DE2943880A1

DE2943880A1 - Projektionsgeraet fuer optische systeme

Info

Publication number: DE2943880A1
Application number: DE19792943880
Authority: DE
Inventors: Teruo Iwasawa; Yoshio Nakajima; Shuichi Takayama; Kosaku Tsuboshima; Masafumi Yamazaki
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1980-05-14
Also published as: JPS6125130B2; DE2943880C2; JPS5562423A; US4242703A

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF-v. PECHMATJN-BEHRENS-COHTZ

PROFESSIONAL KErKESENTATIVEt BIFOKE THE EVKOFEAN FATENT OFFICE MANDATAIKES ACKEIl FKES l'oFFICI BUKOFtEN DES IKEVETS

DK.-ING. FKANZ YUESTHOFr DK. FHIL. FKEDA VUESTHOFr (l>J7"IJji) DIFL.-INC. CEKHAKD FULS (19J 1-1 97«) DIPL-CHIM. DK. E. FREIHERR VON FBCHMANN DK.-ING. DIETEK IEHKENS DIPL.-INC.; DIFU -WIKTSCH.-INC. KUFEKT COITZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE

TELEFON: (089) ί< 2OJl

tilegkaum: fkotectfatbnt TELix: 514070

1A-52 899

Anmelder:

Olympus Optical Company Limited, 43-2, 2-Chorae, Hatagaya, Shibuya-Ku, Tokyo, Japan

Titel:

Projektionsgerät für optische Systeme

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DR.-ING. FRANZ WUESTHOPP PATENTANV1).TE

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WUESTHOFF -v. PECHMANN-BEHRENS-GOET2 „,pl-ing-gerhard pul, („,«-.,₇·)

DIPL.-CHEU. D*. E. FREIHERR VON PBCHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROrEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

UANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN PES BREVETS DIPL.-ING.; DIFL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

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D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 6610 51 telegramm: protectpatent telex: 514070

1A - 52 899

Projektionsgerät für optische Systeme

Die Erfindung betrifft ein Projektionsgerät entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Anwendung solch eines Geräts auf ein Projektionsmikroskop ist ein Okular vorhanden, das am einen Ende mit einem halbtransparenten Spiegel versehen ist. Der durch den halbtransparenten Spiegel übertragene oder reflektierte Lichtstrom wird durch eine Projektionsoptik zu einem aus einer Glasplatte oder dergleichen bestehenden Bildschirm geleitet.

Bei solch einem Projektionsmikroskop teilt der halbtransparente Spiegel den Lichtstrom, so daß die Lichtstrommenge an dem Okular und der Projektionsoptik gering wird. Die Probe wird daher dunkel und kann nur schwer beobachtet werden. Wenn externes Licht auf den Bildschirm fällt, ist der Kontrast der Abbildung zu gering, so daß die Beobachtung ebenfalls schwierig wird. Da die Abbildung der Probe auf dem Bildschirm kontinuierlich wiedergegeben wird, wird die Beobachtung der Abbildung schwierig, wenn sich die Probe bewegt, da sich dann auch die Abbildung bewegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Projektionsgerät der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß es eine geringe Größe und eine einfache Konstruktion hat, und daß mit ihm eine sehr helle Abbildung erhalten

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werden kann, die auch bei einer Bewegung der Probe einwand frei beobachtbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Projektionsgerätes,

Figur 2 eine Aufsicht der Reflexionsplatte in Fig. 1 und

Figur 3 eine Aufsicht der Farbfilterplatte in Fig. 1.

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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Projektionsmikroskops mit dem Projektionsgerät. Bei dieser Ausführungsform wird ein durch eine Probe 2, die auf einem verschiebbaren Träger 1 angeordnet ist, übertragener Lichtstrom zur Untersuchung der Abbildung der Probe 2 verwendet. Hierzu wird die Probe 2 von einem Lichtstrom beleuchtet, der von einer Lichtquelle 3 emittiert wird und eine Beleuchtungsoptik 4 durchläuft. Ein Teil des durch die Probe 2 übertragenen Lichtstroms durchläuft eine Objektivlinse 5 und eine Fokussierlinse 6, um die Probe 2 auf einem Bildsensor 7 abzubilden. Der Bildsensor 7 besteht aus einer Ladungsübertragungsvorrichtung wie einer ladungsgekoppelten Vorrichtung oder einer Eimerkettenvorrichtung oder dergleichen und hat eine zweidimensionale Anordnung von fotosensitiven Elementen pro Bildelement.

Auf dem Lichtweg zwischen der Objektivlinse 5 und der Fokussierlinse 6 ist eine Reflexionsplatte 8 mit einer öffnung 8a in der Mitte angeordnet. Ein Teil des Lichts, das die öffnung 8a durchläuft, wird zur Abbildung der Probe 2 auf dem Bildsensor 7 verwendet:, wie zuvor beschrieben wurde. Der andere Teil des am Umfang der öffnung 8a reflektierten Lichts durchläuft ein Prisma 9 und ein Okular 10 zur Abbildung der Probe 2, so daß diese durch das Okular 10 beobachtet werden kann. Der Bildsensor 7 liegt bezüglich der Augenpupillen des Beobachters, der die Probe 2 durch das Okular 10 beobachtet und bezüglich der Objektivlinse 5 an der konjugierten Stelle.

Zwischen der Fokussierlinse 6 und dem Bildsensor 7 ist eine drehbare Farbfilterplatte 11 angeordnet, die an ihrem Umfang mit zwei rotdurchlässigen Filtern 11a, zwei gründurchlässigen Filtern 11b und zwei blaudurchlässigen Filtern 11c versehen ist, die auf dem gleichen Kreis abstandsgleich angeordnet sind, wie Fig. 3 zeigt.

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Die Farbfilterplatte 11 kann sich um ihre Mittelachse O mit konstanter Geschwindigkeit drehen.

Der Bildsensor 7 in Fig. 1 wird mit einer bestimmten Anzahl von Abtastvorgängen abgetastet, z.B. entsprechend einem Halbbild eines nach dem Farbwechselverfahren arbeitenden Farbfernsehsystem^, und zwar mittels eines Synchronsignalgenerators 12, der ein Synchronsignal synchron mit der Drehung der Filterplatte 11 erzeugt, und mittels eines Treiberkreises 13, der von einem Signal betätigbar ist, das von einem später beschriebenen Treibersteuerkreis erzeugt wird.

Das durch die Abtastung erhaltene Videosignal wird vom Bildsensor 7 über einen Vorverstärker 14 einem Farbfernsehsignal-Verarbeitungskreis 15 zugeführt, der das Videosignal des Bildsensors 7 mit dem Signal des Treiberkreises 13 synchronisiert. Wenn der Verarbeitungskreis 15 nach dem NPSC-Prinzip aufgebaut ist, erhält man ein NTSC-Fernsehsignal, und wenn er nach dem PAL-Prinzip aufgebaut ist, erhält man ein PAL-Fernsehsignal. Das so erhaltene Fernsehsignal wird einem Farbfernsehmonitor 16 zugeführt, der das Farbbild der Probe 2 wiedergibt.

Bei der vorliegenden Äusführungsforra kann entweder der Verarbeitungskreis 15 oder der Monitor 16 das Fernsehsignal, das zur Wiedergabe der Probe 2 verwendet wird _t speichern.

Der Treiberkreis 13 wird mittels des Treibersteuerkreises 17 betätigt. Der Steuerkreis 17 empfängt das Ausgangssignal eines Trägerbewegungs-Detektorkreises 18 und das Ausgangssignal eines Zeitsteuerkreises 19, um nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer jedesmal ein Signal zu erzeugen. Der Steuerkreis 17 wählt eines der erwähnten Ausgangssignale in Abhängigkeit davon aus, ob sich der Träger 1 bewegt oder stillsteht, -und gibt ein bestimmtes Signal an den Treiberkreis 13 ab. Dies bedeutet, daß der Steuerkreis 17 sein Ausgangssignal an den Treiberkreis 13

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auf der Grundlage des Ausgangssignals des Detektorkreises 18 jedesmal dann abgibt, wenn sich der Träger 1 um eine bestimmte Strecke bewegt, z.B. um eine Strecke entsprechend dem 1/4-fachen des Betrachtungsfeldes, und gibt sein Ausgangssignal an den Treiberkreis 13 auf der Grundlage des Ausgangssignals des Zeitsteuerkreises 19 jedesmal, wenn eine bestimmte Zeitdauer abläuft, z.B. jeweils nach Ablauf einer Sekunde, wenn der Träger 1 stillsteht.

Der Bildsensor 7 wird somit von dem Treiberkreis 13 für ein bestimmtes Voll- oder Halbbild synchron mit dem Signal des Synchronsignalgenerators 12 jedesmal dann abgetastet, wenn das Signal des Steuerkreises 17 abgegeben wird, um ein Farbvideosignal für wenigstens ein Voll- oder Teilbild zu erzeugen. Dieses Farbvidecsignal wird dem Monitor 16 zugeführt und normalerweise wiedergegeben, bis das nächste erscheint.

Der durch die Probe 2 übertragene Lichtstrom wird an der Reflexionsplatte 8 mit der kleinen öffnung 8a reflektiert und zum Okular 10 übertragen. Man kann daher die ausreichend helle Probe 2 mittels des Okulars 10 beobachten. Der Lichtstrom durch die öffnung 8a der Reflexionsplatte 8 wird außerdem zur Erzeugung der Abbildung der Probe 2 auf dem Bildsensor 7 verwendet, der aus einer ladungsgekoppelten Vorrichtung oder dergleichen besteht. Selbst wenn daher der Lichtstrom nicht ausreichend hell ist, kann das Videosignal, das vom Bildsensor 7 erhalten wird, leicht auf einen ausreichend hohen Pegel verstärkt werden, um die Abbildung der Probe 2 auf dem Bildschirm des Monitors 16 wiederzugeben. Die Verwendung des Bildsensors 7 in Form einer ladungsgekoppelten Vorrichtung oder dergleichen ergibt den wesentlichen Vorteil, daß die Optik insgesamt klein und die Abbildung der Probe 2 klein sein kann, und daß die Abbildung der Probe 2, die auf den Bildsensor 7 projiziert wird, auf dem Monitor 16 ausreichend vergrößert wiedergegeben werden kann.

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Der Bildsensor 7 wird intermittierend abgetastet, und das durch einige Abtastungen erhaltene Videosignal wird auf dem Monitor 16 wiedergegeben, bis der nächste Abtastvorgang durchgeführt ist, so daß man, selbst wenn die Probe beobachtet wird, während sie sich bewegt, die Abbildung der Probe 2 ohne irgendwelche Bildbewegung genau betrachten kann.

In Abwandlung von der beschriebenen Ausführungsform kann zur Erzeugung eines Farbvideosignals auch ein Streifenfilter auf dem Bildsensor 7 zeilenweise abgetastet werden. Auch können drei Bildsensoren verwendet werden, und die gleichen Abbildungen, die in der Farbe unterschiedlich sind, können darauf durch Kombination halbtransparenter Spiegel und zweier Farbfilter oder zweier dichromatischer Spiegel erzeugt werden.

Bei der obigen Ausführungsform wird der durch die Probe übertragene Lichtstrahl zur Erzeugung der Abbildung der Probe 2 auf dem Bildsensor 7 verwendet, jedoch kann auch der von der Probe 2 reflektierte Lichtstrahl hierzu verwendet werden.

Bei der obigen Ausführungsform wird die Farbabbildung auf dem Bildsensor 7 auf dem Monitor 16 wiedergegeben. Es kann jedoch auch eine monochromatische Abbildung erzeugt und auf einem Schwarz-Weiß-Fernsehmonitor wiedergegeben werden. In diesem Falle kann der Synchronsignalgenerator 12 weggelassen werden, so daß der Verarbeitungskreis in der Konstruktion und im Steuervorgang einfacher wird.

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Claims

2^43880

DR.-ING. PKANZ VUESTHOFP

PATENTANWÄLTE - _Λ

DR. PHIL. PREDA TOESTHOFF (1927-19;β)

WUESTHOFF-v. PECHMANN -BEHRENS- GOETZ _d.pl.-,ng.ge.hakd pul, (««.-.,7,)

DIPU-CHEM-DK-CPIIEIHEIIIi VON PECHMANN PKOPESSIONAL KEPKESENTATIVES BEPOKE THB EUKOPEAN PATENT OFFICE DK.-ING. DIETEK BEHKENS

MANDATAIRES AGRE£s PKES l'OFFICE EUROPEEN DBS BKEVETS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSC H.-1NG. KU PERT GOBTZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 51 telegramm: pkotectpatent telex: {24070

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Projektionsgerät für optische Systeme

Patentansprüche

.1. Projektionsgerät für optische Systeme, z.B. ein Projektionsmikroskop, zur Wiedergabe der Abbildung einer auf einem beweglichen Träger angeordneten Probe auf einem Fernsehmonitorschirm, gekennzeichnet durch einen Bildsensor (7), der aus einer Ladungsübertragungsvorrichtung mit fotosensitiven Elementen besteht, die auf Bildelemente ausgerichtet sind, und der die wiederzugebende Abbildung der Probe empfängt, einen Treiberkreis (13) zur Abtastung des Bildsensors (7), einen Fernsehmonitor (16) zur Wiedergabe eines Videosignals, das vom Bildsensor erhalten wird, wenn dieser durch den Treiberkreis abgetastet wird, einen Speicher zur Speicherung des Fernsehsignals, einen Trägerbewegungs-Detektorkreis (18) zur Ermittlung der Bewegung des Trägers, einen Zeitgeberkreis (19) zur Erzeugung eines Signals nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer, und einen Treibersteuerkreis (17), der bei einer Bewegung des Trägers (1) den Treiberkreis auf der Grundlage des Ausgangssignals des Detektorkreises betätigt, um den Bildsensor jedesmal abzutasten, wenn sich der Träger um eine bestimmte Strecke bewegt, und der bei stationärem

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Träger den Treiberkreis auf der Grundlage des Signals des Zeitsteuerkreises betätigt, um den Bildsensor nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer abzutasten und die Abbildung der Probe auf dem Fernsehmonitor wiederzugeben
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsübertragungsvorrichtung eine ladungsgekoppelte Vorrichtung ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsübertragungsvorrichtung eine Eimerkettenvorriclvtiiivg ist.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher in einem Farbfernsehsignal-Verarbeitungskreis (15) eingebaut ist.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

n e t , daß der Speicher in deTi Farbfernsehraonitor {165 eingebaut ist.
6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Bildsensor {?) ein Farbvideosignal erhalten wird_y und daß der Verarbeitungskreis {15) aus einem Farbcodierer und der Farbfernsehmonitor {16} aus einem Farbfernsehempfänger besteht.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine drehbare Filterplatte {11) vor dem Bildsensor <7) angeordnet ist und an ihrem Umfang mit auf dem gleichen Kreis abstandsgleich angeordneten Dreifarbenfiltern versehen ist.
8. Gerät nach Anspruch 6 ^ dadurch gekennzeichnet, daß ein Streifenfilter der drei Primärfarben vor dem Bildsensor <7) angeordnet ist,

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9. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß drei Bildsensoren für jede Farbkomponente der drei Primärfarben vorgesehen ist.
10. Gerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Farbtrennoptik mit zwei halbtransparenten Spiegeln und zwei Farbfiltern zur übertragung unterschiedlichen Farblichts.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbtrennoptik aus zwei halbtransparenten Spiegeln besteht.
12. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbtrennoptik aus zwei dichromatischen Spiegeln zur übertragung unterschiedlichen Farblichts besteht.

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