DD139760A1

DD139760A1 - INTERFEROMETRIC EQUIPMENT FOR MEASURING SPACES AND DISTANCE CHANGES

Info

Publication number: DD139760A1
Application number: DD78209326A
Authority: DD
Inventors: Werner Krieg
Original assignee: Werner Krieg
Priority date: 1978-11-27
Filing date: 1978-11-27
Publication date: 1980-01-16
Also published as: DD139760B1; SU1037063A1; IT7969294A0; DE2938079A1; IT1119514B

Description

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Tite1; Interferometrische Einrichtung zum Messen von Abständen und AbstandsänderungenTite1; Interferometric device for measuring distances and changes in distance

Anwendungsgebiet der Erfindung Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine interferometrische Einrichtung zum Messen von Abständen und Abstandsänderungen eines Objektes im Bezug auf einen Fixpunkt, insbesondere für Feinmeßgeräte.The invention relates to an interferometric device for measuring distances and changes in distance of an object with respect to a fixed point, in particular for precision meters.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Aus der DE-OS 2012·94β ist eine interferometrische Vorrichtung zur Bestimmung des Abstandes eines Objektes im Bezug auf eine definierte Lage mittels einer von einer Lichtquelle ausgesandten Strahlung bekannt, die nach einer Wechselwirkung mit dem Objekt zusammen mit einer, einem Referenzstrahlengang durchlaufenen Strahlung einem fotoelektrischen Smpfänger zugeführt wird« Die 'von der Lichtquelle ausgehende Strahlung ändert die Frequenz um einen Mittelwert* Die interferometrische Vorrichtung besitzt in einem der zwei Arme einen mit dem Objekt mechanisch fest verbundenen Reflektor· Die Strahlung ist polarisiert und mindestens einer der Arme der Vorrichtung enthält mindestens eine 4 - Platte. Characteristic of the known technical solutions DE-OS 2012 · 94β discloses an interferometric device for determining the distance of an object with respect to a defined position by means of a radiation emitted by a light source, which interacts with the object together with a light source The radiation emanating from the light source changes the frequency by an average value. The interferometric device has in one of the two arms a reflector mechanically fixed to the object. The radiation is polarized and at least one of the arms The device contains at least one 4-plate.

Diese Einrichtung besitzt jedoch den Nachteil, daß Messungen des Abstandes des Objektes von einer definierten lage nur möglich sind, wenn diese Lage in der optischen Achse oder in deren unmittelbaren Nähe des den Meßstrahlengang um-However, this device has the disadvantage that measurements of the distance of the object from a defined position are only possible if this position in the optical axis or in the immediate vicinity of the Meßstrahlengang um-

fassenden Armes ist* Liegt die definierte Lage'außerhalb der optischen Achse, was"bei derartigen Messungen meistens der Pail ist, so sind diese interferometrisohen Messungen nicht durchführbar· .If the defined position is outside the optical axis, which is usually the case for such measurements, these interferometric measurements are impracticable.

Es ist deshalb Zweck der Erfindung, die Nachteile.des Stan des der Technik zu beseitigen und die Möglichkeiten interferometrischer Längenmessungen zu erweitern«It is therefore an object of the invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to expand the possibilities of interferometric length measurements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine interferometrische Einrichtung zum Messen von Abständen und Abstandsänderungen eines in beliebiger Richtung außerhalb der optischen Achse verschobenen Objektes zu einenT Fixpunkt zu schaffen» ^J The object underlying the invention is to provide an interferometric device for measuring distances and changes in distance of a shifted in any direction outside the optical axis of the object to be einenT fixed point ^"J

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer solchen Einrichtung, umfassend eine monochromatische Lichtquelle, strahlenteilende Elemente, einen Meß- und einen Referenzßtrahlengang und fotoelektrische Empfänger, dadurch gelöst, daß im Meßstrahlengang optische Elemente zur Erzeugung eines divergierenden Lichtbündeis im Objektraum und im Referenzstrahlengang abbildende und steuernde optische Elemente zur Erzeugung eines dem vom Objekt reflektierten Lichtbündel in Apertur und Richtung äquivalenten Vergleichsbündeis vorgesehen sind, und daß ein aus fotoaktiven Einzelelementen au«- sammengesetzter, flächenhafter und Gleichlichtanteile unterdrückender fotoelektrischer Empfänger vorgesehen ist«According to the invention, this object is achieved in such a device comprising a monochromatic light source, beam splitting elements, a measuring and a Referenzßtrahlengang and photoelectric receiver, characterized in that in the measuring beam optical elements for generating a diverging Lichtbündeis in the object space and in the reference beam and imaging optical optical elements for generating a comparison beam which is equivalent to the light beam reflected by the object in the aperture and direction, and in that a photoelectric receiver which is composed of photoactive individual elements which are not composed of large areas and which have the same light is provided.

