186255. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés térbeli tárgypontok koordinátájának meghatározására
15 189255 16 közötti m=-r—L- viszonyt a következő kifejezések sze•'M+l rint határozzuk meg : (Á<p lg n=int • n un' sj , n 8 A<p +1; m= n —1, (11) ahol m=-7—M+i i+l az i-edik térbelileg periodikusan modulált megvilágításerősségű koherens 31 fénymező periódusainak az i+l-edik térbelileg periodikusan modulált megvilágltáserősségű 3,+1 fénymező periódusaihoz mért viszonyát jelenti. 10 15 Ha például adott a relatív hiba 8X=10~3 és a fázismérési hiba Aq>=10°=0,17 rad, akkor n=int 14+1 = 1-1-1=2. 1,2 20 Tehát ahhoz, hogy az „A” tárgypont koordinátáit Sx= I0—3 hibával tudjuk megmérni 10°-os esetleges fázismérési hiba mellett, két járulékos koherens fénymezőt kell előállítanunk. Az előző és az utána következő já- 25 rulékos 3 fénymező térbeli modulációjának periódusnagyságára a következőt írhatjuk: n m=-0,17 17,47, m értékére 17-et választunk, mert egész számú m érték kényelmesebb. A találmány szerinti berendezés, amely térbeli 1 tárgy „A” pontján való koordinátameghatározási eljárás foganatosítására szolgál, 5 adórészből és 6 vevőrészből áll. (Lásd a 7. ábrát.) Az 5 adórész el van látva : — Koherens fő 2 fénymezőt előállító optikai fő 7 adócsatomával, amely a térbeli 1 tárgy környezetében állítja elő a fő 2 fénymezőt. A fő 7 adócsatomának 8 lézere, optikai mérőjellemzőt meghatározó egysége van, amellyel az optikai mérőjellemzőt a fő 2 fénymező „A” tárgyponttal egybeeső helyén egyértelműen és megfordíthatóan hozzárendeli az „A” tárgypont mérésirányú koordinátájához. Fel van szerelve továbbá optikai 10 átalakítóval, amely az 1 tárgy közelében megfelelő méretűre alakítja a fő 2 fénymezőt ; — az 1 tárgy térbeli környezetében járulékos koherens 3 ' fénymezőt előállító legalább egy járulékos optikai 11 ' adócsatornával. Ennek a járulékos 11 ' adócsatomának 12 lézere van, amelynek optikai tengelyén periodikus időbeli megvilágításerősség-modulációt előállító 31 egység és periodikus térbeli megvilágításerősség-modulációt előállító 14 egység, továbbá optikai 10 átalakító van elrendezve. A 6 vevőrész el van látva : — fő 15 vevőcsatomával, amelynek az „A” tárgyponttal optikai kapcsolatban lévő 16 fényérzékelője és 17 mérőegysége van ; — legalább egy pótlólagos 18' vevőcsatomával, amelynek az „A” tárgyponttal optikai kapcsolatban lévő 19 fényérzékelője & 20 mérőegysége van; — a fő 15 vevőcsatoma 17 mérőegységére és a járulékos 18' vevőcsatoma 20 mérőegységére csatlakoztatott 21 referenciajeladóval. — a fő 15 vevőcsatoma 17 mérőegységére és a járu30 35 40 45 50 55 60 65 lékos 18 ' vevőcsatoma 20 mérőegységére csatlakoztatott és a koordinátákat kiszámoló 22 számítóegységgel. A 22 számítóegység például elektronikus számítógép is lehet, amely a fő 15 vevőcsatoma és a járulékos 18 vevőcsatomák által szolgáltatott adatok alapján az „A” tárgypont mérésirányú koordinátaértékeit a vonatkozó (2, 8, 9, 10) kifejezések szerint. A fő 15 vevőcsatoma és a járulékos 18' vevőcsatoma 16 és 19 fényérzékelői például a rajzon nem ábrázolt lencse segítségével hozhatók optikai kapcsolatba az „A” tárgyponttal, és amely az „A” tárgypont képét átviszi az ugyancsak nem ábrázolt 16 és 19 fényérzékelő bemeneti rekeszére, vagy a 16 és 19 fényérzékelő közvetlenül az „A” tárgypontban való elhelyezésével. Az optikai fő 7 adócsatoma optikai mérőjellemzőt meghatározó 9 egység a vizsgálati tárgy felületén elrendezett 16 fényérzékelőt keskeny fénysugárral letapogató optikai elem lehet, például az 52—7938 számú 106c 34 nemzeti osztályú japán szabadalmi leírás szerint. Optikai mérőjellemzőként, amely az „A” tárgypontbeli mérőjellemző értékét az „A” tárgypont mérésirányú koordinátájához egyértelműen és megfordíthatóan hozzárendeli, ez esetben az időszakaszok azon sorozata szolgál, amely a letapogatás kezdeti időpontjától a 16 fényérzékelő jelének megjelenéséig tart. A járulékos koherens 3 fénymezők periodikus térbeli megvilágításerősség modulációjának előállítására az említettek szerint két (vagy több), az 1 tárgy közelében egymást metsző, kölcsönösen koherens lézersugár interferenciája szolgál. A járulékos koherens fénymezők periodikus térbeli megvilágításerősség modulációjához az erre szolgáló 14 egység 23 sugárosztóként van kivitelezve. (Lásd a 8. ábrát.) A 23 sugárosztó állítja elő a járulékos koherens 3 fénymező periodikus térbeli megvilágításerősség modulációjának előírt frekvenciáját a tér megadott helyén. A 9. és 10. ábra a sugár elágaztatásának kétféle módját ábrázolja. A 9. ábra a sugár két tükörrel való elágaztatását ábrázolja vázlatosan — félig áteresztő 24 tükör és totális reflexiójú 25 tükör alkalmazásával. A 10. ábra a sugárelágaztatás Glan-féle polarizációs 26 prizmakénti kivitelezését mutatja be. A járulékos koherens 3 fénymező megvilágításerősségét időben periodikusan moduláló 13 egység (7. ábra) a járulékos 11 adócsatomában, amely optikai 27 frekvenciamodulátorként van kivitelezve, a lézer sugárzási frekvenciáját az egyik interferáló nyalábban ß érték körül eltolja. Ha tehát a tér valamely részén két kölcsönösen koherens fénynyaláb Ei=Ej0 exp [—i(k,r—tojt)] és E2=E20 exp [—i(k2r—<o2t)] metszi egymást, ahol E10 és E20 a fénynyalábok amplitúdója, kj és k2 a hullámvektorok és r a választott térbeli pont sugárvektora, akkor a térben ezen fénynyalábok interferenciája folytán ismeretesen futó interferenciakép alakul ki, amelyben az I megvilágításerősség a következőképpen oszlik el: I=Ej0+E20+2EIOE20 cos [(Fi-k^+fíf] (12) •A 20 mérőegység tulajdonképpen egy 0...2rc rád mérési tartományú fázismérő. A járulékos adó- és vevőcsatomák száma az „A” tárgypont koordinátamérésének megengedhető Ax hi9
