DE3126938C2

DE3126938C2 - Vorrichtung zur Bild-Auswertung

Info

Publication number: DE3126938C2
Application number: DE3126938A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Wolfgang Dipl.-Ing. 8000 München Köhler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-08
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1984-07-12
Also published as: DE3126938C3; DE3126938A1

Abstract

Eine derartige Vorrichtung mit mindestens einem Linien-Detektor für das Bild ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Optik (3) zum Erzeugen eines reellen optischen Zwischenbilds des abzubildenden Gegenstands, einen Bild-Teiler (5) am Ort (A) des reellen Zwischenbilds zum Ausblenden eines mindestens teilweise dem Linien-Verlauf des Linien-Detektors (9) entsprechenden Linien-Teils des reellen Zwischenbilds in Richtung zum Linien-Detektor (9), und mindestens einen Flächen-Detektor (11) zum Empfang des restlichen, nicht zum Linien-Detektor ausgeblendeten Bild-Teils. Auf diese Weise wird jederzeit genau die relative Lage des vom Linien-Detektor erfaßten Gegenstand-Ausschnitts zum Gesamt-Gegenstand angezeigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bild-Auswertung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur elektronischen Aufnahme von Bildern, insbesondere sehr komplizierter, unregelmäßiger Strukturen wie in der Medizin (z. B. für Zellgewebe-Untersuchungen) mit Bio-Mikroskopen, können strahlenempfindliche Sensoren in Form von Linien-Detektoren eingesetzt werden, weil sie besondere Vorteile aufweisen:

— sehr hohe Auflösung,

— eichbare Empfindlichkeit einzelner Detektoren, die

geometrisch beliebig ancinanderreihbar sind (/.. B. in Form einer Zeile oder eines Kreises),

— einfache Verarbeitungsmöglichkeit ihres Ausgangs-Signals durch einen Recniu, (insbesondere überschaubare Datenmenge).

— hreite spektrale Fjnpfindlichkcii (/. Ii. mich im na

hen Infrarot).

— Möglichkeit der spektral-photometrischen Ausmessung durch wechselbare Filteianoidnungen,

— geringe mechanische Abmessungen und niedriges Gewicht,

— niedriger Gestehungspreis.

Nachteilig bei Linien-Detektoren ist jedoch, daß sie naturgemäß nur einen kleinen Bildausschnitt erfassen

ίο können, dessen genaue Lage innerhalb des Bildes gerade bei kompliziert abzubildenden Strukturen (Gegenständen) zumindest sehr schwierig bzw. nur sehr unsicher zu ermitteln isl, d. h., es bleibt dann weitgehend offen, welchem Linien-Teil (Ausschnitt) der abzubildcnden Struktur die vom Teilbereichs-Detektor abgegebenen Signale genau anzuordnen sind.

Da der Linien-Detektor zu einem bestimmten Zeitpunkt nur einen Teilbereich erfassen kann, wird er hier als Teilbereichs-Detektor bezeichnet.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die (jederzeit) genau die relative Lage des vom Teilbcreichs-Detektor erfaßten Gegenstands-Ausschnitte zum Gesamt-Gegenstand anzeigt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Lehre nach dem Kennzeichnen des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäß eingesetzten, zudem sehr kostengünstigen Flächen-Detektoren besitzen zwar nicht

jo die hohe Auflösung der Teilbereichs-Detektoren, so daß sie keinesfalls letztere ersetzen können, genügen jedoch voll den Anforderungen an die Erfassung des nicht zum Teilbereichs-Detektor gelangenden Bildteils. Besonders einfach ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dann.

)5 wenn der Flächen-Detektor durch das menschliche Auge eines Beobachters gebildet ist, was für viele Zwecke ausreicht; z. B. kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in ein Mikroskop oder eine Fundus-Kamera eingebaut werden.

Der Flächen-Detektor erfaßt also praktisch das Gesamt-Bild mit Ausnahme desjenigen Linien-Bild-Anteils, der zu mindestens einem Teilbereichb-Detektor ausgeblendet wird und in seiner Form mindestens teilweise dem Teilbereichs-Detektor entspricht, so daß der Teübereichs-Detektor im wesentlichen als Schatten im Gcsamt-Bild vom Flächen-Detektor, insbesondere vom menschlichen Auge, angezeigt bzw. wahrgenommen wird. Damit ist jederzeit — zudem in sehr einfacher Weise — die genaue Zuordnung des Teilbereichs-Detektors zum Gegenstand gesichert.

Es versteht sich, daß nicht der gesamte ausgeblendete Linien-Bild-Teil zu mindestens einem Teilbereichs-Detektor gelangen muß, sondern daß einzelne Abschnitte von ihm z. B. zur Positionierung dienen können, insbesondere wenn in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung (vgl. die entsprechenden Unter-Ansprüche) der Büdteiler beweglich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders vorteilhaft, wenn z. B. zwei Teilbereichs-Detektoren

bo vorgesehen sind, die in einer festen geometrischen Beziehung zueinander stehen, um entsprechende Linien-Bild-Teile in gleicher geometrischer Beziehung zu erfassen, da durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Flächen-Detektor jeder/eil die genaue ' age tier beiden Tcilbereichs-Detcktoren angezeigt ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen !"lachen-Detektoren können einen beliebigen Aufbau haben, da sie lediglich den Schatten des ausgeblendeten Linien-Bild-

Teils erfassen müssen. Insbesondere kommen herkömmliche Fernseh-Kameraröhren und Halbleiter-Detektoren in Frage, z. B. CCD-Flächen-Chips, aber auch ph.otographische Schichten, z. B. des Films einer Spiegelreflex-Kamera, wo auch das menschliche Auge (kurz vor und nach der Aufnahme) Flächen Detektor im erfindungsgemäßen Sinn ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den (weiteren) Unteransprüchen angegeben:

Danach kann der Bildteiler sehr einfach und damit kostengünstig unter Verwendung geometrischer Optik ausgeführt werden.

Durch den vorzugsweise vorgesehenen Schritt-Motor für den Antrieb des Bildteilers wird besonders zweckmäßig eine automatische Abtastung Linie für Linie (Zeile für Zeile) des Gegenstands bzw. des erzeugten reellen optischen Zwischenbilds ermöglicht oder eine automatische Nachführung bzw. Positionierung einer sich bewegenden Vorlage.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläurert. Es zeigt

Fi g. 1 schematisch in Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Bildteiler einen geraden Spiegel-Streifen besitzt;

F i g. 2a, 2b das Ausführungsbeispiel von F i g. 1 (in vereinfachter Darstellung) bei verschobenem bzw. gedrehtem Bildteiler; und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ähnlich Fig. 1, wobei der Bildteiler jedoch mit einem Spiegel-Slreifen-Ring anstatt einem geraden Spiegel-Streifen versehen ist.

Gemäß F i g. 1 durchsetzt einfallende Strahlung 1 von einem (nicht gezeigten) abzubildenden Gegenstand eine Optik 3, die ihrerseits ein reelles Zwischenbild einer Ebene A erzeugt.

Genau in der Ebene A befindet sich ein Spiegel-Streifen 7 eines Bildteilers 5 in Form eines Prismenblocks mit schräger Grenzfläche 6, in der auch der Spiegel-Streifen 7 liegt.

Durch den Bildteiler 5 wird einerseits ein Linien-Bild-Teil mittels des Spiegel-Streifen 7 über eine wahlweise vorhandene Optik 8 (zusätzlich kann je iiach Bedarf, /. B. für spektralphotometrische Messungen, ein manuell oder motorisch bewegbarer Filter 8a vorgesehen sein) auf einen Teilbereichs-Detektor 9 und andererseits der restliche flächige Bild-Teil über eine wahlweise vorhandene Optik 10 auf einen Flächen-Detektor 11 hin- ;ui5gespiegclt, auf dem der Spiegel-Streifen 7 als Schatten ^erscheint.

F i g. 2a zeigt vereinfacht d;is Aiisführungsbeispicl von Fig. 1, wobei der Bildtciler 5 senkrecht zur einfallenden Strahlung 1 und parallel zur Zeichenebene verschoben zwei Stellungen 5c7 bzw. 5b einnimmt, denen dann entsprechende Stellungen Ta bzw. 76 des Spiegel-Streifens 7 und Stellungen 12,/ bzw. \2b des Schattens ^entsprechen.

Die mechanische Einrichtung zur Verschiebung des Bildteilers 5 ist nicht gezeigt, sie kann z. B. einen Sehritt-Motor zum automatischen Abtasten oder zur automatischen Nachführung bzw. Positionierung besitzen. Sie kanr so ausgeführt werden, daß der Bildteiler auch so weit aus dem Bildstrahlengang 1 herausbewegt werden kann daß der bildaufteilende Teil des Bildteilcrs außerhalb des beobachteten Gesamtbildes zu liegen kommt.

I ι g. 2b zeigt eine Abwandlung des Aiisführungsbeispit'K von K i g. I. in dem der (nicli¹ gezeigte) Bildteiler 5 um eine Drehachse (.' parallel zur einlallenden Strahlung I L-cdiJn wird, so ilaß (Wr Schalten 12 aiii dem Flächen-Detektor 11 dünn die Stellung 12c einnimmt.

F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das sich von dem in F i g. 1 —2 dadurch unterscheidet, daß anstelle eines geraden Spiegel-Streifens ein Spiegel-Streifen-Ring 17 von Kreis- oder Ellipsen-Form im Bildteiler 5 entsprechend einer kreis- bzw. ellipsenförniigen Anordnung 19 von Teilbereichs-Detektoren vorgesehen ist so daß ein kreis- bzw. ellipsenförmiger Schatten 22 auf dem Flächen-Detektor 11 erzeugt wird.

Selbstverständlich ist auch jede beliebige andere als kreis- oder ellipsenförmige Anordnung von Teilbereichs-Detektoren möglich. Weitere Vorteile bringt die erfindungsgemäße Anordnung, wenn der Spiegel-Streifen 7 dichroitisch ausgeführt ist und damit mehrere der Bildteiler hintereinander angeordnet werden können, um z. B multispektrale Messungen ausführen zu können.

Eine gleichzeitige Auswertung mehrerer Bildteile ist

möglich, wenn der Bildteiler mehrerer total, teilweise oder dichroitisch ausspiegelnde Flächen enthält, die jeweils einem eigenen Teilbereichs-Detektor zugeordnet werden, um Vergleichsmessungen durchführen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Beobachtungs- bzw. Umersuchungsgerät mit Abbildungssystemen (3, 8 10), die das Objekt einerseits in seinem ganzen Umfang und andererseits nur bezüglich eines Teilbereich? wiedergeben, d a durch gekennzeichnet, daß sich in einer Zwischenbildebene (A)ein Bildteiler (S) befindet, der einen bestimmten kleinen Bereich des Zwischcnbildes über das eine Abbildungssystem (8) einem Teilbereichsdetektor (9) zukommen laßt, während der übrige Teil des Zwischenbildes auf das andere Abbildungssystem (10) gelang).

2. Gerät nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Abbildungssystem (10) ein Okular ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Abbildungsebene (11) des anderen Abbildungssystems (10) ein Flächendetektor, ein photographischer Film oder eine Fernsehkamera befindet.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Bildteil total, teilweise oder dichroitisch herausspiegelnde Bildteiler (5) aus einem Prismenblock oder schräg angeordnetem Spiegel besteht.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der herausspiegelnde Teil des Bildteilers (5) dem geometrischen Verlauf des Teilbereichsdetektors (9) mindestens teilweise angepaßt ist und beispielsweise streifenförmig ausgebildet ist.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildteiler eine oder mehrere dichroitisch, teil- oder vollreflektierende Flächen enthält, die jeweils geoemetrisch jede für sich einem eigenen Teilbereichsdetektor zugeordnet sind.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß er Büdteiler (5) kinematisch mit dem oder den beweglich gelagerten Teilbereichsdetektor(en) verbunden ist.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Büdteiler (5) durch eine manuell oder motorisch angetriebene Mechanik senkrecht zum Strahlengang der Optik (3) verschiebbar (F i g. 2a) und/oder um diese Achse drehbar ist (F ig. 2b).