DE69838194T2

DE69838194T2 - Bildaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE69838194T2
Application number: DE69838194T
Authority: DE
Inventors: Akira Ohta-ku Suzuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: DE69838194D1; EP0869683A3; EP0869683B1; EP0869683A2; JPH10336686A; US6426773B1; JP3704238B2; ES2287962T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufnahmevorrichtung und insbesondere auf eine Bildaufnahmevorrichtung, um Qualitäts-Farbbild-Informationen für einen Gegenstand einzugeben, der aufgenommen werden soll, indem Bildaufnahmeelemente verwendet werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Um Farbbild-Informationen zu erhalten, sind im Allgemeinen Bildaufnahmeelemente erforderlich, die jeweils eine Empfindlichkeit für eine unterschiedliche Wellenlänge, wie zum Beispiel R, G und B (Grundfarben) oder Y, M, C und G (Komplementärfarben) aufweisen. Aus diesem Grund hat es drei Typen von Bildaufnahmesystemen basierend auf der herkömmlichen Technologie gegeben.
Und zwar basiert ein erstes Bildaufnahmesystem auf einer Technik, um Farbbild-Informationen für jede Farbe von R, G und B durch Integration von Farbfiltern in ein optisches System zu erhalten, um aufzunehmen, und die Farbfilter der Reihe nach zu wechseln. 35 ist eine Ansicht, die schematisch eine Bildaufnahmevorrichtung zeigt, die das erste Bildaufnahmesystem einsetzt. Bei dem ersten Bildaufnahmesystem, werden, wie in 35 gezeigt, ein R (Rot)-Filter 402, ein G (Grün)-Filter 403 und ein B (Blau)-Filter als Farbfilter in einem Abschnitt zwischen einem optischen System zum Aufnehmen 401 und einem Bildaufnahmeelement 405 bereitgestellt.
Die Farbfilter werden der Reihe nach gegenseitig gewechselt, indem solche R (Rot)-Filter 402, G (Grün)-Filter 403 und B (Blau)-Filter 404 in eine Richtung bewegt werden, die durch den Pfeil S (in der vertikalen Richtung in der Figur) bezeichnet wird. Bei dem ersten Bildaufnahmesystem wird eine lange Zeit benötigt, um Farbbild-Informationen aufgrund von Effekten durch diese Auswechseloperation zu erhalten.
Ein zweites Bildaufnahmesystem basiert auf einer Technik zum Trennen eines aufgenommenen Gegenstandes in drei Farben, und zwar mit einem dichroitischen Prisma oder Ähnlichem, und einem Erhalten von Farbbild-Informationen für jede Farbe von Bildern des aufgenommenen Gegenstandes, wobei jede erhalten wird, indem sie der Farbtrennung in jeweils R, G und B mit drei Blättern von Bildaufnahmeelementen ausgesetzt wurde, und diese Technik wird allgemein ein 3CCD-System genannt. 36 ist eine Ansicht, die schematisch eine Bildaufnahmevorrichtung zeigt, die das zweite Bildaufnahmesystem einsetzt. Bei dem zweiten Bildaufnahmesystem wird, wie in 36 gezeigt, ein dichroitisches Prisma 505 in einem Abschnitt bereitgestellt, der von einem optischen System zum Aufnehmen 501 und einem R-Bildaufnahmeelement 502, einem G-Bildaufnahmeelement 503 und einem B-Bildaufnahmeelement 504 umgeben ist.
Obwohl es eine Leistung ist, eine gleichzeitige Erfassung von Farbbild-Informationen fair Farben (R, G und B) bei dem zweiten Bildaufnahmesystem zu erfassen, verglichen mit dem in dem ersten Bildaufnahmesystem, muss ein kompliziertes Prisma verwendet werden oder es sind drei Blätter von R-, G- und B-Bildaufnahmeelementen 502, 503 und 504 erforderlich, was bewirkt, dass ein Preis der Vorrichtung extrem hoch ist.
Ein drittes Bildaufnahmesystem basiert auf einer Technik, um Farbbild-Informationen mit einer Empfindlichkeit für unterschiedliche Wellenlängen für jedes Pixel zu erhalten, das von einem Festkörper-Bildaufnahmeelementsystem empfangen wird. 37 ist eine Ansicht, die schematisch eine Bildaufnahmevorrichtung zeigt, die das dritte Bildaufnahmesystem einsetzt, 38 ist eine Ansicht, die ein Farbarray auf einem Licht abtastenden Element zeigt, 39 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines aufgenommenen Gegenstandes zeigt, der Hell und Dunkel aufweist, und 40 ist eine Ansicht, die einen Dichtelevel entsprechend jeder Farbe zeigt. Bei dem dritten System weist ein Festkörper-Farbbild-Aufnahmeelement 602 Farbfilter auf, die auf Licht abtastenden Elementen bereitgestellt werden, die zweidimensional angeordnet sind, wie in 38 gezeigt ist, und die Licht abtastenden Elemente so angeordnet sind, dass jedes der Elemente eine Empfindlichkeit für eine unterschiedliche Wellenlänge für jedes Pixel aufweist.
Bei diesem dritten Bildaufnahmesystem können, wie in 37 gezeigt, Farbinformationen mit einer Empfindlichkeit für eine unterschiedliche Wellenlänge für jedes Pixel erhalten werden, die durch das Festkörper-Farbbild-Aufnahmeelement 602 durch ein optisches System zum Aufnehmen 601 empfangen wird. Obwohl es einen Verdienst gibt, eine Erfassung von Farbbild-Informationen mit einer einzelnen Anode bzw. Platte bei dem dritten Bildaufnahmesystem zu ermöglichen, ist es nicht möglich, Farbbild-Informationen für denselben Abschnitt desselben Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, zu erhalten, da die Licht empfindlichen Elemente, die auf einer Ebene angeordnet sind, jeweils für eine unterschiedliche Wellenlänge eine Empfindlichkeit aufweisen.
Aus diesem Grund werden, wie in 39 gezeigt, wenn Farbbild-Informationen für ein bestimmtes Bild eines aufgenommenen Gegenstandes, der in jedem Pixel helle und dunkle Abschnitte aufweist, durch ein Festkörper-Farbbild-Aufnahmeelement mit dem Farbarray erhalten werden, wie in 38 gezeigt, Signale entsprechend der Farben R, G und B erzeugt, wie in 40 gezeigt. Das oben beschriebene Phänomen wird im Allgemeinen als eine Pseudofarbe bezeichnet. Um diesen Typ von Phänomen zu verhindern, ist es notwendig, kein Bild zu empfangen, das helle und dunkle Abschnitte aufweist, gezeigt in 39, nämlich ein Hochfrequenzbild. Und zwar ist im Allgemeinen das Bild ausschattiert, indem ein optischer Tiefpassfilter in dem optischen Aufnahmesystem 601 bereitgestellt wird, sodass eine Erzeugung der Pseudofarbe verhindert werden kann, indem das Ausschattieren verwendet wird.
Wenn das Bild durch den optischen Tiefpassfilter ausschattiert wurde, kann jedoch kein Hochauflösungsbild erhalten werden. Es wurde ein Verfahren vorgeschlagen, um dieses Problem zu lösen, zum Beispiel „Image pickup device for high-quality images", offenbart in der Japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. JP-A-7-322121 .
In dieser Veröffentlichung wird eine Technologie offenbart, in welcher eine Position eines Bildes eines aufgenommenen Gegenstandes zu optischen Aufnahmeelementen verschoben wird, indem ein VA (variabler Winkel)-Prisma als eine optische Achsen-Veränderungs-Vorrichtung verwendet wird, sodass durch diese Verschiebung ein Qualitätsbild erhalten wird. Mit dieser Technologie werden, angenommen, dass eine Gesamtanzahl von Pixeln der Bildaufnahmeelemente m-Pixel sind, erhalten, indem dasselbe Bild mehrfach abgerufen wird, wenn Bilder von n-Typen eines anderen aufgenommenen Gegenstandes abgerufen werden, Bilder äquivalent zu n×m-Pixeln erhalten.
Die Technologie entsprechend dieser Veröffentlichung ist ein kombiniertes System, das erhalten wird, indem das zweite Bildaufnahmesystem mit dem dritten Bildaufnahmesystem kombiniert wird. 41 und 42 sind Ansichten, wobei jede dieses kombinierte System mit einem Farbarray erklärt. Bei diesem kombinierten System werden Farbinformationen für C, Y, M und G jeweils für denselben Abschnitt eines Gegenstandes erhalten, der aufgenommen werden soll, indem ein Bildaufnahmeelement verschoben wird, das das Farbarray (Bezug nehmend auf 41) von Filtern für Komplementärfarben von C (Cyan), Y (Gelb), M (Magenta) und G (Grün) aufweist, und zwar um einen Pixelabstand in vier Richtungen horizontal und vertikal, um vier Blätter von Farbbild-Informationen zu erhalten, wie in 42 gezeigt.
Bei der Bildaufnahmevorrichtung für Qualitätsbilder basierend auf der herkömmlichen Technologie, wie derjenigen, die in der Veröffentlichung offenbart wird, wird das zweite Bildaufnahmesystem in einer Zeitfolge ausgeführt, indem ein Bild eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, verschoben wird, sodass Vierfarben-Bildinformationen der Reihe nach erhalten werden, da ein Wechsel ausgeführt wird, wie bei dem ersten Bildaufnahmesystem, obwohl eine Pseudofarbe wie bei dem dritten Bildaufnahmesystem nicht auftritt. Aus diesem Grund tauchen, obwohl das Auftreten einer Pseudofarbe durch das zweite System verhindert wird, derartige Probleme auf, wie, dass eine unnötig lange Zeit für die Bildaufnahme gebraucht wird, dass Hände beim Aufnehmen eines Bildes unbeabsichtigt bewegt werden, oder dass eine zweiaxiale Verschiebevorrichtung (horizontale Richtung und vertikale Richtung) erforderlich ist, um ein Bildaufnahmeelement in vier Richtungen horizontal und vertikal zu verschieben.
Das nachveröffentlichte Dokument US-A-6,031,569 basiert auf dem vorveröffentlichtem Dokument JP-A-72040869 . Das nachveröffentlichte Dokument offenbart eine Bildabtastvorrichtung, welche ein einzelnes CCD verwendet. Ein Bild eines identischen Gegenstandes wird vier Mal in Kurzzeitintervallen aufgenommen. Jedes Mal, wenn die Bildabtastoperation ausgeführt wird, wird gesteuert, dass eine Bildposition auf einer lichtempfindlichen Oberfläche der CCD um einen Pixel verschoben wird. Nachdem die vier Bildabtastoperationen ausgeführt worden sind, sind Bilder von jeder Farbkomponente auf alle Pixel fokussiert worden.
Dokument DE 38 37 063 C1 offenbart einen optoelektronischen Farbbildwandler. Der Reihe nach werden rote, grüne und blaue Farbkomponenten durch ein CCD-Feld detektiert.
Das Dokument US 5,475,796 offenbart eine Vorrichtung, um Bilddaten durch die Verwendung eines Farb-Testmusters wiederherzustellen. Nur eine Farbe wird für ein Pixel detektiert. Um die nicht detektierte Farbe zu berechnen, wird ein de-korreliertes Farb-Rausch-Testbild erzeugt und für alle Farben detektiert. Basierend auf den Informationen, die durch das Testbild erhalten werden, werden benachbarte Pixel als eine Basis zur Abschätzung der fehlenden Daten der Pixel von Interesse verwendet. Gewichtete Werte werden basierend auf den Testbildern bestimmt.
Das Dokument US 3,975,760 offenbart eine Festkörper-Kamera. Die Festkörper-Videokamera setzt eine Vielzahl von Bildabtastmitteln ein. Farbbilder werden verwendet, die vor jeweiligen CCDs angebracht sein können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildaufnahmevorrichtung bereitzustellen, in welcher das Auftreten einer Pseudofarbe mit einer einfachen Anordnung verhindert werden kann.
Die oben erwähnte Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf Ausführungsformen von Vorteilen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Eine Bildaufnahmevorrichtung umfasst vorteilhafterweise eine optische Eingabeeinheit, ein Bild eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, optisch einzugeben; eine Bildaufnahmeeinheit, in welcher Licht abtastende Elemente, die jeweils eine Empfindlichkeit für eine unterschiedliche Wellenlänge aufweisen, zweidimensional angeordnet sind, um Farbbild-Informationen von dem Bild des aufgenommenen Gegenstands zu erhalten, der von der optischen Eingabeeinheit eingegeben wird; eine Relativposition-Verschiebungseinheit, die mit der Bildaufnahmeeinheit verbunden ist, um die Bildaufnahmeeinheit und das Bild des aufgenommenen Gegenstandes, der von der optischen Eingabeeinheit eingegeben wird, relativ zu verschieben; und eine Steuerungseinheit, um die Relativpositions-Verschiebungseinheit anzutreiben bzw. anzusteuern, um eine Vielzahl von Blättern von Farbbild-Informationen für denselben aufgenommenen Gegenstand von der Bildaufnahmeeinheit zu erhalten, und um ebenfalls Farbbild-Informationen für eine bestimmte Farbe für einen Bildschirm entsprechend der Vielzahl von Blättern von Farbbild-Informationen zu erhalten, und weiter Farbbild-Informationen für einen Bildschirm zu erhalten, der die Farbbild-Informationen für die bestimmte Farbe für einen Bildschirm erhält.
Vorteilhafterweise sind die Bildaufnahmeeinheit und das Bild des aufgenommenen Gegenstandes, der durch die optische Eingabeeinheit eingegeben wird, durch die Relativpositions-Verschiebungseinheit relativ zueinander verschoben, und Farbbild-Informationen für eine bestimmte Farbe für einen Bildschirm wird entsprechend einer Vielzahl von Blättern von Farbbild-Informationen für denselben aufgenommenen Gegenstand durch die Verschiebung erhalten, und weitere Farbbild-Informationen für einen Bildschirm werden entsprechend der Farbbild-Informationen für die bestimmte Farbe für einen Bildschirm erhalten, sodass, indem von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, dass die Empfindlichkeit, um Änderungen in der Farbphase zu detektieren, geringer ist, als einen Unterschied in der Helligkeit zu detektieren, welcher eine für den Menschen sichtbare Charakteristik ist, und eine Änderung im Farbton bei einer hohen Frequenz nicht abgetastet wird, wie sie ist, sondern als grau abgetastet wird, ein Auftreten von Pseudofarben oder ungewollter Bewegung von Händen beim Aufnehmen des Bildes mit einer einfachen Anordnung verhindert werden kann.
Vorteilhafterweise erhält die Steuerungseinheit Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel entsprechend einer Korrelation in der bestimmten Farbe.
Vorteilhafterweise werden Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel entsprechend einer Korrelation in der bestimmten Farbe erhalten, sodass Farbbild-Kurzinformationen genauer berechnet werden können.
Vorteilhafterweise vergleicht die Steuerungseinheit Farbbild-Kurzinformationen für eine bestimmte Farbe des bemerkten Pixels mit den Farbbild-Informationen für die bestimmte Farbe für andere Pixel um das bemerkte Pixel herum und erhält Farbbild-Kurzinformationen für das bemerkte Pixel entsprechend von Farbbild-Informationen für ein Pixel um das bemerkte Pixel herum, welches die höchste Korrelation aufweist.
Vorteilhafterweise werden Farbbild-Informationen für eine bestimmte Farbe für das bemerkte Pixel und die Farbbild-Informationen für die bestimmte Farbe für andere Pixel um das bemerkte Pixel herum miteinander verglichen, und Farbbild-Kurzinformationen für das bemerkte Pixel werden entsprechend der Farbbild-Informationen für ein Pixel um das bemerkte Pixel herum, welches die höchste Korrelation aufweist, erhalten, sodass Farbbild-Kurzinformationen genau berechnet werden können.
Vorteilhafterweise werden die Licht abtastenden Elemente so bereitgestellt, dass, wenn Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel vorbereitet werden, wenigstens ein verfügbares Pixel um das bemerkte Pixel in jeder der folgenden Richtungen herum existiert: horizontale, vertikale und diagonale Richtungen bezüglich des bemerkten Pixels.
Vorteilhafterweise werden die Licht abtastenden Elemente so bereitgestellt, dass wenn Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel bereitgestellt werden, wenigstens ein verfügbares Pixel um das bemerkte Pixel herum in jeder der folgenden Richtung existiert: horizontale, vertikale und diagonale der Richtungen bezüglich des bemerkten Pixels, sodass Farbbild-Kurzinformationen genau berechnet werden können.
Vorteilhafterweise vergleicht die Steuerungseinheit Farbbild-Informationen mit einer bestimmten Farbe für das bemerkte Pixel mit den Farbbild-Informationen für eine bestimmte Farbe für die verfügbaren Pixel um das bemerkte Pixel herum und erhält Farbbild- Kurzinformationen für das bemerkte Pixel entsprechend der Farbbild-Informationen für eines der verfügbaren Pixel mit der höchsten Korrelation um das bemerkte Pixel herum.
Vorteilhafterweise werden Farbbild-Informationen mit einer bestimmten Farbe für das bemerkte Pixel mit den Farbbild-Informationen für eine bestimmte Farbe für die verfügbaren Pixel um das bemerkte Pixel herum verglichen, und Farbbild-Kurzinformationen für das bemerkte Pixel werden entsprechend der Farbbild-Informationen für eines der verfügbaren Pixel mit der höchsten Korrelation um das bemerkte Pixel herum verglichen, sodass Farbbild-Kurzinformationen noch genauer berechnet werden können.
Vorteilhafterweise wird die Bildaufnahmeeinheit verschoben, sodass eine Verschiebung in einer relativen Position zu dem Gegenstand, der aufgenommen werden soll, auftritt, und mit diesem Merkmal ist es möglich, eine einfache Anordnung zu erhalten, die weder eine Vielzahl von Bildaufnahmeelementen noch ein optisches Spiegelsystem erfordert.
Vorteilhafterweise kann die Bildaufnahmeeinheit eine Vielzahl von Bildaufnahmeelementen umfassen, und die Relativpositions-Verschiebungseinheit verzweigt ein Bild eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, der durch die optische Eingabeeinheit zu einer Vielzahl von Lichtwegen eingegeben wird, um dasselbe Bild des Gegenstandes aufzuweisen, der aufgenommen werden soll, wie das Bild des Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, das von jedem der Bildaufnahmeelemente empfangen wird.
Vorteilhafterweise kann ein Bild eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, der durch die optische Eingabeeinheit eingegeben wird, zu einer Vielzahl von Lichtwegen verzweigt werden, um dasselbe Bild des Gegenstandes aufzuweisen, der aufgenommen werden soll, wie das Bild des Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, das von jedem der Bildaufnahmeelemente empfangen wird, sodass es möglich ist, Informationen für bewegte Videobilder ohne ein Auftreten einer ungewollten Bewegung von Händen bei einer Aufnahme eines Bildes zu erfassen, und es ist ebenfalls möglich, eine einfache Anordnung zu erhalten, die kein kompliziertes optisches System erfordert, wie zum Beispiel ein dichroitisches Prisma zur Farbtrennung, ähnlich eines Drei-Platten-Typs von Bildaufnahmevorrichtung.
Vorteilhafterweise weist die Bildaufnahmeeinheit Filter für drei Grundfarben von R (Rot), G (Grün) und B (Blau) auf, und die Filter für drei Grundfarben sind so angeordnet, dass der Grundfarbenfilter für G (Grün), welche die bestimmte Farbe ist, für alle Pixelpositionen angebracht werden kann, wenn er durch die Relativpositions-Verschiebungseinheit verschoben wird.
Vorteilhafterweise sind die Filter für drei Grundfarben von R, G und B so angeordnet, dass der Grundfarbenfilter für G (Grün), welche die bestimmte Farbe ist, für alle Pixelpositionen angebracht werden kann, wenn er durch die Relativpositions-Verschiebungseinheit verschoben wird, sodass der Grundfarbenfilter von G eine breite Spektrumsempfindlichkeit aufweist, die sowohl mit der Spektrumsempfindlichkeit für R (Rot) als auch für B (Blau) überlappt, und mit diesem Merkmal wachst eine Informationsmenge für ein Bild eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, durch Erfassen von Farbbild-Informationen für G über den gesamten Bildschirm, was es dem Farbbild ermöglicht, mit für den Menschen sichtbaren Charakteristika übereinzustimmen.
Vorteilhafterweise weist die Bildaufnahmeeinheit einen elektronischen Verschluss und einen mechanischen Verschluss auf, stellt eine effektive Akkumulationszeit innerhalb jeder Belichtungszeit für die Farbbild-Informationen entsprechend eines Zeitablaufs zum Antreiben bzw. Ansteuern des elektronischen Verschlusses und des mechanischen Verschlusses ein, und beendet eine Übertragungsoperation durch die Bildaufnahmeeinheit innerhalb der Belichtungszeit.
