專利名稱：攝像顯示裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像顯示裝置以及在顯示元件上顯示攝像元件獲得的圖 像信息的方法。
背景技術(shù)：
本申請要求2007年12月28日提交的日本專利申請No.2007-340338 的優(yōu)先權(quán)，在此以引證的方式將其全部內(nèi)容結(jié)合進來。
具有攝像元件的數(shù)碼相機已經(jīng)廣泛地用作攝像顯示裝置，該攝像元 件包括諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的圖像傳感器。數(shù)碼相機使用 攝像元件獲得光學(xué)像，且在諸如LCD的顯示元件上顯示該圖像作為直通 圖像(through image),且響應(yīng)于釋放按鈕的按下等在諸如存儲卡的存儲 介質(zhì)中將圖像存儲為靜態(tài)圖像或運動圖像。
一般地，顯示元件的像素數(shù)目小于攝像元件的像素數(shù)目。因此，當(dāng) 在顯示元件上顯示直通圖像時，通過像素下采樣來讀取攝像元件的像素， 或者進行附加的像素信息處理，以適于顯示元件的像素數(shù)目。
很多數(shù)碼相機一般具有AF (自動對焦)功能和/或AE (自動曝光) 功能。己知的AF方案有相位差檢測方案和對比度檢測方案。具體而言， 當(dāng)采用對比度檢測方案時，如果攝像元件的攝像幀率低，則進行AF處理 需要花費很長的時間。
圖12示出了用于解決這種問題的一種示例方法。在該示例中，攝像 元件的攝像幀率為120 *S，這是顯示元件顯示幀率60 fps的兩倍。從攝 像元件的順序攝像幀中交替地讀取在垂直方向上空間不同的圖像信息， 例如，奇數(shù)線的圖像信息(ODD)和偶數(shù)線的圖像信息(EVEN),且將 該順序圖像信息用于AF處理和AE處理。另一方面，顯示元件通過1幀 間疏來以隔行方式顯示圖像。解決該問題的另一方法是提供兩個攝像元件。在一種已知的攝像裝
置中，當(dāng)執(zhí)行AF處理時， 一個攝像元件用于AF處理且另一個用于在顯 示元件上顯示直通圖像(例如，參照日本特開平2007-097033，此處稱為 專利文獻l)。
然而，在圖12所示的示例中，因為顯示元件僅可顯示ODD和EVEN 其中一個圖像信息，因此垂直方向的分辨率變低。
另一方面，在專利文獻1中披露的顯示裝置中，因為提供了兩個攝 像元件，所以能夠以適合AF處理的攝像幀率驅(qū)動一個攝像元件，且能夠 以適合顯示元件的顯示幀率的攝像幀率驅(qū)動另一攝像元件，且當(dāng)執(zhí)行AF 處理時， 一個攝像元件用于AF處理且另一個用于在顯示元件上顯示直通 圖像。因此，能夠以短的時間執(zhí)行AF處理，同時能夠防止在顯示元件上 顯示的圖像的分辨率降低。
然而，在這種情況下，因為相應(yīng)攝像元件需要兩個獨立的攝像元件 讀取控制部，所以攝像裝置變大，且這導(dǎo)致成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述情形，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種小且廉價的攝 像顯示裝置及方法，同時，該裝置的攝像元件的攝像幀率可以保持很高， 而不降低顯示圖像的分辨率。
實現(xiàn)上述目標(biāo)的本發(fā)明的第一方案是一種攝像顯示裝置，該攝像顯 示裝置基于第一圖像信息生成第二圖像信息，其中在所述第一圖像信息 中，包括與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期， 在所述第二圖像信息中，包括與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多 種幀形成一個周期，且該攝像顯示裝置顯示由所述第二圖像信息代表的 圖像，其中所述攝像顯示裝置包括攝像元件，其用于對光學(xué)系統(tǒng)形成 的光學(xué)像進行光電轉(zhuǎn)換；讀取控制部，其用于控制所述攝像元件，以順 序地讀取第一圖像信息，在所述第一圖像信息中，包括與所述攝像元件 中包含的空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期；顯 示圖像信息生成部，其用于基于所述第一圖像信息生成要顯示的第二圖像信息，該第二圖像信息包括形成一個周期的多種幀，該多種幀包括與 所述攝像元件中包含的空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀，且該第二圖 像信息的幀率低于所述第一圖像信息的幀率；以及顯示部，其用于顯示 由所述第二圖像信息代表的圖像。
本發(fā)明的第二方案屬于第一方案中提及的攝像顯示裝置，其中所述 讀取控制部控制所述攝像元件的讀取，使得包括至少在垂直方向上空間 不同的圖像信息。
本發(fā)明的第三方案屬于第一方案中提及的攝像顯示裝置，其中，所 述顯示圖像信息生成部基于通過對所述第一圖像信息的多個順序幀中與 所述攝像元件中包含的空間相同的像素陣列對應(yīng)的圖像信息執(zhí)行相加或 平均操作獲得的圖像信息，生成要顯示的第二圖像信息，其中在所述第 二圖像信息中，包括與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成 一個周期，且其中所述第二圖像信息的幀率低于所述第一圖像信息的幀
本發(fā)明的第四方案屬于第一方案中提及的攝像顯示裝置，其中所述 攝像元件包括拜爾陣列形式的濾色器，且所述顯示圖像信息生成部以使 得構(gòu)成所述第二圖像信息的各幀的圖像信息包括呈拜爾陣列的顏色信息 的方式生成所述第二圖像信息。
本發(fā)明的第五方案屬于第四方面中提及的攝像顯示裝置，其中所述 圖像信息生成部基于下采樣的圖像信息生成所述第二圖像信息，其中該
下采樣后的圖像信息包括基于第(l+8n)條垂直線和第(4+8n)條垂直 線的像素信號生成的且構(gòu)成拜爾陣列的R、 G和B圖像信息和基于第 (3+8n)條垂直線和第(6+8n)條垂直線的且構(gòu)攝像素信號生成的拜爾 陣列的R、 G和B圖像信息，其中n是正整數(shù)。
本發(fā)明的第六方案屬于第一方案中提及的攝像顯示裝置，其中所述 裝置還包括對焦控制部，其通過處理從所述攝像元件順序讀取的所述第 一圖像信息來控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行對焦。
本發(fā)明的第七方案屬于第一方案中提及的攝像顯示裝置，其中所述 顯示部包括顯示元件和圖像偏移部，該顯示元件以逐行方式顯示由包括與所述攝像素元件中包含的空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的所述第 二圖像信息的各幀代表的圖像，且該圖像偏移部使所述顯示元件顯示的 所述多種幀的圖像相互偏移。
實現(xiàn)上述目標(biāo)的本發(fā)明的第八方案是一種用于攝像顯示裝置的攝像 和顯示方法，該攝像顯示裝置基于第一圖像信息生成第二圖像信息，其 中在第一圖像信息中，包括與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種 幀形成一個周期，在第二圖像信息中，包括與空間不同的像素陣列對應(yīng) 的多個幀的多種幀形成一個周期，且該攝像顯示裝置顯示由所述第二圖 像信息代表的圖像，其中該方法包括以下步驟從攝像元件順序地讀取 所述第一圖像信息，其中在所述第一圖像信息中，包括與該攝像元件中 包含的空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期；生成 要顯示的所述第二圖像信息，其中在該第二圖像信息中，包括與空間不 同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期，且該第二圖像信息
的幀率低于所述第一圖像信息的幀率；以及，顯示由所述第二圖像信息
代表的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，因為使用一個攝像元件，通過適當(dāng)控制從所述攝像元 件讀取圖像信息，選擇空間不同的圖像信息且在順序顯示幀中顯示所選 的空間不同的圖像信息，所以該裝置可以小且廉價，同時可以在不損失 顯示圖像分辨率的情況下提高攝像元件的攝像幀率。


圖1是說明本發(fā)明第一實施方式中的攝像顯示裝置的示意性結(jié)構(gòu)的 功能框圖。
圖2示出了圖1中所示的攝像顯示裝置的主要部分的工作的定時圖。 圖3是解釋第一實施方式中的圖像信息讀取和圖像處理的示例的圖。
圖4示出了第一實施方式的第一變型例的定時圖。 圖5示出了第一實施方式的第二變型例的定時圖。 圖6示出了第一實施方式的第三變型例的定時圖。圖7是說明本發(fā)明第二實施方式中的攝像顯示裝置的示意性結(jié)構(gòu)的 功能框圖。
圖8示出了圖7中所示像素移位部的示例的構(gòu)成和工作的圖。
圖9示出了圖7中所示攝像顯示裝置的主要部分的工作的定時圖。
圖10是解釋第二實施方式中的圖像信息讀取和圖像處理的示例的圖。
圖11是解釋通過根據(jù)本發(fā)明的攝像顯示裝置讀取圖像信息的變型例 的圖。
圖12是解釋現(xiàn)有技術(shù)的定時圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖解釋本發(fā)明的實施方式。 實施方式1
圖1是說明本發(fā)明第一實施方式的攝像顯示裝置的示意性結(jié)構(gòu)的功 能框圖。該攝像顯示裝置包括攝像光學(xué)系統(tǒng)ll、攝像元件12、系統(tǒng)控制 部13、讀取控制部14、 AE處理部15、 AF處理部16、圖像處理部17、 鏡頭控制部18、輸出控制部19、顯示元件20和控制各部工作的定時發(fā) 生器21。這里，圖像處理部17包括顯示圖像信息生成部，且顯示元件 20包括顯示部。
在圖1中，通過攝像光學(xué)系統(tǒng)11在攝像元件12上形成被攝體(未 示出)的光學(xué)像，且對該光學(xué)像進行光電轉(zhuǎn)換。攝像元件12由圖像傳感 器(諸如CDD傳感器或CMOS傳感器)構(gòu)成。在本實施方式中，攝像 元件12由具有拜爾陣列形式的濾色器的單板CMOS傳感器(例如，具有 4096x2400個像素)構(gòu)成。
攝像元件12基于定時發(fā)生器21生成的定時信號，通過控制圖像信 息(圖像信號)的曝光時間和/或輸出時間來控制攝像幀率，同時經(jīng)由系 統(tǒng)控制部13通過讀取控制部14控制像素的讀取位置，按所需的讀取模 式讀取圖像信息。通過內(nèi)置的處理部(未示出)，對從攝像元件12讀取 的圖像信息執(zhí)行諸如相干雙采樣(CDS)、自動增益控制(AGC)或A/D轉(zhuǎn)換的所需處理，且該圖像信息作為數(shù)字圖像信息饋入到AE處理部15、
AF處理部16和系統(tǒng)控制部17。
AE處理部15檢測輸入圖像信息的亮度分量，且基于檢測結(jié)果，經(jīng) 由系統(tǒng)控制部13、通過定時發(fā)生器21控制攝像元件12的曝光時間，使 得圖像具有合適的亮度。
另一方面，AF處理部16基于輸入圖像信息計算圖像的對比度，且 基于計算結(jié)果，通過經(jīng)由鏡頭控制部18驅(qū)動攝像光學(xué)系統(tǒng)11，在攝像元 件12上形成被攝體的聚焦后的圖像，使得能夠獲得高對比度的圖像。因 此，在本實施方式中，用于執(zhí)行攝像光學(xué)系統(tǒng)ll的對焦控制的對焦控制 部由AF處理部16和鏡頭控制部18構(gòu)成。
圖像處理部17構(gòu)成用于從由攝像元件12讀取的圖像信息中選擇要 在顯示元件20上顯示的圖像信息的圖像選擇部?；诙〞r發(fā)生器21生 成的定時信號，圖像處理部17對所選的圖像執(zhí)行各種圖像處理，諸如消 除馬賽克、邊緣增強、尺寸調(diào)整、失真校正、色調(diào)及灰度校正，且將處 理后的圖像信息傳遞到輸出控制部19。盡管在圖中沒有示出，圖像處理 部17還包括JPEG壓縮部?；卺尫虐粹o等的操作，圖像處理部17控制 JPEG壓縮部，使得它能夠處理曝光后的靜態(tài)圖像或移動圖像以存儲在存 儲介質(zhì)中。
如需要，輸出控制部19將從圖像處理部17傳遞來的圖像信息轉(zhuǎn)換為 適合顯示元件20的像素數(shù)目的大小和幀率，且基于定時發(fā)生器21生成 的定時信號，在顯示元件20上顯示轉(zhuǎn)換后的圖像信息。
需要背光的透射型LCD、反射型LCOS或發(fā)光EL元件均可以用作 顯示元件20，然而在本實施方式中使用透射型LCD (例如1024x600像 素)。觀察者可通過例如能夠調(diào)節(jié)屈光標(biāo)度(diopter scale)的取景器型目 鏡光學(xué)系統(tǒng)(未示出)來觀察顯示元件20上顯示的圖像。
在圖1中，利用CPU構(gòu)成系統(tǒng)控制部13、 AE處理部15、 AF處理 部16、圖像處理部17、輸出控制部19和定時發(fā)生器21。
