以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
<液晶表示装置の全体構成>
図1は、本発明に係る表示パネルを駆動する駆動装置(パルス信号発生回路)の一実施形態を駆動信号生成部に適用した、たとえば電気光学素子として液晶セルを用いてなる液晶表示装置の一実施形態の全体構成の概略を示す図である。
図1に示すように、液晶表示装置1は、複数の表示用の画素Pが表示アスペクト比である縦横比がX:Y(たとえば9:16)の有効映像領域を構成するように配置されたパネル部100と、このパネル部100を駆動制御する種々のパルス信号を発するパネル制御部の一例である駆動信号生成部200と、映像信号処理部300を備えている。駆動信号生成部200と映像信号処理部300とは、1チップのIC(Integrated Circuit;半導体集積回路)に内蔵されている。
パネル部100は、基板102の上に、画素アレイ部103、垂直駆動部105、水平駆動部106、レベルシフタ部(L/S)107、外部接続用の端子部(パッド部)108などが集積形成されている。すなわち、垂直駆動部105、水平駆動部106、およびレベルシフタ部107などの周辺駆動回路が、画素アレイ部103と同一の基板102上に形成された構成となっている。
画素アレイ部103は、一例として、図示する左右方向の一方側もしくは両側から垂直駆動部105で駆動され、かつ図示する上下方向の一方側もしくは両側から水平駆動部106で駆動されるようになっている。
端子部108には、液晶表示装置1の外部に配された駆動信号生成部200から、種々のパルス信号が供給されるようになっている。また同様に、映像信号処理部300から映像信号Vsig が供給されるようになっている。
一例としては、垂直駆動用のパルス信号として、垂直方向の書込み開始パルスの一例であるシフトスタートパルスINの他に、垂直走査クロックVCKおよび垂直走査クロックxVCK(VCKを論理反転したもの)、スタンバイ信号STB(あるいはSTBを論理反転したxSTB)、イネーブルパルスENなど必要なパルス信号が供給される。また、水平駆動用のパルス信号として、水平方向の書込み開始パルスの一例である水平スタートパルスHSTや、水平走査クロックHCKおよびこの水平走査クロックHCKとは逆相の水平走査クロックxHCK(HCKを論理反転したもの)などが供給される。なお、垂直走査クロックxVCKやスタンバイ信号xSTBは、垂直駆動部105にて垂直走査クロックVCKやスタンバイ信号STBを論理反転することで生成してもよい。同様に、水平走査クロックxHCKは、水平駆動部106にて水平走査クロックHCKを論理反転することで生成してもよい。
端子部108の各端子は、配線109を介して、垂直駆動部105や水平駆動部106に接続されるようになっている。たとえば、端子部108に供給された各パルスは、レベルシフタ部107で電圧レベルを内部的に調整した後、バッファを介して垂直駆動部105や水平駆動部106に供給される。なお、図示した例では、垂直駆動部105のみがレベルシフタ部107を介するようにしている。垂直駆動部105は線順次で画素アレイ部103を走査するとともに、これに同期して水平駆動部106が画像信号を画素アレイ部103に書き込む。
画素アレイ部103は、図示を割愛するが、1対の基板102と両者の間に保持された液晶とを備えたパネル構造を有する。たとえば、画素トランジスタなどを含む画素が、透明絶縁基板、たとえば第1のガラス基板(駆動側基板)上に行列状に2次元配置され、この画素配列に対して行ごとに走査線が配線されるとともに、列ごとに信号線が配線された構成となっている。第1のガラス基板は、第2のガラス基板(対向側基板)と所定の間隙を持って対向配置されるとともに、図示しないシール剤を介して貼り合わされている。そして、そのシール剤の位置よりも内側の領域に液晶材料が封入されることになる。
画素アレイ部103には、走査線(ゲート線)112と信号線(データ線)114が形成されている。両者の交差部には画素電極とこれを駆動する薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)が形成される。画素電極と薄膜トランジスタの組み合わせで画素Pを構成する。
詳細は割愛するが、薄膜トランジスタのゲート電極は対応する走査線112に接続され、ドレイン領域は対応する画素電極に接続され、ソース領域は対応する信号線114に接続される。走査線112は垂直駆動部105に接続される一方、信号線114は水平駆動部106に接続される。
垂直駆動部105は、駆動信号生成部200から供給される垂直駆動系のパルス信号に基づいて、走査線112を介して各画素Pを順次選択する。水平駆動部106は、駆動信号生成部200から供給される水平駆動系のパルス信号に基づいて、選択された画素Pに対し信号線114を介して画像信号を書き込む。
ここで、水平駆動部106は、シフトレジスタやプリチャージ回路およびサンプリングスイッチ(水平スイッチ)などによって構成されており、垂直駆動部105によって選択された行の各画素Pに対して画素単位で映像信号を書き込む。つまり、本実施形態では、選択行の各画素Pに対して映像信号を画素単位で書き込む点順次駆動を行なう。また、映像信号を点順次駆動で画素単位で書き込むに当たっては、画素への書込みを制御するための水平走査クロックHCKのH期間とL期間の双方において、すなわち水平走査クロックHCKのハーフクロック期間で書込みを行なうことにより書込時間の短縮を図るようにする。
垂直駆動部105は、論理ゲートの組合せ(ラッチも含む)によって構成され、画素アレイ部103の各画素Pを行単位で選択する。なお、図1では、画素アレイ部103の一方側にのみ垂直駆動部105を配置する構成を示しているが、画素アレイ部103を挟んで左右両側に垂直駆動部105を配置する構成を採ることも可能である。
同様に、図1では、画素アレイ部103の一方側にのみ水平駆動部106を配置する構成を示しているが、画素アレイ部103を挟んで上下両側に水平駆動部106を配置する構成を採ることも可能である。
なお、詳細は後述するが、本実施形態の駆動信号生成部200は、縦横比(アスペクト比)X:Y(たとえば9:16)の比較的幅広の表示画面(以下ワイド画面ともいう)内に縦横比X:Z(Z<Y:たとえば3:4)の画像(以下ナロー画像ともいう)を、真円率を崩すことなく表示するべく、水平駆動系の種々のパルス信号の周波数を、ワイド画面内のナロー画像を表示する領域である有効映像領域と、ワイド画面内の有効映像領域を除く領域である無効映像領域とで切り替える構成を有している点に特徴を持つ。
また、この周波数の切替えに当たっては、PLL回路などで生成された基準となる1つのクロック信号に基づいて、それぞれ異なる周波数の、領域ごとのパルス信号を生成する点に特徴を持つ。特に、画素への書込みを制御するための水平走査クロックHCKに関しては、周波数を切り替えた場合においても、そのデューティ比を略50%に維持するようにする点に特徴を有している。本実施形態において、映像信号を点順次駆動で画素単位で書き込むに当たっては、水平走査クロックHCKのH期間とL期間の双方において書込みを行なうことで書込時間の短縮を図るようにしているが、周波数を切り替えた際にもデューティ比を略50%に維持することで、同一領域内で、隣接する画素間で書込時間が異なることによる表示ムラが生じないようにする。
また、ワイド画面内にナロー画像を表示するに当たっては、ナロー画像をワイド画面の中央部分に表示する表示形態、ナロー画像を左寄せ表示する表示形態、あるいはナロー画像を右寄せ表示する表示形態などを採ることができる。また、ナロー画像を除いた無効映像領域に関しては、目障りな画像が表示出力されることのないように、いわゆるブランキング処理を行なうようにする。
<点順次駆動方式の概要>
