DE2943880C2

DE2943880C2 - Projektionseinrichtung für ein optisches Betrachtungssystem, insbesondere für ein Projektionsmikroskop

Info

Publication number: DE2943880C2
Application number: DE2943880A
Authority: DE
Inventors: Teruo Mitaka Tokyo Iwasawa; Yoshio Hachioji Nakajima; Shuichi Takayama; Kosaku Tsuboshima; Masafumi Okaya Yamazaki
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1982-06-24
Also published as: JPS6125130B2; DE2943880A1; JPS5562423A; US4242703A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Projektionseinrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Projektionseinrichtungen dieser Art sind bekannt (US-PS 40 64 533 und DE-OS 28 12 114). Damit das Probenbild gleichzeitig vom Betrachter durch das Okular betrachtet und auf dem Femsehmonitor dargestellt werden kann, ist es bekannt, in den Strahlengang zwischen Okular und Objektiv einen halbtransparenten Spiegel anzuordnen, durch den das Bild teilweise zum Okular und teilweise zum Bildsensor projiziert wird. Diese bekannte Art der Aufteilung des Bildes ist nicht optima]; durch den zwischenge-chalteten halbtransparenten Spiegel wird das Probenbild dunkel und kann vom Betrachter nur schwer beobachtet werden, auch die Auswertung im Bildsensor ist hierdurch beeinträchtigt Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin daß bei Bewegung des die Probe tragenden Trägers auch das über dem Bildsensor erzeugte Fernsehbild am Monitor sich bewegt und von dem Betrachter des Monitors daher nicht im Detail ausgewertet werden kain.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Projektionseinrichtung der eingangs erwähnten Art so weiter zu bilden und zu verbessern, daß die Auswertune des Probenbildes besser und genauer wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Projektionseinrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteranspriiehen.

Die erfindungsgemäße Projektionseinrichtung ermöglicht eine wesentlich bessere und genauere Auswertung des Probenbildes sowohl im Okular als auch auf dem Bildschirm des Monitors, denn durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Umlenkspiegels wird erreicht, daß der Bildsensor mit einem sehr hellen Bild der Probe beaufschlagt wird und dadurch sehr scharfe und kontrastreiche Fernsehbilder erzeugt werden, die vom Betrachter auf dem Bildschirm sehr genau ausgewertet werden können. Externes Streulicht stört hierbei wenig. Außerdem wird durch die spezielle Steuerung der Bildabtastung des Sildsensors über den dem Probenträger zugeordneten Bewegungsdetektor erreicht, das bei bewegtem Pro'jenträger immer nur nach einer vorbestimmten Bewegungswegstrecke eine Abtastung erfolgt dazwischen das gespeicherte Bild als stillstehendes Bild auf dem Monitor dargestellt wird. Erst wenn der Träger wieder eine vorbestimmte Wegstrecke bewegt wurde, wird eine neue Abtastung und ein neues stillstehendes Bild dem Betrachter dargeboten. Der Betrachter hat also Zeit genug, das stillstehende Bild auch bei bewegtem Träger zu betrachten, für den Betrachter bewegt sich das Probenbild auch bei bewegtem Träger nicht. Wenn der Träger nicht bewegt wird, was durch den Bewegungsdetektor angezeigt wird, so wird ein zusätzlicher Zeitgeber wirksam, der dann periodisch in vorbestimm tem Takt die Bildabtastung vornimmt. Die Bildabta stung wird also bei bewegtem Probenträger in Abhängigkeit vom Bewegungsweg dieses Träger«, gesteuert bei stillstehendem Probenträger dagegen zeitabhängig. Eine erfindungsgemäße Einrichtung eig net sich vor allem für die Farbbilddarstellung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Projektionseinrichtung;

Fig.2 zeigt eine Aufsicht der hierbei verwendeten Reflexionsplatte;

Fig.3 zeigt eine Aufsicht der hierbei verwendeten Farbfilterplatte.

F i g. 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 Jem 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 ar ihrem Umfang mit zwei rotdurchlässigen Filtern 11a, zwei gründurchlässigen Filtern 116 und zwei blaudurchlässigen Filtern lic versehen ist, die auf dem gleichen Kreis abstandsgleich angeordnet sind, wie F i g. 3 zeigt.

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

Der Bildsensor 7 in F i g. 1 wird mit einer bestimmten Anzahl von Abtastvorgängen abgetastet, z. B. entsprechend einem Halbbild eines nach dem Farbwechselverfahren arbeitenden Farbfernsehsystems, 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-Verjrbeitungskreis 15 zugeführt, der das Videosignal des Bildsensors 7 mit dem Signal des Treiberk'eises 13 synchronisiert. Wenn der Verarbeitungskreis 15 nach dem NPSC-Prinzip aufgebaut ist. erhält man ein NTSC-Fernsehsignal, und wenn er nach dem PAL-Priniip 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 Ausführungsfcrm kann entweder der Verarbeiiungskreis 15 oder der Monitor 16 das Fernsehsignal, das zur Wiedergabe der Probe 2 verwendet wird, speicher«.

Der Treiberkreis 13 wird mittels des Treibersteuerkreises 17 betätigt. Der Steuerkreis 17 empfängt das Ausgangssigna! eines Trägerbewegungs-Detektorkreises 18 und das Atisgangssignal 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 auf der Grundlage des Ausgangssignals des Detektorkreises 18 jedesmal dann abgibl, wenn sich der Träger 1 um eine bestimmte Strecke bewegt z. B. um eine Strecke entsprechend dem l/4fachen 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 Volt- oder Teilbild zu erzeugen. Dieses Farbvideosignal wird dem Monitor 16 zugefi.i.rt und normalerweise wiedergegeben, bis das nächste erscheint

Der durch die Probe 2 übertragene Lichtstrom wird an der Reflexionsplatte 8 mit der kleinen ÖFnung 8a reflektiert und zum Okular 10 übertragen. Man kann dahe, 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 eine 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 ladungsgekoppelt 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.

Der Bildsensor 7 wird intermittierend abgetastet und das durch einige Abtastungen erhaHene Videosignal wird auf dem Mon tor 16 wiedergegeben, bis der nächste Abtastvorgang durchgeführt ist, so daß man. selbst wenn die Probe 2 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 eine Farbvideosignals H.uch ein Streifenfilter auf dem Bildsensor 7 zeilenweise abgetastet werden. Auch können drei Bildsensoren verwendet werden, und die gleichen Abbildunger, die in der Farbe unteischiedlich sind, können darauf durch Kombination halbtransparenter Spiegel und zweiei Farbfilter oder zweier dichromatischer Spiegel erzeugt werden.

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

Bei der obigen \usführungsform wird die Farbabbildung auf dem Bildsensor 7 auf dem Monitor 16 wiedergegeben. Es kann jedoch auch eine monochroma-

tische 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Projektionseinrichtung für ein optisches Betrachtungssystem, insbesondere für ein Projektionsmikroskop, mit einem Okular zum Betrachten einer auf einem beweglichen Träger angeordneten durchleuchteten Probe, einem Bildsensor zum Erzeugen von mittels eines Fernsehmonitors darstellbaren Bildsignalen der Probe und mit einem zwischen Okular und Objektiv angeordneten Umlenkspiegel, durch den der vom Objektiv kommende Lichtstrahl teilweise zum Okular und teilweise zum Bildsensor projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel eine Reflektorplatte (8) mit einer Öffnung (8a) ist und der Bildsensor (7) an einer optisch mit dem Okular-Strahlengang übereinstimmenden Stelle angeordnet ist, und daß dem beweglichen Träger (1) ein Bewegungsdetektor (18) zugeordnet ist und ein Zeitgeber (19) vorgesehen ist und der Treiberkreis (13) des Bildsensors (7) über einen ve* diesem Bewegungsdetektor (18) und diesem Zeitgeber (19) steuerbaren Treiber-Steuerkreis (17) derart steuerbar ist, daß der Bildsensor (7) jeweils abgetastet wird, wenn der Träger (1) um eine vorbestimmte Wegstrecke bewegt wurde, während bei stillstehendem Träger (1) der Bildsensor (7) Jeweils nach einer durch den Zeitgeber (19) vorbestimmten Zeit abgetastet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale des Bildsensors (7) in einem Speicher gespeichert werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, oaß der Speicher in dem mit dem Bildsensor (7) verbundent-.i Bildsignal-Verarbeitungskreis (15) ode. im Fernsehmonitor (16) eingebaut ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bild· »ensor ein Farbbildsensor (7) ist und vor diesem Bildsensor (7) ein entsprechendes Farbfilter (11) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Farbfilter eine drehbare Filterplatte (11) ist. der ein Synchrongenerator (12) zum Erzeugen von mit der Filterdrehung synchronen Signalen zugeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß drs Farbfilter ein Streifenfilter für die drei Primärfarbrn ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekenn· zeichnet, daß dn: Bildsenscren für jede Farbkomponente der drei Pnmärfarben vorgesehen sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Farbtrennoptik mit zwei halbtransparenlen Spiegeln und zwei Farbfiltern zur Übertragung unterschiedlichen Farblichtes.

9. Einrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Farbtrennoptik aus zwei halbtransparenten Spiegeln besteht.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ω gekennzeichnet, daß die Farbtrennoptik aus zwei dichfomätischen Spiegeln zur Übertragung unterschiedlichen Farblichtes besteht

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