[发明专利]图像拾取设备、图像捕获方法和设计图像拾取设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像拾取设备、图像捕获方法和设计图像拾取设备的方法，更具体地说，涉及一种其中布置有多个图像拾取元件的低成本、高分辨率和精细分辨率的固定焦距图像拾取设备、用于图像拾取设备的图像捕获方法、和设计图像拾取设备的方法。

背景技术

近年来，提出了各种捕获高分辨率图像的方法。这些图像捕获方法分成两类：增大图像拾取元件，比如电荷耦合器件(CCD)传感器的分辨率的方法，和使用多个图像拾取元件来捕获高分辨率图像的方法。

例如在专利文献1和非专利文献1中描述了后一方法，即，使用多个图像拾取元件来捕获高分辨率图像的方法。

在专利文献1中描述的方法中，通过使CCD传感器的孔径和所谓的像素漂移方法捕获图像。这种方法极其简单。光束由棱镜沿四个方向分离。为了接收每个分离的光束，CCD传感器相互漂移半个像素。

在非专利文献1中描述的方法用在Mechanical Social SystemsFoundation支持的Mega Vision方法中。图像由棱镜分成三个子图像。这三个子图像由三个HD可携式摄像机捕获。

[专利文献1]未经审查的日本专利申请公开No.2001-45508

[非专利文献1]2005年1月17日在机械工业纪念基金会(Machine Industry Memorial Foundation)网站(URL:http://www.tepia.or.jp/14th/hds.html)搜索到的“Description ofMega Vision supported by the Mechanical Social SystemsFoundation”。

发明内容

但是，在专利文献1中说明的方法存在下述第一～第四个缺陷。

第一个缺陷在于尽管当使用四个CCD传感器时，能够获得高分辨率图像，不过如果孔径比被完全使用，那么即使CCD数目被增大到16或64时，也不能提高图像的分辨率。即，不能获得来源于CCD传感器的数目的优点。

第二种缺陷在于在专利文献1中描述的图像拾取设备的棱镜相当昂贵。

第三种缺陷在于尽管对于4个CCD传感器来说，仅仅一个棱镜就足够了，不过对于16个CCD传感器来说需要5个棱镜，对地64个CCD传感器来说，需要21个CCD传感器。即，当采用的CCD传感器的数目增大时，所需棱镜的数目显著增大。

第四个缺陷在于不能局部改变待捕获的图像的像素密度。

另外，根据在专利文献1中描述的方法，易于想到如图1中所示，CCD传感器1-1～1-4的整个成像面被移动，而不是被移动半个像素。

但是，即使在图1中所示的方法中，上述第三个缺陷和第四个缺陷仍然存在。此外，图1中所示的方法具有下述第五个缺陷。

第五个缺陷在于当使用4个CCD传感器1-1～1-4时，棱镜2的尺寸需要被放大四倍，这是相当昂贵的。

总之，在专利文献1中描述的方法或者图1中图解说明的利用棱镜的方法中，当增大CCD传感器的数目时，需要多个大型的高精度棱镜。但是，生产大型棱镜的制造步骤较困难。因此，生产每个棱镜的成本较高，于是，总成本被显著增大。另外，由于来自相同视角的光束入射到CCD传感器的表面上，不能局部改变待捕获的图像的像素密度，除非改变CCD传感器的元件的密度。

因此，可从Hasselblad A/S.获得的数字后背528C和可从Nikon公司获得的电子显微镜数字照相机DXM1200采用其中代替移动棱镜，沿时间方向移动CCD传感器(图像拾取元件)半个像素的方法。

但是，即使在这种方法中，上述第一个缺陷和第四个缺陷仍然存在。此外，这种方法具有下述第六个缺陷。

第六个缺陷如下：尽管入射在CCD传感器上的光束的强度足够，不过由于像素沿时间方向被移动，因此需要较长的图像捕获时间。于是，难以捕获运动图像。

另外，在非专利文献1中描述的方法中，上述第二种缺陷～第四种缺陷仍然存在。此外，这种方法具有下述第八种和第九种缺陷。

第八种缺陷在于由于照相机机体的尺寸的缘故，难以增大排列的照相机(图像拾取元件)的数目。

第九种缺陷在于由于图像没有任何混合部分(重叠宽度)，因此在边界处图像失真，需要某种方法来解决这种问题。

总之，所有已知方法都很难低成本地制造其中排列有多个图像拾取元件的高分辨率和精细分辨率固定焦距图像拾取设备。

因此，本发明提供一种其中排列有多个图像拾取元件，并且能够低成本制造的高分辨率和精细分辨率固定焦距图像拾取设备。