DD233463A1

DD233463A1 - COMBINED OPTOELECTRONIC COMPONENT

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. 1The optoelectronic component according to the invention contains CCD elements and LED or laser diodes. By suitable individual, groupwise or in total control of both the LED and the CCD elements, all variations of the illumination and scanning of the object can be achieved. By using GaP-LED, the emission spectrum of the LED is steplessly controllable from the UV range over visible light, up to the IR range, so that multi-spectral image acquisition is possible. The invention is applicable, for example, in the medical field for the detection and observation of pathological manifestations, since the captured images can also be stored electronically. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

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.The combined electro-optical component according to the invention combines in emitter and receiver for electromagnetic waves in the range of the UV radiation on the visible light to the IR region. It can also be used in color to obtain screens in the multispectral range.

Characteristic of the known technical solutions

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.CCD cameras for generating screen images are well known and find versatile application. The lighting required for their function is taken over by separate light sources with constant frequency spectrums. In this case, the scattering of overlight is unavoidable, which can lead to significant disturbances, if not in the visible light, but z. B. to be worked in the IR range. In addition, by separate illumination arrangement, the device is immobile and is not usable in a small scale.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den hohen Raumbedarf und die Störungen durch Nebenlicht zu vermeiden, sowie die Nachteile der fehlenden multispektralen Beleuchtung zu überwinden.The aim of the invention is to avoid the high space requirements and the interference from secondary light, as well as to overcome the disadvantages of the lack of multispectral illumination.

Explanation of the essence of the invention

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.The object of the invention is to provide a combined optoelectronic component which can be used to obtain colored screens in the multispectral field, wherein the different frequency ranges can be used both simultaneously and successively.

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.This object is achieved in that the optoelectronic component consists of CCD elements and light emitting diodes or laser diodes, which are arranged in a common component and together in groups or individually controlled and readable.

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.The LEDs are advantageously made of GaP and their emission frequency steplessly controllable from the UV range on the visible light to the IR range.

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.The opto-electronic element may be in the form of a quaternary or rectangular matrix in which both the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged. Advantageously, the LED or laser diodes and the CCD elements may be arranged alternately line by line in the matrix, arranged in a checkerboard pattern in the matrix, arranged alternately on this spiral in the form of an angular spiral, or be arranged side by side on two parallel running square spirals.

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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.It may also be expedient if only one LED or laser diode is arranged centrally and arranged around the frame like CCD elements, but it can also be arranged around a CCD matrix or CCD line around frame-like LED or laser diodes.

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.The optoelectronic element can also be made round. Then it may be advantageous if the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged like a checkerboard, or alternately in the form of concentric circles.

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.However, it may also be expedient if the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged alternately on a spiral path, or on two parallel running spirals.

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.In a further embodiment of the invention, only one LED or laser diode can be centrally provided and around these CCD elements can be arranged, or conversely, a CCD element arrangement in the form of a circular area, annular LED or laser diodes are arranged.

Die LED oder Laserdioden und die CCD-Elemente können auch sternförmig angeordnet sein.The LED or laser diodes and the CCD elements can also be arranged in a star shape.

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.The combined electro-optical component according to the invention makes it possible to work in the generation of the screen with changing illumination or illumination of the object, both with respect to the illumination direction, as well as the illumination frequency or the illumination duration. By suitable control of the LED lighting during viewing the screen in their direction can be changed fluently, z. B. guided in the manner of a light line over the object, guided around the object in a circle, illuminate the object successively as a rotating line or illuminate the object with simultaneous control of all LED shadowless. When using laser diodes, it is also possible to work with light flashes in the same variations.

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.In addition, the LEDs can be individually, in groups or simultaneously controlled so that they emit different frequencies. Thus, changing spectra, mixed spectra or constant spectra for the image can be generated, the images are of course also electronically stored and retrieved, superimposed and mixed. This creates, for example, in the medical field extensive possibilities for the detection and observation of pathological manifestations.

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.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying drawing shows schematically a part of a square combined optoelectronic component according to the present invention.

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.In element 1, the CCD elements A... A48 and the emitters B... B31 for the electromagnetic waves, in the example LED made of GaP, are arranged in a frame-like manner. By simultaneous control of all elements, an image illuminated on all sides is obtained. Are z. B. only the emitter B8 and B26 ... B31 driven or not shown a further left line of another emitter frame, the object is illuminated only from the left. Similarly, analog lighting is possible from the right. If successively different columns of the matrix are controlled, the light bar moves in the x-direction, successively the individual rows of the matrix are driven, the light bar moves in the y-direction, whereby at the end rows a lighting from above or below takes place.

Ebenso kann auch eine drehende Zeile erzeugt werden, indem z.B. nacheinander folgende Dioden angesteuert werden:Likewise, a rotating line may also be generated by e.g. successively following diodes are controlled:

1. B29;B7;B3;B17;1. B29; B7; B3; B17;

2. Β31;Β;Β7;Β2;Β3;Β18;2. Β31; Β; Β7; Β2; Β3; Β18;

3. B8;B;B4;B20;3. B8; B; B4; B20;

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

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

6. B11;B1;B5;B23.6. B11; B1; B5; B23.

Hiermit wurde ein Drehwinkel von 90° erreicht, der analog bis 360 weitergeführt werden kann.This achieved a rotation angle of 90 °, which can be continued analogously up to 360 °.

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.Analogously, the CCD elements can also be read in such a way that a recording line rotating with the line of light or rotating at an angle to the line of light is produced.

Auch gemeinsame, gruppenweise oder einzelne Änderung der Emissionsfrequenz der LED lassen sich auch bezüglich der multispektralen Aufnahmetechnik alle Variationen erreichen.Also, common, group or individual change of the emission frequency of the LED can be achieved with respect to the multispectral recording technique all variations.

Claims

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Invention claim:

1. Combined optoelectronic component, characterized in that it consists of known CCD elements and known light-emitting diodes or laser diodes, which are arranged in a common component and together in groups or individually controlled and readable.

2. Component according to item 1, characterized in that the LED consist of GaP and are steplessly controlled in their emission frequency from the range of visible light to the infrared.

3. Device according to item 1, characterized in that the optoelectronic element has the shape of a square or rectangular matrix in which both the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged.

4. The device according to item 3, characterized in that the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged alternately line by line in the matrix.

5. The device according to item 3, characterized in that the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged in a checkerboard pattern in the matrix.

6. The device according to item 3, characterized in that the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged in a rectangular or square shape from inside to outside alternately frame-shaped nested.

7. The device according to item 3, characterized in that the LED or laser diodes are arranged in the form of an angular spiral alternately on this spiral.

8. The device according to item 3, characterized in that the LED or laser diodes are arranged side by side on two parallel-running angular spirals.

9. Device according to item 3, characterized in that only one LED or laser diode are arranged centrally and around these CCD elements.

10. The device according to item 3, characterized in that arranged around a CCD matrix or CCD line around frame-like LED or laser diodes.

11. The device according to item 1, characterized in that the optoelectronic element is round.

12. The device according to item 11, characterized in that the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged like a checkerboard.

13. Device according to item 11, characterized in that the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged alternately in the form of concentric circles.

14. The device according to item 11, characterized in that the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged alternately on a spiral path.

15. Device according to item 11, characterized in that the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged on two parallel running spirals.

16. The device according to item 11, characterized in that the only one LED or laser diode centrally and around these CCD elements are arranged.

17. The device according to item 11, characterized in that arranged around a CCD element array in the form of a circular area annular LED or laser diodes.

18. Device according to item 11, characterized in that the LED or laser diodes and the CCD elements are arranged in a star shape.