Vorteilhafterweise wird eine effektive Akkumulationszeit innerhalb jeder Belichtungszeit für die Farbbild-Informationen entsprechend eines Zeitablaufs zum Antreiben bzw. Ansteuern des elektronischen Verschlusses und des mechanischen Verschlusses eingestellt, und eine Übertragungsoperation durch die Bildaufnahmeeinheit wird innerhalb der Belichtungszeit abgeschlossen, sodass jedes Intervall zwischen Akkumulationszeiten, um eine Vielzahl von Farbbild-Informationen zu erhalten, verringert werden kann, und mit diesem Merkmal ist es möglich, die Probleme, wie zum Beispiel ungewollte Bewegung der Hände beim Aufnehmen eines Bildes, zu lösen.
Vorteilhafterweise korrigiert die Steuerungseinheit wenigstens eine Differenz in Akkumulationszeiten für die Vielzahl von Farbbild-Informationen.
Vorteilhafterweise wird wenigstens eine Differenz in Akkumulationszeiten für die Vielzahl von Farbbild-Informationen korrigiert, sodass es möglich ist, ein Qualitätsbild zu erfassen, selbst wenn es Ungleichförmigkeit bei der Belichtung gibt, wenn eine Vielzahl von Farbbild-Informationen erfasst wird.
Andere Merkmale und Eigenschaften dieser Erfindung werden aus der vorliegenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen verstanden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Digitalkamera entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Ansicht, die einen Relativverschiebungs-Mechanismus entsprechend Ausführungsform 1 zeigt;
3 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie die Licht abtastende Elemente sich entlang der relativen Verschiebung entsprechend Ausführungsform 1 ändern;
4 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente entlang jeder relativen Verschiebung entsprechend Ausführungsform 1 ändern;
5 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente entlang einer relativen Verschiebung entlang Ausführungsform 1 ändern;
6 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente entlang einer relativen Verschiebung entlang Ausführungsform 1 ändern;
7 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente entlang einer relativen Verschiebung entlang Ausführungsform 1 ändern;
8 ist eine Ansicht, um Farbbild-Informationen für ein bemerktes Pixel in Ausführungsform 1 zu erklären;
9 ist eine Ansicht, um Wiederholungsmuster zwischen hellen Abschnitten und dunklen Abschnitten in Ausführungsform 1 zu erklären;
10 ist eine Ansicht, um Wiederholungsmuster zwischen hellen Abschnitten und dunklen Abschnitten in Ausführungsform 1 zu erklären;
11 ist eine Ansicht, die grafisch eine Beziehung zwischen Wellenlängen und Empfindlichkeit bei einer Modifikation zeigt;
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Array in einer Streifenform bei einer anderen Modifikation zeigt;
13 ist eine Ansicht, um Farbbild-Informationen für ein bemerktes Pixel entsprechend Ausführungsform 2 zu erklären;
14 ist eine Ansicht, um ein Muster zwischen hellen und dunklen Abschnitten in Ausführungsform 2 zu erklären;
15 ist eine Ansicht, die verallgemeinerte Farbbild-Informationen für ein bemerktes Pixel in Ausführungsform 2 zeigt;
16 zeigt eine Ansicht, um einen Ablauf zur Berechnung von Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel in Ausführungsform 2 zu erklären;
17 ist eine Ansicht, um ein Muster zwischen hellen und dunklen Lichtabschnitten in Ausführungsform 3 zu erklären;
18 ist eine Ansicht, um ein Farbarray von Licht abtastenden Elementen (CCD) in Ausführungsform 3 zu zeigen;
19 ist eine Ansicht, um eine Bewegungsrichtung der CCD (eine Richtung, in welcher ein Pixel verschoben wird) in Ausführungsform 3 zu erklären;
20 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 18, entsprechend einer relativen Verschiebung in Ausführungsform 3 ändern;
21 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 18, entsprechend einer relativen Verschiebung in Ausführungsform 3 ändern;
22 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 18, entsprechend einer relativen Verschiebung in Ausführungsform 3 ändern;
23 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 18, entsprechend einer relativen Verschiebung in Ausführungsform 3 ändern;
24 ist eine Ansicht, die ein anderes Farbarray von Licht abtastenden Elementen in Ausführungsform 3 zeigt;
25 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 24, entsprechend einer relativen Verschiebung in Ausführungsform 3 ändern;
26 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 24, entsprechend einer relativen Verschiebung in Ausführungsform 3 ändern;
27 ist eine Ansicht, um zu erklären, wie sich die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 24, entsprechend einer relativen Verschiebung in Ausführungsform 3 ändern;
28 ist eine Ansicht, die einen Relativverschiebungs-Mechanismus einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend Ausführungsform 4 zeigt;
29 ist eine Ansicht, die einen Relativverschiebungs-Mechanismus einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend Ausführungsform 5 zeigt;
30 ist ein Zeitablaufdiagramm für einen Fall, in welchem ein elektronischer Verschluss in einer Modifikation angewendet wird;
31 ist ein Zeitablaufdiagramm für einen Fall, in welchem ein elektronischer Verschluss und ein lichtdichter Verschluss bei einer anderen Modifikation angewendet werden;
32 ist eine Ansicht, um ein Beispiel zu erklären, bei welchem Pixel dreimal bei einer anderen Modifikation verschoben werden;
33 ist eine Ansicht, um ein Beispiel zu erklären, bei welchem Pixel dreimal bei einer anderen Modifikation verschoben werden;
34 ist eine Ansicht, um ein Beispiel zu erklären, bei welchem Pixel dreimal bei einer anderen Modifikation verschoben werden;
35 ist eine Ansicht, die schematisch eine Bildaufnahmevorrichtung zeigt, die das erste Bildaufnahmesystem basierend auf der herkömmlichen Technologie einsetzt;
36 ist eine Ansicht, die schematisch eine Bildaufnahmevorrichtung zeigt, die das zweite Bildaufnahmesystem basierend auf der herkömmlichen Technologie einsetzt;
37 ist eine Ansicht, die schematisch eine Bildaufnahmevorrichtung zeigt, die das dritte Bildaufnahmesystem basierend auf der herkömmlichen Technologie einsetzt;
38 ist eine Ansicht, die ein Farbarray von Licht abtastenden Elementen basierend auf der herkömmlichen Technologie zeigt;
39 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Gegenstandes zeigt, der aufgenommen werden soll, der einen hellen Abschnitt und dunkle Abschnitte basierend auf der herkömmlichen Technologie aufweist;
40 ist eine Ansicht, die einen Dichtelevel entsprechend jeder Farbe zeigt, basierend auf der herkömmlichen Technologie;
41 ist eine Ansicht, um ein Kombinationssystem mit einem Farbarray, basierend auf der herkömmlichen Technologie, zu erklären; und
42 ist eine Ansicht, um ein Kombinationssystem mit einem Farbarray, basierend auf der herkömmlichen Technologie, zu erklären.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nachfolgend erfolgt eine detaillierte Beschreibung für bevorzugte Ausführungsformen der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung, mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung einen Fall einer Digitalkamera als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in den unten beschriebenen Ausführungsformen annimmt.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Digitalkamera entsprechend der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Digitalkamera umfasst, wie in 1 gezeigt, eine Linse 101, einen mechanischen Abschnitt 102, der einen Autofokus oder Ähnliches enthält, eine CCD 103A, einen Aktuator 103B, eine CDS (correlation-duplexed sampling)-Schaltung, einen A/D-Wandler 105, einen Digitalsignal-Verarbeitungsabschnitt 106, einen DCT 107, einen Codierer 108, einen MCC 109, einen Pufferspeicher 110, einen Videoverstärker 111, einen internen Speicher 112, eine CPU 121, eine Anzeigeabschnitt 122, einen Operationsabschnitt 123, einen Parameterspeicher 124, einen Motorantrieb 125, einen SG (Steuerungssignal-Erzeugungs)-Abschnitt 126, ein Stroboskop 127 und einen AF-Sensor 128.
Eine Linseneinheit umfasst die Linse 101 und den mechanischen Abschnitt 102, der einen Autofokus (AF)/Diaphragma/Filter-Abschnitt beinhaltet, und einen mechanischen Verschluss des mechanischen Abschnitts 102, der gleichzeitig zwei Felder belichtet. Die CCD 103A wandelt ein Videobild, das durch die Linseneinheit empfangen wird, in ein elektrisches Signal (analoge Bilddaten) um. Der Aktuator 103B, der an die CCD 103A angehängt ist, verschiebt eine Relativposition-Beziehung zwischen der CCD 103A und einem Gegenstand, der aufgenommen werden soll, entsprechend Steuerungen durch die CPU 121.
Die CDS-Schaltung 104 wird verwendet, um Rauschen auf den CCD-Typ von Bildaufnahmeelement zu reduzieren. Der A/D-Wandler 105 wandelt analoge Bilddaten, die durch die CCD 103A empfangen werden, durch die CDS-Schaltung in analoge Bilddaten um. Und zwar wird ein ausgegebenes Signal von der CCD 103A in ein digitales Signal durch den A/D-Wandler 105 über die CDS-Schaltung 104 bei einer optimalen Abtastfrequenz (zum Beispiel integrales Vielfaches einer Unterträgerfrequenz eines NTSC-Signals) umgewandelt.
Der digitale Signalverarbeitungsabschnitt 106 trennt digitale Bilddaten, die von dem A/D-Wandler 105 empfangen werden, in Farbton und Helligkeit, um unterschiedlicher Bearbeitung und Datenverarbeitung zur Korrektur und Bildkompression/-expansion ausgesetzt zu werden. Eine DCT (diskrete Cosinus-Transformation) 107 führt eine orthogonale Konversion aus, welche ein Prozess einer Bildkompression/Expansion ist, die JPEG folgt, und der Codierer (Huffman-Encoder/Decoder) 108 führt die Verarbeitung, wie zum Beispiel Huffman-Encoding/Hybrid-Verarbeitung aus, welche ein Prozess einer Bildkompression/-expansion ist, die JPEG folgt.
Die MCC (Speicherkartensteuerung) 109 akkumuliert, sobald die komprimierten Daten und Sprache, die von einem nicht gezeigten Mikrophon abgerufen und digitalisiert werden, und zeichnet die Informationen in den internen Speicher 112 oder einer Speicherkarte auf oder liest die Informationen aus dem internen Speicher 112 oder eine Speicherkarte aus, und zwar durch gleichzeitiges Verarbeiten hierauf. Die CPU 121 stellt Steuerungen für Operationen von jedem Abschnitt entsprechend einer Anweisung von dem Verarbeitungsabschnitt 123 oder einer Anweisung für externe Operationen durch eine Fernbedienung oder Ähnliches bereit, in der Abbildung nicht gezeigt.
Der Bildschirmabschnitt 122 wird durch ein LCD, einer LED, oder EL, oder Ähnliches realisiert, zeigt ein Bild hierauf, entsprechend der aufgenommenen digitalen Bilddaten an, welche einer Expansionsverarbeitung ausgesetzt worden sind und zeigt ebenfalls hierauf einen Status der Digitalkamera oder Ähnliches an. Der Operationsabschnitt 123 weist Knöpfe für eine Auswahl einer Funktion, Aufnahmeanweisungen oder einige andere unterschiedliche Einstellungen auf, die von außen ausgeführt werden. Dieser Operationsabschnitt 123 weist einen Auslöseknopf 123A auf, und gibt ein Auslösesignal an die CPU 121 durch Betätigung des Auslöseknopfes 123A aus.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung eines Schlüsselabschnitts der Bildaufnahmevorrichtung. 2 ist eine Ansicht, die einen Relativverschiebungs-Mechanismus entsprechend Ausführungsform 1 zeigt. In 2 ist die CCD 103A als ein Festkörper-Farbaufnahmeelement an eine Elementhalterung 103C angebracht und unterstützt. Der Aktuator 103B als eine Relativpositions-Verschiebungseinheit wird mit dieser Elementhalterung 103C verbunden und bewegt diese Elementhalterung 103C in die Richtung, die durch den Pfeil T angezeigt ist. Es sollte beachtet werden, dass ein Winkel der Zusatzvorrichtung des Aktuators 103B zu der Halterung nicht durch den Winkel begrenzt ist, der in der Figur gezeigt ist und jeder Winkel entsprechend der Richtung, in welche die CCD 103A verschoben wird, kann für eine Zusatzvorrichtung eingesetzt werden. Zum Beispiel kann, wenn die CCD 103A in die diagonale Richtung verschoben wird, der Aktuator 103B an die Elementhalterung 103C in der diagonalen Richtung angebracht werden.
Entsprechend der Anordnung, die in 2 gezeigt ist, erhält man ein Bild eines aufgenommenen Gegenstandes, der durch die Linse 101 als ein optisches Bildaufnahmesystem herankommt, indem er durch die CCD 103A empfangen wird, aber ein Aufnahmebereich wird verändert, indem der Aktuator 103B durch die Steuerungen der CPU 121 angetrieben bzw. gesteuert wird, eine Vielzahl an Blättern des Bildes des aufgenommenen Gegenstandes (Farbbild-Informationen) können in einer Vielzahl von unterschiedlichen relativen Positionen zwischen der CCD 103A und dem Gegenstand, der aufgenommen werden soll, erfasst werden.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens, um Farbbild-Informationen entsprechend einer Ausführungsform 1 zu erfassen. 3 bis 7 sind Ansichten, um zu erklären, wie die Licht abtastenden Elemente durch jede relative Verschiebung entsprechend einer Ausführungsform 1 bewegt werden, 8 ist eine Ansicht, um Farbbild-Informationen für ein bemerktes Pixel zu erklären, und 9 und 10 sind Ansichten, um Wiederholungsmuster zwischen hellen Abschnitten und dunklen Abschnitten zu erklären.
Die CCD 103A in 3 zeigt ein Farbarray, um Pixel in einer Matrix in der Reihenfolge von R (Rot), G (Grün) und B (Blau) anzuordnen. Ein R-Pixel, ein B-Pixel und ein G-Pixel treffen Licht abtastende Abschnitte, wobei jeder eine Empfindlichkeit hauptsächlich entsprechend jeder von Rot, Blau und Grün aufweist. Jedoch zeigt das Array, das Pixel von R, G und B umfasst, ein gewöhnliches R-, G- und B- geriffeltes Muster, und aus diesem Grund ist das Array nicht auf das oben beschriebene Feld beschränkt.
Angenommen, dass ein Muster in 4 Farbbild-Informationen für ein Bild eines aufgenommenen Gegenstandes als die Referenz zeigt, wenn die CCD 103A als ein Festkörper-Bildaufnahmeelement relativ um ein Pixel zu dem Bild des aufgenommenen Gegenstandes in der horizontalen Richtung (Richtung, die durch den Pfeil X in 5 bezeichnet ist) durch den Aktuator 103B als eine Relativpositions-Verschiebeeinheit verschoben wird, und die Farbbild-Informationen erhalten werden, die um einen Pixel von der einen Referenz, gezeigt in 4, nach rechts verschoben werden, wie in 5 gezeigt.
Dann werden die Referenz-Farbbild-Informationen und die Farbbild-Informationen, die erhalten werden, indem sie verschoben werden, aufeinander überlagert, wie in 42, und eine Korrelation für beide Informationen für dasselbe Bild des aufgenommenen Gegenstandes wird untersucht. Und zwar sind, wie in 6 gezeigt, in demselben Bild des aufgenommenen Gegenstandes, die Referenz-Farbbild-Informationen ein Bild des aufgenommenen Gegenstandes mit der linken Kante hiervon, abgetastet durch das erste Feld (R, G, B ...) der CCD 103A, aber die Farbbild-Informationen, die durch die Verschiebung erhalten werden, ergeben ein Bild des aufgenommenen Gegenstandes, wobei die linke Kante um ein Pixel von der linken Kante des Referenz-Bildschirms verschoben ist, der durch das erste Feld (R, G, B ...) der CCD 103A abgetastet wird, da die linke Kante um einen Pixel von der linken Kante des Referenzbildschirms nach rechts verschoben ist, und zwar zu dem Zeitpunkt der Aufnahme des Gegenstandes.
Aus diesem Grund führt eine Position eines Gegenstandes, der zum Beispiel aufgenommen wird, wobei das G-Pixel bei einer Position in einer ersten Spalte einer zweiten Reihe der Referenz-CCD 103A in einer Position resultiert, die erhalten wird, indem der Gegenstand aufgenommen wird, wenn die Aufnahme basierend auf der Verschiebung ausgeführt wird, wobei der R-Pixel bei einer Position in einer ersten Spalte der ersten Reihe der CCD 103A ist. Entsprechend werden zwei Pixel, wie in 6 gezeigt, in derselben Richtung desselben Gegenstandes angeordnet, der aufgenommen werden soll, die durch zweifache Aufnahme basierend auf einer Verschiebung erhalten werden. Und zwar können, indem zwei Farbbild-Informationen erhalten werden, die den Aktuator 103B verwenden, zwei Typen von Farbbild-Informationen, wie zum Beispiel eine Kombination von R und G oder eine Kombination von B und D erfasst werden. Mit diesem Merkmal findet man heraus, indem auf die Farbbild-Informationen für das G-Pixel Bezug genommen wird, dass Farbbild-Informationen für G (Grün) in allen Pixel-Positionen existieren, wie in 7 gezeigt.
Weiter wird unten ein besonderer Abschnitt auf dem Bild des aufgenommenen Gegenstandes beschrieben. 8 zeigt Farbbild-Informationen für drei Zeilen in einer Spalte. Eine Pixelposition 1 in einer ersten Reihe ist eine Kombination von G1 und R1, eine Pixelposition 2 in einer zweiten Reihe ist eine Kombination von B2 und G2 und eine Pixelposition 3 in einer dritten Reihe ist eine Kombination von G3 und R3. Angenommen, dass die Pixelposition 2 ein bemerkter Abschnitt zu dem Zeitpunkt ist, sind die Farbbild-Informationen der Pixelposition 2 eine Kombination von B2 und G2, welche anzeigt, dass Farbbild-Informationen für R (Rot) kurz sind, d.h. fehlen. Aus diesem Grund kann, so lange der bemerkte Abschnitt betrachtet wird, in dem Farbbild-Informationen R2 für R (Rot) erhalten werden, Farbbild-Informationen für drei Farben R2, G2 und B2 erhalten werden.
Dann wird, wenn alle Farbbild-Informationen für (R, G, B), die durch Farbbild-Informationen (r, g, b) ausgedrückt werden, entsprechend den Helligkeitsinformationen und Farbunterschiedsinformationen normalisiert werden, wobei der Ausdruck wie folgt erhalten: (R, G, B) = I(r, g, b). Es ist als eine für den Menschen sichtbare Charakteristik bekannt, dass die Empfindlichkeit, um Veränderungen im Farbton eines Gegenstandes zu detektieren, der aufgenommen werden soll, im Allgemeinen niedriger ist, verglichen mit der, um Veränderungen in der Helligkeit hiervon zu detektieren. Aus diesem Grund ist bei einer Übertragung von einem Farbbild für einen Fernseher oder Ähnliches, ein Band von Farbunterschiedssignalen kleiner, verglichen mit den eines Helligkeitssignals, und zwar derart, dass sowohl ein Anteil eines Frequenzbandes des Helligkeitssignals Y als auch eines Farbunterschiedssignals U, V wie folgt ist: Y:U:V: = 4:2:2. Dasselbe Verfahren wird ebenfalls bei der Bildkompressionstechnologie eingesetzt.
Wenn ein Ausdruck (R, G, B) = I(r/g, 1, b/g) erhalten wird, indem der Ausdruck (R, G, B) = I(r, g, b) umgeformt wird, müssen Farbbild-Informationen für einen Abschnitt, der einen Farbton wie zum Beispiel r/g und b/g anzeigt, aufgrund der für den Menschen sichtbaren Charakteristika nicht exakt sein. Aus diesem Grund kann eine Abschätzung mit Farbbild-Informationen für benachbarte Abschnitte herbeigeführt werden. Und zwar wird, indem auf den bemerkten Abschnitt Bezug genommen wird (kurzes R2 wird durch R^– bezeichnet), ein Ausdruck für den Abschnitt wie folgt erhalten: R^–2 = G2·(r2/g2) von R^–2 = I2·g2·(r2/g2), um I2·g2 = G2 zu erhalten, und zwar entsprechend (R^–2, G2, B2) = I2·g2·(r2/g2, 1, b2/g2).
Hier angenommen, dass der folgende Ausdruck eingestellt wird, indem von folgenden Charakteristika Gebrauch gemacht wird: r2/g2 = (r1/g1 + r3/g3)/2, wobei der Ausdruck R^–2 = G2·(R2/G1 + R3/G3)/2 entsprechend zu r1/g1 = R1/G1 und r3/g3 = R3/G3 erhalten wird. Bildinformationen für alle die drei Grundfarben des bemerkten Abschnittes werden wie folgt erhalten: (R, G, B) = (G2·(R1/G1 + R3/G3)/2, G2, B2).
Dasselbe Verfahren wird auf einen Abschnitt der Pixelposition 3 in 8 angewendet, mit Farbbild-Kurzinformationen für B (Blau), und es kann der folgende Ausdruck für den Abschnitt erhalten werden (R, G, B) = (R3, G3, G3·(B2/G2 + B4/G4)/2). Obwohl die Farbbild-Kurzinformationen in diesem Beispiel durch die vertikalen Abschnitte abgeschätzt werden, wenn Farbbild-Informationen wie die in 7 erhalten werden können, sind Abschätzungen möglich, da r/g und b/g für jeden Abstand in der horizontalen Richtung angeordnet sind und für zwei Pixel in der vertikalen Richtung angeordnet sind, solange sie sich bis zur Nyquist-Frequenz eines Pixelabstands in der horizontalen Richtung und bis ½ der Nyquist-Frequenz in der vertikalen Richtung, entsprechend des Abtast-Theorems, ändern. Aus diesem Grund wird der Anteil von Y:U:V: = 4:2:2 ganz möglich abgeschätzt.
Es erfolgt nun eine Betrachtung eines Falles, bei welchem ein wiederholtes Muster von hellen Abschnitten und dunklen Abschnitten in der horizontalen Richtung existiert, wie in 9 gezeigt. Angenommen, dass die hellen Sektionen (R0, G0, B0) sind, und die dunkle Abschnitte (1/10)·(R0, G0, B0) sind, wenn ein Pixel des bemerkten Abschnittes einen hellen Abschnitt darstellt, ist es klar, dass B0 und G0 wieder hergestellt sind, da Pixel von G und B jeweils in den Farbbild-Informationen von G und B existieren.
Es erfolgt hier ebenfalls eine Betrachtung für R2. Wenn G1 = G2 = G3 = G0, werden R1 = R3 = R0 in dem Ausdruck R^–2 = G2·(R1/G1 + R3/G3)/2 ersetzt, erhält man den Ausdruck R2 = R0, sodass ein Wert von R2 exakt berechnet werden kann. Ähnlich werden für die dunkle Abschnitte, wenn G1' = G2' = G3' = (1/10) G0, R1' = R3' = (1/10) R0 hierin substituiert werden, der Ausdruck R2 = (1/10) R0 durch genaue Berechnung erhalten.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung für einen Fall, in welchem wiederholte Muster in der vertikalen Richtung existieren, wie in 10 gezeigt. Es ist ebenfalls klar, dass B2 = B0 und G2 = G0 reproduziert werden.
Es erfolgt hier ebenfalls eine Betrachtung für R2. Wenn R1 = R3 = (1/10) R0, wird G1 = G3 = (1/10) G0 in dem Ausdruck R2 = G2·(R1/G1 + R3/G3)/2 substituiert, wobei der Ausdruck R2 = R0 erhalten wird, welcher genau erzeugt werden kann. Ähnlich kann für die dunklen Abschnitte der Ausdruck R2' = (1/10) R0 genau reproduziert werden. Entsprechend tritt keine Pseudofarbe auf.
Und zwar tritt, wenn r/g und b/g die oben beschriebenen Bedingungen erfüllen, grundsätzlich eine Pseudofarbe nicht auf. Es gibt eine kleine Anzahl von Änderungen in einem Farbton eines gewöhnlichen Gegenstandes, der bei einer derart hohen Frequenz aufgenommen werden soll, und für den Fall, in welchem diese Art von Änderungen auftritt, wird der Ton nur als ein Grau reproduziert, der keine Farbverschlechterung aufweist, die ein Mensch nur als Grau abtastet, sodass kein Problem entsteht, solange nur der Farbton betrachtet wird.
Wie oben beschrieben, braucht mit Ausführungsform 1, indem die Tatsache genutzt wird, dass die Empfindlichkeit zum Detektieren einer Veränderung im Farbton niedriger ist als die, um eine Änderung in der Helligkeit zu detektieren, welche eine der vom Menschen wahrgenommenen Charakteristika ist und eine Änderung im Farbton bei einer hohen Frequenz nicht abgetastet wird, wie sie ist, sondern als Grau abgetastet wird, eine CCD für jede von R, G, B nicht getrennt wie in dem Drei-Platten-System verwendet werden muss, und eine Pseudofarbe nicht auftritt, selbst wenn die Helligkeit bei einer hohen Frequenz verändert wird.
Ebenfalls wird das Bildaufnahmeelement verschoben, und zwar in eine relative Position zu dem Gegenstand, der aufgenommen werden soll, und mit diesem Merkmal ist es möglich, eine einfache Anordnung zu erhalten, die weder eine Vielzahl von Bildaufnahmeelementen noch ein optisches Spiegelsystem erfordert.
Bei Ausführungsform 1 wird der Aktuator 103B als eine Relativpositions-Verschiebeeinheit bereitgestellt und die CCD 103A wird in Bezug auf einen Gegenstand verschoben, der durch diesen Aktuator 103B aufgenommen werden soll, aber, ein Mittel, wie zum Beispiel ein herkömmlich verwendetes, beschichtetes piezoelektrisches Element, kann in dieser Relativpositions-Verschiebeeinheit angewendet werden.
Bei Ausführungsform 1 werden Farbbild-Informationen für G-Farbe aus Filtern für Grundfarben von R, G und B für einen gesamten Bildschirm erfasst, und dasselbe Verfahren kann sowohl für die anderen R- und G-Farben ausgeführt werden als auch für ein Array von Komplementärfarben. Jedoch ist, wie in 11 gezeigt, eine Empfindlichkeit für Grün (G) sowohl in einer für den Menschen sichtbaren Empfindlichkeit weit verbreitet, als auch in den CCDs 301, 302, sodass ein besseres Ergebnis erzielt werden kann, indem Farbbild-Informationen für Grün (G) über den gesamten Bildschirm erfasst werden.
In diesem Fall sind die Filter für die drei Grundfarben von R, G und B so angeordnet, dass der Grundfarbenfilter für G (Grün), welche die bestimmte Farbe ist, für alle Pixelpositionen positioniert werden kann, wenn er durch die Relativpositions-Verschiebeeinheit verschoben wird, sodass der Grundfarbenfilter von G eine weite Spektrumsempfindlichkeit aufweist, die sowohl eine Spektrumsempfindlichkeit für R (Rot) als auch B (Blau) überlagert und mit diesem Merkmal erhöht sich eine Informationsmenge für ein Bild eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, indem Farbbild-Informationen für G über den gesamten Bildschirm erfasst werden, welche es dem Farbbild ermöglicht, mit für den Menschen sichtbaren Charakteristika abgeglichen zu werden.
Ebenfalls ist in Ausführungsform 1, obwohl eine Beschreibung für das Feld in dem geriffelten Muster erfolgt ist, die vorliegende Erfindung auf ein streifenförmiges Feld, wie zum Beispiel eine G-Spalte, eine R-Spalte, eine G-Spalte, eine B-Spalte und eine G-Spalte anwendbar, wie in 12 gezeigt.
Obwohl Informationen für angrenzende Pixel in der vertikalen Richtung des bemerkten Pixels verwendet werden, wenn in Ausführungsform 1 Farb-Kurzinformationen für das bemerkte Pixel interpoliert (berechnet) werden, erfolgt eine Beschreibung in Ausführungsform 2 für ein Verfahren einer akkuraten Erfassung von Farb-Kurzinformationen durch Interpolation (Berechnung) der Farb-Kurzinformationen entsprechend der benachbarten Pixel um das bemerkte Pixel herum. Es erfolgt nachfolgend eine Beschreibung eines Verfahrens, um Farbbild-Informationen entsprechend der Ausführungsform 2 mit Bezug auf 13 bis 16 zu erfassen.
13 zeigt eine Ansicht, um Farbbild-Informationen für ein bemerktes Pixel zu erklären, 14 zeigt eine Ansicht, um Muster in hellen Abschnitten und dunklen Abschnitten zu erklären, 15 zeigt eine Ansicht, um Farbbild-Informationen für ein bemerktes Pixel zu verallgemeinern und 16 zeigt eine Ansicht, um eine Abfolge zur Berechnung von Kurz-Farbbild-Informationen für ein bemerktes bzw. gemerktes Pixel zu erklären.
Angenommen, dass die Farbbild-Informationen für eine CCD, gezeigt in 7, zum Beispiel, wie in 13 (R1, G1), (R2, G2), (R3, G3), (B4, G4), (B5, G5), (B6, G6), (R7, G7), (R8, G8) und (R9, G9) umfassen. Ein bemerktes bzw. gemerktes Pixel wird hier auf (B5, G5) eingestellt. Es erfolgt nachfolgend eine Beschreibung für ein Verfahren, um Farb-Kurzinformationen R5 für dieses bemerkte bzw. gemerkte Pixel (B5, G5) zu erhalten.
Bei dem Verfahren in Ausführungsform 1 werden, um Farb-Kurzinformationen R5 für dieses bemerkte Pixel (B5, G5) zu erhalten, Informationen für Pixel (R2, G2) und (R8, G8), die an das bemerkte Pixel (B5, G5) in der vertikalen Richtung angrenzen, verwendet, aber in Ausführungsform 2, werden Farbinformationen für ein Pixel verwendet, das die höchste Korrelation G5 aus G-Informationen (G1, G2, G3, G7, G8, G9) für Pixel um das bemerkte Pixel (B5, G5) herum verwendet.
Zum Beispiel ist, wenn ein helles und ein dunkles Muster, wie in 14 gezeigt, existiert, G5 ein dichter Wert an solchen von G2, G3, G8 und G9. Dann, angenommen, dass ein Wert der höchsten Korrelation zu G5 G2 ist, werden Informationen für kurze R5 entsprechend zu R5 = R2·(G5/G2) berechnet, erhalten, indem diese Information (G2, R2) verwendet wird.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung für einen Fall, in welchem das Berechnungsverfahren verallgemeinert ist. Das Farbarray in 13, welches verallgemeinert wurde, kann, wie in 15 gezeigt, ausgedrückt werden. In 15 werden G-Informationen für ein bemerktes Pixel als Gmn ausgedrückt, und die anderen Farbbild-Informationen (R- oder B-Informationen) als C. Eine Abfolge von berechneten Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel ist in dem Flussdiagramm in 16 gezeigt.
In 16 wird zuerst jede Korrelation zwischen den bemerkten Pixeln Gm, n und jedes von {Gm – 1, n – 1; Gm, n – 1; Gm + 1, n – 1; Gm – 1, n + 1; Gm, n + 1; Gm + 1, n + 1} verglichen und aus {Gm – 1, n – 1; Gm, n – 1; Gm + 1, n – 1; Gm – 1, n + 1, Gm, n + 1; Gm + 1, n + 1}, wobei Informationen, die die kleinste Differenz zu Gm, n aufweisen, nämlich Informationen, die die höchste Korrelation zu Gm aufweisen, wobei n als G' ausgedrückt wird (Schritt S1). Dann werden C-Informationen bei derselben Pixelposition wie die von G' als C' ausgedrückt (Schritt S2). Dann kann, angenommen, dass Informationen, die erhalten werden sollen, X sind, Informationen X, die erhalten werden sollen, entsprechend dem Ausdruck X = C'·(Gm, n/G') berechnet werden (Schritt S3).
Wie oben beschrieben, werden Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel, das in der Ausführungsform 2 erfasst werden soll, Farbbild-Kurzinformationen entsprechend zu Farbbild-Informationen für ein Pixel berechnet, das die höchste Korrelation zu den Farbbild-Informationen für das erkannte Pixel unter benachbarten Pixeln um das bemerkte Pixel herum aufweist, sodass Farbbild-Kurzinformationen genau erfasst werden können.
Bei der Ausführungsform 3 erfolgt sowohl eine Beschreibung für ein Array für Farbpixel für eine CCD als auch einer Richtung, in welche die Pixel für den Zweck des akkuraten Erfassens von Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel verschoben werden. Eine Beschreibung erfolgt nachstehend für ein Verfahren, um Farbbild-Informationen entsprechend zur Ausführungsform 3 mit Bezug auf 17 bis 27 zu erfassen.
17 ist eine Ansicht, um ein Muster in hellen Abschnitten und dunklen Abschnitten zu erklären, 18 ist eine Ansicht, die ein Farbarray von Licht abtastenden Elementen (CCD) zeigt, 19 ist eine Ansicht, um eine Bewegungsrichtung der CCD zu erklären (eine Richtung, in welche ein Pixel verschoben wird, 20 bis 23 sind Ansichten, um zu erklären, wie die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 18, sich entsprechend einer relativen Verschiebung verändern, 24 ist eine Ansicht, die ein anderes Farbarray für Licht abtastende Elemente zeigt, und 25 bis 27 sind Ansichten, um zu erklären, wie die Licht abtastenden Elemente, gezeigt in 24 sich entsprechend einer relativen Verschiebung verändern.
Bei Ausführungsform 1, werden, wie in 3 gezeigt, R, G und B auf ein Array in einem geriffelten Muster eingestellt und durch Verschiebung des Feldes um einen Pixel in die horizontale Richtung, wie in 5 gezeigt, werden die Farbbild-Informationen erhalten, die in 7 gezeigt sind. Es erfolgt eine Betrachtung für einen Fall, in welchem dunkle Abschnitte in diesen Farbbild-Informationen in der horizontalen Richtung existieren, wie in 17 gezeigt. Angenommen, dass ein bemerktes Pixel hierin (B5, G5) hierin ist, um Farbbild-Kurzinformationen für R5 zu berechnen, Farbbild-Informationen für Pixel um das bemerkte Pixel herum (R1, G1), (R2, G2), (R3, G3), (R7, G7), (R8, G8) und (R9, G9) müssen verwendet werden. In diesem Fall gibt es, da die dunklen Abschnitte in der horizontalen Richtung existieren, keine hohe Korrelation zwischen dem bemerkten Pixel (B5, G5) und jedem anderen Pixel hier herum (R1, G1), (R2, G2), (R3, G3), (R7, G7), (R8, G8) und (R9, G9).
Aus diesem Grund sind Farbpixel einer CCD 103A ähnlich angeordnet (G, G, G, G ...), (R, B, R, B ...), (G, G, G, G ...), (B, R, B, R ...), ... wie in 18 gezeigt, bei welcher ein – G-Array entlang jeder zweiten Linie in einer Streifenform angeordnet ist und Pixel für R und B jeweils abwechselnd in den anderen Linien angeordnet sind. Dann wird die CCD 103A, in welcher Farben angeordnet sind, wie in 18 gezeigt, um ein Pixel verschoben, wie in 19 gezeigt, und zwar in die relative diagonale Richtung zu einem Bild des aufgenommenen Gegenstands (Richtung, die durch den Pfeil A in 19 bezeichnet ist) durch den Aktuator 103B als eine Relativpositions-Verschiebeeinheit, und durch Synthetisierung von Farbinformationen für die Pixel vor einer Bewegung und Farbinformationen für die Pixel nach einer Bewegung, wobei die Farbbild-Informationen, wie in 20 gezeigt, erhalten werden können.
Es erfolgt eine Betrachtung eines Falles zum Erfassen von Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel entsprechend den Farbbild-Informationen, wie in 20 gezeigt, und zwar mit demselben Verfahren wie das, das in Ausführungsform 2 beschrieben worden ist. In 20 können, wenn R-Informationen für das bemerkte Pixel (G, B) aus Pixeln um das bemerkte Pixel herum berechnet werden sollen, die schattierten Pixel in 21 zur Interpolation verwendet werden. Was weiter vereinfachter gezeigt werden soll, ist, dass verfügbare Pixel um das bemerkte Pixel herum in den Richtungen, die in 22 gezeigt sind, existieren. Umgekehrt zeigt 23 Abschnitte, die dasselbe Farbarray aufweisen wie das des bemerkten Pixels in einem einfachen Muster.
Und zwar kann, wie in 22 gezeigt, wenigstens ein Pixel aus den Pixeln um das bemerkte Pixel herum zur Interpolation jeder der Richtungen horizontalen, vertikalen und diagonalen Richtungen entgegen das bemerkte Pixel, verwendet werden. Mit diesem Merkmal wird gefunden, das ein Pixel, das eine hohe Korrelation aufweist, zum Beispiel aus Pixeln um das bemerkte Pixel herum existiert, selbst wenn irgendeine der: horizontalen, vertikalen und diagonalen Richtungen in Bezug auf das bemerkte Pixel ein dunkler Abschnitt ist.
Entsprechend existiert selbst wenn irgendeine der horizontalen, vertikalen und diagonalen Richtungen in Bezug auf das bemerkte Pixel ein dunkler Abschnitt in den Farbbild-Informationen ist, wie in 20 gezeigt, ein peripheres Pixel, welches eine hohe Korrelation zu dem bemerkten Pixel aufweist, und aus diesem Grund wird, wenn Farbbild-Kurzinformationen entsprechend desselben Verfahrens wie oben beschrieben, vorbereitet werden sollen, Farbbild-Kurzinformationen entsprechend der Farbinformationen für ein Pixel vorbereitet, das eine höhere Korrelation in der Peripherie aufweist. Mit diesem Merkmal können Farbbild-Kurzinformationen genau erhalten werden.
Wie oben beschrieben, wird in Ausführungsform 3 eine CCD, die durch alternierende Anordnung eines G-Pixel-Arrays erhalten wird, das nur G-Pixel aufweist, und ein RG-Pixel-Array, mit R-Pixeln und G-Pixeln, die abwechselnd hierin angeordnet sind, um ein Pixel in der diagonalen Richtung verschoben wird, sodass eine Wahrscheinlichkeit, bei welcher irgendein Pixel, welches Farbinformationen mit hoher Korrelation zu Farbinformationen des bemerkten Pixels aufweist, um das bemerkte Pixel herum existiert, erhöht wird, und aus diesem Grund, in einem Fall des Erfassens von größerer Farbinformation für ein bemerktes Pixel, und wenn Farb-Kurzinformationen entsprechend der Farbinformationen für ein Pixel berechnet werden sollen, die die höchste Korrelation mit den Farbbild-Informationen für das bemerkte Pixel aus benachbarten Pixeln um das bemerkte Pixel herum aufweist, können Farbbild-Kurzinformationen genauer erhalten werden.
Es sollte beachtet werden, dass ein Farbarray von Pixeln für die CCD nicht durch das eine begrenzt wird, das in 18 gezeigt ist, sodass ein Farbarray, gezeigt in 24, eingesetzt werden kann. Das Beispiel in 24 umfasst (G, G, G, G ...), (R, B, R, B ...), (G, G, G, G ...), (R, B, R, B ...), ..., in welchem ein G-Array und ein wiederholtes Array durch RB jeweils abwechselnd angeordnet sind. Das Array in 24, das einen anderen Punkt als das in 18 aufweist, ist das des wiederholten Musters durch R und B in allen Linien.
Die CCD 103A, die das Farbarray aufweist, das in 24 gezeigt ist, wird um einen Pixel verschoben, wie in 19, und zwar in der relativen diagonalen Richtung zu einem Bild des aufgenommenen Gegenstandes (Richtung, die durch den Pfeil A in 19 bezeichnet wird), und zwar durch den Aktuator 103B und durch Synthetisierung von Farbinformationen für die Pixel vor einer Bewegung und Farbinformationen für die Pixel nach einer Bewegung, wobei die Farbbildinformationen erhalten werden, die in 25 gezeigt sind. Wenn Farbbild-Kurzinformationen für R erfasst werden sollen, hier angenommen, dass ein bemerktes Pixel (G, B) ist, sind verfügbare Pixel in 26 gezeigt, und noch einfacher gezeigt, existieren die verfügbaren Pixel um das bemerkte Pixel herum in den Richtungen, die in 27 gezeigt sind.
Obwohl die CCD 103A durch den Aktuator 103B als eine Relativpositions-Verschiebeeinheit in Ausführungsform 1 verschoben wird, ähnlich, wie in Ausführungsform 4 unten beschrieben, kann eine Bild ausgebildete Position eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, durch eine Relativpositions-Verschiebeeinheit, wie zum Beispiel ein Prisma, verschoben werden, indem von Änderungen des Bildes des aufgenommenen Objektes aufgrund von unbeabsichtigter Bewegung der Hände, beim Aufnehmen eines Bildes Gebrauch gemacht wird.
28 ist eine Ansicht, die einen Relativverschiebungs-Mechanismus einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend einer Ausführungsform 4 zeigt. Bei einer Ausführungsform 4, gezeigt in 28, wird ein Prisma 201 zwischen einer Linse 101 als ein optisches System zum Aufnehmen und einer CCD 103A als ein Bildaufnahmeelement bereitgestellt. Angenommen, dass die Blöcke, die in 1 gezeigt sind, hierin die gesamte Anordnung umfassen, wird, unter der Bedingung, dass der Relativverschiebungs-Mechanismus der Konfiguration in 2 zu der Konfiguration in 28 ersetzt wird, ein Aufnahmebereich eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, verändert, wenn eine Anweisung von der CPU 121 an das Prisma 201 gegeben wird, in die Richtung zu drehen, die durch den Pfeil W angezeigt wird, sodass eine relative Positionsbeziehung zwischen der CCD 103A und dem Gegenstand, der aufgenommen werden soll, verschoben wird.
Derselbe Effekt, wie der in Ausführungsform 1, kann in Ausführungsform 4 erzielt werden.
Obwohl viele relative Positionsbeziehungen möglich sind, indem der Aktuator oder das Prisma in den Ausführungsformen 1 und 4 angetrieben bzw. angesteuert wird, wie in einer Ausführungsform 5 unten beschrieben, kann eine relative Positionsbeziehung erhalten werden, indem ein Bild eines Objektes, das aufgenommen werden soll, auf eine Vielzahl von Blättern hiervon kopiert wird. Es sollte beachtet werden, dass die gesamte Anordnung die Blöcke einsetzt, die in 1 der Ausführungsform 1 gezeigt sind, sodass eine Beschreibung nachstehend nur für unterschiedliche Punkte von solchen in Ausführungsform 1 erfolgt.
29 ist eine Ansicht, die einen Relativverschiebungs-Mechanismus einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend einer Ausführungsform 5 zeigt. Die Bildaufnahmevorrichtung entsprechend Ausführungsform 5 wird realisiert, wie in 29 gezeigt, indem ein Halb-Spiegel 303 befestigt wird, um dort Licht in einem Lichtweg der Linse 101 durchgehen zu lassen, indem eine CCD 301 bereitgestellt wird, um Licht abzutasten, das durch den Halb-Spiegel 303 in einer späteren Stufe hiervon durchgegangen ist, und durch Bereitstellen einer CCD 302, um reflektiertes Licht in der unteren Seite (in der Figur) von dem Halb-Spiegel 303 abzutasten.
Entsprechend der Anordnung, gezeigt in 29, geht für ein einfallendes Licht durch die Linse 101 in dem Halb-Spiegel 303 eines der Lichter durch den Halb-Spiegel durch, das durch die CCD 301 abgetastet werden soll, und das andere wird reflektiert und durch die CCD 302 abgetastet. Aus diesem Grund weisen zwei Blättern von Bildern des aufgenommenen Gegenstandes, die jeweils eine unterschiedliche Relativpositions-Beziehung gegenüber dem Objekt, das aufgenommen werden soll, aufweisen, erfasst.
Mit Ausführungsform 5 wird ein Bild eines aufgenommenen Gegenstandes, der durch die Linse 101 als eine optische Eingabeeinheit empfangen wird, durch den Halb-Spiegel in eine Vielzahl von Lichtwegen verzweigt, sodass dasselbe Bild des aufgenommenen Gegenstandes wie das Original durch jedes Bildaufnahmeelement abgetastet wird, und aus diesem Grund tritt kein verschwommenes Bild aufgrund einer unabsichtlichen Bewegung von Händen beim Aufnehmen eines Bildes auf, und bewegte Videoinformationen können ebenfalls erfasst werden, und außerdem ist es möglich, eine einfache Anordnung zu erhalten, die kein kompliziertes optisches System erfordert, wie zum Beispiel ein dichroitisches Prisma zur Farbtrennung, wie mit der Drei-Platten-Bildaufnahmevorrichtung.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung für Modifikationen, die auf jede der Ausführungsform anwendbar sind. Es ist zu beachten, dass die Modifikationen, die unten beschrieben werden, auf jede der Ausführungsformen durch eine oder eine Kombination von zweien oder mehreren angewendet werden können.
Im Übrigen wird, wenn eine Flächen-CCD als ein Festkörper-Farbaufnahmeelement verwendet wird, wie in 30 gezeigt, eine Akkumulationszeit (Belichtungszeit) kurz gemacht, selbst wenn ein elektronischer Verschluss verwendet wird, aber ein Intervall zwischen Akkumulationszeiten wird konstant eingestellt und nicht kürzer gemacht, da eine Übertragungszeit eines Bildes für jedes Intervall eingegeben wird. Im Übrigen werden, wenn die Flächen-CCD mit einem Zeitablauf eines Übertragungspulses arbeitet, ein elektronisches Verschlusssignal und Akkumulationszeiten t1, t2 ..., Übertragungszeiten tr1, tr2 ... immer in jeder der Akkumulationszeiten t1, t2 ... beinhaltet.
Aus diesem Grund wird, wie in 31 gezeigt, ein lichtdichter Verschluss, wie zum Beispiel ein mechanischer Verschluss, auf der gesamten Oberfläche der CCD bereitgestellt, zwei Akkumulationszeiten werden für den elektronischen Verschluss und den lichtdichten Verschluss bereitgestellt, sodass ein Intervall zwischen den zwei Akkumulationszeiten kürzer gemacht werden kann. Und zwar wird eine erste Übertragung (Übertragungszeit tr1) abgeschlossen, bis ein erster Übertragungspuls auftritt, nachdem das elektronische Verschlusssignal EIN ist, und die nächste Übertragung (Übertragungszeit tr2) während der Zeit vor dem Erscheinen des Übertragungspulses abgeschlossen ist bis der lichtdichte Verschluss entsprechend des lichtdichten Verschlusssignals arbeitet.
In diesem Fall wird eine effektive Akkumulationszeit der Belichtungszeit für alle Farbbild-Informationen in Korrelation zu einem Antriebszeitablauf zwischen dem elektronischen Verschluss und dem mechanischen Verschluss eingestellt, und eine Übertragungsoperation durch das Bildaufnahmeelement innerhalb einer Belichtungszeit wird abgeschlossen, sodass Intervalle zwischen Akkumulationszeiten zum Erfassen einer Vielzahl von Farbbild-Informationen reduziert werden können, und mit diesem Merkmal ist es möglich, die Probleme, wie zum Beispiel unabsichtliche Bewegung von Händen beim Aufnehmen eines Bildes zu lösen.
Ebenfalls gibt es eine Möglichkeit, dass eine Belichtung aufgrund eines Auftretens von Änderungen im externen Licht und Variationen in Akkumulationszeiten ungleichförmig sein kann, da eine Belichtung zweimal ausgeführt wird, um eine Vielzahl von Farbbild-Informationen zu erhalten. Als ein Verfahren, um die Ungleichförmigkeit zu korrigieren, werden Farbbild-Informationen für Grün (G) durch die erste Belichtung und die zweite Belichtung erhalten und Ungleichförmigkeiten in der Belichtung werden detektiert, indem die gesamte oder Teilinformationen gemittelt werden, sodass es möglich ist, die Ungleichförmigkeit zu korrigieren, indem die ersten oder zweiten Farbbild-Informationen (G) mit einem Faktor für die Korrektur multipliziert werden.
In diesem Fall wird wenigstens eine Differenz in Akkumulationszeiten für die Vielzahl von Farbbild-Informationen korrigiert, sodass es möglich ist, ein Hochqualitäts-Bild zu erfassen, selbst wenn es Ungleichförmigkeiten in einer Belichtung gibt, wenn eine Vielzahl von Farbbild-Informationen erfasst wird.
Obwohl eine Beschreibung für einen Fall erfolgte, um zwei Typen von Bildern eines aufgenommenen Gegenstandes zu erhalten (Farbbild-Informationen), und zwar durch eine Verschiebung in der Ausführungsform, ist der Effekt nicht reduziert, selbst wenn das oben beschriebene Verfahren mit einigen anderen Verfahren, wie zum Beispiel Verschiebung um ein halbes Pixel, kombiniert wird.
Die Anzahl von Verschiebungen eines Pixels in einer Pixelverschiebung ist nicht auf einmal begrenzt, und kann mehrfach ausgeführt werden. 32 bis 34 zeigen ein Beispiel, bei welchem die Pixel dreimal verschoben werden. Zum Beispiel können, wenn die Pixel in dem Farbarray, gezeigt in 32, um zwei Pixel in die horizontale Richtung verschoben werden, und durch ein Pixel sowohl in der Diagonalrichtung nach oben rechts und nach unten rechts, die Farbbild-Informationen erhalten werden, die in 34 gezeigt sind. In 34 können Farbbild-Informationen für Abschnitte, die durch ein Δ bezeichnet werden, durch Interpolation berechnet werden.
Bei der Ausführungsform wird, obwohl die Beschreibung für den Fall einer Digitalkamera als ein Bespiel erfolgte, diese Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt, und es versteht sich, dass alle Modifikationen und Änderungen an Vorrichtungen, wie zum Beispiel einer Videokamera, einer digitalen Videokamera, eines Farbscanners, eines Farbkopierers und eines Farbfaxgerätes, möglich sind.
Wie oben beschrieben, werden die Farbaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung, die Farbaufnahmeeinheit und das Bild des aufgenommenen Gegenstandes, das durch die optische Eingabeeinheit eingegeben wird, voneinander durch die Relativpositions-Verschiebeeinheit relativ zueinander verschoben, und Farbbild-Informationen für eine bestimmte Farbe für einen Bildschirm werden entsprechend einer Vielzahl von Blättern von Farbbild-Informationen für dasselbe Aufnahmeobjekt erhalten, die durch Verschiebung erhalten werden, und weitere Farbbild-Informationen für einen Bildschirm werden entsprechend der Farbbild-Informationen für die bestimmte Farbe für einen Bildschirm erhalten, sodass, indem von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, dass die Empfindlichkeit, um Änderungen im Farbton zu detektieren, geringer ist, als die, Änderungen in der Helligkeit zu detektieren, welche eine für den Menschen sichtbare Charakteristik darstellt, und eine Änderung im Farbton bei einer hohen Frequenz wird nicht abgetastet, da sie als Grau abgetastet wird, ist es möglich, eine Bildaufnahmevorrichtung zu erhalten, in welcher ein Auftreten einer Pseudofarbe oder unabsichtliche Bewegung von Händen beim Aufnehmen eines Bildes mit einer einfachen Anordnung verhindert werden kann.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung werden Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel entsprechend einer Korrelation in der bestimmten Farbe erhalten, sodass Farbbild-Kurzinformationen genau berechnet werden können.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung werden Farbinformationen für eine bestimmte Farbe für das bemerkte Pixel und die Farbinformationen für die bestimmte Farbe für andere Pixel um das bemerkte Pixel herum miteinander verglichen, und Farbbild-Kurzinformationen für das bemerkte Pixel werden entsprechend der Farbbild-Informationen für ein Pixel um das bemerkte Pixel herum erhalten, welches die höchste Korrelation aufweist, sodass Farbbild-Kurzinformationen genau berechnet werden können.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung werden Licht abtastende Elemente so bereitgestellt, dass, wenn Farbbild-Kurzinformationen für ein bemerktes Pixel vorbereitet werden, wenigstens ein verfügbares Pixel um das bemerkte Pixel herum existiert, und zwar in jeder der horizontalen, vertikalen und diagonalen Richtungen hinsichtlich des bemerkten Pixels, sodass Farbbild-Kurzinformationen genau berechnet werden können.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung werden Farbbild-Informationen mit einer bestimmten Farbe für die bemerkten Pixel mit den Farbbild-Informationen für eine bestimmte Farbe für die verfügbaren Pixel um das bemerkte Pixel herum verglichen, und Farbbild-Kurzinformationen für das bemerkte Pixel werden entsprechend der Farbbild-Informationen für eines der verfügbaren Pixel mit der höchsten Korrelation um das bemerkte Pixel herum erhalten, sodass Farbbild-Kurzinformationen genauer berechnet werden können.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung tritt die Verschiebung der Bildaufnahmeeinheit in einer relativen Position zu dem Gegenstand, der aufgenommen werden soll, auf, und mit diesem Merkmal ist es möglich, eine Bildaufnahmevorrichtung zu erzielen, die eine einfache Anordnung ermöglicht, die weder eine Vielzahl von Bildaufnahmeelementen, noch ein zu erzielendes optisches Spiegelsystem erfordert.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ein Bild eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, und der durch die optische Eingabeeinheit eingegeben wird, in eine Vielzahl von Lichtwegen verzweigt werden, um dasselbe Bild des Objektes, das aufgenommen werden soll, aufzuweisen, welches durch jedes der Bildaufnahmeelemente empfangen wird, sodass es möglich ist, eine Bildaufnahmevorrichtung zu erhalten, in welcher Informationen für bewegliche Videobilder erfasst werden können, und zwar ohne ein Auftreten einer unerwünschten Bewegung von Händen beim Aufnehmen eines Bildes und es kann ebenfalls eine einfache Anordnung, die kein kompliziertes optisches System, wie zum Beispiel ein dichroitisches Prisma, zur Farbtrennung erfordert, wie bei einem Drei-Platten-Typ von Bildaufnahmevorrichtungen, erreicht werden kann.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die Filter für drei Elementarfarben von R, G und B so angeordnet, dass der Grundfarbenfilter für G (Grün), welcher die bestimmte Farbe ist, für alle Pixelpositionen angebracht werden kann, wenn er durch die Relativpositions-Verschiebeeinheit so verschoben wird, dass der Grundfilter von G eine breite Spektrumempfindlichkeit aufweist, die sowohl mit der Spektrumsempfindlichkeit von R (Rot) als auch der von B (Blau) überlappt, und mit diesem Merkmal ist es möglich, eine Bildaufnahmevorrichtung zu erhalten, in welcher eine Informationsmenge für ein Bild eines Gegenstandes, der aufgenommen werden soll, durch Erfassen von Farbbild-Informationen für G über einen gesamten Bildschirm wachst, welcher es dem Farbbild ermöglicht, mit den für den Menschen sichtbaren Charakteristika übereinzustimmen.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine effektive Akkumulationszeit, innerhalb der jede Belichtungszeit für die Farbbild-Informationen entsprechend eines Zeitablaufs eingestellt wird, um den elektronischen Verschluss und den mechanischen Verschluss anzusteuern bzw. anzutreiben, und eine Übergangsoperation durch die Bildaufnahmevorrichtung innerhalb der Belichtungszeit abgeschlossen wird, sodass jedes Intervall zwischen Akkumulationszeiten, um eine Vielzahl von Farbbild-Informationen zu erhalten, reduziert werden kann, und mit diesem Merkmal ist es möglich, eine Bildaufnahmevorrichtung zu erhalten, in welcher die Probleme, wie zum Beispiel eine unbeabsichtigte Bewegung von Händen bei einer Aufnahme eines Bildes, gelöst werden kann.
Mit der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird mindestens eine Differenz in Akkumulationszeiten für die Vielzahl von Farbbild-Informationen korrigiert, sodass es möglich ist, eine Bildaufnahmevorrichtung zu erhalten, in welcher ein Qualitätsbild erfasst werden kann, selbst wenn es eine Ungleichförmigkeit in einer Belichtung gibt, wenn eine Vielzahl von Farbbild-Informationen erfasst werden.

Claims

Bildaufnahmevorrichtung, welche folgendes umfasst: eine optische Eingabeeinheit (101), um ein Bild eines Gegenstands, welcher aufgenommen werden soll, optisch einzugeben; eine Bildaufnahmeeinheit (103A), bei welcher Licht abtastende Elemente, welche jeweils eine Empfindlichkeit (11) für eine einer Vielzahl von unterschiedlichen Wellenlängen (R. G. B) aufweisen, so in einem zweidimensionalen Feld angeordnet sind, dass ein Muster der Lichtempfindlichkeit zu den unterschiedlichen Wellenlängen (R, G, B) über dem Feld (3, 12, 18, 24, 32) aufgebaut wird, um von dem Bild des aufgenommenen Gegenstands Farbbildinformationen zu erhalten, welches von der optischen Eingabeeinheit eingegeben werden; eine relative Positions-Verschiebungseinheit (103B), welche mit der Bildaufnahmeeinheit verbunden ist, um die Bildaufnahmeeinheit (103A) und das Bild des aufgenommenen Objekts, das durch die optische Eingabeeinheit (101) eingegeben wird, relativ zu verschieben; eine Steuerungseinheit (121), um die relative Positions-Verschiebungseinheit (103B) anzusteuern bzw. anzutreiben, um für jede einer Vielzahl von relativen Verschiebungspositionen ein entsprechendes Blatt von Farbbildinformationen für denselben aufgenommenen Gegenstand von der Bildaufnahmeeinheit zu erhalten; gekennzeichnet durch die Steuerungseinheit und das Muster der Lichtempfindlichkeit, welche so angeordnet sind, dass jeder eines Satzes von Pixeln, welcher ein Bild darstellt, welches von der Vielzahl von Blättern erhalten wird, Farbinformationen für eine bestimmte Farbe (G) umfasst, und wenigstens einer Anzahl von Pixeln aus dem Satz von Pixeln Farbinformationen für wenigstens eine andere Farbe (R; B) fehlt, die sich von der bestimmten Farbe unterscheidet; und die Steuerungseinheit so angeordnet ist, um die fehlende Farbinformationen für ein bestimmtes bzw. gekennzeichnetes Pixel durch eine Berechnung zu erhalten, welche eine Korrelation von Farbinformationen für die bestimmte Farbe (G) zwischen dem bestimmten bzw. gekennzeichneten Pixel und einem Pixel, um das bestimmte bzw. gekennzeichnete herum oder an dieses angrenzend, verwendet.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1; bei welcher die Steuerungseinheit (121) Farbbildinformationen für die bestimmte Farbe (G) für das bestimmte bzw. gekennzeichnete Pixel mit den Farbbildinformationen für die bestimmte Farbe (G) für andere Pixeln um das bestimmte bzw. gekennzeichnete Pixel herum vergleicht, und fehlende Farbbildinformationen für das bestimmte bzw. gekennzeichnete Pixel entsprechend zu Farbbildinformationen für ein Pixel um das bemerkte Pixel herum erhält, welche die höchste Korrelation aufweisen.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Licht abtastenden Elemente so bereitgestellt werden, dass, wenn die fehlende Information für ein bestimmtes bzw. gekennzeichnetes Pixel erhalten wird, wenigstens ein verfügbares Pixel um das bestimmte bzw. gekennzeichnete Pixel herum in jeder der horizontalen, vertikalen und diagonalen Richtungen bezüglich des bestimmten bzw. gekennzeichneten Pixels existiert.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 4; bei welcher die Steuerungseinheit (121) Farbbildinformationen mit der bestimmten Farbe für die bestimmten bzw. gekennzeichneten Pixel mit den Farbbildinformationen für die bestimmte Farbe für die verfügbaren Pixel um das bestimmte bzw. gekennzeichnete Pixel herum vergleicht und die fehlende Farbbildinformation für das bestimmte bzw. gekennzeichnete Pixel in Übereinstimmung mit Farbbildinformationen mit der höchsten Korrelation für eines der verfügbaren Pixel um das gekennzeichnete bzw. bestimmte Pixel herum erhält.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1; bei welcher die Bildaufnahmeeinheit (103A) eine Vielzahl von Bildaufnahmeelementen umfasst und die relative Position-Verschiebungseinheit ein aufzunehmendes Bild eines Gegenstands verzweigt, welches von der optischen Eingabeeinheit in eine Vielzahl von Lichtwegen eingegeben wird, um zu bewirken, dass das selbe aufzunehmende Bild des Gegenstands als das aufzunehmende Bild des Gegenstands von jedem der Bildaufnahmeelemente empfangen wird.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Bildaufnahmeeinheit einen elektronischen Verschluss und einen mechanischen Verschluss (102) aufweist, eine effektive Akkumulationszeit innerhalb jeder Belichtungszeit für die Farbbildinformationen entsprechend eines Zeitablaufs einstellt, um den elektronischen Verschluss und den mechanischen Verschluss (102) anzusteuern bzw. anzutreiben, und eine Übertragungsoperation durch die Bildaufnahmeeinheit (103A) innerhalb der Belichtungszeit beendet.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1; bei welcher die Steuerungseinheit (121) wenigstens einen Unterschied der Akkumulationszeiten für die Vielzahl von Farbbildinformationen korrigiert.