DE3719235A1 - Verfahren und vorrichtung zur unterdrueckung des einflusses von ungewollten reflexionen auf einem mit reflektoren markierten ziel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung des Einflusses von ungewollten Reflexionen auf einem mit Reflektoren markierten Ziel.

Wenn man ein Ziel mit polarisierter Strahlung beleuchtet - also zum Beispiel mit linear polarisiertem Licht aus Laserdioden - dann treten zwei Arten von Reflexionen am beleuchteten Ziel auf:

• - einerseits die gewollte Reflexion durch den (die) das Ziel markierenden Reflektor(en)
• - andererseits die ungewollten Reflexionen an der restlichen - nicht markierten - Oberfläche des Zieles.

Will man nun mit einem Sensor - z.B. einem optoelektronischen Sensor - die exakte Position der Zielmarkierungen, nämlich der Reflektoren, vermessen, so stört die ungewollte Reflexionskomponente.

Es ist das Ziel der Erfindung, diese ungewollten Reflexionen mit einfa­ chen Mitteln für die Messung weitgehend unwirksam zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs dargelegte Maßnahme gelöst.

Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine beispielshafte Geometrie für eine solche Messung,

Fig. 2 einen Reflektor mit λ/4-Plättchen.

Ziel der Meßanordnung nach Fig. 1 ist, es die exakte Position von Retroreflektoren R auf dem Ziel Z, beispielsweise einem anzufliegenden Objekt, zu vermessen. Der Sensor S besteht aus einer Optik O mit einer CCD-Matrix- oder einem CCD-Zeilensensor, einer positionsempfindlichen Photodiode, einer Quadranten-Photodiode einer äquivalenten positionsemp­ findlichen Detektoranordnung D, auf welche die Reflektoren R abgebildet werden. Aus der Position des Bildes auf dem Detektor D kann über ein­ fache geometrische Beziehungen auch die Position des Reflektors R und damit des Zieles Z, bei mehreren Reflektoren auch Position und Orien­ tierung des Zieles Z, bestimmt werden.

Um unerwünschte Reflexionen S′ vom Ziel Z von den erwünschten Reflexio­ nen S von den Reflektoren Z unterscheidbar zu machen, verändert man gemäß der Erfindung für die erwünschten Reflexionskomponenten S gezielt die Polarisationsrichtung.

Dies wird erfindungsgemäß nach Fig. 2 durch Vorschalten eines λ/4- Plättchens P vor dem Reflektor R, der im allgemeinen ein als Tripelspie­ gel ausgebildeter Retroreflektor ist, erreicht. Dieser Reflektor reflek­ tiert den einfallenden Beleuchtungs-Strahl S _B parallel als Strahl S _R zurück.

Bekanntlich wird der elektrische Feldvektor einer Strahlung bei Re­ flexion um 180° gedreht. Dies geschieht sowohl an der Zieloberfläche Z als auch durch den Reflektor, und zwar insgesamt dreimal bei einem Corner-Cube-Retroreflektor, da dort drei aufeinanderfolgende Reflexionen stattfinden.

Codiert man nun den Reflektor R - oder die Stelle der erwünschten Reflexion - mit einem λ/4-Plättchen P, so wandelt dieses die Polari­ sation des hindurchtretenden Lichtes. Beispielsweise wird linear polari­ siertes Licht in solches zirkulares Polarisation gewandelt. Nach einer oder drei oder einer ungeraden Anzahl von Reflexionen wird die Drehrich­ tung der Polarisation in ihr Gegenteil verkehrt. Tritt nun diese reflek­ tierte Strahlung abermals durch das λ/4-Plättchen - vgl. Fig. 2 - so ist die Polarisationsrichtung orthogonal zu der eintretenden Polarisation.

Das Verfahren arbeitet analog für zirkulare Polarisation des eintreten­ den Lichtstrahls.

Es ist nun durch Einfügen eines polarisationsselektiven Elementes, nämlich eines Polarisiationsfilter F oder eines polarisierenden Strahl­ teiler oder dgl. in den Empfangsstrahlengang des Sensors möglich, nur die gewünschte Reflexion auszuwerten und damit die unerwünschte Re­ flexionskomponente von der Messung auszuschließen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun jene unerwünschten Re­ flexionsanteile S′ zu separieren. Damit können jene nicht zur Positions­ messung beitragen und das Meßergebnis verfälschen.

Die Erfindung ermöglicht erst die präzise Positionsmessung von mit Reflektoren markierten Gegenständen, da sie fehlerhafte Messungen aufgrund unerwünschter anderer Reflexionen verhindert.

Claims (2)

1. Verfahren zur Unterdrückung des Einflusses von ungewollten Reflexionen auf einem mit Reflektoren markierten Ziel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ziel mit polarisierter Strahlung beleuchtet wird und daß die gewollte (S) und die ungewollte (S′) Reflexionskomponente durch Einsatz eines polarisationsselektiven Elementes (P, F) im Strahlengang getrennt werden.

2. Vorrichtung zur Unterdrückung des Einflusses von ungewollten Reflexionen auf einem mit Reflektoren markierten Ziel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Trennung der gewollten von der ungewollten Reflexi­ onskomponente ein λ/4-Plättchen (P) vor dem Reflektor (R) und ein Polarisations-Filter (F) vor dem Detektor (D) angeordnet ist.