DE3807077C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3807077C2 DE3807077C2 DE19883807077 DE3807077A DE3807077C2 DE 3807077 C2 DE3807077 C2 DE 3807077C2 DE 19883807077 DE19883807077 DE 19883807077 DE 3807077 A DE3807077 A DE 3807077A DE 3807077 C2 DE3807077 C2 DE 3807077C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- lens
- optical fibers
- optical
- fibers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
- G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4818—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen
optischen Entfernungsmessung nach dem Triangulationsverfah
ren gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Gattung (JP 62-25 210 A) bilden die Mündungen der nebeneinander
angeordneten lichtleitenden Fasern eine ebene
Lichtempfangsfläche, so daß nur die Mündungsachsen der
Fasern im achsennahen Bereich senkrecht zur gekrümmten
Bildfläche des Objektivs ausgerichtet sind, nicht aber im
achsenfernen Bereich. Das beeinträchtigt die Meßgenauigkeit.
Eine andere bekannte Vorrichtung (DE-Z: Elektronik
5/6.3.1987, S. 69-77) arbeitet mit Hilfe eines gebündelten
Lichtstrahls (Laserstrahl), der auf das zu messende Objekt
gerichtet wird und wobei der dadurch am Objekt erzeugte
Lichtpunkt von der Sammellinse eines Objektivs auf eine
ebene lichtempfindliche Fläche aus nebeneinander angeordneten
Einzeldioden oder einer Lateraleffektdiode fokussiert
wird. Die Sammellinse ist mit ihrer Objektivachse unter
einem vorbestimmten Winkel zu einer Meßbasis angeordnet, die
ihrerseits rechtwinklig zu dem Lichtstrahl verläuft. Die
lichtempfindliche Fläche ist etwa im rechten Winkel zur
Objektivachse angeordnet und hat in der Regel eine vorbestimmte
herstellungsbedingte Länge. Sie erzeugt bei Lichteinfall
einen Strom und leitet diesen an eine Auswerteelektronik
weiter. Verlagert sich die Oberfläche des zu messenden
Objekts relativ zu der Meßbasis, so wird der am
Objekt erzeugte Lichtpunkt von der Sammellinse in einem
bestimmten Abstand von der auf die lichtempfindliche Fläche
projizierten Objektivachse abgebildet. Aufgrund der vorbestimmten
geometrischen Verhältnisse der Meßvorrichtung kann
über die Auswerteelektronik angegeben werden, wie groß der
Abstand zur Meßbasis ist. Auf der Grundlage dieses Einzelvorgangs
ist es durch die Aneinanderreihung einer Vielzahl
von in kurzen zeitlichen Abständen durchgeführten Messungen
bei Relativbewegung von Meßobjekt und Meßvorrichtung möglich,
eine Kurve zu ermitteln, welche der Oberfläche des zu
messenden Objekts entspricht. Die einzelnen Punkte werden im
Rahmen der Meßfrequenz (Taktfrequenz) ermittelt.
Die bekannte Meßvorrichtung arbeitet so lange zufriedenstellend,
wie der Abstand des jeweils auf die lichtempfindliche
Fläche fokussierten Lichtpunkts nicht zu weit von der
Stelle entfernt ist, wo die Objektivachse die Fläche
schneidet. Wie vorstehend ausgeführt, ist dieser Abstand
aber abhängig von der Distanz der nacheinander auf dem
Objekt abgebildeten Lichtpunkte von der Meßbasis. Überschreitet
oder unterschreitet diese Distanz einen bestimmten
Betrag, so wird der entsprechende Lichtpunkt auch entsprechend
weit von der Schnittstelle der Objektivachse mit der
lichtempfindlichen Fläche fokussiert. Dies bedeutet aufgrund
der ebenen Ausbildung von Einzeldioden oder Lateraldioden,
daß die Meßgenauigkeit wegen des dann flächig größer werdenden
Lichtpunkts stark nachläßt. Man spricht jetzt davon, daß
der Lichtpunkt nicht mehr im zentrumsnahen Bereich der Optik
liegt, sondern aus diesem Bereich herausgewandert ist und
sich folglich im Einfallsbereich schiefer Bündel befindet.
Das alles beruht auf bekannten Zusammenhängen der Strahlenoptik:
Übliche und für derartige Vorrichtungen aus Kostengründen
geeignete Objektive erzeugen nur für achsennahe
Strahlen auf einer ebenen Bildfläche ein scharfes Bild.
