DE3925375A1 - Verfahren zur erhoehung der aufloesung einer zeilen- oder matrixkamera - Google Patents
Verfahren zur erhoehung der aufloesung einer zeilen- oder matrixkameraInfo
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung
vor, um eine höhere Auflösung eines mit der Kamera aufgenommenen
Bildes oder Meßobjektes zu erhalten als wie sie durch Verwendung
einer üblichen Zeilen- oder Matrixkamera mit Halbleitersensoren
gleicher Pixelzahl erreicht würde. Dazu werden wenigstens zwei
dieser Sensoren in einer Kamera so versetzt angeordnet, daß das
Bild über Strahlteiler auf jedem Sensor abgebildet wird.
In Fig. 1 wird beispielhaft einer Kamera mit vier Halbleitersensoren
dargestellt. Das von der Kamera aufgenommene Bild wird dabei über
Strahlteiler in vier Richtungen aufgeteilt. Um Reflexionen an den
Grenzflächen zwischen den Strahlteilern zu vermeiden, sollten diese
aus einem homogenen Baustein bestehen. Auf den vier
Halbleitersensoren wird jeweils das gesamte Bild aufgebildet. Da die
Halbleitersensoren um Bruchteile eines Pixels (in Abhängigkeit von
der Anzahl der Halbleitersensoren) gegeneinander versetzt
angeordnet sind, stehen pro Flächenelement mehr Pixel zur Aufnahme
zur Verfügung als bei nur einem Halbleitersensor. Die
Lichtempfindlichkeit der Kamera wird bei diesem Verfahren ebenfalls
wesentlich gesteigert, da pro Flächenelement mehr Sensorzellen Licht
sammeln. Die Erstellung eines hochauflösenden Bildes aus den
einzelnen Aufnahmen ist nach dem Stand der Technik realisierbar.
In Fig. 2 ist eine Meßvorrichtung dargestellt, in der das Meßobjekt über
parallelisierte Lichtstrahlen auf den Halbleitersensoren abgebildet
wird. Eine solche Vorrichtung bietet als Vorteil neben der hohen
Auflösung auch eine relativ hohe Meßfrequenz.
Voraussetzung bei Anwendung mehrerer Strahlteiler ist eine
ausreichende Brennweite der Kameraoptik, die gegebenenfalls
modifiziert werden muß.
Um die Anzahl der Halbleitersensoren für sehr hohe Auflösungen nicht
zu sehr zu erhöhen, ist eine Kombination der Strahlteiler mit
piezoelektrischen Stellgliedern mögliches, die das Bild zusätzlich
abscannen. So kann z. B. für Farbkameras hohe Farbkonvergenz mit
sehr hoher Auflösung erzielt werden, da je die Anzahl der
Strahlteiler nicht beliebig erhöht werden kann.
Der Einsatz von Zeilen- und Matrixkameras auf Halbleiterbasis ist
sowohl als Meßsensor in der Meßtechnik als auch als Bildaufnehmer in
Camcordern, TV-Kameras, Bildverarbeitungssystemen usw. bekannt.
Die Auflösung des Meßobjektes bzw. des Bildes hängt dabei von der
Anzahl der Pixel des Zeilen- oder Matrixsensors ab. Wenn höhere
Auflösungen wie in Farbkopierern, Scannern oder Telefaxgeräten oder
in der Meßtechnik benötigt werden, benutzt man Zeilensensoren. Eine
zweidimensionale Abbildung wird hierbei durch Verfahren des
Zeilensensors oder des Meßobjektes bzw. des Bildes erzeugt.
Zeilensensoren haben somit eine hohe Bildaufbauzeit und sind z. B.
nicht TV-tauglich.
Eine höhere Auflösung kann durch eine größere Pixeldichte des
Halbleiterleitersensors erreicht werden, was aber zu hohen
finanziellen Aufwendungen für den Sensor führt. In den Anmeldungen
DE-OS 30 33 260, DE-OS 34 22 669 und DE-OS 37 31 531 sind
Verfahren beschrieben, welche eine erhöhte Auflösung von
Zeilen- bzw. Matrixkameras über eine spezielle Auswertung des
anliegenden Kamerasignals erreichen. Diese Verfahren sind aber auf
Abbildungen intransparenter Objekte beschränkt.
Ein anderes Verfahren, die Auflösung einer Halbleiterkamera zu
erhöhen, ist das Verfahren des Sensors mit piezoelektrischen
Stellgliedern (VDI Nachrichten Nr. 29, Düsseldorf, 21. Juli 1989, S. 14).
Mehrere Aufnahmen eines unbewegten Bildes oder eines Meßobjektes
werden über einem Rechner zu einer einzelnen, hochauflösenden
Abbildung zusammengesetzt. In Abhängigkeit von der Auflösung
kann das Erstellen einer Abbildung mehrere Sekunden dauern. Zudem
stellen die einzelnen Aufnahmen das Objekt jeweils zu verschiedenen
Zeitpunkten dar.
In der Meßtechnik werden Halbleitersensoren zur Erhöhung der
Auflösung parallel angeordnet. Dabei sind diese Sensoren um
Bruchteile einex Pixels nebeneinander versetzt. Die überlagerten
Aufnahmen eines Objektes sind jedoch immer Abbildungen eines
anderen Teils des Objektes.
In RGB-Halbleiterkameras werden ortsgleiche Aufnahmen für die
jeweilige Farbe durch Aufteilen der Farbanteile über einem
Prismenblock auf drei Halbleitersensoren erreicht. Nachteilig ist die
schlechte Farbkonvergenz durch thermische Drift. Eine andere
Möglichkeit ist das pixelweise Verschieben des Halbleitersensors,
was aber wiederum zu zeitlich versetzten Aufnahmen führt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Erhöhung der Auflösung und Lichtempfindlichkeit von
Zeilen- und Matrixkameras mit Halbleitersensoren, gekennzeichnet
durch Verwendung von mindestens zwei Halbleitersensoren und von
einer entsprechenden Anzahl Strahlteilern, so daß sich die Anzahl
Licht sammelnder Pixel pro abgebildetem Flächenelement
erhöht. Zeilensensoren sind dabei nur eindimensional, Matrixsensoren
können sowohl eindimensional als auch zweidimensional um Bruchteile
der Abmessungen eines Pixels relativ zur optischen Achse des
Kamerasystems versetzt sein.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Strahlungsquelle ein Laserstrahler oder parallelisiertes Licht benutzt
wird.
3. Verfahren zur Gewährleistung einer besseren Farbkonvergenz
durch gleiche Abtastorte für Rot, Grün und Blau bei Farbkameras auf
Halbleiterbasis, gekennzeichnet durch die Verwendung von mindestens
drei Halbleitersensoren in Kombination mit einer entsprechenden
Anzahl von Strahlteilern. Die Halbleitersensoren sind dabei um ganze
Pixelabstände relativ zur optischen Achse der Kamera versetzt.
4. Verfahren zur Erhöhung der Auflösung und Lichtempfindlichkeit
sowie der Farbkonverganz von Halbleiterkameras, gekennzeichnet
durch Kombination der Verfahren 1 und 2 mit Verfahren 3.
5. Verfahren zur Erhöhung der Auflösung und Lichtempfindlichkeit
sowie der Farbkonverganz von Halbleiterkameras gemäß den
Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch Kombination dieser
Verfahren mit mindestens einem Stellglied zum taktweisen
Verschieben der Strahlteiler.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3925375A DE3925375A1 (de) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | Verfahren zur erhoehung der aufloesung einer zeilen- oder matrixkamera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3925375A DE3925375A1 (de) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | Verfahren zur erhoehung der aufloesung einer zeilen- oder matrixkamera |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3925375A1 true DE3925375A1 (de) | 1991-02-07 |
Family
ID=6386250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3925375A Withdrawn DE3925375A1 (de) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | Verfahren zur erhoehung der aufloesung einer zeilen- oder matrixkamera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3925375A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0516449A1 (de) * | 1991-05-31 | 1992-12-02 | Sony Corporation | Kameraanordnung |
DE10339439A1 (de) * | 2003-08-25 | 2005-03-24 | Michael Olders | Digitalkamera mit bildaufnehmenden Sensoren in drei Abbildungsebenen |
EP3028091A4 (de) * | 2013-08-02 | 2017-06-14 | Ultraview | Videobilderzeugungssystem mit kameras und strahlenteilern |
-
1989
- 1989-08-01 DE DE3925375A patent/DE3925375A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0516449A1 (de) * | 1991-05-31 | 1992-12-02 | Sony Corporation | Kameraanordnung |
DE10339439A1 (de) * | 2003-08-25 | 2005-03-24 | Michael Olders | Digitalkamera mit bildaufnehmenden Sensoren in drei Abbildungsebenen |
EP3028091A4 (de) * | 2013-08-02 | 2017-06-14 | Ultraview | Videobilderzeugungssystem mit kameras und strahlenteilern |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |