JP7213326B2 - 半導体装置、ディスプレイ装置、車載ディスプレイシステム - Google Patents

Description

本発明は、デジタルビデオ信号のインタフェースを有する半導体装置に関する。

図１は、画像表示システム１００Ｒのブロック図である。画像表示システム１００Ｒは、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどのディスプレイパネル１０２と、ゲートドライバ１０４、ソースドライバ１０６、グラフィックプロセッサ１１０、タイミングコントローラ２００を備える。グラフィックプロセッサ１１０は、ディスプレイパネル１０２に表示すべきビデオデータを生成する。このビデオデータに含まれるピクセル（ＲＧＢ）データは、シリアル形式で、タイミングコントローラ２００Ｒに伝送される。ディスプレイパネル１０２の解像度が高い場合、ビデオデータの１フレームは、奇数番目のピクセルと偶数番目のピクセルに分割して伝送される。

タイミングコントローラ２００Ｒは、ビデオデータを受け、各種の制御／同期信号を生成する。ゲートドライバ１０４は、タイミングコントローラ２００Ｒからの信号と同期してディスプレイパネル１０２の走査線ＬＳを順に選択する。タイミングコントローラ２００Ｒは、フレームデータを構成する各ピクセルのＲＧＢデータを、ソースドライバ１０６に供給する。

タイミングコントローラ２００Ｒは、２個のレシーバ２０２ｏ，２０２ｅ、トランスミッタ２０４、信号処理部２１０を備える。レシーバ２０２ｏは、グラフィックプロセッサ１１０からシリアル形式で奇数番目のピクセルを受信し、レシーバ２０２ｅは、偶数番目のピクセルを受信する。信号処理部２１０は、レシーバ２０２ｏ，２０２ｅが受信したピクセルデータを統合してラインデータ（あるいはフレームデータ）を再構成し、必要に応じてラインデータ（フレームデータ）にガンマ補正などの信号処理を施す。また信号処理部２１０はグラフィックプロセッサ１１０から受信した信号にもとづいて、制御／同期信号を生成し、ゲートドライバ１０４に供給する。またトランスミッタ２０４は、信号処理後のフレームデータをソースドライバ１０６に出力する。

図２は、別の画像表示システム１００Ｓのブロック図である。ディスプレイパネル１０２は、水平方向に複数の（この例では２個）の領域ＲＧＮａ，ＲＧＮｂに分割されており、領域毎にソースドライバ１０６ａ，１０６ｂが設けられる。

タイミングコントローラ２００Ｓは、複数のソースドライバ１０６ａ，１０６ｂに対応する複数のトランスミッタ２０４ａ，２０４ｂを備える。信号処理部２１０は、ディスプレイパネル１０２に表示すべきビデオデータの１フレームを、領域ＲＧＮａ，ＲＧＮｂに分割して、トランスミッタ２０４ａ，２０４ｂに供給する。

特開２０１１－１５０１３５号公報

本発明者は、図１あるいは図２の画像表示システム１００Ｒ，１００Ｓについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。

図１の画像表示システム１００Ｒにおいて、レシーバ２０２ｏとグラフィックプロセッサ１１０の間のデータ伝送あるいはレシーバ２０２ｅとグラフィックプロセッサ１１０の間のデータ伝送に異常が生ずると、ディスプレイパネル１０２に正常な映像を表示できなくなる。従来では、このような場合に、ディスプレイパネル１０２に完全な黒１色を表示するなどしており、ディスプレイパネル１０２に表示される情報が欠落するという問題があった。

図２の画像表示システム１００Ｓにおいて、複数のソースドライバ１０６ａ，１０６ｂの一方において異常が生じていると、異常が生じているソースドライバ１０６＃（＃はａまたはｂ）に対応する領域ＲＧＮ＃に正しい表示ができなくなり、情報が欠落する。

このように、従来の画像表示システム１００Ｒ，１００Ｓでは、異常が生じたときに、ディスプレイパネル１０２に表示される情報が減少する。

特に、画像表示システムを自動車のクラスターパネルに採用する場合には、ディスプレイパネルには、スピードメータやタコメータ、各種非常灯などが表示され、いずれかが表示できなくなると、運転に支障をきたす。あるいは画像表示システムを医療機器に用いる場合にも、ディスプレイパネルに表示される情報は極めて重要であり、情報の欠損は極力抑制すべきである。

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、異常が発生したときにディスプレイに表示される情報の減少を抑制することにある。

本発明のある態様は半導体装置に関する。半導体装置は、１フレームのうち水平方向の奇数番目に位置する複数の奇数ピクセルを含むシリアルデータを受信する第１レシーバと、１フレームのうち水平方向の偶数番目に位置する複数の偶数ピクセルを含むシリアルデータを受信する第２レシーバと、第１レシーバにおける異常を検出する第１受信異常検出器と、第２レシーバにおける異常を検出する第２受信異常検出器と、複数の奇数ピクセルと複数の偶数ピクセルを統合し、ラインデータあるいはフレームデータを生成する信号処理部と、を備える。信号処理部は、第１受信異常検出器が異常を検出したとき、偶数ピクセルを用いて奇数ピクセルを復元し、第２受信異常検出器が異常を検出したとき、奇数ピクセルを用いて偶数ピクセルを復元する。

本発明の別の態様もまた、半導体装置である。この半導体装置は、ビデオデータを受信するレシーバと、ビデオデータを処理する信号処理部と、信号処理部による処理後のビデオデータを複数のソースドライバに送信する複数のトランスミッタと、複数のソースドライバそれぞれにおいて異常が発生しているかを検出する表示異常検出器と、を備える。信号処理部は、ディスプレイパネル上の異常が検出されたソースドライバに対応する領域を除く領域に、ビデオデータを再配置し、再配置後のビデオデータを正常なソースドライバに対応するトランスミッタに分配する。

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。

本発明のある態様によれば、異常が発生したときにディスプレイに表示される情報の減少を抑制できる。

画像表示システムのブロック図である。 別の画像表示システムのブロック図である。 第１の実施の形態に係る画像表示システムのブロック図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、奇数ピクセルと偶数ピクセルおよびその伝送を説明する図である。 タイミングコントローラの具体的な構成例を示すブロック図である。 図６（ａ）～（ｃ）は、ピクセルデータの復元を説明する図である。 第２の実施の形態に係る画像表示システムのブロック図である。 図８（ａ）～（ｄ）は、図７のタイミングコントローラの動作を説明する図である。 タイミングコントローラの具体的な構成例を示すブロック図である。 図１０（ａ）～（ｄ）は、ディスプレイパネルが４個の領域ＲＧＮａ～ＲＧＮｄに分割され、４個のソースドライバを備えるタイミングコントローラの動作を説明する図である。 第３の実施の形態に係る画像表示システムのブロック図である。 図１２（ａ）、（ｂ）は、画像表示システムの動作を説明する図である。 車載ディスプレイ装置を示す図である。 電子機器を示す斜視図である。

（実施の形態の概要）
本明細書に開示される一実施の形態は、半導体装置に関する。半導体装置は、タイミングコントローラやブリッジＩＣ（Integrated Circuit）、あるいはワンチップドライバでありうる。

半導体装置は、１フレームのうち水平方向の奇数番目に位置する複数の奇数ピクセルを含むシリアルデータを受信する第１レシーバと、１フレームのうち水平方向の偶数番目に位置する複数の偶数ピクセルを含むシリアルデータを受信する第２レシーバと、複数の奇数ピクセルと複数の偶数ピクセルを統合し、ラインデータあるいはフレームデータを生成する信号処理部と、第１レシーバにおける異常を検出する第１受信異常検出器と、第２レシーバにおける異常を検出する第２受信異常検出器と、を備える。信号処理部は、第１受信異常検出器が異常を検出したとき、偶数ピクセルを用いて奇数ピクセルを復元し、第２受信異常検出器が異常を検出したとき、奇数ピクセルを用いて偶数ピクセルを復元する。

奇数番目のピクセルと偶数番目のピクセルは隣接するため、それらの画素値は近い場合が多い。そこで２つのシリアルデータの伝送チャンネルのうち、一方に異常が生じた場合に、正常である他方で受信したピクセルデータにもとづいて、異常である一方のピクセルデータを復元することができ、ディスプレイパネルに表示される情報の減少を抑制できる。

信号処理部は、（i）第１受信異常検出器が異常を検出したとき、復元された奇数ピクセルの値は、それと隣接する偶数ピクセルの値であり、（ii）第２受信異常検出器が異常を検出したとき、復元された偶数ピクセルの値は、それと隣接する奇数ピクセルの値であってもよい。この場合、水平方向の解像度は実質的に１／２に低下するが、簡単な処理で、ディスプレイの表示を維持できる。

信号処理部は、（i）第１レシーバにおいて異常が検出されたとき、奇数ピクセルの値は、それと隣接する２つの偶数ピクセルの値を演算して得た値であり、（ii）第２レシーバにおいて異常が検出されたとき、偶数ピクセルの値は、それと隣接する２つの奇数ピクセルの値を演算して得た値であってもよい。演算は、平均処理や補間処理などが例示される。この場合、画質の低下を抑制できる。

シリアルデータは、クロック信号とともに伝送され、第１受信異常検出器および第２受信異常検出器はそれぞれ、クロック信号の有無および／またはクロック信号の周波数にもとづいて、異常を検出してもよい。

第１受信異常検出器、第２受信異常検出器はそれぞれ、シリアルデータに含まれる所定のコードにもとづいて異常を検出してもよい。

所定のコードは、リンクトレーニングに使用される同期コードであってもよい。これにより、リンク切れを検出できる。あるいは所定のコードは、ブランク期間に含まれるユニークコードであってもよい。

半導体装置は、ラインデータを複数のソースドライバに送信する複数のトランスミッタと、複数のソースドライバそれぞれにおいて異常が発生しているかを検出する表示異常検出器と、をさらに備えてもよい。信号処理部は、ディスプレイパネル上の異常が検出されたソースドライバに対応する領域を除く領域に、ラインデータを再配置し、再配置後のラインデータを正常なソースドライバに対応するトランスミッタに分配してもよい。言い換えれば、信号処理部は、異常が検出されたソースドライバに対応するトランスミッタに分配すべき一部のラインデータを、正常なソースドライバに対応するトランスミッタに分配してもよい。
これにより、本来、表示不能となる領域に表示すべき情報を、他の領域に割り当てて表示できるため、ディスプレイパネルに表示される情報の減少を抑制できる。

信号処理部は、フレームデータをスケーリングし、正常なソースドライバに対応するトランスミッタに分配してもよい。これにより簡単な処理で、ディスプレイパネルに表示される情報の減少を抑制できる。

信号処理部は、第１受信異常検出器および第２受信異常検出器のいずれかが異常を検出したとき、画像の色見あるいは輝度を変化させてもよい。従来のように、ユーザに異常を通知するためにＯＳＤ（On Screen Display）機能を使ってディスプレイ上にアイコン等を表示すると、当該アイコンとオーバーラップする領域の情報が欠落するという問題がある。これに対して、色見あるいは輝度を変化させることで、情報の欠落を防止しつつ、ユーザに異常を通知できる。信号処理部は、色見あるいは輝度を経時的に変化させてもよい。これにより一層、使用者に注意喚起できる。

本発明の別の態様もまた、半導体装置である。この半導体装置は、ビデオデータを受信するレシーバと、ビデオデータを処理する信号処理部と、信号処理部による処理後のビデオデータを複数のソースドライバに送信する複数のトランスミッタと、複数のソースドライバそれぞれにおいて異常が発生しているかを検出する表示異常検出器と、を備える。信号処理部は、ディスプレイパネル上の異常が検出されたソースドライバに対応する領域を除く領域に、ビデオデータ（フレームデータ）を再配置し、再配置後のビデオデータ（フレームデータ）を正常なソースドライバに対応するトランスミッタに分配する。

信号処理部は、ビデオデータをスケーリングし、正常なソースドライバに対応するトランスミッタに分配してもよい。

信号処理部は、表示異常検出器が異常を検出したとき、ビデオデータの色見を変化させてもよい。

（実施の形態）
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

＜第１の実施の形態＞
図３は、第１の実施の形態に係る画像表示システム１００Ａのブロック図である。画像表示システム１００Ａは、ディスプレイパネル１０２、ゲートドライバ１０４、ソースドライバ１０６、グラフィックプロセッサ１１０および半導体装置３００を備える。

グラフィックプロセッサ１１０は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などであり、ディスプレイパネル１０２に表示すべきビデオデータを生成する。グラフィックプロセッサ１１０は、ＨＤＭＩ（登録商標）規格やDisplayPort規格、ＬＶＤＳ（Low-Voltage Differential Signaling）ＤＶＩ（Digital Visual Interface）規格に準拠したトランスミッタを含み、ビデオデータを含むデジタルビデオ信号をシリアル形式で半導体装置３００に送信する。

図４（ａ）、（ｂ）は、奇数ピクセルと偶数ピクセルおよびその伝送を説明する図である。図４（ａ）に示すように、１フレームのうち水平方向の奇数番目（すなわち１，３，５，７…）に位置するピクセルを奇数ピクセルＰｅと称し、水平方向の偶数番目（すなわち、２，４，６，８…）に位置するピクセルを偶数ピクセルＰｏと称する。図４（ｂ）に示すように、このシステム１００Ａでは、奇数ピクセルＰｅと、偶数ピクセルＰｏは、別々のチャンネルＣｈｏ，Ｃｈｅで伝送される。

図３に戻る。半導体装置３００は、第１レシーバ３０２ｏ、第２レシーバ３０２ｅ、トランスミッタ３０４、第１受信異常検出器３０６ｏ、第２受信異常検出器３０６ｅ、信号処理部３１０を備え、ひとつの半導体基板に集積化されたＩＣ（Integrated Circuit）であり、いわゆるタイミングコントローラと称される。

第１レシーバ３０２ｏ、第２レシーバ３０２ｅは、ビデオデータを受信可能なシリアルインタフェースである。第１レシーバ３０２ｏは、１フレームのうち水平方向の奇数番目に位置する複数の奇数ピクセルＰｏを含むシリアルデータを受信する。第２レシーバ３０２ｅは、１フレームのうち水平方向の偶数番目に位置する複数の偶数ピクセルＰｅを含むシリアルデータを受信する。

信号処理部３１０は、第１レシーバ３０２ｏが受信した複数の奇数ピクセルＰｅと、第２レシーバ３０２ｅが受信した複数の偶数ピクセルＰｏを統合し、ラインデータＬＤを再生する。

第１受信異常検出器３０６ｏは、第１レシーバ３０２ｏにおける異常を検出する。同様に第２受信異常検出器３０６ｅは、第２レシーバ３０２ｅにおける異常を検出する。異常の検出方法は特に限定されないが、たとえば以下の方法を用いることができる。

グラフィックプロセッサ１１０から半導体装置３００へのシリアル伝送が、ソースシンクロナス方式である場合、クロック信号ＣＫにもとづいて、異常を検出することができる。たとえば、クロック信号ＣＫが所定時間にわたり受信できない場合、異常と判定してもよい。あるいは受信したクロック信号ＣＫの周波数を監視し、所定の周波数から逸脱しているときに、異常と判定してもよい。

また、クロック埋め込み式あるいはＣＤＲ（Clock Data Recovery）方式のシリアル伝送の場合、シリアルデータに含まれる所定のコードにもとづいて異常を検出することができる。たとえば８ｂ１０ｂエンコーディングを利用する場合、シリアルデータには、Ｄコードと呼ばれるデータシンボルと、Ｋコードと称される制御用のシンボルが含まれる。この場合、制御用のシンボルが正しく受信できないときに、異常と判定してもよい。所定のコードは、リンクトレーニングに使用される同期コードであってもよい。

あるいは、ビデオデータに固有のコードを利用して、異常を判定してもよい。ＨＤＭＩを初めとする伝送プロトコルでは、シリアルデータの中に、ＲＧＢのピクセルデータに加えて、データイネーブル（ＤＥ）信号、垂直同期（ＶＳ）信号、水平同期（ＨＳ）信号が含まれる。これらはブランク区間に含まれるユニークコードである。そこで、ＤＥ信号、ＶＳ信号、ＨＳ信号の少なくともひとつを監視し、それらが正常に受信できない場合に、異常と判定してもよい。

信号処理部３１０は、第１受信異常検出器３０６ｏが異常を検出したとき、つまりチャンネルＣＨｅにおいて異常が発生し、奇数ピクセルＰｅが正しく受信できないとき、偶数ピクセルＰｏを用いて奇数ピクセルＰｅを復元する。信号処理部３１０は、復元された奇数ピクセルＰｅと、正常な偶数ピクセルＰｏを統合する。

反対に信号処理部３１０は、第２受信異常検出器３０６ｅが異常を検出したとき、つまりチャンネルＣＨｏにおいて異常が発生し、偶数ピクセルＰｏが正しく受信できないとき、奇数ピクセルＰｅを用いて偶数ピクセルＰｏを復元する。信号処理部３１０は、復元された偶数ピクセルＰｏと、正常な奇数ピクセルＰｅを統合する。

トランスミッタ３０４は、統合されたピクセルをソースドライバ１０６に送信する。また信号処理部３１０は、ゲートドライバ１０４に対して、制御信号や同期信号を送信する。

図５は、半導体装置３００の具体的な構成例を示すブロック図である。信号処理部３１０は、第１復元部３１２ｏ、第２復元部３１２ｅ、結合部３１４、その他処理部３１６を含む。

図５は、ソースシンクロナス方式を例としており、第１受信異常検出器３０６ｏは、クロック信号ＣＫｏと、ＤＥ信号ＤＥｏにもとづいて異常を検出可能である。第１受信異常検出器３０６ｏは異常を検出すると、異常検出信号Ｓ１ｏをアサート（たとえばハイ）する。同様に第２受信異常検出器３０６ｅは、クロック信号ＣＫｅと、ＤＥ信号ＤＥｅにもとづいて異常を検出可能であり、異常を検出すると、異常検出信号Ｓ１ｅをアサートする。

第１復元部３１２ｏには、第１レシーバ３０２ｏが受信した奇数ピクセルＰｏと、第２レシーバ３０２ｅが受信した偶数ピクセルＰｅが入力される。第１復元部３１２ｏは、異常検出信号Ｓ１ｏがネゲートの状態では、奇数ピクセルＰｏをそのまま出力する。第１復元部３１２ｏは、異常検出信号Ｓ１ｏがアサートされると、偶数ピクセルＰｅを用いて復元された奇数ピクセルＰｏ’を出力する。

第２復元部３１２ｅには、第２レシーバ３０２ｅが受信した偶数ピクセルＰｅと、第１レシーバ３０２ｏが受信した奇数ピクセルＰｏが入力される。第２復元部３１２ｅは、異常検出信号Ｓ１ｅがネゲートの状態では、偶数ピクセルＰｅをそのまま出力する。第２復元部３１２ｅは、異常検出信号Ｓ１ｅがアサートされると、奇数ピクセルＰｏを用いて復元された偶数ピクセルＰｅ’を出力する。

結合部３１４は、第１復元部３１２ｏの出力と、第２復元部３１２ｅの出力を結合し、ラインデータ（フレームデータ）ＬＤを生成する。その他処理部３１６は、ラインデータＬＤに対して、γ補正などの処理を施してもよい。

図６（ａ）～（ｃ）は、ピクセルデータの復元を説明する図である。図６（ａ）に示すように、偶数ピクセルに異常が生じているものとする。Ｐ＃（＃＝１，２，３，…）は、＃番目のピクセルの値を表す。

図６（ｂ）は、第１の復元方法を示す。第２受信異常検出器３０６ｅが異常を検出したとき、つまり偶数ピクセルＰｅに異常が生じている場合、復元された偶数ピクセルＰｅ’の値は、それと隣接する奇数ピクセルＰｏの値である。反対に第１受信異常検出器３０６ｏが異常を検出した場合に、つまり奇数ピクセルＰｏに異常が生じている場合、復元された奇数ピクセルＰｏ’の値は、それと隣接する偶数ピクセルＰｅの値である。

図６（ｃ）は、第２の復元方法を示す。第２受信異常検出器３０６ｅが異常を検出したとき、つまり偶数ピクセルに異常が生じている場合、復元された偶数ピクセルＰｅ’の値は、それと隣接する２つの奇数ピクセルＰｏの値を演算して得た値である。ｉ番目の偶数ピクセルに着目したとき、それと左方向に隣接する奇数ピクセルの値をＰｉ－１、それと右方向に隣接する奇数ピクセルの値をＰｉ＋１とするとき、復元されたピクセル値Ｐｉ’は、Ｐｉ－１，Ｐｉ＋１を引数とする関数ｆ（）を用いて、
Ｐｉ＝ｆ（Ｐｉ－１，Ｐｉ＋１）
で表される。関数ｆ（）は、たとえば単純平均であってもよいし、重み付け平均であってもよいし、その他の補間関数であってもよい。

反対に第１受信異常検出器３０６ｏが異常を検出したとき、つまり奇数ピクセルに異常が生じている場合、復元された奇数ピクセルＰｏ’の値は、それと隣接する２つの偶数ピクセルＰｅの値を演算して得た値である。

以上が画像表示システム１００Ａの構成である。奇数ピクセルと偶数ピクセルは隣接するため、それらの画素値は近い場合が多い。そこで第１の実施の形態に係る半導体装置３００では、２つのシリアルデータの伝送チャンネルのうち、一方に異常が生じた場合に、正常である他方で受信したピクセルデータにもとづいて、異常である一方のピクセルデータを復元することとした。これによりディスプレイパネルをブラックアウトさせる必要がないため、ディスプレイパネルに表示される情報の減少を抑制できる。

＜第２の実施の形態＞
図７は、第２の実施の形態に係る画像表示システム１００Ｂのブロック図である。画像表示システム１００Ｂは、ディスプレイパネル１０２、ゲートドライバ１０４、複数のソースドライバ１０６ａ，１０６ｂ、グラフィックプロセッサ１１０および半導体装置４００を備える。

ディスプレイパネル１０２は水平方向に複数の領域ＲＧＮａ，ＲＧＢｂに分割されており、領域ごとに、ソースドライバが設けられる。本実施の形態では、ソースドライバの個数は２個の場合を例として説明するが、その限りでなく、３個以上のシステムにも本発明は適用可能である。

半導体装置４００は、タイミングコントローラであり、グラフィックプロセッサ１１０からビデオデータを受信し、ゲートドライバ１０４およびソースドライバ１０６ａ、１０６ｂを制御する。

半導体装置４００は、レシーバ４０２、トランスミッタ４０４ａ、トランスミッタ４０４ｂ、表示異常検出器４０８、信号処理部４１０を備える。レシーバ４０２は、グラフィックプロセッサ１１０からビデオデータ（具体的には、ピクセルデータ、ひいては複数のピクセルが形成するラインデータ、ひいては、複数のラインが形成するフレームデータ）を受信する。ビデオデータ（１フレーム）の画素数が多い場合、第１の実施の形態と同様に、奇数ピクセルと偶数ピクセルとに分割して２つのチャンネルで伝送してもよく、その場合、レシーバ４０２は、２個のレシーバを含む。

信号処理部４１０は、ビデオデータを処理する。複数のトランスミッタ４０４ａ、４０４ｂは、複数のソースドライバ１０６ａ，１０６ｂに対応付けられる。信号処理部４１０は処理後のビデオデータを、複数のトランスミッタ４０４ａ、トランスミッタ４０４ｂに分配する。トランスミッタ４０４ａ、トランスミッタ４０４ｂは、分配されたビデオデータを、対応するソースドライバ１０６ａ，１０６ｂに送信する。

表示異常検出器４０８は、複数のソースドライバ１０６ａ，１０６ｂそれぞれにおいて異常が発生しているかを検出可能に構成される。たとえばソースドライバ１０６ａ，１０６ｂはそれぞれが異常検出機能を備えている。ソースドライバ１０６が検出対象とする異常は、ディスプレイパネル１０２の異常、ソースドライバ１０６の内部の異常、ソースドライバ１０６とトランスミッタ４０４の間のシリアル伝送の異常の少なくともひとつを含む。

ソースドライバ１０６は、フェイル（ＦＡＩＬ）ピンを備え、異常を検出するとフェイルピンに生ずるＦＡＩＬ信号をアサートする。ソースドライバ１０６のＦＡＩＬピンにはたとえばオープンドレイン（オープンコレクタ）の出力段が接続されており、ソースドライバ１０６は異常を検出すると、ＦＡＩＬピンをプルダウンしてもよい。半導体装置４００は、２つのフェイルピン（フェイル信号）ＦＡＩＬａ、ＦＡＩＬｂに対応する２個のフェイル検出ピンＸａ、Ｘｂを備えてもよい。

ソースドライバ１０６ａ，１０６ｂはそれぞれ、半導体装置４００からの問い合わせに応答して、ＦＡＩＬ信号を出力してもよい。この場合において、半導体装置４００側のフェイル検出ピンＸａ，Ｘｂを１個に共通化し、１個のフェイル検出ピンを、複数のソースドライバ１０６のフェイルピンＦＡＩＬａ、ＦＡＩＬｂと接続してもよい。そして、半導体装置４００は、時分割で複数のソースドライバ１０６ａ，１０６ｂに時分割で問い合わせることにより、１個のフェイル検出ピンで、複数のソースドライバ１０６ａ、１０６ｂのうちいずれにおいて異常が生じているかを判定できる。

あるいは半導体装置４００とソースドライバ１０６の間が、Ｉ２Ｃ（Inter IC）インタフェースやＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）で接続される場合、ソースドライバ１０６は異常の有無を内部のレジスタに書き込み、半導体装置４００がそのレジスタにアクセスすることで異常の有無を読み出してもよい。

表示異常検出器４０８は、複数のソースドライバ１０６ａ，１０６ｂのいずれにおいて異常が発生しているかを信号処理部４１０に通知する。いま、ソースドライバ１０６＃（＃＝ａまたはｂ）において異常が検出され、それ以外のソースドライバ１０６！＃が正常であるとする。信号処理部４１０は、ディスプレイパネル１０２上の異常が検出されたソースドライバ１０６＃に対応する領域ＲＧＮ＃を除く領域ＲＧＢ！＃に、ラインデータ（すなわちフレームデータ）を再配置し、再配置後のラインデータを正常なソースドライバＲＧＮ！＃に対応するトランスミッタ４０４！＃に分配する。

言い換えれば信号処理部４１０は、異常が検出されたソースドライバ１０６＃に対応するトランスミッタ４０４＃に分配すべき一部のラインデータを、正常なソースドライバ１０６！＃に対応するトランスミッタ４０４！＃に分配する。

以上が画像表示システム１００Ｂの構成である。続いてその動作を説明する。図８（ａ）～（ｄ）は、図７の半導体装置４００の動作を説明する図である。図８（ａ）は、すべてのソースドライバ１０６ａ，１０６ｂが正常であるときのフレームデータを示しており、領域ＲＧＮａ，ＲＧＮｂには、画像Ａ，Ｂが表示される。

図８（ｂ）～（ｄ）は、異常が検出されたときのビデオデータ（ラインデータあるいはフレームデータ）の再配置を説明する図である。この例では、ソースドライバ１０６ｂにおいて異常が検出され、したがって領域ＲＧＮｂが表示不能に陥っている状況を説明する。一実施例では図８（ｂ）に示すように、画像Ａ，Ｂを水平方向にのみ１／２倍にスケーリングして、スケーリング後の画像Ａ’，Ｂ’正常な領域ＲＧＮａに再配置してもよい。この場合、画像Ａ’，Ｂ’のアスペクト比はオリジナルから崩れるが、すべての情報を表示できる。この実施例の利点は、ライン単位でのスケーリングが可能であるため、バッファの容量を小さくできる点にある。

別の実施例では図８（ｃ）に示すように、画像Ａ，Ｂをオリジナルのアスペクト比が維持されるように水平方向および垂直方向の両方にスケーリングして、スケーリング後の画像Ａ”，Ｂ”を、正常な領域ＲＧＮａに再配置してもよい。この場合、画像Ａ”，Ｂ”のサイズは小さくなるが、アスペクト比を維持できる。この実施例では１フレーム分のバッファが必要となる。

さらに別の実施例では図８（ｃ）に示すように画像Ｂを縮小し、縮小後の画像Ｂ'''を画像Ａにピクチャｉｎピクチャの形式でオーバーレイしてもよい。もし、画像Ａよりも画像Ｂに相対的に重要な情報が含まれている場合には、領域ＲＧＮａ全体に画像Ｂをレイアウトし、画像Ａを縮小し、縮小後の画像Ａ'''を画像Ｂにピクチャｉｎピクチャの形式でオーバーレイしてもよい。

領域ＲＧＮａが表示不能である場合、図８（ｂ）～（ｄ）とは逆の処理を行えばよい。

図９は、半導体装置４００の具体的な構成例を示すブロック図である。信号処理部４１０は、スケーリング処理部４１２および分配部４１４を含む。スケーリング処理部４１２は、ラインバッファ、あるいはフレームバッファを含み、レシーバ４０２が受信したビデオデータの一部あるいは全部（すなわちラインデータあるいはフレームデータ）を格納する。

スケーリング処理部４１２は、表示異常検出器４０８により異常が検出されないとき、レシーバ４０２が受信したビデオデータをそのまま出力する。表示異常検出器４０８により異常が検出されたとき、スケーリング処理部４１２は、図８（ｂ）～（ｄ）のいずれかの方法で、ラインデータあるいはフレームデータをスケーリング（あるいは再レイアウト）する。たとえば図８（ｂ）のように水平方向に１／２倍にスケーリングする場合、ピクセルを間引いても良いし、隣接する２ピクセルを１ピクセルに統合する演算処理を行ってもよい。

スケーリング後の、あるいはスケーリングされない元のビデオデータは、後段の分配部４１４に入力される。分配部４１４には、いずれのソースドライバ１０６において異常が生じているかを示す信号が入力される。分配部４１４は、すべてのソースドライバ１０６が正常であるとき、スケーリング処理部４１２が出力する元のビデオデータを、トランスミッタ４０４ａ、トランスミッタ４０４ｂに分配する。分配部４１４は、ソースドライバ１０６＃に異常が検出されるとき、スケーリング処理部４１２が出力するスケーリング後のビデオデータを、正常なソースドライバ１０６＃！に対応するトランスミッタ４０４＃！に分配する。

上述のように、ソースドライバ１０６の個数は３個以上でありうる。図１０（ａ）～（ｄ）は、ディスプレイパネル１０２が４個の領域ＲＧＮａ～ＲＧＮｄに分割され、４個のソースドライバ１０６ａ～１０６ｄを備える半導体装置４００の動作を説明する図である。

図１０（ａ）は、すべてのソースドライバ１０６ａ～１０６ｄが正常であるときのフレームデータを示しており、領域ＲＧＮａ～ＲＧＮｄには、画像Ａ～Ｄが表示される。

図１０（ｂ）～（ｄ）は、異常が検出されたときのビデオデータ（ラインデータあるいはフレームデータ）の再配置を説明する図である。この例では、ソースドライバ１０６ｄにおいて異常が検出され、したがって領域ＲＧＮｄが表示不能に陥っている状況を説明する。一実施例では図１０（ｂ）に示すように、画像Ａ～Ｄを水平方向にのみ３／４倍にスケーリングして、スケーリング後の画像Ａ’～Ｄ’正常な領域ＲＧＮａ～ＲＧＮｃに再配置してもよい。

別の実施例では図１０（ｃ）に示すように、画像Ａ～Ｄを、オリジナルのアスペクト比が維持されるように、水平方向および垂直方向の両方について３／４倍にスケーリングして、スケーリング後の画像Ａ”～Ｄ”を、正常な領域ＲＧＮａ～ＲＧＮｃに再配置してもよい。

あるいは図示しないがさらに別の実施例では、図８（ｄ）に対応する処理を行ってもよい。すなわち正常な領域ＲＧＮａ～ＲＧＮｃに、もとの画像Ａ～Ｃをそのままレイアウトし、異常な領域ＲＧＮｄに表示すべき画像Ｄをスケーリングし、領域ＲＧＮａ～ＲＧＮｃのいずれかの箇所にオーバーレイしてもよい。

図１０（ｄ）には、ソースドライバ１０６ａ，１０６ｄに異常が検出されたときの例を示す。この場合、画像Ａ～Ｄを水平方向に１／２倍にスケーリングし、スケーリング後の画像Ａ’～Ｄ’を、正常な領域にレイアウトしてもよい。

なお、第２の実施の形態で説明する技術は、第１の実施の形態で説明する技術と組み合わせることができ、組み合わせ技術も本発明の範囲に含まれる。

＜第３の実施の形態＞
図１１は、第３の実施の形態に係る画像表示システム１００Ｃのブロック図である。画像表示システム１００Ｃは、ディスプレイパネル１０２、ゲートドライバ１０４、ソースドライバ１０６、グラフィックプロセッサ１１０、上位コントローラ１２０、半導体装置５００を備える。上位コントローラ１２０は、画像表示システム１００Ｃを備える機器や装置、自動車の一部あるいは全部を統括的に制御するコントローラである。

第１の実施の形態で説明したように、グラフィックプロセッサ１１０と半導体装置５００の間は、２つの伝送チャンネルで接続されてもよく、第２の実施の形態で説明したように、複数のソースドライバ１０６が設けられてもよい。

半導体装置５００は、タイミングコントローラであり、レシーバ５０２、トランスミッタ５０４、信号処理部５１０、異常検出器５２０を備える。半導体装置５００は、２つの伝送チャンネルに対応して２個のトランスミッタ５０４を備えることができ、また複数のソースドライバ１０６に対応して、複数のトランスミッタ５０４を備えることができる。

信号処理部５１０は、レシーバ５０２が受信したビデオデータを処理する。トランスミッタ５０４は、処理後のビデオデータ（ラインデータ）をソースドライバ１０６に送信する。

異常検出器５２０は上位コントローラ１２０と接続され、上位コントローラ１２０が検出した異常の通知を受けてもよい。上位コントローラ１２０が検出する異常の種類は特に限定されないが、たとえば周辺機器の故障や異常であってもよい。

信号処理部５１０は、異常検出器５２０が異常を検出したとき、ビデオデータの色見（色調、色温度など）あるいは輝度を、正常状態における色見あるいは輝度から変化させる。色見あるいは輝度を変化させる際には、ＲＧＢ値の少なくともひとつを、所定の計算式にもとづいて変換してもよいし、テーブル参照で変換してもよい。

従来では、ユーザに異常を通知するためにＯＳＤ（On Screen Display）機能を使ってディスプレイ上にアイコン等を表示する方法が知られている。しかしながらこの方法では、アイコンとオーバーラップする領域の情報が欠落するという問題がある。これに対して、色見あるいは輝度を変化させることで、情報の欠落を防止しつつ、ユーザに異常を通知できる。

図１２（ａ）、（ｂ）は、画像表示システム１００Ｃの動作を説明する図である。図１２（ａ）は、正常状態における表示画像の一例ＩＭＧｎｏｒｍと、異常状態における表示画像の一例ＩＭＧａｂｎを示す。信号処理部５１０は、色見あるいは輝度を経時的に変化させてもよい。たとえば図１２（ｂ）に示すように、異常が検出された場合に、正常時の色見／輝度と、異常時の色見／輝度を、時分割で切りかえてもよい。これにより一層、使用者に注意喚起できる。

第３の実施の形態は、第１の実施の形態と組み合わせることができる。この場合、異常検出器５２０は、第１の実施の形態で説明した受信異常検出器３０６に対応し、グラフィックプロセッサ１１０からのビデオデータ伝送の異常を検出してもよい。

第３の実施の形態は、第２の実施の形態と組み合わせることができる。この場合、異常検出器５２０は、第２の実施の形態で説明した表示異常検出器４０８に対応し、ソースドライバ１０６における異常を検出してもよい。

実施の形態では、半導体装置３００、４００，５００がタイミングコントローラである場合を説明したが、半導体装置の種類はタイミングコントローラには限定されず、ブリッジチップや、ドライバとタイミングコントローラが統合されたワンチップドライバであってもよい。

たとえば第１の実施の形態に係る半導体装置３００にソースドライバ１０６をさらに内蔵することにより、ワンチップドライバとして構成することができる。あるいは半導体装置３００はブリッジチップであってもよく、この場合、ブリッジチップの出力側には、別のブリッジチップあるいはタイミングコントローラが接続されることとなる。

また半導体装置３００～５００は、グラフィックプロセッサ１１０から直接ではなく、ブリッジチップを経由して、ビデオデータを受信してもよい。

上述の画像表示システム１００は、車載用ディスプレイに用いることができる。図１３は、車載ディスプレイ装置６００を示す図である。車載ディスプレイ装置６００は、コクピット正面のコンソール６０２に埋め込まれており、スピードメータ６０４、エンジンの回転数を示すタコメータ６０６、燃料の残量６０８、ハイブリッド自動車や電気自動車にあってはバッテリの残量などを含むビデオデータを受け、それを表示する。

半導体装置３００～５００の一形態であるタイミングコントローラ３００～５００は、医療用ディスプレイ装置に用いることもできる。医療用ディスプレイ装置は、診察、治療あるいは手術中に、医師や看護師が必要な情報を表示する。

図１４は、電子機器７００を示す斜視図である。図１４の電子機器７００は、ラップトップコンピュータやタブレット端末、スマートフォン、ポータブルゲーム機、オーディオプレイヤなどの民生機器であり得る。電子機器７００は、筐体に内蔵されたグラフィックコントローラ１１０、ディスプレイパネル１０２、ゲートドライバ１０４、ソースドライバ１０６を備える。タイミングコントローラ２００とグラフィックコントローラ１１０の間には、差動トランスミッタ（ブリッジチップ）、伝送路および差動レシーバ（ブリッジチップ）を含む伝送装置１３０が設けられてもよい。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

本発明は、デジタルビデオ信号のインタフェースを有する半導体装置に関する。

１００ 画像表示システム
１０２ ディスプレイパネル
１０４ ゲートドライバ
１０６ ソースドライバ
１１０ グラフィックプロセッサ
１２０ 上位コントローラ
２００ タイミングコントローラ
２０２ レシーバ
２０４ トランスミッタ
２１０ 信号処理部
３００ 半導体装置
３０２ｏ 第１レシーバ
３０２ｅ 第２レシーバ
３０４ トランスミッタ
３０６ｏ 第１受信異常検出器
３０６ｅ 第２受信異常検出器
３１０ 信号処理部
３１２ｏ 第１復元部
３１２ｅ 第２復元部
３１４ 結合部
３１６ その他処理部
４００ 半導体装置
４０２ レシーバ
４０４ａ，４０４ｂ トランスミッタ
４０８ 表示異常検出器
４１０ 信号処理部
４１２ スケーリング処理部
４１４ 分配部
５００ 半導体装置
５０２ レシーバ
５０４ トランスミッタ
５１０ 信号処理部
５２０ 異常検出器

Claims (4)

1. ビデオデータを受信するレシーバと、
   前記ビデオデータを処理する信号処理部と、
   前記信号処理部による処理後のビデオデータを複数のソースドライバに送信する複数のトランスミッタと、
   前記複数のソースドライバそれぞれにおいて異常が発生しているかを検出する表示異常検出器と、
   を備え、
   前記信号処理部は、ディスプレイパネル上の異常が検出されたソースドライバに対応する異常な領域を除く正常な領域に、前記ビデオデータを再配置し、再配置後のビデオデータを正常なソースドライバに対応するトランスミッタに分配し、
   前記信号処理部は、前記異常な領域に表示すべき第１画像が、前記正常な領域に表示すべき第２画像よりも重要な情報を含んでいる場合、前記正常な領域に、前記第１画像をレイアウトし、前記第２画像を縮小スケーリングし、前記第１画像にオーバーレイする、半導体装置。
2. 前記信号処理部は、前記表示異常検出器が異常を検出したとき、前記ビデオデータの色見あるいは輝度を変化させる、請求項１に記載の半導体装置。
3. 請求項１または２に記載の半導体装置を備える、ディスプレイ装置。
4. 請求項１または２に記載の半導体装置を備える、車載ディスプレイシステム。

Images