鬼佬大哥大
  • / 31
  • 下載費用:30 金幣  

攝像裝置、圖像生成方法、紅外線照相機系統及鏡頭系統.pdf

關 鍵 詞:
攝像 裝置 圖像 生成 方法 紅外線 照相機 系統 鏡頭
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201210135175.4

申請日:

2012.04.28

公開號:

CN102761747B

公開日:

2015.01.14

當前法律狀態:

有效性:

法律詳情: 授權|||專利申請權的轉移IPC(主分類):H04N 9/04變更事項:申請人變更前權利人:株式會社騰龍變更后權利人:日本亞比歐尼克斯股份有限公司變更事項:地址變更前權利人:日本埼玉縣變更后權利人:日本東京都登記生效日:20141118|||實質審查的生效IPC(主分類):H04N 9/04申請日:20120428|||公開
IPC分類號: H04N9/04; H04N5/225; H04N5/33; G01J5/20; G03B17/14 主分類號: H04N9/04
申請人: 日本亞比歐尼克斯股份有限公司
發明人: 田中幸夫; 柴田友紀子
地址: 日本東京都
優先權: 2011.04.28 JP 2011-101482
專利代理機構: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277 代理人: 劉新宇
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201210135175.4

授權公告號:

102761747B|||||||||

法律狀態公告日:

2015.01.14|||2014.12.10|||2012.12.26|||2012.10.31

法律狀態類型:

授權|||專利申請權、專利權的轉移|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種與像素之間的輸出電平的偏差無關地生成高精確度的亮度色調的圖像的攝像裝置、圖像生成方法、紅外線照相機系統以及鏡頭系統。本發明具備使像位置在受光面(11)上移動的像移位部件(22),并具有:差計算部(131),其計算在像位置移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的差;累計電平計算部(132),其針對沿像位置的移動方向排列的像素列,對各像素的輸出電平之間的差依次進行累計,來計算各像素的累計電平;以及圖像生成部(133),其基于各像素的累計電平來生成圖像。

權利要求書

1.一種攝像裝置,其特征在于,具備:
攝像部件,其具有排列像素而成的受光面,各上述像素包
括輸出與受光強度相應的輸出電平的電信號的攝像元件;
光學系統,其能夠使被攝體的像成像在上述受光面上;
像移位部件,其使像位置在上述受光面上移動;以及
圖像處理部件,其對由上述攝像部件拍攝到的圖像進行處
理,
其中,上述攝像部件在上述像移位部件使像位置移動之前
和之后分別拍攝上述受光面上的像,
上述圖像處理部件具有:
差計算部,其計算在像位置移動之前和之后進行拍攝時同
一像素的輸出電平之間的差;
累計電平計算部,其針對沿像位置的移動方向排列的像素
列,對各像素的輸出電平的差依次進行累計,來計算各像素的
累計電平;以及
圖像生成部,其基于各像素的累計電平來生成圖像。
2.根據權利要求1所述的攝像裝置,其特征在于,
上述圖像處理部件還具有校正部,該校正部對各像素的累
計電平進行校正,使得上述受光面的至少一部分區域的各像素
的輸出電平的平均值與各像素的累計電平的平均值相等。
3.根據權利要求1或2所述的攝像裝置,其特征在于,
上述像移位部件在使像位置移動之后,再次使像位置返回
到像位置移動之前的位置,
在像位置返回之后,上述攝像部件再次對受光面上的像進
行拍攝,
上述圖像處理部件針對同一像素計算像位置移動之前的輸
出電平與使像位置返回之后的輸出電平之間的變動量,
上述累計電平計算部排除變動量大于等于規定的基準值的
像素的差來計算累計電平。
4.根據權利要求1~3中的任一項所述的攝像裝置,其特征
在于,
上述攝像部件具有像素被排列成二維矩陣狀的受光面,
上述像移位部件使像位置分別沿上述受光面的像素的第一
排列方向和與上述第一排列方向正交的第二排列方向移動,
上述差計算部計算在像位置沿上述第一排列方向移動之前
和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的第一差,并且,
計算在像位置沿上述第二排列方向移動之前和之后進行拍攝時
同一像素的輸出電平之間的第二差,
上述累計電平計算部針對沿上述第一排列方向排列的第一
像素列,對各像素的輸出電平的第一差依次進行累計,來計算
各像素的第一累計電平,并且,針對沿上述第二排列方向排列
的第二像素列,對各像素的輸出電平的第二差依次進行累計,
來計算各像素的第二累計電平,
上述圖像生成部基于各像素的上述第一累計電平和上述第
二累計電平來生成圖像。
5.根據權利要求1~3中的任一項所述的攝像裝置,其特征
在于,
上述像移位部件以使上述受光面上的像的任意點的軌跡在
上述受光面上描繪出圓形軌道的方式使上述像位置平移,
上述攝像部件在上述像的任意點在上述圓形軌道上的規定
部分移動之前和之后分別拍攝上述受光面上的像,
上述差計算部計算在上述像的任意點在上述圓形軌道上的
規定部分移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間
的差,
上述累計電平計算部將連接上述像的任意點在上述圓形軌
道上的規定部分移動之前和之后分別進行拍攝時上述像的任意
點的位置的直線方向設為像位置的移動方向,來計算累計電平。
6.根據權利要求5所述的攝像裝置,其特征在于,
上述像移位部件以使上述受光面上的像的任意點持續進行
勻速圓周運動的方式使上述像位置移動。
7.根據權利要求1~6中的任一項所述的攝像裝置,其特征
在于,
上述攝像部件和上述圖像處理部件構成攝像裝置主體,
上述光學系統和上述像移位部件構成相對于上述攝像裝置
主體安裝拆卸自如的鏡頭單元,
上述攝像裝置主體將包含上述受光面的像素間隔的數據輸
出至上述鏡頭單元,
上述像移位部件基于上述數據使像位置移動。
8.根據權利要求1~7中的任一項所述的攝像裝置,其特征
在于,
上述攝像部件輸出與拍攝受光面上的像的定時同步的同步
信號,
上述像移位部件基于上述同步信號使像位置移動。
9.根據權利要求1~7中的任一項所述的攝像裝置,其特征
在于,
上述像移位部件輸出與使像位置移動的定時同步的同步信
號,
上述攝像部件基于上述同步信號來拍攝受光面上的像。
10.根據權利要求1~9中的任一項所述的攝像裝置,其特
征在于,
上述攝像元件是測輻射熱計或微測輻射熱計。
11.一種攝像裝置中的圖像生成方法,該攝像裝置具備:
攝像部件,其具有排列像素而成的受光面,各上述像素包括輸
出與受光強度相應的輸出電平的電信號的攝像元件;以及光學
系統,其能夠使被攝體的像成像在上述受光面上,該方法的特
征在于,
使像位置在上述受光面上移動,
在像位置移動之前和之后分別拍攝上述受光面上的像,
計算在像位置移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出
電平之間的差,
針對沿像位置的移動方向排列的像素列,對各像素的輸出
電平的差依次進行累計,來計算各像素的累計電平,
基于各像素的累計電平來生成圖像。
12.一種紅外線照相機系統,其特征在于,具備:
攝像部件,其具有排列像素而成的受光面,各上述像素包
括輸出與紅外線的受光強度相應的輸出電平的電信號的攝像元
件;
光學系統,其能夠使被攝體的像成像在上述受光面上;
像移位部件,其使像位置在上述受光面上移動;以及
圖像處理部件,其對由上述攝像部件拍攝到的圖像進行處
理,
其中,上述攝像部件在上述像移位部件使像位置移動之前
和之后分別拍攝上述受光面上的像,
上述圖像處理部件具有:
差計算部,其計算在像位置移動之前和之后進行拍攝時同
一像素的輸出電平之間的差;
累計電平計算部,其針對沿像位置的移動方向排列的像素
列,對各像素的輸出電平的差依次進行累計,來計算各像素的
累計電平;以及
圖像生成部,其基于各像素的累計電平來生成圖像。
13.一種能夠更換的鏡頭系統,具備攝像裝置主體和相對
于上述攝像裝置主體安裝拆卸自如的鏡頭單元,該鏡頭系統的
特征在于,
上述攝像裝置主體具備:
攝像部件,其具有排列像素而成的受光面,各上述像素包
括輸出與受光強度相應的輸出電平的電信號的攝像元件;以及
圖像處理部件,其對由上述攝像部件拍攝到的圖像進行處
理,
上述鏡頭單元具備:
光學系統,其能夠使被攝體的像成像在上述受光面上;以

像移位部件,其使像位置在上述受光面上移動,
其中,上述攝像部件在上述像移位部件使像位置移動之前
和之后分別拍攝上述受光面上的像,
上述圖像處理部件具有:
差計算部,其計算在像位置移動之前和之后進行拍攝時同
一像素的輸出電平之間的差;
累計電平計算部,其針對沿像位置的移動方向排列的像素
列,對各像素的輸出電平的差依次進行累計,來計算各像素的
累計電平;以及
圖像生成部,其基于各像素的累計電平來生成圖像。

說明書

攝像裝置、圖像生成方法、紅外線照相機系統及鏡頭系統

技術領域

本發明涉及一種攝像裝置,更詳細地說,涉及一種能夠與
像素之間的輸出電平的偏差無關地生成高精確度的亮度色調的
圖像的攝像裝置、圖像生成方法、紅外線照相機系統以及能夠
更換的鏡頭系統。

背景技術

下述的專利文獻1~3中記載了以往的攝像裝置的例子。在
該專利文獻1~3所記載的紅外線攝像裝置中,通過關閉校正用
快門來得到基準圖像,求出拍攝該基準圖像時像素之間的輸出
電平的偏差,來對該偏差進行校正。

專利文獻1:日本特開2002-310804號公報

專利文獻2:日本特開2008-111754號公報

專利文獻3:日本特開2008-203054號公報

發明內容

發明要解決的問題

但是,即使構成攝像裝置的受光面的各像素的攝像元件具
有亮度色調高的檢測精確度,也存在以下的情況:源于像素之
間的輸出電平的偏差的圖像噪聲大于由設為目標的被攝體的亮
度差引起的輸出電平差。在這種情況下,難以檢測到比像素之
間的輸出電平的偏差小的亮度差。其結果是,攝像裝置拍攝到
的圖像的亮度色調的精確度會低于各個像素元件的亮度色調的
檢測精確度。

另一方面,當如上述現有技術那樣關閉校正用快門以進行
像素之間的輸出電平的偏差校正時,會產生各種問題。例如,
攝像裝置在關閉校正用快門的期間無法拍攝被攝體。因此,在
將這種以往的攝像裝置用作防止犯罪照相機等監視照相機的情
況下,即使校正用快門的關閉期間短,也存在無法監視在該期
間所發生的事情的問題。另外,以往的攝像裝置在關閉校正用
快門的期間無法輸出新拍攝到的運動圖像幀,因此運動圖像會
中斷。

因此,本發明的目的在于提供一種能夠與像素之間的輸出
電平的偏差無關地生成高精確度的亮度色調的圖像的攝像裝
置、圖像生成方法、紅外線照相機系統以及可更換的鏡頭系統。

用于解決問題的方案

為了達到上述目的,根據本發明的攝像裝置,其特征在于,
具備:攝像部件,其具有排列像素而成的受光面,各上述像素
包括輸出與受光強度相應的輸出電平的電信號的攝像元件;光
學系統,其能夠使被攝體的像成像在上述受光面上;像移位部
件,其使像位置在上述受光面上移動;以及圖像處理部件,其
對由上述攝像部件拍攝到的圖像進行處理,其中,上述攝像部
件在上述像移位部件使像位置移動之前和之后分別拍攝上述受
光面上的像,上述圖像處理部件具有:差計算部,其計算在像
位置移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的
差;累計電平計算部,其針對沿像位置的移動方向排列的像素
列,對各像素的輸出電平的差依次進行累計,來計算各像素的
累計電平;以及圖像生成部,其基于各像素的累計電平來生成
圖像。

在本發明的攝像裝置中,在使像位置相對于受光面移動之
前和之后進行拍攝。其結果是,同一像素接收沿像位置的移動
方向相鄰的兩個像素的像部分的光。該同一像素的移動之前和
之后的輸出電平之間的差相當于相鄰的兩個像素分別接收的像
部分的亮度差。該同一像素的輸出電平之間的差還與像素之間
的輸出電平的偏差無關。因此,與像素之間的輸出電平的偏差
無關地將相鄰的兩個像素之間的像部分的亮度差計算為同一像
素的輸出電平之間的差。因而,能夠降低由像素之間的輸出電
平的偏差引起的圖像噪聲,能夠檢測到與小于該噪聲的輸出電
平差相當的被攝體的微小亮度差。

并且,通過對與像素之間的輸出電平的偏差無關地計算出
的差進行累計,來與像素之間的輸出電平的偏差無關地計算各
像素的累計電平。各像素的累計電平實質上相當于各像素的輸
出電平。因而,通過基于各像素的累計電平來生成圖像以代替
基于各像素的實際輸出電平來生成圖像,能夠與像素之間的輸
出電平的偏差無關地生成高精確度的亮度色調的圖像。

另外,在本發明中,優選的是,上述圖像處理部件還具有
校正部,該校正部對上述各像素的累計電平進行校正,使得上
述受光面的至少一部分區域的各像素的輸出電平的平均值與上
述各像素的累計電平的平均值相等。

各像素的輸出電平之間的差中含有誤差。因此,各像素的
累計電平中含有對差進行累計后得到的誤差。因此,通過進行
校正使得實際的輸出電平的平均值與累計電平的平均值一致,
能夠消除各像素的累計電平所包含的誤差。

另外,在本發明中,優選的是,上述像移位部件在使像位
置移動之后,再次使像位置返回到像位置移動之前的位置,在
像位置返回之后,上述攝像部件再次對受光面上的像進行拍攝,
上述圖像處理部件針對同一像素計算像位置移動之前的輸出電
平與使像位置返回之后的輸出電平之間的變動量,上述累計電
平計算部排除上述變動量大于等于規定的基準值的像素的差來
計算累計電平。

在被攝體移動的情況下,計算出的像素的輸出電平的差有
時沒有正確反映出基于像部分的亮度差的輸出電平的差。因而,
希望將接收與被攝體的移動部分相對應的像部分的光的像素的
差從累計電平的計算中排除。在此,將像位置移動之前與像位
置返回之后的輸出電平的變動量大的像部分作為被攝體移動的
部分而排除。由此,能夠防止累計電平變得不正確。

另外,在本發明中,優選的是,上述攝像部件具有像素被
排列成二維矩陣狀的受光面,上述像移位部件使像位置分別沿
上述受光面的像素的第一排列方向和與上述第一排列方向正交
的第二排列方向移動,上述差計算部計算在像位置沿上述第一
排列方向移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間
的第一差,并且,計算在像位置沿上述第二排列方向移動之前
和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的第二差,上述累
計電平計算部針對沿上述第一排列方向排列的第一像素列,對
各像素的輸出電平的第一差依次進行累計,來計算各像素的第
一累計電平,并且,針對沿上述第二排列方向排列的第二像素
列,對各像素的輸出電平的第二差依次進行累計,來計算各像
素的第二累計電平,上述圖像生成部基于各像素的上述第一累
計電平和上述第二累計電平來生成圖像。

這樣,基于針對第一排列方向和第二排列方向分別計算出
的第一累計電平和第二累計電平來生成圖像,因此能夠實現累
計電平的誤差的降低。

此外,在沿第一排列方向和第二排列方向分別移動像位置
時,不限定從移動之前的像位置到移動之后的像位置的移動路
徑。例如,可以設為從移動之前的位置暫時移動到第三位置,
接著移動到移動之后的位置。

另外,在本發明中,優選的是,上述像移位部件以使上述
受光面上的像的任意點的軌跡在上述受光面上描繪出圓形軌道
的方式使上述像位置平移,上述攝像部件在上述像的任意點在
上述圓形軌道上的規定部分移動之前和之后分別拍攝上述受光
面上的像,上述差計算部計算在上述像的任意點在上述圓形軌
道上的規定部分移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電
平之間的差,上述累計電平計算部將連接上述像的任意點在上
述圓形軌道上的規定部分移動之前和之后分別進行拍攝時上述
像的任意點的位置的直線方向設為像位置的移動方向,來計算
累計電平。

這樣,通過以使軌跡描繪出圓形軌道的方式使像位置移動,
能夠使像位置連續地移動。其結果是,容易使像位置的位置精
確度一致。

另外,在本發明中,優選的是,上述像移位部件以使上述
受光面上的像的任意點持續進行勻速圓周運動的方式使上述像
位置移動。

這樣,通過使像位置以持續進行勻速運動的方式進行移動,
能夠使像位置穩定地移動。另外,能夠按像位置的圓周運動的
每一周期容易地進行校正。

另外,在本發明中,優選的是,上述攝像部件和上述圖像
處理部件構成攝像裝置主體,上述光學系統和上述像移位部件
構成相對于上述攝像裝置主體安裝拆卸自如的鏡頭單元,上述
攝像裝置主體將包含上述受光面的像素間隔的數據輸出至上述
鏡頭單元,上述像移位部件基于上述數據使像位置移動。

受光面的像素間隔通常來說根據攝像裝置主體的種類不同
而不同。組裝到可更換鏡頭這樣的鏡頭單元中的像移位部件能
夠基于從攝像裝置主體發送過來的包含像素間隔的數據,來使
像位置的移動量適合于攝像裝置主體的受光面的像素間隔。

另外,在本發明中,優選的是,上述攝像部件輸出與拍攝
受光面上的像的定時同步的同步信號,上述像移位部件基于上
述同步信號使像位置移動。

由此,能夠使像位置的移動與拍攝的定時一致而實現正確
的校正。

另外,在本發明中,優選的是,上述像移位部件輸出與使
像位置移動的定時同步的同步信號,上述攝像部件基于上述同
步信號來拍攝受光面上的像。

由此,能夠使像位置的移動與拍攝的定時一致而實現正確
的校正。

另外,在本發明中,優選的是,上述攝像元件是測輻射熱
計(bolometer)或微測輻射熱計。

通過利用測輻射熱計或微測輻射熱計來構成攝像元件,能
夠使本發明的攝像裝置成為能夠拍攝紅外線圖像的裝置。

另外,本發明涉及攝像裝置中的圖像生成方法,該攝像裝
置具備:攝像部件,其具有排列像素而成的受光面,各上述像
素包括輸出與受光強度相應的輸出電平的電信號的攝像元件;
以及光學系統,其能夠使被攝體的像成像在上述受光面上,該
方法的特征在于,使像位置在上述受光面上移動,在像位置移
動之前和之后分別拍攝上述受光面上的像,計算在像位置移動
之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的差,針對沿
像位置的移動方向排列的像素列,對各像素的輸出電平的差依
次進行累計,來計算各像素的累計電平,基于各像素的累計電
平來生成圖像。

根據本發明的圖像生成方法,本發明的攝像裝置能夠如上
所述那樣與像素之間的輸出電平的偏差無關地生成高精確度的
亮度色調的圖像。

另外,本發明的紅外線照相機系統的特征在于,具備:攝
像部件,其具有排列像素而成的受光面,各上述像素包括輸出
與紅外線的受光強度相應的輸出電平的電信號的攝像元件;光
學系統,其能夠使被攝體的像成像在上述受光面上;像移位部
件,其使像位置在上述受光面上移動;以及圖像處理部件,其
對由上述攝像部件拍攝到的圖像進行處理,其中,上述攝像部
件在上述像移位部件使像位置移動之前和之后分別拍攝上述受
光面上的像,上述圖像處理部件具有:差計算部,其計算在像
位置移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的
差;累計電平計算部,其針對沿像位置的移動方向排列的像素
列,對各像素的輸出電平的差依次進行累計,來計算各像素的
累計電平;以及圖像生成部,其基于各像素的累計電平來生成
圖像。

由此,能夠與像素之間的輸出電平的偏差無關地生成高精
確度的亮度色調的紅外線圖像。

另外,本發明的能夠更換的鏡頭系統具備攝像裝置主體和
相對于上述攝像裝置主體安裝拆卸自如的鏡頭單元,該鏡頭系
統的特征在于,上述攝像裝置主體具備:攝像部件,其具有排
列像素而成的受光面,各上述像素包括輸出與受光強度相應的
輸出電平的電信號的攝像元件;以及圖像處理部件,其對由上
述攝像部件拍攝到的圖像進行處理,上述鏡頭單元具備:光學
系統,其能夠使被攝體的像成像在上述受光面上;以及像移位
部件,其使像位置在上述受光面上移動,其中,上述攝像部件
在上述像移位部件使像位置移動之前和之后分別拍攝上述受光
面上的像,上述圖像處理部件具有:差計算部,其計算在像位
置移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的差;
累計電平計算部,其針對沿像位置的移動方向排列的像素列,
對各像素的輸出電平的差依次進行累計,來計算各像素的累計
電平;以及圖像生成部,其基于各像素的累計電平來生成圖像。

由此,在能夠更換的鏡頭系統中,能夠與像素之間的輸出
電平的偏差無關地生成高精確度的亮度色調的圖像。

發明的效果

這樣,根據本發明的攝像裝置、圖像生成方法、紅外線照
相機系統以及可更換的鏡頭系統,能夠與像素之間的輸出電平
的偏差無關地生成高精確度的亮度色調的圖像。

附圖說明

圖1是說明本發明的實施方式的攝像裝置的結構的框圖。

圖2是說明本發明的實施方式的攝像裝置的第一動作例的
流程圖。

圖3是表示像位置移動之前和之后的受光面與像之間的位
置關系的圖。

圖4的(a)是表示使像位置移動一個像素間距之前和之后的
像素列上的像素與像的受光部分之間的關系的圖,(b)是表示像
素列上的差的圖,(c)是表示像素列上的累計電平的圖。

圖5是表示像素列上的像素的累計電平的圖。

圖6是說明本發明的實施方式的攝像裝置的第二動作例的
流程圖。

圖7是表示像位置移動之前、移動之后以及使像位置返回之
后的畫面與像之間的位置關系的圖。

圖8是說明本發明的實施方式的攝像裝置的第三動作例的
流程圖。

圖9是表示受光面上的像素排列與像位置的移動方向之間
的關系的圖。

圖10是照相機主體10與鏡頭單元20之間的數據傳輸的說明
圖。

圖11是照相機主體10與鏡頭單元20之間的數據傳輸的說明
圖。

圖12的(a)和(b)是表示在本發明的實施方式的攝像裝置的
第四動作例中使像在受光面上做勻速圓周運動的情況下的軌跡
的圖。

圖13的(a)和(b)是表示同步信號與曝光時間之間的關系的
時序圖。

圖14是表示同步信號與像位置之間的關系的時序圖。

附圖標記說明

1:攝像裝置;10:照相機主體;11:受光面;12:攝像部
件;13:圖像處理部件;20:鏡頭單元;21:光學系統;22:
像移位部件;22a:透鏡;131:差計算部;132:累計電平計算
部;133:圖像生成部。

具體實施方式

下面,參照附圖來說明本發明的攝像裝置和圖像生成方法
的實施方式。首先,參照圖1的框圖來說明實施方式的攝像裝置
的結構。圖1所示的攝像裝置1由照相機主體10和鏡頭單元20構
成。也能夠將鏡頭單元20設為相對于照相機主體10安裝拆卸自
如的可更換鏡頭。

照相機主體10具備:攝像部件12,其具有排列像素而成的
受光面11,該像素由輸出與受光強度相應的輸出電平的電信號
的攝像元件構成;以及圖像處理部件13,其對由攝像部件12拍
攝到的圖像進行處理。攝像部件12的受光面可以由檢測紅外線
的測輻射熱計(bolometer)陣列或微測輻射熱計陣列構成,也可
以由CCD(Charge?Coupled?Device:電荷耦合元件)圖像傳感器、
CMOS(Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor:互補金屬氧
化物半導體)圖像傳感器這樣的固體攝像元件陣列構成。

鏡頭單元20具備:光學系統21,其能夠使被攝體的像成像
在受光面11上;以及像移位部件22,其使像位置在受光面11上
移動。像移位部件22能夠由像抖動防止機構構成。在圖1所示的
例子中,像移位部件22通過使構成光學系統21的一個透鏡22a
沿與光學系統21的光軸O正交的方向平移,來使像位置相對于
受光面11相對移動。

此外,被攝體包括攝像視場內的整個圖像。

此外,像移位部件22既可以構成為使整個光學系統21沿與
光軸O正交的方向平移,也可以構成為使受光面11在與光軸O正
交的平面內平移。

照相機主體10的攝像部件12在像移位部件22使像位置移動
之前和之后分別拍攝受光面11上的像。由圖像處理部件13對攝
像部件12所拍攝到的圖像進行處理。

圖像處理部件13具有差計算部131、累計電平計算部132以
及圖像生成部133。差計算部131計算在像位置移動之前和之后
進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的差。累計電平計算部132
針對沿像位置的移動方向排列的像素列,對各像素的輸出電平
之間的差依次進行累計,來計算各像素的累計電平。并且,圖
像生成部133基于各像素的累計電平生成圖像以代替基于各像
素的輸出電平來生成圖像。

(第一動作例)

參照圖2的流程圖來說明本實施方式的攝像裝置1的第一動
作例。

首先,在像移位部件22使像位置移動之前,由攝像部件12
對受光面11上的像進行拍攝(S201)。在此,圖3的上部示出像移
動之前的受光面11上的像的例子。圖3所示的受光面由排列成二
維矩陣狀的像素構成。在圖3中,用“A”來表示成像在該受光面
11上的像的濃淡邊界線。

接著,將在像移動之前拍攝到的像的各像素的輸出電平保
存在第一存儲器中(S202)。第一存儲器被設置于照相機主體10
中。

接著,像移位部件22使像位置沿像素的排列方向僅移動受
光面11的像素間隔(一個像素間距)的距離(S203)。圖3的下部示
出像移動之后的受光面11上的像的例子。在圖3中,示出使與光
軸O正交的受光面11相對于像向右方向僅相對移動一個像素間
距的情形。該移動相當于使像位置相對于受光面11向左方向僅
移動一個像素間距。

接著,在像移位部件22使像位置移動之后,由攝像部件12
對受光面11上的像進行拍攝(S204)。對圖3的上部和下部進行比
較,受光面11的像素P4在移動之前位于濃淡邊界線A的左側,
在移動之后位于濃淡邊界線A之上。同樣地,對于受光面的整
個面,像位置移動之后的各像素接收在像位置移動之前由各像
素的右側的相鄰的像素接收的像的光。

接著,將在像位置移動之后拍攝到的像的各像素的輸出電
平保存在第二存儲器中。第二存儲器被設置于照相機主體10中
(S205)。

接著,圖像處理部13的差計算部131計算在像位置移動之前
和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的差。例如,計算
存儲在第一存儲器中的像移動之前的像素P4的輸出電平與存
儲在第二存儲器中的像移動之后的像素P4的輸出電平之間的
差(S206)。以同樣的方式計算各像素的差。

此外,可以用像移動之后的輸出電平減去像移動之前的輸
出電平來計算各像素的輸出電平之間的差,也可以用像移動之
前的輸出電平減去像移動之后的輸出電平來計算各像素的輸出
電平之間的差。

同一像素的移動之前和之后的輸出電平之間的差相當于相
鄰的兩個像素分別接收的像部分的亮度差。并且,該同一像素
的輸出電平之間的差與像素之間的輸出電平的偏差無關。因此,
相鄰的兩個像素之間的像部分的亮度差與像素之間的輸出電平
的偏差無關,被計算為同一像素的輸出電平之間的差。因而,
能夠降低由像素之間的輸出電平的偏差引起的圖像噪聲,并能
夠檢測到與小于該噪聲的輸出電平差相當的被攝體的微小亮度
差。

參照圖4來更詳細地說明同一像素的像移動之前和之后的
輸出電平之間的差的計算。圖4的(a)示意性地示出受光面11的
一個像素列L。該像素列L由從左向右依次排列的第1像素~第n
像素構成。圖4的(a)的上部示意性地示出像素列L的各像素在像
位置移動之前接收的像的部分。如圖4的(a)的上部所示,像素
列L的第二像素接收像部分“○”的光,第三像素接收像部分“△”
的光,第四像素接收像部分“□”的光,同樣地,第n像素接收像
部分“◎”的光,第(n+1)像素接收像部分的光。

另外,圖4的(a)的下部示出在使像位置沿像素列L的像素排
列方向向左側僅移動一個像素間距之后由像素列L的各像素接
收的像的部分。如圖4的(a)的下部所示,像素列L的第一像素接
收像部分“○”的光,第二像素接收像部分“△”的光,第三像素
接收像部分“□”的光,同樣地,第(n-1)像素接收像部分“◎”的
光,第n像素接收像部分的光。

接著,針對沿像位置的移動方向排列的像素列,對各像素
的輸出電平之差依次進行累計,計算各像素的累計電平(S207)。

這樣,第二像素在像移動之前接收像部分“○”的光,在像
移動之后接收像部分“△”的光。如圖4的(b)所示,第二像素的
移動之前和之后的輸出電平之差Δ2相當于像部分“○”與像部
分“△”之間的亮度差。另外,第三像素在移動之前接收像部分
“△”的光,在移動之后接收像部分“□”的光。第三像素的移動
之前和之后的輸出電平之差Δ3相當于像部分“△”與像部分“□”
之間的亮度差。同樣地,第n像素在移動之前接收像部分“◎”
的光,在移動之后接收像部分的光。第n像素的移動之前和
之后的輸出電平之差Δn相當于像部分“◎”與像部分之間的
亮度差。這樣,利用同一像素檢測相當于像素列L上相鄰的兩
個像素的位置的像部分之間的亮度差。

在此,將像移動之后的像素的輸出電平減去移動之前的同
一像素的輸出電平而得到的結果設為差。在這種情況下,針對
沿像位置的移動方向排列的像素列,沿受光面相對于像位置的
移動方向(在圖4的(a)中為右方向)、即沿像位置相對于受光面的
移動方向(在圖4的(a)中為左方向)相反的方向(在圖4的(a)中為
從左至右),對差依次進行累計。并且,將像素列中的各個像素
的累計電平設為從像素列的端點到該像素為止的差的總和來進
行計算。

此外,在將像移動之前的像素的輸出電平減去像移動之后
的同一像素的輸出電平而得到的結果設為差的情況下,只要從
與上述方向相反的方向進行累計即可。

在圖4的(c)所示的例中,在用像移動之后的輸出電平減去
像移動之前的輸出電平進行計算來求差的情況下,將第一像素
的累計電平設為0來計算各像素的累計電平。例如,第二像素的
累計電平被計算為Δ2(=0+Δ2)。第三像素的累計電平被計算為
(Δ2+Δ3)。第四像素的累計電平被計算為(Δ2+Δ3+Δ4)。同樣地,
第(n-1)像素的累計電平被計算為(Δ2+Δ3+Δ4+…+Δ(n-1))。

各差的值有時為正,有時為負。因而,如圖5所示,像素列
L的各像素的累計電平按每個像素而上下波動。

接著,代替基于各像素的輸出電平來生成圖像,圖像處理
部13的圖像生成部133基于各像素的累計電平來生成圖像
(S208)。各像素的累計電平實質上相當于各像素的輸出電平。
因而,通過代替各像素的實際的輸出電平而基于各像素的累計
電平來生成圖像,可以與像素之間的輸出電平的偏差無關地生
成高精確度的亮度色調的圖像。

(第二動作例)

接著,參照圖6的流程圖來說明實施方式的攝像裝置的第二
動作例。第二動作例的直到在像位置移動之后對受光面上的像
進行拍攝(S604)、將各像素的輸出電平存儲在第二存儲器中
(S605)的步驟與上述第一動作例相同。

在第二動作例中,像移位部件22在使像位置移動之后,使
像位置再次返回到像位置移動之前的位置(S606)。在此,圖7的
上部示出像移動之前的受光面11上的像,圖7的中部示出像移動
之后的受光面11上的像,圖7的下部示出使像位置返回之后的
像。圖7的上部和中部所示的圖相當于圖3的上部和下部所示的
圖。

接著,攝像部件12在像位置返回之后再次拍攝受光面上的
像(S607),將拍攝到的像的各像素的輸出電平保存在第三存儲
器中(S608)。第三存儲器被設置于照相機主體10中。

接著,與上述第一動作例的步驟(S206)同樣地,由圖像處
理部13的差計算部131讀取出存儲在第一存儲器中的像移動之
前的像素的輸出電平和存儲在第二存儲器中的像移動之后的像
素的輸出電平,來計算在像移動之前和之后分別進行拍攝時同
一像素的輸出電平之間的差(S609)。

接著,圖像處理部13讀取出存儲在第一存儲器中的像移動
之前的像素的輸出電平和存儲在第三存儲器中的使像位置返回
之后的像素的輸出電平,計算同一像素的像位置移動之前和使
像位置返回之后的輸出電平的變動量(S610)。

對圖7的上部和下部的受光面11上的像進行比較,可知用虛
線B圍起的部分的像發生了變化。這種像的變化例如是由于被
攝體移動而產生的。這部分像素的輸出電平之差沒有正確反映
出基于像部分的亮度差的輸出電平之差。用虛線B圍起的部分
的像素表示變動量大的值。

因此,在第二動作例中,累計電平計算部132排除變動量大
于等于規定的基準值的像素的差來進行累計,計算累計電平
(S611)。例如,在像素列的中途的像素的變動量大于等于基準
值的情況下,只要設為僅對該像素列中的到變動量大于等于基
準值的像素的前一個像素為止的差進行累計來求出偏移即可。
由此,能夠防止累計電平不正確。

此外,關于基準值,能夠根據攝像裝置1的使用環境設定任
意合適的值。

接著,與第一動作例同樣地,代替像素的輸出電平而基于
像素的累計電平來生成圖像(S612)。

(第三動作例)

接著,參照圖8的流程圖來說明實施方式的攝像裝置的第三
動作例。在第三動作例中,到在像位置移動之后對受光面上的
像進行拍攝(S804)、將各像素的輸出電平存儲在第二存儲器中
(S805)為止與上述第一動作例實質上相同。

在此,參照圖9來說明受光面11上的像素的排列與像位置的
移動方向之間的關系。在圖9所示的受光面11中,像素被排列成
相互正交的X方向和Y方向的二維矩陣狀。在像位置移動之前,
像的“○”部分位于基準位置像素P0上。在該時刻,對受光面11
上的移動之前的像進行拍攝(S801),將構成受光面11的各像素
的輸出電平存儲到第一存儲器中(S802)。

接著,進行第一次像移動以使像的“○”部分沿X方向僅移
動一個像素間距而從基準位置像素P0上移動到第一規定位置
像素P1處(S803)。其結果是,像的“○”部分位于第一規定位置
P1上。

接著,在第一次移動之后,對受光面11上的移動之后的像
進行拍攝(S804),將構成受光面11的各像素的輸出電平存儲到
第二存儲器中(S805)。

接著,進行第二次像移動以使像的“○”部分向畫面左下方
僅移動一個像素間距的根號2倍(倍)而從第一規定位置像素
P1上移動到第二規定位置像素P2處(S806)。其結果是,像的“○”
部分位于第二規定位置P2上。第一次和第二次移動的結果是,
像的“○”部分沿Y方向僅移動了一個像素間距而從基準位置像
素P0上移動到第二規定位置像素P2處。

接著,在第二次移動之后,對受光面11上的移動之后的像
進行拍攝(S807),將構成受光面11的各像素的輸出電平存儲到
第三存儲器中(S808)。

接著,讀取第一存儲器和第二存儲器所存儲的輸出電平,
計算像位置在X方向上移動之前和之后(第一次移動之前和之
后)進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的第一差(S809)。此
外,針對受光面11的沿X方向排列的各像素列計算第一差。

接著,讀取第一存儲器和第三存儲器所存儲的輸出電平,
計算像位置在Y方向上移動之前和之后(第一次移動之前和第
二次移動之后)進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的第二差
(S810)。此外,針對受光面11的沿Y方向排列的各像素列計算第
二差。

接著,針對沿X方向排列的像素列,對輸出電平的第一差
依次進行累計,來計算沿X方向排列的像素列中的各像素的第
一累計電平(S811)。此外,針對受光面11的沿X方向排列的各像
素列計算第一累計電平。

在此,以圖9的受光面11的左上角的像素為基準位置(0,0),
對于從該基準位置(0,0)起在X方向上數是第m個且在Y方向上
數是第n個的像素(m,n)的第一累計電平Bi(m,n),若將該像素的
第一差設為Δx(m,n),則用下述(1)式來表示。

Bi(m,n)=Bi(m-1,n)+Δx(m,n)???????…(1)

另外,對于沿X方向排列的像素列中的處于端點的列,不
存在之前的累計值,因此如下述的(2)式那樣,將該端點的列的
各像素(m,0)的累計電平計算為0。

Bi(m,0)=Bi(m-1,0)+Δx(m,0)=0????…(2)

接著,針對沿Y方向排列的像素列,對輸出電平的第二差
依次進行累計,來計算沿Y方向排列的像素列中的各像素的第
二累計電平(S812)。此外,針對受光面11的沿Y方向排列的各像
素列計算第二累計電平。

在此,對于從基準像素(0,0)起在X方向上數是第m個且在Y
方向上數是第n個的像素(m,n)的第二累計電平Bi(m,n),若將該
像素的第二差設為Δy(m,n),則用下述(3)式來表示。

Bi(m,n)=Bi(m,n-1)+Δy(m,n)???????…(3)

另外,對于沿Y方向排列的像素列中的處于端點的列,不
存在之前的累計值,因此如下述的(4)式那樣,將該端點的列的
各像素(0,n)的累計電平計算為0。

Bi(0,n)=Bi(0,n-1)+Δy(0,n)=0????????????????????????…(4)

接著,基于各像素的第一累計電平和第二累計電平來生成
圖像(S813)。在此,如下述的(5)式所示,將各像素的第一累計
電平與第二累計電平的平均值作為該像素的累計電平來生成像
素。

Bi(m,n)={Bi(m-1,n)+Δx(m,n)+Bi(m,n-1)+Δy(m,n)}/2??…(5)

這樣,通過基于X方向的累計電平與Y方向的累計電平的均
值來生成圖像,能夠生成X方向上的亮度和Y方向上的亮度都連
續的圖像。

但是,各個差的值中含有誤差。因此,在對差進行累計的
累計電平中累積了差的誤差。因此,下面對作為亮度值的累計
電平的第一校正方法和第二校正方法進行說明。

首先,說明第一校正方法。

在第一方法中,事先決定受光面11上的三點像素的亮度值,
利用由這三點規定的一次式來對亮度值進行校正。

首先,如下那樣規定三點的坐標的亮度。

坐標(Xa,Ya)、亮度B?a

坐標(Xb,Yb)、亮度Bb

坐標(Xc,Yc)、亮度B?c

此外,三點可以如上所述那樣將預先決定的坐標的亮度值
設為B?a、Bb以及B?c,也可以進行偏移校正以使亮度的平均值為
固定值。

然后,得到由下述的三個式子規定的平面的方程式。

Ba=kx*Xa+ky*Ya+C

Bb=kx*Xb+ky*Yb+C

Bc=kx*Xc+ky*Yc+C

以上述三個式子對kx、ky以及C求解,則

kx={Ba(Yb-Yc)+Bb(Yc-Ya)+Bc(Ya-Yb)}/{Xa(Yb-Yc)+Xb(
Yc-Ya)+Xc(Ya-Yb)}

ky={Ba(Xb-Xc)+Bb(Xc-Xa)+Bc(Xa-Xb)}/{Xa(Yb-Yc)+Xb
(Yc-Ya)+Xc(Ya-Yb)}

C={Ba(XbYc-XcYb)+Bb(XcYa-XaYc)+Bc(XaYb-XbYa)}/{
Xa(Yb-Yc)+Xb(Yc-Ya)+Xc(Ya-Yb)}

若將校正后的坐標(m,n)的像素的亮度值(累計電平)設為
Br(m,n),則能夠如下那樣計算Br(m,n)。

Br(m,n)=B(m,n)+kx*m+ky*n+C

此外,也可以在受光面11的整個面或一部分區域中比較亮
度值,來對亮度進行校正。

接著,說明第二校正方法。

在第二校正方法中,針對受光面的整個面和同一區域,校
正各像素的累計電平以使各像素的輸出電平的平均值與各像素
的累計電平的平均值相等。

首先,計算受光面11的整體或一部分區域的像素的輸出電
平的平均值。在該區域中像素以X方向上M個、Y方向上N個的
方式二維排列的情況下,若將該區域中的X方向上數是第m個且
Y方向上數是第n個的像素的輸出電平設為B(m,n),則如下所述
那樣用該區域中的所有像素的輸出電平的總和除以該區域中的
所有像素數(M×N)來計算該區域的像素的輸出電平的平均值S。

其中,M、N、m以及n是正整數,1≤m≤M且1≤n≤N。

S = Σ m = 1 M { Σ n = 1 N B ( m , n ) } ÷ ( M × N ) ]]>

另一方面,如上述式(5)那樣表示該同一區域中的各像素的
累計電平Bi(m,n)。

Bi(m,n)={Bi(m-1,n)+Δx(m,n)+Bi(m,n-1)+Δy(m,n)}/2????…(5)

此外,在m=1的情況下,上述式(5)如下述式(6)那樣進行表
示。

Bi(1,n)={Bi(1,n-1)+Δy(1,n)}/1????…(6)

另外,在n=1的情況下,上述式(5)如下述式(7)那樣進行表
示。

Bi(m,1)={Bi(m-1,1)+Δx(m,1)}/1????…(7)

并且,在m=n=1的情況下,上述式(5)如下述式(8)那樣進行
表示。

Bi(1,1)=Bi(1,1)????????????????????…(8)

然后,關于該同一區域中的各像素的累計電平的平均值Si,
如下所述那樣用該同一區域中的所有像素的累計電平的總和除
以該同一區域中的所有像素數(M×N)來計算。

Si = Σ m = 1 M { Σ n = 1 N Bi ( m , n ) } ÷ ( M × N ) ]]>

然后,對各像素的累計電平進行校正以使同一區域中的各
像素的實際輸出電平的平均值S與校正后的累計電平的平均值
相等。具體地說,對各像素的累計電平加上輸出電平的平均值
S與累計電平的平均值Si之差(ΔS=S-Si)。

Br(m,n)=Bi(m,n)+ΔS

這樣,通過對各個像素的累計電平進行校正,能夠生成降
低了亮度誤差的圖像。

此外,在第一動作例中未示出這種電平校正方法,因此作
為累計結果的“○”部分為“0”。設N=1來對每個像素列進行電平
校正,由此校正后的“○”部分被校正為與“○”相當的電平。

接著,參照圖10和圖11來說明照相機主體10與鏡頭單元20
之間的數據傳輸。

在圖10和圖11中,照相機主體10的攝像塊相當于圖1的攝像
部件12,圖像處理的塊相當于圖1的圖像處理部件13。另外,在
圖10和圖11中,鏡頭單元20的抖動校正控制系統的塊相當于圖1
的像移位部件22。此外,鏡頭單元20的鏡頭控制系統的塊表示
對鏡頭系統的焦點、變焦進行控制的功能。

在實施方式的攝像裝置1中,能夠利用抖動校正控制機構作
為像移位部件22。但是,在通常的抖動校正控制機構中,進行
抖動校正控制以抵消攝像裝置1的移動,與此相對地,像移位部
件22進行控制以使像位置相對于受光面向規定方向僅移動規定
量。

另外,在鏡頭單元20是能夠安裝在多種照相機主體上的可
更換鏡頭的情況下,針對每個照相機主體,像素間距等有時會
不同。因此,有時需要從照相機主體10對鏡頭單元20指示像移
位部件22的像位置移動量等。并且,由于在像移位部件22使像
位置移動之前和之后分別拍攝受光面上的像,因此還需要對拍
攝的定時和像位置的移動定時進行控制。

因此,在圖10和圖11所示的攝像裝置1中,將包含受光面的
像素間隔的數據以光學數據變換函數的形式從照相機主體10的
圖像處理塊13輸出至鏡頭單元20。鏡頭單元20基于從照相機主
體10輸入的光學數據變換函數來決定像移位部件22的驅動量,
并使像位置移動。

例如,在照相機主體10的攝像塊12的受光面的像素間距為
20μm的情況下,指示像素間距為20μm的數據被從照相機主體
10發送至鏡頭單元20。在像位置的移動量相對于鏡頭單元20的
抖動校正控制系統(校正光學系統)的驅動量的比例,即校正光
學系統的效率為0.8的情況下,一個像素間距的抖動校正控制系
統的驅動量被計算為20÷0.8=25(μm)。然后,通過由抖動校正控
制系統驅動25μm,像位置在受光面上僅移動一個像素間距
20μm。由此,能夠按照照相機主體10的攝像塊12的受光面的像
素間距來進行一個像素間距的像移動。

在圖10所示的攝像裝置1中,照相機主體10的攝像塊12與鏡
頭單元20的抖動校正控制系統22是通過信號線30相連接的。攝
像塊12輸出與拍攝受光面上的像的定時同步的同步信號。即,
在進行拍攝的定時信號線30為有效(enable)。該同步信號通過信
號線30傳輸至抖動校正控制系統22。抖動校正控制系統22基于
同步信號使像位置移動。由此,能夠使像位置的移動與拍攝的
定時一致。

另外,在圖11所示的攝像裝置1中,鏡頭單元20的抖動校正
控制系統22與照相機主體10的圖像處理塊13是經由圖像位置變
換塊31由信號線30相連接的。抖動校正控制系統22輸出與使像
位置移動的定時同步的同步信號。即,在抖動校正控制系統22
的驅動定時信號線30為有效。該同步信號通過信號線30并經由
圖像位置變換塊31傳輸至圖像處理塊13。例如,在抖動校正控
制系統22僅驅動規定的驅動量而使像位置移動到了規定位置的
定時,抖動校正控制系統22輸出同步信號。

另外,將抖動校正控制系統22的驅動量和驅動方向也與該
同步信號一起輸出,由圖像位置變換塊31將驅動量變換為與像
位置的移動量相當的像素間距數。然后,攝像塊12基于同步信
號拍攝受光面上的像。接著,圖像處理塊13只要計算同一像素
的像移動之前和之后的輸出電平之間的差即可。由此,能夠使
像位置的移動與拍攝的定時一致,從而能夠與像素之間的輸出
電平的偏差無關地生成高精確度的亮度色調的圖像。

(第四動作例)

接著,參照圖12來說明實施方式的攝像裝置的第四動作例。
圖12的(a)和(b)是構成受光面11的像素中的相鄰且二維排列的
四個像素A~D的放大圖。

在第四動作例中,如圖12的(a)所示,像移位部件22以使受
光面11上的像的任意點(以下也稱為“像點”)的軌跡在受光面11
上描繪出圓形軌道R的方式使像位置在受光面11上平移。如圖
12的(a)所示,像位置以使受光面11上的像點持續進行勻速圓周
運動的方式進行移動。該圓形軌道R的半徑例如為像素間距的
(1/)倍即可。

此外,在圖12的(a)中僅示出了四個像素A~D,但是像位置
在整個受光面11上以使受光面11上的整個像的各點的軌跡同時
描繪出圓形軌道的方式平移。

在此,參照圖13的(a)的時序圖來說明拍攝定時。圖13的(a)
的線I表示同步信號的定時,線II表示像素的曝光期間。曝光期
間Ea、Eb、Ec以及Ed分別是在圓形軌道R上做勻速圓周運動的
像點位于像素A、B、C以及D上的期間。這些曝光期間Ea、Eb、
Ec以及Ed還相當于圖12的(a)中像點在圓形軌道R中位于像素A
上的區間Ea、像素B上的區間Eb、像素C上的區間Ec以及像素D
上的區間Ed的期間。

然后,在圖13的(a)的曝光期間Ea、Eb、Ec以及Ed的中央,
從像移位部件22輸出同步信號A、B、C以及D。其結果是,在
像點位于圖12的(a)的區間Ea、Eb、Ec以及Ed各自的中央位置S?a、
Sb、Sc以及S?d時對受光面上的像進行拍攝。

此外,在輸出同步信號A、B、C以及D之后到實際拍攝為
止會產生延遲時間。考慮到該延遲時間,也可以如圖13的(b)
的線III所示那樣,使同步信號A、B、C以及D的輸出定時相對
于線IV所示的曝光期間Ea、Eb、Ec以及Ed,從各個曝光期間的
中央起僅延遲規定的時間。

另外,優選像移位部件22將像點的位置與同步信號一起輸
出至照相機主體10。如圖12的(a)所示,只要用以四個像素A~D
的中央為原點的XY坐標來表示像點的位置即可。在此,圖14
的時序圖中示出了同步信號與像點的坐標之間的關系。圖14的
線I表示同步信號的定時,曲線X和曲線Y分別表示像點的X坐標
和Y坐標。在線I所表示的同步信號A的輸出定時,獲取到此時
的像素A上的像點的坐標(xa,y?a)。并且,該坐標也被輸出至照
相機主體10。

此外,在為了進行抖動校正而像位置進行了移動的情況下,
只要輸出減去抖動校正所產生的像移動量后的值來作為像點的
坐標即可。

另外,也可以將像點的位置表示為各像素上的在圓形軌道
R上的區間Ea、Eb、Ec以及Ed各自的平均值的坐標。例如,可
以用下述式求出圖12的(b)中的像素C上的區間Ec的平均值的坐
標(xc,y?c)。

∫(坐標)×(存在時間)dt÷(區間Ed的存在時間)

上述的在拍攝定時拍攝受光面上的像的第四動作例如以下
說明的那樣,基本上與第三動作例中的圖8的流程圖相對應。

首先,攝像部件12在像點在圓形軌道R上的規定部分移動
之前和之后分別拍攝受光面11上的像。具體地說,首先,作為
移動之前的拍攝,在像點位于圓形軌道R上的像素A的S?a點時拍
攝受光面11上的像(圖8的S801)。所拍攝的圖像被存儲在第一存
儲器中(S802)。

接著,像點在圓形軌道R上從像素A的Sa點移動到像素B的
Sb點(S803)。像點在圓形軌道R上做勻速圓周運動,但是從Sa
點朝向Sb點的方向是沿著X方向的。因而,該移動方向為X方向。

接著,在像點位于圓形軌道R上的像素B的Sb點時拍攝受光
面11上的像(S804)。所拍攝的圖像被存儲在第二存儲器中
(S805)。

接著,像點在圓形軌道R上從像素B的Sb點移動到像素C的
Sc點(S806)。像點在圓形軌道R上做勻速圓周運動,但是從Sb
點朝向Sc點的方向是沿著Y方向的。因而,該移動方向為Y方向。

接著,在像點位于圓形軌道R上的像素C的Sc點時拍攝受光
面11上的像(S807)。所拍攝的圖像被存儲在第三存儲器中
(S808)。

接著,計算像點在圓形軌道上的規定部分沿X方向移動之
前和之后的同一像素的輸出電平之差。在此,讀取出第一存儲
器和第二存儲器所存儲的輸出電平,來計算在像位置沿X方向
移動之前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的第一差
(S809)。

另外,計算像點在圓形軌道上的規定部分沿Y方向移動之
前和之后的同一像素的輸出電平之差。讀取出第一存儲器和第
三存儲器所存儲的輸出電平,來計算在像位置沿Y方向移動之
前和之后進行拍攝時同一像素的輸出電平之間的第二差
(S810)。

接著,針對沿X方向排列的像素列,對輸出電平的第一差
依次進行累計,來計算沿X方向排列的像素列的各像素的第一
累計電平(S811)。另外,針對沿Y方向排列的像素列,對輸出電
平的第二差依次進行累計,來計算沿Y方向排列的像素列的各
像素的第二累計電平(S812)。

接著,基于各像素的第一累計電平和第二累計電平來生成
圖像(S813)。

這樣,在第四動作例中,通過使像位置以使軌跡描繪出圓
形軌道的方式移動,能夠使像位置連續地移動。其結果是容易
使像位置的位置精確度一致。另外,通過使像位置以持續進行
勻速直線運動的方式移動,能夠使像位置穩定地移動。另外,
能夠按像位置的圓周運動的每個周期容易地進行校正。

在上述實施方式中,說明了以特定的條件構成本發明的例
子,但是本發明能夠進行各種變更和組合,而并不限定于此。
在上述實施方式中,說明了將像移位部件組裝在光學系統中的
攝像裝置的例子,但是在本發明中,像移位部件并不限定于此。
像移位部件可以使整個光學系統沿與其光軸正交的方向位移,
也可以使攝像部件的受光面沿與光學系統的光軸正交的方向位
移。

產業上的可利用性

本發明既能夠應用于拍攝紅外圖像的攝像裝置、也能夠應
用于拍攝可視圖像的攝像裝置。另外,本發明適用于要求不中
斷地進行拍攝的監視器照相機。另外,本發明也能夠應用于具
有由一個像素列構成的受光面的線傳感器。

另外,本發明適于用于以檢測亮度低的被攝體、被攝體的
微小亮度變化為目的的攝像裝置。另外,本發明適于用于圖像
傳感、外觀檢查、醫療領域中的圖像測量。另外,本發明適于
用于在天體觀測、暗視和監視這樣的用途中拍攝低亮度被攝體。

關于本文
本文標題:攝像裝置、圖像生成方法、紅外線照相機系統及鏡頭系統.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6421032.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大