DE3240032A1

DE3240032A1 - "bildinformationsprozessrechnungseinrichtung"

Info

Publication number: DE3240032A1
Application number: DE19823240032
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Hachiouji Tokyo Horikawa
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-10-26
Filing date: 1982-10-26
Publication date: 1984-05-03
Also published as: DE3240032C2; US4559645A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung, bei der, falls mit einer Speicher-Bildtastungseinrichtung eine Abtastung eines Objektes durchgeführt wird, das ein im wesentlichen stationäres Stadium und ein Übergangsstadium aufweist, die nicht notwendigen Bilder, die während des Übergangsstadiums eingespeichert werden, entfernt werden,und die Zeiteinteilung durch einen interface-Schaltkreis so durchgeführt wird, daß die Zeiteinteilung innerhalb des Prozeßsystem keinerlei Probleme mehr aufwirft.

Wenn verschiedene Abbildungen nacheinander in einen als Speicher-Bildabtastungseinrichtung oder als Voll-Aufnahmeeinrichtung ausgebildeten Bildsensor eingegeben werden, werden bei der fertigen Aufnahme, wenn sich die Bilder verändert" haben, die Informationen vor der Änderung und nach der Änderung vermischt. Dies liegt darin begründet, daß die Speicher-Bildabtastungseinrichtungen kein momentanes Bild aufnehmen, sondern die Bilder stufenweise für eine feste Speicherzeit fest speichern.Daher ist es, um eine richtige Information zu erhalten> notwendig, die gespeicherten Bilder zu entfernen, wenn sich die Bilder vorübergehend ändern. In diesem Falle.können die nicht notwendigen Abbildungen innerhalb des Prozeßsystems durch Anwendung entsprechender Software geändert werden, aber falls die Bildänderung mit hoher Geschwindigkeit oder unabhängig vom Prozeßsystem abläuft, ergeben sich große Nach^ teile. Das bedeutet, falls die Bildänderung unabhängig vom

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Prozeßsystem und mit hoher Geschwindigkeit verläuft , daß es notwendig ist, um die Daten der nicht notwendigen Abbildungen zu entfernen, während einer Abtastung der Einzelbilder direkt nach einer Bildänderung einen vorzunehmen und die notwendigen Bilddaten anschließend zu erhalten. Wenn die Bilder mit Hilfe von Software verwertet werden sollen, ist es notwendig, sie mit dem Bildsensor mit einer Zeitzählung zu versehen. Außerdem, wenn eine Methode angewendet wird, bei der die nicht notwendigen Bilddaten entfernt werden, nachdem alle Bilde einschließlich der nicht notwendigen Bilder aufgenommen und gespeichert sind, ist eine Vielzahl von Speichern notwendig.

• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine BiIdinformationsprozeßrechnungseinrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, wenn die Bildänderung unabhängig vom Prozeßsystem und mit hoher Geschwindigkeit verläuft, die nicht notwendigen Bilddaten zu entfernen und die Zeiteinteilung in einem separaten Interface-Schaltkreis so vorgenommen werden kann, daß innerhalb des Prozeßsystems keinerlei Probleme mehr auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher eine Einrichtung vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bildsignale, die in der Speicher-Bildabtastungseinrichtung gespeichert werden, .wenn in Bezug auf das BiIdobjekt das übergangsstadium festgestellt wird und sich das Bildobjekt verändert, nicht für die Signalauswertnng verwendet werden, sondern nur die Bildsignale, die in der Speicher-Bildabtastungseinrichtung gespeichert werden während

eines im wesentlichen stationären Stadiums., das beginnt, nachdem das stationäre Stadium festgestellt worden ist und das endet^bevor das^nächste Übergangs stadium f estge_stellt

i wird, für die Signalauswertung verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die

Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung eine Speicher-.Bildabtastungseinjrichtung, einen Probenhalterungskreis, der mit dem Bildsensor verbunden ist und die Bildsignale vom Bildsensor festhalten kann und ein Bildinformationsprozeßrechnungskreis auf, der mit dem Bildsensor und dem Prcjben-

halterungskreis verbunden ist, und der Bildinformationspr&zeßrechnungskreis arbeitet in der Weise, daß die im Bildsensor gespeicherten Bildsignale, wenn ein Objekt, dessen Bild abgetastet wird, von einem Zustand in den anderen wechselt, entfernt werden, indem der Probenhalterungskreis in ein inoperatives Betriebsstadium geschaltet wird, wenn die Daten entnommen werden, daß aber die Bildsignale, die iip Bildsensor gespeichert sind, nach Feststellung einer Stadiumsänderung"bis zur Feststellung einer erneuten Stadiumsänderung festgehalten werden, indem der Probenhalterungskreis synchron mit der Datenaufnahme in seinen Betriebszustand geschaltet wird. Daher ist es nicht mehr notwendig, spezielle Zeitmessungen durchzuführen und die Anzahl der notwendigen Speicher ist klein.

Die Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung kann mit einem Tor-Schaltkreis versehen sein, der den Probenhalterungsschaltkreis inaktiviert.

In. der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. IA und IB ein optisches Grundsystem einer ScharfStellungseinrichtung mit einer Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Darstellung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild mit dem elektrischen Schaltkreis der Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung. .·

Fig. 3< eine Lichtuntrebrechungsplatte in einer schematischen Vorderansicht,

Fig. 4A bis 4D Lichtintensitätsstreuungen und Corelationen bei den Lichtsensoren in grafischen Darstellungen,

Fig. 5A bis 5G verschiedene Variable über der Zeit in grafischen Darstellungen,

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform eines optischen Grundsystems, bei dem eine erfindungsgemäße Bildinformationsverarbeitungseinrichtung verwendet wird, in einer schematischen Darstellung und

F i g. 7 ein optisches System einer mikroskopischen Fotoeinrichtung, bei der die Ausführung nach Fig. 2 angewendet wird.

Fig. IA und UB zeigen ein optisches Grundsystem einer Scharfstelleinrichtung mit der erfindungsgemäßen Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung. In Fig. IA und Fig. IB ist mit 1 eine Abbildungslinse, mit eine Lichtunterbrechungsplatte, die drehbar um eine optische Achse O als Zentrum der oder in der Nähe der Pupille im vorderen Bereich der Linse angeordnet' ist und die mit einer -Öff-

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nung 2a, die im Inneren der Pupille angeordnet ist, versehen ist, und mit 3 ein Bildsensor bezeichnet, der als Gesamtbildaufnahmeeinrichtung so in der Brennpunktsposition angeordnet ist, daß ein Bild Q in der Brennpunksebene abgebildet wird, wobei dies auf dem Bildsensor 3 abgebildet wird, und scharf gestellt ist, und, wie in Fig. 1 dargestellt, wenn die Öffnung 2a sich in ihrer oberen Position befindet oder, wie in Fig. IB dargestellt, sich die Öffnung 2a in ihrer unteren Position befindet, die Bilder Q und Q¹ in exakt der gleichen Position in vertikaler Richtung zur optischen Achse O abgebildet werden. In dem Fall aber, daß nicht scharf gestellt ist, d.h., daß der, Brennpunkt sich weiter vorn oder weiter hinten befindet, wird das Bild Q in einer anderen Position als in der Brennpunksebene und damit auch in einer .

anderen Position als auf dem Bildsensor 3 abgebildet. Daher wird dann auf dem Bildsensor 3 nur ein unklares Bild Ql oder Q2j in einer Position, die in entsprechender Entfernung und jeweils auf der anderen Seite in der vertikalen Richtung zur optischen Achse O entfernt von der Abbildung Q liegt,abgebildet.. Außerdem ändert sich die Bildposition von Fig. IA au Fig. IB von Ql zu Ql¹ oder von Q2 zu Q2'.

Daher ist, wenn die Bildstellung so eingestellt ist, daß sie sich nicht bewegt, auch wenn die Lichtunterbrechungsplatte 2 rotiert, die Linse 1 in der richtigen Position scharf gestellt. Die entsprechende Bewegungsrichtung der Abbildung Ql und Q2 sind im Falle einer vorderen Brennpunktslage und im Falle einer hinteren Brennpunktslage unterschied lieh. Daher kann,wenn die Bewegungsrichtung festgestellt ist,

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entschieden werden, ob die Brennpunktslage in den vorderen oder in den hinteren Bereich fällt. Außerdem kann der Betrag der Abweichung der Brennpunktslage aus dem Betrag der Abweichung der Bilder Ql oder Q2 errechnet werden und daher kann die Scharfstellung in einem Arbeitsgang erfolgen.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des elektrischen Schaltkreisteils der erfindungsgemäßen Bildinformatiansprozeßrechnungseinrichtung. Mit 2'. ist eine Lichtunterbrechungsplatte bezeichnet, deren Mittelachse 2'a zur optischen Achse O parallel ist, die drehbar um die Achse 2'a gelagert ist, die als eine Grenzlinie eine Teilungslinie 2'b aufweist, die als Kreis um den Radius R ausgebildet ist pnd die mit dem Zentrum einer Pupille 4, d.h. mit der optischen Achse O, zusammenfällt, die innerhalb und außerhalb der teilenden Kreislinie Bereiche in Intervallen von jeweils 90° des Kreiswinkels aufweist, die jeweils abwechselnd durchsichtig ausgebildet sind, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, und die die gleiche Funktion hat wie die Lichtunterbrechungsplatte 2, die in Fig. 1 dargestellt ist. Mit 3 ist ein Bildsensor, beispielsweise mit 512 bits Aufnahmekapazität, mit 5 ein Probenhalterungskreis und mit 6 ein Analog/Digitalwandler bezeichnet. Mit 7 ist ein Schalter, mit 8 und 9 Speicher, mit 10 ein Schiebe-Register, mit 11 ein Verschiebungswerteinstellkreis, mit 12 eir Subtraktionsglied, mit 13 ein Absolutwertkreis, mit 14 ein Speicher, mit 15 ein Additionsglied, mit 16 ein Speicher und mit 17 eine zentrale Prozeßrechnereinheit bezeichnet, wobei alle genannten Elemente (7 bis 17) den zentralen Verarbeitungskreis C bilden.

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Mit 18 ist eine Anzeigeeinrichtung, mit 19 ein Linsenbewegungsschaltkreis, mit 20 eine Linsenbewegungseinjrichtung, mit 21 eine Lichtquelle _T mit 22 ein Lichtaufnahmeelement, das auf der anderen Seite der Lichtunterbrechungsplatte 2' gegenüber der Lichtquelle 21 angeordnet ist, mit 2 3 ein Lichtunterbrechungsplattendrehungsfeststellkreis, mit 24 ein,Start-Impulserzeugungskreis f mit 25 eine Zähleinrichtung, mit 26 ein Bildsensorkreis, mit 27 ein Taktgeber, mit 28 eine Zähleinrichtung, mit 2 9 eine Torschaltung und mit 30 ein Torschaltungskontrollkreis bezeichnet, wobei alle genannten Elemente (18 bis 30) einen Bildinformationsprozeßrechnungskreis D bilden.

Die vorliegende Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung besteht aus den voranstehend aufgeführten Elementen. Wenn im ersten Betriebsstadium, d.h. in dem Stadium, in dem ein Lichtstrahlenbündel durch die lichtdurchlässigen Abschnitte Ά (Fig. 3) der Lichtunterbrechungsplatte 2' hindurchgeführt werden, die Abbildung, die durch das Lichtstrahlenbündel abgebildet wird, vom Bildsensor 3 aufgenommen wird, wird die Lichtintensitätsverteilung der Abbildung in entsprechende fotoelektrische Signale umgewandelt. Ein solches fotoelektrisches Signal wird vom Probenhalterungskreis 5 gehalten, anschließend im Analog/Digitalwandler 6 in ein digitales Signal umgewandelt und über den Schalter 7 in den Speicher 8 eingespeichert. Hier im Speicher 8 werden die 512 Speicherplätze mit 8_, , --—, 8 [-,„ bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform werden vom Bildsensor 3 512 fotoelektrische Ausgangssignale abgegeben, die daher der Reihe nach analog/

digital umgewandelt werden und der Reihe nach als fA(l)

, fA(512) auf den Speicherplätzen 8_-, , , 8__t--_]:?

abgespeichert werden. Natürlich ist es nicht notwendig, daß die Analog/Digitalwandlung der Reihe nach abläuft, sondern die fotoelektrischen Signale können auch gleichzeitig analog/ digital umgewandelt werden.

Dann wird die Lichtunterbrechungsplatte 2¹ gedreht, um das zweite Betriebstadium zu erreichen, d.h. das Betriebsstadium, in dem das Lichtbündel durch die lichtdurchlässigen Teile B(Fig. 3) hindurchgeführt wird. Die Lichtintensitätsverteilung der durch das Lichtbündel bewirkten Abbildung wird vom Bildsensor 3, vom Probenhalterungskreis 5, vom Analog/ Digitalwandler 6 und vom Schalter 7 in gleicher Weise gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt, wenn der Schalter 7 zum Speicher 9 schaltet, werden die analog/digital gewandelten

fotoelektrischen Signale als fB(l), , fB(512) auf den

Speicherplätzen 9_-, , , 9__c-,„ abgespeichert, wobei die

Lichtintensitätsverteilung der abgespeicherten Abbildung beispielsweise der in Fig. 4A dargestellten Lichtintensitätsverteilung entspricht. Wenn die Lichtintensitätsverteilung für die beiden Fälle, daß das Licht durch die lichtdurchlässigen Teile A oder B hindurchgeführt wird, zueinander Unterschiede aufweisen, ist festgestellt, daß die Scharfstellung noch nicht durchgeführt ist.

Dann wird die Verschiebung der Abbildung zwischen den Lichtdurchgang durch die lichtdurchlässigen Teile A und dem Lichtdurchgang durch die lichtdurchlässigen Teile B unter Verwendung der gefundenen Corelation errechnet. Beispielsweise

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- li -

wird unter Verwendung von 128 bits (in Fig. 4B) der 512 bits die Corelation zwischen fA(n) und fB(n) der Abbildung für den Lichtdurchgang durch die lichtdurchlässigen Teile A und die lichtdurchlässigen Teile B errechnet. Beispielsweise, wenn die Abbildung im Falle des Lichtdurchgangs durch die , lichtdurchlässigen Teile A von 192 bis 319 bits festgelegt und die Abbildung im Falle des Lichtdurchgangs durch die lichtdurchlässig« Teile B verschoben festgelegt ist von 128 bis 255 bits, von 129 bis 256 bits, von 130 bis 257 bits, , von 2$5 bis

332 bits und von 256 bis 383 bits und die Corelation errechnet ist, wird der Betrag der Verschiebung von der Brennpunktslage und die Richtung der Verschiebung der durch die lichtd\xrchlässigen Teile B hindurchgeführten Abbildung dann gefunden, wenn der Wert der Corelation einen Spitzenwert aufweist. Für die Lichtverteilung nach Fig. 4B ist als konkretes Beispiel für die Berechnungsformel folgende Formel zu betrachten:

319
R(S) = Σ. fA(x)fB(x+S) , (1)

192

' _

oder

319

Y2 ABS fA(x)-fB(x+S ) (2)

192

wobei die Worte für <£ - -64 bis S= 64 errechnet werden und ABS einen Absolutwert darstellt. £' ist der Wert, bei dem R(&) einen Spitzenwert erreicht ( der Maximalwert bei Verwendung der Formel (1) oder der Minimalwert bei Ver-Wendung der Formel (2) ) und dieser Wert ergibt die Verschiebung der Abbildung (Fig.4C).

Dies wird nachstehend noch im einzelnen verdeutlicht durch die Anwendung der Formel (2) unter Verwendung des zentralen Verarbeitungskreises C. Zuerst wird ein eine Hausnummer bezeichnendes Signal von dem zentralen Prozeßrechner 17 ausgegeben und die Zahl, d^_e zu der Adressennummer χ = 192 gehört, das ist die Zahl, die im Speicher unter 8_,q„ abgespeichert ist, wird in das Subtraktionsglied eingegeben. Andererseits wird dieses hausnummeranzeigende Signal auch in das Schieberegister 10 eingegeben und wird hier durch einen vorgewählten Wert von S ( in diesem Falle -64) des Verschiebungswerteinstellkreises 11 verschoben, um nunmehr die Hausnummer des Speichers 9 zu bezeichnen. Daher wird nunmehr der Inhalt des Speicherplatzes 9_,po in das Subtraktionsglied 12 eingegebenen dem die Differenz zwischen beiden Zahlen, d.h. zwischen fA(129)und fB(128) errechnet wird. Dieser Wert wird in den Absolutwertkreis 13 eingegeben, wird hier zu einem Absolutwert umgewandelt und anschließend im Speicher 14 abgespeichert. Wenn das Signal, das nunmehr abgespeichert worden ist, in den zentralen Prozeßrechner 17 eingegeben wird, werden die die Hausnummern bezeichnende Signale der Speicher 8 und 9 vom Zentralprozeßrechner 17 angezeigt und die Absolut

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different | fA(x)-fB(x+ S)| ,die χ = 193 entspricht, wird in, der voranstehend aufgezeigten Weise berechnet und im Speicher 14 abgespeichert. Dieser Vorgang läuft in gleicher Weise weiter bis X = 319 durchlaufen wird und der entsprechende Wert anschließend im Speicher 14 abgespeichert worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Gesamtinhalt des Speichers 14 in den Additionskreis 15 eingegeben und

319

R.(-64)= ΣΙ ^ABS fA(x)-fB(x-64) x-192

wird berechnet und im Speicher 16 auf dem Speicherplatz 1d_, abgespeichert. Anschließend , durch Startbefehl vom zentralen Prozeßrechner 17, wird <£ auf den Wert -63 gesetzt, χ anschließend wieder von x=192 bis 319 variiert und der Wert R(-63) in gleicher Weise wie voranstehend beschrieben berechnet und anschließend auf dem Speicherplatz 16 „ abgespeichert. Hierauf wiederholt sich in gleicher Weise der Vorgang bis R(64) berechnet worden und im Speicher 16 abgespeichert worden ist.

Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird der Inhalt der Speicherplätze 16, bis 16, _g , d.h. R(-64)-R(64) in den zentralen Proezßrechner 17 gegeben und verglichen. Wenn der Minimalwert R( ^_n) festgestellt ist, ist festgestellt, daß die Verschiebung des Bildes im ersten Betriebsstadium und im zweiten Betriebsstadium gleich <$Q ist. Daher, wie in Fig. 4C dargestellt ist, kann aus dem Wert von (C, die Verschiebung festgestellt werden und durch das Vorzeichen die Verschiebungsrichtung des Bildes (nämlich ob das Bild in den Vordergrund oder in den

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Hintergrund der normalen Brennpun.kteben.e verschoben ist) festgestellt werden. Daher, wenn diese Signale in den Linsenbewegungsschaltkreis 19 eingegeben werden und die Linse durch die Linsenbewegungseinrichtung 20 bewegt wird, ist es möglich, eine automatische Scharfstellung durchzuführen. Weiterhin ist es nicht notwendig-zu sagen, daß die oben genannten Signale durch die Anzeigeeinrichtung 18 dargestellt werden können und aufgrund dieser Anzeige die Scharfstellung manuell durchgeführt werden kann. Es ist auch festzustellen, daß der oben genannte Wert δ mit den entsprechenden einzelnen bits des Bildsensors 3 übereinstimmt. Da R(<S) errechnet wird, ist es möglich, wenn eine geeignete Kennlinienkurve gewählt wird, einen noch feineren Wert für 6 zu erhalten (s. Fig. 4D), so daß.die Verschiebung des Bildes feiner .20 als die Auflösung des Bildsensors festgestellt werden kann.

Das Prinzip der automatischen Beseitigung der ungeeigneten Abbildungen von den Abbildungen, die durch den Bildsensor 3 aufgenommen werden, d.h. die Schaffung von überlappenden Abbildungen entweder im ersten oder im zweiten Betriebsstadium durch Verschiebung zueinander, wird anhand des Bildinformationsprozeßrechnungskreises D erklärt. Die Fig. 5A bis 5G sind Zeit-Diagramme. Fig.5A zeigt die Änderungen einer Abbildung. Als erster Schritt wird das lichtaufnehmende Element 22 in eine solche Position gebracht, wie sie in Fig. 3 im Hinblick auf die Lichtunterbrechungsplctttr 2' dargestellt ist. Der Lichtbetrag, der vom lichtaufnehmenden Element 22 während der Drehung der Lichtunterbrechungsplatte 2¹ aufgenommen wird, wird sich, wie in Fig. 5B über der Zeit dargestellt ist, ändern. Auf der Grundlage der

Ausgangssignale dieses Lichtaufnahmeelementes 22 wird der Lichtunterbrechungsplattendrehungsfeststellkreis 23 zwei Arten von Impulsen ausgeben, wobei der Impuls I erzeugt wird, jedesmal wenn eine Änderung von hell nach dunkel und umgekehrt auftritt und der Impuls II erzeugt wird, wenn eine Änderung von Dunkelheit zur Helligkeit auftritt, wie dies in den Fig. 5C und 5D dargestellt ist. Der Impuls I wird gleichzeitig in den Start-Impulser ζaügungskreis 24 und in die Zähleinrichtung 25 eingegeben. In diesem Falle erzeugt der Start-Impulserzeugungskreis 24 Startimpulse, wie sie in Fig. 5E aufgrund der Eingabe von den Impulsen I dargestellt sind. Diese Startimpulse werden in den Bildsensorantriebskreis 26 eingegeben. Aufgrund dieser Eingangssignale wird der Bildsensorantriebskreis 26 den Bildsensor 3 in Übereinstimmung mit Zählimpulsen (s.Fig.5F), die vom Taktgeber 27 erzeugt werden, bewegen, die im Bildsensor 3 gespeicherten fotoelektrischen Signale der Reihe nach herausgelesen und zu. dem Probenhalterungskreis 5 übertragen werden. Jedoch aer Probenhalterungskreis 5 hält die übertragenen Daten nur, wenn gleichzeitig die nachstehend beschriebenen Probenhalteimpulse (s.Fig. 5G) eingegeben werden, wobei er in allen anderen Fällen die Daten nicht hält und diese aufgibt. Jedoch sind diese fotoelektrischen Signale gespeichert, wenn das erste Betriebsstadium zum zweiten Betriebsstadium wechselt und ϊ daher nicht notwendig.

Andererseits wird die Zähleinrichtung 25 die Zählimpulse des Taktgebers 27 bei Eingabe des Impulses I während

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einer vorbestimmten Bildspeicherzeit zählen und ein Signal ausgeben, wenn die Anzahl der Zählimpulse einen vorbestimmten Wert ( in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens 512) erreicht hat. Dieses Signal wird gleichzeitig in den Start-Impulserzeugungskreis 24 und in die Zähleinrichtung 28 eingegeben. Da der Start-Impulserzeugungskreis 24 in gleicher Weise arbeitet wie bei Erhalt von Signalen von dem Lichtunterbrechungsplattendrehungsfeststellkreis 23, werden, wie nachstehend beschrieben, die Daten vom RiIdsensor 3 der Reihe nach in den Probenhalterungskreis 5 übertragen . Andererseits beginnt die Zähleinrichtung die Zählimpulse der Zähleinrichtung 25 zu zählen und sendet Probenhalterungs-Impulse zum Probenhalterungskreis 5 aufgrund jeden Zählimpulses.

Da der Zeitpunkt der Eingabe dieser Probenhalterungs-Impulse und der Eingabe der Daten aus dem Bildsensor 3 zusammenfallen, werden alle Daten vom Bildsensor 3 in dem Probenhalterungskreis 5 gehalten. Die Anzahl der Zählnummern der Zähleinrichtung 28 ist die gleiche wie die Anzahl der Bilddaten aus dem Bildsensor 3 und in dieser Ausführung sind es 512. Die Daten, die im Probenhalterungskreis 5 enthalten sind, werden im Analog-Digitalwandlungskreis 6 in digitale Signale umgewandelt und in den zentralen Prozeßrechner 17 eingegeben, um dort entsprechend dem voranstehend beschriebenen Ablauf verwendet zu werden. Dann, wenn der Impuls I vom Lichtunterbrechungsplattendrehungsfeststellkreis ausgegeben wird, wird der Start-Impulserzeugungskreis 24 erneut arbeiten .und die dann ge-

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wonnenen Daten werden in gleicher Weise in den zentralen

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Prozeßrechner 17 eingegeben. i ■

Wie voranstehend dargestellt, werden bei dieser Ausführungsform die erhaltenen Daten nach Betätigung des Lichtunter- '' brechungsplattendrehungsfeststellkreises fallengelassen und die danach erhaltenen Daten werden festgehalten. Das bedeutet, die fotoelektrischen Ausgangsdaten, die vom Bildsensor 3 j direkt nach Arbeitsbeginn des Lichtunterbrechungsplattendrehungsfeststellkreises 23 ausgegeben werden, d.h. die BiIdsignale, die gespeichert sind, wenn die transpatenten Teile der Lichtunterbrechungsplatte 2' vom Bereich A zum Bereich B oder vom Bereich B zum Bereich A wechseln, bestehen aus einer Mischung von zwei Bildern, werden nicht für die Schärfenfeststellung verwendet und werden daher fallengelassen. Andererseits wird das Bildsignal, dessen Speicherung mit der Ausgabe des Impulses I beginnt und dessen Speicherung nach einer vorher bestimmten Zeit, die von der Zähleinrichtung 25 abgezählt wird, endet, ein Bildsignal sein, das entweder dem Betriebsstatus, in dem das Licht durch die transparenten Teile A hindurchgeführt wird oder dem Betriebsstatus, in dem das Licht durch die transparenten Teile B hindurchgeführt wird, zuzuordnen sein und es wird daher zur Schärfenfeststellung genutzt und daher ohne Verluste gespeichert. Auf diese Weise ist es möglich, nur die notwendigen Bildinformationen festzuhalten.

Außerdem ist festzustellen, daß bei der vorliegenden Ausführungsform bei der Schärfenfeststellung,außer wenn die Informationen der beiden Betriebszustände, nämlich des Licht-

durchganges durch die lichtdurchlässigen Teile A und B, gemeinsam zur Verfügung stehen, eine Brennpunktsfeststellung nicht durchgeführt werden kann. Um die Verschiebung des Bildes festzustellen, sind zwei Informationen, über die Abbildungen notwendig. Es hat sich nicht als vorteilhaft erwiesen, und es muß vermieden werden, daß die Bildinformation automatisch, auch wenn keine Bildinformation benötigt wird, in den zentralen Prozeßrechner 17 eingegeben wird. Daher wird der Impuls II verwendet. Daß heißt, wenr. ein "read-in-Signal" vom zentralen Prozeßrechner 17 in den Torschaltungskontrollkreis 30 eingegeben wird und anschliessend die Impulse II vom Feststellungskreis 2 3 eingegeben werden, wird ein Ausgangssignal zur Ausschaltung des Schalters und zur Inbetriebhaltung der Torschaltung 29 ausgegeben.

In diesem Betriebsstadium wird daher der Vorgang von der Erzeugung der Startimpulse bis zur Erzeugung der Probenhalterungsimpulse, wie voranstehend beschrieben, durchgeführt und die Bildinformationen werden in den zentralen Prozeßrechner 17 eingegeben, in der Reihenfolge der lichtdurchlässigen Bereiche B, A, B, A .... Andererseits wird, falls im Prozeßrechner 17 die Bildinformation nicht mehr notwendig ist, wenn vom zentralen Prozeßrechner 17 ein Signal an den Torschaltungskontrollkreis 30 gegeben wird, der Torschaltungskontrollkreis 30 schalten und die Torschaltung 29 abschalten, wenn der Impuls II eingegeben wird.

Daher werden in diesem Betriebszustand keine Probenhalterungsimpulse an den Probenhalterungskreis 5 abgegeben und werden dann keine weiteren Daten in den zentralen

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Prozeßrechner 17 eingegeben. Wenn der Vorgang wie voranstehend beschrieben abläuft, wird die Eingabe der Bindinformationen immer der Reihenfolge der lichtdurchlässigen Teile B,

ι A, ..., B,A enden und die Bildinformationen der beiden Betriebszustände des Lichtdurchgangs durch die lichtdurchläs-. sigen Teile B und A werden jeweils der Reihe nach bei den gleichen Zahlen in den zentralen Prozeßrechner 17 eintreten. Daher, wird, wenn die Bildinformationen der beiden Betriebszustände des Lichtdurchgangs durch die lichtdurchlässigen Teile A und B jeweils paarweise verwendet werden, die Scharfstellungsfeststellung möglich.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines optischen Systems dargestellt, die sich vom optischen System nach Fig. 1 unterscheidet. Mit 31 ist ein Prisma bezeichnet, das in der Nähe der Pupille angeordnet ist und die gleiche Funktion innehat wie die Lichtunterbrechungsplatte 2 in Fig. 1. Dementsprechend wird die Abbildung, die zum Zeitpunkt dar Scharfstellung natürlich in der Position P abgebildet wird, in den Positionen Pl und P2 abgebildet, und zum Zeitpunkt der Nichtscharfstellung wird die Abbildung in den Positionen Pl" und P2' oder in den Positionen Pl" und P2" abgebildet. Bei einer Betrachtung ausgehend von den optischen Achsen O_, und 0_₂ der Bilder in den Positionen P_, und P_~ zu dem Zeitpunkt, wenn das System scharf gestellt ist, ist festzustellen, daß die Positionen Pl' und P2" oder die Positionen Pl" und P2" in zu den optischen Achsen O_, und O~ vertikalen Richtungen verschoben sind. Das bedeutet, daß das Prinzip das gleiche ist wie bei den optischen System in Fig.

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In dem System nach Fig. 1 ist die Verschiebung der Abbildung als eine zeitabhängige Schwingung zu beobachten, dagegen ist in dem System nach Fig. 6 die Scharfstellung als Betrachtung zweier Raumpunkte durch eine Aufspaltung anzusehen. Auch bei dem System nach Fig. 6 ist es möglich, wenn die Positionen Pl und P2 des Bildes auf einen Punkt fallen, zwei Bilder mit einem Bildsensor aufzunehmen, aber der Randbereich des Bildes, das in der Position Pl abgebildet wird, wird wahrscheinlich das Bild in der Position P2 überlappen und daher könnte eine Sehfeldblende angeordnet werden, um von vornherein zu verhindern, daß eine Sehfeldüberlappung eintritt.

Nunmehr sollte noch das zeitliche Teilungssystem und das räumliche Teilungssystem miteinander verglichen werden. Das zeitliche Teilungssystem hat einen Vorteil dahingehend, daß, weil die Bilder am gleichen Ort abgebildet werden, im Falle einer Bildüberlappung, wenn eine Scharfstellung erreicht ist, die Entscheidung zur Scharfstellung oder Nichtscharf stellung leicht getroffen werden kann. Aber dieses System ,hat einen Nachteil dahingehend, daß ein mechanisches Glied, wie eine rotierende Lichtunterbrechungsplatte notwendig ist. Das räumliche Spaltungssystem hat den Vorteil, daß keine mechanisch bewegten Mechanismen notwendig sind, aber es hat den Nachteil, daß, weil die Bilder nicht am gleichen Ort abgebildet werden können, die Entscheidung zur weiteren Scharfstellung schwer zu treffen ist.

In Fig. 7 ist ein optisches System einer Mikroskop-Fotografiereinrichtung dargestellt, bei der eine erfindungsgemäße Scharfstelleinrichtung verwendet wird. Mit 41 ist eine

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Lichtquelle, mit 42 eine Kollektorlinse, mit 4 3 eine Aperturblende eines Beleuchtungssystems, die in der Pupillen-Position SO des optischen Systems angeordnet ist, mit 44 eine Kondensorlinse, mit 45 eine Probe, mit 46 ein Objektiv, mit 47 ein Okkular, mit 48 ein Lichtteiler, mit 49 eine Filmoberfläche, mit 50 eji^ne Relay-Linse, mit 51 eine Fokussiejrljinse und mit 52 eine Bildlinse bezeichnet. Die Lichtunterbrechungsplatte 2¹, die in Fig. 3 dargestellt ist, ist im Bereich des Ortes einer der entsprechenden Pupillenpositionen S _Oi, S _n

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und S angeordnet. Das optische System nach Fig. 7 ist so ausgebildet, daß eine Beobachtung mit bloßem Auge möglich ist. Wenn hierbei der Bildsensor 3 an die Stelle der Fokussierlinse 51 gesetzt wird, ist es möglich, eine Scharfstelleinrichtung in dieser Vorrichtung zu verwenden.

5 Die beschriebene Bildinformationsprozeßrechnungsvor-

richtung kann nicht nur zur Scharfstellung sondern auch für verschiedenste Zwecke verwendet werden. Beispielsweise kann bsi spektroskopischen Messungen mit zwei Lichtstrahlenbündeln unter Verwendung einer Bildaufnahmeeinrichtung''die vorliegende Erfindung dazu verwendet werden, um nicht notwendige Informationen zu entfernen, jeweils abwechselnd ein Standardlichtbündel und ein Probenlichtbündel unter Verwendung eines Modulators od.dgl. eingestrahlt wird. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Bildinformationsprozeßrechnungskreis bei der Herstellung von einem VTR von einem Film verwendet verwendet werden. Hierzu ist zu sagen, daß ein Film zwischen den einzelnen Bildabschnitten schwarze Teilungen aufweist. Die Daten von diesen schwarzen Teilungen können als nicht notwendige

Daten entfernt werden, bei der Bewegung eines Bildabschnittes zum nächsten.

Claims

Olympus Optical Co.,Ltd.
Shibuya-ku,Tokyo-to/Japan

Titel:

Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung

Patentansprüche:

10

Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung mit einer Speicher-Bildabtastungseinrichtung (1,2',3), die die Abbildung eines Objektes während eines im wesentlichen stationären Stadiums und eines Übergangsstadiums aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale, die in der Speicher-Bildabtastungseinrichtung (1,2',3) gespeichert werden, wenn in Bezug auf das Bildobjekt das Übergangsstadium festgestellt wird und sich das Bildobjekt verändert, nicht für die Signalauswertung verwendet werden, sondern nur die Bildsignale, die in der Speicher-Bildabtastungseinrichtung (1,2',3) gespeichert werden während eines im wesentlichen stationären Stadiums, das beginnt, nachdem das

stationäre Stadium festgestellt worden ist und das endet bevor das nächste Übergangsstadium festgestellt wird, .für die Signalauswertung verwendet werden.
2. Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildinformationsprozeßrechnungseinrichtung mit einer Tor-Einrichtung (2 9) ,· die einen Probenhalterungskreis (5) zur Aufnahme der Bildsignale von der Bildabtast'ungseinrichtung in einen inoperativen Betriebsstatus schaltbar ausgebildet ist, aufweist.

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