Zum Erfassen reliefartiger Oberflächenstrukturen sind nichtberührungsfreie Verfahren bekannt. So wird etwa bei Guß- oder Abdruckverfahren ein dreidimensionales Negativbild des Gegenstandes erstellt, aus dem Informationen über dessen Oberflächenbeschaffenheit gewonnen werden. Nachteilig bei derartigen Verfahren ist, daß ihre Qualität sehr stark von dem eingesetzten Guß- oder Abdruckmittel abhängt. Zudem sind sie bei empfindlichen oder leicht zu beschädigenden Oberflächen nicht ohne Gefahr für die zu untersuchenden Areale einsetzbar.To capture relief-like surface structures arenon-contact-free methods known. So is aboutCasting or impression processes a three-dimensional negativeimage of the item created from the informationcan be obtained from its surface quality.A disadvantage of such methods is that theirQuality very much from the cast or Ab usedpressure medium depends. They are also sensitiveor easily damaged surfaces not withoutDanger can be used for the areas to be examined.
Desweiteren sind Bewegungsdetektoren bekannt, mittels derer die Position eines Gegenstandes, etwa eines Handscanners, gegenüber einer Fläche bestimmbar ist. In der JP-O 5 341 904 wird ein Bewegungsdetektor beschrieben, der als eine drehbewegliche, von einem stark inhomogenen Magnetfeld umgebene Kugel ausgebildet ist. Beim Bewegen des Bewegungsdetektors entlang der abzuscannenden Fläche wird die Kugel in eine Drehbewegung versetzt, die von einem Hallgenerator erfaßt und in elektronische , die Information über die Position des Bewegungsdetektors gegenüber der abzuscannenden Fläche enthaltende Signale umgewandelt werden. Ein derartiger Bewegungsdetektor kann jedoch nur die Position parallel zu einer zweidimensionalen Fläche erfassen, eine Reliefstruktur der abzuscannenden Oberfläche ist damit nicht detektierbar. Zudem arbeitet der vorbekannte Bewegungsdetektor ebenfalls nicht berührungsfrei und ist deshalb bei empfindlichen Oberflächen nicht einsetzbar.Furthermore, motion detectors are known by means ofthe position of an object, such as a handscanners, can be determined against a surface. In theJP-O 5 341 904 describes a motion detectorwhich as a rotatable, from a strongly inhomogeneousNEN magnetic field surrounding ball is formed. When loadingbecause of the motion detector along the one to be scannedThe sphere is set into a rotary motion, the surface recorded by a Hall generator and converted into electronicthe information about the position of the movement detectortors compared to the surface to be scannedSignals are converted. Such a movementHowever, the detector can only position parallel to onecapture two-dimensional surface, a relief structurethe surface to be scanned is therefore not detectablebar. In addition, the known motion detector worksalso not touch-free and is therefore atsensitive surfaces cannot be used.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Erfassen zwei- und/oder dreidimensionaler Oberflächen und/oder zum Erfassen zwei- und/oder dreidimensionaler Bewegungen entlang einer Fläche, wobei die Gefahr von Beschädigungen der Fläche weitestgehend zu vermeiden ist.The object of the present invention is to createa device and a method for detectiontwo- and / or three-dimensional surfaces and / orto detect two and / or three-dimensional movementsalong a surface, taking the risk of damageof the area should be avoided as far as possible.
Gelöst wird diese Aufgabe in vorrichtungstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach umfaßt die Vorrichtung einen Bewegungsdetektor, einen Distanzmesser und eine Signalverarbeitungseinheit.This task is solved in terms of device technologyIn terms of the features of claim 1. Daafter the device comprises a motion detector, eggNEN distance meter and a signal processing unit.
Der Bewegungsdetektor arbeitet berührungsfrei und erfaßt kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen die Position der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zur untersuchenden Fläche parallelen, etwa aus einer Ebenenprojektion der dreidimensional markierten Oberfläche erzeugten Ebene. Die Erfassung des Reliefs erfolgt mittels des Distanzmessers, der zu jedem erfaßten Punkt der projizierten Ebene den Abstand zwischen dem Bewegungsdetektor und der zu erfassenden Fläche bestimmt. Mit Hilfe der Signalverarbeitungseinheit werden die Informationen des Bewegungsdetektors sowie des Distanzmessers zusammenge führt und in ein elektronisch verwertbares Bild der Reliefstruktur der erfaßten Oberfläche und/oder der durchgeführten Bewegung umgewandelt.The motion detector works without contact and detectsthe butt continuously or at predetermined intervalssition of the device according to the invention in a to unparallel search surface, for example from a level prothe three-dimensionally marked surfacelevel. The relief is recorded using theDistance meter that projects to each detected pointth plane the distance between the motion detector andof the area to be recorded. With the help of the Signal processing unit, the information of theMotion detector and the distance meter together leads and into an electronically usable picture of theRelief structure of the detected surface and / or theperformed movement converted.
Die Erfassung der Oberflächenstruktur erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung berührungsfrei. Geeignete Bewegungsdetektoren bzw. Distanzmesser arbeiten etwa mit Hilfe von Licht oder sonstigen elektromagnetischen Strahlen, Schallwellen, elektrischen und/oder magnetischen Feldern. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in ihrer Einsetzbarkeit in verschiedensten Bereichen, und zwar insbesondere solchen, bei denen die zu erfassenden Oberflächen besonders empfindlich sind und es zudem auf eine hohe Präzision der ermittelten Daten ankommt. Dazu gehören etwa bestimmte Bereiche der Medizin, Zahnmedizin, Biologie, Archäologie oder Paläontologie.The surface structure is recorded atDevice according to the invention without contact. SuitableMotion detectors or distance meters work approximatelywith the help of light or other electromagneticRays, sound waves, electrical and / or magnetifields. The particular advantage of the inventionß device consists in its usability in vervarious areas, especially thosewhere the surfaces to be recorded are particularlyare sensitive and also to a high precision of thedetermined data arrives. These include certainAreas of medicine, dentistry, biology, archeologyor paleontology.
Eine für eine große Zahl von Anwendungen besonders zweckmäßige Erfassungsvorrichtung arbeitet mit optischen Mitteln. Dabei ist im Bewegungsdetektor eine in Richtung auf die markierte Fläche abstrahlende optische Strahlungsquelle integriert und der Bewegungsdetektor sowie der Distanzmesser erfassen von der markierten Fläche reflektiertes Licht. Als bevorzugte Strahlungsquellen kommen etwa Laser oder Halbleiterstrahler in Frage, deren Strahlungsfrequenzen der entsprechenden Anwendung angepaßt sein sollten.One especially for a large number of applicationsAppropriate detection device works with optimeans. There is an in in the motion detectorDirectional optical radiation on the marked surfaceRadiation source integrated and the motion detectoras well as the distance meter from the markedSurface of reflected light. As a preferred radiationSources come in as lasers or semiconductor emittersQuestion, whose radiation frequencies correspond to the corresponding Anshould be adapted to the application.
Vorteilhafterweise besitzt der Bewegungsdetektor eine Matrix aus in einer Fläche nebeneinander angeordneten optischen Erfassungsmitteln. Die vom Detektor vollzogene Bewegung entlang der markierten Fläche ist damit leicht aufgrund der zeitlichen Abfolge der von den einzelnen optischen Erfassungsmitteln abgegebenen elektronischen Signale nachvollziehbar.The motion detector advantageously has oneMatrix of arranged side by side in a surfaceoptical detection means. The one performed by the detectorMovement along the marked area is therefore easydue to the chronological order of each optical detection means delivered electronicTraceable signals.
Ein geeignetes und besonders preisgünstiges Erfassungsmittel ist ein Array aus Fotodioden. Die Fotodioden sind in einer Ebene in zumindest zwei unterschiedlichen Richtungen beabstandet voneinander angeordnet, wodurch sich die Bewegung des Bewegungsdetektors in einer zu diesen Richtungen parallelen Fläche besonders leicht berechnen läßt. Stehen die Fotodioden in zwei zueinander senkrechten Richtungen, so läßt sich unmittelbar eine X- und eine Y-Richtung zur Positionsbestimmung des Bewegungsdetektors festlegen.A suitable and particularly inexpensive acquisitionmiddle is an array of photodiodes. The photodiodes areon one level in at least two different richeslines spaced from each other, wherebythe movement of the motion detector in one of theseCalculate directions parallel surface particularly easilyleaves. The photodiodes are perpendicular to each other in twoten directions, an X and aY direction for determining the position of the motion detectorset tors.
Bei bestimmten Anwendungen, inbesondere wenn eine hohe Auflösung gewünscht wird, kann auch anstelle des Fotodiodenarrays ein optischer Bildsensor eingesetzt werden. Aus dem Vergleich aufeinanderfolgender Bildsequenzen des Bildsensors läßt sich zudem auch eine Information über eine etwaige, gegenüber der markierten Fläche senkrechte Bewegung gewinnen.In certain applications, especially when highResolution is desired, can also be used instead of the photodiode arrays an optical image sensor can be used.From the comparison of successive image sequences of theImage sensor can also provide information aboutany, perpendicular to the marked areawin movement.
Ein besonders vorteilhafter Distanzmesser besteht aus einer Fotodiode, die ein von der markierten Fläche reflektiertes Lichtsignal einer Strahlungsquelle empfängt und in ein elektronisches Signal umwandelt, das in einer Meßelektronik dazu benutzt wird, die Distanz zu bestimmen. Es sind auch mehrere nebeneinander angeordnete Fotodioden denkbar, aus deren photovoltaischen Signalen der Abstand zwischen dem Bewegungsdetektor und der markierten Fläche von einer geeigneten Meßelektronik berechnet wird. Im Zusammenhang mit einem Laser als Strahlungsquelle kann der Abstand etwa mittels optischer Triangulation bestimmt werden.A particularly advantageous distance meter consists ofa photodiode, a right of the marked areareceived light signal from a radiation sourceand converts it into an electronic signal, which in aMeasuring electronics is used to determine the distancemen. There are also several photos arranged side by sidediodes conceivable, from whose photovoltaic signals theDistance between the motion detector and the markth area calculated by suitable measuring electronicsbecomes. In connection with a laser as a radiation sourcele can be the distance using optical triangulationbe determined.
Alternativ sind auch interferometrische Methoden zur Distanzmessung einsetzbar. Für mikroskopisch feine Oberflächenstrukturen, etwa insbesondere metallischer Oberflächen, ist ein optisches Interferometer besonders geeignet.Alternatively, interferometric methods are also availableDistance measurement can be used. For microscopic surfacessurface structures, for example in particular metallic surfacessurfaces, an optical interferometer is particularly suitableis suitable.
Um die Herstellung der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung zu erleichtern und zu verbilligen ist der Bewegungsdetektor und/oder der Distanzmesser und/oder die Strahlungsquelle in einen Mikrochip integriert.In order to manufacture the acquisition device according to the inventionThe direction is to make it easier and cheapermotion detector and / or the distance meter and / or theRadiation source integrated into a microchip.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Signalverarbeitungseinheit mit einer Anzeigeeinheit, etwa einem Monitor verbindbar, so daß die jeweilige Position des Bewegungsdetektors während der Bewegung unmittelbar verfolgt werden kann.In an advantageous development, the signal verunit of work with a display unit, such as oneMonitor connectable, so that the respective position of theVer motion detector immediately during movementcan be followed.
In einer abermaligen Weiterbildung ist die Signalverarbeitungseinheit vom Bewegungsdetektor räumlich getrennt angeordnet, und steht mit diesem in - vorzugsweise drahtlosem - Datenaustausch. Die räumlichen Dimensionen des Bewegungsdetektors lassen sich damit auf ein Minimum begrenzen und dadurch die Flexibilität und Effizienz deutlich erhöhen.The signal processing is in a further trainingprocessing unit spatially separated from the motion detectorarranged, and stands with this in - preferablywireless - data exchange. The spatial dimensionsthe motion detector can be reduced to a minimumlimit and thereby flexibility and efficiencyincrease significantly.
Zweckmäßigerweise steht die Signalverarbeitungseinheit mit einem elektronischen Speichermedium in Datenverbindung, in dem die Informationen über die Oberflächenstruktur und/oder die Bewegung gegenüber der Fläche elektronisch abrufbar abgespeichert sind.The signal processing unit expediently standswith an electronic storage medium in data combinationin which the information about the surface structurestructure and / or the movement relative to the surface electronisch accessible are stored.
In verfahrenstechnischer Hinsicht ist die Erfindungsaufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.In terms of process technology, the invention isgiven by a method with the features of the patentProverb 12 solved.
Bei diesem Verfahren erfolgt während einer Bewegung eines Bewegungsdetektors relativ zu einer markierten Fläche eine berührungsfreie Ermittlung der Position in einer - zur markierten Fläche im wesentlichen parallelen - Projektionsebene mit Hilfe von optischen Erfassungsmitteln (X, Y)-Position. Gleichzeitig wird zu jedem erfaßten (X, Y)-Wert der jeweilige Abstand des Bewegungsdetektors zur markierten Fläche, also der Wert Z (X, Y) , berührungsfrei ermittelt. In einem letzten Verfahrensschritt werden aus den auf diese Weise ermittelten (X, Y, Z)-Werten Informationen über die Bewegung bzw. die Oberflächenbeschaffenheit der markierten Fläche gewonnen.In this method, one takes place during a movementMotion detector relative to a marked areanon-contact determination of the position in a - formarked area essentially parallel - projection level with the aid of optical detection means (X,Y) position. At the same time, every (X, Y) -Value of the respective distance from the motion detector tomarked area, i.e. the value Z (X, Y), without contactdetermined. In a final process step,the (X, Y, Z) values Information about the movement or the surfaceof the marked area.
Eine besonders vorteilhafte Bestimmung der Distanz erfolgt dabei durch die Messung der Laufzeit eines Lichtsignals beim Durchlaufen der zu bestimmenden Distanz. Die Erfindung macht dabei Gebrauch von einem an sich bekannten Verfahren zur Messung der Lichtgeschwindigkeit, bei dem die Phasenverschiebung eines mit hoher Frequenz modulierten Lichtsignals nach Durchlaufen einer vorgegebenen Distanz gegenüber dem ursprünglichen Modulationssignal gemessen wird. Die Lichtgeschwindigkeit wird dabei als bekannt vorausgesetzt und das Verfahren zur Messung der vom Licht durchlaufenen Strecke eingesetzt. Da die Lichtgeschwindigkeit in unterschiedlichsten Medien mit hoher Genauigkeit bekannt ist, ermöglicht dieses Verfahren eine sehr präzise Distanzmessung.A particularly advantageous determination of the distancefollows by measuring the transit time of a lightsignals when walking through the distance to be determined.The invention makes use of one in itselfknown method for measuring the speed of lightspeed in which the phase shift is one with highFrequency modulated light signal after passing through agiven distance from the original modution signal is measured. The speed of lightis assumed to be known and the procedureto measure the distance traveled by the lightputs. Because the speed of light in differentMedia with high accuracy is knownthis method a very precise distance measurement.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in vorteilhafter Weise zur Bewegungserfassung etwa eines Lesegerätes für die optische Erfassung und Speicherung von visuell markierten und projizierten alphanumerischen Zeichen, Graphiken und/oder fotografischen Bildern oder auch zur Positionsbestimmung bei Handscannern geeignet.The method according to the invention is advantageousfor motion detection such as a reader for theoptical recording and storage of visually markedand projected alphanumeric characters, graphicsand / or photographic images or positionssuitable for hand scanners.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung eines zur Bewegungserfassung eingesetzten erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die vom Bewegungsdetektor aufgenommenen Daten zum Durchführen eines Korrekturausgleiches geeignet sind, um etwa die zeilenrichtige Erfassung einer Textseite durch ein Lesegerät zu ermöglichen.A particularly advantageous development of a Bemotion detection method used according to the inventionrens provides that those recorded by the motion detectormy data for performing a correction compensationare suitable, for example, the line-correct recordingto enable a text page by a reader.
Anhand der beigefügten Zeichnungen sollen nachstehend ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung näher erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:With reference to the accompanying drawingsan embodiment of the Vorrich inventiondevice and the method according to the invention explained in more detailbecome. Schematic views show:
Fig. 1 den Bewegungsdetektor einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung in einer Draufsicht,Fig. 1 the motion detector of a detection device according to the invention in a plan view,
Fig. 2 einen in einem Abtastkopf aufgenommenen Bewegungsdetektor bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in einem Längsschnitt,Fig. 2 is a housed in a scanning head BEWE supply detector for intended use in a longitudinal section;
Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erklärung der Funktionsweise des Bewegungsdetektors ausFig. 1,Fig. 3 is a block diagram for explaining the radio tion example of the motion detector fromFIG. 1,
Fig. 4a einen beabstandet von einer Fläche gehaltenen Distanzmesser,FIG. 4a is a distance from a surface-held distance meter,
Fig. 4b das Prinzip der Abstandsmessung bei einem Distanzmesser einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung undFig. 4b the principle of distance measurement in a Di stanzmesser a detection device according to the invention and
Fig. 5 in einem Blockschaltbild die elektronischen Komponenten des Distanzmessers ausFig. 4a.Fig. 5 is a block diagram of the electronic components of the pedometer ofFig. 4a.
Der inFig. 1 gezeigte berührungsfreie Bewegungsdetektor1 weist einen Halbleiterstrahler2 sowie insgesamt fünf Fotodioden3,3',3'',3''',4 auf. Die Fotodioden3 bis3''' dienen der Erfassung einer Bewegung parallel zu einer zwei- oder dreidimensional markierten Fläche8, während die Fotodiode4 die Messung des Vertikalabstandes des Lesegerätes von der markierten Fläche ermöglicht.The non-contact Bewegungsdetek shown inFig. 1 tor1 has a semiconductor emitter2 and a total five photodiodes3,3 ',3' ',3' '',4 on. The photodiodes3 to3 '''serve to detect a movement parallel to a two- or three-dimensionally marked area8 , while the photodiode4 enables the measurement of the vertical distance of the reading device from the marked area.
Fig. 2 zeigt einen Abtastkopf6, in dem der berührungsfreie Bewegungsdetektor1 aufgenommen ist. Bei dem Abtastkopf6 handelt es sich um ein eigenständiges Modul, das innerhalb einer größeren Vorrichtung, etwa eines Bildlesegerätes, einbaubar ist. Der Abtastkopf6 ist auf der im bestimmungsgemäßen Zustand der markierten Fläche8 zugewandten Seite mit einer - im Ausführungsbeispiel konvex-konkaven - Linse7 versehen , die der Abbildung des vom Halbleiterstrahler2 abgestrahlten Lichts auf der markierten Fläche8 bzw. der Abbildung des von der markierten Fläche8 reflektierten Lichtes auf die Fotodioden3,3',3'',3''',4 dient.FIG. 2 shows a scanning head6 in which the non-contact movement detector1 is accommodated. From the probe6 is an independent module that can be installed within a larger device, such as an image reader. The scanning head6 is provided on the side facing the marked surface8 in the intended state with a lens7 , which is convex-concave in the exemplary embodiment, for imaging the light emitted by the semiconductor emitter2 on the marked surface8 or for imaging the marked surface Surface8 of reflected light on the photo diodes3 ,3 ',3 '',3 ''',4 is used.
Die Funktionsweise des berührungsfreien Bewegungsdetektors1 läßt sich anhand des inFig. 3 dargestellten Blockdiagramms beschreiben. In dieser Darstellung sind als Komponenten des berührungsfreien Bewegungsdetektors1 der Halbleiterstrahler2 sowie die Fotodioden3,3' ,3'',3''' in einem Mikrochip9 integriert. Durch eine geeignete Ansteuerungselektronik11 wird der Halbleiterstrahler2 betätigt, sobald die bestimmungsgemäße Bewegungsdetektion beginnt. Das durch die Linse7 vom Halbleiterstrahler2 in Richtung auf die markierte Fläche8 fokussierte Licht wird von dieser reflektiert und von der Linse7 auf den Mikrochip9 abgebildet. Die Fotodioden3,3',3'',3''' erfassen das reflektierte Licht. Bei der Bewegung des Bewegungsdetektors1 parallel zur markierten Flächen8 wird in dem aus den Fotodioden3,3',3'',3''' bestehenden Diodenarray ein Muster zeitlich aufeinanderfolgender elektrischer Signale erzeugt, aus dem mittels einer geeigneten Datenverarbeitung die Richtung und die Geschwindigkeit der Bewegung des Bewegungsdetektors1 in eindeutiger Weise bestimmbar ist.The operation of the non-contact motion detector1 can be described using the block diagram shown inFIG. 3. In this illustration, the semiconductor emitter2 and the photodiodes3 ,3 ',3 '',3 ''' are integrated in a microchip9 as components of the non-contact motion detector1 . By a suitable control electronics11 , the semiconductor beam2 is actuated as soon as the intended movement detection begins. The focus through the lens7 from the semiconductor emitter2 in the direction of the marked surface8 is reflected light from this and is reflected by the lens7 on the microchip9 . The photodiodes3 ,3 ',3 '',3 ''' capture the reflected light. When the motion detector1 moves parallel to the marked areas8 , a pattern of temporal successive electrical signals is generated in the diode array consisting of the photodiodes3 ,3 ',3 '',3 ''', from which the direction and the speed of movement of the movement detector1 is uniquely determinable.
Die elektrischen Impulse der Fotodioden3,3',3'',3''',4 werden in einem A/D-Konverter12 verstärkt und als digitales Synchronisationssignal zur Beschreibung der Position des Bewegungsdetektors1 gegenüber der markierten Fläche8 der Signalverarbeitungseinheit13 zugeführt und/oder in den Speichereinheiten14,15 abgespeichert.The electrical pulses of the photodiodes3 ,3 ',3 '',3 ''',4 are amplified in an A / D converter12 and as a digital synchronization signal for describing the position of the motion detector1 relative to the marked area8 of the signal processing unit13 supplied and / or stored in the memory units14 ,15 .
Anhand derFig. 4a und 4b wird im folgenden die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Distanzmessers erklärt. Von der Leuchtdiode2 wird ein Lichtsignal18, zum Beispiel eine voll durchmodulierte sinusförmige Schwingung in Richtung auf die markierte Fläche8 abgestrahlt. Das Lichtsignal18 wird an der markierten Fläche reflektiert und gelangt auf die Fotodiode4. Für die dabei zurückgelegte Wegstrecke, die größer als der doppelte Abstand 2 L zwischen dem Bewegungsdetektor1 und der markierten Fläche8 ist, benötigt das Licht die Laufzeit t. Mit der Lichtgeschwindigkeit c ergibt sich die zu berechnende Wegstrecke somit aus der Formel 2 L = c × t. Die Bestimmung der Lichtlaufzeit t erfolgt aus dem Vergleich der Phase des gesendeten Modulationssignals19 mit der Phase des empfangenen Lichtsignals18. InFig. 4b sind die Amplituden der beiden Signale18,19 als Funktion der Zeit aufgetragen. Deutlich erkennbar ergibt sich die Lichtlaufzeit t aus der Phasendifferenz t2 minus t1 des Modulationssignals19 und des Lichtsignals18.4a and 4b, the radio is as explained tion of the pedometer according to the invention with reference toFIGS. Below. A light signal18 , for example a fully modulated sinusoidal oscillation, is emitted by the light-emitting diode2 in the direction of the marked area8 . The light signal18 is reflected on the marked area and reaches the photodiode4 . For the distance covered thereby, which is greater than twice the distance 2 L between the motion detector1 and the marked area8 , the light requires the transit time t. With the speed of light c, the distance to be calculated thus results from the formula 2 L = c × t. The determination of the light propagation time t takes place from the comparison of the phase of the transmitted modulation signal19 with the phase of the received light signal18 . InFIG. 4b, the amplitudes of the two signals18,19 plotted as a function of time. The light propagation time t is clearly recognizable from the phase difference t2 minus t1 of the modulation signal19 and the light signal18 .
Die für die Distanzmessung erforderlichen elektronischen Komponenten sind inFig. 5 gezeigt. Das abgestrahlte Licht der Leuchtdiode2 wird mit dem im Oszillator21 generierten und im Signalverstärker22 verstärkten Sinuswellensignal moduliert. Die Fotodiode4 empfängt das modulierte, an der markierten Fläche8 reflektierte Lichtsignal18, wandelt es in ein moduliertes photovoltaisches Signal um und leitet dies dem Verstärker23 zu. In einem Diskriminator24 werden die Phasenlagen des generierten Sinuswellensignals19 und des fotovoltaischen Signals18 miteinander verglichen. Das Ausgangssignal des Diskriminators24 verhält sich proportional zur Phasenverschiebung und ist somit ein Maß für die vom Licht innerhalb einer Zeit t2 minus t1 mit der Geschwindigkeit c zurückgelegten Wegstrecke.The electronic components required for the distance measurement are shown inFIG. 5. The emitted light of the light emitting diode2 is modulated with the sine wave signal generated in the oscillator21 and amplified in the signal amplifier22 . The photodiode4 receives the modulated light signal18 reflected on the marked surface8 , converts it into a modulated photovoltaic signal and forwards this to the amplifier23 . The phase positions of the generated sine wave signal19 and the photovoltaic signal18 are compared in a discriminator24 . The output signal of the discriminator24 is proportional to the phase shift and is therefore a measure of the distance traveled by the light within a time t2 minus t1 at the speed c.
Das Diskriminatorsignal gelangt über den Signalverstärker25 zur Signalverarbeitungseinheit13, in der es mit den entsprechenden Signalen der Fotodioden3,3',3'',3''' zu einem digitalen Informationspaket zusammengefaßt und in den Speichern14,15 abgelegt wird.The discriminator signal passes through the signal amplifier25 to the signal processing unit13 , in which it is combined with the corresponding signals from the photodiodes3 ,3 ',3 '',3 ''' to form a digital information package and is stored in the memories14 ,15 .
Das Signal ist auch zur Steuerung eines Sensormotors27 einsetzbar, mittels dessen etwa die Brennweite der Linse7 ansteuerbar ist, oder der eine an einem Lesegerät zur Erfassung von alphanumerischen Zeichen, Graphiken oder fotografischen Bildern vorgeschaltete Optik ansteuert.The signal can also be used to control a sensor motor27 , by means of which the focal length of the lens7 can be controlled, or which controls an optics connected upstream of a reading device for detecting alphanumeric characters, graphics or photographic images.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |