DE4309531C2 - Arrangement for examination with visible, NIR or IR light - Google Patents

Arrangement for examination with visible, NIR or IR light

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DE4309531C2 DE19934309531 DE4309531A DE4309531C2 DE 4309531 C2 DE4309531 C2 DE 4309531C2 DE 19934309531 DE19934309531 DE 19934309531 DE 4309531 A DE4309531 A DE 4309531A DE 4309531 C2 DE4309531 C2 DE 4309531C2
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    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4795—Scattering, i.e. diffuse reflection spatially resolved investigating of object in scattering medium

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Untersuchung eines vorzugsweise lebenden Objektes mit sichtbarem NIR- oder IR- Licht. Dabei liegt die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes zwischen 380 und 780 nm, die von NIR-Licht (nahinfrarotes Licht) zwischen 780 nm und 1,5 µm und die von IR-Licht (infrarotes Licht) zwischen 1,5 µm und 1 mm, wobei im Falle der Untersuchung von lebenden Objekten der Wellenlängenbe­ reich von 780 nm bis 1,5 µm besonders geeignet ist. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der DE 41 29 438 A1 beschrieben.The invention relates to an arrangement for examining a preferably living object with visible NIR or IR Light. The wavelength of visible light lies here between 380 and 780 nm by NIR light (near infrared Light) between 780 nm and 1.5 µm and that of IR light (infrared light) between 1.5 µm and 1 mm, whereby in the case the investigation of living objects of the wavelengths range from 780 nm to 1.5 µm is particularly suitable. A such an arrangement is for example in DE 41 29 438 A1 described.

Seit vielen Jahren wird versucht, insbesondere NIR-Licht für die Diagnostik der weiblichen Brust klinisch zu nutzen. Als in diesem Zusammenhang eingesetztes Gerät sei stellvertretend das System "Light Scan Model 10" der Fa. Spectra Scan Corp. erwähnt. Die bisherigen technischen Lösungen konnten sich in der klinischen Routine u. a. aus den folgenden Gründen nicht durchsetzen:For many years, attempts have been made, especially for NIR light to use the diagnosis of the female breast clinically. As device used in this context is representative the "Light Scan Model 10" system from Spectra Scan Corp. mentioned. The previous technical solutions were able to clinical routine u. a. not for the following reasons push through:

  • a) Es wurde eine großflächige oder divergente Beleuchtung des Objektes zusammen mit einer großflächigen Detektion des transmittierten Lichtes verwendet. Demnach wurde ein größeres Volumen des Objektes beleuchtet, mit der Folge, daß innerhalb des Gewebes sehr viel Streulicht erzeugt wird. Infolge der großflächigen Detektion wird fast das gesamte aus dem Objekt austretende Streulicht nachgewie­ sen, so daß die Information über Inhomogenitäten im Gewe­ be, z. B. Tumore in der Mamma, völlig von diffusem Streu­ licht überdeckt wird. Lediglich größere Läsionen an der detektorseitigen Oberfläche des Objektes sind erkennbar. a) Large or divergent lighting of the Object together with a large detection of the transmitted light used. Accordingly, a larger volume of the object illuminated, with the result that creates a lot of stray light within the fabric becomes. As a result of the large-area detection, this almost becomes total scattered light emerging from the object sen, so that the information about inhomogeneities in the tissue be, e.g. B. Tumors in the breast, completely of diffuse litter light is covered. Only larger lesions on the surface of the object on the detector side can be seen.  
  • b) Wegen der Empfindlichkeit des Detektors gegenüber Umge­ bungslicht müssen die Untersuchungen im Dunkeln durchge­ führt werden, wodurch u. a. eine lange Adaptionszeit für die Augen des Untersuchers notwendig wird.b) Because of the sensitivity of the detector to reverse The examinations must be carried out in the dark leads, whereby u. a. a long adaptation time for the examiner's eyes becomes necessary.
  • c) Die Aufnahmetechniken sind weder automatisiert noch stan­ dardisiert, wodurch die Untersuchungsergebnisse wenig­ stens zum Teil untersucherabhängig, also nicht objektiv vergleichbar sind.c) The recording techniques are neither automated nor standard dardized, making the investigation results little at least partly dependent on the examiner, i.e. not objectively are comparable.

Das Problem der großen Menge an Streulicht im Gewebe kann da­ durch entschärft werden, daß ein gut kollimierter Strahl von NIR-Licht quasi punktförmig in das Objekt eingestrahlt wird. Das transmittierte Licht wird auf der dem Einstrahlort gegen­ überliegenden Seite mit einem quasi punktförmigen Detektor empfangen, so daß aus dem gesamten aufgeweiteten Lichtkegel des transmittierten Lichtes nur ein kleiner Bereich um die optische Achse ausgeblendet wird. Zum Aufbau eines Bildes wird das Objekt Punkt für Punkt abgetastet, z. B. durch eine mäanderförmige, gemeinsame Abtastbewegung der Sende- und Emp­ fangseinrichtung. Wie Laborversuche gezeigt haben, können dann auch kleine Inhomogenitäten, z. B. kugelförmige absorbie­ rende Objektive mit Durchmessern von wenigen Millimetern, in der Tiefe von stark streuenden Medien, z. B. Milch, noch sichtbar gemacht werden.The problem of the large amount of stray light in the tissue can be there be mitigated by a well collimated beam of NIR light is radiated into the object as a point. The transmitted light is opposed to the point of incidence overlying side with a quasi punctiform detector received so that from the entire flared cone of light of the transmitted light only a small area around the optical axis is hidden. To build an image the object is scanned point by point, e.g. B. by a meandering, common scanning movement of the transmit and emp catching device. As laboratory tests have shown, then also small inhomogeneities, e.g. B. spherical absorption lenses with diameters of a few millimeters, in the depth of highly scattering media, e.g. B. milk, still be made visible.

Zur Durchstrahlung von Gewebe wird vorteilhafterweise Licht im Wellenlängenbereich vom 600 nm bis 1 µm verwendet, da bio­ logisches Gewebe hier seine höchste Transparenz aufweist. Ferner stehen für diesen Wellenlängenbereich eine Reihe von Halbleiter-Laserdioden zur Verfügung, mittels derer Licht verschiedener diskreter Wellenlängen, z. B. 670, 750, 780, 800, 830, 850, 900, 980 nm, erzeugt werden kann.Light is advantageously used to irradiate tissue used in the wavelength range from 600 nm to 1 µm, since bio logical fabric shows its highest transparency. Furthermore, a range of stands for this wavelength range Semiconductor laser diodes are available, by means of which light different discrete wavelengths, e.g. B. 670, 750, 780, 800, 830, 850, 900, 980 nm, can be generated.

Durch hochfrequente Modulation des Versorgungsstromes der La­ serdioden besteht die Möglichkeit, auch die Leistung des emittierten Lichtes entsprechend zu modulieren. Dementspre­ chend ist schließlich auch das elektrische Ausgangssignal des als Detektoreinrichtung für das transmittierte Licht vorgese­ henen Photodetektors entsprechend moduliert. Durch Anwendung schmalbandiger, auf die Modulationsfrequenz abgestimmter Fre­ quenzfilter kann dann aus dem Signal des Photodetektors das Meßsignal gewonnen werden. Dabei werden Störeinflüsse, wie z. B. Umgebungslicht, weggefiltert, so daß die Untersuchung auch in beleuchteten Räumen durchgeführt werden kann. Das üb­ rigens divergent emittierte Licht der Laserdiode kann mit einfachen optischen Mitteln in eine dünne Glasfaser als Lichtwellenleiter eingekoppelt werden. Damit kann die Laser­ diode vom Untersuchungsort, wo sich Objekthalter, z. B. Kom­ pressionsplatten für die weibliche Brust, befinden, räumlich getrennt angeordnet werden. Durch optischen Abschluß der ei­ nen Durchmesser von z. B. 100 µm aufweisenden Glasfaser mit einer Gradientenindexlinse (GRIN-Linse) eines Durchmessers von z. B. 1,5 mm tritt ein gut parallel kollimierter Laser­ strahl aus dem Lichtwellenleiter aus und beleuchtet eine kleine Eingangsfläche am Objekt. Durch diese Miniaturisierung des im Bereich des Objektes befindlichen Teiles der Sender­ einrichtung wird erreicht, daß bei der punktweisen Abtastung des Objektes die gesamte Meßfläche praktisch ohne tote Rand­ zonen erfaßt werden kann. Insbesondere kann bei der Mammogra­ phie auch der Bereich nahe der Brustwand - eine häufige Lage von Brusttumoren - beinahe vollständig erfaßt werden.By high-frequency modulation of the supply current of the La there is the possibility to use the performance of the to modulate emitted light accordingly. Dementia  Finally, the electrical output signal of the vorese as a detector device for the transmitted light modulated that photodetector accordingly. By application narrow-band Fre, tuned to the modulation frequency quenzfilter can then from the signal of the photodetector Measurement signal can be obtained. Interference, such as e.g. B. ambient light, filtered away, so that the investigation can also be carried out in illuminated rooms. That over rigens divergent emitted light of the laser diode can with as simple optical means into a thin glass fiber Optical fibers are coupled. So that the laser diode from the examination site, where object holders, e.g. B. Com pressure plates for the female breast, located, spatially be arranged separately. By optically finishing the egg NEN diameter of z. B. 100 microns having glass fiber a gradient index lens (GRIN lens) of one diameter from Z. B. 1.5 mm occurs a well parallel collimated laser beam from the optical fiber and illuminates one small entrance area on the object. Through this miniaturization the part of the transmitter located in the area of the object device is achieved in the point-by-point scanning the entire measuring surface of the object with practically no dead edge zones can be detected. In particular, with Mammogra The area near the chest wall is also common - a common location from breast tumors - almost completely covered.

Um die spektrale Aussagekraft der Transmission von NIR-Licht durch ein Objekt, z. B. zur Differenzierung verschiedener Ge­ webekomponenten oder Stoffwechselprodukte durch deren wellen­ längenabhänige Absorption bzw. Streukoeffizienten, bildgebend nutzen zu können, ist es notwendig, bei der punktweisen Abta­ stung des Objektes an jedem Punkt Licht unterschiedlicher Wellenlängen einzustrahlen. Die Lichtwellenleiter-Technologie bietet in diesem Zusammenhang die Möglichkeit, mit Hilfe von Lichtwellenleiternkopplern das Licht von mehreren Eingangsfa­ sern in einer Ausgangsfaser einzukoppeln, wobei das aus die­ ser austretende Licht in das Objekt eingestrahlt wird. Folg­ lich kann von mehreren Lichtquellen stammendes Licht unter­ schiedlicher Wellenlängen an ein und demselben Punkt in das Objekt eingestrahlt werden. Die angegebene Art der Einstrah­ lung ist insbesondere wegen ihrer geringen Lichtverluste vor­ teilhaft. Andere Ausführungsformen mit Spiegeln und/oder Strahlenteilern sind denkbar, in ihrer Anwendung jedoch weni­ ger flexibel und mit höheren Verlusten behaftet.The spectral significance of the transmission of NIR light through an object, e.g. B. to differentiate different Ge weave components or metabolic products through their waves length-dependent absorption or scattering coefficients, imaging To be able to use it, it is necessary to The object's light differs at every point Radiate wavelengths. The fiber optic technology offers the possibility in this context with the help of Optical fiber couplers block the light from multiple input fa to couple in an output fiber, which from the this emerging light is radiated into the object. Episode  Lich can come from multiple light sources different wavelengths at the same point in the Object can be irradiated. The specified type of irradiation lung is particularly due to their low light loss partial. Other embodiments with mirrors and / or Beam splitters are conceivable, but less in their application ger flexible and with higher losses.

Um Licht unterschiedlicher Wellenlängen, das aus unterschied­ lichen Lichtquellen stammt, an ein und demselben Punkt gleichzeitig in das Objekt einstrahlen zu können, besteht die Möglichkeit, die Lichtleistung der einzelnen Lichtquellen in der bereits beschriebenen Weise zu modulieren und dabei für die unterschiedlichen Wellenlängen unterschiedliche Modulati­ onsfrequenzen zu verwenden. Die verschiedenen spektralen An­ teile des eingestrahlten Lichtes werden dabei durch Modula­ tion mit den verschiedenen Modulationsfrequenzen codiert. Das Ausgangssignal des Photodetektors, bei dem es sich um eine Mischung aus diesen Modulationsfrequenzen handelt, kann durch entsprechende schmalbandige elektrische Filter in den spek­ tralen Anteilen entsprechende Signale zerlegt werden. Durch die gleichzeitige Einstrahlung am selben Ort wird sicherge­ stellt, daß für alle spektralen Anteile die physiologischen Bedingungen im untersuchten Gewebebereich gleich sind und daß die optische Ein- bzw. Auskoppelung identisch ist. Ein wei­ terer wichtiger Vorteil ist, daß durch diese Maßnahme die für den Bildaufbau erforderliche Meßzeit minimiert wird.To light of different wavelengths that differed from light sources, at one and the same point to be able to shine into the object at the same time Possibility to adjust the light output of the individual light sources to modulate the way already described and thereby for the different wavelengths different moduli to use frequencies. The different spectral types parts of the incident light are generated by Modula tion coded with the different modulation frequencies. The Output signal of the photodetector, which is a Mixture of these modulation frequencies can act through corresponding narrow-band electrical filters in the spec signals corresponding to central components. By simultaneous irradiation at the same location is ensured represents that for all spectral components the physiological Conditions in the examined tissue area are the same and that the optical coupling or decoupling is identical. A white Another important advantage is that this measure means that the measurement time required is minimized.

Zum Nachweis des transmittierten Lichtes stehen als Photo­ detektoren beispielsweise PIN-Photodioden, Avalanche-Photo­ dioden, CCD′s in flächenhafter oder zeilenförmiger Ausfüh­ rung, Photomultiplier usw. zur Verfügung. Aus ähnlichen Grün­ den wie im Falle der Einstrahlung des Lichtes ist es auch im Zusammenhang mit dem Empfang des transmittierten Lichtes gün­ stig, das aus dem Objekt austretende Licht mittels eines Lichtwellenleiters, z. B. einer Glasfaser, aus dem eigent­ lichen Untersuchungsbereich dem Photodetektor zuzuleiten. Um eine ausreichende Lichtmenge an der Austrittsseite des Objek­ tes zu erfassen, ist es dabei günstig, Faserbündel aus mehre­ ren dünnen Fasern mit einem Gesamtdurchmesser von wenigen Millimetern zu verwenden. Wenn die lichtempfindliche Fläche des Fotodetektors klein gegen den Durchmesser des Faserbün­ dels ist, z. B. im Falle rauscharmer Photodioden, muß die Aus­ trittsfläche des Faserbündels mittels einer Linsenoptik auf das entsprechende Maß verkleinert werden.To prove the transmitted light are available as a photo detectors for example PIN photodiodes, avalanche photo diodes, CCD's in flat or line-shaped design tion, photomultiplier etc. available. From similar green as in the case of the irradiation of light, it is also in the Connection with the reception of the transmitted light gün stig, the light emerging from the object by means of a Optical fiber, e.g. B. a fiber, from the actual the examination area to the photodetector. Around  a sufficient amount of light on the exit side of the object tes, it is convenient to bundle several fibers ren thin fibers with a total diameter of a few Millimeters to use. If the photosensitive surface of the photo detector small against the diameter of the fiber bundle dels is, e.g. B. in the case of low-noise photodiodes, the off tread surface of the fiber bundle by means of lens optics the corresponding dimension can be reduced.

Wegen der hohen Schwächung des transmittierten Lichtes in dickeren Gewebeschichten (z. B. 4 bis 8 cm), die in der Größenordnung von 6 bis 10 Zehnerpotenzen liegt, und infolge der durch die zulässige Hautdosis begrenzten Leistung des eingestrahlten Lichtes wird in der Regel der empfindlichste der vorstehend genannten Photodetektoren bevorzugt, nämlich ein Photomultiplier mit infrarotempfindlicher Kathode, die z. B. aus GaAs bestehen kann.Because of the high attenuation of the transmitted light in thicker layers of fabric (e.g. 4 to 8 cm) in the Order of magnitude of 6 to 10 powers of ten, and as a result the power of the skin, limited by the permissible skin dose radiated light is usually the most sensitive of the above-mentioned photodetectors is preferred, namely a photomultiplier with an infrared sensitive cathode, the e.g. B. may consist of GaAs.

Bei der punktweisen Abtastung des Objektes, beispielsweise unter Verwendung einer mäanderförmigen Abtastbewegung, tritt das Problem auf, daß dann, wenn das Objekt das durch die Ab­ tastbewegung erfaßte Meßfeld nur teilweise ausfüllt, das Licht der Sendeeinrichtung direkt in die Empfangseinrichtung fällt, da wie erläutert die Sende- und die Empfangseinrich­ tung synchron bewegt werden. Dies führt dazu, daß der Photo­ detektor in die Sättigung gerät, mit der Folge, daß über län­ gere Zeit kein brauchbares Ausgangssignal des Photodetektors zur Verfügung steht, nämlich bis die Sättigungserscheinungen abgeklungen sind. Insbesondere bei Verwendung eines Photomul­ tipliers führt die direkte Bestrahlung in aller Regel zu ir­ reversiblen Beschädigungen der Photokathode und nach kurzer Zeit zur vollständigen Unbrauchbarkeit des Photomultipliers, wodurch hohe Kosten entstehen. Es bestünde zwar die Möglich­ keit, hier Abhilfe zu schaffen, indem die Intensität des in das Objekt eingestrahlten Lichtes so weit abgesenkt wird, daß auch bei direktem Einfall des abgestrahlten Lichtes in die Empfangseinrichtung eine Übersteuerung des Photodetektors ausgeschlossen ist, jedoch würde dies infolge der starken Schwächung, die das eingestrahlte Licht innerhalb des zu un­ tersuchenden Objektes erfährt, zu einem schlechten Si­ gnal/Rausch-Verhältnis führen bzw. würde das Ausgangssignal des Photodetektors im Rauschen untergehen.When scanning the object point by point, for example using a meandering scanning motion the problem is that if the object is affected by the Ab Measuring movement only partially fills the measuring field, the Light from the transmitting device directly into the receiving device falls because, as explained, the sending and receiving device tion can be moved synchronously. This causes the photo detector saturates, with the result that over long no useful output signal from the photodetector is available, namely until the signs of saturation have subsided. Especially when using a photomul tipliers usually leads to direct radiation reversible damage to the photocathode and after a short time Time to make the photomultiplier completely unusable, which creates high costs. There would be the possibility Ability to remedy this by changing the intensity of the the object of incident light is lowered so far that even with direct incidence of the emitted light in the Receiving device overdrive the photodetector  is excluded, however, this would result from the strong Attenuation that the incident light within the un object is experiencing bad Si gnal / noise ratio lead or would the output signal of the photodetector go under in the noise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Sättigungser­ scheinungen bzw. Beschädigungen des Photodetektors, d.h. der Detektoreinrichtung, vermieden sind.The invention has for its object a device of the type mentioned in such a way that saturators phenomena or damage to the photodetector, i.e. of the Detector device are avoided.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine An­ ordnung zur Untersuchung eines vorzugsweise lebenden Objektes mit sichtbarem NIR- oder IR-Licht, aufweisendAccording to the invention, this object is achieved by an order for the examination of a preferably living object with visible NIR or IR light

  • a) wenigstens eine diagnostische Lichtquelle, deren Licht dem Objekt zu Untersuchungszwecken zuführbar ist,a) at least one diagnostic light source, its light can be supplied to the object for examination purposes,
  • b) Mittel zum Empfangen von aus dem Objekt austretendem Licht, welche eine Detektoreinrichtung enthalten und ein dem empfangenen Licht entsprechendes Signal liefern, undb) means for receiving from the object Light, which contain a detector device and a provide a signal corresponding to the light received, and
  • c) eine Schutzeinrichtung, die eine direkte Bestrahlung der Detektoreinrichtung mit dem Licht der diagnostischen Lichtquelle verhindert, wobeic) a protective device that provides direct radiation to the Detector device with the light of the diagnostic Light source prevented, being
  • d) die Schutzeinrichtung eine zusätzliche Lichtquelle, deren Licht dem Objekt gemeinsam mit dem der diagnostischen Lichtquelle(n) zuführbar ist, Detektormittel für das Licht der zusätzlichen Lichtquelle, die ein der Lichtintensität entsprechendes Signal liefern, und Mittel zum Vergleichen des Signals der Detektormittel mit einem Schwellwert enthält, und wobei die Mittel zum Vergleichen bei Überschreitung des Schwellwertes ein entsprechendes Schaltsignal abgeben.d) the protective device an additional light source, the Light the object together with that of the diagnostic Light source (s) can be supplied, detector means for the Light of the additional light source, which is one of the Provide light signal corresponding signal, and means for comparing the signal of the detector means with a Contains threshold, and being the means for comparison a corresponding one if the threshold value is exceeded Issue switching signal.

Der Schwellwert ist derart gewählt, daß ihm eine Schwächung des das Objekt durchlaufenden Lichtes entspricht, die so groß ist, daß gerade noch keine Sättigung bzw. Schädigung der Detektoreinrichtung durch das Licht der diagnostischen Lichtquelle(n) eintreten kann. Es wird also deutlich, daß im Falle der erfindungsgemäßen Anordnung die oben beschriebenen Sättigungserscheinungen nicht auftreten können. Damit ist ein reibungsloser Ablauf der Untersuchung eines Objektes gewährleistet. Durch Sättigungserscheinungen bedingte Meßfehler sind vermieden. Außerdem sind Beschädigungen der Detektoreinrichtung infolge direkter Bestrahlung vermieden.The threshold is chosen such that it is weakened of the light passing through the object corresponds to that great is that just no saturation or damage to the Detector device by the light of the diagnostic Light source (s) can enter. It is clear that in In the case of the arrangement according to the invention, those described above Saturation symptoms can not occur. So that's a smooth examination of an object guaranteed. Due to signs of saturation Measurement errors are avoided. In addition, damage to the Detector device avoided due to direct radiation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Schutzeinrichtung zur Verhinderung der direkten Bestrah­ lung der Detektoreinrichtung auf das Auftreten des Schaltsignales hin die diagnostische Lichtquelle abschaltet. Es bestünde zwar auch die Möglichkeit, auf das Auftreten des Schaltsignales hin durch eine für das Licht der diagnostischen Lichtquelle(n) undurchlässige Blende den Strahlengang zu unterbrechen, jedoch ist diese Lösung mit einem höheren technischen Aufwand verbunden.According to a preferred embodiment it is provided that the protective device to prevent direct irradiation development of the detector device on the occurrence of Switching signal switches off the diagnostic light source. There would also be the possibility of the occurrence of the Switching signals through one for the light of the diagnostic light source (s) opaque aperture To interrupt the beam path, however, this solution is included associated with a higher technical effort.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Er­ findung sind eine Lichtaustrittszone, aus der das Licht der diagnostischen Lichtquelle(n) und der zusätzlichen Licht­ quelle austritt, eine der Lichtaustrittszone gegenüberlie­ gende Lichteintrittszone für das aus dem Objekt austretende Licht und Abtastmittel vorgesehen, mittels derer einerseits das Objekt und andererseits die Lichtaustritts- und Lichtein­ trittszone im Sinne einer Abtastbewegung relativ zueinander verstellbar sind, wobei den Abtastmitteln das Schaltsignal zugeführt ist und die Abtastmittel auf ein Schaltsignal hin jeweils eine Richtungsänderung der Abtastbewegung bewirken. Dabei ist als Abtastbewegung vorzugsweise eine mäanderförmige Abtastbewegung vorgesehen. Der Schwellwert ist derart ge­ wählt, daß er dann überschritten wird, wenn sich die Licht­ eintritts- und die Lichtaustrittszone im Zuge der Abtastbe­ wegung dem Rand des Objektes nähern. Da auf das Auftreten des Schaltsignales hin eine Richtungsänderung der Abtastbewegung erfolgt, entfernen sich die Lichteintritts- und Lichtaus­ trittszone wieder von dem Rand des Objektes, so daß der Schwellwert wieder unterschritten wird. Es wird somit deut­ lich, daß im Zuge der Abtastbewegungen solche Positionen der Lichteintritts- und Lichtaustrittszone einerseits und des Ob­ jektes andererseits relativ zueinander nicht auftreten kön­ nen, in denen das aus der Lichtaustrittszone austretende Licht der diagnostischen Lichtquelle(n) ungeschwächt in die Lichteintrittszone eintritt und die Detektoreinrichtung in die Sättigung treibt bzw. schädigt. Mit nochmals erhöhter Si­ cherheit kann dies vermieden werden, wenn die Mittel zum Ver­ gleichen des Signales der Detektormittel mit einem zweiten Schwellwert vergleichen, der wenig oberhalb des anderen Schwellwertes liegt, und bei einer Überschreitung des zweiten Schwellwertes ein zweites Schaltsignal erzeugen. Dieses kann zur Abschaltung der diagnostischen Lichtquelle(n) bzw. zur Aktivierung der erwähnten Blende verwendet werden, so daß selbst dann, wenn beispielsweise geringfügige Bewegungen des Objektes auftreten, die Detektoreinrichtung nicht in die Sät­ tigung geraten bzw. beschädigt werden kann. Es versteht sich, daß die diagnostische(n) Lichtquelle(n) wieder aktiviert bzw. die Blende deaktiviert wird (werden), sobald der zweite Schwellwert wieder unterschritten wird.According to a particularly advantageous embodiment of the Er are a light emission zone from which the light of the diagnostic light source (s) and the additional light source emerges, facing the light exit zone light entry zone for the exit from the object Light and scanning means provided, on the one hand the object and on the other hand the light emission and light inputs tread zone in the sense of a scanning movement relative to each other are adjustable, the scanning means the switching signal is supplied and the scanning means in response to a switching signal  each cause a change in direction of the scanning movement. The scanning movement is preferably a meandering one Scanning movement provided. The threshold is such chooses to be exceeded when the light turns entry and the light exit zone in the course of the scanning approach the edge of the object. Because of the appearance of the Switching signals towards a change in direction of the scanning movement takes place, the light entry and light exit away again from the edge of the object, so that the Again falls below the threshold. It becomes clear lich that such positions of the Light entry and exit zone on the one hand and the Ob jektes on the other hand can not occur relative to each other in which the exiting from the light exit zone Light of the diagnostic light source (s) unattenuated in the Light entry zone enters and the detector device in Saturation drives or damages. With another increased Si This can be avoided if the means for ver same of the signal of the detector means with a second Compare threshold that is slightly above the other Threshold lies, and if the second is exceeded Threshold value generate a second switching signal. This can to switch off the diagnostic light source (s) or Activation of the aforementioned aperture can be used so that even if, for example, slight movements of the Object occur, the detector device is not in the seed can get damaged or damaged. It goes without saying that the diagnostic light source (s) is reactivated or the iris will be deactivated as soon as the second Again falls below the threshold.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die zusätzliche Lichtquelle Licht abgibt, dessen Wellenlänge sich von der des Lichtes der diagnostischen Lichtquelle(n) unterscheidet, und daß optische Filtermittel vorgesehen sind, die das Licht der zusätzlichen Lichtquelle von der Detektoreinrichtung fernhal­ ten. Auf diese Weise ist eine Beeinflussung der Untersu­ chungsergebnisse durch das Licht der zusätzlichen Lichtquelle vermieden.A variant of the invention provides that the additional Light source emits light whose wavelength differs from that of the Distinguishes light of the diagnostic light source (s), and that optical filter means are provided which the light of additional light source away from the detector device  In this way it is possible to influence the investigation results from the light from the additional light source avoided.

Um sicherzustellen, daß das Ausgangssignal der Detektormittel weder durch das Licht der diagnostischen Lichtquelle(n) noch durch das auftretende Umgebungslicht beeinflußt werden kann, ist gemäß einer Variante vorgesehen, daß der zusätzlichen Lichtquelle Modulatormittel zur Amplitudenmodulation des ab­ gegebenen Lichtes mit einer definierten Frequenz zugeordnet sind und daß den Detektormitteln Demodulatormittel zugeordnet sind, die auf die definierte Frequenz abgestimmt sind und de­ ren Ausgangssignal als das der Lichtintensität entsprechende Signal den Mitteln zum Vergleichen zugeführt ist.To ensure that the output signal of the detector means neither by the light of the diagnostic light source (s) nor can be influenced by the ambient light, is provided according to a variant that the additional Light source modulator means for modulating the amplitude of the given light with a defined frequency are and that the detector means assigned demodulator means are that are tuned to the defined frequency and de Ren output signal as that corresponding to the light intensity Signal is fed to the means for comparison.

Um zu verhindern, daß das Umgebungslicht das Ausgangssignal der Detektoreinrichtung beeinflußt bzw. um im Falle der Ver­ wendung mehrerer diagnostischer Lichtquellen den einzelnen diagnostischen Lichtquellen zugeordnete Ausgangssignale der Detektoreinrichtung erhalten zu können, ist gemäß einer vor­ teilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der (den) diagnostische(n) Lichtquelle(n) eine Modulatoreinrich­ tung, die das Licht der diagnostischen Lichtquelle mit einer von der definierten Frequenz verschiedenen Modulationsfre­ quenz amplitudenmoduliert bzw. das Licht der diagnostischen Lichtquellen mit sowohl voneinander als auch von der defi­ nierten Frequenz verschiedenen Modulationsfrequenzen amplitu­ denmoduliert, und daß der Detektoreinrichtung eine Demodula­ toreinrichtung zugeordnet ist, die einen auf die Modulations­ frequenz abgestimmten Demodulator bzw. auf die Modulations­ frequenzen abgestimmte Demodulatoren enthält. Das Umgebungs­ licht ist dann ebenso wie das Licht der zusätzlichen Licht­ quelle in dem (den) Ausgangssignal(en) der Demodulatorein­ richtung nicht repräsentiert.To prevent the ambient light from the output signal the detector device affects or in the case of Ver the use of several diagnostic light sources output signals associated with diagnostic light sources To be able to obtain a detector device is according to one partial embodiment of the invention provided that the diagnostic light source (s) a modulator device device that uses the light of the diagnostic light source with a modulation frequency different from the defined frequency amplitude modulated or the light of the diagnostic Light sources with both from each other and from the defi ned frequency different modulation frequencies denmodulates, and that the detector device a demodula is associated with the gate device on the modulation frequency-matched demodulator or modulation contains frequency-matched demodulators. The surrounding Then light is just like the light of the additional light source in the demodulator output signal (s) direction not represented.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below of the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 in grob schematischer Darstellung eine erfindungsge­ mäße Anordnung, Fig. 1 in highly schematic representation of a erfindungsge Permitted arrangement,

Fig. 2 für unterschiedliche Varianten der Anordnung gemäß Fig. 1 in schematischer Darstellung die Art der ausge­ führten Abtastbewegung, Fig. 2 for different variants of the arrangement of FIG. 1 is a schematic representation of the type of scanning being led,

Fig. 3 eine Variante der Anordnung gemäß Fig. 1, und Fig. 3 shows a variant of the arrangement of FIG. 1, and

Fig. 4 in analoger Darstellung zur Fig. 2 die von der Anord­ nung gemäß Fig. 3 ausgeführte Abtastbewegung. Fig. 4 in an analogous representation to FIG. 2, the scanning movement carried out by the arrangement according to FIG. 3.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 weist als diagnostische Licht­ quellen zwei Laserdioden 1, 2 und als weitere Lichtquelle ei­ ne Laserdiode 3 auf. Die diagnostischen Zwecken dienenden La­ serdioden 1 und 2 geben Licht der Wellenlänge λ₁ bzw. λ₂, die noch zu erläuternden Zwecken dienende Laserdiode 3 gibt Licht der Wellenlänge λ₃ ab. Als Werte für die Wellenlängen λ₁ bis λ₃ eignen sich beispielsweise λ₁ = 780 oder 750 nm, λ₂ = 850 oder 800 nm und λ₃ = 670 nm. Zur Stromversorgung der Laserdi­ oden 1 bis 3 sind Stromversorgungseinheiten 4, 5, 6 vorgese­ hen.The arrangement according to FIG. 1 has two laser diodes 1 , 2 as diagnostic light sources and a laser diode 3 as a further light source. The diagnostic purposes serving La serdioden 1 and 2 give light of the wavelength λ₁ and λ₂, the laser diode 3 still serving for explanation purposes emits light of the wavelength λ₃. Suitable values for the wavelengths λ₁ to λ₃ are, for example, λ₁ = 780 or 750 nm, λ₂ = 850 or 800 nm and λ₃ = 670 nm. Power supply units 4 , 5 , 6 are provided for powering the laser diodes 1 to 3 .

An jede der Stromversorgungseinheiten 4 bis 6 ist ein Modula­ tor 7, 8, 9 angeschlossen, der den jeweils abgegebenen Ver­ sorgungsstrom amplitudenmoduliert. Dabei bilden die Modulato­ ren 7 und 8 eine den diagnostischen Zwecken dienenden Laser­ dioden 1 und 2 zugeordnete Modulatoreinrichtung. Der Modula­ tor 7 weist eine Modulationsfrequenz f₁ auf, die von der Mo­ dulationsfrequenz f₂ des Modulators 8 verschieden ist. Der Modulator 9 bildet der weiteren Laserdiode 3 zugeordnete Mo­ dulatormittel und moduliert den der Laserdiode 3 zugeführten Versorgungsstrom mit einer definierten Frequenz f₃. Diese ist von den Modulationsfrequenzen f₁ und f₂ verschieden. Das von den Laserdioden 1 bis 3 erzeugte amplitudenmodulierte Licht wird jeweils mittels einer Optik 10, 11, 12 in eine als Lichtwellenleiter vorgesehene Glasfaser 13, 14, 15 eingekop­ pelt. Die Glasfasern 13 bis 15, die einen Durchmesser von z. B. 100 µm aufweisen, münden in einen Lichtwellenleiter- Koppler 16, der das von den Laserdioden 1 bis 3 stammende Licht in eine einzige Glasfaser 17 (Durchmesser z. B. 400 µm) einkoppelt. Deren freies Ende bildet die Lichtaustrittszone der Anordnung.To each of the power supply units 4 to 6 , a modulator 7 , 8 , 9 is connected, which modulates the supply current Ver supplied amplitude. The modulators 7 and 8 form a laser diode 1 and 2 assigned to the diagnostic purposes modulator device. The modulator 7 has a modulation frequency f 1, which is different from the modulation frequency f 2 of the modulator 8 . The modulator 9 forms the further laser diode 3 associated modulator means and modulates the supply current supplied to the laser diode 3 with a defined frequency f 3. This is different from the modulation frequencies f₁ and f₂. The amplitude-modulated light generated by the laser diodes 1 to 3 is coupled by means of optics 10 , 11 , 12 into a glass fiber 13 , 14 , 15 provided as an optical waveguide. The glass fibers 13 to 15 , which have a diameter of z. B. 100 microns open into an optical fiber coupler 16 , which couples the light from the laser diodes 1 to 3 in a single glass fiber 17 (diameter z. B. 400 microns). Its free end forms the light exit zone of the arrangement.

Der Lichtaustrittszone unmittelbar gegenüberliegend ist die Lichteintrittszone der Anordnung angebracht,. bei der es sich um das eine Ende eines als Lichtwellenleiter dienenden Glas­ faserbündels 18 handelt. Dieses weist einen Durchmesser von ca. 5 mm auf. Die einzelnen Glasfasern des Glasfaserbündels 18 weisen einen Durchmesser von beispielsweise 50 µm auf. Am Ausgang verzweigt sich das Glasfaserbündel 18 im Verhältnis 10 : 1. Der stärkere Teil des Faserbündels dient dazu, ca. 90% des in die Lichteintrittszone eingetretenen Lichtes über ein optisches Filter 19, dessen Zweck noch erläutert werden wird, und eine Optik 20 einem Photomultiplier 21 zuzuführen. Bei diesem handelt es sich um die Detektoreinrichtung der An­ ordnung. Der dünnere Teil des Glasfaserbündels 18 führt zu einer als Detektormittel vorgesehenen Fotodiode 22. Auch hier ist eine Optik vorgesehen, die mit 23 bezeichnet ist.The light entry zone of the arrangement is located directly opposite the light exit zone. which is one end of a glass fiber bundle 18 serving as an optical waveguide. This has a diameter of approx. 5 mm. The individual glass fibers of the glass fiber bundle 18 have a diameter of, for example, 50 μm. At the exit, the glass fiber bundle 18 branches at a ratio of 10: 1. The stronger part of the fiber bundle is used for approx. 90% of the light entering the light entry zone via an optical filter 19 , the purpose of which will be explained below, and an optical system 20 for a photomultiplier 21 feed. This is the detector device of the order. The thinner part of the glass fiber bundle 18 leads to a photodiode 22 provided as a detector means. An optical system is also provided here, which is designated by 23 .

Das Ausgangssignal des Photomultipliers 21 gelangt zu zwei eine Demodulatoreinrichtung bildenden Demodulatoren 24, 25, die auf die Modulationsfrequenzen f₁ und f₂ abgestimmt sind. Das im Strahlengang vor dem Photomultiplier 21 befindliche optische Filter 19 ist derart, z. B. als Kantenfilter, ausge­ bildet, daß es Licht der Wellenlänge λ₃ von dem Photomulti­ plier 21 fern hält. The output signal of the photomultiplier 21 reaches two demodulators 24 , 25 forming a demodulator device, which are tuned to the modulation frequencies f 1 and f 2. The optical filter 19 located in the beam path in front of the photomultiplier 21 is such, for. B. as an edge filter, forms out that it keeps light of the wavelength λ₃ from the photomulti plier 21 far.

Befindet sich zwischen der Lichtaustritts- und der Lichtein­ trittszone der Anordnung ein Objekt, z. B. eine weibliche Brust M, so entsprechen die elektrischen Ausgangssignale der Demodulatoren 24 und 25 der Intensität der durch das Objekt M transmittierten und in die Lichteintrittszone eingetretenen Anteilen des von den Laserdioden 1 und 2 ausgehenden Lichtes. Störungen durch das Umgebungslicht sind infolge der Modula­ tion des Lichtes der Laserdioden 1 und 2 mit den Modulations­ frequenzen f₁ und f₂ ausgeschlossen. Die Ausgangssignale der Demodulatoren 24 und 25 gelangen zu Signalaufbereitungsschal­ tungen 27 und 28, die diese Ausgangssignale gleichrichten, einer Analog/Digital-Wandlung unterziehen und zuvor eventuell logarithmieren und/oder integrieren. Die digitalen Ausgangs­ daten der Signalaufbereitungsschaltung 27 und 28 sind dem Speicher 29 einer insgesamt mit 30 bezeichneten elektroni­ schen Recheneinrichtung zugeführt. Diese verarbeitet die Da­ ten und stellt diese numerisch, graphisch oder in Bildform auf einem Monitor 31 dar. Außer dem Monitor 31 ist an die elektronische Recheneinrichtung 30 eine Tastatur 32 ange­ schlossen, die zur Bedienung der Anordnung dient.There is an object between the light exit and the light entry zone of the arrangement, z. B. a female breast M, the electrical output signals of the demodulators 24 and 25 correspond to the intensity of the portions of the light emitted by the laser diodes 1 and 2 that are transmitted through the object M and entered the light entry zone. Interferences from the ambient light are excluded due to the modulation of the light of the laser diodes 1 and 2 with the modulation frequencies f 1 and f 2 . The output signals of the demodulators 24 and 25 arrive at signal conditioning circuits 27 and 28 , which rectify these output signals, subject them to an analog / digital conversion and possibly logarithmize and / or integrate them beforehand. The digital output data of the signal conditioning circuit 27 and 28 are supplied to the memory 29 of a total of 30 designated electronic computing device. This processes the data and displays them numerically, graphically or in image form on a monitor 31. In addition to the monitor 31 , a keyboard 32 is connected to the electronic computing device 30 and is used to operate the arrangement.

Die elektronische Recheneinrichtung 30 übernimmt auch die Steuerung einer insgesamt mit 32 bezeichneten Abtasteinheit. Diese weist einen etwa U-förmigen Rahmen 34 auf, dessen Schenkel an ihren freien Enden mit Aufnahmen für das die Lichtaustrittszone bildende Ende der Glasfaser 17 und das die Lichteintrittszone bildende Ende des Glasfaserbündels 18 auf­ weist. Dem Rahmen 34 ist eine von der elektronischen Rechen­ einrichtung 30 gesteuerte Antriebseinheit 35 zugeordnet, die den Rahmen 34 derart verstellt, daß das zwischen zwei optisch transparenten Kompressionsplatten 36 und 37 aufgenommene Ob­ jekt M, z. B. eine Mamma, gemäß Fig. 2 im Sinne eine mäander­ förmigen Abtastbewegung abgetastet wird. Die elektronische Recheneinrichtung 30 und die Abtasteinheit 32 mit dem Rahmen 34 und der Antriebseinheit 35 bilden also Abtastmittel. The electronic computing device 30 also takes over the control of a scanning unit, designated as a whole by 32 . This has an approximately U-shaped frame 34 , the legs of which have at their free ends with receptacles for the end of the glass fiber 17 forming the light exit zone and the end of the glass fiber bundle 18 forming the light entry zone. The frame 34 is assigned a drive unit 35 controlled by the electronic computing device 30 , which adjusts the frame 34 in such a way that the object M, for example, accommodated between two optically transparent compression plates 36 and 37 . B. a mom, according to FIG. 2 in the sense of a meandering scanning movement. The electronic computing device 30 and the scanning unit 32 with the frame 34 and the drive unit 35 thus form scanning means.

Wenn das von der Abtastbewegung erfaßte Feld, so wie dies auch in Fig. 2 dargestellt ist, größer ist als der in dem Feld befindliche Bereich des abzutastenden Objektes M, erge­ ben sich während der Abtastbewegung Positionen des Rahmens 34 und des Objektes M relativ zueinander, in denen sich das Ob­ jekt M nicht zwischen der Lichtaustritts- und der Lichtein­ trittszone befindet. Würde nun das aus der Lichtaustrittszone austretende Licht unmittelbar in die Lichteintrittszone fal­ len, so würde dies dazu führen, daß der Photomultiplier 21 in die Sättigung gerät und eventuell beschädigt wird. Da die Sättigungserscheinungen nur sehr langsam abklingen, bestünde die Gefahr, daß dann, wenn sich das Objekt M wieder zwischen der Lichtaustritts- und der Lichteintrittszone befindet, das Ausgangssignal des Photomultipliers 21 nicht der Intensität des tatsächlich in den Photomultiplier 21 einfallenden Lich­ tes, sondern einer höheren Lichtintensität entspricht. Eine exakte Messung wäre also nicht möglich. Außerdem bestünde die Gefahr, daß der Photomultiplier 21 irreversibel geschädigt wird.If the field covered by the scanning movement, as is also shown in FIG. 2, is larger than the area of the object M to be scanned located in the field, positions of the frame 34 and the object M relative to one another result during the scanning movement, in which the object M is not between the light exit and the light entry zone. If the light emerging from the light exit zone were to fall directly into the light entry zone, this would result in the photomultiplier 21 becoming saturated and possibly being damaged. Since the saturation subsides only very slowly, there is a risk that when the object M is again between the light exit and the light entry zone, the output signal of the photomultiplier 21 is not the intensity of the light actually incident in the photomultiplier 21 , but one corresponds to higher light intensity. An exact measurement would not be possible. There would also be a risk that the photomultiplier 21 would be irreversibly damaged.

Im Falle der erfindungsgemäßen Anordnung ist bezüglich dieser Probleme durch Heranziehung des Ausgangssignales der Foto­ diode 22 Abhilfe geschaffen. Das Ausgangssignal der Fotodiode 22 wird wie bereits erwähnt, einem auf die definierte Fre­ quenz f₁₃ abgestimmten Demodulator 26 zugeführt. Das Aus­ gangssignal des Demodulators 26 repräsentiert dann aus­ schließlich denjenigen Anteil des von der Laserdiode 3 stam­ menden Lichtes, der ausgehend von der Lichtaustrittszone durch das Objekt M zur Lichteintrittszone transmittiert wurde. Dieses elektrische Signal ist Mitteln zum Vergleichen, nämlich einem Vergleicher 38 zugeführt. Dem anderen Eingang des Vergleichers 38 ist von der elektronischen Recheneinrich­ tung 30 ein Signal zugeführt, das einem Schwellwert des Aus­ gangssignals des Demodulators 26 entspricht, das dann auf­ tritt, wenn das Objekt M in seinem Randbereich, wo es natur­ gemäß eine geringere Dicke aufweist, durchstrahlt wird. Wird der Schwellwert überschritten, ändert sich der Pegel des über Steuerleitungen 39, 40 mit den Stromversorgungseinheiten 4, 5 verbundenen Ausgangs des Vergleichers 38. Nimmt der Ausgang des Vergleichers 38 seinen einer Überschreitung des Schwell­ wertes entsprechenden Pegel an, unterbrechen die Stromversor­ gungseinheiten 4 und 5 den Versorgungsstrom der Laserdioden 1 und 2 und geben diesen erst wieder frei, wenn sich der Aus­ gangspegel des Vergleichers 38 ändert, das Ausgangssignal des Demodulators 26 also höchstens gleich dem Schwellwert ist. Hierdurch wird erreicht, daß rechtzeitig, bevor ein unge­ schwächter Eintritt des aus der Lichtaustrittszone austreten­ den Lichtes in die Lichteintrittszone möglich wäre, die La­ serdioden 1 und 2 abgeschaltet werden. Da das von der Laser­ diode 3 stammende Licht durch das optische Filter 19 von dem Photomultiplier 21 ferngehalten wird, sind Sättigungserschei­ nungen des Photomultipliers 21 infolge des von der Laserdiode 3 stammenden Lichtes vermieden.In the case of the arrangement according to the invention, these problems are remedied by using the output signal of the photo diode 22 . As already mentioned, the output signal of the photodiode 22 is supplied to a demodulator 26 tuned to the defined frequency f₁₃. The output signal from the demodulator 26 then finally represents that portion of the light originating from the laser diode 3 that was transmitted from the light exit zone through the object M to the light entry zone. This electrical signal is fed to means for comparison, namely a comparator 38 . The other input of the comparator 38 is supplied by the electronic Recheneinrich device 30 a signal which corresponds to a threshold value of the output signal of the demodulator 26 , which occurs when the object M in its edge region, where it naturally has a smaller thickness, is irradiated. If the threshold value is exceeded, the level of the output of the comparator 38 connected to the power supply units 4 , 5 via control lines 39 , 40 changes. The output of the comparator 38 assumes its level corresponding to an exceeding of the threshold value, the power supply units 4 and 5 interrupt the supply current of the laser diodes 1 and 2 and only release this again when the output level of the comparator 38 changes, the output signal of the Demodulator 26 is therefore at most equal to the threshold. This ensures that the La serdiodes 1 and 2 are switched off in good time before an un weak weakened entry of the light emerging from the light exit zone into the light entry zone would be possible. Since the light coming from the laser diode 3 is kept away from the photomultiplier 21 by the optical filter 19 , saturation phenomena of the photomultiplier 21 due to the light coming from the laser diode 3 are avoided.

Die beschriebene Abschaltung der Laserdioden 1 und 2 durch das mittels des Vergleichers 38 erzeugte Schaltsignal ist in Fig. 2 dadurch angedeutet, daß diejenigen Abschnitte der Ab­ tastbewegung, in der die Laserdioden 1 und 2 abgeschaltet sind, lediglich strichliert dargestellt sind.The described shutdown of the laser diodes 1 and 2 by the switching signal generated by the comparator 38 is indicated in Fig. 2 by the fact that those portions of the scanning movement, in which the laser diodes 1 and 2 are switched off, are only shown in broken lines.

Es wird also deutlich, daß die Laserdiode 3 mit der Stromver­ sorgungseinheit 6, dem Modulator 9, der Optik 12 und der Glasfaser 15, der Lichtwellenleiter-Koppler 16, die Glasfaser 17 und das Glasfaserbündel 18, die Optik 23, die Fotodiode 22 und der Demodulator 23, sowie der Vergleicher 38 mit der elektronischen Recheneinrichtung 30 und den Steuerleitungen 39, 40 eine Schutzeinrichtung bilden, die eine direkte Be­ strahlung des Photomultipliers 21 mit dem Licht der Laser­ dioden 1 und 2 verhindert.It is therefore clear that the laser diode 3 with the Stromver supply unit 6 , the modulator 9 , the optics 12 and the optical fiber 15 , the optical fiber coupler 16 , the optical fiber 17 and the optical fiber bundle 18 , the optics 23 , the photodiode 22 and the Demodulator 23 , and the comparator 38 with the electronic computing device 30 and the control lines 39 , 40 form a protective device which prevents direct radiation of the photomultiplier 21 with the light of the laser diodes 1 and 2 .

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen dadurch, daß die Schutzeinrichtung einen weiteren Vergleicher 41 enthält, dem von dem elektroni­ schen Recheneinrichtung 30 ein Schwellwert zugeführt ist, der wenig unterhalb desjenigen Schwellwertes liegt, der dem Ver­ gleicher 38 zugeführt ist. Der Ausgang des Vergleichers 41 ist mit der elektronischen Recheneinrichtung 30 verbunden. Ändert sich der Ausgangspegel des Vergleichers 41 in einer Weise, die ein Überschreiten des für den Vergleicher 41 maß­ geblichen Schwellwertes anzeigt, steuert die elektronische Recheneinrichtung 30 die Antriebseinheit 35 auf dieses Schaltsignal hin derart an, daß eine Umkehrung der Bewegungs­ richtung der mäanderförmigen Abtastbewegung bewirkt wird und gleichzeitig eine neue Bahn abgetastet wird. Anders als im Falle der Anordnung gemäß der Fig. 1 beschränkt sich die Ab­ tastbewegung also tatsächlich auf den innerhalb des Objektes M befindlichen Bereich des an sich abtastbaren Feldes. Hin­ sichtlich der Größe des an sich abtastbaren Feldes unter­ scheidet sich die Anordnung gemäß Fig. 3 nicht von der gemäß Fig. 1. Eine Abschaltung der Fotodioden 1 und 2 erfolgt nur dann, wenn beispielsweise infolge von Bewegungen des Objektes M auch der höhere, für den Vergleicher 38 maßgebliche Schwellwert überschritten wird.The embodiment of FIG. 3 differs from that described above in that the protective device contains a further comparator 41 , which is supplied by the electronic computing device 30 with a threshold value which is slightly below the threshold value which is supplied to the comparator 38 . The output of the comparator 41 is connected to the electronic computing device 30 . If the output level of the comparator 41 changes in a manner which indicates that the threshold value which is relevant for the comparator 41 is exceeded, the electronic computing device 30 controls the drive unit 35 in response to this switching signal in such a way that the direction of movement of the meandering scanning movement is reversed and at the same time a new path is scanned. Unlike in the case of the arrangement according to FIG. 1, the scanning movement is therefore actually restricted to the area of the field which can be scanned per se and is located within the object M. Hin visibly the size of the scannable se field under the arrangement is not 1. A shutdown of the photodiodes 1 and 2 is deposited according to FIG. 3 of the FIG. Occurs only when, for example, as a result of movements of the object M and the higher for the comparator 38 relevant threshold value is exceeded.

Bei den Komparatoren 38 und 41, der Mittel zum Vergleichen, kann es sich sowohl um digital als auch analog arbeitende Vergleicher handeln. Im ersteren Fall muß zwischen dem Ver­ gleicher 38 bzw. den Vergleichern 38 und 41 und dem Demodula­ tor 25 ein Analog/Digital-Wandler vorhanden sein. Die elek­ tronische Recheneinrichtung 30 gibt dann den Schwellwert bzw. die Schwellwerte in Form digitaler Daten aus. Im Falle der analogen Variante enthält die elektronische Recheneinrichtung 30 einen bzw. zwei Digital/Analog-Wandler, die das dem Ver­ gleicher 38 zugeführte Schwellwertsignal bzw. die den Ver­ gleichern 38 und 41 zugeführten Schwellwertsignale erzeugen. Die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Anordnungen sind ent­ sprechend aufgebaut. Es bestünde aber auch die Möglichkeit, einen bzw. zwei separate Digital/Analog-Wandler vorzusehen und zwischen der elektronischen Recheneinrichtung 30 und dem Vergleicher 38 bzw. den Vergleichern 38 und 41 anzuordnen. Die elektronische Recheneinrichtung 30 könnte dann dem Schwellwert bzw. den Schwellwerten entsprechende digitale Da­ ten ausgeben, die von dem Digital/Analog-Wandler bzw. den Di­ gital/Analog-Wandlern in entsprechende analoge Schwellwertsi­ gnale umgesetzt werden, die dem Vergleicher 28 bzw. den Ver­ gleichern 38 und 41 zugeführt sind.The comparators 38 and 41 , the means for comparing, can be both digital and analog comparators. In the former case, an analog / digital converter must be present between the comparator 38 or the comparators 38 and 41 and the demodulator 25 . The electronic computing device 30 then outputs the threshold value or the threshold values in the form of digital data. In the case of the analog version, the electronic computing device 30 includes one or gleichern produce two digital / analog converters, the same Ver the 38 supplied threshold signal or the Ver threshold signals 38 and 41 supplied. The arrangements shown in FIGS. 1 and 3 are constructed accordingly. However, it would also be possible to provide one or two separate digital / analog converters and to arrange them between the electronic computing device 30 and the comparator 38 or the comparators 38 and 41 . The electronic computing device 30 could then output the digital data corresponding to the threshold value or the threshold values, which are converted by the digital / analog converter or the digital / analog converters into corresponding analog threshold value signals, which the comparator 28 or the Ver compare 38 and 41 are supplied.

Die vorstehend beschriebene mäanderförmige Abtastbewegung er­ folgt derart, daß eine lückenlose Abtastung des interessie­ renden Bereiches des Objektes M stattfindet. Dies bedeutet, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten parallelen Bahnen der mäanderförmigen Abtastbewegung gleich dem Durchmesser des in das Objekt M aus der Lichtaustrittszone eintretenden Lichtbündels ist.The meandering scanning movement described above he follows in such a way that a seamless scan of the interest renden area of the object M takes place. This means, that the distance between two adjacent parallel tracks the meandering scanning movement is equal to the diameter of the entering the object M from the light exit zone Light beam is.

Im Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele erfolgt die Verstellung der Lichtaustritts- und der Lichteintrittszone einerseits und des Objektes M andererseits relativ zueinander im Sinne einer Abtastbewegung derart, daß das Objekt M sta­ tionär bleibt, während die Lichtaustritts- und die Lichtein­ trittszone gemeinsam relativ zu dem Objekt M verlagert wer­ den. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Lichtaus­ tritts- und Lichteintrittszone in Ruhe zu lassen und das Ob­ jekt M zu verlagern. Schließlich besteht die Möglichkeit, die Abtastbewegung dadurch zu realisieren, daß sowohl die Licht­ austritts- und Lichteintrittszone als auch das Objekt M ver­ lagert werden. Die Abtastbewegung kann übrigens schrittweise oder kontinuierlich ausgeführt werden. Die in den Speicher 29 eingeschriebenen Daten, der übrigens vorzugsweise derart aus­ gebildet ist, daß die zuerst eingelesenen Daten auch zuerst ausgelesen werden, werden von der elektronischen Rechenein­ richtung 30 synchron mit der Abtastbewegung ausgelesen. In the case of the exemplary embodiments described, the adjustment of the light exit and light entry zone on the one hand and the object M on the other hand takes place relative to one another in the sense of a scanning movement in such a way that the object M remains stationary, while the light exit and light entry zone together relative to the object M who will be relocated. However, there is also the option of leaving the light exit and light entry zone alone and relocating the object M. Finally, there is the possibility of realizing the scanning movement in that both the light exit and light entry zone and the object M are stored ver. Incidentally, the scanning movement can be carried out step by step or continuously. The data written into the memory 29 , which incidentally is preferably formed in such a way that the data read in first are also read out first, are read out by the electronic computing device 30 in synchronism with the scanning movement.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Ausgangs­ signal des Photomultipliers 21 Demodulatoren 24, 25 zuge­ führt, die auf die Modulationsfrequenzen f₁ und f₂ der Modu­ latoren 7 und 8 abgestimmt sind. Es werden also spezielle auf die jeweilige Modulationsfrequenz abgestimmte Demodulatoren benötigt. Alternativ kann das Ausgangssignal des Photomulti­ pliers 21 mit komplementären Frequenzen gemischt werden, so daß Signale zu einer einzigen Frequenz f erzeugt werden, wo­ bei die komplementären Frequenzen beispielsweise jeweils durch Subtraktion der entsprechenden Modulationsfrequenz von der einzigen Frequenz entstehen. Es sind dann zwar für jede Modulationsfrequenz unterschiedliche Modulatoren erforder­ lich, es können aber für alle Modulationsfrequenzen identi­ sche, auf die einzige Frequenz abgestimmte Demodulatoren Ver­ wendung finden.In the described embodiments, the output signal of the photomultiplier 21 leads to demodulators 24 , 25 which are matched to the modulation frequencies f 1 and f 2 of the modulators 7 and 8 . Special demodulators that are matched to the respective modulation frequency are therefore required. Alternatively, the output signal of the photomultiplier 21 can be mixed with complementary frequencies, so that signals are generated at a single frequency f, where the complementary frequencies arise, for example, by subtracting the corresponding modulation frequency from the single frequency. Although different modulators are then required for each modulation frequency, identical demodulators matched to the single frequency can be used for all modulation frequencies.

Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles sind zwei diagnostischen Zwecken dienende, Licht unterschiedlicher Wel­ lenlängen erzeugende Laserdioden 1 und 2 vorgesehen. Es ist im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch möglich, nur eine oder mehr als zwei diagnostischen Zwecken dienende La­ serdioden zu verwenden. Es versteht sich, daß die Zahl der Demodulatoren und Signalaufbereitungsschaltungen der der je­ weils vorhandenen diagnostischen Zwecken dienenden Laser­ dioden entspricht.In the case of the described embodiment, two diagnostic purposes, light of different wavelengths generating laser diodes 1 and 2 are provided. It is of course also possible within the scope of the invention to use only one or more than two diagnostic laser diodes. It is understood that the number of demodulators and signal conditioning circuits corresponds to the laser diodes which are used for diagnostic purposes.

Bei beiden Ausführungsbeispielen ist das Ausgangssignal des Vergleichers 38 über die Steuerleitungen 39, 40 direkt den Stromversorgungseinheiten 4, 5 zugeführt. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die elektronische Recheneinrichtung 30 das Ausgangssignal des Vergleichers 38 auswertet und über die Steuerleitungen 39, 40, die dann an der elektronischen Re­ cheneinrichtung 30 angeschlossen sind, die Stromversorgungs­ einheiten 4, 5 entsprechend dem jeweils vorliegenden Aus­ gangspegel des Vergleichers 38 ansteuert.In both exemplary embodiments, the output signal of the comparator 38 is fed directly to the power supply units 4 , 5 via the control lines 39 , 40 . Alternatively it can be provided that the electronic computing device 30 evaluates the output signal of the comparator 38 and are connected via control lines 39, 40, which then cheneinrichtung on the electronic Re 30, the power supply units 4, 5 according to the present in each case from output level of the comparator 38 controls.

Claims (8)

1. Anordnung zur Untersuchung eines vorzugsweise lebenden Ob­ jektes (M) mit sichtbarem NIR- oder IR-Licht, aufweisend
  • a) wenigstens eine diagnostische Lichtquelle (1, 2), deren Licht dem Objekt (M) zu Untersuchungszwecken zuführbar ist,
  • b) Mittel zum Empfangen von aus dem Objekt (M) austretendem Licht, welche eine Detektoreinrichtung (21) enthalten und ein dem empfangenen Licht entsprechendes Signal liefern, und
  • c) eine Schutzeinrichtung (3, 6, 9, 12, 15, 16, 17, 18, 22, 26, 30, 38, 39, 40), die eine direkte Bestrahlung der Detektoreinrichtung (21) mit dem Licht der diagnostischen Lichtquelle (1, 2) verhindert, wobei
  • d) die Schutzeinrichtung (3, 6, 9, 12, 15, 16, 17, 18, 22, 26, 30, 38, 39, 40, 41), eine zusätzliche Lichtquelle (3), deren Licht dem Objekt (M) gemeinsam mit dem der diagnostischen Lichtquelle(n) (1, 2) zuführbar ist, Detektormittel (22) für das Licht der zusätzlichen Lichtquelle (3), die ein der Lichtintensität entsprechendes Signal liefern, und Mittel (38, 41) zum Vergleichen des Signals der Detektormittel (22) mit einem Schwellwert enthält, und wobei die Mittel zum Vergleichen (38) bei Überschreitung des Schwellwertes ein ent­ sprechendes Schaltsignal abgeben.
1. Arrangement for examining a preferably living object (M) with visible NIR or IR light, comprising
  • a) at least one diagnostic light source ( 1 , 2 ), the light of which can be supplied to the object (M) for examination purposes,
  • b) means for receiving light emerging from the object (M), which contain a detector device ( 21 ) and deliver a signal corresponding to the received light, and
  • c) a protective device ( 3 , 6 , 9 , 12 , 15 , 16 , 17 , 18 , 22 , 26 , 30 , 38 , 39 , 40 ) which directly irradiates the detector device ( 21 ) with the light of the diagnostic light source ( 1 , 2 ) prevents
  • d) the protective device ( 3 , 6 , 9 , 12 , 15 , 16 , 17 , 18 , 22 , 26 , 30 , 38 , 39 , 40 , 41 ), an additional light source ( 3 ), the light from which the object (M) together with that of the diagnostic light source (s) ( 1 , 2 ) can be supplied, detector means ( 22 ) for the light of the additional light source ( 3 ), which supply a signal corresponding to the light intensity, and means ( 38 , 41 ) for comparing the signal contains the detector means ( 22 ) with a threshold value, and the means for comparing ( 38 ) emit a corresponding switching signal when the threshold value is exceeded.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (3, 6, 9, 12, 15, 16, 17, 18, 22, 26, 30, 39, 40, 41) zur Verhinderung der direkten Bestrahlung der Detektoreinrichtung (21) auf das Auftreten des Schaltsignales hin die diagnostische Lichtquelle (1, 2) abschaltet. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the protective device ( 3 , 6 , 9 , 12 , 15 , 16 , 17 , 18 , 22 , 26 , 30 , 39 , 40 , 41 ) to prevent direct radiation of the detector device ( 21 ) switches off the diagnostic light source ( 1 , 2 ) upon the occurrence of the switching signal. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtaustrittszone, aus der das Licht der diagnostischen Lichtquelle(n) (1, 2) und der zusätzlichen Lichtquelle (3) austritt, eine der Lichtaustrittszone gegenüberliegende Lichteintrittszone für das aus dem Objekt (M) austretende Licht und Abtastmittel (30, 34, 35) vorgesehen sind, mittels derer einerseits das Objekt (M) und andererseits die Lichtaustritts- und Lichteintrittszone im Sinne einer Abtastbewegung relativ zueinander verstellbar sind, wobei den Abtastmitteln (30, 34, 35) das Schaltsignal zugeführt ist und die Abtastmittel (30, 34, 35) auf ein Schaltsignal hin jeweils eine Richtungsänderung der Abtastbewegung bewirken.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a light exit zone, from which the light of the diagnostic light source (s) ( 1 , 2 ) and the additional light source ( 3 ) emerges, a light entry zone opposite the light exit zone for that from the object (M) emerging light and scanning means ( 30 , 34 , 35 ) are provided, by means of which on the one hand the object (M) and on the other hand the light exit and light entry zone can be adjusted relative to one another in the sense of a scanning movement, the scanning means ( 30 , 34 , 35 ) the switching signal is supplied and the scanning means ( 30 , 34 , 35 ) each cause a change in direction of the scanning movement in response to a switching signal. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel (30, 34, 35) eine mäanderförmige Abtastbewegung ausführen.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the scanning means ( 30 , 34 , 35 ) perform a meandering scanning movement. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vergleichen (38, 41) das Signal der Detektormittel (22) mit einem zweiten Schwellwert vergleichen, der wenig oberhalb des anderen Schwellwertes liegt, und bei einer Überschreitung des zweiten Schwellwertes ein zweites Schaltsignal erzeugen.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means for comparing ( 38 , 41 ) compare the signal of the detector means ( 22 ) with a second threshold which is slightly above the other threshold, and when the generate a second switching signal at the second threshold value. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Lichtquelle (3) Licht abgibt, dessen Wellenlänge sich von der des Lichtes der diagnostischen Lichtquelle(n) (1, 2) unterscheidet, und daß optische Filtermittel (19) vorgesehen sind, die das Licht der zusätzlichen Lichtquelle (3) von der Detektoreinrichtung (21) fernhalten.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the additional light source ( 3 ) emits light, the wavelength of which differs from that of the light of the diagnostic light source (s) ( 1 , 2 ), and that optical filter means ( 19 ) are provided which keep the light of the additional light source ( 3 ) away from the detector device ( 21 ). 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzlichen Lichtquelle (3) Modulatormittel (9) zur Amplitudenmodulation des abgegebenen Lichtes mit einer definierten Frequenz (f₃) zugeordnet sind und
daß den Detektormitteln (22) Demodulatormittel (26) zugeordnet sind, die auf die definierte Frequenz (f₃) abgestimmt sind und deren Ausgangssignal als das der Lichtintensität entsprechende Signal den Mitteln (38, 41) zum Vergleichen zugeführt ist.7. Arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that the additional light source ( 3 ) modulator means ( 9 ) for amplitude modulation of the emitted light with a defined frequency (f₃) are assigned and
that the detector means ( 22 ) are assigned demodulator means ( 26 ) which are tuned to the defined frequency (f₃) and whose output signal is supplied to the means ( 38 , 41 ) for comparison as the signal corresponding to the light intensity. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der (den) diagnostische(n) Lichtquelle(n) (1, 2) eine Modulatoreinrichtung (7, 8), die das Licht der diagnostischen Lichtquelle mit einer von der der definierten Frequenz verschiedenen Modulationsfrequenz amplitudenmoduliert bzw. das Licht der diagnostischen Lichtquellen (1, 2) mit sowohl voneinander als auch von der definierten Frequenz (f₃) verschiedenen Modulationsfrequenzen (f₁, f₂) amplitudenmoduliert, und
daß der Detektoreinrichtung (21) eine Demodulatoreinrichtung (24, 25) zugeordnet ist, die einen auf die Modulationsfrequenz abgestimmten Demodulator bzw. auf die Modulationsfrequenzen (f₁, f₂) abgestimmte Demodulatoren (24, 25) enthält.8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the (s) diagnostic (n) light source (s) ( 1 , 2 ) has a modulator device ( 7 , 8 ) which the light of the diagnostic light source with one of the the defined frequency different modulation frequency amplitude modulated or the light of the diagnostic light sources ( 1 , 2 ) with both mutually and from the defined frequency (f₃) different modulation frequencies (f₁, f₂) amplitude modulated, and
that the detector device ( 21 ) is assigned a demodulator device ( 24 , 25 ) which contains a demodulator tuned to the modulation frequency or to the modulation frequencies (f 1, f 2) matched demodulators ( 24 , 25 ).
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