JP5459982B2 - 表示装置、プログラム、信号処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置、プログラム、そして信号処理方法に関する。本発明の表示装置、プログラム、そして信号処理方法は、例えば、液晶プロジェクタ装置や、DMD(Digital Micromirror Device)プロジェクタ装置等の投射型表示装置や液晶ディスプレイなどに適用可能である。
コンピュータで作成される文書やグラフィックのアナログ映像信号を、表示装置で表示する場合、映像信号のドットクロックや有効映像領域を、コンピュータと表示装置とで一致させることが重要となる。一般の表示装置は、水平及び垂直同期信号の周波数や極性等の属性と、ドットクロックや有効映像領域とを関連付けた信号フォーマットテーブルを保有し、コンピュータから出力される同期信号の属性を読み取ることで、信号フォーマットの判別を行っている。
しかしながら、コンピュータが実際に出力する信号のフォーマットは、コンピュータの種類によって多少のズレを持っている。そのため、表示装置では、コンピュータの種類毎のズレを自動調整する機能が求められ、映像信号から読み取れる情報を元にそれを達成する技術が発展してきた。
例えば、特許文献1では、有効映像領域及びドットクロックの自動調整処理として、水平及び垂直有効領域の開始位置及び解像度を実測する手段を持つことで対応している。特許文献1では、この手段で得られた開始位置の実測結果から映像取り込み領域を補正し、水平解像度実測結果が信号フォーマットテーブルの値と等しくなるようにドットクロックの自動調整処理を行っている。
このような自動調整処理は、同期信号を検知した瞬間や、ユーザーがその処理を要求した場合に実行される。自動調整処理を実行した結果得られた補正値は、不揮発性記憶領域に保存し、次に同じ属性の同期信号が入力した場合には、自動調整処理を実行せずに不揮発性記憶領域に保持された補正値を適用する技術も用いられている。
特開2001−324952
特許文献1では、有効映像領域及びドットクロックの自動調整処理時に、コンピュータから出力される有効映像領域全体に映像信号が出力されていることが前提となっている。しかしながら、コンピュータの種類によっては出力解像度を変換する処理を行った場合に、同期信号の出力は直ぐに開始されるが、映像信号の出力がそれに比べて若干遅れる種類のものも存在する。このようなコンピュータと接続した場合、同期信号を検知した瞬間に上記の自動調整処理を実行した場合は処理に失敗するおそれがある。また、DOSモード等の有効映像領域の一部分しか使わない映像がコンピュータより出力されていた場合も同様に処理に失敗するおそれがある。
本発明の例示的な目的は、有効映像領域やドットクロックの自動調整処理を実行するのに望ましい映像信号が出力されていない場合であっても、最終的に処理の失敗を回避することが可能な表示装置、プログラム、信号処理方法を提供することにある。
本発明の例示的な表示装置は、
異なる信号フォーマットのアナログRGB信号が入力可能な入力端子と、
同期信号の有無を判定する同期信号検出部と、
アナログRGB信号をデジタル映像信号に変換するADコンバータと、
ADコンバータから出力されるデジタル映像信号に基づいて、映像がブランク映像であるか否かを判定し、ブランク映像でないと判定した場合に有効映像領域を検出する有効映像領域検出部と、
ADコンバータから出力されるデジタル映像信号を映像データとして取り込む入力信号処理部と、
同期信号検出部で同期信号があると判定され、且つ有効映像領域検出部でブランク映像ではないと判定された場合に、有効映像領域検出部で検出された有効映像領域に基づき、前記デジタル映像信号のうち入力信号処理部が映像データとして取り込む領域を調整する制御部とを有することを特徴としている。
また、本発明の別の例示的な表示装置は、
異なる信号フォーマットのアナログRGB信号が入力可能な入力端子と、
同期信号の有無を判定する同期信号検出部と、
アナログRGB信号をデジタル映像信号に変換するADコンバータと、
ADコンバータから出力されるデジタル映像信号に基づいて、映像がブランク映像であるか否かを判定するブランク映像判定部と、
同期信号検出部で同期信号があると判定され、且つブランク映像判定部でブランク映像ではないと判定された場合に、ADコンバータのドットクロックの位相を調整する制御部とを有することを特徴としている。
また、本発明の例示的なプログラムは、
異なる信号フォーマットのアナログRGB信号が入力可能な入力端子と、同期信号の有無を判定する同期信号検出部と、アナログRGB信号をデジタル映像信号に変換するADコンバータと、ADコンバータから出力されるデジタル映像信号を映像データとして取り込む入力信号処理部を有する表示装置に、
ADコンバータから出力されるデジタル映像信号に基づいて、映像がブランク映像であるか否かを判定し、ブランク映像でないと判定した場合に有効映像領域を検出する有効映像領域検出ステップと、
同期信号検出部で同期信号があると判定され、且つ有効映像領域検出ステップでブランク映像ではないと判定された場合に、有効映像領域検出ステップで検出された有効映像領域に基づき、前記デジタル映像信号のうち入力信号処理部が映像データとして取り込む領域を調整するステップを実行させることを特徴としている。
また、本発明の例示的な信号処理方法は、
アナログRGB信号をデジタル映像信号に変換するADコンバータから出力されるデジタル映像信号に基づいて、その映像がブランク映像であるか否かを判定し、ブランク映像でないと判定した場合に有効映像領域を検出する有効映像領域検出ステップと、
同期信号があると判定され、且つ有効映像領域検出ステップでブランク映像ではないと判定された場合に、有効映像領域検出ステップで検出された有効映像領域に基づき、映像データとして取り込む領域を調整するステップとを有することを特徴としている。
本発明の表示装置によれば、有効映像領域やドットクロックの自動調整処理を実行するのに望ましい映像信号が出力されていない場合であっても、最終的に処理の失敗を回避することができる。
以下に本発明に係る表示装置の実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、実施例1の投射型表示装置のブロック構成図である。
図1において、制御部1は、メモリ2に格納された各種プログラムに従い、表示装置内の各部を制御する。詳細は後述するが、制御部1は、映像取り込み領域自動調整処理やドットクロック自動調整処理時の制御も行う。また、メモリ2には、図2に示すような信号フォーマットテーブルも格納されている。
信号フォーマットテーブルは、各映像信号に対応して、信号種SIDn、水平同期周期HPtn、垂直総ライン数VLtn、水平総ドット数HDtn、水平解像度HRtn、垂直解像度VRtn、水平開始位置HStn、垂直開始位置VStnで構成されている。なお、水平総ドット数HDtnは、1水平同期期間あたりのドット数である。
D−Sub15ピン端子3は、コンピュータ等のアナログRGB信号用の入力端子である。すなわち、D−Sub15ピン端子3は、異なる信号フォーマットのアナログ映像信号が入力可能な端子である。
同期信号検出部4は、同期信号の有無の判定と共に、水平同期信号の周期と、垂直同期信号一周期当たりの水平同期信号のカウント数(垂直ライン数)とを検出し、制御部1に出力する。また、垂直同期信号に同期した割り込み信号を制御部1に対して出力する。
ADコンバータ5は、制御部1によって設定される水平総ドット数、ドットクロックの位相、オフセット、ゲインに従い、アナログ映像信号をデジタル映像信号にAD変換して出力する。なお、本実施例では、ドットクロックの位相は、8段階の設定値を持つことにしている。
位相整合指数検出部6は、ADコンバータ5から出力されたデジタル映像信号に基づき、位相整合指数PMImを検出する。位相整合指数PMImは、ADコンバータ5に設定されている水平総ドット数及びドットクロックの位相が入力された映像信号に整合しているかどうかを判定する際の指標となる数値である。詳細な説明は省略するが、位相整合指数PMImは、デジタル映像信号より高周波成分を抽出した分布度合いを元に数値化されたものである。この位相整合指数PMImの値が大きい程、水平総ドット数とドットクロックの位相が映像信号に整合しているという意味付けを持つ。
有効映像領域検出部7は、ADコンバータ5から出力されたデジタル映像信号に基づき、水平有効領域の開始位置HSmと終了位置HEm、並びに垂直有効領域の開始ラインVSmと終了ラインVEmを検出する。検出値は、ADコンバータ5の出力を監視し、制御部1により指定された規定値を上回る出力値を示す画素座標を全て含む長方形が有効映像領域であると定義し、その4辺に対応する値である。有効映像領域内に上記規定値を上回る画素が存在しない映像信号に関しては、有効映像領域検出部7は、ブランク検知フラグをセットする。すなわち有効映像領域検出部7は、ブランク映像判定部も兼ねている。
入力信号処理部8は、ADコンバータ5から出力されるデジタル信号を処理して、水平及び垂直取り込み開始位置、水平及び垂直取り込み幅で囲まれた領域の画素データを映像データとして取り込む。水平及び垂直取り込み開始位置は、制御部1により設定される水平及び垂直開始位置により定まり、水平及び垂直取り込み幅は、制御部1により設定される水平及び垂直解像度により定まる。取り込まれた映像データは、順次フレームバッファ9で保存される。
フレームバッファ9では、入力映像信号の各画素データのバッファ機能をはたす。
解像度変換部10では、制御部1によって設定される領域の映像データをフレームバッファ9から読み出し拡大及び縮小処理を行う。表示部11は、解像度変換部10より出力される映像信号を光学映像に変換する。
図では省略しているが、本実施例の投射型表示装置は、表示部10で変換された光学映像をスクリーンに投射する投射部を更に備えている。
次に、ADコンバータ5での水平総ドット数及びドットクロックの位相と、入力信号処理部8での水平取り込み開始位置及び垂直取り込み開始ラインから水平及び垂直解像度の設定値の決定方法について述べる。
同期信号が同期信号検出部4で検知された状態を開始点として、図3を用いて説明する。
まず、ステップf101において、同期信号検出部4は、入力された映像信号から、水平同期信号周期HPmと垂直ライン数VLmを取得し、制御部1に出力する。
ステップf102において、制御部1は、同期信号検出部4で取得した水平同期信号周期HPmと垂直ライン数VLmと、信号フォーマットテーブル(図2)内の各信号タイミングの水平同期信号周期HPtnと垂直ライン数VLtnとを比較する。具体的には、|HPtn−HPm|+|VLtn−VLm|が最小となる信号種SIDnをサーチする。これを、最も近い信号種SIDnとして選択する。
ステップf103において、制御部1は、選び出された信号種SIDnの水平総ドット数HDtnをADコンバータ5に設定する。同様に、水平解像度HRtn、垂直解像度VRtn、水平開始位置HStn、垂直開始位置VStnを入力信号処理部8に設定する。
ステップf104において、制御部1は、同期信号検出部4から出力される垂直同期信号に同期した割り込み信号を受けたタイミングで、有効映像領域検出部7のブランク検知フラグを監視し、クリア状態になるのを待つ。ステップf105でクリアが確認された場合、制御部1は、ステップf106において後述する各種パラメータの自動調整処理を実行する。
まず、ステップf106における水平総ドット数及びドットクロックの位相の自動調整処理について詳細に説明する。
ステップf106において、制御部1は、選び出された信号種SIDnの水平総ドット数HDtnを基準とし、−8〜+8の範囲における各ドットクロックの位相の総組み合わせ全85組を、順次ADコンバータ5に設定する。上記各設定組み合わせにおいて、制御部1は、位相整合指数検出部6から位相整合指数PMImを取得し、位相整合指数PMImが最大値となる水平総ドット数とドットクロックの位相を割り出す。割り出された水平総ドット数とドットクロックの位相を最適値として、制御部1は、ADコンバータ5に設定する。
次に、ステップf107における水平開始位置、垂直開始位置の自動調整処理について説明する。
ステップ107において、有効映像領域検出部7は、ADコンバータ5から出力されたデジタル映像信号から水平有効映像領域の開始位置HSmと終了位置HEm、並びに垂直有効映像領域の開始ラインVSmと終了ラインVEmを取得する。下記に示す式(1)から最適水平開始位置HSoが、式(2)から最適垂直開始位置VSoが決定される。
HSo=HSm−{HRtn−(HEm−HSm)}/2 ・・・(1)
VSo=VSm−{VRtn−(VEm−VSm)}/2 ・・・(2)
このようにして、水平総ドット数、ドットクロックの位相、水平開始位置、垂直開始位置は自動調整される。これらの自動調整処理が完了した後に、解像度変換部10と表示部12とを適切に設定し、スクリーンに入力信号の映像が表示されることとなる。
以上のようにして、本実施例の構成とフローで各種パラメータの自動調整処理を実行することで、同期信号を検知した際に映像信号がブランク状態であっても、ブランク状態が終了されるのを待つため、調整処理が失敗する原因の一つを排除することが可能となる。本実施例では、自動調整するパラメータとして、水平総ドット数、ドットクロックの位相、水平開始位置、垂直開始位置を想定しているが、本発明の趣旨はこの組み合わせに限定されるものではない。自動調整するパラメータはいずれか1つであっても良い。
本発明に係る表示装置の第2の実施例について説明する。
本実施例では、DOSモード等の映像信号出力装置が有効映像領域全体に映像を出力していない場合も考慮し、さらに利便性を向上させることを目的としている。
本実施例の表示装置のブロック構成図は、実施例1と同一であるため、その説明を省略する。また、水平総ドット数、ドットクロックの位相、水平開始位置、垂直開始位置、水平解像度、垂直解像度の設定値の決定手段においても、図3に示したステップf106までは実施例1と同一であるため、その説明を省略する。本実施例は、図3のステップf107に示した水平及び垂直開始位置自動調整処理が実施例1とは異なる。以降、実施例1と処理が異なる水平及び垂直開始位置自動調整処理に関して、図4を用いて説明する。
まず、ステップf401において、制御部1は、メモリ2内に変数である水平方向自動調整終了フラグHOF及び垂直方向自動調整終了フラグVOFを定義し、それぞれクリア状態に設定する。
ステップf402において、制御部1は、同期信号検出部4からの垂直同期信号割り込みが発生するのを待つ。
ステップf403において、水平方向自動調整終了フラグHOFがクリア状態であればステップf404へ、セット状態であればステップf409へ分岐する。
ステップf404において、有効映像領域検出部7は、映像信号から水平有効映像領域の開始位置HSm及び終了位置HEmを取得する。ステップf405において、水平終了位置HEmと水平開始位置HSmの差と、選出された信号種SIDnの水平解像度HRtnの関係が下式(3)を満たす場合はステップf406へ、満たさない場合はステップf407へ分岐する。
HRtn≦HEm−HSm ・・・(3)
ステップf406において、制御部1は、最適水平解像度HRo及び最適水平開始位置HSoをそれぞれ下式(4)及び前述の式(1)から得られる値とし、入力信号処理部8に設定する。更に、水平方向自動調整終了フラグHOFをセット状態に変更する。
HRo=HEm−HSm ・・・(4)
ステップf407において、制御部1は、入力信号処理部8の現在の水平開始位置の設定値HSとステップf404で取得した水平開始位置HSmとを比較する。HS>HSmを満たす場合、ステップf408において、制御部1は、HSmを入力信号処理部8へ設定する。そうでない場合、そのままの値を維持し、ステップf409へと進む。
ステップf409において、垂直方向自動調整終了フラグVOFがクリア状態であればステップf410へ、セット状態であればステップf415へ分岐する。
ステップf410において、有効映像領域検出部7は、映像信号から垂直有効映像領域の開始ラインVSmと終了ラインVEmを取得する。ステップf411において、垂直終了ラインVEmと垂直開始ラインVSmの差と、選出された信号種SIDnの垂直解像度VRtnの関係が下式(5)を満たす場合はステップf412へ、満たさない場合はステップf413へ分岐する。
VRtn≦VEm−VSm ・・・(5)
ステップf412では、最適垂直解像度VRo及び最適垂直開始位置VSoをそれぞれ下式(6)及び前述の式(2)から得られる値とし、入力信号処理部8に設定する。更に、垂直方向自動調整終了フラグVOFをセット状態に変更する。
VSo=VEm−VSm ・・・(6)
ステップf413では、入力信号処理部8の現在の垂直開始位置の設定値VSと、ステップf410で取得した垂直開始位置VSmとを比較する。VS>VSmを満たす場合、ステップf414において、制御部1は、VSmを入力信号処理部へ設定し、そうでない場合はそのままの値を維持し、ステップf415へと進む。
水平方向自動調整終了フラグHOF及び垂直方向自動調整終了フラグVOFが供にセット状態であれば、自動調整完了ということで終了し、どちらか一方でもクリア状態であれば、ステップf402へ戻り再度自動調整処理を実行する。
なお、フローを簡略化するため省略したが、ステップf415へ一度到達した時点で、後段の解像度変換部10と表示部12を適切に設定し、スクリーンに入力信号の映像を表示させてよい。
以上のようにして、DOSモードのように映像信号出力装置が有効映像領域の一部にしか映像を出力していない状態で自動調整処理を開始した場合であっても、終了条件を満たすまで定期的に実行されるため、映像領域が拡大されても追従することが可能となる。
なお、本実施例では特に明記していないが、変数水平方向自動調整終了フラグHOF及び垂直方向自動調整終了フラグVOFを不揮発性メモリにて保持してもよい。この場合、計測された水平同期周期HPtn、垂直ラインVLtnに関連付け、入力信号処理部4への各設定パラメータと供に不揮発性メモリにて保持することで、表示装置の電源を切断しても次回起動時には元の設定値を復元させることが可能となる。これにより、一度自動調整が完了した信号フォーマットに関しては、次回接続時には自動調整処理が不要となる。また、自動調整の途中で電源を切断してしまった信号フォーマットに関しても、次回起動時はその続きから処理を続けられるため処理を軽減することが可能となる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、実施例1,2では投射型表示装置を例に挙げて説明したが、本発明の思想は、直視型の液晶ディスプレイ等、投射型表示装置以外の表示装置にも適用可能である。
実施例1の投射型表示装置のブロック構成図である。 信号フォーマットテーブルを示す表である。 実施例1の各種パラメータ設定のフローチャートである。 実施例2の水平及び垂直開始位置の自動調整処理のフローチャートである。
符号の説明
1 制御部
2 メモリ
3 映像入力端子
4 同期信号検出部
5 ADコンバータ
6 位相整合指数検出部
7 有効映像領域検出部
8 入力信号処理部
9 フレームバッファ
10 解像度変換部
11 表示部

Claims (8)

  1. 異なる信号フォーマットのアナログRGB信号が入力可能な入力端子と、
    同期信号の有無を判定する同期信号検出部と、
    前記アナログRGB信号をデジタル映像信号に変換するADコンバータと、
    前記ADコンバータから出力されるデジタル映像信号に基づいて、映像がブランク映像であるか否かを判定し、ブランク映像でないと判定した場合に有効映像領域を検出する有効映像領域検出部と、
    前記ADコンバータから出力されるデジタル映像信号を映像データとして取り込む入力信号処理部と、
    前記同期信号検出部で同期信号があると判定され、且つ前記有効映像領域検出部でブランク映像ではないと判定された場合に、前記有効映像領域検出部で検出された有効映像領域に基づき、前記デジタル映像信号のうち前記入力信号処理部が映像データとして取り込む領域を調整する制御部とを有することを特徴とする表示装置。
  2. 異なる信号フォーマットのアナログRGB信号が入力可能な入力端子と、
    同期信号の有無を判定する同期信号検出部と、
    前記アナログRGB信号をデジタル映像信号に変換するADコンバータと、
    前記ADコンバータから出力されるデジタル映像信号に基づいて、映像がブランク映像であるか否かを判定するブランク映像判定部と、
    前記同期信号検出部で同期信号があると判定され、且つ前記ブランク映像判定部でブランク映像ではないと判定された場合に、前記ADコンバータのドットクロックの位相を調整する制御部とを有することを特徴とする表示装置。
  3. 前記有効映像領域検出部は、1フレーム内に閾値を上回る前記ADコンバータの出力値が存在する場合、ブランク検知フラグをクリア状態にセットし、
    前記制御部は、前記ブランク検知フラグがクリア状態である場合、前記調整を行うことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  4. 前記有効映像領域は、閾値を上回る前記ADコンバータの出力値を示す画素座標を全て含む領域であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  5. 前記同期信号検出部は、水平同期信号の周期と垂直ライン数とを取得し、
    前記有効映像領域検出部は、前記ADコンバータから出力されるデジタル映像信号から、水平有効映像領域の開始位置と水平有効映像領域の終了位置を取得し、
    前記制御部は、
    前記水平同期信号の周期と前記垂直ライン数とに基づき、信号種を選択し、
    前記水平有効映像領域の終了位置と前記水平有効映像領域の開始位置の差が、選択された前記信号種の水平解像度以上である場合、前記差を最適水平解像度として設定し、水平方向自動調整終了フラグをセット状態へ変更し、
    前記水平方向自動調整終了フラグがセット状態である場合は、前記調整を終了し、
    前記入力信号処理部は、前記最適水平解像度に基づき映像データを取り込み、
    前記水平方向自動調整終了フラグがセット状態ではない場合、前記調整を再度実行することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  6. 前記同期信号検出部は、水平同期信号の周期と垂直ライン数とを取得し、
    前記有効映像領域検出部は、前記ADコンバータから出力されたデジタル映像信号から、垂直有効映像領域の開始ラインと垂直有効映像領域の終了ラインを取得し、
    前記制御部は、
    前記水平同期信号の周期と前記垂直ライン数とに基づき、信号種を選択し、
    前記垂直有効映像領域の終了ラインと前記垂直有効映像領域の開始ラインの差が、選択された前記信号種の垂直解像度以上である場合、前記差を最適垂直解像度として設定し、垂直方向自動調整終了フラグをセット状態へ変更し、
    前記垂直方向自動調整終了フラグがセット状態である場合は、前記調整を終了し、
    前記入力信号処理部は、前記最適水平解像度に基づき映像データを取り込み、
    前記垂直方向自動調整終了フラグがセット状態ではない場合、前記調整を再度実行することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  7. 異なる信号フォーマットのアナログRGB信号が入力可能な入力端子と、
    同期信号の有無を判定する同期信号検出部と、
    前記アナログRGB信号をデジタル映像信号に変換するADコンバータと、
    前記ADコンバータから出力されるデジタル映像信号を映像データとして取り込む入力信号処理部を有する表示装置に、
    前記ADコンバータから出力されるデジタル映像信号に基づいて、映像がブランク映像であるか否かを判定し、ブランク映像でないと判定した場合に有効映像領域を検出する有効映像領域検出ステップと、
    前記同期信号検出部で同期信号があると判定され、且つ前記有効映像領域検出ステップでブランク映像ではないと判定された場合に、前記有効映像領域検出ステップで検出された有効映像領域に基づき、前記デジタル映像信号のうち前記入力信号処理部が映像データとして取り込む領域を調整するステップを実行させることを特徴とするプログラム。
  8. アナログRGB信号をデジタル映像信号に変換するADコンバータから出力されるデジタル映像信号に基づいて、該映像がブランク映像であるか否かを判定し、ブランク映像でないと判定した場合に有効映像領域を検出する有効映像領域検出ステップと、
    同期信号があると判定され、且つ前記有効映像領域検出ステップでブランク映像ではないと判定された場合に、前記有効映像領域検出ステップで検出された有効映像領域に基づき、映像データとして取り込む領域を調整するステップを有することを特徴とする信号処理方法。
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