JP2007079132A

JP2007079132A - 表示装置

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Publication number: JP2007079132A
Application number: JP2005266984A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ishii; 康史石井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】画像情報生成手段が想定している表示画面よりも大きい表示画面の一部に、当該画像情報生成手段が生成する画像を、画像の引き裂けを生じることなく、表示させる表示装置を提供する。
【解決手段】１フレームあたりの第１のライン同期信号１０７の数と、１フレームあたりの第２のライン同期信号１１３の数とが異なる場合であっても、第１のフレーム同期信号１０６の周期と、第２のフレーム同期信号１１２の周期とを一致させることにより、画像情報生成手段１０９が生成する画像を表示画面１０５上に、画像の引き裂けを生じることなく表示することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関するものであって、表示装置の外部ＬＳＩ等で生成された画像を、表示装置側に取り込んで引き裂けを生じずに表示させる表示装置に関するものである。

表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、アミューズメント機器、テレビ装置などの様々な機器において、テキスト及び画像を表示するために用いられる。

図１８は、従来の表示装置、及びそれに接続される画像情報生成手段との接続関係を示すブロック図である。表示装置２０１は、フレームメモリ２０２と、画像情報保存手段２０３と、タイミング生成手段２０４と、表示画面２０５とを備えている。

フレームメモリ２０２は、画像情報保存手段２０３により書き込まれた画像情報を記憶するメモリである。

タイミング生成手段２０４は、表示画面２０５の画像を更新するための信号として、フレーム同期信号２０６と、ライン同期信号２０７とを生成する。さらに、それら２つの同期信号を生成するタイミングにあわせて、フレームメモリ２０２から画像情報を読み出して、表示データ信号２０８として、表示画面２０５に出力する。

タイミング生成手段２０４は、通常、表示コントローラにて実現される。上記表示コントローラの代表例としては、液晶コントローラが挙げられる。上記表示データ信号２０８には、表示データそのものに加えて、表示データを伝送するのに必要なクロック信号、及び／又は表示データの有効無効を区別する信号も含まれている。

表示画面２０５は、フレーム同期信号２０６と、ライン同期信号２０７と、表示データ信号２０８とに従い、画像を更新する。なお、上記３種の信号は、タイミング生成手段２０４から表示画面２０５に入力される。詳しく言えば、表示画面２０５は、フレーム同期信号２０６により、１ライン目のライン同期信号２０７を判別し、ライン同期信号２０７により、各ラインの先頭を認識する。これにより、表示画面２０５は、表示画像を１ライン目から順番に表示することができる。このように、フレーム同期信号２０６およびライン同期信号２０７は、連続的に出力されるクロック信号の先頭位置を検出するために用いられる。上記表示画面２０５は、通常、液晶表示パネルで代表される表示ユニットで実現される。

画像情報保存手段２０３は、後述する画像情報生成手段２０９に搭載される画像情報転送手段２１０とのインタフェース機能を有する。さらに、上記画像情報保存手段２０３は、画像情報をフレームメモリ２０２に書き込む機能も有する。なお、上記画像情報は、画像情報生成手段２０９により生成されて、画像情報転送手段２１０から出力される。画像情報保存手段２０３は、画像情報転送手段２１０が出力する信号形式に合うように構成される。

以上が従来の一般的なフレームメモリを備えた表示装置２１０の構造及び動作である。

上記表示装置２０１には、表示画面２０５に表示する画像を生成するための画像情報生成手段２０９が接続される。一般的には、上記画像情報生成手段２０９は、演算処理装置（ＭＣＵ）、画像処理装置、及び生成した画像情報を外部に出力するための画像情報転送手段２１０等で構成されている。画像情報生成手段２０９は、生成した画像情報を画像情報転送手段２１０により画像情報保存手段２０３に出力する。

上記画像情報転送手段２１０はさまざまな形態をとりうる。例えば、表示インタフェースで実現される場合やメモリインタフェースで実現される場合が挙げられる。画像情報保存手段２０３は、画像情報転送手段２１０が出力する信号に対応できるように構成される。

上記のような表示装置２０１及び画像情報生成手段２０９で構成された機器の動作について、説明すると、以下の通りである。

画像情報生成手段２０９が生成する画像情報が表示画面２０５に表示されるには、まず、画像情報転送手段２１０から出力された画像情報が、画像情報保存手段２０３によってフレームメモリ２０２に書き込まれる。次に、タイミング生成手段２０４が、新たに書き込まれたフレームメモリ２０２上の画像情報を、表示画面２０５に伝送する。このとき、従来の上記機器において、画像情報生成手段２０９からの画像情報の出力及び画像情報保存手段２０３によるフレームメモリ２０２への画像情報の書き込みが、タイミング生成手段２０４によるフレームメモリ２０２からの画像情報の読み出しとは無関係に行われると、表示画面２０５上の画像の更新の途中で、フレームメモリ２０２の画像が変更されてしまう。この場合には、表示画面２０５に表示される画像が、公知の引き裂けを引き起こすという問題点が生じる。上記「引き裂け」とは、画面上に表示された画像の一部にデータ更新前の画像が表示されると共に、それ以外の部分に新たに書き込んだ画像が表示されるという状態をいう。

上記問題点を解決するために、（１）フレーム同期信号２０６及びライン同期信号２０７を画像情報生成手段２０９に接続し、画像情報生成手段２０９が入力されたフレーム同期信号２０６及びライン同期信号２０７に従い、引き裂けが生じないタイミングで画像情報を出力する構成、（２）２フレーム分の画像情報を記憶するに十分な容量の大きなフレームメモリを使用する構成などが提案されている。上記（１）の一例として、特許文献１に示される技術が挙げられる。

特許文献１では、タイミング生成手段２０４がフレームメモリ２０２から画像情報を読み出すタイミングから、あらかじめ設定した時間だけずらしたタイミングで、画像情報保存手段２０３がフレームメモリ２０２に画像情報を書き込めるように、画像情報転送手段２１０による画像情報保存手段２０３への画像情報の伝送を開始させる方法を用いている。

具体的には、図１８に示すとおり、まず、画像情報生成手段２０９は、タイミング生成手段２０４から出力されるフレーム同期信号２０６のパルスを受ける。その後、画像情報生成手段２０９は、フレーム同期信号２０６のパルス入力を契機として、タイミング生成手段２０４から出力されるライン同期信号２０７のパルス数のカウントを開始する。そして、上記ライン同期信号２０７のパルス数が、あらかじめ設定したカウント値に達したときに、画像情報転送手段２１０が、画像情報の画像情報保存手段２０３への伝送を開始する。

上記の動作を可能とするために、上記特許文献１では、画像情報生成手段２０９が、フレーム同期信号２０６の１つのフレームの中に含まれるライン同期信号２０７の数と同じ回数をカウントできるカウンタを備えている。この場合、画像情報転送手段２１０としては、直接メモリ・アクセス（direct memory access、ＤＭＡ）コントローラが用いられる。

ところで、画像情報は、通常、表示領域の他に、実際には表示されない非表示領域（以下、「ブランク領域」ともいう）を含んでいる。そのため、フレーム同期信号２０６の１フレーム周期に含まれるライン同期信号２０７のパルスの数は、実際の表示データが存在する領域のライン数よりも多い。そこで、通常のタイミング生成手段２０４は、ブランク領域も含めて、フレーム同期信号２０６とライン同期信号２０７と表示データ信号２０８とを生成する。
特開２００２−２３６４８０号公報（平成１４（２００２）年８月２３日公開）

しかしながら、画像情報生成手段２０９が、フレーム同期信号２０６とライン同期信号２０７とを正確にカウントするのに必要なカウンタを備えていないような場合には、上記特許文献１の技術を用いることはできない。例えば、携帯端末に搭載された画像情報生成手段２０９が、通常は、その携帯端末の表示画面に出力するために生成した画像を、より大きな画面、例えばテレビ等の表示画面の一部領域に表示する場合が挙げられる。

ところが、このような場合、当該画像情報生成手段２０９は、テレビ画面のサイズに対応したブランク領域を想定した構成を備えていない。つまり、大きい画面に画像を表示するために必要な大きさのカウンタを持たない場合が多い。そのような場合には、大きな画面に画像を表示させようとすると、画像情報生成手段２０９に搭載されているライン同期信号２０７をカウントするカウンタがオーバーフローしてしまい、正しい画像情報を出力できない。

さらに、従来技術では、表示装置２０１に搭載されるタイミング生成手段２０４は、表示画面２０５にデータを出力するためだけでなく、画像情報生成手段２０９へ制御信号を出力するためにも用いられる。したがって、タイミング生成手段２０４が備えるカウンタを改良することは困難である。

そこで、画像情報生成手段にとって想定内の表示画面よりも大きい表示画面の一部に、当該画像情報生成手段が生成する画像を、引き裂けを生じることなく、表示できる表示装置の開発が求められている。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、画像情報生成手段にとって想定内の表示画面よりも大きい表示画面の一部に、当該画像情報生成手段が生成する画像を、引き裂けを生じることなく、表示させる表示装置を提供することにある。

本発明にかかる表示装置は、上記課題を解決するために、（１）画像情報を伝送するための表示データ信号と、表示データ信号の連続したフレームを相互に区別する第１のフレーム同期信号と、１フレームを構成する複数のラインを相互に区別する第１のライン同期信号とに従って画像を表示する表示画面と、（２）画像情報を記憶しておくフレームメモリと、（３）第１のフレーム同期信号と第１のライン同期信号とを生成するとともに、フレームメモリから画像情報を読み出して表示データ信号を生成する第１のタイミング生成手段と、（４）入力される画像情報をフレームメモリに書き込む機能を持つ画像情報保存手段と、を備えた表示装置であって、さらに、（５）第２のフレーム同期信号及び第２のライン同期信号を生成し、本表示装置の外部に接続される画像情報生成手段へ出力する第２のタイミング生成手段を備え、上記画像情報生成手段は、第２のフレーム同期信号及び第２のライン同期信号に従って、上記画像情報保存手段に画像情報を送る機能を備え、上記第２のタイミング生成手段は、上記の第１のフレーム同期信号の周期と第２のフレーム同期信号の周期とが等しくなるような周期を持つ第２のライン同期信号であって、上記画像情報生成手段が表示させようと予定している予定表示画面に配列される画素の並びに適合した周期を持つ第２のライン同期信号を生成することを特徴としている。

上記構成によれば、本発明の表示装置は、画像情報保存手段によって画像情報がフレームメモリに書き込まれると、第１のタイミング生成手段が、本表示装置に備えられた表示画面に適合した第１のフレーム同期信号と第１のライン同期信号とを生成するとともに、この２つの信号に同期した表示データ信号を生成する。したがって、フレームメモリに書き込まれた画像情報は、複数のラインで構成された１フレームの画像が連続して表示画面に表示される。

一方、本表示装置には、画像情報生成手段を接続することができ、画像情報保存手段が画像情報生成手段から画像情報を受け取ることができる。なお、上記表示画面と画像情報生成手段が画像表示を予定している予定表示画面とは、サイズが同じとは限らず、むしろ異なっていることの方が多い。サイズが異なっている場合には、各表示画面を構成する画素の数も異なっていることになる。そうすると、画像情報保存手段が、入力される画像情報をフレームメモリに書き込むタイミングと、フレームメモリから画像情報を読み出して表示データ信号を表示画面に送るタイミングとを調整することが必要になる。上記のタイミングを合わせることによって、フレームメモリから画像情報を読み出している途中で、新たなフレームの画像情報をフレームメモリに書き込み、その結果として生じる表示画面における画像の引き裂けを回避することができる。

上記のタイミングを合わせるには、第１のタイミング生成手段がフレームメモリから、本表示装置の表示画面に表示するための１フレームの画像情報を読み出すのに要する時間と、画像情報保存手段が画像情報生成手段から受け取った予定表示画面用に表示するための１フレームの画像情報をフレームメモリに書き込む時間とを一致させるとよい。前者の時間は、第１のフレーム同期信号の周期に等しく、後者の時間は、画像情報生成手段が画像情報保存手段に画像情報を送るときに使う第２のフレーム同期信号の周期に等しいから、結局、第２のタイミング生成手段は、上記の第１のフレーム同期信号の周期と等しい周期を持つ第２のフレーム同期信号を生成すればよい。

ところで、ライン同期信号の周期は、表示画面のブランク領域を含んで水平方向に並ぶ画素数に依存し、フレーム同期信号の周期は、ライン同期信号の周期に表示画面のブランク領域を含んで垂直方向に並ぶ画素数を乗じた値として求まる。したがって、本表示装置の表示画面のブランク領域を含む全画素数と予定表示画面のブランク領域を含む全画素数とが異なっている場合に、第１のフレーム同期信号の周期と第２のフレーム同期信号の周期とを一致させるには、予定表示画面に配列される画素の並びに適合した周期を持つ第２のライン同期信号を生成することが必要となる。

このような第２のライン同期信号を生成することによって、第１のフレーム同期信号の周期と第２のフレーム同期信号の周期とを等しくすることができ、その結果として、本表示装置の表示画面のブランク領域を含む全画素数と予定表示画面のブランク領域を含む全画素数とが異なっている場合であっても、フレームメモリに対する書き込みと読み出しのタイミング合わせが可能になり、画像の引き裂きを回避することができる。

上記第２のタイミング生成手段は、上記課題を解決するために、第１のライン同期信号を生成するための第１のクロックの周波数と第２のライン同期信号を生成するための第２のクロックの周波数との比が、上記表示画面のブランク領域を含む全画素数と上記予定表示画面のブランク領域を含む全画素数との比と等しくなるように、第２のクロックを生成するとともに、生成した第２のクロックの周期に上記予定表示画面のブランク領域を含む水平方向の画素数を乗じた周期を持つ第２のライン同期信号を生成し、さらに、生成した第２のライン同期信号の周期に上記予定表示画面のブランク領域を含む垂直方向のライン数を乗じた周期を持つ第２のフレーム同期信号を生成することを特徴としている。

上記構成によれば、本発明の表示装置において、第１のタイミング生成手段がフレームメモリから、本表示装置の表示画面に表示するための１フレームの画像情報を読み出すのに要する時間と、画像情報保存手段が画像情報生成手段から受け取った予定表示画面用に表示するための１フレームの画像情報をフレームメモリに書き込む時間とを一致させることができる。

上記第２のタイミング生成手段は、上記課題を解決するために、上記第１のフレーム同期信号の位相と上記第２のフレーム同期信号の位相とが異なるように、第１のフレーム同期信号のパルスを受けたときに、第２のタイミング生成手段に備えられた第２の垂直カウンタのカウント数Ｘが、下記式（１）
P_V2-{(P_V1+P_V1'+P_V2'')*P₂P_H1/P₁P_H2-(P_V2''+P_V2')}≦Ｘ≦P_V2-(P_V1'*P₂P_H1/P₁P_H2-P_V2')・・（１）
（式中、P₁は表示画面のブランク領域を含む全画像数を、P₂は予定表示画面のブランク領域を含む全画素数を、P_H1は表示画面のブランク領域を含む水平ラインの画素数を、P_H2は予定表示画面のブランク領域を含む水平ラインの画素数を、P_V1は表示画面のブランク領域を含む垂直ラインの画素数を、P_V2は予定表示画面のブランク領域を含む垂直ラインの画素数を、P_V1'は表示画面のブランク領域を含む垂直ライン１ライン目から重ね合わせ画像領域１ライン目までの画素数を、P_V2'は予定表示画面のブランク領域を含む垂直ライン１ライン目から重ね合わせ画像領域１ライン目までの画素数を、P_V2''は予定表示画面のブランク領域を除く垂直ラインの画素数を表す。）
を満足する値に設定されることを特徴としている。

上記構成とすれば、第１のフレーム同期信号がフレームの先頭を示すタイミングと、第２のフレーム同期信号がフレームの先頭を示すタイミングとが異なる。つまり、第１のタイミング生成手段がフレームメモリから、本表示装置の表示画面に表示するための１フレームの画像情報を読み出すのを開始するタイミングと、画像情報保存手段が画像情報生成手段から受け取った予定表示画面用に表示するための１フレームの画像情報をフレームメモリに書き込むのを開始するタイミングとがずれる。具体的には、第１のタイミング生成手段による画像読み出しが、重ね合わせ画像の表示領域の１ライン目を通り過ぎた後に、第２のタイミング生成手段による重ね合わせ画像の書き込みが開始される。さらに、第２のタイミング生成手段による重ね合わせ画像の書き込みがすべて終了するまえに、次のフレームの第１のタイミング生成手段による画像読み出しに追い越されることがない。しかも、上述したように、第１のタイミング生成手段がフレームメモリから、本表示装置の表示画面に表示するための１フレームの画像情報を読み出すのに要する時間と、画像情報保存手段が画像情報生成手段から受け取った予定表示画面用に表示するための１フレームの画像情報をフレームメモリに書き込むのに要する時間とを一致させている。

したがって、フレームメモリに書き込まれた１フレームの画像情報を第１のタイミング生成手段が読み出し始めた後を追うようにして、画像情報保存手段が画像情報生成手段から受け取った１フレームの画像情報をフレームメモリに書き込むという時間的関係が、常に一定に保持されることになる。それゆえ、第１のタイミング生成手段が表示画面に出力した画像情報のみを、画像情報生成手段が新たに生成した画像情報で書き換えることが可能となる。

本発明にかかる表示装置においては、上記第１のフレーム同期信号の１フレームに含まれる第１のライン同期信号の数と、上記第２のフレーム同期信号の１フレームに含まれる第２のライン同期信号の数とが異なることが好ましい。

上記構成とすれば、表示画面の１フレームのライン数（１フレームを構成する第１のライン同期信号のパルス数）と画像情報生成手段が生成する画像１フレームのライン数（１フレームを構成する第２のライン同期信号のパルス数）とが異なる。つまり、表示画面のサイズと、予定表示画面のサイズが異なる。それゆえ、表示装置と画像情報生成手段とからなる表示システムでは往々にして起こりうる、画像情報生成手段が生成する画像の大きさと、表示画面の大きさが異なる場合であっても、画像の引き裂けを生じることなく、画像情報生成手段が生成した画像を、予定表示画面とはサイズの異なる表示画面に表示することができる。

また、上記表示装置は、上記課題を解決するために、上記第１のフレーム同期信号が、上記第２のタイミング生成手段に接続されており、上記第２のタイミング生成手段が、上記第１のフレーム同期信号を受けて、上記第２のフレーム同期信号のパルス位置を規定することを特徴としている。

上記構成とすれば、第２のタイミング生成手段が、第１のフレーム同期信号を受けることにより、第２のフレーム同期信号のパルス位置が自動的に決定される。それゆえ、第１のタイミング生成手段と第２のタイミング生成手段とを、厳密なタイミングでソフトウェアを用いて起動するという必要をなくすことができるという効果を奏する。

また、上記構成とすれば、画像情報生成手段には、特別な機能が必要でない。そのため、上記表示装置に接続する画像情報生成手段に対する制約をなくすことができるという効果を奏する。

さらに、第２のタイミング生成手段から出力される第２のフレーム同期信号と第２のライン同期信号とを生成するための回路には、第１のタイミング生成手段から出力される第１のフレーム同期信号と第１のライン同期信号とを生成するための回路と同様の技術を用いることができる。それゆえ、第２のタイミング生成手段を、容易に実現することができるという効果を奏する。

本発明にかかる表示装置は、以上のように、第１のフレーム同期信号の周期と第２のフレーム同期信号の周期とが等しくなるように制御されている。また、第２のタイミング生成手段に備えられた第２の垂直カウンタは、第１のフレーム同期信号のパルスを受けたときに、上記式（１）を満足するカウント数に設定される。したがって、第１のフレーム同期信号の１フレームに含まれる第１のライン同期信号の数と、第２のフレーム同期信号の１フレームに含まれる第２のライン同期信号の数とが異なる場合であっても、フレームメモリ上の画像が、表示前に上書きされることがない。それゆえ、画像情報生成手段が想定する表示画面よりも大きい表示画面上に、当該画像情報生成手段が生成した画像を、画像の引き裂けを引き起こさず、表示できるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図１６に基づいて説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

本実施形態にかかる表示装置１０１は、図１に示すように、画像情報保存手段１０３と、フレームメモリ１０２と、第１のタイミング生成手段１０４と、表示画面１０５と、第２のタイミング生成手段１１１とを備えている。画像情報保存手段１０３は、フレームメモリ１０２と接続されている。また、フレームメモリ１０２は、第１のタイミング生成手段１０４と接続されている。さらに、第１のタイミング生成手段１０４は、表示画面１０５と接続されている。加えて、第２のタイミング生成手段１１１は、上記第１のタイミング生成手段１０４と、制御装置（図示せず）を介して、接続されている。上記制御装置としては、表示装置１０１と、表示装置１０１に接続された画像情報生成手段１０９（後述）とを統合して制御するＣＰＵなどが挙げられる。

上記画像情報保存手段１０３は、後述の画像情報転送手段１１０から出力された画像情報（表示画面に表示するための画像情報）をフレームメモリ１０２に書き込む機能を有している。上記画像情報保存手段１０３の回路構成は、特に限定されるものではなく、画像情報転送手段１１０からの出力形式に適合するように、適宜改変することができる。

上記フレームメモリ１０２は、上記画像情報保存手段１０３によって書き込まれた画像情報を記憶する機能を有している。フレームメモリ１０２に記憶された画像情報は、画像情報保存手段１０３により新たな画像情報が書き込まれるまで保持しつづけられる。

上記第１のタイミング生成手段１０４は、後述する表示データ信号１０８の連続したフレーム（画面）を相互に区別する第１のフレーム同期信号１０６と、１フレーム（１画面）を構成する複数のラインを相互に区別する第１のライン同期信号１０７とを生成する。上記第１のタイミング生成手段１０４は、上記２つの同期信号を生成するタイミングにあわせてフレームメモリ１０２から画像情報を読み出し、表示データ信号１０８を生成する。さらに、上記第１のタイミング生成手段１０４は、上記第１のフレーム同期信号１０６、第１のライン同期信号１０７、及び表示データ信号１０８を、表示ドライバを備えた表示画面１０５に入力する。

また、上記表示データ信号１０８には、表示データそのものに加えて、表示データを伝送するのに必要なクロック信号及び表示データの有効無効を区別する信号も含まれている。

ここで、上記第１のタイミング生成手段１０４の構成及び動作について、図２に基づき詳細に説明する。

まず、第１のタイミング生成手段１０４の動作の基準となるクロック信号を第１のクロック（図２Ａ）と定義する。第１のタイミング生成手段１０４は、第１の水平カウンタ（横方向のカウンタ；表示画面１０５の１水平ライン内に並ぶ画素の数をカウントするためのカウンタ）と、第１の垂直カウンタ（縦方向のカウンタ；表示画面１０５の縦方向に並ぶ水平ラインの数をカウントするためのカウンタ）とを備えている。ここで、上記第１の水平カウンタ、及び第１の垂直カウンタは、図２Ｂ，Ｇに示すように、それぞれ０〜ｍ（ｍは例えば、９９９）、及び０〜ｎ（ｎは例えば、７９９）をカウントできるカウンタであると仮定する。この場合、上記第１の水平カウンタは０からｍまでカウントし、再び０に戻る。同様に、上記第１の垂直カウンタは０からｎまでカウントし、再び０に戻る。

上記第１の水平カウンタは、第１のクロックの立下りで動作し、１クロック毎に、１ずつカウントアップする。上記第１の水平カウンタのカウント値が、ｍから０になるとき、図２Ｄに示すように、第１のライン同期信号１０７は、ローレベルとなる。また、上記第１の水平カウンタのカウント値がｓ（ｓは１以上でｍ以下の整数であり、表示画面１０５によって指定される範囲内の任意の数字である）になると、第１のライン同期信号１０７は、ハイレベルとなる。なお、図２は、第１の水平カウンタのカウント値が４になったときに、第１のライン同期信号がハイレベルとなる場合の例を示している。

上記第１の垂直カウンタは、第１の水平カウンタのカウント値がｍから０になる毎に、１ずつカウントアップする。上記第１の垂直カウンタのカウント値が、ｎから０になるとき、図２Ｈに示すように、第１のフレーム同期信号１０６は、ローレベルとなる。また、上記第１の垂直カウンタのカウント値がｔ（ｔは１以上でｎ以下の整数であり、表示画面１０５によって指定される範囲内の任意の数字である）になると、第１のフレーム同期信号１０６は、ハイレベルとなる。なお、図２は、第１の垂直カウンタのカウント値が、３になったときに、第１のフレーム同期信号がハイレベルとなる場合の例を示している。

上記第１の水平カウンタ、及び第１の垂直カウンタのカウント値によって特定される画素が、表示画面１０５の表示領域に所属する画素である場合、第１のタイミング生成手段１０４は、ライン毎に、表示領域の画素数に対応して有効となる表示データ信号１０８を出力すると共に、その有効範囲（ライン毎の表示領域の範囲）を示す第１のデータ有効信号（図２Ｃ、Ｆ）を出力する。なお、図２には、上記第１の水平カウンタ、及び第１の垂直カウンタのカウント値が、それぞれ１００〜８９９（図２Ｂ、Ｃ）及び５０〜７４９（図２Ｆ、Ｇ）であるときに、そのカウント値に対応する画素を表示画面１０５の表示領域に表示する場合の例を示している。

なお、上記第１のタイミング生成手段１０４は、液晶コントローラで代表される表示コントローラにて実現することができる。

上記表示画面１０５は、第１のタイミング生成手段１０４から入力される第１のフレーム同期信号１０６と第１のライン同期信号１０７と表示データ信号１０８とに従い、１フレーム毎に画像を更新する。

上記表示画面１０５は、図３に示すように、表示領域と非表示領域とを有している。表示領域は、画像を表示する領域であり、一方、非表示領域は、枠の画像以外に表示される画像がない領域である。上記非表示領域は、一般的な表示画面が必要とするブランク領域である。図３についていえば、濃い灰色の領域がブランク領域である。なお、ブランク領域に相当する上記第１の水平カウンタのカウント値は、０〜９９及び９００〜９９９（図２Ｂ、Ｃ）であり、第１の垂直カウンタのカウント値は、０〜４９及び７５０〜７９９（図２Ｆ、Ｇ）である。

上記第１のタイミング生成手段１０４のカウンタは、上記表示領域と非表示領域とを合わせた範囲を動作範囲とする。図３を例にとって、具体的にいえば、最外周の「非表示領域」と記載されている範囲で示される横１０００画素、縦８００ラインの範囲が、第１のタイミング生成手段１０４のカウンタの動作範囲である。

なお、表示画面１０５は代表的には液晶表示パネルで代表される表示ユニットで実現することができる。

上記第２のタイミング生成手段１１１は、本実施形態において重要な機能を担うものであり、画像情報生成手段１０９に備えられている画像情報転送手段１１０の動作を制御するために設けられる。第２のタイミング生成手段１１１は、第２のフレーム同期信号１１２と第２のライン同期信号１１３とを生成する。第２のタイミング生成手段１１１は、第１のタイミング生成手段１０４と同様、従来の液晶コントローラなどの表示コントローラと同様の回路構成により実現される。

ここで、上記第２のタイミング生成手段１１１の構成及び動作について、図４に基づき詳細に説明する。

まず、第２のタイミング生成手段１１１の動作の基準となるクロック信号を第２のクロック（図４Ａ）と定義する。第２のタイミング生成手段１１１は、第２の水平カウンタと第２の垂直カウンタとを備えている。なお、上記のそれぞれのカウンタは、図４Ｂ、Ｆに示すように、それぞれ０〜ｐ（ｐは例えば、４９９）及び０〜ｑ（ｑは例えば、３９９）をカウントできるカウンタであると仮定する。この場合、上記第２の水平カウンタは０からｐまでカウントし、再び０に戻る。同様に、上記第２の垂直カウンタは０からｑまでカウントし、再び０に戻る。

上記第２の水平カウンタは、第２のクロックの立下りで動作し、１クロック毎に、１ずつカウントアップする。第２の水平カウンタがｐから０になる毎に、第２の垂直カウンタは１ずつカウントアップする。第２のライン同期信号１１３は、図４Ｄに示すように、上記第２の水平カウンタが０になったときにローレベルとなる。また、上記第２の水平カウンタのカウント値がｖ（ｖは１以上でｐ以下の整数であり、表示画面１０５によって指定される範囲内の任意の数字である）になると、第２のライン同期信号１１３は、ハイレベルとなる。なお、図４は、第２の水平カウンタのカウント値が３になったときに、第２のライン同期信号１１３がハイレベルとなる場合の例を示している。

上記第２の垂直カウンタは、第２の水平カウンタのカウント値がｐから０になる毎に、１すつカウントアップする。上記第１の垂直カウンタのカウント値が、ｑから０になるとき、図４Ｇに示すように、第２のフレーム同期信号１１２は、ローレベルとなる。また、上記第２の垂直カウンタのカウント値がｗ（ｗは１以上でｑ以下の整数であり、表示画面１０５によって指定される範囲内の任意の数字である）になると、第２のフレーム同期信号１１２は、ハイレベルとなる。なお、図４は、第２の垂直カウンタのカウント値が、４になったときに、第２のフレーム同期信号１１２がハイレベルとなる場合の例を示している。

第２のタイミング生成手段１１１は、第１のタイミング生成手段１０４とは異なり、表示データ信号及びデータ有効信号は生成しない。その代わり、上記第２の水平カウンタ及び第２の垂直カウンタのカウント値に応じて、後述する画像情報生成手段１０９が、画像情報及びデータ有効信号（図５Ｃ、Ｇ）を生成する。

また、本実施形態にかかる表示装置１０１は、図１に示すように、画像情報生成手段１０９と接続される。上記画像情報生成手段１０９は、表示画面１０５上に表示される画像情報を生成するものである。なお、表示画面１０５上に表示される画像情報の大きさは、表示画面１０５内の表示領域（図３）の大きさと一致していなくてよい。すなわち、画像情報生成手段１０９は、表示画面１０５の表示領域とは全く無関係に動作する。そこで、画像情報生成手段１０９が生成した画像情報を表示する表示画面のことを、表示画面１０５と区別するために、予定表示画面と呼ぶことにする。上記画像情報生成手段１０９は、画像情報転送手段１１０を備えている。さらに、画像情報生成手段１０９は、第３の水平カウンタと第３の垂直カウンタとを備えている。

ここで、画像情報生成手段１０９の動作について、図５および図６に基づき説明する。

画像情報生成手段１０９は、上記第２のタイミング生成手段１１１から出力された上記第２のライン同期信号１１３を上記第２のクロックの立上りで取り込み、このとき、第３の水平カウンタ（図５中、画像情報生成手段の水平カウンタ）が０に初期化される（図５Ａ、Ｂ）。その後、第２のクロックの１クロック毎に、１ずつカウントアップする。そして、次の第２のライン同期信号１１３が取り込まれたときに、再び０に初期化される。

一方、上記第３の垂直カウンタ（図５中、画像情報生成手段の垂直カウンタ）は、画像情報生成手段１０９が、上記第２のタイミング生成手段１１１から出力された上記第２のフレーム同期信号１１２を第２のクロックの立上りで取り込んだときに、０に初期化される（図５Ｈ、Ｉ）。その後、上記第３の水平カウンタが０に初期化される毎に、１ずつカウントアップする。そして、次の第２のフレーム同期信号１１２が取り込まれたときに、再び０に初期化される。

上記第３の水平カウンタ、及び第３の垂直カウンタのカウント値によって特定される画素が、上述した予定表示画面の表示領域（以下、表示画面１０５の表示領域と区別するため、予定表示領域と呼ぶ）に所属する画素である場合、上記画像情報生成手段１０９は、各ライン毎に、予定表示領域の画素数に対応して有効となる画像情報を出力すると共に、その有効範囲を示す第２のデータ有効信号（図５Ｇに示す画像情報生成手段からのデータ有効信号）を出力する。なお、図５には、予定表示画面が図６に示すものである場合の画像情報生成手段１０９の動作を示している。つまり、画像情報生成手段１０９は、上記第３の水平カウンタ及び第３の垂直カウンタのカウント値が、それぞれ５０〜４４９及び５０〜３４９であるときの画素を、予定表示画面上に表示することを想定している。上記カウント値に対応する予定表示領域が、図３及び図６において、重ね合わせ画像領域として図示されている。

なお、画像情報生成手段１０９は、特に限定されるものではなく、従来公知の画像情報生成手段を用いることができる。例えば、液晶表示のみを行うことを想定して使用されるＬＳＩや、データを読み込んで動画を生成して表示するＬＳＩが挙げられる。上記ＬＳＩは、小さい液晶画面に画像を表示するのには適しているが、その画像をテレビ画面のような大きな表示画面上の一部に表示することができない。しかし、本発明によれば、上記ＬＳＩが出力する画像をテレビ画面のような大きな表示画面上の一部に、画像の引き裂けなく表示することができる。

上記画像情報転送手段１１０は、上記画像情報生成手段１０９により生成された画像情報を上記表示装置１０１に伝送する機能を有している。なお、上記画像情報生成手段１０９は、特に限定されるものではなく、従来公知の画像情報転送手段を用いることができる。例えば、表示インタフェース、又はメモリインタフェースで実現することができる。

本実施形態においては、上記画像情報生成手段１０９は、表示画面１０５とは異なるサイズの表示画面に表示することを想定して画像情報を生成する。例えば、上記第１のタイミング生成手段１０４から出力される第１のフレーム同期信号１０６の１フレームに含まれる第１のライン同期信号１０７の数と、上記第２のタイミング生成手段１１１から出力される第２のフレーム同期信号１１２の１フレームに含まれる第２のライン同期信号１１３の数とが異なる。より具体的には、表示画面１０５よりも画面サイズが小さい表示画面に表示することを想定して、画像情報を生成してもよい。言い換えれば、上記第３の水平カウンタ及び第３の垂直カウンタは、上記第１のタイミング生成手段の第１の水平カウンタ及び第１の垂直カウンタよりもカウントできるカウント数が小さくてもよい。

このような場合、画像情報生成手段１０９が生成した画像情報に基づく画像（以下、「表示画像」ともいう）は、表示画面１０５の背景画像と重ね合わせて表示画像１０５上に表示される。なお、表示画像と背景画像とを重ねあわせる技術については後述するが、本発明では、特に限定されるものではなく、従来公知の技術を用いることができる。

次に、上記表示装置１０１と画像情報生成手段１０９との連携動作について、以下、詳細に説明する。ここでも、本発明の理解を容易とするために、具体的数値を用いて説明するが、本発明は、これら数値に限定されるものではなく、同様の原理を用いる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

本実施形態にかかる表示装置１０１では、上記画像情報保存手段１０３が上記画像情報転送手段１１０から出力された画像情報を受け取る。上記画像情報保存手段１０３は、上記画像情報を、上記フレームメモリ１０２に書き込む。上記第１のタイミング生成手段１０４は、表示画面１０５に適合した第１のフレーム同期信号１０６と第１のライン同期信号１０７とを生成するとともに、これら２つの同期信号に同期した表示データ信号１０８を生成する。これにより、上記フレームメモリ１０２に記憶された画像情報は、表示データ信号１０８として、上記表示画面１０５に入力される。その結果、上記画像情報に基づく、複数のラインで構成された１フレームの画像が上記表示画面１０５上に、連続して表示される。

しかし、図３のように、大きな背景画像の一部に画像情報生成手段１０９が生成した表示画像を重ねて表示する場合、画像情報生成手段１０９のカウンタは、第１のタイミング生成手段１０４のカウンタと同じだけの数を数えることができないことがある。このような場合、フレームメモリ１０２への画像情報の書き込みと読み出しとのタイミングをとることができない。そこで、本実施形態にかかる表示装置１０１では、上述の第２のタイミング生成手段１１１を備えている。

なお、第１のタイミング生成手段１０４のタイミングは、縦横それぞれ１０ｂｉｔのカウンタ、第２のタイミング生成手段１１１のタイミングは、縦横それぞれ９ｂｉｔのカウンタで実現することができる。

画像情報生成手段１０９は、第２のタイミング生成手段１１１からの信号に従い、画像情報を出力する。また、画像情報生成手段１０９は、第１のタイミング生成手段１０４のタイミングとは独立して動作する。上記第２のタイミング生成手段１１１は、画像情報生成手段１０９が想定する１フレームのブランク期間（ブランク領域）を含めたライン数にあわせて、第２のライン同期信号１１３を出力するように動作する。そして、画像情報生成手段１０９は、新しい画像を生成したときのみ画像情報を伝送するのではなく、第２のタイミング生成手段１１１の信号に従い、予定表示画面（本実施形態でいえば、図６）に出力するのを想定して常時画像情報を出力し続ける。

図３のように、大きな背景画像の一部に画像情報生成手段１０９が生成した小さな表示画像を重ねて表示する場合には、上記表示画像は、上記背景画像と比較してライン数が少ないが、１フレームの時間は同じである必要がある。つまり、第１のタイミング生成手段１０４がフレームメモリ１０２から、本表示装置の表示画面１０５に表示するための１フレームの画像情報を読み出すのに要する時間、すなわち第１のフレーム同期信号１０６の周期と、画像情報保存手段１０３が画像情報生成手段１０９から受け取った予定表示画面上に表示するための１フレームの画像情報をフレームメモリ１０２に書き込む時間、すなわち第２のフレーム同期信号１１２の周期とを一致させる必要がある。それを満足するために、第２のタイミング生成手段１１１の１ラインあたりの時間、すなわち第２のライン同期信号１１３の周期を、第１のタイミング生成手段１０４の１ラインあたりの時間、すなわち第１のライン同期信号１０７の周期より長く設定する。つまり、本実施形態では、第２のタイミング生成手段１１１が出力する第２のライン同期信号１１３の数を、画像情報生成手段１０９に最適な数に設定し、画像情報生成手段１０９が表示させようと予定している予定表示画面に配列される画素の並びに適合した周期を持つ第２のライン同期信号１１３を生成させる。そうすれば、第２のタイミング生成手段１１１が出力する第２のフレーム同期信号１１２の周期と、第１のタイミング生成手段１０４が出力する第１のフレーム同期信号１０６の周期とを一致させることが可能となる。

なお、上記第２のライン同期信号１１３の数を、画像情報生成手段１０９に最適な数に設定する方法は特に限定されないが、例えば、表示装置１０１と画像情報生成手段１０９とを統合して制御するＣＰＵが、表示画面１０５のブランク領域を含む全画素数および予定表示画面のブランク領域を含む全画素数に関する情報を取得することによって設定することができる。

これにより、画像情報生成手段１０９が想定する表示画面よりもサイズの大きい表示画面である１０５上に、画像情報生成手段１０９が生成する画像情報に基づく表示画像を表示する際、画像の引き裂けが生じるのを防ぐことができる。

第１のタイミング生成手段１０４が生成する第１のフレーム同期信号１０６の周期と第２のタイミング生成手段１１１が生成する第２のフレーム同期信号１１２の周期とを一致させる方法について、以下、具体的に説明する。

第１のタイミング生成手段１０４が、図３に示す表示画面１０５上に、画像を表示することを想定していると仮定する。第１のフレーム同期信号１０６の１周期の第１のクロックのクロック数は、表示画面１０５全体の画素数によって決定される。したがって、図３の表示画面は、横１０００画素、縦８００ラインであるので、第１のフレーム同期信号１０６の１周期の第１のクロックのクロック数は、１０００×８００＝８０００００クロックである。一方、画像情報生成手段１０９が、図６に示す表示画面（予定表示画面）上に、画像を表示することを想定していると仮定する。第２のフレーム同期信号１１２の１周期の第２のクロックのクロック数は、予定表示画面全体の画素数によって決定される。したがって、図６の表示画面は、横５００画素、縦４００ラインであるので、第２のフレーム同期信号１１２の１周期の第２のクロックのクロック数は、５００×４００＝２０００００クロックである。

本発明では、第１のクロックの周波数と、第２のクロックの周波数との比が、表示画面１０５のブランク領域を含む全画素数と上記予定表示画面のブランク領域を含む全画素数との比と等しくなればよい。したがって、上記の例の場合、第１のクロックの周波数を、第２のクロックの周波数の４倍（８０００００／２０００００）とすれば、第１のフレーム同期信号の周期と、第２のフレーム同期信号の周期とが一致する（図７）。なお、周波数の関係が、この通りであれば、信号の変化タイミングの相対的な位置関係については特に限定されない。

また、上記の例の場合、第１のクロックの周期は第２のクロックの周期の１／４倍であり、第１のタイミング生成手段１０４の横方向の画素数（第１の水平カウンタがカウントできるカウント数）は、第２のタイミング生成手段１１１の横方向の画素数（第２の水平カウンタがカウントできるカウント数）の２倍である。したがって、第２のライン同期信号１１３のパルスが発生する周期は、第１のライン同期信号１０７のパルスが発生する周期の２倍となる。なお、周期の関係が維持されていれば、第１のライン同期信号１０７のパルスの発生するタイミングと第２のライン同期信号１１３のパルスの発生するタイミングの相対的な位置関係は、特に限定されるものではない。

また、第２のライン同期信号１１３のパルスが発生する周期は、第１のライン同期信号１０７のパルスが発生する周期の２倍となることから、第２の垂直カウンタがカウントアップする周期は、第１の垂直カウンタがカウントアップする周期の２倍の周期となる。

次に、第１のフレーム同期信号１０６と第２のフレーム同期信号１１２との関係について説明する。

引き裂けを生じる可能性があるのは、図３における「重ね合わせ画像領域」に表示されている表示画像を、画像情報生成手段１０９からの新たな表示画像で書き換えるときである。つまり、引き裂けを生じないようにするには、上記画像情報保存手段１０３が、画像情報をフレームメモリ１０２に書き込むタイミングよりも早く、第１のタイミング生成手段１０４がフレームメモリ１０２から画像情報を読み出せばよい。言い換えれば、第１のタイミング生成手段１０４がすでに表示を終えたラインの重ね合わせ画像のみを書き換えていけばよい。以下、第１のフレーム同期信号１０６と第２のフレーム同期信号１１２との関係について具体的に説明する。

まず、上述したように、本実施形態において、第１のフレーム同期信号１０６の周期と第２のフレーム同期信号１１２の周期とは等しく設定するので、表示画面のブランク領域を含む全画像数をP₁、予定表示画面のブランク領域を含む全画素数をP₂、第１のクロックの周期をT₁、第２のクロックの周期をT₂とすると、下記式（２）が成立する。

T₁P₁=T₂P₂ ⇔ T₁=P₂/P₁*T₂・・・（２）

ここで、表示画面のブランク領域を含む水平ラインの画素数をP_H1、予定表示画面のブランク領域を含む水平ラインの画素数をP_H2とすると、
第１のライン同期信号の周期と第２のライン同期信号の周期との比は、下記式（３）で表すことができる。

T₁P_H1/T₂P_H2・・・（３）
さらに、上記式（３）に上記式（２）を代入すると、下記式（４）が得られる。

(P₂/P₁*T₂)*(P_H1/T₂P_H2)= P₂P_H1/P₁P_H2・・・（４）

したがって、本実施形態においては、第１のタイミング生成手段１０４が表示画面１０５の１ライン分の画像情報をフレームメモリ１０２から読み出す間に、第２のタイミング生成手段１１１は、予定表示画面のP₂P_H1/P₁P_H2ライン分の画像情報をフレームメモリ１０２に書き込むことができる。

上記式（４）を用いて、第１のフレーム同期信号１０６と第２のフレーム同期信号１１２との関係を数式化すると以下の通りである。なお、本明細書においては、P₁は表示画面のブランク領域を含む全画像数を、P₂は予定表示画面のブランク領域を含む全画素数を、P_H1は表示画面のブランク領域を含む水平ラインの画素数を、P_H2は予定表示画面のブランク領域を含む水平ラインの画素数を、P_V1は表示画面のブランク領域を含む垂直ラインの画素数を、P_V2は予定表示画面のブランク領域を含む垂直ラインの画素数を、P_V1'は表示画面のブランク領域を含む垂直ライン１ライン目から重ね合わせ画像領域１ライン目までの画素数を、P_V2'は予定表示画面のブランク領域を含む垂直ライン１ライン目から重ね合わせ画像領域１ライン目までの画素数を、P_V2''は予定表示画面のブランク領域を除く垂直ラインの画素数を表す（図８を参照）。

本実施形態において、第２の垂直カウンタがP_V2'になったときに、第１の垂直カウンタがP_V1'+1以上となるように、第１のタイミング生成手段１０４と第２のタイミング生成手段１１１とを制御する。言い換えれば、第１の垂直カウンタがP_V1'カウントする間に、第２の垂直カウンタは、P_V1'*P₂P_H1/P₁P_H2カウントするので、第１の垂直カウンタがカウントを始めるとき（カウント数が０のとき）に、第２の垂直カウンタが、P_V2-(P_V1'*P₂P_H1/P₁P_H2-P_V2')以下に設定されるように制御する。

さらに、第２の垂直カウンタがP_V2''+P_V2'に達したときに、第１の垂直カウンタが次のフレームのP_V1'+P_V2''-1以下にしか達しないように、第１のタイミング生成手段１０４と第２のタイミング生成手段１１１を制御する。言い換えれば、第１の垂直カウンタが次のフレームのP_V1'+P_V2''となる間に、第２の垂直カウンタは、(P_V1+P_V1'+P_V2'')*P₂P_H1/P₁P_H2だけカウントするので、第１の垂直カウンタがカウントを始めるとき（カウント数が０のとき）に、第２の垂直カウンタが、P_V2-{(P_V1+P_V1'+P_V2'')*P₂P_H1/P₁P_H2-(P_V2''+P_V2')}以上に設定されるように制御する。

以上をまとめると、本実施形態において、第２のタイミング生成手段１１１は、第１のフレーム同期信号１０６のパルスを受けたときに、第２の垂直カウンタのカウント数Ｘが下記式（５）を満足する値に設定されるように制御される。

P_V2-{(P_V1+P_V1'+P_V2'')*P₂P_H1/P₁P_H2-(P_V2''+P_V2')}≦X≦P_V2-(P_V1'*P₂P_H1/P₁P_H2-P_V2')・・（５）

第１のフレーム同期信号１０６と第２のフレーム同期信号１１２との関係について、図３の場合を例に、図９を用いて、より具体的に説明すると、重ね合わせ画像の存在する領域である縦１５０ライン目から４５０ライン目までの各ラインの画像を第１のタイミング生成手段１０４が一度表示してから再度そのラインの表示を始めるまでに、重ね合わせ画像はすべて書き換えられていればよい。この条件を満たすために、図９では第１のタイミング生成手段１０４の第１の垂直カウンタがライン５０を終了した直後である５１ライン目において、第２のタイミング生成手段１１１がフレームの先頭となるように設定する。

具体的には、図９では、第２のタイミング生成手段１１１を最初に起動するときに、第２のタイミング生成手段１１１は第１のフレーム同期信号１０６のパルスを受けたときに第２の垂直カウンタを３７５に設定し、次にカウンタが０に戻ったところから動作を開始するように設定される。上述したように、第２の垂直カウンタがカウントアップする周期が、第１の垂直カウンタがカウントアップする周期の２倍となることに基づいて、第１の垂直カウンタがカウント値５０をカウントするまでに、第２の垂直カウンタはカウント値２５をカウントするのだから、上記の３７５という値は、第２の垂直カウンタが０に戻るカウント値４００から２５を差し引いた値に等しい。そうすることにより、第１のタイミング生成手段１０４が、フレームメモリ１０２から表示画面１０５に出力する画像データを１フレーム分読み出す前に、新しい画像情報を書き込んでしまうことがない。すなわち、画像の引き裂けを回避することができる。なお、この第２のタイミング生成手段１１１をこのタイミングで動作させるための方法は、これに限定されるものではない。

また、このように第２のタイミング生成手段１１１の動作タイミングを制御する方法についても、特に限定されるものではなく、例えば、ソフトウェアを用いて、第２のタイミング生成手段１１１の動作開始タイミングを制御することができる。さらに、ハードウェアを用いてもよい。具体的には、第１のタイミング生成手段１０４を図示されない制御装置、例えば、表示システム１０１と画像情報生成手段１０９とを統合して制御するＣＰＵにより起動させ、その後、第１のタイミング生成手段１０４が１フレームの最後のラインにたどり着く前に、第２のタイミング生成手段１１１を制御装置により起動させる方法が挙げられる。

第１のタイミング生成手段１０４の表示するライン番号と、画像情報生成手段１０９が出力するデータのライン番号との時間的関係について、図１０を用いて具体的に説明する。なお、ここでは、表示画面１０５および画像情報生成手段１０９が想定する予定表示画面が、ぞれぞれ図３および図６であるとして、説明するが、これらは、あくまで説明の便宜上、具体的数値を例示して説明するためのものであり、本発明は、図３、図６及び図１０に限定されるものではない。

（１）第１の垂直カウンタが５０となったとき、表示領域の１ライン目（背景画像）の表示が開始される。

（２）第１の垂直カウンタが１５１となったとき、１０１ライン目（重ね合わせ画像の１ライン目）の表示が終了し、１０２ライン目（重ね合わせ画像の２ライン目）の表示が開始される。
（３）画像情報生成手段１０９は、図６に示す予定表示画面に画像を表示することを想定しているので、第２の垂直カウンタが５０となったとき、画像情報生成手段１０９から重ね合わせ画像の１ライン目の画像情報の伝送が開始される。なお、第２の垂直カウンタは第１の垂直カウンタが５１であるときに、０に設定される。
（４）第１の垂直カウンタが１５２となったとき、１０２ライン目（重ね合わせ画像の２ライン目）の表示が終了する。
（５）第２の垂直カウンタが５１となったとき、画像情報生成手段１０９から重ね合わせ画像の２ライン目の画像情報の伝送が開始される。
（６）第１の垂直カウンタが４５０となったとき、４００ライン目（重ね合わせ画像の３００ライン目）の表示が終了し、４０１ライン目（背景画像の４０１ライン目）の表示が開始される。
（７）第２の垂直カウンタが２００となったとき、画像情報生成手段１０９から重ね合わせ画像の１５１ライン目の画像情報の伝送が開始される。
（８）第１の垂直カウンタが７５０となったとき、７００ライン目（背景画像の７００ライン目）の表示が終了し、７０１ライン目（非表示領域）の表示が開始される。
（９）第２の垂直カウンタが３５０となったとき、画像情報生成手段１０９から重ね合わせ画像の３００ライン目の画像情報の伝送が終了する。
（１０）上記（１）にもどる。

このように重ね合わせ画像に対応する表示領域の１０１ライン目から４００ライン目に関して、第１のタイミング生成手段１０４における各ラインの表示よりも画像情報生成手段１０９からのデータの伝送が必ず後になる。そのため、重ね合わせ画像の書き換え途中に表示されてしまうことはなく、引き裂けを生じない。なお、第２の垂直カウンタが３５０となり、画像情報生成手段１０９からライン３００の画像情報の伝送が終了したとき（上記（３）の直後）には、第１の垂直カウンタはまだ０に戻っていない。そのため、第１のタイミング生成手段１０４による表示に画像情報生成手段１０９からの出力が追い越されることはない。第１の垂直カウンタが再び５０に戻る（上記（１０））以降は、上記（１）〜（９）と同じタイミングが繰り返される。

上記構成とすることによって、画像情報保存手段１０３による画像情報のフレームメモリ１０２への書き込みは、第１のタイミング生成手段１０４による画像情報の読み出しより必ず遅くなる。したがって、画像の引き裂けは生じなくなる。なお、フレームメモリ１０２上に書き込まれる画像情報は、表示画面１０５上では、次のフレームで表示されることになる。

つまり、本実施形態によれば、第１のタイミング生成手段１０４が出力する１フレームを構成する第１のライン同期信号１０７のパルス数と画像情報生成手段１０９が想定する１フレームのライン数とが一致しない場合においても、画像情報生成手段１０９から正しい画像を出力させることができる。

最後に、上記背景画像と表示画像とを重ね合わる技術について、説明する。本発明において、背景画像と表示画像とを重ね合わる技術は特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば、（Ａ）一定の法則に従って、第１のタイミング生成手段１０４が、背景画像と表示画像とのいずれか一方の画素情報を表示する方法、あるいは（Ｂ）背景画像の画素情報と表示画像の画素情報とを混ぜ合わせて表示する（たとえば、表示画像を半透明として背景画像を透けさせる）方法などを用いることができる。

ここでは、上記（Ａ）の方法を用いて、背景画像の上に表示画像を重ね合わせる表示システムを例にとって、背景画像と表示画像との重ね合わせの原理について、図３、図６、及び図１１〜図１６を用いて、詳細に説明する。なお、以下の説明では、本原理についての理解を容易とするために、具体的数値を用いて説明するが、これらは単なる例示に過ぎず、本発明は、これらに限定されるものではないことは言うまでもない。

上記（Ａ）の方法を用いる表示システムでは、第１の水平カウンタのカウント値と第２の垂直カウンタのカウント値とから表示されるべき画素（背景画像、重ねあわせ画像、あるいは無効データ）が選択され、フレームメモリ１０２から表示すべき画素の色情報が読み出されて出力される。つまり、表示画面の表示領域のうち、重ね合わせる表示画像が存在すると設定した範囲においてのみ、重ね合わせ画像のデータが表示され、それ以外の時には背景画像が表示されることになる。

ここで、まず、背景画像が、横８００画素、縦７００ラインであると仮定する（図１１Ａ）。各画素の色情報は、フレームメモリ１０２上の左上から右下へ順に保存される（図１１Ｂ）。また、上記背景画像に重ね合わせられる表示画像は、横４００画素、縦３００ラインであると仮定する（図１２Ａ）。各画素の色情報は、フレームメモリ１０２上の左上から右下へ順に保存される（図１２Ｂ）。なお、上記の背景画像の画像情報と、表示画像の画像情報とはともに、表示装置１０１のフレームメモリ１０２上に、保存されるが、それぞれの画像情報が記憶されるメモリ領域は異なる領域である。

さらに、図３に示すように、表示画面１０５のブランク領域を含めた全領域が、横１０００画素、縦８００ラインであると仮定する。また、重ね合わせ画像は、図３に示す位置（第１の水平カウンタが１００〜４９９かつ第１の垂直カウンタが１００〜３９９の範囲、図３中では「重ね合わせ画像領域」と記載）に表示されると仮定する。

一方、画像情報生成手段１０９は、ブランク領域を含めた全領域が、横５００画素、縦４００ラインの表示画面を想定して、画像情報を生成すると仮定する（図６）。すなわち、第３の水平カウンタ及び第３の垂直カウンタが、それぞれ０〜４９９及び０〜３９９をカウントできるカウンタであると仮定する。また、画像情報生成手段１０９が表示しようとする画像（表示画像）のサイズが、横４００画素、縦３００ラインであると仮定する（図６中では、「重ね合わせ画像領域」と記載）。

上記仮定のもとでの背景画像と表示画像との重ね合わせについて、以下図１３〜図１６を用いて説明する。図１３Ｄ、図１４Ｄ、図１５Ｄ、及び図１６Ｄは、表示画面１０５に表示される表示データ信号１０８の状態を示している。また、内部に「無効」と書かれている四角は、画像データではない無効データを表している。さらに、内部に「背景Ｘ＝ｍ，Ｙ＝ｎ」と書かれている四角は、図１１に示す背景画像の横ｍ番目で縦ｎ番目の画素の色情報を示している。一方、内部に「画像Ｘ＝ｍ，Ｙ＝ｎ」と書かれている四角は、図１２に示す重ね合わせ画像の横ｍ番目で縦ｎ番目の画素の色情報を表している。

図１３〜図１６に表示領域の各ラインにおける表示データ信号１０８について以下に示す。

図１３は、図３における非表示領域における表示データの重ね合わせを示すタイミングチャートであり、すべて無効データが出力される。つまり、フレームメモリ１０２から画像のデータは読み出されない。

図１４は、図３の表示領域の３ライン目（背景画像のみの領域）における画像の重ね合わせを示すタイミングチャートである。図１４に示すように、第１の水平カウンタのカウント値が１００〜８９９のときのみ、背景画像の３ライン目（Ｙ＝２）の画素が順に選択される。一方、第１の水平カウンタのカウント値が０〜９９および９００〜９９９のときは、無効データが出力される。

図１５は、表示領域の１０１ライン目（重ね合わせ画像が表示される１ライン目）における画像の重ね合わせを示すタイミングチャートである。図１５に示すように、第１の水平カウンタのカウント値が１００〜１９９及び６００〜８９９のときは、背景画像の１０１ライン目の画素が選択される。一方、第１の水平カウンタのカウント値が２００〜５９９のときには、重ね合わせ画像の１ライン目の画素が順に選択される。

図１６は、表示領域の４００ライン目（重ね合わせ画像が表示される最終の３００ライン目）における画像の重ね合わせを示すタイミングチャートである。図１５と同様、第１の水平カウンタのカウント値が１００〜１９９及び６００〜８９９のときは、背景画像の４００ライン目の画素が選択される。一方、第１の水平カウンタのカウント値が２００〜５９９のときには、重ね合わせ画像の３００ライン目の画素が順に選択される。

〔実施の形態２〕
本発明の別の実施形態について図１７に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図１７は、本実施形態における表示装置１０１の内部ブロック図、及び表示装置１０１に接続される画像情報生成手段１０９との接続関係を示すブロック図であり、図１に示した実施の形態１との違いは、第１のフレーム同期信号１０６を第２のタイミング生成手段１１１に接続している点である。

第２のタイミング生成手段１１１は、第１のフレーム同期信号１０６の信号を受けて、第２にフレーム同期信号１１２のパルス位置、つまりフレームの先頭位置を決定して動作する。

具体的な構成としては、下記の２つの構成が挙げられる。

（１）第２のタイミング生成手段１１１に、入力された第１のフレーム同期信号１０６を遅らせるディレイ回路を搭載する。さらに、第１のフレーム同期信号１０６のパルスを受けてから一定時間後に１フレーム分だけ第２のタイミング生成手段１１１が動作するように回路を構成する。上記構成とすることにより、第２のタイミング生成手段１１１が１フレーム分の動作中に、次の第１のフレーム同期信号１０６のパルスを、第２のタイミング生成手段１１１に入力することができる。したがって、第２のタイミング生成手段１１１は、再度１フレーム分動作する。以後、第２のタイミング生成手段１１１は、上記の動作を繰り返す。

（２）第２のタイミング生成手段１１１に、入力された第１のフレーム同期信号１０６を遅らせるディレイ回路を搭載する。第２のタイミング生成手段１１１が、図示されない制御手段により起動される場合、第２のタイミング生成手段１１１はすぐには動作を始めず、第１のフレーム同期信号１０６のパルスを受けてから一定時間後に起動を開始する。また、第２のタイミング生成手段１１１は、あらかじめ設定された周期で動作を継続する。上記構成とすることによって、第１のタイミング生成手段１０４の１フレームあたりの時間と、第２のタイミング生成手段１１１の１フレームあたりの時間とは同じなので、相対的な時間関係はずっと維持される。

上記のどちらの構成としても、第２のタイミング生成手段１１１の１ラインの時間が第１のタイミング生成手段１０４の１ラインの時間と同じであるか、あるいは短くなるように、第２のタイミング生成手段１１１のクロック周波数を設定する。そして、第２のタイミング生成手段１１１は１フレーム分の画像の伝送を終了したあと、再び第１のタイミング生成手段１０４によって起動されるまで停止させる。そうすることにより、第２のタイミング生成手段１１１は必ず第１のタイミング生成手段１０４よりも遅く起動させることができる。しかし、両者の１フレームあたりの時間は同一なので、第２のタイミング生成手段１１１の起動が大きく遅れた場合、結果として第２のタイミング生成手段１１１の起動が、第１のタイミング生成手段１０４の起動より少し早い状況を作り出すことができる。このように構成すれば、画像情報保存手段１０３によるフレームメモリ１０２への画像情報の書き込みと表示画面１０５への画像の表示とのタイミングラグを極力小さくすることができる。

なお、第１のタイミング生成手段１０４及び第２のタイミング生成手段１１１の動作のタイミングの具体的な構成は、実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。

以上のように、上記構成とすると、第２のタイミング生成手段１１１は、第１のフレーム同期信号１０６の信号を受けて、第２のフレーム同期信号１１２のパルス位置が、ソフトウェアが介在してタイミングを調整することなく、自動的に決定される。第２のフレーム同期信号１１２のパルス位置を規定するための回路構成の一例として、第２のタイミング生成手段１１１に、第１のフレーム同期信号１０６を受けてから時間をカウントするカウンタを備えることが挙げられる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

〔補足事項〕
本発明の表示装置は、表示画面上の画像が定期的に更新されるように構成されており、（１）画像情報を転送するための表示データ信号と、更新される連続した画面を相互に区別する第１のフレーム同期信号と、画面を構成する複数のラインを相互に区別する第１のライン同期信号とに従って画像を表示する表示画面と、（２）画像情報を記憶しておくフレームメモリと、（３）第１のフレーム同期信号と第１のライン同期信号とを生成するとともに、フレームメモリから画像情報を読み出して表示データ信号を生成する第１のタイミング生成手段と、（４）入力される画像情報をフレームメモリに書き込む機能を持つ画像情報保存手段とを備えた表示装置において、（５）入力されたタイミング信号に従い内部で生成した画像情報を出力する、表示装置の外部に接続された画像情報生成手段へ出力するタイミング信号として、第２のフレーム同期信号と第２のライン同期信号とを生成する第２のタイミング生成手段を備えている。

そのため、本発明における表示装置では、画像情報生成手段が第１のライン同期信号を正確にカウントするのに必要なカウンタを備えている場合はもちろんのこと、備えていない場合にでも引き裂けを生じることなく、画像情報生成手段が生成した画像を表示画面に表示することができる。また、逆に第１のタイミング生成手段が画像情報生成手段を制御するのに十分なカウンタを備えていない場合においても、引き裂けを生じることなく、画像情報生成手段が生成した画像を表示画面に表示することができる。

さらに、画像情報を画像情報生成手段から出力するタイミングは、表示装置から制御することができるため、第２のフレーム同期信号の位相と第１のフレーム同期信号の位相との関係を第２のフレーム同期信号１１２のほうが少し早くなるようにすると、画像情報転送手段から出力される画像は、第１のタイミング生成手段がフレームメモリから画像情報を読み出すのよりも先にフレームメモリに書き込まれることになる。それゆえ、画像情報生成手段が生成した画像情報を１フレーム遅れることなく表示画面に表示できるようにすることができる。

具体的には、第２のタイミング生成手段の１ラインの時間が第１のタイミング生成手段の１ラインの時間と同じであるか、あるいは短くなるように、第２のタイミング生成手段のクロック周波数を設定する。そして、第２のタイミング生成手段が１フレーム分の画像の伝送を終了したあと、再び第１のタイミング生成手段１０４によって起動されるまで第２のタイミング生成手段を停止させればよい。

前記第２のタイミング生成手段は、前記第１のタイミング生成手段から出力する第１のフレーム同期信号のパルス位置と異なる位置に、第２のフレーム同期信号のパルスを出力することが好ましい。これにより、第１のタイミング生成手段と第２にタイミング生成手段とはタイミングをずらして動作させることができる。

前記第２のタイミング生成手段が、前記第１のタイミング生成手段から出力する第１のフレーム同期信号の１フレームに含まれる第１のライン同期信号の数と異なる数の、第２のライン同期信号を出力することが好ましい。これにより、第１のタイミング生成手段が生成するタイミングのライン数と第２のタイミング生成手段が生成するタイミングのライン数とを異ならせることができる。

前記第１のフレーム同期信号は、前記第２のタイミング生成手段に接続されており、第２のタイミング生成手段は前記第１のフレーム同期信号を受けて第２のフレーム同期信号のパルス位置を決定することが好ましい。

このように、第１のフレーム同期信号が第２のタイミング生成手段に接続する構成とすれば、第２のタイミング生成手段は第１のフレーム同期信号の信号を受けて第２にフレーム同期信号のパルス位置が自動的に決定されるため、ソフトウェアで厳密なタイミングで第１のタイミング生成手段と第２のタイミング生成手段とを起動する必要がなくなる。

また、画像情報生成手段には特別な機能を必要としないため、本発明の表示装置に接続する画像情報生成手段に制約がない。

さらに、第２のタイミング生成手段から出力される第２のフレーム同期信号と第２のライン同期信号とは、第１のタイミング生成手段から出力される第１のフレーム同期信号と第１のライン同期信号とを生成するための回路と同様の技術を使用することができるため、容易に実現することができる。

以上のように、本発明では、表示装置内で独立して、フレームメモリへの画像情報の書き込み、及びフレームメモリからの画像情報の読み出しを制御している。そのため、当該表示装置の外部に接続する画像生成手段に依存することなく、画像の引き裂けを回避することができる。したがって、本発明は、例えば、テレビ、サーバー、携帯電話、パソコンなどに代表される画像データの送受信を行うことが可能なあらゆる装置と接続する表示装置を製造する分野に広く利用することができる。

本発明の実施形態を示すものであり、表示装置の内部ブロック図、及び表示装置に接続される画像情報生成手段との接続関係を示すブロック図である。本発明の実施形態において、第１のタイミング生成手段の動作の一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、表示画面の一例を示す模式図である。本発明の実施形態において、第２のタイミング生成手段の動作の一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、画像情報生成手段の動作の一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、画像情報生成手段が想定する予定表示画面の一例を示す模式図である。本発明の実施形態において、第１のクロックの周期と第２のクロックの周期との関係の一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、第２のタイミング生成手段の動作を説明するために用いるパラメータを示す模式図である。本発明の実施形態において、第１のライン同期信号と第２のライン同期信号との関係、及び第１のフレーム同期信号と第２のフレーム同期信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、画像表示と画像伝送との時間的関係の一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、表示画面に表示する背景画像の各画素、及び上記各画素がフレームメモリ上に保存される順番を示す模式図である。本発明の実施形態において、表示画面上で背景画像に重ね合わされる画像の各画素、及び上記各画素がフレームメモリ上に保存される順番を示す模式図である。本発明の実施形態において、表示画面の非表示領域での画像の重ね合わせの一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、表示画面の表示領域３ライン目での画像の重ね合わせの一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、表示画面の表示領域１０ライン目での画像の重ね合わせの一例を示すタイミングチャートである。本発明の実施形態において、表示画面の表示領域４００ライン目での画像の重ね合わせの一例を示すタイミングチャートである。本発明の別の実施形態を示すものであり、表示装置の内部ブロック図、及び表示装置と、それに接続される画像情報生成手段との接続関係を示すブロック図である。従来技術を示すものであり、表示装置の内部ブロック図、及び表示装置と、それに接続される画像情報生成手段との接続関係を示すブロック図である。

符号の説明

１０１表示装置
１０２フレームメモリ
１０３画像情報保存手段
１０４第１のタイミング生成手段
１０５表示画面
１０６第１のフレーム同期信号
１０７第１のライン同期信号
１０８表示データ信号
１０９画像情報生成手段
１１０画像情報転送手段
１１１第２のタイミング生成手段
１１２第２のフレーム同期信号
１１３第２のライン同期信号

Claims

（１）画像情報を伝送するための表示データ信号と、表示データ信号の連続したフレームを相互に区別する第１のフレーム同期信号と、１フレームを構成する複数のラインを相互に区別する第１のライン同期信号とに従って画像を表示する表示画面と、
（２）画像情報を記憶しておくフレームメモリと、
（３）第１のフレーム同期信号と第１のライン同期信号とを生成するとともに、フレームメモリから画像情報を読み出して表示データ信号を生成する第１のタイミング生成手段と、
（４）入力される画像情報をフレームメモリに書き込む機能を持つ画像情報保存手段と、
を備えた表示装置であって、さらに、
（５）第２のフレーム同期信号及び第２のライン同期信号を生成し、本表示装置の外部に接続される画像情報生成手段へ出力する第２のタイミング生成手段を備え、
上記画像情報生成手段は、第２のフレーム同期信号及び第２のライン同期信号に従って、上記画像情報保存手段に画像情報を送る機能を備え、
上記第２のタイミング生成手段は、上記の第１のフレーム同期信号の周期と第２のフレーム同期信号の周期とが等しくなるような周期を持つ第２のライン同期信号であって、上記画像情報生成手段が表示させようと予定している予定表示画面に配列される画素の並びに適合した周期を持つ第２のライン同期信号を生成することを特徴とする表示装置。
上記第２のタイミング生成手段は、第１のライン同期信号を生成するための第１のクロックの周波数と第２のライン同期信号を生成するための第２のクロックの周波数との比が、上記表示画面のブランク領域を含む全画素数と上記予定表示画面のブランク領域を含む全画素数との比と等しくなるように、第２のクロックを生成するとともに、生成した第２のクロックの周期に上記予定表示画面のブランク領域を含む水平方向の画素数を乗じた周期を持つ第２のライン同期信号を生成し、さらに、生成した第２のライン同期信号の周期に上記予定表示画面のブランク領域を含む垂直方向のライン数を乗じた周期を持つ第２のフレーム同期信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
上記第２のタイミング生成手段は、上記第１のフレーム同期信号の位相と上記第２のフレーム同期信号の位相とが異なるように、第１のフレーム同期信号のパルスを受けたときに、第２のタイミング生成手段に備えられた第２の垂直カウンタのカウント数Ｘが、下記式（１）
P_V2-{(P_V1+P_V1'+P_V2'')*P₂P_H1/P₁P_H2-(P_V2''+P_V2')}≦Ｘ≦P_V2-(P_V1'*P₂P_H1/P₁P_H2-P_V2')
（式中、P₁は表示画面のブランク領域を含む全画像数を、P₂は予定表示画面のブランク領域を含む全画素数を、P_H1は表示画面のブランク領域を含む水平ラインの画素数を、P_H2は予定表示画面のブランク領域を含む水平ラインの画素数を、P_V1は表示画面のブランク領域を含む垂直ラインの画素数を、P_V2は予定表示画面のブランク領域を含む垂直ラインの画素数を、P_V1'は表示画面のブランク領域を含む垂直ライン１ライン目から重ね合わせ画像領域１ライン目までの画素数を、P_V2'は予定表示画面のブランク領域を含む垂直ライン１ライン目から重ね合わせ画像領域１ライン目までの画素数を、P_V2''は予定表示画面のブランク領域を除く垂直ラインの画素数を表す。）
を満足する値に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
上記第１のフレーム同期信号の１フレームに含まれる第１のライン同期信号の数と、上記第２のフレーム同期信号の１フレームに含まれる第２のライン同期信号の数とが異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
上記第１のフレーム同期信号が、上記第２のタイミング生成手段に接続されており、第２のタイミング生成手段が、上記第１のフレーム同期信号を受けて、上記第２のフレーム同期信号のパルス位置を規定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。