Entfernungsmessung- welcher Sensor?

Hallo,

ich bin gerade ein bisserl am recherchieren, um meine totale Unwissenheit abzubauen und hoffe auf eure Erfahrungen (obwohl es nicht um einen Roboter geht ;) ).

Im Rahmen einer Projektarbeit tut sich u.a. die Frage auf, wie sich Entfernungen im Bereich von ca. 5 bis 10 cm am besten bestimmen lassen. Die Meßgenauigkeit müßte mindestens im Bereich +/- 1 mm liegen. Erschwerend kommt hinzu, daß der Platz für einen potentiellen Sensor sehr beschränkt ist, weil vom Rachenraum aus die Entfernung zu den Stimmlippen bestimmt werden soll (es geht um ein endoskopisches Diagnosegerät; die Entfernungsmessung ist aber nur eine "Hilfsfunktion"...). Das Teil, um mal einen konkreten Wert anzugeben, dürfte im montierten Zustand nicht breiter sein als ca. 1,5 bis 2 cm und muß an ein Endoskop gebaut werden.

Könnte man das über eine Laufzeitmessung per Ultraschall lösen? Oder gibt es bei den engen Platzverhältnissen zu starke Störsignale durch Echos? Ist die Schwingung der Stimmlippen ein Problem bei der Messung? Gibt es überhaupt so kleine Sensoren und ist die Genauigkeit bei der relativ geringen Entfernung ausreichend?

Prinzipiell dürfte o.g. Abstand ja für Triangulation ausreichen. Optische Triangulation, also beispielsweise durch Projektion eines Laserpunktes auf die Stimmlippen, scheitert an mangelnder Pratikabilität. So ein Punkt läßt sich, auch wegen ständiger muskulärer Bewegung, sehr schwer positionieren, wird von Kehldeckel abgeschattet oder tritt zwischen den Stimmlippen hindurch, oder... Die Projektion eines Rasters wäre möglich, aber läßt sich dadurch die Entfernung errechnen?

Wie arbeiten triangulationsbasierte Sensoren überhaupt, ich meine in Bezug auf die Signalverarbeitung? Die Autofokus-Funktion bei Kameras funktioniert ja durch Ver-/Abgleich von 2 Teilbildern über ein CCD durch Winkelvariation des Empfängerspiegels. Das ist ja ziemlich träge. Wird bei einem Laser-Triangulationssensor einfach von der Position des reflektierten Punktes auf einem CCD auf die Entfernung geschlossen? Und in welcher Form bekommt man den Meßwert raus? Als Spannungswert, oder wie? Hhhm, extremste Newbie-Fragen...

Ähh ja, alles noch ziemlich wirr... vielleicht hat trotzdem jemand eine Anregung oder irgendwelche Anmerkungen oder evtl. auch nen hilfreichen link :)

LG,
Kerstin

https://www.roboternetz.de/phpBB2/dl...file&file_id=7

Das Datenblatt sollte man sich ganz bestimmt einmal ansehen. Es sit ein Triangulationssensor mit Analogausgang. Ein PSD Chip ist das zentrale Teil.
Für den Rachenraum ist er vielleicht etwas groß, aber er ist ein komplettes Messsystem.
Manfred

Naja, der GP2D12 ist schon geeignet, man müsste nur die Befestigungsösen abmachen und das Gehäuse irgendwie Wasserdicht machen, aber leider ist er dann noch immer 3 cm breit! :o(

Wie wäre es ansonsten mit nem kleinen Reflexkoppler, z.B. CNY70 mit Zusatz-IR-LED's, um die Reichweite größer zu machen?

Zitat:

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Zitat von Florian

Naja, der GP2D12 ist schon geeignet, man müsste nur die Befestigungsösen abmachen und das Gehäuse irgendwie Wasserdicht machen, aber leider ist er dann noch immer 3 cm breit! :o(

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Ja, leider ist er wirklich zu groß (er ist ja dann auch noch 2 cm hoch).

Zitat:

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Wie wäre es ansonsten mit nem kleinen Reflexkoppler, z.B. CNY70 mit Zusatz-IR-LED's, um die Reichweite größer zu machen?

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Und wie kann man mit einem Reflexkoppler die Entfernung bestimmen :-s ?