在本實施方式中，如圖2的主要部分中的定時圖所示，考慮了攝像 元件12的攝像幀率是顯示元件20的顯示幀率的兩倍的示例性情況。為了顯示直通圖像，通過像素下采樣對兩個順序攝像幀進行下采樣，且通
過讀取控制部14從攝像元件12讀取圖像信息Al和A2。此后，對另外 兩個順序攝像幀進行下采樣，讀取在垂直方向上空間不同的圖像信息Bl 和B2。這里，圖像信息Al和A2可以是在水平方向上空間不同的或空間 相同的。類似地，圖像信息B1和B2也可以是在水平方上空間不同的或 空間相同的。然后，這些順序的4個攝像幀形成一個周期(cycle),且以 相同的方式重復(fù)地讀取它們。
因此，在本實施方式中，讀取圖像信息，使得該圖像信息在與顯示 元件20的各順序顯示幀相對應(yīng)的攝像元件12的各順序讀取時段中包括 在垂直方向上空間不同的圖像信息。即，例如在圖2中，在包括與顯示 幀Al對應(yīng)的攝像幀1、 2的時段和包括與顯示幀Bl對應(yīng)的攝像幀3、 4 的時段中。
來自攝像元件12的讀取圖像信息被送到用于執(zhí)行AE處理和AF處 理的AE處理部15和AF處理部16，同時被送到圖像處理部17。圖像處 理部17跳過來自攝像元件12的圖像信息的每2幀中的1幀，且交替地 選擇圖像信息A1和圖像信息B1。然后，圖像處理部17處理所選的圖像 信息Al和Bl，且經(jīng)由輸出控制部19將它們提供到顯示元件20。
因此，與顯示幀同步，以隔行方式在顯示元件20上交替地顯示與攝 像元件12的每隔一個攝像幀中的圖像信息Al和Bl分別對應(yīng)的圖像信 息A和B。在本示例中，讀取圖像信息A3和B3，使得圖像信息A3和 B3的空間關(guān)系與圖像信息Al和Bl的空間關(guān)系相同。另外，圖像信息 Al和A3以及圖像信息Bl和B3分別是不同的數(shù)據(jù)。
圖3是用于解釋在這種情況下從攝像元件12讀取圖像信息的示例以 及圖像處理部17中圖像處理的示例的圖。這里，具有拜爾陣列形式的濾 色器的4096x2400像素的CMOS傳感器用作攝像元件12，且R、 G、 B 各1024x600像素的透射型LCD用作顯示元件20。
在圖3中，當(dāng)從攝像元件12讀取圖像信息A1、 A2、 B1和B2時， 通過對攝像元件12的垂直線進行1/4下采樣來讀取4096x600個像素。例 如，對于圖像信息A1和A2，分別讀取第(l+8n)條水平線和第(4+8n)條水平線，且對于圖像信息B1和B2，分別讀取第(3+8n)條水平線和 第(6+8n)條水平線(n是正整數(shù)或0)。
另一方面，在圖像處理部17中，對于所選的圖像信息A1，提取第 (l+8n)條垂直線和第(4+8n)條垂直線，且通過組合構(gòu)成拜爾陣列的 相鄰2x2像素(8x8像素也可以)生成包括R、 G、 B顏色信息的2x2同 步圖像數(shù)據(jù)。在這種情況下，通過對水平方向上最接近的相同顏色的像 素數(shù)據(jù)進行相加或間疏，來生成1024x600像素的圖像信息A'。換句話說， 如圖3所示意性示出的，通過組合在由4x4像素構(gòu)成的區(qū)塊的4個角的 2x2像素(GR、 B、 R、 GB)、在由6x4像素構(gòu)成的區(qū)塊的4個角的2x2 像素(R、 GB、 GR、 B)、在由6x4像素構(gòu)成的區(qū)塊的4個角的2x2像素 (B、 GR、 GB、 R)和由6x6像素構(gòu)成的區(qū)塊的4個角的2x2像素(GB、 R、 B、 GR)，生成包括R、 G、 B顏色信息的2x2同步圖像數(shù)據(jù)。這些區(qū) 塊分別以虛線示出。同時，各區(qū)塊的像素與相鄰區(qū)塊的像素重疊。另外， 在低感光度的情況下，通過把相鄰的相同顏色的像素相加來將R、 GB、 GR、 B組合為一個區(qū)塊，從而生成同步圖像數(shù)據(jù)。
類似地，對于所選圖像信息B1，提取第(3+8n)條垂直線和第(6+8n) 條垂直線，且與圖像信息A1的情況一樣，通過組合構(gòu)成拜爾陣列的相鄰 2x2像素生成包括R、 G、 B顏色信息的1024x600像素的2x2同步圖像 數(shù)據(jù)(圖像信息B')。
因此，在所選的圖像信息Al和Bl中，通過改變攝像元件12的讀 取位置而讀取像素，使得各同步像素的重心在顯示元件20中在垂直方向 上空間偏移l/2相位(1/2像素間距)。同時，在圖3中，在圖像信息A1 和B1中，各同步像素的重心由實線圓圈表示，且在圖像信息B1中由虛 線圓圈表示圖像信息A1中各同步像素的重心，以清晰地示出它們之間的 空間相移。另夕卜，盡管在上述示例中，以使像素的相位相互偏移1/2的方 式讀取了像素，但是即使在相位相互偏移2/5或l/3的情況下，分辨率也 可高于相位不偏移的情況。
如上所述生成的圖像信息A'和B'輸出到顯示元件20，其中通過在輸 出控制部19中執(zhí)行像素間疏或相加/平均操作，圖像信息A'和B，的垂直
ii線被調(diào)節(jié)為(1024x300)的一半，使得它們的尺寸將適于以隔行方式在 顯示元件20上顯示，且然后在顯示元件20上以隔行方式顯示圖像信息A， 和B，。
根據(jù)本實施方式，具有利用一個攝像元件12的緊湊和低成本結(jié)構(gòu)， 能夠以高攝像幀率執(zhí)行AF處理，且因為通過控制攝像元件12的讀取位 置，以隔行的方式在顯示元件20的順序顯示幀中顯示由攝像元件12的 不同攝像幀獲得的且在垂直方向上空間不同的圖像信息，所以能夠改善 顯示圖像在垂直方向的分辨率和動態(tài)分辨率。
在上面的解釋中，盡管在圖像處理部17中交替地選擇要顯示的圖像 信息A1和B1，但是作為替換，如圖4中所示，也可以交替地選擇圖像 信息A2和B2以進行顯示。在這種情況下，對于圖3中示出的各自所選 的圖像信息A2和B2，提取第(3+8n)條垂直線和第(6+8n)條垂直線， 且和上面一樣，生成包括R、 G、 B顏色信息的1024x600像素的2x2同 步圖像數(shù)據(jù)，其中各數(shù)據(jù)包括構(gòu)成拜爾陣列的一組相鄰的2x2像素。
另外，如圖5所示，在圖像處理部17中，還可以選擇攝像元件12 的與顯示幀同步的所有圖像信息，且通過對所選圖像信息執(zhí)行相加或平 均操作，在顯示元件20中顯示所選的圖像信息。
而且，讀取控制部14從攝像元件12讀取的圖像信息僅需要包括在 與顯示元件20的順序顯示幀對應(yīng)的攝像元件12的順序讀取時段中空間 不同的圖像信息。因此，例如在圖2中，可以通過在包括與顯示幀A1對 應(yīng)的攝像幀1和2的時段中執(zhí)行下采樣來順序讀取圖像信息Al和Bl， 且可以通過在包括與顯示幀Bl對應(yīng)的攝像幀3和4的時段中執(zhí)行下采樣 來順序讀取圖像信息Bl和Al，由此可以通過每2幀跳過1幀來交替地 選擇并在顯示元件20中顯示圖像信息Al和Bl 。
在上面，盡管解釋了攝像元件12的攝像幀率是顯示元件20的顯示 幀率的2倍的情況，但是在攝像元件12的攝像幀率是顯示元件20的顯 示幀率的3倍以上的情況下，也可以按相同的方式進行控制。例如，在 攝像元件12的攝像幀率是顯示元件20的顯示幀率的3倍的情況下，考 慮6個攝像幀構(gòu)成一個周期，例如，如圖6所示，通過由讀取控制部分14在第一組順序的三個攝像幀中執(zhí)行下采樣，從攝像元件12讀取圖像信
息A1、 A2和A3，且通過在下一組順序的三個攝像幀中執(zhí)行下采樣，讀 取在垂直方向上與圖像信息Al、 A2和A3空間不同的圖像信息B1、 B2 和B3，通過選擇每2幀下采樣的的圖像信息A1和B1，或者通過選擇與 顯示幀對應(yīng)的三個攝像幀的圖像信息并且對它們執(zhí)行相加或平均操作， 在顯示元件20上顯示圖像信息。
很明顯，即使在這種情況下，僅需要在顯示元件20的順序顯示幀中 顯示攝像元件12的不同攝像幀中的空間不同的圖像信息。例如，在圖6 中，可以執(zhí)行各種類型的讀取控制。 一個示例為在包括與顯示幀A1對 應(yīng)的攝像幀1、 2、 3的時段中，通過順序地執(zhí)行像素下采樣，在相同的 讀取位置讀取圖像信息Al、 Al和Al，而在包括與顯示幀Bl對應(yīng)的攝 像幀4、 5、 6的時段中，通過順序地執(zhí)行像素下釆樣，在同一讀取位置 (該讀取位置在空間上不同于圖像信息Al的讀取位置)讀取圖像信息 Bl、 B1禾卩B1。另一示例為在與顯示幀Al對應(yīng)的時段中，通過順序地 執(zhí)行像素下采樣，讀取圖像信息A1、 Bl、 Bl，而在與顯示幀B1對應(yīng)的 時段中，通過順序地執(zhí)行像素下采樣，讀取圖像信息B1、 Al、 Al。
實施方式2
圖7是說明本發(fā)明第二實施方式中的攝像顯示裝置的示意性結(jié)構(gòu)的 功能框圖。該攝像顯示裝置旨在通過提供像素偏移部31和像素偏移控制 部32，偏移在顯示元件20上顯示的圖像的像素，從本質(zhì)上提高分辨率， 同時使用圖1所示的結(jié)構(gòu)以逐行的方式在顯示元件20上顯示圖像信息。 在本實施方式中，顯示元件20和像素偏移部31包括顯示部。
像素偏移部31配置為基于像素偏移控制部32的控制，與顯示幀同 步地以光學(xué)方式偏移顯示元件20的顯示位置。同時，基于定時發(fā)生器21 生成的定時信號，通過系統(tǒng)控制部13控制像素偏移控制部32。
在本實施方式中，通過用像素偏移控制部32控制像素偏移部31， 與顯示幀同步地對顯示元件20的顯示像素位置進行兩點像素偏移，即未 偏移的原始像素位置與在水平和垂直方向上分別空間偏移了半個像素間 距的對角像素位置之間的兩點像素偏移。
13因此，如圖8所示，由液晶單元41和兩個雙折射板42a和42b構(gòu)成 像素偏移部31。例如，由TN液晶或鐵電液晶構(gòu)成液晶單元41。液晶單 元41在施加電壓的接通狀態(tài)下以保持入射光的偏振方向不變的方式透過 入射光，而在不施加電壓的關(guān)斷狀態(tài)下以使入射光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度 的方式透過入射光。
另一方面，由諸如石英、鈮酸鋰、金紅石、方解石或智利硝石的各 向異性晶體構(gòu)成兩個雙折射板42a和42b。利用這些雙折射板42a和42b， P偏振入射光通過雙折射板41a使其像素位置在水平方向偏移半個像素間 距，且通過雙折射板41b使其像素位置在垂直方向偏移半個像素間距， 而S偏振入射光透過但像素位置不偏移。
因而，例如，如圖8 (a)所示，在從顯示元件20入射到液晶單元 41的圖像光的偏振面是水平方向(P偏振光)且液晶單元41被像素偏移 控制部32控制為關(guān)斷狀態(tài)的情況下，從顯示元件20入射的圖像光的偏 振面在液晶單元41的作用下旋轉(zhuǎn)90度從而變?yōu)榇怪狈较?S偏振光)。 由此，入射到液晶單元41上的圖像光的各像素1至4的觀察像素位置在 未被雙折射板42a和42b偏移而透過之后，分別成為像素位置l-A至4-A。
另一方面，如圖8 (b)所示，在液晶單元41被像素偏移控制部32 控制為接通狀態(tài)的情況下，從顯示元件20入射的圖像光的偏振面在透過 液晶單元41時不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，保持為P偏振。由此，入射到液晶單元41 上的圖像光的各像素1至4的觀察像素位置通過以下方式分別偏移至對 角像素位置l-B至4-B:在像素偏移部31中，通過雙折射板42a使像素 位置在水平方向偏移半個像素間距，且通過雙折射板42b使像素位置在 垂直方向偏移半個像素間距。這里，為了使圖8 (a)和(b)中視圖清晰， 示出了顯示元件20的4個像素。
圖9是示出根據(jù)本實施方式的攝像顯示裝置的主要部分的工作定時 圖。和圖2 —樣，示出了攝像元件12的攝像幀率是顯示元件20的顯示 幀率的2倍的情況。在這種情況下，和圖2的情況一樣，通過對順序的 兩個攝像幀執(zhí)行像素下采樣，從攝像元件12讀取圖像信息A1和A2，通 過對后面的順序兩個攝像幀執(zhí)行像素下采樣，讀取在垂直方向上與圖像信息Al和A2空間不同的圖像信息Bl和B2。
從攝像元件12讀取的圖像信息被送到AE處理部15和AF處理部 16以執(zhí)行AE處理和AF處理，且被送到圖像處理部17，通過每2幀跳 過1幀而交替地選擇圖像信息Al和圖像信息Bl。在對所選的圖像信息 Al和Bl執(zhí)行圖像處理之后，把所選的圖像信息Al和Bl經(jīng)由輸出控制 部19發(fā)送到顯示元件20，以逐行方式進行顯示。
同時，通過像素偏移控制部32控制像素偏移部31的液晶單元41。 該液晶單元41在顯示基于圖像信息Al的圖像信息A的情況中被控制為 關(guān)斷(OFF)狀態(tài)，從而在未發(fā)生偏移的原始像素位置A顯示該顯示元 件的像素位置。另一方面，該液晶單元41在顯示基于圖像信息B1的圖 像信息B的情況中被控制為接通(ON)狀態(tài)，從而在對角偏移的像素位 置B顯示該顯示元件20的像素位置。
圖10是解釋本實施方式中從攝像元件12讀取圖像信息的示例和圖 像處理部分17中的圖像處理的示例的圖。類似于圖3中的情況，讀取控 制部14從攝像元件12順序讀取圖像信息Al、 A2、 Bl和B2。圖像處理 部分17還選擇圖像信息Al和Bl。對于圖像信息Al，執(zhí)行類似于與圖3 情況的圖像處理以生成圖像信息A，。對于圖像信息B1，執(zhí)行圖像處理以 生成與圖像信息Al相比在水平和垂直方向上空間偏移了顯示元件20的 半個像素間距的對角偏移圖像信息B'。
因此，對于圖像信息B1，提取第(3+8n)條垂直線和第(6+8n)條 垂直線，且通過組合構(gòu)成拜爾陣列的相鄰2x2像素生成包括R、 G、 B顏 色信息的1024x600像素的2x2同步圖像數(shù)據(jù)。同時，在圖10中，在圖 像信息A1和B1中，用實線圓圈表示各同步像素的重心，且在圖像信息 Bl中用虛線圓圈表示圖像信息A中各同步像素的重心，以清晰地示出它 們之間的空間相移。
如上所述生成的圖像信息A'和B'輸出到顯示元件20，在輸出控制部 19中不改變其大小，且在對角方向上執(zhí)行像素偏移而以逐行的方式顯示 該圖像信息A'和B'。
因此，根據(jù)本發(fā)明，和第一實施方式相比，水平和垂直方向上的分辨率都能夠得到提高。
另外，本發(fā)明不限于是上述實施方式，且可以做出各種修改和變型。
例如，盡管在圖3和10中在水平方向上從攝像元件12讀取所有4096個
像素，但例如，如圖11所示，在水平方向上也可以對像素進行下采樣、
相加或平均等，作為1024x600像素的拜爾陣列的圖像信息進行讀取，把 圖像處理部17中選擇的圖像信息處理為1024x600像素的R、 G、 B圖像。
另外，盡管在第二實施方式中執(zhí)行了對角方向的兩點像素偏移，但 是可以在水平方向上進行兩點像素偏移、在垂直方向上進行兩點像素偏 移或者在水平和垂直方向上進行合計4點像素偏移。作為執(zhí)行4點像素 偏移的示例，在攝像幀率是顯示幀率的2倍的情況下，從攝像元件12讀 取圖像信息的周期例如可以是圖3中分別讀取各圖像信息Al、 A2、 Bl 和B2的兩個連續(xù)幀的連續(xù)8幀。在上述示例中，讀取了用于各圖像信息 Al、 A2、 B1和B2的兩個連續(xù)幀，然而，用于顯示信息的圖像信息只需 是在空間上不同的A1、 A2、 B1和B2，并且要跳過的幀不必是圖像信息 Al、 A2、 B1禾口B2。另外，在圖像處理部17中，通過在輸入圖像信息中 每2幀跳過1幀而順序地選擇圖像信息Al、 A2、 Bl和B2，從而順序地 生成在水平和垂直方向上空間不同的4種圖像信息，且對所選圖像信息 執(zhí)行圖像處理。然后，在顯示元件20上以逐行的方式顯示生成的圖像信 息，且通過用于4點像素偏移的像素偏移部，與顯示幀同步地在水平和 垂直方向上執(zhí)行4點像素偏移，來偏移顯示元件20的像素位置。
此外，從攝像元件12讀取的空間不同的圖像信息并不限于上述實施 方式。例如，可以是來自攝像元件12的奇數(shù)線的圖像信息或來自攝像元 件12的偶數(shù)線的圖像信息。
權(quán)利要求
1. 一種攝像顯示裝置，該攝像顯示裝置基于第一圖像信息生成第二圖像信息，其中在所述第一圖像信息中，包括與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期，在所述第二圖像信息中，包括與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期，且該攝像顯示裝置顯示由所述第二圖像信息代表的圖像，其中所述攝像顯示裝置包括攝像元件，其用于對光學(xué)系統(tǒng)形成的光學(xué)像進行光電轉(zhuǎn)換；讀取控制部，其用于控制所述攝像元件，以順序地讀取第一圖像信息，在所述第一圖像信息中，包括與所述攝像元件中包含的空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期；顯示圖像信息生成部，其用于基于所述第一圖像信息生成要顯示的第二圖像信息，該第二圖像信息包括形成一個周期的多種幀，該多種幀包括與所述攝像元件中包含的空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀，且該第二圖像信息的幀率低于所述第一圖像信息的幀率；以及顯示部，其用于顯示由所述第二圖像信息代表的圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像顯示裝置，其中所述讀取控制部控制 所述攝像元件的讀取，使得包括至少在垂直方向上空間不同的圖像信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像顯示裝置，其中，所述顯示圖像信息 生成部基于通過對所述第一圖像信息的多個順序幀中與所述攝像元件中 包含的空間相同的像素陣列對應(yīng)的圖像信息執(zhí)行相加或平均操作獲得的 圖像信息，生成要顯示的第二圖像信息，其中在所述第二圖像信息中， 包括與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期，且其 中所述第二圖像信息的幀率低于所述第一圖像信息的幀率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像顯示裝置，其中所述攝像元件包括拜 爾陣列形式的濾色器，且所述顯示圖像信息生成部以使得構(gòu)成所述第二 圖像信息的各幀的圖像信息包括呈拜爾陣列的顏色信息的方式生成所述 第二圖像信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像顯示裝置，其中所述圖像信息生成部 基于下采樣后的圖像信息生成所述第二圖像信息，其中該下釆樣后的圖 像信息包括基于第(l+8n)條垂直線和第(4+8n)條垂直線的像素信號 生成的且構(gòu)成拜爾陣列的R、 G和B圖像信息和基于第(3+8n)條垂直 線和第(6+8n)條垂直線的像素信號生成的且構(gòu)成拜爾陣列的R、 G和B 圖像信息，其中n是正整數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像顯示裝置，其中所述攝像顯示裝置還 包括對焦控制部，其通過處理從所述攝像元件順序讀取的所述第一圖像 信息來控制光學(xué)系統(tǒng)的對焦。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像顯示裝置，其中所述顯示部包括顯示 元件和圖像偏移部，該顯示元件以逐行方式顯示由包括與所述攝像素元 件中包含的空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的所述第二圖像信息的各 幀代表的圖像，且該圖像偏移部使所述顯示元件顯示的所述多種幀的圖 像相互偏移。
8. —種用于攝像顯示裝置的攝像顯示方法，該攝像顯示裝置基于第 一圖像信息生成第二圖像信息，其中在第一圖像信息中，包括與空間不 同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期，在第二圖像信息中， 包括與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期，且該 攝像顯示裝置顯示由所述第二圖像信息代表的圖像，其中該方法包括以 下步驟從攝像元件順序地讀取所述第一圖像信息，其中在所述第一圖像信 息中，包括與該攝像元件中包含的空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的 多種幀形成一個周期；生成要顯示的所述第二圖像信息，其中在該第二圖像信息中，包括 與空間不同的像素陣列對應(yīng)的多個幀的多種幀形成一個周期，且該第二 圖像信息的幀率低于所述第一圖像信息的幀率；以及顯示由所述第二圖像信息代表的圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種攝像顯示裝置及方法，其能夠提供小且廉價的裝置，同時使得攝像元件的攝像幀率保持很高而不降低顯示圖像的分辨率。為了該目標(biāo)，一種攝像顯示裝置包括對光學(xué)系統(tǒng)形成的光學(xué)像進行光電轉(zhuǎn)換的攝像元件；顯示圖像信息的顯示元件；從攝像元件順序讀取圖像信息的讀取控制部；以及圖像選擇部，其從通過讀取控制部從攝像元件順序讀取的圖像信息中選擇要在顯示元件上顯示的圖像信息。該讀取控制部控制攝像元件的讀取，使得在與顯示元件的順序顯示幀對應(yīng)的攝像元件的順序讀取時段中包括空間不同的圖像信息，且圖像選擇部在順序顯示幀中選擇從攝像元件讀取的空間不同的圖像信息。
文檔編號H04N5/232GK101472069SQ20081018503
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者田中哲 申請人:奧林巴斯映像株式會社