(57)【要約】【課題】画像表示装置に映像信号を水平方向に伸縮して表示する際に、従来は映像信号を標本化しメモリ等の一時記憶装置に書き込んだ後に演算処理を施すこと、または読み出し速度を書き込み時と変化させることなく水平方向の映像信号の圧縮伸長を実現することを目的とする。【解決手段】映像信号を標本化する際に１水平走査期間内で周波数が変化するサンプリングクロックを用いてサンプリングを行い、マトリクス型画像表示装置に表示することにより画像の伸縮を行う。このときに基準クロックに対する分周波形の繰り返し単位の設定値を水平位置に対応して切替えるとともに、基準クロックの反転クロックを用いて異なるタイミングの分周出力を合成することで、より決めの細かい伸縮を行うことをメモリ等の一時記憶装置や演算処理する回路構成を削減した構成で実現できる。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号をサンプリングするためのサンプリング信号を発生するサンプリング信号発生手段と、前記サンプリング信号により映像信号をサンプリングする映像信号サンプリング手段と、前記映像信号サンプリング手段によりサンプリングされた信号を印加することにより映像を表示する表示部とを備え、
前記サンプリング信号発生手段が、一定周波数のクロックを発生する手段と、前記クロックの反転クロックを発生する手段と、所定の第１の最小繰り返し単位の設定値を出力する第１のセレクタと、前記第１の最小繰り返し単位の設定値をシフトして繰り返し出力することで前記クロックを分周した信号を出力する第１のシフトレジスタと、所定の第２の最小繰り返し単位の設定値を出力する第２のセレクタと、前記第２の最小繰り返し単位の設定値をシフトして繰り返し出力することで前記反転クロックを分周した信号を出力する第２のシフトレジスタと、前記第１のシフトレジスタの出力と前記第２のシフトレジスタの出力を入力としてサンプリング信号を出力する排他的論理和手段とを有し、
前記クロックの（ｎ＋１）／２倍（ｎは自然数）の周期のサンプリング信号を発生させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記サンプリング信号発生手段が、前記第１のセレクタ１および前記第２のセレクタの入力に複数個セットされた最小繰り返し単位の設定値を切り替え所定の前記第１および第２の最小繰り返し単位の設定値を出力するタイミングを制御するタイミング制御手段と、前記第１および第２の最小繰り返し単位の設定値を前記第１および第２のシフトレジスタに読み込ませるタイミングを制御するタイミング制御手段をさらに有し、前記表示部の水平方向の領域または位置に応じて前記タイミング制御手段の出力信号を切り替え、前記表示部の水平方向の領域または位置に応じて異なる周期のサンプリング信号を発生させることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画素が水平方向および垂直方向にそれぞれ一定間隔で並んだマトリクス型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像表示装置において画像を水平方向に圧縮伸長する場合、例えば特開平７−６７０４６号公報や特開平４−３５４２７９号公報に示されているように、１水平期間内で一定の周波数を持つサンプリング信号で映像信号をサンプリングし、得られたデータをメモリ等の一時記憶装置に保持し、保持したデータに対して演算処理を施し、あるいは保持したデータの読み出し速度を書き込み速度と変えることにより水平方向の映像の圧縮伸長を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのように１水平期間内で一定の周波数をもつサンプリング信号を用いてサンプリングし、得られたデータを一時保持し、保持したデータに対して演算処理を施して水平方向の映像の圧縮伸長を行う場合、データを保持するためにラインメモリ等の一時記憶装置が必要であり、また、保持したデータに対して演算処理を施すための回路構成が必要になり、部品点数ならびに／または回路規模の増加につながるという課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、映像信号をサンプリングする際に１水平期間内で周波数が変化するサンプリング信号でサンプリングを行うことを特徴としたものである。
【０００５】
特に、映像信号をサンプリングするためのサンプリング信号を発生するサンプリング信号発生手段と、前記サンプリング信号により映像信号をサンプリングする映像信号サンプリング手段と、前記映像信号サンプリング手段によりサンプリングされた信号を印加することにより映像を表示する表示部とを備え、前記サンプリング信号発生手段が、一定周波数のクロックを発生する手段と、前記クロックの反転クロックを発生する手段と、所定の第１の最小繰り返し単位の設定値を出力する第１のセレクタと、前記第１の最小繰り返し単位の設定値に基づいて前記クロックを自然数倍の周期に分周した信号を出力する第１のシフトレジスタと、所定の第２の最小繰り返し単位の設定値を出力する第２のセレクタと、前記第２の最小繰り返し単位の設定値に基づいて前記反転クロックを自然数倍の周期に分周した信号を出力する第２のシフトレジスタと、前記第１のシフトレジスタの出力と前記第２のシフトレジスタの出力を入力とした排他的論理和手段とを有し、前記クロックの（ｎ＋１）／２倍（ｎは自然数）の周期のサンプリング信号を発生させることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、画素が水平方向および垂直方向にそれぞれ一定間隔で並んだ画像表示装置において、映像信号をサンプリングする際に、１水平期間内で周波数が変化するサンプリング信号でサンプリングを行うことを特徴とするものであり、画像を水平方向に自由に伸縮し、かつその伸縮率を１水平期間内で変化させることができるという作用を有する。
【０００７】
本発明は、映像信号をサンプリングするためのサンプリング信号を発生するサンプリング信号発生手段と、前記サンプリング信号により映像信号をサンプリングする映像信号サンプリング手段と、前記映像信号サンプリング手段によりサンプリングされた信号により画像を表示する表示部とを備えたものであり、１水平期間内で周波数が変化するサンプリング信号でサンプリングを行うという作用を有するものである。
【０００８】
本発明は、特に、サンプリング信号発生手段に論理回路と、前記論理回路を動作させる一定周波数のクロック信号系と、前記クロック信号系の反転クロック信号系を設け、それぞれのクロック信号系で発生させた信号を合成して得られる信号で映像信号をサンプリングすることを特徴とするものであり、前記２種類のクロック信号を用いることにより前記クロック信号の周期の（ｎ＋１）／２倍（ただし、ｎは自然数）の周期を持つ信号で映像信号をサンプリングすることができる。
【０００９】
これは一種類のクロック信号のみを用いて発生させたサンプリング信号の周期が、クロック信号のｎ倍であることと比較して自由度が増したことを示しており、すなわち画像を水平方向に伸縮して表示する際の伸縮率の設定自由度を高める作用を有する。
【００１０】
また、１水平期間内で映像信号のサンプリング周波数（言い換えればサンプリング信号の周期）を変化させて画像の水平方向伸縮を実現し、かつその伸縮率を１水平期間内で変化させる際に、サンプリング周波数すなわち画像の伸縮率の設定自由度を高くするという作用を有する。
【００１１】
本発明はさらに、サンプリング信号発生手段に論理回路と、前記論理回路を動作させる一定周波数のクロック信号系と、前記クロック信号系の反転クロック信号系を設け、それぞれのクロック信号系で発生させた信号を合成して得られる信号を、画像の水平方向の領域（位置）に応じて複数種類切り替えながら使用することを特徴とするものであり、画面の水平方向の領域（位置）に応じて映像信号のサンプリング周波数を変化させて、水平方向の領域ごとに画像の伸縮率を変化させるという作用を有する。
【００１２】
本発明は上記発明において、論理回路を動作させるクロック信号生成部の電圧制御発振回路（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：以下、ＶＣＯと記す）と、前記ＶＣＯに印加する電圧を１水平期間内で連続的に変化させる回路を設けたことを特徴とする論理回路に付加的な変更を加えることなく映像信号をサンプリングする信号の周波数を前記印加電圧に応じて制御することができる。
【００１３】
これにより画像の水平方向伸縮を実現し、かつその伸縮率を自由に設定することができるという作用を有する。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図８を用いて説明する。
【００１５】
なお、ここではアクティブマトリクス型液晶表示装置にＮＴＳＣテレビ映像を表示させる場合を例として、本発明を説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の一実施の形態について説明する。
【００１７】
図２は本発明画像表示装置のブロック図を示し、図２においてサンプリング信号発生部２００は１水平期間内で周波数の変化するサンプリング信号２を発生する作用を有する。
【００１８】
映像信号サンプリング部２０１は、前記サンプリング信号２の立ち上がり（または立ち下がり）で映像信号１をサンプリングする。アクティブマトリクス型液晶表示装置２０２は映像信号サンプリング部２０１でサンプリングされた映像信号の電位に応じて各々の画素の光の透過率を変化させ、画像を表示する。
【００１９】
なお、映像信号サンプリング部２０１で映像信号１をサンプリングする際はアナログのサンプリングでもディジタルのサンプリングでも構わない。その際、アナログでサンプリングする場合には、サンプリングされた映像信号の電位がアクティブマトリクス型液晶表示装置２０２に印加され、ディジタルのサンプリングがなされた場合には、その値はＤ／Ａ変換器によりアナログの電位に変換されてから、アクティブマトリクス型液晶表示装置２０２に印加される。以下の説明ではアナログでサンプリングする場合を前提に説明する。
【００２０】
制御部２０３はサンプリング信号発生部２００、映像信号サンプリング部２０１ならびにアクティブマトリクス型液晶表示装置２０２を制御する制御信号２０３を発生する。
【００２１】
図２におけるサンプリング信号発生部２００で発生したサンプリング信号２について図１を用いて説明する。図１に示したようにサンプリング信号２は１水平走査期間内で周波数が変化する。
【００２２】
今、このサンプリング信号２の立ち上がりで映像信号１をサンプリングしたとするとサンプリングされる電位は映像信号１上に黒丸で示した値になる。アクティブマトリクス型液晶表示装置においては画素は水平方向にも垂直方向にも等間隔で並んでおり、この様子を水平方向の１ラインについてだけ描いたものがアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素５である。
【００２３】
この画素に前述のサンプリングされた映像信号電位が印加されるが、このとき不等間隔な時間幅で刻まれた値が等間隔に並んだ画素に対応するので、水平方向の圧縮伸長が実現できる。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明の一実施の形態について説明する。本実施の形態においては、実施の形態１で説明した図２のサンプリング信号発生部２００について、図３と図４を用いてさらに説明する。
【００２５】
図３において一定周期のクロック信号６は論理回路を動作させるが、この時発生させることの出きる信号は必ずクロック信号６の立ち上がりに変化点を持つので、サンプリング信号として用いることが出来る信号の周期はクロック信号の周期の１倍（ただし１倍はクロック信号自体を表す）、２倍、３倍・・という周期の信号である。
【００２６】
同様に一定周期の周波数の反転クロック信号７から発生させることが出来る信号もその周期についてはクロック信号６（または反転クロック信号７）の周期の１倍（ただし１倍はクロック信号自体を表す）、２倍、３倍・・という周期の信号で、位相が半周期分ずれたものになる。どちらの場合にも１種類のクロック信号から発生させうる信号の周期はクロック信号６の周期のｎ倍（ｎは自然数）となる。
【００２７】
そこでクロック信号６と反転クロック信号７作成した信号を合成する場合を考える。一例であるが、一定周波数のクロック信号６で動作する論理回路で作成した３倍周期の信号例３０と一定周波数の反転クロック信号７で動作する論理回路で作成した３倍周期の信号例３１を排他的論理和を用いて合成して得られる信号３２の周期は、クロック信号６の周期の２分の３倍となり、このようにして、サンプリング信号の周期の設定自由度を高めることが出来る。
