DE3432392C2

DE3432392C2 -

Info

Publication number: DE3432392C2
Application number: DE3432392A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Musashino Tokio/Tokyo Jp Nagasaki
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-09-05
Filing date: 1984-09-04
Publication date: 1990-05-17
Also published as: JPS6053919A; DE3432392A1; US4618884A; JPH0516569B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahme- und Beob achtungsvorrichtung mit einer optischen Abbildungsanord nung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Seit kurzem werden Bildaufnahme- und Beobachtungs vorrichtungen mit Festkörperbildaufnahmeeinrichtungen, kurz CCD-Elemente (Ladungsverschiebeelemente) genannt, insbesondere für Fernsehkameras und Endoskope verwendet.

Wenn bei einem Endoskop als Bildaufnahmevorrichtung anstelle des Lichtleitfaserbündels eine Festkörperbild aufnahmeeinrichtung verwendet wird, so ist das Auflösungs vermögen bei der Anzahl von Lichtaufnahmeelementen, die im Einführungsteil auf der Festkörperbildaufnahmeeinrich tung untergebracht werden können, nicht ausreichend. Eine genaue Diagnose ist folglich nicht möglich.

Es ist auch bekannt, daß bei Verwendung der Festkör perbildaufnahmeeinrichtung in einer Fernsehkamera die An zahl der Bildelemente dieser Einrichtung (des CCD-Elements) im allgemeinen für ein gutes Auflösungsvermögen kaum aus reicht.

Infolgedessen wurde in einem in der Zeitschrift "Nikkei Sangyo" vom 18. Juli 1983 hierzu veröffentlichten Artikel eine Bildaufnahme- und Beobachtungsvorrichtung be schrieben, bei der das Auflösungsvermögen durch Schwingung oder Vibration des CCD-Elements mit Hilfe von piezoelektri schen Schwingungserzeugern in einer Richtung um einen halben seitlichen Abstand der Lichtaufnahmeelemente der Anordnung ver bessert wird.

Da aber bei dieser Anordnung das CCD-Element, das mit vie len Signalleitungen verbunden ist, selbst in Schwingung ver setzt wird, sind bei längerem Gebrauch Kontaktausfälle unver meidlich. Auch muß das CCD-Element gemeinsam mit den Elektro den in Schwingung versetzt werden, so daß der insgesamt in Schwingungen zu versetzende Körper relativ schwer ist und da her das aus zwei piezoelektrischen Materialien bestehende Piezo element, das die Schwingungen hervorrufen soll, ebenfalls rela tiv groß ist. Zwar wird die Amplitude der Schwingung so einge stellt, daß die seitliche Verschiebung der Lichtaufnahmeelemente der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung dem halben seitlichen Ab stand der Lichtaufnahmeelemente entspricht, jedoch ist insbeson dere bei kleineren Festkörperbildaufnahmeeinrichtungen, vor allem wenn sie viele einzelne Lichtaufnahmeelemente aufweisen, die Einstellung der Schwingung bzw. Verschiebung besonders kri tisch und führt häufig nicht zu dem maximal möglichen Auflösungs vermögen.

