Entfernungsmessung- welcher Sensor?

[Kerstin]

Zum Letzen Punkt mit dem Scannen. Ich dachte es sollte ein 3D Bild mit der Abstandsmessung aufgenommen werden und dann möglichst noch mit 2000Hz Zeilenfrequenz, die ja auch irgendwo gefragt sind.
Wenn das nicht der Fall ist, geht es eher.

Nein, nur der Abstand ist von Interesse.

Das mit der Schwebungsfrequenz wäre dann auch nur ein Hilfsmittel. Es gibt Interferometrische Messungen, die Abstandsbilder aufnhmen, die aber pro halbe Wellenlänge mehrdeutig sind. Die Wellenlänge würde man gegenüber dem erprobten IR-Licht gerne größer machen, dann machen aber die Halbleter nicht mehr mit, so nimmt man 2 Wellenlängen und wenn die Differenz zwischen den Wellenlängen 1/100 der Wellenlänge beträgt, dann entsteht eine Schwebungsfrequenz mit 100facher Wellenlänge bei der die Mehrdeutigkeit mit alle 500nm sondern alle 50µm auftritt. Geschenkt der Rest dann auch noch nicht für eine Abstandsmessung im Bereich um 2-3mm. Für die genannte Anwendung würde ich deshalb von Interferometrie eher abraten.

In dem Artikel ist allerdings von virtuellen Wellenlängen von 2 bis 346 mm (!) die Rede. Das würde einen Eindeutigkeitsbereich von bis zu ca. 160 mm bewirken

Es gibt noch ein paar 3D Präzisionsmeßverfahren wie die Weißlichtinterferometrie und die Focusmessung die auf einem mechanichen Scannen des Abstandes basieren. Dieses mechanische Scannen kann etwas vom Rachen abgesetzt werden...

mechanische=berührende Messung?

Der Sharp Sensor hat seine Größe bedingt durch die Basislänge, die erfür die Messung bis 80cm Anstand benötigt. In der Schaltung sind außerdem ein Controller, der eine Signalmodulation durchführt und eine Filterung um dieses modulierte Signal von Fremdlicht zu unterscheiden.

Mit einem Eingriff zur Verkleinerung des Sensors kann man versuchen diese Komponenten zu verkleinern und zu Eliminieren.
Manfred

OK, wenn es sein müßte, wär es vielleicht einen Versuch wert.

[Kerstin]

Ich habe eben im elektronik-projekt.de-Forum gelesen, dass dir schon die Möglichkeit mit einem Glasfaserkabel vorgeschlagen wurde!
Wie findest Du die Idee?
Wäre doch eigentlich recht gut, denn das Kabel kann man sehr dünn machen.
Die Bearbeitung geschieht dann außerhalb!
Nachteil ist dann halt, dass der Prozessor sehr schnell sein muss!

Danke für die Erinnerung, hab ich doch ein bischen überlesen . Der Tip kam im Zusammenhang mit der Laufzeitmessung des Lichts... könnte gehen. Wie das mit evtl. Verlusten und Dispersion in der Faser und durch Ein- und Auskopplung aussieht, sprich, ob das vielleicht irgendwelche Probleme mitsichbringen könnte, weiß ich aber auch nicht... noch nicht

Ach so, und Fasern dürfen nur um einen bestimmten Betrag gekrümmt werden, sonst klappt es mit der Lichtleitung irgendwann nicht mehr. Ob das also konstruktiv funktioniert, aus einem ca. 10 mm-Rohr eine Faser im rechten Winkel nach unten zu legen, ist auch noch ne Frage.

[Florian]

Nagut, also ich kenne mich da auch net so gut aus! ;o)
Das ist ja dann Deine Aufgabe! *ggg*
Aber bisher finde ich das mit dem Glasfaserkabel am Besten!

[Manf]

In dem Artikel ist allerdings von virtuellen Wellenlängen von 2 bis 346 mm (!) die Rede. Das würde einen Eindeutigkeitsbereich von bis zu ca. 160 mm bewirken

Dann ginge es besser, Interferometrie ist recht gut, um relative Positionen zu messen oder Verschiebungen. Um nach eingetretener Verschiebung den absoluten Ort wiederzufinden ist eine Triangulation grundsätzlich besser geeignet. Bei der Triangulation wird der Ort nicht in eine Helligkeitsinformation umgesetzt die auch vom Reflexionsfaktor mitbestimmt wird, sondern in eine korrespondierende Ortsinformation.

Man muß sicher noch sehen, wie die Messung in das Gesamtkonzept mit der eigentlichen Untersuchung paßt und ob es keine Störungen gibt.

Die angesprochenen Messungen mit mechanischem Scannen sind ohne Berührung. Die Fokusmethode Beispielsweise verwendet einen Lichtpunkt auf dem Objekt und verschiebt eine Linse (oder entsprechendes) so, daß der Lichtpunkt klein wird. Das ist dann ziemlich genau die Schärfeeinstellung die eigentlich gebraucht wird. Nimmt man ein gemeinsames System für Untersuchung und Schärfe? Lästig ist dabei das Abscannen des Gesamtweges zum Feststellen des Abstandes maximaler Schärfe. Wie sich hier wieder die Schärfeeinstellung und die eigentliche Messung beeinflussen ist zu prüfen.