【００２８】
図４において（ア）は一定周期のクロック信号６で動作する論理回路で作成した信号、（イ）は反転クロック信号７で動作する論理回路で作成した信号であり、信号（ア）と信号（イ）の排他的論理和をとることにより信号（サ）が得られる。同様にしてさまざまな周期（周波数）を持つ信号（シ）、（ス）、（セ）ならびに（ソ）が得られる。
【００２９】
映像信号１をサンプリングする信号として、上記信号（サ）〜（ソ）を使用すれば映像を水平方向に伸縮させて表示する画像表示装置が提供できる。
【００３０】
（実施の形態３）
本発明の一実施の形態について説明する。
【００３１】
実施の形態１で説明した図２のサンプリング信号発生部２００について、図４、図５ならびに図６を用いてさらに説明する。サンプリング信号２として図４に示した信号（ス）、（シ）、（ソ）、（セ）、（ソ）、（シ）、（ス）をこの順に１水平期間内でつなぎあわせて使用する。このつなぎあわせた信号を図６に示す。
【００３２】
図６に示した信号を作成するサンプリング信号発生部の１構成例を図５に示す。セレクタ１２と１３には、図４に示した信号（ス）、（シ）、（ソ）、（セ）を排他的論理和により合成する前の信号を、すなわち、信号（ス）に対しては信号（オ）、（カ）信号（シ）に対しては信号（ウ）、（エ）信号（ソ）に対しては信号（ケ）、（コ）信号（セ）に対しては信号（キ）、（ク）の最小繰り返し単位をそれぞれセットする。タイミング制御部１４は画像の水平方向の領域（位置）に応じてセレクタ１２と１３を切り替えてシフトレジスタ８、９にセットするシフトデータの設定値を変化させる。タイミング制御部１４はシフトレジスタ８、９にシフトデータを読み込むタイミングも制御する。このタイミングは前記シフトデータの長さに対応しており、最小繰り返し単位が読み込まれてはシフトされという動作を繰り返す構成になっている。
【００３３】
ＥＸ―ＯＲゲート１５は一定周期のクロック信号６で動作するシフトレジスタ８と一定周期の反転クロック信号７で動作するシフトレジスタ９から送られてきた信号を入力としてサンプリング信号２を生成する。
【００３４】
このようにして生成したサンプリング信号２によって映像信号１をサンプリングすることにより、画面の水平方向の領域（位置）に応じてサンプリング周波数を変化させて水平方向の領域毎に画像の伸縮率を変化させることのできる、画像表示装置を提供することができる。
【００３５】
（実施の形態４）
本発明の一実施の形態について図７および図８を用いて説明する。
【００３６】
図７は映像信号をサンプリングするためのクロック周波数を制御するための回路構成図、図８は主要部分の波形を示す図である。
【００３７】
図７の回路は、インバータ７０、帰還抵抗７１、共振インダクタンス７２、共振容量７４、バリキャップ８０、バイアス電源８１から成る電圧制御発信器（ＶＣＯ）と、抵抗７５、７６、７９、容量７７、７８から成る制御電圧帰還回路と、位相比較器８７と１／Ｎ分周器８８とで構成されたフェーズロックドループ（ＰＬＬ）を基本回路とし、これにメモリ８２、Ｄ／Ａ変換器８３、抵抗８４、８５、基準電圧８６とで構成された制御電圧変調回路が付加されたものである。
【００３８】
このうち前者のＰＬＬ回路は一般的なもので構わず、入力端子９０に加えた水平同期信号（カ）（周波数ｆＨ）に位相同期したＮ×ｆＨのクロック信号を発生させる。
【００３９】
クロック信号を発生させているのは前記のＶＣＯであるが、その周波数は共振インダクタンス７２、および共振容量７４とバリキャップ８０の直列合成容量とで決まる。通常のＰＬＬでは、位相比較器８７の出力は前記の制御電圧帰還回路でほぼ直流化されてバリキャップ８０のアノードに印加され、カソード側のバイアス電源８１との間の電位差に変化を起こさせて周波数を動かし、位相差をなくするように動作する。
【００４０】
本発明の回路では、前記制御電圧変調回路の出力がバリキャップ８０のアノードに接続されており、この部分の電圧波形（キ）が変調されれば、その波形に従ってＶＣＯの周波数が変調されることになる。その波形を図８に示したように、１水平走査期間内でパラボラ状に変化させたとすれば、発振クロックの波形は（ク）のように周波数がパラボラ状に滑らかに変化させられる。
【００４１】
このとき注意しなければならないのは位相比較器８７の出力の動きである。すなわち、ＰＬＬがロックした状態で保たれるには、前記の波形（キ）が直流的にパラボラ状波形を加える前と等価でなければならない。そのためには、パラボラ波形を加えた後でも、それを加える前の直流値と波形（キ）の平均値が等しくなるような形で加えなければならない（図の斜線部ａとｂの面積が１水平期間内で等しいこと）。これによって分周比ＮでＰＬＬの位相ロックが維持される。
【００４２】
そのパラボラ波形は、例えばメモリ８２にディジタル的に記憶させたデータを、Ｄ／Ａ変換器８３でアナログ化して得ることがきる。振幅を調整するには例えば電流出力型のＤ／Ａ変換器を使えば、電源９１に接続した可変の出力抵抗８４で調整することができる。また出力の直流レベルはＤ／Ａ変換器８３に与える基準電圧８６で調整できる。抵抗８５は共振定数に影響が及ばないための分離の意味を持ち、大きめの値を選ぶ。
【００４３】
このようにして１水平期間内でパラボラ状に連続的に周波数が変化するクロック信号が作れるので、これを映像信号をサンプリングするためのクロックとして使用すれば、画面の水平方向で画像の伸縮率が連続的に変化する映像が表示できるのである。
【００４４】
なお周波数の変化はパラボラ状であることに限らず、いかなる形状であっても構わないことは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、１水平期間内で映像信号のサンプリング周波数（言い換えればサンプリング信号の周期）を変化させて画像の水平方向伸縮を実現し、かつその伸縮率を１水平期間内で変化させる際に、一種類のサンプリング周波数を用いて、画像の伸縮率の設定自由度を高くするという効果を有する。
【００４６】
特に上記の場合に、ラインメモリ等の一時記憶装置や保持したデータに対して演算処理を施すための回路構成が不要になり、部品点数ならびに／または回路規模が削減できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるサンプリング信号と画素に表示される輝度レベルの関係を示す図
【図２】本発明の一実施の形態によるブロック図
【図３】本発明の一実施の形態によるサンプリング信号のタイミングチャート
【図４】本発明の一実施の形態によるサンプリング信号のタイミングチャート
【図５】本発明の一実施の形態によるブロック図
【図６】本発明の一実施の形態によるサンプリング信号のタイミングチャート
【図７】本発明の一実施の形態によるクロック周波数を制御する回路構成図
【図８】本発明の一実施の形態によるＶＣＯ制御電圧波形とサンプリング信号を示す図
【符号の説明】
１　映像信号
２　サンプリング信号
３　サンプリングポイントとアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素との対応を示す矢印
４　画素に表示される輝度レベル
５　アクティブマトリクス型液晶表示装置の画素（水平方向の１ライン分）
６　一定周波数のクロック信号
７　一定周波数の反転クロック信号
８、９　シフトレジスタ
１０、１１　フリップフロップ
１２、１３　セレクタ
１４　タイミング制御部
１５　ＥＸ−ＯＲゲート
１６　セレクタ制御信号
１７　シフトデータロード信号
３０　一定周波数のクロック信号６で動作する論理回路で作成した３倍周期の信号例
３１　一定周波数の反転クロック信号７で動作する論理回路で作成した３倍周期の信号例
３２　３／２倍周期の信号例
７０　インバータ
７１　帰還抵抗
７２　共振インダクタンス
７３、７４　共振容量
８０　バリキャップ
８１　バイアス電源
７５、７６、７９　抵抗
７７、７８　容量
８７　位相比較器
８８　１／Ｎ分周器
８２　メモリ
８３　Ｄ／Ａ変換器
８４、　８５　抵抗
８６　基準電圧
９０　入力端子
２００　サンプリング信号発生部
２０１　映像信号サンプリング部
２０２　アクティブマトリクス型液晶表示装置
２０３　制御信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004046161.tif 000009
【図８】
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