Vorteilhaft ist, wenn sowohl im Meß- als auch im Referenzstrahlengang strahlenmufweitende afokale optische Systeme und diesen zugeordnete Mattscheiben vorgesehen sind, wobei diese Mattscheiben in der lichtquellenseitigen Brennebene einer die eine Mattscheibe auf der fotoelekt'rischen Empfänger und einer die andere Mattscheibe in Richtung auf einen mit dem Objekt verbundenen Retroreflektor»projezierenden Linse angeordnet sind*It is advantageous if both in the measuring and in the reference beam radeammufweitende afocal optical systems and these associated matte discs are provided, these matte discs in the light source side focal plane of a ground glass on the fotoelekt'rischen receiver and the other screen in the direction of one with the object-connected retroreflector »projecting lens are arranged *

Zur Erzeugung der beiden Strahlengänge ist es vor-To generate the two beam paths, it is

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_ 3 —_ 3 -

209 3'209 3 '

teilhaft, daß im Beleuchtungsstrahlengang eine optoakustische .Helle oder ein anderes elektro-optisches Bauelement zur Aufspaltung des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtbündels in eine 0·- und 1»-Ordnung angeordnet ist, wobei das Bündel 0»-0rdnung für den Meß- und das Bündel 1«-Ordnung für den Referenzstrahlengang vorgesehen sind·In part, that in the illumination beam path an opto-acoustic .Helle or other electro-optical device for splitting the outgoing light beam from the light source in a 0 · - and 1 »order is arranged, the bundle 0 -0rdnung for the measuring and the Bundle 1 "order are provided for the reference beam path ·

Es ist ferner vorteilhaft, daß der Retroreflektor im Meßstrahlenggztg auf die halbe mittlere Meßlänge f'=^8m fokussiert ist, wobei die Apertur des Retroreflektor so bemessen ist, daß die Unparallelität der interferierenden Wellenfronten * nicht übersteigt und daß im Meßstrahlen-It is also advantageous that the retroreflector is focused in the Meßstrahlenggztg to half the average measurement length f '= ^8m , wherein the aperture of the retroreflector is dimensioned so that the non-parallelism of the interfering wavefronts * does not exceed and that in Meßstrahlen-

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gang eine amplitudenmodulierende Zelle angeordnet sind* Pur manche Anwendungszwecke kann es günstig sein, daß der mit dem Objekt verbundene Retroreflektor mit einer konvexen Reflexionsfläche versehen ist·For some applications, it may be favorable for the retroreflector connected to the object to be provided with a convex reflection surface.

Zum Erfassen der den Abständen und den Abstandsänderungen analogen Signale besitzt der fotoelektrische Empfänger eine kreuzrasterförmige fotoaktive Schicht, deren fotoaktive Einzelelemente durch ein gemeinsames kapazitives Kopplungsmittel mit einem gemeinsamen Leiter verbunden sind, wobei der fotoelektrische Empfänger auf festgelegte Frequenzen der einfallenden Strahlung abgestimmt ist« Diese interferometrische Einrichtung hat den Vorteil, daß Abstandsmessungen zwischen einem Objekt und einem Fixpunkt ermöglicht werden, auch wenn das Objekt richtungsverschoben, d»h« außerhalb der optischen "Achse des Meßstrahlenganges liegt» Es entfallen somit mechanische und regelungstechnische Mittel, mit denen der Meßstrahlengang auf das Objekt bei außeraxialer Lage desselben gerichtet werden müßte« Es wird ferner der Anwendungsbereich derartiger Einrichtungen erweitert*To detect the signals which are analogous to the distances and the distance changes, the photoelectric receiver has a cross-grid-like photoactive layer whose photoactive individual elements are connected to a common conductor by a common capacitive coupling means, the photoelectric receiver being tuned to fixed frequencies of the incident radiation. This interferometric device has the advantage that distance measurements between an object and a fixed point are made possible, even if the object is displaced in direction, that is "outside the optical" axis of the measuring beam path. Thus, mechanical and control-technical means with which the measuring beam path contributes to the object are eliminated Furthermore, the scope of such devices is extended *

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden.· In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. In the accompanying drawing show

Pig* 1 den Strahlengang einer interferometrischen Einrichtung als Laser-Doppler-Zweistrahlinterferometer,Pig * 1 the beam path of an interferometric device as a laser Doppler two-beam interferometer,

2 im Prinzip die Schaltung des fotoelektrischen Empfängers,2 in principle the circuit of the photoelectric receiver,

3 den Aufbau des Empfängers,3 the structure of the receiver,

Pig* 4 ein Signalflußbild der Signalverarbeitung, Pig» 5 eine Kleinausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung undPig * 4 a Signalflußbild the signal processing, Pig »5 a small version of the device according to the invention and

Pig* 6 eine Einrichtung mit konvexem Retroreflektor.» Die interferometrische Einrichtung nach Pig«1 besteht aus einer festen Basis 1 eines Zweistrahlinterferometers und einem mit einem nicht dargestellten Objekt verbundenen Retroreflektor 2 der vorzugsweise aus einem Hohlspiegel und einer Linse besteht* Mit e ist der zu messende Abstand zwischen den Hauptpunkten 3 und 4 der Linsen 5 und 6 bezeichnet*Pig * 6 means a convex retroreflector. "The interferometric device according to Pig 1 consists of a fixed base 1 of a two-beam interferometer and a retroreflector 2 connected to an object, not shown, which preferably consists of a concave mirror and a lens measuring distance between the main points 3 and 4 of the lenses 5 and 6 denotes *

Bei dieser Einrichtung beleuchtet eine als Laser ausgebildete Lichtquelle 7 eine opto-akustische Zelle 8_S welche das Lichtbündel 9 in eine Anzahl von Beugungsbündeln beugt, wovon das Bündel 0«-0rdnung (10" für den Meßstrahlengang und das Bündel 1„-Ordnung 11 für den Referenzstrahlengang vorgesehen sind* Das Bündel 0«~0rdnung 10 dient, weil es den größten Energieanteil besitzt, zur Beleuchtung des Objektraumes und schwingt mit der von der Lichtquelle 7 (Laser) erzeugten Prequenz T Die Frequenz des Bündels 1«~0rdnung 11 ist über die in die opto-akustische Zelle einsteuerbare Schallenergie (Trägerfrequenz fv ) modulierbar« Sie beträgt somit Y" + fy * Zwei afokale optische Systeme 12; 13 und 14; 15? dargestellt durch Linsen, weiten die bündel 10 und 11 auf· Diesen afokalen Systemen nachgeschaltete lichtstreuende Elemente in Porm von Mattscheiben 16 und 17 geben den Bündeln 10 und 11 die für die nachfolgende Meßoptik erforderliche Divergenz* Zum besseren Verständnis wurden diese Mattscheiben 16 und 17 hinterIn this device, a light source 7 formed as a laser illuminates an opto-acoustic cell 8 _S which diffracts the light beam 9 into a number of diffraction bundles, of which the bundle 0 '(10 "for the measuring beam path and the bundle 1" order 11 for The beam path is used because it has the largest part of energy, for illuminating the object space and oscillates with the frequency T generated by the light source 7 (laser). The frequency of the beam 11 is over the acoustic energy (carrier frequency fv ) which can be introduced into the optoacoustic cell can be modulated "Thus, it is Y" + fy * Two afocal optical systems 12, 13 and 14, 15 'represented by lenses, expand the beams 10 and 11 on these afocal systems Downstream light-scattering elements in the form of focusing screens 16 and 17 give the bundles 10 and 11 the divergence required for the subsequent measuring optics * For a better understanding These were matt screens 16 and 17 behind

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den afokalen Systemen 12; 13 und 14; 15 angeordnet* Vor den afokalen Systemen angeordnet, besitzen sie jedoch eine ausgeglichenere Wirkung· Ein Strahlenteiler 18 leitet das Bündel 0· Ordnung 10 der als Meßlinse dienenden Linse 5 zu, die das licht unter Abbildung eines Flächenelementes der Mattscheibe 16 nach Unendlich in den Objektraum zerstreut* Das vom Retroreflektor 2 erfaßte Licht des Bündels 10 wird in sich zurückgeführt und durch die Linse 5 einem fotoelektrischem Empfänger 19 zugeführt* Im Referenzstrahlengang mit dem Bündel !»-Ordnung 11 projizieren eine Linse 2 und ein Strahlenteiler 21 das Licht auf den fotoelektrischen Empfänger 19, wobei das Licht dieses Bündels 11 in Apertur und Richtung mit dem vom Retroreflektor 2 zurückgeworfenen Licht übereinstimmt* Beide Bündel 10 und 11 interferieren* Am Bildort der Interferenzen empfängt der fotoelektrische Empfänger 19 die eingesteuerte Trägerfrequenz fy und die der Objektverschiebung proportionale Doppbrfrequenz fp ♦ Wie weiter unten näher im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 erläutert wird, ist der Empfänger 19 gegenüber Gleichlichtanteilen unempfindlich·the afocal systems 12; 13 and 14; However, they have a more balanced effect in front of the afocal systems. A beam splitter 18 feeds the bundle 0 of the lens 5 which serves as a measuring lens, which disperses the light into the object space while imaging a surface element of the ground glass 16 The light of the bundle 10 detected by the retroreflector 2 is returned to itself and fed through the lens 5 to a photoelectric receiver 19. In the reference beam path with the bundle 1, a lens 2 and a beam splitter 21 project the light onto the photoelectric receiver 19 in which the light of this bundle 11 coincides in aperture and direction with the light reflected by the retroreflector 2 * Both bundles 10 and 11 interfere with each other * At the scene of the interference, the photoelectric receiver 19 receives the applied carrier frequency fy and the double frequency fp ♦ proportional to the object displacement closer in the bottom In connection with FIGS. 2 and 3, the receiver 19 is insensitive to components of equal brightness.

Wie Pig* 2 zeigt, besitzt der fotoelektrische Empfänger 19 auf einem Träger 25 eine fotoaktive Schicht 26. die durch gekreuzte rasterartige Zonen 27 in viele Einzelelemente 28 geteilt ist, welche durch kapazitive Koppelelemente 29, mit einem gemeinsamen Leiter 30 verbunden sind« Wegen des kapazitiven Widerstandes der Koppelelemente 29 werden Gleichlichtanteile unterdrückt, Wechsellichtsignale jedoch, auf deren Frequenz die Kapazität abgestimmt ist, werden an den Ausgang des Leiters 30 geführt, auch wenn sie nur von einzelnen Elementen 28 der fotoaktiven Schicht 26 des Empfängers stammen« Die durch Gleichlichtanteile beaufschlagten Elemente 28 liefern dagegen kein elektrisches Signal an den Leiter 30·As shown in Pig * 2, the photoelectric receiver 19 has on a support 25 a photoactive layer 26 which is divided by crossed grid-like zones 27 into many individual elements 28 connected by capacitive coupling elements 29 to a common conductor 30 Resistance of the coupling elements 29 are suppressed Gleichlichtanteile, alternating light signals, however, on the frequency of the capacitance is matched, are guided to the output of the conductor 30, even if they come only from individual elements 28 of the photoactive layer 26 of the receiver «The acted upon by constant light components 28th on the other hand, do not supply any electrical signal to the conductor 30.

Bei dem in Fig* 3 dargestellten Empfänger 19 ist z«B_e als Leiter 30 eine mit einer durchlässigen Metallschicht überzogene Glasplatte vorgesehen» Diese Glasplatte besitzt ein alsIn the in Figure 3 shown receiver 19 * z "B _e as a conductor 30 having a permeable metal layer provided coated glass plate» is This glass plate has an as

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Schicht aufgebrachtes Dielektrikum 3.1» dessen Dicke auf die von der Größe der Einzelelemente 28 und der Trägerfrequenz fy erforderlichen Kapazität abgestimmt ist· Die Einzelelemente des Empfängers können auch auf integrierter Basis und unter Verwendung abgestimmter Schwingkreise aufgebaut sein·Layer-applied dielectric 3.1 »whose thickness is matched to the capacity required by the size of the individual elements 28 and the carrier frequency fy · The individual elements of the receiver can also be constructed on an integrated basis and using tuned circuits

Das Signalflußbild nach Fig. 4 zeigt schematisch die Verarbeitung der mit der Trägerfrequenz fy behafteten Dopplerfrequenz -fß zu einem weiterverarbeitbaren Signal· Es ist ein Sinusgenerator 35 und eine Mischstelle 36 dargestellt« Der Sinusgenerator 35 gibt seine Modulations- oder Trägerfrequenz fy auf die opto-akustische Zelle 8 und die Mischstelle 36e Der Empfänger 19 ist für Signale der lichtfre» quenz y zu träge, nimmt jedoch Signale mit der um die Dopplerfrequenz fß verschobenen Frequenz -f_Y t tq auf und leitet sie der lischstelle 3β zu* Hier wird nun die Dopplerfrequenz / von der Trägerfrequenz fy getrennt» Das von der Trägerfrequenz f(/ befreite Signal mit der Dopplerfrequenz· fp kann einem nicht dargestellten Impulszähler zur Weiterverarbeitung zugeführt werden, um die Position des Objektes zu er~ mitteln«The signal flow in FIG. 4 schematically shows the processing of the fy afflicted with the carrier frequency Doppler frequency -fß to a processable signal · It is a sine wave generator 35 and a mixing point 36 shown "The sine wave generator 35 outputs its modulation or carrier frequency fy in the opto-acoustic Cell 8 and mixing point 36e The receiver 19 is too sluggish for signals of light frequency y, but picks up signals with the frequency -f _Y t tq shifted by the Doppler frequency fs and sends them to the mixer 3β * Here the Doppler frequency now becomes / separated from the carrier frequency fy »The signal with the Doppler frequency · fp freed from the carrier frequency f (/ can be fed to a pulse counter, not shown, for further processing in order to determine the position of the object«

Das in Pig* 5 dargestellte Laser-Doppler-Zweistrahlinterferometer umfaßt eine Basis 41 und einen Retroreflektor 42, der mit dem Objekt verbunden ist· Das von einer nicht dargestellten Lichtquelle ausgehende Lichtbündel passiert eine Blende 43 und wird durch einen Strahlenteiler 44 in einen Meß- tmd einen Referenzstrahlengang geteilt* Der Referenzstrahl trifft auf einen schwach reflektierenden Referenzspiegel 45 und wird über den Strahlenteiler 44 auf den fotoelektrischen Empfänger 4& gerichtet« Der Meßstrahl durchläuft eine amplitudeninodulierenae Zelle 47 und wird Über die Meßlinse 48 in Form von Kugelwellen in den Objektraras verstreut« Bei dieser Einrichtung besitzen Meß- und Eeferenzstrahlengang die gleiche Frequenz γ * Ein feil des .gestreuten Lichtes im Meßstrahlengang gelangt auf den nicht auf Unendlich fokusaierten Rstroreflektor.42«. Dieser ist auf die Brennweite f=~jB. . . fckxissi-ert, wobei e_m die mittlere Meßlänge ist« Die Apertur des Retroreflektors 42 ist so bemessen* daß die Unparalielität der interferierenden Wellenfronten ·ϊ~ nicht 'überschreitet, wobei λ die Welleiilanga dos Lichtes ist*The laser Doppler two-beam interferometer shown in Pig * 5 comprises a base 41 and a retroreflector 42 connected to the object. The light beam emanating from an unillustrated light source passes through an aperture 43 and is diverted by a beam splitter 44 into a measuring tmd a reference beam path divided * The reference beam is incident on a low-reflection reference mirror 45 and is directed via the beam splitter 44 on the photoelectric receiver 4 & «The measuring beam passes through an amplitude inodulatory cell 47 and is scattered via the measuring lens 48 in the form of spherical waves in the Objektraras« In this Device have measuring and Eeferenzstrahlengang the same frequency γ * A file of the. Scattered light in the measuring beam path reaches the not focused on infinity Rstroreflektor.42 «. This is on the focal length f = ~ jB. , , fckxissi-ert, where e _{m is} the mean measuring length «The aperture of the retroreflector 42 is dimensioned * so that the impartiality of the interfering wavefronts does not exceed · ϊ ~, where λ is the wave length of the light *

Der Meßstrahl läuft in sich zurück und ist durch die Retroreflektorbewegung nach Y+^dopplerverschoben« Wach nochmaligem Passieren der Zelle 47 wird die volle Amplitudenmodulation erreicht· Die Frequenz verändert sich nicht« An der Teilerflache des Strahlenteilers 44 erfolgt Interferenz zwischen Meß- und Referenzstrahlengang* Der Empfänger 46 nimmt an der Auftreffstelle des vereinigten interferierenden Bündels die mit der Dopplerfrequenz if ρ amplitudenraodulierte Strahlung der Trägerfrequenz f_Y auf· Das vom Empfänger 46 erzeugte Signal wird einer Auswerteeinrichtung zur Gewinnung eines der Meßstrecke e analogen Meßwertes zugeführt« Die Meßstrecke e'befindet sich, wie Fig· 5 zeigt zwischen dem Fokus 49 der Meßlinse 48 und dem äußeren Hauptpunkt 50 des Retroreflektors 42·The measuring beam travels backwards and is Doppler-shifted by the retroreflector movement to Y + 1. "If the cell 47 passes again, the full amplitude modulation is achieved. · The frequency does not change." Interference between the measuring beam and the reference beam path occurs at the splitter surface of the beam splitter 46 receives at the point of impact of the combined interfering bundle the radiation of the carrier frequency f _Y amplitude-modulated with the Doppler frequency if ρ FIG. 5 shows between the focus 49 of the measuring lens 48 and the outer main point 50 of the retroreflector 42.

Das Messen von Abständen mit Retroreflektoren ist im wesentlichen an räumliche Parallelschiebungen gebunden« Es gibt jedoch Zustellbewegungen, die drehend um eine oder mehrere Achsen erfolgen und die Anwendung dieser Retroreflektoren nicht gestatten* Hier ist der Einsatz sphärischer mit konvexer Reflexionsfläche versehener Reflektoren gemäß Fig. 6 vorteilhaft« Sie besitzen neben der Drehunempfindlichkeit den Vorzug, daß durch Wahl des Radius'der reflektierenden Flache der Meßpunkt in gewünschte Ebenen, Achsen und Punkte gelegt werden kann, so daß Einflüsse von Drehlagefehlern des Systeines Objekt-Reflektor vermieden werden» Desweiteren sind derartige Einrichtungen in der StrSmungsmeßtechnik einsetz bar«The measurement of distances with retroreflectors is essentially linked to spatial parallel shifts. However, there are advancing movements which are rotational about one or more axes and do not allow the use of these retroreflectors. Here, the use of spherical reflectors provided with a convex reflection surface according to FIG. 6 is advantageous "In addition to the rotational insensitivity, they have the advantage that by selecting the radius of the reflecting surface, the measuring point can be placed in desired planes, axes and points, so that influences of rotational position errors of the system object reflector are avoided Flow measurement technology can be used «

Gemäß Fig^ 6 sind die Grundeinheiten einer solchen Einrichtung die Basis 61 und ein sphärischer Reflektor 62* Die monochromatisches Licht liefernde Lichtquelle 7 erzeugt über den schwach reflektierenden Strahlenteiler 63 einen Meß- und' einen Referenzstrahlengang 64 und 65« Ein elektro-optisches Bauelement 66 verschiebt die Frequenz des Meßstrahlenganges auf P-hfc+ Von einer Linse 67 wird das Licht des jffeßstrahlenganges 64 gestreut und von einem Prisma 68 so abgelenkt, daß der virtuelle Ursprung 'der Kugelwellen im.objektseitigen HauptReferring to Fig. 6, the basic units of such a device are the base 61 and a spherical reflector 62. The monochromatic light source 7 generates a measuring and 'a reference beam 64 and 65' via the low reflective beam splitter 63 the frequency of the measuring beam path to P-hfc + from a lens 67, the light of the jffeßstrahlenganges 64 is scattered and deflected by a prism 68 so that the virtual origin 'of the spherical waves im.objektseitigen main

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punkt 3 der Linse 5 liegt* Ein Teil des vom Reflektor 62 reflektierten Lichtes wird von der Linse 5 als Streukreis auf dem Empfänger 19 abgebildet* Das Licht des Meßstrahlenganges 64 besitzt an dieser Stelle aufgrund der Objektverschiebung die Frequenzy-ffy ti_D ♦ Im Referenzstrahlengang 65 streuen Linse 69 und Prisma 70 so, daß das Licht vom Hauptpunkt 4 einer Linse 71 auszugehen scheint* Linse 72 und Reflektor haben die Aufgabe_? Referenzbündel bereitzustellen, die in allen vorkommenden Positionen des Objektes mit dem Meßstrahlengang 64 in Richtung, Bildart und näherungsweise auch in der Apertur übereinstimmen* Das Licht des Meß~ und des Referenzstrahlenganges 64 und 65 interferiert am Strahlenteiler 63« Der Empfänger 19 nimmt die Schwebungsfrequenz fy-fn auf β Die Gewinnung des Signals mit der Frequenz i f_D zur Ermittlung von Wegen und Geschwindigkeiten erfolgt, wie bei Fig* 4 gezeigt über eine Mischstelle«.Point 3 of the lens 5 is * A portion of the light reflected by the reflector 62 is imaged by the lens 5 as a scattering circle on the receiver 19 * The light of Meßstrahlenganges 64 has at this point due to the object shift the Frequenzy-ffy ti _D ♦ In the reference beam path 65th scatter lens 69 and prism 70 so that the light appears to emanate from the principal point 4 of a lens 71 * lens 72 and reflector have the task _? Provide reference bundles which coincide in all occurring positions of the object with the measuring beam path 64 in the direction, image type and approximately in the aperture * The light of Mess ~ and the reference beam path 64 and 65 interferes with the beam splitter 63 «The receiver 19 takes the beating frequency fy- fn to β The acquisition of the signal with the frequency i f _D to determine paths and speeds takes place, as shown in Fig * 4 via a mixing point «.

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Claims

invention claim

An ionometric device for measuring distances and changes in distance, comprising a monochromatic light source, beam-splitting elements, a measuring and a reference beam path with retroreflectors and photoelectric receivers, wherein means are also provided, the frequency or the amplitude of the radiation emitted by the light source to modulate, characterized in that in the measuring beam optical elements for generating a diverging LichtbundeIs Objekträum in the reference beam and imaging and scattering elements for generating a light reflected from the object bundle in aperture and direction equivalent comparison bündeis are provided, and that of photoactive single elements (28) of composite, areal and constant light portions of suppressing photoelectric receiver (19) is provided

2 · Interferometric device according to item 1, characterized in that both in the reference and in the measuring beam path afocal optical systems (12; 13 and 14; 15) and their associated focusing screens (16; 17) in the light source side focal plane of the a ground glass (17) are arranged on the photoelectric receiver (19) and a lens projecting the other focusing screen (16) in the direction of a lens projecting the retroreflector (2) connected to the object *

3 * Interferometric device according to item 1 and 2, characterized in that in the illumination beam path, an optoacoustic cell (S) or other electro-optical component for splitting of the light source (7) outgoing light beam (9) in a 0 * - and a 1 "" -order (10 'and. 11) _y wherein the bundle 0 "~ 0rdnur> i (10) for the usual and the bundle 1" order (11) for the ileferensstrahleiigang are provided *

4 <r- Is erf er22i3trisch.e institution after point 1 _$ thereby

characterized in that the retroreflector (42) in the Meßstrahlengang to half the Meßlänge f = ü ü! is focused, wherein the aperture of the retroreflector (42) is dimensioned so that the Ustparallelität the interfering wavefronts ~

does not exceed, and that in the Meßstrahlengang an ampli-.

Tudenmodulierende cell (47) are arranged *

Interferometric device according to point 1, characterized in that the retro-reflector (62) connected to the object is provided with a convex reflection surface.

6λ Interferometrisohe device according to item 1 to 5, characterized in that the photoelectric receiver (19) has a kreuzrasterformige photoactive layer (26) whose photoactive individual elements (28) connected by a common capacitive coupling element (29) with a common conductor (30) with the photoelectric receiver (19) tuned to fixed carrier frequencies of the incident radiation. "

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