Ach so, und Fasern dürfen nur um einen bestimmten Betrag gekrümmt werden, sonst klappt es mit der Lichtleitung irgendwann nicht mehr. Ob das also konstruktiv funktioniert, aus einem ca. 10 mm-Rohr eine Faser im rechten Winkel nach unten zu legen, ist auch noch ne Frage.

Für die Funktion nimmt man einen Spiegel.
Beleuchtet man das Objekt schräg mit einem Lichtstrahl dann kann man aus dem Ort des Lichtpunktes die Entfernung bestimmen. Mit PSD Sensor oder mit der Kamera selbst. Hier ist dann wieder zu klären wie sich die Messungen beeinflussen können oder dürfen.
Manfred

[Kerstin]

Bei der Triangulation wird der Ort nicht in eine Helligkeitsinformation umgesetzt die auch vom Reflexionsfaktor mitbestimmt wird, sondern in eine korrespondierende Ortsinformation.

Ja. Wobei bei der Triangulation ja auch die Reflexionseigenschaften des Materials (hier: das Gewebe der Stimmlippen) Einfluß haben, oder?
Mal ne (blöde?) Frage: wird ein Infrarotsensor von starkem weißen Licht beeinflußt? Kann es da Störungen geben?

Man muß sicher noch sehen, wie die Messung in das Gesamtkonzept mit der eigentlichen Untersuchung paßt und ob es keine Störungen gibt.

Die angesprochenen Messungen mit mechanischem Scannen sind ohne Berührung. Die Fokusmethode Beispielsweise verwendet einen Lichtpunkt auf dem Objekt und verschiebt eine Linse (oder entsprechendes) so, daß der Lichtpunkt klein wird. Das ist dann ziemlich genau die Schärfeeinstellung die eigentlich gebraucht wird. Nimmt man ein gemeinsames System für Untersuchung und Schärfe?

Gute Frage... also, es gibt 1 gemeinsamen Strahlengang, also 1 Optik für sowohl das sichtbare Bild (Videosystem) als auch für den Untersuchungsstrahl (1300nm, also im Nah-IR). Jetzt muß diese Optik ja scharfgestellt werden auf den entsprechenden Abstand (variiert je nach Patient, Geschlecht, Alter), damit man ein scharfes Bild sieht. Je nachdem, ob der OCT-Strahl vor oder hinter dieser Verstelloptik eingekoppelt wird, wird er dadurch auch beeinflußt. Was da sinnvoll ist, ist dann aber eine Frage der Berechnung und Auslegung der Optik.... Man könnte natürlich tatsächlich irgendwie die Bildschärfeeinstellung mit der Einstellung der OCT-Fokusebene koppeln. Wie das gehen kann und ob das überhaupt genau genug wäre, ist die Frage... Aber prinzipiell auch ein Möglichkeit.

Lästig ist dabei das Abscannen des Gesamtweges zum Feststellen des Abstandes maximaler Schärfe. Wie sich hier wieder die Schärfeeinstellung und die eigentliche Messung beeinflussen ist zu prüfen.

Ach so, und Fasern dürfen nur um einen bestimmten Betrag gekrümmt werden, sonst klappt es mit der Lichtleitung irgendwann nicht mehr. Ob das also konstruktiv funktioniert, aus einem ca. 10 mm-Rohr eine Faser im rechten Winkel nach unten zu legen, ist auch noch ne Frage.

Für die Funktion nimmt man einen Spiegel.

Ja, klar Bild hier  

Beleuchtet man das Objekt schräg mit einem Lichtstrahl dann kann man aus dem Ort des Lichtpunktes die Entfernung bestimmen. Mit PSD Sensor oder mit der Kamera selbst. Hier ist dann wieder zu klären wie sich die Messungen beeinflussen können oder dürfen.
Manfred

Ahhh ja, der OCT-Strahl liegt im IR und ein evtl. IR-Entfernungssensor auch, könnte Probleme geben. Oder man nutzt gleich den OCT-Strahl und ermittelt per seitlichem PSD die Entfernung. Oder natürlich, so wie du sagst, mit einem zusätzlichen Lichtpunkt und Bildverarbeitung, dann bräuchte man irgendeinen Auswertealgorithmus, also ein Programm, daß dann auch das OCT steuert...

Mal noch eine andere Frage, die hier zwar wohl nicht ganz passend ist, weil eher informatischer Natur... ich stell sie mal trotzdem .

Wie irgendwo schon mal geschrieben, ist der OCT-Bildbereich nur einige mm groß, nur dann ist ein Bild sichtbar. Außerhalb sieht man nur ein schwarzes Bild, bzw. Grundrauschen. Könnte man mit einer ausreichend schnellen Bildverarbeitung eine Art Tiefenscan machen und dabei die (OCT-Schicht-) Bilder auswerten? Sobald der Helligkeitsanteil ansteigt, liegt man in der Bildebene und könnte die dann "verfolgen".
Das geht grob in die Richtung wie die von dir, Manfred, beschriebene Fokusmethode. Auch hier müßte man einen gewissen Bereich durch "trial-and-error" durchscannen. Voraussetzung dabei wäre ein ausreichend schnelles OCT-System, das die Bilder schnell bereitstellt.