Es ist ferner eine Bildaufnahme- und Beobachtungsvorrich tung der eingangs erwähnten Art bekannt (SID 82 DIGEST, Seiten 288, 289), bei der über die feststehenden Lichtaufnahmeelemente die optische Abbildung eines Objekts mit Hilfe der optischen Abbildungsanordnung hin- und herbewegt wird, derart, daß dabei eine Verschiebung der Abbildung um den halben Abstand der Bild aufnahmeelemente erfolgt. Entsprechend läßt sich ein verbessertes Auflösungsvermögen erhalten. Bei dieser Vorrichtung ist auch die Taktfrequenz, mit der die Bildinformationssignale in den Bildspeicher übertragen werden, auf die Schwingungsfrequenz der Hin- und Herbewegung abgestimmt. Auch bei dieser bekannten Vorrich tung treten Temperatur- und Alterungseffekte auf, die insbesondere bei kleinen Festkörperbildaufnahmevorrichtungen dazu führen, daß die voreingestellte Amplitude der Schwingung des Bil des nicht mehr dem halben Abstand der Bildelemente entspricht. Dadurch ergibt sich eine temperatur- und alterungsbedingte Verschlechterung des Auflösungsvermögens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem Gegenstand des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, eine Bildaufnahme- und Beobachtungsvorrichtung vorzuschla gen, bei der die Einstellung der Schwingungsamplitude gegen über den Lichtaufnahmeelementen auf einen Wert für optimales Auflösungsvermögen bei allen auftretenden Anwendungen und Betriebsbedingungen möglichst gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Bildaufnahme- und Beob achtungsvorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Es sei hier zunächst erwähnt, daß die Schwingung der empfangenen optischen Abbildung einerseits so vorgenommen werden kann, daß nur eine seitliche Verschiebung erfolgt. Da durch wird den Lichtaufnahmeelementen auch jeweils das Licht zugeführt, das ohne Schwingung seitlich in die Lücke zwischen zwei solche Lichtaufnahmeelemente gefallen wäre. Anderer seits kann die Schwingung auch so ausgeführt werden, daß zu nächst eine Verschiebung zur Seite nach rechts, dann nach unten, nach links und anschließend nach oben erfolgt, so daß Licht aus dem Bereich um einen solchen Teil jedes Lichtauf nahmeelements herum erfaßt und den Lichtaufnahmeelementen zu geführt werden kann; daß Information von allen Bildpunkten eines Objektes nacheinander auf die Lichtaufnahmeelemente gelangt. Es sei noch erwähnt, daß je nach Art der Schwingung in den beschriebenen Beispielen im Bildspeicher zweimal bis viermal soviel Bildinformation nacheinander abgespeichert wird, als es der Zahl der Lichtaufnahmeelemente entspricht.

Gemäß der Erfindung werden die gespeicherten Bildsignale einer Fouriertransformation unterworfen, und es wird die maxi male Fourierfrequenzkomponente einer gespeicherten Zeile oder eines gespeicherten Bildes festgestellt. Diese wird mit der maximalen Fourierfrequenzkomponente der entsprechen den Zeile des vorhergehenden Bildes bzw. der eines vorher gehenden Gesamtbildes verglichen. Es wird dann der größere Wert der maximalen Fourierfrequenzkomponente für die Steuerung der Amplitude der Bildschwingung durch den Schwingungserzeuger verwendet. Dies ist insofern vorteil haft, als jeweils eine Bezugsgröße durch die Vorrichtung selbst zur Verfügung gestellt wird. Mit der erfindungs gemäßen Anordnung läßt sich vor allem auch noch bei kleinen Festkörperbildaufnahmeeinrichtungen mit einer großen Anzahl von Lichtaufnahmeelementen die Schwingungsamplitude des Bil des gegenüber den Lichtaufnahmeelementen auf einen Wert zur optimalen Auflösung einstellen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung lassen sich Temperatur- und Alterungseffekte ohne weiteres kompensieren, was insbesondere bei der Anwendung der Anordnung bei Endoskopen wesentlich ist.

Die Auflösung des wiedergegebenen Bildes ist dann op timal, wenn durch die Schwingung die Bildinformation aus der gesamten Lücke erfaßt wird, also dem halben Abstand der Lichtaufnehmeelemente entspricht. Wenn die Verschiebung durch die Schwingung der empfangenen Abbildung dem halben Abstand der Lichtaufnahmeelemente nicht entspricht, so lie fern die aufgenommenen Bildsignale nach entsprechender Fouriertransformation eine andere Amplitude der maximalen Fourierfrequenzkomponente, und der größere Wert der maxi malen Fourierfrequenzkomponente wird jeweils zur Steuerung des Schwingungserzeugers verwendet.

Werden ganze Bilder verglichen, so muß eine schnelle Fouriertransformation ausgeführt werden. Beim Vergleich ein zelner Bildzeilen kann die Fouriertransformation mit Hilfe von Filtern ausgeführt werden.

Vorzugsweise werden die Schwingungserzeuger direkt an dem Objektivlinsensystem angebracht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 5 eine Bildaufnahme- und Beobachtungs vorrichtung in Form eines Endoskops mit einer ersten Aus führungsform einer Abbildungsanordnung, wobei Fig. 1 eine Übersichtsansicht des Endoskops für diese Ausführungsform der Abbildungsanordnung liefert,

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung zeigt, wie der einfal lende Lichtstrahl richtungsmäßig abgelenkt wird,

Fig. 3 eine perspektivische Seitenansicht des zum Vibrieren einer Transparentplatte verwendeten piezoelektrischen Vibra tors darstellt,

Fig. 4 eine Teilschnittansicht darstellt, die die Halterung der transparenten Platte aus Fig. 1 zeigt, und

Fig. 5 eine Vorderansicht darstellt, die die Anordnung der Lichtaufnahmeelemente der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung auf der Bildaufnahmefläche zeigt;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Bildauf nahme- und Beobachtungsvorrichtung mit einer zweiten Ausfüh rungsform der Abbildungsanordnung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild, das die Amplituden steuerschaltung zum Steuern der Vibrationsamplitude des piezo elektrischen Vibrators zeigt, und

Fig. 8(A) und 8(B) Ausführungsformen der Maximal frequenz-Erfassungsschaltung in Fig. 7,

Im folgenden wird zunächst eine Bildaufnahme- und Beob achtungsvorrichtung in Form eines Endoskops mit einer ersten Ausführungsform einer Abbildungsanordnung anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Endoskop mit einer Feldkörperbildauf nahmeeinrichtung 22, in der ein CCD-Element und andere Bau teile zum Einsatz kommen und die als Bildaufnahmefläche einer Bildaufnahme- und Beobachtungsvorrichtung dient.

Im Strahlengang zwischen dem Objektivlinsensystem 6 für die Abbildung und der Stirnfläche der Festkörperbild aufnahmeeinrichtung 22 d. h. an der Abbildungsposition, ist eine Transparentplatte 11, z. B. eine dünne Glasplatte zur Bildformung vorgesehen.

Die Transparentplatte 11 ist in einem Rahmen 13 vor gesehen und über piezoelektrische Vibratoren 15 ... 15 ge haltert, die an vier Stellen in Kontakt mit der Transparent platte 11 stehen, und zwar oben, unten, links und rechts am Umfang auf einer Seite. Ferner ist ein Dämpfungsteil 17 ge mäß Fig. 4 angeordnet, welches am Umfang in Kontakt mit der anderen Seite steht, wie die Fig. 3 zeigt. Die piezoelek trischen Schwingungserzeuger oder Vibratoren 15 sind am Rahmen 13 befestigt und halten die Transperantplatte 11 über Halbkugelglieder.

Einander entsprechende piezoelektrische Vibratoren 15 ... 15, beispielsweise die oberen und unteren, können durch Anlegen von AC-Spannung in Schwingung versetzt werden, um die Stärke mit entgegengesetzter Phase zu ändern. Hierbei vibriert bzw. schwingt die Transparentplatte 11 um das Zentrum als Drehpunkt, wie die Pfeile in Fig. 2 andeuten.

Die rechten und linken piezoelektrischen Vibratoren 15 und 15 vibrieren auch die Transparentplatte 11 in geeig neter Weise mit den oberen und unteren Vibratoren. Beispiels weise wird die Phase der angelegten Spannung derartig ge steuert, daß im Vibrationszustand in Fig. 2, wenn die Trans parentplatte 11 vertikal steht, die Horizontalvibrations ablenkung ein Maximum erreicht, welches eine Ablenkung um ½ des Abstandes der Lichtaufnahmeelemente verursacht. Diese Vibrationen sollten eine höhere Frequenz als diejenige haben, bei welcher ein schwingendes Bild vom Auge noch aufgelöst werden kann.

Die Konstruktion ist einfach und kann mit niedrigen Herstellungskosten gebaut werden.

Die Lichtaufnahmeelemente 23 ... 23 an der Bildauf nahmefläche (Abbildungsfläche) der Festkörperbildaufnahme einrichtung 22 sind gemäß Fig. 5 angeordnet, wobei die Lichtmenge, die von diesen Lichtaufnahmeelementen 23 ... 23 empfangen wird, in ein elektrisches Signal umgewandelt wird und im Bildspeicher 24 über das Lichtführungskabel gespeichert und das aufgezeichnete elektrische Signal in ein TV-Signal umgewandelt und daher auf einer Farbkathoden strahlröhre (CRT) dargestellt werden kann. Im Endoskop 21 ist eine Transparentplatte 11 vor der Festkörperbildaufnah meeinrichtung 22 in der Abbildungsanordnung angeordnet, um das Bild eines Objektes auf der Bildaufnahmefläche (eine Transparentplatte ist auf der Betätigungsseite nicht vorge sehen) abzubilden.

Die Transparentplatte 11 ist wie schon weiter oben be schrieben, durch piezoelektrische Vibratoren 15 ... 15 gehal tert, welche an oberen und unteren sowie an rechten und linken Stellen am Umfang der Transparentplatte 11 über Halb kugelglieder angeordnet sind.

Diesen piezoelektrischen Vibratoren 15 ... 15 wird ein Impuls (Spannung) zum Vibrieren zugeführt, beispielsweise zuerst den linken und rechten Vibratoren 15 ... 15, wobei der Durchtritt oder Strahlengang des Lichtes, das (vor der Vibra tion) zuerst nur an der Position der Lichtaufnahmeelemente 23 ... 23, die mit einer ausgezogenen Linie in Fig. 5 gezeigt sind, empfangen wird, durch die Vibration abgelenkt wird und die Bildpunkte, welche an der durch die Symbole A ... A gekenn zeichneten Position gebildet werden sollten, werden von den Lichtaufnahmeelementen 23 ... 23 empfangen. Der Nachfolgeimpuls wird den oberen und unteren piezoelektrischen Vibratoren 15 und 15 zugeführt, so daß die Lichtdurchtrittsablenkung ver tikal erfolgt und die Bildpunkte, die an den Symbolen B ... B gebildet werden sollten, von den Lichtaufnahmeelementen 23 ... 23 empfangen werden. Dann fällt der Impuls, der an den rech ten und linken Vibratoren 15 ... 15 angelegt ist, auf seinen niedrigen Pegel oder den Pegel umgekehrter Polarität ab und die Bildpunkte, die an den Stellen C ... C gebildet werden soll ten, werden von den Lichtaufnahmeelementen 23 ... 23 empfangen. Nachfolgend fällt der an den oberen und unteren Vibratoren 15 ... 15 angelegte Impuls auf seinen niedrigen Pegel oder den Pegel umgekehrter Polarität ab, so daß auf diese Weise ein Vierfachbild zeitlich verschachtelt von den Lichtaufnahmeele menten 23 ... 23 geliefert werden kann, welche etwas beabstandet in vertikaler und horizontaler Richtung regelmäßig angeordnet sind. Unter den Lichtaufnahmeelementen 23 ... 23 sind etwas be abstandet Übertragungselemente ausgebildet.

Die genannten Impulse werden beispielsweise durch Teilen des Taktpulses gebildet, der dazu dient, die Signale aus den Lichtaufnahmeelementen 23 ... 23 herauszuholen, wobei im Vibra tionsbetrieb nach Zuführen des Impulses (d. h., wenn die Licht aufnahmeelemente 23 ... 23 des an den Positionen der Symbole A ... A, B ... B und C ... C abgelenkte Bild empfangen haben), die aus den Lichtaufnahmeelementen 23 ... 23 abgeleiteten Signale sequentiell in jedem Speicherelement des Bildspeichers 24 ge speichert sind, und wenn die vertikalen und horizontalen Im pulse für einen Zyklus zugeführt werden, kann der Bildspeicher 24 die Signale aus allen Bildelementen eines Bildes (Vollbil des) speichern.

In einem solchen Falle kann, da das Auflösungsvermö gen der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 22 vervierfacht werden kann, beispielsweise eine durch Reduzieren der be nutzten Bildelemente auf ¼ verkleinerte Abbildungsfläche ohne Schwächung des Auflösungsvermögens verwendet werden.

Im folgenden wird eine weitere Bildaufnahme- und Beob achtungsvorrichtung mit einer zweiten Ausführungsform der Abbildungsanordnung anhand der Fig. 6 erläutert. In dieser sind für die gleichen Teile der ersten Bildaufnahme- und Beobachtungsvorrichtung die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Fig. 6 zeigt ein Endoskop, bei dem die Abbildungsanord nung nach der zweiten Ausführungsform benutzt wird. In die ser Ausführungsform ist das abbildende optische System mit Hilfe von zwei Prismen 31 und 32 zwischen dem Objektivlinsen system 6 und der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 22 ge bildet, wobei das Prisma 31 von piezoelektrischen Vibratoren 33 und 33 gehalten wird, die an oberen und unteren Teilen des Prismas 31 angebracht sind, während das Prisma 32 mit Hilfe von photoelektrischen Vibratoren 34 und 34 (von denen nur eines in der Fig. zu sehen ist), an rechten und linken Stellen des Prismas 32 gehaltert ist.

Das Prisma 31 hat in vertikaler Bildrichtung unter schiedliche Stärken, so daß durch leichtes Vibrieren des Pris mas 31 mit Hilfe der piezoelektrischen Vibratoren 33 und 33 der Lichtdurchtritt durch das Prisma 31 in senkrechter Rich tung stark ablenkbar ist. In gleicher Weise hat auch das Prisma 32 in vertikaler Richtung unterschiedliche Stärken, so daß auch hier der Lichtdurchtritt horizontal stark ablenkbar ist.

Daher kann das Auflösungsvermögen durch Vibrieren der Prismen 31 und 32 um ½ des Abstandes der vertikalen und horizontalen Anordnung der Bildaufnahmeelemente 23 ... 23 auf der Bildaufnahmefläche der Festkörperbildaufnahme einrichtung 22 verbessert werden. Da der Lichtdurchtritt durch die Prismen 31 und 32 nur durch ein leichtes Neigen stark ablenkber ist, kann die Vibration mit einer sehr kleinen Amplitude das Auflösungsvermögen verbessern. Daher reichen selbst kleine piezoelektrische Vibratoren 33, 33 und 34, 34 aus. In den Ausführungsformen kann der piezoelek trische Vibrator 15 und 33 nur jeweils für sich, beispiels weise der obere und untere verwendet werden, was auch für die piezoelektrischen Vibratoren gilt, welche an den rech ten und linken Stellen vorgesehen sind.

Fig. 7 zeigt eine Amplitudensteuerschaltung 41 für die Vibration der piezoelektrischen Vibratoren 15, 33 oder 34 in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

In dieser Amplitudensteuerschaltung 41 wird beispiels weise das mit der Vorrichtung in Fig. 1 gewonnene optische Bild in elektrische Signale umgewandelt und im Bildspeicher 24 aufgezeichnet. In einer geeigneten Zeile der im Bildspei cher 24 aufgezeichneten Signale wird das Signal des Bild elementes aufgenommen und diesbezüglich eine maximale Fourier frequenzkomponente von einer Maximalfrequenz-Erfassungsschal tung 42 festgestellt, und mit dem Ausgangssignal von der Maximalfrequenz-Erfassungsschaltung 42 als Steuersignal die Amplitude der Antriebsspannung, die dem piezoelektrischen Vibrator (z. B. 15) zugeführt wird, auf einen geeigneten Wert (d. h. auf ½ des Abstandes der Anordnung) nach Steuerung des Verstärkungsfaktors vom Verstärker 43 geregelt.

Der Verstärker 43 verstärkt die Vibratorspannung, die von der Antriebsspannung-Generatorschaltung 44 erzeugt wird, mit einem solchen Verstärkungsfaktor, daß die am Steuerende angelegte Spannung eingehalten wird.

Das Ausgangssignal der Maximalfrequenz-Erfassungs schaltung 42 wird beispielsweise wie folgt gebildet. Die Frequenz, die durch Multiplikation der Abtastfrequenz einer Zeile mit dem Zweifachen der Anzahl der Bildelemente gewonnen wird, wird maximiert. Es werden verschiedene Fil ter hergestellt, die graduell niedrigere Frequenzen als diese Frequenz durchlassen, wobei durch sequentielles Schal ten dieser Filter mit Hilfe eines Analogschalters oder ei nes Multiplexers und Verwenden des Ausgangssignals nach dem Filtern das Frequenz/Spannungs (f-v)-Umsetzungssignal ge wonnen wird. Durch Vergleich des auf Spannung umgesetzten Signals mit dem Umsetzungssignal der gleichen Zeile, jedoch von einem Bild zuvor, und durch Ausgeben des größeren Wer tes als Steuersignal, wird der piezoelektrische Vibrator 15 automatisch auf der Amplitude gehalten, die die maximale Verbesserung des Auflösungsvermögens liefert. Daher kann die Ablenkung genau auf ½ des Abstandes der Anordnung ge regelt werden, und zwar ohne Rücksicht auf den Temperatur- oder Alterungseffekt.

Als Mittel zum Feststellen der maximalen Frequenzkompo nente ist es möglich, beispielsweise ein Oberflächenwellen- Fouriertransformationselement für Realzeittransformatoren zu benutzen. Die Steuerung kann auch durch Vergleich der Fre quenzkomponenten durch Einlesen in einer kurzen Zeit vorge nommen werden, wobei z. B. die Wellenform geformt und durch einen Zähler usw. geführt wird.

Die Maximalfrequenz-Erfassungsschaltung 42 kann auch, wie in Fig. 8(A) gezeigt ist, ausgelegt sein.

Das heißt, daß der Ausgang des Bildspeichers 24 bei ho her Geschwindigkeit durch eine schnelle Fouriertransforma tions (FTT)-Schaltung 42 a fouriertransformiert und das Fouriertransformationsausgangssignal in ein Analogsignal durch einen D/A-Umwandler 42 b umgewandelt wird, wobei die Spitze des Analogsignals von einer Spitzenwerthalteschal tung 42 c festgestellt und damit die Maximalfrequenz-Signal komponente erfaßt wird. Die Maximalfrequenz-Erfassungsschal tung 42 kann auch gemäß Fig. 8(B) gebildet werden.

Das heißt, daß der Ausgang des Bildspeichers 24 in den Computer 42 e über eine Interfaceschaltung 42 d eingegeben wird, wobei im Computer 42 e die Fouriertranformation ausge führt wird. In einem solchen Fall erfolgt die Fouriertrans formation für das gesamte Bild, d. h. durch zweidimensiona les Verarbeiten, anstatt für eine Zeile des Bildes. So kann die Maximalfrequenzkomponente der Fouriertransformations- Ausgangskomponente leicht festgestellt werden.

Neben den beschriebenen Ausführungsformen ist es auch möglich, den Lichtdurchtritt periodisch durch Vibration von mindestens einem Teil des Objektivlinsensystems 6 (wenn das Bildaufnahmeelement benutzt wird) nicht nur im optischen Abbildungssystem zu verschieben, das von den Transportplat ten 11 und 12 sowie den Prismen 31 und 32 gebildet ist, son dern auch den Lichtdurchtritt in einem optischen System ohne Transparentplatten und -prismen durchzuführen, wobei eine solche Möglichkeit ebenfalls in den Bereich der Erfindung fällt. Auch können bei Verwendung des Lichtwellenleiters des Objektivlinsensystem 6 und das Okularlinsensystem 8 zumindest teilweise synchronisiert werden, um eine periodische Ablen kung zu erhalten.

Die Erfindung ist nicht auf den Einsatz bei Endoskopen begrenzt, sondern kann auch weiter für eine optische Einrich tung benutzt werden, mit welcher ein Bild auf der Aufnahme fläche der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 22 hergestellt wird. Es ist auch möglich, die Prismen 31 und 32 bei der zweiten Ausführungsform der optischen Abbildungsanordnung über einen sehr kleinen Bereich von Winkeln zu rotieren bzw. zu vibrieren.

Der Ablenkungswert durch Vibration ist nicht auf den halben Abstand in der gegebenen Anordnung begrenzt, son dern das Auflösungsvermögen kann beispielsweise für den Fall, bei dem sich die benachbarten Lichtaufnahmeelemente nicht in einem einander kontaktierenden Zutand, wie in Fig. 5, befinden, durch Verschieben um 1/n (n ist eine natürliche Zahl), z. B. um ¹/₃ in horizontaler oder verti kaler Richtung (z. B. durch Verschieben um ¹/₃ aus dem An fangszustand, dann um ²/₃ und Zurückkehren in die Ursprungs position) verbessert werden. Das Umwandlungselement für die elektrische Antriebseinrichtung kann ein piezoelektrischer Vibrator oder ein Piezoelement aus zwei Piezomaterialien sein. Auch können beispielsweise die Transparentplatten 11 durch einen vorgesehenen Permanentmagneten mit dem durch das Solenoid geleiteten Strom vibriert werden.

Die Erfindung sieht, wie ausgeführt, eine Einrichtung zur periodischen Verschiebung um ein Ausmaß vor, das dem Abstand der Anordnung der Lichtaufnahmeelemente der Bild ebene usw. entspricht, wobei das Bild, das auf der Bildauf nahmefläche durch das optische Abbildungssystem entworfen wird, verschoben wird, so daß die Information im periodisch verschobenen Zustand aufgenommen wird, und daher ein Bild mit einem hohen Auflösungsvermögen erhalten werden kann, selbst wenn die Anzahl der Bildelemente klein ist.

Daher kann das Lichtaufnahmeelement in einem kleinen Raum angeordnet werden. Auch kann der Antrieb mit einer kleineren Antriebsvorrichtung gegenüber demjenigen vorge nommen werden, bei dem die Festkörperbildaufnahmeeinrich tung selbst vibriert. Selbst wenn eine Masche oder ein strei fenförmiges Objekt aufgenommen oder beobachtet wird, kann das Moir´muster durch Vibration ausgeschaltet werden.

Claims

1. Bildaufnahme- und Beobachtungsvorrichtung mit einer optischen Abbildungsanordnung zur Abbildung eines Ob jekts auf in der Bildebene angeordneten Lichtaufnahme elementen einer Festkörperbildaufnahmeeinrichtung und mit einem an der optischen Abbildungsanordnung angebrach ten Schwingungserzeuger, durch die das Bild des Objekts gegenüber den Lichtaufnahmeelementen hin- und herbewegt werden kann, wobei die Bildinformationssignale mit einer bestimmten Taktfrequenz aus der Festkörperbildaufnahme einrichtung in einen Bildspeicher übertragen werden und die Schwingungsfrequenz des Bildes so auf die Taktfre quenz abgestimmt ist, daß die während eines Schwingungs zyklusses in den Lichtaufnahmeelementen der Festkörper bildaufnahmeeinrichtung auftretenden Lichtsignale nach einander in den Bildspeicher eingelesen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß von den gespeicherten Lichtsignalen die Fouriertrans formierte gebildet wird und durch eine Maximalfrequenz- Erfassungsschaltung (42) eine maximale Fourierfrequenz komponente bestimmt wird und
daß die maximale Fourierfrequenzkomponente einer gespei cherten Zeile oder eines gespeicherten Gesamtbildes mit der der entsprechenden Zeile des vorhergehenden Bildes bzw. der des vorhergehenden Gesamtbildes verglichen wird und daß der größere festgestellte Wert zur Steuerung der Am plitude der durch den Schwingungserzeuger (33) bewirkten Bildschwingung verwendet wird.

2. Bildaufnahme- und Beobachtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Amplitude der Schwingung des Bildes des Objekts gegenüber den Lichtaufnahmeelementen durch den Schwin gungserzeuger (33) derart gesteuert wird, daß die Ablen kung des von dem Objekt auf die Lichtaufnahmeelemente (23) auftreffenden Lichts dem halben Abstand der Lichtaufnahme elemente (23) entspricht.

3. Bildaufnahme- und Beobachtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwingungserzeuger (33) direkt an dem Objektiv linsensystem (6) angebracht ist.