Kommen achsenferne Strahlen ins Spiel, so muß eine Krümmung
der Bildfläche in Kauf genommen werden. Sie ist in der
Fotografie praktisch nicht zu verwirklichen und auch mit den
bei derartigen Vorrichtungen üblichen lichtempfindlichen
Flächen nicht darstellbar. Um diesen Nachteil zu vermeiden,
hat man bei hochwertige Objektive verwendet, die für
achsenferne Strahlen auf einer ebenen Bildfläche ein
scharfes Bild erzeugen. Das ist mit einem vergleichsweise
hohen Aufwand bezüglich des Linsensystems verbunden. Ein
einfaches Objektiv, insbesondere ein einlinsiges Objektiv,
konnte bisher nur dann befriedigend eingesetzt werden, wenn
sichergestellt war, daß der vom Objektiv auf die lichtempfindliche
Fläche fokussierte Lichtpunkt auch im zentrumsnahen
Bereich der Optik lag. Abgesehen von dem dann
erheblich verringerten Meßbereich war hiermit der Nachteil
verbunden, daß die lichtempfindliche Fläche als vergleichsweise
teurer Bauteil nur auf einem begrenzten Längenabschnitt
genutzt werden konnte. Wollte man hingegen den
gesamten Längenabschnitt nutzen, so ist dies mit dem Nachteil
behaftet, daß dann nur in einer sehr geringen Entfernung
zum Meßobjekt gearbeitet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff
des Anspruchs 1 beschriebene Vorrichtung so zu verbessern,
daß ihre Genauigkeit auch bei einem einfachen Objektiv,
insbesondere sogar bei einem einlinsigen Objektiv, in einem
weitgedehnten Meßbereich gewährleistet werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merk
malen. Die erfindungsgemäße Anordnung hat den großen Vorteil,
daß auch unter Einsatz eines einfachen Objektivs, und
sogar eines nur einlinsigen Objektivs, ein großer Meßbereich
selbst bei großen Abständen zum Meßobjekt präzise erfaßt
werden kann.
Jeder auf die Lichtempfangsfläche abgebildete Lichtpunkt
befindet sich stets im Bereich optimaler Schärfe.
Die Merkmale des Anspruchs 2 gelangen dann zur Anwendung,
wenn der Konturenverlauf des zu messenden Objekts nur in
einer Ebene ermittelt werden soll. Entsprechend dem dann
streifenförmigen Verlauf der lichtempfindlichen Fläche ist auch
das fotooptische Empfängerelement zeilenartig gestaltet. Bei
den meisten üblichen Objektiven ist die nach der Lehre der
Erfindung gestaltete lichtempfindliche Fläche zum Objektiv hin
konkav gekrümmt.
Bei der Ermittlung von räumlichen Konturen gelangen vorteilhafterweise
die Merkmale des Anspruchs 3 zur Anwendung. In
diesem Fall können mehrere zeilenartig ausgebildete fotooptische
Empfängerelemente zu einer Platte zusammengesetzt
und über die Lichtleitfasern mit der schalenartig gestalteten
Lichtempfangsfläche verbunden werden.
Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 sind die Mündungsabschnitte
der Lichtleitfasern zweckmäßig in eine Vergußmasse,
beispielsweise aus Kunststoff, eingebettet. Hierdurch
sind die Lichtleitfasern eindeutig lagefixierbar. Die
durch die Mündungen der Lichtleitfasern gebildete Lichtempfangsfläche
kann sowohl bei streifenförmiger Gestaltung als
auch bei schalenartiger Ausbildung in Anpassung an die
Sammellinse des Objektivs einwandfrei geschliffen und poliert
werden, so daß präzise Übertragungsverhältnisse gewährleistet
werden können.
Zur Überbrückung größerer Entfernungen zwischen der Lichtempfangsfläche
und dem fotooptischen Empfängerelement werden
gemäß Anspruch 5 bevorzugt Glasfasern eingesetzt. Diese
können zu Faserbändern zusammengefaßt sein. Distanzen von
mehr als 100 m sind problemlos erreichbar, da die Lichtleitfasern
das Licht nahezu verlustfrei übertragen.
