WO2009098126A1 - Interferometer - Google Patents

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WO2009098126A1
WO2009098126A1 PCT/EP2009/050716 EP2009050716W WO2009098126A1 WO 2009098126 A1 WO2009098126 A1 WO 2009098126A1 EP 2009050716 W EP2009050716 W EP 2009050716W WO 2009098126 A1 WO2009098126 A1 WO 2009098126A1
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WO
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light source
pulse
interferometer
light
interferometer according
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PCT/EP2009/050716
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Inventor
Matthias Fleischer
Jonathan Becker
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02062—Active error reduction, i.e. varying with time
    • G01B9/02067—Active error reduction, i.e. varying with time by electronic control systems, i.e. using feedback acting on optics or light
    • G01B9/02069—Synchronization of light source or manipulator and detector
    • G—PHYSICS
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    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02012—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation
    • G01B9/02014—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation by using pulsed light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02075—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration of particular errors
    • G01B9/02076—Caused by motion

Definitions

  • the invention relates to an interferometer according to the preamble of claim 1.
  • Interferometers are interferometric measuring devices used for precision measurements such as length measurements, refractive index measurements, angle measurements and spectroscopy.
  • a light emission of a light source is split into two coherent partial beams, which are later superimposed again.
  • a measurement object is mounted in one of the partial beams.
  • the superimposed partial beams are directed to a camera (sensor), wherein an interference pattern is imaged on the camera chip.
  • the interference pattern is determined by the difference of the optical paths, which have covered the two partial beams to the union.
  • Interferometers are highly sensitive devices which are susceptible to external disturbances in the form of oscillations, whereby interferometers are in practice provided with corresponding mechanical vibration dampers.
  • Known interferometers are usually with constant light sources, such as lasers, halogen lamps or
  • the object of the invention is to propose an interferometer which is less susceptible to vibrations.
  • the invention is based on the idea of pulsed operation of the at least one light source of the, in particular flat, measuring interferometer, ie to provide a light pulse break between two consecutive light pulses.
  • a weakening of the interference contrast can be avoided, as is unavoidable in unmodulated light sources due to (external) vibrations, since with unmodulated light sources, different signal components intersect with one another.
  • this Ausstoffn in a trained according to the concept of the invention interferometer advantageously prevented.
  • the life of the light source increases because its temperature development is lower due to the pulsed operation.
  • a higher wavelength stability is also obtained.
  • the interferometer is provided with, for example, a transistor comprising, synchronization means which control the light source in response to a trigger signal.
  • the synchronization means are designed such that they synchronize the transmission of a light pulse by the light source with a trigger signal.
  • the trigger signal it is possible to further reduce the susceptibility of the interferometer to vibrations.
  • attenuation of the interference contrast in particular, can be avoided, as occurs with unmodulated light sources.
  • the synchronized pulsing of the light source eliminates the artifacts associated with unmodulated light source interferometers by the camera interlacing.
  • the light source comprises at least one LED.
  • the light source can be formed as a single LED or as a collection of LEDs.
  • the synchronization means always release the power supply for the at least one light source as soon as the synchronization means detect a trigger signal.
  • the synchronization means comprise an electronic switch which is closed as soon as a trigger signal is detected.
  • the trigger signal thus forms a start or release signal for the electrical power supply of the light source.
  • the synchronization means may comprise an integrated circuit or a transistor, wherein in the case of the provision of a transistor preferably the base of the transistor is controlled by means of the trigger signal.
  • Particularly preferred is an embodiment of the synchronization means as an operational amplifier.
  • an embodiment is advantageous in which the synchronization means are designed such that at the beginning of each image frame (frame or field) a light pulse is emitted by the light source. This will block the pulsing of the light source from the camera, i. the camera chip, in particular a CCD chip, not registered.
  • the trigger signal is an integral part of the video signal or is generated based on the video signal.
  • the synchronization means are designed to monitor the video signal. It is also possible that the trigger signal is not or not directly generated in connection with the video signal.
  • the synchronization with an external trigger signal makes it possible to use the particular areal-type interferometer for further applications, such as the measurement of oscillations or of moving components.
  • the trigger signal is formed by an image frame synchronization pulse of the video signal, or generated on the basis of the image frame synchronization pulse.
  • the frame synchronization pulse signals (encodes) the beginning of a new picture (frame).
  • the pulse duration of the light pulse emitted from the light source and / or the pulse pause length is not fixed, but adjustable / is.
  • the pulse pause between two temporally successive light pulses is significantly longer than the actual light pulse.
  • the pulse duration (pulse length) of the light pulse is between about 0.5 ms and about 2 ms.
  • the pulse duration is preferably selected or selectable from a value range between approximately 0.8 ms and approximately 1.3 ms.
  • the synchronization means preferably comprise a counter which is started by the trigger signal or loaded with a defined value. When overflow of the counter, ie when a predetermined or predetermined value, the counter and the light pulse is stopped / stopped. The stopping / stopping of the light pulse preferably takes place by interrupting the power supply of the at least one light source.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of an interferometer with pulsed synchronized light source
  • Fig. 2 a Michelson interferometer with pulsed synchronized light source.
  • Fig. 1 is a possible construction of a flat-type interferometer 1, comprising a designed as an LED light source 2, shown.
  • the light source 3 emits light pulses 3, wherein the light pulses 3 with a video signal 4 of a camera 5 (sensor) are synchronized.
  • the camera used is a CCD camera with a frame rate of 25 Hz, ie with 25 image frames per second.
  • the pulse duration of the light pulses in the embodiment shown is about 1 ms, whereas the Image duration of an image frame of the camera 5 takes about 40 ms.
  • the pulse pauses between two light pulses thus last about 39 ms.
  • a light pulse 3 emitted by the light source 2 impinges on a beam splitter 6 which splits the light pulse 3 into two coherent partial light pulses 7, 8, wherein a measurement object 9 to be measured is arranged in the upper partial light pulse 7 in the plane of the drawing.
  • the partial light pulses 7, 8 are redirected via mirrors 10, 11 and combined to a beam splitter 12 and directed to a camera 5 designed as a digital camera, which outputs a video signal 4.
  • the video signal 4 is monitored by means of synchronization means 14, which have the function of an electronic switch in the embodiment shown. If a trigger signal integral with the video signal 4 is detected by the synchronization means 14, a power supply 13 for the light source 2 is released for a predetermined or predefinable time, ie a circuit is closed (for a limited time), so that a (limited) of the light source 2 Light pulse 3 is sent out.
  • an image frame synchronization pulse of the video signal 4 which marks the beginning of a new image frame, is used as a triggering circuit for enabling the power supply 13.
  • 25 light pulses per second are emitted by the light source 2 at a frame rate of 25 Hz mentioned in the sequence. Due to the synchronization of the light pulses 3 with the image frames of the video signal 4, individual light pulses 3 are not registered by the camera 5 and do not disturb the evaluation of the detected interference pattern as a result. Rather, the prevent short, synchronized light pulses attenuation of the interference contrast.
  • the obtained interferometer 1 is less susceptible to external disturbances in the form of vibrations. Therefore, can be dispensed with a mechanical vibration damping, or the vibration damping can be at least easier and thus cheaper to run as in known interferometers with continuously operated light source.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of a Michelson interferometer 1.
  • the structure differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 essentially in that only a single beam splitter 6 is provided which divides the light pulse 3 into two coherent partial light pulses 7, 8 and also recombines and feeds the camera 5.
  • the partial light pulse 8 strikes behind the beam splitter 6 on a mirror 10, which reflects the partial light pulse 8 back to the beam splitter 6, which deflects the partial light pulse 8 by 90 ° to the camera 5.
  • the partial light pulse 7 is reflected by the measurement object 19 to be measured back onto the beam splitter 6 and radiates straight through it onto the camera 5.
  • the synchronization means 14 and the video signal 4 are also in the Michelson interferometer shown coupled.

Abstract

The invention relates to an interferometer (1) comprising a light source (2) and a camera (5) which issues a video signal (4), in particular a digital camera, to record an interference pattern. According to the invention, it is provided that the light source (2) can be operated in a pulsating manner. In a special embodiment, the light pulses are synchronized with the image frames of the camera.

Description

Beschreibungdescription
Titeltitle
Interferometerinterferometer
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Interferometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an interferometer according to the preamble of claim 1.
Interferometer sind interferometrische Messeinrichtungen, die für Präzisionsmessungen, beispielsweise für Längenmessungen, Brechzahlmessungen, Winkelmessungen und zur Spektroskopie eingesetzt werden. Dabei wird üblicherweise eine Lichtemission einer Lichtquelle in zwei kohärente Teilstrahlen aufgespalten, die später wieder überlagert werden. Üblicherweise ist in einem der Teilstrahlen ein Messobjekt angebracht. Die überlagerten Teilstrahlen werden auf eine Kamera (Sensor) geleitet, wobei auf dem Kamera- Chip ein Interferenzmuster abgebildet wird. Das Interferenzmuster wird dabei durch die Differenz der optischen Wege bestimmt, die die beiden Teilstrahlen bis zur Vereinigung zurückgelegt haben. Interferometer sind hochsensible Anordnungen, die anfällig gegenüber äußeren Störeinflüssen in Form von Schwingungen sind, wodurch Interferometer in der Praxis mit entsprechenden mechanischen Schwingungsdämpfern versehen sind.Interferometers are interferometric measuring devices used for precision measurements such as length measurements, refractive index measurements, angle measurements and spectroscopy. In this case, usually a light emission of a light source is split into two coherent partial beams, which are later superimposed again. Usually, a measurement object is mounted in one of the partial beams. The superimposed partial beams are directed to a camera (sensor), wherein an interference pattern is imaged on the camera chip. The interference pattern is determined by the difference of the optical paths, which have covered the two partial beams to the union. Interferometers are highly sensitive devices which are susceptible to external disturbances in the form of oscillations, whereby interferometers are in practice provided with corresponding mechanical vibration dampers.
Bekannte Interferometer werden üblicherweise mit konstant arbeitenden Lichtquellen, wie Lasern, Halogen-Lampen oderKnown interferometers are usually with constant light sources, such as lasers, halogen lamps or
LEDs betrieben. Aus der DE 103 21 887 Al ist ein Interfero- meter mit einer mit einem konstanten Strom betriebenen Lichtquelle bekannt, wobei die ausgesendete Lichtemission extrem kurzpulsig (0,lμs -lOOOμs) ist.LEDs operated. From DE 103 21 887 Al is an interferometer with one operated with a constant current Light source known, the emitted light emission is extremely short-pulse (0, lμs-lOOOμs).
Offenbarung der Erfindung Technische AufgabeDISCLOSURE OF THE INVENTION Technical Problem
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Interferome- ter vorzuschlagen, das weniger störanfällig gegenüber Schwingungen ist.The object of the invention is to propose an interferometer which is less susceptible to vibrations.
Technische LösungTechnical solution
Diese Aufgabe wird mit einem Interferometer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.This object is achieved with an interferometer having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and / or the figures also fall within the scope of the invention.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die mindestens eine Lichtquelle des, insbesondere flächig messenden, Interferometers gepulst zu betreiben, d.h. zwischen zwei aufeinander folgenden Lichtimpulsen eine Lichtpulspause vorzusehen. Durch eine geeignete Wahl der Pulsfrequenz kann dabei die Anfälligkeit des Interferometers gegenüber äußeren Störeinflüssen in der Form von Schwingungen minimiert werden. Insbesondere kann eine Abschwächung des Interferenzkontrastes vermieden werden, wie dieser bei unmodulierten Lichtquellen aufgrund von (externen) Schwingungen unvermeidlich ist, da sich bei unmodulierten Lichtquellen verschiedene Signalteile untereinander ausmitteln. Durch die bevorzugt kurze Pulsdauer der Vielzahl von nacheinander ausgesendeten Lichtpulsen wird dieses Ausmitteln bei einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Interferometer mit Vorteil verhindert. Darüber hinaus steigt die Lebensdauer der Lichtquelle, da deren Temperaturentwicklung aufgrund des gepulsten Betriebs geringer ist. Insbesondere dann, wenn die einzelnen Lichtimpulse jeweils mittels eines konstanten Versorgungsstroms erzeugt werden, wird darüber hinaus eine höhere Wellenlängenstabilität erhalten.The invention is based on the idea of pulsed operation of the at least one light source of the, in particular flat, measuring interferometer, ie to provide a light pulse break between two consecutive light pulses. By a suitable choice of the pulse rate while the susceptibility of the interferometer to external disturbances in the form of vibrations can be minimized. In particular, a weakening of the interference contrast can be avoided, as is unavoidable in unmodulated light sources due to (external) vibrations, since with unmodulated light sources, different signal components intersect with one another. By the preferred short pulse duration of the plurality of successively emitted light pulses this Ausmitteln in a trained according to the concept of the invention interferometer advantageously prevented. In addition, the life of the light source increases because its temperature development is lower due to the pulsed operation. In particular, when the individual light pulses are respectively generated by means of a constant supply current, a higher wavelength stability is also obtained.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der die nacheinander, vorzugsweise mit zeitlichem Abstand ausgesendeten Lichtimpulse mit Triggersignalen synchronisiert sind. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Interferometer hierzu mit, beispielsweise einen Transistor umfassenden, Synchronisationsmitteln versehen, die die Lichtquelle in Abhängigkeit eines Triggersignals ansteuern. Anders ausgedrückt, sind die Synchronisationsmittel derart ausgebildet, dass sie das Aussenden eines Lichtimpulses durch die Lichtquelle mit einem Triggersignal synchronisieren. Insbesondere durch eine geschickte Wahl des Triggersignals ist es möglich, die Störanfälligkeit des Interferometers gegenüber Schwingungen weiter zu reduzieren. Durch die Wahl eines geeigneten Triggersignals kann insbesondere eine Abschwächung des Interferenzkontrastes vermieden werden, wie dieser bei unmodulierten Lichtquellen auftritt. Darüber hinaus eliminiert das synchronisierte Pulsen der Lichtquelle die bei Interferometern mit unmodulierter Lichtquelle durch das Kamera-Interlacing auftretenden Artefakte.Of particular advantage is an embodiment in which the successive, preferably emitted with a time interval light pulses are synchronized with trigger signals. According to one embodiment of the invention, the interferometer is provided with, for example, a transistor comprising, synchronization means which control the light source in response to a trigger signal. In other words, the synchronization means are designed such that they synchronize the transmission of a light pulse by the light source with a trigger signal. In particular, by a clever choice of the trigger signal, it is possible to further reduce the susceptibility of the interferometer to vibrations. By selecting a suitable trigger signal, attenuation of the interference contrast, in particular, can be avoided, as occurs with unmodulated light sources. In addition, the synchronized pulsing of the light source eliminates the artifacts associated with unmodulated light source interferometers by the camera interlacing.
Im Hinblick auf eine kostengünstige und robuste Ausbildung des Interferometers sowie im Hinblick auf die Bereitstellung einer Möglichkeit zur Erzeugung von Lichtimpulsen mit minimaler Pulslänge ist eine Ausführungsform von Vorteil, bei der die Lichtquelle mindestens eine LED umfasst. Dabei kann die Lichtquelle als einzelne LED oder als Ansammlung von LEDs ausgebildet wer- den .With regard to a cost-effective and robust design of the interferometer and with regard to the provision of a possibility for the production of Light pulses with minimum pulse length is an embodiment of advantage in which the light source comprises at least one LED. In this case, the light source can be formed as a single LED or as a collection of LEDs.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Interferometers, bei der die Synchronisationsmittel die Stromversorgung für die mindestens eine Lichtquelle immer dann freigeben, sobald die Synchronisationsmittel ein Triggersignal detektieren. Anders ausgedrückt umfassen die Synchronisationsmittel einen elektronischen Schalter, der geschlossen wird, sobald ein Triggersignal detektiert wird. Das Triggersignal bildet also ein Start- oder Freischaltsignal für die elektrische Stromversorgung der Lichtquelle. Dabei können die Synchronisationsmittel eine integrierte Schaltung oder einen Transistor umfassen, wobei im Falle des Vorsehens eines Transistors bevorzugt die Basis des Transistors mittels des Triggersignals ansteuerbar ist. Besonders bevorzugt ist eine Ausbildung der Synchronisationsmittel als Operationsverstärker.Of particular advantage is an embodiment of the interferometer in which the synchronization means always release the power supply for the at least one light source as soon as the synchronization means detect a trigger signal. In other words, the synchronization means comprise an electronic switch which is closed as soon as a trigger signal is detected. The trigger signal thus forms a start or release signal for the electrical power supply of the light source. In this case, the synchronization means may comprise an integrated circuit or a transistor, wherein in the case of the provision of a transistor preferably the base of the transistor is controlled by means of the trigger signal. Particularly preferred is an embodiment of the synchronization means as an operational amplifier.
Im Hinblick auf eine optimierte Minimierung der Schwingungsempfindlichkeit des Interferometers ist eine Ausfüh- rungsform von Vorteil, bei der die Synchronisationsmittel derart ausgebildet sind, dass zu Beginn jedes Bildframes (Vollbild oder Halbbild) ein Lichtimpuls von der Lichtquelle ausgesendet wird. Hierdurch wird das Pulsen der Lichtquelle von der Kamera, d.h. dem Kamera-Chip, insbesondere einem CCD-Chip, nicht registriert.With regard to an optimized minimization of the vibration sensitivity of the interferometer, an embodiment is advantageous in which the synchronization means are designed such that at the beginning of each image frame (frame or field) a light pulse is emitted by the light source. This will block the pulsing of the light source from the camera, i. the camera chip, in particular a CCD chip, not registered.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der das Triggersignal integraler Bestandteil des Videosignals ist oder auf Basis des Videosignals erzeugt wird. Zum De- tektieren eines Triggersignals im Videosignal sind die Synchronisationsmittel das Videosignal überwachend ausgebildet. Es ist auch möglich, dass das Triggersignal nicht oder nicht unmittelbar im Zusammenhang mit dem Videosignal generiert wird. Durch die Synchronisation mit einem externen Triggersignal ist der insbesondere flächenhaft messende In- terferometer für weitere Anwendungen, wie beispielsweise das Messen von Schwingungen oder von bewegten Bauteilen einsetzbar.Of particular advantage is an embodiment in which the trigger signal is an integral part of the video signal or is generated based on the video signal. For detecting a trigger signal in the video signal, the synchronization means are designed to monitor the video signal. It is also possible that the trigger signal is not or not directly generated in connection with the video signal. The synchronization with an external trigger signal makes it possible to use the particular areal-type interferometer for further applications, such as the measurement of oscillations or of moving components.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Triggersignal von einem Bildframe-Synchronisationsimpuls des Videosignals gebildet, oder auf Basis des Bildframe- Synchronisationsimpulses erzeugt. Der Bildframe-Synchronisationsimpuls signalisiert (kodiert) dabei den Beginn eines neuen Bildes (Bildframe) .According to a particularly preferred embodiment, the trigger signal is formed by an image frame synchronization pulse of the video signal, or generated on the basis of the image frame synchronization pulse. The frame synchronization pulse signals (encodes) the beginning of a new picture (frame).
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform der Erfin- düng, bei der die Pulsdauer des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtimpulses und/oder die Pulspausenlänge nicht fest vorgegeben, sondern einstellbar sind/ist. Es ist jedoch auch eine Ausführungsform mit fest vorgegebener Pulsdauer realisierbar. Bevorzugt ist die Pulspause zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Lichtimpulsen deutlich länger als der eigentliche Lichtimpuls.Of particular advantage is an embodiment of the invention düng, in which the pulse duration of the light pulse emitted from the light source and / or the pulse pause length is not fixed, but adjustable / is. However, it is also an embodiment with a fixed pulse duration feasible. Preferably, the pulse pause between two temporally successive light pulses is significantly longer than the actual light pulse.