図2は、液晶セルを画素の表示エレメント(電気光学素子)に用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置1において、点順次駆動方式の水平駆動回路として、クロックドライブ方式を採用した構成とする場合の構成例を示す図である。水平駆動部106は、入力される映像信号Vsig を1Hごとに順次サンプリングし、垂直駆動部105によって行単位で選択される各画素Pに対して書き込む処理を行なうためのものであり、図2においては、水平転送処理部161と、切替スイッチ群としてのクロック抜取りスイッチ群162およびサンプリングスイッチ群163を有する構成となっている。
水平転送処理部161は、たとえば、画素アレイ部103の画素Pを水平方向に複数ブロックに分けて同時書込みを行なう構成とする場合には、画素アレイ部103の水平画素数/同時サンプリング数(たとえば水平画素数が1024、12ドット同時サンプリングならば、1024/12=85余り4で86個)のシフト段(転送段)からなり、駆動信号生成部200から供給される水平スタートパルスHSTが与えられると、駆動信号生成部200から供給される互いに逆相の水平走査クロックHCK,xHCKに同期してシフト動作を行なう。
シフト段には、転送スイッチやD型フリップフロップなどで構成されるラッチ回路(シフトレジスタ)が設けられ、それが画素の全列数に応じた個数だけ多段接続されることでシフトレジスタ群が構成される。水平スタートパルスHSTを段ごとに転送して画素の点順次アドレスを行なう。
これにより、水平転送処理部161の各シフト段からは、水平走査クロックHCK,xHCKの周期と同じパルス幅を持つシフトパルスVs1〜Vsnが水平走査クロックHCK,xHCKのハーフクロックごとに順次出力される。これらシフトパルスVs1〜Vsnは、クロック抜取りスイッチ群162の各スイッチ162-1〜162-nに与えられる。
クロック抜取りスイッチ群162のスイッチ162-1〜162-nは、各一端が水平走査クロックHCK,xHCKを入力するクロックライン164-1,164-2に交互に接続されており、水平転送処理部161の各シフト段からシフトパルスVs1〜Vsnが与えられることにより、順次オン状態となって水平走査クロックHCK,xHCKを順に抜き取る。これら抜き取られた各パルスは、サンプリングパルスVh1〜Vhnとしてサンプリングスイッチ群163の各スイッチ163-1〜163-nに与えられる。
サンプリングスイッチ群163のスイッチ163-1〜163-nは、映像信号処理部300から供給される映像信号Vsig を伝送するビデオライン165に各一端が接続されており、クロック抜取りスイッチ群162のスイッチ162-1〜162-nで抜き取られて順次与えられるサンプリングパルスVh1〜Vhnに応答して順にオン状態になることによって映像信号Vsig をサンプリングし、画素アレイ部103(図示せず;図1を参照)の信号線114-1〜114-nに供給する。つまり、水平転送処理部161からサンプリングパルスVh1〜Vh4が与えられると、これに応答して順にオン状態となることにより、ビデオライン165を通して入力される映像信号Vsig を順次サンプリングして信号線114-1〜114-nに供給する。
なお、液晶表示装置1をカラー画像表示用とする場合には、赤、緑、青の各色対応のビデオライン165が設けられ、この各色対応のビデオライン165に各色のアナログ映像信号Vsig-B,Vsig-R,Vsig-Gが独立に供給され、赤、緑、青3つの画素への同時書き込みを行なうようにする。
なおここで示した水平転送処理部161とサンプリングスイッチ群162,163の構成例は一例に過ぎず、水平走査クロックHCKの各論理レベルで画素Pに映像信号の書込みを行なうことができる構成を少なくとも備えていればよく、様々な変更が可能である。もちろん、画素アレイ部103の画素Pを水平方向に複数ブロックに分けて同時書込みを行なう構成であることも必須ではない。
<駆動信号生成部の概略構成>
図3および図4は、本実施形態の液晶表示装置1における特徴部分である駆動信号生成部200の全体概要を説明する図である。ここで、図3は、駆動信号生成部200の全体概要を示すブロック図である。また、図4は、駆動信号生成部200にて生成される水平走査系統の各種パルス信号によってナロー画面をワイド画面内に表示する際の表示態様の一例を示す図である。なお、図4では、パネル内の略中央部を有効映像領域に設定し、その両側を無効映像領域に設定しているが、これは一例であって、有効映像領域の位置はパネル中央からずれていてもよいし、無効映像領域が有効映像領域の片側のみに配される場合であってもよい。
図3に示すように、本実施形態の駆動信号生成部200は、入力される水平同期信号Hsyncに基づいてマスタークロックCLKを生成するPLL回路210と、水平走査系統の各種のパルス信号を生成する水平走査系統パルス信号生成部220と、垂直走査系統の各種のパルス信号を生成する垂直走査系統パルス信号生成部(垂直走査クロック生成部の一例)230とを備えている。
PLL回路210は、図示を割愛するが電圧制御発振器(VCO;Voltage controlled oscillator)と、ループフィルタと、位相比較部と、カウンタ(特にPLLカウンタともいう)とを有している。PLL回路210においては、水平同期信号Hsyncが位相比較部に入力されると、位相比較部は、PLLカウンタにて生成されるマスタークロックCLKをHsync周期のクロックまで分周した内部水平同期パルスinthd と、位相を比較する。
位相比較部は、その位相比較結果をループフィルタを介して、マスタークロックCLKを発振している電圧制御発振器の電圧制御入力端子に入力することで、マスタークロックCLKの発振周波数を調整する。これにより、水平同期信号Hsyncと内部水平同期パルスinthd の同期をとることができる。なお、本実施形態においては、マスタークロックCLKの発振周波数を、所望の映像表示デバイスに映像を表示するための水平走査クロックHCK周波数の6倍となるようにする。
水平走査系統パルス信号生成部220は、水平駆動系のパルス信号を生成する水平駆動系パルス生成部(水平走査クロック生成部の一例)400と、映像信号処理系統のパルス信号を生成するビデオサンプルパルス生成部500(映像サンプル信号生成部の一例)とを備えている。
水平駆動系パルス生成部400は、PLL回路210の電圧制御発振器から供給されるマスタークロックCLKおよびPLLカウンタから供給される内部水平同期パルスinthd に基づいて、パネル部100の水平駆動部106を制御するための2値(L/H)のパルス信号を生成する。一例として、水平走査クロックHCKや水平スタートパルスHSTを、マスタークロックCLKに同期して所定タイミングで発生する。特に、水平走査クロックHCKに関しては、常にデューティ比を50%に維持するようにする。
水平走査クロックHCKや水平スタートパルスHSTの位相は、ワイド画面(たとえば縦横比9:16)などにワイド映像信号に基づいて表示するワイドモードや、ワイド画面にナロー映像信号(たとえば縦横比3:4)に基づいて表示するナローモードに応じて、予め設定された個々の位相に切り替えるようにする。また、好ましくは、水平表示制御パルス位相制御パルスP12に基づいて、その位相を微調整できるようにするのがよい。
垂直走査系統パルス信号生成部230は、外部から供給される垂直タイミング信号に基づいてフレーム期間ごとに、水平駆動系パルス生成部400から供給される水平スタートパルスHSTに同期して垂直スタートパルスVSTを発生するととともに、水平走査期間ごとに垂直走査クロックVCKを発生し、これらを制御信号としてパネル部100の垂直駆動部105に供給する。
ビデオサンプルパルス生成部500は、水平駆動系パルス生成部400にて生成される所定の制御パルスに基づいて、映像信号処理部300を制御するための2値(L/H)のパルス信号を生成する。一例として、ビデオサンプルパルスSH1〜SH4を、マスタークロックCLKに同期して所定タイミングで発生する。
ビデオサンプルパルスSH1〜SH4の位相は、ワイド画面(たとえば縦横比9:16)などにワイド映像信号に基づいて表示するワイドモードや、ワイド画面にナロー映像信号(たとえば縦横比3:4)に基づいて表示するナローモードに応じて、予め設定された個々の位相に切り替えるようにする。また、好ましくは、SHパルス位相制御パルスP14に基づいて、その位相を微調整できるようにするのがよい。
また、水平走査系統パルス信号生成部220は、無効映像領域の画像信号を無効化するためのビデオブランキングパルスBLKを生成するビデオブランキングパルス生成部600と、ナロー画像表示動作時に無効映像領域と有効映像領域とで各種のパルス信号の周波数を切り替えるための制御パルスP11を生成する切替制御パルス生成部700とを備えている。
ビデオブランキングパルス生成部600は、本実施形態特有の構成として設けられたものであり、無効映像領域に一定レベルの映像を出力させるための映像切替制御信号を生成する映像切替制御信号生成部の一例である。このビデオブランキングパルス生成部600は、ワイド画面内の所定位置における有効映像領域にナロー画面を表示する際、有効映像領域を除く無効映像領域の画像情報を無効化するビデオブランキングパルスBLKを、水平駆動系パルス生成部400にて生成される所定の制御パルスに基づいてマスタークロックCLKに同期して所定タイミングで生成する。
ここで、ビデオブランキングパルス生成部600は、ナロー画像表示時には、無効映像領域に対応する水平期間の所定位置にてアクティブHのビデオブランキングパルスBLKを出力する一方、ワイド画像表示時には、ビデオブランキングパルスBLKを常時インアクティブ(=L)にする。このビデオブランキングパルスBLKは、映像信号処理部300に供給され、映像信号処理部300において、ビデオブランキングパルスBLKがアクティブの期間に対応する無効映像領域の映像信号レベルを一定レベルにする。
ビデオブランキングパルスBLKの位相は、ワイド画面(たとえば縦横比9:16)などにワイド映像信号に基づいて表示するワイドモードや、ワイド画面にナロー映像信号(たとえば縦横比3:4)に基づいて表示するナローモードに応じて、予め設定された位相に切り替えるようにする。また、好ましくは、BLKアクティブ位置制御パルスP16に基づいて、その位相を微調整できるようにするのがよい。
切替制御パルス生成部700は、外部から供給される表示アスペクト比切替制御パルスP10(表示モード信号)に基づいて、表示アスペクト比に応じたタイミングと周波数の各種のパルス信号を生成するように水平駆動系パルス生成部400およびビデオサンプルパルス生成部500を制御する。
これに対応して、水平駆動系パルス生成部400およびビデオサンプルパルス生成部500は、本実施形態特有の構成として、それぞれに参照子−WD,−NRを付して示すように、ワイド画像表示動作用のパルス信号を生成するワイドパルス生成機能部(参照子−WDのもの)とナロー画像表示動作用のパルス信号を生成するナローパルス生成機能部(参照子−NRのもの)とを個別に有している。また、ワイド画像表示動作用のパルス信号とナロー画像表示動作用のパルス信号とを切替制御パルス生成部700にて生成される制御パルスP11に基づいて切り替える切替部730を備えている。なお、ここで示している切替部730の配置位置は原理的なものであり、水平駆動系パルス生成部400やビデオサンプルパルス生成部500の回路構成に応じて、適宜、それらの内部に入り込んで設けることができる。
ここで、本実施形態においては、ワイド画面にナロー映像信号に基づいて表示するナローモード時には、ワイド画面内の有効映像領域に、縦横比3:4などのナロー画像を真円率を“1”にして表示しつつ、残領域である無効映像領域に、補助画像を表示できるようにする。このため、予め、ナローパルス生成機能部においては、ワイドパルス生成機能部で生成されるパルス信号の周波数よりも低い周波数のパルス信号を生成するようにする。つまり、有効映像領域の水平走査系統のパルス信号の周波数をそれ以外の無効映像領域に対して低くなるようにする。
そして、切替部730にて、切替制御パルス生成部700で生成される制御パルスP11に基づいて、ワイドパルス生成機能部(参照子−WDのもの)で生成されるワイド対応の周波数のパルス信号と、ナローパルス生成機能部(参照子−NRのもの)で生成されるワイド対応よりも低い周波数のパルス信号とを切り替えることで、有効映像領域と無効映像領域とで、パルス信号の周波数を切り替えるようにする。
こうすることで、マスタークロックCLKの周波数を変更するのではなく、映像表示デバイスの水平駆動周波数(水平走査クロックHCKの周波数)を有効映像領域とそれ以外の無効映像領域で切り替える、つまり1水平走査期間内で切り替えることができる。また、水平走査クロックHCKの周波数を有効映像領域とそれ以外の無効映像領域で切り替えることと連動して、映像信号処理系統のパルス信号(本例ではビデオサンプルパルスSH)に関しても、水平走査クロックHCKの周波数切替えと同様のタイミングで、1水平走査期間内で周波数を切り替える。
これにより、図4(B)の画面中央部に示すように、たとえば3:4のナロー映像信号に基づいて、このナロー映像信号よりも広い(たとえば9:16)の画角の映像表示デバイスに、真円率を崩すことなく正常に表示することができるようになる。ある一定周波数の水平走査クロックHCKでシフト動作を行なうと、図4(A)に示すように、9:16のワイドパネルに3:4の映像が入ってきた場合には、水平方向が4/3倍に引き伸ばされる結果、9:16の画面全体に横に伸びた映像表示がなされてしまう。これに対して、本実施形態では、有効映像領域のみ水平走査系統のパルス信号の周波数を低下させて表示制御を行なうようにしたので、9:16のワイドパネルに3:4の映像が入ってきた場合には、水平方向を3/4倍に圧縮して表示することができ、ワイド画面内に表示されるナロー画像の真円率を維持させることができる。
なお、有効映像領域を除く無効映像領域については、無用な画像が表示されることで目障りとなることがないように、図4(B)の画面左右部に示すように、黒などの一定レベルの映像を表示させるのがよい。このため、ビデオブランキングパルスBLKを利用して、3:4の映像表示期間を除く期間の映像信号を一定レベルの信号に置き換えて、映像表示デバイスの無効映像領域に表示を行なう。たとえば、有効映像領域開始前のブランキング期間中に左右黒枠書込みを行ない、水平走査クロックHCKは黒枠書き込み部と有効映像領域の境界において周波数を切り替える。
この際には、パネル部100の水平転送処理部161におけるシフト動作を、有効映像領域と無効映像領域とで独立に行なうことができるようにすることで、映像信号Vsig そのものに対しての処理を行なうことなく対処することができる。この場合、一例として、図4(B)の画面外の上部に示すように、無効映像領域については、両サイドから同時に順次表示を行ないつつ、有効映像領域については、左(もしくは右)の無効映像領域の書込み終了後に引き続いて点順次駆動により表示を行なうように制御することができる。この点に関しては、後述する。
<パルス信号のタイミング>
図5は、本実施形態の駆動信号生成部200において生成される水平スタートパルスHSTおよび水平走査クロックHCK並びにビデオサンプルパルスSH1〜SH4と、クロック信号マスタークロックCLKおよび水平同期信号Hsyncとの関係を示すタイミングチャートの一例である。
ナロー画像表示動作時は、図5において、水平走査クロックHCKのリセット位置t10から水平走査クロックHCKの周波数切替え位置t12が無効映像領域に対応し、切替制御パルス生成部700で生成される制御パルスP11によって設定される。
切替部730がワイドパルス生成機能部で生成されるパルス信号とナローパルス生成機能部で生成されるパルス信号の切替動作を制御パルスP11に基づいて行なう。これにより、水平スタートパルスHSTのアクティブ期間が、ワイド画像表示動作時にはワイド画面における有効映像領域の開始点に設定されるが、ナロー画像表示動作時には一定レベルの信号置換期間(図5のt11)より手前に設定される。これにより、映像表示デバイスの有効映像領域の開始位置(周波数切替え位置t12)の手前側の無効映像領域にも一定レベル(たとえば黒レベル)の信号表示を行なうことができるようになる。
また、水平走査クロックHCKとビデオサンプルパルスSHは、期間t10〜t12では、ワイドパルス生成機能部で生成されるパルス信号が選択されるので、通常(ワイド画像用)の周波数のパルス信号に基づいて表示制御が行なわれる。一方、期間t10〜t12を除く期間では、ナローパルス生成機能部で生成されるパルス信号が選択されるので、通常の周波数よりも低い周波数のパルス信号に基づいて表示制御が行なわれる。なお、水平走査系統のみ周波数の切替えを行ない、垂直走査系統は、周波数の切替えを行なう必要はない。
たとえば、期間t10〜t12を除く期間では、水平走査クロックHCKはデューティ比を50%に維持した状態で周波数が低くなり、ビデオサンプルパルスSHは、周波数が低くなった水平走査クロックHCKに合わせて出力される。また、水平スタートパルスHSTについては、ワイド画像表示動作時に対して一定レベルの信号表示期間分だけ水平同期信号Hsyncに近い位置でアクティブとなる。
また、ビデオブランキングパルスBLKは、少なくとも、水平走査クロックHCKのリセット位置t10から水平走査クロックHCKの周波数切替え位置t12の間はアクティブHとなる。本実施形態では、有効映像領域の左右両側に無効映像領域を配するべく、それよりも多少の広がりを持つようにしており、水平走査クロックHCKのリセット位置t10よりも手前の位置t14から水平走査クロックHCKの周波数切替え位置t12の間をアクティブHとしており、時間軸上では、実際の無効映像領域が原理上の無効映像領域よりも広くなる。なお、ワイド画像表示動作時は、ビデオブランキングパルスBLKはL出力固定となる。
たとえば、水平走査クロックHCKのリセット位置t10から水平走査クロックHCKの周波数切替え位置t12までの原理上の無効映像領域については、1水平走査クロックHCKをマスタークロックCLK(たとえば周波数=20.0MHz)の6つ分(6fH仕様という)にする。すなわち、水平走査クロックHCKのリセット位置t10をFRP反転位置とし、リセット位置t10後は、1HCK=6fHで出力する。こうすることで、水平走査クロックHCKの周波数は約3.3MHzになる。6fH仕様時における水平走査クロックHCKのデューティ比は50%である。
なお、FRP反転位置は、1H(1水平走査期間)反転駆動を行なう際の切替位置である。ここで、1H反転駆動とは、1水平期間ごとに映像信号の極性反転を行ない、奇数ラインと偶数ラインで極性が反転した表示を行なうことでフリッカ(Flicker )を相殺し、表示画面全体ではフリッカのない表示を提供する駆動方式である。
さらに、水平走査クロックHCKの周波数切替え位置t12後においては、水平走査系統のパルス信号の周波数を3/4倍に低下させるべく、マスタークロックCLKの分周比を有効映像領域の方が無効映像領域よりも大きくなるようにする。具体的には、1水平走査クロックHCKをマスタークロックCLKの8つ分(8fH仕様という)にする。すなわち、周波数切替え位置t12後は、1HCK=8fHで出力する。こうすることで、水平走査クロックHCKの周波数は2.5MHzになる。マスタークロックCLKの4つ分を水平走査クロックHCKの各論理レベルに割り当てるようにすることで、8fH仕様時にも、水平走査クロックHCKのデューティ比を50%に維持することができる。
また、水平走査クロックHCKの周波数を1水平走査期間内で切り替える際には、その他の水平走査系統のパルス信号についても、水平走査クロックHCKの周波数切替えと同様のタイミングで、1水平走査期間内で周波数を切り替える。たとえば、ビデオサンプルパルスSHに関しては、水平走査クロックHCKの周波数切替え位置t12の前では、ワイドモード時と同様に、水平走査クロックHCKのハーフクロック(=3CLK)を3分割してビデオサンプルパルスSHとする。一例としては、ビデオサンプルパルスSH2は常時Hレベルとし、残りのビデオサンプルパルスSH1,SH3,SH4のそれぞれに、1CLK分のHレベルを与える。また、周波数切替え位置t12後にはマスタークロックCLKの逆相を用いて、水平走査クロックHCKのハーフクロック(=4CLK)を3分割した近似位置にビデオサンプルパルスSHを出力することで8fH仕様とする。
このように、本実施形態の駆動信号生成部200によれば、PLL回路210にて生成される1つの基準クロックに基づいて、ワイド画像表示動作用の通常周波数のパルス信号とナロー画像表示動作用の通常周波数よりも低周波数のパルス信号とを選択的に生成するので、映像表示をしたままで切り替えても、画像乱れを起すことがない。また、マスタークロックCLKの周波数を低下させてワイド画像表示動作とナロー画像表示動作とを切り替えるものではないので、無効映像領域に一定レベルの信号を表示するためのビデオブランキングパルスBLKの期間が少なくなることもない。
また、水平走査クロックHCKに関しては、デューティ比を50%に維持したままで周波数を切り替えるようにしているので、点順次駆動方式で2値の水平走査クロックHCKの各論理レベルで画素に映像信号の書込みを行なう際に、周波数を切り替えても、隣接画素間で表示時間の差が生じることはない。
また、PLL回路210にて生成される1つの基準クロックに基づいてワイド画像表示動作用とナロー画像表示動作用の各パルス信号を生成するものであり、PLL回路を複数持つ必要はないので、PLL回路の回路規模を増大させることもない。ワイド画像表示動作用とナロー画像表示動作用の各パルス信号を生成する機能部や、各パルス信号を切り替えるための機能要素は、デコーダやフリップフロップやセレクタといった比較的簡易な構成でよく、全体としても、PLL回路を複数持つ場合に比べて、回路規模を小さくすることができる。
なお、ビデオサンプルパルスSH1〜SH4は、映像信号処理部300に供給され、RGB各色の画素Pに対して、各時間上の情報を表示するためのサンプルホールドシステムに用いられる。たとえば、水平走査クロックHCKのハーフクロック期間を3等分し、各ビデオサンプルパルスSH1,SH2,SH3をそれぞれ赤、緑、青のアナログ映像信号S1-B,S1-R,S1-Gのサンプリングホールド制御パルスとして独立に用いて第1のサンプルホールド処理を行なう。
この後、ビデオサンプルパルスSH4を赤、緑、青のアナログ映像信号S2-B,S2-R,S2-Gのサンプリングホールド制御パルスとして共通に用いて、第1のサンプルホールド処理にて生成される各アナログ映像信号出力S2-B,S2-R,S2-Gに対して第2のサンプルホールド処理(特にリサンプリング処理という)を行なう。つまり、第4のビデオサンプルパルスSH4のタイミングで、各色B,G,Rの全ての映像信号がリサンプリングされる。リサンプル処理で得られる映像信号Vsig-B ,Vsig-G ,Vsig-Rを、パネル部100の各色対応のビデオライン165に供給することで、赤、緑、青3つの画素への同時書き込みを行なう。
なお、本実施形態においては、4種類のビデオサンプルパルスSH1,SH2,SH3,SH4のうち、緑色用のビデオサンプルパルスSH2については、常時アクティブ(=H)にする。このため、緑色の映像信号はスルーとなる。
また、図示したビデオサンプルパルスSH1〜SH4のタイミングは、水平方向の左側から右側、具体的には、表示パネル部100の物理的な左を基準にしたとき、その左側から右側に向けて転送する正転送時のものであり、水平方向の右側から左側に向けて転送する反転送時には、SH2とSH3を入れ替える。
<水平駆動部のシフトレジスタの詳細>
図6は、パネル部100に設けられる水平駆動部106の構成例を示す図である。
図7は、比較例としての本実施形態を適用しない場合の水平駆動部106の構成例を示す図である。
ここで示す水平駆動部106は、ワイド画面内にナロー画像を真円率を崩すことなく表示させる際に、マスタークロックCLKの周波数を変更するのではなく、水平走査系統のパルス信号の周波数を有効映像領域とそれ以外の無効映像領域で(つまり1水平走査期間内で)切り替える仕組みとの組合せにおいて非常に有効な構成およびシフト動作である。
本例の水平転送処理部161のシフト動作は、有効映像領域と無効映像領域(特に有効映像領域の終了位置以降の部分)とで独立に行なうことができるようにしている点に特徴を有している。ここで、ワイド画面内の中央部を有効映像領域としてナロー画像を真円率を崩さないように表示させる場合のシフト動作の概要を説明すると、以下の通りである。先ず、水平スタートパルスHSTのアクティブ期間を、有効映像領域手前の無効映像領域に対応する位置より手前に設定する。これにより、有効映像領域の開始位置手前側の無効映像領域にも一定レベル(たとえば黒レベル)の信号表示を行なうことができるようになる。
また、逆側の無効映像領域、すなわち有効映像領域の終了位置以降の無効映像領域については、有効映像領域手前側の無効映像領域に一定レベルの信号を書き込んでいる際に、同時に逆側からシフト動作を行なう。これにより、有効映像領域の開始位置手前側と終了位置以降の両無効映像領域に、一定レベル(たとえば黒レベル)の信号表示を同時に行なうことができるようになる。
これらの一定レベルの信号に置き換えを行なう期間については、ビデオブランキングパルス生成部600にて生成されるビデオブランキングパルスBLKに基づいて映像信号の一定レベル置換え制御を行なう。なお、パネル部100に入力される映像信号Vsigは、3:4のナロー画像(有効映像)そのものであり、この3:4のナロー画像には、信号を一定レベルに置き換える際の信号レベルが特に用意されていない。このため、ここでは、一般的に走査信号間に設けられるブランキング信号(黒信号)を置換後の一定レベルに利用する。以下具体的に説明する。
基本的には、水平転送処理部161に供給される水平スタートパルスHSTは、左右反転制御信号RGT(RiGhT )およびその逆位相の左右反転制御信号xRGTにより、左側からの水平スタートパルスlHST(先頭の“l”はleftを意味する)あるいは右側からの水平スタートパルスrHST(先頭の“r”はright を意味する)の何れかにレベルシフトされる回路構成になっている。また、左右反転制御信号RGTがアクティブHのときには、水平方向の左側から右側に向けて転送する正転送を意味し、左右反転制御信号RGT,xRGTを水平転送処理部161内の転送スイッチに入力することにより、転送方向を選択できるようになっている。
すなわち、図6(A)において、先ず、水平転送処理部161は、転送方向の逆転が可能な構成のものとする。また、水平駆動部106は、水平転送処理部161の近傍に、水平スタートパルスHST用のレベルシフタ部107Hが、左側の無効映像領域Invalid-left用(レベルシフタ部107H-left )と右側の無効映像領域Invalid-right 用(レベルシフタ部107H-right)を備えている。レベルシフタ部107H-left からは左側からの水平スタートパルスlHSTが出力され、水平転送処理部161の無効映像領域Invalid-leftの入力端161Linに供給される一方、レベルシフタ部107H-rightからは右側からの水平スタートパルスrHSTが出力され、水平転送処理部161の無効映像領域Invalid-right の入力端161Rinに供給される。
なお、各レベルシフタ部107H-left ,-rightは、有効画像領域(Effective )用にも利用される。何れが有効画像領域用に利用されるかは、転送方向によって決まり、本実施形態においては、水平方向の左側から右側に向けて転送する正転送時にはレベルシフタ部107H-left が有効画像領域用に利用され、水平方向の右側から左側に向けて転送する反転送時にはレベルシフタ部107H-rightが有効画像領域用に利用される。この制御は、左右反転制御信号RGT,xRGTに基づいて行なわれる。なお、無効映像領域の位置やサイズは、ビデオブランキングパルス生成部600から入力されるビデオブランキングパルスBLKに基づいて任意に設定・変更することができる。
また、水平駆動部106は、ワイド画面内の中央部を有効映像領域としてナロー画像を真円率を崩さないように表示させるための制御パルスを生成する領域別表示制御信号生成部(以下単に表示制御信号生成部と記す)800を備えている。領域別表示制御信号生成部800は、左側の無効映像領域Invalid-left用の領域別表示制御信号生成部800-left 、右側の無効映像領域Invalid-right 用の領域別表示制御信号生成部800-rightが、独立に設けられている。領域別表示制御信号生成部800-left には左右反転制御信号RGTが供給され、領域別表示制御信号生成部800-rightには左右反転制御信号xRGTが供給され、また各領域別表示制御信号生成部800-left ,-rightには、表示アスペクト比切替制御パルスP10に相当する表示領域切替信号NRW(NaRroW)が共通に供給される。表示領域切替信号NRWがアクティブHのときには、ワイドパネル内の所定位置にナロー画像を、その画像の真円率を維持して表示するモードになる。
領域別表示制御信号生成部800-left は、有効映像領域左側の無効映像領域Invalid-leftの転送スイッチに供給する制御信号NRL(NaRrow Left )およびその逆相の制御信号xNRLを生成する。また、領域別表示制御信号生成部800-rightは、有効映像領域右側の無効映像領域Invalid-right の転送スイッチに供給する制御信号NRR(NaRrow Right)およびその逆相の制御信号xNRRを生成する。なお、有効映像領域の転送スイッチには、左右反転制御信号RGT,xRGTが供給される。
領域別表示制御信号生成部800は、水平スタートパルスHSTを同時に選択しつつ左側からの水平スタートパルスlHSTおよび右側からの水平スタートパルスlHSTにレベルシフトするための制御信号を、たとえば左右反転制御信号RGT,xRGTと表示領域切替信号NRWの論理合成を行なうことで、各制御信号NRL,xNRL,NRR,xNRRを生成する。
一方、画素Pに与える映像信号に関しては、走査信号間に設けられるブランキング信号(黒信号)を、無効映像領域にて黒画像などを表示するための一定レベルの信号に利用するための映像信号切替制御部820として、図6(B)に示すように、ブランキング信号抽出部822と、映像信号処理部300から供給される映像信号Vsig とブランキング信号抽出部822で抽出されるブランキング信号とをビデオブランキングパルス生成部600から供給されるビデオブランキングパルスBLKに基づいて切り替えビデオライン165に出力する映像信号切替部824とを備えている。
このような構成により、水平駆動部106は、水平スタートパルスHSTを水平転送処理部161の両側から入力できる回路構成となる。これにより、両側の無効映像領域では、水平スタートパルスHSTを無効映像領域用の書込み開始パルスとして使用して互いに反対方向への転送が可能となり、ブランキング信号(黒信号)を左右同時に順次サンプリングしていくことができる。有効映像領域の転送は、無効映像領域の最終段のシフトパルスの何れか一方を有効映像領域用の書込み開始パルスとして選択して転送を開始し、以降は、無効映像領域での転送処理と同様の転送処理を行なう。つまり、何れか一方の無効映像領域から有効映像領域に亘って連続的に水平スタートパルスHSTを段ごとに転送して画素の点順次アドレスを行なう。他方の無効映像領域に関しては、有効映像領域に達した段階で水平スタートパルスHSTの転送を停止する。ここで、有効映像領域の転送時には、水平走査クロックHCKの周波数が低下している。
これに対して、図7に示す比較例の構成では、装置に入力される映像信号は、外部の映像処理回路(DSP)で3:4の有効映像の左右に黒表示部のデータを付加し、黒→有効映像→黒の9:16サイズの映像データをNTSC規格にスクイーズしたものである。ゆえに、ある一定のサンプリング周波数で順次転送を繰り返すことで、9:16の画面に正確な3:4の映像表示を可能とする。
このとき、水平転送処理部161の水平スタートパルスHSTは、左右反転制御信号RGTおよびその逆位相のxRGTにより、lHSTあるいはrHSTの何れかにレベルシフトされる回路構成になっている。また、この左右反転制御信号RGTおよびその逆位相のxRGTを水平転送処理部161内の転送スイッチに入力することにより、転送方向を選択できるようにしている。
図7では、転送方向を指示する制御信号RGT(xRGT)が全ての転送スイッチに共通に供給されるのに対して、図6に示した本実施形態の構成では、領域別に転送方向を制御できるように、各制御信号NRL(xNRL),NRR(xNRR)を生成する機能部として表示制御信号生成部800を新規に設けるとともに、各制御信号RGT(xRGT),NRL(xNRL),NRR(xNRR)を領域別に供給するようにしている点が大きく異なる。
<領域別表示制御信号生成部の構成例>
図8は、領域別表示制御信号生成部800の一構成例を示す論理回路図である。本構成例の領域別表示制御信号生成部800は、図示するように、表示領域切替信号NRWと左右反転制御信号RGT(もしくはxRGT)の供給を受けるORゲート802と、ORゲート802から出力される論理和を論理反転するインバータ804とを備えている。
このような構成により、表示領域切替信号NRWと左右反転制御信号RGTは、ORゲート802により論理和が取られる。その論理和出力が、有効映像領域左側の無効映像領域Invalid-leftの転送スイッチに供給される制御信号NRLとして利用され、かつORゲート802の論理和出力をインバータ804で論理反転した出力が、有効映像領域左側の無効映像領域Invalid-leftの転送スイッチに供給される制御信号xNRLとして利用される。
また、表示領域切替信号NRWと左右反転制御信号xRGTは、ORゲート802により論理和が取られる。その論理和出力が、有効映像領域右側の無効映像領域Invalid-right の転送スイッチに供給される制御信号NRRとして利用され、かつORゲート802の論理和出力をインバータ804で論理反転した出力が、有効映像領域右側の無効映像領域Invalid-right の転送スイッチに供給される制御信号xNRRとして利用される。
図9は、領域別表示制御信号生成部800の特性を示す一覧表(A)と、各領域内の転送スイッチの形態を示す図(B)である。なお、水平駆動部106は、ワイドパネル(縦横比X:Yとする)を用いる場合に、縦横比X:Yの映像信号を用いたワイド表示と縦横比X:Z(Z<Y)の映像信号を用いたナロー表示の切替えが可能に構成されている。表示モードにおいて、“3:4”は、ワイドパネルの有効映像領域内に、縦横比が3:4の映像信号に基づくナロー画像を、真円率を維持して表示するモードであり、“9:16”は、ワイドパネル全面に、縦横比が9:16の映像信号に基づくワイド画像を表示するモードである。
先ず、各制御信号NRL,xNRL,NRR,xNRRの意味について説明する。制御信号NRLがアクティブHのときには、左側の無効映像領域Invalid-leftから転送を開始することが有効であることを意味し、表示モードに拘わらず、正転送時には必ずアクティブHになる。制御信号NRRがアクティブHのときには、右側の無効映像領域Invalid-right から転送を開始することが有効であることを意味し、表示モードに拘わらず、反転送時には必ずアクティブHになる。
また、表示領域切替信号NRWがアクティブHの3:4の表示モード時には、左側の無効映像領域Invalid-leftと右側の無効映像領域Invalid-right の双方から同時に転送を開始するべく、制御信号NRL,NRRはともに、転送方向に拘わらず、必ずアクティブHになる。一方、表示領域切替信号NRWがインアクティブLの9:16の表示モード時には、左右反転制御信号RGTで示される転送方向に応じて、左側および右側の何れか一方のみから転送を開始するので、制御信号NRLがアクティブHのときには制御信号NRRがLレベルに、制御信号NRRがアクティブHのときには制御信号NRLがLレベルになる。
このような意味を持つ各制御信号NRL,xNRL,NRR,xNRRが、各領域の転送スイッチの転送方向制御入力端子に供給される。水平転送処理部161を構成する転送スイッチの接続形態そのものは、図2にて説明したように、基本的には、従来の転送回路のものと全く同様であり、水平スタートパルスHSTを順次後段にシフトする動作を行なうように接続されている。
各転送スイッチには、相補入力が入力される2つの転送方向制御入力端子IN、xINがあり、正転送方向制御入力端子INにHレベル、反転送方向制御入力端子xINにLレベルが入力されると正転送を行ない、正転送方向制御入力端子INにLレベル、反転送方向制御入力端子xINにHレベルが入力されると反転送を行なうようになっている。
また、本例においては、転送方向が左右反転制御信号RGT,xRGTで制御されることに加えて、無効映像領域の位置やサイズが、ビデオブランキングパルス生成部600から入力されるビデオブランキングパルスBLKに基づいて任意に設定・変更することができるようになっている。このため、図示を割愛するが、各転送スイッチを左側の無効映像領域と右側の無効映像領域と有効映像領域とに適切に割り当てるべく、ビデオブランキングパルスBLKに基づいて、制御信号RGT(xRGT),NRL(xNRL),NRR(xNRR)の何れを転送スイッチの転送方向制御入力端子に供給するかを切り替える切替スイッチが設けられる。この点は、従来の転送回路では、転送方向を指示する制御信号RGT(xRGT)が全ての転送スイッチに共通に供給されるのとは異なる。
この結果、図9(B)に示すように、表示領域切替信号NRWがアクティブHの3:4の表示モード時に、黒表示などの一定レベルを表示する左側の無効映像領域用の転送スイッチには、制御信号NRLが正転送方向制御入力端子INに供給され、制御信号xNRLが反転送方向制御入力端子xINに供給される。よって、図示するように、制御信号NRLがHレベルで制御信号xNRLがLレベルのときには、左側の無効映像領域用の転送スイッチは正転送を行なうようになる。
同様に、表示領域切替信号NRWがアクティブHの3:4の表示モード時に、有効映像領域用の転送スイッチには、制御信号RGTが正転送方向制御入力端子INに供給され、制御信号xRGTが反転送方向制御入力端子xIN(図中に印で示すもの)に供給される。よって、図示するように、制御信号RGTがHレベルで制御信号xRGTがLレベルのときには、有効映像領域用の転送スイッチは正転送を行なうようになる。
これに対して、表示領域切替信号NRWがアクティブHの3:4の表示モード時に、黒表示などの一定レベルを表示する右側の無効映像領域用の転送スイッチには、制御信号NRRが反転送方向制御入力端子xIN(図中に印で示すもの)に供給され、制御信号xNRRが正転送方向制御入力端子INに供給される。よって、図示するように、制御信号NRRがHレベルで制御信号xNRRがLレベルのときには、右側の無効映像領域用の転送スイッチは反転送を行なうようになる。
<正転送時の転送スイッチの動作の概要>
図10および図11は、水平転送処理部161を構成する転送スイッチの正転送時の動作の概要を説明する図である。ここで、図10は、正転送時の各転送スイッチの状態を示す図であり、図11は、正転送時の動作を説明するタイミングチャートである。9:16のワイドパネル画面に3:4のナロー映像信号に基づいて真円率を維持しつつ映像表示を行なう場合を前提として示している。本例では、水平転送処理部161の転送段数をn段としており、水平転送処理部161内には、D型フリップフロップなどで構成されるシフトレジスタ(S/R;Shift Register)168が、1,2,…,n,n/4+1,…,n−1,nという順に、図中に“■”や“□”で示す転送スイッチを介して、従属接続されている。
各シフトレジスタ168からは、シフトされた水平スタートパルスHSTに相当する水平走査クロックHCK,xHCKの周期と同じパルス幅を持つシフトパルスHOUT(Vs1〜Vsn)が水平走査クロックHCK(xHCK)のハーフクロックごとに順次出力される。このシフトパルス出力は、後段のシフトレジスタ168に渡されるとともに、図中に矢印で示されたノードを介して、図示を割愛した(図2を参照)スイッチ群の各スイッチに与えられる。
図10において、“■”は転送スイッチがクローズ状態(後段への転送がオン状態)であることを示し、“□”は転送スイッチがオープン状態(後段への転送がオフ状態)であることを示している。なお、“■”および“□”は、何れも、転送スイッチの状態を模式的に示すものであり、転送段の途中に物理的なスイッチが挿入されているものではない。この点は、転送段の途中に物理的なスイッチが挿入されている特開平7−298171号に記載の仕組みと大きく異なる。
また、図10において、ハッチングを示さない部分の転送スイッチは有効画像領域Effective を表し、その両側のハッチングで示している部分の転送スイッチは、左側の無効映像領域Invalid-leftおよび右側の無効映像領域Invalid-right の、それぞれ黒表示などの一定の映像信号レベルで表示を行なう領域を表している。
また図11おいて、各シフトパルス1,2,…,n,n/4+1,…,n−1,nは、図10中の矢印で示されたノードにおけるシフトパルスHOUTを示している。図10と同様に、ハッチングを示さない部分のシフトパルスHOUTは有効画像領域Effective 用を表し、その両側のハッチングで示している部分のシフトパルスHOUTは、左側の無効映像領域Invalid-leftおよび右側の無効映像領域Invalid-right の、それぞれ黒表示などの一定の映像信号レベルで表示を行なう領域用を表している。図から分かるように、水平走査クロックHCKの周波数は、無効映像領域Invalid と有効画像領域Effective の境界で切り替わるようになっており、無効映像領域Invalid では、本来のワイドパネル用に合わせて比較的高周波数(本例では6fH仕様)に設定されている一方、有効画像領域Effective では、ワイドパネル内にナロー画像を真円率を維持して表示するべく比較的低周波数(本例では8fH仕様)に設定されている。
正転送の場合、図10に示すように、左側からの水平スタートパルスlHSTと右側からの水平スタートパルスrHSTが水平転送処理部161の両側から入力される。そして、本例においては、左側からの水平スタートパルスlHSTは1段目のシフトレジスタ168からn/4段目のシフトレジスタ168まで、右側からの水平スタートパルスrHSTはn段目のシフトレジスタ168から3n/4+1段目のシフトレジスタ168までそれぞれ反対の方向に転送を行なう。このときに映像信号切替部824は、ブランキング信号抽出部822で抽出されるブランキング信号(本例では黒レベル)をビデオライン165に出力するので、左右の無効映像領域内には、黒枠表示がなされるようになる。
有効映像領域内は正転送なので、左側および右側の各無効映像領域内での転送がそれぞれ最終段まで達すると、左側の無効映像領域の最終段であるn/4段目のシフトレジスタ168は正転送方向に対してクローズ状態(図中の矢印Xを参照)になっているので、そのn/4段目のシフトレジスタ168から出力される転送パルス(図11のn/4)が、有効映像領域の書込み開始パルスとして、有効映像領域左端のn/4+1段目のシフトレジスタ168に供給される。
有効映像領域内では、左側の無効映像領域の最終段から供給されたシフトパルスを書込み開始パルスとして使用して、無効映像領域(6fH仕様)の75%のサンプリング周波数(8fH仕様)で3n/4段目のシフトレジスタ168まで転送を行なう。このときに映像信号切替部824は、映像信号処理部300から供給される3:4のナロー映像信号をビデオライン165に出力するので、有効映像領域内には、3:4のナロー画像が表示されるようになる。
有効映像領域内での転送が最終段、すなわち3n/4段目のシフトレジスタ168まで達すると、その3n/4段目のシフトレジスタ168は正転送方向に対してオープン状態(図中の矢印Yを参照)になっているので、シフトパルスが、それ以降の右側の無効映像領域用のシフトレジスタ168に入力されることはない。
一方、右側の無効映像領域の最終段である3n/4+1段目のシフトレジスタ168は正転送方向に対してオープン状態(図中の矢印Zを参照)になっているので、シフトパルスが、それ以降の有効像領域用のシフトレジスタ168に入力されることはない。
転送方向と同一の最終段のシフトレジスタ168まで転送を行ない、その最終段で転送を停止させることで、ナロー表示される有効映像領域と無効映像領域の継目に位置する一対のシフトレジスタ168の間に接続ゲート素子を介在させなくても、シフトレジスタの分割化を確実なものとすることができる。
つまり、ワイドパネル内にナロー画像を真円率を維持して正転送で表示する際には、無効映像領域左右から互いに逆方向に転送を行ないつつ一定レベル(本例では黒レベル)の映像を表示し、各無効映像領域での転送が完了した後には、正転送されている左側の無効映像領域の最終段から出力されるシフトパルスを有効映像領域用の書込み開始パルスとして用いて低速で正転送を行ないつつ、ナロー画像を表示する。
<反転送時の転送スイッチの動作の概要>
図12および図13は、水平転送処理部161を構成する転送スイッチの反転送時の動作の概要を説明する図である。ここで、図12は、反転送時の各転送スイッチの状態を示す図であり、図13は、反転送時の動作を説明するタイミングチャートである。図示の手法は、それぞれ対応する図10および図11と同様である。
反転送の場合も、図12に示すように、左側からの水平スタートパルスlHSTと右側からの水平スタートパルスrHSTが水平転送処理部161の両側から入力される。そして、本例においては、左側からの水平スタートパルスlHSTは1段目のシフトレジスタ168からn/4段目のシフトレジスタ168まで、右側からの水平スタートパルスrHSTはn段目のシフトレジスタ168から3n/4+1段目のシフトレジスタ168までそれぞれ反対の方向に転送を行なう。このときに映像信号切替部824は、ブランキング信号抽出部822で抽出されるブランキング信号(本例では黒レベル)をビデオライン165に出力するので、左右の無効映像領域内には、黒枠表示がなされるようになる。
