解像度向上が可能な幾何学的図形を有するｃｃｄピクセル

专利摘要:
本発明は解像度向上が可能な幾何学的形を有するＣＣＤピクセルを提供し、ＣＣＤデバイスの製造及び応用技術分野に属する。本発明によれば、二つの交差する直線又は曲線で、伝統的なＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画する。本発明に係わる解像度向上が可能な幾何学的形はその中いずれのサブリージョンを取り除いて形成されたものである。このような幾何学的形を有するＣＣＤピクセルは、ＣＣＤデバイスの解像度を向上させることができる。
公开号:JP2011505769A
申请号:JP2010536308
申请日:2008-11-10
公开日:2011-02-24
发明作者:岩 ▲ちゃい▼；林培 ▲ちゃい▼；亜林 丁
申请人:中國科學院長春光學精密機械興物理研究所Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ， Ｆｉｎｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ Ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ Ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ；
IPC主号:H04N5-369

专利说明:

[0001] 本発明はＣＣＤデバイスの製造及び応用技術分野に属し、具体的に、解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセルに関するものである。]
背景技術

[0002] ＣＣＤデバイスは既に種々の光イメージングシステムに広く応用され、現代光学情報伝送における代表性のあるイメージング受信デバイスであり、その解像度が主にそのピクセルの幾何学的図形とサイズによって決められる。ＣＣＤピクセルのサイズは多条件に制限されて、ＣＣＤピクセルを無限に縮小させる方法により、ＣＣＤピクセルの解像度向上への目的を達成することができない。ＣＣＤピクセルの解像度向上を如何にさせるのかは、ずっとＣＣＤデバイスを研究、製造及び応用する方々に高く重視されている。]
[0003] 従来、人々に熟知される伝統的なＣＣＤデバイスは、一般に正方形、長方形、正八角形などの規則的な幾何学図形に形成されることが多いである。これらの規則的なＣＣＤピクセルの幾何学図形は、応用上でＣＣＤデバイスの解像度向上を達成することが非常に困難である。]
[0004] 本発明は、ＣＣＤデバイスの解像度を向上させ、従来技術における不備を克服するように、新しい幾何学図形を有するＣＣＤピクセルを提供することを目的とする。]
[0005] 本発明が解決しようとする技術課題は、解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセルを提供することである。技術課題を解決するための技術考案は、二つの交差する直線又は曲線にて、且つ交差点がピクセル内で、伝統的なＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、本発明に係わる解像度向上が可能な幾何学的図形がその中いずれのサブリージョンを取り除いて形成された幾何学的図形である、ということである。]
[0006] 原理及び応用方法の説明は下記の通り。
図１においては、二つの曲線を示しており、破線は伝統的な正方形ＣＣＤピクセルの周波数特性曲線であり、実線はサブリージョンを欠いたピクセルの周波数特性曲線であり、サブリージョンを欠いた周波数特性曲線の帯域幅は伝統的な正方形のピクセルの周波数特性の帯域幅より一倍広くなり、その解像度が向上されたと示している。] 図１
[0007] サブリージョンを欠いたＣＣＤピクセルは通常のＣＣＤピクセルの使い方と同じでもよいが、サブリージョンを欠いたＣＣＤピクセルはもっと多くの使い方でもある。たとえば、図２に示したのは二つのサブリージョンを欠いたラインアレイＣＣＤであり、左側のラインアレイＣＣＤのピクセル形状は、本発明が示した伝統的な正方形のピクセルを基にして、左上のサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの幾何学的図形であり、右側のラインアレイＣＣＤのピクセル形状は、本発明が示した伝統的な正方形のピクセルを基にして、右下のサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの幾何学的図形である。取り除いたサブリージョンの位置が違うと、形成されたピクセル形状も異なる。しかしながら、それらはいずれも正方形のピクセルから本発明の技術考案により一つのサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの形状である。] 図２
[0008] 二つのラインアレイＣＣＤの間にはＮ個のピクセルだけ隔たりがあり、Ｎは整数である。二つのラインアレイＣＣＤのピクセルは一つ一つ対応して、且つ同じ直線におり、図２に破線のように示す。この状況を実現するには、二つのラインアレイＣＣＤを同じ基板に集成させてもよいが、ほかの方法たとえば光学方法によって実現することもできる。] 図２
[0009] 左側のＣＣＤをＣＣＤ１とし、右側のＣＣＤをＣＣＤ２とし、ＣＣＤ１とＣＣＤ２のサンプリングのステップ長はいずれもｂ／２であり、ここでｂは元の正方形のピクセルの辺の長さであり、第２Ｎ回目にサンプリングした後に、ＣＣＤ２のサンプリング位置がＣＣＤ１のサンプリング位置とオーバーラップする。ＣＣＤ１とＣＣＤ２のすべてのピクセルに生じる状況は同じであるので、一つのピクセルのみで説明する。サンプリングの過程には、ピクセルのサブリージョンにより取得された画像信号をαｉｊで表示し、図３のように示す。] 図３
[0010] ＣＣＤ１のピクセル出力をｙｋとし、ＣＣＤ２のピクセル出力をｘｋとし、各々のＣＣＤピクセルの出力は三つのサブリージョンが共同に貢献したものであると認められる。したがって、]
[0011] ｙ１＝ａ１２＋ａ２１＋ａ２２ ｘ１＝ａ１１＋ａ１２＋ａ２１
ｙ２＝ａ１３＋ａ２２＋ａ２３ ｘ２＝ａ１２＋ａ１３＋ａ２２
． ．
． ．
． ．
ｙｎ＝ａ１ｎ＋ａ２（ｎ−１）＋ａ２ｎ ｘｎ＝ａ１（ｎ−１）＋ａ１ｎ
＋ａ２（ｎ−１）]
[0012] 上記方程式から、方程の未知数は方程の数に２をプラスしたものに等しい。二つの未知数の推定値を与えれば（未知数の推定値を与える方法はたくさんある）、方程式を解くことができる。したがって、因数２によるピクセルの再分割が実現され、画像の解像度を向上させることができる。]
[0013] 本発明の積極的な効果は下記の通り：伝統的なＣＣＤピクセルを本発明の技術考案により四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、その中の一つのサブリージョンを取り除いて本発明に係わる幾何学図形が形成される。上記幾何学図形を有するＣＣＤピクセルを採用して、ＣＣＤデバイスの解像度を向上させることができる。]
図面の簡単な説明

[0014] 正方形のＣＣＤピクセルと一つのサブリージョンを取り除いたＣＣＤピクセルの周波数特性曲線との対比的な模式図である。
二つの正方形のピクセルがそれぞれ一つのサブリージョンを欠いたものによるラインアレイＣＣＤの応用を、説明する模式図である。
上述のラインアレイＣＣＤのサブリージョンから出力する画像信号をαｉｊで示す模式図である。
正方形のピクセルから左上のサブリージョンを取り除いたＣＣＤピクセルの幾何学的図形の模式図である。
正方形のピクセルから上部対角線内のサブリージョンを取り除いたＣＣＤピクセルの幾何学的図形の模式図である。
長方形のピクセルから右下のサブリージョンを取り除いたＣＣＤピクセルの幾何学的図形の模式図である。
長方形のピクセルから右の長辺対角線内のサブリージョンを取り除いたＣＣＤピクセルの幾何学的図形の模式図である。
正八角形のピクセルから左上のサブリージョンを取り除いたＣＣＤピクセルの幾何学的図形の模式図である。
正八角形のピクセルから対角線内のサブリージョンを取り除いたＣＣＤピクセルの幾何学的図形の模式図である。]
実施例

[0015] 本発明の技術考案によれば、交差して且つ交差点がピクセル内にある二つの直線で、伝統的なＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、その中の一つのサブリージョンを取り除いたＣＣＤピクセルの幾何学的図形は多種類とする可能性があるが、ここで図４ないし図９のみを参照して、その具体的な実施方式を説明する。] 図４ 図９
[0016] 実施例１
図４は正方形のピクセルから左上のサブリージョンを取り除かれたＣＣＤピクセルの幾何学的図形の模式図で、ｂは正方形のピクセルの辺の長さである。このピクセルの形状は、二つの交差する直線を垂直にさせ、交差点がピクセルの中心にあり、二つの直線がピクセルのサイドラインと垂直し、正方形のピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、左上のサブリージョンを取り除いて形成されたＣＣＤピクセルの幾何学的図形である。応用要求に応じて、その中いずれのサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの幾何学的図形を採用してもよい。] 図４
[0017] 実施例２
図５正方形のピクセルから上部対角線内のサブリージョンを取り除かれたＣＣＤピクセルの幾何学図形の模式図で、ｂは正方形のピクセルの辺の長さである。このピクセルの形状は、二つの交差する直線を垂直にさせ、交差点がピクセルの中心にあり、二つの直線がそれぞれ正方形のピクセルの対角線とオーバーラップし、正方形のピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、一つの上部サブリージョンを取り除いて形成されたＣＣＤピクセルの幾何学的図形である。応用要求に応じて、その中いずれのサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの幾何学的図形を採用してもよい。] 図５
[0018] 実施例３
図６は長方形のピクセルから右下のサブリージョンを取り除かれたＣＣＤピクセルの幾何学図形の模式図であり、ｂは正方形のピクセルの長辺で、ａは短辺である。このピクセルの形状は、二つの直線を互いに垂直にさせ、交差点がピクセル内にあり、且つ、二つの直線がそれぞれピクセルのサイドラインと垂直し、長方形のピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、一つの右下部サブリージョンを取り除いて形成されたＣＣＤピクセルの幾何学的図形である。応用要求に応じて、その中いずれのサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの幾何学的図形を選んでもよい。] 図６
[0019] 実施例４
図７は長方形のピクセルから右の長辺に面する対角線内のサブリージョンを取り除かれたＣＣＤピクセルの幾何学図形の模式図であり、ａは短辺で、ｂは長辺である。このピクセルの形状は、長方形ピクセルの中心を通じて二つの対角線を連接し、長方形のピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、右長辺に面するサブリージョンを取り除いて形成されたＣＣＤピクセルの幾何学的図形である。応用要求に応じて、その中いずれのサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの幾何学的図形を選んでもよい。] 図７
[0020] 実施例５
図８は正八角形のピクセルから左上のサブリージョンを取り除かれたＣＣＤピクセルの幾何学図形の模式図で、ｂは正八角形対辺の辺の長さであり、このピクセルの形状は、正八角形ピクセルの中心を通じて正八角形対辺の垂直線を作り、正八角形ピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、左上のサブリージョンを取り除いて形成されたＣＣＤピクセルの幾何学的図形である。応用要求に応じて、その中いずれのサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの幾何学的図形を選んでもよい。] 図８
[0021] 実施例６
図９は正八角形のピクセルから一つの頂角の両辺と正八角形中心との連接線によるサブリージョンを取り除かれたＣＣＤピクセルの幾何学図形の模式図である。ｂは正八角形対辺の辺の長さである。このピクセルの形状は、正八角形ピクセルの対向する頂角を連接し、正八角形ピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、右下のサブリージョンを取り除いて形成されたＣＣＤピクセルの幾何学的図形である。応用要求に応じて、その中いずれのサブリージョンを取り除いて形成されたピクセルの幾何学的図形を選んでもよい。] 図９
[0022] 以上の具体的な実施形態において、示された幾何学図形は、いずれも二つの直線で伝統的なＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画するが、それはただ便利に図示するためのものであり、本発明は二つの曲線で伝統的なＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画する実施考案も含んでいる。さらに、当業者は上記実施例１〜６に適当な修正を行うことができ、このような修正は依然として添付している特許請求の範囲が唯一に限定する本発明の保護範囲内に含まれると認めされるべきである。]

权利要求:

請求項1
解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセルであって、二つの交差する直線或は曲線にて、且つ交差点がピクセル内で、伝統的なＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、前記解像度向上が可能な幾何学的図形はその中いずれのサブリージョンを取り除いて形成された幾何学的図形であることを特徴とする解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセル。
請求項2
伝統的な正方形のＣＣＤピクセルに対し、正方形のＣＣＤピクセルの中心を通じて二つの直線を作り、それぞれ正方形のＣＣＤピクセルのサイドラインと垂直させ、正方形のＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、その中いずれのサブリージョンを取り除いて、前記解像度向上が可能な幾何学的図形を形成されることを特徴とする請求項１に記載の解像度向上が可能な幾何学的図形のＣＣＤピクセル。
請求項3
伝統的な正方形のＣＣＤピクセルに対し、正方形のＣＣＤピクセルの中心を通じて二つの直線を作り、それぞれ正方形のＣＣＤピクセルの対角線とオーバーラップさせ、正方形のＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、その中いずれのサブリージョンを取り除いて、前記解像度向上が可能な幾何学的図形を形成されることを特徴とする請求項１に記載の解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセル。
請求項4
伝統的な長方形のＣＣＤピクセルに対し、長方形のＣＣＤピクセルの中心を通じて二つの直線を作り、それぞれ長方形のＣＣＤピクセルのサイドラインと垂直させ、長方形のＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、その中いずれのサブリージョンを取り除いて、前記解像度向上が可能な幾何学的図形を形成されることを特徴とする請求項１に記載の解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセル。
請求項5
伝統的な長方形のＣＣＤピクセルに対し、長方形のＣＣＤピクセルの中心を通じて二つの直線を作り、それぞれ長方形のＣＣＤピクセルの対角線とオーバーラップさせ、長方形のＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、その中いずれのサブリージョンを取り除いて、前記解像度向上が可能な幾何学的図形を形成されることを特徴とする請求項１に記載の解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセル。
請求項6
伝統的な正八角形のＣＣＤピクセルに対し、八角形のＣＣＤピクセルの中心を通じて二つの直線を作り、それぞれ正八角形のＣＣＤピクセルの対辺と垂直させ、正八角形のＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、その中いずれのサブリージョンを取り除いて、前記解像度向上が可能な幾何学的図形を形成されることを特徴とする請求項１に記載の解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセル。
請求項7
伝統的な正八角形のＣＣＤピクセルに対し、正八角形のＣＣＤピクセルの中心を通じて二つの直線を作り、それぞれ正八角形のＣＣＤピクセルの対向する頂角を連接し、正八角形のＣＣＤピクセルを四つの面積の等しいサブリージョンに区画し、その中いずれのサブリージョンを取り除いて、前記解像度向上が可能な幾何学的図形を形成されることを特徴とする請求項１に記載の解像度向上が可能な幾何学的図形を有するＣＣＤピクセル。