DD233463A1

DD233463A1 - Kombiniertes optoelektronisches bauelement

Info

Publication number: DD233463A1
Application number: DD27205284A
Authority: DD
Inventors: Volker Rasch; Juergen Waldmann; Ruediger Dammann
Original assignee: Univ Berlin Humboldt
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-02-26

Abstract

Das erfindungsgemaesse optoelektronische Bauelement enthaelt CCD-Elemente und LED bzw. Laserdioden. Durch geeignete einzelne, gruppenweise oder insgesamte Ansteuerung sowohl der LED als auch der CCD-Elemente koennen alle Variationen der Beleuchtung und Abtastung des Objektes erreicht werden. Durch Verwendung von GaP-LED ist das Emissionsspektrum der LED stufenlos vom UV-Bereich ueber sichtbares Licht, bis zum IR-Bereich steuerbar, so dass eine multispektrale Bilderfassung moeglich ist. Die Erfindung ist zum Beispiel im medizinischen Bereich zur Erkennung und Beobachtung pathologischer Erscheinungsformen anwendbar, da die erfassten Bilder auch elektronisch gespeichert werden koennen. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das erfindungsgemäße kombinierte elektrooptische Bauelement vereint in sich Emitter und Empfänger für elekromagnetische Wellen im Bereich von der UV-Strahlung über das sichtbare Licht bis zum IR-Bereich. Es kann zur Erlangung von Schirmbildern im multispektralen Bereich auch in farbiger Darstellung Verwendung finden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

CCD-Kameras zur Erzeugung von Schirmbildern sind allgemein bekannt und finden vielseitige Anwendung. Die für ihre Funktion erforderliche Beleuchtung wird dabei von getrennten Lichtquellen mit konstanten Frequenzspektren übernommen. Dabei ist das Einstreuen von Überlicht nicht zu vermeiden, was zu erheblichen Störungen führen kann, wenn nicht im Bereich des sichtbaren Lichtes, sondern z. B. im IR-Bereich gearbeitet werden soll. Außerdem wird durch getrennte Beleuchtungsanordnung die Vorrichtung unbeweglich und ist kleinräumig nicht verwendbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den hohen Raumbedarf und die Störungen durch Nebenlicht zu vermeiden, sowie die Nachteile der fehlenden multispektralen Beleuchtung zu überwinden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kombiniertes optoelektronisches Bauelement zu schaffen, das zur Erlangung farbiger Schirmbilder im multispektralen Bereich Verwendung finden kann, wobei die verschiedenen Frequenzbereiche sowohl gleichzeitig, als auch nacheinander eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das optoelektronische Bauelement aus CCD-Elementen und lichtemittierenden Dioden oder Laserdioden besteht, die in einem gemeinsamen Bauelement angeordnet und gemeinsam in Gruppen oder einzeln ansteuerbar und auslesbar sind.

Die LED bestehen vorteilhafter Weise aus GaP und sind in ihrer Emissionsfrequenz stufenlos vom UV-Bereich über das sichtbare Licht bis zum IR-Bereich steuerbar.

Das optoelektronische Element kann die Form einer qu?^'ratischen oder rechteckigen Matrix aufweisen, in der sowohl die LED oder Laserdioden als auch die CCD-Elemente angeordnet sind. Dabei können vorteilhaft die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente abwechselnd zeilenweise in der Matrix angeordnet sein, in der Matrix schachbrettartig angeordnet sein, in Form einer eckigen Spirale abwechselnd auf dieser Spirale angeordnet, oder auf zwei parallellaufenden eckigen Spiralen nebeneinander angeordnet sein.

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Es kann auch zweckmäßig sein, wenn nur eine LED oder Laserdiode zentral angeordnet und um diese herum rahmenartig CCD-Elemente angeordnet sind, es können aber auch um eine CCD-Matrix oder CCD-Zeile herum rahmenartig LED oder Laserdioden angeordnet sein.

Das optoelektronische Element kann auch rund ausgeführt sein. Dann kann es vorteilhaft sein, wenn die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente schachbrettartig angeordnet sind, oder abwechselnd in Form konzentrischer Kreise.

Es kann aber auch zweckmäßig sein, wenn die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente abwechselnd auf eine Spiralbahn angeordnet sind, oder auf zwei parallellaufenden Spiralen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch nur eine LED oder Laserdiode zentral vorgesehen und um diese herum können CCD-Elemente angeordnet sein, oder es sind umgekehrt um eine CCD-Elemente-Anordnung in Form einer Kreisfläche, ringförmig LED oder.Laserdioden angeordnet.

Die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente können auch sternförmig angeordnet sein.

Das erfindungsgemäße kombinierte elektrooptische Bauelement ermöglicht es, bei der Erzeugung des Schirmbildes mit wechselnder Ausleuchtung oder Beleuchtung des Objektes zu arbeiten, sowohl bezüglich der Beleuchtungsrichtung, als auch der Beleuchtungsfrequenz oder der Beleuchtungsdauer. Durch geeignete Ansteuerung der LED kann die Beleuchtung während der Betrachtung des Bildschirmes in ihrer Richtung fließend verändert werden, kann z. B. in Art einer Lichtzeile über das Objekt geführt, kreisförmig um das Objekt herumgeführt, als drehende Zeile das Objekt nacheinander beleuchten oder bei gleichzeitiger Ansteuerung aller LED das Objekt schattenlos ausleuchten. Bei Einsatz von Laserdioden ist es auch möglich, mit Lichtblitzen in den gleichen Variationen zu arbeiten.

Darüberhinaus können die LED einzeln, gruppenweise oder gleichzeitig so angesteuert werden, daß sie verschiedene Frequenzen emittieren. So können wechselnde Spektren, Mischspektren oder gleichbleibende Spektren für das Bild erzeugt werden, wobei die Bilder selbstverständlich auch elektronisch gespeichert und wieder abgerufen, überlagert und gemischt werden können. Dies schafft zum Beispiel im medizinischen Bereich weitgehende Möglichkeiten zur Erkennung und Beobachtung von pathologischen Erscheinungsformen.

Ausführungsbeispiei

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt schematisch einen Teil eines quadratischen kombinierten optoelektronischen Bauelementes gemäß der vorliegenden Erfindung.

Im Element 1 sind die CCD-Elemente A... A48 und die Emitter B...B31 für die elektromagnetischen Wellen, im Beispiel LED aus GaP, rahmenartig ineinandergeschachtelt angeordnet. Durch gleichzeitige Ansteuerung aller Elemente wird ein allseitig ausgeleuchtetes Bild gewonnen. Werden z. B. nur die Emitter B8 und B26... B31 angesteuert oder nicht dargestellte einer weiter links liegenden Zeile eines weiteren Emitterrahmens, wird das Objekt nur von links beleuchtet. Ebenso ist analog eine Beleuchtung von rechts möglich. Werden nacheinander verschiedene Spalten der Matrix angesteuert, wandert die Lichtleiste in x-Richtung, werden nacheinander die einzelnen Zeilen der Matrix angesteuert, wandert die Lichtleiste in y-Richtung, wobei an den Endzeilen eine Beleuchtung von oben oder unten erfolgt.

Ebenso kann auch eine drehende Zeile erzeugt werden, indem z.B. nacheinander folgende Dioden angesteuert werden:

1. B29;B7;B3;B17;

2. Β31;Β;Β7;Β2;Β3;Β18;

3. B8;B;B4;B20;

4. B9;B;B1;B3;B4;B21;

5. B10;B;B1; B4; B5; B22;

6. B11;B1;B5;B23.

Hiermit wurde ein Drehwinkel von 90° erreicht, der analog bis 360 weitergeführt werden kann.

Analog dazu können auch die CCD-Elemente derart ausgelesen werden, daß eine sich mit der Lichtzeile mitdrehende oder auch in einem Winkel zur Lichtzeile drehende Aufnahmezeile entsteht.

Auch gemeinsame, gruppenweise oder einzelne Änderung der Emissionsfrequenz der LED lassen sich auch bezüglich der multispektralen Aufnahmetechnik alle Variationen erreichen.

Claims

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Erfindungsanspruch:

1. Kombiniertes optoelektronisches Bauelement, gekennzeichnet dadurch, daß es aus an sich bekannten CCD-Elementen und an sich bekannten lichtemittierenden Dioden oder Laserdioden besteht, die in einem gemeinsamen Bauelement angeordnet und gemeinsam in Gruppen oder einzeln ansteuerbar und auslesbar sind.
2. Bauelement nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die LED aus GaP bestehen und in ihrer Emissionsfrequenz stufenlos vom Bereich des sichtbaren Lichtes bis zum Infrarot steuerbar sind.
3. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das optoelektronische Element die Form einer quadratischen oder rechteckigen Matrix aufweist, in der sowohl die LED oder Laserdioden als auch die CCD-Elemente angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente abwechselnd zeilenweise in der Matrix angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente in der Matrix schachbrettartig angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente in Rechteck- oder Quadratform von innen nach außen abwechselnd rahmenförmig ineinandergeschachtelt angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden in Form einer eckigen Spirale abwechselnd auf dieser Spirale angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden auf zwei parallel-laufenden eckigen Spiralen nebeneinander angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß nur eine LED oder Laserdiode zentral und um diese herum CCD-Elemente angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß um eine CCD-Matrix oder CCD-Zeile herum rahmenartig LED oder Laserdioden angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das optoelektronische Element rund ist.
12. Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente schachbrettartig angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente abwechselnd in Form konzentrischer Kreise angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente abwechselnd auf einer Spiralbahn angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente auf zwei parallellaufenden Spiralen angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß der nur eine LED oder Laserdiode zentral und um diese herum CCD-Elemente angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß um eine CCD-Elemente-Anordnung in Form einer Kreisfläche ringförmig LED oder Laserdioden angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente sternförmig angeordnet sind.