DE3605322A1

DE3605322A1 - Verfahren und vorrichtung zur umsetzung eines bildes in elektrische signale

Info

Publication number: DE3605322A1
Application number: DE19863605322
Authority: DE
Inventors: Hajime Tokio/Tokyo Sakata; Jun Tokio/Tokyo Tokumitsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1986-08-21
Also published as: DE3605322C2; GB8900187D0; GB2173371A; GB2210754A; DE3645184C2; GB8604087D0; US4707743A; GB2173371B; GB2210754B

Description

VERFAHREN UIMD VORRICHTUNG ZUR UMSETZUNG
EINES BILDES IN ELEKTRISCHE SIGNALE

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umsetzung eines Bildes in gefilterte elektrische Signale.

Auf dem Gebiet der Bildverarbeitung bestehen verschiedene Anforderungen. So ist als grundlegende Verarbeitung eine Filterung zur Ausblendung von Störungen bzw. Rauschen und dergleichen aus den Bildsignalen von großer Bedeutung. Die Filterung wird beispielsweise wie folgt durchgeführt: Wenn ein Bild in Bildelement-Anordnungen aufgeteilt wird und die Bildelemente anschließend gelesen ujerden, wird der gelesene Wert eines gegebenen Bildelements als gewichteter Durschnitt einer Vielzahl benachbarter Bildelemente, einschließlich des gegebenen Bildelements, berechnet. Bei einer solchen Filterung wird das Ausgangssignal eines Bildsensors entweder durch Software unter Verwendung eines Rechners oder durch spezielle Hardware berechnet (d.h. durch

wiederholte Multiplikationen und Additionen). Wenn die Zahl der zu verarbeitenden Bildelemente groß ist, wird daher die Verarbeitungszeit entsprechend lang oder es muß eine teuere Rechen/Verarbeitungseinheit verwendet werden, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren und eine Vorrichtung zur einfachen Umsetzung eines Bildes in gefilterte elektrische Signale innerhalb eines kurzen Zeitraums zu schaffen.

Diese Aufgabe mird erfindungsgemäß gelöst, indem ein Einzelbild einem Festkörper-Bildsensor mehrere Male ausgesetzt wird und die in Übereinstimmung mit den auf jede Belichtung hin induzierten Bildern verteilten Ladungen mit verschobenen Positionen im Bildsensor addiert und auf diese Ueise elektrische Signale ausgelesen werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1 in einer Draufsicht einen Teil eines Bildes,

Fig.2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bildverarbeitungsgeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,-

Fjg.3 einen schematischen Querschnitt eines BiId- QQ sensors zur Erläuterung des Filterungsprinzips bei dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. k einen schematischen Querschnitt eines Aufbaus eines verwendeten Bildsensors,

ERE! OHT j

ί⁷ ig ·5 ein Impulsdiagramm von Tak tsignalen zur Ansteuerung des in Fig.it gezeigten Bildsensors,

F i g. 6 eine Draufsicht eines Bildsensors zur Erläuterung des Prinzips einer zweidimensionalen Filterung ,

Fig.7A und 7B grafische Darstellungen von Bilddichten vor und nach der Filterung,

Fig.8 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des Bildverarbeitungsgeräts,

Fig.9 einen schematischen Querschnitt eines BiIdsensors zur Erläuterung des Filterungsprinzips bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig.10 in einer Draufsicht einen Bildsensor zur Erläuterung des Prinzips einer zuieidimensionalen FiI-terung bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig.11 schematisch die Reihenfolge einer Bildverschiebung in Fig.10,

Fig. 1 2 schematisch eine Bildverschiebungseinrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels,

Fig.13 einen schematischen Querschnitt zur Erläuterung des Prinzips der Bildverschiebung bei der in 2Q Fig.12 gezeigten Einrichtung,

Fig.1 k schematisch eine Bildverschiebungseinrichtung eines vierten Ausführungsbeispiels,

Fig.15A und 15B schematische Querschnitte weiterer

Ausf üh rungsf ortnen von Prismen mit variablem Scheitelwinkel der Einrichtung gpmäß Fig.IU,

Fig.16 in einem Prinzipquerschnitt eine Bildver-Schiebungseinrichtung eines fünften Ausführungsbeispiels, und

Fig.17 und 16 Draufsichten, die die gegenseitige Beziehung zwischen Bildelementen und einem lichtempfangenden Abschnitt eines Bildverarbeitungsgeräts zeigen.

Gemäß dem in Fig.1 gezeigten vergrößerten Bildausschnitt wird ein Bild 1 entsprechend nachfolgender Verarbeitung IQ gefiltert: Idenn ein Bildelementbereich zur Berechnung eines gewichteten Durchschnitts eines gegebenen Bildelements eine 3x3- Matrix ist, ist ein gefiltertes Ausgangssignal beispielsweise eines Bildelements Χς durch folgende Gleichung gegeben:

3
Y = ^ ai X_/ ... (1)

wobei mit X^ die Dichte des Bildelements und mit ai der Gewichtungskoeffizient für jedes Bildelement bezeichnet sind. Für die anderen Bildelemente wird derselbe Gewichtungskoeffizient verwendet und das Gesamtbild entsprechend gefiltert.

Fig.2 zeigt schematisch den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels eines Bildverarbeitungsgeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein zu lesendes Bild 2 einer Vorlage, wie z.B. eines Films, eines bedruckgc ten Papierblatts oder dergleichen, wird mittels einer Lin-

JV

3βΊ35'322

se bzLü. eines Objektiv/s 3 auf einem Bildsensor 4 (nämlich einem Festkörper-Bildsensor des Ladungsübertragungstyps) fokussiert. Die Bildelemente des Bildsensors 4 sind zweidimensional in x- und y-Richtung angeordnet. Die Ladungen des Bildsensors 4 können in Übereinstimmung mit Taktsignalen einer Bildsensor-Ansteuerschaltung 42 in x- und y-Richtung übertragen werden. Die von dem Bildsensor 4 gelesenen Bilddaten werden als elektrische Signale 44 ausgelesen, von einem Verstärker 45 verstärkt und nachfolgenden Verarbeitungsschaltungen zugeführt. Die Ladungsübertragung und Informationsauslesevorgänge der Bildsensor-Ansteuerschaltung 42 werden von einer Steuereinheit 43 gesteuert.

Nachfolgend wird das Filterungsprinzip dieses ersten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig.3 näher erläutert. Des leichteren Verständnisses halber wird die Erläuterung nur bezüglich einer Dimension durchgeführt. Gemäß Fig.3 wird ein Abbild 5 eines zu lesenden Bilds auf Bildempfangsabschnitten 6, 7, 8 und 9 des Bildsensors 4 ausgebildet. Die Dichten des Abbilds 5 auf den Bildempfangsabschnitten 6, 7, B und 9 sind jeweils durch X^ , Xq » *? und Xa_- gegeben. üJenn der zur Berechnung des gewichteten Durchschnitts vorgegebene Bildelementbereich eine 3x3
Matrix ist, ist ein gefiltertes Ausgangssignal Y^ des BiI-des an einer X2 entsprechenden Position gegeben durch:

ai X/ ... (2)

wobei mit ai die Gewichtung jedes Bildelements bezeichnet ist.

Gemäß Fig.3 wird der Bildsensor 4 mit einer al entsprechgg enden Belichtungsstärke belichtet. Die in den Lichtem-

-ΙΟΙ ρfangsabschnitten 6, 7, S und 9 gespeicherten Ladungen sind entsprechend durch a1X^, a1Xp, a^X? und a1X^gegeben. Die Ladungen werden um ein Bildelement nach .rechts verschoben und das gleiche Bild 5 wird mit einer a2 proportianalen Belichtungsstärke dem Bildsensor k ausgesetzt. Da diese Ladungen zusätzlich zu denen der ersten Belichtung gespeichert werden, sind die in den Lichtempfangsabschnitten 7, 8 und 9 gespeicherten Ladungen nunmehr durch a1X^ + a2X2t ³^^2 ^{+ a}2Xj> bzw. a1X^ + a2XA gegeben. Die Ladungen werden wiederum um ein Bildelement nach rechts verschoben und der Bildsensor U wird erneut mit einer zu a3 proportionalen Belichtungsstärke dem gleichen Bild 5 ausgesetzt. Daher sind die in den Lichtempfangsabschnitten ß und 9 gespeicherten Ladungen nunmehr durch a1X^ + a2X2 + ^a3X^ bzw. a1X2 + ^a2-%3 ⁺ a3X^. gegeben und die Ladung des Lichtempfangsabschnitts 8 wird zu dem gefilterten Ausgangssignal Y2 gemäß Gleichung (2). Wenn diese Ladung gelesen wird, ist daher ein X^ entsprechendes, gefiltertes Ausgangssignal erzielbar. Ein X^ entsprechendes Ausgangssignal Y^ ist durch folgende Gleichung gegeben:

Y, = > aiX. ... (3)

3 ^ 1

das durch die in dem Lichtempfangsabschnitt 9 gespeicherte Ladung festgelegt ist. Mit drei Belichtungen und zwei Ladungsübertragungen bzw. -verschiebungen ist demzufolge die Filterung des Gesamtbildes durchführbar.

Gemäß dem beschriebenen l/erfahren wird die Belichtung mit

der zu dem Gewichtungskoeffizienten ai proportionalen Belichtungsstärke durchgeführt, indem die Ladungsübertragungs-Zeitsteuerung durch den Gewichtungskoeffizienten ai gc gesteuert wird. Dies soll nachstehend unter Bezugnahme auf

G£r^iCKT j

- 11 die Fig.4 und 5 ausführlich erläutert werden.

Fig.4 ist ein Querschnitt eines zuieiphasen-angesteuerten Ladungsübertragungs-Bildsensors 20 (nämlich eine Ladungskopplungsvorrichtung bzw. CCD) mit lichtempfangenden Abschnitten 21, 22, 23 und 24, die auch als Ladungsübertragungsabschnitte dienen, sowie mit Übertragungsgliedern 25, 26, 27 und 28. Der CCD 20 uird über zweiphasige Taktsignale ρΊ und fiz angesteuert. Die in den Abschnitten 21, 22, 23 und 24 gespeicherten Ladungen werden der Reihe nach auf den Empfang der Taktsignale βΛ und φΖ hin über die Übertragungsglieder 25, 26, 27 und 28 nach rechts geschoben und die Belichtung wird entsprechend wiederholt. Die Belichtung mit der zu den Gewichtungskoeffizienten ai proportianalen Belichtungsstärke kann durch zeitliche Steuerung der Taktsignale φΛ und fZ erreicht werden.

Fig.5 ist ein Impulsdiagramm der Taktsignale o1 und o2. Das Taktsignal 0Ί hat eine Signalform 30 und das Taktsig^nal ^2 eine Signalform 31. Wenn das Taktsignal ^1 einen Pegel U hat, wird eine Ladungsübertragung durchgeführt. Das Bild wird dem CCD 20 für die in Fig.5 mit T1, T2 und T3 bezeichneten Zeitdauern ausgesetzt und die Ladungen werden gespeichert. Wenn die Zeitdauern T1, T2 und T3 usw.

so eingestellt werden, daß sie proportional zu den Gewichtungskoeffizienten al, a2 und a3 usw. sind, sind die in den Abschnitten 21, 22, 23 und 24 gespeicherten Ladungsmengen ebenfalls proportional zu ai.

go Nachfolgend wird das Uerfahren zusammengefaßt. Auf einen Löschbefehl der Steuereinheit 43 hin löscht die Bildsensor-Ansteuerschaltung 42 alle Ladungen in dem Bildsensor und beginnt die Belichtung. Daraufhin wird der Bildsensor von den in Übereinstimmung mit den Gewichtungskoeffizien-

OC ten gemäß Fig.5 modulierten Taktsignalen angesteuert und

^ΐΛ'-Γ^νΤί :.^: ·.-..■·. ·'■. ι

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die Belichtung wiederholt, während die Ladungen in Einheiten von Bildelementen übertragen bzw. verschoben werden. Die gespeicherten Ladungen werden auf einen Befehl der Steuereinheit 43 hin als serielles elektrisches Signal ausgelesen und über den Verstärker 45 ausgegeben.

Fig.6 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der zweidiraensianalen Filterung. Die Dichten von lichternpfangenden Abschnitten 11 bis 19 eines Ladungsübertragungs-Bildsensors sind jeweils mit X^ bis Xg bezeichnet. Die Ladungen werden in die durch Pfeile angegebene Richtungen geschoben und die dem Bildsensor ausgesetzte Belichtungsmenge wird der Reihe nach auf einen zu den Gewichtungskoeffizienten al bis a9 proportionalen Wert

eingestellt. Schließlich wird eine zu ^B. ai· X: proportionale Ladung gespeichert und man erhält innerhalb »einer 3 χ 3 - Bildelementmatrix einen X^-entsprechenden gewichteten Durchschnittswert.

Die Fig.7A und 7B zeigen das Ergebnis des erfindungsgemäßen Filterungsverfahrens, wobei Fig.7A ein ungefiltertes und Fig.7B ein gefiltertes Bild zeigt. Die Abszisse bezeichnet jeweils die Position (eines Bildelements) und die Ordinate die zugeordnete Bilddichte. Erfindungsgemäß kann ein Uorlagenbild, das gemäß Kurve 40 stark verrauscht ist, in ein rausch- bzw. störungsfreies Bild gemäß Kurve 41 gefiltert werden. Die Anzahl der Bildelemente zur Berechnung eines gewichteten Durchschnittswerts und die Gewichtungskoeffizienten werden in Übereinstimmung mit dem gewünsch-

QQ ten Filterungsgrad festgelegt. Im einfachsten Fall ist es jedoch möglich, den Bildelementbereich auf eine 3x3-Bildelementmatrix und die Gewichtungskoeffizienten alle auf 1 festzulegen, wie es in Fig.6 gezeigt ist. Um bessere Filterungscharakteristika zu erzielen, kann der Bildele-

gg mentbereich auf eine 5 χ 5 - Bildelementmatrix erweitert

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werden. Die Gewichtungskoeffizienten können durch "Gauss¹-sche Funktionen festgelegt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind verschiedene Abänderungen anwendbar. So wurde vorstehend die Belichtungsmenge dadurch eingestellt, daß die Ladungsübertragungs-Zeitsteuerung geeignet geändert wurde. Jedoch ist es z.B. auch möglich, zwischen das abzutastende Bild und den Bildsensor eine Blende einzufügen und die Öffnungszeit der Blende in Übereinstimmung mit den Gewichtungskoeffizienten zu ändern. Weiterhin kann zwischen das abzutastende Bild und den Bildsensor ein Filter mit variablem Durchlässigkeitsfaktor eingefügt werden, das die Helligkeit einer das Bild beleuchtenden Lichtquelle ändert oder als räumlicher Modulator dient, und die auf den Bildsensor einfallende Lichtmenge in Übereinstimmung mit den Gewichtungskoeffizienten geändert werden. In diesen Fällen können die Ladungen in vorbestimmten Zeitabständen übertragen werden.

Uorstehend wurden die Bilder durch Ladungsübertragung verschoben. Ein auf der lichtempfangenden Oberfläche eines Bildsensars erzeugtes Bild kann jedoch auch optisch verschoben werden. Nachfolgend wird ein dementsprechendes Ausführungsbeispiel erläutert.

Fig.8 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des Bildverarbeitungsgeräts, das ein Abbild eines abzutastenden Uorlagenbilds 52, wie z.B. eines Films, eines be-

gQ druckten Papierblatts o. dgl., erzeugt. Ein erster Spiegel 55 lenkt aus einer Linse bzw. einem Objektiv 53 austretendes Licht um. Ein zweiter Spiegel 55 lenkt das von dem ersten Spiegel 5^ reflektierte Licht in einer zu diesem senkrechten Ebene um. Motoren 56 und 57 treiben die Spie-

gc gel 5^ bzw. 55 an und sind vorzugsweise Schrittmotoren.

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Ein Bildsensar 53 ist im Brennpunkt des Objektivs 53 ange ordnet und ist vorzugsweise ein CCD (Ladungskopplungsvorrichtung) oder ein BBD (Eimerkettenschaltung). Eine Motor-Ansteuerschaltung 60 steuert die Motoren 56 und 57 an. Eine Bildsensor-Ansteuerschaltung 61 steuert den Bildsensor 58 an. Die Ansteuerschaltungen 60 und 61 werden ihrerseits von einer Steuereinheit 64 gesteuert. Ein aus dem Bildsensar 58 ausgelesenes elektrisches Signal 62 wird von einem Verstärker 63 verstärkt. Ein Filter 65 mit variablem Durchlässigkeitsfaktor wie z.B. ein räumlich-optischer Modulator wird zur Veränderung der Belichtungsstärke in Übereinstimmung mit einem Signal aus der Steuereinheit 64 verwendet.

Das abzutastende Bild 52 wird auf dem Bildsensor 58 von dem Objektiv 53 über die Spiegel 54 und 55 erzeugt. Der Spiegel 54 wird van dem Motor 56 gedreht und ein Abbild des abzutastenden Bilds 52 wird auf dem Bildsensar 58 in x-Richtung verschoben. In ähnlicher Weise wird der Spiegel 55 von dem Motor 57 gedreht und ein Abbild des abzutastenden Bilds 52 auf dem Bildsensor 58 in y-Richtung verschoben .

Nachfolgend wird das Filterungsprinzip unter Bezugnahme auf Fig.9 näher beschrieben, wobei des leichteren Verständnisses halber nur bezüglich einer Dimension erläutert wird. Gemäß Fig.9 wird ein Bild 70 des zu lesenden Bilds 52 auf dem Bildsensor 58 erzeugt. Durch Rotation des Spie-

go gels 54 wird ein Bild 71 erhalten, bei dem das zu lesende Bild 52 auf dem Bildsensor 58 um ein Bildelement in x-Richtung verschoben ist. Auf ähnliche Weise wird ein Bild 72 erhalten, indem das Bild 52 um zwei Bildelemente in x-Richtung verschoben wird. Der Bildsensor 58 hat lichtempfangende Abschnitte 73 bis 76. Die Dichten des

Bilds 70 in den Abschnitten 73 bis 76 sind jeweils mit X-j bis X^. bezeichnet. Wenn ein Bildelementbereich zur Berechnung eines geuichteten Durchschnitts als eine Reihe aus drei Bildelementen gegeben ist, uird ein gefiltertes Ausgangssignal Y^ an einer X^ entsprechenden Position durch folgende Gleichung ausgedrückt:

ujobei mit ai ein Geuiichtungskoeffizient für jedes Bildelement bezeichnet ist.

Gemäß Fig.9 uird das Bild 70 mit einer Belichtungsstärke auf den Bildsensor 58 projiziert, die proportional zum Geidichtungskaeffizienten al ist, indem das Filter 65 mit variablem Durchlässigkeitsfaktor entsprechend eingestellt wird. Die in den zugeordneten Abschnitten 73 bis 76 gespeicherten Ladungen sind proportional zu a1X^, aiX^, aiX^ und a1X/. Der Spiegel 5k wird gedreht, um das Bild 70 um ein Bildelement zur Position des Bilds 71 zu verschieben. Der Durchlässigkeitsfaktor des Filters 65 uiird so geändert, daß das Bild 71 mit einer zu a2 proportionalen Be-1 chtungsstärke auf den Bildsensor 58 projiziert uird. Da daher weitere Ladungen zu den Anfangsladungen addiert werden, sind die in den Abschnitten 73 bis 75 gespeicherten Ladungen nunmehr proportional zu a1X> + a2X^ , aiX^ +a2X-j und a1Xj + a2X£.. Der Spiegel 5*f wird wiederum gedreht, um das Bild 71 um ein Bildelement zur Position des Bilds 72 zu verschieben. Das Bild 72 wird daraufhin mit einer zu a3 prDportionalen Belichtungsstärke abgebildet. Die in den Abschnitten 73 und Ik gespeicherten Ladungen werden daher zu a1Xyj + a2X2 + a3X^ und a1X^ + a2Xj> + a3X^.. Die im Abschnitt 73 gespeicherte Ladung ist daher proportional zu

dem gefilterten Ausgangssignal Yn gemäß Gleichung (2). Wenn diese Ladung gelesen wird, erhält man sp ein X^> entsprechendes, gefiltertes Ausgangssignal. Ein X^ entsprechendes Ausgangssignal Y^ ist durch folgende Gleichung gegeben:

₃ ai X ... (3)

und wird aus der im Abschnitt Ik gespeicherten Ladung berechnet. Auf diese Weise kann das gesamte Bild durch drei Belichtungen und zwei Bildverschiebungen gefiltert werden.

Gemäß Fig.θ wird der Spiegel 55 vom Motor 57 gedreht, so daß das Abbild des abzutastenden Bilds 52 auf dem Bildsensor 58 in y-Richtung verschoben wird. Mit dem anhand der Fig.9 beschriebenen Verfahren kann auch eine zweidimensionale Filterung durchgeführt werden, deren Prinzip nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig.10 näher erläutert wird, die eine schematische Draufsicht auf den Bildsensor 58 zeigt. Auf dem Bildsensor 58 wird ein Bild 80 erzeugt. Der Bildsensor 58 lichtempfangende Abschnitte 81 bis 89, deren dem Bild 80 entsprechende Dichten mit X^ bis Xg bezeichnet sind, das Bild 80 wird sequentiell verschoben und von dem Bildsensor 58 abgetastet, um eine zujeidimensionale Filterung durchzuführen.

Fig.11 zeigt schematisch die Abfolge der Bildverschiebung in Fig.10. Das Bild 80 uiird entlang eines Verschiebungswegs 90 auf dem Bildsensor 58 verschoben. Die Pfeile zwischen zwei Kreisen geben die Bewegung des Bilds um jeweils ein Bildelement an. Wenn das Bild 80 auf dem Bildsensor 58 entlang des Verschiebungswegs 90 bewegt wird, werden die gg entsprechenden Bereiche des Bilds 80 in der Reihenfolge

-Πι yon X,. bis Xa abgebildet. Wenn das Filter 65 mit variablem Durchlässigkeitsfaktor so angesteuert wird, daß es sequentiell zu al bis a9 proportionale Belichtungsstärken des Bilds 80 auf dem Bildsensor 58 liefert, ist die in dem Abschnitt 81 gespeicherte Ladung proportional zu ->- ai · X: Dies ist ein X^- entsprechender gedichteter Durchschnittswert für eine 3x3- Bildelementmatrix. Da eine derartige Ladungsspeicherung in allen lichtempfangenden Abschnitten des Bildsensors 58 ausgeführt wird, kann die Filterung des Gesamtbilds bei Verwendung einer 3 χ 3 - Matrix bzuj. -Maske mit neun Belichtungsschritten und acht Bildverschiebungsschritten durchgeführt werden.

Das in Fig.8 gezeigte Bildverarbeitungsgerät führt die vorstehend beschriebene zweidimensionale Filterung durch, Ljobei die Steuereinheit Gk die nötigen Steuersignale liefert. Auf ein Signal der Steuereinheit Gk hin löscht die Bildsensor-Ansteuerschaltung 61 die im Bildsensor 58 gespeicherten Ladungen und beginnt den Belichtungsvorgang.

Zu diesem Zeitpunkt steuert die Steuereinheit 64 das Filter 65 mit variablem Durchlässigkeitsfaktor derart an, daß es eine zu al proportionale Belichtungsmenge durchläßt. Nachdem der Bildsensor 58 dieser Belichtungsmenge ausgesetzt ujurde, liefert die Steuereinheit Gk der Motor-Ansteuerschaltung 59 ein Signal, um den Spiegel 5k so zu schwenken, daß das Abbild des zu lesenden Bilds 52 um ein Bildelement in x-Richtung auf dem Bi.ldsensors 58 verschoben wird. Gleichzeitig ändert die Steuereinheit Gk den Durchlässigkeitsfaktor des Filters 65 so, daß der Bildsensor 58 einer zu a2 proportionalen Belichtungsmenge ausgesetzt uiird. Auf ein weiteres Signal der Steuereinheit Gk hin verschiebt der Spiegel 5k das Bild um ein Bildelement in x-Richtung und der Bildsensor 58 wird unter einer ähnlichen Steuerung mit einer zu a3 proportionalen Belichtungsmenge belichtet.

Anschließend liefert rie Steuereinheit 64 der Motor-Ansteuerschaltung 60 ein Signal, ujDraufhin diese den Motor 57 so ansteuert, daß dieser den Spiegel 55 so v/erstellt, daß das Abbild des zu lesenden Bilds 52 um ein Bildelement in y-Richtung verschoben uird. Nach Belichtung des Bildsensors mit einer zu a6 proportionalen Belichtungsmenge führt die Steuereinheit 64 der Motor-Ansteuerschaltung 59 ein weiteres Signal zu, woraufhin der Motor 56 den Spiegel 54 so schuenkt, daß das Abbrld des Bilds 52 um ein Bildelement in x-Richtung v/erschoben wird. Der Bildsensor wird nunmehr mit einer zu a5 proportionalen Belichtungsmenge belichtet. Das Bild wird in x- und y-Richtung in ähnlicher Ideise durch Schwenken der Spiegel 54 und 55 verschoben.

Schließlich sind in den lichtempfangenden Abschnitten des Bildsensars 58 Bildsignale gespeichert, die einer zweidimensionalen Filterung des zu lesenden Bilds 52 entsprechen. Nachdem alle Belichtungsschritte durchgeführt sind, führt die Steuereinheit 64 der Bildsensor-Ansteuerschaltung 61 ein Lese-Startsignal zu, auf das hin die Bildsignale 62 aus dem Bildsensor 58 ausgelesen werden. Die Bildsignale 62 werden vom Verstärker 63 verstärkt und einer nachfolgenden Verarbeitungsstufe zugeführt.

Die Bildverschiebungseinrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels kann auf verschiedenste Ueise modifiziert werden. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die perspektivische Darstellung in Fig.12 ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem eine andere Bildverschiebungseinrichtung Verwendung findet, wobei dieselben Teile wie in Fig.8 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht mehr erläutert werden.

Gemäß Fig.12 sind parallele Platten 91 und 92 vorgesehen, 3g um das abzutastende Bild 52 in x- bzw. in y-Richtung zu

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verschieben. Die parallelen Platten 91 und 92 sind aus durchsichtigem Glas ader Plastik hergestellt und werden von Motoren 93 und 3h angetrieben. Die Motor-, die Bildsensor-Ansteuerschaltung, das Filter mit variablem Durchlassigkeitsfaktor und die Steuereinheit sind dieselben wie in Fig.8 und daher nicht dargestellt. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel tüird das Abbild des abzutastenden Bilds durch Drehen bzw. Schuienken der Platten 91 und 92 verschoben.

Fig.13 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung des Prinzips der Bildverschiebung durch Drehen der parallelen Platten. Licht 95 uiird von einem einzelnen Punkt des Bilds 52 ausgesendet und an einem Bildpunkt 96 auf dem Bildsensor 5S fokussiert. Gemäß Fig.13 tdird die Platte 91 in die gestrichelt gezeichnete Lage geschuenkt, so daß Licht 98 an einem Bildpunkt 99 auf dem Bildsensor 58 fokussiert uird.

Das Licht 95 vdn einem einzelnen Punkt des Bilds 52 uiird ^ναπ der Platte 91 an dem Bildpunkt 96 auf dem Bildsensor 58 fokussiert. Bei in die Lage 97 geschwenkter Platte 91 verläuft das Licht 98 solange entlang desselben optischen Pfads, bis es auf diese auftrifft, und uird nach deren Passieren an dem Bildpunkt 99 fokussiert. Der Bildpunkt 99 ist daher gegenüber dem Bildpunkt 96 in x-Richtung verschoben. Bei diesem Beispiel wird die Platte 91 um eine zur Zeichnungsebene senkrechte Ebene, geschuenkt. Uenn die Platte 91 hingegen um eine zur Zeichnungsebene parallele Achse geschuenkt wird, kann der Bildpunkt in y-Richtung verschoben werden.

Gemäß Fig.12 wird die Platte 91 vom Motor 93 gedreht und das Bild 52 auf dem Bildsensor 58 entsprechend in x-Richtung verschoben. Demgegenüber wird die Platte 92 vom Motor gg 9^ gedreht und das Bild 52 in y-Richtung verschoben. In

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gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel wird auch beim dritten Ausführungsbeispiel gefiltert, indem wiederholt das Bild bezüglich des Bildsensars 58 verschoben und dieser mit einer zu den Gewichtungskoeffizienten ai proportionalen Belichtungsmenge belichtet wird.

Fig.14 ist eine perspektivische Ansicht eines vierten'Ausführungsbeispiels, bei dem wie in Fig.12 nur die Bildverschiebungseinrichtung dargestellt ist. Ein transparenter elastischer Körper 101 ist von Glasplatten 1D0-; und 100p eingefaßt. Der elastische Körper 101 kann Silikongummi 36 enthalten (Handelsbezeichnung "KE104Gel" von Shnetsu Kagaku K.K.). Die Platten 100-/ und 10O₂ können mit einem Silan-Haftmittel befestigt werden, sind parallel zur y-Achse und bilden zwischen sich einen vorbestimmten Dinkel, so daß sie zusammen mit dem elastischen Körper 101 -in Prisma darstellen. Glasplatten 102^ und 1022 sowie ein transparenter elastischer Körper 103 sind ähnlich den Glasplatten 100^ und 10O₂ bzw. dem Körper 101. Die Glasplatten 102-; ^unQl 102-2 ^sind parallel zur x-Achse und bilden zusammen mit dem Körper 103 ein Prisma.

Wenn die Glasplatten 100_w und 10O_-? oder 102-7 ^{unc: 102}^i bewegt werden, verändert der elastische Körper 101 oder 103 seine Form entsprechend, so daß ein Prisma mit variablem Scheitelwinkel gebildet wird. Wenn ein Prisma ir cen optischen Pfad eines optischen Abbildungssystems eingefügt wird, wird das einfallende Licht und damit cas Bild in Übereinstimmung mit dem Scheitelwinkel verschoben, wie allgemein bekannt ist. Uenn sich daher der Scheitelwinkel des Prismas ändert, wird das Bild kontinuierlich verschoben.

Der Scheitelwinkel des von den Platten 100-? und 10O₂ sowie dem elastischen Körper 101 gebildeten Prismas it-ird durch

BAD

Bewegen der Platte "IOO2 ^m^^ ^^^e einer (.nicht gezeigten) Verstelleinrichtung geändert. Das Abbild des abzutastenden Bilds 52 wird daher auf dem Bildsensor 5S in x-Richtung verschoben. Der Scheitelwinkel d-es von den Platten 102^ und 1022 ^SDUJi^e dem elastischen Körper 103 gebildeten Prismas wird durch Bewegen der Platte 102₂ mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Verstelleinrichtung geändert. Das Abbild des abzutastenden Bilds 52 wird daher auf dem Bildsensor 5B in y-Richtung verschoben.

In gleicher Weise uiie beim dritten Ausführungsbeispiel wird auch beim vierten Ausführungsbeispiel gefiltert, indem wiederholt das Bild bezüglich des Bildsensors 5B verschoben und dieser mit einer zu den Gewichtungskoeffizienten ai proportionalen Belichtungsmenge belichtet wird.

Fig.15 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Prismas mit variablem Scheitelwinkel, das aus einer einzigen Konkav- bzw. Hohllinse 110 und ei^ner einzigen Konvexlinse 111 besteht. Der Krümmungsradius der konkaven Oberfläche der Linse 110 hat einen zu der konvexen Oberfläche der Linse 111 entgegengesetzten Gradienten, jedoch denselben Betrag. Die konkave Oberfläche der Linse 110 und die konvexe Oberfläche der Linse 111 liegen einander gegenüber. Wenn die Konvexlinse "MI leicht verschoben wird, bildet diese Linsengrupps ein Prisma mit einem Scheitelwinkel φΛ gemäß Fig.15A. Wenn die Konvexlinse 111 hingegen weiter verschoben wird, bildet cie Linsengruppe ein Prisma mit einem Scheitelwinkel $2. gemäß Fig.15B. Mit Hilfe einer derartigen Linsenanordnung kann daher ein Prisma mit variablem Scheitelwinkel gebildet werden. Dadurch kann gefiltert werden, indem dieses Prisma anstelle des Prismas mit variablem Scheitelwinkel, bei dem der transparente elastische Körper verwendet wird, in den

gg optischen Abbildungspfad des vierten Ausführungsbeispiels

eingefügt wird-.

Fig.16 zeigt in einem schematischen Querschnitt nur die Bildverschiebungseinrichtung eines fünften Ausführungsbeispiels. Elektrooptische Materialien 12G^ und 120£ können BSD, LiNbO , KDP, PLZT und dergleichen enthalten. Transparente Elektroden 121^, "121^i ¹^Iy und 121«^ bilden zusammen mit den Materialien 120-j und 12Ο2 elektrooptische Zellen. Die Elektroden 121,/ bis 121$. enthalten vorzugsweise ITO oder dergleichen. Ein doppeltbrechendes Material 123 besteht vorzugsweise aus Kalzit. Ein weiteres doppeltbrechendes Material 124 ist halb so dick wie das Material 123. Denn Licht 122 auf diese Bildverschiebungseinrichtung einfällt, breiten sich IMDrmallicht 125 und abgelenktes Licht 126 durch das Material 123, dem IMormallicht 125 Entsprechendes IVormallicht 127 und abgelenktes Licht 128 durch das Material 124 sowie dem abgelenkten Licht 126 entsprechendes IVormallicht 129 und abgelenktes Licht 130 durch das Material 124 aus. Austretendes Licht 131 bis 134 entspricht jeweils dem Licht 127 bis 130.

Die transparenten Elektroden 121^ und 121£ sind an den beiden Oberflächen des Materials 12C₇ angeordnet. üJenn an das Material 120^ eine Spannung von ungefähr einem k\J angelegt wird, dient es als Polarisationselement. Das einfallende Licht 122 wird daher in linear polarisiertes Licht umgewandelt, dessen Polarisationsebene so eingestellt ist, daß sie um 45° bezüglich der beiden Hauptachsen des Materials I2O4 geneigt ist. Wenn eine an die Elektroden 121-/

QQ und 121p angelegte Spannung geeignet gesteuert wird, hat das aus dem Material 120 austretende Licht dieselbe lineare Palarisierung als das einfallende Licht 122 oder wird in der zu diesem senkrechten Polarisationsrichtung polarisiert. Das aus dem Material 120^ austretende Licht wird in Abhängigkeit von der Polarisationsrichtung zu

Normallicht 125 oder zu abgelenktem Licht 126 im Material 123. (denn das abgelenkte Licht 126 an der Oberfläche des Materials 123 gebeugt wird, breitet es sich nicht in einer dem Brechungsgesetz von Snell entsprechenden Richtung, sondern in einer zu der des Normallichts 125 unterschiedlichen Richtung aus. Daher treten das Normallicht 125 und das abgelenkte Licht 126 an unterschiedlichen Stellen aus dem Material 123 aus.

Die transparenten Elektroden 121-j und 121/ sind auf den Oberflächen des Materials 12Oj ausgebildet. Denn an das Material 120oeine Spannung angelegt wird, wird das einfallende linear polarisierte Licht in linear polarisiertes Licht mit einer zu diesem um 90° gedrehten Polarisationsrichtfncj umgesetzt. Die Polarisationsrichtung des Normallichts 125 wird von dem Material 120^ gesteuert und im Material 124 entweder zu Normallicht 127 oder zu abgelenktem Licht 128. LJie im Material 123 pflanzen sich das Normallicht 127 und das abgelenkte Licht 128 im Material 124 in unterschiedlichen Richtungen fort und treten an verschiedenen Stellen aus. Da das Material 124 nur halb so dick wie das Material 123 ist, ist der Abstand zwischen dem Normallicht 127 und dem abgelenkten Licht 128 im Falle des Materials 124 nur halb so groß. In ähnlicher lüeise wird die Polarisationsrichtung des abgelenkten Lichts 126 von dem Material 12O₂ gesteuert, so daß dieses zu Normallicht 129 oder abgelenktem Licht 130 uird.-Der Abstand zwischen dem austretenden IMormallicht 129 und dem austretenden abgelenkten Licht 130 ist derselbe, wie der zwischen dem Normallicht 127 und dem abgelenkten Licht 128.

Die austretenden Lichtstrahlen 131 bis 134 haben den gleichen Abstand zueinander. Welcher der Lichtstrahlen 131 bis 134 schleßlich austritt, wird durch entsprechende Kombination der an die Materialien 12O_-1 und I2O2 angelegten Span-

K'ACH GEREfCr.¹". '

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nungen festgelegt. Dies kann beispielsweise gemäß folgender Tabelle festgelegt weren:

Spannung an 12D^	Spannung an 12D2	austret. Licht
AUS AUS EIN EIN	AUS EIN AUS EIN	131 132 133

Da die in Fig.16 gezeigte Einrichtung eine Bildverschiebung durchführen kann, kann die Filterung mit einer Maske aus 3x3 Bildelementen durch Verschieben des Bilds in x-Richtung unter Verwendung der austretenden Lichtstrahlen 131, 132 und 133 durchgeführt werden. Eine weitere,-gleichartig aufgebaute Einrichtung kann in einem Uinkel von 90° bezüglich ersterer angeordnet werden, so daß auch eine Verschiebung des Bilds in y-Richtung und damit dieselbe Verarbeitung wie beim ersten Ausführungsbeispiel durchführbar ist.

Gemäß vorstehender Beschreibung wird ein gewichteter Durchschnittswert in Übereinstimmung mit der Bildelementinformation eines Abbilds eines zu lesenden Bilds 52 berechnet, die der Lage der lichtempfangenden Abschnitte des Bildsensors 56 entsprechen. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, vielmehr können die Werte von Bildelementen an irgendeiner beliebigen Position verwendet werden.

Fig.17 zeigt eine Draufsicht auf ein Bild und die Lage von

OKSiIREIOr !Tj

Bilaelementen, für die ein gewichteter Durchschnitt berechnet wird. Der Bildsensar 5ö hat lichtempfangende Abschnitte 1UDsj bis 1^Og, die einen gegenseitigen Abstand a haben. Bildelemente 141^ bis 1^Iq haben einen gegenseitigen Abstand von b. Bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen wurde das Bild 8D um ein ganzzahliges Vielfaches von a verschoben. Ein gefiltertes Ausgangssignal ist jedoch auch dann erzielbar, wenn ein Bild nicht um ein ganzzahliges Vielfaches von a, nämlich um b verschoben wird.

S° kann z.B. eine Filterung unter Verwendung einer Maske aus 3x3 Bildelementen, deren Zentrum der Abschnitt 1^5T ist, durchgeführt werden, indem die Bilddaten an dem lichtempfangenden Abschnitt 1^0^ und des Bilds BG an den Bildelementen 1^1^ bis Ii+1g verwendet werden. Bei der herkömmlichen elektrischen Filterung sind die verwendbaren Bildelementdaten auf diejenigen beschränkt, die den lichtempfangenden Abschnitten des Bildsensars 5Θ entsprechen. Beim erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsgerät können hingegen Bildlelementdaten an beliebigen anderen Punkten verwendet werden, so daß die Flexibilität in Bezug auf die Verarbeitung wesentlich erhöht ist.

Mit dem den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisenden Bildverarbeitungsgerät kann die Auflösung beim Lesen bzw. Abtasten des Bilds gegenüber derjenigen erhöht werden, die durch die Anzahl der Bildelemente des Bildsensors vorgegeben ist.

Fig.18 zeigt in einer Draufsicht die Positionen von BiIdgQ elementen zum Bildlesen. Bildelementpositionen 1^3^ bis 1^3^ werden unter Berücksichtigung der Lage der lichtempfangenden Abschnitte IkD^ bis 1^üg sowie durch "Auffüllen" bzw. Verschieben des Bilds 80 in x- und y-Richtung um die Hälfte des Abstands a der lichtempfangenden Abschnitte op· erhalten.

Das Bild 80 wird an den Positionen der lichtempfangenden Abschnitte 140^ bis 140^ abgetastet und in einem Speicher gespeichert. Wenn das Bild 80 anschließend um a/2 in x-Richtung verschoben und abgetastet wird, werden entsprechend die Bildelemente 143^, 143^, 143g>, 143g, 143^ und 143-7₆ gelesen und im Speicher abgelegt. Daraufhin wird das Bild 80 um a/2 in y-Richtung v/erschoben und die Bildelemente 143^., 143g-, 143^ und 143,^ werden eingelesen und im Speicher abgelegt. Schließlich wird das Bild 80 wiederum um a/2 in x-Richtung verschoben, woraufhin die Bildelemente ^^o» 1^₅-, 143^, 143^₀, ^3^2 und 143^ eingelesen und gespeichert werden. Wenn die auf diese Lüeise gespeicherten Bildelementdaten bzw. -signale vorbestimmten Positionen geeignet zugeordnet werden, wird die Auflösung sowohl in x- als auch in y-Richrung jeweils um das Doppelte erhöht, so daß sich die Auflösung, verglichen mit einem vom Bildsensor direkt abgetasteten Bild, insgesamt um das Vierfache erhöht.

Zusätzlich zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch weitere Anwendungen der Erfindung möglich. In vorstehender Beschreibung wurden als Bildverschiebungsverfahren sowohl die Bewegung des Bilds und des Bildsensors,· als auch die Belichtung mit gleichzeitiger Ladungsübertragung angegeben. Jedoch ist auch eine Kombination beider l/erfahren anwendbar. So kann beispielsweise das Bild in x-Richtung durch Ladungsübertragung und in y-Richtung durch Bildverschiebung verschoben werden, so daß sowohl der Ver-

3Q Schiebemechanismus als auch der Bildsensor sehr einfach in ihrem Aufbau gehalten werden können.

Da die Bildverarbeitung umittelbar am Bildsensor durchgeführt wird, wird erfindungsgemäß kein Computer oder eine spezielle Hardware zur Verarbeitung der ausgelesenen elek-

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trischen Signale benötigt, so daß das gesamte Gerät einfach und kostengünstig gehalten uerden kann. Da alle BiIdelemente zur Verarbeitung ausgerichtet sind, kann selbst dann die Uerarbeitungsgeschiuindigkeit gesteigert und eine große Zahl von Bildelementdaten mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet uierden , wenn die Zahl der Bildelemente erhöht wird.

Vorstehend uurde ein BildverarbeitungsvErfahren beschrieben, bei dem ein Einzelbild mehrere Male einem Festkörper-Bildsensor ausgesetzt wird. Die auf jede Belichtung hin induzierten und entsprechend bildmäßig verteilten Ladungen uierden nach Verschieben der Ladungspositionen im Bildsensor addiert und als elektrische Signale ausgelesen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Umsetzung eines Bildes in elektrische Signale, dadurch gekennzeichnet, daß ein Festkörper-Bildsensor mehrere Male bildmäßig belichtet wird, auf jede Belichtung hin induzierte und in Übereinstimmung mit dem Bild verteilte Ladungen nach Verschieben im Festkörper-Bildsensnr addiert werden und daß die Ladungen als elektrische Signale ausgelesen werden.

2. V/erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen im Festkörper-Bildsensar ujährend jeder Belichtung übertragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Belichtung mit einer Lichtstärke durchgeführt uird, die proportional zu einem Geuichtungskoeffizienten für jedes Bildelement ist, uienn das Bild gefiltert uird.

k. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

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Bank (München» KIn Vft§ &4Λ

Deutsche Bank IMunchen) Kto ?8fi 106C

Postscheckamt (München! KIo 670 43 «54

die Lichtstärke durch Übertragen der-Ladungen unter einer dem Gewichtungskoeffizienten entsprechenden Zeitsteuerung gesteuert wird.

5. l/erfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Bildsensor zweidimensional angeordnete lichtempfangende Abschnitte hat und daß die Ladungen zweidimensional übertragen werden.

S. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bildmäßige Belichtung durchgeführt wird, während das Bild bezüglich des Festkörper-Bildsensors bewegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Belichtung mit einer Lichtstärke durchgeführt wird, die proportional zu einem Gewichtungskoeffizienten für jedes Bildelement ist, wenn das Bild gefiltert wird.

Θ. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Bildsensor zweidimensional angeordnete lichtempfangende Abschnitte hat und daß die bildmäßige Belichtung durchgeführt wird, während das Bild bezüglich des Festkörper-Bildsensors zweidimensional bewegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschiebungsstrecke des Bilds zwischen aufeinanderfolgenden Belichtungen geringer als.ein vorgegebener gegenseitiger Abstand der lichtempfangenden Abschnitte des Festkörper-Bildsensors ist.

10. Vorrichtung zur Umsetzung eines Bildes in elektrische

Signale, gekennzeichnet durch einen Festkörper-Bildsensor

(4; 5B), eine erste Einrichtung (i+2; 5U bis 57: 91 bis 94:

100 bis 103; 110, 111; 120 bis 130) zur mehrmaligen bild-

mäßigen Belichtung des Festkörper-Bildsensors unter

NAOH^SRHiOHT

gleichzeitiger Veränderung seiner Relativposition bezüglich des Bildes (2; 52), und durch eine zweite Einrichtung (45: 63) zum Auslesen von auf jede Belichtung hin induzierten und im Festkörper-Bildsensor gespeicherten Ladungen in Form elektrischer Signale.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Bildsensor (4: 58) eine Ladungskopplungsvorrichtuntj ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung ein optisches System (3; 53) zum Fokussieren des Bildes auf dem Festkörper-Bildsensor und einen optischen Polarisator (54, 55: 91, 92: 101, 103:

110, 111; 123, 124) aufweist, der im optischen Pfad des optischen Systems angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Polarisator einen Spiegel (54, 55) und einen Motor (56, 57) aufweist, der den Spiegel um eine zu einer reflektierenden Oberfläche desselben parallele Achse dreht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Polarisator parallele transparente Platten (91, 92) und Motoren (93, 94) aufweist, die die Platten um zu reflektierenden Oberfläche derselben parallele Achsen drehen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Polarisator ein Prisma mit variablem Scheitelwinkel aufweist, das aus zwei transparenten, keilartig angeordneten Platten (100^v₂ , 102₇/) und einem von den Platten eingefaßten, elastischen und transparenten Körper (101, 103) besteht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Polarisator ein Prisma mit variablem Scheitelwinkel aufweist, das aus einer einzigen Konvexlinse (111) mit einer konvexen Oberfläche und einer einzigen Konkavlinse (110) mit einer konkaven Oberfläche besteht, idobei die konvexe und die konkave Oberfläche aufeinander gleitend ausgebildet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Polarisator parallele Platten (123, 124) aus einem doppeltbrechenden Material und elektrooptische Zellen (120^ , 120^, 121^ bis 121^) zur Änderung einer Polarisationsrichtung von auf die parallelen Platten einfallendem Licht (122) aufueist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Ansteuerschaltung (42: 61) zur Ansteuerung des Festkörper-Bildsensors und eine Steuereinheit (43; 64) zur Steuerung der Ansteuerschaltung aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet djurch eine dritte Einrichtung (65) zur Änderung der Lichtstärke der jeweiligen Belichtungen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung ein Filter (65) mit variablem Durchlässigkeitsfaktor aufweist.