Naja, man könnte entweder einen kurzen Impuls lossenden und dann die Laufzeit messen, allerdings bräuchte man einen sehr schnellen Controller! :o(
Man könnte aber auch die Lichtintensität messen, also die Ausgangsspannung des Fototransistors.
Man bräuchte allerdings auf jeden Fall noch zusätzliche IR-Sendedioden!

Zitat:

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Zitat von Florian

Naja, man könnte entweder einen kurzen Impuls lossenden und dann die Laufzeit messen, allerdings bräuchte man einen sehr schnellen Controller! :o(

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Das geht auf die kurzen Entfernungen sicher nur interferometrisch :(

Zitat:

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Man könnte aber auch die Lichtintensität messen, also die Ausgangsspannung des Fototransistors.
Man bräuchte allerdings auf jeden Fall noch zusätzliche IR-Sendedioden!

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Äh, versteh ich nicht ganz. So ein Reflexkoppler besteht doch nur aus Diode als Sender und Transistor als Empfänger und dient doch ursprünglich zur Detektion von Farb- oder Helligkeitsunterschieden. Mit steigender Entfernung sinkt zwar auch die detektierte Intensität, aber der Zusammenhang wird wohl kaum für eine einigermaßen genaue Abstandsmessung ausreichen? Was können denn zusätzliche Dioden bewirken?

Was heißt interferometrisch?

Naja, die kleine IR-LED im Reflexkoppler ist nicht wirklich hell/stark, also bräuchte man stärkere IR-Licht-Quellen, um eine größere Reichweite zu erhalten!

Wie genau arbeitet eigentlich der IS471F?
Gibt es nicht irgendeinen Sensor, wie den GP2D12 nur kleiner, vielleicht mit kleinerem Messbereich?

Zitat:

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Zitat von Florian

Was heißt interferometrisch?

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Naja, die Lichtgeschwindigkeit ist ja extremst hoch (ca. 300000 km/s) und wenn man die Laufzeit des Lichts für z.B. 10 cm messen will (dazu braucht es nur ein Millionstel einer millionstel Sekunde), müßte ein Sensor extremst kurze Zeiten messen- meines Wissens unmöglich für elektronische Bauteile. Ein Interferometer (z.B. so eins) basiert auf Interferenzeffekten, damit werden kleinste Wegdifferenzen sichbar...

Zitat:

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Naja, die kleine IR-LED im Reflexkoppler ist nicht wirklich hell/stark, also bräuchte man stärkere IR-Licht-Quellen, um eine größere Reichweite zu erhalten!

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Ach so, klar!

Achso, klar!

Gibt es nicht irgendwas in der Art eines GP2D12, auch mit der Winkelmessung?

ich glaub das was du da willst ist in dieser grössenordnung und präzision für normalsterbliche unbezahlbar aber wenn das sowieso ein endoskop werden soll dann könntest du doch eine art skala mit in die optik bauen (als beispiel gibt es ja skalen(winkel abstände etc) für lupen(funktioniert leider nur für eine bestimmte länge) oder eine art messschieber der dann bis zu den stimmlippen(was sind denn stimmlippen?-stimmbänder??) ausgeschoben werden kann... aber wenn du etwas findest um auf 10cm +/-1mm genau zu messen und das auch noch berührungslos und bezahlbar dann würd mich das auch sehr interessieren

Zitat:

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Zitat von tristate

ich glaub das was du da willst ist in dieser grössenordnung und präzision für normalsterbliche unbezahlbar

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Naja, so ein 08/15 IR-Sensor würde ja schon gehen, ist aber eben leider in diesem Fall zu groß...

Zitat:

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aber wenn das sowieso ein endoskop werden soll dann könntest du doch eine art skala mit in die optik bauen (als beispiel gibt es ja skalen(winkel abstände etc) für lupen(funktioniert leider nur für eine bestimmte länge)

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Nützt leider wenig, denn wenn sich der Abstand ändert, bleibt trotzdem die Skala gleich... sowas ist glaube ich nur als Hilfsmaßstab bei festen Abständen gedacht (bei Optiken mit geringer Schärfentiefe).

