Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf einen
Bildstabilisierungs-Fotoapparat, und insbesondere auf einen Bildstabilisierungs-
Fotoapparat, der für das bildaufnehmende optische System
einer Videokamera, einer elektronischen Festbild-Kamera oder
dergleichen geeignet ist, bei dem die Bewegung eines Bildes
auf der Oberfläche eines bildaufnehmenden Elements korrigiert
wird, wenn das bildaufnehmende Gerät aufgrund einer
Schwingung oder dergleichen geneigt wird, um dadurch das
Erhalten eines wenig verschmierten Bildes zu ermöglichen.
Verwendter Stand der Technik
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Verschiedene Bildstabilisierungsgeräte wurden bisher
vorgeschlagen, bei denen die Bewegung eines Bildes auf der
Oberfläche eines bildaufnehmenden Elements, die durch die
Schwingung, Neigung oder dergleichen des bildaufnehmenden
Gerätes bedingt sind, korrigiert wird, so daß ein Fest-Bild
erhalten werden kann.
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Beispielsweise schlägt die US Patentschrift US-A-3,212,420
ein Bildstabilisierungsgerät vor, bei dem, wie in Fig. 2 in
der begleitenden Zeichnung gezeigt, ein lichtbrechendes
Prisma P mit veränderlichem Öffnungswinkel vor einem
bildaufnehmenden optischen System S angebracht ist, und der
Öffnungswinkel des Prismas P mit veränderlichem Öffnungswinkel
entsprechend der Schwingung des bildaufnehmenden Geräts
verändert wird, um dadurch ein Bild auf eine bildaufnehmende
Oberfläche abzulenken und die Bewegung des Bildes zu
korrigieren.
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Bei dem in Fig. 2 gezeigten Verfahren, bei dem eine
Korrektureinrichtung in Form des Prismas mit veränderlichem
Öffnungswinkel vor dem bildaufnehmenden optischen System
angeordnet ist, um dadurch die Bewegung des Bildes zu
korrigieren, die durch die Schwingung des bildaufnehmenden Geräts
bedingt ist, würde das Vorhandensein des
Farbdispersionseffektes in dem Material des Prismas mit veränderlichem
Öffnungswinkel eine chromatische Differenz der Vergrößerung
proportional zu der Brennweite f des bildaufnehmenden
optischen Systems S und dem Dispersionsgrad des Prismas P mit
variablem Öffnungswinkel bedingen, wodurch die
Bildwiedergabequalität verschlechtert würde.
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Wenn beispielsweise Licht einer beliebigen Bezugswellenlänge
λ&sub0;, das von dem Prisma P mit variablem Öffnungswinkel
abgelenkt wurde, durch das Prisma P mit variablem Öffnungswinkel
hindurch tritt und danach parallel zur optischen Achse des
bildaufnehmenden optischen Systems S in das bildaufnehmende
optische System S eintritt, tritt Licht einer anderen
Wellenlänge λn (n = 1, 2, 3, ...) mit einem Austrittswinkel der
Neigung τn (ein zwischen der oPtischen Achse und der
Einstrahlrichtung eingeschlossener Winkel) (n = 1, 2, 3, ...) in
die darauffolgende Stufe des bildaufnehmenden optischen
Systems S ein, wobei der Austrittswinkel dem Dispersionsgrad des
Materials des Prismas mit veränderlichem Öffnungswinkel P
entspricht. Die chromatische Differenz der Vergrößerung ΔYn
= 1, 2, 3, ...) aufgrund des Lichts jeder Wellenlänge λn,
die zu diesem Zeitpunkt aufgrund des Einflusses des Prismas P
mit veränderlichem Öffnungswinkel bedingt ist, kann durch die
folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden:
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ΔYn = f tan τn (n = 1, 2, 3, ...) ...(1)
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Nimmt man zu diesem Zeitpunkt an, daß als Bedingungen zum
manuellen Fotografieren unter Verwendung einer handgehaltenen
Videokamera beispielsweise der Neigungswinkel Θ des
abgelenkten Bildes, der dem Wackeln des Gerätes mit Bezug auf die
optische Achse des bildaufnehmenden optischen Systems S
entspricht (nachstehend als Kompensations-Ablenkungswinkel
bezeichnet) 3º beträgt, die Brennweite f des bildaufnehmenden
optischen Systems S 50 mm beträgt, und von einem Silikongummi
gebrauch gemacht wird, bei dem die Brechungsindizes des
lichtbrechenden Prismas P mit veränderlichem Öffnungswinkel
für R-Licht (rot: λR 610 nm), G-Licht (grün: λG 530 nm)
und B-Licht (blau: λB 460 nm) jeweils nR = 1,4052, nG =
1,4097 und nB = 1,4141 betragen, beträgt die chromatische
Differenz der Vergrößerung ΔYn zwischen Kanälen, die aus der
vorstehend erwähnten Gleichung (1) erhalten werden, ΔYB = -
28 um und ΔYR = 18 um, wobei G-Licht als Bezug gewählt ist.
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Im allgemeinen ist es als wünschenswert angesehen, daß die
Weite der chromatischen Differenz der Vergrößerung zwischen
Kanälen kleiner als 5 bis 10 um sein sollte, um die
herkömmliche Bildwiedergabequalität zu erhalten.
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Demzufolge ist das herkömmliche Verfahren mit dem Problem
behaftet, daß, wie vorstehend beschrieben, die chromatische
Differenz der Vergrößerung in größerein Ausmaß auftritt, und
die Bildwiedergabequalität verschlechtert ist.
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Im Gegensatz dazu schlägt die Japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-223819 ein optisches Bildstabilisierungssystem
vor, mit einer vor einem bildaufnehmenden Objektiv
angeordneten lichtbrechenden Bildablenkungseinrichtung und einer
chromatischen Aberrations-Korrektureinrichtung zum
Korrigieren der durch die lichtbrechende Bildablenkungseinrichtung
hervorgerufenen Aberration.
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Jedoch erfordert dieses System ein Stellglied wie
beispielsweise einen Motor zum exzentrischen Antreiben der
chromatischen Aberrations-Korrektureinrichtung relativ zur optischen
Achse, was zu der Tendenz geführt hat, daß das gesamte Gerät
inklusive des optischen Systems sperrig wird.
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Ebenso wurde das herkömmliche Prisma mit veränderlichem
Öffnungswinkel aus einem visko-elastischen Material,
beispielsweise Silikongummi oder Flüssigkeit ausgebildet, und war
deshalb mit einer großen Schwierigkeit beim Folgen einer
schwingung mit hoher Frequenz (z.B. etwas mehr als 10 Hertz
oder höher) behaftet. Dieses führte zu dem Problem, daß eine
gute Korrektur nicht für ein Bildverschmieren erhalten werden
kann, das auf einer kleinen Schwingung mit
Hochfrequenzanteilen beruht, beispielsweise beim Fotografieren aus einem
Automobil, einem Helikopter oder dergleichen heraus.
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Andererseits offenbart das US-Patent Nr. 4,623,930 ein eine
elektrische Einrichtung verwendendes Verfahren, um ein auf
der Oberfläche eines bildaufnehmenden CCDs oder dergleichen
ausgebildetes Bild gegen unerwartete Schwingungen bzw.
Vibrationen zu stabilisieren.
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Die EP-A-0 149 365 offenbart eine Kamera, bei der durch eine
Kamerabewegung bedingte Bildschwankungen oder Bildwackeln
durch eine Vielzahl von Schwankungsdetektoren für die
Neigungsrichtung, Gierrichtung und Schlingerrichtung erfaßt
werden, um diese zu kompensieren. Um diese Funktion zu erzielen,
werden die erfaßten Schwankungssignale in entsprechende
Steuerungssignale gewandelt, um eine Spiegel-Rotationsbasis,
eine Neigungs-Ansteuervorrichtung und eine
Bildaufnahmeeinheit anzusteuern, und entsprechend einen Elektronenstrahl
innerhalb einer Bildaufnahmeröhre abzulenken.
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Genauer, wird bei der Kamera gemäß der EP-A-0 149 365 ein
Winkelgeschwindigkeitsdetektor zur Bestimmung eines
Wackelbetrags des Geräts verwendet. Die von diesem erhaltene
Information wird zum Bestimmen von korrigierenden Intervallen für
den Elektronenstrahlbetrieb zu dem Zeitpunkt verwendet, zu
dem der Elektronenstrahl horizontal und vertikal auf die
Bildaufnahmeröhre zur Bilddarstellung von den vertikalen oder
horizontalen Ablenkschaltungen 62a und 62b abgelenkt wird,
die als eine wesentliche Vorsichtsmaßnahme für die
Systembetreibbarkeit vorgesehen sind, da der Elektronenstrahl zur
Bilddarstellung über die Oberfläche der Bildaufnahmeröhre
bewegt werden muß.
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Da die Anordnung gemäß der EP-A-0 149 365 lediglich eine
winkelgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung verwendet, so
daß nur ein Kompensationsschritt gleichzeitig ausgeführt
werden kann, und da der Kompensationsvorgang direkt mit der
Bilddarstellungsfunktion in Wechselwirkung tritt und die
verschiedenen Eigenschaften der in einem Farbbild enthaltenen
Farbkomponenten nicht berücksichtigt, wird jedoch die System-
Gesamtgröße vergrößert und dessen Leistungsfähigkeit
verringert, was beispielsweise zu den auf den Seiten 78 und 79
der EP-A-0 149 365 beschriebenen Nachteilen führt.
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Ferner offenbart die EP-A-0 332 169 eine
Bildwackel-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Wackelns eines Bildes und
zum Kompensieren desselben. Dabei erfassen
Erfassungsschaltungen innerhalb einer Bilderfassungsebene das Wackeln eines
Bildes, und es wird zwischen der Kamerabewegung und der
Objektbewegung unterschieden, um entsprechend ein Prisma mit
veränderlichem Öffnungswinkel zu steuern, um die Bildbewegung
zu kompensieren.
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Die Einrichtung gemäß der EP-A-0 332 169 ist nur zum Erfassen
und Kompensieren einer Bildverschiebung in einer Vielzahl von
in der Bilderfassungsebene eingestellten Bereichen
betreibbar. Um eine Verschiebungskompensation durchzuführen wird ein
auf einer Bildaufnahmeeinrichtung ausgebildetes Bild zuerst
digital und statistisch verarbeitet, und die erhaltenen
Ergebnisse werden mit den für ein vorheriges Feld erhaltenen
Ergebnissen verglichen. Ein Differenzsignal wird erzeugt, und
ein Korrekturprisma wird entsprechend angesteuert.
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Deshalb ist es auch dieser Anordnung nur möglich, eine
Einstufenkompensation durchzuführen, in dem das
Kompensationsprisma angesteuert wird, während die verschiedenen
Eigenschaften der in einem Farbbild enthaltenen Farbkomponenten
nicht berücksichtigt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
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Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beruht auf der EP-A-0
149 365. Die Erfindung ist gemäß den nachfolgenden
Patentansprüchen definiert.
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Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Fotoapparat zu schaffen, bei dem ein Bild optisch
stabilisiert wird, und zur gleichen Zeit ein elektrisches Signal
verarbeitet wird, um das Bild zu stabilisieren.
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Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Fotoapparat zu schaffen, bei dem die Schwingung eines Bildes,
die relativ hohe Frequenzkomponenten hat, die nicht
vollständig korrigiert werden konnte, wenn ein Bild optisch
stabilisiert wurde, elektrisch korrigiert wird.
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Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Fotoapparat zu schaffen, bei dem die Verschlechterung eines
Bildes, die auf der chromatischen Aberration beruht, die
durch eine optische Bildablenkungseinrichtung, beispielsweise
ein Prisma mit veränderlichem Winkel erzeugt wird, verhindert
wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Fig. 1 und 4 sind Blockschaltbilder, die die wesentlichen
Abschnitte eines ersten bzw. eines zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Fig. 2 stellt das optische System eines Bildstabilisierungs-
Fotoapparates dar, bei dem eine chromatische Differenz der
Vergrößerung auftritt.
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Fig. 3 ist eine Darstellung, die die Positionsbeziehung
zwischen den Beträgen der Bildverschiebung darstellt.
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Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das einige wesentliche
Abschnitte eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild, das die
wesentlichen Abschnitte eines ersten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung darstellt, wie sie bei einer
Drei-Platten-Typ CCD-Farbkamera (Bildaufnahmegerät) angewendet
wird.
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In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 101 ein Prisma mit
veränderlichem Öffnungswinkel als optische
Bildablenkungseinrichtung.
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Das Prisma mit veränderlichem Öffnungswinkel 101 ist derart
abnehmbar vor einem bildaufnehmenden optischen System 102
angeordnet, daß es für die anderen Aberrationen (Verzerrung
usw.) als die chromatische Aberration schwierig ist,
aufzutreten.
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Das bildaufnehmende optische System 102 umfaßt ein
Zoom-Objektiv.
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Bezugszeichen 103 bezeichnet ein Farbteilungsprisma zum
Teilen des Lichtstrahls von dem bildaufnehmenden optischen
System 102 in drei Lichtfarben, das heißt, rot (R), grün (G)
und blau (B).
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden von dem
bildaufnehmenden optischen System 102 durch das
Farbteilungsprisma 103 Bilder auf der Grundlage der entsprechenden
Lichtfarben auf den fotoempfindlichen Oberflächen von
Bildaufnahmeelementen 104 - 106 ausgebildet, von denen jedes ein CCD
aufweist.
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Die Bezugszeichen 107 - 109 bezeichnen
Bildverschiebungsschaltungen als elektronische Bildverschiebungseinrichtungen,
die jeweils R-Licht, G-Licht und B-Licht entsprechen. Jede
dieser Bildverschiebungsschaltungen 107 - 109 hat einen A/D-
Konverter, einen Bildspeicher, einen D/A-Konverter, usw.
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Von dem bildaufnehmenden optischen System 102 auf den
Oberflächen der bildaufnehmenden Elemente ausgebildete Bilder
werden von den bildaufnehmenden Elementen 104 - 106 in
Bildinformationen für jede Lichtfarbe umgewandelt und in die
Bildverschiebungsschaltungen 107 - 109 eingegeben. Zu diesem
Zeitpunkt werden Bildspeicher-Ausleseadressen von einer
Berechungsschaltung 116 gesteuert, wodurch die Positionen der
Bilder zweidimensional verschoben werden.
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Das Bezugszeichen 113 bezeichnet einen Winkelsensor als einen
Kamerawinkeldetektor. Der Winkelsensor 113 umfaßt ein
Gyroskop oder dergleichen und erfaßt Neigungswinkel x und y,
die aus der Schwingung des bildaufnehmenden Geräts
resultieren.
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Das Bezugszeichen 100 bezeichnet eine Antriebseinrichtung,
die beispielsweise einen kardanisch aufgehängten Aufbau hat.
Die Antriebseinrichtung 100 steuert den Prisma-Öffnungswinkel
des Prismas 101 mit veränderlichem Öffnungswinkel auf der
Grundlage des Ausgangssignals x und y des
Kamerawinkeldetektors 113 mechanisch oder magnetisch in zwei X und
Y-Richtungen an.
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Das Bezugszeichen 111 bezeichnet einen
Ablenkungswinkeldetektor, der die Öffnungswinkel des Prismas 101 mit
veränderlichem Öffnungswinkel in X-Richtung und Y-Richtung erfaßt und
Erfassungssignale εx und εy ausgibt.
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Das Bezugszeichen 112 bezeichnet einen Brennweitendetektor,
der die Brennweite des bildaufnehmenden optischen Systems 102
in einer vorbestimmten Zoomposition erfaßt. Das
bildaufnehmende optische System kann aus einem Objektivsystem mit
einer einzelnen Brennweite bestehen, und in diesem Fall ist
die Brennweite konstant. Das Bezugszeichen 116 bezeichnet
eine Berechnungsschaltung, die den Betrag der
Bildverschiebung mittels eines Verfahrens berechnet, das durch die
Verwendung der Ausgangssignale von dem
Ablenkungswinkeldetektor 111 und dem Brennweitendetektor 112 und einem Signal von
einem Nur-Lese-Speicher ROM 117 beschreibbar ist, wobei in
dem ROM 117 die Brechungsindizes nR, nG und nB des Materials
des Prismas 101 mit veränderlichem Öffnungswinkel für die
entsprechenden Lichtfarben R, G und B gespeichert sind.
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Das Bezugszeichen 110 bezeichnet eine Codiereinrichtung bzw.
einen Codierer, der Signale von den
Bildverschiebungsschaltungen 107 - 109 beispielsweise in standardisierte
Bildsignale des NTSC-Typs oder des PAL-Typs umwandelt. Der Codierer
110 enthält Einrichtungen zur γ-Korrektur,
Umrißlinien-Korrektur, Weiß-Balance, usw.
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Es folgt nun eine Beschreibung eines Verfahrens zum
Korrigieren der Bewegung des Bildes auf den Oberflächen der
bildaufnehmenden Elemente, die bedingt ist, wenn das
bildaufnehmende Gerät bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
schwingt.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zuerst die
Neigungswinkel x und y aufgrund der Schwingung oder
dergleichen des bildaufnehmenden Gerätes von dem
Kamerawinkeldetektor 113 erfaßt, und auf der Grundlage des Ergebnisses
der Erfassung wird der Öffnungswinkel des Prismas 101 mit
veränderlichem Öffnungswinkel als der optischen
Bildablenkungseinrichtung durch die Antriebseinrichtung 100
verändert, um dadurch die Bewegung der Bilder zu korrigieren.
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Das heißt, die optische Bildablenkungseinrichtung lenkt die
von dem bildaufnehmenden optischen System 102 auf den
entsprechenden bildaufnehmenden Elementen 104 - 106
ausgebildeten Bilder zweidimensional ab, wodurch die Bewegung der
Bilder optisch korrigiert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die
auf der chromatischen Aberration beruhende Abweichung der
Bilder, die entsteht, wenn der Öffnungswinkel des Prismas 101
mit veränderlichem Öffnungswinkel verändert wird, von der
elektronischen Bildverschiebungseinrichtung verschoben und
dadurch korrigiert. Das heißt, bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel bewirken die Bildverschiebungsschaltungen
107 - 109, die die elektronische Bildverschiebungseinrichtung
ausmachen, in Übereinstimmung mit der Richtung und dem Winkel
der Ablenkung der optischen Bildablenkungseinrichtung und der
Brennweite des bildaufnehmenden optischen Systems 102 eine
zweidimensionale Bildverschiebung (Abstimmung [trimming]) für
jeden Kanal.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die
Bildsignale der CCDs 104, 105 und 106 unter Verwendung der
entsprechenden Verschiebungsschaltungen 107, 108 und 109
(Bildsignal-Verarbeitungseinrichtungen) verarbeitet, prinzipiell
jedoch kann die Verschiebungsschaltung 108 beseitigt werden,
wenn der Entwurf derart erfolgt, daß das Bild für einen
gewissen Kanal, beispielsweise den G-Kanal als dem
Bezugskanal, mit den von den beiden anderen Kanälen ausgebildeten
Bildern übereinstimmt.
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Es sei angenommen, daß die Beträge der Bildverschiebung der
entsprechenden Lichtfarben in X- und Y-Richtung relativ zu
den bildaufnehmenden Elementen 104 - 106 ΔXR, ΔYR, ΔXG,
ΔYG, ΔXB und ΔYB sind. Diese Werte werden von der
Berechnungsschaltung 116 auf der Grundlage des Wertes des
Öffnungswinkels des Prismas 101 mit veränderlichem Öffnungswinkel,
der von der Ablenkungserfassungsschaltung 111 erfaßt wird,
dem Wert der Brennweite des bildaufnehmenden optischen
Systems 102, der von dem Brennweitendetektor 112 erfaßt wird,
und den Werten der Brechungsindizes nR, nG und nB des
Materials des Prismas 101 mit veränderlichem Öffnungswinkel für
die entsprechenden Lichtfarben, die in dem ROM 117
gespeichert sind, berechnet.
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Fig. 3 ist eine Darstellung eines Beispiels der
Positionsbeziehung zwischen den Beträgen der Bildverschiebung ΔXR,
ΔYR, ΔXG, ΔYG, ΔXB und ΔYB.
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Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Brennweite des
bildaufnehmenden optischen Systems f ist und der
Austritts-Neigungswinkel aus dem Prisma mit veränderlichem Öffnungswinkel
τn beträgt, kann die durch eine Veränderung des
Öffnungswinkels des Prismas 101 mit veränderlichem Öffnungswinkel
erzeugte chromatische Aberration ΔYn aufgrund der zuvor
beschriebenen Gleichung (1) bestimmt werden, das heißt,
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ΔYn = f tan τn.
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Demzufolge kann die chromatische Differenz der Vergrößerung
aus Gleichung (1) bestimmt werden, wenn die Öffnungswinkel
des Prismas mit veränderlichem Öffnungswinkel in X-Richtung
und Y-Richtung jeweils εx und εy betragen, und der
Brechungsindex des Materials des Prismas mit veränderlichem
Öffnungswinkel n beträgt.
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Somit werden die Beträge der Bildverschiebung ΔXR, ΔYR,
ΔXG, ΔTG, ΔXB und ΔYB mittels der Berechnungsschaltung 116
auf der Grundlage der folgenden Gleichungen bestimmt:
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ΔXR = f tan {(nR - 1) εx}
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ΔYR = f tan {(nR - 1) εy}
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ΔXG = f tan {(nG - 1) εx}
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ΔYG = f tan {(nG - 1) εy}
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ΔXB = f tan {(nB - 1) εx}
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ΔYB = f tan {(nB - 1) εy}
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Die Bildverschiebungsschaltungen 107 - 109 bewirken die
Verschiebung der Bilder in Übereinstimmung mit den Beträgen der
Bildverschiebung, die von der Berechnungsschaltung 116
bestimmt sind, und überträgt dann die Bildsignale zu dem
Codierer 110.
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Der Codierer 110 wandelt die Signale von den
Bildverschiebungsschaltungen 107 - 109 in standardisierte
Bildsignale des NTSC-Typs oder des PAL-Typs um.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die
chromatische Differenz der Vergrößerung, die durch den
Ablenkungswinkel des Prismas 101 mit veränderlichem Öffnungswinkel
erzeugt wird, auf die vorstehend beschriebene Art und Weise
korrigiert, und insgesamt wird die Bewegung der Bilder
aufgrund der Schwingung des bildaufnehmenden Gerätes gut
korrigiert.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann anstatt des
Winkelsensors ein Winkelgeschwindigkeitssensor als der
Kamerawinkeldetektor 113 verwendet werden, um die
Winkelgeschwindigkeit zu erfassen, und das Ausgangssignal desselben, das
integriert wurde, kann verwendet werden, oder die
Winkelbeschleunigung, die zweifach integriert wurde, kann verwendet
werden.
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Ferner kann, wie in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 61-269572 vorgeschlagen, der Entwurf derart sein, daß das
Wackeln der Kamera aus dem von dem bildaufnehmenden Gerät
erhaltenen Bildsignal durch eine Bildverarbeitungsschaltung
erfaßt wird, die dem Kamerawinkeldetektor 113 entspricht, und
von dieser korrigiert wird.
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Fig. 4 ist ein schematisches Blockschaltbild, das die
wesentlichen Abschnitte eines zweiten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 ein Signalsystem neu hinzugefügt, um die
Bildstabilisierungseigenschaft eines bildstabilisierenden
bildaufnehmenden Gerätes zu verbessern.
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Da die Antriebseinrichtung 100 und das Prisma 101 mit
veränderlichem Öffnungswinkel mechanisch miteinander verbunden
sind, ist die Frequenz einer Schwingung, auf die geantwortet
werden kann, niedrig, beispielsweise bis in die Größenordnung
von 10 Hertz. Demzufolge ist es schwierig, eine Korrektur für
Schwingungen mit einer Frequenzkomponente durchzuführen,
diehöher als diese Frequenz ist.
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Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die
Korrektur der Bewegung von Bildern, wenn das bildaufnehmende
Gerät geringfügig bzw. schwach mit einer hohen Frequenz von
beispielsweise 10 Hertz oder mehr schwingt, durch das
Verschieben der Bilder auf allen Kanälen um denselben Betrag in
derselben Richtung durch die Bildverschiebungsschaltungen 107
- 109 durchgeführt.
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Im allgemeinen hat die Schwingung des bildaufnehmenden
Gerätes eine große Amplitude für niedrige Frequenzkomponenten
(mit 0 - 10 Hertz) und eine kleine Amplitude für
hochfrequente Anteile (10 Hertz oder höher).
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Bewegung
von Bildern mit Niederfrequenzkomponenten und großer
Amplitude hauptsächlich durch optische Ablenkungseinrichtungen
korrigiert, und die Bewegung von Bildern mit
Hochfrequenzkomponenten und geringer Amplitude wird durch elektronische
Bildverschiebungseinrichtungen korrigiert, und insgesamt wird
die Bewegung von Bildern über einen großen Bereich der
Schwingungsfrequenz und Amplitude korrigiert.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Differenzen
( x - εx) und ( y - εy) zwischen den Ausgangswerten x und y
als den Neigungswinkeln des Kamerawinkeldetektors 113 und den
Ablenkungswinkeln εx und εy, wenn der Öffnungswinkel des
Prismas 101 mit variablem Öffnungswinkel verändert wird,
Informationen, die dem Betrag des Ablenkungswinkels
entsprechen, dem die Antriebseinrichtung 100 und das Prisma 101
mit veränderlichem Öffnungswinkel nicht vollständig folgen
konnten.
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Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der
Betrag der Ablenkung, dem die Antriebseinrichtung 100 und das
Prisma 101 mit veränderlichem Öffnungswinkel nicht
vollständig folgen konnten, das heißt, der unterkorrigierte
Betrag, der Berechnungsschaltung 116 eingegeben, und die Bilder
werden mittels der Bildverschiebungsschaltungen 107 - 109 in
der der schwachen Schwingung entgegengesetzten Richtung
elektronisch verschoben und korrigiert, wodurch Bilder erhalten
werden, deren Schwingung selbst für hohe Frequenzen präzise
korrigiert wurde.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel betragen die Beträge
der Bildverschiebung für die elektronischen
Bildverschiebungseinrichtungen ΔXR, ΔYR, ΔXG, ΔYG, ΔXB und ΔYB, wenn die
Korrektur der begleitenden geringfügigen Schwingungen mit
hohen Frequenzen simultan zu der Korrektur der chromatischen
Aberration des ersten Ausführungsbeispiels durchgeführt wird:
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ΔXR = f tan {(nR - 1) εx + ( x - εx)}
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ΔYR = f tan {(nR - 1) εy + ( y - εy)}
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ΔXG = f tan {(nG - 1) εx + ( x - εx)}
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ΔYG = f tan {(nG - 1) εy + ( y - εy)}
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ΔXB = f tan {(nB - 1) εx + ( x - εx)}
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ΔYB = f tan {(nB - 1) εy + ( y - εy)}
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Wenn die Beträge der Bildverschiebung zu große Werte
erreichen (einige Prozent oder mehr der Größe der Bildebene) wird
dies hier das Zerfallen der Bildebene durch die
Bildverschiebung bedingen, oder die durch das bildaufnehmende
optische System 102 erzeugte Verzerrung oder Schattierung wird als
Schwingung in der Ausgangsbildebene beobachtet werden, was
eine Verschlechterung der Bildqualität bewirkt. Deshalb ist
es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzuziehen,
Begrenzungseinrichtungen zum Begrenzen der Beträge der
Bildverschiebung vorzusehen, so daß sie in der Größenordnung von
einigen Prozent der Größe der Bildebene sind.
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Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der wesentlichen
Abschnitte, die neben der elektronischen
Bildverschiebungseinrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung angeordnet sind.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine
Bildverschiebungseinrichtung zum direkten Steuern der Auslesepositionen
bildaufnehmender Elemente dargestellt. Die Bezugszeichen 204 - 206
bezeichnen bildaufnehmende Elemente wie beispielsweise Ccds
oder Saticons, und die Bezugszeichen 207 - 209 bezeichnen
Auslesebereich-Steuerungsschaltungen zum Steuern der
Auslesepositionen von Bildern.
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Bei den bildaufnehmenden Elementen 204 - 206 werden der
Zeitablauf bzw. Zeitpunkt (die Phase für jede der drei
Lichtfarben) und Abtastgeschwindigkeit des Abtastsignals eines
Elektronenstrahls verändert, wodurch die Bilder
offensichtlich geringfügig verschoben werden können.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das
Abtastsignal auf der Grundlage der Beträge der Bildverschiebung ΔR,
ΔYR, ΔXG, ΔYG, ΔXB und ΔYB von der nicht gezeigten
Berechnungsschaltung 116 gesteuert, um somit einen ähnlichen
Effekt wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zu erhalten.
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Ebenso werden bei den Festkörper-Bildaufnahme-Elementen, wie
beispielsweise CCDs, die Taktsignale der CCD-Transferregister
in der horizontalen Richtung (H-Richtung) und der vertikalen
Richtung (V-Richtung) gesteuert, wodurch die Bilder
offensichtlich durch ein Verfahren verschoben werden können, das
dem ähnlich ist, das beispielsweise in dem US Patent Nr.
4,593,311 vorgeschlagen ist.
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Derartige Bildverschiebungseinrichtungen können ebenso in
einer Farbkamera eines Ein-Platten-Typs verwirklicht werden.
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Das heißt, das Bild wird mittels eines herkömmlichen
Verfahrens ausgelesen, wonach das Bild in Lichtfarben R, G und B
geteilt wird, die den Bildverschiebungsschaltungen 107 - 109
aus Fig. 1 eingegeben werden, und die Bildverschiebung darin
durchgeführt wird, wodurch ein ähnlicher Effekt erhaltbar
ist.
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Erfindungsgemäß kann ein bildstabilisierendes
bildaufnehmendes Gerät geschaffen werden, das für eine Videokamera, eine
handgehaltene Fernsehübertragungskamera oder dergleichen
geeignet ist, bei dem die Bewegung eines Bildes, die durch
die Schwingung oder dergleichen des bildaufnehmenden Gerätes
erzeugt wird, durch die Verwendung optischer
Bildablenkungseinrichtungen und elektronischer
Bildverschiebungseinrichtungen korrigiert wird, um dadurch eine Verringerung im
Auflösungsvermögen des Bildes zu verhindern, und das als
Gesamtes kompakt gestaltet ist und nunmehr die Bewegung des
Bildes hochgenau und schnell korrigieren kann, beispielsweise
über einen weiten Schwingungsfrequenzbereich.
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Erfindungsgemaß kann ebenso ein bildstabilisierendes
bildaufnehmendes Gerät erhalten werden, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß der Einfluß der Farbdispersion des Materials
eines Prismas mit veränderlichem Öffnungswinkel gut
korrigierbar ist, und die Verwendung eines VAP-Materials mit
hohem Brechungsindex möglich wird, und daß der
VAP-Ansteuerwinkel ε klein gemacht werden kann, und die
Antriebseinrichtung kompakt gestaltet werden kann.
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Diese Beschreibung offenbart einen Fotoapparat mit einer
Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Wackelns des
Fotoapparates, einer Ablenkungseinrichtung zum Ablenken eines
optischen Bildes auf der Grundlage des Erfassungssignals der
Erfassungseinrichtung, und Signalverarbeitungseinrichtungen
zum Verarbeiten eines Bildsignals, das von einem
bildaufnehmenden Element abgegeben wird, um ein mittels des
bildaufnehmenden Elementes ausgebildetes elektrisches Bild zu
verschieben, und bei dem eine chromatische Aberration, die
durch die Ablenkungseinrichtung oder ein Wackeln mit
Hochfrequenzkomponente bedingt ist, die nicht vollständig von der
Ablenkungseinrichtung korrigiert werden konnte, elektrisch
korrigiert wird.