Page - 12 - in Chromatisch konfokale Triangulation - Hochgeschwindigkeits 3D-Sensorik auf Basis der Wellenlängenschätzung mit optimierten Filtern

3 StandderForschung 3.1.1 Konfokale3D-Hochgeschwindigkeitsmessung EinehäufiganzutreffendeAufgabenstellungderoptischen3D-Messtechnik istdieflächigeErfassungeinerOberflächentopographie.Dievielleichtein- fachstetechnischeRealisierungbestehtauseinemkonfokalenPunktsensor undeinermechanischenVerfahreinheitzummäanderförmigenAbrastern der Oberfläche [Lea11]. Das konfokale 3D-Messverfahren erfordert an jedem lateralenMesspunkt zusätzlich eine vertikale Scanbewegung zur ErmittlungdesAbstandsmaximalerIntensität.DiesesVorgehenkorrespon- diertmiteinervergleichsweiselangenPrüfzeitundistdahernichtfürHochge- schwindigkeitsmessungengeeignet.ZurSteigerungderMessgeschwindigkeit könnendreiwesentliche Ideenunterschiedenwerden: • SchnelleAktorikzurRealisierungderScanbewegungen • ParallelisierungdurchgleichzeitigeMessunganmehrerenOrten • ErsetzenderPunktlichtquelledurcheinezeilenartigeBeleuchtung SchnelleAktorenzurflächigenAbtastung einer Oberflächentopographie könnenaufunterschiedlicheWeiserealisiertwerden.Z.B.kanndieScanbe- wegungdurchMikrospiegelodereinMikrodisplayumgesetztwerden,wenn nureinOberflächenausschnittderGrößedesSichtfeldsdesObjektivsbe- trachtetwird[Lea11].DieansteuerbarenPixel (bzw.Mikrospiegel) fungieren dabeialsPunktblenden,welcheschnellumgeschaltetwerdenkönnen.Eine ähnliche Ideeverfolgt auchderAnsatzder sogenanntenNipkow-Scheibe [Tiz00,Lea11].AufdieserrotierendenScheibesindspiralförmigPunktblen- denangeordnet,sodasswährendeinerRotationjederPunktderOberfläche gemessenwird.AuchfürdievertikaleAchsesindoptimierteAktorkonzep- tebekannt.MittelseinerschwingendenStimmgabelkanneineperiodische VeränderungdesoptischenWegserreichtwerden,wozueinPrismaoderein SpiegelanderStimmgabelangebracht ist [Kör04,Liu10].AnstattdenWeg direktzubeeinflussen,kannaucheinadaptiveroptischerSpiegeleingesetzt werden,dessenBrennweitekontrolliertangepasstwerdenkann[Yas03]. Eineweitere SteigerungderMessgeschwindigkeit kannerreicht werden, wennanunterschiedlichenOrtenparallelgemessenwird.Benachbartekon- fokalePunktsensorenkönnengleichzeitigmessen, solangediesenicht zu nahnebeneinanderangeordnetsind[Paw06,S.448].VondieserMöglichkeit 12