(57)【要約】【課題】入力垂直同期信号の変動に対して、滑らかに変動する映像となるような映像信号に変換する。【解決手段】入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出部１３と、検出された位相差に基づいて、出力垂直同期信号の周波数によって決まる出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別部１４と、判別結果に応じて、出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう出力垂直同期信号の周波数を調整して、出力垂直同期信号を生成する同期信号生成部１５とを備えることで実現する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換装置であって、
上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、
上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えること
を特徴とする映像信号変換装置。
【請求項２】
上記同期信号生成手段は、上記所望の周波数が固定の上記出力水平同期信号を生成すること
を特徴とする請求項１記載の映像信号変換装置。
【請求項３】
上記判別手段は、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差が所定の範囲内である場合、上記出力映像信号の上記走査線数の増加又は減少量を０とすること
を特徴とする請求項１記載の映像信号変換装置。
【請求項４】
上記同期信号生成手段は、上記出力映像信号の上記走査線数を増加又は減少させた後の総走査線数が所定の範囲内であるように、上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項１記載の映像信号変換装置。
【請求項５】
上記同期信号生成手段は、上記位相差検出手段によって位相差が検出され、上記判別手段によって上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかが判別される毎に、上記出力映像信号の走査線数をｎ（ｎは、０を含む自然数）本単位で、増加又は減少させるよう上記出力同垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項４記載の映像信号変換装置。
【請求項６】
上記記憶手段は、それぞれ１フィールドの上記入力映像信号を記憶する記憶容量の第１の記憶領域と、第２の記憶領域とを有し、
入力される上記入力映像信号を１フィールド毎、上記第１の記憶領域、上記第２の記憶領域に交互に書き込むよう制御する書き込み制御手段と、
上記位相差検出手段によって検出される上記入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との上記位相差が所定の範囲を越えたとき、上記書き込み制御手段によって、上記第１の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第２の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出し、上記書き込み制御手段によって、上記第２の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第１の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出すよう制御する第１の読み出し制御手段とを備えること
を特徴とする請求項１記載の映像信号変換装置。
【請求項７】
上記同期信号生成手段によって生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、当該映像信号変換装置で変換された上記出力映像信号が供給される表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
上記表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように上記表示装置を走査する補完映像信号を生成し、上記出力映像信号と共に上記表示装置に供給する補完映像信号生成手段を備えること
を特徴とする請求項１記載の映像信号変換装置。
【請求項８】
上記表示装置に供給する上記出力映像信号による映像の中心が上記表示装置の中心と一致するように、上記記憶手段に書き込まれた入力映像信号の読み出しタイミングを制御して、上記表示装置へ供給する第２の読み出し制御手段を備え、
上記補完映像信号生成手段は、上記第２の読み出し制御手段によって上記出力映像信号が上記表示装置に供給されることに基づいて、当該補完映像信号生成手段が生成する上記補完映像信号を、上記出力映像信号が供給されない上記表示装置の上部の画素と下部の画素とに供給すること
を特徴とする請求項７記載の映像信号変換装置。
【請求項９】
上記同期信号生成手段によって生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、当該映像信号変換装置で変換された上記出力映像信号が供給される表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
上記表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように、上記出力映像信号を拡大補間処理して上記表示装置に供給する拡大補間処理手段を備えること
を特徴とする請求項１記載の映像信号変換装置。
【請求項１０】
入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換し、変換した上記出力映像信号に基づいた映像を表示する表示装置であって、
上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、
上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えること
を特徴とする表示装置。
