DE102004016736A1

DE102004016736A1 - Image recording system, image reproduction system and image recording / reproducing system

Info

Publication number: DE102004016736A1
Application number: DE102004016736A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr. Hauger; Andreas Dr. Obrebski
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2005-11-10
Also published as: WO2005098508A2; WO2005098508A3

Abstract

Ein Bildaufnahme- und -wiedergabesystem umfaßt wenigstens eine Kamera mit einer ersten Kameraoptik zum Abbilden des Objekts auf ein lichtempfindliches erstes Substrat der ersten Kamera und Aufnehmen wenigstens eines ersten Teilbilds und eines zweiten Teilbilds, wobei das erste Teilbild eine einen kleineren Bereich des Objekts und diesen mit einer höheren Auflösung repräsentiert als das zweite Teilbild; und ein Anzeigesystem zum Überlagern des ersten Teilbildes und des zweiten Teilbildes zu einem von einem Auge eines Benutzers wahrnehmbaren Gesamtbild des Objektivs.An image recording and reproducing system comprises at least one camera having a first camera optics for imaging the object on a photosensitive first substrate of the first camera and taking at least a first field and a second field, the first field having a smaller area of the object and this represents a higher resolution than the second field; and a display system for superimposing the first field and the second field on an overall image of the lens perceptible by an eye of a user.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildaufnahmesystem, ein Bildwiedergabesystem und ein Bildaufnahme/-wiedergabesystem. Insbesondere betrifft die Erfindung solche Bildaufnahmesysteme und Bildwiedergabesysteme, bei denen eine effektive Bildauflösung im Vergleich zu einer physikalischen Auflösung einer zur Aufnahme verwendeten Kamera bzw. einer zur Wiedergabe verwendeten Anzeige erhöht ist.The The invention relates to an image pickup system, an image display system and an image recording / reproducing system. In particular, the Invention such image acquisition systems and image reproduction systems, where an effective image resolution compared to a physical resolution of a used for recording or one used for playback Display increased is.

Bei herkömmlichen Systemen ist die Auflösung einer Bildwiedergabe limitiert durch die physikalische Auflösung einer verwendeten Anzeige, welche durch eine Anzahl von Bildelementen bzw. Pixeln der Anzeige gegeben ist. Eine Auflösung der Bildaufnahme ist entsprechend limitiert durch die physikalische Auflösung einer verwendeten Kamera, welche durch eine Anzahl von lichtempfindlichen Elementen bzw. Pixeln eines lichtempfindlichen Substrats der Kamera gegeben ist.at usual Systems is the resolution a picture reproduction limited by the physical resolution of a used display, which by a number of pixels or pixels of the display is given. A resolution of the image acquisition is appropriate limited by the physical resolution of a used camera, which by a number of photosensitive elements or pixels a photosensitive substrate of the camera is given.

Aus US 6,188,382 B1 ist ein Bildwiedergabesystem bekannt, bei dem die effektive Auflösung gegenüber einer Pixelauflösung der verwendeten Anzeige erhöht ist. Es ist hierbei unmittelbar vor der Ebene der Anzeigepixel eine Schicht aus schaltbarem doppelt brechendem Material angeordnet, welches ansteuerbar ist, um in einem Strahlengang der Anzeige einen Versatz des Strahlengangs zu erzeugen, welcher einem Abstand von der Hälfte eines Abstands zwischen benachbarten Bildpixeln, also einer Sub-Pixeldistanz, entspricht. Damit kann dem Betrachter ein Bild dargestellt werden, dessen Auflösung doppelt so groß ist wie die Auflösung der Bild pixel, indem die Anzeige in schneller alternierender Abfolge zwei Bilder darstellt, nämlich einmal ohne den eingeschalteten Versatz und einmal mit dem eingeschalteten Versatz um die Sub-Pixeldistanz. Dies setzt voraus, daß das Bild mit der erhöhten Auflösung in einem entsprechenden Bildspeicher bereit gehalten wird, von dem ein Teil zur Darstellung ohne den eingeschalteten Versatz zur Anzeige übertragen wird und der andere Teil zur Darstellung mit dem eingeschalteten Versatz zur Anzeige übertragen wird.Out US 6,188,382 B1 An image reproduction system is known in which the effective resolution is increased over a pixel resolution of the display used. Here, immediately before the plane of the display pixels, a layer of switchable birefringent material is arranged, which is controllable in order to generate an offset of the beam path in a beam path of the display, which distance is one half of a distance between adjacent image pixels, ie a sub -Pixeldistanz, corresponds. Thus, the viewer can be represented an image whose resolution is twice as large as the resolution of the image pixel by the display shows two images in rapid alternating sequence, namely once without the switched on offset and once with the switched offset by the sub-pixel distance , This assumes that the enhanced resolution image is kept in a corresponding image memory, part of which is transferred to the display for display without the offset on and the other part is transferred to the display for display with the offset on.

Aus US 5, 726, 670 ist ein Bildwiedergabesystem bekannt, bei welchem zwei Teilbilder unterschiedlicher Auflösung zu einem Gesamtbild überlagert werden, wobei das Teilbild mit der höheren Auflösung einen zentralen Bereich des Gesamtbilds darstellt und das Teilbild mit der niedrigeren Auflösung einen den zentralen Bereich umgebenden Randbereich des Gesamtbilds darstellt. Die beiden Teilbilder werden jeweils durch ein Anzeige mit einer geringen gleichen Pixelzahl erzeugt. Im Vergleich zu einer einzigen Anzeige, welche das Gesamtbild mit der hohen Auflösung darstellt und die deshalb eine entsprechend hohe Pixelzahl und Größe aufweisen muß, ist es damit möglich, das Gesamtbild mit zwei vergleichsweise kleinen Anzeigen der geringeren Pixelzahl darzustellen, wobei allerdings ein Auflösungsverlust in dem Randbereich des Gesamtbilds in Kauf genommen wird.Out US Pat. No. 5,726,670 For example, there is known an image display system in which two sub-images of different resolution are superimposed into one overall image, the higher-resolution sub-image representing a central region of the overall image and the lower-resolution sub-image representing an edge region of the overall image surrounding the central region. The two partial images are each generated by a display with a small same number of pixels. Compared to a single display, which represents the overall picture with the high resolution and therefore must have a correspondingly high number of pixels and size, it is thus possible to represent the overall picture with two comparatively small displays of the smaller number of pixels, but with a loss of resolution in the picture Border area of the overall picture is accepted.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildaufnahmesystem oder/und ein Bildwiedergabesystem oder/und ein kombiniertes Bildaufnahme und -wiedergabesystem vorzuschlagen, bei welchem eine effektive Auflösung gegenüber einer Pixelauflösung einer eingesetzten Kamera bzw. Anzeige erhöht ist.It It is an object of the present invention to provide an image pickup system and / or a picture reproduction system and / or a combined picture recording and reproducing system, in which an effective resolution across from a pixel resolution an inserted camera or display is increased.

Unter einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Bildaufnahme und -wiedergabesystem zur Aufnahme und Wiedergabe eines Bildes eines Objekts vorgesehen, wobei das System eine erste Kamera und eine von der ersten Kamera verschiedene zweite Kamera zur Aufnahme jeweils eines Bildes des Objekts, eine erste Anzeige, eine von der ersten Anzeige verschiedene zweite Anzeige zum Erzeugen jeweils eines Teilbildes des Objekts und eine Anzeigeoptik zum Überlagern der beiden Teilbilder zu einem Gesamtbild des Objekts umfaßt. Hierbei wird die erste Anzeige mit Bildsignalen gespeist, welche von der ersten Kamera erzeugt werden, und die zweite Anzeige wird mit Bildsignalen gespeist, welche von der zweiten Kamera erzeugt werden.Under A first aspect of the invention is an image recording and reproducing system intended to record and reproduce an image of an object, the system being a first camera and one from the first camera different second camera for taking a picture of each Object, a first ad, one different from the first ad second display for generating in each case a partial image of the object and a display optic for overlaying of the two partial images to form an overall image of the object. in this connection the first display is fed with image signals which are from the first Camera are generated, and the second display comes with picture signals fed, which are generated by the second camera.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform haben beide Kameras eine gleiche Zahl von lichtempfindlichen Elementen bzw. Pixeln, und die beiden Anzeigen haben eine gleiche Anzahl von Bildelementen bzw. Pixeln, wobei weiter die Anzahl von Pixeln der Kameras gleich der Anzahl von Pixeln der Anzeigen ist. Durch das Gesamtbild wird ein Objektfeld eines Objekts wiedergegeben. Die erste Kamera nimmt einen zentralen Bereich des Objektfelds mit einer solchen Vergrößerung auf, daß der zentrale Bereich im wesentlichen auf ein gesamtes lichtempfindliches Substrat der Kamera abgebildet wird. Das von der ersten Kamera aufgenommene Bild des zentralen Bereichs wird von der ersten Anzeige dargestellt und bildet einen entsprechenden zentralen Bereich des Gesamtbilds. Die zweite Kamera nimmt das gesamte Objektfeld mit einer solchen Vergrößerung auf, daß dieses auf im wesentlichen das gesamte lichtempfindliche Substrat der zweiten Kamera abgebildet wird. Das von der zweiten Kamera aufgenommene Bild wird von der zweiten Anzeige als das zweite Teilbild dargestellt, welches einen den zentralen Bereich des Gesamtbilds umgebenden Randbereich des Gesamtbilds bildet. Hierbei stellt die zweite Anzeige in deren zentralem Bereich, der in dem Gesamtbild dem von der ersten Anzeige dargestellten zentralen Bereich des Gesamtbilds entspricht, nicht dar. Die Überlagerung des ersten und des zweiten Teilbildes führt dann zu einem Gesamtbild, dessen zentraler Bereich mit einer höheren Auflösung dargestellt ist als dessen Randbereich. Allerdings tritt hier ein Auflösungsverlust in dem Randbereich nicht auf, da der dort dargestellte Randbereich des Objektfelds von der zweiten Kamera mit einer im Vergleich zu dem von der ersten Kamera aufgenommenen zentralen Bereich des Objektfeldes mit einer entsprechend niedrigeren Auflösung aufgenommen wurde.According to an exemplary embodiment, both cameras have an equal number of photosensitive elements or pixels, and the two displays have an equal number of pixels, and further the number of pixels of the cameras is equal to the number of pixels of the displays. The overall image plays back an object field of an object. The first camera captures a central area of the object field at such a magnification that the central area is substantially imaged onto an entire photosensitive substrate of the camera. The image of the central area taken by the first camera is represented by the first display and forms a corresponding central area of the overall image. The second camera captures the entire object field at such a magnification that it is imaged onto substantially the entire photosensitive substrate of the second camera. The image taken by the second camera is displayed by the second display as the second partial image, which forms an edge region of the overall image surrounding the central region of the overall image. In this case, the second display in its central area, which corresponds in the overall picture to the central area of the overall picture represented by the first display, does not The superimposition of the first and the second partial image then leads to an overall image whose central region is shown with a higher resolution than its edge region. However, a loss of resolution in the edge region does not occur here, since the edge region of the object field shown there was recorded by the second camera with a correspondingly lower resolution compared to the central region of the object field recorded by the first camera.

Eine beispielhafte Anwendung des Bildaufnahme und -wiedergabesystems liegt in einem Einsatz desselben in einem Mikroskop, insbesondere in einem Stereomikroskop, wie etwa einem Operationsmikroskops. Der Benutzer nimmt hierbei nicht Einblick in Okulare, über welche das beobachtete Objekt über einen Strahlengang direkt optisch dargestellt wird, der Benutzer betrachtet vielmehr eine elektronische Anzeige, wie beispielsweise ein CCD-Display, welchem Bilddaten zugeführt werden, welche eine Kamera von dem Objekt aufnimmt. Die Anzeige kann beispielsweise eine kopfgetragene Anzeige, wie etwa ein head mounted display oder dergleichen sein. Dies ermöglicht es dem Benutzer, sich frei um das beobachtete Objekt herum zu bewegen, ohne durch die Einblicknahme in Okulare räumlich gebunden zu sein. Beispiele eines solchen Videomikroskops sind in US 2004/0017607 A1 beschrieben, deren Offenbarung vollumfänglich durch in Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.A exemplary application of the image recording and reproducing system lies in an insert of the same in a microscope, in particular in a stereomicroscope, such as a surgical microscope. Of the User does not take a look at eyepieces about which the observed object over a beam path is visualized directly, the user rather looks at an electronic display, such as a CCD display to which image data is supplied, which is a camera from the object. The display can, for example, a head-worn Display, such as a head mounted display or the like. this makes possible allowing the user to freely move around the observed object, without being spatially bound by the insight into eyepieces. Examples of such a video microscope are described in US 2004/0017607 A1, their revelation in full is incorporated by reference into the present application.

Bei einem solchen Videomikroskop ist die Abbildungsqualität herkömmlicherweise unter anderem beschränkt durch die Pixelauflösungen der verwendeten Kameras und Anzeigen.at In such a video microscope, the imaging quality is conventional limited among other things through the pixel resolutions the cameras and displays used.

Der Einsatz des Bildaufnahme und -wiedergabesystems mit wenigstens zwei Kameras und zwei Anzeigen, deren Bilder zu einem Gesamtbild überlagert werden, erlaubt eine vergleichsweise erhöhte Auflösung in einem zentralen Bereich des Gesamtbilds.Of the Use of the image recording and reproducing system with at least two Cameras and two displays whose images are superimposed to form an overall picture be allowed a relatively increased resolution in a central area of the overall picture.

Es kann weiter davon ausgegangen werden, daß dieser zentrale Bereich auch den Gegenstand des Interesses des das Gesamtbild betrachtenden Benutzers bildet. Somit wird dieser Bereich vom Benutzer mit hoher Auflösung wahrgenommen, und der Randbereich des Gesamtbildes liegt in einem Bereich des Bildfelds des Benutzers, in dem dessen Auflösungswahrnehmung physiologisch ohnehin eingeschränkt ist.It can be further assumed that this central area too the object of interest of the user viewing the overall picture forms. Thus, this area is perceived by the user with high resolution, and the peripheral area of the overall picture is in an area of the Image field of the user, in which the resolution perception physiological restricted anyway is.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfaßt das Anzeigesystem eine Blickrichtungserfassungseinrichtung ("eyetracker"), mit welcher eine Blickrichtung des Benutzers und damit ein Zentrum seines Interesses innerhalb des Gesamtbilds erfaßbar ist. In Abhängigkeit davon wird dann der mit hoher Auflösung durch die erste Kamera aufgenommene Bereich des Objektfelds innerhalb des Objektfelds verlagert, und entsprechend wird das von der ersten Anzeige dargestellte Teilbild innerhalb des Gesamtbilds verlagert. Somit kann der Benutzer sämtliche Bereiche des Gesamtbilds mit der erhöhten Auflösung betrachten.According to one exemplary embodiment comprises the display system includes an eye tracking device ("eyetracker") with which a Viewing direction of the user and thus a center of his interest detectable within the overall picture is. Dependent on it will then be the high-resolution through the first camera shifted area of the object field within the object field, and accordingly, the partial image represented by the first display becomes shifted within the overall picture. Thus, the user can do all Look at areas of the overall picture with the increased resolution.

Gemäß einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung ein Bildaufnahme und -wiedergabesystem vor, welches eine Kamera mit einer Kameraoptik mit änderbarer Vergrößerung zum Abbilden des Objekts auf ein lichtempfindliches Substrat der Kamera umfaßt. Es werden bei verschiedenen Vergrößerungen der Kameraoptik jeweils Bilder des Objekts aufgenommen, welche allerdings nicht separat dargestellt oder gespeichert werden sondern vielmehr zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden, welche als Gesamtbild dargestellt oder gespeichert werden. Das Gesamtbild weist dann in verschiedenen Bereichen verschiedene Auflösungen auf, je nachdem mit welcher Vergrößerung der dem jeweiligen Bereich des Gesamtbilds entsprechende Bereich des Objektfelds durch die Kamera aufgenommen wurde.According to one In another aspect, the invention provides an image recording and reproducing system, which a camera with a camera optics with changeable magnification for Imaging the object onto a photosensitive substrate of the camera includes. There are different magnifications of the camera optics respectively Taken pictures of the object, which, however, not separately be represented or stored but rather to an overall picture together which are displayed or saved as a complete picture. The overall picture will then be different in different areas resolutions depending on which magnification of the respective area the area of the object field through the Camera was taken.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird das Objekt mit wenigstens zwei verschiedenen Vergrößerungen aufgenommen, welche sich um mehr als 40 % unterscheiden.According to one exemplary embodiment becomes the object with at least two different magnifications recorded, which differ by more than 40%.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfaßt die Kamera ein lichtempfindliches Substrat mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen Elementen bzw. Pixeln. Bei einer ersten eingestellten Vergrößerung, welche größer ist als eine zweite eingestellte Vergrößerung, wird eine größere Menge von Pixeln zur Bildung des Gesamtbilds ausgelesen als bei der zweiten eingestellten Vergrößerung. Damit werden insbesondere bei der zweiten eingestellten kleineren Vergrößerung diejenigen Pixel des lichtempfindlichen Substrats nicht ausgelesen, auf welche durch die Kamera die Bereiche des Objektfelds abgebildet werden, welche bei der ersten größeren Vergrößerung auf das lichtempfindliche Substrat abgebildet werden. Die Daten dieser Pixel repräsentieren diesen Bereich des Objektfelds mit einer geringeren Auflösung als das bei der ersten Vergrößerung aufgenommene Bild und sind somit redundant.at Another exemplary embodiment includes the camera a photosensitive substrate having a plurality of photosensitive elements or pixels. At a first set magnification, which is larger as a second set magnification, a larger amount of Pixels are read out to form the overall image as in the second set magnification. This will be especially at the second set smaller Enlargement ones Pixels of the photosensitive substrate not read on which the areas of the object field are imaged by the camera, which at the first larger magnification the photosensitive substrate are imaged. The data of this Represent pixels this area of the object field with a lower resolution than the one taken at the first enlargement Image and are thus redundant.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfaßt ein Anzeigesystem zur Darstellung der bei den wenigstens zwei verschiedenen Vergrößerungen aufgenommenen Teilbilder eine einzige Anzeigefläche, welche das bei der ersten Vergrößerung aufgenommenen Teilbild in einem Teilbereich der Anzeigefläche darstellt und das bei der zweiten kleineren Vergrößerung aufgenommene Teilbild in einem diesen Teilbereich wenigstens teilweise umgreifenden zweiten Teilbereich darstellt. Dies stellt ein besonders einfaches Anzeigesystem zur Verfügung, wobei allerdings die maximale Pixelauflösung der Anzeigefläche nur in dem Bereich genutzt wird, in dem das bei der ersten großen Vergrößerung aufgenommene Teilbild in dem Gesamtbild angeordnet ist.In an exemplary embodiment, a display system for displaying the partial images taken at the at least two different magnifications comprises a single display area representing the partial image taken at the first magnification in a partial area of the display area and the partial image taken at the second smaller magnification at least in that partial area partially encompassing two represents a subsection. This provides a particularly simple display system, although the maximum pixel resolution of the display area is only used in the area in which the partial image recorded at the first large magnification is arranged in the overall image.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfaßt das Anzeigesystem wenigstens zwei verschiedene Anzeigeflächen und eine Anzeigeoptik, um die von den wenigstens zwei Anzeigeflächen dargestellten Teilbilder zu einem Gesamtbild zu überlagern, wie dies bereits vorangehend beschrieben wurde.at Another exemplary embodiment includes the display system at least two different display surfaces and a display optics, around the partial images represented by the at least two display areas to superimpose to an overall picture, as already described above.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfaßt das Anzeigesystem eine Anzeigefläche und eine Anzeigeoptik, über die der Benutzer die Anzeigefläche betrachtet. Die Anzeigeoptik ist hierbei eine Optik mit änderbarer Vergrößerung, welche in Übereinstimmung mit der Vergrößerung der Kameraoptik geändert wird. Insbesondere wird die Anzeigeoptik auf eine kleinere Vergrößerung eingestellt, wenn die Kameraoptik auf eine größere Vergrößerung eingestellt ist, und umgekehrt. Es werden dann nacheinander Bilder des Objekts mit verschiedenen Vergrößerungen der Kameraoptik aufgenommen und jeweils durch das Anzeigesystem mit entsprechenden Vergrößerungen der Anzeigeoptik dargestellt.at Another exemplary embodiment includes the display system a display area and a display optics, via the user the display area considered. The display optics here is an optic with changeable Enlargement, which in accordance with the magnification of the camera optics changed becomes. In particular, the display optics is set to a smaller magnification, when the camera optics are set to a larger magnification is, and vice versa. There are then successive images of the object with different magnifications taken by the camera optics and in each case by the display system with corresponding enlargements the display optics shown.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfaßt das System auch hierbei eine Blickrichtungserfassungseinrichtung, um eine Lage des mit der größeren Vergrößerung der Kameraoptik aufgenommenen Bereich des Objektfelds innerhalb desselben zu verlagern.at Another exemplary embodiment includes the system Here too, a viewing direction detection device to a position of the with the larger magnification of the Camera optics recorded area of the object field within the same to relocate.

Gemäß einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung ein Bildaufnahme und -wiedergabesystem vor, welches als ein Stereosystem ausgebildet ist, bei dem den beiden Augen eines Benutzers Bilder zur Betrachtung bereitgestellt werden, welche unter verschiedenen Beobachtungswinkeln auf ein Objekt aufgenommen wurden. Hierbei repräsentiert ein einem ersten Auge des Benutzers zugeführtes Bild einen kleineren Bereich des Objekt als ein einem zweiten Auge des Benutzers zugeführtes Bild, wobei dieser kleinere Bereich in dem ersten Bild mit einer höheren Auflösung dargestellt ist als der in dem zweiten Bild dargestellte Bereich des Objekts. Hierdurch ist mit vergleichsweise geringem Aufwand ein Stereosystem geschaffen, mit dem wenigstens ein Teilbereich des Objekts mit hoher Auflösung und unter Bereitstellung eines gewünschten Stereoeindrucks von dem Benutzer wahrnehmbar ist.According to one In another aspect, the invention provides an image recording and reproducing system, which is designed as a stereo system in which the two Eyes of a user images are provided for viewing, which are recorded at different viewing angles on an object were. This represents a picture fed to a first user's eye has a smaller one Area of the object as a picture fed to a second eye of the user, this smaller area being represented in the first image with a higher resolution is the area of the object shown in the second image. As a result, a stereo system with comparatively little effort created, with the at least a portion of the object with high resolution and providing a desired stereo impression of the user is perceptible.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind die Vergrößerungen, mit welchen das Objekt in dem ersten und dem zweiten Bild dargestellt sind, einander gleich. Das zweite Bild nimmt dann einen größeren Bereich des Blickfelds des Benutzers ein als das erste Bild.According to one exemplary embodiment are the magnifications, with which the object is shown in the first and the second image, equal to each other. The second image then takes a larger area of the user's field of vision as the first image.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist hierbei ein Bereich des Bildfelds des ersten Auges um das erste Bild herum ergänzt durch entsprechende Teile des zweiten Bilds, so daß beide Augen des Benutzers ein im wesentlichen gleich großes Bildfeld dargestellt bekommen, wobei allerdings in dem ergänzten Bereich des Bildfelds des ersten Auges und dem entsprechenden Bereich des zweiten Auges ein Stereoeindruck des Objekts nicht hervorgerufen wird.According to one preferred embodiment In this case, an area of the image field of the first eye around the first Picture added through corresponding parts of the second image, so that both Eyes of the user displayed a substantially equal field of view but in the supplemented area of the image field of the first eye and the corresponding area of the second eye a stereo impression of the object is not caused.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann auch hier wiederum eine Blickrichtungserfassungseinrichtung vorgesehen sein, um den mit erhöhter Auflösung und mit Stereoeindruck dargestellten Bereich des Objekts innerhalb des Objektfelds zu verlagern.According to one exemplary embodiment can here again a sight line detection device be provided with the increased resolution and with stereo impression displayed area of the object within of the object field.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Bildaufnahme und -wiedergabesystem zur Aufnahme und Wiedergabe eines Bildes eines Objekts vorgesehen, wobei das System eine Kamera mit einer Kameraoptik, einem lichtempfindlichen Substrat mit einer Mehrzahl von lichtempfindlichen Elementen bzw. Pixeln und einem ersten Scanner, sowie eine Anzeige mit einer Mehrzahl von Bildelementen bzw. Pixeln und einem zweiten Scanner umfaßt.According to one Another aspect of the invention is an image recording and reproducing system for Recording and playback of an image of an object provided, wherein the system is a camera with a camera optics, a photosensitive substrate with a plurality of photosensitive elements or pixels and a first scanner, and a display with a plurality of picture elements or pixels and a second scanner.

Der erste Scanner dient dazu, eine effektive Auflösung der Kamera im Vergleich zu einer Pixelauflösung der Kamera zu erhöhen, und der zweite Scanner dient dazu, eine effektive Auflösung der Anzeige im Vergleich zu einer Pixelauflösung der Kamera zu erhöhen.Of the first scanner serves to compare an effective resolution of the camera to a pixel resolution to raise the camera, and the second scanner serves to provide an effective resolution of the Display to increase compared to a pixel resolution of the camera.

Das System umfaßt ferner eine Steuerung, welche dazu ausgebildet ist, eine Scannauslenkung des ersten Scanners synchron mit einer Scannauslenkung des zweiten Scanners einzustellen. Hierdurch ist es möglich, ein bei einer gegebenen Scannauslenkung des ersten Scanners durch die Kamera aufgenommenes Bild aus dem lichtempfindlichen Substrat auszulesen und unmittelbar durch die Anzeige bei einer entsprechenden Scannauslenkung des zweiten Scanners darzustellen. Danach wird der Vorgang des Aufnehmens des Bildes, Auslesen des lichtempfindlichen Substrats und Darstellen durch die Anzeige bei geänderten Einstellungen des ersten und des zweiten Scanners wiederholt. Es ist hierdurch möglich, dem Benutzer ein Bild des Objekts mit einer Auflösung bereitzustellen, welche eine durch die Pixelauflösung der Kamera bzw. Anzeige limitierte Auflösung übersteigt, ohne ein Bild mit dieser effektiven Auflösung durch aufeinander folgendes Auslesen des lichtempfindlichen Substrats elektronisch erzeugen zu müssen. Insbesondere muß auf einem Signalweg zwischen den Pixeln des lichtempfindlichen Substrats und den Pixeln der Anzeige ein elektronischer Bildspeicher bzw. Puffer mit dieser erhöhten effektiven Auflösung nicht bereitgestellt werden. Das System kommt mit Bildspeichern bzw. Puffern einer Auflösung aus, welche eine größere der beiden Auflösungen von Kamera und Anzeige nicht übersteigt. Der Bildspeicher bzw. Puffer kann damit eine Anzahl von Speicherelementen aufweisen, welche nicht größer ist als die Anzahl der Pixel der Kamera bzw. die Anzahl der Pixel der Anzeige, je nachdem welche Anzahl die größere ist. Jedenfalls ist der Bildspeicher bzw. Puffer kleiner als das vierfache der Anzahl der Pixel der Kamera bzw. der Pixel der Anzeige, je nachdem welche Anzahl die größere ist.The system further includes a controller configured to adjust a scan displacement of the first scanner in synchronism with a scan displacement of the second scanner. This makes it possible to read out an image taken by the camera at a given scan deflection of the first scanner from the photosensitive substrate and display it directly through the display at a corresponding scan deflection of the second scanner. Thereafter, the process of capturing the image, reading the photosensitive substrate, and displaying through the display is repeated with changed settings of the first and second scanners. It is thereby possible to provide the user with an image of the object having a resolution which exceeds a resolution limited by the pixel resolution of the camera or display, without having to generate an image with this effective resolution by successively reading out the photosensitive substrate. In particular, must be on a Signal path between the pixels of the photosensitive substrate and the pixels of the display an electronic image memory or buffers are not provided with this increased effective resolution. The system works with image memories or buffers of a resolution which does not exceed a larger of the two resolutions of camera and display. The image memory or buffer can thus have a number of memory elements which is not larger than the number of pixels of the camera or the number of pixels of the display, whichever is the larger. In any case, the image buffer is less than four times the number of pixels of the camera or pixels of the display, whichever is greater.

Der erste Scanner der Kamera ist gemäß einer beispielhaften Ausführungsform in einem Strahlengang zwischen dem Objekt und dem lichtempfindlichen Substrat angeordnet und dazu ausgebildet, eine Bildebene der Kameraoptik in eine Richtung zu verlagern, welche in der Bildebene orientiert ist. Der erste Scanner kann hierbei insbesondere eine Schicht mit einer einstellbaren Doppelbrechung umfassen.Of the first scanner of the camera is according to a exemplary embodiment in a beam path between the object and the photosensitive Substrate arranged and adapted to an image plane of the camera optics to shift in a direction that is oriented in the image plane is. The first scanner can in particular a layer with include an adjustable birefringence.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfaßt der erste Scanner der Kamera eine in dem Strahlengang vor dem lichtempfindlichen Substrat angeordnete Lochmaske und einen Aktuator, wobei die Lochmaske eine Mehrzahl von den lichtempfindlichen Elementen zugeordneten Öffnungen aufweist, und wobei der Aktuator dazu ausgebildet ist, die Lochmaske in einer in der Bildebene orientierten Richtung zu verlagern. Je nach Scannauslenkung des Aktuators werden dann verschiedene Teilstrahlen aus dem Strahlengang durch eine jeweilige Öffnung der Lochmaske auf das dieser Öffnung zugeordnete lichtempfindliche Element durchgelassen, und den Teilstrahlen zugeordnete Lichtintensitäten werden von dem Bildelement jeweils detektiert. Durch Ändern der Scannauslenkung ist es damit möglich, nacheinander verschiedene Teilbilder des Objekts aus der Kamera auszulesen, welche sich zu einem Gesamtbild zusammensetzen lassen, dessen effektive Auflösung höher ist als die Pixelauflösung der Kamera. Diese Ausführung des ersten Scanners ist insbesondere bei solchen lichtempfindlichen Substraten vorteilhaft, deren lichtempfindliche Elemente mit einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind, so daß eine Gesamtfläche der lichtempfindlichen Elemente größer ist als etwa ein Viertel der Gesamtfläche des lichtempfindlichen Substrats.According to one further exemplary embodiment comprises the first scanner of the camera one in the beam path in front of the photosensitive substrate arranged shadow mask and an actuator, wherein the shadow mask a A plurality of apertures associated with the photosensitive elements and wherein the actuator is adapted to the shadow mask to shift in a direction oriented in the image plane. ever After Scannauslenkung of the actuator then different sub-beams from the beam path through a respective opening of the shadow mask on the associated with this opening transmitted photosensitive element, and associated with the partial beams light intensities are detected by the picture element, respectively. By changing the Scanning excursion is it possible with successively different partial images of the object from the camera to read out, which can be put together to an overall picture, its effective resolution is higher as the pixel resolution of Camera. This execution The first scanner is particularly useful in such photosensitive Substrates advantageous, the photosensitive elements with a are arranged at a small distance from each other, so that a total area of the photosensitive elements is larger than about a quarter of the total area of the photosensitive Substrate.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfaßt der erste Scanner einen Aktuator zur Verlagerung des lichtempfindlichen Substrats relativ zu der Kameraoptik in einer in der Bildebene orientierten Richtung. Damit kann ähnlich wie bei der vorangehend erläuterten Ausführungsform eine Erhöhung der effektiven Auflösung der Kamera gegenüber einer Pixelauflösung derselben erreicht werden, wobei diese Ausführungsform des Scanners insbesondere vorteilhaft ist bei lichtempfindlichen Substraten, deren Bildelemente mit Abstand voneinander angeordnet sind. Beispiele hierfür sind lichtempfindliche Substrate, bei denen eine Gesamtfläche der lichtempfindlichen Elemente kleiner ist als etwa ein Drittel oder etwa ein Viertel der Gesamtfläche des lichtempfindlichen Substrats.According to one further exemplary embodiment comprises the first scanner has an actuator for shifting the photosensitive Substrate relative to the camera optics in an oriented in the image plane Direction. This can be similar as explained above embodiment an increase the effective resolution facing the camera a pixel resolution the same can be achieved, this embodiment of the scanner in particular is advantageous in photosensitive substrates, their picture elements are arranged at a distance from each other. Examples are photosensitive substrates, where a total area the photosensitive elements is less than about one-third or about a quarter of the total area the photosensitive substrate.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfaßt der zweite Scanner der Anzeige einen Scanner, welcher in dem Strahlengang der Anzeige angeordnet und dazu ausgebildet ist, einen änderbaren Versatz des Strahlengangs in einer in einer Ebene der Bildelemente der Anzeige orientierten Richtung zu erzeugen. Der Scanner kann insbesondere eine Schicht aus einem schaltbaren doppelbrechenden Material umfassen, welche zwischen den Bildelementen und dem Auge des Benutzers angeordnet ist.According to one exemplary embodiment comprises the second scanner of the display a scanner, which in the beam path the display is arranged and adapted to a changeable Offset of the beam path in one in a plane of the picture elements to generate the display oriented direction. The scanner can in particular a layer of a switchable birefringent Include material which is between the picture elements and the eye the user is arranged.

Gemäß einer weitern beispielhaften Ausführungsform umfaßt der zweite Scanner eine in dem Strahlengang der Anzeige angeordnete Lochmasse und einen Aktuator, um die Lochmaske relativ zu den Bildelementen zu verlagern. Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft bei Anzeigen, deren Bildelemente mit einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind und deren Gesamtfläche mehr als etwa ein Viertel der Gesamtfläche einnimmt.According to one further exemplary embodiment comprises the second scanner arranged in the beam path of the display Hole mass and an actuator to the shadow mask relative to the picture elements to relocate. This embodiment is particularly advantageous for displays whose picture elements with a are arranged at a small distance from each other and their total area more than about a quarter of the total area occupies.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfaßt der zweite Scanner einen Aktuator zur Verlagerung der Anzeige relativ zu einem Betrachter der Anzeige in einer Ebene der Bildelemente. Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft für Anzeigen, deren Bildelemente mit Abstand voneinander angeordnet sind und beispielsweise eine Gesamtfläche von weniger als etwa einem Drittel oder etwa einem Viertel der Gesamtfläche der Anzeige einnimmt.According to one further exemplary embodiment comprises the second scanner relative to an actuator for shifting the display to a viewer of the display in a level of the picture elements. This embodiment is particularly advantageous for Ads whose image elements are spaced apart are, for example, a total area of less than about one Third or about a quarter of the total area of the ad.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist eine maximale Scannauslenkung des ersten und des zweiten Scanners kleiner als ein Pixelabstand des lichtempfindlichen Substrats der Kamera bzw. der Anzeige. Beispielsweise kann die Scannauslenkung in eine Richtung etwa der Hälfte des Pixelabstands in dieser Richtung entsprechen.According to one exemplary embodiment is a maximum scan deflection of the first and second scanners smaller than one pixel pitch of the photosensitive substrate Camera or the display. For example, the scan deflection in a direction about half correspond to the pixel pitch in this direction.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der Scanner in zwei verschiedene und insbesondere zueinander orthogonale Richtungen auslenkbar.According to one exemplary embodiment the scanner is in two different and in particular to each other orthogonal directions deflectable.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigtHereinafter will be embodiments of the invention explained in more detail with reference to drawings. This shows

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stereo-Mikroskopiesystems, 1 a schematic representation of a stereo microscopy system according to the invention,

2 eine schematische Darstellung von Teilbildern eines mit dem Stereo-Mikroskopiesystem der 1 dargestellten Gesamtbilds, 2 a schematic representation of partial images of a with the stereo microscope system of 1 represented overall picture,

3 eine Variante eines Anzeigesystems zur Verwendung mit dem Stereo-Mikroskopiesystem der 1, 3 a variant of a display system for use with the stereo microscopy system of 1 .

4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikroskopiesystems, 4 a further embodiment of a microscopy system according to the invention,

5 eine Folge von schematischen Darstellungen zur Erläuterung von mit dem Mikroskopiesystem der 4 erzeugten Teilbildern, 5 a sequence of schematic illustrations for explaining with the microscopy system of 4 generated partial images,

6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stereo-Mikroskopiesystems, 6 a further embodiment of a stereo microscopy system according to the invention,

7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von in dem Stereo-Mikroskopiesystem der 6 erzeugten Bildern, 7 a schematic representation for explaining in the stereo microscopy system of 6 generated images,

8 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bildaufnahme- und -wiedergabesystems, 8th a partial view of another embodiment of an image recording and reproducing system according to the invention,

9 eine Darstellung von in dem System gemäß 8 eingesetzten Scannern, 9 a representation of in the system according to 8th used scanners,

10 eine Kamera bzw. eine Anzeige für ein Bildaufnahme und -wiedergabesystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und 10 a camera or a display for an image recording and reproducing system according to another embodiment of the invention, and

11 eine perspektivische Darstellung einer Kamera bzw. einer Anzeige für eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bildaufnahme- und -wiedergabesystems. 11 a perspective view of a camera or a display for a further embodiment of an image recording and reproducing system according to the invention.

Ein in 1 schematisch dargestelltes Stereo-Mikroskopiesystem 11 umfaßt ein Stereo-Bildaufnahmesystem 13 und ein Stereo-Bildwiedergabesystem 15. Beide Systeme 13, 15 sind symmetrisch aufgebaut, indem sie jeweils gleiche Komponenten für die Darstellung eines Bildes eines zu untersuchenden Objekts 17 für ein linkes Auge 18l und ein rechtes Auge 18r eines Benutzers aufweisen. In 1 sind die Komponenten zur Darstellung des Bildes für das linke Auge 18l mit dem Zusatzbuchstaben "l" versehen und die Komponenten zur Darstellung des Bildes für das rechte Auge 18r sind mit dem Zusatzbuchstaben "r" versehen. Aufgrund des symmetrischen Aufbaus der Komponenten werden diese nachfolgend unter Weglassung der Zusatzbuchstaben "l" und "r" gemeinsam beschrieben.An in 1 schematically illustrated stereo-microscopy system 11 includes a stereo imaging system 13 and a stereo image display system 15 , Both systems 13 . 15 are symmetrical in that they each have the same components for the representation of an image of an object to be examined 17 for a left eye 18l and a right eye 18r of a user. In 1 are the components for displaying the image for the left eye 18l with the additional letter "l" and the components for the representation of the image for the right eye 18r are provided with the additional letter "r". Due to the symmetrical structure of the components, these are described below with the omission of the additional letters "l" and "r" together.

Das Bildaufnahmesystem 13 umfaßt ein Haupt-Mikroskopieobjektiv 21 mit mehreren Linsen 22, um ein von einer Objektebene 19 des Objektivs 21 in einen Raumwinkelbereich ausgehendes objektseitiges Strahlenbündel 23 in ein bildseitiges paralleles Strahlenbündel 25 überzuführen. Aus dem bildseitigen Strahlenbündel 25 greift eine erste Kameraoptik 27 aus mehreren Linsen 28 ein Teilstrahlenbündel 29 aus dem bildseitigen Strahlenbündel 25 heraus und führt dieses einem Kamerachip 31 derart zu, daß auf diesem die Objektebene 19 abgebildet wird.The image acquisition system 13 includes a main microscope lens 21 with several lenses 22 to one from an object plane 19 of the lens 21 in an area angle range outgoing object-side beam 23 in an image-side parallel beam 25 convert. From the image-side beam 25 picks up a first camera optics 27 from several lenses 28 a partial beam 29 from the image-side beam 25 and leads this a camera chip 31 in such a way that on this the object plane 19 is shown.

Da eine Hauptachse 33 der Kameraoptik 27 mit Abstand von einer optischen Achse 35 des Objektivs 21 angeordnet ist, erscheint das auf den Kamerachip 31 abgebildete Bild der Objektebene 19 unter einem Beobachtungswinkel α zur optischen Achse 35 des Bildaufnahmesystems 13. Die beiden Kameras 311 und 31r nehmen damit Bilder von der Objektebene 19 auf, deren Beobachtungswinkel sich um 2α unterscheiden.As a main axis 33 the camera optics 27 at a distance from an optical axis 35 of the lens 21 is arranged, this appears on the camera chip 31 pictured image of the object plane 19 at an observation angle α to the optical axis 35 of the image acquisition system 13 , The two cameras 311 and 31r take pictures of the object plane 19 whose observation angles differ by 2α.

In einem Strahlengang des Teilstrahlenbündels 29 ist zwischen dem Objektiv 21 und der Kameraoptik 27 ein Strahlteilerwürfel 37 angeordnet, welcher das Teilstrahlenbündel 29 aufteilt in den der Kameraoptik 27 zugeführten Teil und einen weiteren Teil, in dem eine zweite Kameraoptik 41 mit Linsen 42 angeordnet ist, welche dieses Teilstrahlenbündel einem Kamerachip 43 derart zuführt, daß auf diesen eben falls die Objektebene 19 abgebildet ist, und zwar unter einem Beobachtungswinkel, der gleich dem Beobachtungswinkel α ist, unter welchem die Objektebene 19 auf den Kamerachip 31 abgebildet ist. Allerdings weist die Kameraoptik 27 eine doppelt so große Vergrößerung auf wie die Kameraoptik 41.In a beam path of the partial beam 29 is between the lens 21 and the camera optics 27 a beam splitter cube 37 arranged, which the partial beam 29 divides into the camera optics 27 supplied part and another part in which a second camera optics 41 with lenses 42 is arranged, which this partial beam bundles a camera chip 43 supplied in such a way that on this just if the object plane 19 at an observation angle which is equal to the observation angle α, below which the object plane 19 on the camera chip 31 is shown. However, the camera optics points 27 twice the magnification of the camera optics 41 ,

In 2 ist die Abbildung der Objektebene 19 auf die Kamerachips 31 und 43 schematisch dargestellt. Beide Kamerachips 31 und 43 weisen eine gleiche Anzahl von lichtempfindlichen Elementen bzw. Pixeln 45 auf, welche in einem Rechteckgitter angeordnet sind. Für die Zwecke der einfachen Darstellung der 2 haben die Kamerachips 31 und 43 jeweils 16 Pixel 45 in Horizontalrichtung und 12 Pixel 45 in Vertikalrichtung, also insgesamt 192 Pixel. In der Realität ist die Anzahl der Pixel jedoch wesentlich höher, wie beispielsweise 1024 × 768 Pixel oder dergleichen.In 2 is the image of the object plane 19 on the camera chips 31 and 43 shown schematically. Both camera chips 31 and 43 have an equal number of photosensitive elements or pixels 45 on, which are arranged in a rectangular grid. For the purpose of simple illustration of 2 have the camera chips 31 and 43 each 16 pixels 45 in horizontal direction and 12 pixels 45 in vertical direction, for a total of 192 pixels. In reality, however, the number of pixels is much higher, such as 1024 × 768 pixels or the like.

Aufgrund der unterschiedlichen Vergrößerungen der Kameraoptiken 27 und 41 werden auf die Kamerachips 31 und 43 unterschiedlich große Objektfelder der Objektebene 19 abgebildet. Auf den Kamerachip 31 wird ein kleines Objektfeld 1 abgebildet, dessen Ausdehnung halb so groß ist wie ein Objektfeld 3, welches auf den Kamerachip 43 abgebildet wird. Das Objektfeld 1 ist innerhalb des Objektfelds 3 zentriert.Due to the different magnifications of the camera optics 27 and 41 be on the camera chips 31 and 43 different sized object fields of the object plane 19 displayed. On the camera chip 31 becomes a small object field 1 whose dimensions are half the size of an object field 3 pointing to the camera chip 43 is shown. The object field 1 is within the object field 3 centered.

Das Bildwiedergabesystem 15 umfaßt ein Okular 51 aus mehreren Linsen 52, in welches das Auge 19 des Benutzers Einblick nimmt. Dem Okular 51 wird eine Überlagerung von zwei Bildern zugeführt, welche jeweils von einem LCD-Bildschirm 53 bzw. 55 dargestellt werden. Hierzu umfaßt eine Anzeigeoptik 57 ein Objektiv 59 zur Vergrößerung des von der Anzeige 55 dargestellten Bildes und ein Objektiv 61 aus mehreren Linsen 62 zur Vergrößerung des von der Anzeige 53 dargestellten Bildes und einen Strahlteiler 63, um eine Überlagerung der von den Kameras 53 und 55 dargestellten Bilder dem Okular 51 zuzuführen. Hierbei weist das Objektiv 59 zur Vergrößerung des Bildes der Anzeige 55 eine doppelt so große Vergrößerung auf wie das Objektiv 61 zur Vergrößerung des Bildes der Anzeige 53.The image reproduction system 15 includes an eyepiece 51 from several lenses 52 into which the eye 19 the user takes a look. The eyepiece 51 an overlay of two images is supplied, each from an LCD screen 53 respectively. 55 being represented. This includes a display optics 57 a lens 59 to enlarge the display 55 picture and a lens 61 from several lenses 62 to enlarge the display 53 represented image and a beam splitter 63 to overlay the from the cameras 53 and 55 shown images the eyepiece 51 supply. This is the objective of the lens 59 to enlarge the image of the display 55 twice the magnification of the lens 61 to enlarge the image of the display 53 ,

Der Anzeige 55 werden über eine Datenleitung 67 die von dem Kamerachip 31 erzeugten Bildsignale zur Darstellung zugeführt, und der Anzeige 53 werden über eine Datenleitung 69 die von dem Kamerachip 43 erzeugten Bildsignale zur Darstellung zugeführt. Die beiden Anzeigen 53 und 55 weisen jeweils eine gleiche Anzahl von Pixeln auf wie die beiden Kamerachips 31 und 43, so daß die Anzeigen 53 und 55 genau die Bilder wiedergeben, die die Kameras 43 bzw. 31 aufgenommen haben. Aufgrund der unterschiedlichen Vergrößerungen der beiden Objektive 60 und 62 erscheinen allerdings die beiden Anzeigen 53 und 55 unterschiedlich groß, wie dies in 2 ebenfalls schematisch wiedergegeben ist. Hierbei ist das Bild der Anzeige 55 innerhalb des Bildes der Anzeige 53 zentriert. Da die beiden Anzeigen 53 und 55 jeweils eine gleiche Anzahl von Pixeln 57 aufweisen, ist allerdings eine sichtbare Pixeldichte in dem Bild der Anzeige 55 jeweils in Horizontalrichtung und Vertikalrichtung doppelt so groß wie die entsprechende sichtbare Pixeldichte in dem Bild der Anzeige 53. Damit wird der zentrale Bereich 1 der Objektebene 19 für das Auge 18 mit einer doppelt so großen Auflösung dargestellt wie das größere Objektfeld 3.The ad 55 be over a data line 67 the one from the camera chip 31 generated image signals supplied for display, and the display 53 be over a data line 69 the one from the camera chip 43 generated image signals supplied for display. The two ads 53 and 55 each have the same number of pixels as the two camera chips 31 and 43 so the ads 53 and 55 exactly reproduce the images that the cameras 43 respectively. 31 have recorded. Due to the different magnifications of the two lenses 60 and 62 However, the two ads appear 53 and 55 different sizes, like this in 2 is also shown schematically. Here is the picture of the ad 55 within the image of the ad 53 centered. Because the two ads 53 and 55 each an equal number of pixels 57 however, is a visible pixel density in the image of the display 55 each in the horizontal direction and vertical direction twice as large as the corresponding visible pixel density in the image of the display 53 , This will be the central area 1 the object level 19 for the eye 18 with a resolution twice as large as the larger object field 3 ,

Damit kann der Benutzer den Gegenstand seines Interesses an dem Objekt 17 in dem zentralen Bereich 1 des Objektfeldes 19 anordnen und dann seinen Blick auf die Mitte des von den Anzeigen 53 und 55 dargestellten Gesamtbildes richten. Ihm erscheint dann der Gegenstand mit der erhöhten Auflösung, welche an sich der Auflösung von verwendeten Kameras mit 24 × 32 Pixeln und entsprechend Anzeigen mit 24 × 32 Pixeln in der vereinfachten Darstellung der 2 entsprechen. In dem Rand des Bildes der Anzeige 53, welcher das Bild der Anzeige 55 umgibt, ist die Auflösung allerdings nur halb so groß wie in dem Bild der Anzeige 55. Allerdings wird auch die Auflösung des menschlichen Auges zum Rande des Gesichtsfeldes hin geringer, so daß diese geringere Auflösung des Bildes der Anzeige 53 die Qualität des von dem Benutzer wahrgenommenen Gesamtbildes kaum schmälert. Es wird mit dem Mikroskopiesystem 11 somit eine Qualität des von dem Benutzer wahrgenommenen Bildes des Objekts 17 erreicht, wie sie bei Verwendung nur einer einzigen Kamera und einer einzigen Anzeige nur mit Kamerachips und Anzeigen mit einer vierfach größeren Pixelzahl möglich ist.This allows the user the object of his interest in the object 17 in the central area 1 of the object field 19 Arrange and then look at the center of the ads 53 and 55 directed overall picture. It then appears the object with the increased resolution, which in itself the resolution of used cameras with 24 × 32 pixels and corresponding displays with 24 × 32 pixels in the simplified representation of 2 correspond. In the edge of the image of the ad 53 which is the image of the ad 55 However, the resolution is only half as large as in the image of the display 55 , However, the resolution of the human eye becomes smaller towards the edge of the visual field, so that this lower resolution of the image of the display 53 hardly diminishes the quality of the overall picture perceived by the user. It is using the microscopy system 11 thus a quality of the user perceived image of the object 17 achieved with the use of only a single camera and a single display only with camera chips and displays with a four times larger pixel count.

Zur weiteren Erhöhung der Qualität des Gesamtbildes wird ein zentraler Bereich des Bildes der Anzeige 53, welcher in dem Gesamtbild dem Bereich des Bildes der Anzeige 55 entspricht, nicht dargestellt. Hierzu gibt es wenigstens folgende Möglichkeiten: es wird dieser Bereich bereits in dem Strahlengang zu der Kamera 43 hindurch beispielsweise eine Blende oder dergleichen entfernt, oder es werden die belichteten Pixel des entsprechenden Bereichs auf dem Kamerachip 43 nicht von dem Kamerachip 43 ausgelesen oder nicht zu der Anzeige 53 hin geleitet, oder es werden die entsprechenden Pixel 57 der Anzeige 53 inaktiv geschaltet, oder es ist eine Blende in dem Strahlengang zwischen der Anzeige 53 und dem Strahlteiler 57 vorgesehen, um die entsprechenden Bereiche aus dem Bild der Anzeige 53 auszublenden.To further increase the quality of the overall picture becomes a central area of the image of the display 53 which in the overall picture is the area of the image of the display 55 corresponds, not shown. For this there are at least the following possibilities: it is this area already in the beam path to the camera 43 For example, an aperture or the like may be removed, or the exposed pixels of the corresponding area on the camera chip 43 not from the camera chip 43 read out or not to the ad 53 passed, or it will be the corresponding pixels 57 the ad 53 switched inactive, or there is a shutter in the beam path between the display 53 and the beam splitter 57 provided the appropriate areas from the image of the ad 53 hide.

Nachfolgend werden weitere Varianten der anhand der 1 und 2 erläuterten Ausführungsformen beschrieben. Hierbei sind Komponenten, die Komponenten der 1 und 2 hinsichtlich ihrer Funktion oder ihres Aufbaus entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern wie in den 1 und 2 versehen zur Unterscheidung jedoch durch einen Buchstaben ergänzt.Below are further variants of the basis of the 1 and 2 described embodiments described. Here are components that are components of 1 and 2 with regard to their function or structure, with the same reference numerals as in 1 and 2 provided for distinction but supplemented by a letter.

In 3 ist ein Bildwiedergabesystem 15a schematisch dargestellt, welches ergänzend oder als Alternative zu den anhand der 1 erläuterten Okularen zusammen mit dem Bildaufnahmesystem 13 der 1 verwendbar ist. Das Bildwiedergabesystem 15a ist als eine kopfgetragene Anzeigevorrichtung bzw. ein head mounted display ausgebildet, welches an einem Kopf 71 des Benutzers fest anbringbar ist. Das Anzeigesystem umfaßt eine Lichtquelle 73, deren Licht mit einem Kollimator 74 kollimiert wird, um eine LCD-Anzeige 53a zu beleuchten, welche an die Datenleitung 69 angeschlossen ist. Das Bild der LCD-Anzeige 53 wird durch eine Linse 75 und eine Linse 76 geführt und an einem gekrümmten halbdurchlässigen Spiegel 63a reflektiert, um ein Bild auf einer Retina 77 des Auges 18 zu formen. Die LCD-Anzeige 53a stellt damit das Bild des größeren Objektfeldes 3 dar.In 3 is a picture reproduction system 15a shown schematically, which in addition or as an alternative to the basis of 1 explained eyepieces together with the image recording system 13 of the 1 is usable. The image reproduction system 15a is designed as a head-mounted display or a head mounted display, which on a head 71 the user is firmly attached. The display system includes a light source 73 whose light comes with a collimator 74 is collimated to an LCD display 53a to illuminate which to the data line 69 connected. The image of the LCD display 53 is through a lens 75 and a lens 76 guided and on a curved semi-transparent mirror 63a Reflects to take a picture on a retina 77 of the eye 18 to shape. The LCD display 53a thus represents the image of the larger object field 3 represents.

Das Bildwiedergabesystem 15a umfaßt weiter eine Lichtquelle 78, deren Licht mit einem Kollimator 79 zu einem parallelen Strahl geformt wird, um eine weitere LCD-Anzeige 55a zu beleuchten, welcher Daten über die Steuerleitung 67 zugeführt werden. Das Bild der Anzeige 55a wird über eine Linse 80 und eine weitere Linse 81 geführt, durchsetzt den halbdurchlässigen Spiegel 63a und erzeugt ebenfalls ein Bild auf der Retina 77 des Auges, welches dem von der LCD-Anzeige 53a erzeugten Bild in einem zentralen Bereich überlagert ist. Die Retina 77 erkennt damit wiederum den zentralen Bereich 1 des Objektfeldes 19 mit einer höheren Auflösung als einen diesen zentralen Bereich umgebenden Randbereich, ebenso wie dies in 2 schematisch erläutert ist.The image reproduction system 15a further comprises a light source 78 whose light comes with a collimator 79 is formed into a parallel beam to another LCD display 55a to illuminate which data via the control line 67 be supplied. The image of the ad 55a is about a lens 80 and another lens 81 led, penetrated the semi-transparent mirror 63a and generates as well a picture on the retina 77 of the eye, that of the LCD display 53a generated image is superimposed in a central area. The retina 77 recognizes the central area again 1 of the object field 19 with a higher resolution than a peripheral area surrounding this central area, as well as in FIG 2 is explained schematically.

Ein in 4 schematisch dargestelltes Bildaufnahme und -wiedergabesystem 1b umfaßt ein Bildaufnahmesystem 13b zur Aufnahme eines Bildes eines Objekts 17b und ein Bild wiedergabesystem 15b zur Darstellung des aufgenommenen Bildes zur Betrachtung mit einem Auge 18b eines Benutzers.An in 4 schematically illustrated image recording and reproducing system 1b includes an image capture system 13b to capture an image of an object 17b and a picture reproduction system 15b for displaying the recorded image for viewing with an eye 18b a user.

Das Bildaufnahmesystem 13b umfaßt eine Kamera 14 mit einer Kameraoptik 16, deren Komponenten entlang einer optischen Achse 33b zwischen einer Objektebene 19b und einer Bildebene angeordnet sind, in welcher ein Kamerachip 43b angeordnet ist. Die Kameraoptik 16 umfaßt ein Objektiv 21b, ein Zoomsystem 91 zur Einstellung einer Vergrößerung der Abbildung von der Objektebene 19b auf den Kamerachip 43b und eine Adapterlinse 93.The image acquisition system 13b includes a camera 14 with a camera optics 16 whose components are along an optical axis 33b between an object plane 19b and an image plane are arranged, in which a camera chip 43b is arranged. The camera optics 16 includes a lens 21b , a zoom system 91 to increase the magnification of the image from the object plane 19b on the camera chip 43b and an adapter lens 93 ,

Das Zoomsystem 91 ist ein afokales Zoomsystem änderbarer Brechkraft, welches zwei Linsenbaugruppen 95 und 97 aufweist, welche mit festem Abstand entlang der optischen Achse 33b angeordnet sind. Die Linsenbaugruppe 95 umfaßt eine Linse 98 negativer Brechkraft, welche mit einer Linse 99 positiver Brechkraft verkittet ist. Auf der mit der Linse 99 nicht verkitteten Oberfläche der Linse 98 ist eine Linse 100 änderbarer Brechkraft fest aufgebracht, deren Brechkraft bzw. optische Wirkung durch Anlegen elektrischer Signale änderbar ist. Derartige Linsen änderbarer optischer Brechkraft sind beispielsweise aus US 4,795,248 , US 6,317,190 B1 , US 5,617,109 , US 4,909,626 , US 4,781,440 , US 4,190,330 , US 4,572,616 und US 5,815,233 bekannt, deren Offenbarung in die vorliegende Anmeldung durch Inbezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird.The zoom system 91 is an afocal zoom system of variable refractive power, which is two lens assemblies 95 and 97 which, at a fixed distance along the optical axis 33b are arranged. The lens assembly 95 includes a lens 98 negative refractive power, which with a lens 99 positive refractive power is cemented. On the with the lens 99 not cemented surface of the lens 98 is a lens 100 fixed refractive power applied fixed, whose refractive power or optical effect can be changed by applying electrical signals. Such lenses of variable optical power are for example out US 4,795,248 . US 6,317,190 B1 . US 5,617,109 . US 4,909,626 . US 4,781,440 . US 4,190,330 . US 4,572,616 and US 5,815,233 known, the disclosure of which is fully incorporated into the present application by reference.

Die Linsenbaugruppe 97 umfaßt eine Linse 101 negativer Brechkraft, welche mit einer Linse 102 positiver Brechkraft verkittet ist. Auf der mit der Linse 101 nicht verkitteten Oberfläche der Linse 102 ist eine Linse 103 änderbarer Brechkraft flächig aufgebracht.The lens assembly 97 includes a lens 101 negative refractive power, which with a lens 102 positive refractive power is cemented. On the with the lens 101 not cemented surface of the lens 102 is a lens 103 variable refractive power applied surface.

Die Linsen 100 und 103 änderbarer Brechkraft sind von einer Steuerung 105 ansteuerbar, um deren Brechkräfte im Hinblick auf eine Änderung der Vergrößerung des Zoomsystems 91 anzusteuern.The lenses 100 and 103 changeable refractive power are from a controller 105 controllable to their refractive powers with a view to changing the magnification of the zoom system 91 head for.

Elektrisch ansteuerbare Linsen sind zur Realisierung des Zoomsystems 91 gut geeignet, da diese eine schnelle Umstellung der Vergrößerung des Zoomsystems ermöglichen. Allerdings ist es auch möglich, im Rahmen der Erfindung einsetzbare Zoomsysteme bereitzustellen, welche relativ zueinander mechanisch verlagerbare optische Komponenten zur Änderung der Vergrößerung umfassen. Beispiele für optische Systeme mit Linsen einstellbarer optischer Wirkung sind in der deutschen Patentanmeldung Nr. 103 49 293.3 der Anmelderin beschrieben, deren Offenbarung durch Inbezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.Electrically controllable lenses are for realizing the zoom system 91 well suited, as they allow a quick conversion of the magnification of the zoom system. However, it is also possible to provide zoom systems which can be used within the scope of the invention and which comprise optical components which are mechanically displaceable relative to each other for changing the magnification. Examples of optical systems with lenses adjustable optical effect are described in the German patent application no. 103 49 293.3 of the Applicant, the disclosure of which is fully incorporated by reference in the present application.

In der Darstellung der 4 sind die einstellbaren Linsen 100 und 103 nicht als Schichten konstanter Dicke dargestellt sondern als entsprechende Linsen aus Glas, welche eine der Einstellung entsprechende Brechkraft bereitstellen. Die Linsen 100 und 103 des Zoomsystems 91 werden von der Steuerung 105 derart angesteuert, daß eine Vergrößerung des Zoomsystems 2,0fach ist.In the presentation of the 4 are the adjustable lenses 100 and 103 not shown as layers of constant thickness but as corresponding lenses made of glass, which provide a setting corresponding refractive power. The lenses 100 and 103 of the zoom system 91 be from the controller 105 controlled such that an enlargement of the zoom system is 2.0 times.

Ein bei einer eingestellten Vergrößerung des Zoomsystems 91 durch den Kamerachip 43 auf genommenes Bild der Objektebene 19b wird über eine Leitung 109 von einer Hauptsteuerung 107 des Bildaufnahme und -wiedergabesystems 1b übertragen. Von dort wird das Bild über eine Leitung 111 auf eine Anzeige 55b des Bildwiedergabesystems 15b übertragen. Das Bildwiedergabesystem 15b umfaßt neben der Anzeige 55b entlang einer optischen Achse eine Adapterlinse 113, ein Zoomsystem 91' und ein Okular 51b mit mehreren Linsen 52. Das Zoomsystem 91' weist einen ähnlichen Aufbau auf wie das Zoomsystem 91 des Bildaufnahmesystems 13b. So umfaßt das Zoomsystem 91' eine Linsenbaugruppe 95' mit zwei Linsen 99' und 98' fester optischer Wirkung und eine Linse 100' einstellbarer optischer Wirkung, welche von einer Steuerung 105' angesteuert ist. Die Linsenbaugruppe 97' umfaßt zwei Linsen 101', 102' fester Brennweite und eine Linse 103' einstellbarer optischer Wirkung, welche ebenfalls von der Steuerung 105' ansteuerbar ist. In der in 4 gezeigten Darstellung weist das Zoomsystem 91' eine Vergrößerung von 1,3 auf. Unter Berücksichtigung der vergrößerten Wirkung des Objektivs 51b, der Adapteroptik 93, der Adapteroptik 113 und des Okulars 51b ist eine Gesamtvergrößerung des Bildaufnahme und -wiedergabesystems etwa 5 bis 50fach.On at a set magnification of the zoom system 91 through the camera chip 43 taken picture of the object plane 19b is over a line 109 from a main controller 107 of the image recording and reproducing system 1b transfer. From there, the picture is taken over a wire 111 on an ad 55b of the image reproduction system 15b transfer. The image reproduction system 15b includes next to the ad 55b along an optical axis an adapter lens 113 , a zoom system 91 ' and an eyepiece 51b with several lenses 52 , The zoom system 91 ' has a similar structure as the zoom system 91 of the image acquisition system 13b , So includes the zoom system 91 ' a lens assembly 95 ' with two lenses 99 ' and 98 ' solid optical effect and a lens 100 ' adjustable optical effect, which by a controller 105 ' is controlled. The lens assembly 97 ' includes two lenses 101 ' . 102 ' fixed focal length and a lens 103 ' adjustable optical effect, which also from the controller 105 ' is controllable. In the in 4 shown illustration, the zoom system 91 ' a magnification of 1.3. Taking into account the increased effect of the lens 51b , the adapter optics 93 , the adapter optics 113 and the eyepiece 51b For example, an overall magnification of the image recording and reproducing system is about 5 to 50 times.

Die Hauptsteuerung 107 kontrolliert die Steuerungen 105, 105' der Zoomsysteme 91, 91' derart, daß zeitlich nacheinander drei verschiedene Vergrößerungen der Zoomsysteme 91 und 91' eingestellt werden, und bei einer jeden Vergrößerung ein Teilbild von dem Kamerachip 43b an die Steuerung 107 ausgelesen und von dieser auf die Anzeige 55b übertragen wird. Diese drei Einstellungen werden nachfolgend anhand der 5a, 5b und 5c erläutert. Bei einer jeden der drei Einstellungen ist eine Gesamtvergrößerung des Bildaufnahme und -wiedergabesystems 1b gleich. Allerdings sind die Vergrößerungen der beiden Zoomsysteme 91 und 91' in den drei Stellungen verschieden. Um die Gesamtvergrößerung gleich zu halten, muß hierzu bei einer Verringerung der Vergrößerung des Zoomsystems 91 die Vergrößerung des Zoomsystems 91' entsprechend erhöht werden.The main controller 107 controls the controls 105 . 105 ' the zoom systems 91 . 91 ' in such a way that successively three different magnifications of the zoom systems 91 and 91 ' be set, and at each magnification, a partial image of the camera chip 43b to the controller 107 read out and from this on the display 55b is transmitted. These three settings are described below using the 5a . 5b and 5c explained. At each of the three settings is an overall magnification of the image recording and reproducing system 1b equal. However, the magnifications of the two zoom systems 91 and 91 ' different in the three positions. To keep the overall magnification the same, this must be done by reducing the magnification of the zoom system 91 the magnification of the zoom system 91 ' be increased accordingly.

In der in 5a dargestellten Situation hat die Vergrößerung des Zoomsystems 91 unter den drei verschiedenen Einstellungen ihren größten Wert, und es wird ein kleiner zentraler Teil 1b des Objektfeldes auf den Kamerachip 43b abgebildet. Die von dem Kamerachip 43b detektierten Bilddaten werden auf die Anzeige 55b übertragen, welche von dem Benutzer als ein kleiner Teil 115 seines Bildfeldes wahrge nommen wird, da die Vergrößerung des Zoomsystems 91' in dieser Einstellung ihren kleinsten Wert aufweist. In der nächsten Einstellung wird die Vergrößerung des Zoomsystems 91 auf einen mittleren Wert eingestellt, so daß ein mittelgroßer Teil 3b des Objektfeldes, welcher in 5b schraffiert dargestellt ist, auf den Kamerachip 43b abgebildet wird. Die von dem Kamerachip 43b erzeugten Bilddaten werden auf die Anzeige 55b übertragen, wobei allerdings nicht der gesamte Bildinhalt des Kamerachips 43b übertragen wird, sondern nur Bilddaten, welche in einem Bereich 114 außerhalb eines zentralen Bereichs 113 der Fläche des Chips 43b angeordnet sind. Der Bereich 113 entspricht in diesem Bild der Objektebene 19b dem Teilbereich 1b, welcher bei der vorangehenden Einstellung (vergleiche 5a) bereits als Bild aufgenommen wurde. Der den zentralen Bereich 113 umgebende Randbereich 114, welcher in 5b schraffiert dargestellt ist, enthält damit Bildinformation, welche in den vorangehenden in 5a erläuterten Schritt, nicht bereits aufgenommen wurde.In the in 5a illustrated situation has the enlargement of the zoom system 91 it's the biggest value among the three different settings, and it becomes a small central part 1b of the object field on the camera chip 43b displayed. The from the camera chip 43b detected image data will be on the display 55b which is transmitted by the user as a small part 115 of his image field is perceived, since the enlargement of the zoom system 91 ' has its lowest value in this setting. In the next shot, the magnification of the zoom system will increase 91 set to a medium value, so that a medium-sized part 3b of the object field, which in 5b hatched on the camera chip 43b is shown. The from the camera chip 43b generated image data are displayed 55b but not the entire image content of the camera chips 43b is transmitted, but only image data, which is in one area 114 outside a central area 113 the area of the chip 43b are arranged. The area 113 corresponds to the object plane in this picture 19b the subarea 1b , which in the previous setting (cf. 5a ) was already taken as a picture. The central area 113 surrounding edge area 114 which is in 5b hatched, thus contains image information, which in the preceding in 5a explained step, has not already been recorded.

Damit wird in einem im rechten Teil der 5b gezeigten Ringbereich 116 um den zentralen Bereich 115 Bildinformation erzeugt, welche von dem Auge 18b des Benutzers wahrgenommen wird.This is in one in the right part of the 5b shown ring area 116 around the central area 115 Image information generated by the eye 18b the user is perceived.

Bei einer anhand der 5c erläuterten Einstellung der Vergrößerungen der Zoomsysteme 91, 91' weist das Zoomsystem 91 seine kleinste Vergrößerung unter den drei Einstellungen auf, so daß ein großer Teil 5b der Objektebene 19b auf den Kamerachip 43b abgebildet wird. Die Bildinformation wird wieder von dem Kamerachip 43b über die Hauptsteuerung 107 auf die Anzeige 55b übertragen, wobei allerdings lediglich die Information aus dem Ringbereich 114 um den zentralen Bereich 113 des Kamerachips 43b auf die Anzeige 55b übertragen wird.In one based on the 5c explained setting the magnifications of the zoom systems 91 . 91 ' has the zoom system 91 its smallest magnification among the three settings on, so a large part 5b the object level 19b on the camera chip 43b is shown. The image information is again from the camera chip 43b via the main controller 107 on the ad 55b transmitted, but only the information from the ring area 114 around the central area 113 of the camera chip 43b on the ad 55b is transmitted.

Die Vergrößerungen in den drei Einstellungen sind so aufeinander abgestimmt, daß die Fläche des zentralen Bereichs 113 im Bild auf dem Kamerachip 43b dem Teil 3b in der Objektebene 19b entspricht, welcher in den vorangehend beschriebenen Einstellungen (vergleiche 5a, 5b) bereits an die Anzeige übertragen und durch diese dargestellt wurde.The magnifications in the three settings are coordinated so that the area of the central area 113 in the picture on the camera chip 43b the part 3b in the object plane 19b which corresponds to the settings described above (cf. 5a . 5b ) has already been transferred to the display and represented by it.

Somit wird in der ersten Einstellung der 5a zuerst der kleine Teilbereich 1b der Objektebene als zentraler kleiner Teil 115 des Gesamtbildes dargestellt, und zwar mit der vollen Auflösung der Kamera 43b bzw. der Anzeige 55b. Daraufhin wird in der Einstellung der 5b der mittelgroße Bereich 3b der Objektebene 19b, aus welchem allerdings der kleine zentrale Bereich 1b herausgenommen ist, als Ringbereich 116 durch die Anzeige 55b dargestellt, und zwar wiederum mit der vollen Auflösung der Anzeige 55b, wobei diese Auflösung allerdings aufgrund der geänderten Vergrößerung des Bildwiedergabesystems 15b von dem Benutzer als eine geringere effektive Auflösung wahrgenommen wird.Thus, in the first setting of 5a first the small section 1b the object level as a central small part 115 of the overall picture, with the full resolution of the camera 43b or the ad 55b , Thereupon in the attitude of the 5b the medium-sized area 3b the object level 19b , from which however the small central area 1b is taken out, as a ring area 116 through the ad 55b shown, again with the full resolution of the display 55b However, this resolution due to the changed magnification of the image display system 15b is perceived by the user as a lower effective resolution.

Weiter wird in der in 5c erläuterten Einstellung der große Bereich 5b des Objektfeldes 19b durch die Anzeige 55b dargestellt, wobei aus der Darstellung allerdings der mittelgroße Bereich 3b der Objektebene 19b ausgenommen ist. Auch für diese Darstellung in dem äußeren Ringbereich 117 des Gesamtbildes wird wieder die volle Auflösung der Anzeige 55b eingesetzt, welche allerdings von dem Benutzer aufgrund der nochmals erhöhten Vergrößerung des Zoomsystems 91' als geringere effektive Auflösung wahrgenommen wird als die Darstellung des Ringbereichs 116 in der Einstellung gemäß 5b oder gar des zentralen Bereichs 115 in der Einstellung der 5a.Next will be in the in 5c explained setting the large area 5b of the object field 19b through the ad 55b However, from the illustration, however, the medium-sized area 3b the object level 19b is excluded. Also for this representation in the outer ring area 117 the overall picture will again be the full resolution of the ad 55b used, which, however, by the user due to the further increased magnification of the zoom system 91 ' is perceived as a lower effective resolution than the representation of the ring area 116 in the setting according to 5b or even the central area 115 in the setting of 5a ,

Somit ermöglicht es das Bildaufnahme und -wiedergabesystem 1b, das Objekt mit einer Auflösung zu betrachten, welche in dem Zentrum des betrachteten Bildfeldes besonders hoch ist, in einem dieses Zentrum umgreifenden Ringbereich erniedrigt ist und in einem diesen Ringbereich umschließenden weiteren Ringbereich noch weiter erniedrigt ist. Da der Benutzer seinen Blick meist auf das Zentrum gerichtet hat und dort auch der Bereich des Objekts angeordnet ist, welcher den Benutzer am meisten interessiert, kann der Benutzer diesen interessierten Bereich mit der höchsten der drei verschiedenen Auflösungen wahrnehmen und empfindet das erzeugte Bild qualitativ als besonders hochwertig. Die abnehmende Auflösung in zwei Stufen zum Rand des wahrgenommenen Bildes hin nimmt der Benutzer hinsichtlich der Qualität der Abbildung nicht als nachteilhaft wahr, da auch das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges zum Rande des Gesichtsfeldes hin abnimmt.Thus, it enables the image recording and reproducing system 1b to regard the object with a resolution which is particularly high in the center of the viewed image field, is lowered in an annular region encompassing this center, and is further reduced in a further annular region enclosing this annular region. Since the user has mostly focused his view on the center and there is also the area of the object that most interests the user, the user can perceive this area of interest with the highest of the three different resolutions and finds the generated image to be particularly qualitative high-quality. The decreasing resolution in two stages towards the edge of the perceived image does not render the user inferior in the quality of the image because the resolution of the human eye also decreases towards the edge of the visual field.

In dem anhand der 4 und 5 erläuterten Beispiel werden drei verschiedene Einstellungen der Vergrößerungen des Bildaufnahmesystems und des Bildwiedergabesystems beschrieben. Es ist jedoch auch möglich, hier eine größere Zahl von Einstellungen zu verwenden, wozu insbesondere die Vergrößerungen des Bildaufnahmesystems und des Bildwiedergabesystems kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich geändert werden können. Abgesehen von der Einstellung, bei der die Vergrößerung des Bildaufnahmesystems maximal ist, sind dann die Ringbereiche (vergleiche 114 in 5b, 5c), welche zum Aufbau des Gesamtbildes auszulesen sind, immer schmaler je mehr Einstellungen der Vergrößerung eingesetzt werden. Bei einer sehr großen Zahl von Einstellungen ist es dann möglich, den Ringbereich 114 durch vier Zeilendetektoren bereitzustellen, deren Bildinhalte sehr schnell an die Steuerung 107 bzw. die Anzeige 55b übertragbar sind. Entsprechend kann auch die Anzeige 55b zur Anzeige der Ringbereiche Zeilendisplays verwenden, welche entsprechend schnell ansteuerbar sind.In the basis of the 4 and 5 In the illustrated example, three different settings of the magnifications of the image recording system and of the Image playback system described. However, it is also possible to use a larger number of settings here, for which purpose in particular the magnifications of the image recording system and the image display system can be changed continuously or quasi-continuously. Apart from the setting in which the magnification of the image recording system is maximum, then the ring areas (see 114 in 5b . 5c ), which are to read the structure of the overall picture, getting narrower the more settings of the magnification are used. With a very large number of settings, it is then possible to use the ring area 114 provided by four line detectors, their image content very quickly to the controller 107 or the ad 55b are transferable. Accordingly, the display 55b For displaying the ring areas, use line displays, which can be controlled accordingly.

Bei einigen der Einstellungen der Vergrößerungen des Bildaufnahme und -wiedergabesystems 1b werden lediglich Teile des Kamerachips 43b ausgelesen und entsprechend lediglich Teile der Anzeige 55b zur Darstellung des Bildes gebraucht. Dadurch ist eine hohe Redundanz von übertragenen Daten nicht gegeben. Deshalb eignen sich diese Daten auch zur Aufzeichnung der aufgenommenen Bilder durch ein Aufzeichnungsgerät 121. Dort wird für eine jede der eingestellten Vergrößerungen ein zugeordneter Datensatz abgespeichert, wobei bei der beschriebenen Ausführungsform jeweils drei solcher Datensätze zusammen ein Gesamtbild des Objekts 17 repräsentieren. Bei einer geänderten Anzahl von verschiedenen Einstellungen der Vergrößerungen würden dann entsprechend mehr oder lediglich zwei solcher Datensätze, von denen nicht sämtliche die gesamte Bildinformation des Kamerachips 43b pro Einstellung enthalten, eingesetzt.At some of the magnification settings of the image capture and playback system 1b only become parts of the camera chip 43b read out and accordingly only parts of the display 55b used to represent the image. As a result, high redundancy of transmitted data is not given. Therefore, these data are also suitable for recording the recorded images by a recording device 121 , There, an assigned data set is stored for each of the set magnifications, wherein in the described embodiment three such data sets together form an overall image of the object 17 represent. With a changed number of different settings of the magnifications would then correspondingly more or only two such records, of which not all the entire image information of the camera chips 43b per setting included.

Ein 6 schematisch dargestelltes Stereo-Mikroskopiesystem 1c umfaßt ein Hauptobjektiv 21c zur Überführung eines von einer Objektebene 19c ausgehenden objektseitigen Strahlenbündels 23c in ein bildseitiges Strahlenbündel 25c, aus welchem eine rechte Kameraoptik 27cr ein rechtes Teilstrahlenbündel 29cr herausgreift und einem Kamerachip 31cr derart zuführt, daß auf diesen die Objektebene 19c abgebildet ist. Eine linke Kameraoptik 27cl greift aus dem bildseitigen Strahlenbündel 25c ein Teilstrahlenbündel 29cl heraus und führt dieses einem Kamerachip 31cl derart zu, daß auf diesen ebenfalls die Objektebene 19c abgebildet ist. Die auf die Kamerachips 31cl und 31cr abgebildeten Bilder der Objektebene 19c unterscheiden sich hinsichtlich ihres Beobachtungswinkels um 2α. Ferner unterscheiden sich die auf die Kamerachips 31cl und 31cr abgebildeten Bilder hinsichtlich Ihrer Vergrößerung aufgrund unterschiedlicher Vergrößerungen der Kameraoptiken 27cl und 27cr, wie dies in 7 schematisch dargestellt ist. Auf den Kamerachip 31cl ist ein kleinerer zentraler Teil der Objektebene 19c abgebildet, und auf den Kamerachip 31cr ist ein größerer Teil 3c der Objektebene 19c abgebildet, wobei der kleinere Teil 1c in dem größeren Teil 3c zentriert angeordnet ist.One 6 schematically illustrated stereo-microscopy system 1c includes a main lens 21c to transfer one from an object plane 19c outgoing object-side beam 23c in an image-side beam 25c , from which a right camera optics 27CR a right partial beam 29cr picks out and a camera chip 31cr fed so that the object level on this 19c is shown. A left camera optics 27cl attacks from the image-side beam 25c a partial beam 29cl and leads this a camera chip 31cl in such a way that on this also the object plane 19c is shown. The on the camera chips 31cl and 31cr pictured images of the object plane 19c differ in terms of their observation angle by 2α. Furthermore, they differ on the camera chips 31cl and 31cr imaged pictures in terms of their magnification due to different magnifications of the camera optics 27cl and 27CR like this in 7 is shown schematically. On the camera chip 31cl is a smaller central part of the object plane 19c pictured, and on the camera chip 31cr is a bigger part 3c the object level 19c pictured, with the smaller part 1c in the larger part 3c is arranged centered.

Ein Wiedergabesystem 15c des Stereo-Mikroskopiesystems 1c ist symmetrisch aufgebaut und umfaßt für ein linkes Auge 18cl und ein rechtes Auge 18cr eines Benutzers jeweils eine Anzeige 55c, eine Anzeigeoptik 59c und ein Okular 51c, um ein durch die Anzeige 55c dargestelltes Bild zu betrachten.A playback system 15c of the stereo microscopy system 1c is symmetrical and covers for a left eye 18cl and a right eye 18Cr each user a display 55c , a display optics 59c and an eyepiece 51c to get one through the ad 55c to look at the picture.

Eine Hauptsteuerung 107 empfängt über eine Datenleitung 123 Bilddaten des Kamerachips 31cr und leitet diese direkt über eine Datenleitung 124 an die Anzeige 55cr weiter. Die Steuerung 107 enthält einen Bildspeicher bzw. Puffer 121, in welchem ein Gesamtbild zusammengesetzt wird und an die Anzeige 55cl ausgegeben wird. Das Gesamtbild ist zusammengesetzt aus einem zentralen Teilbild 123, welches die Bilddaten repräsentiert, welche als Bild aus dem Kamerachip 31cl ausgelesen und über eine Datenleitung 126 an die Steuerung 107 übertragen werden. Ferner umfaßt das Gesamtbild ein Teilbild 127, welches in dem Gesamtbild einen den zentralen Teil 125 umschließenden Ring bildet. Die Bilddaten des Teilbildes 127 stammen aus Bilddaten, welche von dem Kamerachip 31cr ausgelesen werden, wie dies aus 7 schematisch ersichtlich ist. Das in dem Puffer 121 derart zusammengesetzte Gesamtbild wird über eine Datenleitung 122 dann auf die Anzeige 55cl übertragen.A main control 107 receives via a data line 123 Image data of the camera chip 31cr and forwards these directly via a data line 124 to the ad 55Cr further. The control 107 contains an image memory or buffer 121 in which an overall picture is composed and to the display 55cl is issued. The overall picture is composed of a central partial picture 123 , which represents the image data, which as a picture from the camera chip 31cl read out and over a data line 126 to the controller 107 be transmitted. Furthermore, the overall picture comprises a partial picture 127 , which in the overall picture one the central part 125 enclosing ring forms. The image data of the partial image 127 come from image data, which of the camera chip 31cr be read out like this 7 is schematically visible. That in the buffer 121 such a composite picture is over a data line 122 then on the ad 55cl transfer.

Damit sieht das linke Auge 18cl des Benutzers den zentralen Bereich 1c der Objektebene 19c mit einer hohen Auflösung und unter einem Betrachtungswinkel, der verschieden ist von dem Betrachtungswinkel, unter dem das rechte Auge 18cr den zentralen Bereich 1c wahrnimmt. Somit entsteht für den zentralen Bereich 1c der Objektebene 19c ein stereoskopischer Eindruck, wobei allerdings lediglich das rechte Auge 18cr die vergleichsweise erhöhte Auflösung wahrnimmt. Der den zentralen Bereich 1c umschließende Teil des größeren Bereichs 3c erscheint dem linken Auge 18cl und dem rechten Auge 18cr unter einem gleichen Betrachtungswinkel und mit gleicher geringerer Auflösung. Damit ergibt sich in dem Außenbereich des wahrgenommenen Bildes kein Stereoeindruck. Dies kann allerdings in Kauf genommen werden, da der Benutzer sein Interesse meist auf den zentralen Bereich des Bildes fokussiert. Dort erhält auch das linke Auge die höhere Auflösung, welche gegenüber der geringeren Auflösung des rechten Auges dominiert, so daß der Benutzer ein stereoskopisches Gesamtbild des Objekts mit einer erhöhten Qualität wahrnimmt.This sees the left eye 18cl the user's central area 1c the object level 19c with a high resolution and at a viewing angle different from the viewing angle under which the right eye 18Cr the central area 1c perceives. Thus arises for the central area 1c the object level 19c a stereoscopic impression, but only the right eye 18Cr perceives the comparatively increased resolution. The central area 1c enclosing part of the larger area 3c appears to the left eye 18cl and the right eye 18Cr at the same viewing angle and with the same lower resolution. This results in the outside of the perceived image no stereo impression. However, this can be accepted since the user usually focuses his attention on the central area of the image. There, the left eye receives the higher resolution, which dominates over the lower resolution of the right eye, so that the user perceives a stereoscopic overall image of the object with an increased quality.

Ein in 8 schematisch dargestelltes Bildaufnahme und -wiedergabesystem 1d umfaßt ein Bildaufnahmesystem 13d mit einem Kamerachip 43d und ein Bildwiedergabesystem 15d mit einem Anzeigechip 55d. Der Kamerachip 43d weist eine Vielzahl von Pixeln 45d auf, welche in einer Ebene angeordnet sind. Unmittelbar vor der Ebene der Pixel 45d im Strahlengang des Anzeigesystems 13d sind zwei Schichten 201 und 202 aus einem von einer Steuerung 107d ansteuerbaren doppelbrechenden Material angeordnet. In einem Ansteuerzustand, in dem keine der Schichten 201, 202 erregt ist, durchsetzen Lichtstrahlen die Schichten 202 und 201 geradlinig wie dies exemplarisch in 8 durch einen Strahl 205 angedeutet ist. Ein Strahl 206 repräsentiert eine Ansteuersituation, in der die Schicht 202 angesteuert ist, um die Lichtstrahlen um eine Strecke d in y-Richtung zu versetzen, wobei die Strecke d halb so groß ist wie ein Pixelabstand des Kamerachips 43d in y-Richtung. Durch Ansteuerung der Schicht 201 ist es möglich, die Lichtstrahlen ebenfalls um eine Strecke d in x-Richtung zu versetzen.An in 8th schematically illustrated image recording and playback system 1d includes an image capture system 13d with a camera chip 43d and a picture reproduction system 15d with a display chip 55d , The camera chip 43d has a variety of pixels 45d on, which are arranged in a plane. Immediately in front of the level of pixels 45d in the beam path of the display system 13d are two layers 201 and 202 from one of a controller 107d arranged controllable birefringent material. In a driving state in which none of the layers 201 . 202 is excited, beams of light enforce the layers 202 and 201 straight as exemplified in 8th through a beam 205 is indicated. A ray 206 represents a driving situation in which the shift 202 is driven to move the light beams by a distance d in the y-direction, wherein the distance d is half as large as a pixel pitch of the camera chip 43d in the y direction. By controlling the layer 201 it is also possible to offset the light rays by a distance d in the x-direction.

Mit dem Kamerachip 43d werden zeitlich nacheinander vier Bilder aufgenommen und in die Steuerung 107d eingelesen, wobei bei einem jeden aufgenommenen Bild eine andere Ein stellung für die Schichten 201 und 202 gewählt ist wie dies in 9 schematisch dargestellt ist. Die Pixel 45d des Kamerachips 43d weisen jeweils eine Größe auf, welche in x- und y-Richtung kleiner als die Hälfte des Pixelabstandes ist, so daß die Fläche der Pixel 45d etwa ein Viertel der gesamten Fläche des Kamerachips 43d beträgt. In einem Bereich I der 9 ist eine Ansteuerung der Schichten 201, 202 erläutert, in der keine der Schichten einen Versatz einführt. In einem Bereich II der 9 ist eine Situation dargestellt, in der die Schicht 202 nicht erregt ist und die Schicht 201 dazu erregt ist, um einen Versatz um eine Strecke d in x-Richtung für sämtliche Lichtstrahlen einzuführen. In einem Bereich III der 9 sind beide Schichten 201, 202 erregt, um einen Versatz von d sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung für sämtliche Lichtstrahlen einzuführen, und in einem Bereich IV der 9 ist die Schicht 201 nicht erregt und die Schicht 202 derart erregt, daß diese einen Versatz von d in y-Richtung einführt.With the camera chip 43d four consecutive pictures are taken and into the control 107d read in, with each captured image another setting for the layers 201 and 202 is chosen like this in 9 is shown schematically. The pixels 45d of the camera chip 43d each have a size which is smaller than half the pixel pitch in the x and y directions so that the area of the pixels 45d about a quarter of the total area of the camera chip 43d is. In an area I the 9 is a control of the layers 201 . 202 in which none of the layers introduces an offset. In an area II of the 9 is a situation in which the layer 202 not excited and the shift 201 is excited to introduce an offset by a distance d in the x-direction for all light rays. In a section III of the 9 are both layers 201 . 202 is excited to introduce an offset of d in both the x-direction and the y-direction for all the light beams, and in a region IV of FIG 9 is the layer 201 not excited and the shift 202 excited so that this introduces an offset of d in the y direction.

Auf diese Weise werden, aus einer Sicht des von dem Bildaufnahmesystem 13d aufgenommenen Objekts die Pixel 45d des Kamerachips 43d nacheinander derart versetzt, daß nach der Durchführung sämtlicher Einstellung ein jeder Strahl des Strahlquerschnitts einmal auf einen lichtempfindlichen Pixel 45d getroffen ist. Damit wird der volle Strahlquerschnitt hinsichtlich seiner Intensität vermessen und nicht lediglich ein Viertel des Teils, wie dies der Fall wäre, wenn die Schichten 201 und 202 nicht nacheinander in den vier Einstellungen betrieben werden würden.In this way, from a viewpoint of the image pickup system 13d captured object's pixels 45d of the camera chip 43d successively displaced such that, after all adjustments have been made, each beam of the beam cross-section is exposed once to a photosensitive pixel 45d is taken. Thus, the full beam cross section is measured in terms of its intensity and not just a quarter of the part, as would be the case if the layers 201 and 202 would not be sequentially operated in the four settings.

Da die Bilder aus dem Kamerachip 43d für eine jede der Einstellungen I, II, III, IV separat ausgelesen werden, ist es möglich, aus den vier ausgelesenen Bildern ein Gesamtbild zu errechnen, welches in x- und y-Richtung jeweils eine effektive Auflösung aufweist, welche doppelt so groß ist wie die durch den Pixelabstand in der Richtung gegebene physikalische Auflösung des Kamerachips 43d.Because the pictures from the camera chip 43d for each of the settings I, II, III, IV are read separately, it is possible to calculate from the four read images an overall image, which has in each case an effective resolution in the x and y direction, which is twice as large as the physical resolution of the camera chip given by the pixel pitch in the direction 43d ,

Das Anzeigesystem 15d umfaßt einen Anzeigechip 55d mit einer Anzahl von Pixeln, welche der Anzahl der Pixel des Kamerachips 43d entspricht. In dem Strahlengang des Anzeigesystems 15d sind unmittelbar vor der Ebene der Pixel 45d zwei Schichten 201 und 202 des ansteuerbaren doppelbrechenden Materials angeordnet, welche von der Steuerung 107d synchron mit den entsprechenden Schichten 201, 202 des Bildaufnahmesystems 13d angesteuert werden. Damit erscheinen aus einer Sicht des Betrachters der Anzeige 55d die Pixel in vier Schritten nacheinander jeweils nicht versetzt, um eine Strecke d in x-Richtung versetzt, um eine Strecke d jeweils in x- und y-Richtung versetzt, und um eine Strecke d in y-Richtung versetzt, so daß auch der Betrachter das Bild mit einer effektiven Auflösung wahrnimmt, die in x- und y-Richtung jeweils doppelt so groß ist wie die physikalische Auflösung der Anzeige 55d.The display system 15d includes a display chip 55d with a number of pixels representing the number of pixels of the camera chip 43d equivalent. In the beam path of the display system 15d are just in front of the pixel level 45d two layers 201 and 202 the controllable birefringent material arranged by the controller 107d in sync with the corresponding layers 201 . 202 of the image acquisition system 13d be controlled. Thus appear from a view of the viewer of the display 55d the pixels are not offset in succession in each case in four steps, offset by a distance d in the x-direction, offset by a distance d in the x- and y-direction, and offset by a distance d in the y-direction, so that the viewer perceives the image with an effective resolution that is twice as large in the x and y direction as the physical resolution of the display 55d ,

In einer jeden Einstellung I bis IV der Erregung der Schichten 201 und 202 wird der Kamerachip 43d von der Steuerung 107d ausgelesen, und die entsprechenden Bilddaten werden unmittelbar an den Anzeigechip 55d übermittelt. Danach wird die Einstellung der Schichten 201 und 202 geändert, und es wird wiederum der Kamerachip 43d ausgelesen und es werden wieder die entsprechenden Bilddaten an den Anzeigechip 55d übermittelt. Somit ist das Bild mit der erhöhten effektiven Auflösung nach der Durchführung der Schritte I bis IV aufgenommen und mit dieser erhöhten effektiven Auflösung auch dargestellt worden. Allerdings muß die Steuerung 107d hierzu nicht einen Bildspeicher bzw. Puffer umfassen, um dieses Gesamtbild mit der erhöhten Auflösung aus den vier Einzelbildern zusammenzufügen, weshalb die Steuerung 107d mit einem vergleichsweise kleinen Speicher auskommt.In each setting I to IV of the arousal of the layers 201 and 202 becomes the camera chip 43d from the controller 107d and the corresponding image data is sent directly to the display chip 55d transmitted. After that, the setting of the layers 201 and 202 changed, and it will turn the camera chip 43d read out and it will again the corresponding image data to the display chip 55d transmitted. Thus, the image having the increased effective resolution has been taken after performing steps I to IV and also displayed with this increased effective resolution. However, the controller must 107d This does not include a frame buffer or memory to assemble this overall image with the increased resolution of the four frames, which is why the controller 107d with a comparatively small memory.

In der anhand der 8 und 9 erläuterten Ausführungsform wird der Versatz des Strahlengangs durch ansteuerbare doppelbrechende Schichten erzielt. 10 stellt eine Variante dieser Ausführungsform dar.In the basis of the 8th and 9 explained embodiment, the offset of the beam path is achieved by controllable birefringent layers. 10 represents a variant of this embodiment.

Ein in 10 gezeigtes Bildaufnahmesystem 13e umfaßt einen auf einem Träger 211 montierten Kamerachip 43e mit einer Vielzahl von Pixeln 45e. Der Träger 211 liegt auf einer Basis 213 eines Rahmens 215 auf. Zwischen Wangen 217 des Trägers 215 und Stirnseiten des Trägers 211 sind piezoaktive Elemente 219 eingefügt, welche eine Position des Kamerachips 43e relativ zu dem Träger 215 in x-Richtung und in y-Richtung festlegen. Die Piezoelemente 219 sind von einer Steuerung 107e, welche ebenfalls den Kamerachip 45e ausliest, ansteuerbar, um den Träger 211 und damit auch den Kamerachip 45e in x- und y-Richtung relativ zu dem Rahmen 215 um eine Sub-Pixeldistanz zu verlagern. Auf diese Weise kann nach einem Schema, wie es anhand der 9 erläutert wurde, ebenfalls ein Bild eines Objekts aufgenommen werden, dessen effektive Auflösung die Pixelauflösung des Kamerachips 43e übersteigt.An in 10 shown image recording system 13e includes one on a support 211 mounted camera chip 43e with a variety of pixels 45e , The carrier 211 lies on a base 213 a frame 215 on. Between cheeks 217 of the carrier 215 and end faces of the wearer 211 are piezo active elements 219 inserted, which is a position of the camera chip 43e relative to the carrier 215 set in the x direction and in the y direction. The piezo elements 219 are from a controller 107e , which also the camera chip 45e read out, controllable to the carrier 211 and thus also the camera chip 45e in the x and y directions relative to the frame 215 to shift by a sub-pixel distance. In this way, according to a scheme, as it is based on the 9 has been explained, also an image of an object is taken whose effective resolution is the pixel resolution of the camera chip 43e exceeds.

In der anhand der 10 erläuterten Variante wird durch die Ansteuerung der Aktuatoren 219 ein Versatz der Pixel 45e des Kamerachips 43e erreicht. Es ist jedoch auch möglich, auf dem Träger 211 einen Anzeigechip zu montieren, um die anhand der 10 erläuterten Prinzipien zur Erzeugung eines Versatzes um eine Sub-Pixeldistanz im Strahlengang des Bildaufnahmesystems 13e auch in einem Strahlengang eines Bildwiedergabesystems zu erzeugen und damit eine erhöhte Auflösung eines kombinierten Bildaufnahme- und -wiedergabesystems zu erreichen, ohne einen Bildspeicher für das Bild der erhöhten Auflösung bereitstellen zu müssen.In the basis of the 10 explained variant is by the control of the actuators 219 an offset of the pixels 45e of the camera chip 43e reached. However, it is also possible on the carrier 211 to mount a display chip to the basis of the 10 explained principles for generating an offset by a sub-pixel distance in the beam path of the image recording system 13e also in an optical path of an image display system and thus to achieve an increased resolution of a combined image recording and reproducing system, without having to provide an image memory for the image of the increased resolution.

In 11 ist eine weitere Variante eines Bildaufnahmesystems 13f perspektivisch vereinfacht dargestellt. Dieses Bildaufnahmesystem 13f umfaßt eine Basis 213, auf welcher ein Kamerachip 43f mit einer Vielzahl von Pixeln 45f angeordnet ist, welche eine Pixelgesamtfläche aufweisen, die größer als ein Viertel der Fläche des lichtempfindlichen Bereichs des Kamerachips 43f ist. Ständer 231 aus einem Elastomermaterial tragen eine Lochmaske 235 mit Löchern 236 derart, daß die Lochmaske 235 mit einem kleinen Abstand von einer Fläche der Pixel 45f angeordnet ist, wobei einem jeden Pixel 45f ein Loch 236 der Lochmaske 235 zugeordnet ist. Die Löcher 236 nehmen ein Viertel der Fläche der Lochmaske 235 ein. Auf der Basis 213 sind starre Säulen 239 angeordnet, welche Piezoaktuatoren 219f tragen, welche an Stirnseiten der Lochmaske 235 anliegen und damit die Lochmaske 235 in x- und y-Richtung festlegen. Die Aktuatoren 219f sind durch eine in 11 nicht gezeigte Steuerung ansteuerbar und die Lochmaske relativ zu dem Kamerachip 43f um eine Sub-Pixeldistanz jeweils in x- und y-Richtung zu verlagern, so daß durch vier verschiedene Einstellungen der Aktuatoren bzw. der relativen Lage zwischen der Lochmaske 235 und dem Kamerachip 43f das anhand der 9 erläuterte Verfahren zur Erhöhung einer effektiven Auflösung des Bildaufnahmesystems 13f über eine physikalische Auflösung des Kamerachips 43f ausgeführt werden kann.In 11 is another variant of an image acquisition system 13f shown in a simplified perspective. This image capture system 13f includes a base 213 on which a camera chip 43f with a variety of pixels 45f having a total pixel area greater than one quarter of the area of the photosensitive area of the camera chip 43f is. stand 231 made of an elastomeric material wear a shadow mask 235 with holes 236 such that the shadow mask 235 with a small distance from an area of the pixels 45f is arranged, with each pixel 45f a hole 236 the shadow mask 235 assigned. The holes 236 take a quarter of the area of the shadow mask 235 one. On the base 213 are rigid pillars 239 arranged which piezoactuators 219f wear, which at front sides of the shadow mask 235 abut and thus the shadow mask 235 set in x and y direction. The actuators 219f are through an in 11 not shown control actuated and the shadow mask relative to the camera chip 43f to shift a sub-pixel distance in each of the x and y directions, so that by four different settings of the actuators or the relative position between the shadow mask 235 and the camera chip 43f that on the basis of 9 explained methods for increasing an effective resolution of the image acquisition system 13f about a physical resolution of the camera chip 43f can be executed.

Dieses Prinzip kann auch auf ein Bildwiedergabesystem angewendet werden, wenn statt dem Kamerachip 43f ein entsprechender Anzeigechip in der in 11 gezeigten Vorrichtung angeordnet wird.This principle can also be applied to a picture display system if instead of the camera chip 43f a corresponding display chip in the in 11 is arranged device shown.

Ein Bildaufnahme- und -wiedergabesystem umfaßt wenigstens eine Kamera mit einer ersten Kameraoptik zum Abbilden des Objekts auf ein lichtempfindliches erstes Substrat der ersten Kamera und Aufnehmen wenigstens eines ersten Teilbilds und eines zweiten Teilbilds, wobei das erste Teilbild eine einen kleineren Bereich des Objekts und diesen mit einer höheren Auflösung repräsentiert als das zweite Teilbild; und ein Anzeigesystem zum Überlagern des ersten Teilbildes und des zweiten Teilbildes zu einem von einem Auge eines Benutzers wahrnehmbaren Gesamtbild des Objekts.One Image recording and reproducing system comprises at least one camera with a first camera optics for imaging the object on a photosensitive first substrate of the first camera and picking up at least one first field and a second field, wherein the first field a represents a smaller area of the object and this with a higher resolution as the second partial image; and a display system for overlaying the first field and the second field to one of a Eye of a user perceivable overall picture of the object.

Claims

Image recording and playback system for recording and reproducing an image of an object, comprising: - at least a camera with a first camera optics for imaging the object on a photosensitive first substrate of the first camera and Taking at least a first partial image and a second partial image, wherein the first partial image is a smaller region of the object and this with a higher one resolution represents as the second partial image; and A display system for overlaying of the first field and the second field to one of an eye a user's perceptible overall picture of the object.

Image recording and reproducing system for recording and reproducing an image of an object ( 19 ), in particular in combination with claim 1, comprising: - a lens ( 21 ) for receiving an object-side beam emanating from the object ( 23 ) and converting it into an image-side beam ( 25 ); A first camera with a first camera optics ( 27 ) for imaging the object on a light-sensitive first substrate ( 31 ) of the first camera with light ( 29 ) from the image-side beam ( 25 ); A second camera different from the first camera with a second camera optics ( 41 ) for imaging the object onto a photosensitive second substrate ( 43 ) of the second camera with light from the image-side beam ( 25 ); and - a display system ( 15 ) with - a first display ( 55 ) for generating a first partial image of the object from at least one of the first photosensitive substrate ( 31 ) detected first image signal, - a second display ( 53 ) for generating a second partial image of the object from at least one of the second photosensitive substrate ( 43 ) detected second image signal, and - a display optics ( 63 ) for superimposing the first partial image and the second partial image on an overall image of the object perceptible by an eye of a user.

Image recording and reproducing system according to claim 2, wherein the first partial image represents a smaller area of the object as the second partial picture.

Image recording and reproducing system according to claim 3, wherein the area of the object represented by the first partial image within the area of the object represented by the second partial image is.

Image recording and reproducing system according to claim 4, wherein a position of the one represented by the first partial image Area of the object within that represented by the second field Area of the object is displaced.

Image recording and reproducing system according to claim 5, further comprising a sight line detecting device for Detecting a line of sight of the user, the position of the one represented by the first field Range of the object in dependence from the captured View direction changeable is.

Image recording and playback system according to one of claims 1 to 6, wherein the first photosensitive substrate and the second photosensitive substrate has a substantially equal number of having photosensitive elements.

Image recording and playback system according to one of claims 1 to 7, wherein the first display and the second display one in the have substantially the same number of picture elements.

Image recording and playback system according to one of claims 1 to 8, wherein the first camera optics one of the second camera optics has different magnification.

Image recording and playback system according to one of claims 1 to 9, wherein a number of photosensitive elements the first photosensitive substrate equal to a number of picture elements the first ad is.

Image recording and reproducing system for recording and reproducing an image of an object, in particular in combination with one of claims 1 to 10, comprising: a camera ( 13b ) with a camera optics ( 91 ) with changeable magnification for imaging the object on a photosensitive substrate ( 43b ) of the camera, the camera optics in a first mode of operation imaging the object at a first magnification on the substrate of the camera and in a second operating mode imaging the object at a second magnification different from the first magnification onto the substrate of the camera; and a display system ( 15b ) for generating an overall image of the object composed of a first partial image of the object generated from a first image signal detected by the photosensitive substrate in the first operating mode and a second partial image of the object generated from a second image signal detected by the photosensitive substrate in the second operating mode is.

An image recording and reproducing system according to claim 11, wherein:

where V _{1 represents} the first magnification and V _{2 represents} the second magnification.

Image recording and reproducing system for recording and reproducing an image of an object, in particular in combination with one of claims 1 to 12, comprising: a camera ( 13b ) with a camera optics ( 91 ) with changeable magnification for imaging the object on a photosensitive substrate ( 43b ) of the camera, the camera optics in a first mode of operation imaging the object at a first magnification on the substrate of the camera and in a second mode of operation imaging the object at a second magnification different from the first magnification on the substrate of the camera, and wherein the substrate the camera has a plurality of photosensitive elements; and a controller ( 107 ) for controlling the camera optics and a readout circuit for receiving image signals from the photosensitive elements, wherein the controller is adapted to switch the camera optics in the first operating mode and a first image signal of a first set ( 113 . 114 ) of picture elements and then to switch the camera optics into the second operating mode and a second picture signal of a second set ( 114 ) of picture elements, the first and second sets of picture elements being different from each other.

An image capture and playback system according to any one of claims 11 to 13, further comprising a display system ( 15b ) for generating an overall image of the object, which comprises a first partial image of the object generated from a first image signal detected by the photosensitive substrate in the first operating mode and one from the photosensitive substrate in the second Operating mode detected second image signal generated second partial image of the object is composed.

Image recording and playback system according to one of claims 11 to 14, wherein the first magnification is larger as the second enlargement and the first field represents a smaller area of the object as the second partial picture.

Image recording and reproducing system according to claim 14 or 15, wherein the display system for displaying the first and of the second partial image has a single display area and the first Partial image represented by a central area of the display area is and at least a part of the second partial image by a central area of the display area surrounding edge region of the display surface is shown.

Image recording and playback system according to one of claims 14-16, wherein the display system comprises: a first ad for generating the first partial image of the object; a second Display for generating the second partial image of the object; and a Display optics for overlaying of the first partial image and the second partial image to the overall image of the Object.

Image recording and reproducing system according to claim 17, wherein the first display and the second display a substantially have the same number of picture elements.

Image recording and reproducing system according to claim 17 or 18, wherein a number of photosensitive elements of photosensitive substrate equal to a number of pixels the first ad is.

Image recording and playback system according to one of claims 14-19, wherein the display system comprises: at least one ad for generating the first and the second partial image of the object, and a display optics with a changeable magnification.

Image recording and playback system according to one of claims 11 to 20, wherein a position of one of the first partial image represented Area of the object within one of the second field represented Area of the object is displaced.

Image recording and reproducing system according to claim 21, further comprising a sight line detecting device for Detecting a line of sight of the user, the position of the image represented by the first part Range of the object in dependence from the captured View direction changeable is.

Image recording and playback system according to one of claims 11 to 22, wherein the substrate of the camera a variety of photosensitive Has picture elements, wherein a number of the picture elements from which the first image signal is formed is different from a number the picture elements of which the second picture signal is formed.

Image recording and reproducing system according to claim 23, wherein the first magnification is larger as the second enlargement, where the picture elements that make up the first image signal is disposed in a first region of the substrate, and the picture elements that make up the second picture signal is at least partially different in one from the first area second region of the substrate are arranged.

Image recording and reproducing system according to claim 24, wherein the second region of the substrate surrounds the first region in an annular manner.

Image recording and playback system according to one of claims 11 to 25, wherein the display system for displaying the first and the second partial image has a single display surface, wherein the first Area of the substrate, a corresponding first area of the display in which essentially only picture elements are arranged, the dependent be driven by the first image signal, and wherein the second Area of the substrate, a corresponding second area of the display is assigned, in which arranged substantially only picture elements are that dependent be driven by the second image signal.

Image recording and reproducing system according to claim 26, wherein the camera optics in a third operating mode, the object with one of the third magnification, which is smaller than the second magnification, on the substrate the camera images, and the overall picture also from the one from the photosensitive substrate in the third mode of operation detected image signal is composed, and wherein the picture elements, from which the third image signal is formed, at least partially are arranged in the second region of the substrate.

Image recording and reproducing system according to claim 27, wherein the picture elements that make up the third picture signal is essentially the same as the picture elements that make up the second image signal is formed.

An image recording and reproducing system for recording and reproducing an image of an object, in particular in combination with one of claims 1 to 28, comprising: a first camera having a first camera optics ( 27cl ) for imaging the object on a photosensitive first substrate ( 31cl ) of the first camera at a first viewing angle; a second camera different from the first camera with a second camera optics ( 27CR ) for imaging the object onto a photosensitive second substrate ( 31cr ) of the second camera at a second observation angle different from the first observation angle; a first ad ( 55Cr ) for generating a from a first eye of a user ( 18Cr ) perceptible first image of the object from at least one first image signal detected by the first photosensitive substrate; a second ad ( 55cl ), for generating one from a second eye ( 18cl a user perceivable second image of the object from at least one second image signal detected by the second photosensitive substrate; wherein the first image represents a smaller area of the object than the second image and the area of the object represented in the first image in the first image is represented with a higher resolution than the area of the object represented in the second image.

Image recording and reproducing system according to claim 29, wherein an enlargement for in the first picture represented Area of the object substantially equal to an enlargement for in the second picture represented Area of the object is.

Image recording and reproducing system according to claim 29 or 30, wherein the area of the object represented in the first image it is shown in a central area of the first image.

Image recording and playback system according to one of claims 29 to 31, wherein a position of the one represented in the first image Area of the object in the first image is displaceable.

Image recording and reproducing system according to claim 32, further comprising a sight line detecting device for Detecting a viewing direction of the Be user, wherein the position of the one represented in the first image Area of the object in the first image in response to the detected viewing direction changeable is.

Image recording and playback system according to one of claims 29 to 33, wherein the first image is composed of one the first field and the image signal generated by the first substrate a second one generated from the image signal of the second substrate Field.

An image recording and reproducing system for recording and reproducing an image of an object, in particular in combination with any of claims 1 to 34, comprising: a camera having a camera optics and a photosensitive substrate and a first scanner, the photosensitive substrate being in an area of an image plane the camera optics is arranged, wherein the photosensitive substrate comprises a plurality of photosensitive elements, and wherein the first scanner: (a) in a beam path between the object and the photosensitive substrate ( 43d ) and is arranged to displace the image plane in a direction oriented in the image plane, and / or (b) one in a beam path in front of the photosensitive substrate ( 43f ) arranged shadow mask ( 235 ) and an actuator ( 219f wherein the shadow mask comprises a plurality of apertures associated with the photosensitive elements, and wherein the actuator is configured to displace the shadow mask in a direction oriented in the image plane, and / or (c) an actuator ( 219 ) for the displacement of the photosensitive substrate ( 43e ) relative to the camera optics in a direction oriented in the image plane; A display for generating an image of the object from at least one image signal detected by the photosensitive substrate, the display comprising a plurality of pixels and a second scanner, and wherein the second scanner is: (a) arranged in a beam path of the display a changeable offset in one in a plane of the picture elements ( 45d ) and / or (b) comprises a shadow mask disposed in a beam path of the display and an actuator, the shadow mask having a plurality of apertures associated with the pixels, and wherein the actuator is adapted to move the shadow mask relative to the apertures Relocating pixels in a direction oriented in a plane of the pixels; and / or (c) an actuator for displacing the picture elements relative to a viewer of the display and in a direction oriented in a plane of the picture elements; and a controller configured to adjust a scan deflection of the first scanner in synchronism with a scan deflection of the second scanner.

Image recording and playback system according to one of claims 1 to 35, wherein the display comprises an eyepiece.

Image recording and playback system according to one of claims 1 to 36, the display incorporating a head-mounted display device Display includes.

Image recording and playback system according to one of claims 1 to 37, wherein the image recording and reproducing system is a stereo microscopy system is.

Image reproduction system for reproducing an image, comprising a display with a plurality of picture elements and a scanner which has a shadow mask arranged in a beam path of the display and an actuator, wherein the shadow mask has a plurality of apertures associated with the pixels and wherein the actuator is adapted to the shadow mask relative to the image planes in one in a plane of the picture elements relocate in a directionally oriented direction.

An imaging system for capturing an image of an object, comprising: a camera having a photosensitive substrate ( 43b ), which has a plurality of photosensitive elements, and a camera optics ( 91 ) with changeable magnification for imaging the object on the photosensitive substrate, the camera optics projecting the object at a first magnification onto the substrate of the camera in a first operating mode and the object having a second magnification different from the first magnification in a second operating mode Substrate of the camera images; and a frame buffer ( 121 ) for storing at least one overall image of the object representing image data, which at least a first data set, which is obtained from image signals of the photosensitive elements in the first mode of operation, and a second data set, which is obtained from image signals of the photosensitive elements in the second mode of operation, include, and where: