DE3608075A1 - Verfahren und vorrichtung zur abstandsmessung durch laserstrahlen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur abstandsmessung durch laserstrahlenInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Abstandsmessung
durch Laserstrahlen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zur Abstandsmessung durch Verwendung eines Laserstrahls.
Es wurden bisher eine Reihe von Techniken
vorgeschlagen, um eine Abstandsmessung unter
Verwendung von Laserstrahlen durchzuführen. In einer
Technik wird ein zu bestimmendes Objekt durch Laserstrahlen bestrahlt und liefert reflektierte
Strahlen. Ein Laserstrahl wird auch dazu veranlaßt, auf einen Standard reflektor aufzutreffen, welcher um
einen gegebenen Abstand entfernt angeordnet ist, um einen anderen reflektierten Strahl zu schaffen,
welcher dem ersten reflektierten Strahl überlagert
wird. Die frequenz des Laserstrahls wird moduliert, worauf der überlagerte reflektierte Strahl eine
Meßschwebungswelle erzeugt, deren Frequenz bestimmt
werden kann, um den Abstand zum zu ermittelnden Objekt zu berechnen.
Wenn die o.g. Technik verwendet wird, um einen Abstand zu einem zu bestimmenden Objekt zu bestimmen, ist
es beim Stand der Technik notwendig, zuvor eine Frequenzabweichung zu ermitteln. Jedoch ist die
Frequenzabweichung empfindlich auf Temperaturänderungen mit der Wirkung, daß ein
verstärkter Fehler beim Ergebnis der Messung auftreten kann.
Wenn die Frequenz der Schwebungswe 11 e ermittelt wird.
um den Abstand eines zu ermittelnden Objektes
festzustellen, hat die Genauigkeit der Ermittlung der
Frequenz einen direkten Einfluß auf die Präzision der Abstandsmessung. Beim Stand der Technik wird die
Schwebungsfrequenz ermittelt durch Verwendung eines Spektrumana lysators oder eines OsziI loskopen. Eine
solche Einrichtung ist jedoch unzureichend, um eine
gewünschte Präzision für die Ermittlung der Phase
innerhalb einer Periode zu liefern. Es ist daher äußerst wünschenswert, daß die Phase innerhalb einer
Periode oder die Zahl der Wellen, die kleiner ist als
der Dezimalpunkt, mit hoher Präzision bestimmt wird.
Eingedenk dieser Umstände wird in Übereinstimmung mit
der Erfindung ein optisches Meßsystem, welches die Schwebungswe I Ie der oben erwähnten Art ableitet, mit
einem optischen Referenzsystem kombiniert, welches
eine ReferenzschwebungsweI Le erzeugt. Auf diese Weise
kann der Abstand zu einem zu bestimmenden Objekt in einer vom Wert der Frequenzabweichung freien Weise
berechnet werden.
Insbesondere wird in Übereinstimmung mit der Erfindung
der Laserstrahl dazu veranlaßt, ein zu ermittelndes Objekt anzustrahlen, um einen reflektierten Strahl zu
liefern. Der gleiche Laserstrahl wird dazu veranlaßt, auf einen Standardreflektor auf zutreffen, welcher
räumlich in einem vorgegebenen Abstand angeordnet ist, um so einen weiteren reflektierten Strahl zu Liefern,
welcher dem ersterwähnten reflektierten Strahl
überlagert wird. Die Frequenz des Laserstrahls wird moduliert, so daß eine MeßschwebungswelIe aus den
überlagerten reflektierten Strahlen erzeugt wird.
Andererseits strahlt der Laserstrahl auf einen ersten
ReferenzrefLektor, welcher um einen gegebenen Abstand
entfernt angeordnet ist, um hierdurch einen reflektierten StrahL zu schaffen. Er strahlt außerdem
auf einen zweiten Referenzreflektor, welcher um einen
weiteren Abstand entfernt angeordnet ist und Liefert
ebenfalls einen reflektierten Strahl. Beide
reflektierten Strahlen werden überlagert, so daß dann,
wenn die Frequenz des Laserstrahles moduliert wird, eine ReferenzschwebungsweI Ie aus den überlagerten
reflektierten Strahlen erzeugt wird. Das Verhältnis
der Anzahl der WeLlen in der Meßschwebungswe I le und
der Anzahl der Wellen in der Referenzschwebungswe I Le
wird ermittelt. Dieses VerhäLtnis, welches mit den bekannten Abständen zu den RefLektoren kombiniert ist,
erlaubt die Berechnung des Abstandes zum zu ermittelnden Objekt.
Mit dieser Anordnung schließt die Formel, welche zur Berechnung des Abstandes zu einem zu ermittelten
Objektes berechnet wird, nicht den Wert der Frequenzabweichung ein, welche ein
Unsicherheitselement verkörpert und erlaubt somit die
Bestimmung des Abstandes mit einer hohen Präzision.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird dann, wenn
die Anzahl der WeLlen in der MeßschwebungsweLLe und die Anzahl der WeLlen in der ReferenzschwebungsweI Le
bestimmt sind, ein Taktimpuls erzeugt, welcher eine Frequenz erzeugt, die höher ist aLs die Frequenz von
einer der SchwebungsweLLen. Die Taktimpulse werden
durch einen ZähLer. gezählt. Durch Ableitung eines VerhäLtnisses der ZähLung im ZähLer, weLcher während
eines gegebenen MeßzeitinvervaLLes zur ZähLung
entsprechend einer Periode erreicht wird, kann die
Anzahl der Wellen in einer Schwebungswelle mit einer
Präzision bestimmt werden, die besser ist als das Dezi ma I.
Wenn daher die Taktfrequenz ausreichend größer als die Schwebungsfrequenz gewählt wird, kann die Anzahl der
Wellen, die einem Wert kleiner als dem Dezimalpunkt oder -Komma entspricht, mit einer hohen Präzision
bestimmt werden und erlaubt somit die Bestimmung eines Abstandes mit einer hohen Präzision.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Merkmale
des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den
Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, welches anhand der
Zeichnungen beschrieben wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung, welche ein Verfahren gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ausführt,
Fig. 2 ein Blockschaltbild für ein Meßgerät
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Prinzips einer konventionellen Technik
und
Fig. 4 eine Stromverlaufsform (Wellenform), welche
an den Halbleiterlaser angelegt wird.
Ein AusführungsbeispieL nach der Erfindung wird nun
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Vor dieser
Beschreibung der Erfindung wird zunächst das Prinzip
einer konventioneLLen Technik beschrieben, auf der die
Erf i ndung basiert.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein HaLbLeiterLaser 1,
weLcher aLs LaserosziLLator verwendet wird, von einer
G LeichstromqueLLe 2 versorgt, um in einem einzigen
Modus zu schwingen, um so einen LaserstrahL zu erzeugen. ZusätzLich wird die OsziLLationsfrequenz des
Lasers 1 in Übereinstimmung mit der Größe eines
Antriebsstromes moduLiert. Der LaserstrahL, weLcher
durch den HalbLeiterlaser 1 erzeugt wird, passiert
eine konvexe Linse 3, einen StrahLenteiLer 4 und eine
Linsengruppe 5, weLche eine konkave und eine konvexe
Linse umfaßt, um auf ein zu bestimmendes Objekt zu treffen, weLches eine rauhe OberfLache aufweist. Der
vom Objekt 6 refLektierte StrahL wird anfängLich durch
den StrahLenteiLer 4 refLektiert und passiert dann
durch eine konvexe Linse 7, um auf ein LichtempfangseLement 8, wie z. B. eine Photodiode,
aufzutreffen, weLche ein SignaL zur Beaufsch Lagung
eines Meßgerätes 9 erzeugt.
Andererseits wird ein TeiL des Laser strahLes vom
HaLb Leiter Laser 1 durch den StrahLenteiLer 4
refLektiert, um auf einen StandardrefLektor 10, wie
z.B. einen SpiegeL oder ein Prisma, aufzutreffen,
weLches um einen vorgegebenen Abstand L1 von diesem entfernt angeordnet ist. Der vom
StandardrefLektor 10 refLektierte StrahL wird durch den StrahLenteiLer 4 geschickt, um dem refLektierten
StrahL vom Objekt 6 überLagert zu werden, worauf der
kombinierte Strahl durch die konvexe Linse 7 gelangt,
um auf das Element 8 aufzutreffen .
Es kann hieraus gesehen werden, daß es eine Phasendifferenz zwischen beiden reflektierten Strahlen
gibt, welche in das Meßgerät 9 eingegeben werden, aufgrund einer Zeitverzögerung (zeitliche Nacheilung),
welche durch die Differenz in den Pfadlängen verursacht ist. Insbesondere entspricht die
Zeitverzögerung dem zweifachen Wert der Differenz
zwischen dem Abstand L1, der zwischen dem Strahlenteiler 4 und dem Standardreflektor 10
gemessen wurde und einem Abstand L2, der zwischen dem Strahlenteiler 4 und dem Objekt 6 gemessen wurde.
Unter dieser Bedingung wird die Größe eines Antriebsstromes, welche von der Gleichstromquelle 2
zum Halbleiterlaser 1 geliefert wird, durch einen
Modulator 11 gesteuert, so daß ein modulierender Strom
von linearer Wellenform, wie in Fig. 4 gezeigt, an den Laser 1 angelegt wird, um eine lineare Modulation der
Oszillationsfrequenz in der gleichen Weise wie der
modulierende Strom zu erzeugen. Folglich ändert sich die Phasendifferenz in einer Weise, die der Änderung
in der Frequenz des Laserstrahls entspricht und erzeugt somit eine SchwebungsweI Ie.
Der Zweck des Meßgerätes 9 liegt darin, die Anzahl der
Wellen Nb in der messenden SchwebungsweI Ie zu bestimmen. Die ermittelte Schwebungsfrequenz Nb
ermöglicht die Berechnung des Abstandes zum Objekt 9. Mit der Bezeichnung der Zeitdifferenz zwischen den
überlagerten reflektierten Strahlen durch t,
der Differenz zwischen den Abständen L1 und L2 durch
R und der Lichtgeschwindigkeit durch c, ergibt sich
die Differenz τ wie folgt:
τ = 2R/C (D
Wenn die Frequenzabweichung mit der der Laser 1
moduliert wird mit δ bezeichnet wird, kann die Anzahl
der Wellen Nb in der Schwebung sweile wie folgt
ausgedrückt werden:
Nb = δ · τ (2) .
Folglich ergibt sich bei Kombination der Gleichungen
(1) und (2):
R = c · Nb/(26) (3).
Die Frequenzabweichung δ kann zuvor bestimmt werden
beim Modulieren des Lasers 1. Folglich erlaubt die Anzahl der Wellen Nb in der Schwebungswe I Le, die durch
das Meßgerät 9 bestimmt ist, die Berechnung der Differenz R und folglich des Abstandes L2 zum Objekt 6
entsprechend dieser Gleichung.
Während jedoch, wie zuvor erwähnt, die Frequenzabweichung ö zuvor bestimmt werden muß, um die
Meßung des Abstandes zum Objekt 6 zu gestatten, ist die Abweichung δ in bedeutendem Maße auf eine Änderung
anfällig unter dem Einfluß der Temperaturänderungen,
woraus ein erhöhter Meßfehler verursacht wird.
Aus diesem Grund wird gemäß der Erfindung ein
optisches Referenzsystem, welches eine
ReferenzschwebungsweI Ie ableitet oder herleitet, mit
einem optischen Meßsystem kombiniert oder in dieses einbezogen, welches die zuvor erwähnte messende
Schwebungswe I Ie ableitet, so daß der Abstand L2 zum
Objekt 6 in einer Weise berechnet werden kann, daß er
frei von Einflüssen der Frequenzabweichung ö ist.
Insbesondere wird die G Leichung (3) nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren vom optischen Heßsystem
abgeleitet. In ähnlicher Weise leitet das optische
Referenzsystem die folgende Beziehung ab bzw. her:
Rr=C- Nr/(26) (4),
wobei Rr die Differenz zwischen den Abständen zum ersten und zweiten Referenzreflektor im optischen
Referenzsystem verkörpert und einen bekannten Wert aufweist- Nr verkörpert die Anzahl der Wellen in der
Referenzschwebungswelle.
Durch Kombination der Gleichungen (3) und (4) ergibt sich:
R=Rr- Nb/Nr (5).
Diese Gleichung erlaubt die Berechnung der Differenz R
der Abstände. Es ist ersichtlich, daß die für die Berechnung verwendete Gleichung die Frequenzabweichung
6 nicht miteinbezieht, welche ein Element der Ungewissheit verkörpert und erlaubt somit die
Bestimmung eines Abstandes mit einer höheren Präzi s i on .
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 1, in der die
TeiLe, die den Teilen gemäß Fig. 3 entsprechen, mit
gleichen Bezugszeichen versehen sind. Diese Fig. 1
beinhaltet ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung
und wird im folgenden im Detail beschrieben. Wie
dargestellt, ist das optische Meßsystem 15, welches in
Fig. 3 gezeigt ist, und welches verwendet wird, um
eine messende Schwebungswelle abzuleiten, kombiniert
mit einem optischen Referenzsystem 16, welches eine ReferenzschwebungsweI Ie ableitet bzw. erzeugt.
Ein Laserstrahl, welcher in das optische Referenzsystem 16 eingeleitet wird, umfaßt einen Teil
der Laserstrahlung vom Halbleiterstrahler 1, welcher
oben erwähnt wurde, welcher durch einen Strahlenteiler
17 abgeleitet wird, welcher zwischen der konvexen Linse 3 und dem Strahlenteiler 4 angeordnet ist, der
im optischen Heßsystem 15 verwendet wird. Ein Teil dieses Laserstrahles wird durch einen Strahlenteiler
18 reflektiert, um auf einen ersten Referenzreflektor
19 zu treffen, wie z.B. einen Spiegel oder ein Prisma, welches hiervon räumlich entfernt um einen
vorgegebenen Abstand angeordnet ist. Der verbleibende Laserstrahl gelangt durch den Strahlenteiler 18, um
auf einen zweiten ReferenzrefLektor 20, wie z.8. einen
Spiegel oder ein Prisma auf zutreffen, welches hiervon
um einen weiteren vorgegebenen Abstand entfernt angeordnet ist. Es ist zu erwähnen, daß der Abstand
zwischen dem ersten ReferenzrefLektor 19 und dem
Strahlenteiler 18 unterschiedlich ist, vom Abstand
zwischen dem zweiten ReferenzrefLektor 20 und dem
Strahlenteiler 18.
Der Strahl, welcher durch den ersten Referenzref lektor
19 reflektiert wird, läuft durch den Strahlenteiler 18
und eine Konvexlinse 21, um auf das Lichtempfangse lement 22 aufzutreffen . Andererseits
wird der Strahl, der durch den zweiten
Referenzreflektor 20 reflektiert wird, durch den
Strahlenteiler 18 reflektiert, um dem reflektierten
Strahl von dem ersten Referenzreflektor 19 überlagert
zu werden, worauf er durch die konvexe Linse 21 läuft, um auf das Element 22 aufzutreffen. Ein Signal,
welches durch das Element 22 erzeugt wird, wird an ein Meßgerät 23 angelegt, welches ebenso ein Signal von
dem Lichtempfangselement 8 empfängt, welches mit dem
optischen Heßsystem 15 gekoppelt ist.
Wenn daher der Modulator 11 verwendet wird, um den Laserstrahl zu modulieren, welcher vom Halbleiterlaser
1 abgegeben wird, mit einem ModuIier st rom mit linearer
Wellenform, wird ein Signal, welches eine Meßschwebungswet Ie verkörpert, vom optischen Meßsystem
15 zum Meßgerät 23 übertragen, und zwar zur gleichen Zeit, wie eine ReferenzschwebungsweI Ie vom optischen
Referenzsystem 16 zum Meßgerät 23 geliefert wird.
In der vorliegenden Erfindung ist das Meßgerät 23 ausgebildet, um den Modulator 11 dazu zu veranlassen,
die Frequenz des Laserstrahls über ein gegebenes Meßzeitintervall zu modulieren, insbesondere ein
Zeitintervall, welches für eine gegebene Anzahl von
ganzen Wellen im zu ermittelnden MeßschwebungssignaI
erforderlich ist. Da die Frequenz der MeßschwebungswelIe vom Abstand L2 zum Objekt 6
abhängt, ändert sich daher die Meßzeit in einer Weise entsprechend dem Abstand L2. Jedoch wird in jedem
FaLLe die ZahL der WeLLen in der MeßschwebungsweLLe,
weLche einer unbekannten Meßzeit entspricht, aLs eine vorgegebene Konstante gewähLt.
Andererseits beginnt das Meßgerät 23, die ZahL der WeLLen in der ReferenzschwebungsweLLe, im seLben
Zeitpunkt zu zähLen, in dem es anfängt, die ZahL der WeLLen in der MeßschwebungsweI Le zu zähLen. Wenn es
eine gegebene, ganze Zahl von ganzen WeLLen in den MeßschwebungsweLLen gezähLt hat oder wenn die nicht
bekannte Meßzeit verstrichen ist, stoppt es das ZähLen der ZahL der WeLLen in der ReferenzschwebungsweLLe.
Gewöhnlich ist eine solche ZahL von WeLLen in der ReferenzschwebungsweLLe nicht einer ganzen Zahl
gleich. Jedoch ist das Meßgerät 23 ausgebildet, um die ZahL der Wellen in dem ReferenzschwebungssignaL zu
bestimmen und zwar mit einer Präzision, die besser ist als der OezimaIpunkt (Komma).
Wenn die Zahl der WeLlen im MeßschwebungssignaI und
die Zahl der Wellen im ReferenzschwebungssignaI,
welches während der unbekannten Meßzeit gezählt wird und somit das Verhältnis beider Zahlen der WelLen
erhalten wird, ist es möglich, den Abstand L2 zum Objekt 6 gemäß der Gleichung (5) zu berechnen, wenn
die Meßzeit unbekannt bleibt.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm mit einer spezifischen
Ausbildung des Meßgerätes 23. Insbesondere umfaßt das Gerät 23 ein Paar von WeLlenfοrmumformern 30, 31,
die das ReferenzschwebungssignaL und das
Meßschwebungssignal von den entsprechenden
LichtempfangseLementen 8, 22 empfangen, um somit eine
Umformungsoperation durchzuführen. Die geformten
SignaLe werden einem Paar von entsprechenden ganzen
We ILenzähLern 32, 33 zugeführt, von denen jeder
arbeitet, um die Zahlen der ganzen Wellen in jeder Schwebungswe I Ie zu zählen.
Der Zähler 32, der das Meßschwebungssignal empfängt,
ist mit einer Voreinste I Ischa Itung 34 für ganze Zahlen
verbunden. Wenn der Zähler 32 eine ganze Zahl von ganzen Wellen im HeßschwebungssignaI gezählt hat,
welche durch die Voreinste I LschaItung 34
voreingestellt ist, liefert der Zähler 32 dann ein
Zäh IbefehLssignaI 35, welches an den Zähler 33
angelegt wird, welcher mit dem Referenzsystem
verbunden ist und unterbricht somit die Zähloperation
der Zahl der Wellen im ReferenzschwebungssignaI durch
den Zähler 33.
Es ist ersichtlich, daß der Zähler 33 in der Lage ist, nur eine ganze Zahl von ganzen Wellen im
ReferenzschwebungssignaI zu zählen. Um eine Zahl von
Wellen zu ermitteln, welche kleiner ist als der Dezimalpunkt, ist ein Taktgenerator 36 vorgesehen. Der
Taktgenerator 36 erzeugt einen Takt von weit höherer Frequenz als die Frequenz der ReferenzschwebungsweI Ie.
Ein solcher Takt wird durch einen Taktzähler 37 gezäh It.
Jedes Mal, wenn der Zähler 33 eine ganze Welle in der Referenzschwebungswe I Ie zählt, liefert er ein
Rücksetzsignal 38, welches an den Zähler 37 angelegt wird, um ihn zurückzusetzen. Wenn der Zähler 32, der
mit dem Meßsystem verknüpft ist, ein
ZähLstopbefehlsignal 35 abgegeben hat, wird dieses
Signal auch an den TaktzähLer 37 angelegt, um seine Zähloperation zu unterbrechen. Unter dieser Bedingung
ist es ersichtlich, daß der Taktzähler 37 eine Zählung aufweist, die einer Zahl von Wellen entspricht, die
innerhalb einer Periode oder einer Anzahl von Wellen enthalten ist, die geringer als der Dezimalpunkt ist.
Der Abstand zu den ReferenzrefLektoren 19, 20 wird
konstant gehalten. Somit kann in der Frequenz des Schwebungssignales keine Änderung vorhanden sein.
Daher weist der Taktzähler 37 eine gegebene Zählung für eine Periode des Referenzschwebungssignales auf.
Als Ergebnis kann eine Zählung im Taktzähler 37, welche erhalten wird, wenn das Zäh Istopbefeh Lsigna I
abgegeben wird, mit der Zählung verglichen werden, die einer Periode entspricht, um somit zu ermöglichen, daß
die Zahl der Wellen, die kleiner ist als der Dezimalpunkt für das ReferenzschwebungssignaI bestimmt
wird. Eine solche Berechnung für die Ermittlung der Zahl der Wellen die kleiner ist als der Dezimalpunkt
wird durch eine Berechnungsschaltung 39 ausgeführt. Durch Weiterleitung des Zählinhaltes im Zähler 33 und
des Zählinhaltes im Taktzähler 37 zur Berechnungsschaltung 39 kann die letztere den Abstand
L2 zum Objekt 6 berechnen, welches auf einer Anzeige 40 angezeigt werden kann. Daher ist die Anzeige 40 in
der Lage die Zahl der Wellen in der Referenzschwebungswelle anzuzeigen, die mit einer
Präzision berechnet wurde, welche besser ist als der Dezimalpunkt.
In der beschriebenen Ausführungsform arbeitet der
Zähler 33, um den TaktzähLer 37 jedes MaL dann
zurückzusetzen, wenn er eine ganze WeILe in der
ReferenzschwebungsweLLe gezähLt hat. Jedoch kann er
alternativ hierzu derart arbeiten, daß er eine Gesamtzahl von WeLLen über die Meßzeit zählt.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Zahl
der WeLLen in dem MeßschwebungssignaL und die ZahL
der Wellen im ReferenzschwebungssignaL direkt
bestimmt, um hiervon das Verhältnis zu biLden. Jedoch können die Frequenz des Meßschwebungssigna Is und die
Frequenz des ReferenzschwebungssignaIs ermittelt
werden durch eine geeignete Frequenzmeßeinheit, um das
Verhältnis beider Frequenzen zu biLden, welches dazu
verwendet werden kann, um das Verhältnis zwischen der Anzahl der WelLen im MeßschwebungssignaI und der
Anzahl der WeLLen im ReferenzschwebungssignaL indirekt
abzuleiten. Außerdem ist es im Wege der Durchführung
einer zweidimensionaLen Ablenkung bzw- Abtastung von
in X- und Y-Richtung zu bestimmenden Punkten für die
Berechnung der Abstände zu diesen Punkten auch möglich, eine dreidimensionale Konfiguration eines zu
ermittelnden Objektes zu bestimmen.
Während die Erfindung in Verbindung mit einem
dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, können eine Anzahl von Änderungen, Modifikationen und Substitutionen durchgeführt werden,
ohne hierbei den Gegenstand der Erfindung zu ver lassen.
- 20 - - Leerseite -
Claims (1)
- 3508075Shibuya Kogyo Co., Ltd. Kanazawa-Shi, JapanVerfahren und Vorrichtung zur Abstandsmessung durch LaserstrahlenPatentansprücheVerfahren zur Ermittlung des Abstandes unter Verwendung eines Laserstrahls, gekennzeichnet durch:Veranlassen, daß ein Laserstrahl von einem ermittelten Objekt reflektiert wird, um einen ersten reflektierten Strahl zu erzeugen und Veranlassen, daß der Laserstrahl von einem Standardreflektor reflektiert wird, welcher um einen gegebenen Abstand entfernt angeordnet ist, um einen zweiten reflektierten Strahl zu erzeugen und gegenseitiges überlagern des ersten und zweiten reflektierten Strahls,Modulieren der Frequenz des Laserstrahls, um aus den überlagerten reflektierten Strahlen eine Meßschwebungswe I Ie zu erzeugen,Veranlassen, daß der Laserstrahl von einem ersten Referenzref lektor reflektiert wird, welcher um einen anderen gegebenen Abstand entfernt angeordnet ist, um einen dritten reflektierten Strahl zu erzeugen sowie Veranlassen, daß der Laserstrahl vom zweiten Referenzref lektor reflektiert wird, welcher um einen weiteren gegebenen Abstand entfernt angeordnet ist, um einen vierten reflektierteni.StrahL zu erzeugen und gegenseitiges überlagern des dritten und vierten ref Lekt i e-rten Strahls,Erzeugung einer ReferenzschwebungsweLLe durch den überLagerten dritten und vierten refLektierten StrahL, wenn die Frequenz des LaserstrahLsmoduliert wird,Bestimmung des VerhäLtnisses der ZahL der WeLlen in der Meßschwebungswelle zur AnzahL der WeLLen in der ReferenzschwebungsweLLe undVerwendung des VerhäLtnisses der AnzahL der WeLLen sowie bekannte Abstände zu den RefLektoren, um den Abstand zum zu ermitteLnden Objekt zu berechnen.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Schritte vorgesehen sind:Erzeugung eines Takts einer Frequenz, welcher höher ist aLs die Frequenz der ersten Schwebungswe I Le, welche jede der Meß- und ReferenzschwebungsweL Ie verkörpert,Vorsehen eines Taktzählers, der den Takt zählt.Ermitteln des Verhältnisses einer Zählung im Taktzähler, welche während einer gegebenen Meßzeit für die erste SchwebungswelLe erreicht wird zu einer zugehörigen Periode, um hierdurch die Zahl der WeLlen in der ersten SchwebungswelLe zu berechnen mit einer Präzision, die größer ist als die Dezimale.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßzeitintervall gleich einem Zeitintervall gewählt ist, welches erforderlich ist, um eineganze ZahL von ganzen Wellen in einer zweiten SchwebungswelIe zu zählen, welche jeweils die andere der Meß- und ReferenzschwebungsweI Ie verkörpert.4. Vorrichtung zur Abstandsbestimmung unter Verwendung eines Laserstrahls, gekennzeichnet durch: einen Laserstrahloszillator mit einer Oszillatorfrequenz, welche moduliert werden kann, ein optisches Heßsystem, das veranlaßt, daß der Laserstrahl von einem ermittelten Objekt reflektiert wird, um einen ersten reflektierten Strahl zu erzeugen und um zu veranlassen, daß der Laserstrahl von einem Standardreflektor reflektiert wird, welcher um einen gegebenen Abstand entfernt angeordnet ist, um einen zweiten reflektierten Strahl zu liefern, und um den ersten und zweiten reflektierten Strahl gegenseitig zu überlagern, um eine MeßschwebungswelIe zu erzeugen, ein optisches Referenzsystem das Veranlassen soll, daß der Laserstrahl von einem ersten und zweiten Referenzreflektor reflektiert wird, welche um vorgegebene Abstände entfernt vorgesehen sind, um einen dritten und vierten reflektierten Strahl zu erzeugen und um den dritten und vierten reflektierten Strahl gegenseitig zu überlagern, um auf diese Weise eine ReferenzschwebungsweI Ie zu erzeugen und eine Meßvorrichtung zur Ermittlung der Zahl der Wellen in jeder Meß- und Referenzschwebungswelle, die durch die jeweiligen optischen Systeme erzeugt werden und Ableitung eines Verhältniswertes zwischen der Anzahl der Wellen, um den Abstand zum festgestellten Objektauf der Basis des Verhältnisses und der bekannten Abstände zu den RefLektoren zu berechnen.Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung einen GanzweLLenzähler aufweist, um eine ganze Zahl von ganzen WelLen in einer zweiten SchwebungsweLLe zu zähLen, welche zumindest die Meß- oder Ref eren-zschwebungswe L Le verkörpert, desweiteren einen Taktgenerator zur Erzeugung eines Taktes mit einer Frequenz die größer ist als die Frequenz einer ersten SchwebungswelIe enthäLt, welche jeweils die andere der Meß- und ReferenzschwebungswelLe verkörpert und einen Taktzähler aufweist, um den durch den Taktgenerator erzeugten Takt zu zähLen, wobei der Ganzwellenzähler wirksam ist, wenn er eine gegebene Anzahl von ganzen Wellen in der zweiten SchwebungswelLe gezählt hat, um die Zähloperation durch den Taktzähler zu unterbrechen, wobei die Zählung im Taktzähler, welche während der Zeit ihrer Zähloperation ausgeführt wird, relativ zur Zählung des Taktzählers unterbrochen wird, welche einer Periode der ersten SchwebungswelLe entspricht, welche zur Berechnung der ZahL der Wellen in der ersten SchwebungsweLLe verwendet wird.Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung ein Paar von Ganzwei lenzählern aufweist, wobei jeder die ZahL von ganzen Wellen in 4er zugeordneten oder verknüpften Meß- oder Referenzschwebungswel Ie zählt, wobei der GanzweLlenzähler, welcher die Zahlvon ganzen WeLLen in der ersten SchwebungsweI Ie zählt, wirksam ist, um den TaktzähLer jedes MaL dann zurückzusetzen, wenn er eine ganze WeLLe in der ersten SchwebungsweLle zähLt, daß der TaktzähLer daraufhin mit der TaktzähLung erneut startet, daß eine gegebene AnzahL von ganzen WeLLen in der zweiten SchwebungsweLLe, die durch den GanzweLLenzähLer gezähLt wird, der mit der zweiten SchwebungsweLLe verknüpft ist, wirksam wird, um eine ZähLoperation durch den Taktzähler zu unterbrechen, daß eine ZähLung, weLche durch den GanzweLLenzähLer bewahrt wird, der mit der ersten SchwebungsweI Le verknüpft ist sowie die ZähLung im TaktzähLer, welche bewahrt wird, wenn ihre ZähLoperation unterbrochen wird sowie die Zählung im Taktzähler, welche einer Periode in der ersten SchwebungsweLle entspricht dazu verwendet werden, um die ZahL der WeLLen in der ersten SchwebungsweLle zu berechnen.7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der LaserosziILator einen Halbleiterlaser umfaßt.ORIGINAL INSPECTED
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