【請求項１１】
上記同期信号生成手段は、上記所望の周波数が固定の上記出力水平同期信号を生成すること
を特徴とする請求項１０記載の表示装置。
【請求項１２】
上記判別手段は、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差が所定の範囲内である場合、上記出力映像信号の上記走査線数の増加又は減少量を０とすること
を特徴とする請求項１０記載の表示装置。
【請求項１３】
上記同期信号生成手段は、上記出力映像信号の上記走査線数を増加又は減少させた後の総走査線数が所定の範囲内であるように、上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項１０記載の表示装置。
【請求項１４】
上記同期信号生成手段は、上記位相差検出手段によって位相差が検出され、上記判別手段によって上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかが判別される毎に、上記出力映像信号の走査線数をｎ（ｎは、０を含む自然数）本単位で、増加又は減少させるよう上記出力同垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項１３記載の表示装置。
【請求項１５】
上記記憶手段は、それぞれ１フィールドの入力映像信号を記憶する記憶容量の第１の記憶領域と、第２の記憶領域とを有し、
入力される上記入力映像信号を１フィールド毎、上記第１の記憶領域、上記第２の記憶領域に交互に書き込むよう制御する書き込み制御手段と、
上記位相差検出手段によって検出される上記入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との上記位相差が所定の範囲を越えたとき、上記書き込み制御手段によって、上記第１の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第２の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出し、上記書き込み制御手段によって、上記第２の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第１の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出すよう制御する第１の読み出し制御手段とを備えること
を特徴とする請求項１０記載の表示装置。
【請求項１６】
上記同期信号生成手段によって生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、当該表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
当該表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように当該表示装置を走査する補完映像信号を生成し、生成した上記補完映像信号を上記出力映像信号が供給されない当該表示装置の画素に供給する補完映像信号生成手段を備えること
を特徴とする請求項１０記載の表示装置。
【請求項１７】
上記出力映像信号による映像の中心が当該表示装置の中心と一致するように、上記記憶手段に書き込まれた入力映像信号の読み出しタイミングを制御する第２の読み出し制御手段を備え、
上記補完映像信号生成手段は、上記第２の読み出し制御手段によって上記記憶手段から上記入力映像信号が読み出されることに基づいて、当該補完映像信号生成手段で生成する上記補完映像信号を、上記出力映像信号が供給されない当該表示装置の上部の画素と下部の画素とに供給すること
を特徴とする請求項１６記載の表示装置。
【請求項１８】
上記同期信号生成手段によって生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、当該表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
当該表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように、上記出力映像信号を拡大補間処理する拡大補間処理手段を備えること
を特徴とする請求項１０記載の表示装置。
【請求項１９】
入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換方法であって、
上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出し、
検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別し、
上記判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする映像信号変換方法。
【請求項２０】
上記所望の周波数が固定の上記出力水平同期信号を生成すること
を特徴とする請求項１９記載の映像信号変換方法。
【請求項２１】
検出された上記位相差が所定の範囲内である場合、上記出力映像信号の上記走査線数の増加又は減少量を０とすること
を特徴とする請求項１９記載の映像信号変換方法。
【請求項２２】
上記出力映像信号の上記走査線数を増加又は減少させた後の総走査線数が所定の範囲内であるように、上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項１９記載の映像信号変換方法。
【請求項２３】
上記位相差が検出され、上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかが判別される毎に、上記出力映像信号の走査線数をｎ（ｎは、０を含む自然数）本単位で、増加又は減少させるよう上記出力同垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成すること
を特徴とする請求項２２記載の映像信号変換方法。
【請求項２４】
上記記憶手段は、それぞれ１フィールドの入力映像信号を記憶する記憶容量の第１の記憶領域と、第２の記憶領域とを有し、
入力される上記入力映像信号を１フィールド毎、上記第１の記憶領域、上記第２の記憶領域に交互に書き込むよう制御し、
検出される上記入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との上記位相差が所定の範囲を越えたとき、上記第１の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第２の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出し、
上記第２の記憶領域への書き込み制御が行われている場合、上記第１の記憶領域に書き込まれた上記映像信号を読み出すよう制御すること
を特徴とする請求項１９記載の映像信号変換方法。
【請求項２５】
生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、上記出力映像信号が供給される表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
上記表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように上記表示装置を走査する補完映像信号を生成し、
上記出力映像信号と共に上記表示装置に供給すること
を特徴とする請求項１９記載の映像信号変換方法。
【請求項２６】
上記表示装置に供給する上記出力映像信号による映像の中心が上記表示装置の中心と一致するように、上記記憶手段に書き込まれた入力映像信号の読み出しタイミングを制御して、上記表示装置へ供給し、
上記出力映像信号が上記表示装置に供給されることに基づいて、生成される上記補完映像信号を、上記出力映像信号が供給されない上記表示装置の上部の画素と下部の画素とに供給すること
を特徴とする請求項２５記載の映像信号変換方法。
【請求項２７】
生成される上記出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、上記出力映像信号の走査線数が、上記出力映像信号が供給される表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、
上記表示装置の垂直方向の上記最大画素数を満たすように、上記出力映像信号を拡大補間処理して上記表示装置に供給すること
を特徴とする請求項１９記載の映像信号変換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素数が固定の表示装置に供給する映像信号を、上記表示装置の画素数に応じて変換する映像信号変換装置及び映像信号変換方法と、変換された映像信号を表示する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号は、コンピュータ用の映像信号、放送用の映像信号も含めると様々な規格があり、それぞれの規格によって走査線毎の画素数（水平方向の画素数）、走査線（垂直方向の画素数）及び周波数が異なっている。このように走査線毎の画素数、走査線及び周波数が異なる映像信号を表示デバイスに供給し所望の映像を表示させる場合、映像信号の走査線毎の画素数、走査線及び周波数を表示デバイスに適合するように変換する必要がある。
【０００３】
特に、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）や、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ）といった画素数が固定となっている表示デバイスでは、水平方向の画素数、垂直方向の画素数を変換する画素数変換が非常に重要となる。この画素数変換を行わないと、表示デバイスの一部の画素に電圧が印加されないといった理由などにより、乱れた映像が表示されてしまうことになる。
【０００４】
このような乱れた映像を表示デバイスで表示させないために、映像信号の画素数及び周波数を変換して表示デバイスに適合するような映像信号に変換する映像信号変換装置が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図１２に示す映像信号変換装置１００は、入力端子１０１から入力された映像信号を縮小補完回路１０４で縮小処理したり、拡大補完回路１０８で拡大処理をしたりして表示デバイスに適合する画素数の映像信号に変換し、出力端子１０９を介して所望の表示デバイスに供給をする。
【０００６】
このとき、入力端子１０１から入力された映像信号の水平同期信号、垂直同期信号は、入力端子１０２，１０３から入力水平同期信号（Ｉｎｐｕｔ  ＨＤ）、入力垂直同期信号（Ｉｎｐｕｔ  ＶＤ）として映像信号変換装置１００に入力され、出力同期発生回路１１３によって表示デバイスに適合した出力水平同期信号（Ｏｕｔｐｕｔ  ＨＤ）、出力垂直同期信号（Ｏｕｔｐｕｔ  ＶＤ）に変換され出力端子１１０，１１１を介して映像信号と共に表示デバイスに供給される。出力同期発生回路１１３は、例えば、所定の周波数のパルス信号を生成する振動子を備えており、このパルス信号を分周することで出力水平同期信号を生成する。また、出力同期発生回路１１３には、入力垂直同期信号が供給され、この入力垂直同期信号におおよそ同期するように出力水平同期信号を分周して出力垂直同期信号を生成する。
【０００７】
縮小補完回路１０４で縮小処理されるような映像信号が入力端子１０１から供給された場合、映像信号は、入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期して縮小補完回路１０４で縮小処理がなされ、さらに入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期した書き込み制御回路１０５の制御によってフレームメモリ１０６に書き込まれる。
【０００８】
フレームメモリ１０６に書き込まれた縮小処理後の映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期した読み出し制御回路１０７の制御によって読み出され、拡大補間回路１０８をスルーして出力端子１０９を介して表示デバイスに供給される。
【０００９】
拡大補間回路１０８で拡大処理されるような映像信号が入力端子１０１から供給された場合、映像信号は、縮小補間回路１０４をスルーして、入力水平同期信号、入力垂直同期信号に同期した書き込み制御回路１０５の制御によってフレームメモリ１０６に書き込まれる。
【００１０】
フレームメモリに書き込まれた映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期した読み出し制御回路１０７の制御によって読み出され、拡大補間回路１０８に供給される。拡大補間回路１０８で出力水平同期信号、出力垂直同期信号に同期して拡大処理がなされた映像信号は、出力端子１０９を介して表示デバイスに供給される。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−２８７６８９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、映像信号変換装置１００のような画素数変換を行う装置に、ＶＴＲ（Ｖｉｄｅｏ  Ｔａｐｅ  Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）などで再生された映像信号が入力されている場合、早送り再生、巻き戻し再生といった特殊再生などによって、入力されている映像信号の入力垂直同期信号は、周期が伸びたり、縮んだりして変動することになる。
【００１３】
映像信号変換装置１００から出力される出力垂直同期信号の周期は、この入力垂直同期信号の周期の伸び縮みに伴って、伸びたり縮んだりする。この入力垂直同期信号、出力垂直同期信号の周期が伸び縮みをする様子を図１３に示す。図１３において、（ａ），（ｂ）は、それぞれ入力水平同期信号、入力垂直同期信号を示し（ｃ），（ｄ）は、それぞれ出力水平同期信号、出力垂直同期信号である。（ｂ），（ｄ）に示した入力垂直同期信号、出力垂直同期信号において、点線で示したパルス信号Ａ，Ｂは、それぞれ特殊再生などによって周期が伸びたり、縮んだりした垂直同期信号の様子を示している。（ｄ）に示すように出力垂直同期信号の周期が縮んだり、伸びたりすると１フィールド中の出力水平同期信号の数、つまり走査線の数が減少したり、増加したりすることになる。
【００１４】
例えば、映像信号変換装置１００の入力端子１０１から早送り再生された映像信号が入力され、入力端子１０２，１０３に、図１４（ａ），（ｂ）に示すような入力垂直同期信号、入力水平同期信号が入力されたとする。このとき、出力端子１１０，１１１からは、図１４（ｃ），（ｄ）に示す出力水平同期信号、出力垂直同期信号が出力される。なお、（ｂ），（ｄ）に点線で示したパルス信号Ｃは、通常再生時の入力垂直同期信号，出力垂直同期信号である。
【００１５】
（ｄ）に示す出力垂直同期信号は、パルス信号Ｃとして示す通常再生時の出力垂直同期信号の垂直帰線消去期間中のフロントポーチを超えて周期が縮んでいる。したがって、図１４（ｅ）に示す表示デバイスの垂直有効領域（Ｏｕｔｐｕｔ  ＶＡＣＴＶ）に、垂直帰線期間が重なるような出力垂直同期信号が出力されるため、（ｅ）でハッチングして示した領域Ｘにある画素には電圧が印加されず映像信号が供給されないことになる。
【００１６】
これにより、ノーマリーホワイトの表示デバイスであれば、当該表示デバイスの下部にある画素に電圧が印加されないことから、映像信号とは無関係な白色が上記画素に表れ、このような乱れた映像が表示されてしまうといった問題がある。ノーマリーブラックの表示デバイスにおいても、当該表示デバイスの下部にある画素に電圧が印加されないことによって、乱れた映像が表示されてしまう。
【００１７】
このような問題に対処するために、特許文献１では、垂直同期信号に変動があった場合、表示装置（表示デバイス）に供給する垂直同期信号ＶＢを、入力端子から入力される垂直同期信号ＶＡに基づいて発生させるのか、垂直周波数発生回路から発生される垂直周波数信号に基づいて発生させるのかを、マイコンの制御によってスイッチを切り替えることで選択している。
【００１８】
しかし、垂直同期信号ＶＡと、垂直周波数発生回路から発生される垂直周波数信号には、なんの関係性もないため、例えば、通常再生から特殊再生、又は特殊再生から通常再生へと再生モード切り替えた場合に、表示デバイスに表示される映像は、切り替え点において垂直方向に不連続な非常に違和感のある映像となってしまうといった問題がある。
【００１９】
そこで、本発明は上述したような問題を解決するために案出されたものであり、入力される映像信号の入力垂直同期信号が変動した場合の、表示装置に表示される映像の垂直方向の変化を滑らかにするような映像信号変換装置、表示装置及び映像信号変換方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る映像信号変換装置は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換装置であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
上述の目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換し、変換した上記出力映像信号に基づいた映像を表示する表示装置であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出する位相差検出手段と、上記位相差検出手段によって検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別する判別手段と、上記判別手段による判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成する同期信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
上述の目的を達成するために、本発明に係る映像信号変換方法は、入力された入力映像信号を所定の記憶手段に書き込み、所望の周波数の出力水平同期信号及び出力垂直同期信号で同期制御される出力映像信号として上記記憶手段から読み出すことで、上記入力映像信号を上記出力映像信号に変換する映像信号変換方法であって、上記入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相差を検出し、検出された上記位相差に基づいて、上記出力垂直同期信号の周波数によって決まる上記出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別し、上記判別結果に応じて、上記出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるよう上記出力垂直同期信号の上記周波数を調整して、上記出力垂直同期信号を生成することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る映像信号変換装置、表示装置及び映像信号変換方法の実施の形態を図面を参照にして詳細に説明する。
【００２４】
本発明は、図１に示す映像信号変換装置３０に適用される。映像信号変換装置３０は、映像信号を入力する入力端子１と、上記映像信号の水平同期信号である入力水平同期信号（Ｉｎｐｕｔ  ＨＤ）を入力する入力端子２と、上記映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号（Ｉｎｐｕｔ  ＶＤ）を入力する入力端子３と、縮小補間回路４と、書き込み制御回路５と、フレームメモリ６と、読み出し制御回路７と、拡大補間回路８と、映像信号を出力する出力端子９と、出力水平同期信号（Ｏｕｔｐｕｔ  ＨＤ）を出力する出力端子１０と、出力垂直同期信号（Ｏｕｔｐｕｔ  ＶＤ）を出力する出力端子１１と、検出回路１３と、判別回路１４と、出力同期発生回路１５と、マイコン２１とを備えている。
【００２５】
映像信号変換装置３０の入力端子１から入力された映像信号は、出力水平同期信号、出力垂直同期信号によって同期制御される映像信号に変換され、出力端子９を介してプラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）や、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ）といった画素数が固定となっている図示しない表示デバイスに、出力水平同期信号、出力垂直同期信号と共に供給される。
【００２６】
入力端子１，２，３と、縮小補間回路４と、書き込み制御回路５と、フレームメモリ６と、読み出し制御回路７と、拡大補間回路８と、出力端子９，１０，１１とは、従来の技術として説明した映像信号変換回路１００の入力端子１０１，１０２，１０３と、縮小補間回路１０４と、書き込み制御回路１０５と、フレームメモリ１０６と、読み出し制御回路１０７と、拡大補間回路１０８と、出力端子１０９，１１０，１１１と全く同様であるため説明を省略する。
【００２７】
以下に、映像信号変換装置３０の上記構成要素以外である検出回路１３と、判別回路１４と、出力同期発生回路１５と、マイコン２１について説明をする。
【００２８】
検出回路１３は、入力端子３から入力される入力垂直同期信号が供給されると共に、出力同期発生回路１５で生成される出力水平同期信号、出力垂直同期信号が供給される。検出回路１３は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との差分をとり位相差を算出し、算出した位相差を後段の判別回路１４に供給する。
【００２９】
具体的には、検出回路１３は、入力垂直同期信号のパルスの立ち上がりが供給されてから、出力垂直同期信号のパルスの立ち上がりが供給されるまでの期間を出力水平同期信号のパルス数でカウントした値を、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差としている。なお、以下の説明においては、このカウント値を位相差情報と呼ぶ。検出回路１３は、判別回路１４にこの位相差情報を供給する。
【００３０】
判別回路１４は、検出回路１３から供給された位相差情報に基づいて、走査線数の補正をするのかどうか、また、補正をする場合、走査線を増加させるのか、減少させるのかといったを判断する。
【００３１】
判別回路１４には、マイコン２１より基準位相差情報が供給される。基準位相差情報は、表示デバイスにとって最適な周波数の出力垂直同期信号が供給されている場合の、入力端子３から入力される入力垂直同期信号と、上記出力垂直同期信号との位相関係を定義した値である。
【００３２】
例えば、判別回路１４は、図２に示すように、（ｂ）の入力垂直同期信号（Ｉｎｐｕｔ  ＶＤ）と、（ｄ）の出力垂直同期信号（Ｏｕｔｐｕｔ  ＶＤ）との位相差である位相差情報が、基準位相差情報と同じであった場合、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相関係は適切であるので、走査線を増減させる補正を行わないと判別する。
【００３３】
判別回路１４が、走査線を増減させる補正を行わないと判別する際の、入力垂直同期信号、出力垂直同期信号との位相差は、基準位相差情報で与えられる位相差のみだけではなく、図２に示すような非補正領域内の位相差が全て対象となる。
【００３４】
非補正領域内の位相差は、基準位相差情報を中心とし、その前後に所定の量だけ減少させた下限値と、所定の量だけ増加させた上限値によって定義される。したがって、判別回路１４は、検出回路１３から供給される位相差情報で与えられる位相差が非補正領域内にあれば走査線を増減させる補正を行わないと判別する。
【００３５】
なお、図２（ａ），（ｃ）は、それぞれ入力水平同期信号（Ｉｎｐｕｔ  ＨＤ）、出力水平同期信号（Ｏｕｔｐｕｔ  ＨＤ）を示している。
【００３６】
図３，図４に入力垂直同期信号が変動したことによって、図２（ｂ）で示す入力垂直同期信号と、図２（ｄ）で示す出力垂直同期信号との位相差が非補正領域内において変動している様子を示す。図３は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が、基準位相差よりも非補正領域内で減少した場合の様子を示した図であり、図４は、基準位相差よりも非補正領域内で増加した場合の様子を示した図である。
【００３７】
また、判別回路１４は、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域より少ない場合、又は非補正領域を越えた場合に走査線を増加させる補正を行うか、減少させる補正を行うかどうか判別をする。
【００３８】
まず、図５（ｂ），（ｄ）に示すように入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域よりも大きい場合は、出力垂直同期信号が補正領域（−）に位置するようになる。入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が大きくなる場合は、入力端子３から当該映像信号変換装置３０に入力される入力垂直同期信号の周期が短くなったために、相対的に出力垂直同期信号の周期が長くなっていることを示している。
【００３９】
出力垂直同期信号の周期が長くなると、その周波数は低くなるので、判別回路１４は、出力垂直同期信号の周波数が高くなるように補正をする。そこで、判別回路１４は、出力垂直同期信号の周波数を高くするという情報を補正値として出力同期発生回路１５に供給する。
【００４０】
後述するように出力水平同期信号の周波数は一定であるから、出力垂直同期信号の周波数が高くなると、１フィールド期間内の出力水平同期信号が減少するため、表示デバイスの走査線数も減少することになる。
【００４１】
なお、図５（ａ），（ｃ）は、それぞれ入力水平同期信号、出力水平同期信号を示している。
【００４２】
一方、図６（ｂ），（ｄ）に示すように入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域よりも小さい場合は、出力垂直同期信号が補正領域（＋）に位置するようになる。入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が小さくなる場合は、入力端子３から当該映像信号変換装置３０に入力される入力垂直同期信号の周期が長くなったために、相対的に出力垂直同期信号の周期が短くなっていることを示している。
【００４３】
出力垂直同期信号の周期が短くなると、その周波数は高くなるので、判別回路１４は、出力垂直同期信号の周波数が低くなるように補正をする。そこで、判別回路１４は、出力垂直同期信号の周波数を低くするとうい情報を補正値として出力同期発生回路１５に供給する。
【００４４】
後述するように出力水平同期信号の周波数は一定であるから、出力水平同期信号の周波数が低くなると、１フィールド期間内の出力水平同期信号が増加するため、表示デバイスの走査線数も増加することになる。
【００４５】
なお、図６（ａ），（ｃ）は、それぞれ入力水平同期信号、出力水平同期信号を示している。
【００４６】
出力同期発生回路１５は、所定の周波数のパルス信号を生成する振動子を備えており、このパルス信号を所定の分周比で分周することで出力水平同期信号を生成する。出力水平同期信号は、変動することなく一定となっている。また、出力同期発生回路１５は、生成した出力水平同期信号を可変の分周比で分周して出力垂直同期信号を生成する。
【００４７】
出力水平同期信号から、出力垂直同期信号を生成する際の分周比は、判別回路１４から供給される補間値に応じて決定されることになる。上述したように判別回路１４から供給される補間値には、出力垂直同期信号の周波数を高くするか、低くするかのいずれかを指定する情報が含まれている。
【００４８】
判別回路１４から出力同期発生回路１５に補正値が１回供給されるのを１ステップとすると、出力同期発生回路１５には、マイコン２１から、１ステップの工程で出力垂直同期信号の周波数をどれだけ可変させるのかを指定する可変量が供給されており、出力同期発生回路１５は、この可変量と、判別回路１４から供給される補正値とから出力水平同期信号を分周する分周比を決定する。
【００４９】
マイコン２１から、出力同期発生回路１５に供給される可変量は、表示デバイスの走査線単位、つまり出力水平同期信号の周期単位で変動される量である。例えば、可変量が出力水平同期信号の周期の１倍である場合、出力垂直同期信号は、表示デバイスの走査線を１本単位で増加、又は減少させるように調整され、可変量が出力水平同期信号の周期の３倍である場合、出力垂直同期信号は、表示デバイスの走査線を３本単位で増加、又は減少させるように調整される。
【００５０】
出力同期発生回路１５は、このようにして決定した分周比によって出力水平同期信号を分周して所望の出力垂直同期信号を生成する。出力同期発生回路１５によって生成された出力水平同期信号、出力垂直同期信号は、読み出し制御回路７、拡大補間回路８に供給され、さらに出力端子１０，１１をそれぞれ介して図示しない表示デバイスに供給される。
【００５１】
また、出力同期発生回路１５には、上記可変量を用いたｍ（ｍは自然数）ステップの工程により走査線数を増加、減少させる際の上限、下限が可変範囲として規定されている。この可変範囲は、マイコン２１より出力同期発生回路１５に供給される。出力同期発生回路１５は、マイコン２１から供給される可変範囲を参照しながら、可変範囲内に収まるように走査線数を増加、減少させた出力垂直同期信号を生成する。マイコン２１から出力同期発生回路１５に可変範囲が供給されることで、必要以上に、走査線数を減少させることがないため、図１４を用いて課題として提示した、映像信号の欠落を抑制することができる。
【００５２】
このようにして、映像信号変換装置３０は、検出回路１３、判別回路１４、出力同期発生回路１５を備えることで、出力垂直同期信号の周波数を制御して、入力垂直同期信号の変動に徐々に追従する出力垂直同期信号を生成することができるため、急激な走査線数の増加、減少がなくなると共に、追従可能な上限、下限を設定することで、表示デバイスに最適な映像を表示させるための映像信号を供給することができる。
【００５３】
次に、入力垂直同期信号の変動が非常に大きく、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、上述した補正領域（＋）又は補正領域（−）を越えてしまう場合について説明をする。入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、補正領域（＋）又は補正領域（−）を越えてしまう場合は、調整範囲外となり、入出力の垂直同期信号の位相が一意に定まらないフリーラン状態になってしまう。
【００５４】
このように、入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が調整範囲外の場合、フレームメモリ６に映像信号を書き込む書き込みタイミングを、フレームメモリ６に書き込まれた映像信号を読み出す読み出しタイミングが追い越してしまうため、表示デバイスに表示される映像は、継ぎ目のある、乱れた画像となってしまう。
【００５５】
そこで、映像信号変換装置３０では、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が、調整範囲外となった場合には、公知の技術である追い越し処理をする。追い越し処理をするには、フィールドメモリ６は、少なくとも２フィールド分のメモリ容量を備える必要がある。
【００５６】
フィールドメモリ６の２フィールド分のメモリをそれぞれ第１のフィールドメモリ、第２のフィールドメモリとすると、映像信号の書き込みは、第１のフィールドメモリ、第２のフィールドメモリ、第１のフィールドメモリ  ・  ・  ・というように常に順に行うよう制御する。
【００５７】
一方、映像信号を読み出す場合、通常は、第１のフィールドメモリ、第２のフィールドメモリ、第１のフィールドメモリ  ・  ・  ・と、書き込みが終わったフィールドメモリから順に読み出すことになる。
【００５８】
ところが、書き込みを行うフィールドメモリと、読み出しを行うフィールドメモリが同じである場合に、入力垂直同期信号と出力垂直同期信号との位相差が調整範囲外となると、読み出しが書き込みを追い越してしまう。
【００５９】
そこで、例えば、書き込み制御回路５から、第１のフィールドメモリへ映像信号を書き込むよう制御されている際に、読み出し制御回路７によって第１のフィールドメモリから映像信号を読み出すよう制御されるような場合には、読み出し制御回路７は、第２のフィールドメモリへジャンプして第２のフィールドメモリに書き込まれている映像信号を読み出すよう制御する。
【００６０】
これにより、同じフィールドメモリに書き込まれた映像信号を連続して読み出すことになるので、多少の駒落ちを生ずるが、上述したような追い越しによる映像の乱れを回避することができる。
【００６１】
続いて、映像信号の補正手法について説明をする。上述したように、入力垂直同期信号が変動すると、表示デバイスに表示される映像信号も変動することになる。例えば、図７の（ｂ）に示すように、入力垂直同期信号の周期が縮んで短くなると、フレームメモリ６への映像信号の書き込みライン数（Ｉｎｐｕｔ  ＶＡＣＴＶ）も図７の（ｃ）に示すように不足することになる。
【００６２】
このように、フレームメモリ６へ書き込まれる映像信号の書き込みライン数が減少すると、図８に示すように、フレームメモリ６から読み出されて表示デバイスに表示された際の映像は、標準状態と比較して水平走査線数が減少することになるので、垂直方向に縮んだ映像となってしまう。
【００６３】
フレームメモリ６へ書き込まれる映像信号の書き込みライン数が減少すると、例えば、フレームメモリ６にあらかじめ標準状態の映像信号が書き込まれている場合など、書き込みライン数が減少した領域の映像信号は更新されないことになる。
【００６４】
したがって、読み出し制御回路７が、フレームメモリ６から読み出す映像信号は、新たに書き込まれた書き込みライン数の減少した映像信号と、既に書き込まれ、更新されなかった映像信号とが混在する、乱れた映像信号となってしまう。このような映像信号を表示デバイスに出力すると、図９に示すように、領域Ｆ１には、新たに書き込まれた書き込みライン数の減少した映像信号による正常な映像が表示されるが、領域Ｆ２には、更新されなかった映像信号による不必要な映像が表示されてしまうことになる。
【００６５】
そこで、入力垂直同期信号に変動があった場合、フレームメモリ６に新たに書き込まれた映像信号以外で、表示デバイスの画素に供給する映像信号として、例えば、黒を表示するような映像信号を生成し、上述したような乱れた映像信号を防止するようにする。
【００６６】
具体的には、まず、書き込み制御回路５が、フレームメモリ６への映像信号の書き込み時に、入力垂直同期信号の周期を入力垂直同期信号でカウントしたカウント値を読み出し制御回路７に供給する。読み出し制御回路７は、このカウント値と、表示デバイスの垂直方向の画素数とを比較して、カウント値が表示デバイスの垂直方向の画素数に足りない場合には、不足部分の映像信号として、例えば、図１０に示すように、黒が表示されるような映像を表示デバイスの領域Ｇ１に表示する映像信号を出力させる。
【００６７】
これにより、表示デバイスの上部の画素には通常の映像が、また、下部の画素（領域Ｇ１）には黒で挿げ替えられた映像が表示されることになる。
【００６８】
また、読み出し制御回路７は、フレームメモリ６から読み出す映像信号による映像が、図１１に示すように表示デバイスの中心に表示されるように、映像信号の読み出しタイミングをずらし、表示デバイスの画面の上部（領域Ｇ２）と、下部（領域Ｇ３）に不足部分を補完する黒が表示されるような映像信号を出力させることもできる。このように、表示デバイスの中心にフレームメモリ６から読み出した映像信号が表示されることで、入力垂直同期信号の変動によって映像の中心がずれることも解消することができる。
【００６９】
これにより、表示デバイスの中央の画素には通常の映像が表示され、また、上部及び下部の画素には黒で挿げ替えられた映像が表示されることになる。なお、補完する映像信号は、黒色の映像となる映像信号に限定されるものではなく、映像の色に限定されない映像信号である。
【００７０】
また、映像信号変換装置３０は、入力垂直同期信号の変動によって生ずる表示デバイスの画素に供給する映像信号の不足部分を、上述したように黒が表示される映像信号などによって補完することもできるが、拡大補間回路８によって映像信号を拡大補間処理することで表示デバイスの画素に供給する映像信号の不足部分の処理をするようにしてもよい。
【００７１】
このような映像信号変換装置３０は、入力垂直同期信号の変動に対して、徐々に追従するような出力垂直同期信号を生成し、この出力垂直同期信号を用いて入力された映像信号を同期制御することで、固定の画素数の表示デバイスにも、表示される映像が滑らかに変動するような映像信号を供給することができる。また、変動箇所には、例えば、黒が表示されるような映像信号を補完することで、乱れた映像が表示デバイスに表示されることを回避することができる。
【００７２】
なお、本発明の実施の形態として示した映像信号変換装置３０を、プラズマディスプレイや、液晶ディスプレイといった画素数が固定となっている表示デバイスに組み込み、一体構成とする場合も同様の効果が期待できる。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は、入力映像信号の垂直同期信号である入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差を検出し、検出された位相差に基づいて、出力垂直同期信号の周波数によって決まる出力映像信号の走査線数を増加させるか、減少させるかどうかを判別し、判別結果に応じて、出力映像信号の走査線数を増加又は減少させるように出力垂直同期信号の周波数を調整して、出力垂直同期信号を生成する。
【００７４】
これにより、画素数が固定である表示装置に供給する出力映像信号の出力垂直同期信号を、入力垂直同期信号の変動に対して、徐々に追従させることができるため、表示装置に表示される映像の垂直方向の変動を滑らかにすることを可能とする。
【００７５】
また、出力垂直同期信号が所定の周波数以上となり、出力映像信号の走査線数が表示装置の垂直方向の最大画素数未満となった場合、表示装置の垂直方向の最大画素数を満たすように、表示装置を走査する補完映像信号を生成することで、入力垂直同期信号の変動によって表示装置に表示される、乱れた映像を補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示す映像信号変換装置の構成を説明するための図である。
【図２】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が基準位相差と同じである場合のタイミングチャートである。
【図３】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域の第１の領域にある場合のタイミングチャートである。
【図４】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が非補正領域の第２の領域にある場合のタイミングチャートである。
【図５】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が補正領域（−）にある場合のタイミングチャートである。
【図６】同映像信号変換装置で検出される入力垂直同期信号と、出力垂直同期信号との位相差が補正領域（＋）にある場合のタイミングチャートである。
【図７】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合にフレームメモリに書き込まれるライン数を示すためのタイミングチャートである。
【図８】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合に表示装置に供給される映像信号のライン数と、入力垂直同期信号の周期が標準状態である場合に表示装置に供給される映像信号のライン数とを比較した図である。
【図９】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合に表示装置に表示される映像の一例を示した図である。
【図１０】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだことに応じて、表示装置に補完する映像信号を供給した場合に表示装置に表示される映像の一例を示した図である。
【図１１】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだことに応じて、表示装置に補完する映像信号を供給した場合に表示装置に表示される映像の別な例を示した図である。
【図１２】従来の技術として示す映像信号変換装置の構成を説明するための図である。
【図１３】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の変動に対応した出力垂直同期信号の変動を示したタイミングチャートである。
【図１４】同映像信号変換装置において、入力垂直同期信号の周期が縮んだ場合の、出力垂直同期信号の周期の変動と、表示装置の垂直有効領域の関係を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
１，２，３，１０１，１０２，１０３  入力端子、９，１０，１１，１０９，１１０，１１１  出力端子、４，１０４  縮小補間回路、５，１０５  書き込み制御回路、６，１０６  フレームメモリ、７，１０７  読み出し制御回路、８，１０８  拡大補間回路、１３  検出回路、１４  判別回路、１５，１１３  出力同期発生回路、２１  マイコン  ３０，１００  映像信号変換装置
【図１】
2005027195.tif 000003
【図２】
2005027195.tif 000004
【図３】
2005027195.tif 000005
【図４】
2005027195.tif 000006
【図５】
2005027195.tif 000007
【図６】
2005027195.tif 000008
【図７】
2005027195.tif 000009
【図８】
2005027195.tif 000010
【図９】
2005027195.tif 000011
【図１０】
2005027195.tif 000012
【図１１】
2005027195.tif 000013
【図１２】
2005027195.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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