DE19922261A1 - Digitaler Bildwandler - Google Patents

Digitaler Bildwandler

Info

Publication number
DE19922261A1
DE19922261A1 DE19922261A DE19922261A DE19922261A1 DE 19922261 A1 DE19922261 A1 DE 19922261A1 DE 19922261 A DE19922261 A DE 19922261A DE 19922261 A DE19922261 A DE 19922261A DE 19922261 A1 DE19922261 A1 DE 19922261A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chip
pixels
image
optical axis
combination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19922261A
Other languages
English (en)
Inventor
Konrad Bergmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bergmann Konrad Dr 54292 Trier De
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19922261A priority Critical patent/DE19922261A1/de
Publication of DE19922261A1 publication Critical patent/DE19922261A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
    • H04N1/195—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a two-dimensional array or a combination of two-dimensional arrays
    • H04N1/19505—Scanning picture elements spaced apart from one another in at least one direction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
    • H04N1/195—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a two-dimensional array or a combination of two-dimensional arrays
    • H04N1/19505—Scanning picture elements spaced apart from one another in at least one direction
    • H04N1/19515—Scanning picture elements spaced apart from one another in at least one direction in two directions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
    • H04N1/195—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a two-dimensional array or a combination of two-dimensional arrays
    • H04N1/19505—Scanning picture elements spaced apart from one another in at least one direction
    • H04N1/19521—Arrangements for moving the elements of the array relative to the scanned image or vice versa
    • H04N1/19568—Displacing the array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/48—Increasing resolution by shifting the sensor relative to the scene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)

Abstract

Digitaler Bildwandler bei dem der Aufnahme- oder Wiedergabechip mit allen Pixel, innerhalb eines Raumvolumens relativ zur Optik vertikal, horizontal und/oder in der Achse der Optik verschoben werden kann, wobei von jedem Pixel ein Raumvolumen abgerastert wird und damit eine Vielzahl von Bildpunkten erzeugt wird, so daß Bildauflösung und (bei Aufnahmesystemen) Tiefenschärfe erheblich gesteigert werden können.

Description

Die Anzahl der verfügbaren Bildpunkte von elektronischen Kameras und Projektoren ist technologisch begrenzt.
Das Bedürfnis hoch auflösende digitale Bilder zu erzeugen ist groß. Das ist im Wunsch nach Bildvergrößerung Photodruck und digitalem Zoomen begründet.
Ähnliches gilt auch für LCD oder LED Projektoren.
Die Tiefenschärfe von Aufnahmen mit optischen Systemen ist begrenzt. Autofokussysteme können Bildausschnitte scharf stellen, nie jedoch das ganze Bild zugleich, wenn dieses Vorder- und Hintergrund enthält.
Optische Systeme mit einer Optik können die dritte Dimension nicht aufzeichnen, dreidimensionale Daten können nicht gewonnen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es bei gegebener Anzahl von lichtempfindlichen Punkten bzw. Licht emittierenden Punkten, hier Pixel genannt, auf dem elektronischen Chip zur Aufnahme oder Wiedergabe, hier kurz Chip genannt, eine wesentliche Steigerung der Bildpunktzahl zu erhalten und die Schärfe aller Bildbereiche weitgehend unabhängig von deren Abstand zur Optik sicherzustellen und Daten bezüglich der dritten Dimension zu erhalten.
Erfindungsgemäß gelingt dies, indem einerseits ein Chip mit normaler oder sogar grober Teilung der Pixel verwendet wird, also mit verhältnismäßig geringer Pixelzahl, dessen Pixel jedoch mehrfach kleiner sind als deren Abstand, hier Teilung genannt, und alle Pixel gemeinsam relativ zur optischen Bildebene schrittweise innerhalb des Teilungsmaßes zeilenweise und spaltenweise verschoben werden, so daß der von dem jeweiligen Pixel nicht ausgefüllte Bereich einer Teilungsfläche abgescannt wird und anderseits die Bildebene gegenüber dem Aufnahmechip in Richtung der optischen Achse in Stufen verschoben werden kann und in jeder Stufe Bilddatensätze erzeugt werden, die nach Auswahl der je Teilungsfläche des Chips kontrastreichsten Bildausschnitte zu einem vollständig scharfen Bild zusammengesetzt werden können.
Im Beispiel Fig. 1 ist ein Aufnahme-Chip (1) mit den Maßen 18 mm.24 mm gewählt.
Die Teilung der Pixel ist 0,04 mm, die Größe der Pixel 0,005 mm, also in diesem Beispiel acht mal kleiner als die Teilung. Die Pixelzahl ist 270 000.
Wird nun der Chip (1) mit allen Pixeln (2) relativ zur optischen Achse in Schritten von 0,005 mm horizontal und vertikal bis zu 0,04 mm, also dem Teilungsmaß der Pixel (im Beispiel) verschoben und belichtet, so erhält man von jedem Pixel 64 Bildpunkte, die der Teilungsfläche (3) dort zugeordnet sind wo keine Pixel sind. Insgesamt ergeben sich so 270 000.64 = 17.28 Millionen Bildpunkte. Bei einem Raster eines Papierbildes von 0,125 mm ist so im Beispiel eine Bildvergrößerung auf das Format 600 mm.400 mm möglich.
Eine weitere Steigerung ist natürlich denklogisch möglich. Ebenso kann das Verhältnis von Größe der Pixel zur Teilung beliebig gewählt werden.
Das Vergrößerungspotential kann natürlich auch zum digitalen Zoomen genutzt werden.
Es kann auch in gröberen Stufen gescannt werden bzw. gar nicht, wenn der Bildanspruch gering ist. An der Kamera wäre dies ein Einstellparameter.
Das Abscannen kann erfolgen in dem der Chip parallel zu den Bildachsen verschoben wird (hier 0,04 mm in den beiden Bildachsen) oder in dem der Strahlengang zum Chip so beeinflußt wird, daß das optische Bild um die Teilung ausgelenkt wird. Letzteres erfolgt idealerweise mit elektronischen Prismen, die in den Bildachsen ablenken.
Die Erzeugung von Aufnahmen der Entfernungen z. B. Unendlich/5 m/3,5 m/2 m/1,4 m . . . kann durch stufenweise Verstellung der Optik (z. B. in 8 Stufen von unendlich bis 0,4 m) entsprechend der Entfernungsstufe erreicht werden und ist gleichbedeutend mit einem räumlichen Scannen. Ein Autofokus ist nicht erforderlich.
Nach Analyse aller Bildbereiche können die mit dem höchsten Kontrast zusammengesetzt werden und liefern so ein im Ganzen scharfes Bild.
Bildebenenfehler der Optik werden dabei eliminiert, was die Verwendung von Linsensystemen gestattet, die heute bei Verwendung von Planfilmen und planen Chips nicht denkbar sind.
Lichtstarke Objektive können ohne Verlust an Tiefenschärfe verwendet werden.
Außerdem können chromatisch nicht korrigierte Objektive verwendet werden.
Aus den Abstandswerten der kontrastreichsten Teilungsflächen kann deren Abstand zur Kamera ermittelt werden und gegebenenfalls ausgewertet werden.
Die Verbesserung der Tiefenschärfe, die so erreicht werden kann, und die höhere Bildauflösung können natürlich auch unabhängig voneinander angewendet werden.
Die leeren Flächen auf dem Aufnahmechip, die sich zwischen den Pixeln ergeben, können für Analog-Digitalwandlung, Speicherwerke, Ein- Ausgabeeinheiten und Rechenwerke genutzt werden.
Der Austausch von lichtempfindlichen Chips gegen Licht emittierende Chips (z. B. LCD-Projektion) macht aus einem Aufnahmesystem ein Projektorsystem.
Theoretisch ist auch eine Kombination auf einem Chip denkbar, der sowohl einen lichtempfindlichen Pixel als auch einen Licht emittierenden Pixel je Teilungsfläche enthält.
Natürlich können auf die so gewonnenen Bildpunkte alle bekannten Algorithmen zur Bildoptimierung angewendet werden.
Eine Abtastung in kleineren Schritten als der Pixelgröße kann in Verbindung mit entsprechenden Algorithmen ebenfalls zu einer Steigerung der Genauigkeit führen.
Die hohe Anzahl der Bildpunkte von im Beispiel mit räumlicher Scannung in acht Stufen von 270 000.8.8.8 = 138,24 Millionen, würde bei herkömmlichen Systemen zu sehr langen Aufnahmezeiten führen.
Da jedoch jedem Pixel bzw. Teilungsfeld ein Analog-Digitalwandler und Zwischenspeicher zugeordnet werden kann, ist die AD-Wandlungszeit im Beispiel 270 000 mal reduziert gegenüber herkömmlichen Systemen. Gleiches gilt für Rechenoperationen, die 270 000fach parallel ausgeführt werden.

