Laseroptische Messung

Prinzipiell besteht die Messeinrichtung aus einem Laser als Lichtquelle, einem Matrixsensor (CCD- oder CMOS-Sensor) und einem oder mehreren Filtern. Das zu  vermessende Objekt befindet sich im Strahlengang des Lasers. Eine Besonderheit dieses Messaufbaus besteht darin, dass vor dem Matrixsensor keine aufwändige Linsenoptik notwendig ist. Aufgrund der hohen Intensität des Laserlichtes spielt Fremdlicht, zum Beispiel aufgrund von Sonneneinstrahlung, in vielen Fällen eine untergeordnete Rolle. Um derartige Störeinflüsse jedoch zu kompensieren, aber auch um den Matrixsensor vor Schmutzeinwirkungen zu schützen, sind ein oder mehrere Filter zweckmäßig. Ein Polarisationsfilter, welches auf die, dem Laserlicht, identische Schwingungsebene ausgerichtet ist, filtert 50% des Fremdlichtes heraus ohne die Intensität des Laserlichtes merklich zu schwächen. Mit einem zweiten Polarisationsfilter kann zusätzlich die Intensität des einfallenden Lichtes dosiert werden. Bei Bedarf können Bandpassfilter (Farbfilter), die auf die Frequenz des Laserlichtes angepasst sind, Fremdlichteinflüsse weiter reduzieren. Unter günstigen Lichtverhältnissen ist es ausreichend ein Polarisationsfilter zu verwenden. Experimentelle Untersuchungen bestätigten diese Aussage.Neben der Realisierung eines robusten Aufbaus wird eine möglichst kleine Messunsicherheit angestrebt. Eine hohe physikalische Auflösung ist in jedem Fall von Vorteil. Diese entspricht dem Abstand zwischen den einzelnen Pixeln und liegt bei gegenwärtigen Bildsensoren zwischen 5 und 7µm. Maßnahmen zur Verbesserung der Auflösung sind erforderlich.  Eine Möglichkeit ist die Neigung des Bildsensors. Gewöhnlich trifft der Strahl normal auf den Bildsensor auf. Durch Neigen des Bildsensors gegenüber dem Strahlengang erhöht sich die Auflösung in Abhängigkeit vom Neigungswinkel. Durch kegelförmiges Auffächern des Laserlichtes, z. B. durch eine Optik am Laser, erhöht sich die Auflösung in Abhängigkeit vom Winkel des Lichtkegels und in Abhängigkeit von den geometrischen Verhältnissen an der Messeinrichtung ebenfalls. Weitere Möglichkeiten ergeben sich durch eine Signalbewertung in der Auswerteeinheit. Interpolationsverfahren, die die Helligkeitsunterschiede der einzelnen Bildpunkte nutzen, sind denkbar. Eine entscheidende Verbesserung der Messergebnisse erfolgt jedoch mit  Hilfe einer Regressionsrechnung.Das hier beschriebene Lösungsprinzip ist als Patent angemeldet worden.