
Original assignee: NEC Display Solutions Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2022-05-14
Also published as: JP2003333462A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像表示装置に関するものであり、画面とは異なるアスペクト比を有する映像信号を受信した場合にも、その映像の大部分を画面の中央部に歪みなく表示する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のテレビ放送においては、通常のＮＴＳＣ（national television system committee）方式のテレビジョン映像(アスペクト比４：３)の他に、ハイビジョンなどの横長の映像（アスペクト比１６：９）が混在して送信されている。なお、この明細書において、アスペクト比というときは、映像もしくは画面の横の長さ：縦の長さの比（横縦比）を示すものとする。
【０００３】
また、このような背景のもと、市場においては、映像表示領域のアスペクト比が４：３のモニタや、１６：９のモニタが存在している。さらには、映像表示領域のアスペクト比が４：３のモニタにおいてアスペクト比１６：９の映像を表示するための工夫がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
映像表示領域のアスペクト比が４：３であるモニタにおいて、アスペクト比が１６：９である映像を入力した場合には、映像を画面中央部に表示し、映像の上部および下部に黒色のマスク表示を行う方法（レターボックス表示）が一般的である。このような方法がとられるのは、以下のような理由による。
【０００５】
アスペクト比１６：９の映像を、アスペクト比４：３の映像を有する液晶モニタに出力すると、表示された映像は水平方向に圧縮された映像となる。そこで、表示映像の歪みを無くすために、垂直方向に映像を圧縮して表示する必要があるが、垂直方向に映像を圧縮することにより、垂直方向の映像幅が小さくなる。そして、垂直方向の映像幅が画面の垂直方向の幅より小さくなると、液晶モジュールの特性により、映像が画面最上部から始まり、映像部下側には再度同じ映像が繰り返し表示されることになる。
【０００６】
そこで、画面端より水平および垂直に映像を順次表示していくマトリクスタイプの表示パネルおよびそのような順次表示制御を行うドライバを有するモジュールを使用した液晶モニタにおいては、液晶モジュール前段の回路内にフレームメモリを備え、フレームメモリ内において、中央部に映像を配置するとともに映像の上部および下部に黒色の映像をそれぞれ配置した映像データを構成し、この映像データを液晶モジュールに表示するようにしていた。
【０００７】
このため、アスペクト比４：３の液晶表示装置において、アスペクト比１６：９の映像を歪みなく表示させるためには、フレームメモリを備える必要があり、回路規模が大きくなるという問題があった。また、コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、回路規模が小さく、低コスト化を図りながら、アスペクト比１６：９を有する映像信号の大部分をアスペクト比４：３の表示画面中央部に歪みなく表示する技術を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の発明の主題は、横縦比４：３の映像表示領域を有するマトリクスタイプの表示モジュールを備えた表示装置であって、前記表示装置が入力する１フレームの入力映像信号は、垂直方向に走査される水平方向の複数のライン信号からなり、垂直方向の上端および下端の所定数のライン信号、および、各ライン信号の左右端の所定数の映像信号は、表示する必要のない非映像用信号であって、前記入力映像信号のうち前記非映像用信号を除いた信号が映像用信号と定義されており、前記表示装置は、前記入力映像信号の種別を判定する映像判定手段と、前記入力映像信号が横縦比１６：９の映像に対応した信号であると前記映像判定手段によって判定された場合、前記入力映像信号の横縦比を維持したまま前記入力映像信号の前記非映像用信号及び前記映像用信号を共に水平方向及び垂直方向に関して互いに等しい特定拡縮率で拡縮させることにより相似映像信号を生成する拡縮手段と、前記相似映像信号のうち前記非映像用信号に対応した垂直方向の上端および下端の所定数のライン信号を所定色でマスクするとともに、前記相似映像信号のうち前記映像用信号に対応した垂直方向の上端および下端のライン信号のうち特定割合のライン信号を前記所定色でマスクすることによって、前記映像表示領域内において横縦比１６：９の実映像を表示する表示手段と、歪みの無い前記実映像が前記表示手段の表示画面中央よりも上部に偏って表示される様に、前記特定割合および前記特定拡縮率を決定する決定手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
｛実施の形態１｝
図１は、本発明の実施の形態１にかかる映像表示装置である液晶モニタ１の機能ブロックを示す図である。図１において、ビデオ回路２は図示せぬ映像供給手段より供給される映像信号を入力し、当該映像信号からデジタル映像信号および同期信号を出力する。同期信号は入力映像信号のタイミング情報として利用される水平同期信号と垂直同期信号とを含んでいる。以下の説明においては、ビデオ回路２から出力されるデジタル映像信号についても、単に入力映像信号と表現することにする。
【００１８】
ラインメモリ３はビデオ回路２によって出力された入力映像信号を数ライン分蓄えるメモリである。ここで、入力映像信号のラインとは、モニタ上で水平方向に表示される映像信号の集合を示している。つまり、入力映像信号は、水平方向のライン信号が垂直方向に複数本走査されることにより、１画面としてのフレーム映像を構成する。本実施の形態においては、ラインメモリ３は、１ラインのライン信号を格納できる容量を備えていればよい。ラインメモリ３が蓄積する必要のあるライン信号の数は後述する映像の垂直拡大率によって決定される。
【００１９】
ＣＰＵ４は、入力映像信号の種別によって、入力映像信号に対する垂直拡大率、水平拡大率を決定する。この垂直拡大率、水平拡大率は、実映像表示領域（Ａ）が最大かつ歪なく表示されるように決定される。また、ＣＰＵ４は、入力映像信号にマスクをかける位置およびマスクの色を設定する。なお、入力映像信号の種別は、インタレース方式（I）であるか、プログレッシブ方式（P）であるか、走査線数はいくつであるか、周波数はいくらであるか、などにより決定される。
【００２０】
入力映像信号には、同期信号やフロントポーチ、バックポーチなどのモニタには表示する必要のない信号（これらをまとめて非映像用信号と呼ぶ）が含まれている。これに対してモニタに表示する必要のある信号を映像用信号と呼ぶことにする。そして、実映像表示領域（Ａ）とは、映像用信号のうち、液晶モジュールの映像表示領域内に収まり、かつ、マスクされることなく実際に表示される領域を示している（図６において、黒色にマスクされていない領域）。
【００２１】
以上、説明した定義をまとめると以下のようになる−
入力映像信号：ビデオ回路２が入力する映像信号であって、映像用信号および非映像用信号が含まれる信号、
映像用信号：被写体などの映像に対応する信号であって、モニタ上に映像として表示する必要のある信号、
非映像用信号：同期信号、フロント、バックポーチ信号など、モニタ上に映像として表示する必要のない信号、
実映像信号：映像用信号のうち、垂直方向においてはマスクされることなく、かつ、水平方向においては液晶モジュール９の映像表示領域内に収まる実映像表示領域（Ａ）に対応した信号。
【００２２】
垂直映像変換回路５はＣＰＵ４によって決定された垂直拡大率に従い、現在のライン信号またはラインメモリに蓄えられている以前のライン信号を利用して、入力映像信号に対して垂直方向の拡大もしくは縮小処理を行う。
【００２３】
水平映像変換回路６はＣＰＵ４に決定された水平拡大率に従い、水平方向の映像信号の拡大もしくは縮小を行う。
【００２４】
ここで、水平映像変換回路６から出力された映像信号は、垂直方向および水平方向の拡大もしくは縮小処理後の映像信号である。本実施の形態において、入力映像は横縦比を維持したまま垂直方向および水平方向に拡縮されるので、この映像信号を相似映像信号と呼ぶことにする。
【００２５】
映像マスク回路７は水平映像変換回路６から出力された相似映像信号の任意の位置に任意の色でマスク処理を行う。マスク処理を行う色は、前述の如く、ＣＰＵ４において決定されるが、本実施の形態においては、デフォルトで黒色のマスク処理を行うこととしている。
【００２６】
タイミング信号発生回路８はビデオ回路２から出力された同期信号を入力する。そして、この同期信号から入力映像信号の種別を判定し、入力映像信号の種別をＣＰＵ４に知らせる。また、タイミング信号発生回路８は、ＣＰＵ４において決定された垂直および水平拡大率に従って、ラインメモリ３に入力映像信号を書き込むタイミング信号、ラインメモリ３から映像信号を読み出すタイミング信号、垂直映像変換回路５における拡大もしくは縮小処理の開始および終了のタイミング信号、水平映像変換回路６における拡大もしくは縮小処理の開始および終了のタイミング信号、映像マスク回路７におけるマスク処理の開始および終了のタイミング信号、液晶モジュール９を駆動するタイミング信号、等を送出する。
【００２７】
液晶モジュール９は液晶表示パネル、データドライバおよびゲートドライバを備え、映像マスク回路７から出力された映像信号と、タイミング信号発生回路８から出力されたタイミング信号に従いパネル上に映像を表示する。液晶表示モジュール９の映像表示領域は、上記液晶表示パネル、ドライバ等によって表示可能な画素の領域として規定される。
【００２８】
以上の如く構成された液晶モニタ１の映像処理の動作について説明する。ここでは、入力映像信号が７５０Ｐ映像（走査線７５０本、プログレッシブ方式の映像）である場合を例に説明する。また、液晶モジュール９の映像表示領域は、水平ｄｏｔ幅Ｈｏ=１０２４ｄｏｔ、垂直ｄｏｔ幅Ｖｏ=７６８ｄｏｔであり、パネルクロックＰＣＬＫ=７５ＭＨｚであるものとする。
【００２９】
図２は７５０Ｐ映像のフォーマットおよび入力映像イメージである。７５０Ｐ映像とは、ドットクロックＤＣＬＫ=７４.１７５８ＭＨｚ、水平周期Ｈｔ=１６５０ｄｏｔ、垂直周期Ｖｔ=７５０ラインのフォーマットで構成される映像である。
【００３０】
水平周期Ｈｔ＝１６５０ｄｏｔは、水平フロントポーチＨｆｐ=７０ｄｏｔ、水平同期信号Ｈｄ=８０ｄｏｔ、水平バックポーチＨｂｐ=２２０ｄｏｔ、水平映像領域Ｈａｐ=１２８０ｄｏｔより構成される。
【００３１】
垂直周期Ｖｔ=７５０ラインは、垂直フロントポーチＶｆｐ=５ライン、垂直同期信号Ｖｄ=５ライン、垂直バックポーチＶｂｐ=２０ライン、垂直映像領域Ｖａｐ=７２０ラインより構成される。
【００３２】
そして、水平映像領域Ｈａｐと垂直映像領域Ｖａｐの共通領域の信号が映像用信号であり、それ以外の信号が非映像用信号である。
【００３３】
従来、液晶モニタは入力映像信号内の垂直および水平同期信号、フロントポーチ、バックポーチ部分などの非映像用信号は表示不要であること、また、画像信号以外の信号が含まれていることもあることから、映像用信号のみを処理、表示していた。しかし、本発明では垂直方向の映像領域を出来るだけ多く表示するため、垂直方向の同期信号Ｖｄ、フロントポーチＶｆｐ、バックポーチＶｂｐ部も含め処理、表示を行う（最終的には、マスク処理されることになるが）。
【００３４】
液晶モニタ１に供給された図２のような７５０P映像信号はビデオ回路２に入力され、同期信号が抽出される。タイミング信号発生回路８に入力された同期信号により、ＣＰＵ４は供給された映像信号が７５０P映像であることを特定することができるので、実映像表示領域（Ａ）が最大となり、かつ、歪のない映像が表示されるように、垂直拡大率Ｖｚおよび水平拡大率Ｈｚを算出する。
【００３５】
ＣＰＵ４において垂直拡大率Ｖｚおよび水平拡大率Ｈｚを算出する処理手順について説明する。以下の説明におけるＳｏは、映像表示率を示している。映像表示率Ｓｏとは、仮に全ての映像用信号が表示されたとした場合の映像領域に対する、実映像表示領域（Ａ）の割合を示しており、ここでは、面積比ではなく、垂直方向もしくは水平方向の長さの比で表している。
【００３６】
図３は、垂直方向の入力映像信号（入力Ｉｎ）と、垂直方向の表示信号（出力Ｏｕｔ）との関係を示す図である。
【００３７】
上述したように、本発明においては、入力映像信号のうち実際の表示には不要なＶｄ、Ｖｂｐ、Ｖｆｐ部分も表示する。また、液晶モジュールの垂直方向において、画面の最下部に至る前に垂直１周期が終わってしまう場合には、それより下側には、画面上部に表示している１ライン目からの映像と同じ映像が繰り返し表示される。この繰り返し部分も含めて１フレーム中における入力映像信号として考えると、入力映像信号の垂直入力幅は数１式で表される。
【００３８】
【数１】

【００３９】
ここで、実映像表示領域（Ａ）は、垂直映像領域Ｖａｐの垂直方向の中央部分から上下均等に選択されるようにしている。そして、液晶モジュール９に表示される垂直表示幅はＶｏであるから、垂直拡大率Ｖｚは、数２式で表される。
【００４０】
【数２】

【００４１】
一方、図４は、水平方向の入力映像信号（入力Ｉｎ）と、水平方向の表示信号（出力Ｏｕｔ）との関係を示す図である。水平表示領域は水平入力Ｈａｐ×Ｓｏに相当する。そして、液晶モジュール９に表示される水平表示幅はＨｏであるので、水平拡大率Ｈｚは、数３式で表される。
【００４２】
【数３】

【００４３】
ここで、７５０P映像の横縦比は１６：９であるので、数４式の関係が成り立つ。
【００４４】
【数４】

【００４５】
ここで、Ｓｑとは、入力映像の正方画素比率を表している。Ｄ４映像（７５０ｐ映像信号等）などにおいては、入力映像の横縦比は１２８０ｄｏｔ：７２０ｄｏｔ＝１６：９であり、出力の横縦比（液晶モジュール９の横縦比）と同じであるのでＳｑ＝１である。Ｄ２映像（５２５ｐ映像信号等）においては、入力映像の横縦比が７５６ｄｏｔ：４８３ｄｏｔ=１４．０８７：９であるので、Ｓｑ＝１６／１４．０８７＝１．１３６となる。ここで、７５０P映像の縦横比は１６:９なのでＳｑ=１として計算する。
【００４６】
したがって、数３式および数４式より、数５式が成立する。
【００４７】
【数５】

【００４８】
さらに、液晶モジュール９への表示において、映像が歪まないようにするため、つまり、入力映像の横縦比を維持したまま表示するためには、Ｖｚ＝Ｈｚとなる必要があるので、数２式および数５式より数６式が成立する。
【００４９】
【数６】

【００５０】
そして、数６式に実際の値を代入すると、数７式で表される。
【００５１】
【数７】

【００５２】
数７式を計算することによりＳｏ＝０．８６が算出される。これによると、実映像信号は映像用信号の０．８６倍であり、つまり、映像用信号の８６％を表示することが可能となる。このときの垂直拡大率Ｖｚは、数２式に各値を代入して数８式で求められる。
【００５３】
【数８】

【００５４】
これより、垂直拡大率Ｖｚ＝０.９３１で縮小すればよいことがわかる。さらに、映像を歪みなく表示するための水平拡大率ＨｚはＶｚと等しくなればよいから、Ｈｚ＝０.９３１倍に縮小すればよいことになる。
【００５５】
一方、ビデオ回路２でデジタル化された入力映像信号は、垂直同期信号、垂直バックポーチ、垂直フロントポーチも含めラインメモリ３に順次蓄えられる。ここで、ラインメモリ３の必要水平方向画素数をＨｍとすると、Ｈｍは数９式で表される。
【００５６】
【数９】

【００５７】
これより、必要水平方向画素数Ｈｍ=１１０１ｄｏｔである。そして、モニタ上に表示されない同期信号Ｈｄ、バックポーチＨｂｐ、および、映像領域信号のうち非表示となる領域の合計は、数１０式より求められる。
【００５８】
【数１０】

【００５９】
数９式、数１０式より、ラインメモリ３は水平同期信号Ｈｄの開始から３９０ｄｏｔ目より１１０１ｄｏｔ分の画像データを順次蓄えるよう制御すればよいことがわかる。
【００６０】
このような処理を行う理由は以下の通りである。後の工程において、映像信号は、水平映像変換回路６において水平方向の映像幅を０．９３１倍に縮小されるが、その０．９３１倍に縮小された映像のうち、最終的に、液晶モジュール９に表示される映像は、水平方向中央の８６％の映像である。したがって、ラインメモリ３にライン信号を格納する時点で、不要となる先頭の映像信号を削除しているのである。
【００６１】
このような環境、つまり、７５０Ｐの映像を上述した仕様の液晶モニタ１で表示する場合においては、垂直拡大率Ｖｚ=０.９３１であることから、ラインメモリ３は１ライン分のライン信号を記憶可能な容量があればよいことになる。つまり、垂直映像変換回路５では現在の映像信号（ライン信号）および１ライン前の映像信号（ライン信号）に対して、入力映像信号を垂直方向に０.９３１倍に縮小した映像を出力する。
【００６２】
具体的には、入力された特定のライン信号（この特定のライン信号は、縮小率によって所定間隔ごとに選択される）と、１ライン前のライン信号とから、１本のライン信号を出力することによって、垂直方向の映像の縮小処理（間引き処理）を行う。この出力後のライン信号は、特定のライン信号の画素値と１ライン前のライン信号の画素値に所定の係数を掛け合わせることにより生成することで、縮小後の映像に不自然さが残らないようにしている。
【００６３】
垂直映像変換回路５において、垂直方向の縮小処理が行われた後、水平映像変換回路６において、水平方向の映像信号も０．９３１倍に縮小処理される。
【００６４】
図５は図２のような７５０P映像を液晶モニタ１に入力した時の水平映像変換回路６の出力イメージである。つまり、垂直映像変換回路５からの出力映像を水平映像変換回路６において水平方向に０.９３１に縮小し、その出力映像を液晶モジュール９に直接接続した場合（マスク処理を施すことなく）の画像表示をイメージしたものである。
【００６５】
水平映像変換回路６の出力には、垂直同期信号Ｖｄ、垂直バックポーチＶｂｐ、垂直フロントポーチＶｆｐが含まれているため、これらの信号内に不要信号が存在した場合には、不要信号も表示してしまう。また、垂直の１周期が６９８ラインしかないため、液晶パネル上の６９９ライン目からは１ライン目からと同じ映像が繰り返し表示されることになる。
【００６６】
そこで、これら不要信号や繰り返し信号の映像に対してマスク処理を行うのが映像マスク回路７である。映像マスク回路７は前記不要部のマスクを任意の指定色で行う。
【００６７】
マスクを必要とする領域のうち、表示画像上部における領域Ｍｕについては数１１式で表される。
【００６８】
【数１１】

【００６９】
これより、１ライン目から７０ライン目までは、マスク処理を行う必要があることがわかる。また、表示画像下部における領域Ｍｌについては数１２式で表される。
【００７０】
【数１２】

【００７１】
これより、６４７ライン目から６９８ライン目までは、マスク処理を行う必要があることがわかる。
【００７２】
図６は図２で示した７５０P映像に対してマスク処理を施した後、液晶モジュール９において表示された映像のイメージである。ここでは、実映像表示領域（Ａ）の上部の７０ラインを黒色でマスクしている。同時に、繰り返し映像として表示されている６９８〜７６８の７０ラインも黒色が表示される。また、実映像表示領域（Ａ）の下部の５１ラインについても黒色でマスクしている。これにより、マスクされることなく表示される実映像表示領域（Ａ）は映像用信号に対応する映像領域の８６％に相当する。
【００７３】
このとき、タイミング信号発生回路８より液晶モジュール９に出力する垂直タイミング信号の周期Ｖｓは数１３式で表される。
【００７４】
【数１３】

【００７５】
つまり、垂直タイミング信号の周期Ｖｓは６９８ラインである。また、水平タイミング信号の周期Ｈｓは数１４式で表される。
【００７６】
【数１４】

【００７７】
つまり、水平タイミング信号の周期Hｓは１７９２ｄｏｔである。
【００７８】
図７および図８は、以上説明した実施の形態１にかかる液晶モニタ１における処理の流れを示すタイミングチャートである。
【００７９】
図７において、（ａ）は、入力映像信号について垂直方向を横軸として示した図である。各ライン信号には連続番号が付されている。（ｂ）は、入力映像信号について水平方向を横軸として示した図である。各１ライン信号は、３９０ｄｏｔ目から１１０１ｄｏｔがラインメモリ３に格納される。
【００８０】
（ｃ）は、垂直映像変換回路５の出力であり、入力映像信号を垂直方向に０．９３１倍した縮小信号を示したものである。（ｄ）は、垂直映像変換回路５の出力であり、ラインメモリ３に格納された１１０１ｄｏｔが、そのまま出力されており、（ｅ）は、水平方向変換回路６の出力であり、水平方向に０．９３１倍に縮小された１０２４ｄｏｔが出力されている。
【００８１】
図８において、（ｆ）は、水平変換回路６の出力であり、（ｇ）は、映像マスク回路７の出力である。非映像用信号の領域および映像用信号の上下端の領域（約７％程度づつ）が黒色にマスクされている。（ｈ）は、液晶モジュール９の駆動信号Ｖｓ、（ｉ）は、液晶モジュール９の駆動信号Ｈｓ、（ｊ）は、液晶モジュール９に送信するイネーブル信号Ｅｎであり、この信号がＨｉｇｈの期間においてモジュールに入力された映像信号が表示される。
【００８２】
以上のように本実施の形態における液晶モニタ１は、ラインメモリを備えるだけでアスペクト比１６：９を有する映像信号の大部分を４：３の表示画面中央部に歪みなく表示出来る。つまり、フレームメモリを備える必要がないので、回路規模が小さく、低コスト化を図ることが可能である。
【００８３】
また、本実施の形態における映像表示方法において、入力映像が７５０Pの場合、表示可能な映像部分は入力映像領域の８６％である。しかし、従来のテレビジョンはオーバースキャン表示を行っているため、入力映像領域の９０〜９５%程度を表示しているのみである。よって、従来のテレビジョンと比較しても違和感は少なく、実用面においても優れていると言える。
【００８４】
｛実施の形態２｝
実施の形態１においては、アスペクト比１６：９の映像信号をアスペクト比４：３の映像表示領域の中央部に表示させるようにした。実施の形態２においては、実施の形態１において説明した上記機能に加え、さらに、以下のような機能を備える。すなわち、入力映像信号のアスペクト比が４：３の場合には、液晶モジュール９の４：３の映像表示領域の全面に入力映像を表示させるように表示方法を切り替えるのである。
【００８５】
ここでは、入力映像信号として５２５ｉ映像信号（走査線が５２５本でインタレース方式の映像）が入力された場合を例に説明する。
【００８６】
５２５ｉ映像は、ドットクロックＤＣＬＫ=１４．３１８ＭＨｚ、水平周期Ｈｔ=９１０ｄｏｔ、垂直周期Ｖｔ=２６２.５ラインのフォーマットで構成される映像である。
【００８７】
水平周期Hｔ＝９１０ｄｏｔは、水平フロントポーチＨｆｐ=２２ｄｏｔ、水平同期信号Ｈｄ=６８ｄｏｔ、水平バックポーチＨｂｐ=６４ｄｏｔ、水平映像領域Ｈａｐ=７５６ｄｏｔから構成される。
【００８８】
垂直周期Ｖｔ=２６２.５ラインは、垂直フロントポーチＶｆｐ=３ライン、垂直同期信号Ｖｄ=３ライン、垂直バックポーチＶｂｐ=１５ライン、垂直映像領域Ｖａｐ=２４１.５ラインで構成される。
【００８９】
タイミング信号発生回路８に入力された同期信号により入力映像信号が５２５ｉ映像信号であると判定されると、ＣＰＵ４は、実映像表示領域（Ａ）が最大となり、かつ、歪のないような映像が表示されるように、垂直拡大率および水平拡大率を決定する。
【００９０】
このとき、入力映像が４：３であるので映像表示率Ｓｏ=１、つまり１００%で表示することができ、このときの垂直拡大率Ｖｚは数１５式で表される、なお、この実施の形態では、実際には入力映像は４．７：３であるので、４：３の映像表示領域に１００％表示させることで多少縦長の映像となる。このように、多少の歪みであっても実用上許容範囲があれば４：３に類似するアスペクト比に対しても本発明が適用できることを示している。そして、入力映像が４：３の場合には、歪みを生じさせることなく１００％の表示を行うことができるのである。
【００９１】
【数１５】

【００９２】
これより、垂直拡大率Ｖｚ=３.１８倍に拡大する。歪みなく表示するための水平拡大率Ｈｚは、数１６式で表される。
【００９３】
【数１６】

【００９４】
これより、水平拡大率Ｈｚ=１.３５倍に拡大すればよいことがわかる。
【００９５】
一方、ビデオ回路２でデジタル化される映像信号のアスペクト比が４：３の場合には、ビデオ回路２は、垂直同期信号、垂直バックポーチ、垂直フロントポーチを除く映像用信号のみをラインメモリ３に対して出力する。そして、ラインメモリ３は、順次映像用信号のみを蓄積する。
【００９６】
ここで、ラインメモリ３の必要水平方向画素数Ｈｍは、数１７式より求められる。
【００９７】
【数１７】

【００９８】
これより、必要水平方向画素数Ｈｍは７５６ｄｏｔであることがわかる。また、不要映像信号のｄｏｔ数は、数１８式で求められる。
【００９９】
【数１８】

【０１００】
したがって、ラインメモリ３は水平同期信号Ｈｄの開始から１３３ｄｏｔ目より７５６ｄｏｔ分の画像データを順次蓄えるよう制御される。
【０１０１】
そして、入力映像信号が５２５ｉである場合には垂直拡大率がＶｚ=３.１８であることより、ラインメモリ３は３ライン分のライン信号を記憶するだけの容量を備えていればよいこととなる。
【０１０２】
垂直映像変換回路５では現在の映像信号および１ライン前の映像信号から、または、１ライン前の映像信号および２ライン前の映像信号から、または、２ライン前の映像信号および３ライン前の映像信号から、入力映像信号を垂直方向に３.１８倍に拡大した映像を出力する。このように、拡大処理のために増加させるライン信号は、時間的に前後する複数のライン信号を演算することによって出力するので、拡大映像が自然な映像となるようにしている。また、水平映像変換回路６では垂直映像変換回路５の出力信号を水平方向に１.３５倍に拡大して出力する。
【０１０３】
そして、本実施の形態においては、映像マスク回路７はマスク処理を行はない。つまり、入力映像のアスペクト比が４：３であると判定された場合にはマスク処理は行われない。
【０１０４】
このとき、タイミング信号発生回路８より液晶モジュール９に出力する水平タイミング信号の周期Ｈｓは、数１９式で表される。
【０１０５】
【数１９】

【０１０６】
これより水平タイミング信号Ｈｓは、１４９５ｄｏｔとなる。また、垂直タイミング信号の周期Ｖｓは、数２０式で求められる。
【０１０７】
【数２０】

【０１０８】
これより垂直タイミング信号の周期Ｖｓは８３６ラインとなる。
【０１０９】
図９および図１０は、以上説明した実施の形態２にかかる液晶表示装置１の処理の流れを示すタイミングチャートである。
【０１１０】
図９において、（ａ）は、入力映像信号について垂直方向を横軸として示した図である。各ライン信号には連続番号が付されている。（ｂ）は、入力映像信号について水平方向を横軸として示した図である。各１ライン信号は、１３３ｄｏｔ目から７５６ｄｏｔがラインメモリ３に格納される。
【０１１１】
（ｃ）は、垂直映像変換回路５の出力であり、入力映像信号を垂直方向に３．１８倍に拡大した信号を示したものである。（ｄ）は、垂直映像変換回路５の出力であり、ラインメモリ３に格納された７５６ｄｏｔが、そのまま出力されており、（ｅ）は、水平方向変換回路６の出力であり、水平方向に１．３５倍に拡大された１０２４ｄｏｔが出力されている。
【０１１２】
図１０において、（ｆ）は、水平変換回路６の出力であり、（ｇ）は、映像マスク回路７の出力である。本実施の形態においては、マスク処理はされない。（ｈ）は、液晶モジュール９の駆動信号Ｖｓ、（ｉ）は、液晶モジュール９の駆動信号Ｈｓ、（ｊ）は、液晶モジュール９に送信するイネーブル信号Ｅｎであり、この信号がＨｉｇｈの期間においてモジュールに入力された映像信号が表示される。
【０１１３】
このように本実施の形態の液晶モニタ１は、３ライン分のライン信号を記憶可能なラインメモリを備えることで、アスペクト比１６：９の映像の大部分を歪みなく表示するとともに、４：３の映像の全部を歪みなく表示することが可能である。そして、これらの機能を実現するために映像信号を格納するフレームメモリを不要としているので、回路規模を小さくするとともに、低コスト化を図ることが可能である。
【０１１４】
｛実施の形態３｝
実施の形態１，２では、４：３のアスペクト比を有する画面を備える液晶モジュール９に１６：９のアスペクト比を有する画像と、４：３のアスペクト比を有する画像を表示する場合を例に説明したが、任意のアスペクト比ａ：ｂを有する映像を入力し、この映像信号を所定の割合で拡大または縮小して、液晶モジュール上の任意のアスペクト比ｃ：ｄを有する画面の中央部に歪みなく表示して、該中央部の周辺に所定色のマスク領域を配置することが可能である。
【０１１５】
即ち、入力映像のアスペクト比ａ：ｂと表示画面のアスペクト比ｃ：ｄの関係が、ａ／ｂ≦ｃ／ｄの場合は、実施の形態２に従い入力映像の垂直および水平の拡大または縮小を行い、ｃ：ｄの画面の中央部に入力画像領域１００%を歪みなく表示する。ただし、ａ／ｂ＜ｃ／ｄの場合は該中央部の左部および右部を任意の指定色でマスクする。実施の形態２のようにａ／ｂ＝ｃ／ｄの場合はマスクの必要はない。
【０１１６】
これに対して、ａ／ｂ＞ｃ／ｄの関係があるときは、実施の形態１に従い入力画像の垂直および水平の拡大または縮小を行い、ｃ：ｄ画面の中央部に入力映像領域１００×Ｓｏ％を歪みなく表示する。さらに、該中央部の上部および下部を任意の指定色でマスクする。
【０１１７】
上記のように本発明は、任意のアスペクト比ａ：ｂを有する入力映像を、任意のアスペクト比ｃ：ｄを有する表示画面に歪みなく表示する場合に広く適用可能である。
【０１１８】
｛変形例｝
実施の形態１〜３の液晶モニタ１では水平画像変換回路６は垂直映像変換回路５の後段に接続されたが、図１１で示す液晶モニタ１１のように水平画像変換回路６をビデオ回路２の後段に接続しても同様の効果が得られる。
【０１１９】
実施の形態２〜３では入力映像領域の１００%を画面上に表示する場合を例に説明したが、従来のテレビジョンの様に入力画像領域の９０〜９５%程度のオーバースキャン表示をしてもよい。
【０１２０】
この発明は５２５Ｉ、７５０Pの映像信号に限らず、５２５P、１１２５Ｉ、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ方式の映像信号等に広く適応可能である。
【０１２１】
さらに、上記実施の形態１〜３においては、表示モジュールとして、液晶モジュールを使用する場合を例に本発明を説明したが、本発明は他のマトリクスタイプの表示パネルと、データドライバおよびゲートドライバを備えた表示モジュールにも同様に適用可能である。この種の表示モジュールとしてはプラズマモジュール（ＰＤＰ）、ＬＥＤモジュール、エレクトロルミネッセンスモジュール（ＥＬ）等がある。
【０１２２】
なお、実施の形態１では、入力映像領域の８６％を歪みなく画面上に表示する割合を例に説明したが、歪みが気にならない程度に水平方向に圧縮した映像で表示すれば、８６％以上の領域を画面上に表示させることも可能である。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、４：３の表示領域を有するマトリクスタイプの表示装置の画面中央に、１６：９のアスペクト比を有する映像の大部分を歪みなく表示することが可能である。
【０１２４】
請求項２記載の発明では、ラインメモリに格納されているライン信号を用いて映像信号の拡縮処理を行うので、回路規模を小さくし、低コスト化を図ることが可能である。
【０１２５】
請求項３記載の発明では、４：３のアスペクト比を有する映像を受信した場合にも、歪みのない映像を最大表示させることが可能である。
【０１２６】
請求項４記載の発明では、様々なアスペクト比を有する映像表示領域と様々なアスペクト比を有する映像との組み合わせにおいて、歪みのない映像を、最大表示させることが可能である。
【０１２７】
請求項５記載の発明では、非映像用信号を映像用信号と同様に表示させた上でマスク処理を行うことにより、表示領域を大きく確保することが可能である。
【０１２８】
請求項６記載の発明では、マトリクスタイプの表示装置として液晶表示装置を採用することで、様々な製品に利用可能となる。
【０１２９】
請求項７記載の発明は、テレビ受像機に関するものであり、受信映像信号のアスペクト比に応じて、歪みのない映像を最大表示させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる液晶モニタの構造を示すブロック図である。
【図２】液晶モニタに入力される７５０P映像信号について、映像フォーマットおよび映像領域のイメージを示す図である。
【図３】水平方向の入力映像と出力映像の関係を示す図である。
【図４】垂直方向の入力映像と出力映像の関係を示す図である。
【図５】水平映像変換回路の出力イメージ図である。
【図６】７５０Ｐ映像信号にマスク処理を施した後、液晶モニタの画面に出力した映像表示イメージ図である。
【図７】実施の形態１における動作を示したタイミングチャートである。
【図８】実施の形態１における動作を示したタイミングチャートである。
【図９】実施の形態２にかかる液晶モニタの構造を示すタイミングチャートである。
【図１０】実施の形態２における動作を示したタイミングチャートである。
【図１１】実施の形態１から３の変形例にかかる液晶モニタの構造を示すブロック図である。
【符号の説明】
１液晶モニタ、２ビデオ回路、３ラインメモリ、４ＣＰＵ、５垂直映像変換回路、６水平映像変換回路、７映像マスク回路、８タイミング発生回路、９液晶モジュール。

Claims

横縦比４：３の映像表示領域を有するマトリクスタイプの表示モジュールを備えた表示装置であって、
前記表示装置が入力する１フレームの入力映像信号は、垂直方向に走査される水平方向の複数のライン信号からなり、垂直方向の上端および下端の所定数のライン信号、および、各ライン信号の左右端の所定数の映像信号は、表示する必要のない非映像用信号であって、前記入力映像信号のうち前記非映像用信号を除いた信号が映像用信号と定義されており、
前記表示装置は、
前記入力映像信号の種別を判定する映像判定手段と、
前記入力映像信号が横縦比１６：９の映像に対応した信号であると前記映像判定手段によって判定された場合、前記入力映像信号の横縦比を維持したまま前記入力映像信号の前記非映像用信号及び前記映像用信号を共に水平方向及び垂直方向に関して互いに等しい特定拡縮率で拡縮させることにより相似映像信号を生成する拡縮手段と、
前記相似映像信号のうち前記非映像用信号に対応した垂直方向の上端および下端の所定数のライン信号を所定色でマスクするとともに、前記相似映像信号のうち前記映像用信号に対応した垂直方向の上端および下端のライン信号のうち特定割合のライン信号を前記所定色でマスクすることによって、前記映像表示領域内において横縦比１６：９の実映像を表示する表示手段と、
歪みの無い前記実映像が前記表示手段の表示画面中央よりも上部に偏って表示される様に、前記特定割合および前記特定拡縮率を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置において、さらに、
前記入力映像信号のライン信号を格納するラインメモリ、
を備え、
前記拡縮手段は、
現在の走査対象であるライン信号と、前記ラインメモリに格納されている以前のライン信号とを演算処理することにより、前記入力映像信号を拡縮する手段、
を含むことを特徴とする表示装置。
請求項１または請求項２に記載の表示装置において、
前記拡縮手段は、さらに、
前記入力映像信号が横縦比４：３の映像に対応した信号であると前記映像判定手段によって判定された場合、前記入力映像信号によって生成される映像の横縦比を維持したまま当該映像を拡縮させる手段、
を含み、
前記決定手段は、さらに、
前記入力映像信号のうち前記映像用信号に対応する横縦比４：３の映像が、前記映像表示領域の全体に表示されるように前記拡縮率を決定する手段、
を備えることを特徴とする表示装置。
横縦比ａ：ｂの映像表示領域を有するマトリクスタイプの表示モジュールを備えた表示装置であって、
前記表示装置が入力する１フレームの入力映像信号は、垂直方向に走査される水平方向の複数のライン信号からなり、垂直方向の上端および下端の所定数のライン信号、および、各ライン信号の左右端の所定数の映像信号は、表示する必要のない非映像用信号であって、前記入力映像信号のうち前記非映像用信号を除いた信号を映像用信号と定義されており、
前記表示装置は、
前記入力映像信号の種別を判定する映像判定手段と、
前記入力映像信号が横縦比ｃ：ｄの映像に対応した信号であると前記映像判定手段によって判定された場合、前記入力映像信号の横縦比を維持したまま前記入力映像信号の前記非映像用信号及び前記映像用信号を共に水平方向及び垂直方向に関して互いに等しい特定拡縮率で拡縮させることにより相似映像信号を生成する拡縮手段と、
前記相似映像信号のうち前記非映像用信号に対応した所定の周辺信号を所定色でマスクするとともに、前記相似映像信号のうち前記映像用信号に対応した周辺信号のうち特定割合の周辺信号を前記所定色でマスクすることによって、前記映像表示領域内において横縦比ｃ：ｄの実映像を表示する表示手段と、
歪みの無い前記実映像が前記表示手段の表示画面中央よりも上部に偏って表示される様に、前記特定割合および前記特定拡縮率を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。
横縦比４：３の映像表示領域を有するマトリクスタイプの表示モジュールを備えた表示装置であって、前記表示装置が入力する１フレームの入力映像信号は、垂直方向に走査される水平方向の複数のライン信号からなり、垂直方向の上端および下端の所定数のライン信号は、表示する必要のない非映像用信号であり、
前記表示装置が入力した映像信号が横縦比１６：９の映像であった場合、前記非映像用信号を、表示する必要のある映像用信号と同様に前記映像表示領域に表示させるとともに、当該非映像用信号を所定色でマスク処理することにより、横縦比１６：９の実映像を前記映像表示領域の中央よりも上部に偏って表示させることを特徴とする、
表示装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の表示装置において、前記マトリクスタイプの表示モジュールを備えた表示装置が液晶表示装置であることを特徴とする表示装置。
テレビ映像信号を受信する装置と、
受信した前記テレビ映像信号を入力および表示する請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の表示装置と、
を備えることを特徴とするテレビ受像機。