DE68918006T2

DE68918006T2 - Deformationsmessverfahren und Vorrichtung mit Photoelementdetektoren.

Info

Publication number: DE68918006T2
Application number: DE68918006T
Authority: DE
Inventors: Tamiki Takemori
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1988-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2009-06-23
Also published as: EP0347911A3; DE68918006D1; EP0347911A2; US5061860A; JPH01320411A; EP0347911B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Deformationsmeßverfahren und eine Deformationsmeßvorrichtung und insbesondere auf eine Verbesserung des Deformationsmeßverfahrens und der Deformationsmeßvorrichtung, in welcher ein Teil der Oberfläche eines Objektes mit einem Laserstrahl vor und nach der Deformation bestrahlt wird, um Speckle-Muster zu erzielen, und wobei die Größe der Deformation des Objektes auf der Basis der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen den Speckle-Mustern bestimmt wird.
Ein Speckle-Muster wird durch Interferenz von Diffusionslichtern gebildet, die von einer unebenen Oberfläche eines Objektes reflektiert werden, wenn ein Laserstrahl auf die Oberfläche aufgebracht wird. Wenn die Oberfläche versetzt oder deformiert ist, wird das Speckle-Muster versetzt, während die Oberfläche allmählich deformiert wird. In Verbindung damit wurde ein "Speckle-Korrelationsverfahren" beim Stand der Technik vorgeschlagen, bei dem ein Speckle-Muster fotoelektrisch abgetastet wird und die Speckle-Versetzung von den korrelativen Spitzenpositionen der so erzielten Signale erzielt wird, und die Beziehungen zwischen der Speckle-Versetzung und der Versetzung (oder Deformation) der Oberfläche des Objektes werden verwendet, um die geringe Deformation des Objektes hinsichtlich Translation, Rotation und Verzerrung od. dgl. zu messen. Dieses Verfahren ist im Detail in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 52963/1984; "Laser Science Research", Nr. 6, Seiten 152-154 (1984) und "Latest Precision Measurement Technology", Seiten 241-244 vom 1. Juli 1987 offenbart.
Unter den Speckle-Korrelationsverfahren wird bei dem am häufigsten praktizierten Verfahren ein eindimensionaler Bildsensor 15 und ein Mikrocomputer 16 verwendet, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Durch dieses Verfahren kann eine parallele Bewegung von 1 um oder mehr und eine Rotation in der Größenordnung von 10&supmin;&sup5; rad gemessen werden.
In der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung wird ein Laserstrahl von ungefähr 1 mm Durchmesser, der durch eine Laserquelle 12 erzeugt wird, auf einen Meßpunkt auf einem Objekt, wenn erforderlich über eine Vergrößerungslinse 14, aufgebracht, und der eindimensionale Bildsensor 15 ist in dem Ausbreitungsdurchgang des Lichtstrahles, der von dem Meßpunkt reflektiert wird, angeordnet. In diesem Fall ist der Strahldurchmesser W auf dem Objekt 10 und der Abstand Lo zwischen dem Objekt 10 und dem Bildsensor 15 so eingestellt, daß ein mittlerer Durchmesser des Speckle-Musteres annähernd λLo/W (λ: Wellenlänge des Laserstrahles) auf dem Sensor 15 größer als das Teilungsintervall (10 bis 20 um) des Sensors ist. Zusätzlich ist die Achse des eindimensionalen Bildsensors 15 so eingestellt, daß diese mit der Richtung der Versetzung des Speckle-Musters koinzidiert, die durch das optische System und die Art der Versetzung (die Richtung der Parallelbewegung, Rotation oder Verzerrung) des Objektes bestimmt wird.
Der Ausgang des eindimensionalen Bildsensors 15 wird einer A-D (Analog-Digital)-Wandlung unterzogen und an einen Mikrocomputer 16 angelegt. Eine Korrelationseinheit 18 berechnet eine Kreuzkorrelationsfunktion zwischen den Ausgängen des Mikrocomputers, die den Speckle-Mustern vor und nach der Deformation des Objektes entsprechen, und die Speckle-Versetzung wird aus den Spitzenpositionen der Korrelationsfunktion im wesentlichen in Echtzeit erzielt. In diesem Zusammenhang wurde beim Stand der Technik ein Verfahren zum Berechnen einer "charakteristischen Korrelation" vorgeschlagen, um die Zeit, die zum Berechnen der Kreuzkorrelationsfunktion erforderlich ist, zu verkürzen. Bei diesem Verfahren werden die Ausgangssignale des eindimensionalen Bildsensors 15 hinsichtlich des Mittelwertes derselben binär kodiert. Das so erzielte Speckle-Muster ist kontrastreich, wo daß die Spitzenposition mit der der ordentlichen Kreuzkorrelationsfunktion zu jeder Zeit koinzidiert. Dementsprechend kann die Speckle-Versetzung aus der Extremposition der Kreuzkorrelationsfunktion nachgewiesen werden.
Die herkömmliche Vorrichtung ist jedoch in folgenden Punkten nachteilig: Der eindimensionale Bildsensor 15 verwendet fotoempfindliche Elemente, von denen jedes eine im wesentlichen quadratische Form aufweist. Wenn daher die Achse der fotoempfindlichen Elementenreihe nicht mit der Richtung der Ver-Setzung des Speckle-Musters koinzidiert, ist es unmöglich, präzise die Position des Extremwertes der Kreuzkorrelationsfuntkion zu bestimmen. Dementsprechend ist es notwendig, eine Operation des Koinzidierens der Achse der fotoempfindlichen Elementenreihe mit der Richtung der Ver-Setzung des Speckle-Musters zu jeder Zeit auszuführen. Daher ist die Bedienung der Vorrichtung ziemlich kompliziert und beschwerlich. Außerdem ist es unmöglich, die Richtung der Speckle-Versetzung nachzuweisen.
Aus der JP-A-62 191 704 ist ein Deformationsmeßverfahren und eine Deformationsmeßvorrichtung zum Nachweisen der Größe der Deformation eines Objektes aus der Versetzung eines Speckle-Musters des Objektes bekannt, wobei das Objekt mit einem Laserstrahl vor und nach der Deformation des Objekten bestrahlt wird, um Speckle-Muster zu erzielen. Das Speckle-Muster wird von vier Bildsensoren nachgewiesen, die mit dem Computer verbunden sind. Der Computer ist zum Berechnen der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen dem Speckle-Muster aus den elektrischen Signalen, die den Sensoren zugeführt werden, vorgesehen, um den Spitzenwert der Kreuzkorrelationsfunktion zu erhalten. Die Größe der Positionsverschiebung des Spitzenwertes der Kreuzkorrelationsfunktion wird verwendet, um die Größe der Deformation des Objektes zu bestimmen.
Aus "Optical Engineering", Band 25, Nr. 5, Mai 1986, Seiten 671-674, ist ein Laser-Speckle-Dehnmeßstreifen bekannt, der einen Detektor umfaßt, der aus einer kammförmigen Fotodiodenreihe besteht. Die Fotodioden sind jeweils verbunden oder jeweils in einer interdigitalen Weise verbunden.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel dieser Erfindung ist es, die zuvor beschriebenen Schwierigkeiten zu eliminieren, die einem herkömmlichen Deformationsmeßverfahren und einer Deformationsmeßvorrichtung innewohnen.
Mehr im einzelnen ist es ein Ziel der Erfindung, ein Deformationsmeßverfahren und eine Deformationsmeßvorrichtung zu schaffen, bei dem (der es nicht notwendig ist, die Richtung der Versetzung eines Speckle-Musters mit der Achse einer fotoempfindlichen Elementenreihe zum Umwandeln des Speckle-Musters in ein elektrisches Signal zu koinzidieren.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Deformationsmeßverfahren und eine Deformationsmeßvorrichtung zu schaffen, die die Richtung und die Größe der Versetzung eines Speckle- Bildes nachweist.
Um die obigen Ziele zu erreichen, wird entsprechend dem Deformationsmeßverfahren und der Deformationsmeßvorrichtung dieser Erfindung ein Objekt mit einem Laserstrahl vor und nach der Deformation bestrahlt, um Speckle-Muster zu erzielen, und die so erzielten Speckle-Muster werden fotoelektrisch in elektrische Signale umgewandelt, und die gegenseitige Korrelationsfunktion zwischen den elektrischen Signalen wird erzielt, so daß die Größe der Deformation des Objektes aus der Größe der Versetzung des Speckle-Musters bestimmt wird, das als eine Verschiebung der Position des Extremwertes der Kreuzkorrelationsfunktion erzielt wird. Eine fotoempfindliche Elementenreihe, die fotoempfindliche Elemente umfaßt, ist in einer Kammform ausgebildet, und jedes der fotoempfindliche Elemente ist in Form eines Streifens aus Dekorationspapier ausgebildet, d.h. in einer rechteckigen Form mit einem großen Verhältnis einer langen Seite zu einer kurzen Seite. Ferner können mehrere fotoempfindliche Elementenreihen mit einem Winkel zwischen ihnen angeordnet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform einer fotoempfindlichen Elementenreihe zeigt, die in einem Deformationsmeßverfahren und einer Deformationsmeßvorrichtung entsprechend dieser Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 ist eine Perspektivansicht zum Erläutern des Prinzips der Messung bei einem Speckle-Korrelationsverfahren, wobei die Fig. 3(A), 3(B) und 3(C) Diagramme sind, die jeweils die Ausgangswellenform, die Autokorrelations-Wellenform und die Kreuzkorrelations-Wellenform eines eindimensionalen Bildsensors zeigen;
Fig. 4 ist eine Perspektivansicht, die die Anordnung eines Beispiels einer Deformationsmeßvorrichtung zum Praktizieren des Verfahrens entsprechend der Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist ein Schaubild, das die Größe der Versetzung eines Speckle-Musters in der Zeit (die Größe der Bewegung eines Lineartisches) mit einem vorgegebenen Winkel als Parameter angibt;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung eines Beispiels einer Deformationsmeßvorrichtung zeigt, die ein herkömmliches Speckle-Korrelationsverfahren verwendet.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Zuerst wird das Meßprinzip in einem Deformationsmeßverfahren entsprechend der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird ein Laserstrahl 13, der von einer Laserquelle 12 abgegeben wird, auf einen Meßbereich O eines Objektes 10, wenn erforderlich über eine Vergrößerungslinse 14, aufgebracht, und das sich ergebende Speckle-Muster wird auf einer Beobachtungsebene 30 beobachtet. In diesem Fall wird angenommen, daß die Koordinatenachsen auf der Objektoberfläche durch x, y und z reprasentiert werden; daß der Abstand OS zwischen dem Divergenzpunkt des Laserstrahles 13 und dem Meßbereich O Ls ist (OS = Ls); daß die Komponenten, die die Richtung vom Divergenzpunkt zum Mittelpunkt des Bereiches O repräsentieren, lsx, lsx und lsz sind; daß der Abstand zwischen der Objektoberfläche und der Beobachtungsebene 30 Lo ist; daß die Komponenten, die die Richtung vom Mittelpunkt des Bereiches O zu einem Beobachtungspunkt P repräsentieren x, y und z sind; und daß die Komponenten der Translation, der Rotation und der Verzerrung des Objektes 10 im durch den Laserstrahl 13 bestrahlten Bereich jeweils (ax, ay, az), (Ωx, Ωy, Ωz) und (&epsi;xx, &epsi;yx, &epsi;yy) sind.
Die Speckle-Muster werden auf dem Beobachtungspunkt P vor und nach der Deformation des Objektes gebildet. Die Kreuzkorrelationsfunktion C( , ) zwischen den Intensitätsverteilungen I&sub1;(x, y) und I&sub2;(x, y) der Speckle-Musterer werden somit wie folgt gebildet:
C( , ) = < I&sub1;(x, y) x I&sub2;(x + y + ) ........ (1)
wobei < > einen festgelegten Mittelwert bedeutet.
Rechnet man mit Gleichung (1), kann man verstehen, daß C( , y) einen Maximalwert mit = Ax und = Ay ist, wobei Ax und Ay durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) repräsentiert werden und körperlich der Größe der Versetzung des Speckle-Musters, das durch die Deformation des Objektes verursacht wird, entspricht:
Wenn dementsprechend die Größe der Versetzung des Speckle-Musters (Ax und Ay) mit einem eindimensionalen Bildsensor an der Beobachtungsebene 30 beobachtet wird, ändert sich die Ausgangswellenform des Bildsensors, wie in Fig. 3 gezeigt ist, nach und vor der Deformation des Objektes, die Autokorrelations-Wellenform ist wie in Fig. 3(B) gezeigt, und die Kreuzkorrelations-Wellenform ist, wie in Fig. 3(C) gezeigt.
In dem Fall, wo die Deformation eines Objektes mit der Vorrichtung bei dem herkömmlichen Verfahren gemessen wird, sind die fotoempfindlichen Elemente des eindimensionalen Bildsensors in der Beobachtungsebene 30 im wesentlichen quadratisch angeordnet. Andererseits ist bei der Erfindung eine fotoempfindliche Elementenreihe ein eindimensionaler Bildsensor in einer Kammform, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und jedes der fotoempfindlichen Elemente (---, 22n-1, 22n, 22n+1, ---), die die fotoempfindliche Elementenreihe bilden, hat eine Form eines Streifens aus Dekorationspapier, d.h. in einer rechtekkigen Form mit einem großen Verhältnis einer langen Seite zu einer kurzen Seite (z.B. 13 um x 2,5 mm) und ist z.B. in einem Intervall von 25 um angeordnet.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, liegt die fotoempfindliche Elementenreihe 20 entlang einer x-Achse, und die lange Seite jedes fotoempfindlichen Elementes ist entlang einer y-Achse befindlich. In diesem Zustand wird nur die Komponente des Speckle-Musters beschrieben, das entlang der y-Achse versetzt wird.
Ein größerer Teil der Ausgangskomponenten des fotoempfindlichen Elementes, das nach der Speckle-Versetzung erzeugt wird, ist der Integration der optischen Intensität des Speckle-Musters über die Fläche des fotoempfindlichen Elementes vor der Speckle-Versetzung proportional. Die Ausgangskom ponenten, die unterschiedlich zu denen sind, die vor der Speckle-Versetzung erzeugt wurden, entsprechen der Differenz in der optischen Intensität zwischen dem Speckle-Muster, das aus dem fotoempfindlichen Bereich des fotoempfindlichen Elementes herauskommt und dem Speckle-Muster, das neu hinzukommt, so daß es einen kleinen Anteil zum Beitrag an den Gesamtausgangskomponenten einnimmt und deshalb vernachlässigbar ist.
Wenn die Größe der Speckle-Versetzung entlang der y-Achse größer ist, wächst das Verhältnis der unterschiedlichen Ausgangskomponenten zu den Gesamtausgangskomponenten. Andererseits wächst hinsichtlich des Wesens des Speckle-Musters die Gleichförmigkeit der Ausgangskomponenten, wie die fotoempfindliche Fläche größer wird. Daher ist in dem Fall, wo entsprechend der Erfindung jedes fotoempfindliche Element so beschaffen ist, daß es eine große fotoempfindliche Fläche hat und in einer rechteckigen Form mit einem großen Verhältnis einer langen Seite zu einer kurzen Seite ausgebildet ist, die Lichtquantität, die von der fotoempfindlichen Fläche abweicht und die Quantität des Lichts, die in die fotoempfindliche Fläche eintritt, zueinander gleich durch die oben beschriebene Gleichförmigkeit der Ausgangskomponenten. Somit wird sogar in dem Fall, wo die Größe der Speckle-Versetzung groß ist, der Ausgang im wesentlichen unverändert beibehalten.
Dementsprechend kann die Änderung des Ausgangs der fotoempfindlichen Elementenreihe 20 hinsichtlich der Speckle-Versetzung entlang der y-Achse unberücksichtigt bleiben und auch wenn die Richtung der Speckle-Versetzung nicht mit der Achse der fotoempfindlichen Elementenreihe übereinstimmt, kann nur die Wirkung der Speckle-Versetzung entlang der x-Achse über die fotoempfindliche Elementenreihe erzielt werden. Mit anderen Worten werden, wo die Richtung der Speckle-Versetzung zur x-Achse durch θ repräsentiert wird, nur die Komponenten von cos θ nachgewiesen und die Größe der Deformation des Objekts in jener Richtung kann gemessen werden.
In dem Fall, wo eine Mehrzahl von fotoempfindlichen Reihen angeordnet sind, so daß jene Reihen unterschiedliche Winkel zueinander bilden, können die Komponenten der Speckle-Versetzung entlang der Achsen der fotoempfindlichen Elementenreihen ausgeblendet werden. Dementsprechend kann die Versetzung eines Speckle-Musters, das eine beliebige Richtung und Größe hat, nachgewiesen werden, und deshalb kann die Größe der Deformation des Objektes mit eine hohen Genauigkeit gemessen werden. Ferner kann in dem Fall, wo die fotoempfindlichen Reihen, von denen jede eine Kammstruktur aufweist, vertikal zueinander angeordnet sind, die x-Komponente und die y-Komponente der Speckle-Versetzung unabhängig voneinander erhalten werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 4 im einzelnen beschrieben.
Eine Ausführungsform der Deformationsmeßvorrichtung zum Durchführen des Deformationsmeßverfahrens entsprechend der Erfindung, wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt: Eine Laserquelle 12 zum Aufbringen eines Laserstrahls 13 auf die Oberfläche eines zu messenden Objektes 10, um ein Speckle-Muster zu bilden. Um das Speckle-Muster einer fotoelektrischen Umwandlung zu unterziehen, sind zwei fotoempfindliche Elementereihen 20 und 24 mit einem Winkel zwischen diesen angeordnet. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist jede der fotoempfindlichen Elementenreihen einen Kammaufbau auf, wobei jedes der fotoempfindlichen Elemente, die eine rechteckige Form mit einem großen Verhältnis von einer langen Seite zu einer kurzen Seite hat, in einer Streifenform angeordnet sind.
Das Speckle-Muster wird, nachdem es fotoelektrisch in elektrische Signal durch die fotoempfindlichen Elementenreihen 20 und 24 umgewandelt wurde, an Korrelatoren 40 und 42 zum Berechnen einer Kreuzkorrelationsfunktion zwischen den elektrischen Signalen angelegt, so daß die Änderungen in der Position der Extremwerte der Kreuzkorrelationsfunktionen, die vor und nach der Versetzung des Speckle-Musters geschaffen werden, nachgewiesen werden. Die Information der Verschiebung in der Position der Extremwerte wird einem Computer 44 eingegeben und durch diesen weiterverarbeitet, wobei die Größe der Deformation des Objektes aus der Größe der Versetzung des Speckle-Musters berechnet wird.
Der Computer 44 gibt einen Befehl an ein Schrittmotor-Steuergerät 46 ab, um einen Lineartisch 48 ent lang der x-Achse zu bewegen, was bewirkt, daß sich das Speckle-Muster entlang der x-Achse verschiebt, und gibt Zeitgebersignale über einen Zeitgeberschaltkreis 50 an die Korrelatoren 40 und 42 ab.
In dem Fall, wo die fotoempfindliche Elementenreihe 24 um Winkelabstände von 10º bezüglich zur x-Achse verschoben (gedreht) wird und der Lineartisch 48 um einen Abstand von 6 mm mit einer Geschwindigkeit von 6 mm/0,5 Sek. bewegt wird, ändert sich die Größe der Versetzung des Speckle-Musters über die fotoempfindliche Elementenreihe 24 in dem Fall, wo das Speckle-Muster um einen vorbestimmten Abstand versetzt wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist. In diesem Fall werden zum Zwecke des Vergleiches mit dem Ausgang der fotoempfindlichen Elementenreihe 24, die durch den Korrelator 42 geschaffen wird, der Ausgang der kammförmigen fotoempfindlichen Elementenreihe 20, die feststehend parallel mit der x-Achse angeordnet ist, ebenfalls mit dem Korrelator 40 nachgewiesen, und die Versetzungen des Speckle-Musters überwacht. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird, obwohl die Größe der Versetzung des Speckle-Musters konstant gehalten wird, durch Andern des Winkels der fotoempfindlichen Elementenreihe 24 die Größe der Versetzung des Speckle-Musters über die fotoempfindliche Elementenreihe 24 verändert. Diese Daten sind in Reihenfolge angeordnet und die sich ergebenden Größen der Versetzung werden verwendet, um die Winkel der fotoempfindlichen Elementenreihen 24 bezüglich der x-Achse zu berechnen. Die Ergebnisse der Berechnung sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Tabelle Winkel (Grad) Speckle-Versetzung (A) der feststehenden Reihe (Pixel) Speckle-Versetzung (B) der rotierenden Reihe (Pixel) cos&supmin;¹ (B/A)º
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, entsprechen die Größen der Speckle-Versetzung B, die durch die fotoempfindliche Elementenreihe 24 nachgewiesen wird, der Extraktion der cos θ-Komponenten bezüglich der x-Achse.
Wenn dementsprechend die kammförmigen fotoempfindlichen Elementenreihen z.B. in rechten Winkeln zueinander angeordnet sind, können x-Komponente und y-Komponente der Speckle-Versetzung unabhängig erhalten werden, so daß die Ver-Setzung des Speckle-Musters, das eine beliebige Richtung und Größe hat, berechnet werden kann.
Die oben beschriebene Ausführungsform verwendet zwei fotoempfindliche Elementenreihen, und deshalb werden die Richtung und die Größe der Versetzung des Speckle-Musters mit einer minimalen Anzahl von fotoempfindlichen Elementenreihen gemessen. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf oder dadurch begrenzt. Z.B. kann in dem Fall, wo nur die Speckle-Versetzung entlang der x-Achse extrahiert wird, nur eine fotoempfindliche Elementenreihe vorgesehen sein. Ferner wird die Verwendung von mehr als zwei fotoempfindlichen Elementenreihen eine Messung mit einer höheren Genauigkeit ergeben.

Claims

1. Ein Deformationsmeßverfahren zum Nachweisen der Größe der Deformation eines Objektes aus einer Versetzung eines Speckle-Musters des Objektes, mit den Stufen:

Bestrahlen des Objektes mit einem Laserstrahl vor und nach der Deformation des Objektes, um Speckle-Muster zu erhalten;

Anordnen zumindest einer fotoempfindlichen Elementenreihe zum Umwandeln der Speckle-Muster in elektrische Signale;

Berechnen der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen den Speckle-Mustern aus den elektrischen Signalen, um den Spitzenwert der Kreuzkorrelationsfunktion und deren Position zu erhalten; und

Erhalten der Größe der Positionsverschiebung des Spitzenwertes der Kreuzkorrelationsfunktion, um die Größe der Deformation des Objektes zu bestimmen,

gekennzeichnet durch

Anordnen zumindest einer fotoempfindlichen Elementenreiheneinrichtung, die eine Mehrzahl von streifenförmigen fotoempfindlichen Elementen aufweist, die nebeneinander angeordnet sind, zum Umwandeln des Speckle-Musters in ein elektrisches Signal, wobei jedes der streifenförmigen fotoempfindlichen Elemente ein großes Verhältnis einer langen Seite zu einer kurzen Seite hat,

unabhängiges Aufnehmen der elektrischen Ausgangssignale der jeweiligen fotoempfindlichen Elemente, und

Nachweisen der Versetzung durch Berechnen der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen den elektrischen Ausgangssignalen der fotoempfindlichen Elemente die vor und nach der Deformation des Objektes erzeugt werden.

2. Deformationsmeßverfahren nach Anspruch 1, wobei die Anordnungsstufe die Stufe des Anordnens einer Mehrzahl von fotoempfindlichen Elementenreihen in einer solchen Weise umfaßt, daß die Richtung jeder der fotoempfindlichen Elementenreihe einen unterschiedlichen Winkel zur Versetzungsrichtung eines Speckle-Musters bildet.

3. Deformationsmeßvorrichtung zum Nachweisen der Größe der Deformation eines Objektes aus einer Versetzung eines Speckle- Musters des Objektes, mit:

einer Lichtquelleneinrichtung (12) zum Bestrahlen des Objektes mit einem Laserstrahl (13), um Speckle-Muster vor und nach der Deformation des Objektes (10) zu erhalten,

fotoempfindliche Elementenreihen (20, 24) zum Umwandeln des Speckle-Musters in elektrische Signale,

eine Kreuzkorrelations-Berechnungseinrichtung (40, 42) zum Berechnen der Kreuzkorrelationsfunktion und deren Position zwischen den Speckle-Mustern unter Verwendung der elektrischen Signale und Erhalten der Position des Spitzenwertes der Kreuzkorrelationsfunktion; und

einem Mikrocomputer (44) zum Erhalten der Größe der Verschiebeposition des Spitzenwertes der Kreuzkorrelationsfunktion und zum Bestimmen der Größe der Deformation des Objektes (10) aus der Resultierenden, was durch den Mikrocomputer (44) erzielt wird,

gekennzeichnet durch

eine fotoempfindliche Elementenreiheneinrichtung (20, 24) einschließlich einer Mehrzahl streifenförmiger fotoempfindlicher Elemente, die nebeneinander angeordnet sind, zum Umwandeln des Speckle-Musters in ein elektrisches Signal, wobei jedes der streifenförmigen fotoempfindlichen Elemente ein großes Verhältnis einer langen Seite zu einer kurzen Seite aufweist und wobei die fotoempfindliche Elementenreiheneinrichtung (20, 24), die Berechnungseinrichtung (40, 42) und der Mikrocomputer so angeordnet sind, daß die Ausgangssignale der jeweiligen fotoempfindlichen Elemente (20, 24) unabhängig aufgenommen werden und daß die Versetzung durch Berechnen der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen den elektrischen Ausgangssignalen der fotoempfindlichen Elemente (20, 24), die vor und nach der Deformation des Objektes erzeugt werden, nachgewiesen wird.

4. Deformationsmeßvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die fotoempfindliche Elementenreiheneinrichtung (20, 24) eine Mehrzahl von fotoempfindlichen Elementenreihen (20, 24) umfaßt, die in einer solchen Weise angeordnet sind, daß die Richtung jeder der fotoempfindlichen Elementenreihen (20, 24) einen unterschiedlichen Winkel zur Versetzungsrichtung eines Speckle-Musters bildet.