DE2514671A1 - GRID FOR PROJECTING A LIGHT PATTERN ON A REFERENCE PLANE AND METHOD FOR CREATING SUCH A GRID - Google Patents

GRID FOR PROJECTING A LIGHT PATTERN ON A REFERENCE PLANE AND METHOD FOR CREATING SUCH A GRID

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DE2514671A1 DE19752514671 DE2514671A DE2514671A1 DE 2514671 A1 DE2514671 A1 DE 2514671A1 DE 19752514671 DE19752514671 DE 19752514671 DE 2514671 A DE2514671 A DE 2514671A DE 2514671 A1 DE2514671 A1 DE 2514671A1
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Description

25H67125H671

ZS-PA 74 12045 9546-75 Dr.v.B/SZS-PA 74 12045 9546-75 Dr.v.B / S

vom 4.4.1974from 04/04/1974

öompagnie .ülectro-Mecanique, 12 Rue Portalis, Paris 8e,öompagnie .ülectro-Mecanique, 12 Rue Portalis, Paris 8e,

PrankreichFrance

Raster zur Projektion eines Lichtmusters auf eine Referenzebene und Verfahren zur Herstellung eines solchen RastersGrid for projecting a light pattern onto a reference plane and method for producing such a grid

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Raster mit parallelen Linien zur Projektion eines Lichtmusters auf eine Referenzebene über ein optisches System, wodurch ein Netz von parallelen, äquidistanten Lichtstreifen auf der Referenzebene entsteht, die eine bestimmte Entfernung vom optischen System hat und mit dessen optischer Achse einen von 90 verschiedenen Winkel bildet. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rasters sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to a grid with parallel lines for projecting a light pattern onto a reference plane via an optical system, creating a Network of parallel, equidistant strips of light is created on the reference plane, which is a certain distance from the optical system and with its optical axis forms an angle different from 90. The invention relates to also to a method for producing such a grid and a device for carrying out this method.

Der Raster nach der vorliegenden Erfindung eignet sich · insbesondere für die Sichtbarmachung von Höhenlinien eines in der Referenzebene befindlichen Gegenstandes mit Hilfe des Moire-Effekts.The grid according to the present invention is particularly suitable for the visualization of contour lines of an in the reference plane located object with the help of the moire effect.

Es ist bekannt, Höhenlinien eines dreidimensionalen Gegenstandes mit Hilfe des Moire-Effekts mit weißem LichtIt is known to create contour lines of a three-dimensional object using the moiré effect with white light

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25U671 -z- 25U671 -z-

sichtbar zu machen. Bei diesen Verfahren ergibt sich das Moire aus der Überlagerung des Gittermusters und dessen Schatten auf dem zu analysierenden dreidimensionalen Gegenstand. Dieses Verfahren läßt sich gut in der ^chtzeit durchführen, hat jedoch den Machteil, daß Gitter von der Größe des zu analysierenden Gegenstandes benötigt werden, was den Anwendungsbereich einschränkt.to make visible. This is the case with these procedures Moiré from the superposition of the grid pattern and its shadow on the three-dimensional object to be analyzed. This procedure can be carried out well in real time has the disadvantage, however, that grids of the size of the object to be analyzed are required, which limits the scope restricts.

Auch die Projektion von inkoherenten Lichtstreifen auf einen zu analysierenden dreidimensionalen GegenstaP-d ist schon zum Erzeugen eines Moires auf dem Gegenstand verwendet worden. Zur Darstellung solcher Moiremuster, gibt es zwei Möglichkeiten. Eine .besteht darin, den Gegenstand mit zwei Lichtmustern zu beleuchten und zwar so, daß der Gegenstand sich in zwei identischen Lichtstreifenfeldern befindet, die gegeneinander winkelmäßig versetzt sind. Bei einem zweiten Verfahren wird der Gegenstand durch einen Raster beleuchtet und unter einem anderen Winkel durch eine Linse und einen weiteren Raster oder eine Maske betrachtet. Bei diesem zweiten Verfahren entsteht der Moireeffekt durch Multiplikation der Lichtintensitäten und nicht durch eine Überlagerung wie im ersterwähnten i'alle, so daß sich ein besserer Kontrast ergibt. Dieses im Prinzip bekannte Verfahren ist bereits verschiedentlich angewandt worden, insbesondere zur Analyse von Deformationen von Gegenständen und bei Projektoren für modifizierte Profile. Soweit bekannt, ist diese Technik zur Bildung eines Moiremusters zur Sichtbarmachung von Höhenlinien auf dreidimensionalen Gegenständen jedoch noch nicht verwendet worden. Außerdem kann man mit den bisher zur Darstellung von Iloiremustern benützten Rastern keine Höhenlinien erhalten, denn sie gestatteten nicht, ein periodisches Lichtmuster mit schrägem Einfallwinkel auf eine Referenzebene zu projizieren,so daß in dieser eine Verteilung von parallelen, äquidistanten Streifen entsteht.Also the projection of incoherent streaks of light a three-dimensional object to be analyzed has already been used to generate a moire on the object. There are two options for displaying such moiré patterns. One consists in illuminating the object with two patterns of light in such a way that the object is divided into two identical light strip fields are located, which are angularly offset from one another. A second procedure is the object is illuminated by a grid and at a different angle by a lens and another grid or looking at a mask. In this second method, the moire effect is created by multiplying the light intensities and not by a superposition as in the first mentioned i'alle, so that there is a better contrast. This method, which is known in principle, has already been used in various ways in particular for the analysis of deformations of objects and in projectors for modified profiles. So far is known, this technique for the formation of a moiré pattern to make contour lines visible on three-dimensional Items have not yet been used. You can also use the previously used to display iloire patterns Grids do not receive contour lines because they do not allow a periodic light pattern with an oblique To project the angle of incidence onto a reference plane, so that in this creates a distribution of parallel, equidistant strips.

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Aufgabe der Erfindung ist in erster Linie, einen neuen Kartei- lUit parallelen Linien anzugeben, z.B. zur Projektion eines Lichtmusters durch ein optisches System auf eine Referenzebene, so daiä sich auf dieser Ebene ein Gitter von parallelen, äquidistanten Streifen ergibt, wenn sich diese Ebene in einer bestimmten Entfernung vom optischen System befindet und einen bestimmten, von 90° verschiedenen Winkel mit der optischen Achse des optischen Systems bildet.The object of the invention is primarily to provide a new one Specify card file with parallel lines, e.g. for projection a light pattern through an optical system on a reference plane, so that a grid of parallel, equidistant strips results on this plane, if these are present Plane is at a certain distance from the optical system and at a certain angle other than 90 ° forms the optical axis of the optical system.

i'emer soll durch die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen solchen Raster sowie eine Vorrichtung zur Verwirklichung dieses Verfahrens angegeben werden.The present invention is intended to provide a manufacturing method for such a grid and a device for implementing this method are specified.

Der Raster entsprechend der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es Streifen oder Linien enthält, die eine aperiodische Verteilung mit einer Pseudoperiode P haben, die durch die folgende Rekursions-Eormel gegeben ist:The grid according to the present invention is characterized in that it contains strips or lines, which have an aperiodic distribution with a pseudoperiod P given by the following recursion formula:

f.p.tgoC' (2d?-f) VU(^- 1)2 tg20C « P = *- -1- fptgoC '(2d ? -f) VU (^ - 1) 2 tg 2 0C «P = * - - 1 -

[(cL2-f) tgOC« + npj [(d2-f) tgoC1 + (n+1) pl[(cL 2 -f) tgOC «+ npj [(d 2 -f) tgoC 1 + (n + 1) pl

Hierin bedeuten:Herein mean:

η eine ganze positive oder negative Zahl (der Wert η = 0 entspricht der der optischen Achse benachbarten Linie,η a whole positive or negative number (the value η = 0 corresponds to the line adjacent to the optical axis,

f die Brennweite des optischen Systems,f is the focal length of the optical system,

ρ die Periode der äquidistanten Streifen auf der Referenzebene ,ρ is the period of the equidistant stripes on the reference plane ,

dp die Enifernung der Referenzebene vom optischen System und OC1 der Winkel zwischen der Referenzebene und der optischen Achse.dp is the distance of the reference plane from the optical system and OC 1 is the angle between the reference plane and the optical axis.

Durch Anordnung des Rasters gemäß der Erfindung in einer Ebene, welche die optische Konjugierende der ReferenzebeneBy arranging the grid according to the invention in a plane which is the optical conjugate of the reference plane

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bezüglich des optischen Systems ist (die konjugierte Ebene bildet ebenfalls einen von 90° verschiedenen Winkel mit der optischen Achse des Systems) und Verwendung eines Projektionssystems ist es möglich, durch den Raster und das optische System ein periodisches Lichtmuster derart auf eine Referenzebene zu projizieren, daß es ein Gitter von parallelen, äquidistanten Streifen auf der Referenzebene bildet. Wenn nun ein dreidimensionaler Gegenstand in die Referenzebene gestellt wird und dieser Gegenstand über ein zweites optisches System, dessen Achse senkrecht auf der Referenzebene steht, und durch einen zweiten Raster betrachtet wird, so erscheinen auf dem Gegenstand Linien oder Moirestreifen, die niciits anderes sind als Höhenlinien des Gegenstandes bezüglich der Referenzebene.with respect to the optical system (the conjugate plane also forms an angle other than 90 ° with the optical axis of the system) and using a projection system, it is possible through the grid and the optical System to project a periodic light pattern onto a reference plane in such a way that there is a grid of parallel, equidistant Forms stripes on the reference plane. If now a three-dimensional object is placed in the reference plane is and this object through a second optical system, the axis of which is perpendicular to the reference plane, and through If a second grid is viewed, lines or moiré stripes appear on the object, which are nothing else as contour lines of the object with respect to the reference plane.

Das Herstellungsverfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Photographie oder ein Bild des gewünschten, in der Referenzebene angeordneten Gitters mit demselben optischen System, das zur Projektion des Lichtmusters auf die Referenzebene benützt wird, aufgenommen wird.Das optische System und die Referenzebene sind bei der Aufnahme in derselben Weise angeordnet wie bei der Projektion des Lichtmusters und in einer Ebene, die bezüglich des optischen Systems zur Referenzebene optisch konjugiert ist, wird eine photographische Platte oder ein Film angeordnet, die nach der Aufnahme entwickelt werden.The manufacturing method according to the invention is characterized in that a photograph or an image of the desired, Grating arranged in the reference plane with the same optical system that is used to project the light pattern is used on the reference plane The optical system and the reference plane are arranged in the same way when recording as when projecting the Light pattern and in a plane which is optically conjugate with respect to the optical system to the reference plane, is a photographic plate or film to be developed after shooting.

Das auf diese Weise erhaltene Negativbild kann nun direkt als Raster entsprechend der Erfindung benützt werden. Der Raster besteht aus einer durchsichtigen Folie, z.B. einem photographischen Film, auf welcher undurchsichtige Streifen oder Linien abgebildet sind. Eine Variante besteht darin, mit dem so erhaltenen Filmnegativ z.B. durch einen Photoätzprozeß eine Reihe Linien, die das Licht abwechselnd absorbieren und reflektierenf/iiner lichtundurchlässigen Platte zu bilden, so daß man einen teilweise reflektierenden und teilweiseThe negative image obtained in this way can now be used directly as a grid according to the invention. Of the Raster consists of a transparent sheet, e.g. a photographic film, on which opaque strips or lines are shown. A variant consists in using the film negative obtained in this way, e.g. by means of a photo-etching process a series of lines that alternately absorb and reflect light to form an opaque plate, so that you get a partially reflective and partially

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nicht reflektierenden Raster erhält. Im ersten Falle ist das mit dem Easter nach der Erfindung verwendete Projektionssystem zum Projizieren eines Lichtmusters auf die Referenzebene so angeordnet, daß das aus ihm austretende Licht durch den Raster fällt, während im zweiten lalle das Projektionssystem derart angeordnet ist, daß das austretende Lichtbündel vom Raster reflektiert wird.non-reflective grid. In the first case is the projection system used with the Easter of the invention arranged for projecting a light pattern onto the reference plane so that the light emerging from it passes through the grid falls, while in the second lalle the projection system so is arranged that the exiting light beam is reflected by the grid.

Weitere Einzelheiten werden im !Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:Further details are given below with reference explained in more detail on the drawings; show it:

Figur 1 eine graphische Darstellung, aus der die bei der Herstellung des Rasters gemäß der Erfindung in Betracht zu ziehenden Parameter ersichtlich sind;Figure 1 is a graph showing the in the Manufacture of the grid according to the invention can be seen parameters to be taken into account;

Figur 2 eine Draufsicht auf einen Teil eines Rasbers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;FIG. 2 shows a plan view of part of a razor according to an exemplary embodiment of the invention;

Figur 3 schematisch ein optisches System zur Herstellung eines Rasters gemäß der Erfindung. Dasselbe optische System kann nach einigen Änderungen zur Sichtbarmachung von Höhenlinien eines dreidimensionalen Gegenstandes verwendet werden.FIG. 3 schematically shows an optical system for production of a grid according to the invention. After a few changes, the same optical system can be used to make contour lines visible of a three-dimensional object can be used.

In Figur 1 ist ein Raster T gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, der im Wege eines Lichtbündels einer Projektionsvorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet ist und gestattet, durch ein optisches System, das z.B. aus einer Sammellinse L1 besteht, ein periodisches Lichtmuster auf eine Referenzebene Pr mit schrägem Einfall (Winkel i fi 0) zu projizieren. Genauer gesagt, kann mit dem vorliegenden Raster · T auf der Referenzebene P , die sich in einer bestimmten Entfernung dp vom optischen System L1 befindet und einen vorgegebenen Winkel oc1 mit der optischen Achse des Systems L1 bildet, ein Muster oder Gitter 1 aus parallelen, äquidistanten Streifen, deren Periodizität in Figur 2 mit "p" bezeichnet ist, erzeugt werden. Um in der Referenzebene P Streifen mit genau gleicher (konstanter) Breite (Periodizität) zu erhalten,In Figure 1, a grid T is shown according to an embodiment of the invention, which is arranged by way of a light beam of a projection device (not shown) and allows a periodic light pattern on a reference plane through an optical system, which consists for example of a converging lens L 1 Project Pr with an oblique incidence (angle i fi 0). More precisely, with the present grid · T, a pattern or grating 1 can be formed on the reference plane P, which is located at a certain distance dp from the optical system L 1 and forms a predetermined angle oc 1 with the optical axis of the system L 1 parallel, equidistant strips, the periodicity of which is denoted by "p" in FIG. 2, are generated. In order to obtain strips with exactly the same (constant) width (periodicity) in the reference plane P,

5 0 9 8 4 3/08085 0 9 8 4 3/0808

genügt es nicht, einen periodischen Raster in der Ebene PT , die hinsichtlich des optischen Systems L- zur Ebene P optisch konjugiert ist, mit der optischen Achse einen WinkeloC bildet, und sich im Abstand d. vom optischen System L1 (gemessen längs der optischen Aohse) befindet, anzuordnen, wobeiit is not sufficient to have a periodic grid in the plane P T , which is optically conjugate with respect to the optical system L- to the plane P, forms an angle oC with the optical axis, and is at a distance d. from the optical system L 1 (measured along the optical axis) is to be arranged, wherein

d1 tgoC = d2 tgoCi (1)d 1 tgoC = d 2 tgoCi (1)

^ ♦ 4 - i ^ ♦ 4 - i U)U)

(f = Brennweite des optischen Systems L1) ist. Würde man nämlich einen üblichen periodischen Raster anstelle des Rasters Tr verwenden, so erhielte man in der Referenzebene P . aperiodische Streifen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Vergrößerung des optischen Systems nicht für alle Punkte des Rasters und der Konjugierenden der Referenzebene P gleich ist, denn die Referenzebene und der Raster verlaufen schräg zur optischen Achse, und die Vergrößerung ist eine Punktion der Entfernung dieser Ebene und des Rasters vom optischen System.(f = focal length of the optical system L 1 ). If one were to use a customary periodic grid instead of the grid T r , then one would get P in the reference plane. aperiodic stripes. This is due to the fact that the magnification of the optical system is not the same for all points of the grid and the conjugate of the reference plane P, because the reference plane and the grid run obliquely to the optical axis, and the magnification is a puncture of the distance of this plane and the Raster from the optical system.

Um ein G-ittermuster mit gleichmäßigen Streifen in der Referenzebene P zu erhalten, müssen daher die Linien des Rasters T aperiodisch angeordnet sein. Figur 2 zeigt in Vergrößerung einen Ausschnitt eines Rasters T gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.To create a grid pattern with even stripes in the To obtain reference plane P, the lines of the grid T must therefore be arranged aperiodically. Figure 2 shows enlarged a section of a grid T according to an embodiment of the invention.

Unter Anwendung bekannter Formeln der geometrischen Optik läßt sich zeigen, daß die Streifen oder Linien 2 des Rasters T aperiodisch angeordnet sind mit einer Pseudoperiode PUsing known formulas of geometric optics, it can be shown that the strips or lines 2 of the grid T are arranged aperiodically with a pseudoperiod P.

r η r η

entsprechend der Rekurs ions formel: ; according to the appeal s ion formula:;

f.p.tgoC«. (2d„-f). V Λ + (ψ2- - D2tg2oc'fptgoC «. (2d "-f). V Λ + (ψ 2 - - D 2 tg 2 oc '

ρ = L i (3)ρ = L i (3)

n Qd2-f) tgoc1 + np "J £(d2-f) tgoc· + (n+1) ] n Qd 2 -f) tgoc 1 + np "J £ (d 2 -f) tgoc + (n + 1)]

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in welcher η eine ganze positive oder negative Zahl ist (der Wert η = 0 entspricht der der optischen Achse der Linse L1 mit der Brennweite f zunächst liegenden Linie) und die Parameter p, or1 und dr, die oben angegebenen und aus Figur 1 ersichtlichen Bedeutungen besitzen.in which η is a whole positive or negative number (the value η = 0 corresponds to the line lying next to the optical axis of the lens L 1 with the focal length f) and the parameters p, or 1 and dr, those given above and from FIG. 1 have obvious meanings.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, haben die Linien 2 des Rasters T unterschiedliche Breiten in Abhängigkeit von den oben angeführten Parametern sowie der Breite der Streifen 1 des in der Referenzebene P gewünschten Streifenmusters. Soweit es sich nur um die Darstellung von Höhenlinien eines dreidimensionalen Gegenstandes handelt, ist die Breite der Strafen 1 nicht kritisch, es genügt, wenn die Streifen 1 parallel zueinander verlaufen, alle dieselbe Breite haben, also periodisch angeordnet sind, d.h. eine Periode ρ haben, und daß sie genügend kontrastreich sind. Unter den in Figur dargestellten geometrischen Verhältnissen, bei welchen die Breite der Streifen 1 praktisch gleich p/2 ist, ist die Breite der Linien 2 des Rasters T in erster Näherung durch dieselbe Formel wie die für die Pseudoperiode P gegeben, indem der Parameter ρ durch p/2 ersetzt wird.As can be seen from Figure 2, the lines 2 of the grid T have different widths depending on the parameters listed above and the width of the stripes 1 of the stripe pattern desired in the reference plane P. So far if it is only about the representation of contour lines of a three-dimensional object, the width is the Penalties 1 not critical, it is sufficient if the strips 1 run parallel to each other and all have the same width, are arranged periodically, i.e. have a period ρ, and that they are sufficiently rich in contrast. Among the in figure The geometrical relationships shown, in which the width of the strips 1 is practically equal to p / 2, is the width of the lines 2 of the grid T as a first approximation by the same formula as that for the pseudoperiod P given by the Parameter ρ is replaced by p / 2.

Um nun einen Raster gemäß der Erfindung Tr für vorgegebene geometrische Bedingungen herzustellen, wäre es möglich, die verschiedenen Werte der Pseudoperiode P und die Linienbreiten mit Hilfe der oben angegebenen Formel (3) zu berechnen und danach die Maske oder den Raster Tr zu fertigen. Ein anderes, außerordentlich einfaches Verfahren zur Herstellung eines solchen Rasters beruht auf dem Prinzip der optischen Umkehrung. Zur Herstellung eines Rasters gemäß der Erfindung braucht man also nur in der Ebene P ein Raster oder Gitter mit periodischer Linienstruktur anzuordnen oder ein Bild des gewünschten periodischen Streifengitters oder -rasters zu erzeugen und von dem gewünschten Gitter oder seinem Bild mitIn order to now produce a grid according to the invention Tr for given geometric conditions, it would be possible to calculate the various values of the pseudoperiod P and the line widths using the formula (3) given above and then to manufacture the mask or the grid Tr. Another extremely simple method of manufacture such a grid is based on the principle of optical inversion. For making a grid according to the invention you only need to arrange a grid or grid with a periodic line structure or an image of the in the plane P to generate the desired periodic stripe grating or raster and of the desired grating or its image with

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Hilfe des optischen Systems L1 und einer photographischen Platte oder eines Filmes Ph ( Bild 3) eine Photographie anzufertigen. Dabei sind die Referenzebene P , das optische System Ii- und die Platte Ph geometrisch ebenso angeordnet wie die Ebene P , das optische System Iu und der Rasber Tr bei der PProjektion eines Lichtmusters und der Bildung von kontrastierenden Streifen in der Referenzebene P . Anders ausgedrückt sind die Referenzebene P und die photographische Platte Ph im Abstand dp bzw. d., vom optischen System L1 angeordnet und bilden mit der optischen Achse dieses Systems die Winkel οζ ' und QC . Ist das Bild des gewünschten Gatters auf der Platte Ph aufgezeichnet, so braucht letztere lediglich entwickelt zu werden, und das auf diese Weise erhaltene Negativ mit durchsichtigem Träger und einer bestimmten Anzahl lichtundurchlässiger Linien oder Streifen entspricht der an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Struktur, so daß diese direkt als Raster zur Bildung eines Gitters mit periodischen Streifen oder Linien in einer Referenzebene P verwendet werden kann.Using the optical system L 1 and a photographic plate or film Ph (Fig. 3) to take a photograph. The reference plane P, the optical system Ii- and the plate Ph are geometrically arranged in the same way as the plane P, the optical system Iu and the rasber Tr when a light pattern is projected and contrasting stripes are formed in the reference plane P. In other words, the reference plane P and the photographic plate Ph are arranged at a distance dp and d., Respectively, from the optical system L 1 and form the angles οζ 'and QC with the optical axis of this system. Once the image of the desired gate has been recorded on the plate Ph, the latter only needs to be developed, and the negative obtained in this way with a transparent base and a certain number of opaque lines or strips corresponds to the structure described with reference to FIGS so that it can be used directly as a grid to form a grid with periodic stripes or lines in a reference plane P.

Beim Erzeugen eines photοgraphisehen Bildes des gewünschten Streifengitters auf der Platte pH kann man zwar ein Gitter mit periodisch angeordneten Linien in der Referenzebene P anordnen, es ist jedoch zweckmäßiger, dieses periodische Gitter nicht selbst in der Referenzebene P anzuordnen, sondern es lediglich in diese abzubilden. Wie Figur 3 zeigt, kann man ein Bild eines periodischen Gitters in der Referenzebene P durch ein anderes optisches System erzeugen, das beispielsweise, aus einer Sammellinse Lp, einem Raster oder einer Maske M mit einem Gitter aus parallelen und äquidistanten Linien und einer Beleuchtungsvorrichtung, bestehend aus einer Lichtquelle S und einem Kondensor L besteht. Aus Figur 3 ist ferner ersichtlich, daß die optische Achse der aus der Lichtquelle S, dem Kondensor L„, der Maske M und dem optischen System Lp bestehenden Anordnung senkrecht auf der Referenzebene P steht und diese Ebene im selben Punkt wieWhen creating a photographic image of the desired Stripe grating on the plate pH can indeed be a grating with periodically arranged lines in the reference plane P. arrange, but it is more convenient not to arrange this periodic grid yourself in the reference plane P, but only to map it in this. As FIG. 3 shows, one can get an image of a periodic lattice in the reference plane Generate P by another optical system, for example, from a converging lens Lp, a grid or a mask M with a grid of parallel and equidistant lines and a lighting device consisting of a light source S and a condenser L. From Figure 3 it can also be seen that the optical axis of the from the light source S, the condenser L ", the mask M and the optical system Lp existing arrangement perpendicular to the Reference plane P is and this plane is in the same point as

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die optische Achse des optischen Systems L1 schneidet. Die Maske M befindet sich in einer Ebene, die bezüglich des optischen Systems L2 zur Referenzebene P optisch konjugiert ist, und der Kondensator L3 bildet die Quelle S in die Ebene der Sammellinse Lp ab.the optical axis of the optical system L 1 intersects. The mask M is located in a plane which is optically conjugate with respect to the optical system L 2 to the reference plane P, and the capacitor L 3 images the source S in the plane of the converging lens Lp.

Mit der an Hand von Figur 3 beschriebenen Anordnung kann, wie erwähnt, auf sehr einfache Weise ein Haster gemäß der Erfindung hergestellt werden. Mit geringer Abwandlung kann dieselbe Anordnung auch zur Sichtbarmachung von Höhenlinien eines dreidimensionalen Gegenstandes verwendet werden. Eine erste Möglichkeit besteht darin, die Höhenlinien eines in der Referenzebene P befindlichen dreidimensionalen Gegenstandes mit Hilfe der in Figur 3 dargestellten Anordnungzu betrachten, indem anstelle der photographischen Platte Ph das entwickelte Negativ als Raster Tr angeordnet wird und der dreidimensionale Gegenstand durch das Beleuchtungssystem S-L- durch die Maske M und das optische System L2 mit einem periodischen Lichtmuster beleuchtet wird. Wird nun ein so beleuchteter, dreidimensionaler Gegenstand durch das optische System L1 und den Rsdber Tr betrachtet, so erscheinen auf diesem Gegenstand Höhenlinien. Da jedoch die Beobachtungsrichtung schräg zur Referenzebene Pr, welche auch die Bezugsebene für die Höhenlinien darstellt, verläuft, bietet die in Figur 3 gezeigte Anordnung kein großes praktisches Interesse, da die so erhaltenen Höhenlinien schlecht auswertbar sind. Aus praktischen Erwägungen soll die Beobachtungsrichtung der Höhenlinien senkrecht zur Referenzebene verlaufen. Um dies zu erzielen, kann die in Figur 3 dargestellte Anordnung wie folgt abgeändert werden: Das Beleuchtungssystem S-L., wird abnehmbar an der Anordnung montiert, so daß es durch ein Betrachtungsgerät ersetzt werden kann, z.B. eine Mattscheibe, ein Okular, eine Yidikon-Röhre, die an einen Fernsehempfänger angeschlossen ist, oder irgendeine andere entsprechende Betrachtungsvorrichtung. Die photographische Platte Ph kann ebenfalls abnehmbar angeordnet sein und durch das entwickelteWith the arrangement described with reference to FIG. 3, as mentioned, a haster according to the invention can be produced in a very simple manner. With a slight modification, the same arrangement can also be used to make the contour lines of a three-dimensional object visible. A first possibility is to look at the contour lines of a three-dimensional object located in the reference plane P with the aid of the arrangement shown in FIG the mask M and the optical system L 2 is illuminated with a periodic light pattern. If a three-dimensional object illuminated in this way is now viewed through the optical system L 1 and the Rsdber Tr, then contour lines appear on this object. However, since the direction of observation runs obliquely to the reference plane P r , which also represents the reference plane for the contour lines, the arrangement shown in FIG. 3 is of little practical interest, since the contour lines obtained in this way are difficult to evaluate. For practical reasons, the direction of observation of the contour lines should be perpendicular to the reference plane. In order to achieve this, the arrangement shown in FIG. 3 can be modified as follows: The lighting system SL. Is detachably mounted on the arrangement so that it can be replaced by a viewing device, for example a ground glass, an eyepiece, a Yidikon tube connected to a television receiver or any other equivalent viewing device. The photographic plate Ph can also be detachably arranged and developed by the

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- ίο -- ίο -

und als Easter Tr dienende negativ ersetzt werden, und man kann an der Anordnung ein eigenes Beleuchtungssystem zur Beleuchtung der Eeferensebene P durch den Easter Tr und das optische System I1 anbringen. Dieses letztere Beleuchtungssystem kann das vorher hinter der Maske M angeordnete, abmontierte Beleuchtungssystem S-L, sein. Mit diesen .Änderungen kann die in Figur 3 dargestellte Anordnung dazu verwendet werden, einen in der Eeferenzebene P befindlichen Gegenstand mit einem periodischen Idchtmuster schräg zu beleuchten und durch das optische System I« und die Maske M die Höhenlinien, die auf dem dreidimensionalen Gegenstand erscheinen, zu beobachten.and negatively serving as Easter Tr, and you can attach your own lighting system to the arrangement for illuminating the Eeferens plane P by the Easter Tr and the optical system I 1 . This latter lighting system can be the dismantled lighting system SL previously arranged behind the mask M. With these changes, the arrangement shown in FIG. 3 can be used to illuminate an object located in the reference plane P with a periodic light pattern and, through the optical system I «and the mask M, the contour lines that appear on the three-dimensional object, to observe.

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Claims (6)

25U67125U671 PatentansprücheClaims ί 1./Raster mit parallelen Streifen, insbesondere zur Projektion eines Lichtmusters durch ein optisches System auf eine Referenzebene, um auf der Referenzebene, die sich in einer vorgegebenen Entfernung vom optischen System befindet und mit dessen optischer Achse einen von 90 unterschiedlichen Winkel bildet, ein Gitter aus parallelen und äuqidistanten Streifen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien des Rasters aperiodisch mit einer Pseudoperiode P , entsprechend der Rekursionsformelί 1./Raster with parallel stripes, especially for projection of a light pattern through an optical system onto a reference plane in order to move onto the reference plane, which is located in a predetermined distance from the optical system and with its optical axis one of 90 different Forms an angle, a grid of parallel and equidistant To produce stripes, characterized in that that the lines of the grid are aperiodic with a pseudoperiod P, according to the recursion formula f ρ tgoc· (2d9-f) V 1 +f ρ tgoc · (2d 9 -f) V 1 + w w tgOC« + np 2 [(d2-f) tgOCt + (n+1) p tgOC «+ np 2 [(d 2 -f) tgOCt + ( n + 1 ) p angeordnet sind, in v/elcherare arranged in v / elcher η eine ganze negative oder positive Zahl (der Wert η = 0 entspricht dem der optischen Achse benachbarten Streifen),η a whole negative or positive number (the value η = 0 corresponds to the strip adjacent to the optical axis), f die Brennweite des optischen Systems,f is the focal length of the optical system, ρ die Periode der äquidistanten Streifen in der Referenzebene ,ρ is the period of the equidistant stripes in the reference plane, dp die Entfernung der Referenzebene vom optischen System unddp is the distance of the reference plane from the optical system and OC ' den von der Referenzebene und der optischen Achse gebildeten Winkel.OC 'that formed by the reference plane and the optical axis Angle. 2. Raster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem transparenten Träger, auf dem lichtundurchlässige Streifen gebildet sind, besteht.2. Grid according to claim 1, characterized in that that it consists of a transparent support on which opaque strips are formed. 3. Raster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß euaus einem lichtundurchläseigen Träger, auf dem eine Reihe von abwechselnd das Licht absorbierenden und reflektierenden Streifen angeordnet sind,besteht.3. Grid according to claim 1, characterized in that euaus an opaque Carrier on which a series of alternately light absorbing and reflecting strips are arranged. 509843/0808509843/0808 25U67125U671 4. Verfahren zur Herstellung eines Rasters nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß ein photographisches Bild eines in der Referenzebene befindlichen Streifenmusters oder eines Abbildes desselben durch dasselbe optische System, das auch für die Projektion des Lichtmusters auf die Referenzebene dient, gebildet wird, wobei das optische System und die Referenzebene ebenso wie bei der Projektion angeordnet sind und eine photographische Platte oder ein EiIm in einer Ebene angeordnet wird, die die optische Konjugierte der Referenzebene bezüglich des optischen Systems darstellt, und daß die photographische Platte anschließend entwickelt wird.4. Method of making a grid according to a of claims 1 to 3, characterized in that that a photographic image of a stripe pattern located in the reference plane or of an image the same by the same optical system that is also used to project the light pattern onto the reference plane, is formed, wherein the optical system and the reference plane are arranged as in the projection and a photographic Plate or egg is placed in a plane which is the optical conjugate of the reference plane with respect to of the optical system and that the photographic plate is then developed. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4» gekennzeichnet durch ein Beleuchtungssystem mit in der Hauptsache einer Lichtquelle (S) und einem Kondensor (L~), einerim Weg des vom Beleuchtungssystem erzeugten Lichtbündels angeordneten Maske (M) mit einem Gitter aus parallelen und äquidistanten Streifen, und einem optischen System (Lp) zum Abbilden der Maske auf eine Referenzebene (P ), wobei die Maske (M) und die Referenzebene (P ) sich in konjugierten Ebenen senkrecht zur optischen Achse des optischen Systems befinden, ferner durch ein weiteres optisches System (L1), dessen Achse mit der Referenzebene einen bestimmten, von 90° unterschiedlichen Winkel (OC') bildet, und das in einem bestimmten Abstand von der Referenzebene angeordnet ist; und eine abnehmbare photographische Platte (Ph), welche in einer Ebene, die die optische Konjugierte der Referenzebene bezüglich des letzterwähnten optischen Systems (L..) ist, angeordnet ist.5. Apparatus for carrying out the method according to claim 4 »characterized by an illumination system with mainly a light source (S) and a condenser (L ~), a mask (M) arranged in the path of the light beam generated by the illumination system and having a grid of parallel and equidistant stripes, and an optical system (Lp) for imaging the mask on a reference plane (P), the mask (M) and the reference plane (P) being in conjugate planes perpendicular to the optical axis of the optical system, further by another Optical system (L 1 ), the axis of which forms a certain angle (OC ') with the reference plane different from 90 °, and which is arranged at a certain distance from the reference plane; and a detachable photographic plate (Ph) arranged in a plane which is the optical conjugate of the reference plane with respect to the latter optical system (L ..). 6. Verwendung eines Rasters nach Anspruch 1 zur Sichtbarmachung der Höhenlinien eines in der Referenzebene befindlichen dreidimensionalen Gegenstandes unter Ausnutzung des Moire-Effektes.6. Use of a grid according to claim 1 for visualizing the contour lines of a located in the reference plane three-dimensional object using the moire effect. 509843/0808509843/0808
DE19752514671 1974-04-04 1975-04-04 GRID FOR PROJECTING A LIGHT PATTERN ON A REFERENCE PLANE AND METHOD FOR CREATING SUCH A GRID Pending DE2514671A1 (en)

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