Bevorzugt beträgt die Pulsdauer (Pulslänge) des Lichtimpulses zwischen etwa 0,5ms und etwa 2ms. Vorzugsweise ist die Pulsdauer aus einem Wertebereich zwischen etwa 0,8ms und etwa 1,3ms gewählt bzw. wählbar. Zur Realisierung einer definierten Pulslänge umfassen die Synchronisationsmittel bevorzugt einen Zähler, der durch das Triggersignal gestartet bzw. mit einem definierten Wert geladen wird. Bei Überlauf des Zählers, d.h. bei Erreichen eines vorgegebenen oder vorgebbaren Wertes, wird der Zähler sowie der Lichtimpuls gestoppt/beendet. Bevorzugt erfolgt das Stoppen/Beenden des Lichtimpulses durch Unterbrechen der Stromversorgung der mindestens einen Lichtquelle.Preferably, the pulse duration (pulse length) of the light pulse is between about 0.5 ms and about 2 ms. The pulse duration is preferably selected or selectable from a value range between approximately 0.8 ms and approximately 1.3 ms. To realize a defined pulse length, the synchronization means preferably comprise a counter which is started by the trigger signal or loaded with a defined value. When overflow of the counter, ie when a predetermined or predetermined value, the counter and the light pulse is stopped / stopped. The stopping / stopping of the light pulse preferably takes place by interrupting the power supply of the at least one light source.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings. These show in:
Fig. 1: einen schematischen Aufbau eines Interferometers mit gepulst synchronisierter Lichtquelle und1 shows a schematic structure of an interferometer with pulsed synchronized light source and
Fig. 2: einen Michelson-Interferometer mit gepulst synchronisierter Lichtquelle.Fig. 2: a Michelson interferometer with pulsed synchronized light source.
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
In Fig. 1 ist ein möglicher Aufbau eines flächig messenden Interferometers 1, umfassend eine als LED ausgebildete Lichtquelle 2, gezeigt. Die Lichtquelle 3 strahlt Lichtimpulse 3 ab, wobei die Lichtimpulse 3 mit einem Video-Signal 4 einer Kamera 5 (Sensor) synchronisiert sind. Bei der eingesetzten Kamera handelt es sich um eine CCD-Kamera mit einer Bildfrequenz von 25 Hz, also mit 25 Bildframes pro Sekunde. Die Pulsdauer der Lichtimpulse beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 1 ms, wohingegen die Bilddauer eines Bildframes der Kamera 5 etwa 40 ms dauert. Die Pulspausen zwischen zwei Lichtimpulsen dauern also etwa 39 ms. Ein von der Lichtquelle 2 ausgesendeter Lichtimpuls 3 trifft auf einen Strahlenteiler 6, der den Lichtimpuls 3 in zwei kohärente Teillichtimpulse 7, 8 aufspaltet, wobei im in der Zeichnungsebene oberen Teillichtimpuls 7 ein zu vermessendes, lichtdurchlässiges Messobjekt 9 angeordnet ist .In Fig. 1 is a possible construction of a flat-type interferometer 1, comprising a designed as an LED light source 2, shown. The light source 3 emits light pulses 3, wherein the light pulses 3 with a video signal 4 of a camera 5 (sensor) are synchronized. The camera used is a CCD camera with a frame rate of 25 Hz, ie with 25 image frames per second. The pulse duration of the light pulses in the embodiment shown is about 1 ms, whereas the Image duration of an image frame of the camera 5 takes about 40 ms. The pulse pauses between two light pulses thus last about 39 ms. A light pulse 3 emitted by the light source 2 impinges on a beam splitter 6 which splits the light pulse 3 into two coherent partial light pulses 7, 8, wherein a measurement object 9 to be measured is arranged in the upper partial light pulse 7 in the plane of the drawing.
Die Teillichtimpulse 7, 8 werden über Spiegel 10, 11 umgeleitet und an einen Strahlenteiler 12 vereinigt und auf eine als Digitalkamera ausgebildete Kamera 5 geleitet, welche ein Videosignal 4 ausgibt. Das Videosignal 4 wird mit Hilfe von Synchronisationsmitteln 14 überwacht, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Funktion eines elektronischen Schalters aufweisen. Wird von den Synchronisationsmitteln 14 ein dem Videosignal 4 integrales Triggersignal detektiert, wird eine Stromversorgung 13 für die Lichtquelle 2 für eine vorgegebene oder vorgebbare Zeit freigegeben, d.h. ein Stromkreis wird (zeitlich begrenzt) geschlossen, so dass von der Lichtquelle 2 ein (zeitlich begrenzter) Lichtimpuls 3 ausgesendet wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Bildframe- Synchronisationsimpuls des Videosignals 4, der den Beginn eines neuen Bildframes kennzeichnet, als Triggersinai zum Freigeben der Stromversorgung 13 genutzt. Bei dem gezeigten Interferometer werden bei einer erwähnten Bildframefrequenz von 25 Hz in der Folge 25 Lichtimpulse pro Sekunde von der Lichtquelle 2 ausgesendet. Aufgrund der Synchronisation der Lichtimpulse 3 mit den Bildframes des Videosignals 4 werden einzelne Lichtimpulse 3 durch die Kamera 5 nicht registriert und stören in der Folge die Auswertung des erfassten Interferenzmusters nicht. Vielmehr verhindern die kurzen, synchronisierten Lichtimpulse eine Abschwächung des Interferenzkontrastes. Das erhaltene Interferometer 1 ist wenig anfällig gegenüber äußeren Störeinflüssen in der Form von Schwingungen. Daher kann auf eine mechanische Schwingungsdämpfung verzichtet werden, oder die Schwingungsdämpfung kann zumindest einfacher und damit kostengünstiger ausgeführt werden als bei bekannten Interferometern mit durchgängig betriebener Lichtquelle.The partial light pulses 7, 8 are redirected via mirrors 10, 11 and combined to a beam splitter 12 and directed to a camera 5 designed as a digital camera, which outputs a video signal 4. The video signal 4 is monitored by means of synchronization means 14, which have the function of an electronic switch in the embodiment shown. If a trigger signal integral with the video signal 4 is detected by the synchronization means 14, a power supply 13 for the light source 2 is released for a predetermined or predefinable time, ie a circuit is closed (for a limited time), so that a (limited) of the light source 2 Light pulse 3 is sent out. In the embodiment shown, an image frame synchronization pulse of the video signal 4, which marks the beginning of a new image frame, is used as a triggering circuit for enabling the power supply 13. In the interferometer shown, 25 light pulses per second are emitted by the light source 2 at a frame rate of 25 Hz mentioned in the sequence. Due to the synchronization of the light pulses 3 with the image frames of the video signal 4, individual light pulses 3 are not registered by the camera 5 and do not disturb the evaluation of the detected interference pattern as a result. Rather, the prevent short, synchronized light pulses attenuation of the interference contrast. The obtained interferometer 1 is less susceptible to external disturbances in the form of vibrations. Therefore, can be dispensed with a mechanical vibration damping, or the vibration damping can be at least easier and thus cheaper to run as in known interferometers with continuously operated light source.
In Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Michelson-Interferometers 1 gezeigt. Der Aufbau unterscheidet sich zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass lediglich ein einziger Strahlenteiler 6 vorgesehen ist, der den Lichtimpuls 3 in zwei kohärente Teillichtimpulse 7, 8 aufteilt und auch wieder vereinigt und der Kamera 5 zuleitet. Der Teillichtimpuls 8 trifft hinter dem Strahlenteiler 6 auf einen Spiegel 10, der den Teillichtimpuls 8 zurück auf den Strahlenteiler 6 reflektiert, der den Teillichtimpuls 8 um 90° zur Kamera 5 umgelenkt. Der Teillichtimpuls 7 wird von dem zu vermessenden Messobjekt 19 zurück auf den Strahlenteiler 6 gespiegelt und strahlt durch diesen geradlinig hindurch auf die Kamera 5. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind auch bei dem gezeigten Michelson-Interferometer die Synchronisationsmittel 14 und das Videosignal 4 gekoppelt. FIG. 2 shows a preferred embodiment of a Michelson interferometer 1. The structure differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 essentially in that only a single beam splitter 6 is provided which divides the light pulse 3 into two coherent partial light pulses 7, 8 and also recombines and feeds the camera 5. The partial light pulse 8 strikes behind the beam splitter 6 on a mirror 10, which reflects the partial light pulse 8 back to the beam splitter 6, which deflects the partial light pulse 8 by 90 ° to the camera 5. The partial light pulse 7 is reflected by the measurement object 19 to be measured back onto the beam splitter 6 and radiates straight through it onto the camera 5. As in the exemplary embodiment according to FIG. 1, the synchronization means 14 and the video signal 4 are also in the Michelson interferometer shown coupled.

Claims

Ansprüche claims
1. Interferometer mit einer Lichtquelle (2) und mit einer ein Videosignal (4) ausgebenden Kamera (5), insbeson- dere eine Digitalkamera, zum Erfassen eines Interferenzmusters,1. Interferometer with a light source (2) and with a video signal (4) emitting camera (5), in particular a digital camera, for detecting an interference pattern,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
die Lichtquelle (2) pulsierend betreibbar ist.the light source (2) is pulsating operable.
2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Synchronisationsmittel (14) vorgesehen sind, die das Aussenden eines Lichtimpulses (3) durch die Lichtquelle (2) mit einem Triggersignal synchronisierend ausgebildet sind.2. Interferometer according to claim 1, characterized in that synchronization means (14) are provided, which are designed to synchronize the emission of a light pulse (3) by the light source (2) with a trigger signal.
3. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) mindestens eine LED umfasst.3. Interferometer according to one of claims 1 or 2, characterized in that the light source (2) comprises at least one LED.
4. Interferometer nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsmittel (14) eine Stromversorgung (13) für die Lichtquelle (2) nach Detektieren eines Triggersignals freigebend ausgebildet sind.4. Interferometer according to one of claims 2 or 3, characterized in that the synchronization means (14) are designed to be releasing a power supply (13) for the light source (2) after detecting a trigger signal.
5. Interferometer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsmittel (14) derart mit der Kamera (5) zusammenwirken, dass zu Beginn jedes Bildframes ein Lichtimpuls (3) von der Lichtquelle (2) generiert wird.5. Interferometer according to one of claims 2 to 4, characterized in that the synchronization means (14) with the camera (5) cooperate in such a way that at the beginning of each Image frames a light pulse (3) from the light source (2) is generated.
6. Interferometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsmittel (14) das Videosignal (4) zum Detektieren eines integralen Triggersignals auswertend ausgebildet sind.6. Interferometer according to claim 5, characterized in that the synchronization means (14) are designed to evaluate the video signal (4) for detecting an integral trigger signal.
7. Interferometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Triggersignal ein Bildframesynchronisation- simpuls des Videosignals (4) ist.7. Interferometer according to claim 6, characterized in that the trigger signal is a Bildframesynchronisation- simpuls of the video signal (4).
8. Interferometer nach einem der vorhergehenden8. Interferometer according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsdauer des Lichtimpulses (3) einstellbar ist .Claims, characterized in that the pulse duration of the light pulse (3) is adjustable.
9. Interferometer nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsdauer eines Lichtimpulses (3) aus einem Wertebereich zwischen etwa 0,5 ms und 2 ms, vorzugsweise zwischen etwa 0,8 ms und etwa 1,3 ms gewählt oder wählbar ist.9. Interferometer according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse duration of a light pulse (3) is selected or selectable from a value range between about 0.5 ms and 2 ms, preferably between about 0.8 ms and about 1.3 ms ,
10. Interferometer nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsmittel (14) einen bei Detektieren eines Triggersignals startenden, bis zu einem vorgegebenen oder vorgebbaren Wert zählenden Zähler umfassen .10. Interferometer according to one of claims 2 to 9, characterized in that the synchronization means (14) starting on detection of a trigger signal, up to a include predetermined or predetermined value counting counter.
11. Interferometer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (13) der Lichtquelle (2) bei Erreichen des Wertes von den Synchronisationsmitteln (14) unterbrechbar ist. 11. Interferometer according to claim 10, characterized in that the power supply (13) of the light source (2) upon reaching the value of the synchronization means (14) is interruptible.
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