Ist die Distanz zwischen der Lichtempfangsfläche und dem
fotooptischen Empfängerelement nur kurz, beispielsweise bis
zu einigen Metern, so können gemäß Anspruch 6 auch kostengünstigere
Kunststoffasern als Lichtleitfasern benutzt werden,
ohne daß die einwandfreie Weiterleitung des auf die
Lichtempfangsfläche fokussierten Lichtpunkts zum fotooptischen
Empfängerelement beeinträchtigt wird.
Je nach Ausbildung der Lichtempfangsfläche als Streifen oder
als Schale können entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 7
eine Reihe oder mehrere Reihen von Lichtleitfasern nebeneinander
angeordnet sein. Eine günstige Flächenausnutzung wird
bei mehrreihigen Anordnungen dann gewährleistet, wenn die
Mündungsbereiche der Lichtleitfasern unmittelbar auf Lücke
gesetzt sind.
Ein ordnungsgemäßer Verbund zwischen den Lichtleitfasern und
dem fotooptischen Empfängerelement wird durch die Merkmale
des Anspruchs 8 gesichert.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei
wird zur Vereinfachung, aber ohne Beschränkung, auf eine
Ausführungsform mit einlinsigem Objektiv abgestellt. Es
zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau einer
Vorrichtung zur berührungslosen optischen Ent
fernungsmessung;
Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die geräte
technische Ausbildung der Vorrichtung der
Fig. 1;
Fig. 3 eine Einzelheit der Vorrichtung der Fig.
1 und 2 in vergrößerter Darstellung im Schnitt;
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Darstellung der
Fig. 3 entlang der Linie IV-IV;
Fig. 5 eine weitere Einzelheit der Vorrichtung der
Fig. 1 und 2 in vergrößerter Darstellung;
Fig. 6 einen Schnitt durch die Darstellung der Fig.
5 entlang der Linie VI-VI;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform gemäß der Darstel
lung der Fig. 5;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform gemäß der Darstel
lung der Fig. 3;
Fig. 9 verschiedene Anordnungen von Lichtleitfasern
und
Fig. 10a und b in der Gegenüberstellung den Strahlenverlauf
einer bekannten Meßvorrichtung zur erfindungs
gemäßen Meßvorrichtung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zur
berührungslosen optischen Entfernungsmessung umfaßt ein
Basisgerät 1 und einen Meßkopf 2, die über eine Lichtleit
faser 3 sowie ein Lichtleitfaserband 4 lichtleitend mitein
ander verbunden sind.
Im Basisgerät 1 sind ein Laser 5, eine dem Laser 5 nachge
schaltete Laserstrahleinkoppelstufe 8, ein fotooptisches
Empfängerelement 7 und eine ansonsten nicht näher dargestell
te Auswerte- und Versorgungselektronik untergebracht. Das
Basisgerät 1 ist über eine Versorgungsleitung 8 an ein elek
trisches Netz N angeschlossen. Das Basisgerät 1 ist in einem
geschlossenen Gehäuse 9 angeordnet und eigensicher ausge
führt.
Der Meßkopf 2, der in einem Gehäuse 10 angeordnet ist, weist
eine Laserstrahlauskoppelstufe 11, ein einlinsiges Objektiv
12 und einen Empfangskopf 13 auf. Die Laserstrahlauskoppel
stufe 11 ist über die Lichtleitfaser 3 mit der Laserstrahl
einkoppelstufe 8 und der Empfangskopf 13 ist über das Licht
leitfaserband 4 mit dem Empfängerelement 7 verbunden.
Da der Meßkopf 2 ausschließlich optische Bauteile aufweist
und auch nur optisch mit dem Basisgerät 1 verbunden ist,
kann auf eine eigensichere Ausführung verzichtet werden.
Der Meßkopf 2 ist jedoch in einem staubdichten Gehäuse 10
angeordnet. An seiner Vorderseite weist das Gehäuse 10 eine
Laserstrahlaustrittsöffnung 14 und eine Eintrittsöffnung
15 auf, hinter der das Objektiv 12 und der Empfangskopf 13
angeordnet sind.
Im Betrieb wird der vom Laser 5 erzeugte Lichtstrahl über
die Laserstrahleinkoppelstufe 6 in die Lichtleitfaser 3
eingeleitet. Durch die Lichtleitfaser 3 läuft der Laser
strahl zum Meßkopf 2, wo er an der Laserstrahlauskoppelstufe
11 austritt und durch die Austrittsöffnung 14 ins Freie
gelangt.
Der Laserstrahl LS trifft dann auf ein Meßobjekt 16, wo ein
Lichtpunkt LP abgebildet wird. Dieser Lichtpunkt LP wird
von dem eine Sammellinse aufweisenden Objektiv 12 auf die
zum Objektiv 12 hin konkav gewölbte Stirnfläche 17 des Emp
fangskopfs 13 fokussiert. Von hier aus gelangt das Licht
in eine Lichtleitfaser des Faserbands 4 und wird vom Meßkopf
2 zum fotooptischen Empfängerelement 7 im Basisgerät 1 wei
tergeleitet. Hierdurch wird der elektrische Zustand dieses
Empfängerelements 7 geändert, was von der Auswerteelektronik
registriert und entsprechend verarbeitet wird.
Da die Relativstellung der Laserstrahlauskoppelstufe 11 zum
Empfangskopf 13 bekannt und konstant ist, kann anhand des
auf die Fläche 17 fokussierten Lichtpunkts LP und den sich
daraus ergebenden trigonometrischen Beziehungen nach dem
Triangulationsverfahren die Oberflächenkontur des Meßobjekts
16 durch die nicht dargestellte Auswerteelektronik ermittelt
werden.
Das Empfängerelement 7 kann bei einer streifenförmig ausge
bildeten Fläche 17 gemäß den Fig. 3 und 4 als Sensorchip
mit einer Reihe nebeneinander angeordneter lichtempfindlicher
Halbleiterelemente, wie beispielsweise Fotodioden, ausgebil
det sein (Fig. 5 und 6). Die Anschlüsse der Fotodioden
sind mit 32 bezeichnet. Dem Prinzip nach ist jedem Halblei
terelement des Empfängerelements 7 eine Lichtleitfaser 18
des Faserbands 4 zugeordnet, die im Empfangskopf 13 in einer
Reihe auslaufen (Fig. 3 und 4 bzw. Fig. 9a). Die Fig.
3 und 4 lassen ferner erkennen, daß im Empfangskopf 13 die
Lichtleitfasern 18 in eine Vergußmasse 19 aus Kunststoff
eingebettet sind. Die Vergußmasse 19 dient zur Fixierung
der Lichtleitfasern 18 zueinander und zur Befestigung des
gesamten Faserbands 4 im Empfangskopf 13. Zur Festlegung
des Empfangskopfs 13 im Meßkopf 2 sind seitlich des Faser
bands 4 zwei Ansätze angeformt, die jeweils eine Bohrung
20 aufweisen, über die der Empfangskopf 13 schraubbefestigt
werden kann.
Die Mündungen 21 der Lichtleitfasern 18 liegen in der zum
Objektiv 12 hin konkav gestalteten Stirnseite 17. Diese
Fläche 17 ist durch entsprechendes Schleifen und Polieren
nach dem Einbetten der Lichtleitfasern 18 hergestellt.
Der Einfallswinkel α, α1 des vom Objektiv 12 auf die licht
empfindliche Fläche 17 fokussierten Lichtpunkts LP, LP1
ergibt sich durch den Abstand des Lichtpunkts LP am Meßob
jekt 16 von der Meßbasis 23 (siehe auch Fig. 10a). Dabei
sind die Mündungsachsen der Lichtleitfasern 18 senkrecht
zur konkaven Stirnfläche 17 gerichtet und verlaufen durch
den Objektivmittelpunkt 26. Folglich wird auch bei einem
großen Einfallswinkel α1 der Lichtpunkt LP1 exakt auf die
optische Achse einer Lichtleitfaser 18 fokussiert und ent
sprechend an das Empfängerelement 7 weitergeleitet.
Die Fig. 8 zeigt einen Empfangskopf 13′, bei dem die licht
empfindliche Stirnfläche 17′ nicht nur in der Ebene des
Einfallswinkels α, sondern auch in einer senkrecht dazu
verlaufenden Ebene konkav gestaltet ist. Es ergibt sich
somit eine schalenartige Ausbildung der lichtempfindlichen
Fläche 17′. Auch bei dieser Ausführungsform mündet in diese
Fläche 17′ entsprechend der Darstellung der Fig. 3 eine
Vielzahl von Lichtleitfasern 18, welche entsprechend der
Darstellung der Fig. 9 reihenweise oder auf Lücke eng neben
einander angeordnet und in eine Vergußmasse 19 eingebettet
sein können.
