JPH07284002A - High resolution display device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To let the pictures of first and second frames look shifted to an observer, to double display picture elements to the eye and to make possible high resolution display. CONSTITUTION:A control circuit 14 receives video signals from a video camera 10, generates control signals changing between the continuous first and second frames of the video signals and supplies them to a first picture shifter 16 in front of the video camera and a second picture shifter 18 in front of a display device 12. The first picture shifter sends the pictures of the object of the video camera to an image pickup target as they are during a first frame period and sends the pictures of the object to the image pickup target while shifting them for 1/2 picture element pitch in a vertical direction for instance in a second frame period. The display device alternately displays the mutually shifted pictures for respective frames. The second picture shifter lets the display pictures of the display device pass through as they are in the first frame period and lets them pass through while shifting them in a direction opposite to the shifting direction of the first picture shifter in the second frame period.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、撮影画像を高解像度に
表示する高解像度表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high resolution display device for displaying a photographed image in high resolution.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、高解像度の画像を表示するため
には、ＣＣＤ素子の如き撮像素子を高密度に有するビデ
オ・カメラ及び高密度の画素を有する表示器を必要す
る。しかし、この様な高密度のビデオ・カメラ及び表示
器は共に高価である。そこで、従来、通常の解像度のビ
デオ・カメラを使用して解像度を向上させる表示装置が
考えられている。2. Description of the Related Art Generally, in order to display a high resolution image, a video camera having a high density image pickup device such as a CCD device and a display having a high density pixel are required. However, both such high density video cameras and displays are expensive. Therefore, conventionally, a display device has been considered in which the resolution is improved by using a video camera having a normal resolution.

【０００３】図７は、この表示装置の原理を説明するた
めのブロック図である。この装置は、軸１００に沿って
順次対向させて配置したレンズ１０２、プリズムである
フィルタ１０４及びＣＣＤ撮像ターゲット１０６を有す
る。フィルタ１０４は、機械的駆動機構１０８により図
中で点線で示すように軸１００に対して特定の角度で傾
斜するように駆動可能である。フィルタ１０２の面が軸
１００に対して直角な第１状態では、図中で軸１００に
沿った入射光線１１０で示す様に、レンズ１０２を通過
した光線はフィルタ１０４内を直進しターゲット１０６
上に画像を形成する。ＣＣＤ素子で検出した第１画像は
アナログ信号に変換されて、アナログ・デジタル変換器
（以下ＡＤＣという）１１２でデジタル信号に変換され
た後に、信号処理ユニット１１４に供給される。信号処
理ユニット１１４は中央処理ユニット（以下ＣＰＵとい
う）、フレームメモリ、デジタル・アナログ変換回路
（以下ＤＡＣという）及び関連回路を含み、ＡＤＣ１１
２から供給されたデジタル信号はフレームメモリに記憶
される。FIG. 7 is a block diagram for explaining the principle of this display device. This device has a lens 102, a filter 104 which is a prism, and a CCD imaging target 106, which are sequentially arranged to face each other along an axis 100. The filter 104 can be driven by a mechanical driving mechanism 108 so as to be tilted at a specific angle with respect to the axis 100 as shown by a dotted line in the drawing. In the first state, where the plane of the filter 102 is perpendicular to the axis 100, the rays that have passed through the lens 102 travel straight through the filter 104, as shown by the incident ray 110 along the axis 100 in the figure.
Form an image on top. The first image detected by the CCD element is converted into an analog signal, converted into a digital signal by an analog / digital converter (hereinafter referred to as ADC) 112, and then supplied to the signal processing unit 114. The signal processing unit 114 includes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU), a frame memory, a digital-analog conversion circuit (hereinafter referred to as DAC) and related circuits, and the ADC 11
The digital signal supplied from 2 is stored in the frame memory.

【０００４】次に、上述の様に駆動機構によりフィルタ
１０４を軸１００に対して特定角度θだけ傾斜させた第
２状態にすると、入射光線１１０はフィルタ１０４で屈
折し、撮像ターゲット１０６上には第１画像から距離Ｄ
だけずれた位置に第２画像が形成される。撮像ターゲッ
ト１０６に投射される第１及び第２画像は投射位置が異
なること以外は同一の画像である。第１及び第２画像の
ずれ量Ｄを各ＣＣＤ素子の間隔に応じて適当に選択する
ことにより、第１状態ではＣＣＤ素子で検出できなかっ
た画像部分が第２状態では検出できるようになる。第１
状態の場合と同様に、第２画像に対応するデジタル信号
は、信号処理ユニット２４内のフレームメモリに記憶さ
れる。フレームメモリに記憶した第１及び第２画像を合
成して１枚の画像として読出し、ＤＡＣでアナログ信号
に変換して陰極線管の様な表示器１１６に、例えば通常
の２倍のフレーム周波数でノンインタレース表示するこ
とで、解像度を向上させた画像の表示が実現できる。Next, as described above, when the filter 104 is tilted by the specific angle θ with respect to the axis 100 by the driving mechanism as described above, the incident light ray 110 is refracted by the filter 104, and is incident on the imaging target 106. Distance D from the first image
The second image is formed at a position deviated by only this amount. The first and second images projected on the imaging target 106 are the same image except that the projection positions are different. By appropriately selecting the shift amount D between the first and second images in accordance with the distance between the CCD elements, the image portion that could not be detected by the CCD elements in the first state can be detected in the second state. First
Similar to the case of the state, the digital signal corresponding to the second image is stored in the frame memory in the signal processing unit 24. The first and second images stored in the frame memory are combined and read out as one image, converted into an analog signal by a DAC, and displayed on a display 116 such as a cathode ray tube at a frame frequency twice that of a normal one. The interlaced display makes it possible to display an image with improved resolution.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置で
は、上述の如く機械的駆動機構によりフィルタ１０４の
傾斜角度を制御して第１及び第２画像を得るので動作速
度が遅く、表示画像は静止画像に制限される。また、第
１及び第２画像を同時に記憶するために、大容量の高価
なフレームメモリを必要とする。更に、機械的駆動機構
を使用するので、装置が大型化し、駆動回数や精度に制
限がある。However, in this apparatus, since the first and second images are obtained by controlling the tilt angle of the filter 104 by the mechanical driving mechanism as described above, the operation speed is slow and the displayed image is stationary. Limited to images. In addition, a large-capacity and expensive frame memory is required to store the first and second images at the same time. Furthermore, since a mechanical drive mechanism is used, the device becomes large, and the number of times of driving and the accuracy are limited.

【０００６】したがって、本発明の目的は、ＮＴＳＣ方
式の如き通常の解像度のＣＣＤテレビジョン・カメラ及
び表示器を使用して、大容量メモリを使用することな
く、且つ動画を高解像度表示できる高解像度表示装置の
提供にある。Therefore, an object of the present invention is to use a CCD television camera and a display device having a normal resolution such as the NTSC system and to display a high resolution moving image without using a large capacity memory. In the provision of display devices.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の高解像
度表示装置において、制御回路は、ビデオ・カメラから
のＮＴＳＣ方式の如きビデオ信号を受けて、ビデオ信号
の１フレーム期間毎に高レベル及び低レベル間で交互に
変化する第１及び第２フレーム期間を有する制御信号を
発生し、ビデオ・カメラの前に配置された第１画像ずら
し器に供給する。第１画像ずらし器は、第１フレーム期
間にビデオ・カメラに被写体の画像をそのまま撮像ター
ゲットに送り、第２フレーム期間に被写体の画像を例え
ば斜め方向に１／２画素ピッチの２の１／２乗倍ずらし
て撮像ターゲットに送る。表示器は、フレーム毎に互い
にずれた画像を交互に表示する。第２画像ずらし器は、
制御信号の第１フレーム期間に表示器の表示画像をその
まま通過させ、第２フレーム期間に、第１画像ずらし器
のずらし方向とは逆の方向に同じ量ずらして通過させ
る。これにより、観察者には、第１及び第２フレームの
画像が所定量ずれて、見かけ上表示画素が２倍になって
高解像度表示が実現される。In the high resolution display device of the present invention, the control circuit receives a video signal such as the NTSC system from the video camera, and outputs a high level signal every one frame period of the video signal. A control signal having first and second frame periods alternating between low levels is generated and provided to a first image shifter located in front of the video camera. The first image shifter sends the image of the subject to the video camera as it is to the imaging target in the first frame period, and in the second frame period, the image of the subject is diagonally 1/2 1/2 of the 1/2 pixel pitch. The result is multiplied and multiplied and sent to the imaging target. The display alternately displays images that are displaced from each other for each frame. The second image shifter is
During the first frame period of the control signal, the display image of the display device is passed as it is, and during the second frame period, the same amount is passed in the direction opposite to the shifting direction of the first image shifter. As a result, for the observer, the images of the first and second frames are deviated by a predetermined amount, and the apparent display pixels are doubled to realize high resolution display.

【０００８】[0008]

【実施例】図１は、本発明の高解像度表示装置の概略構
成を示すブロック図である。ＣＣＤ素子の様な撮像素子
から成る撮像ターゲットを有するビデオ・カメラ１０
は、ＮＴＳＣ方式の如きビデオ信号を出力する通常のビ
デオ・カメラであり、ビデオ信号は陰極線管、液晶表示
装置等の表示器１２に供給する。制御回路１４はビデオ
・カメラ１０からのビデオ信号を受けて、ビデオ信号の
１フレーム期間毎に高レベル及び低レベル間で交互に変
化する第１及び第２フレーム期間から成る制御信号を発
生し、ビデオ・カメラ１０の前に配置された第１画像ず
らし器１６及び表示器１２の表示画面の前に配置された
第２画像ずらし器１８に供給する。この様な制御回路１
４は、ビデオ信号から奇数及び偶数フィールド毎にレベ
ルが変化する奇数／偶数フィールド信号を生成するビデ
オシンクセパレータと、この出力の周波数を２分の１に
分周する制御信号を生成する分周回路とで実現できる。1 is a block diagram showing a schematic structure of a high resolution display device of the present invention. Video camera 10 having an imaging target composed of an imaging device such as a CCD device
Is an ordinary video camera that outputs a video signal such as the NTSC system, and the video signal is supplied to a display 12 such as a cathode ray tube or a liquid crystal display device. The control circuit 14 receives the video signal from the video camera 10 and generates a control signal composed of first and second frame periods which alternate between high level and low level for each frame period of the video signal, The first image shifter 16 arranged in front of the video camera 10 and the second image shifter 18 arranged in front of the display screen of the display 12 are supplied. Such control circuit 1
Reference numeral 4 denotes a video sync separator that generates an odd / even field signal whose level changes for each odd and even field from the video signal, and a frequency divider circuit that generates a control signal that divides the frequency of this output by half. It can be realized with.

【０００９】第１画像ずらし器１６は、制御回路１４か
らの制御信号の第１フレーム期間にビデオ・カメラ１０
に被写体の画像をそのまま通過させ、第２フレーム期間
に被写体の画像を例えば垂直方向又は水平方向に１／２
画素ピッチ或いは何れかの斜め方向に１／２画素ピッチ
の２の１／２乗倍ずらして通過させる。これにより、ビ
デオ・カメラ１０の撮像ターゲットは、第２フレーム期
間に、第１フレーム期間では撮像素子の間に投射されて
検出できなかった画素情報を検出できる。この様にして
得たビデオ信号を表示器１２に表示すると、フレーム毎
に所定量ずれた画像が交互に表示される。The first image shifter 16 controls the video camera 10 during the first frame period of the control signal from the control circuit 14.
The image of the subject is passed through as it is, and the image of the subject is halved in the vertical or horizontal direction during the second frame period.
The pixel pitch or any one of the diagonal directions is shifted by 1/2 power of 1/2 pixel pitch and passed. Thereby, the imaging target of the video camera 10 can detect the pixel information which cannot be detected by being projected between the imaging elements in the first frame period in the second frame period. When the video signal obtained in this manner is displayed on the display 12, images shifted by a predetermined amount for each frame are alternately displayed.

【００１０】第２画像ずらし器１８は、制御信号の第１
フレーム期間に表示器１２の表示画像をそのまま通過さ
せ、第２フレーム期間に、第１画像ずらし器１６の画像
ずらし方向とは逆の方向に１／２画素ピッチずらして通
過させる。これにより、観察者には、第１及び第２フレ
ームの画像が所定量ずれて見え、見かけ上、表示画素が
２倍になり高解像度表示が実現される。The second image shifter 18 receives the first signal of the control signal.
During the frame period, the display image on the display 12 is allowed to pass through, and during the second frame period, the first image shifter 16 is allowed to pass with a 1/2 pixel pitch shift in a direction opposite to the image shifting direction. As a result, the images of the first and second frames appear to be shifted by a predetermined amount to the observer, and apparently the number of display pixels is doubled to realize high resolution display.

【００１１】図２は、図１の装置の構成を更に詳細に示
すブロック図である。ビデオ・カメラ１０は、軸２０に
沿って配置されたレンズ２２及び撮像ターゲット２４
と、ビデオ信号生成回路２６とを有する。レンズ２２
は、被写体の画像を撮像ターゲット２４上に結像させ、
ビデオ信号生成回路２６は、撮像ターゲット２４から取
り出した電気信号に水平及び垂直同期信号を挿入する等
の処理をし、ＮＴＳＣビデオ信号を生成する。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the apparatus shown in FIG. 1 in more detail. The video camera 10 includes a lens 22 and an imaging target 24 arranged along an axis 20.
And a video signal generation circuit 26. Lens 22
Forms an image of the subject on the imaging target 24,
The video signal generation circuit 26 performs processing such as inserting horizontal and vertical synchronization signals into the electric signal extracted from the imaging target 24, and generates an NTSC video signal.

【００１２】第１画像ずらし器１２は、ビデオ・カメラ
１０の前に撮像ターゲット２４の中心を通る軸２０に沿
って順次対向させて配置した偏光フィルタ２８、液晶セ
ル３０、複屈折偏光子３２を有する。偏光フィルタ２８
は、水平方向に対して４５度の角度を成す光吸収軸２８
ａ及び光透過軸２８ｂを有し、入射する自然光を光透過
軸２８ｂの方向に振動面を有する偏光された光に変換し
て出射する。The first image shifter 12 includes a polarization filter 28, a liquid crystal cell 30, and a birefringent polarizer 32, which are sequentially arranged in front of the video camera 10 along the axis 20 passing through the center of the imaging target 24. Have. Polarizing filter 28
Is a light absorption axis 28 that forms an angle of 45 degrees with the horizontal direction.
a and a light transmission axis 28b, incident natural light is converted into polarized light having a vibrating surface in the direction of the light transmission axis 28b, and the light is emitted.

【００１３】液晶セル３０は、入射光線にゼロ乃至半波
長のリタデーションを与える液晶可変光学リターダであ
る。液晶セル３０の光軸３０ａは、偏光フィルタ２８の
各偏光軸に対して角度略４５度の関係に配置され、ここ
では水平方向に平行である。この液晶セル３０は、制御
回路１４からの制御信号の第１フレーム期間にオン状態
にされ、第２フレーム期間にオフ状態にされる。液晶セ
ル３０は、オン状態であるときは、入射光線にリタデー
ションを与えず、入射偏光光線は偏光方向を変えること
なく出射される。また、液晶セル３０は、オフ状態にあ
るときは、入射光線に半波長のリタデーションを与え、
入射偏光光線はその偏光方向が９０度だけ回転されて出
射される。液晶セル３０としては、ある程度高速動作が
得られ、光透過率が良好で、安価な点から、特開昭６０
−１９６７２８号に詳細に記載される通称「πセル」と
呼ばれる液晶セルが好適である。更に、高速動作が必要
であれば可変光学リターダとしてＰＬＺＴ素子を使用し
てもよい。The liquid crystal cell 30 is a liquid crystal variable optical retarder that gives a retardation of zero to half wavelength to an incident light beam. The optical axis 30a of the liquid crystal cell 30 is arranged at an angle of about 45 degrees with respect to each polarization axis of the polarization filter 28, and is parallel to the horizontal direction here. The liquid crystal cell 30 is turned on during the first frame period of the control signal from the control circuit 14 and turned off during the second frame period. When the liquid crystal cell 30 is in the ON state, it does not retard the incident light beam, and the incident polarized light beam is emitted without changing the polarization direction. Further, the liquid crystal cell 30 gives a half-wave retardation to an incident light beam when in the off state,
The incident polarized light is emitted with its polarization direction rotated by 90 degrees. As the liquid crystal cell 30, a high speed operation can be obtained to some extent, the light transmittance is good, and the liquid crystal cell is inexpensive.
A liquid crystal cell commonly referred to as “π cell” described in detail in No. 196728 is suitable. Further, if high speed operation is required, a PLZT element may be used as a variable optical retarder.

【００１４】複屈折偏光子３２は、方解石、水晶等の如
き複屈折性を有する単光軸異方性結晶である。複屈折性
偏光子は入射面に対して傾斜した光軸を有し、複屈折偏
光子３２の光軸３２ａは入射面への投影が偏光フィルタ
２８の光吸収軸２８ａと平行であり、軸２０に関して上
側が撮像ターゲット２４側に傾斜している。複屈折性偏
光子の入射面に自然光線が直角に入射すると、偏光子内
で、偏光子の光軸及び入射光線の進行方向で決まる主面
内で真っ直ぐに進む常光線と、屈曲して進む異常光線に
分けられる。常光線及び異常光線は、偏光子を通過した
ときは互いに平行な光となるので、複屈折性偏光子を通
して物体を見ると二重に見える。また、複屈折性偏光子
に偏光光線を入射すると、偏光光線の進行方向及び光軸
で決まる主面と偏光光線の偏光方向との関係に応じて、
常光線又は異常光線のいずれか一方のみが出射される。
入射偏光光線の偏光方向が主面に直角であれば、偏光光
線は偏光子内を真っ直ぐに進み常光線として出射され
る。一方、入射偏光光線の偏光方向が偏光子の光軸に平
行であれば、偏光光線は偏光子内で屈折して進み異常光
線として出射される。異常光線が常光線に対してどの方
向にずれるかは、光軸の傾斜方向に依存する。複屈折偏
光子３２では、撮像ターゲット２４に向かって見て、異
常光線は常光線に対して斜め左上側にずれる。また、ず
れ量は複屈折偏光子３２の材質及び厚さに依存する。The birefringent polarizer 32 is a single optical axis anisotropic crystal having a birefringent property such as calcite and quartz. The birefringent polarizer has an optical axis inclined with respect to the incident surface, and the optical axis 32a of the birefringent polarizer 32 has a projection on the incident surface parallel to the light absorption axis 28a of the polarization filter 28, and the axis 20 With respect to, the upper side is inclined toward the imaging target 24 side. When a natural ray is incident on the entrance surface of a birefringent polarizer at a right angle, an ordinary ray that advances straight in the principal plane determined by the optical axis of the polarizer and the traveling direction of the incident ray in the polarizer It is divided into extraordinary rays. The ordinary ray and the extraordinary ray are parallel to each other when passing through the polarizer, and therefore, when an object is viewed through the birefringent polarizer, it looks double. Further, when a polarized light ray is incident on the birefringent polarizer, depending on the relationship between the main surface determined by the traveling direction and the optical axis of the polarized light ray and the polarization direction of the polarized light ray,
Only one of the ordinary ray and the extraordinary ray is emitted.
If the polarization direction of the incident polarized light ray is perpendicular to the principal plane, the polarized light ray goes straight through the polarizer and is emitted as an ordinary ray. On the other hand, if the polarization direction of the incident polarized light beam is parallel to the optical axis of the polarizer, the polarized light beam is refracted in the polarizer and is emitted as an extraordinary light beam. The direction in which the extraordinary ray deviates from the ordinary ray depends on the inclination direction of the optical axis. In the birefringent polarizer 32, the extraordinary ray shifts diagonally to the upper left side with respect to the ordinary ray when viewed toward the imaging target 24. The amount of deviation depends on the material and thickness of the birefringent polarizer 32.

【００１５】ＣＣＤ撮像ターゲット２４は、実際には数
十万個のＣＣＤ素子を有するが、図３では説明を簡単に
するために、そのうちの４個のみのＣＣＤ素子２４ａ〜
２４ｄを示す。ここでは、各ＣＣＤ素子は正方形で表
し、素子のピッチは各素子の一辺の長さに等しいとして
示す。ＣＣＤ素子の行配列方向は水平方向に平行であ
り、偏光フィルタ２８の各軸と４５度の角度を成す。ま
た、複屈折偏光子３２による上述のずれ量は、ＣＣＤ素
子の１／２ピッチの２の１／２乗倍に相当する。The CCD image pickup target 24 actually has several hundreds of thousands of CCD elements, but in FIG. 3, only four of these CCD elements 24a to 24c are included to simplify the explanation.
24d is shown. Here, each CCD element is represented by a square, and the element pitch is shown as being equal to the length of one side of each element. The row arrangement direction of the CCD elements is parallel to the horizontal direction and forms an angle of 45 degrees with each axis of the polarization filter 28. Further, the above-mentioned shift amount due to the birefringent polarizer 32 corresponds to 2 1/2 times the 1/2 pitch of the CCD element.

【００１６】液晶セル３０をオン状態にすると、偏光フ
ィルタ２８の光透過軸２８ｂを通過した偏光光線は、偏
光方向が回転されることなく液晶セル３０を通過し、複
屈折偏光子３２に入射する。偏光光線の進行方向及び複
屈折偏光子３２の光軸３２ａで決まる主面に対して偏光
光線の偏光方向は直角であるので、偏光光線は複屈折偏
光子３２を常光線として直進して撮像ターゲット２４に
到達する。即ち、被写体の画像は直進して、撮像ターゲ
ット２４に投射される。ＣＣＤ素子２４ａ〜２４ｄは、
その上に投射された画素情報２４ａ１、２４ｂ１、２４
ｃ１及び２４ｄ１を検出する。撮像ターゲット２４で検
出された画素情報は、電気信号に変換されてビデオ信号
生成回路２６に送られる。ビデオ信号生成回路２６は、
入力された電気信号を処理し、１フレーム分のビデオ信
号を生成して出力する。When the liquid crystal cell 30 is turned on, the polarized light beam that has passed through the light transmission axis 28b of the polarization filter 28 passes through the liquid crystal cell 30 without rotating its polarization direction and enters the birefringent polarizer 32. . Since the polarization direction of the polarized light ray is at right angles to the principal plane determined by the traveling direction of the polarized light ray and the optical axis 32a of the birefringent polarizer 32, the polarized light ray advances straight as the ordinary light ray in the birefringent polarizer 32 and the imaging target. Reach 24. That is, the image of the subject goes straight and is projected on the imaging target 24. The CCD elements 24a to 24d are
Pixel information 24a1, 24b1, 24 projected on it
c1 and 24d1 are detected. The pixel information detected by the imaging target 24 is converted into an electric signal and sent to the video signal generation circuit 26. The video signal generation circuit 26 is
The input electric signal is processed to generate and output a video signal for one frame.

【００１７】次に液晶セル３０をオフ状態にすると、偏
光フィルタ２８の光透過軸２８ｂを通過した偏光光線
は、偏光方向が９０度だけ回転されて液晶セル３０を通
過し、複屈折偏光子３２に入射する。偏光光線及び複屈
折偏光子３２の光軸３２ａで決まる主面に対して偏光光
線の偏光方向は平行であるので、偏光光線は複屈折偏光
子３２内で異常光線として斜め左上側に屈折した後複屈
折偏光子３２から出射され、撮像ターゲット２４に到達
する。即ち、被写体の画像は、液晶セル３０がオン状態
のときに比較して斜め左上側にずれて撮像ターゲット２
４に投射される。したがって、オン状態では各ＣＣＤ素
子の斜め右下側に投射されて検出されなかった画素情報
２４ａ２、２４ｂ２、２４ｃ２及び２４ｄ２が夫々ＣＣ
Ｄ素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃ及び２４ｄで検出できる
ようになる。この様に撮像ターゲット２４で検出された
画素情報は、同様にして、電気信号に変換された後、ビ
デオ信号生成回路２６から１フレーム分のビデオ信号と
して出力される。Next, when the liquid crystal cell 30 is turned off, the polarized light beam that has passed through the light transmission axis 28b of the polarization filter 28 is rotated by 90 degrees in the polarization direction and then passes through the liquid crystal cell 30, and the birefringent polarizer 32 is provided. Incident on. Since the polarization direction of the polarized light ray is parallel to the principal plane determined by the optical axis 32a of the polarized light ray and the birefringent polarizer 32, the polarized light ray is refracted in the birefringent polarizer 32 as an extraordinary ray to the upper left side. The light is emitted from the birefringent polarizer 32 and reaches the imaging target 24. That is, the image of the subject is shifted to the upper left side obliquely as compared with when the liquid crystal cell 30 is in the ON state, and the imaging target 2
4 is projected. Therefore, in the ON state, the pixel information 24a2, 24b2, 24c2, and 24d2, which is projected on the obliquely lower right side of each CCD element and is not detected, is CC respectively.
The D elements 24a, 24b, 24c, and 24d can be detected. In this way, the pixel information detected by the imaging target 24 is similarly converted into an electric signal and then output from the video signal generation circuit 26 as a video signal for one frame.

【００１８】この様に、ビデオ信号生成回路２８から
は、被写体の画素情報２４ａ１、２４ｂ１、２４ｃ１及
び２４ｄ１を含む第１フレーム信号と、第１フレームに
含まれる画素情報で囲まれた位置の画素情報２４ａ２、
２４ｂ２、２４ｃ２及び２４ｄ２を含む第２フレーム信
号とから成るビデオ信号が、表示器１２に供給される。
表示器１２には、同一の表示ドットに第１及び第２フレ
ームの対応する画素情報例えば、２４ａ１及び２４ａ２
が交互に表示される。As described above, from the video signal generation circuit 28, the first frame signal including the pixel information 24a1, 24b1, 24c1 and 24d1 of the subject and the pixel information at the position surrounded by the pixel information included in the first frame. 24a2,
A video signal including a second frame signal including 24b2, 24c2 and 24d2 is supplied to the display 12.
The display unit 12 displays corresponding pixel information of the first and second frames on the same display dot, for example, 24a1 and 24a2.
Are displayed alternately.

【００１９】第２画像ずらし器１８は、表示器１２の表
示画面の前に表示画面の中心を通る軸３４に沿って表示
器１２側から順次対向させて配置した偏光フィルタ３
６、液晶セル３８、複屈折偏光子４０を有する。偏光フ
ィルタ３６は、偏光フィルタ２８と同様に水平方向に対
して４５度の角度を成す光吸収軸３６ａ及び光透過軸３
６ｂを有する。液晶セル３８は、液晶セル３０と同様の
液晶光学リターダであり、その光軸３８ａは偏光フィル
タ３６の各偏光軸に対して角度略４５度の関係に配置さ
れ、ここでは水平方向に平行である。液晶セル３８は、
液晶セル３０と共に制御回路１４からの制御信号の第１
フレーム期間にオン状態にされ、第２フレーム期間にオ
フ状態にされる。The second image shifter 18 is arranged in front of the display screen of the display 12 so as to sequentially face the display 12 along the axis 34 passing through the center of the display screen.
6, a liquid crystal cell 38, and a birefringent polarizer 40. The polarization filter 36, like the polarization filter 28, forms a light absorption axis 36 a and a light transmission axis 3 that form an angle of 45 degrees with the horizontal direction.
6b. The liquid crystal cell 38 is a liquid crystal optical retarder similar to the liquid crystal cell 30, and its optical axis 38a is arranged in a relation of approximately 45 degrees with respect to each polarization axis of the polarization filter 36, and is parallel to the horizontal direction here. . The liquid crystal cell 38 is
The first control signal from the control circuit 14 together with the liquid crystal cell 30
It is turned on during the frame period and turned off during the second frame period.

【００２０】複屈折偏光子４０は、複屈折偏光子３２と
同様の複屈折偏光子である。複屈折偏光子４０の光軸４
０ａは、入射面への投影が偏光フィルタ３６の光吸収軸
３６ａに平行であり、軸３４に対して上側が表示器１２
側に傾斜している。複屈折偏光子４０では、表示器１２
からの光線の異常光線は常光線に対して進行方向で左下
側にずれる。即ち、表示器１２の画面に向かって見る
と、右下側にずれる。The birefringent polarizer 40 is a birefringent polarizer similar to the birefringent polarizer 32. Optical axis 4 of birefringent polarizer 40
0a is such that the projection on the incident surface is parallel to the light absorption axis 36a of the polarization filter 36, and the upper side of the axis 34 is the display 12.
Inclined to the side. In the birefringent polarizer 40, the display 12
The extraordinary ray of the ray from is shifted to the lower left side in the traveling direction with respect to the ordinary ray. That is, when looking toward the screen of the display device 12, it shifts to the lower right side.

【００２１】ビデオ信号の第１フレーム期間、液晶セル
３８がオン状態のとき、表示器１２の表示画面から放射
され、偏光フィルタ３６の光透過軸３６ｂを通過した偏
光光線は、偏光方向が回転されることなく液晶セル３８
を通過し、複屈折偏光子４０に入射する。偏光光線の進
行方向及び複屈折偏光子４０の光軸で決まる主面に対し
て偏光光線の偏光方向は直角であるので、偏光光線は複
屈折偏光子４０内を常光線として直進して出射され、観
察者に観察される。During the first frame period of the video signal, when the liquid crystal cell 38 is in the ON state, the polarization direction of the polarized light beam emitted from the display screen of the display 12 and passing through the light transmission axis 36b of the polarization filter 36 is rotated. Liquid crystal cell 38 without
And enters the birefringent polarizer 40. Since the polarization direction of the polarized light ray is at right angles to the principal plane determined by the traveling direction of the polarized light ray and the optical axis of the birefringent polarizer 40, the polarized light ray goes straight through the birefringent polarizer 40 as an ordinary ray and is emitted. , Observed by the observer.

【００２２】ビデオ信号の第２フレーム期間、液晶セル
３８がオフ状態のとき、表示器１２の表示画面から放射
され、偏光フィルタ３６の光透過軸３６ｂを通過した偏
光光線は、偏光方向が９０度回転されて液晶セル３８を
通過し、複屈折偏光子４０に入射する。偏光光線の進行
方向及び複屈折偏光子４０の光軸で決まる主面に対して
偏光光線の偏光方向は平行であるので、偏光光線は複屈
折偏光子４０内を進行方向左下側に屈折した後出射さ
れ、観察者に観察される。即ち、観察者から表示器１２
の画面を見ると、第２フレームの各画素が第１フレーム
の対応する画素に対して、右下側にずれて見える。これ
により、撮像ターゲット２４上で検出した第１フレーム
の画素情報（２４ａ１〜２４ｄ１を含む）及びこの画素
情報に対して右下側に位置する第２フレームの画素情報
（２４ａ２〜２４ｄ２を含む）（図３参照）から成る画
像が観察者によって観察される。この画像は、通常の方
式による画像に比較して、見かけ上の画素が水平及び垂
直方向で多くなり、水平及び垂直方向の両方向で解像度
が改善される。ただし、通常ビデオ信号の第１及び第２
フレームにより、高解像度の１画像即ち１フレームを形
成するので、表示のフレーム周波数は半分になる。During the second frame period of the video signal, when the liquid crystal cell 38 is in the off state, the polarized light emitted from the display screen of the display 12 and passing through the light transmission axis 36b of the polarization filter 36 has a polarization direction of 90 degrees. It is rotated, passes through the liquid crystal cell 38, and enters the birefringent polarizer 40. Since the polarization direction of the polarized light ray is parallel to the principal plane determined by the traveling direction of the polarized light ray and the optical axis of the birefringent polarizer 40, the polarized light ray is refracted in the birefringent polarizer 40 to the lower left side in the traveling direction. It is emitted and observed by an observer. That is, from the observer to the display 12
When viewing the screen, the pixels of the second frame appear to be shifted to the lower right side with respect to the corresponding pixels of the first frame. Thereby, the pixel information (including 24a1 to 24d1) of the first frame detected on the imaging target 24 and the pixel information (including 24a2 to 24d2) of the second frame located on the lower right side of this pixel information ( An image consisting of (see FIG. 3) is observed by the observer. This image has a larger number of apparent pixels in the horizontal and vertical directions, and the resolution is improved in both the horizontal and vertical directions, as compared with an image by a normal method. However, the first and second normal video signals
Since one frame of high resolution, that is, one frame is formed by the frames, the display frame frequency is halved.

【００２３】図１の装置では、ＣＲＴ、液晶表示装置等
である表示器１２を直視する形式の表示装置として説明
したが、表示器１２として投射型即ちプロジェクタ用の
ものを使用し、表示画像をレンズを介してスクリーンに
投影してもよい。実際上、複屈折偏光子は大きなサイズ
のものを得ることが難しく、直視形式の場合には、表示
器１２の画面の大きさは制限される。したがって、プロ
ジェクション形式にすることにより、大画面で高解像度
画像を観察できる。In the apparatus shown in FIG. 1, the display 12 which is a CRT, a liquid crystal display or the like is directly viewed, but a projection type, that is, a projector is used as the display 12, and a display image is displayed. You may project on a screen through a lens. In practice, it is difficult to obtain a large size birefringent polarizer, and in the case of the direct view type, the size of the screen of the display 12 is limited. Therefore, by adopting the projection format, a high resolution image can be observed on a large screen.

【００２４】本発明に従いカラー高解像度表示を行う場
合も、基本的構成は図１に示す構成と同じであるが、ビ
デオ・カメラ１０及び表示器１２に代わって、カラー・
ビデオ・カメラ１０’及び表示器１２’を用いる。図５
は、このカラー・ビデオ・カメラ１０’の撮像部の一例
を示す。このカメラ１０は３板式カラー・カメラであ
り、赤色、緑色及び青色用撮像ターゲット５２、５４及
び５６とプリズム６４、６６及び６８から成る通常の構
造に加えて、撮像ターゲット５２、５４及び５６の前に
配置された赤用第１画像ずらし器５８、緑用第１画像ず
らし器６０及び青用第１画像ずらし器６２を有する。こ
れらの画像ずらし器５８〜６２は同時に、制御信号によ
り制御されて、図３に示すように、第２フレーム期間に
撮像ターゲット５２〜５６に投射する画像を、第１フレ
ーム期間の画像に対してずらす。When color high-resolution display is performed according to the present invention, the basic structure is the same as that shown in FIG. 1, except that the video camera 10 and the display 12 are replaced by a color display.
A video camera 10 'and a display 12' are used. Figure 5
Shows an example of the image pickup section of the color video camera 10 '. This camera 10 is a three-plate color camera, in addition to the usual structure consisting of red, green and blue imaging targets 52, 54 and 56 and prisms 64, 66 and 68, in front of the imaging targets 52, 54 and 56. The first image shifter 58 for red, the first image shifter 60 for green, and the first image shifter 62 for blue, which are arranged in These image shifters 58 to 62 are controlled by the control signal at the same time, and as shown in FIG. 3, the images projected on the imaging targets 52 to 56 in the second frame period are compared with the images in the first frame period. Shift.

【００２５】図６は、カラー表示器１２’としてトリニ
トロン（ソニー株式会社登録商標）管と呼ばれるアパー
チャ・グリル方式カラーＣＲＴを本発明に使用した場合
の表示状態を示す。上述の説明のように、表示器１２’
の画面を見ると、第２フレームの各画素が第１フレーム
の対応する画素に対して、右下側にずれて見える。これ
により、水平及び垂直方向の解像度が改善される。ここ
で留意すべきことは、水平方向に表示画素が１／２画素
ピッチずれることにより、第１フレームの画像内のアパ
ーチャ・グリルのストライプと第２フレームの表示ドッ
トとが重畳し、第２フレームの画像内のアパーチャ・グ
リルのストライプと第１フレームの表示ドットとが重畳
することである（ここでは、１画素はＲ、Ｇ及びＢの３
つの表示ドットで形成される）。これにより、視覚上、
アパーチャ・グリルのストライプが表示ドットにより打
ち消され、殆ど目立たなくなる。このことは、Ｒ、Ｇ及
びＢ表示素子が間隔を置いて一列に配列されたＴＦＴ方
式等のカラー液晶表示装置においても、同様の結果が得
られる。FIG. 6 shows a display state when an aperture grill type color CRT called a Trinitron (registered trademark of Sony Corporation) tube is used as the color display 12 'in the present invention. As described above, the indicator 12 '
When viewing the screen, the pixels of the second frame appear to be shifted to the lower right side with respect to the corresponding pixels of the first frame. This improves the horizontal and vertical resolution. It should be noted here that the display pixels of the second frame are overlapped with the stripes of the aperture grille in the image of the first frame due to the shift of the display pixels by 1/2 pixel pitch in the horizontal direction. Of the aperture grille and the display dots of the first frame in the image of (1 pixel is 3 of R, G and B in this case).
Formed by one display dot). This gives a visual
The stripes on the aperture grille are countered by the display dots, making them almost inconspicuous. The same result can be obtained in a color liquid crystal display device such as a TFT system in which the R, G and B display elements are arranged in a line at a distance.

【００２６】上述の説明では、第１及び第２フレームの
画像を斜め方向にずらしたが、垂直又は水平方向にずら
し、夫々垂直又水平方向の一方向のみの解像度の改善を
行ってもよい。また、ビデオ信号のフレーム単位の画像
ずらしを行ったが、ビデオ・カメラ１０から得られるビ
デオ信号の偶数フィールドを奇数フィールドを水平方向
にずらすことでも、水平方向の解像度を改善することが
できる。ただし、フィールド単位の画像ずらしでは、ず
らし方向は水平方向に限られる。In the above description, the images of the first and second frames are shifted in the diagonal direction, but they may be shifted in the vertical or horizontal direction to improve the resolution in only one of the vertical and horizontal directions, respectively. Further, although the image shift of each frame of the video signal is performed, the horizontal resolution can be improved by shifting the even field and the odd field of the video signal obtained from the video camera 10 in the horizontal direction. However, in the image shifting in field units, the shifting direction is limited to the horizontal direction.

【００２７】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変更が可能
であることは当業者には明かである。画像ずらし器１６
はビデオ・カメラ１０の前に配置したが、レンズ２２及
び撮像ターゲット２４の間に配置してもよい。また、各
画像ずらし器において、偏光フィルタ及び複屈折偏光子
の位置を交換しても同一の結果が得られる。更に、図１
の偏光フィルタの各軸と複屈折偏光子の関係を９０度回
転させると、液晶セルのオン時に画像がずれ、オフ時に
画像が直進するようになる。Although one embodiment of the present invention has been described above, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Image shifter 16
Although it is placed in front of the video camera 10, it may be placed between the lens 22 and the imaging target 24. Also, in each image shifter, the same result can be obtained even if the positions of the polarization filter and the birefringent polarizer are exchanged. Furthermore, FIG.
When the relationship between each axis of the polarizing filter and the birefringent polarizer is rotated by 90 degrees, the image shifts when the liquid crystal cell is on and the image goes straight when the liquid crystal cell is off.

【００２８】表示器１２、１２’にビデオ・カメラ１
０、１０’からビデオ信号を直接に使用せずに、ビデオ
・カメラ１０の出力ビデオ信号をビデオ・テープ・レコ
ーダ（ＶＴＲ）、レーザ・ディスク等に録画し、ＶＴＲ
の出力を表示器１２、１２’及び制御回路１４に供給し
てもよい。The video camera 1 is displayed on the display 12, 12 '.
The output video signal of the video camera 10 is recorded on a video tape recorder (VTR), a laser disk, etc. without directly using the video signal from 0, 10 ', and the VTR is recorded.
May be supplied to the indicators 12, 12 ′ and the control circuit 14.

【００２９】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、ＮＴＳＣ方式の如き通
常の解像度のテレビジョン・カメラ及び表示器を使用し
て、大容量メモリを使用することなく、且つ動画を高解
像度表示できる。According to the present invention, a moving image can be displayed in high resolution without using a large capacity memory by using a television camera and a display device having a normal resolution such as the NTSC system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の高解像度表示装置の概略構成を示すブ
ロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a high resolution display device of the present invention.

【図２】図１の装置を詳細に示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the apparatus of FIG. 1 in detail.

【図３】撮像ターゲット及び検出画素情報の関係を示す
簡略図。FIG. 3 is a simplified diagram showing a relationship between an imaging target and detection pixel information.

【図４】表示器上の走査ラインを示す簡略図。FIG. 4 is a simplified diagram showing scan lines on a display.

【図５】本発明に従った装置でカラー表示する場合に用
いる３板式カラー・カメラの撮像部を示す簡略図。FIG. 5 is a simplified diagram showing an image pickup section of a three-plate color camera used for color display by the apparatus according to the present invention.

【図６】アパーチャ・グリル方式カラーＣＲＴを本発明
に使用した場合の表示状態を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing a display state when an aperture grill type color CRT is used in the present invention.

【図７】従来の高解像表示装置を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a conventional high resolution display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ ビデオ・カメラ １２ 表示器 １４ 制御器 １６ 第１画像ずらし器 １８ 第２画像ずらし器 ２４ 撮像ターゲット ２８ 第１偏光フィルタ ３６ 第２偏光フィルタ ３０ 第１可変光学リターダ ３８ 第２可変光学リターダ ３２ 第１複屈折偏光子 ４０ 第２複屈折偏光子 10 Video Camera 12 Display 14 Controller 16 First Image Shifter 18 Second Image Shifter 24 Imaging Target 28 First Polarization Filter 36 Second Polarization Filter 30 First Variable Optical Retarder 38 Second Variable Optical Retarder 32 First Birefringent Polarizer 40 Second Birefringent Polarizer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 表示器と、 撮像ターゲットと、 該ターゲットから得られる電気信号からビデオ信号を生
成するビデオ信号生成回路と、 上記ビデオ信号を受けて、該ビデオ信号の連続する第１
及び第２画像間で変化する制御信号を発生する制御回路
と、 上記撮像ターゲット及び上記表示器の前に夫々配置さ
れ、上記制御信号に応じて第１及び第２制御状態に切り
替えられ、入射光線の振動面を上記第１制御状態で９０
度回転させ、第２制御状態で回転させない第１及び第２
可変光学リターダと、 上記第１可変光学リターダに対し、上記撮像ターゲット
側又はその反対側に配置され、入射光線を一方向に偏光
する第１偏光フィルタと、 上記第１可変光学リターダに対し、上記第１偏光フィル
タの反対側に配置され、上記第１偏光フィルタの偏光方
向に対して、所定方向の光軸を有する第１複屈折偏光子
と、 上記第２可変光学リターダに対し、上記表示器側又はそ
の反対側に配置され、入射光線を一方向に偏光する第２
偏光フィルタと、 上記第２可変光学偏光子に対し、上記第２偏光フィルタ
の反対側に配置され、上記第２偏光フィルタの偏光方向
に対して、所定方向の光軸を有する第２複屈折偏光子と
を具えることを特徴とする高解像度表示装置。1. A display unit, an imaging target, a video signal generation circuit for generating a video signal from an electric signal obtained from the target, a first continuous video signal for receiving the video signal.
And a control circuit for generating a control signal that changes between the second image and the image pickup target and the display, respectively. The control circuit is switched to the first and second control states according to the control signal, and the incident light beam is changed. The vibration surface of the
1st and 2nd, which is rotated by 2 degrees and is not rotated in the 2nd control state
A variable optical retarder; a first polarizing filter arranged on the side of the imaging target or on the opposite side of the first variable optical retarder to polarize an incident light beam in one direction; The first birefringent polarizer disposed on the opposite side of the first polarizing filter and having an optical axis in a predetermined direction with respect to the polarization direction of the first polarizing filter; and the second variable optical retarder, the indicator. On one side or on the other side, which polarizes the incident light in one direction
A polarization filter and a second birefringent polarization disposed on the opposite side of the second polarization filter with respect to the second variable optical polarizer and having an optical axis in a predetermined direction with respect to the polarization direction of the second polarization filter. A high resolution display device characterized by comprising a child. 【請求項２】 上記第１及び第２複屈折偏光子の上記光
軸が入射光線の進行方向と形成する面は、夫々上記第１
及び第２偏光フィルタの偏光方向に対して直角又は平行
である請求項１に記載の高解像度表示装置。2. A surface formed by the optical axis of the first and second birefringent polarizers with a traveling direction of an incident light ray is the first surface, respectively.
The high-resolution display device according to claim 1, wherein the high-resolution display device is perpendicular or parallel to the polarization direction of the second polarization filter. 【請求項３】 上記複屈折偏光子は、単光軸異方体結晶
である請求項１に記載の高解像度表示装置。3. The high resolution display device according to claim 1, wherein the birefringent polarizer is a single optical axis anisotropic crystal. 【請求項４】 上記第１及び第２画像は、夫々連続する
２フレームの画像である請求項１に記載の高解像度表示
装置。4. The high resolution display device according to claim 1, wherein the first and second images are images of two consecutive frames, respectively. 【請求項５】 上記第１及び第２画像は、夫々連続する
奇数及び偶数フィールドの画像である請求項１に記載の
高解像度表示装置。5. The high resolution display device according to claim 1, wherein the first and second images are images of consecutive odd and even fields, respectively. 【請求項６】 上記表示器は、アパーチャ・グリル方式
のカラー陰極線管又はＴＦＴ方式カラー液晶である請求
項１に記載の高解像度表示装置。6. The high resolution display device according to claim 1, wherein the display is an aperture grill type color cathode ray tube or a TFT type color liquid crystal.