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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Erfassung von Bildinformationen eines Objektes
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine
Vorrichtung zur Wiedergabe von Bildinformationen eines Objektes
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 18. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen eines
Objektes. Zusätzlich
betrifft die vorliegende Erfindung ein Mikroskop, eine Videovorrichtung
sowie eine Fotovorrichtung zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen
eines Objektes.
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Eine Vorrichtung zur Erfassung und
eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Bildinformationen, ein Verfahren
zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen sowie eine Fotoeinrichtung
zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen der vorgenannten
Art sind aus Lippmann, G., J. de phys. theor. et appl., 1908, t.
7, p. 821 – 825
bekannt. Die in dieser Literaturstelle beschriebene Fotovorrichtung
ist auch als Integralfotografievorrichtung bekannt. Bei der darin
beschriebenen Vorrichtung wird von einem Objekt ausgehendes Licht
durch ein Linsenarray mit einer Vielzahl von Linsenelementen auf eine
fotografische Platte abgebildet. Die Linsenelemente sind dabei beispielsweise
vergleichsweise dicht nebeneinanderliegend auf einer quadratischen Fläche angeordnet,
so dass das von dem Objekt ausgehende Licht durch jedes der Linsenelemente
unter einem etwas anderen Winkel hindurchtritt. Dadurch entstehen
auf der fotografischen Platte hinter einem jeden der Linsenelemente
etwas andere Abbildungen des Objektes. Die fotografische Platte
kann entwickelt werden, so dass ein Foto abgezogen werden kann.
Vor dieses Foto kann gemäß dem vorgenannten
Stand der Technik genau das gleiche Array von Linsenelementen derart
positioniert werden, dass die einzelnen Abbildungen des Objektes
durch das Array von Linsenelementen für den Betrachter wieder zu
einem gesamten Bild des Objektes zusammengefügt werden kann. Dieses Bild
ist ein dreidimensionales Bild.
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Als nachteilig bei diesem Stand der
Technik erweist sich zum Einen die vergleichsweise umständliche
Schaffung des als Wiedergabemittel dienenden Fotos. Zum Anderen
werden als Linsenelemente sphärische
Linsenelemente verwendet, die aufgrund ihres kreisförmigen Querschnitts
jeweils zwickelähnliche,
nicht als Abbildungselement nutzbare Flächen zwischen sich aufweisen.
Weiterhin können
sphärische
Linsen in beispielsweise einem Glassubstrat nur bis zu einer gewissen
Größe verkleinert
werden. Es gibt somit bei der Verwendung von sphärischen Linsen eine herstellungstechnisch
bedingte untere Grenze für
die Größe der Linsenelemente
und damit für
die Auflösung,
mit der das dreidimensionale Bild erstellt werden kann.
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Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende
Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Erfassung und einer
Vorrichtung zur Wiedergabe von Bildinformationen der eingangs genannten
Art, die einfacher und effektiver aufgebaut sind. Weiterhin soll
ein Verfahren zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen
der eingangs genannten Art angegeben werden, das einfacher und effektiver
durchführbar
ist. Weiterhin sollen ein Mikroskop, eine Videovorrichtung und eine
Fotovorrichtung zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen
der eingangs genannten Art geschaffen werden, die einfach und effektiv
aufgebaut sind.
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Dies wird erfindungsgemäß hinsichtlich
der Vorrichtung zur Erfassung von Bildinformationen durch die Merkmale
der Ansprüche
1 und 7, hinsichtlich der Vorrichtung zur Wiedergabe von Bildinformationen
durch die Merkmale des Anspruchs 18, hinsichtlich des Verfahrens
zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen durch die Merkmale
des Anspruchs 24, hinsichtlich des Mikroskops für die Erfassung und Wiedergabe
von Bildinformationen durch die Merkmale des Anspruchs 26, hinsichtlich der
Videovorrichtung zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen
durch die Merkmale des Anspruchs 27 und hinsichtlich der Fotovorrichtung
zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen durch die Merkmale
des Anspruchs 28 realisiert.
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Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen,
dass die Erfassungsmittel derart gestaltet sind, dass die Bildinformationen
des Objektes vermittels einen trockenen Prozesses erfasst werden
können.
Im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Belichten
einer Fotoplatte oder eines Films, die durch aufwendige Verfahren
in Flüssigkeit
entwickelt werden müssen,
erweist sich ein trockener Prozess für die Erfassung der Bildinformationen
als wesentlich einfacher und effektiver durchführbar.
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Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, dass
die Abbildungsmittel als Linsenmittel mit einer Mehrzahl von als
Abbildungselemente dienenden Linsenelementen und/oder als Beugungsmittel
mit einer Mehrzahl von als Abbildungselemente dienenden Beugungselementen
und/oder als Reflexionsmittel mit einer Mehrzahl von als Abbildungselemente
dienenden reflektierenden Elementen ausgebildet sind. Die Abbildungsmittel
können
somit zum einen eine Abbildung durch Brechung ermöglichen.
Zum anderen besteht die Möglichkeit,
dass die Abbildung durch Beugung erfolgt. Weiterhin kann die Abbildung
auch durch Reflektion erfolgen. Erfindungsgemäß kann dabei durchaus auch
vorgesehen sein, dass die vorgenannten verschiedenen Abbildungsmechanismen miteinander
kombiniert werden.
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Beispielsweise kann der vorgenannte
trockene Prozess dadurch realisiert werden, dass die Erfassungsmittel
mindestens ein digital und/oder elektronisch auslesbares Sensorelement,
insbesondere mindestens einen CCD-Chip umfassen. Durch einen derartigen
als Sensorelement dienen CCD-Chip können die Bildinformationen
des durch die Abbildungsmittel hindurchgetretenen Lichtes einfach
erfasst und ausgegeben bzw. weiterverarbeitet werden.
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Hierbei besteht die Möglichkeit,
dass die Erfassungsmittel ein Array von CCD-Chips umfassen. Dabei
kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine CCD-Chip oder jeder
der CCD-Chips das von einem Abbildungselement oder das von einer
Gruppe von Abbildungselementen abgebildete Licht erfassen kann.
Beispielsweise könnte
bei einem CCD-Chip pro Abbildungselement das durch dieses Abbildungselement
hindurchgetretene Licht mit einer vergleichsweise hohen Anzahl von
Bildpunkten und damit mit einer großen Auflösung erfasst werden. Es besteht
aber durchaus auch die Möglichkeit,
größere CCD-Chips
vorzusehen, die das durch mehrere Abbildungselemente hindurchgetretene
Licht erfassen. Im Extremfall ist es sogar vorstellbar, dass ein
einziger großer
CCD-Chip vorgesehen wird, der das gesamte durch die Abbildungsmittel
hindurchgetretene Licht erfasst.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der
Erfassungsmittel kann vorgesehen sein, dass diese einen Teil einer
Druckvorrichtung umfassen, auf dem durch auftreffende Bildinformationen
Veränderungen
dahingehend erzielbar sind, dass entsprechend der Bildinformationen
ein gezielter Tonerauftrag ermöglicht
wird. Hier besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass durch das durch
die Linsenmittel hindurchgetretene Licht eine Druckwalze oder dergleichen
gezielt derart durch die Bildinformationen verändert wird, dass ein entsprechend
der Bildinformationen gestalteter Ausdruck erstellt werden kann.
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Gemäß Anspruch 7 ist vorgesehen,
dass die Abbildungsmittel als Linsenmittel ausgebildet sind und
Zylinderlinsen oder zylinderähnliche
Linsen sphärischer
oder asphärischer
Krümmung
umfassen, die als Abbildungselemente dienende Linsenelemente bilden.
Durch die Verwendung von Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen können
zum einen die im Stand der Technik durch die sphärischen Linsen entstehenden
Probleme mit Zwickeln ausgeräumt werden,
weil Zylinderlinsen vergleichsweise dicht aneinander anschließend auf
einer beispielsweise quadratischen oder rechteckigen Fläche angeordnet werden
können.
Zusätzlich
können
Zylinderlinsen oder zylinderähnliche
Linsen in beispielsweise Glassubstraten mit wesentlich geringeren
Abmessungen gefertigt werden, so dass die Linsenmittel auf beispielsweise
gleicher Durchtrittsfläche
eine wesentlich größere Anzahl
von Linsenelementen beherbergen können. Auf diese Weise kann
die Auflösung
bzw. Qualität
der zu erstellenden Fotos, Videos oder dergleichen wesentlich erhöht werden.
Zusätzlich
können
durch die kleiner dimensionierten Linsenelemente wesentlich kleinere
Strukturen erfasst werden, als dies mit der Vorrichtung aus dem
Stand der Technik möglich
war.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung weisen die Linsenmittel ein ersten Array
von Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen und ein zweites Array von Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen auf, wobei die Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen des ersten Arrays im wesentlichen senkrecht zu den Zylinderlinsen
oder zylinderähnlichen
Linsen des zweiten Arrays ausgerichtet sind. Derartige Arrays von
zueinander gekreuzten Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen Linsen lassen
sich zum einen einfach herstellen und können zum anderen mit hoher
Effektivität
als Arrays von Abbildungselementen dienen.
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Es besteht hierbei beispielsweise
die Möglichkeit,
dass das erste Array von Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen auf einer dem Objekt zuwendbaren Eintrittsfläche der
Linsenmittel ausgebildet ist und dass das zweite Array von Zylinderlinsen oder
zylinderähnlichen
Linsen auf einer von dem Objekt abwendbaren Austrittsfläche der
Linsenmittel ausgebildet ist. Beispielsweise können hierbei die Eintrittsfläche und
die Austrittsfläche
an einem Glassubstrat oder dergleichen ausgebildet sein. Es besteht
aber auch die Möglichkeit,
dass zwei oder mehr Glassubstrate oder dergleichen hintereinander
angeordnet sind, wobei auf der Eintrittsfläche eines der Glassubstrate
oder dergleichen ein Array von Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen angeordnet ist und auf der Austrittsfläche eines anderen der Glassubstrate
oder dergleichen ein zu dem ersten gekreuztes Array von Zylinderlinsen
oder zylinderähnlichen
Linsen ausgebildet ist.
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Hierbei besteht die Möglichkeit,
dass ein jedes der Linsenelemente durch eine Zylinderlinse oder
eine zylinderähnliche
Linse auf der Eintrittsfläche
und eine Zylinderlinse oder eine zylinderähnliche Linse auf der Austrittsfläche gebildet
wird. Durch eine derartige Gestaltung lassen sich die Linsenelemente vergleichsweise
einfach erstellen.
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Vorzugsweise sind jeweils zwischen
einzelnen Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen Linsen sich parallel
zu den Zylinderachsen der Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen erstreckende Nuten ausgebildet. Diese Nuten können den
Kontrast zwischen Licht erhöhen,
das durch unterschiedliche Abbildungselemente hindurchgetreten ist.
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Weiterhin besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit,
dass die Krümmung
der Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen in den Randbereichen der Linsenmittel stärker oder schwächer ausgebildet ist
als in einem mittleren Bereich der Linsenmittel. Insbesondere bei
stärkerer
Ausbildung der Krümmung
der Zylinderlinsen oder zylinderähnlichen
Linsen in den Randbereichen können
unter einem vergleichsweise großen
Winkel in dem Randbereich auftreffende Teilstrahlen, die von dem
zu erfassenden Objekt ausgehen, einfacher und vollständiger auf
die Erfassungsmittel abgebildet werden.
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Es besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit,
dass der Abstand zwischen den Erfassungsmitteln und den Linsenmitteln
in etwa der Brennweite der Linsenelemente entspricht. Auf diese
Weise ergibt sich eine gute Abbildung für ein vergleichsweise weit
von den Linsenmitteln entferntes Objekt.
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Weiterhin besteht die Möglichkeit,
dass der Abstand zwischen Erfassungsmittel und Linsenmittel veränderbar
ist. Je nach Abstand des Objektes von den Linsenmitteln kann durch
die Veränderung
des Abstandes zwischen den Linsenmitteln und den Erfassungsmitteln
Einfluss auf die Abbildung des Objektes auf den Erfassungsmitteln
genommen werden.
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Vorteilhafterweise können die
Erfassungsmittel das von einem der Abbildungselemente abgebildete
Licht separat von dem Licht erfassen, das von einem anderen der
Abbildungselemente abgebildet wird. Auf diese Weise können die
Bildinformationen, die dem durch eines der Abbildungselemente hindurch
getretenen Licht entsprechen, separat von den Bildinformationen
erfasst und verarbeitet werden, die dem Licht entsprechen, dass
durch ein anderes der Abbildungselemente hindurch getreten ist.
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Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, dass
die Vorrichtung Auslesemittel und/oder Verarbeitungsmittel umfasst,
die die von den Erfassungsmitteln erfassten Bildinformationen des
Objektes auslesen und/oder verarbeiten können. Als Auslesemittel können beispielsweise
Kabel und Schnittstellen gesehen werden, mittels denen ein CCD-Chip
mit einem Computer verbunden werden kann, wobei der Computer als
Verarbeitungsmittel dient. In einem derartigen Verarbeitungsmittel
können
die digitalen Bilddaten eines Objektes entsprechend bearbeitet werden.
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Erfindungsgemäß kann es sich bei den Bildinformationen
um Informationen über
statische Bilder beispielsweise in Form von Fotoinformationen oder aber
um Bildinformationen über
bewegte Bilder beispielsweise in Form von Videoinformationen handeln.
Durch die vorliegende Erfindung wird der Benutzer somit in die Lage
versetzt, dreidimensionale Fotos oder dreidimensionale Videos aufzunehmen und
zu bearbeiten.
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Gemäß Anspruch 18 ist vorgesehen,
dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Wiedergabe von Bildinformationen eines Objektes dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Wiedergabemittel Bildinformationen wiedergeben können, die
mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Erfassung von Bildinformationen erfasst worden sind. Mithin
können
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Wiedergabe von Bildinformationen die vorgenannten dreidimensionalen
Fotos oder die vorgenannten dreidimensionalen Videos wiedergegeben
werden.
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Insbesondere können dabei bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Wiedergabe von Bildinformationen die Abbildungsmittel wie die
Abbildungsmittel der Vorrichtung zur Erfassung von Bildinformationen
gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet sein. Damit können beispielsweise auch die im
Rahmen der Erfassung der Bildinformationen verwendeten Abbildungsmittel
vor den Wiedergabemitteln angeordnet werden, um eine dreidimensionale Wiedergabe
der erfassten Bildinformationen zu ermöglichen. Wenn somit die Abbildungsmittel
als zwei zueinander gekreuzte Zylinderlinsenarrays ausgebildet sind,
können
diese Arrays von gekreuzten Zylinderlinsen auch vor den Wiedergabemitteln
angeordnet werden, um die Betrachtung eines dreidimensionalen Fotos
oder eines dreidimensionalen Videos zu ermöglichen.
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Weiterhin besteht die Möglichkeit,
dass die Abbildungsmittel den Abbildungsmitteln der Vorrichtung
zur Erfassung von Bildinformationen gemäß der vorliegenden Erfindung
entsprechen, jedoch gegenüber
diesen vergrößert oder
verkleinert sind. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, vergrößernden
Wiedergabemitteln auch entsprechend vergrößerte Abbildungsmittel zuzuordnen,
so dass durch vergleichsweise einfache Maßnahmen ein beispielsweise
vergrößertes dreidimensionales
Abbild des Objektes erzeugt werden kann.
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Die Wiedergabemittel können erfindungsgemäß als passive
Wiedergabemittel, insbesondere als Ausdruck oder dergleichen ausgebildet
sein. Ein Ausdruck stellt sicherlich eine sehr einfach realisierbare
Form der Wiedergabemittel dar. Insbesondere kann ein Ausdruck auch
problemlos skaliert werden, beispielsweise in seiner Größe verdoppelt
oder verdreifacht werden. Entsprechend der Größe des Ausdrucks müssen nur
entsprechend vergrößerte oder verkleinerte
Abbildungsmittel gewählt
werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Wiedergabemittel als aktive
Wiedergabemittel, insbesondere als Bildschirm oder Display in Form
eines Kathodenstrahlbildschirms oder eines Flüssigkristallsbildschirms oder
als optisches Bildausgabegerät, beispielsweise
als Beamer oder Laserfernsehen oder dergleichen ausgebildet. Es
besteht somit beispielsweise die Möglichkeit, als Array aus gekreuzten
Zylinderlinsen ausgebildete Abbildungsmittel vor einem Flüssigkristallbildschirm
zu positionieren, so dass durch eine derartige Anordnung die Bildinformationen
des erfassten Objektes dreidimensional ausgegeben werden können.
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Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung zur Wiedergabe
ebenfalls so gestaltet werden, dass es sich bei den Bildinformationen
um Informationen über
statische Bilder, beispielsweise in Form von Fotoinformationen,
oder aber um Informationen über bewegte
Bilder, beispielsweise in Form von Videoinformationen handeln kann.
Es besteht also insbesondere die Möglichkeit, ein Flüssigkristallbildschirm
mit einem entsprechenden Linsenmittel zu versehen, so dass ein Betrachter
dreidimensionale Videos anschauen kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch
24 sieht vor, dass vermittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Erfassung von Bildinformationen Bildinformationen eines Objektes
erfasst werden, und dass vermittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Wiedergabe von Bildinformationen die erfassten Bildinformationen
wiedergegeben werden.
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Vorteilhafterweise können dabei
nach der Erfassung und vor der Wiedergabe der Bildinformationen
diese bearbeitet werden, insbesondere digital bearbeitet werden.
Aus dem Stand der Technik ist das Problem bekannt, dass mit Integralfotographie erstellte
Fotos oftmals zwei dreidimensionale Bilder zeigen, nämlich eines
vor und eines hinter den Wiedergabemitteln. Dies kann beispielsweise erfindungsgemäß durch
digitale Bildbearbeitung verhindert werden, so dass der Betrachter
beispielsweise nur ein Bild hinter den Wiedergabemitteln beispielsweise
hinter der Oberfläche
des Flüssigkristallbildschirms
wahrnimmt.
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Ein erfindungsgemäßes Mikroskop gemäß Anspruch
26 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformationen mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Erfassung von Bildinformationen erfasst und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Wiedergabe von Bildinformation wiedergegeben werden können. Es
bietet sich hier besonders an, biologische Objekte dreidimensional
mit dem erfindungsgemäßen Mikroskop
zu beobachten. Hier könnte zum
Beispiel der Betrachter auf als Flüssigkristallbildschirm ausgebildeten
Wiedergabemitteln, auf denen entsprechende Linsenmittel angeordnet
sind, das zu untersuchende Objekt dreidimensional zu betrachten.
Ein derartig dreidimensional betrachtetes Objekt lässt sich
deutlich einfacher manipulieren als ein zweidimensional betrachtetes
Objekt.
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Die erfindungsgemäße Videovorrichtung gemäß Anspruch
27 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformationen mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Erfassung von Bildinformationen erfasst und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Wiedergabe von Bildinformationen wiedergegeben werden können.
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Die erfindungsgemäße Fotovorrichtung gemäß Anspruch
28 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformationen mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Erfassung von Bildinformationen erfasst und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Wiedergabe von Bildinformationen wiedergegeben werden können.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
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1a eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung
von Bildinformationen eines Objektes;
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1b eine
Ansicht gemäß dem Pfeil
I b in 1a;
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2 eine
Ansicht gemäß dem Pfeil
II in 1a;
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3 eine
Ansicht gemäß dem Pfeil
III in 1a;
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4a eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wiedergabe
von Bildinformationen eines Objektes;
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4b eine
Ansicht gemäß dem Pfeil
IV b in 4a.
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In den vorgenannten Abbildungen sind
zur besseren Orientierung Achsen eines kartesischen Koordinatensystems
eingezeichnet.
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Aus 1a und 1b ist ein Objekt 1 ersichtlich,
das schematisch als Pfeil dargestellt ist. Das Objekt 1 kann
ein selbstleuchtendes Objekt oder aber ein von externen Lichtquellen
beleuchtetes Objekt sein. Von dem von dem Objekt ausgehenden Licht
sind in 1a und 1b einzelne Teilstrahlen 2, 3 abgebildet,
die von unterschiedlichen Enden des Objekts 1 ausgehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung
von Bildinformationen des Objektes umfasst als Abbildungsmittel
dienende Linsenmittel 4 und Erfassungsmittel 5.
Die Linsenmittel 4 weisen sowohl auf ihrer Eintrittsfläche 6,
als auch auf ihrer Austrittfläche 7,
das heißt
sowohl auf ihrer dem Objekt 1 zugewandten Seite, als auch
auf ihrer von dem Objekt abgewandten Seite ein Array von insbesondere
konvexen Zylinderlinsen 8, 9 auf. Dabei weisen
die Zylinderlinsen 8 auf der Eintrittsfläche 6 eine
Zylinderachse in X-Richtung
und die Zylinderlinsen 9 auf der Austrittfläche 7 eine
Zylinderachse in X-Richtung auf. Die Zylinderlinsen 8, 9 sind
somit senkrecht zueinander angeordnet und stellen gekreuzte Zylinderlinsen 8, 9 dar.
Auf diese Weise werden durch Zusammenfassung von Eintrittsfläche 6 und
Austrittsfläche 7 eine
Vielzahl von als Abbildungselementen dienenden Linsenelementen 10 gebildet,
die jeweils einen Zylinderlinsenanteil auf der Eintrittfläche 6 und
einen Zylinderlinsenanteil auf der Austrittfläche 7 umfassen. Diese
Linsenelemente 10 sind aus der Vorderansicht der Eintrittsfläche gemäß 2 noch einmal deutlich ersichtlich.
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Die Linsenmittel 4 können sowohl
in X-, als auch in Y-Richtung ausgedehnter sein als in 1a, 1b und 2 abgebildet,
insbesondere können die
Linsenmittel 4 deutlich mehr Linsenelemente 10 umfassen
als dargestellt.
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Zwischen den Zylinderlinsen 8 auf
der Eintrittsfläche 6 sind
Nuten 11 ausgebildet. Zwischen den Zylinderlinsen 9 auf
der Austrittsfläche 7 sind
Nuten 12 ausgebildet. Auf diese Nuten 11, 12 auftreffende
Teilstrahlen von dem Objekt 1 treten entweder nicht in
Richtung auf die Erfassungsmittel 5 durch die Linsenmittel 4 hindurch
oder aber werden derart unkontrolliert abgelenkt, dass sie nicht
oder nicht gezielt von den Erfassungsmitteln 5 aufgenommen
werden können.
Die Nuten 11, 12 erhöhen somit den Kontrast zwischen
Licht, das durch unterschiedliche Linsenelemente 10 hindurchgetreten
ist.
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Die Zylinderlinsen 8, 9 können eine
sphärische
Krümmung
aufweisen. Es besteht jedoch erfindungsgemäß durchaus auch die Möglichkeit,
dass die Zylinderlinsen 8, 9 als zylinderlinsenähnliche
Linsen mit einer asphärischen
Krümmung
ausgebildet sind. Hier könnte
beispielsweise eine parabolische, elliptische, hyperbolische, sinusförmige oder
polynome Krümmung
höherer
Ordnung gewählt
werden.
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Es besteht durchaus die Möglichkeit,
dass die Zylinderlinsen 8, 9, die in den Randbereichen
der Eintrittsfläche 6 beziehungsweise
der Austrittsfläche 7 angeordnet
sind, eine stärkere
oder schwächere Krümmung aufweisen
als die Zylinderlinsen 8, 9 im zentralen oder
mittleren Bereich der Eintrittsfläche 6 oder der Austrittsfläche 7.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die durch die weiter
außen
angeordneten Linsenelemente 10 der Linsenmittel 4 hindurchtretenden
Strahlen gezielt stärker
oder auch schwächer
abgelenkt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der Abstand
der Erfassungsmittel 5 von den Linsenmitteln 4 verändert werden
kann, um damit dem Abstand des Objektes 1 von den Linsenmitteln 4 Rechnung
zu tragen. Insbesondere kann dann, wenn der Abstand von Erfassungsmittel 5 zu Linsenmittel 4 in
etwa der Brennweite der einzelnen Linsenelemente 10 entspricht,
eine mehr oder weniger gute Abbildung des Objektes 1 auf
die Erfassungsmittel 5 durch die Linsenmittel 4 gewährleistet werden.
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Die Erfassungsmittel 5 können beispielsweise
als Array von CCD-Chips 13 ausgebildet
sein, wie dies schematisch in 3 angedeutet
ist. Es besteht hierbei beispielsweise die Möglichkeit, dass einem CCD-Chip 13 mehrere
Linsenelemente 10, insbesondere beispielsweise 20 bis 70,
insbesondere 48 zugeordnet sind. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit,
mehr als die vorgenannte Anzahl von Linsenelementen 10 einem
CCD-Chip 13 zuzuordnen. Beispielsweise könnten auch
die gesamten Erfassungsmittel 5 aus einem einzigen großen CCD-Chip
bestehen. Alternativ bestünde
auch die Möglichkeit,
jedes der Linsenelemente 10 einem CCD-Chip 13 zuzuordnen
oder sogar jedem der Linsenelemente 10 mehr als einen CCD-Chip 13 zuzuordnen.
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Es besteht erfindungsgemäß jedoch
durchaus die Möglichkeit,
anstelle eines CCD-Chips 13 oder eines Arrays von CCD-Chips 13 anders
gestaltete Erfassungsmittel 5 vorzusehen. Es könnte sich hierbei
um Erfassungsmittel handeln, die Licht detektieren können und
die in diesem Licht enthaltenen Bildinformationen speichern können und/oder
an eine Auswerteeinheit weitergeben können. Weitere Möglichkeiten
für Erfassungsmittel
sind Teile einer Druckvorrichtung wie beispielsweise eine Druckwalze
oder dergleichen auf der die dem Objekt 1 entsprechenden
Bildinformationen dahingehend Veränderungen auslösen, dass
entsprechend der Bildinformationen ein gezielter Tonerauftrag erfolgen
kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung
von Bildinformationen kann weiterhin Auslesemittel für das Auslesen
von Daten aus den Erfassungsmitteln umfassen. Insbesondere können diese Auslesemittel
mit Verarbeitungsmitteln gekoppelt sein. Hier kann ein Computer
eingesetzt werden, in den die Bilddaten aus den beispielsweise als
Array von CCD-Chips 13 ausgebildeten Erfassungsmitteln 5 eingelesen
werden. Diese Daten können
entsprechend digital verarbeitet werden.
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Die in 4a und 4b abgebildete Vorrichtung
zur Wiedergabe von Bildinformationen umfasst im Wesentlichen Wiedergabemittel 14 und
als Abbildungsmittel dienende Linsenmittel 15, die zwischen
den Wiedergabemitteln 14 und dem schematisch eingezeichneten
Auge 16 des Betrachters angeordnet sind. Auf diese Weise
wird gewährleistet, dass
von den Wiedergabemitteln 14 ausgehendes Licht durch die
Linsenmittel 15 auf das Auge 16 des Betrachters
fällt.
Insbesondere können
die Linsenmittel 15 exakt den Linsenmitteln 4 entsprechen.
Es besteht aber auch die Möglichkeit,
dass die Linsenmittel 15 um einen vorgebbaren Faktor größer oder kleiner
als die Linsenmittel 4 sind, je nach dem ob die Wiedergabemittel 14 die
von den Erfassungsmitteln 5 aufgenommenen Bildinformationen
gleich groß, vergrößert oder
verkleinert wiedergeben. Auf eine detaillierte Abbildung der Linsenmittel 15 entsprechend 2 wird an dieser Stelle
verzichtet, weil insbesondere bei gleicher Größe der Linsenmittel 4 und der
Linsenmittel 15 diese auch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung exakt gleich aufgebaut sind.
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Als Wiedergabemittel 14 kann
beispielsweise ein Ausdruck der Bildinformationen verwendet werden.
Dieser Ausdruck müsste
dann geeignet beleuchtet werden, um dem Betrachter den Anblick des Bildes
zu ermöglichen.
Anstelle eines Ausdrucks könnte
als Wiedergabemittel 14 auch ein Bildschirm, beispielsweise
ein Flüssigkristallbildschirm
verwendet werden. Unter Umständen
könnten
hierbei die Linsenmittel 15 direkt auf den Flüssigkristallbildschirm
beziehungsweise das Flüssigkristalldisplay aufgebracht
werden.
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Weiterhin besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit,
als Wiedergabemittel 14 Lichtaustrittsflächen von
optischen Bildausgabegeräten
wie beispielsweise Beamer oder Laserfernsehen oder dergleichen zu
verwenden.
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Durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen wird dem Betrachter
ein dreidimensionales Bild des Objektes 1 zur Verfügung gestellt.
Bei dem Objekt 1 kann es sich dabei um ein statisches Objekt handeln,
von dem ein dreidimensionales Foto erstellt wird. Es besteht jedoch
durchaus auch die Möglichkeit,
dass es sich bei dem Objekt 1 um ein bewegtes Objekt handelt,
so dass bewegte Bilder von dem Objekt aufgenommen werden. Auf diese
Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen dreidimensionale Videobilder
ausgeben.
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Es besteht insbesondere die Möglichkeit, nach
dem Erfassen und vor der Wiedergabe der Bildinformationen diese
digital derart zu verarbeiten, dass der Betrachter das Objekt in
jedem Fall als hinter den Linsenmitteln 15 angeordnet ansieht.
Es gibt bei dem als Integralfotografie bekannten Stand der Technik
das Problem, dass unter Umständen
zwei Bilder entstehen, nämlich
eines vor den Linsenmitteln und eines hinter den Linsenmitteln.
Dies kann durch entsprechende digitale Bildbearbeitung vermieden
werden.
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Einen weitere Anwendung der vorliegenden Erfindung
ist in der dreidimensionalen Mikroskopie zu sehen, wo hierbei insbesondere
biologische Objekte dreidimensional beobachtet und auf diese Weise
besser verändert
werden können.
Hierbei könnte eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Erfassung und Wiedergabe von Bildinformationen Teil eines Mikroskops
sein, wobei der Betrachter beispielsweise auf einem als LCD-Display
ausgebildeten Wiedergabemittel, auf dem entsprechende Linsenmittel
angeordnet sind, das zu untersuchende Objekt dreidimensional betrachten
kann. An einem derartig dreidimensional betrachteten Objekt lassen
sich natürlich
wesentlich einfacher Manipulationen mit kleinsten Werkzeugen durchführen.
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- 1
- Objekt
- 2,
3
- Teilstrahlen
des Lichtes vom Objekt
- 4
- Linsenmittel
- 5
- Erfassungsmittel
- 6
- Eintrittsfläche
- 7
- Austrittsfläche
- 8,
9
- Zylinderlinsen
- 10
- Linsenelemente
- 11,
12
- Nuten
- 13
- CCD-Chip
- 14
- Wiedergabemittel
- 15
- Linsenmittel
- 16
- Auge
des Betrachters