JP5106893B2

JP5106893B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP5106893B2
Application number: JP2007071721A
Authority: JP
Inventors: 俊一中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: JP2008236277A

Description

本発明は、複数の映像信号を同時に表示する表示装置に関するものである。

近年の液晶表示技術の発達で、３８４０（H）×２１６０（V）の高解像度な液晶表示装置が市販されるようになってきた。これは、解像度が１９２０×１０８０のHDTV信号の縦横倍で、面積４倍の解像度に相当する。HDTV信号のdot clockは、約１５０MHzに達し、面積４倍の表示措置では、約６００MHzにも達してしまう。そこで、３８４０（H）×２１６０（V）の高解像度な液晶表示装置を４分割して表示する表示方法がある。具体的には、左上の１９２０×１０８０を１つの画面として映像信号と同期信号を伝送する。同様に右上、左下、右下と伝送していき、１つの液晶表示画面で１枚の映像を表示している。この表示方法により映像信号のdot clockは１／４に低下できるが、４面の垂直同期信号の位相を合わせる必要がある。これは、画面の繋がりでフィールド違いの映像を表示して映像が乱れることを無くす為である。

入力映像信号で３８４０（H）×２１６０（V）もの高解像度な信号源は汎用的にはないが、パソコンおよび複数のビデオボードを用いると簡単に構成することができる。更に、市販されている画素を拡大するICを用いると、入力解像度の如何に関わらず出力解像度をHDTV信号に変換することができる。入力映像信号が動画の場合は、映像の乱れを防ぐために、入力映像信号の垂直同期信号に４面とも位相が合っている必要がある。

ここで、画素拡大ICはフレームメモリを用いてフレーム変換が可能で、画素拡大ICのフレームメモリへの書き込みは入力映像信号の同期信号とdot clockを用い、読み出しは独立した同期信号とdot clockを用いる構成としている。この構成により、入力された信号が乱れた場合などの入力の如何に関わらず、一定の同期信号と映像信号を出力でき映像の乱れのないきれいな映像処理信号を得ることができる。例えば、外部垂直同期で出力同期信号を合わせる機能が備わっており、入力信号が動画の場合は、コマ飛びを起こさないように同期信号を生成する。画素拡大ICの出力側同期信号の周期は、外部より任意の値に設定できるようにレジスタが組み込まれており、ユーザーが任意の水平周波数に、また水平周波数から任意の垂直周波数に設定できる構成になっている。

従来の出力同期信号を入力垂直同期信号で合わせる方法として、入力垂直同期信号をリセットパルスとして動作して出力水平同期信号を生成し、出力垂直同期信号は入力をそのまま使う方法であった（例えば、下記特許文献１参照）。また、入力のフォーマットが切り替わったときなど、安定した垂直同期信号を得るために、入力同期信号とロックできるフリーラン垂直同期信号を発生させ、この出力から出力水平同期信号を生成しているものもある（例えば、下記特許文献２参照）。

特開２００２−２８１４１３号公報特開２００３−３０９７４０号公報

しかしながら、入力の同期信号と出力の同期信号は、それぞれ異なるclockで生成しているので、入力の垂直同期信号で出力の同期信号をリセットする方法では、出力水平同期信号の周期が一定でなく、液晶表示装置の画面が乱れるという問題があった。

そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、出力水平同期信号の周期を乱さずに、出力の垂直同期信号の同期を取り、安定した表示を行う映像表示装置を得ることを目的としている。

本発明における表示装置は、２つ以上の映像信号を同時に表示する表示装置であって、前記２つ以上の映像信号から１つの映像信号の第１の垂直同期信号を選択し、前記第１の垂直同期信号から前記第１の垂直同期信号に同期した第２の垂直同期信号を生成する垂直同期発生手段と、フレーム単位で映像信号を蓄積するフレームメモリと、前記フレームメモリに映像信号を書き込みおよび読み出し制御する映像信号制御手段と、前記垂直同期発生手段と前記映像信号制御手段に固定クロックを与える固定クロック発生手段とを備え、前記垂直同期発生手段は、前記第１の垂直同期信号を選択する選択手段と、所定の周期と前記固定クロックから水平同期信号を生成する水平同期発生器と、前記第１の垂直同期信号を前記水平同期信号を用いてカウントし、そのカウント値に基づいて前記第１の垂直同期信号が所定の上限ライン数と下限ライン数との範囲内にあるかを判定して、前記第１の垂直同期信号が前記範囲内にあれば前記第１の垂直同期信号を前記第２の垂直同期信号とし、前記カウント値が前記範囲内になければ前記上限ライン数から生成した垂直同期信号を前記第２の垂直同期信号とする垂直同期発生器とを備え、前記映像信号制御手段は、前記第２の垂直同期信号に同期した出力垂直同期信号と、前記水平同期信号と同一周期の出力水平同期信号とにより前記フレームメモリを読み出し制御する。

請求項１に記載のように、垂直同期発生器からの垂直同期信号だけで出力水平同期信号の周期を乱さずに出力同期が取れ、液晶表示画面を乱さない。また、入力同期信号がなくなった場合や、切り替わった場合でも、垂直同期発生器からの垂直同期信号は出力しており、液晶表示画面は乱れない効果がある。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１における表示装置１０の全体構成を示すブロック図であり、以下構成について説明する。本発明における表示装置１０は、２つ以上の映像信号を同時に表示する表示装置１０であり、本実施の形態では４つの映像信号１〜４を同時に表示する場合について説明する。表示装置１０は、垂直同期発生手段１、フレームメモリ５、映像信号制御手段４、固定クロック発生手段３、表示手段６とを備えている。

垂直同期発生手段１は、映像信号１〜４から１つの映像信号の垂直同期信号a（第１の垂直同期信号、以下図４に示す）を選択し、垂直同期信号aからこの垂直同期信号aに同期した垂直同期信号b（第２の垂直同期信号、以下図４に示す）を生成する。

フレームメモリ５は、フレーム単位での映像信号の蓄積が可能である。

映像信号制御手段４は、フレームメモリ５に映像信号を書き込みおよび読み出し制御する。本実施の形態では、映像信号１〜４の出力解像度を変更する画素変換器４として以下に説明する。

固定クロック発生手段３は、固定クロックを発生し、垂直同期発生手段１と画素変換器４に与える。

表示手段６は、例えば液晶表示パネル等であり、画素変換器４がフレームメモリ５から読み出した映像信号を表示する。

図４は、垂直同期発生手段１の構成を示した図であり、以下構成について説明する。垂直同期発生手段１は、選択手段２１と、水平同期発生器２２と、垂直同期発生器２３と、レジスタ２４と、マイコン２５を備える。

選択手段２１は、映像信号１〜４のそれぞれの垂直同期信号１〜４から１つの映像信号の垂直同期信号aを選択する。

マイコン２５は、所定の周期の設定を行い、これを水平周期発生器２２と画素変換器４に与える。

水平周期発生器２２は、マイコン２５で設定された所定の周期と固定クロック発生手段３で生成される固定クロックから水平周期信号cを生成する。

垂直同期発生器２３はカウンタを備え、垂直同期信号aがマイコン２５により設定された上限ライン数と下限ライン数の範囲内にあるか水平同期信号cを用いて計数し、計数結果から垂直同期信号bを出力する。すなわち、水平同期信号cと垂直同期信号aから垂直同期信号bを生成する。

レジスタ２４は、垂直同期信号bを水平同期信号cのタイミングに合わせた垂直同期信号dを画素変換器４へ出力する。

画素変換器４は出力同期信号発生器を備え、マイコン２５によって設定された所定の周期に従い出力水平同期信号を発生する。画素変換器４は、垂直同期信号bに同期した出力垂直同期信号と、水平同期信号cと同一周期の出力水平同期信号からフレームメモリ５を読み出し制御するので、出力水平同期信号の周期を乱さずに垂直同期信号bと同期を取った出力垂直同期信号を生成することができる。

次に動作について説明する。まず、映像信号１〜４に含まれる垂直同期信号１〜４から１つの映像信号の垂直同期信号aを基準の垂直同期信号aとして選択手段２１で選択する。水平同期発生器２２はカウンターで構成されており、マイコン２５で周期を設定し、固定クロック発生手段３で生成された固定クロックで動作し、水平同期信号cを生成して垂直同期発生器２３へ出力する。

垂直同期発生器２３はカウンタを備え、水平同期信号cを用いてライン数を計数する。この計数結果を用いてマイコン２５が設定する上限と下限のライン数設定範囲内に垂直同期信号aがあるか検出し、垂直同期信号bを発生させる。詳しく説明すると、水平同期発生器２２で生成される水平同期信号cと垂直同期信号aから垂直ライン数カウンターを計数させ、マイコン２５が設定する上限ライン数設定と下限ライン数設定の区間に選択した基準の垂直同期信号aがあれば垂直同期信号aを垂直同期信号bとして出力する。この時は、ロックした出力となる。設定の区間内に基準の垂直同期信号aがなければ、垂直ライン数カウンターが上限ライン数設定に達したときに垂直同期信号bを出力する。この垂直同期信号bは、上限ライン数から生成した垂直同期信号である。この時は、アンロックした出力になる。

例えば、入力の垂直同期信号aが６０Hz、水平同期信号cが６６．９６KHzの場合、ライン数は１１１６本（６６．９６KHz／６０Hz）である。ここで、ロック状態とは、マイコン２５が設定する±αの設定範囲内にライン数がある場合であり、このときは垂直同期信号aをそのまま出力する。また、アンロック状態とは、マイコン２５が設定する±αの設定範囲内にライン数がない場合であり、このときは上限ライン数から生成して垂直同期信号bを出力する。つまり、上限ライン数まで待っても来なければ上限ライン数のタイミングで出力する。これは、入力が無信号や切り替わり時などの不安定状態である。

次に、レジスタ２４は、垂直同期信号bを水平同期信号cで位置合わせを行って、垂直同期信号dを画素変換器４へ出力する。

次に、画素変換器４の動作について説明する。ここで、マイコン２５は、画素変換器４の読み出し側水平周期を水平同期発生器２２の周期と同じ値に設定し、水平周波数の周期を等しくする。

映像信号１〜４は画素変換器４に入力しフィールドメモリ５に書き込まれ蓄えられる。画素変換器４は出力同期信号発生器を備え、マイコン２５が設定する所定の周期に従い出力同期信号を生成する。すなわち、読み出し側は、固定クロック発生手段３で生成する固定クロックを基準に、出力垂直同期信号と出力水平同期信号を生成して、フィールドメモリ５から映像信号を読み出して、表示手段６へと信号が伝搬する。画素変換器４は、４個並列に動作しており、いずれも同じ値に設定すると、同期信号は同一の位相で出力する。なお、画素変換器４が生成する出力垂直同期信号と出力水平同期信号は、垂直同期発生手段１で生成される垂直同期信号dと水平同期信号cを用いてもよい。

このように、垂直同期発生器からの垂直同期信号bだけで出力水平同期信号の周期を乱さずに出力同期が取れ、液晶表示画面を乱さない。また、入力同期信号がなくなった場合や、切り替わった場合でも、垂直同期発生器２３からの垂直同期信号bは出力しており、液晶表示画面は乱れない効果がある。

ここで、入力同期信号がなくなったアンロック状態について説明する。例えば、垂直同期発生器２３のライン数上下限設定は、RGB信号のうちGreen映像信号の同期信号を用いてライン数の検出を行うものとする。しかしながら、Green映像信号に同期信号が重畳されていない場合などの無信号時においては、映像信号が同期信号とみなされてランダムな信号が同期信号として垂直同期発生器２３に入力されることがある。しかし、垂直同期発生器２３は、ランダムな同期信号の影響を受けず、上下限で設定した範囲で垂直同期信号bを生成し、画素変換器４へ出力する。このため、ランダムな同期信号を入力しても、画素変換器４は、周期一定の出力水平同期信号を生成し、フィールドメモリ５から映像信号を読み出して表示手段６へ出力し、安定した表示を行うことができる。

図５は、垂直同期発生器２３で生成される垂直同期信号bを水平同期信号cで位置合わせをして垂直同期信号dを出力するタイミングチャートであり、図５は、ロック状態での説明である。入力垂直同期信号が来れば、垂直同期信号aを出力し、水平同期信号cで位置合わせして垂直同期信号dを出力している様子を示したものである。

［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の形態２における表示装置１０の全体構成を示すブロック図であり、実施の形態１と異なる構成について説明する。実施の形態１と異なる点は、映像信号制御手段４が画素変換器４からメモリコントロール７へ変更された点である。画素拡大の必要がなく、フレームメモリ５を必要とする場合、回路が大幅に簡略化される効果がある。

その他の構成・動作・効果は実施の形態１と同様のため説明を省略する。

［実施の形態３］
図３は、本発明の実施の形態３における表示装置１０の全体構成を示すブロック図であり、実施の形態１と異なる構成について説明する。実施の形態１と異なる点は、高解像度の表示手段６から低解像度の表示手段８に変えて、４面マルチを構成した点である。この場合でも、４面で１画面を構成し、入力映像信号と同期を取る必要がある動画を再生し、かつ、表示装置１０の入力水平同期信号の乱れが許されない表示装置１０においては、本発明の安定した同期信号を供給でき、映像が乱れない効果がある。

本発明の実施の形態１における表示装置の全体構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２における表示装置の全体構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態３における表示装置の全体構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における垂直同期発生手段のブロック図である。本発明の実施の形態１における垂直同期発生手段のタイミングチャートである。

符号の説明

１垂直同期発生手段、３固定クロック発生手段、４画素変換器（映像信号制御手段）、５フレームメモリ、６，８表示手段、７メモリコントロール（映像信号制御手段）、１０表示装置、２１選択手段、２２水平同期発生器、２３垂直同期発生器、２４レジスタ、２５マイコン、a 垂直同期信号（第１の垂直同期信号）、b 垂直同期信号（第２の垂直同期信号）、c 水平同期信号、d 垂直同期信号。

Claims

２つ以上の映像信号を同時に表示する表示装置であって、
前記２つ以上の映像信号から１つの映像信号の第１の垂直同期信号を選択し、前記第１の垂直同期信号から前記第１の垂直同期信号に同期した第２の垂直同期信号を生成する垂直同期発生手段と、
フレーム単位で映像信号を蓄積するフレームメモリと、
前記フレームメモリに映像信号を書き込みおよび読み出し制御する映像信号制御手段と、
前記垂直同期発生手段と前記映像信号制御手段に固定クロックを与える固定クロック発生手段と、を備え、
前記垂直同期発生手段は、
前記第１の垂直同期信号を選択する選択手段と、
所定の周期と前記固定クロックから水平同期信号を生成する水平同期発生器と、
前記第１の垂直同期信号を前記水平同期信号を用いてカウントし、そのカウント値に基づいて前記第１の垂直同期信号が所定の上限ライン数と下限ライン数との範囲内にあるかを判定して、前記第１の垂直同期信号が前記範囲内にあれば前記第１の垂直同期信号を前記第２の垂直同期信号とし、前記カウント値が前記範囲内になければ前記上限ライン数から生成した垂直同期信号を前記第２の垂直同期信号とする垂直同期発生器と、を備え、
前記映像信号制御手段は、前記第２の垂直同期信号に同期した出力垂直同期信号と、前記水平同期信号と同一周期の出力水平同期信号とにより前記フレームメモリを読み出し制御する表示装置。
前記垂直同期発生手段はマイコンをさらに備え、
前記マイコンは、前記所定の周期の設定を行い、これを前記水平同期発生器と、前記映像信号制御手段に与える請求項１記載の表示装置。
前記映像信号制御手段は、前記所定の周期に従い前記出力水平同期信号を発生する出力同期信号発生器を備える請求項１または２記載の表示装置。
前記垂直同期発生手段は、
前記第２の垂直同期信号を前記水平同期信号のタイミングに合わせて出力するレジスタを備える請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
前記映像信号制御手段は、映像信号の出力解像度を変換する画素変換器である請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
前記映像信号制御手段は、メモリコントロールである請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。