JP5299734B2 - 画像処理方法、画像表示装置及びそのタイミングコントローラ - Google Patents

画像処理方法、画像表示装置及びそのタイミングコントローラ Download PDF

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Description

本発明は、画像処理方法、画像表示装置及びそのタイミングコントローラに関し、特に、任意の解像度に対応する画像処理方法、画像表示装置及びそのタイミングコントローラに関する。
近年、表示規格の多様化に伴い、標準表示規格のみならず任意の解像度に対応することのできる画像表示装置が求められており、画像表示装置において画像表示するのに必要な制御信号を生成するタイミングコントローラは、一般に、VGA(Video Graphics Array)、XGA(Extend Graphics Array)といった複数の表示解像度規格に対応することが求められる。このような数種の表示解像度規格に対応するため、マイクロコンピュータ等に入力画像信号の解像度を判定させる方法が知られている。
例えば、特許文献1には、任意の解像度に対応するため、入力画像信号から解像度を判定し、表示装置に適した解像度を有する画像信号を形成するように入力画像信号の画素密度を変換する画像信号解像度変換装置が提案されている。
特許文献1では、データイネーブル(DE)信号及びドットクロック(DCLK)信号を伴うディジタル画像信号について、DE信号がアクティブとなる期間内に発生するDCLK信号のクロック数をカウントし、カウントされたクロック数に基づいて、入力画像信号の解像度を判定する方法が開示されている。また、同文献では、一つの垂直同期期間内に発生するDE信号のパルス数をカウントし、そのパルス数に基づいて入力画像信号の解像度を判定する方法も開示されている。
この解像度判定方法により得られた解像度情報に基づいて、入力画像データに対するソースドライバ・スタートパルス(HSP)、データラッチパルス(STB)、極性反転信号(POL)、ゲートドライバ・スタートパルス(VSP)、ゲートドライバ・シフトクロック(VCK)、ゲートドライバ出力イネーブル(VOE)といったドライバに供給する各制御信号を生成し、表示装置に応じた解像度で画像表示を行うことが可能となる。
特開2001−142452号公報
しかしながら、特許文献1の方法では、その解像度判定回路に起因する問題点を有している。第1の問題点は、この解像度判定回路に採用するカウンタの上限により最大解像度が制約されることである。第2は、比較判定するコンパレータの種類により、判定できる解像度の種類が制限されることである。これらの結果として、設計時に想定していなかった解像度には対応できないことにもなる。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、予め設定された解像度の種類以外の画像信号にも対応可能な画像処理方法、画像表示装置及びそのタイミングコントローラを提供することにある。
本発明の第1の視点によれば、画像表示装置のタイミング制御部が、データイネーブル信号と、ドットクロック信号とから、データイネーブル信号のアクティブ期間の始まりを示す第1の水平基準信号と、前記アクティブ期間の終わりを示す第2の水平基準信号を生成するステップと、前記第1の水平基準信号の立ち上がりからの前記ドットクロック信号のクロック数と、水平スタートパルス信号について定められた信号生成タイミング値とに基づいて、前記水平スタートパルス信号を生成するステップと、前記水平スタートパルス信号からその次の水平スタートパルス信号までの期間がアクティブとなる垂直スタートパルス信号を生成するステップと、前記第2の水平基準信号の立ち上がりからの前記ドットクロック信号のクロック数と、各制御信号毎にそれぞれ定められた信号生成タイミング値と、に基づいて、データラッチパルス(STB)、極性反転信号(POL)、ゲートドライバ・シフトクロック(VCK)、ゲートドライバ出力イネーブル信号(VOE)を生成するステップと、を含むこと、を特徴とする画像制御信号の生成方法が提供される。
本発明の第2の視点によれば、データイネーブル信号と、ドットクロック信号とから、データイネーブル信号のアクティブ期間の始まりを示す第1の水平基準信号と、前記アクティブ期間の終わりを示す第2の水平基準信号を生成する水平基準信号生成回路と、前記第1の水平基準信号の立ち上がりからの前記ドットクロック信号のクロック数と、水平スタートパルス信号について定められた信号生成タイミング値とに基づいて、前記水平スタートパルス信号と、前記水平スタートパルス信号からその次の水平スタートパルス信号までの期間がアクティブとなる垂直スタートパルス信号と、前記第2の水平基準信号の立ち上がりからの前記ドットクロック信号のクロック数と、各制御信号毎にそれぞれ定められた信号生成タイミング値と、に基づいて、データラッチパルス(STB)、極性反転信号(POL)、ゲートドライバ・シフトクロック(VCK)、ゲートドライバ出力イネーブル信号(VOE)と、をそれぞれ生成する制御信号生成回路と、を備えること、を特徴とする画像表示装置のタイミングコントローラが提供される。

本発明の第3の視点によれば、上記のタイミングコントローラを搭載した画像表示装置が提供される。
本発明では、入力画像信号の解像度を判定するための特別な回路を用いずに、入力画像信号に応じた画像表示に必要な各種制御信号を生成する方法、構成を採用し、最大解像度や判定可能な解像度の種類といった制限を受けることなく、入力画像信号の解像度を判定し、画像表示を行うことが可能となる。
続いて、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例として示すアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略的な構成を示すブロック図である。
図1を参照すると、タイミングコントローラ(タイミング制御部)1と、水平方向に複数配置されたソースドライバ2と、垂直方向に複数配置されたゲートドライバ3と、LCDパネル4とを含んだ液晶表示装置が示されている。
タイミングコントローラ1は、ソースドライバ2、ゲートドライバ3が駆動できるように画像データやタイミング信号を処理し、ソースドライバ2、ゲートドライバ3にデータや各種制御信号を送出する。
より具体的には、タイミングコントローラ1には入力信号として、DE(データイネーブル)信号、CLK(ドットクロック)信号、DATA(画像表示データ)が入力される。タイミングコントローラ1は、これらの入力信号に基づいて、ソースドライバ2を制御するためのソースドライバ・スタートパルス(HSP)、データラッチパルス(STB)、極性反転信号(POL)、ソースドライバ・シフトクロック(HCK)信号を出力する。
タイミングコントローラ1は、ゲートドライバ3に対しても同様に、ゲートドライバ3を制御するためのゲートドライバ・スタートパルス(VSP)、ゲートドライバ・シフトクロック(VCK)、ゲートドライバ出力イネーブル(VOE)信号を出力する。
これらの制御信号を受けてソースドライバ2、ゲートドライバ3は画像表示に必要なデータを液晶パネルの各画素に送出し、画像を表示する。より具体的には、ソースドライバ2は、タイミングコントローラ1から入力されたデータを変換し、LCDパネル4を駆動するために必要な画像データ電圧を出力する。ゲートドライバ3は、LCDパネル4のTFT(図示せず)をON/OFFするための制御信号を出力する。
図2は、タイミングコントローラ1における、上記DE信号及びCLK信号を入力とし、後記する各種制御信号の生成の基準となるHRST_start信号/HRST_end信号を生成する回路構成の一例を表した図である。図2を参照すると、この回路は、2つのDタイプのフリップフロップ(D−FF)11、12と、2つのAND回路13、14より構成されている。
DE信号線は、第1のD−FF11のDATA入力端子に接続され、CLK信号線は、第1、第2のD−FF11、12のCLK入力端子にそれぞれ接続される。第2のD−FF12のDATA入力端子は、第1のD−FF11の出力端子Q1と接続される。
第1のAND回路13には、第1のD−FF11の出力端子Q1と第2のD−FF12の出力端子Q2の反転信号とが入力される。第2のAND回路14には、第1のD−FF11の出力端子Q1の反転信号と第2のD−FF12の出力端子Q2とが入力される。
ここで、図3のタイミングチャートを用いて、図2の回路によるHRST_start信号/HRST_end信号の生成動作について説明する。まず、第1のD−FF11は、CLK信号に同期してDE信号を出力する。第2のD−FF12は、第1のD−FF11の出力より1クロック遅れたタイミングで、DE信号を出力する。AND回路13は、D−FF11の出力Q1と、D−FF12の出力Q2の反転信号とのANDによりHRST_start信号を出力する(図3の左上破線区間参照)。
一方DE信号の入力が終わると、第1のD−FF11は、CLK信号に同期してDE信号の出力を終了する。第2のD−FF12は、第1のD−FF11の出力より1クロック遅れたタイミングで、DE信号の出力を終了する。AND回路14は、D−FF11の出力Q1の反転信号と、D−FF12の出力Q2とのANDによりHRST_end信号を出力する(図3の右下破線区間参照)。
続いて、上記したHRST_start信号/HRST_end信号を用いて、HSP信号、STB信号、POL信号、VCK信号、VOE信号を生成する方法について順を追って説明する。
はじめに、ソースドライバ2に送信するHSP信号について説明する。HSP信号は、ソースドライバ入力規格で規定される1st DATAから”A“クロック前に生成しなくてはならない。そこで、HRST_start信号を基準に、データ処理を行う上で、タイミングコントローラ1内で発生する内部遅延αからAクロック分早いタイミングでHSP信号を生成する。
図4は、タイミングコントローラ1における、HRST_start信号を基準としてHSP信号を生成する回路構成の一例を表した図である。図4を参照すると、この回路は、カウンタ15と比較器16より構成されている。
カウンタ15には、HRST_start信号と、CLK信号とが入力される。カウンタ15は、HRST_start信号をReset&Start信号として動作し、CLK信号をカウント信号として、カウント値(HSC)を出力する。
比較器16は、HSP信号のタイミングである内部遅延相当クロックαからAクロックを減じた値(α−A)と、カウンタ15の値(HSC)が入力され、(α−A)とHSCの値とを比較し、HSC=α−Aとなった時、HSP信号を生成する。
次に、ソースドライバ2に送信するその他の制御信号(STB信号、POL信号、VCK信号及びVOE信号)について説明する。STB信号は、ソースドライバ入力規格で規定されるLast DATAから”B“クロック後に生成しなくてはならない。そこで、HRST_end信号を基準に、データ処理を行う上でコントローラ内で発生する内部遅延αに所定クロックBを加算したタイミングでSTB信号を生成する。
POL信号は、ソースドライバ入力規格で規定されるSTB信号の立ち上がりに対するSetup/Hold Timeを満足させるため、STB信号の立ち上がりから所定クロックCだけ遅れたタイミングで切り替える。
VCK信号とVOE信号は、液晶パネルのゲート電極の配線負荷により発生する信号遅延を考慮して、STB信号の立ち上がりから、所定クロックD前のタイミングで生成する。
図5は、タイミングコントローラ1における、HRST_end信号を基準として、上記STB信号、POL信号、VCK信号、VOE信号を生成する回路構成の一例を表した図である。図5を参照すると、この回路は、カウンタ17と比較器18より構成されている。
カウンタ17には、HRST_end信号と、CLK信号とが入力される。カウンタ17は、HRST_end信号をReset&Start信号として動作し、CLK信号をカウント信号として、カウント値(HEC)を出力する。
比較器18には、STB信号の生成タイミングである(α+B)の値と、POL信号の生成タイミングである(α+B+C)の値と、VCKとVOE信号の生成タイミングである(α+B−D)の値と、カウンタ17の値(HEC)が入力される。比較器18は、HEC=α+Bとなった時、STB信号を生成する。
同様に、比較器18は、HEC=α+B+Cとなった時、POL信号を生成する。比較器18は、HEC=α+B−Dとなった時、VCK、VOE信号を生成する。
図6は、上記HRST_start信号及びHRST_end信号を基準とした各種制御信号のHSP信号、STB信号、POL信号、VCK信号、VOE信号の生成タイミングを示している。
図6を参照すると、HSP信号は、HRST_start信号より(α−A)クロック遅れたタイミングで出力されている。同様に、STB信号、POL信号、VCK信号及びVOE信号は、HRST_end信号より、それぞれ(α+B)クロック、(α+B+C)クロック、(α+B−D)クロック遅れたタイミングで出力されている。
次に、ゲートドライバ3に送信するVSP信号について説明する。VSP信号は、ゲートドライバ・スタートパルスであることから、画像入力信号のフレームの先頭(1ライン目)に生成しなくてはならない。そこで、垂直アクティブ期間を示すVALID信号を生成し、VALID信号からVSP信号を生成することを考える。
図7は、タイミングコントローラ1における、HRST_start信号及びHRST_end信号を基準として、上記VSP信号ためのVALID信号を生成する回路構成の一例を表した図である。図7を参照すると、この回路は、カウンタ19と加算器20とレジスタ21と比較器22とより構成されている。
カウンタ19には、HRST_start信号と、HRST_end信号と、CLK信号とが入力される。カウンタ19は、HRST_end信号をReset&Start信号として動作し、CLK信号をカウント信号としてカウントを開始し、HRST_start信号でカウントをストップし、カウント値(Hblank)を出力する。
加算器20は、カウンタ19より出力されたカウント値(Hblank)に所定クロックβを加算した値をレジスタ21に出力する。なお、βの値は、画像入力信号の水平周期のブランク期間が変動した場合を考慮して設定される。
レジスタ21には、HRST_start信号と、加算器20から出力された(Hblank+β)の値が入力される。レジスタ21は、HRST_start信号が入ってきたタイミングで(Hblank+β)の値を記憶する。
比較器22は、カウンタ19の出力(Hblank)とレジスタ21の出力(Hblank+β)を比較し、カウンタ19の出力(Hblank)よりレジスタ21の出力(Hblank+β)が大きい場合、ハイとなり、カウンタ19の出力(Hblank)よりレジスタ15の出力(Hblank+β)が小さい場合ローとなるVALID信号を生成する。
図8は、タイミングコントローラ1における、上記VALID信号を基準として、VSP信号を生成する回路構成の一例を表した図である。図8を参照すると、この回路は、2つのD−FF23、24と、AND回路25とより構成されている。
D−FF23は、HSP信号に同期して上記VALID信号を出力する。D−FF24は、D−FF23の出力より更に1HSP信号分遅れたタイミングで、VALID信号の反転信号を出力する。AND回路25は、D−FF23の出力Q3と、D−FF24の出力Q4の反転信号とのANDによりVSP信号を生成する。また、VALID信号がローとなると、D−FF23、24はリセットされる。
この結果、図9に示すように、上記VALID信号の立ち上がった後、最初に立ち上がるHSP信号から次のHSP信号までの期間アクティブとなるVSP信号が生成される。
異なる解像度信号が入力される場合、1水平信号入力のアクティブ期間も異なるが、以上のように動作するタイミングコントローラ1によれば、そのアクティブ期間に関係なく、画像表示に必要な各種の制御信号を生成し、アクティブ期間が終了すると同時にそれらの制御信号を画像表示装置の各ドライバに送出することが可能となる。つまり、入力画像信号の解像度や解像度の種類と無関係にドライバ制御信号を生成することが可能となる。
その理由は、入力画像信号からその画像表示装置に表示するのに必要な制御信号を生成するタイミング制御において、DE信号のアクティブ期間(High期間)の始まりと、終わりを検出する水平基準信号(HRST_start)及び水平基準信号(HRST_end)を生成し、これらの信号を基準に同じく各種画像制御信号を生成する方式を採用したことにある。
また上記した例からも明らかなとおり、本発明によれば、入力画像信号の解像度を判定するための特別な回路は不要となる。また、入力画像信号の解像度を判定するための特別な回路を持たないため、判定できる最大解像度や種類が制限されることもない。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。
例えば、本発明は、上記した実施例に示した回路と等価の回路を用いて実現することが可能である。また、本発明の適用分野としても、上記した実施例に示した液晶表示装置のほか、その他のタイプの液晶表示装置やPDP(Plasma Display Panel)等の各種画像表示装置を挙げることができる。
本発明の一実施例として示すアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略的な構成を示すブロック図である。 DE信号及びCLK信号を入力として、HRST_start信号/HRST_end信号を生成する回路構成の一例を表した図である。 図2の回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 HRST_start信号を基準としてHSP信号を生成する回路構成の一例を表した図である。 HRST_end信号を基準としてSTB信号、POL信号、VCK信号、VOE信号を生成する回路構成の一例を表した図である。 図5の回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 HRST_start信号及びHRST_end信号を用いてVALID信号を生成する回路構成の一例を表した図である。 図7の回路で生成されるVALID信号からVSP信号を生成する回路構成の一例を表した図である。 図7、図8の回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
符号の説明
1 タイミングコントローラ(タイミング制御部)
2 ソースドライバ
3 ゲートドライバ
4 LCDパネル
11、12、23、24 D−FF
13、14、25 AND回路
15、17、19 カウンタ
16、18、22 比較器
20 加算器
21 レジスタ

Claims (11)

  1. 画像表示装置のタイミング制御部が、データイネーブル信号と、ドットクロック信号とから、データイネーブル信号のアクティブ期間の始まりを示す第1の水平基準信号と、前記アクティブ期間の終わりを示す第2の水平基準信号を生成するステップと、
    前記第1の水平基準信号の立ち上がりからの前記ドットクロック信号のクロック数と、水平スタートパルス信号について定められた信号生成タイミング値とに基づいて、前記水平スタートパルス信号を生成するステップと、
    前記水平スタートパルス信号からその次の水平スタートパルス信号までの期間がアクティブとなる垂直スタートパルス信号を生成するステップと、
    前記第2の水平基準信号の立ち上がりからの前記ドットクロック信号のクロック数と、各制御信号毎にそれぞれ定められた信号生成タイミング値と、に基づいて、データラッチパルス(STB)、極性反転信号(POL)、ゲートドライバ・シフトクロック(VCK)、ゲートドライバ出力イネーブル信号(VOE)を生成するステップと、を含むこと、
    を特徴とする画像制御信号の生成方法。
  2. 前記水平スタートパルス信号の信号生成タイミングは、前記第1の水平基準信号の立ち上がり時刻に内部遅延相当の遅延時間を加えた時刻から、所定時間遡ったタイミングであること、
    を特徴とする請求項に記載の画像制御信号の生成方法。
  3. 前記データラッチパルス(STB)の信号生成タイミングは、前記第2の水平基準信号の立ち上がり時刻に内部遅延相当の遅延時間を加えた時刻から、所定時間遡ったタイミングであること、
    を特徴とする請求項に記載の画像制御信号の生成方法。
  4. 前記極性反転信号(POL)の信号生成タイミングは、前記データラッチパルス(STB)の立ち上がり時刻に所定の時間を加えたタイミングであること、
    を特徴とする請求項に記載の画像制御信号の生成方法。
  5. 前記ゲートドライバ・シフトクロック(VCK)、ゲートドライバ出力イネーブル(VOE)の信号生成タイミングは、前記データラッチパルス(STB)の立ち上がり時刻から、所定時間遡ったタイミングであること、
    を特徴とする請求項又はに記載の画像制御信号の生成方法。
  6. データイネーブル信号と、ドットクロック信号とから、データイネーブル信号のアクティブ期間の始まりを示す第1の水平基準信号と、前記アクティブ期間の終わりを示す第2の水平基準信号を生成する水平基準信号生成回路と、
    前記第1の水平基準信号の立ち上がりからの前記ドットクロック信号のクロック数と、水平スタートパルス信号について定められた信号生成タイミング値とに基づいて、前記水平スタートパルス信号と、
    前記水平スタートパルス信号からその次の水平スタートパルス信号までの期間がアクティブとなる垂直スタートパルス信号と、
    前記第2の水平基準信号の立ち上がりからの前記ドットクロック信号のクロック数と、各制御信号毎にそれぞれ定められた信号生成タイミング値と、に基づいて、データラッチパルス(STB)、極性反転信号(POL)、ゲートドライバ・シフトクロック(VCK)、ゲートドライバ出力イネーブル信号(VOE)と、をそれぞれ生成する制御信号生成回路と、を備えること、
    を特徴とする画像表示装置のタイミングコントローラ。
  7. 前記水平スタートパルス信号の信号生成タイミングは、前記第1の水平基準信号の立ち上がり時刻に内部遅延相当の遅延時間を加えた時刻から、所定時間遡ったタイミングであること、
    を特徴とする請求項に記載の画像表示装置のタイミングコントローラ。
  8. 前記データラッチパルス(STB)の信号生成タイミングは、前記第2の水平基準信号の立ち上がり時刻に内部遅延相当の遅延時間を加えた時刻から、所定時間遡ったタイミングであること、
    を特徴とする請求項に記載の画像表示装置のタイミングコントローラ。
  9. 前記極性反転信号(POL)の信号生成タイミングは、前記データラッチパルス(STB)の立ち上がり時刻に所定の時間を加えたタイミングであること、
    を特徴とする請求項に記載の画像表示装置のタイミングコントローラ。
  10. 前記ゲートドライバ・シフトクロック(VCK)、ゲートドライバ出力イネーブル(VOE)の信号生成タイミングは、前記データラッチパルス(STB)の立ち上がり時刻から、所定時間遡ったタイミングであること、
    を特徴とする請求項又はに記載の画像表示装置のタイミングコントローラ。
  11. 請求項乃至10いずれか一に記載のタイミングコントローラを搭載した画像表示装置。
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