Claims (9)

1. Digitaler Bildwandler mit einem Chip mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen bzw. Licht emittierenden Flächen, Pixeln, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Bildachse, bzw. Bildebene relativ zu dem Chip horizontal, vertikal und/oder in Achsrichtung der Bildachse verschoben wird, wobei ein Raumvolumen im Umfeld jedes Pixels abgerastert werden kann, so daß je Pixel des Chips ein Mehrfaches an Bildpunkten erzeugt werden kann.
2. Anspruch gemäß 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pixel wesentlich kleiner sind als deren Teilungsabstand.
3. Anspruch gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die relative horizontale und vertikale Verschiebung des Chips zur optischen Achse mittels elektronischer Prismen erfolgt.
4. Anspruch gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die relative horizontale und vertikale Verschiebung des Chips zur optischen Achse mittels elektrischer Aktuatoren erfolgt, die den Aufnahmechip parallel zur Bildebene auslenken.
5. Anspruch nach einem der vorgehenden Ansprüche oder einer Kombination aus diesen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung des Aufnahmechips in Richtung der optischen Achse durch Verfahren des Linsensatzes erfolgt.
6. Anspruch nach einem der vorgehenden Ansprüche oder einer Kombination aus diesen, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmechip in Richtung der optischen Achse von einem Aktuator relativ zum Linsensystem verschoben wird.
7. Anspruch gemäß Anspruch 1 und 2 gegebenenfalls in Kombination mit den anderen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder aus unterschiedlicher Entfernungseinstellung der Optik in Teilflächen nach Kontrast analysiert werden und die kontrastreichsten Teilflächen zu einem optimal scharfen Gesamtbild zusammengesetzt werden.
8. Anspruch nach einem der vorgehenden Ansprüche oder einer Kombination dieser, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen zwischen den Pixeln für Analog-Digitalwandler, Rechenwerke, Ein- Ausgabeeinheiten und/oder Speicher verwendet werden.
9. Anspruch gemäß der Ansprüche 1 bis 4 und deren Kombinationen, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang von den Pixeln ausgeht und so ein Projektor mit hoher Auflösung bei vergleichsweise geringer Pixelzahl ermöglicht wird.
DE19922261A 1999-05-15 1999-05-15 Digitaler Bildwandler Withdrawn DE19922261A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19922261A DE19922261A1 (de) 1999-05-15 1999-05-15 Digitaler Bildwandler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19922261A DE19922261A1 (de) 1999-05-15 1999-05-15 Digitaler Bildwandler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19922261A1 true DE19922261A1 (de) 1999-12-09

Family

ID=7908077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19922261A Withdrawn DE19922261A1 (de) 1999-05-15 1999-05-15 Digitaler Bildwandler

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19922261A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1211917A1 (de) * 2000-12-01 2002-06-05 Marconi Medical Systems, Inc. Bildgebende Vorrichtung und bildgebendes Verfahren
EP3217647A4 (de) * 2014-11-04 2018-06-27 Olympus Corporation Bildgebungsvorrichtung, bildgebungsverfahren und verarbeitungsprogramm

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1211917A1 (de) * 2000-12-01 2002-06-05 Marconi Medical Systems, Inc. Bildgebende Vorrichtung und bildgebendes Verfahren
EP3217647A4 (de) * 2014-11-04 2018-06-27 Olympus Corporation Bildgebungsvorrichtung, bildgebungsverfahren und verarbeitungsprogramm
US10142557B2 (en) 2014-11-04 2018-11-27 Olympus Corporation Image pickup apparatus, image pickup method, and non-transitory computer-readable medium storing computer program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0396687B1 (de) Optoelektronischer farbbildwandler
DE102017206442B4 (de) Vorrichtung zur Abbildung von Teilgesichtsfeldern, Multiaperturabbildungsvorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen derselben
DE69423190T2 (de) Verfahren und Gerät zum Herstellen von Abdrucken, die Parallaxeinformationen enthalten
EP0529200B1 (de) Bildsensoranordnung für eine Kamera mit Mehrfachsensoren
DE4416314C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme einer Bildszene und Verwendung der Vorrichtung in einem Kopiergerät
DE102006051995A1 (de) Strukturen und zugehörige Verfahren für Scanner mit zwei CCD-Matrizen
EP3900317B1 (de) Vorrichtung mit einer multiaperturabbildungsvorrichtung zur erzeugung einer tiefenkarte
DE10041722B4 (de) Projektionsanordnung mit einem Projektor zum Projizieren eines Bildes auf eine Projektionsfläche und Projektionseinheit zum Ankoppeln an einen Projektor
DE1052453B (de) Anordnung zur Speicherung und Wiedergabe von codierten digitalen Informationen
DE60026773T2 (de) Zeilenbeleuchtungsbilderzeugungsgerät
DE60306718T2 (de) Lichtabtastvorrichtung und Abbildungsvorrichtung für zweidimensionale Bilder
DE69219910T2 (de) Lichtstrahlabtastsystem
DE69417723T2 (de) Abtastsystem zur Aufnahme oder Wiedergabe von Bildern
EP3900318B1 (de) Vorrichtung mit einer multiaperturabbildungsvorrichtung zum akkumulieren von bildinformation
US5373335A (en) Cellular images and associated apparatus and processing method
DE69721447T2 (de) Optisches Abtastsystem
DE19922261A1 (de) Digitaler Bildwandler
DE10349611A1 (de) Systeme und Verfahren zum Bereitstellen mehrerer Objektebenen in einem optischen Bildscanner
DE3329603A1 (de) Anordnung zur automatischen scharfeinstellung fotografischer kameras
EP1101351A1 (de) Scannerkopf zur abtastung von vorlagen
DE102008022253A1 (de) Hochauflösendes Fotoplottverfahren und Anordnung zur hochauflösenden Aufzeichnung eines computergespeicherten Rasterbildes auf einen ebenen lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger
GB1562331A (en) Method and apparatus for linearly filtering two-dimensionaloptical objects
EP0971530B1 (de) Fotoplott-Verfahren zur hochenergetischen Aufzeichnung eines computergespeicherten Rasterbildes auf einen lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger
EP1573393A2 (de) Vorrichtung zur erfassung und vorrichtung zur wiedergabe von dreidimensionalen bildinformationen eines objektes
DE3601775A1 (de) Optisches lichtabtastsystem einer bildausgabe-abtastvorrichtung mit einem elektromechanischen lichtmodulator

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Publication of unexamined application with consent of applicant
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: BERGMANN, KONRAD, DR., 54292 TRIER, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee