DE102008017390A1 - Method and apparatus for capturing color images and LDI signals from an object - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen eines Objektes 117 mit einem gemeinsamen CMOS-Sensor 107 mit einer Anzahl von Sensorelementen zur Verfügung gestellt. Die Farbbilder werden dadurch erzeugt, dass zum Aufnehmen der Farbbilder Sensorelementen Licht wenigstens einer ersten Wellenlänge 102, einer zweiten Wellenlänge 103 und einer dritten Wellenlänge 104 getrennt zugeführt wird. Zum Aufnehmen der LDI-Signale wird den Sensorelementen Strahlung mit einer vierten Wellenlänge 101 getrennt vom Licht mit der ersten Wellenlänge 102, vom Licht mit der zweiten Wellenlänge 103 und vom Licht mit der dritten Wellenlänge 104 zugeführt.A method of capturing color images and LDI signals of an object 117 having a common CMOS sensor 107 with a number of sensor elements is provided. The color images are generated by supplying light of at least a first wavelength 102, a second wavelength 103 and a third wavelength 104 to sensor elements for receiving the color images. For receiving the LDI signals, the sensor elements are supplied with radiation having a fourth wavelength 101 separated from the light having the first wavelength 102, the light having the second wavelength 103, and the light having the third wavelength 104.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt, wobei zum Aufnehmen sowohl der Farbbilder als auch der LDI-Signale ein gemeinsamer CMOS-Sensor mit einer Anzahl von Bildpunkten vorhanden ist. Daneben betrifft die Erfindung Vorrichtungen zum Durchführen des Verfahrens.The The present invention relates to a method of taking color images and LDI signals from an object, wherein for recording both the Color images as well as the LDI signals a common CMOS sensor is present with a number of pixels. In addition concerns the invention Devices for carrying out the method.

Zur optischen Messung der Durchblutung (Perfusion) beispielsweise subkutaner Blutgefäße ist die Laserdopplerinterferometrie (LDI) ein häufig verwendetes Verfahren. Dabei werden die Bereiche, in denen die Perfusion ermittelt werden soll, mit Laserstrahlung bestrahlt, die einerseits von der statischen Haut und andererseits vom fließenden Blut reflektiert wird. Das fließende Blut verursacht dabei einen Dopplereffekt, der zu einer Verschiebung in der Wellenlänge des von ihm zurückgestreuten Laserlichtes führt. Da das Ausmaß der Wellenlängenverschiebung von der Geschwindigkeit des Blutflusses abhängt, kann aus der Verschiebung der Wellenlage des vom Blut zurückgestreuten Lichts auf die Flussrate des Blutes zurückgeschlossen werden. Die Flussrate ist aber ein wichtiger Faktor, beispielsweise bei chirurgischen Eingriffen, bei Gewebetransplantationen, Herzkrankheiten sowie im Rahmen von Krebstherapien.to optical measurement of perfusion, for example, subcutaneous Blood vessels is laser Doppler interferometry (LDI) a commonly used method. Here are the Areas where the perfusion is to be detected with laser radiation irradiated on the one hand by the static skin and on the other hand is reflected by the flowing blood. The flowing Blood causes a Doppler effect that leads to a shift in the wavelength of the backscattered from him Laser light leads. Because the extent of the wavelength shift depends on the speed of blood flow, can out the displacement of the wave position of the backscattered from the blood Light can be deduced to the flow rate of the blood. However, the flow rate is an important factor, for example surgical procedures, tissue transplants, heart disease as well as in the context of cancer therapies.

Bei zahlreichen medizinischen Anwendungen werden zusätzlich zur Perfusion auch Farbbilder des entsprechenden Gewebebereiches vermessen. Eine Vorrichtung, die Perfusionsmessungen mittels LDI- Messungen und das Aufnehmen von Bildern der entsprechenden Körperregionen ermöglicht, ist in US 6,263,227 B1 beschrieben. Diese Vorrichtung weist ein Detektorfeld zum Aufnehmen der LDI-Signale und eine CCD-Kamera zum Aufnehmen der Bilder auf. Die Verwendung zweier Detektoren, nämlich dem Detektorfeld für die LDI-Messung und der CCD-Kamera, macht das System aufwändig. Zudem sollen die LDI-Signale und die aufgenommenen Bilder häufig korreliert beziehungsweise überlagert werden. Dies ist jedoch bei der Verwendung zweier getrennter Detektorsysteme schwierig.In numerous medical applications, in addition to perfusion, color images of the corresponding tissue area are also measured. A device that allows for perfusion measurements by LDI measurements and taking pictures of the corresponding body regions is in US Pat US 6,263,227 B1 described. This device has a detector array for receiving the LDI signals and a CCD camera for taking the images. The use of two detectors, namely the detector field for the LDI measurement and the CCD camera, makes the system complex. In addition, the LDI signals and the recorded images are often correlated or superimposed. However, this is difficult when using two separate detector systems.

In EP 1 332 718 A1 und in WO 2006/111909 A1 sind daher Vorrichtungen zum Aufnehmen von LDI-Daten und Bildern beschrieben, in denen ein gemeinsamer CMOS-Bildsensor sowohl zum Detektieren der Bilddaten als auch zum Detektieren der LDI-Daten Verwendung findet. Dadurch werden die Schwierigkeiten beim Korrelieren beziehungsweise Überlagern der LDI-Daten und der Bilder überwunden. Die LDI-Daten werden hierbei aus den Bilddaten mittels eines signalverarbeitenden Prozessors ermittelt. Das Ermitteln der LDI-Daten aus den Bilddaten ist rechnerisch aufwändig.In EP 1 332 718 A1 and in WO 2006/111909 A1 Therefore, devices for capturing LDI data and images are described in which a common CMOS image sensor is used both for detecting the image data and for detecting the LDI data. This overcomes the difficulties in correlating or overlaying the LDI data and the images. The LDI data are determined here from the image data by means of a signal processing processor. Determining the LDI data from the image data is computationally expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, in denen das Extrahieren der LDI-Daten bei Verwendung eines gemeinsamen CMOS-Detektors sowohl zum Detektieren der LDI-Daten als auch der Bilddaten vereinfacht ist.task The present invention is therefore a method and devices to make available in which extracting the LDI data when using a common CMOS detector both for detecting the LDI data as well as the image data is simplified.

Die genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt mit einem gemeinsamen CMOS-Sensor nach Anspruch 1 gelöst. Daneben wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt mit einem gemeinsamen CMOS-Sensor nach Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The This object is achieved by a method for taking color images and LDI signals from an object with a common CMOS sensor solved according to claim 1. Next to it is the task a device for capturing color images and LDI signals from an object having a common CMOS sensor according to claim 9 solved. The dependent claims contain advantageous embodiments of the invention.

Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt werden sowohl die Farbbilder als auch die LDI-Signale mit einem gemeinsamen CMOS-Sensor mit einer Anzahl von Sensorelementen aufgenommen. Zum Aufnehmen der Farbbilder wird Sensorelementen Licht wenigstens einer ersten Wellenlänge, einer zweiten Wellenlänge und einer dritten Wellenlänge getrennt zugeführt wird. Zum Aufnehmen der LDI-Signale wird Sensorelementen Strahlung einer vierten Wellenlänge getrennt vom Licht mit der ersten Wellenlänge, vom Licht mit der zweiten Wellenlänge und vom Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt.in the inventive method for receiving Color images and LDI signals from an object are both the Color images as well as the LDI signals with a common CMOS sensor taken with a number of sensor elements. To record the color images will be sensor elements light at least a first wavelength, a second wavelength and a third wavelength is supplied separately. To record the LDI signals Sensor elements radiation of a fourth wavelength separated from the light of the first wavelength, of the light with the second wavelength and the light with the third wavelength fed.

In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dies dadurch erreicht, dass zum Aufnehmen der Farbbilder Licht wenigstens einer ersten Wellenlänge, einer zweiten Wellenlänge und einer dritten Wellenlänge räumlich von einander getrennten Sensorelementen zugeführt wird. Außerdem wird zum Aufnehmen der LDI-Signale die Strahlung der vierten Wellenlänge Sensorelementen zugeführt, die räumlich von denjenigen Sensorelementen getrennt sind, denen das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt wird Mit anderen Worten, einem Sensorelement wird jeweils nur eine der vier Wellenlängen zugeführt. Es werden also vier verschiedene Sorten von Sensorelementen verwendet, wobei jede Sorte jeweils auf eine der Wellenlängen empfindlich ist. Dies kann beispielsweise durch eine dem CMOS-Sensor vorgeschaltete Filtermatrix erreicht werden. Die Sensorelemente eines CMOS-Sensor grundsätzlich wenig wellenlängensensitiv. Durch die vor dem Sensor angeordnete Filtermatrix wird erreicht, dass jedem Sensorelement nur Licht bzw. Strahlung einer bestimmten Wellenlänge zugeführt wird. Für das Aufnehmen von Farbbildern sind derartige Filtermatrizen als sogenannte Bayer-Filter bekannt.In a first embodiment of the invention Method, this is achieved by recording the color images Light of at least a first wavelength, a second wavelength and a third wavelength spatially from each other is supplied to separate sensor elements. Furthermore For example, to receive the LDI signals, the radiation of the fourth wavelength Sensor elements supplied spatially from those Sensor elements are separated, where the light of the first wavelength, the light with the second wavelength and the light with the third wavelength is supplied with others Words, only one of the four wavelengths is supplied to a sensor element. So four different types of sensor elements are used, each species being sensitive to one of the wavelengths is. This can be done for example by an upstream of the CMOS sensor Filter matrix can be achieved. The sensor elements of a CMOS sensor basically little wavelength sensitive. By arranged in front of the sensor Filter matrix is achieved that each sensor element only light or radiation a certain wavelength is supplied. For the taking of color images are such filter matrices as so-called Bayer filters known.

Zur Durchführung der beschriebenen Ausgestaltung des Verfahrens kann ein modifizierter Bayer-Filter Verwendung finden, der neben Filterelementen für das Licht mit der ersten Wellenlänge, Filterelementen für das Licht mit der zweiten Wellenlänge und Filterelementen für das Licht mit der dritten Wellenlänge auch Filterelemente für das Licht mit der vierten Wellenlänge umfasst. Um die LDI-Signale unabhängig von den Farbbildsignalen zu ermitteln, brauchen dann lediglich diejenigen Sensorelemente ausgelesen zu werden, denen ein Filterelement für die vierte Wellenlänge vorgeschaltet ist. Um das Farbbild auszulesen, werden dagegen all diejenigen Sensorelemente ausgelesen, denen ein Filterelement für die erste Wellenlänge, ein Filterelement für die zweite Wellenlänge oder ein Filterelement für die dritte Wellenlänge vorgeschaltet ist. Ein rechnerisches Extrahieren der LDI-Daten aus den Farbbilddaten ist somit nicht nötig.to Implementation of the described embodiment of the method a modified Bayer filter can be used next to Filter elements for the light of the first wavelength, Filter elements for the light with the second wavelength and Filter elements for the light with the third wavelength also filter elements for the light with the fourth wavelength includes. To the LDI signals independent of the color image signals to determine, then need only read those sensor elements to which a filter element for the fourth wavelength upstream. In order to read the color image, however, all those sensor elements read out, which a filter element for the first wavelength, a filter element for the second wavelength or a filter element for the third wavelength is connected upstream. A mathematical one Extracting the LDI data from the color image data is thus not necessary.

In einer besonderen Ausgestaltung dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden diejenigen Sensorelemente, denen die Strahlung mit der vierten Wellenlänge zugeführt wird, häufiger ausgelesen als diejenigen Sensorelemente, denen das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt wird. Die Sensorelemente für die Farbbilddarstellung brauchen lediglich mit einer Frequenz von circa 40–60 Hz ausgelesen zu werden. CMOS-Sensoren können jedoch auch erheblich schneller ausgelesen werden. Dies bietet die Möglichkeit, diejenigen Sensorelemente, mit denen das LDI-Signal aufgenommen wird, häufiger auszulesen als die Sensorelemente, mit denen das Farbbild aufgenommen wird. Dadurch wird eine höhere Zeitauflösung der messbaren Flussgeschwindigkeiten bei der Perfusionsmessung möglich. Die Frequenz, mit der die LDI-Daten aufgenommen werden, kann noch dadurch erhöht werden, dass erheblich weniger Sensorelemente des CMOS-Sensors zum Aufnehmen der LDI-Daten Verwendung finden, als Sensorelemente zum Aufnehmen der Farbbilder Verwendung finden. Dadurch verringert sich zwar die Auflösung, jedoch lässt sich die zeitliche Auflösung der Flussgeschwindigkeiten aufgrund der geringeren Zahl an auszulesenden Sensorelementen weiter erhöhen.In a particular embodiment of this embodiment of the method according to the invention are those Sensor elements to which the radiation at the fourth wavelength is fed more frequently than those read Sensor elements to which the light of the first wavelength, the Light with the second wavelength and the light with the third wavelength is supplied. The sensor elements for the color image only need one Frequency of about 40-60 Hz to be read. CMOS sensors however, they can also be read much faster. This offers the possibility of using those sensor elements read the LDI signal more frequently as the sensor elements with which the color image is recorded. This results in a higher time resolution of the measurable Flow rates in the perfusion measurement possible. The frequency with which the LDI data is recorded, can still be increased by significantly fewer sensor elements of the CMOS sensor is used to record the LDI data Sensor elements for recording the color images find use. Thereby Although the resolution decreases, but leaves the temporal resolution of the flow velocities due to the lower number of sensor elements to be read on increase.

In einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Aufnehmen der Farbbilder Licht wenigstens einer ersten Wellenlänge, einer zweiten Wellenlänge und einer dritten Wellenlänge den Sensorelementen zeitlich getrennt zugeführt. Weiterhin wird zum Aufnehmen der LDI-Signale die Strahlung mit der vierten Wellenlänge den Sensorelementen zeitlich getrennt von dem Licht mit der ersten Wellenlänge, dem Licht mit der zweiten Wellenlänge und dem Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt. Mit anderen Worten, die einzelnen Wellenlängen werden zeitlich nacheinander jeweils allen Sensorelementen zugeführt. In dieser Ausgestaltung kann ein monochromatischer CMOS-Sensor zur Anwendung kommen. Das Auslesen des CMOS-Sensors braucht dann lediglich mit dem Zuführen der jeweiligen Wellenlänge synchronisiert zu werden. Um beispielsweise das LDI-Signal aufzunehmen, wird der CMOS-Sensor dann ausgelesen, wenn er mit dem Licht der vierten Wellenlänge bestrahlt wird. Um das Farbbild aufzunehmen, wird der CMOS-Sensor dreimal ausgelesen, nämlich wenigstens einmal während er mit der ersten Wellenlänge beleuchtet wird, wenigstens einmal während er mit der zweiten Wellenlänge beleuchtet wird und wenigstens einmal während er mit der dritten Wellenlänge beleuchtet wird. Aus diesem wenigstens dreifachen Auslesen wird dann das Farbbild konstruiert. Auch in dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchen die LDI-Daten nicht rechnerisch aus den Bilddaten extrahiert zu werden. Es genügt lediglich das geeignete Takten des Auslesens, um die Bilddaten von den LDI-Daten zu trennen.In a second embodiment of the invention Method is to record the color images light at least one first wavelength, a second wavelength and a third wavelength of the sensor elements in time supplied separately. Furthermore, to record the LDI signals the radiation having the fourth wavelength of the sensor elements separated in time by the light of the first wavelength, the light with the second wavelength and the light with supplied to the third wavelength. With others Words, the individual wavelengths are successively in time each supplied to all sensor elements. In this embodiment can a monochromatic CMOS sensor are used. The reading of the CMOS sensor then only needs to feed be synchronized to the respective wavelength. For example receive the LDI signal, the CMOS sensor is then read out, when irradiated with the light of the fourth wavelength becomes. To take the color image, the CMOS sensor becomes three times read out, namely at least once during he is lit at the first wavelength, at least once while he is at the second wavelength is illuminated and at least once while he is with the third wavelength is illuminated. For this at least triple reading, the color image is then constructed. Also in need this embodiment of the method according to the invention The LDI data is not computationally extracted from the image data become. It is sufficient only the appropriate clocks of reading, to separate the image data from the LDI data.

Insbesondere kann in der zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens den Sensorelementen häufiger die Strahlung mit der vierten Wellenlänge zugeführt werden, als das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge. Dies ermöglicht ein häufiges Auslesen des LDI-Signals und damit eine höhere Ausleserate für das LDI-Signal im Vergleich zur Ausleserate für das Farbbild. Beispielsweise kann das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge den Sensorelementen jeweils mit einer Frequenz zwischen 40 Hz und 60 Hz zugeführt werden, wobei die kummulierte Dauer der Zufuhr des Lichtes der ersten, zweiten und der dritten Wellenlänge zwischen einer achtzigstel Sekunde und einer einhundertzwanzigstel Sekunde beträgt. Wenn bspw. die Frequenz 40 Hz beträgt und die Dauer der Zufuhr des Lichtes der drei Wellen insgesamt eine achtzigstel Sekunde beträgt, so kann über eine weitere achtzigstel Sekunde die Strahlung der vierten Wellenlänge zugeführt werden. Danach würde wieder Licht der drei anderen Wellenlängen zugeführt, bevor wieder Strahlung der vierten Wellenlänge zugeführt wird. Durch geeignetes Einstellen der Frequenz, mit der die jeweiligen Daten aufgenommen werden, und der zugehörigen Beleuchtungsdauer kann somit das Verhältnis der Frequenzen, mit denen die LDI-Daten beziehungsweise die Bilddaten aufgenommen werden, geeignet eingestellt werden.Especially can in the second embodiment of the invention Process the sensor elements more often with the radiation be supplied to the fourth wavelength, as the light with the first wavelength, the light with the second wavelength and the third wavelength light. This allows frequent reading of the LDI signal and thus a higher readout rate for the LDI signal compared to the readout rate for the color image. For example can the light with the first wavelength, the light with the second wavelength and the third wavelength light the sensor elements each with a frequency between 40 Hz and 60 Hz, the cumulative duration of the Supply of the light of the first, second and third wavelengths between one eightieth of a second and one hundred and twenty Second is. If, for example, the frequency is 40 Hz and the duration of the supply of the light of the three waves in total one eightyth of a second, so can over a another eightieth of a second the radiation of the fourth wavelength be supplied. After that, the light would turn back on fed to three other wavelengths before again Radiation of the fourth wavelength is supplied. By appropriately setting the frequency with which the respective Data is recorded, and the associated illumination duration Thus, the ratio of the frequencies with which the LDI data or the image data are recorded, suitable be set.

Unabhängig von der gewählten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die vierte Wellenlänge eine Wellenlänge im nahen Infrarot sein. Derartige Wellenlängen sind für Perfusionsmessungen besonders geeignet.Independently from the selected embodiment of the invention Method, the fourth wavelength can be one wavelength be in the near infrared. Such wavelengths are for perfusion measurements particularly suitable.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt umfasst wenigstens eine Lichtquelle, wenigstens eine LDI-Strahlungsquelle, wenigstens einen CMOS-Sensor mit einer Anzahl von Sensorelementen. Außerdem umfasst sie eine Einrichtung zum getrennten Zuführen wenigstens von Licht mit einer ersten Wellenlänge, Licht mit einer zweiten Wellenlänge, Licht mit einer dritten Wellenlänge, sowie Strahlung mit einer vierten Wellenlänge zu den Sensorelementen des CMOS-Sensors.A Inventive device for receiving Color images and LDI signals from an object comprise at least a light source, at least one LDI radiation source, at least a CMOS sensor with a number of sensor elements. Furthermore it comprises a device for separate feeding at least of light with a first wavelength, light with a second wavelength, light of a third wavelength, and radiation having a fourth wavelength to the sensor elements of the CMOS sensor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestattet und geeignet, so dass die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden.The Device according to the invention is for performing equipped the inventive method and suitable, so that with respect to the inventive Process described advantages with the invention Device can be achieved.

Eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt umfasst einen CMOS-Sensor, eine Weißlichtquelle und eine LDI-Strahlungsquelle. Der CMOS-Sensor weist hierbei eine Anzahl von Sensorelementen und eine den Sensorelementen zugeordnete Farbfiltermatrix auf, wobei die Farbfiltermatrix mit wenigstens einer ersten Sorte Farbfilter, welche Licht einer ersten Wellenlänge passieren lassen, einer zweiten Sorte Farbfilter, welche Licht einer zweiten Wellenlänge passieren lassen, und einer dritten Sorte Farbfilter, welche Licht einer dritten Wellenlänge passieren lassen, ausgestattet. Die Farbfiltersorten sind dabei räumlich voneinander getrennt angeordnet. Daneben weist die Farbfiltermatrix wenigstens eine vierte Sorte Filter auf, welche eine vierte Wellenlänge passieren lassen. Die vierte Sorte Filter ist von den Farbfiltersorten räumlich getrennt. Dabei ist die LDI- Strahlungsquelle so ausgestaltet, dass sie die Strahlung mit der vierten Wellenlänge emittiert. In dieser Ausführungsvariante stellt die Filtermatrix die Einrichtung zum getrennten Zuführen wenigstens von Licht mit einer ersten Wellenlänge, Licht mit einer zweiten Wellenlänge, Licht mit einer dritten Wellenlänge und Strahlung mit einer vierten Wellenlänge dar. Die beschriebene Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht die Ausführung der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und Eigenschaften lassen sich daher mit der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisieren.A first embodiment of the invention Apparatus for capturing color images and LDI signals from one Object includes a CMOS sensor, a white light source and an LDI radiation source. The CMOS sensor has a Number of sensor elements and one associated with the sensor elements Color filter matrix, wherein the color filter matrix with at least a first kind of color filter, which light of a first wavelength let pass, a second sort of color filter, which light a second wavelength, and a third one Sort of color filter, which light of a third wavelength let pass, equipped. The color filter types are included spatially separated from each other. Next to it points the color filter matrix at least a fourth sort of filter, which let pass a fourth wavelength. The fourth variety Filter is spatially separated from the color filter types. In this case, the LDI radiation source is designed so that they Radiation emitted at the fourth wavelength. In this Variant variant, the filter matrix represents the device for separately supplying at least light with a first wavelength, light having a second wavelength, Light with a third wavelength and radiation with a fourth Wavelength. The described embodiment of the invention Device allows the execution of the first Variant of the method according to the invention. The described with reference to the inventive method Advantages and properties can therefore be with the first embodiment implement the device according to the invention.

In der Filtermatrix kann insbesondere jede Filtersorte mit einer eigenen Rasterweite in einem regelmäßigen Raster angeordnet sein. Hierbei kann insbesondere die Rasterweite der vierten Sorte Filter größer sein als die Rasterweite der Farbfiltersorten. Durch die größere Rasterweite der vierten Sorte Filter kann die Anzahl an zugehörigen Sensorelementen, also an auszulesenden Sensorelementen beim Aufnehmen des LDI-Signals, verringert werden, wodurch sich die Auslesefrequenz des LDI-Signals erhöhen lässt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher insbesondere auch eine Auslesevorrichtung zum Auslesen der Sensorelemente umfassen, die unterschiedliche Ausleseraten für die Farbfilter und die vierte Sorte Filter zur Verfügung stellt. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die für die vierte Sorte Filter zur Verfügung gestellte Ausleserate höher ist als die für die Farbfilter zur Verfügung gestellte Ausleserate. Insbesondere kann die für die vierte Sorte Filter zur Verfügung gestellte Ausleserate mindestens einen Faktor 10 höher sein, als die für die Farbfilter zur Verfügung gestellte Ausleserate. Dadurch lässt sich eine hohe zeitliche Auflösung der LDI-Messung und damit der gemessenen Flussgeschwindigkeiten erreichen. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass während einer Periode, in der der CMOS-Sensor mit Strahlung der vierten Wellenlänge bestrahlt wird, die mit der vierten Sorte Filter ausgestatteten Sensorelemente auch mehrmals ausgelesen werden können. Auf diese Weise kann eine Auslesefrequenz für das LDI-Signal realisiert werden, die im Bereich von Kilohertz liegen kann.In The filter matrix can in particular each type of filter with its own Grid spacing arranged in a regular grid be. In this case, in particular, the screen width of the fourth variety Filter larger than the screen width of the color filter types. By the larger grid size of the fourth sort filter can the number of associated sensor elements, ie to be read sensor elements when recording the LDI signal, reduced which increases the readout frequency of the LDI signal leaves. The device according to the invention Therefore, in particular, a read-out device for reading the sensor elements include the different readout rates for the color filters and the fourth sort filter available provides. It is particularly advantageous if the for the fourth sort of filter provided readout rate higher than that available for the color filters asked readout rate. In particular, that for the fourth variety Filter provided readout rate at least one Factor 10 will be higher than that for the color filters provided readout rate. By doing so leaves a high temporal resolution of the LDI measurement and to reach the measured flow velocities. It was on this passage mentions that during a period, in which the CMOS sensor is irradiated with radiation of the fourth wavelength becomes, with the fourth kind filter equipped sensor elements can also be read several times. In this way can realize a readout frequency for the LDI signal which can be in the range of kilohertz.

In der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung kann jede Sorte Farbfilter der Filtermatrix insbesondere jeweils eine Wellenlänge passieren lassen, die eine von drei Grundfarben repräsentiert, beispielsweise Rot, Blau und Grün. Weiterhin kann die vierte Sorte Filter insbesondere eine Wellenlänge im nahen Infrarot passieren lassen. Wellenlängen im nahen Infrarot sind für Perfusionsmessungen besonders geeignet.In the first device according to the invention can each type of color filter of the filter matrix, in particular one each Let wavelength pass, the one of three primary colors represents, for example, red, blue and green. Furthermore, the fourth type of filter can in particular have a wavelength let it pass in the near infrared. Wavelengths in the near Infrared are particularly suitable for perfusion measurements.

Eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt umfasst einen monochromatischen CMOS-Sensor, welcher eine Anzahl von Bildpunkten aufweist, eine Beleuchtungseinrichtung, die zum zeitsequentiellen Emittieren von Licht wenigstens einer ersten, einer zweiten und einer dritten Wellenlänge ausgestaltet ist und die beispielsweise durch eine erste gepulst betreibbare Lichtquelle, welche Licht mit einer ersten Wellenlänge emittiert, eine zweite gepulst betreibbare Lichtquelle, welche Licht mit einer zweiten Wellenlänge emittiert, und wenigstens eine dritte gepulst betreibbare Lichtquelle, welche Licht mit einer dritten Wellenlänge emittiert, realisiert sein kann. Alternativ ist auch die Realisierung in Form einer gepulst betreibbaren breitbandigen Lichtquelle wie etwa eine Weißlichtquelle mit einem Filterrad denkbar. Auch andere Kombinationen aus breitbandigen Lichtquellen und wechselbaren Filtern sind möglich. Daneben umfasst die zweite erfindungsgemäße Vorrichtung eine gepulst betreibbare LDI-Strahlungsquelle, welche eine Strahlung mit einer vierten Wellenlänge emittiert.A second embodiment of the invention Apparatus for capturing color images and LDI signals from one Object includes a monochromatic CMOS sensor, which is a Number of pixels, a lighting device, the for the time-sequential emission of light of at least a first, configured a second and a third wavelength is and for example, by a first pulsed operable Light source, which light with a first wavelength emitted, a second pulsed operable light source, which light emitted at a second wavelength, and at least a third pulsed operable light source, which light with a emitted third wavelength can be realized. Alternatively it is also the realization in the form of a pulsed operable broadband Light source such as a white light source with a filter wheel conceivable. Also other combinations of broadband light sources and changeable filters are possible. Besides includes the second device according to the invention a pulsed operable LDI radiation source, which radiation with a emitted fourth wavelength.

Falls mehrere gepulst betreibbare Lichtquellen Verwendung finden, umfasst die Vorrichtung weiterhin eine mit den Lichtquellen und der LDI-Strahlungsquelle verbundene Steuereinrichtung zum gepulsten Betreiben der Lichtquellen und der LDI-Strahlungsquelle derart, dass das Objekt zeitsequentiell mit dem Licht beziehungsweise der Strahlung der einzelnen Wellenlängen beleuchtet wird. In dieser Ausführungsvariante stellt die zum zeitsequentiellen Emittieren von Licht wenigstens einer ersten, zweiten und einer dritten Wellenlänge ausgestaltete Beleuchtungseinrichtung zusammen mit der gepulst betreibbaren LDI-Strahlungsquelle und der Steuereinrichtung die Einrichtung zum gepulsten Zuführen von Licht mit einer ersten Wellenlänge, Licht mit einer zweiten Wellenlänge, Licht mit einer dritten Wellenlänge und Strahlung mit einer vierten Wellenlänge dar. Mit der zweiten Ausführungsvariante der Vorrichtung lässt sich die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens realisieren. Somit weist die zweite Ausführungsvariante die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren angesprochenen Eigenschaften und Vorteile auf. Eine nochmalige Nennung dieser Eigenschaften und Vorteile erfolgt nicht, um Wiederholungen zu vermeiden.If a plurality of pulsed operable light sources are used the device further includes one with the light sources and the LDI radiation source connected control device for pulsed operation of the light sources and the LDI radiation source such that the object is time sequential with the light or the radiation of the individual wavelengths is illuminated. In this embodiment, the for the time-sequential emission of light of at least a first, second and a third wavelength designed lighting device together with the pulsed LDI radiation source and the controller the device for the pulsed supply of light with a first wavelength, light having a second wavelength, Light with a third wavelength and radiation with a fourth wavelength. With the second embodiment the device can be the second embodiment of the realize inventive method. Consequently the second embodiment variant with reference to addressed the inventive method Properties and advantages. A repeated mention of these properties and benefits do not take place to avoid repetition.

Insbesondere kann die Steuereinrichtung zum derart gepulsten Betreiben der Beleuchtungseinrichtung beziehungsweise der Lichtquellen und der LDI-Strahlungsquelle ausgestaltet sein, dass den Sensorelementen des CMOS-Sensors häufiger die Strahlung mit der vierten Wellenlänge zugeführt wird als das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge. Dies ermöglicht eine relativ häufigere Messung der LDI-Signale im Vergleich zu den Farbbildsignalen. Dadurch lassen sich die LDI-Signale mit einer hohen zeitlichen Auflösung messen, was zu einer hohen mit den LDI-Signalen maximal messbaren Flussgeschwindigkeit führt.Especially For example, the control device can be used for such pulsed operation of the illumination device or the light sources and the LDI radiation source designed be that more common to the sensor elements of the CMOS sensor the radiation of the fourth wavelength is supplied is called the light of the first wavelength, the light at the second wavelength and the third wavelength light. This allows a relatively more frequent measurement the LDI signals compared to the color image signals. Leave it the LDI signals have a high temporal resolution measure, resulting in a high with the LDI signals maximum measurable flow rate leads.

Die Steuereinrichtung kann beispielsweise zum derart gepulsten Betreiben der Beleuchtungseinrichtung beziehungsweise der Lichtquellen und der LDI-Strahlungsquelle ausgestaltet sein, dass dem Objekt das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge mit einer Frequenz von 40–60 Hz zugeführt wird und die kummulierte Dauer der Zufuhr der drei Wellenlängen zwischen einer achtzigstel Sekunde und einer einhundertzwanzigstel Sekunde beträgt. Den Rest der Zeit kann das Objekt mit der Strahlung der LDI-Lichtquelle bestrahlt werden. Wenn also etwa eine Beleuchtung mit den wenigstens drei verschiedenen Wellenlängen der Beleuchtungseinrichtung mit 50 Hz erfolgt, also 50 mal pro Sekunde nacheinander die drei verschiedenen Wellenlängen zugeführt werden, und die Zufuhrdauer für die drei Wellenlängen insgesamt eine hundertstel Sekunde beträgt, so erfolgt innerhalb einer Sekunde insgesamt eine halbe Sekunde Zufuhr der ersten, der zweiten und der dritten Wellenlänge. Die zweite Hälfte der Sekunde wird Strahlung der vierten Wellenlänge zugeführt. Der CMOS-Sensor wird also dreimal so lange mit der vierten Wellenlänge bestrahlt wie mit der ersten Wellenlänge, dreimal so lange wie mit der zweiten Wellenlänge und dreimal so lange wie mit der dritten Wellenlänge.The Control device can, for example, for such pulsed operation the lighting device or the light sources and the LDI radiation source be designed to give the object the light with the first wavelength, the light with the second wavelength and the third wavelength light having a frequency of 40-60 Hz is fed and the cumulated Duration of supply of the three wavelengths between one eightieth Second and one hundred and twenty-second second. The rest of the time the object can be exposed to the radiation of the LDI light source be irradiated. So if about a lighting with the at least three different wavelengths of the lighting device with 50 Hz, so 50 times per second successively the three be supplied to different wavelengths, and the delivery time for the three wavelengths in total is one hundredth of a second, so takes place within one second a total of half a second intake of the first, the second and third wavelength. The second half the second, radiation of the fourth wavelength is supplied. The CMOS sensor is thus three times as long with the fourth wavelength irradiated as with the first wavelength, three times as long as with the second wavelength and three times as long with the third wavelength.

Zudem kann eine Auslesevorrichtung vorhanden sein, die derart ausgestaltet ist, dass ein Auslesen der Bildpunkte mit einer Taktrate im Bereich von Kilohertz erfolgt. Eine derart hohe Taktrate ermöglicht eine hohe Zeitauflösung des LDI-Signals, was eine hohe maximal messbare Flussgeschwindigkeit ermöglicht.moreover There may be a readout device configured in such a way is that reading the pixels at a clock rate in the range of Kilohertz takes place. Such a high clock rate allows a high time resolution of the LDI signal, which is a high maximum measurable flow rate allows.

Um das Aufnehmen von Farbbildern zu erleichtern, können die erste Wellenlänge, die zweite Wellenlänge und die dritte Wellenlänge jeweils eine von drei Grundfarben repräsentieren. Es besteht aber auch grundsätzlich die Möglichkeit, die Beleuchtungseinrichtung um weitere Farben zu erweitern. Die LDI-Strahlungsquelle emittiert vorteilhafterweise Strahlung im nahen Infrarot, da diese Strahlung zum Vermessen der Perfusion besonders geeignet ist.Around To facilitate the taking of color images, the first wavelength, the second wavelength and the third wavelength each one of three primary colors represent. But it also exists in principle the possibility of the lighting device to more To expand colors. The LDI radiation source advantageously emits radiation in the near infrared, as this radiation is used to measure perfusion is particularly suitable.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Die dabei erwähnten Merkmale können einzeln oder in Kombination – auch mit Merkmalen der anderen Ausführungsbeispiele – vorteilhaft sein.Further Features, characteristics and advantages of the present invention result from the following description of exemplary embodiments. The features mentioned can be individually or in combination - also with features of the other embodiments - advantageous be.

1 zeigt eine erste Ausführungsform für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt. 1 shows a first embodiment of the inventive device for capturing color images and LDI signals from an object.

2 zeigt stark schematisiert einen CMOS-Sensor nach Stand der Technik. 2 shows very schematically a CMOS sensor according to the prior art.

3 zeigt stark schematisiert einen CMOS-Sensor, wie er in der Vorrichtung nach 1 zum Einsatz kommt. 3 shows very schematically a CMOS sensor, as in the device according to 1 is used.

4 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt. 4 shows a second embodiment of the device according to the invention for taking color images and LDI signals from an object.

5 zeigt eine Abwandlung der in 4 dargestellten zweiten Ausführungsform. 5 shows a modification of the in 4 illustrated second embodiment.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt sowie das Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dieser Vorrichtung werden nachfolgend mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.A first embodiment of the device according to the invention for taking color images and LDI signals from an object and carrying out the method according to the invention with this device are described below with reference to FIGS 1 to 3 described.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung umfasst eine LDI-Strahlungsquelle 1, eine Weißlichtquelle 3, eine CMOS-Kamera 5 mit einem CMOS-Sensor 7 sowie eine Auswerteeinheit 9, die mit der CMOS-Kamera 5 verbunden ist und aus den mit den CMOS-Sensor aufgenommenen Daten das LDI-Signal sowie das Farbbild des Objekts 17 erzeugt. Die LDI-Daten geben hierbei Aufschluss über Flussgeschwindigkeiten, sodass sie zur Bestimmung der Perfusion des Objekts 17, beispielsweise eines Abschnitts des menschlichen Körpers, Verwendung finden können. Die gewonnenen Perfusionsdaten können dann zur Präsentation, beispielsweise für einen Arzt, mit dem Farbbild überlagert werden, sodass die Perfusion an unterschiedlichen Stellen des Objekts 17 visualisiert wird. Anhand des Farbbildes können zudem die interessierenden Regionen des Objektes (Region of Interest, ROI) festgelegt werden.In the 1 shown device around holds an LDI radiation source 1 , a white light source 3 , a CMOS camera 5 with a CMOS sensor 7 and an evaluation unit 9 that with the CMOS camera 5 and from the data taken with the CMOS sensor, the LDI signal and the color image of the object 17 generated. The LDI data provides information about flow velocities, allowing them to determine the perfusion of the object 17 , For example, a section of the human body, can be used. The perfusion data obtained can then be superimposed for presentation, for example for a doctor, with the color image, so that the perfusion at different points of the object 17 is visualized. On the basis of the color image, the regions of interest of the object (region of interest, ROI) can also be determined.

Sowohl der LDI-Strahlungsquelle 1 als auch der Weißlichtquelle 3 sind geeignete Beleuchtungsoptiken zur Beleuchtung des Objekts 17 zugeordnet, die im Falle der LDI-Strahlungsquelle durch eine Zerstreuungslinse 11 und im Falle der Weißlichtquelle 3 durch eine Sammellinse 13 angedeutet sind. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Zerstreuungslinse 11 und die Sammellinse 13 lediglich symbolisch für die dem Laser 1 und der Halogenglühlampe 3 zugeordneten Beleuchtungsoptiken stehen. So kann beispielsweise die Beleuchtungsoptik, die durch die Sammellinse 13 angedeutet ist, als sogenannte Köhlersche Beleuchtung ausgeführt sein. Eine solche würde als optische Elemente einen Kollektor, eine Leuchtfeldblende, eine Aperturblende und einen Kondensur umfassen. Die Ausgestaltung von für die LDI-Strahlungsquelle und die Weißlichtquelle geeigneten Beleuchtungsoptiken ist dem Fachmann bekannt und wird daher an dieser Stelle nicht weiter erläutert.Both the LDI radiation source 1 as well as the white light source 3 are suitable illumination optics for illuminating the object 17 associated, in the case of the LDI radiation source by a diverging lens 11 and in the case of the white light source 3 through a condenser lens 13 are indicated. It should be noted at this point that the diverging lens 11 and the condenser lens 13 merely symbolic of the laser 1 and the halogen bulb 3 associated illumination optics stand. Thus, for example, the illumination optics, by the condenser lens 13 is indicated, be designed as so-called Köhler illumination. Such an optical element would comprise a collector, a field stop, an aperture stop and a condenser. The design of illumination optics suitable for the LDI radiation source and the white light source is known to the person skilled in the art and will therefore not be explained further here.

Im vorliegenden Beispiel findet als LDI-Strahlungsquelle 1 ein Laser Verwendung, der mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot emittiert. Als Laser kann hierbei ein konventioneller Laser oder aber ein Diodenlaser zur Anwendung kommen. Die Weißlichtquelle 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Halogenglühlampe. Es können aber auch andere breitbandige Glühlampen sowie breitbandige Lichtquellen, die nicht auf thermischer Strahlung beruhen, beispielsweise weiße LEDs, zur Anwendung kommen.In the present example finds as LDI radiation source 1 a laser use that emits with a near-infrared wavelength. As a laser, a conventional laser or a diode laser can be used here. The white light source 3 is a halogen incandescent lamp in the present embodiment. However, other broadband incandescent lamps as well as broadband light sources that are not based on thermal radiation, for example white LEDs, can also be used.

Der CCD-Kamera 5 ist eine Beobachtungsoptik zugeordnet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Sammellinse 15 angedeutet ist. Die Beobachtungsoptik umfasst in erster Linie das Objektiv der Kamera 5. Die Ausgestaltung einer geeigneten Beobachtungsoptik, insbesondere eines geeigneten Objektivs, ist dem Fachmann bekannt und wird daher an dieser Stelle nicht weiter erläutert.The CCD camera 5 is associated with an observation optics, in the present embodiment by the convergent lens 15 is indicated. The observation optics primarily comprises the lens of the camera 5 , The design of a suitable observation optics, in particular a suitable objective, is known to the person skilled in the art and will therefore not be explained further here.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die 2 und 3 die Ausgestaltung des in der Kamera 5 verwendeten CMOS-Sensors 7 näher beschrieben. Um den Aufbau des in der erfindungsgemäßen Vorrichtung Verwendung findenden CMOS-Sensors besser nachvollziehen zu können, wird zuerst ein CMOS-Sensor beschrieben, wie er im Stand der Technik zum Aufnehmen von Farbbildern Verwendung findet. 2 zeigt einen solchen CMOS-Sensor 70 in einer Aufsicht auf die Sensorfläche. Hierbei ist die eigentliche Sensorfläche nicht zu sehen, sondern lediglich eine vorgelagerte Filtermatrix, der sogenannte Bayer-Filter. Der CMOS-Sensor 70 umfasst ein Raster von lichtempfindlichen CMOS-Sensorelementen, wobei jedem dieser CMOS-Sensorelemente ein Filterelement des Bayer-Filters vorgelagert ist.Hereinafter, referring to the 2 and 3 the design of the camera 5 used CMOS sensor 7 described in more detail. In order to better understand the structure of the CMOS sensor used in the device according to the invention, a CMOS sensor is first described, as used in the prior art for recording color images. 2 shows such a CMOS sensor 70 in a plan view of the sensor surface. Here, the actual sensor surface is not visible, but only an upstream filter matrix, the so-called Bayer filter. The CMOS sensor 70 comprises a grid of photosensitive CMOS sensor elements, each of these CMOS sensor elements being preceded by a filter element of the Bayer filter.

Der Bayer-Filter stellt eine Farbfiltermatrix mit Farbfilterelementen 72, 74 und 76 dar. Dabei lassen die Filterelemente 72 nur rotes Licht passieren, die Farbfilterelemente 74 nur grünes Licht und die Farbfilterelemente 76 nur blaues Licht. Auf diese Weise detektieren alle Sensorelemente des CMOS-Sensors, die an sich aufgrund ihrer breiten spektralen Empfindlichkeit nur Helligkeitswerte detektieren können, jeweils nur Licht einer einzelnen Wellenlänge, die durch das jeweilige vorgelagerte Filterelement festgelegt ist. Durch die Kombination der detektierten Grundfarben Rot, Grün und Blau kann dann das Farbbild erstellt werden.The Bayer filter provides a color filter matrix with color filter elements 72 . 74 and 76 dar. Here are the filter elements 72 only red light pass, the color filter elements 74 only green light and the color filter elements 76 only blue light. In this way, all sensor elements of the CMOS sensor, which can detect only brightness values per se due to their broad spectral sensitivity, respectively detect only light of a single wavelength, which is determined by the respective upstream filter element. By combining the detected primary colors red, green and blue, the color image can then be created.

Im Bayer-Filter nach Stand der Technik sind doppelt so viele Filterelemente vorhanden, die grünes Licht passieren lassen, wie Filterelemente, die blaues oder rotes Licht passieren lassen. Der Hintergrund ist der, dass die Farbempfindlichkeit des mit dem Bayer-Filter versehenen CMOS-Sensors möglichst gut die des menschlichen Auges widerspiegeln soll. Das menschliche Auge weist jedoch eine höhere Empfindlichkeit auf Grün als auf Blau und Rot auf.in the Bayer filters according to the prior art are twice as many filter elements present that allow the green light to pass, such as filter elements, let the blue or red light pass through. The background is that the color sensitivity of the provided with the Bayer filter CMOS sensor as well as the human eye should reflect. However, the human eye has a higher sensitivity on green as on blue and red on.

3 zeigt eine für die erfindungsgemäße Vorrichtung modifizierte Version des Bayer-Filters. Wie im Bayer-Filter nach Stand der Technik sind Farbfilterelemente 72, 74 und 76 vorhanden, die jeweils rotes Licht, grünes Licht beziehungsweise blaues Licht passieren lassen. Daneben sind aber auch Filterelemente 78 vorhanden, die nur für die von der LDI-Strahlungsquelle abgegebene vierte Wellenlänge, das heißt die Strahlung im nahen Infrarot, durchlässig sind. In der vorliegenden Ausführungsvariante des modifizierten Bayer-Filters sind in jeder zweiten Zeile die grünen Farbfilterelemente durch ein Farbfilterelement für die Strahlung im nahen Infrarot ersetzt. Dadurch entsteht ein Raster aus Filterelementen für das nahe Infrarot, dessen Rasterweite der Rasterweite der übrigen Farbfilterelemente entspricht. Es ist jedoch auch möglich, die Rasterweite der Filterelemente 78 für die Strahlung im nahen Infrarot gegenüber der Rasterweite der Farbfilterelemente 72, 74, 76 zu vergrößern. So könnten beispielsweise die Farbfilterelemente 74 für das grüne Licht lediglich in jeder vierten oder jeder achten Zeile statt in jeder zweiten Zeile durch Filterelemente 78 für das nahe Infrarot ersetzt sein. In den jeweiligen Zeilen könnte zudem nur jedes zweite oder jedes vierte grüne Farbfilterelement 74 durch ein Filterelement 78 für Strahlung im nahen Infrarot ersetzt sein. Dadurch könnte der CMOS-Sensor eine Farbempfindlichkeit beibehalten, die weitgehend derjenigen des menschlichen Auges entspricht. Außerdem kann aufgrund ihrer geringen Anzahl die Ausleserate für diejenigen CMOS-Sensorelemente, die mit der Strahlung im nahen Infrarot bestrahlt werden, im Vergleich zu den Ausleseraten der übrigen Sensorelemente erhöht werden. 3 shows a modified for the inventive device version of the Bayer filter. As in the Bayer filter of the prior art are color filter elements 72 . 74 and 76 present, each passing red light, green light or blue light. But there are also filter elements 78 present, which are transparent only for the output from the LDI radiation source fourth wavelength, that is, the near infrared radiation. In the present embodiment of the modified Bayer filter, the green color filter elements are replaced by a color filter element for the near infrared radiation in every other row. This results in a grid of filter elements for the near infrared, whose grid corresponds to the grid width of the other color filter elements. However, it is also possible, the grid width of the filter elements 78 for the radiation in the near infrared gegenü About the raster width of the color filter elements 72 . 74 . 76 to enlarge. For example, the color filter elements 74 for the green light only in every fourth or every eighth row instead of every other row through filter elements 78 be replaced for the near infrared. In addition, only every second or every fourth green color filter element could appear in the respective lines 74 through a filter element 78 be replaced for near infrared radiation. This would allow the CMOS sensor to maintain color sensitivity that closely matches that of the human eye. In addition, due to its small number, the readout rate for those CMOS sensor elements irradiated with the near infrared radiation can be increased compared to the readout rates of the remaining sensor elements.

Es versteht sich von selbst, dass Abweichungen von dem in 3 dargestellten Raster möglich sind. So können beispielsweise Filterelemente derselben Farbe jeweils in einer diagonalen Linie angeordnet sein. Auch besteht die Möglichkeit, zusätzlich zu den drei vorhandenen Farbfilterelementen 72, 74 und 76 und dem Filterelement für das nahe Infrarot 78 noch weitere Filterelemente zu verwenden. So könnten beispielsweise zusätzlich zu roten, grünen und blauen Filterelementen smaragdgrüne Filterelemente vorhanden sein. Eine weitere Alternative besteht darin, statt roten, grünen und blauen Filterelementen cyanblaue, gelbe, grüne und magentarote Farbfilterelemente zu verwenden.It goes without saying that deviations from the in 3 shown grid are possible. For example, filter elements of the same color can each be arranged in a diagonal line. There is also the possibility, in addition to the three existing color filter elements 72 . 74 and 76 and the near infrared filter element 78 to use even more filter elements. For example, in addition to red, green and blue filter elements, emerald green filter elements could be present. Another alternative is to use cyan, yellow, green and magenta color filter elements instead of red, green and blue filter elements.

Im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Objekt gleichzeitig von dem Laser 1 mit der Strahlung im nahen Infrarot und von der Weißlichtquelle 3 mit einem breiten Strahlungsspektrum beleuchtet. Die vom Objekt 17 reflektierte Strahlung im nahen Infrarot wird ebenso wie das vom Objekt 17 reflektierte Licht der Weißlichtquelle 3 von der Beobachtungsoptik 15 auf den CMOS-Sensor 7 mit dem beschriebenen modifizierten Bayer-Filter abgebildet.During operation of the device according to the invention, the object is simultaneously picked up by the laser 1 with the near infrared radiation and the white light source 3 illuminated with a wide radiation spectrum. The object 17 Reflected radiation in the near infrared becomes as well as that of the object 17 reflected light of white light source 3 from the observation optics 15 on the CMOS sensor 7 mapped with the described modified Bayer filter.

Die mit der CMOS-Kamera 5 verbundene Auswerteeinheit 9 umfasst eine Ausleseeinheit 19, die das Auslesen des CMOS-Sensors 7 der Kamera 5 steuert. Die Steuerung des Auslesens erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Modus, in dem diejenigen Sensorelemente des CMOS-Sensors 7, denen die Filterelemente 78 für die Strahlung im nahen Infrarot zugeordnet sind, hochfrequent ausgelesen werden, während die mit den roten, grünen und blauen Filterelementen 72, 74, 76 lediglich mit einer Frequenz im Bereich zwischen 40 und 60 Hz, insbesondere mit 50 Hz, ausgelesen werden. Entsprechend der Ausleserate wertet die Ausleseeinheit 9 dann die gewonnenen Daten aus und erstellt jeweils mit der entsprechenden Rate das LDI-Signal beziehungsweise das Farbbild.The with the CMOS camera 5 connected evaluation unit 9 includes a readout unit 19 which reads the CMOS sensor 7 the camera 5 controls. The control of the readout is carried out in the present embodiment in a mode in which those sensor elements of the CMOS sensor 7 to which the filter elements 78 for the near infrared radiation, high frequency readout while those with the red, green and blue filter elements 72 . 74 . 76 only with a frequency in the range between 40 and 60 Hz, in particular 50 Hz, to be read. The readout unit evaluates according to the readout rate 9 then the data obtained and created each with the appropriate rate the LDI signal or the color image.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Ausleserate für die Sensorelemente, denen die Filter 78 für die Strahlung im nahen Infrarot zugeordnet sind, im Bereich von Kilohertz, insbesondere im Bereich zwischen 1 und 10 kHz. Durch die hohe Ausleserate derjenigen CMOS-Sensorelemente, die die Strahlung im nahen Infrarot empfangen, kann eine hohe Zeitauflösung des zu messenden Flusses und damit eine hohe maximal messbare Flussgeschwindigkeit bei der Bestimmung der Perfussion mittels des LDI-Signals erreicht werden. Insbesondere kann, wie bereits erwähnt, das Filterraster der Filterelemente 78 für das nahe Infrarot erheblich weiter sein als das Filterraster der übrigen Filterelemente 72, 74, 76. Auch die dadurch geringere Zahl an Strahlung im nahen Infrarot empfangenden CMOS-Sensorelementen ermöglicht eine hohe Zeitauflösung der Perfusionsbestimmung.In the present embodiment, the readout rate for the sensor elements, which the filters 78 for the near infrared radiation, in the range of kilohertz, in particular in the range between 1 and 10 kHz. Due to the high readout rate of those CMOS sensor elements which receive the radiation in the near infrared, a high time resolution of the flux to be measured and thus a high maximum measurable flow velocity can be achieved in the determination of perfusion by means of the LDI signal. In particular, as already mentioned, the filter grid of the filter elements 78 for the near infrared to be significantly further than the filter grid of the other filter elements 72 . 74 . 76 , The resulting lower number of radiation in the near infrared receiving CMOS sensor elements allows a high time resolution of perfusion determination.

Die mithilfe der Filterelemente 72, 74, 76, welche rotes, grünes und blaues Licht passieren lassen, gewonnenen Farbbilder sind in der Regel weitgehend statisch, sodass lediglich eine Ausleserate erzielt zu werden braucht, die das Auge nicht auflösen kann. Eine höhere Ausleserate ist in der Regel im sichtbaren Spektralbereich nicht notwendig. Die aufgenommenen Farbbilder können beispielsweise dazu Verwendung finden, die für die Perfusionsbestimmung interessanten Objektbereiche (Regions of Interest, ROI) ausfindig zu machen.The using the filter elements 72 . 74 . 76 , which let red, green and blue light pass, obtained color images are usually largely static, so that only needs to be achieved a readout rate that can not resolve the eye. A higher readout rate is usually not necessary in the visible spectral range. The recorded color images can be used, for example, to find the regions of interest (ROI) that are of interest for perfusion determination.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen von einem Objekt sowie deren Arbeitsweise wird nachfolgend mit Bezug auf 4 beschrieben.A second embodiment of the apparatus according to the invention for taking color images and LDI signals from an object and their operation will be described below with reference to FIG 4 described.

Die Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst eine LDI-Strahlungsquelle 101, eine erste Lichtquelle 102, eine zweite Lichtquelle 103 und eine dritte Lichtquelle 104. Die erste Lichtquelle 102, die zweite Lichtquelle 103 und die dritte Lichtquelle 104 emittieren Licht mit einer ersten Wellenlänge, mit einer zweiten Wellenlänge beziehungsweise mit einer dritten Wellenlänge. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel emittiert die erste Lichtquelle 102 Licht im roten Wellenlängenbereich, die zweite Lichtquelle 103 Licht im grünen Wellenlängenbereich und die dritte Lichtquelle 104 Licht im blauen Wellenlängenbereich. Die LDI-Strahlungsquelle 101 emittiert mit einer vierten Wellenlänge, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Wellenlänge im nahen Infrarot ist. Derartige Wellenlängen sind zur Aufnahme von LDI-Daten für die Perfusionsmessung besonders geeignet. Die vierte Wellenlänge kann aber auch in einem anderen Wellenlängenbereich liegen, insbesondere im sichtbaren Wellenlängenbereich. Von Bedeutung ist lediglich, dass sich die vierte Wellenlänge von den drei anderen Wellenlängen unterscheidet. Ebenso brauchen die Wellenlängen der ersten Lichtquelle 102, der zweiten Lichtquelle 103 und der dritten Lichtquelle 104 nicht im roten, grünen und blauen Wellenbereich zu liegen. Andere Wellenlängenbereiche, beispielsweise Cyan, Magenta und Gelb sind ebenso geeignet. Auch können neben den drei in 4 dargestellten Lichtquellen auch weitere Lichtquellen vorhanden sein, beispielsweise eine vierte Lichtquelle, die in einem weiteren, von den ersten drei Wellenlängenbereichen verschiedenen Wellenlängenbereich emittiert. So bestünde beispielsweise die Möglichkeit, zu den Wellenlängen in den Bereichen Cyan, Magenta und Gelb eine Wellenlänge im grünen Wellenlängenbereich hinzuzufügen. Eine weitere Möglichkeit wäre, zu den Wellenlängen aus dem roten, dem grünen und dem blauen Wellenlängenbereich eine Wellenlänge aus dem smaragdgrünen Wellenlängenbereich hinzuzufügen.The apparatus for capturing color images and LDI signals according to the second embodiment comprises an LDI radiation source 101 , a first light source 102 , a second light source 103 and a third light source 104 , The first light source 102 , the second light source 103 and the third light source 104 emit light having a first wavelength, a second wavelength, and a third wavelength, respectively. In the present embodiment, the first light source emits 102 Light in the red wavelength range, the second light source 103 Light in the green wavelength range and the third light source 104 Light in the blue wavelength range. The LDI radiation source 101 emitted at a fourth wavelength, which in the present embodiment is a near-infrared wavelength. Such wavelengths are particularly suitable for receiving LDI data for perfusion measurement. However, the fourth wavelength can also lie in a different wavelength range, in particular in the visible wavelength range. Of importance is only that the fourth wavelength of the three other wavelengths below separates. Similarly, the wavelengths of the first light source need 102 , the second light source 103 and the third light source 104 not to lie in the red, green and blue waves. Other wavelength ranges, for example, cyan, magenta and yellow are also suitable. Also, besides the three in 4 Other sources of light may also be present, for example a fourth light source which emits in a further wavelength range which differs from the first three wavelength ranges. For example, it would be possible to add a wavelength in the green wavelength range to the wavelengths in the cyan, magenta and yellow ranges. Another possibility would be to add a wavelength from the emerald-green wavelength range to the wavelengths from the red, the green and the blue wavelength range.

Den Lichtquellen 102, 103, 104 sowie der LDI-Strahlungsquelle 101 sind Beleuchtungsoptiken 112, 113, 114 beziehungsweise 111 zugeordnet, die im Falle der Lichtquellen durch Sammellinsen und im Falle der LDI-Strahlungsquelle durch eine Zerstreuungslinse angedeutet sind. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Linsen 111 bis 114 lediglich symbolisch für die jeweiligen Beleuchtungsoptiken stehen und dass das mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel zu den Beleuchtungsoptiken Gesagte auch für die Beleuchtungsoptiken im zweiten Ausführungsbeispiel gilt.The light sources 102 . 103 . 104 and the LDI radiation source 101 are lighting optics 112 . 113 . 114 respectively 111 assigned, which are indicated in the case of the light sources by converging lenses and in the case of the LDI radiation source by a diverging lens. It should be noted at this point that the lenses 111 to 114 are only symbolic of the respective illumination optics and that the said with respect to the first embodiment to the illumination optics also applies to the illumination optics in the second embodiment.

Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine CMOS-Kamera 105 mit einem CMOS-Sensor 107. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der CMOS-Sensor 107 im zweiten Ausführungsbeispiel nicht mit einem Bayer-Filter beziehungsweise einem modifizierten Bayer-Filter ausgestattet. Er ist daher lediglich in der Lage, monochromatische Bilder aufzunehmen. Der Kamera 105 ist zudem eine Beobachtungsoptik 115 zugeordnet, die wie im ersten Ausführungsbeispiel als Objektiv ausgestaltet ist und in der Figur lediglich symbolisch durch eine Sammellinse 115 angedeutet ist. Das hinsichtlich der Beobachtungsoptik des ersten Ausführungsbeispiels Ausgeführte gilt für die Beobachtungsoptik 115 des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechend.Furthermore, the device comprises a CMOS camera 105 with a CMOS sensor 107 , In contrast to the first embodiment, the CMOS sensor 107 in the second embodiment, not equipped with a Bayer filter or a modified Bayer filter. He is therefore only able to take monochromatic images. The camera 105 is also an observation optics 115 assigned, which is designed as an objective as in the first embodiment and in the figure only symbolically by a condenser lens 115 is indicated. With regard to the observation optics of the first exemplary embodiment, this applies to the observation optics 115 of the second embodiment accordingly.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Auswerteeinheit 109, welche den CMOS-Sensor 107 der Kamera 105 ausliest und aus den ausgelesenen Daten das LDI-Signal für die Perfusionsmessung sowie ein Farbbild des Objekts 117 ermittelt.The device further comprises an evaluation unit 109 which the CMOS sensor 107 the camera 105 reads out and from the data read the LDI signal for the perfusion measurement and a color image of the object 117 determined.

Eine Steuereinheit 121 ist mit der LDI-Strahlungsquelle 101, den Lichtquellen 102–104 sowie der Auswerteeinheit 109 verbunden. Die Steuereinheit 121 gibt Steuersignale an die LDI-Strahlungsquelle 101 beziehungsweise die Lichtquellen 102–104 zum gepulsten Betrieb der LDI-Strahlungsquelle 101 und der Lichtquellen 102–104 aus. Außerdem gibt sie ein Steuersignal zum Festlegen der Taktfrequenz, mit der die Ausleseeinrichtung 119 der Auswerteeinheit 109 den CMOS-Sensor 107 ausliest, und zum Synchronisieren des Auslesens mit den Pulsfrequenzen der Lichtquelle bzw. der Strahlungsquelle an die Auswerteeinheit 109 aus.A control unit 121 is with the LDI radiation source 101 , the light sources 102 - 104 as well as the evaluation unit 109 connected. The control unit 121 gives control signals to the LDI radiation source 101 or the light sources 102 - 104 for pulsed operation of the LDI radiation source 101 and the light sources 102 - 104 out. It also provides a control signal for determining the clock frequency at which the readout device 119 the evaluation unit 109 the CMOS sensor 107 reads out, and to synchronize the readout with the pulse frequencies of the light source or the radiation source to the evaluation unit 109 out.

Im Betrieb der Vorrichtung werden die LDI-Strahlungsquelle 101 und die Lichtquellen 102–104 gepulst betrieben. Die Pulsraten der LDI-Strahlungsquelle sowie der einzelnen Lichtquellen 102, 103, 104 werden dabei durch die Steuersignale der Steuereinheit 121 festgelegt. So werden die farbigen Lichtquellen 102 bis 104 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Pulsfrequenz von 50 Hz betrieben. Je Beleuchtungsperiode erfolgt dabei die Beleuchtung mit dem Licht der drei Lichtquellen über insgesamt eine hundertstel Sekunde. Eine weitere hundertstel Sekunde erfolgt die Beleuchtung des Objekts 117 mit der vierten Wellenlänge, also der Wellenlänge der LDI-Strahlungsquelle 101. Insgesamt wird also während einer Periode der Taktfrequenz von 50 Hz (eine solche Periode dauert eine fünfzigstel Sekunde) das Objekt 117 während der Hälfte der Periode, also über eine hundertstel Sekunde, mit dem Licht der drei Lichtquellen 102, 103, 104 beleuchtet und die übrige Zeitdauer der Periode mit der Strahlung der LDI-Strahlungsquelle. Hierbei ist es insbesondere nicht notwendig, das Objekt 117 jeweils gleich lang mit dem Licht der ersten, der zweiten und der dritten Lichtquelle zu beleuchten. So kann beispielsweise die Beleuchtungsdauer mit dem Licht im grünen Wellenlängenbereich etwa doppelt so lang sein wie die Beleuchtungsdauer mit dem Licht im roten oder blauen Wellenlängenbereich, um die Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges nachzubilden. Die Beleuchtung mit dem Licht im roten und im blauen Wellenlängenbereich würde dann jeweils über eine vierhundertstel Sekunde erfolgen, während die Beleuchtung mit dem Licht im grünen Wellenlängenbereich über eine zweihundertstel Sekunde erfolgen würde, so dass sich insgesamt eine Beleuchtungsdauer mit roten, blauen und grünen Licht von einer hundertstel Sekunde ergibt. Über die zweite Hälfte der Periode erfolgt die Beleuchtung mit der Strahlung der LDI-Lichtquelle.In operation of the device become the LDI radiation source 101 and the light sources 102 - 104 operated pulsed. The pulse rates of the LDI radiation source and the individual light sources 102 . 103 . 104 are thereby by the control signals of the control unit 121 established. This is how the colored light sources become 102 to 104 operated in the present embodiment with a pulse frequency of 50 Hz. For each illumination period, the illumination is effected with the light of the three light sources over a total of one hundredth of a second. Another hundredth of a second is the illumination of the object 117 with the fourth wavelength, that is the wavelength of the LDI radiation source 101 , Overall, therefore, during a period of the clock frequency of 50 Hz (such a period lasts one fiftieth of a second), the object 117 during the half of the period, over a hundredth of a second, with the light of the three light sources 102 . 103 . 104 illuminated and the remaining period of the period with the radiation of the LDI radiation source. In this case, it is not necessary in particular, the object 117 each with the same length of the light of the first, the second and the third light source to illuminate. For example, the illumination duration with the light in the green wavelength range may be about twice as long as the illumination duration with the light in the red or blue wavelength range in order to reproduce the color sensitivity of the human eye. The illumination with the light in the red and in the blue wavelength range would then each take place over a four-hundredth of a second, while the illumination would be done with the light in the green wavelength range over a two-hundredth of a second, so that a total of one illumination time with red, blue and green light of one hundredth of a second. Over the second half of the period, illumination is with the radiation of the LDI light source.

Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass die Bestrahlung des Objektes 117 mit der Strahlung der LDI-Lichtquelle 101 über die halbe Periode nicht an einem Stück erfolgen muss. Im bereits zuvor erwähnten Beispiel könnte eine Beleuchtung des Objekts 117 mit rotem Licht über eine vierhundertstel Sekunde erfolgen, dann die Bestrahlung mit der LDI-Strahlungsquelle ebenfalls über eine vierhundertstel Sekunde, danach die Beleuchtung mit dem grünen Licht über eine zweihundertstel Sekunde, erneut die Beleuchtung mit der Strahlung der LDI-Strahlungsquelle ebenfalls über eine zweihundertstel Sekunde, dann die Beleuchtung mit dem blauen Licht über eine vierhundertstel Sekunde und schließlich wieder die Bestrahlung mit der Strahlung der LDI-Strahlungsquelle 101 über eine vierhundertstel Sekunde. Dann wäre die Periode zuende. Es versteht sich von selbst, dass die Aufteilung der Beleuchtung beziehungsweise Bestrahlung und die Reihenfolge, mit der die einzelnen Wellenlängen dem Objekt 117 zugeführt werden, auch anders gewählt sein können.It should be mentioned at this point that the irradiation of the object 117 with the radiation of the LDI light source 101 over half the period does not have to be done in one piece. In the previously mentioned example could be a lighting of the object 117 with red light over a four-hundredth of a second, then the illumination with the LDI radiation source also over a four-hundredths of a second, then the illumination with the green light over two-hundredths of a second, again the illumination with the radiation of the LDI radiation source also over a two-hour one second, then the illumination with the blue light for four hundredths of a second, and finally the irradiation with the radiation from the LDI radiation source 101 over a four-hundredth of a second. Then the period would be over. It goes without saying that the division of lighting or irradiation and the order in which the individual wavelengths the object 117 be fed, can also be chosen differently.

Das von der Steuereinheit 121 an die Auswerteeinheit 109 ausgegebene Steuersignal veranlasst eine Synchronisation der Ausleseeinheit 109 mit den gepulsten Lichtquellen bzw. der gepulsten Strahlungsquelle derart, dass die Auswerteeinheit 109, aus den mittels der Ausleseeinheit 119 aus dem CMOS-Sensor 107 ausgelesenen Daten immer dann ein rotes, grünes oder blaues Teilbild des Farbbildes oder das LDI-Signal erstellt, wenn die Beleuchtung des Objektes 117 mit der entsprechenden Wellenlänge erfolgt. Weiterhin veranlasst das ausgegebene Steuersignal die Auswerteeinheit 109 dazu, immer dann, wenn die Bestrahlung des Objekts 117 mit der Strahlung der LDI-Strahlungsquelle erfolgt, das LDI-Signal aus den vom CMOS-Sensor 107 ausgelesenen Daten zu erstellen.That of the control unit 121 to the evaluation unit 109 output control signal causes a synchronization of the readout unit 109 with the pulsed light sources or the pulsed radiation source such that the evaluation unit 109 , from which by means of the readout unit 119 from the CMOS sensor 107 read data is always a red, green or blue partial image of the color image or the LDI signal created when the illumination of the object 117 with the appropriate wavelength. Furthermore, the output control signal causes the evaluation unit 109 to do so, whenever the irradiation of the object 117 with the radiation of the LDI radiation source, the LDI signal is from that of the CMOS sensor 107 to create read data.

Für das Erstellen eines LDI-Signals liest die Ausleseeinheit 119 den CMOS-Sensor hochfrequent aus, d. h. mit einer Taktrate im Bereich von Kilohertz. Dadurch werden während einer Dauer über die das Objekt 117 mit der Strahlung der LDI-Strahlungsquelle 101 bestrahlt wird, eine Vielzahl von Ermittlungen des LDI-Signals durchgeführt. Durch die hohe Taktfrequenz, mit der das Ermitteln des LDI-Signals vorgenommen wird, kann die zeitliche Auflösung für das Ermitteln von Flussgeschwindigkeiten erhöht werden, da die maximal messbare Flussgeschwindigkeit mit zunehmender Taktfrequenz steigt. Für das Aufnehmen der Farbbilder genügt es dagegen, den CMOS-Sensor mit einer Taktfrequenz auszulesen, die der Taktfrequenz der farbigen Beleuchtung des Objekts 117 entspricht. Mit anderen Worten, die Ausleserate für das LDI-Signal ist mindestens um einen Faktor 10, vorzugsweise mindestens um einen Faktor 20, höher als die Ausleserate für das Farbbild.The readout unit reads to generate an LDI signal 119 the CMOS sensor high frequency, ie with a clock rate in the range of kilohertz. This will overflow the object for a duration 117 with the radiation of the LDI radiation source 101 irradiated, a variety of investigations of the LDI signal is performed. Due to the high clock frequency, with which the determination of the LDI signal is made, the temporal resolution for the determination of flow rates can be increased because the maximum measurable flow rate increases with increasing clock frequency. For capturing the color images, on the other hand, it is sufficient to read out the CMOS sensor at a clock frequency that corresponds to the clock frequency of the colored illumination of the object 117 equivalent. In other words, the readout rate for the LDI signal is at least a factor of 10, preferably at least a factor of 20, higher than the readout rate for the color image.

Obwohl im zweiten Ausführungsbeispiel unterschiedliche Lichtquellen 102–104 für die einzelnen Wellenlängen vorhanden sind, die zeitsequentiell betrieben werden, besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, in der zweiten Ausführungsform eine einzige breitbandige Lichtquelle zusammen mit einer LDI-Strahlungsquelle zu betreiben. Eine entsprechende Abwandlung der Vorrichtung der zweiten Ausführungsform ist in 5 dargestellt. Die Vorrichtung umfasst neben einer LDI-Strahlungsquelle 201 eine Weißlichtquelle 203, wie sie in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, sowie zugeordnete Beleuchtungsoptiken 211, 213, die grundsätzlich denen der ersten beiden Ausführungsformen entsprechen. Sie umfasst weiterhin eine CMOS-Kamera 105 mit einem monochromatischen CMOS-Sensor 107 und einer Beobachtungsoptik 115.Although in the second embodiment, different light sources 102 - 104 For the individual wavelengths that are operated in a time-sequential manner, it is basically also possible to operate a single broadband light source together with an LDI radiation source in the second embodiment. A corresponding modification of the device of the second embodiment is in 5 shown. The device includes besides an LDI radiation source 201 a white light source 203 as described with respect to the first embodiment and associated illumination optics 211 . 213 which basically correspond to those of the first two embodiments. It also includes a CMOS camera 105 with a monochromatic CMOS sensor 107 and an observation optics 115 ,

Sowohl die Kamera 105 als auch der CMOS-Sensor 107 entsprechen denen, die mit Bezug auf 4 beschrieben worden sind. Entsprechendes gilt auch für die Beobachtungsoptik 115.Both the camera 105 as well as the CMOS sensor 107 correspond to those with respect to 4 have been described. The same applies to the observation optics 115 ,

Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinheit 109 mit einer Ausleseeinheit 119, die beide denen entsprechen, die mit Bezug auf 4 beschrieben worden sind.Furthermore, the device comprises an evaluation unit 109 with a readout unit 119 Both of which correspond to those with reference to 4 have been described.

Gemäß der in 5 dargestellten Abwandlung, sind der LDI-Strahlungsquelle 201 und der Weißlichtquelle 203 jeweils ein drehbares Filter- beziehungsweise Blendenrad 202, 204 im Beleuchtungsstrahlengang nachgeschaltet. Das Filterrad 204 umfasst Filtersektoren für eine erste, eine zweite und eine dritte Wellenlänge, beispielsweise für eine Wellenlänge im roten, eine Wellenlänge im grünen und eine Wellenlänge im blauen Spektralbereich. Daneben umfasst das Filterrad 204 einen Blendenabschnitt, der für alle Wellenlängen der Weißlichtquelle 203 undurchlässig ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel macht der Blendensektor 50% der Fläche des Filterrades 204 aus. Die übrigen 50% sind auf die entsprechenden Wellenlängenfilter verteilt. Dabei muss die Verteilung nicht gleichmäßig sein. So kann beispielsweise der Wellenlängenfilter für das Licht im grünen Wellenlängenbereich eine Sektorfläche einnehmen, die doppelt so groß ist wie die Sektorfläche für den roten Wellenlängenbereich beziehungsweise die Sektorfläche für den blauen Wellenlängenbereich, um die Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges besser nachbilden zu können. Es versteht sich von selbst, dass auch Filtersektoren für weitere Wellenlängen vorhanden sein können. Ebenso müssen die Fläche der Filtersektoren und die Fläche der Blende nicht im Verhältnis 50:50 stehen. Bspw. kann die Fläche der Blende auch mehr oder weniger als 50% der Gesamtfläche beanspruchen.According to the in 5 illustrated modification, are the LDI radiation source 201 and the white light source 203 in each case a rotatable filter or aperture wheel 202 . 204 downstream in the illumination beam path. The filter wheel 204 comprises filter sectors for a first, a second and a third wavelength, for example for a wavelength in the red, a wavelength in the green and a wavelength in the blue spectral range. Next to it is the filter wheel 204 a diaphragm section that is suitable for all wavelengths of the white light source 203 is impermeable. In the present embodiment, the diaphragm sector makes up 50% of the surface of the filter wheel 204 out. The remaining 50% are distributed over the corresponding wavelength filters. The distribution does not have to be uniform. For example, the wavelength filter for the light in the green wavelength range may occupy a sector area twice as large as the sector area for the red wavelength range and the sector area for the blue wavelength range, respectively, to better reproduce the color sensitivity of the human eye. It goes without saying that filter sectors for further wavelengths can also be present. Likewise, the area of the filter sectors and the area of the aperture do not have to be 50:50. For example. For example, the area of the bezel may also occupy more or less than 50% of the total area.

Im Gegensatz zum Filterrad 204 weist das Blendenrad 202, das zwischen der LDI-Strahlungsquelle und dem Objekt 117 angeordnet ist, lediglich einen Blendensektor auf. Der Anteil der Blendensektorfläche an der Gesamtfläche des Blendenrades 202 entspricht der Filterfläche der Filtersektoren im Filterrad 204, d. h. dass die Blendenfläche im vorliegenden Ausführungsbeispiel 50% der Blendenradfläche einnimmt. Der übrige Teil des Blendenrades ist aus einem zumindest für die Strahlung der LDI-Strahlungsquelle durchlässigen Material hergestellt. Er kann aber auch durch ein Material realisiert sein, das für einen breiten Wellenlängenbereich einschließlich der Wellenlänge der LDI-Strahlungsquelle durchlässig ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, diesen Bereich lediglich als Öffnung im Blendenrad 202 auszuführen. Die beiden erstgenannten Varianten haben jedoch den Vorteil, dass sie keine Unwucht im Blendenrad 202 verursachen, die ggf. auszugleichen wäre.In contrast to the filter wheel 204 has the aperture wheel 202 that is between the LDI radiation source and the object 117 is arranged, only one aperture sector. The proportion of the aperture sector area on the total area of the aperture wheel 202 corresponds to the filter area of the filter sectors in the filter wheel 204 ie that the aperture area occupies 50% of Blendenradfläche in the present embodiment. The remainder of the aperture wheel is made of a material permeable at least to the radiation of the LDI radiation source. But it can also be realized by a material that includes for a wide wavelength range the wavelength of the LDI radiation source is permeable. Furthermore, there is the possibility of this area only as an opening in the aperture 202 perform. However, the first two variants have the advantage that they no imbalance in the aperture 202 cause that would be compensated if necessary.

Die in 5 gezeigte Vorrichtung umfasst außerdem eine Steuereinheit 221, die zum Abgeben von Steuersignalen sowohl mit dem Blendenrad 202 als auch mit dem Filterrad 204 verbunden ist. Daneben ist die Steuereinheit 221 zum Ausgeben von Steuersignalen mit der Auswerteeinheit 109 verbunden.In the 5 The device shown also comprises a control unit 221 which is used to deliver control signals with both the aperture wheel 202 as well as with the filter wheel 204 connected is. Next to it is the control unit 221 for outputting control signals to the evaluation unit 109 connected.

Die Steuerung des Blendenrades 202 und des Filterrades 204 erfolgt synchron, so dass die Strahlung der LDI-Strahlungsquelle durch das Blendenrad 202 ausgeblendet ist, solange sich ein Farbfilter des Filterrades 204 zwischen der Weißlichtquelle 203 und dem Objekt 117 befindet. Wenn hingegen der Blendenabschnitt des Filterrades 204 zwischen der Weißlichtquelle 203 und dem Objekt 117 angeordnet ist, so befindet sich der durchlässige Bereich des Blendenrades 202 zwischen der LDI-Strahlungsquelle 201 und dem Objekt 117. Durch das synchrone Drehen des Filterrades 204 und des Blendenrades 202 wird eine zeitsequentielle Beleuchtung beziehungsweise Bestrahlung des Objekts 117 mit den verschiedenen Wellenlängen erreicht. Das Aufnehmen der Farbbilder beziehungsweise der LDI-Signale erfolgt dann synchron mit der jeweiligen Beleuchtungs- bzw. Bestrahlungswellenlänge.The control of the aperture wheel 202 and the filter wheel 204 takes place synchronously, so that the radiation of the LDI radiation source through the aperture wheel 202 is hidden, as long as a color filter of the filter wheel 204 between the white light source 203 and the object 117 located. If, however, the aperture portion of the filter wheel 204 between the white light source 203 and the object 117 is arranged, so is the permeable area of the aperture wheel 202 between the LDI radiation source 201 and the object 117 , By synchronously turning the filter wheel 204 and the aperture wheel 202 becomes a time-sequential illumination or irradiation of the object 117 achieved with the different wavelengths. The color images or the LDI signals are then recorded synchronously with the respective illumination or irradiation wavelength.

Selbstverständlich kann die in 5 dargestellte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch weiter abgewandelt werden. So besteht die bspw. Möglichkeit, statt eines Blendenrades 202 und eines Filterrades 204 ein großes Filterrad zu verwenden, das sich gleichzeitig durch den Strahlengang der LDI-Strahlungsquelle und der Weißlichtquelle 203 erstreckt. Ein derartiges Filterrad hätte dann Filtersektoren für die zum Aufnehmen des Farbbilds Verwendung findenden Wellenlängen sowie wenigstens einen Filtersensor für die Wellenlänge, die zum Aufnehmen der LDI-Daten Verwendung findet. Ein Blendensektor wäre in einem derartigen großen Filterrad nicht notwendig.Of course, the in 5 illustrated embodiment of the device according to the invention also be further modified. So there is the example. Possibility, instead of a diaphragm wheel 202 and a filter wheel 204 To use a large filter wheel, which at the same time through the beam path of the LDI radiation source and the white light source 203 extends. Such a filter wheel would then have filter sectors for the wavelengths used to capture the color image and at least one wavelength-type filter sensor used to acquire the LDI data. An aperture sector would not be necessary in such a large filter wheel.

Die Erfindung stellt ein Verfahren und Vorrichtungen zur Verfügung, mit denen es möglich ist, Farbbilder und LDI-Signale mit einem einzigen CMOS-Sensor aufzunehmen, ohne dass hierfür ein rechnerisches Extrahieren der LDI-Signale aus dem Farbbild nötig wäre. Während in der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein modifizierter Bayer-Filter dazu verwendet wird, die Grundfarben für das Aufnehmen des Farbbildes und die Strahlung für das Aufnehmen des LDI-Signals räumlich voneinander zu trennen, erfolgt in der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine zeitsequentielle Aufnahme des Farbbildes und des LDI-Signals. Im Betrieb wird dann das Objekt mit unterschiedlichen Lichtquellen zeitsequentiell beleuchtet und mit dem CMOS-Sensor synchron mit der Beleuchtung bzw. Bestrahlung Bilder bei unterschiedlichen Wellenlängen beziehungsweise das LDI-Signal aufgenommen. Die zweite Ausführungsform bietet die Möglichkeit, einen monochromatischen CMOS-Sensor zu verwenden. In der ersten Ausführungsform ist dagegen ein aufwändigerer CMOS-Sensor notwendig. Dafür kann die Beleuchtungseinrichtung jedoch einfacher ausgestaltet werden als in der zweiten Ausführungsform.The Invention provides a method and apparatus, with which it is possible to use color images and LDI signals a single CMOS sensor without this a computational extraction of the LDI signals from the color image needed would. While in the first embodiment the device according to the invention a modified Bayer filter is used to color the basic colors for the Recording the color image and the radiation for recording spatially separated from each other of the LDI signal takes place in the second embodiment of the invention Device a time-sequential recording of the color image and the LDI signal. In operation, the object with different Light sources time-sequentially illuminated and with the CMOS sensor synchronous with the illumination or irradiation images at different Wavelengths or the LDI signal recorded. The second embodiment offers the possibility to use a monochromatic CMOS sensor. In the first embodiment In contrast, a more complex CMOS sensor is necessary. Therefore However, the lighting device can be made simpler as in the second embodiment.

Schließlich sei noch erwähnt, dass auch zum Aufnehmen der LDI-Signale, also zum Durchführen der Perfusionsmessung, mehr als eine Wellenlänge Verwendung finden kann. In diesem Fall finden wenigstens zwei Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen als LDI-Strahlungsquellen Verwendung, die zeitsequentiell betrieben werden.After all It should be mentioned that also for recording the LDI signals, So to carry out the perfusion measurement, more than one Wavelength can be used. In this case find at least two lasers with different wavelengths used as LDI radiation sources, which operated time sequentially become.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - EP 1332718 A1 [0004] - EP 1332718 A1 [0004]
  • - WO 2006/111909 A1 [0004] WO 2006/111909 A1 [0004]

Claims (23)

Verfahren zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen eines Objektes (17, 117) mit einem gemeinsamen CMOS-Sensor (7, 107) mit einer Anzahl von Sensorelementen, wobei die Farbbilder dadurch erzeugt werden, dass zum Aufnehmen der Farbbilder Sensorelementen wenigstens Licht mit einer ersten Wellenlänge, Licht mit einer zweiten Wellenlänge und Licht mit einer dritten Wellenlänge getrennt zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufnehmen der LDI-Signale den Sensorelementen Strahlung mit einer vierten Wellenlänge getrennt vom Licht mit der ersten Wellenlänge, vom Licht mit der zweiten Wellenlänge und vom Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt wird.Method for recording color images and LDI signals of an object ( 17 . 117 ) with a common CMOS sensor ( 7 . 107 ) having a plurality of sensor elements, the color images being formed by separately supplying to the color images sensor elements at least one of a first wavelength, a second wavelength, and a third wavelength light separately, characterized in that for receiving the LDI Signals are supplied to the sensor elements radiation having a fourth wavelength separated from the light having the first wavelength, the light having the second wavelength and the light having the third wavelength. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufnehmen der Farbbilder wenigstens Licht mit einer ersten Wellenlänge, Licht mit einer zweiten Wellenlänge und Licht mit einer dritten Wellenlänge räumlich voneinander getrennten Sensorelementen zugeführt wird und zum Aufnehmen der LDI-Signale die Strahlung der vierten Wellenlänge Sensorelementen zugeführt wird, die räumlich von denjenigen Sensorelementen getrennt sind, denen das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that for capturing the color images at least light with a first Wavelength, light with a second wavelength and light having a third wavelength spatially is supplied from separate sensor elements and for receiving the LDI signals, the radiation of the fourth wavelength Sensor elements is supplied spatially from those Sensor elements are separated, where the light of the first wavelength, the light with the second wavelength and the light with the third wavelength is supplied. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Sensorelemente, denen die Strahlung mit der vierten Wellenlänge zugeführt wird, häufiger ausgelesen werden als diejenigen Sensorelemente, denen das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt wird.Method according to claim 2, characterized in that that those sensor elements to which the radiation with the fourth Wavelength is fed, more often are read as those sensor elements to which the light with the first wavelength, the light with the second wavelength and the light of the third wavelength is supplied becomes. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente, denen das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt wird, jeweils mit einer Frequenz von 40 Hz bis 60 Hz ausgelesen werden.Method according to claim 2 or 3, characterized that the sensor elements to which the light of the first wavelength, the light with the second wavelength and the light with the third wavelength is supplied, respectively be read out with a frequency of 40 Hz to 60 Hz. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufnehmen der Farbbilder das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge den Sensorelementen zeitlich voneinander getrennt zugeführt wird und zum Aufnehmen der LDI-Signale die Strahlung mit der vierten Wellenlänge den Sensorelementen zeitlich getrennt von dem Licht mit der ersten Wellenlänge, dem Licht mit der zweiten Wellenlänge und dem Licht mit der dritten Wellenlänge zugeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that in that for capturing the color images the light of the first wavelength, the light with the second wavelength and the light with the third wavelength of the sensor elements from each other in time is supplied separately and for receiving the LDI signals the radiation having the fourth wavelength of the sensor elements separated in time by the light of the first wavelength, the light with the second wavelength and the light with the third wavelength is supplied. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass den Sensorelementen häufiger die Strahlung mit der vierten Wellenlänge zugeführt wird als das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge.Method according to claim 5, characterized in that that the sensor elements more often the radiation with the fourth wavelength is supplied as the light with the first wavelength, the light with the second wavelength and the third wavelength light. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass den Sensorelementen das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge jeweils mit einer Frequenz von 40 Hz bis 60 Hz zugeführt wird und die Dauer der Zufuhr des entsprechenden Lichtes zwischen 1/80 Sekunde und 1/120 Sekunde beträgt.Method according to Claim 6, characterized in that the sensor elements receive the light of the first wavelength, the light with the second wavelength and the light with the third wavelength each having a frequency of 40 Hz to 60 Hz is supplied and the duration of the supply of the corresponding light between 1/80 second and 1/120 second is. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Wellenlänge eine Wellenlänge im nahen Infrarot ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fourth wavelength a Wavelength is in the near infrared. Vorrichtung zum Aufnehmen von Farbbildern und LDI-Signalen eines Objekts (17, 117) mit: – wenigstens einer Lichtquelle (3, 102, 103, 104, 203), – wenigstens einer LDI-Strahlungsquelle (1, 101, 201) und – einem CMOS-Sensor (7, 107), welcher eine Anzahl von Sensorelementen aufweist; gekennzeichnet durch – eine Einrichtung (72, 74, 76, 78, 121, 202, 204, 221) zum getrennten Zuführen wenigstens von Licht mit einer ersten Wellenlänge, von Licht mit wenigstens einer zweiten Wellenlänge, von Licht mit einer dritten Wellenlänge und Strahlung mit einer vierten Wellenlänge zu Sensorelementen des CMOS-Sensors (7, 107).Device for capturing color images and LDI signals of an object ( 17 . 117 ) with: - at least one light source ( 3 . 102 . 103 . 104 . 203 ), - at least one LDI radiation source ( 1 . 101 . 201 ) and - a CMOS sensor ( 7 . 107 ) having a number of sensor elements; characterized by - a device ( 72 . 74 . 76 . 78 . 121 . 202 . 204 . 221 for separately supplying at least one light of a first wavelength, of light of at least one second wavelength, of light of a third wavelength and radiation of a fourth wavelength to sensor elements of the CMOS sensor ( 7 . 107 ). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass: – der CMOS-Sensor eine Farbfiltermatrix mit wenigstens einer erste Sorte Farbfilter (72), welche Licht einer ersten Wellenlänge passieren lassen, einer zweite Sorte Farbfilter (74), welche Licht einer zweiten Wellenlänge passieren lassen, und einer dritte Sorte Farbfilter (76), welche Licht einer dritten Wellenlänge passieren lassen, umfasst, wobei die Farbfiltersorten (72, 74, 76) räumlich voneinander getrennt sind; – die Lichtquelle eine Weißlichtquelle (3) ist – die LDI-Strahlungsquelle (1) eine Strahlung mit einer vierten Wellenlänge emittiert; – die Farbfiltermatrix wenigstens eine vierte Sorte Filter (78) umfasst, welche die Strahlung der LDI-Lichtquelle (1) mit der vierten Wellenlänge passieren lassen, und – die vierte Sorte Filter (78) von den Farbfiltersorten (72, 74, 76) räumlich getrennt ist.Apparatus according to claim 9, characterized in that: - the CMOS sensor has a color filter matrix with at least one first sort of color filter ( 72 ), which allow light of a first wavelength to pass, a second sort of color filter ( 74 ), which allow light of a second wavelength to pass, and a third type of color filter ( 76 ), which allow light of a third wavelength to pass through, the color filter types ( 72 . 74 . 76 ) are spatially separated from each other; The light source is a white light source ( 3 ) - the LDI radiation source ( 1 ) emits a radiation having a fourth wavelength; The color filter matrix at least a fourth sort of filter ( 78 ) containing the radiation of the LDI light source ( 1 ) with the fourth wavelength, and - the fourth sort of filter ( 78 ) of the color filter types ( 72 . 74 . 76 ) is spatially separated. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbfilter (72, 74, 76) und die vierte Sorte Filter (78) jeweils mit einer eigenen Rasterweite in einem regelmäßigen Raster angeordnet sind und die Rasterweite der vierten Sorte Filter (78) größer ist als die Rasterweite der Farbfilter (72, 74, 76).Device according to claim 10, characterized in that the color filters ( 72 . 74 . 76 ) and the fourth type of filter ( 78 ) are each arranged with its own grid spacing in a regular grid and the grid size of the fourth sort filters ( 78 ) is greater than the raster width of the color filters ( 72 . 74 . 76 ). Vorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslesevorrichtung (19) zum Auslesen der Sensorelemente vorhanden ist, die unterschiedliche Ausleseraten für diejenigen Sensorelemente, denen Farbfilter (72, 74, 76) zugeordnet sind, und diejenigen Sensorelemente, welchen Filter der vierte Sorte Filter (78) zugeordnet sind, zur Verfügung stellt.Apparatus according to claim 10 or claim 11, characterized in that a read-out device ( 19 ) is present for reading the sensor elements, the different readout rates for those sensor elements, the color filter ( 72 . 74 . 76 ), and those sensor elements which filter the fourth type filter ( 78 are provided. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleserate für die Sensorelemente, denen die vierte Sorte Filter (78) zugeordnet ist, höher ist, als die Ausleserate für die Sensorelemente, denen Farbfilter (72, 74, 76) zugeordnet sind.Apparatus according to claim 12, characterized in that the readout rate for the sensor elements to which the fourth type filter ( 78 ), is higher than the readout rate for the sensor elements to which color filters ( 72 . 74 . 76 ) assigned. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleserate für die Sensorelemente, denen die vierte Sorte Filter (78) zugeordnet ist, mindestens einen Faktor 10 höher ist als die Ausleserate für die Sensorelemente, denen Farbfilter (72, 74, 76) zugeordnet sind.Apparatus according to claim 13, characterized in that the readout rate for the sensor elements to which the fourth type filter ( 78 ) is at least a factor 10 higher than the read-out rate for the sensor elements to which color filters ( 72 . 74 . 76 ) assigned. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sorte Farbfilter (72, 74, 76) der Farbfiltermatrix jeweils eine Wellenlänge passieren lässt, die eine von drei Grundfarben repräsentiert.Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that each type of color filter ( 72 . 74 . 76 ) lets the color filter matrix each pass through a wavelength representing one of three primary colors. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Sorte Filter (78) eine Wellenlänge im nahen Infrarot passieren lässt.Device according to one of claims 10 to 15, characterized in that the fourth type filter ( 78 ) lets pass a wavelength in the near infrared. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – der CMOS-Sensor (107) ein monochromatischer CMOS-Sensor ist, – eine Beleuchtungseinrichtung (102, 103, 104, 203) vorhanden ist, die zum zeitsequentiellen Emittieren von Licht mit einer ersten Wellenlänge, Licht mit einer zweiten Wellenlänge, und Licht mit einer dritten Wellenlänge ausgestaltet ist, – die LDI-DStrahlungsquelle (102, 201) gepulst betreibbar ist und eine Strahlung mit einer vierten Wellenlänge emittiert, – eine mit der Beleuchtungseinrichtung (102, 103, 104, 203) und mit der LDI-Strahlungsquelle (101, 201) verbundene Steuereinrichtung (121, 221) vorhanden ist, die derart ausgestaltet ist, dass sie Steuersignale ausgibt, die ein zeitsequentielles Beleuchten bzw. Bestrahlen des Objektes mit den einzelnen Wellenlängen veranlassen,Device according to claim 9, characterized in that - the CMOS sensor ( 107 ) is a monochromatic CMOS sensor, - a lighting device ( 102 . 103 . 104 . 203 ) arranged for the time-sequential emission of light having a first wavelength, light having a second wavelength, and light having a third wavelength, - the LDI-D radiation source ( 102 . 201 ) is pulsed operable and emits radiation having a fourth wavelength, - one with the illumination device ( 102 . 103 . 104 . 203 ) and with the LDI radiation source ( 101 . 201 ) associated control device ( 121 . 221 ) which is arranged to output control signals which cause a time-sequential lighting of the object with the individual wavelengths, Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung ausgestattet ist mit: – der ersten gepulst betreibbaren Lichtquelle (102), welche das Licht mit einer ersten Wellenlänge emittiert, – der zweiten gepulst betreibbaren Lichtquelle (103), welche das Licht mit der zweiten Wellenlänge emittiert, – wenigstens einer dritten gepulst betreibbaren Lichtquelle (104), welche das Licht mit einer dritten Wellenlänge emittiert, – und dass die Steuereinrichtung (121) zum gepulsten Betreiben der Lichtquellen (102, 103, 104) und der LDI-Strahlungsquelle derart, dass das Objekt (117) zeitsequentiell mit dem Licht bzw. der Strahlung der einzelnen Wellenlängen beleuchtet wird, ausgestattet ist.Apparatus according to claim 17, characterized in that the illumination device is equipped with: - the first pulsed light source ( 102 ) emitting the light at a first wavelength, - the second pulsed light source ( 103 ) emitting the light of the second wavelength, - at least one third pulsed light source ( 104 ), which emits the light at a third wavelength, and that the control device ( 121 ) for pulsed operation of the light sources ( 102 . 103 . 104 ) and the LDI radiation source such that the object ( 117 ) is time-sequentially illuminated with the light or the radiation of the individual wavelengths is equipped. Vorrichtung nach Anspruch 18, in der die Steuereinrichtung (121) zum derart gepulsten Betreiben der Lichtquellen (102, 103, 104) und der LDI-Strahlungsquelle (101) ausgestaltet ist, dass den Sensorelementen häufiger die Strahlung mit der vierten Wellenlänge zugeführt wird als das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge.Device according to Claim 18, in which the control device ( 121 ) for the pulsed operation of the light sources ( 102 . 103 . 104 ) and the LDI radiation source ( 101 ) is configured such that the radiation of the fourth wavelength is supplied to the sensor elements more frequently than the light of the first wavelength, the light of the second wavelength and the light of the third wavelength. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, in der die Steuereinrichtung (121) zum derart gepulsten Betreiben der Lichtquellen (102, 103, 104) und der LDI-Strahlungsquelle (101) ausgestaltet ist, dass dem Objekt das Licht mit der ersten Wellenlänge, das Licht mit der zweiten Wellenlänge und das Licht mit der dritten Wellenlänge jeweils mit einer Frequenz von 40 Hz bis 60 Hz zugeführt wird und die Dauer der Zufuhr des entsprechenden Lichtes zwischen 1/80 Sekunde und 1/120 Sekunde beträgt.Device according to Claim 18 or Claim 19, in which the control device ( 121 ) for the pulsed operation of the light sources ( 102 . 103 . 104 ) and the LDI radiation source ( 101 ) is configured such that the object with the light of the first wavelength, the light of the second wavelength and the light of the third wavelength each having a frequency of 40 Hz to 60 Hz and the duration of the supply of the corresponding light between 1 / 80 seconds and 1/120 second. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, in der eine Auslesevorrichtung (119) vorhanden ist, die derart ausgestaltet ist, dass ein Auslesen der Sensorelemente mit einer Taktrate im Bereich kHz erfolgt.Device according to one of claims 18 to 20, in which a read-out device ( 119 ) is present, which is designed such that a readout of the sensor elements takes place at a clock rate in the range kHz. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, in der die erste Wellenlänge, die zweite Wellenlänge und die dritte Wellenlänge jeweils eine von drei Grundfarben repräsentiert.Device according to one of claims 17 to 21, in which the first wavelength, the second wavelength and the third wavelength each one of three primary colors represents. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, in der die LDI-Strahlungsquelle (101, 201) Strahlung im nahen Infrarot emittiert.Device according to one of Claims 17 to 23, in which the LDI radiation source ( 101 . 201 ) Emitted near-infrared radiation.
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