Während in den Fig. 5 und 6 das fotooptische Empfänger
element 7 als Diodenreihe mit den Diodenanschlüssen 32 ver
anschaulicht ist, läßt die Fig. 7 eine Ausführungsform
erkennen, bei welcher das Faserband 4 mit den einzelnen
Lichtleitfasern 18 mit einer Lateraleffektdiode 7′ verbunden
ist. Dabei kann aus den Strömen I1 und I2, an der eindimen
sionalen Flächendiode 7′ die Position des Lichtpunkts LP
errechnet und somit dessen Lage am Meßobjekt 16 bestimmt
werden.
Ferner ist aus den Fig. 5 bis 7 erkennbar, daß die empfän
gerseitigen Endabschnitte der Lichtleitfasern 18 im wesent
lichen senkrecht durch eine Kitt- oder Klebemasse 24 mit
den Empfängerelementen 7, 7′ verbunden sind.
Während bei der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 in Ver
bindung mit den Darstellungen der Fig. 5 bis 7 streifen
förmige Flächen 17 und zeilenförmige Empfängerelemente 7, 7′
zur Anwendung gelangen, sieht die Ausführungsform der Fig.
8 eine schalenartig ausgebildete lichtempfindliche Fläche
17′ vor, die dann mit einem solchen Empfängerelement gekop
pelt werden kann, welches aus einer Mehrzahl von reihenartig
nebeneinander angeordneten freien Dioden oder Lateraleffekt
dioden zusammengesetzt ist.
Der Strahlengang der Meßvorrichtung gemäß Fig. 1 wird an
hand der Fig. 10a und b wie folgt näher erläutert.
Auf einer Meßbasis 23, die senkrecht zu dem Laserstrahl LS
angeordnet ist, wird ein Objektiv 12 mit einer Sammellinse
mit seiner Objektivachse 22 unter einem vorbestimmten Winkel
β zur Meßbasis 23 angeordnet. Die Sammellinse fokussiert
bislang (Fig. 10a) den an der Fläche 25 des Meßobjekts 16
erzeugten Lichtpunkt LP auf eine im vorbestimmten Abstand
A vom Objektivmittelpunkt 26 befindliche lichtempfindliche
ebene Fläche 27. Diese Fläche 27 ist etwa im rechten Winkel
zur Objektivachse 22 angeordnet und hat eine vorbestimmte
Länge L. Rechts und links der Schnittstelle 28 der Objektiv
achse 22 mit der Fläche 27 sind einander entsprechende Län
genabschnitte L1 + L2 vorgesehen.
Die lichtempfindliche Fläche 27 setzt sich entweder aus einer
vorbestimmten Anzahl von nebeneinander angeordneten licht
empfindlichen Dioden zusammen, welche bei Lichteinfall ein
zeln einen Strom erzeugen und diesen Strom an eine Auswerte
elektronik weiterleiten oder es handelt sich um eine soge
nannte Lateraleffektdiode, bei welcher durch eine mathema
tische Beziehung zwischen dem Abstand des einfallenden Licht
punkts zu den Endabschnitten dieser Diode einerseits bzw.
der Stromstärke zwischen dem einfallenden Lichtpunkt und
den beiden Anschlußstellen endseitig dieser Diode anderer
seits genau ermittelt werden kann, an welcher Stelle der
Diode der Lichteinfall stattfindet. Siehe hierzu auch die
Fig. 5 bis 7.
Verlagert sich nun das Meßobjekt 16 entlang der Meßvorrich
tung oder wird die Meßvorrichtung entlang des Meßobjekts 16
verlagert, so kann der Laserstrahl LS auch auf einen Oberflä
chenasbschnitt 29 treffen, der sich in der strichpunktierten
Ebene 30 befindet. Der Lichtpunkt LP1 wird nun von dem Objek
tiv 12 in einem Abstand X von der Schnittstelle 28 auf der
lichtempfindlichen Fläche 27 abgebildet. Aufgrund der vorbe
stimmten geometrischen Verhältnisse der Meßvorrichtung kann
nun gesagt werden, daß die Strecke X dem Abstand T zwischen
der Fläche 25 und der Fläche 29 entspricht.
Auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Vorgänge ist
es daher möglich, durch die Aneinanderreihung einer Vielzahl
von in kurzen Abständen erzeugter Messungen eine bestimmte
Kurve zu ermitteln, die dann der Oberflächenkontur des Meß
objekts 16 entspricht.
Die vorstehend beschriebene Meßvorrichtung arbeitet so lange
genau, wie der Abstand von der Schnittstelle 28 nicht zu
groß wird. Dieser Abstand ist jedoch davon abhängig, wie
groß die Amplitude oder der Meßbereich T ist. D. h., eine
einigermaßen genaue Messung ist nur dann möglich, wenn die
Amplitude T einen vorbestimmten Bereich nicht überschreitet.
Überschreitet sie diesen Bereich, beispielsweise in Richtung
auf die Ebene 31, so ist erkennbar, daß das Objektiv 12
den Lichtpunkt LP2 in einem Abstand Y auf der ebenen Fläche 27
abbildet, der weit von der Schnittstelle 28 entfernt ist.
Dies bedeutet aufgrund der Eigenarten von Einzeldioden oder
auch einer Lateraleffektdiode, daß die Meßgenauigkeit wegen
des dann flächig größer werdenden Lichtpunkts LP2 stark
nachläßt. Man spricht jetzt davon, daß der Lichtpunkt LP2
nicht mehr im zentrumsnahen Bereich der Optik liegt, sondern
aus diesem Bereich herausgewandert ist und sich im Einfalls
bereich schiefer Bündel befindet.
Um also auch bei einem vergleichsweise großen Meßbereich
in den Endabschnitten der Fläche 27 eine größtmögliche Ge
nauigkeit zu bekommen, die mit den in einer Ebene angeordne
ten fotooptischen Empfängerelementen nicht erreichbar ist,
wird jetzt eine lichtempfindliche Fläche 17 in einer Kurve
angeordnet, die in Abhängigkeit von der Krümmung der Sammel
linse des Objektivs 12 ausgebildet ist (Fig. 10b). Da es
jedoch in der Praxis nicht möglich ist, lichtempfindliche
Dioden in Einzelanordnung nebeneinander oder auch in Form
einer Lateraleffektdiode auf einer gleich wie auch immer
gekrümmten Kurve anzuordnen, werden entlang der Idealkurve
17 die Endabschnitte der lichtleitenden Fasern 18 so angeord
net, daß die Mündungsachsen der Lichtleitfasern 18 immer
exakt durch den Objektivmittelpunkt 26 verlaufen (Fig.
10b). Anders ausgedrückt, die Mündungsachsen werden zur
Achse des einfallenden Lichtstrahls LS koaxial ausgerichtet.
Das auf die Lichtleitfasern 18 fallende Licht wird dann
von den einzelnen Lichtleitfasern 18 einer üblichen Dioden
zeile 7 oder Lateraleffektdiode 7′ zugeführt.
Claims (8)
1. Vorrichtung zur berührungslosen optischen Entfernungsmes
sung nach dem Triangulationsverfahren, welche eine einen
gebündelten Lichtstrahl aussendende Lichtquelle, ein Objektiv
mit einer in einem vorbestimmten Winkel zum Lichtstrahl
verlaufenden optischen Achse und eine in einem vorbestimmten
Abstand zu dem Objektiv vorgesehene Lichtempfangsfläche
aufweist, wobei die Lichtempfangsfläche durch die Mündung
von nebeneinander angeordneten lichtleitenden Fasern gebildet
ist und die anderen Enden der Lichtleitfasern bezüglich
ihrer Mündungsachsen im wesentlichen senkrecht mit einem
fotooptischen Empfängerelement verbunden sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtempfangsfläche
(17, 17′) entsprechend der Krümmung der Objektivlinse (12)
gekrümmt ist und, daß die Mündungsachsen der Lichtleitfasern
(18) auf der gekrümmten Bildfläche der Objektivlinse (12)
senkrecht stehen und durch den Objektivmittelpunkt (26)
verlaufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtempfangsfläche (17) streifenförmig ausgebildet
ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtempfangsfläche (17′) schalenartig
gestaltet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mündungsabschnitte der Lichtleitfasern
(18) in eine Vergußmasse (19) eingebettet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern (18) aus Glasfasern
bestehen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern (18) aus Kunststoff
fasern gebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mündungen (21) der Lichtleitfasern
(18) in der Lichtempfangsfläche (17, 17′) reihenförmig,
gegebenenfalls auf Lücke zueinander versetzt, angeordnet
sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die empfängerseitigen Enden der Lichtleitfasern (18) mit dem
Empfängerelement (7, 7′) verkittet bzw. verklebt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883807077 DE3807077A1 (de) | 1987-10-02 | 1988-03-04 | Vorrichtung zur beruehrungslosen optischen entfernungsmessung nach dem triangulationsverfahren |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3733372 | 1987-10-02 | ||
DE19883807077 DE3807077A1 (de) | 1987-10-02 | 1988-03-04 | Vorrichtung zur beruehrungslosen optischen entfernungsmessung nach dem triangulationsverfahren |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3807077A1 DE3807077A1 (de) | 1989-04-20 |
DE3807077C2 true DE3807077C2 (de) | 1993-04-01 |
Family
ID=25860434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883807077 Granted DE3807077A1 (de) | 1987-10-02 | 1988-03-04 | Vorrichtung zur beruehrungslosen optischen entfernungsmessung nach dem triangulationsverfahren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3807077A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8579439B2 (en) | 2005-12-14 | 2013-11-12 | Digital Signal Corporation | System and method for tracking eyeball motion |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2579100C (en) * | 2004-09-21 | 2014-04-08 | Digital Signal Corporation | System and method for remotely monitoring physiological functions |
WO2006088822A2 (en) | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Digital Signal Corporation | Laser radar system and system and method for providing chirped electromagnetic radiation |
US8081670B2 (en) | 2006-02-14 | 2011-12-20 | Digital Signal Corporation | System and method for providing chirped electromagnetic radiation |
WO2010141120A2 (en) | 2009-02-20 | 2010-12-09 | Digital Signal Corporation | System and method for generating three dimensional images using lidar and video measurements |
CN114199147B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-05-30 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种测量装置、炮管内膛内径及同轴度测量方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4922898B1 (de) * | 1969-03-17 | 1974-06-12 | ||
US5280357A (en) * | 1992-10-13 | 1994-01-18 | The Grass Valley Group, Inc. | Depth-based recursive video effects |
-
1988
- 1988-03-04 DE DE19883807077 patent/DE3807077A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8579439B2 (en) | 2005-12-14 | 2013-11-12 | Digital Signal Corporation | System and method for tracking eyeball motion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3807077A1 (de) | 1989-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2834821C2 (de) | Einrichtung zum Überprüfen der Betriebseigenschaften von Laser-Entfernungsmeßgeräten | |
EP0144928B1 (de) | Photometerkopf für kleine Messvolumina | |
EP0151958B1 (de) | Faseroptischer Geber zum Messen dynamischer Beschleunigungen | |
EP2120025B1 (de) | Optische Sensorvorrichtung zur Detektion von Umgebungslicht | |
DE3607244C2 (de) | ||
DE202005018197U1 (de) | Laser-Entfernungsmessungsvorrichtung | |
EP0401654B1 (de) | Vorrichtung zum Ein- und/oder Auskoppeln von Lichtstrahlen mit einem integriert-optischen Baustein | |
EP0833764B1 (de) | Vorrichtung zum erfassen von benetzungsereignissen auf einer scheibe | |
DE3525518C2 (de) | ||
DE3807077C2 (de) | ||
DE69421649T2 (de) | Optische Prüfvorrichtung für die Füllung von Zigaretten | |
DE3611896C2 (de) | ||
DE3317093A1 (de) | Vorrichtung zum koppeln eines lichtstrahlgenerators an einem lichtleiter | |
EP0387413B1 (de) | Faseroptischer Strahlteiler | |
DE3803451C2 (de) | ||
DE19510402A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur optischen Erfassung eines Fluiddots auf einem Substrat | |
EP1653265A1 (de) | Anordnung zur optischen Kopplung eines Lichtwellenleiters mit einer optischen Einheit eines optischen Moduls sowie Koppelelement für eine solche Anordnung | |
EP3907547A1 (de) | Optoelektronischer sensor | |
EP0600048A1 (de) | Verfahren zur messung von relativen winkeln | |
DE202020102514U1 (de) | Optoelektronischer Sensor | |
DE2835491B2 (de) | ||
DE19904461C2 (de) | Anordnung zur berührungslosen Übertragung von Daten | |
DE3340426C1 (de) | Verfahren und Gerät zum Justieren eines Lichtwellenleiters (LW) an der Schnittstelle eines LWL-Meßgerätes | |
DE19653754C2 (de) | Verfahren zur automatischen Erkennung eines systemkonformen Steckverbindungselements, sowie hierfür geeignete Steckverbindung | |
DE69205483T2 (de) | Optischer Fühler mit der Fähigkeit zum Liefern einer Information, die dem Oberflächenzustand entspricht. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |