JPH06324320A - 画像表示装置、画像表示装置の解像度改善方法、撮像装置、記録装置及び再生装置 - Google Patents

画像表示装置、画像表示装置の解像度改善方法、撮像装置、記録装置及び再生装置

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JPH06324320A
JPH06324320A JP5196973A JP19697393A JPH06324320A JP H06324320 A JPH06324320 A JP H06324320A JP 5196973 A JP5196973 A JP 5196973A JP 19697393 A JP19697393 A JP 19697393A JP H06324320 A JPH06324320 A JP H06324320A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＣＤ等の画像表示装置の画素数を増加させ
ることなく、表示画像の解像度を、見掛け上、向上させ
る。 【構成】 縦方向及び横方向に配列された複数個の画素
の各々が、表示画素パターンに応じて発光することによ
り、画像が表示される画像表示装置１０と、観測者１ま
たはスクリーンとの間に、光路をフィールドごとに変更
する光学部材３０を配する。また、フィールド毎に、前
記光路の変更に応じて表示位置がずれている状態の表示
画素パターンを画像表示装置１０に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばＬＣＤ（液晶
ディスプレイ）などのように、縦方向及び横方向に複数
個の画素が配列された画像表示装置において、見掛け
上、画素数を増加させて、表示画像の解像度を改善する
方法及び装置に関する。
【０００２】また、この発明は、見掛け上、画素数を増
加させて解像度を向上させることができる撮像装置に関
する。
【０００３】
【従来の技術】ＬＣＤなどのように、縦方向（垂直方
向）及び横方向（水平方向）に複数個の画素が配列され
た画素の集合による画像表示装置で、カラー画像パター
ンを表示する場合、一般的には、図３Ａに示すように、
それぞれ垂直方向及び水平方向に一列に配されてマトリ
クス状配列とされた画素パターンに対して、赤Ｒ、緑Ｇ
及び青Ｂの、ストライプ状色フィルタを、水平方向に繰
り返し配するようにしている。図３では、各原色フィル
タが対応する画素をＲ，Ｇ，Ｂで示してある。以下同様
である。
【０００４】しかし、このようなカラー画像表示では、
水平方向の３画素ごとに、１色のストライプフィルタが
対応するようになるので、水平方向の解像度が低い。
【０００５】これを改善する方法として、従来は、図１
Ａ又は図２Ａに示すように、水平方向の複数の画素の行
の内の、垂直方向の１つおきの行では、水平方向の画素
ピッチＰＨの１／２だけ水平方向にずらして画素パター
ンを形成すると共に、図に示すように、同色画素の位置
は、垂直方向の１つおきの行では、同色画素ピッチＰｃ
の１／２だけ水平方向にずれるようにして、カラーフィ
ルタは、千鳥格子パターンになるように配することも行
われている。
【０００６】そして、従来のこの種の画像表示装置の簡
易タイプは、少ない画素数で画像を表示することができ
るように、奇数フィールドの画像パターンと、偶数フィ
ールドの画像パターンとを、同一画素に重ね表示するい
わゆるノンインターレース方式の表示を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
この種の画像表示装置は、ノンインターレースの画像表
示方式をとっていたので、解像度が十分に取れない欠点
がある。
【０００８】しかしながら、インターレース表示を行う
ためには、垂直方向の画素数が、従来の２倍必要にな
る。ＬＣＤなどの画素の集合による画像表示装置は、解
像度を上げるために画素数を多くすると、開口率が悪化
したり、輝点欠陥の発生による生産歩留りの悪化が起こ
り、コストが高くなってしまう。しかも、インターレー
ス表示を行うためには、１水平ライン分または、１フィ
ールド分のメモリが必要になり、ドライブ方法が複雑に
なってしまう。
【０００９】この発明は、以上の点にかんがみ、画素数
を増やすことなく、光学的に見掛け上の画素数を増やす
ことができるようにする解像度改善方法及び装置を提供
することを目的とする。
【００１０】また、この発明による解像度改善方法を利
用した撮像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明による画像表示方法においては、縦方向及
び横方向に配列された複数個の画素の各々が、表示画素
パターンに応じて発光することにより、画像が表示され
る画像表示装置と観測者またはスクリーンとの間に、光
路をフィールドごとに変更する光学部材を配すると共
に、フィールド毎に、前記光路の変更に応じて表示位置
がずれている状態の前記表示画素パターンを前記画像表
示装置に表示するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記の構成のこの発明によれば、例えば垂直方
向に光路をフィールドごとに変更する場合には、光路の
変更に合わせて奇数フィールドの画像情報と偶数フィー
ルドの画像情報を画像表示装置に表示する。これら奇数
フィールド及び偶数フィールドの画像情報は、従来と同
様、同じ画素に表示されることになるが、光路を変更し
て、垂直方向にずらしたので、見掛け上、画素位置が奇
数フィールドと偶数フィールドでずれて、インターレー
ス方式の表示画像と同等のものが得られる。つまり、見
掛け上、垂直方向に画素数が２倍になったように見え
る。
【００１３】水平方向にも光路を変更することができ、
この水平方向のフィールドごとの光路変更と、その光路
変更に合わせた、ずれた表示位置の画像情報とにより、
水平方向においても、見掛け上、画素を増加させたよう
にすることができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明による画像表示装置の解像度
改善方法及び装置の一実施例を図を参照しながら説明す
る。
【００１５】先ず、この発明による解像度改善方法の一
例の概要を説明する。
【００１６】図１、図２はカラー画像表示装置の３原色
画素（画素の前のカラーフィルタ素子を配置したもの）
の配列が千鳥パターンである場合の例である。図１の例
は垂直方向に表示画素位置を光学的にずらし（観視者は
あたかも、その光学的にずれた位置に画素があるものと
して画像を観視する）、対応する位置の画像パターンを
表示装置で表示するようにする場合の例である。
【００１７】すなわち、図１Ａは、光学的なずれ量が０
のカラー画素パターンで、水平方向の画素ピッチはＰ
Ｈ、垂直方向の画素ピッチはＰＶである。また、図１Ｂ
は、図１Ａのカラー画素パターンが、観視者から見てそ
の垂直方向の画素配列ピッチＰｖの１／２だけ、垂直方
向の下方にずれるように後述の光路変更手段により光学
的にシフトされた状態の画素パターンである。
【００１８】そして、図１Ａの画素パターンには、表示
すべき画像の対応する画素位置の画素情報からなる画像
情報ＶＡを供給する。また、図１Ｂの画素パターンに
は、同様に、この図１Ｂの各画素位置の画素情報からな
る画像情報ＶＢを供給する。
【００１９】ここで、画像情報ＶＡとＶＢとは、表示す
べき原画で見ると、互いに垂直方向にＰｖ／２だけずれ
た位置の画素情報を、それぞれ含むものとなっている。
【００２０】この発明においては、図１Ａの画素パター
ンと、視覚上これが垂直方向にＰｖ／２だけずれた状態
となる位置の図１Ｂの画素パターンとが、１フィールド
毎に交互に観視者に観視されるように光路変更手段を制
御する。
【００２１】また、画像情報ＶＡとＶＢとは、光路切換
に連動して、１フィールド毎に切り換えて、フィールド
毎に図１Ａの画素パターン及び図１Ｂの画素パターンが
見掛け上、表示されるカラー画像表示装置に供給する。
【００２２】この結果、観視者１には、図１Ｃに示すよ
うな表示画素パターンからなる合成表示画像が観視され
ることになる。つまり、２倍の画素からなるカラー表示
装置と、ほぼ同等の解像度のカラー画像が得られる。
【００２３】なお、元の画像情報が、インターレース方
式のテレビジョン信号である場合には、その奇数フィー
ルドの信号と偶数フィールドの信号とは、元来、１フィ
ールド毎に１／２Ｐｖだけずれた位置の画素情報となっ
ているので、奇数フィールドの信号が画像情報ＶＡ、偶
数フィールドの信号が画像情報ＶＢそのものとなってお
り、表示装置に供給する信号については、従来と同様で
よい。
【００２４】次に、図２は、表示装置のカラー画素パタ
ーンは千鳥パターンであるが、垂直方向だけでなく、水
平方向にも見掛け上の画素位置がずれるように光路変換
した場合の例である。この例では、垂直方向にＰｖ／２
ずらすと同時に水平方向に、この方向の同色画素ピッチ
Ｐｃの１／２だけずらすようにした例である。
【００２５】図２Ａは、図１Ａと同じく、光路ずれ０の
画素配列パターンＰＴＡである。図２Ｂは、垂直方向に
Ｐｖ／２、水平方向にＰｃ／２ずらしたときの見掛け上
の画素配列パターンＰＴＣである。
【００２６】パターンＰＴＡとＰＴＣとを１フィールド
毎に交互に切り換え、この画素パターンＰＴＡ，ＰＴＣ
上の画素位置の情報を含む画像情報ＶＡ及びＶＣを１フ
ィールド毎に交互に切り換えて表示を行なう。
【００２７】この場合、水平方向にも表示画素位置がず
れることになるので、前述したインターレース方式のテ
レビジョン信号の偶数フィールドの信号は、元の水平同
期位相に対して１／２ＰＨに相当する位相だけずれたと
ころから、水平走査が行われるようにされる。
【００２８】図３の例は、図２の例と同様に、表示装置
のカラー画素パターンが千鳥パターンであって、垂直及
び水平方向に見掛け上の画素位置がずれるように光路変
換したものである。ただし、この例では、水平方向のシ
フト量が、Ｐｃ／４とされている点が図２の例とは異な
る。
【００２９】次に、図４の例は、カラー画像表示装置
が、画素が水平及び垂直方向に整列して配列されたマト
リクス配列であり、３原色のストライプフィルタＲ，
Ｇ，Ｂが、この画素配列に対して配されたものである場
合において、垂直方向に画素ピッチＰｖの１／２だけ、
また、水平方向に同色画素ピッチＰｃの１／２だけ、そ
れぞれずれるように観視者に対する光路が変更される例
である。
【００３０】すなわち、図４Ａは、光路ずれ０のこの例
の画素パターンであり、図４Ｂは水平及び垂直方向にそ
れぞれ上記の量だけずれるように光路が変更されたとき
の画素パターンである。そして、図４Ｃは、これら画素
パターンを重ね合わせたものを示す図である。
【００３１】この例の場合も、光路変更はフィールド毎
であり、また、画像情報については図２の例と同様で、
垂直方向のシフトはインターレース方式の映像信号の奇
数フィールドの信号、偶数フィールドの信号により対応
でき、水平方向のシフトは同期信号に対する位相シフト
により対応できる。
【００３２】次に、図５に光路変更手段としてレンズを
機械的に往復摺動させるようにする場合のシステム構成
例を示す。
【００３３】図５において、１０はＬＣＤ（液晶表示デ
ィスプレイ）パネル、２０はＬＣＤドライブ回路、３１
は接眼レンズ、３０は光路変更手段、４０は光路変更手
段３０のドライブ回路である。ＢＬはＬＣＤの後方から
光を与えて、ＬＣＤでの表示を明るくさせるためのいわ
ゆるバックライト部材である。
【００３４】ＬＣＤパネルは、図６に示すように構成さ
れている。すなわち、図６において、点線で囲われた部
分１１は画素である。それぞれの画素１１は、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）１１Ｔと、液晶１１Ｌとをそれぞれ
有している。この例は、画素１１は図４Ａのように配列
され、ストライプフィルタＲ，Ｇ，Ｂが図のように配列
され、縦方向に同一色の画素が並ぶようになっている。
つまり、この例は図４に示した例のカラー表示装置の場
合である。
【００３５】水平方向の各一行の、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ，
Ｇ，Ｂ……と順次配列されている画素の薄膜トランジス
タ１１Ｔのゲートは共通に接続され、行線Ｙ１，Ｙ２，
……Ｙｊ……Ｙｎに接続される。
【００３６】また、垂直方向の各１列の同色画素１１の
薄膜トランジスタ１１Ｔのソースが共通に接続され、列
線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３……Ｘｉ……Ｘｍに接続される。
【００３７】そして、行線Ｙ１，Ｙ２，……Ｙｊ……Ｙ
ｎはゲート１２Ｖ１，１２Ｖ２……１２Ｖｎの出力端に
接続される。このゲート１２Ｖ１，１２Ｖ２，……１２
Ｖｊ……１２Ｖｎは垂直イネーブル信号ＶＥＮによりゲ
ート開とされる。ゲート１２Ｖ１，１２Ｖ２，……１２
Ｖｎのそれぞれの一方の入力端は、垂直走査を行なうた
めの垂直シフトレジスタ１３の各段が接続される。
【００３８】垂直シフトレジスタ１３には、垂直リセッ
トパルスＶＳＴ及び垂直クロックパルスＶＣＫが供給さ
れる。垂直シフトレジスタ１３は「１」を垂直クロック
パルスＶＣＫにより順次に転送してゆくことにより、垂
直方向の走査を行なうもので、垂直リセットパルスＶＳ
Ｔにより垂直シフトレジスタ１３がリセットされて、垂
直走査のスタート位相が決定される。
【００３９】列線Ｘ１，Ｘ２，……Ｘｉ，……Ｘｍは、
信号スイッチ１４Ｈ１，１４Ｈ２，……１４Ｈｉ，……
１４Ｈｍに接続される。そして、緑Ｇの画素列の列線の
信号スイッチには、緑の原色信号ＳＧが、青Ｂの画素列
の列線の信号スイッチには青の原色信号ＳＢが、赤Ｒの
画素列の列線の信号スイッチには赤の原色信号ＳＲが、
それぞれ供給される。
【００４０】信号スイッチ１４Ｈ１，１４Ｈ２，……１
４Ｈｉ，……１４Ｈｍは、ゲート１５Ｈ１，１５Ｈ２，
……１５Ｈｉ，……１５Ｈｍによりスイッチング制御さ
れる。ゲート１５Ｈ１，１５Ｈ２，……１５Ｈｍの一方
の入力端には水平イネーブル信号ＨＥＮが供給され、こ
のゲート１５Ｈ１〜１５Ｈｍの開閉が制御される。ゲー
ト１５Ｈ１〜１５Ｈｍの他方の入力端には、水平シフト
レジスタ１６の各段の出力が供給される。
【００４１】水平シフトレジスタ１６には、水平リセッ
トパルスＨＳＴ及び水平クロックパルスＨＣＫが供給さ
れる。水平クロックパルスＨＣＫにより、水平シフトレ
ジスタ１６が駆動されることにより、水平方向の画素１
１についての走査が行なわれ、垂直方向の走査により選
択された画素への画像情報の書き込みがなされる。書き
込みがなされた画素の状態は、１フィールド期間、保持
される。水平リセットパルスＨＳＴにより、水平シフト
レジスタ１６がリセットされ、水平走査のスタート位相
が決定される。
【００４２】このＬＣＤパネル１０を駆動するＬＣＤド
ライブ回路２０は、図７に示すように構成される。すな
わち、入力端子２１を通じて入力された、例えばＮＴＳ
Ｃカラー映像信号ＶＩは、ＲＧＢデコーダ２２に供給さ
れて、赤、緑及び青の３原色信号ＶＲ，ＶＧ及びＶＢに
変換される。この３原色信号ＶＲ，ＶＧ及びＶＢは、反
転回路２３に供給される。
【００４３】ＲＧＢデコーダ２２では、また、入力カラ
ー映像信号ＶＩから複合同期信号ＳＹＮＣが抽出され、
この複合同期信号ＳＹＮＣがタイミング信号発生回路２
４に供給される。このタイミング信号発生回路２４から
は、１水平区間毎に極性反転するパルスＦＲＰが得ら
れ、これが反転回路２３に供給されて、各原色信号Ｖ
Ｒ，ＶＧ，ＶＢが、１水平区間毎に反転されて、直流分
がキャンセルされる。この反転回路２３からの、１水平
区間毎に、反転されていない信号と反転された信号とが
交互になる各信号ＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、図６に示した３
原色信号の入力端子１７４、１７５、１７６に供給され
る。
【００４４】また、このタイミング信号発生回路２４
は、複合同期信号ＳＹＮＣに基づいて、水平リセットパ
ルスＨＳＴ，水平クロックパルスＨＣＫ，水平イネーブ
ル信号ＨＥＮ，垂直リセットパルスＶＳＴ，垂直クロッ
クパルスＶＣＫ，垂直イネーブル信号ＶＥＮを形成し、
それぞれ図６のＬＣＤパネル１０の入力端子１７１、１
７２、１７３、１７７、１７８、１７９に供給する。
【００４５】この例の場合、表示される画像は、１フィ
ールド毎に水平方向にＰｃ／２（＝３ＰＨ／２；ＰＨは
水平方向の画素ピッチ）だけ、垂直方向にＰｖ／２だ
け、それぞれずれたものとされる。
【００４６】これは水平方向には水平リセットパルスＨ
ＳＴと水平クロックパルスＨＣＫを１フィールド毎に切
り換えることにより実現され、垂直方向には垂直リセッ
トパルスＶＳＴと垂直クロックパルスＶＣＫを１フィー
ルド毎に切り換えることにより実現される。
【００４７】すなわち、図８Ａは、入力端子２１を通じ
て入力される映像信号を示し、ＨＤはその水平同期信号
である。この映像信号に対し、その奇数フィールドにお
いては、図８Ｂに示すように、水平リセットパルスＨＳ
Ｔは、水平同期信号ＨＤに対して時間ｔｏだけ遅れた位
相（例えば有効水平映像区間の先頭の位相）とされる。
水平クロックパルスＨＣＫは、水平方向の画素ピッチＰ
Ｈと、水平方向の走査速度に応じた繰り返し周期のパル
スであるが、水平リセットパルスＨＳＴによりリセット
されて、このパルスＨＳＴの例えば立ち下がりに同期す
るようにされる。
【００４８】そして、偶数フィールドでは、図８Ｃに示
すように、水平リセットパルスＨＳＴは、水平同期信号
ＨＤに対して時間ｔｅだけ遅れた位相とされる。この時
間ｔｅは、奇数フィールドのときのそれｔｏよりも３／
２ＰＨ＝１／２Ｐｃの分だけ、さらに遅れたものとなっ
ている。水平リセットパルスＨＳＴの時点からＬＣＤパ
ネル１０において水平方向の先頭画素（左端）から走査
が開始されて表示がなされるので、奇数フィールドと偶
数フィールドとでは、水平方向に３／２ＰＨ＝１／２Ｐ
ｃだけずれた位置の画像が表示されることになる。
【００４９】次に、垂直方向について説明する。すなわ
ち、図９Ａは、入力端子２１を通じて入力された映像信
号ＶＩの１フィールド分を示し、ＶＤは、その垂直同期
信号である。
【００５０】この映像信号ＶＩに対し、奇数フィールド
においては、図９Ｂに示すように、垂直リセットパルス
ＶＳＴは、垂直同期信号ＶＤに対して時間ｔＯだけ遅れ
た位相（有効垂直映像区間の先頭の位相）とされる。
【００５１】垂直クロックパルスＶＣＫは、垂直方向の
画素ピッチＰｖと、垂直方向の走査速度に応じた繰り返
し周期のパルスであるが、垂直リセットパルスＶＳＴに
よりリセットされて、このパルスＨＳＴの例えば立ち下
がり時点に同期するようにされる。
【００５２】そして、偶数フィールドでは、図９Ｃに示
すように、垂直リセットパルスＶＳＴは、垂直同期信号
ＶＤに対して時間ｔＥだけ遅れた位相とされる。この時
間ｔＥは、奇数フィールドのときの遅れ時間ｔＯよりも
１／２Ｐｖの分だけ、さらに遅れたものとなっている。
【００５３】垂直リセットパルスＶＳＴの時点からＬＣ
Ｄパネル１０において、垂直方向の最上端のライン（行
線Ｙ１）から走査が開始されて表示がなされるものであ
るので、奇数フィールドと偶数フィールドとでは垂直方
向に１／２Ｐｖだけずれた位置の画像が表示される。
【００５４】前述もしたように、ＮＴＳＣ方式のカラー
映像信号のようなインターレース方式の映像信号の場合
には、奇数フィールドと偶数フィールドとでは元々表示
位置がＰｖ／２だけずれた画像である。このため、この
垂直方向の表示画像のシフトに関しての信号処理は、従
来と変わらず、垂直リセットパルスＶＳＴは垂直同期信
号ＶＤに対して一定時間遅れたものとなる。垂直同期信
号ＶＤが１フィールド毎にＰｖ／２だけ位相がずれてい
るからである。
【００５５】なお、従来の場合には、奇数フィールドと
偶数フィールドとで、見掛け上も画素位置が変わってい
ない同一の画素に表示しているのに対し、この発明の場
合には、後述するように、奇数フィールドと偶数フィー
ルドとで見掛け上、１／２Ｐｖだけ光学的にずれた位置
の画素に対して表示を行なうことになる点が異なるもの
である。これにより、見掛け上の画素数が増加したもの
となり、解像度が向上する。
【００５６】見掛け上の画素位置のシフトは、光路変更
手段３０によって行なわれる。図５の例では、この光路
変更手段３０は、接眼レンズ（凸レンズ）３１とボイス
コイル３２とで構成され、接眼レンズ３１をボイスコイ
ル３２により、このレンズ３１の光軸に垂直な方向に１
フレーム周期で往復直線連動をさせることにより光路変
更して、見掛け上の画素位置のシフトを行なう。３３
は、レンズ取付台であり、これがボイスコイル３２によ
り垂直方向に振動運動することにより接眼レンズ３１が
往復直線連動をする。
【００５７】ボイスコイル３２は、ドライブ回路４０に
よりドライブされる。このドライブ回路４０には、ＬＣ
Ｄドライブ回路２０からの入力カラー映像信号ＶＩ（図
１０Ａ）の奇数フィールドと偶数フィールドの判別信号
Ｏ／Ｅ（図１０Ｂ）が入力される。この判別信号Ｏ／Ｅ
は、３０Ｈｚの信号であるが、ドライブ回路４０では、
この判別信号Ｏ／Ｅと、可変周波数発振回路（以下ＶＣ
Ｏと略称する）４３からの３０Ｈｚの信号Ｓ４３とが位
相比較回路４１で比較される。そして、その比較誤差信
号Ｓ４１がローパスフィルタ４２を通じてＶＣＯ４３に
供給され、ＶＣＯ４３の出力信号Ｓ４３が判別信号Ｏ／
Ｅに同期する信号となるように制御される。
【００５８】ＶＣＯ４３には、位相調整手段４４が接続
されており、信号Ｓ４３の判別信号Ｏ／Ｅに対する位相
が調整され、各フィールドの画像信号に対して適切な位
相となるようにされる。
【００５９】そして、ＶＣＯ４３の出力信号Ｓ４３は波
形整形回路４５に供給されて、短形状信号とされ、これ
が制御ドライバ４６において、振幅調整される。４７は
振幅調整用ボリュームである。
【００６０】そして、この制御ドライバ４６の出力信号
Ｓ４６（図１０Ｃ）がボイスコイル３２に供給される。
この信号Ｓ４６により、ボイスコイル３２がドライブさ
れ、例えば図１１に示すように、信号Ｓ４６のハイレベ
ル期間ではレンズ３１は実線位置に、信号Ｓ４６のロー
レベル期間ではレンズ３１は点線位置に、それぞれなる
ように、フィールド周期で光路変更がなされ、ＬＣＤパ
ネル１０の画素位置が、光学的にレンズ３１の光軸に垂
直な方向にシフトするように観える。なお、信号Ｓ４６
を図１０Ｄのような位相にした場合には、画面中央部分
で解像度が最も効果的に向上する。
【００６１】図１１は光学的な画素シフトの原理説明図
で、レンズ３１の焦点距離をｆとすると、このレンズ３
１が実線位置にある奇数フィールドでは、レンズ位置か
ら距離ａだけ離れた位置にある点ＰＬ（この例ではＬＣ
Ｄパネル１０の表示画像）の像（虚像）は、レンズ位置
から距離ｂだけ離れた位置において点ＰＯとして結像す
る。
【００６２】次に、入力映像信号ＶＩの偶数フィールド
のときには、レンズ３１は図１１の点線位置になり、実
線位置に対して、距離ｘだけ上方にずれる。このとき、
観視者が観ている点ＰＬの像は、点ＰＯから距離Ｘだけ
下方にずれた点ＰＥとなり、距離Ｘだけシフトしたもの
となる。したがって、接眼レンズ３１を光軸に垂直な方
向に動かすことにより、観視者にとっては、画素位置が
ずれたように観え、画素シフトが実現される。
【００６３】このとき、点ＰＬの代わりに長さＡの実像
を想定し、その虚像として長さＢの像を想定した場合、 （Ａ−ｘ）／（Ｂ−Ｘ−ｘ）＝ａ／ｂ ……（１） Ａ／Ｂ＝ａ／ｂ ……（２） となり、（１）式、（２）式から ｘ＝Ｘ／（ｂ／ａ−１） ……（３） となる。
【００６４】レンズ倍率ＫをＫ＝ｂ／ａとし、実像Ａに
換算した画素シフト量をｘｒとすると、 Ｘ＝Ｋ＊ｘｒ であるからレンズシフト量ｘは、 ｘ＝ｘｒ＊Ｋ／（Ｋ−１） ……（４） となる。なお、＊は掛算を示す（以下同じ）。
【００６５】ボイスコイル３２により、接眼レンズ３１
をシフトさせる方向を、画素シフト方向に合わせること
により、図４に示した例の光学的な画素シフトを実現で
きる。なお、ＬＣＤ表示パネル１０の表示面の水平方向
に画素シフトをさせるボイスコイルと、垂直方向に画素
シフトをさせるボイスコイルとを、レンズ３１に対して
設けて、両方の合成力により所望の方向の画素シフトを
行なうようにすることもできる。
【００６６】また、レンズ３１を往復直線運動させるた
めの駆動系としては、ボイスコイルに限らず、圧電素子
（ピエゾ素子）、バイモルフ、ステップモータ、ソレノ
イドコイル等の、レンズ３１を機械的に往復直線運動さ
せることができるものであれば、どのようなものでもよ
い。
【００６７】上述の図５の方式は、接眼レンズ３１が小
さく、軽い場合は簡単に実現できる方法である。また、
アナログ的に光路変更して、光偏向ができるので、再生
画像がビデオカメラで撮影したものであって、撮影時に
いわゆる手ぶれが発生している画像であるときに、その
手ぶれを例えば画像の動き検出等により検出して、補正
する場合にも使用することができる。
【００６８】また、光学的な画素シフトを実現する光路
変更手段としては、上述の接眼レンズ３１を機械的に振
動させる方法以外に種々の方式を採用できる。
【００６９】図１２〜図１４は、半円ガラス板を回転す
ることで、光路を変更して光学画素シフトを実現した例
を説明するための図である。
【００７０】図１２に示すように、この例においては、
ＬＣＤパネル１０と、接眼レンズ３１との間の光路に光
路変更手段５０が設けられる。この光路変更手段５０
は、半円形のガラス板５１が、剛体からなるリング状保
持部材５２に取り付けられている。このリング状保持部
材５２には、半円形ガラス板５１とつり合う程度の重さ
の、比較的小さい形状の重り５３が、ガラス板５１と反
対側に取り付けられている。重り５３とガラス板５１と
の間は、素通し部５４となる。
【００７１】また、リング状保持部材５２には半円形ガ
ラス板５１の直線に密着するようになる板状体５５が橋
渡しされて取り付けられており、この板状体５５の中心
位置にモータ５７の回転軸が連結される連結部５６が設
けられている。したがって、モータ５７の回転により、
半円形ガラス板５１は回転する。
【００７２】この例の場合、この光路変更手段５０は、
図１４に示すように、半円ガラス板５１の平面方向が接
眼レンズ３１の光軸方向に対して斜めとなるようにされ
た状態でＬＣＤパネル１０と接眼レンズ３１との間の光
路中に挿入される。
【００７３】そして、この光路変更手段５０のモータ５
６による１／２回転期間では、接眼レンズ３１とＬＣＤ
パネル１０との間の光路には、この手段５０の素通し部
５４が位置し、残りの１／２回転期間では、接眼レンズ
３１とＬＣＤパネル１０との間の光路には、半円ガラス
板５１が斜めに挿入されるように配設される。
【００７４】図１４を参照して、この光路変更手段５０
による光学画素シフトの原理について説明する。今、半
円ガラス板５１の平面方向がレンズ３１の光軸方向に垂
直な方向に対して角度θの傾きを持っているとする。ま
た、半円ガラス板５１の厚さをＤ、屈折率をｎとする。
【００７５】手段５０の素通し部５４が光路中にあると
きは、点ＰＬから出射した光線ＬＯは、実線Ｌ５４で示
すようにこの手段５０を通過して直進する。
【００７６】一方、手段５０の半円ガラス板５１が光路
中に入ると、点ＰＬから出射した光線ＬＯは、半円ガラ
ス板５１で屈折して、実線Ｌ５１で示すように光路が、
図上、下方にシフトする。このため、観視者は、点ＰＬ
からｘだけシフトした点ＰＬｓから光が出射したように
観える。つまり、画素が距離ｘだけシフトしたように観
える。
【００７７】このときの関係式を示すと次のようにな
る。
【００７８】 （Ｄ＊ｔａｎθｉ−Ｄ＊ｔａｎθｏ）＊ｃｏｓθ＝ｘ ……（１） ｓｉｎθｉ＝ｎ＊ｓｉｎθｏ ……（２） θ＝θｉ ……（３） ただし、θｉは半円ガラス板５１への光線の入射角、θ
ｏは同じく出射角であり、＊は掛算を示している。
【００７９】この例の場合には、ＬＣＤパネル１０と観
視者１との間の光路に対し、入力映像信号ＶＩの奇数フ
ィールドでは素通し部５４が位置し、偶数フィールドで
は半円ガラス板５１が位置するように、光路変更手段５
０を一定速度で１フレームで１回転するようにモータ５
７を駆動する。つまり、ＬＣＤパネル１０の垂直走査と
同期させて、１フレームで１回転させるようにする。
【００８０】このように、入力映像信号ＶＩとの同期を
とってモータ５７を回転させるために、リング状保持部
材５２の周側面の内の半円周部分は光反射部とされ、残
余の半円周部分は、非光反射部とされる。そして、リン
グ状保持部材５２の周側面に対面して、光学的回転位相
センサ５８が設けられる。この回転位相センサ５８は、
発光部と受光部を備え、発光部より発光した光をリング
状保持部材５２の周側面に照射し、その反射光を受光部
で検知する方式のものである。
【００８１】この場合、光路変更手段５０の半円ガラス
板５１がＬＣＤパネル１０と観視者１との間の光路中に
位置する偶数フィールド期間と、素通し部５４がＬＣＤ
パネル１０と観視者１との間の光路中に位置する奇数フ
ィールド期間とにほぼ同期して回転位相センサ５８が光
反射部と非反射部にそれぞれ対面するように構成されて
いる。
【００８２】そして、この回転位相センサ５８のセンサ
出力Ｓ５８（図１３Ｃ参照）は、アンプ５９を介してモ
ータドライブ回路６０に供給される。
【００８３】モータドライブ回路６０では、入力映像信
号ＶＩ（図１３Ａ参照）から形成した奇数フィールドと
偶数フィールドの判別出力Ｏ／Ｅと、センサ５８のセン
サ出力Ｓ５８とが、位相比較回路６１で位相比較され
る。そして、その位相比較誤差出力はローパスフィルタ
６２を介して差動アンプ６３の一方の入力端に供給され
る。この差動アンプ６３の他方の入力端には基準位相を
設定する基準電圧ＲＥＦが供給される。基準電圧ＲＥＦ
は、ボリューム６４を調整することで変更調整可能であ
る。
【００８４】差動アンプ６３の出力（両入力端の差の電
圧）は制御ドライバー６５を介してモータ５７に供給さ
れ、その回転位相が制御される。この制御ループは、差
動アンプ６３の出力が零になるように働く。これによ
り、光路変更手段５０の回転位相が判別出力Ｏ／Ｅに同
期するようにされる。なお、６６はモータ５７のドライ
ブ信号の振幅調整用ボリュームである。
【００８５】なお、ガラス板５１の光路に対する傾斜の
方向及び傾き角により、光学画素シフトのシフト方向及
びシフト量を決定することができる。この例の場合に
は、回転運動によって簡単に光学シフトが実現でき、振
動音も少ないというメリットがある。
【００８６】次に、光路変更手段の他の例を、図１５〜
図１７に示す。この例の光路変更手段７０は、偏波面回
転板７１と、複屈折の大きい材料からなるプリズム形状
の複屈折板（例えば水晶板、方解石、液晶板）７２とで
構成される。
【００８７】この例の偏波面回転板７１は、液晶板７３
の両面に透明電極７４、７５が被着形成されて構成さ
れ、両透明電極７４、７５間に液晶駆動電圧が印加され
て、フィールド毎に偏波面が回転されて変更されて、複
屈折板７２の正常光と異常光の偏波面と一致させられ
る。
【００８８】複屈折板７２の正常光は、例えば垂直偏波
（＝偏波面９０゜）とし、異常光は水平偏波（＝偏波面
０゜）とした場合、偏波面回転板７１は、１フィールド
毎に偏波面を９０゜と０゜とに回転させる。
【００８９】液晶駆動電圧は、ドライブ回路８０で形成
される。このドライブ回路８０は、図５の例のドライブ
回路４０と同様の構成を有し、位相比較回路８１、ロー
パスフィルタ８２、ＶＣＯ８３、位相補正手段８４、波
形整形回路８５、制御ドライバー８６、振幅調製用ボリ
ューム８７で構成される。
【００９０】そして、ＶＣＯ８３から奇数フィールドと
偶数フィールドの判別信号Ｏ／Ｅ（図１６Ｂ参照）と位
相同期したフレーム周期の信号Ｓ８３が得られ、これが
波形整形回路８５に供給されて、図１６Ｃに示すような
液晶駆動電圧Ｓ８６とは振幅の異なる信号Ｓ８５に整形
される。そして、この信号Ｓ８５が制御ドライバー８６
に供給され、振幅調整される。
【００９１】この制御ドライバー８６からの液晶駆動電
圧Ｓ８６が偏波面回転板７１の透明電極７４、７５間に
印加される。これにより、偏波面回転板７１は、例えば
奇数フィールドでは偏波面を０゜から９０゜に、偶数フ
ィールドでは、偏波面を９０゜から０゜に、それぞれ回
転させる。
【００９２】以上のような構成においては、ＬＣＤパネ
ル１０から出射した直線偏波は、偏波面回転板７１に入
射して１フィールド毎に偏波面が０゜／９０゜回転され
た後、複屈折板７２に入射する。そして、この複屈折板
７２の通過時に、偏波面の０゜と９０゜に対応した正常
光と異常光との屈折率差により、光偏向量が変わり、フ
ィールド毎に画素パターンがシフトする。
【００９３】図１７はこの例の光学画素シフトの原理を
説明するための図である。この図１７において、θはプ
リズム角であり、θｅは異常光（水平偏波）の屈折角、
θｏは正常光（垂直偏波）の屈折角である。
【００９４】ＬＣＤパネル１０の表示面からの直線偏波
を、偏波面回転板７１で、その偏波面をフィールドごと
に変え、複屈折板７２の正常光と異常光の偏波面に一致
させると、同じ画素位置からの光線も、複屈折板７２で
は、１フィールドごとに異なる屈折率ｎｅとｎｏとで屈
折されて、観視者に入射する。この結果、観視者は、同
一画素から出射した光線も、１フィールド毎にΔｘだけ
シフトした位置から出射したように観え、光学的画素シ
フトがなされることになる。このときの関係式を示す
と、次のようになる。
【００９５】 ｎｅ＊ｓｉｎθ＝ｓｉｎθｅ ……（１） ａ＊ｔａｎ（θｅ−θ）＝ｘｅ ……（２） ｎｏ＊ｓｉｎθ＝ｓｉｎθｏ ……（３） ａ＊ｔａｎ（θｏ−θ）＝ｘｏ ……（４） Δｘ＝ｘｅ−ｘｏ ……（５） なお、ｎｅは異常光屈折率、ｎｏは正常光屈折率、＊は
掛算を示している。
【００９６】なお、複屈折板７２はプリズム形状のもの
を使用するものに限定されるわけではなく、例えば図１
２の例のガラス板を斜めに挿入するタイプのものや、図
１８に示すように正常光と異常光とで、分離角θをもっ
て分離するような複屈折板７６を用いることもできる。
図１８において、複屈折板７６の厚さをｄとしたときシ
フト量ｘは、 ｘ＝ｄ＊ｔａｎθ となる。
【００９７】この例の場合には、電気的に光偏向を行う
ので応答速度が早く、ほぼ理想的に光偏向が実現でき
る。しかも、機械音もない。
【００９８】次に、光路変更手段として、反射鏡を用い
た場合の例を図１９に示す。この例の場合には、ＬＣＤ
表示装置１０は、図に示すように、接眼レンズ３１の光
軸方向に対して直交する上方に配設され、ＬＣＤ表示面
は下方を向いている。そして、ＬＣＤ表示面から出射し
た光は、反射鏡９１により接眼レンズ３１の光軸方向に
曲げられる。
【００９９】この例では、反射鏡９１は、ＬＣＤ表示面
に、平行な方向に延長される支持棒９２により回転自在
に支持される。そして、図５に示した接眼レンズ３１を
駆動する場合と同様のボイスコイル９３により上下方向
に１フィールド毎に往復運動するように取り付けられた
駆動片９４と、フレキシブル蝶番９５を介して反射鏡９
１とが連結される。ボイスコイル９３は、図５のドライ
ブ回路４０と全く同様の構成のドライブ回路９６により
ドライブされる。
【０１００】ボイスコイル９３により駆動片９４が、例
えば上方に移動すると、反射鏡９１は支持棒９２を回転
軸として図示矢印方向に回転角Δθだけ回転する。する
と、ＬＣＤ表示面からの出射光の光路が点線方向から実
線方向に変更され、光学的画素シフトが行なわれる。
【０１０１】図２０は光路変更手段としての光学部材の
さらに他の例である。この例では、カメラ一体型ＶＴＲ
のいわゆる手ブレ防止用に用いられているアクティブプ
リズム（ＶＡＰと以下称する）１００を使用して光路変
更する。
【０１０２】このＶＡＰ１００は、例えば「日経エレク
トロニクス１９９２．７．６（ｎｏ．５５８）」のＰ２
０３〜Ｐ２１１にも紹介されているように、２枚のガラ
ス板１０１と１０２との間に高屈折率の液体を封入し、
蛇腹１０３でつないだ構成を有し、ガラス板１０１，１
０２の双方あるいは一方を縦と横とに自由に動くように
したものである。
【０１０３】図２０の実施例では、このＶＡＰ１００を
ＬＣＤ表示パネル１０と、接眼レンズ３１との間の光路
中に挿入する。そして、図５に示した接眼レンズ３１を
駆動する場合と同様のボイスコイル１０４により左右方
向に１フィールド毎に往復運動するように取り付けられ
た駆動片１０５と、フレキシブル蝶番（図示せず）を介
してＶＡＰ１００の一方のガラス板１０２が連結され
る。ボイスコイル１０４は、図５のドライブ回路４０と
全く同様の構成のドライブ回路１０６によりドライブさ
れる。
【０１０４】ボイスコイル１０４により駆動片１０５が
例えば左方向に移動すると、ガラス板１０２の位置が変
更され、ＬＣＤ表示パネル１０からの出射光の光路が変
更され、光学的画素シフトが行なわれる。
【０１０５】液晶画面は、書きこまれた画素が次のフィ
ールドまで保持されるため、１画面内に奇数フィールド
と偶数フィールドの情報が同時に存在する。画面全体を
同時に振っても画面の半分程度は効果あるが、垂直走査
に同期して、できるだけ画面の同一フィールド分のみが
振れるようにするのが望ましい。以下に、そのようにす
る場合の例を記す。
【０１０６】図２１は、図１２〜図１４に示した例につ
いて、上記のことを考慮した場合の光路変更手段の例で
ある。
【０１０７】図１２〜図１４の例は、半円ガラス板５１
を用いた場合であるが、この例では、半円ガラス板５１
に代えて複数の扇形ガラス板を用いるようにするもの
で、７枚の扇形ガラス板を使用して光路変更手段５００
を構成する。
【０１０８】すなわち、この例では、リング状保持部材
５２内には、この保持部材５２により囲まれる円形領域
を円周方向に１４等分した状態の扇形領域を形成するし
きり板が形成され、その中心部には図１２の例と同様に
モータ５７の回転軸が圧入嵌合する連結部５６が設けら
れている。そして、１４個の扇形領域の１つおきの部分
に、対応する大きさの７枚の扇形ガラス板５１１〜５１
７が配設される。扇形ガラス板５１１〜５１７が嵌め込
まれていない扇形領域は素通し部５４０とされる。
【０１０９】そして、リング状保持部材５２の外周側面
には、３６０゜／１４の角範囲毎に光反射部と非反射部
とが交互に設けられる。このリング状保持部材５２の外
周側面に対向して図１２側の回転位相センサ５８が設け
られる。このセンサ５８の出力がモータドライブ回路６
０に供給される。
【０１１０】以上のように構成した光路変更手段５００
を、図２１の側面図に示すように、ＬＣＤパネル１０と
観視者との光路に対して斜めに挿入する。すると、モー
タドライブ回路６０は、この光路変更手段７００を７フ
レームで１回転させ、かつ、扇形ガラス板５１１〜５１
７のそれぞれは偶数フィールドで、扇形素通し部５４０
は奇数フィールドで、ＬＣＤパネル１０と観視者との間
の光路に現れるように、モータ５７を制御する。これに
より、図１２の例と同様に、フィールド毎の光学的画素
シフトを行なうことができる。
【０１１１】なお、ガラス板５１１〜５１７の光路に対
する傾斜の方向及び傾き角により、光学画素シフトのシ
フト方向及びシフト量を決定することができる。
【０１１２】この図２１の例の場合には、素通し部と扇
形ガラス部分とが、７個づつあるので、垂直走査と同期
して、光路変更手段５００は７フレームで１回転する。
【０１１３】図２２は、垂直走査に同期して、できるだ
け同一フィールド分のみがシフトされるようにする場合
の他の例で、この例は図１５〜図１７に示した例の改善
例である。
【０１１４】この例においては、図２２に示すように、
図１５の例の偏波面回転板７１の全画面分の透明電極７
４に代えて、各水平走査ラインに対応するように分割し
た状態の走査ライン電極ＴＤ（透明電極）を、走査ライ
ン数（例えば図の例では２１８ライン）だけ設ける。他
は、図１５の偏波面回転板７１の構成と同様である。そ
して、ＬＣＤ表示パネル１０の垂直走査に同期させて走
査ライン電極ＴＤｋ（ｋはライン番号；ｋ＝１，２，…
…２１８）と対向透明電極７５との間の走査ライン電圧
Ｅｋを制御して、各走査ラインの画素からの直線偏波の
偏波面を０゜から９０゜または９０゜から０゜に、垂直
方向に順次回転するようにする。このときの走査ライン
電圧Ｅｋの例を図２３に示す。
【０１１５】図２２の状態は、第１走査ライン電極ＴＤ
１と第２走査ライン電極ＴＤ２の部分が現フィールドの
書き込み領域となっており、偏波面は９０゜であり、ま
た、第３走査ライン電極ＴＤ３以下は前フィールド表示
領域であって、その偏波面は０゜である。
【０１１６】なお、画面全体としてシフトしても、画面
半分くらい光学偏向で効果があることから、走査ライン
数に分割せずに、複数ライン分毎に分割した透明電極の
構成としてもよい。
【０１１７】次に、図２４はＬＣＤパネルを画像表示面
として備える投影型プロジェクタを２台使用して、光学
的に画素数を増やす方式の例である。
【０１１８】すなわち、図２４に示すように、プロジェ
クタ１１１の投影画像と、プロジェクタ１１２の投影画
像とが、スクリーン１１３上で重なるように両プロジェ
クタ１１１及び１１２を配設する。各プロジェクタ１１
１及び１１２は、図６に示したようなＬＣＤパネルを有
し、その表示画像をスクリーン１１３に投影する。
【０１１９】そして、入力端子１１４を通じて入力カラ
ー映像信号ＶＩ（図２５Ａ）がプロジェクタ１１１及び
１１２に供給され、３原色信号にデコードされてＬＣＤ
パネルに供給される。水平方向に画素シフトするときに
は、その水平方向のシフト量に応じた遅延量の遅延回路
１１６がビデオ信号ラインに挿入される。
【０１２０】また、奇数フィールドと偶数フィールドの
判別信号Ｏ／Ｅが、そのまま一方のプロジェクタ１１１
に、垂直イネーブル信号ＶＥＮとして供給されるととも
に、信号Ｏ／Ｅがインバータ１１７により極性反転され
て、他方のプロジェクタ１１２に、垂直イネーブル信号
ＶＥＮとして供給される。
【０１２１】ＬＣＤパネルは、垂直イネーブル信号ＶＥ
Ｎが“Ｈ”レベルのとき画像情報の画素への書き込み
（ＷＲＩＴＥ）を行ない、“Ｌ”レベルのとき、それを
保持（ＨＯＬＤ）する（ＬＣＤノイズレスモード）。
【０１２２】したがって、プロジェクタ１１１は奇数フ
ィールドのみを表示し（図２５Ｂ参照）、プロジェクタ
１１２は偶数フィールドのみを表示する（図２５Ｃ参
照）。そして、プロジェクタ１１１の投影画像が図１
Ａ、図２Ａ，図３Ａ，図４Ａに示すようなものとなり、
プロジェクタ１１２の投影画像が図１Ｂ，図２Ｂ、図３
Ｂ、図４Ｂに示すようなものとなるようにした場合に
は、その合成画像として、スクリーン１１３には、図１
Ｃ，図２Ｃ、図３Ｃ、図４Ｃに示すようなものが得られ
る。
【０１２３】この例の場合には、２台のプロジェクタを
用いるので、合成画像の明るさが倍になる。
【０１２４】また、奇数フィールドとして、左目用の画
像信号、偶数フィールドとして右目用の画像信号をそれ
ぞれプロジェクタ１１１及び１１２に供給するようにす
るとともに、各プロジェクタ１１１及び１１２の偏波面
を直交させれば、偏光眼鏡で見ることにより、いわゆる
３Ｄ表示（立体表示）をさせることができる。
【０１２５】図２６及び図２７に示すように、光の進行
方向を逆に考え、ＬＣＤ表示パネル１０をＣＣＤ撮像素
子２００、観視者１を被写体２、接眼レンズ３１を対物
レンズ２０１に置き換えて、以上説明したような光路変
更操作を行なえば、ＣＣＤカメラの撮像画像の解像度の
向上が図れる。
【０１２６】図２６は、前述の図５の例に対応するＣＣ
Ｄカメラの構成例を示すものである。また、図２７は、
前述の図１５〜図１７に示した例に対応するＣＣＤカメ
ラの構成例を示すものである。
【０１２７】なお、図２７の例のＣＣＤカメラにおいて
は、偏波面回転板７１と複屈折板７２の順序が光の進行
方向が逆になるので逆になる。レンズ２０１とＣＣＤ撮
像素子２００との間のスペースがない場合には、被写体
２とレンズ２０１との間に偏波面回転板７１と複屈折板
７２とを設置しても同様の効果が得られる。
【０１２８】通常のＣＣＤカメラにおいては、ＣＣＤ撮
像素子の画素数がビデオ信号のインターレースに対応し
たものとなっているので、このＣＣＤ撮像素子の全画素
を１フィールド分の画素として取り扱い、上述のように
垂直方向に光学的シフトを施すことにより、見掛け上、
水平ラインはＮＴＳＣ信号の倍になり、ＨＤＴＶ（ハイ
ビジョン）に対応する撮像信号を得ることができる。
【０１２９】毎フィールドごとにシフトしなくてもよい
静止画の場合は、ＶＡＰ（アクティブプリズム）のよう
な応答スピードの遅い光学偏向素子も使うことができ
る。
【０１３０】そして、解像度の高い静止画はプリンタで
出力したり、ＨＤＴＶモニタに表示することができる。
【０１３１】図２８は、図２６及び図２７に示したよう
な方式のＣＣＤカメラを用いて、高解像度の静止画を撮
像記録し、再生できるようにしたカメラ一体型の記録再
生装置の一実施例のブロック図である。
【０１３２】すなわち、被写体２からの光は、撮像光学
系を含む光路変更手段２１０により、上述したように、
フィールド又はフレームに同期して垂直方向及び／又は
水平方向に所定シフト量の光路シフトが行なわれた後、
ＣＣＤ撮像素子２００に入力される。
【０１３３】ＣＣＤ撮像素子２００と被写体２との間の
光路中にはシャッタ機構ＳＨＴが設けられ、少なくとも
光路シフトの１サイクル期間の間だけ、このシャッタ機
構は開とされる。この例では、光路シフトにより空間的
にサンプリング位置の異なる被写体（静止画）のフィー
ルド画像を重ねて高撮像度の合成静止画を得るからであ
る。
【０１３４】光路変更手段２１０での光路シフトは、ド
ライブ回路２１１からのドライブ信号に応じたシフト方
向及びシフト量をもって行なわれる。
【０１３５】ＣＣＤ撮像素子２００からは出力読出回路
２１２からのタイミング信号により撮像信号が取り出さ
れる。出力読出回路２１２には、ドライブ回路２１１か
らシフトタイミング信号が供給され、ＣＣＤ撮像素子２
００の読み出しタイミングと光路シフトのタイミングと
は同期がとられている。
【０１３６】ＣＣＤ撮像素子２００からの撮像信号は、
撮像信号処理回路２１３で所定の処理が施されてカラー
ビデオ信号とされ、記録信号処理回路２１４に供給され
る。この記録信号処理回路２１４では、カラービデオ信
号に対して変調などの記録信号処理が行なわれる。
【０１３７】また、光路変更量及び方向情報発生回路２
１５からは、ドライブ回路２１１からの信号に基づい
て、光路変更手段２１０における光路シフト量及びシフ
ト方向を内容とする情報ＩＤが得られ、この情報ＩＤが
記録信号処理回路２１４に供給される。この情報ＩＤに
は、フィールド画像を何枚重ねて合成高解像度静止画を
得るかの情報も含まれる。
【０１３８】記録信号処理回路２１４では、この情報Ｉ
Ｄを、記録するカラービデオ信号の垂直ブランキング期
間などのメイン信号区間以外の期間に挿入または重畳す
る。そして、記録信号処理回路２１４からの出力信号
が、記録再生切換スイッチ２１６の記録側接点Ｒを通じ
て回転ヘッドに供給され、磁気テープに記録される。
【０１３９】次に、再生について説明する。回転ヘッド
によりテープから再生された信号は、スイッチ２１６の
再生側接点ｐを通じて再生信号処理回路２２１に供給さ
れる。
【０１４０】この再生信号処理回路２２１では、再生信
号からカラービデオ信号が復調され、画像復元合成回路
２２２に供給される。再生信号処理回路２２１では、ま
た、再生信号から情報ＩＤが抽出され、変更量及び方向
情報再生回路２２３に供給される。この情報再生回路２
２３では、１枚の静止画として合成されるべき、フィー
ルド画像の枚数と、各フィールド画像についての光路シ
フト量及びシフト方向が再生され、その再生出力情報が
画像復元合成回路２２２に供給される。
【０１４１】画像復元合成回路２２２は、フレームメモ
リを備え、再生信号処理回路２２１からのカラービデオ
信号を、一旦、Ａ／Ｄ変換して、フレームメモリに書き
込み、このフレームメモリから読み出したデジタル信号
をＤ／Ａ変換して表示モニター２２４に供給し、あるい
はプリンタ２２５に供給する。プリンタ２２５には、デ
ジタル信号のまま供給することもできる。
【０１４２】この例の場合、画像復元合成回路２２２の
フレームメモリは、１フィールド当たりのＡ／Ｄ変換、
Ｄ／Ａ変換でのサンプリングによる画素数よりも多い画
素数を記憶可能なメモリである。つまり、このフレーム
メモリは、重ね合わされるフィールド画像の最大数に応
じた画素数を有する。
【０１４３】そして、合成回路２２２では、情報再生回
路２２３からのシフト量及びシフト方向の情報に基づい
て、静止画を構成する各フィールド画像を、それぞれ撮
像時の空間サンプリング位置に対応するようにフレーム
メモリに書き込む。この結果、フレームメモリには、撮
像素子の解像度よりも高解像度の静止画が得られる。
【０１４４】前述したように、このフレームメモリの静
止画情報は、Ｄ／Ａ変換され、表示モニター２２４に供
給されて表示され、又はプリンタ２２５で、そのハード
コピーが得られる。表示モニター２２４やプリンタ２２
５が高解像度対応機器であれば、高解像度の静止画が得
られる。解像度が低いモニターやプリンタの場合には、
フレームメモリの情報は、適宜、間引かれて、それらに
供給される。
【０１４５】この例のカメラ一体型記録再生装置によれ
ば、ＣＣＤ撮像素子２００として、インターレースタイ
プのフルライン撮像素子を用い、光路シフトを水平、垂
直方向に行なった複数枚のフィールド画像を重ね合わせ
ることにより高解像度の静止画を得ることができる。こ
の場合に、光路シフト量を水平、垂直とも細かくして重
ね合わせ画像を多くすれば、画素数は重ね合わせ画像枚
数分、増加し、通常のインターレース画像の２倍以上の
高画像度静止画が得られる。
【０１４６】なお、図２８の例は記録再生装置の場合で
あるが、撮像記録専用機と再生機に分けてもよい。ま
た、記録媒体としては、テープに限らず記録可能な光デ
ィスクや、ＩＣメモリ、ＩＣカードなどを使用すること
もできる。
【０１４７】さらに、光路変更に関する情報ＩＤは、ビ
デオ信号の垂直ブランキング区間などに重畳するのでは
なく、ビデオ信号とは別個の記録エリアに関連付けて記
録するようにしてもよい。
【０１４８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、画像表示装置と観視者あるいはスクリーンとの間
に、映像信号のフィールドごとに光路変更をして、光学
偏向を行うと共に、画像表示装置に、その光学偏向に合
わせてずれた画像を表示することにより、インタレース
のフルライン表示が画像表示装置の画素数を増やすこと
なく、実現でき、表示画像の解像度を向上させることが
できる。
【０１４９】そして、この発明によれば、画素数を増や
さないので開口率が下がらず、高輝度で画像表示ができ
る。また、画素数の少ない安価な画像表示装置を用いて
高解像度の画像表示ができる。
【０１５０】また、この発明によれば、縦方向だけでな
く、横方向の画素数も増やすことができるので、総画素
数としては４倍にすることができる。
【０１５１】ＮＴＳＣ方式の映像信号をフルインタレー
スで表示することができる画素数の画像表示装置に、こ
の発明を適用すれば、走査ライン数が１１２５本のハイ
ビジョン（ＨＤＴＶ）信号の画像の表示も可能になる。
【０１５２】以上のように、この発明は安価で、高解像
度の画像表示を実現することができるので、撮像カメラ
の電子ビューファインダーや、プロジェクタ、眼鏡型モ
ニタなどに応用することができ、その用途は広範であ
る。また、この発明の解像度改善方法は、撮像カメラ等
にも応用できる。
【０１５３】そして、図１２、図２１の例の場合には、
回転運動によって簡単に光学シフトが実現でき振動音も
少ない。また、図１５、図２２の例の場合には、電気的
に光偏向を行うので応答速度が早く、ほぼ理想的に光偏
向が実現できる。しかも、機械音もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を説明するための画素パタ
ーン及び光学的合成画素パターンを示す図である。
【図２】この発明の他の実施例を説明するための画素パ
ターン及び光学的合成画素パターンを示す図である。
【図３】この発明の他の実施例を説明するための画素パ
ターン及び光学的合成画素パターンを示す図である。
【図４】この発明の他の実施例を説明するための画素パ
ターン及び光学的合成画素パターンを示す図である。
【図５】この発明による画像表示装置の解像度改善装置
の一実施例の構成図である。
【図６】この発明に使用する画像表示装置の一例として
のＬＣＤパネルの例を説明するための図である。
【図７】この発明に使用する画像表示装置の一例のブロ
ック図である。
【図８】この発明による水平方向の表示画像のシフトを
説明するためのタイミングチャートである。
【図９】この発明による垂直方向の表示画像のシフトを
説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】この発明による光路変更の一例を説明するた
めのタイミングチャートである。
【図１１】図５の例による光路変更の原理を説明するた
めの図である。
【図１２】この発明による画像表示装置の解像度改善装
置の他の実施例の構成図である。
【図１３】図１２の例による光路変更を説明するための
タイミングチャートである。
【図１４】図１２の例による光路変更の原理を説明する
ための図である。
【図１５】この発明による画像表示装置の解像度改善装
置の他の実施例の構成図である。
【図１６】図１５の例による光路変更を説明するための
タイミングチャートである。
【図１７】図１５の例による光路変更の原理を説明する
ための図である。
【図１８】図１５のにおいて、光路変更の他の手段を説
明するための図である。
【図１９】この発明による画像表示装置の解像度改善装
置の他の実施例の構成図である。
【図２０】この発明による画像表示装置の解像度改善装
置の他の実施例の構成図である。
【図２１】図１２の例の改善例を説明するための図であ
る。
【図２２】図１５の例の改善例を説明するための図であ
る。
【図２３】図２２の例の動作説明のためのタイミングチ
ャートである。
【図２４】この発明による画像表示装置の解像度改善装
置の他の実施例の構成を示す図である。
【図２５】図２４の例の動作の説明のためのタイミング
チャートである。
【図２６】この発明による撮像装置の一例の構成を説明
するための図である。
【図２７】この発明による撮像装置の他の例の構成を説
明するための図である。
【図２８】この発明による記録装置及び再生装置の一実
施例を含む記録再生装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０ ＬＣＤパネル １１ 画素 １３ 垂直シフトレジスタ １６ 水平シフトレジスタ ２０ ＬＣＤドライブ回路 ２４ タイミング信号発生回路 ３０ 光路変更手段 ３１ 接眼レンズ ３２ ボイスコイル ４０ ボイスコイルのドライブ回路 ５０ 光路変更手段 ５１ 半円ガラス板 ５４ 素通し部 ５７ モータ ５８ 回転位相センサ ６０ モータ５７のドライブ回路 ７１ 偏波面回転板 ７２ 複屈折板 ７３ 液晶 ８０ 偏波面回転板７１のドライブ回路 ９１ 反射鏡 １００ アクティブプリズム １１１、１１２ プロジェクタ １１３ スクリーン ２００ ＣＣＤ撮像素子 ２０１ 対物レンズ ＴＤ 透明電極 ＨＳＴ 水平リセットパルス ＨＣＫ 水平クロックパルス ＨＥＮ 水平イネーブル信号 ＶＳＴ 垂直リセットパルス ＶＣＫ 垂直クロックパルス ＶＥＮ 垂直イネーブル信号 Ｏ／Ｅ 奇数フィールドと偶数フィールドの判別信号
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｂ 9068−5Ｃ 9/31 Ｃ 9187−5Ｃ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 縦方向及び横方向に配列された複数個の
    画素の各々が、表示画素パターンに応じて発光すること
    により、画像が表示される画像表示装置と、観測者また
    はスクリーンとの間に、光路をフィールドごとに変更す
    る光学部材を配すると共に、 フィールド毎に、前記光路の変更に応じて表示位置がず
    れている状態の前記表示画素パターンを前記画像表示装
    置に表示するようにした画像表示装置の解像度改善方
    法。
  2. 【請求項２】 上記光学部材による光路の変更量が、垂
    直方向に画素ピッチの１／２、水平方向に同色画素ピッ
    チの１／４、とされてなる請求項１に記載の画像表示装
    置の解像度改善方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の画像表示装置の解像度
    改善方法において、フィールド毎に、前記光路の変更に
    応じて表示位置がずれている状態の前記表示画素パター
    ンを得る方法は、 ずれの方向が前記横方向である場合には、画像情報の水
    平同期に対する前記画像表示装置の水平クロックの位相
    を、画面上のサンプル位置に合わせてずらすことにより
    行い、 ずれの方向が前記縦方向である場合には、画像情報の垂
    直同期に対する前記画像表示装置の垂直クロックの位相
    を、画面上のサンプル位置に合わせてずらすことにより
    行うようにした画像表示装置の解像度改善方法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の画像表示装置の解像度
    改善方法において、前記光学部材による光路変更は、屈
    折部材の前記光路中への挿入及び非挿入によりなされる
    画像表示装置の解像度改善方法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の画像表示装置の解像度
    改善方法において、屈折率が異なる部位が、画像情報の
    フィールドごとに、交互に、画像表示装置と観測者また
    はスクリーンとの間の光路中に現れるようにすること
    で、前記光路の変更が行われるようにした画像表示装置
    の解像度改善方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の画像表示装置の解像度
    改善方法において、前記光学部材は、前記画像表示装置
    からの光の偏波面を変更させる光学手段と、複屈折素子
    とで構成され、 前記光学手段により、１フィールド毎に偏波面が変更さ
    れ、その変更後の光が前記複屈折素子を通過することに
    より前記光路の変更が行われるようにした画像表示装置
    の解像度改善方法。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の画像表示装置の解像度
    改善方法において、光学部材としてアクティブプリズム
    を用い、このアクティブプリズムによりフィールド毎に
    光路シフトを行うようにした画像表示装置の解像度改善
    方法。
  8. 【請求項８】 縦方向及び横方向に配列された複数個の
    画素の各々が、表示画素パターンに応じて発光すること
    により画像が表示される画像表示部と、 この画像表示部と観測者またはスクリーンとの間に配設
    され、光路を変更するための光学部材と、 前記画像表示部において、前記表示画素パターンを、前
    記光学部材による光路の変更に応じてシフトするように
    するシフト手段とを備える画像表示装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の画像表示装置におい
    て、前記光学部材は、中心位置に回転軸を有する円形回
    転体であって、その円周方向に光路偏向量の異なる部位
    が交互に形成されたもので構成され、 前記画像表示部と観測者またはスクリーンとの間の光路
    を、前記光学部材が横切るように配置され、 前記回転軸が前記画像表示部の垂直走査に同期して回転
    され、前記光路偏向量が異なる部位が、画像情報のフィ
    ールドごとに、交互に、前記画像表示部と観測者または
    スクリーンとの間の光路中に現れるようにした画像表示
    装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８に記載の画像表示装置におい
    て、画像表示部は、 表示画像の横方向の画素を水平クロックにより順次走査
    するようにする水平走査手段と、 表示画像の縦方向の画素を垂直クロックにより順次走査
    するようにする垂直走査手段と、 前記水平クロックの発生手段と、 前記垂直クロックの発生手段と を有すると共に、 水平クロックの位相を、前記光学部材による光路変更に
    応じて画像情報の水平同期に対してフィールド毎にシフ
    トする手段及び／または垂直クロックの位相を、前記光
    学部材による光路変更に応じて画像情報の垂直同期に対
    してフィールド毎にシフトする手段を設けたことを特徴
    とする画像表示装置。
  11. 【請求項１１】 請求項８に記載の画像表示装置におい
    て、前記光学部材は、偏波面回転板と複屈折板とで、構
    成され、 前記画像表示部からの光が前記偏波面回転板、複屈折板
    の順に通過するように、前記光学部材が前記画像表示部
    と、観測者あるいはスクリーンとの間に配設されてなる
    画像表示装置。
  12. 【請求項１２】 液晶表示デバイスに、ノンインターレ
    ースの走査方式で画像を表示し、その表示画像をスクリ
    ーンに投影するようにするプロジェクタ装置を２台使用
    し、 一方のプロジェクタにより、画像情報の奇数フィールド
    のみを表示し、他方のプロジェクタにより、画像情報の
    偶数フィールドのみを表示し、 前記２つのプロジェクタのスクリーンへの投影画像を垂
    直方向に１／２画素ピッチ分ずらして合成するようにす
    る画像表示装置の解像度改善方法。
  13. 【請求項１３】 縦方向及び横方向に配列された複数個
    の画素の各々が、表示画素パターンに応じて発光するこ
    とにより、画像が表示されると共に、次に画像情報が画
    素に対して書き込まれるまで画像表示を続ける残像効果
    の大きい画像表示装置と、観測者またはスクリーンとの
    間に、 前記画像表示装置の画面の垂直走査に同期して書き込ま
    れる画像表示部位に応じて光路を変更する光学部材を配
    すると共に、 前記表示画素パターンのフィールド毎に、前記光路の変
    更に応じて表示位置がずれている状態の前記表示画素パ
    ターンを前記画像表示装置に表示するようにした画像表
    示装置の解像度改善方法。
  14. 【請求項１４】 撮像素子と、被写体との間の光路中
    に、光路を変更する光学部材を挿入し、 撮影者の手ぶれに応じて前記光学部材を駆動して、前記
    手ぶれの影響のない撮像信号を得るようにする撮像装置
    において、 フィールド又はフレーム毎に光路を所定の方向にシフト
    するように前記光学部材を、駆動する手段を設けると共
    に、 前記撮像素子はノンインターレースとして、フィールド
    毎にすべての画素からの撮像信号を得るようにした撮像
    装置。
  15. 【請求項１５】 撮像素子と、被写体との間の光路中に
    挿入され、光路を変更するための光学部材と、 この光学部材によりフィールドまたはフレーム毎に光路
    を所定の方向にシフトする手段と、 前記手段によりシフトされて空間サンプリング位置の異
    なる被写体の複数のフィールド画像を、各フィールド画
    像のシフト量及びシフト方向を示す情報と共に記録媒体
    に記録する手段とを備える記録装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の記録装置により記
    録された記録媒体の再生装置であって、 再生信号から複数のフィールド画像と、各フィールド画
    像のシフト量及びシフト方向を示す情報を抽出する手段
    と、 前記抽出された複数のフィールド画像を、それぞれ前記
    シフト量及びシフト方向を示す情報に基づいて垂直及び
    水平方向にシフトして重ね合わせることにより、高解像
    度の静止画像を再生する手段とを備える再生装置。
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