JP2011029728A5 - - Google Patents

Description

画像表示装置

本発明は、プロジェクタやモニタ等の画像表示装置に関し、特にアスペクト比変換機能や画像サイズの拡大縮小機能を有する画像表示装置に関する。

画像信号（映像信号）のフォーマットには様々なものがある。例えば、ビデオ系には、アスペクト比４：３で解像度６４０×４８０のＳＤ(Standard Definition)映像や、アスペクト比１６：９で解像度１９２０×１０８０のＨＤ(High Definition)映像がある。また、パーソナルコンピュータに用いられるモニタ用としては、アスペクト比４：３で解像度１０２４×７６８のＸＧＡ、アスペクト比５：４で解像度１２８０×１０２４のＳＸＧＡおよびアスペクト比１６：１０で解像度１９２０×１２００のＷＵＸＧＡ等がある。

一方、これらの様々なフォーマットの画像信号が入力される画像表示装置（ディスプレイ）では、画像を良好に表示できるように、アスペクト比変換や拡大縮小等のスケーリング処理が行われる。

ディスプレイには、以下のようなスケーリングモードを備えたものが多い。（１）アスペクト比を保存したままディスプレイの縦方向又は横方向にフィットするように拡大縮小を行うモード（以下、モード１という）。（２）拡大縮小を行わない(Dot By Dot)モード（以下、モード２という）。（３）アスペクト比変換および拡大縮小を行い、ディスプレイの解像度いっぱいに表示させるモード（フル表示モード）（以下、モード３という）。そして、これらのモードは、ユーザが任意に選択できるように構成されている。

図９には、アスペクト比１６：１０のＷＵＸＧＡディスプレイにＨＤ映像を表示させておき、その後に入力映像がＳＤ映像に切り替わった場合を示している。ＨＤ映像を表示させているときは、厳密にはＨＤ映像とディスプレイのアスペクト比は異なるが、きわめて近いアスペクト比であるため、ディスプレイの画面いっぱいに表示させるモード３が選択されていたとする（図９（ａ））。この状態で入力映像がＳＤ映像に切り替えられた場合、モード３によって横長の映像が表示される（図９（ｂ））。このため、ユーザは、手動によってモード３からモード１又はモード２に設定を変更する（図９（ｃ））。

また、図１０には、アスペクト比４：３のＳＸＧＡ＋ディスプレイに、ＸＧＡ映像を表示させておき、その後に入力映像がＳＸＧＡ映像に切り替わった場合を示している。ＸＧＡ映像を表示させているときは、画面いっぱいに映像を表示させるモード１又はモード３が選択されていたとする（図１０（ａ））。この状態で入力映像がＳＸＧＡ映像に切り替えられた場合、モード１又はモード３による処理が施されるため、映像のエッジ部の解像感が低下し、小さいフォントでは解読不可能になることがある（図１０（ｂ））。このような場合には、画面サイズは小さくなるが、拡大縮小を行わないモード２により映像を表示した方が好ましい。このため、ユーザは、手動によってモード１又はモード３からモード２に設定を変更する（図１０（ｃ））。

このように、従来においては、入力映像フォーマットが切り替わるごとに、ユーザが自らの操作によってスケーリング処理のモードを変更する必要があり、ユーザに煩わしさを感じさせるという問題があった。

このような問題を解消する方法として、特許文献１および特許文献２にて開示された方法がある。特許文献１には、例えばＳＤ映像の上下をブランクして１６：９の映像を入れ込んだ映像（レターボックス）が入力されたときに、上下のブランク部分を検出し、有効映像エリアのみに対しい自動的にアスペクト変換処理モードを切り替える方法が開示されている。また、特許文献２には、リモコンを用いてアスペクト変換処理モードの変更操作を容易にする方法が開示されている。

特開２００１−２３８１４９号公報 特開２００５−３０３８６０号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された方法は、上下にブランクのあるような映像には有効であるが、そのようなブランクのない映像に対しては有効ではない。また、特許文献２にて開示された方法は、操作性は改善しているものの、自動的にアスペクト変換処理モードを切り替えるわけではないので、結局、ユーザによる変更操作が必要である。

そこで、本発明は、入力画像信号のフォーマットに応じて自動的にスケーリング処理を行うか否かを切り替えることができるようにした画像表示装置を提供する。

本発明の一側面としての画像表示装置は、画像を表示可能な表示手段と、該装置に入力された入力画像信号のアスペクト比変換を行う変換手段と、入力画像信号のアスペクト比を検出する検出手段と、表示手段のアスペクト比と入力画像信号のアスペクト比との差を算出する算出手段と、該算出手段により算出されたアスペクト比の差に応じて、変換手段によってアスペクト比変換を行う第１のモードと該アスペクト比変換を行わない第２のモードとを切り替える切替え手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての画像表示装置は、画像を表示可能な表示手段と、該装置に入力された入力画像信号の拡大縮小処理を行う処理手段と、入力画像信号の画像サイズを検出する検出手段と、表示手段により表示可能な画像サイズと入力画像信号の画像サイズとの差を算出する算出手段と、該算出手段により算出された画像サイズの差に応じて、処理手段によって拡大縮小処理を行う第１のモードと該拡大縮小処理を行わない第２のモードとを切り替える切替え手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、入力画像信号のアスペクト比や画像サイズに応じて自動的にアスペクト比変換や拡大縮小処理を行うモードと行わないモードとを切り替えるので、ユーザによるモード変更操作を不要とする画像表示装置を実現することができる。

本発明の実施例１であるプロジェクタの構成を示す図。 実施例１におけるアスペクト変換処理モードを示す図。 実施例１における処理の流れを示すフローチャート。 実施例１におけるアスペクト比変換の概要を示す図。 実施例１であるプロジェクタの変形例を示す図。 本発明の実施例２であるプロジェクタの構成を示す図。 実施例２における処理の流れを示すフローチャート。 実施例２における解像度変換処理の概要を示す図。 従来のアスペクト比変換の概要を示す図。 従来の解像度変換処理の概要を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１であるが画像表示装置としてのプロジェクタ（画像投射装置）の構成を示している。

図１において、１はプロジェクタである。該プロジェクタ１に入力されたアナログ映像信号（入力画像信号）Ｖｉは、入力信号処理部１０においてデコードやＡ／Ｄ変換がなされ、デジタル信号に変換される。

デジタル映像信号は、デジタル映像信号処理部１１によってアスペクト比変換等のスケーリング処理が行われ、パネル駆動部１２を介して、画像を表示可能な表示素子（表示手段）としての液晶パネル１３に表示される。本実施例における液晶パネル１３は、アスペクト比１６：１０のＷＵＸＧＡパネル（解像度１９２０×１２００）である。

入力信号処理部１０にてデコードされた入力映像信号Ｖｉの同期信号もしくはイネーブル信号ＳＹＮＣｉは、入力フォーマット検出部（検出手段）１４に入力され、ここで入力映像信号Ｖｉのアスペクト比Ａｓｐ＿Ｉｎが検出される。

アスペクト比Ａｓｐ＿Ｉｎは、
Ａｓｐ＿Ｉｎ＝入力映像信号の水平有効サイズ÷垂直有効サイズ
と定義される。

また、液晶パネル１３のアスペクト比Ａｓｐ＿Ｏｕｔは、本実施例では、
Ａｓｐ＿Ｏｕｔ＝１９２０÷１２００＝１．６
である。アスペクト比Ａｓｐ＿Ｏｕｔは、パネルアスペクト比メモリ１７に格納される。

一方、アスペクト比閾値メモリ１５には、予め所定値である閾値Ａｓｐ＿ｔｈが格納されている。閾値Ａｓｐ＿ｔｈは、アスペクト比がどの程度異なっていたらアスペクト比変換を行わないかを決定する目安である。ここでは、例としてＡｓｐ＿ｔｈ＝０．２とする。

アスペクト変換処理判定部（算出手段および切替え手段）１６には、入力映像信号Ｖｉのアスペクト比Ａｓｐ＿Ｉｎ、液晶パネル１３のアスペクト比Ａｓｐ＿Ｏｕｔおよびアスペクト比閾値メモリ１５からの閾値Ａｓｐ＿ｔｈとが入力される。アスペクト変換処理判定部１６は、これらの情報から所定の判定処理によってスケーリング処理のモードを決定し、決定結果をデジタル映像信号処理部（変換手段）１１に送信する。所定の判定処理については後述する。

デジタル映像信号処理部１１は、決定されたスケーリング処理のモード（スケーリングモード：以下の説明ではアスペクト変換処理モードという）に応じてスケーリング処理を行う。本実施例では、アスペクト変換処理モードとして図２に示す３つのモードが設けられている。なお、ここでは、例として、ＳＸＧＡの入力映像信号をＷＵＸＧＡの液晶パネル１３に表示させる場合について説明する。

（１）図２（ａ）に示すように、アスペクト比を保存したまま縦横について同時に拡大縮小を行うモード（以下、モード１という）。

（２）図２（ｂ）に示すように、拡大も縮小も行わないモード(Dot By Dot)（以下、モード２という）。

（３）図２（ｃ）に示すように、アスペクト比変換および縦横のそれぞれについて拡大縮小を行い、ディスプレイ解像度いっぱいに画像を表示するモード（フル表示モード）（以下、モード３という）。

これらのアスペクト変換処理モードが、アスペクト変換処理判定部１６によって切り替え（選択）される。本実施例では、モード３が第１のモードに相当し、モード１が第２のモードに相当する。

次に、入力フォーマット検出部１４およびアスペクト変換処理判定部１６にて行われるアスペクト変換処理モード決定までの処理の流れを図３および図４を用いて説明する。図３は該処理の流れを示すフローチャートであり、図４には入力映像信号と液晶パネル１３での表示映像を示す。

ＳＴＥＰ１では、入力フォーマット検出部１４は、入力映像信号Ｖｉのフォーマットに変化があったか否かを判定する。変化があった場合はＳＴＥＰ２に進み、変化がない場合はＳＴＥＰ１を繰り返す。

ＳＴＥＰ２では、入力フォーマット検出部１４は、入力映像信号ＶｉのＨＳＹＮＣ（水平同期信号）、ＶＳＹＮＣ（垂直同期信号）およびＤａｔａＥｎａｂｌｅにより、入力映像信号Ｖｉの有効映像エリアの水平サイズＨ＿ｅｎと垂直サイズＶ＿ｅｎを算出する。

次にＳＴＥＰ３では、入力フォーマット検出部１４は、入力映像信号Ｖｉのアスペクト比Ａｓｐ＿Ｉｎを、以下の式により算出（検出）する。
Ａｓｐ＿Ｉｎ＝Ｈ＿ｅｎ÷Ｖ＿ｅｎ
次にＳＴＥＰ４では、アスペクト変換処理判定部１６は、入力映像信号Ｖｉのアスペクト比Ａｓｐ＿Ｉｎと液晶パネル１３のアスペクト比Ａｓｐ＿Ｏｕｔとの差の絶対値である、
｜Ａｓｐ＿Ｉｎ−Ａｓｐ＿Ｏｕｔ｜
を算出する。そして、該アスペクト比の差の絶対値と閾値Ａｓｐ＿ｔｈとを比較する。

アスペクト変換処理判定部１６は、｜Ａｓｐ＿Ｉｎ−Ａｓｐ＿Ｏｕｔ｜＞Ａｓｐ＿ｔｈである場合は、ＳＴＥＰ５に進んで、アスペクト変換処理モードをモード１に設定し、これ以外の場合は、アスペクト変換処理モードをモード３に設定する。

図４（ａ）において、入力映像信号がＸＧＡ（１０２４ｘ７６８）のとき、該入力映像信号のアスペクト比は、
Ａｓｐ＿Ｉｎ＝１０２４÷７６８＝１．３３
である。

一方、ＷＵＸＧＡの液晶パネル１３のアスペクト比は、
Ａｓｐ＿Ｏｕｔ＝１９２０÷１２００＝１．６
である。

このため、
｜Ａｓｐ＿Ｉｎ−Ａｓｐ＿Ｏｕｔ｜＝０．２７＞Ａｓｐ＿ｔｈ＝０．２
である。したがって、アスペクト変換処理モードとしてモード１が選択される。つまり、アスペクト比を保存したまま拡大処理が行われる。ここでは、縦方向が画面いっぱいになるまで拡大する例を示しているが、これに限定するものではなく、図４（ｂ）に示すように、所定のオーバースキャン量にて拡大する方式を用いてもよい。

また、図４（ｃ）において、入力映像信号がＨＤ映像（１９２０ｘ１０８０）のとき、該入力映像信号のアスペクト比は、
Ａｓｐ＿Ｉｎ＝１９２０÷１０８０＝１．７７
である。

一方、ＷＵＸＧＡの液晶パネル１３のアスペクト比は、前述したように１．６である。このため、
｜Ａｓｐ＿Ｉｎ−Ａｓｐ＿Ｏｕｔ｜＝０．１７＜Ａｓｐ＿ｔｈ＝０．２
である。したがって、アスペクト変換処理モードとしてモード３が選択される。つまり、液晶パネル１３の画面いっぱいに拡大処理が行われる。

このように本実施例では、入力映像信号のアスペクト比と液晶パネル１３のアスペクト比の差が閾値Ａｓｐ＿ｔｈよりも小さい場合、すなわち入力映像信号のアスペクト比が液晶パネル１３のアスペクト比に近い場合は、液晶パネル１３の画面全体に映像を表示する。また、上記アスペクト比の差が閾値Ａｓｐ＿ｔｈよりも大きい場合、すなわち入力映像信号のアスペクト比が液晶パネル１３のアスペクト比と大きく異なる場合は、表示映像が横長や縦長になることを防ぐため、アスペクト比を変えない。そして、これらの処理（モード）の切り替えを自動的に行うので、ユーザに煩わしい操作を求めることなく良好な映像表示を行うことができる。

なお、図５に示すように、閾値Ａｓｐ＿ｔｈをユーザ操作（スイッチ操作やコマンド通信による操作）に応じて変更可能とするアスペクト閾値変更部２０を図１に示した構成に追加してもよい。アスペクト変換によって縦長又は横長の映像となるのを防ぐ必要性の度合いはユーザの好みによって異なるため、該アスペクト閾値変更部２０を設けることでユーザの好みに応じたモードの自動切り替えが可能となる。

図６には、本発明の実施例２であるプロジェクタの構成を示している。

図６において、３はプロジェクタである。該プロジェクタ３に入力されたアナログ映像信号（入力画像信号）Ｖｉは、入力信号処理部１０においてデコードやＡ／Ｄ変換がなされ、デジタル信号に変換される。デジタル映像信号は、デジタル映像信号処理部１１によってアスペクト比変換等のスケーリング処理が行われ、パネル駆動部１２を介して表示素子（表示手段）としての液晶パネル４０に表示される。本実施例における液晶パネル４０は、アスペクト比４：３のＳＸＧＡ＋パネル（解像度１４００ｘ１０５０）である。

また、入力信号処理部１０にてデコードされた入力映像信号Ｖｉの同期信号もしくはイネーブル信号ＳＹＮＣｉは、入力フォーマット検出部３０に入力され、ここで入力映像信号Ｖｉの解像度（有効映像エリア：画像サイズ）が検出される。

入力映像信号Ｖｉの解像度には、水平有効サイズ（Ｈ＿ｅｎ＿ＩＮ）や垂直有効サイズ（Ｖ＿ｅｎ＿ＩＮ）が含まれる。
液晶パネル４０の解像度（画像サイズ）は、
Ｈ＿ｅｎ＿ＯＵＴ＝１４００
Ｖ＿ｅｎ＿ＯＵＴ＝１０５０
である。該解像度は、パネル解像度メモリ３３に格納される。

解像度閾値メモリ３１には、予め所定値としての閾値Ｒｅｓ＿ｔｈが格納されている。Ｒｅｓ＿ｔｈは、入力映像信号の解像度と液晶パネル４０の解像度がどの程度異なっていたらスケーリングを行わないかを決定する目安である。本実施例では、例として、
Ｒｅｓ＿ｔｈ＝１０［％］
とする。

スケーリング処理判定部３４には、入力映像信号の解像度（Ｈ＿ｅｎ＿ＩＮ，Ｖ＿ｅｎ＿ＩＮ）、液晶パネル４０の解像度（Ｈ＿ｅｎ＿ＯＵＴ，Ｖ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）および解像度閾値メモリ３１からの閾値Ｒｅｓ＿ｔｈが入力される。スケーリング処理判定部３４は、これらの情報から所定の判定処理によってスケーリングモードを決定し、決定結果をデジタル映像信号処理部（処理手段）１１に送信する。所定の判定処理については後述する。

デジタル映像信号処理部１１は、決定されたスケーリング処理のモード（スケーリングモード：以下の説明では拡大縮小モードという）に応じて拡大縮小処理を行う。本実施例では、拡大縮小モードとして、実施例１と同様の３つのモード１〜３が設けられている。本実施例では、モード１およびモード３が第１のモードに相当し、モード２が第２のモードに相当する。

次に、入力フォーマット検出部３０およびスケーリング処理判定部３４にて行われる拡大縮小モード決定までの処理の流れを図７および図８を用いて説明する。図７は該処理の流れを示すフローチャートであり、図８には入力映像信号と液晶パネル４０での表示映像を示す。

ＳＴＥＰ１０１では、入力フォーマット検出部３０は、入力映像信号Ｖｉのフォーマットに変化があったか否かを判定する。変化があった場合はＳＴＥＰ１０２に進み、変化がない場合はＳＴＥＰ１０１を繰り返す。

ＳＴＥＰ１０２では、入力フォーマット検出部３０は、入力映像信号ＶｉのＨＳＹＮＣ、ＶＳＹＮＣおよびＤａｔａＥｎａｂｌｅにより、入力映像信号Ｖｉの有効映像エリアの水平サイズＨ＿ｅｎ＿ＩＮと垂直サイズＶ＿ｅｎ＿ＩＮを算出する。

次にＳＴＥＰ４では、スケーリング処理判定部３４は、入力映像信号の解像度と液晶パネル４０の解像度との差の絶対値である、
｜１−（Ｈ＿ｅｎ＿ＩＮ／Ｈ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）｜×１００
｜１−（Ｖ＿ｅｎ＿ＩＮ／Ｖ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）｜×１００
を算出する。そして、これらと閾値Ｒｅｓ＿ｔｈとを比較する。

スケーリング処理判定部３４は、
｜１−（Ｈ＿ｅｎ＿ＩＮ／Ｈ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）｜×１００＜Ｒｅｓ＿ｔｈ
又は、
｜１−（Ｖ＿ｅｎ＿ＩＮ／Ｖ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）｜×１００＜Ｒｅｓ＿ｔｈ
であれば、拡大縮小モードをモード２に設定する。また、これ以外であれば、拡大縮小モードをモード１又はモード３に設定する。

図８（ａ）において、入力映像信号はＳＸＧＡ（１２８０ｘ１０２４）であり、その解像度は、
Ｈ＿ｅｎ＿ＩＮ＝１２８０
Ｖ＿ｅｎ＿ＩＮ＝１０２４
である。

一方、ＳＸＧＡ＋の液晶パネル４０の解像度は、
Ｈ＿ｅｎ＿ＯＵＴ＝１４００
Ｖ＿ｅｎ＿ＯＵＴ＝１０５０
である。このため、
｜１−（Ｈ＿ｅｎ＿ＩＮ／Ｈ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）｜×１００＝８．５［％］
＜Ｒｅｓ＿ｔｈ＝１０［％］
｜１−（Ｖ＿ｅｎ＿ＩＮ／Ｖ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）｜×１００＝２．５［％］
＜Ｒｅｓ＿ｔｈ＝１０［％］
である。したがって、拡大縮小モードとしてモード２が選択される。つまり、拡大縮小処理は行われない。

図８（ｂ）において、入力映像信号はＸＧＡ（１０２４ｘ７６８）である。入力映像信号の解像度は、
Ｈ＿ｅｎ＿ＩＮ＝１０２４
Ｖ＿ｅｎ＿ＩＮ＝７６８
である。

一方、ＳＸＧＡ＋の液晶パネル４０の解像度は、前述したように、
Ｈ＿ｅｎ＿ＯＵＴ＝１４００
Ｖ＿ｅｎ＿ＯＵＴ＝１０５０
である。このため、
｜１−（Ｈ＿ｅｎ＿ＩＮ／Ｈ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）｜×１００＝２７［％］
＞Ｒｅｓ＿ｔｈ＝１０［％］
｜１−（Ｖ＿ｅｎ＿ＩＮ／Ｖ＿ｅｎ＿ＯＵＴ）｜×１００＝２７［％］
＞Ｒｅｓ＿ｔｈ＝１０［％］
である。したがって、拡大縮小モードとしてモード１又はモード３が選択される。つまり、拡大縮小処理を行って液晶パネル４０の全体に映像が表示される。

このように本実施例では、入力映像信号の解像度と液晶パネル４０の解像度の差が閾値Ｒｅｓ＿ｔｈよりも小さい場合、すなわち入力映像信号の解像度が液晶パネル４０の解像度に近い場合は、表示映像の画質を重視して拡大縮小処理を行わない。また、上記解像度の差が閾値Ｒｅｓ＿ｔｈよりも大きい場合、すなわち入力映像信号の解像度が液晶パネル４０の解像度と大きく異なる場合は、表示映像のサイズを重視して拡大縮小処理を行う。そして、これらの処理（モード）の切り替えを自動的に行うので、ユーザに煩わしい操作を求めることなく良好な映像表示を行うことができる。

なお、本実施例でも、閾値Ｒｅｓ＿ｔｈをユーザ操作（スイッチ操作やコマンド通信による操作）に応じて変更可能とする解像度閾値変更部（図示せず）を図６に示した構成に追加してもよい。拡大縮小処理による解像度が劣化するのを防ぐ必要性の度合いはユーザの好みによって異なるため、該解像度閾値変更部を設けることでユーザの好みに応じたモードの自動切り替えが可能となる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

上記各実施例では、液晶パネルを表示素子として用いたプロジェクタについて説明したが、本発明は、液晶パネル以外の表示素子（例えば、デジタルマイクロミラーデバイス）を用いたプロジェクタにも適用することができる。さらに、本発明は、コンピュータ用モニタやテレビモニタ等の各種画像表示装置に適用することができる。

入力画像信号のアスペクト比や画像サイズに応じて自動的にアスペクト比変換や拡大縮小処理を行うモードと行わないモードとを切り替える画像表示装置を提供できる。

１，３ プロジェクタ
１０ 入力処理部
１１ デジタル映像信号処理部
１３，４０ 液晶パネル
１４，３０ 入力フォーマット検出部
１６ アスペクト変換処理判定部
３４ スケーリング処理判定部