有効映像領域内は反転送なので、左側および右側の各無効映像領域内での転送がそれぞれ最終段まで達すると、右側の無効映像領域の最終段である3n/4+1段目のシフトレジスタ168は反転送方向に対してクローズ状態(図中の矢印Xを参照)になっているので、その3n/4+1段目のシフトレジスタ168から出力されるシフトパルス(図13の3n/4+1)が、有効映像領域の書込み開始パルスとして、有効映像領域右端の3n/4段目のシフトレジスタ168に供給される。
有効映像領域内では、右側の無効映像領域の最終段から供給されたシフトパルスを書込み開始パルスとして使用して、無効映像領域(6fH仕様)の75%のサンプリング周波数(8fH仕様)でn/4+1段目のシフトレジスタ168まで転送を行なう。このときに映像信号切替部824は、映像信号処理部300から供給される3:4のナロー映像信号をビデオライン165に出力するので、有効映像領域内には、3:4のナロー画像が表示されるようになる。
有効映像領域内での転送が最終段、すなわちn/4+1段目のシフトレジスタ168まで達すると、そのn/4+1段目のシフトレジスタ168は反転送方向に対してオープン状態(図中の矢印Yを参照)になっているので、シフトパルスが、それ以降の左側の無効映像領域用のシフトレジスタ168に入力されることはない。
一方、左側の無効映像領域の最終段であるn/4段目のシフトレジスタ168は反転送方向に対してオープン状態(図中の矢印Zを参照)になっているので、シフトパルスが、それ以降の有効像領域用のシフトレジスタ168に入力されることはない。
つまり、ワイドパネル内にナロー画像を真円率を維持して反転送で表示する際には、無効映像領域左右から互いに逆方向に転送を行ないつつ一定レベル(本例では黒レベル)の映像を表示し、各無効映像領域での転送が完了した後には、反転送されている右側の無効映像領域の最終段から出力されるシフトパルスを有効映像領域用の書込み開始パルスとして用いて低速で反転送を行ないつつ、ナロー画像を表示する。換言すれば、反転送の場合は、無効映像領域の転送方法は正転送時と同様であるが、有効映像領域は正転送時の逆論理の関係になっている。
このように本例においては、水平転送処理部161を構成する各転送スイッチを各領域に割り当て、転送方向を指示する制御信号RGT(xRGT)を全ての転送スイッチに共通に供給するのではなく、制御信号RGT(xRGT)と表示領域切替信号NRWとに基づいて、領域別表示制御信号生成部800において左側および右側の各無効映像領域用の転送スイッチの転送方向を制御するための制御信号NRL,xNRL,NRR,xNRRを生成することで、各領域の各転送スイッチの転送方向と転送終了点を制御するようにした。
領域別表示制御信号生成部800を新た導入することで、水平転送処理部161の各転送スイッチの従属接続態様を従来と同様にすることを可能にするとともに、すなわち既存の転送回路の完全流用を可能とするとともに、領域別の転送方向の制御という手法を新たに導入することで、転送段の途中にスイッチ素子や接続ゲート素子を設けることなく、ワイドパネルを用いつつ、ワイド表示とナロー表示の切替えや転送方向の切替え(画素の双方向点順次アドレシング)を行なうことができるようになる。
水平駆動部106をこのような仕組みにすることで、実質的に外部のDSPなどの映像信号処理回路の機能の一部をパネル部100内に取り入れることができ、DSPチップサイズの縮小化や、基板102および液晶表示装置1自体を小型にすることもできる。
たとえば、9:16のワイドパネルにおいて3:4の映像信号に基づいて表示を行なう際に、映像信号処理によって3:4の映像信号の左右に一定レベルの信号を付加し、それを3:4サイズにスクイーズしてワイドパネルに表示させる手法をとる必要がなく、これらの処理を行なう映像信号処理回路を削除することができる。また、有効映像領域では一時的にサンプリング周波数を有効映像の割合分低下させるため、3:4の映像信号をNTSC規格にスクイーズする必要がなく、DSPなどの外部映像処理回路を簡略化かつ小規模化することができる。
また、高周波数駆動が必要な水平駆動回路のセル構成やレイアウトは全く同一の繰り返しになっており、ワイドパネルにおいてナロー映像信号に基づいて表示を行なう際にも、無効映像領域から有効映像領域に亘って連続的に水平スタートパルスHSTを段ごとに転送して画素の点順次アドレスを行なうことができ、黒表示などを行なう無効映像領域と有効映像領域の境目でシフトパルス遅延やなまりが生じることはない。これは、水平駆動回路内で常に一定のスルーレートを確保できることを意味しており、駆動の高周波数化に十分対応できる。また、無効映像領域用のシフトパルスを有効映像領域用の書込み開始パルスとして用いることができるため、波形が崩壊する可能性はない。
加えて、無効映像領域から有効映像領域に亘って連続的に水平スタートパルスHSTを段ごとに転送して画素の点順次アドレスを行なうので、ワイドパネルにおいてナロー映像信号に基づいて表示を行なう際、無効映像領域のサイズや位置を任意に変更することができる。たとえば、図4(B)の画面上部に示したように、パネル面の左右の両側から一定信号レベル(たとえば黒レベル)の書込みを行なう場合であれば、図5のt11から左右同時に書込みを開始し、t12に達した段階で、パネル面の右側については書込みを停止するとともに、パネル面の左側については、有効映像領域へのナロー画像の書込みに移行すればよい。なお、この場合、表示パネル部100上では、有効映像領域の左右に無効映像領域が同サイズで形成されることになる。左右の停止タイミングを異なるものとすれば、左右の無効映像領域を異なるサイズに形成することができる。さらにこのとき、有効映像領域のサイズを同じに維持するように左右の停止タイミングを異なるものに調整することで、表示パネル部100上での有効映像領域を、サイズを同じに維持しながらその位置を調整することができる。
これにより、特開平7−298171号に記載の仕組みを採用した場合に起こり得る問題を解消することができる。
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、上記の実施形態は、クレーム(請求項)にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
たとえば、点順次駆動方式には様々な変形方式があり、上記実施形態では、水平走査クロックHCKの各論理レベルで画素Pに映像信号の書込みを行なうようにしていたが、本願発明においては、このことは必須ではない。
また、上記実施形態では、アナログ映像信号を入力とし、これをサンプリングして点順次にて各画素を駆動するアナログインタフェース駆動回路を搭載した液晶表示装置に適用した場合について説明したが、デジタル映像信号を入力とし、これをラッチした後アナログ映像信号に変換し、このアナログ映像信号をサンプリングして点順次にて各画素を駆動するデジタルインタフェース駆動回路を搭載した液晶表示装置にも、上記実施形態にて説明した仕組みを同様に適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、画素の表示エレメントとして液晶セルを用いた液晶表示装置に適用した場合を例に採って説明したが、液晶表示装置への適用に限られるものではなく、点順次駆動方式のアクティブマトリクス型の表示全般にも、上記実施形態にて説明した仕組みを同様に適用することができる。
1…液晶表示装置、100…表示パネル部、102…基板、103…画素アレイ部、105…垂直駆動部、106…水平駆動部、107…レベルシフタ部、108…端子部、P…画素112…走査線、114…信号線、161…水平転送処理部、200…駆動信号生成部、210…PLL回路、220…水平走査系統パルス信号生成部、230…垂直走査系統パルス信号生成部、300…映像信号処理部、400…水平駆動系パルス生成部、500…ビデオサンプルパルス生成部、600…ビデオブランキングパルス生成部、700…切替制御パルス生成部、730…切替部、800…表示制御信号生成部、820…映像信号切替制御部