Zitat:

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oder eine art messschieber der dann bis zu den stimmlippen(was sind denn stimmlippen?-stimmbänder??) ausgeschoben werden kann

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Nee, es muß schon berührungslos sein. Ist schon schwer genug, mit einem Strahl die Stimmlippen zu treffen. Außerdem wird es ohne stärkere Narkose unangenehm, wenn da irgendwas raufgesetzt wird. Die Stimmlippen sind die Teile, die beim Singen/Sprechen am schwingen sind, befinden sich im Kehlkopf (Bild).

Zitat:

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aber wenn du etwas findest um auf 10cm +/-1mm genau zu messen und das auch noch berührungslos und bezahlbar dann würd mich das auch sehr interessieren

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Ich meine, o.g. IR-Meßkopf kriegt das hin. Ich habe zwar nirgendwo eine konkrete Genauigkeitsabgabe gelesen, aber bei 10 cm hat laut Datenblatt die Ausgangsspannung ein Maximum. +/- 1 mm sind bei einigermaßen guten Bedingungen vermutlich erreichbar.

Hallo!

Aufgrund der Tatsache, dass eine Berührung der Stimmlippen tunlichst
vermieden werden muss, glaube ich nicht, dass IR-Sensoren eine Lösung
sind.

Die Erfahrung, die ich bis jetzt mit IR-Sensoren gemacht habe, ist, dass
zumindest ab und zu diese Sensoren nicht zuverlässig sind. Sie melden
schon mal ein Hindernis, wo keins ist (der weniger schlimme Fall) aber
leider auch mal kein Hindernis, wo eins ist (was in diesem Beispiel
ziemlich ungünstig wäre).

Oder hat jemand von Euch schon 100 % zurverlässige IR-Sensoren
kennen gelernt? Wenn ja, dann bin ich daran auch interessiert ;-)

De GP2D12 ist in der Hinsicht recht zuverlässig, er müßte nur in Sichtverbindung mit dem Objekt gebracht werden, um dann den Abstand anzugeben. Es sind ja dann noch ein paar cm.
Mit etwas Mühe könnte man ihn auch umbauen. Ich weiß nicht, ob das im Rahmen des Projektes drin ist.
Manfred

Zitat:

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Zitat von nestler

Hallo!

Aufgrund der Tatsache, dass eine Berührung der Stimmlippen tunlichst
vermieden werden muss, glaube ich nicht, dass IR-Sensoren eine Lösung
sind.

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Naja, die Entfernungsmessung dient nicht dazu, den Kontakt zu vermeiden (die Stimmlippen erreicht man mit dem Gerät nicht, selbst wenn man wollte *g*), sondern verfolgt andere Zwecke... insofern wäre die Messung nicht "sicherheitsrelevant".

Zitat:

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Die Erfahrung, die ich bis jetzt mit IR-Sensoren gemacht habe, ist, dass
zumindest ab und zu diese Sensoren nicht zuverlässig sind. Sie melden
schon mal ein Hindernis, wo keins ist (der weniger schlimme Fall) aber
leider auch mal kein Hindernis, wo eins ist (was in diesem Beispiel
ziemlich ungünstig wäre).

Oder hat jemand von Euch schon 100 % zurverlässige IR-Sensoren
kennen gelernt? Wenn ja, dann bin ich daran auch interessiert ;-)

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IR-Sensoren arbeiten doch nach dem Prinzip der Triangulation, richtig? Aus der Lage des IR-Lichtpunktes wird also über die Winkelbeziehungen auf die Entfernung geschlossen. Haben diese Sensoren einen sichtbaren "Pilotstrahl", oder richtet man die auf gut Glück aus? Das könnte zumindest einen Teil der Unzuverlässigkeit erklären...

Zitat:

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Zitat von Manf

Mit etwas Mühe könnte man ihn auch umbauen. Ich weiß nicht, ob das im Rahmen des Projektes drin ist.

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Kommt auf den Aufwand an... Kannst du evtl. in etwa einschätzen, ob man die Größe durch Basteln signifikant verringern könnte? Und könnte man evtl. auch den Abstand zw. Sender und Empfänger verringern und das Teil neu kalibrieren? Oder ist das aussichtslos?

Kerstin

Das genau wäre der Umbau, aber es ist ein Unterschied, ob ein Schüler das aus seinem Budget macht oder ob es beispielsweise für eine Diplomarbeit auch im Auftrag der Großindustie gemacht werden soll. In sofern hat die Diskussion relativ offene Randbedingungen.

Zitat:

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ob man die Größe durch Basteln signifikant verringern könnte?

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Nochmal ganz zum Anfang: Es ist ein aussichtsreiches Meßprinzip für diese Anwendung und es würde sich lohnen das Meßprinzip zu kennen zu lernen.
Manfred

Zitat:

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Zitat von Manf

Das genau wäre der Umbau, aber es ist ein Unterschied, ob ein Schüler das aus seinem Budget macht oder ob es beispielsweise für eine Diplomarbeit auch im Auftrag der Großindustie gemacht werden soll. In sofern hat die Diskussion relativ offene Randbedingungen.

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Es geht um meine Projektarbeit, also sozusagen Bau eines Prototypen. Ist kein Industrieprojekt, Kosten werden aber natürlich erstattet. Für mich stellt sich nur die Frage, ob so ein Umbau relativ unkompliziert machbar ist. Wenn nicht, lohnt es sich nicht, weiter darüber nachzudenken... Schließlich übersteigt es dann doch das Budget, sich extern einen passenden IR-Sensor bauen zu lassen.

Zitat:

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Zitat:

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ob man die Größe durch Basteln signifikant verringern könnte?

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Nochmal ganz zum Anfang: Es ist ein aussichtsreiches Meßprinzip für diese Anwendung und es würde sich lohnen das Meßprinzip zu kennen zu lernen.
Manfred

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Ist das jetzt als Frage oder als Aussage gemeint?
Ich bin immernoch dabei, mir einen Überblick über mögliche Meßverfahren zu verschaffen. IR wäre eine Möglichkeit, keine elegante Lösung, aber für den Fall, daß andere Prinzipien (etwa dieses hier, pdf) sich als nicht umsetzbar erweisen, anwendbar.
Wobei ich solche Basteleien wirklich lieber vermeiden würde, weil die ganze Aufgabe für die paar Monate eh schon reichlich umfangreich ist...

Ich kenne die Anrdnung zur Mehrwellenlängen Interferomerie zufällg ganz gut. Das ist schon eine andere Preislage.
Für Anwenungen bei denen Triangulation speziell mit PSD ausreicht wird es deutlich die preiswertere Lösung sein.

In jedem Fall scheint es doch eine gewissen "Bastelei" zu sein den Scanner 1D (oder 2D?) in den Rachen zu kriegen.
Wenn in dem Artikel 3D steht, soll das heißen, daß in 2 Richtungen gescannt werden soll? Ist den die Apparatur zur Interferometrie schon fertig verfügbar?

Zur Triangulation mit PSD gibt es das Datenblatt und noch ein paar Artikel. Ich habe auch schon mit einer anderen Lichtquelle die Parameter des Meßsystems verändert. Wichtig ist hierbei wohl wie die Scanner-Konfiguration aussieht. Sind das die letzen 5-6cm (oder waren 10cm genannt?) des Strahlengangs des Triangulations-systems?
Manfred

Hi Kerstin!
Du bist nicht zufällig in einem Team, dass vor Kurzem bei nano (3sat-Wissenssendung) vorgestellt wurde?
Es ging darum zu sehen, was im Mundraum (weiter hinten drin) passiert, wenn man ein Blasinstrument spielt!?

Wie wäre es mit dem Sensor, man bräuchte nur eine kleinere Reichtweite?!
http://www.micromaus.de/article_g000_061.html
Such am Besten mal einfach im Sortiment von Micromaus!

@ all: Ein wenig Fachwörtererklärung würde nicht schaden, zumindest den Dummen, wie mir nicht! *lol*

*edit* Mist, der oben genannte Sensor hat nur nen Schaltausgang! :o(

Zitat:

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Zitat von Manf

Ich kenne die Anrdnung zur Mehrwellenlängen Interferomerie zufällg ganz gut. Das ist schon eine andere Preislage.
Für Anwenungen bei denen Triangulation speziell mit PSD ausreicht wird es deutlich die preiswertere Lösung sein.

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Ja, die 20 Euro für nen Sensor von Conrad sind unschlagbar ;). Macht sich im Rachen in der Größe nur nicht gut (ich kann das als ehemaliges Versuchskaninchen bestätigen *g*)

Zitat:

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In jedem Fall scheint es doch eine gewissen "Bastelei" zu sein den Scanner 1D (oder 2D?) in den Rachen zu kriegen.

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Darum soll ein potentieller Sensor ja auch sehr klein sein. Ich habe schon eine OCT-Einheit an so ein Endoskop gebaut (heißt für Kehlkopfspiegelungen Laryngoskop von Larynx=Kehlkopf). Damit haben wir ausprobiert, Schichtbilder der Stimmlippen zu machen und haben gemerkt, daß das Auffinden der Bildebene (also des Abstandes, in dem ein Bild zu sehen ist; dieser Bereich erstreckt sich nur über 2 bis 3 mm) ziemlich schwierig ist... ein bischen Zittern oder würgen und das Bild ist weg und läßt sich so schnell auch nciht wieder auffinden. Darum wäre ja so eine Art Autofokus-Funktion super. Und dazu muß man die Entfernung kennen und entsprechend den Referenzspiegel des Interferometers verfahren.

Zitat:

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Wenn in dem Artikel 3D steht, soll das heißen, daß in 2 Richtungen gescannt werden soll? Ist den die Apparatur zur Interferometrie schon fertig verfügbar?

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Ja, ist sie, weil OCT auf Interferometrie basiert. Ein Interferometer ist also da, man müßte die Entfernungsmessung da "nur" irgendwie integrieren... ich muß mich da aber erst noch einlesen. 2D- oder 3D-Scannen will ich ja gar nicht. Die Entfernung zu kennen, reicht völlig. Leider habe ich bisher nicht geblickt, wie man aus dieser im Artikel erwähnten Schwebungsfrequenz auf die Entfernung schließen kann...

Zitat:

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Zur Triangualtion mit PSD gibt es das Datneblatt und noch ein Paar Artikel. Ich habe auch schon mit einer anderen Lichtquelle die Parameter des Meßsystems verändert. Wichtig ist hierbei wohl wie die Scanner-Konfiguration aussieht. Sind das die letzen 5-6cm des Strahlengangs des Triangulations-systems?

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Hä? Was soll mit den letzten 5-6cm des Strahlengangs des Triangulations-systems sein? Verstehe deine Frage gerade nicht 8-[

Zitat:

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Zitat von Florian

Hi Kerstin!
Du bist nicht zufällig in einem Team, dass vor Kurzem bei nano (3sat-Wissenssendung) vorgestellt wurde?
Es ging darum zu sehen, was im Mundraum (weiter hinten drin) passiert, wenn man ein Blasinstrument spielt!?

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Nee, das bin ich nicht :)

Zitat:

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Wie wäre es mit dem Sensor, man bräuchte nur eine kleinere Reichtweite?!
http://www.micromaus.de/article_g000_061.html
Such am Besten mal einfach im Sortiment von Micromaus!

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Ja, der ist schön klein (1 x 1 x 1,5 cm), leider mit Meßbereich ab 10 cm angegeben. Für meine Zwecke sollten es eher 5 bis 10 cm sein. Hhhm.

Zitat:

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@ all: Ein wenig Fachwörtererklärung würde nicht schaden, zumindest den Dummen, wie mir nicht! *lol*

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Welche denn z.B. :) ?

Zitat:

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*edit* Mist, der oben genannte Sensor hat nur nen Schaltausgang! :o(

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Tja, Pech gehabt :(

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.

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.

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 aber die Triangulation mit PSD ist sicher das beste Verfahren. Zumal es ohne bewegte Teile auskommt und prinzipiell sehr klein gemacht werden kann.

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

Nagut, hätte ja sein können! *ggg*

Ja, der wäre schön klein! :o(
Wie genau ist eigentlich der IS471F?
Was für eine Reichweite hat der?

Was ist Interferomerie?
Trigonometrie habe ich gerade in Mathe, deswegen weiß ich das! ;o)

Gibt es denn nicht so einen, wie oben genannten, nur mit Analogausgang?

Zitat:

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Zitat von Florian

Was ist Interferomerie?
Trigonometrie habe ich gerade in Mathe, deswegen weiß ich das! ;o)

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Bevor ich hier groß aushole (und womöglich was falsches erzähle *g*) könntest du eher mal google mit einschlägigen Stichwörtern quälen oder http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/schroedinger/ hier mal gucken, da sind die Phänomene ganz anschaulich beschrieben, finde ich, auch mit kleinen applets zum ausprobieren.

Danke für den Link, der ist wirklich super! :o)
Sowas hatten wir leider in Physik noch nicht! :o(

ich glaube nicht, das es erlaubt selbstgebaute geräte ohne zulassung des gesetzgebers in einem menschen einzusetzen. ich rate hier zur vorsicht.
mfg pebisoft

mh muss denn das messergbnis überhaupt in form von elektronischen daten sein oder kann man auch bloss optisch ablesen?? also ich denk da an eine laserdiode die schräg auf das zu messende objekt ausgerichtet ist und da man ja eh durch das endoskop durchschaut könnte man so auch den abstand (mittels skala)ermitteln...wird vielleicht nicht auf +/- 1mm hinauslaufen aber ist auf jedenfall eine einfachere lösung als nen sensor zu demontieren und den inhalt zu analysieren (glaub auch nicht das da soviel drin ist wo man etwas verändern könnte)

Zitat:

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Zitat von pebisoft

ich glaube nicht, das es erlaubt selbstgebaute geräte ohne zulassung des gesetzgebers in einem menschen einzusetzen. ich rate hier zur vorsicht.
mfg pebisoft

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Ja, das ist ein berechtigter Einwand, aber es gibt einen Ethikantrag und ich gehe davon aus, daß das abgeklärt ist. Ich mache das ja auch nicht auf eigene Faust, sondern im Rahmen eines Forschungsprojektes.

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!

Zitat:

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Zitat von tristate

mh muss denn das messergbnis überhaupt in form von elektronischen daten sein oder kann man auch bloss optisch ablesen??

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Hhm ja, gute Frage. Optimal wäre eine automatische Regelung, wie ich es irgendwo weiter oben beschrieben habe. Dazu müßte man schon irgendwelche Daten auslesen...

Zitat:

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also ich denk da an eine laserdiode die schräg auf das zu messende objekt ausgerichtet ist und da man ja eh durch das endoskop durchschaut könnte man so auch den abstand (mittels skala)ermitteln...

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:-k ehhm, meinst du sowas wie "visuelle Triangulation" (Achtung, Wortschöpfung *g*). Daß man von der Lage des Lichtpunktes im Bild (es wird übrigens wohl ein Videosystem angeschlossen) über einen Maßstab (könnte dann auch erst softwareseitig ins Bild eingeblendet werden) auf die Entfernung schließt? Wobei die Diode max. 1 cm Abstand zur Optik haben dürfte, sonst würde es wieder zu breit. Dann ist die Genauigkeit wieder ziemlich dürftig. Trotzdem eigentlich keine schlechte Idee und sehr einfach zu verwirklichen :)

Zitat:

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wird vielleicht nicht auf +/- 1mm hinauslaufen aber ist auf jedenfall eine einfachere lösung als nen sensor zu demontieren und den inhalt zu analysieren (glaub auch nicht das da soviel drin ist wo man etwas verändern könnte)

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Naja, im Zweifelsfall mach ich eben einfach mal einen kaputt... wenn es dann doch nichts bringt, ist es auch egal ;)

Zitat:

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Zitat von Manf

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.

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Nein, nur der Abstand ist von Interesse.

Zitat:

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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.

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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 :-s

Zitat:

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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...

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mechanische=berührende Messung?

Zitat:

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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

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

Zitat:

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Zitat von Florian

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!

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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.

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!

Zitat:

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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

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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.

Zitat:

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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.

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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

Zitat:

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Zitat von Manf

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

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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?

Zitat:

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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?

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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.

Zitat:

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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.

Zitat:

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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.

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Für die Funktion nimmt man einen Spiegel.

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Ja, klar Bild hier  

Zitat:

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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

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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.