專利名稱::高度準(zhǔn)確的三維表面數(shù)字化系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及用光學(xué)方法測量距離的方法和設(shè)備。本發(fā)明還涉及三維表面數(shù)字化的方法和設(shè)備。
背景技術(shù):
:三維物體數(shù)字化有許多應(yīng)用。汽車和飛機(jī)設(shè)計師使用這種技術(shù)將原形轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)模型數(shù)據(jù)。然后可以將該數(shù)據(jù)用于確定原形相對于設(shè)計的準(zhǔn)確度,以確保生產(chǎn)期間的質(zhì)量控制,等等。三維數(shù)字轉(zhuǎn)換器分為兩類接觸系統(tǒng)和非接觸系統(tǒng)。大多數(shù)接觸系統(tǒng)使用手動操作的探針或自動坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)。這些接觸系統(tǒng)每個時刻收集一個數(shù)據(jù)。顯然,對于大尺度建模項目(諸如汽車和飛機(jī))來說,接觸系統(tǒng)既不實際又不經(jīng)濟(jì)。非接觸系統(tǒng)使用光學(xué)技術(shù)來獲得數(shù)據(jù),例如,激光器、莫阿(moire)干涉測量術(shù)、以及定形的光束。激光數(shù)字轉(zhuǎn)換器在物體表面上照明一個小點或者一條細(xì)線(照明細(xì)線要比照明小點快100倍以上)。然后使用一種稱為三角測量的技術(shù)來確定點在三維空間中的位置。基于莫阿干涉測量術(shù)的系統(tǒng)或定形的光束能夠迅速采集包含50000至100000個點一個數(shù)據(jù)組。并非每個系統(tǒng)適合三維數(shù)字化的每個候選物。有大量的因素能夠影響數(shù)字化的質(zhì)量,這些因素包括物體的顏色和表面光潔度、物體的內(nèi)外特角和邊緣的形狀、在物體中存在的孔和凹處、以及物體是無生命的還是活的(例如,人)。所有這些因素使得難于開發(fā)出能夠滿足特殊市場要求的系統(tǒng)。使用數(shù)字轉(zhuǎn)換器需要產(chǎn)生和收集數(shù)據(jù)以及其后處理數(shù)據(jù)。收集到的數(shù)據(jù)(以坐標(biāo)點的形式)產(chǎn)生所謂的數(shù)據(jù)云(datacloud)或數(shù)據(jù)爆炸(dataexplosion),這是由于數(shù)據(jù)可能有數(shù)以百萬計的比特。數(shù)據(jù)云是任意產(chǎn)生的,對于正在掃描和數(shù)字化的物體的表面拓?fù)錄]有任何靈敏性,這是由于在數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中的固有的限制。把數(shù)據(jù)云收集在一個計算機(jī)文件中,一般,它是非常龐大和不方便的。此時,數(shù)據(jù)云不代表任何實際值。因此,為了將數(shù)據(jù)云轉(zhuǎn)換成有意義的文件格式(它代表被掃描物體的表面和特征),用戶需要進(jìn)行嚴(yán)格而費時的工作。在處理數(shù)據(jù)云時,用戶企圖從數(shù)據(jù)云提取表面特征(諸如邊緣、凹陷、圓、等等),該提取便于數(shù)據(jù)操作,包括定標(biāo)、鏡象成象、工具路徑產(chǎn)生、有限元分析、變形轉(zhuǎn)換(metamorphictransition)、光學(xué)特殊效應(yīng)、等等。根據(jù)數(shù)據(jù)云對表面特征的操作和提取是產(chǎn)業(yè)中的一個技術(shù)瓶頸之一,為了進(jìn)行改進(jìn),在其上已經(jīng)花費了大量時間和力氣。大多數(shù)的常規(guī)數(shù)字轉(zhuǎn)換器通過稱之為三角測量技術(shù)的這種或那種形式產(chǎn)生和控制數(shù)據(jù)。參看圖14,三角測量是一種建立在Pytagoras定理之上的技術(shù)。由在激光器和探測器之間的經(jīng)標(biāo)度的距離A、發(fā)送光束B和接收光束C確定了一個直角三角形。三角測量技術(shù)由許多缺點。例如,如果接收光束被遮斷,則可能在數(shù)據(jù)中產(chǎn)生“陰影”。此外,為了產(chǎn)生準(zhǔn)確的測量結(jié)果,發(fā)送光束B和接收光束C之間的角度θ必須至少是30度;因此,移動掃描頭和數(shù)字化義的物理尺寸是正在被數(shù)字化的物體的尺寸的函數(shù)。例如,如果被數(shù)字化的物體在其拓?fù)渲杏幸粋€2英尺深的表面凹陷部分,則三角測量探針的尺寸將必須大約是16英寸。這樣大的探針增加了掃描裝置的質(zhì)量,因而增大了機(jī)械不穩(wěn)定性的風(fēng)險,為此需要不斷校正掃描器。一般地轉(zhuǎn)向測距器(rangefinder),當(dāng)今最常用的一種是警用雷達(dá)測距器。與先前的雷達(dá)不同,現(xiàn)代警用雷達(dá)測距器使用半導(dǎo)體激光器來投射光束,由此得出測量結(jié)果。該裝置可使用頻率偏移(即Doppler效應(yīng))對激光束調(diào)制。另一種做法是,裝置可以發(fā)送短的光脈沖,并且測量脈沖返回所改變的時間,據(jù)此計算出目標(biāo)速度。沒有一種方法能夠提供高度準(zhǔn)確的距離。另一種常規(guī)的測距器包括GeodimeterTM,它是一種電-光裝置,在光速的基礎(chǔ)上測量距離。在Geodimeter中使用的方法是送出用固定頻率調(diào)制的光束,它被后向反射回至儀器,在那里測量返回信號的可變的相位,以計算距離。這曾經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)的測量距離的常規(guī)方法送出固定頻率信號,并且測量返回信號的相位。由于常規(guī)設(shè)備有上面提到的缺點,因此本發(fā)明的一個目的是提供測量距離和/或數(shù)字化物體的方法和設(shè)備,它們能減輕和/或免除這些缺點。本發(fā)明的另一個目的是提供這樣的方法和設(shè)備,它們消除了現(xiàn)有掃描和測距裝置的限制。本發(fā)明的又一個目的是提供測距設(shè)備,該設(shè)備的尺寸較小并且是便攜式的。本發(fā)明的再一個目的是提供用于物體作數(shù)字化的方法和設(shè)備,它能對物體數(shù)字化,其時間以秒計算,而不是常規(guī)裝置所需的數(shù)小時甚至數(shù)天。本發(fā)明的再一個目的是提供一種測距設(shè)備,它明顯地價格低廉,因此要比常規(guī)的系統(tǒng)有更廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明的再一個目的是提供一種用于測距的方法和設(shè)備,其中,把用于產(chǎn)生和收集數(shù)據(jù)的光信號同軸發(fā)送至目標(biāo)和從目標(biāo)接收。本發(fā)明的再一個目的是提供用于對物體作數(shù)字化的方法和設(shè)備,它顯著地減少了準(zhǔn)確描述物體特征所需的數(shù)據(jù)點的數(shù)目。本發(fā)明的再一個目的是提供用于測距和/或?qū)ξ矬w作數(shù)字化的方法和設(shè)備,它在運(yùn)行中(on-the-fly)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算(例如,曲線擬合)。因此,不是產(chǎn)生數(shù)據(jù)云,而是輸出數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)表示,該數(shù)學(xué)表示是用戶可定義的。本發(fā)明的另一個目的是提供用于對物體作數(shù)字化的方法和設(shè)備,它不需要相干(即,單一頻率)的光源,由此無需用于干涉測量法的后向反射器。因此,本發(fā)明能夠測量表面品質(zhì)的范圍很寬的物體,無需進(jìn)行麻煩的目標(biāo)-儀器機(jī)械對準(zhǔn),解決了產(chǎn)生陰影的問題,并且在不增大測量裝置尺寸的情形下取消了測距的限制。本發(fā)明的再一個目的是提供對物體作數(shù)字化和近距離測量的方法和設(shè)備,它對于實時質(zhì)量控制應(yīng)用提供高度準(zhǔn)確和絕對的測量。因此,本發(fā)明可以集成在制造過程中,作為計算機(jī)化數(shù)控(CNC)銑床的工具庫中的一件工具。這種集成允許精密制造商(例如,宇航公司)無需從機(jī)床的床身中移開部件即可對其進(jìn)行檢驗,由此顯著地加快了制造過程的速度。本發(fā)明的還有一個目的是提供用于測距和/或?qū)ξ矬w作數(shù)字化的方法和設(shè)備,它可以用多個掃描頭系統(tǒng)來實現(xiàn),其中,多個掃描頭是靜止的。因此,實現(xiàn)本發(fā)明原理的數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備可以用以秒計的速度對大型物體(例如,汽車和機(jī)翼)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換,并且物體可以具有任何形狀和構(gòu)造。它在硬件、人力和時間方面顯著地比常規(guī)掃描系統(tǒng)節(jié)省。發(fā)明概要本發(fā)明提供這樣的方法和設(shè)備,它能夠測量中等范圍的距離(例如,小于50英尺),而準(zhǔn)確度在0.001英寸。本發(fā)明的方法和設(shè)備能夠勝任并且迅速地測距。在測量了至物體表面的距離后,本發(fā)明于是能夠獲取此距離數(shù)據(jù)并且對物體進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換,其準(zhǔn)確性和精確性的水平和速度是常規(guī)的實踐所達(dá)不到的。按照本發(fā)明的一個方面,一種測量至物體的距離的方法包括以已知頻率發(fā)送經(jīng)調(diào)制的激光光束至目標(biāo)。接收從目標(biāo)反射的光束,并且調(diào)節(jié)頻率以滿足特殊的條件。然后改變調(diào)制發(fā)送光束的頻率,直至在發(fā)送光束和反射光束之間有第二特殊相位差。然后根據(jù)兩個調(diào)制頻率計算至目標(biāo)的距離。按照本發(fā)明的一個方面,距離測量包括可調(diào)頻率發(fā)生器,用于產(chǎn)生調(diào)制頻率。光源連至頻率發(fā)生器,并且以調(diào)制頻率發(fā)送光束至目標(biāo)。目標(biāo)探測器接收從目標(biāo)反射的具有反射頻率的光束。連至頻率發(fā)生器和目標(biāo)探測器的相位檢測器接收調(diào)制頻率和反射頻率。然后提供輸出,它指出調(diào)制頻率和反射頻率之間的相位角。連至相位檢測器和頻率發(fā)生器的計算機(jī)調(diào)節(jié)調(diào)制頻率,直至調(diào)制頻率與反射頻率之間存在零相位差。因此,不是如在常規(guī)裝置中那樣提供固定的參考頻率和測量相位,本發(fā)明改變調(diào)制頻率,直至存在零相位差。這種測距的方法要比常規(guī)的方法容易得多和準(zhǔn)確得多。按照本發(fā)明的又一方面,距離測量系統(tǒng)也可以包括分束器,把它設(shè)置在或放在光源和目標(biāo)之間。分束器允許發(fā)送光束入射在目標(biāo)上,而使要入射在目標(biāo)探測器上的接收光束偏折。因此,發(fā)送至目標(biāo)的光和反射回目標(biāo)探測器的光基本上同軸。這樣一種同軸系統(tǒng)無需常規(guī)的三角測量技術(shù)以及所有與其相隨的固有缺點。本發(fā)明的此種同軸特征還允許以顯著小于常規(guī)系統(tǒng)的小尺寸實現(xiàn)整個測距系統(tǒng)。按照本發(fā)明的另一方面,一種測量至目標(biāo)的距離的設(shè)備包括;光源,用于以調(diào)制頻率發(fā)送光束至目標(biāo)。連至光源的可調(diào)頻率發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制頻率。以特定反射頻率接收來自目標(biāo)的反射光束的目標(biāo)探測器。設(shè)備還包括相位檢測器,它連至頻率發(fā)生器和目標(biāo)探測器,用于接收調(diào)制頻率和反射頻率。相位檢測器提供指出調(diào)制頻率和反射頻率之間相位角的輸出。根據(jù)這個相位角的確定,可以計算至目標(biāo)的距離。相位檢測器最好具有多個輸出,每個輸出指出一個相位角,它是90度的有關(guān)倍數(shù)。頻率發(fā)生器可以包括接收頻率調(diào)節(jié)信號的輸入端,該信號用于調(diào)節(jié)調(diào)制頻率,以在發(fā)送光束的經(jīng)調(diào)節(jié)的調(diào)制頻率與反射光束的反射頻率之間得到90度的倍數(shù)的相位角。通過確定得到反射頻率相對于調(diào)制頻率的零交叉點的頻率,可以算出至目標(biāo)的距離。由于在零交叉點處的頻率的斜率為最大,因此容易確定零交叉點。因此距離計算既快又準(zhǔn)。熟悉本領(lǐng)域的人通過適當(dāng)?shù)貐⒖几綀D閱讀下面的詳細(xì)描述,將更加明白本發(fā)明的其他的目的、優(yōu)點和特征。附圖概述圖1是按照本發(fā)明的距離測量系統(tǒng)的例示實施例的示意圖;圖2是詳細(xì)示出圖1的距離測量系統(tǒng)的示意圖;圖3是按照本發(fā)明的距離測量系統(tǒng)的校正裝置的例示實施例的示意圖,示出的是正常模式;圖4是類似于圖3的示意圖,示出的是校正模式;圖5是按照本發(fā)明的另一實施例的距離測量系統(tǒng)的示意圖;圖6是說明圖5所示的距離測量系統(tǒng)的實施例的示意圖;圖7是說明圖5所示的距離測量系統(tǒng)的處理電路的較佳實施例的示意圖;圖8是說明按照本發(fā)明的測量距離的例示的方法學(xué)的步驟的流程圖;圖9是本發(fā)明的光二極管驅(qū)動器和混頻器電路的較佳實施例的示意圖;圖10是本發(fā)明的牽引晶體時鐘的較佳實施例的示意圖;圖11是說明本發(fā)明的相位檢測原理的曲線圖;圖12是本發(fā)明的距離測量設(shè)備的另一例示實施例的示意圖;圖13是說明本發(fā)明的雙鏡掃描設(shè)備的例示實施例的示意圖;以及圖14是說明常規(guī)的三角測量技術(shù)的示意圖。較件實施例的詳細(xì)描述可以用許多實施例來實現(xiàn)本發(fā)明的距離測量和/或物體數(shù)字化原理。然而,為了舉例說明這些原理,提供了本發(fā)明的兩個較佳實施例。一般說來,本發(fā)明的距離測量系統(tǒng)同軸地產(chǎn)生和收集數(shù)據(jù),無需常規(guī)的三角測量技術(shù)。例示實施例1參看圖1,該圖示出了按照本發(fā)明的距離測量系統(tǒng)10,它測量至目標(biāo)12表面的距離d。距離測量系統(tǒng)10包括發(fā)出光16的光源14(諸如激光二極管)。最好用調(diào)制器18來控制光源14,從而光16被固定頻率的正弦波調(diào)制。然后光16被準(zhǔn)直管接收,它將光16準(zhǔn)直為發(fā)送至目標(biāo)的發(fā)送光束22。發(fā)送光束從目標(biāo)12的表面反射并散射。一部分散射光以接收光束24的方式反射回至系統(tǒng)10。接收光束24被分束器或鏡子反射,并被透鏡28聚焦在目標(biāo)探測器30上。目標(biāo)探測器30提供目標(biāo)信號32至處理電路34的輸入端。目標(biāo)信號32指出來自目標(biāo)12的接收光束24,并且具有目標(biāo)相位。可以提供孔徑35來減小入射在鏡子26上并且影響目標(biāo)信號32的隨機(jī)散射光和/或環(huán)境輻射。來自光源14的一部分光16入射在提供參考信號的參考探測器36上。參考信號38指出由光源14發(fā)射的光16,并具有參考相位。由處理電路34計算至目標(biāo)12的距離d,它是目標(biāo)信號32的目標(biāo)相位減去參考信號38的參考相位再加上距離校正變量的函數(shù),這在下面將詳細(xì)討論。距離測量系統(tǒng)10最好包括校正裝置40,它周期地對系統(tǒng)10進(jìn)行校正。按照一個較佳實施例,校正裝置包括校正目標(biāo)42、用于驅(qū)動目標(biāo)42的電動機(jī)44、校正光源46以及校正探測器48。下面將討論校正裝置40的操作細(xì)節(jié)。特別在物體數(shù)字化的應(yīng)用中,可以把計算機(jī)50(諸如個人計算機(jī))與處理電路相接,用作控制和顯示,下面也將對此進(jìn)行討論。再參考圖2,該圖給出本發(fā)明的例示實施例的更詳細(xì)的說明。處理電路34控制發(fā)送光束22的調(diào)制,并且處理目標(biāo)信號32和參考信號38。然后處理電路34提供數(shù)據(jù)給計算機(jī)50,用于進(jìn)一步的處理,例如,數(shù)字化應(yīng)用。處理電路34包括時鐘52,用于提供具有預(yù)定頻率的時鐘信號54。選擇對發(fā)送光束22調(diào)制的頻率,從而距離測量系統(tǒng)10盡快地產(chǎn)生和收集數(shù)據(jù),同時仍保持高度的準(zhǔn)確性。已經(jīng)確定,如果發(fā)送光束22具有大于1500MHz的調(diào)制頻率,則系統(tǒng)的各種部件的運(yùn)作可能變得不確定,并且可能難于保持系統(tǒng)的線性。因此,按照本發(fā)明的一個較佳實施例,對于發(fā)送光束22,選擇小于1500MHz(例如,600MHz)的頻率。通過以這樣的頻率來調(diào)制發(fā)送光束22,距離測量系統(tǒng)10每秒能夠進(jìn)行1000個以上的測量。為了以大約600MHz來調(diào)制發(fā)送光束22,例如,選擇時鐘信號54為10MHz,從而提供一個穩(wěn)定而無波動的時鐘信號54。時鐘信號54最好用倍頻器56倍頻,以得到所需的頻率。在說明的較佳實施例中,用分別具有倍數(shù)4和16的兩個倍頻器56a和56b來乘時鐘信號54,以提供頻率為640MHz的經(jīng)倍頻的時鐘信號54”,該信號提供給調(diào)制器18,然后提供給光源14。當(dāng)選擇所要的調(diào)制頻率時,其他的一些因素可能起作用。距離測量系統(tǒng)10的測量誤差用發(fā)送光束22的調(diào)制頻率的周期的一部分來測量。因此,經(jīng)調(diào)制的發(fā)送光束22的波長應(yīng)當(dāng)盡可能短并且僅僅受到光源14(例如,激光二極管)和/或探測器30和36的當(dāng)前市售部件的限制。此外,經(jīng)調(diào)制的發(fā)送光束22的幅度應(yīng)該盡可能大,并且與保持正弦偏離在百分之一的數(shù)量級相符。換句話說,在過零點處的經(jīng)調(diào)制的發(fā)送信號22的斜率應(yīng)該保持在相同峰值的正弦波的斜率的百分之一以內(nèi)。也將時鐘54提供給輸出處理信號的綜合器58。處理信號60的頻率由倍頻器62a、62b倍頻。把經(jīng)倍頻的處理信號60”提供給一對乘法器64、66。乘法器64把來自目標(biāo)探測器30的目標(biāo)信號32與處理信號60”相乘,而乘法器66把來自參考探測器36的參考信號38與處理信號60”相乘。然后乘法器64和66把經(jīng)相乘的目標(biāo)信號32’和參考信號38’提供給各自的放大器/濾波器68和70。乘法器64、66以及濾波器68、70分別包括混頻器,它們對經(jīng)調(diào)制的目標(biāo)信號32和參考信號38進(jìn)行頻率變換。然后由分別由乘法器72、74和放大器/濾波器76、78把經(jīng)混頻的目標(biāo)信號32’和38’在處理頻率上與信號60’混頻。然后把目標(biāo)信號32”和參考信號38”輸入可變增益放大器80、82,接著輸入模一數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器84、86。A/D轉(zhuǎn)換器84、86分別提供經(jīng)數(shù)字化的目標(biāo)信號88和參考信號90給與處理器94連接的現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogrammablegatearray)92,而處理器94又與個人計算機(jī)50連接。再參看圖1,現(xiàn)在提供校正裝置的細(xì)節(jié)。如上所述,校正裝置40周期地對系統(tǒng)10進(jìn)行校正。校正目標(biāo)42間歇地或有選擇地遮斷來自準(zhǔn)直管20(或光源14)的發(fā)送光束22。最好構(gòu)造如圖3和4描繪的校正目標(biāo)來進(jìn)行所述遮斷,在所述圖中示出在校正目標(biāo)42中的凸起100和凹口102。如圖3所示,在正常操作下,當(dāng)系統(tǒng)10正在產(chǎn)生和收集數(shù)據(jù)時,校正目標(biāo)42如此放置,從而發(fā)送光束22和接收光束24能夠通過校正目標(biāo)(為清楚起見,在圖3和4中,將發(fā)送光束22和接收光束24分別表示成對于公共的光軸φ不是同軸的,而是偏移的分別如符號和⊙所示。)如圖4所示,當(dāng)對系統(tǒng)10校正時,校正目標(biāo)42旋轉(zhuǎn),從而凸起100遮斷發(fā)送光束22。因此,沒有來自目標(biāo)12的接收光束24;然而,有來凸起在100本身的接收光束(用24’表示),它被反射會至鏡子26,并且射在透鏡28和目標(biāo)探測器30上,而又由目標(biāo)探測器30輸出目標(biāo)信號32。為了判定目標(biāo)信號是表示來自目標(biāo)12的接收光束24還是來自校準(zhǔn)目標(biāo)42的接收光束24’,校正探測器48提供校正信號104給處理電路34。校正信號104的來源是,當(dāng)凸起遮擋發(fā)送光束22時,由校正光源46提供的通過凹口102并且入射在校正探測器48上的校正光束104。在接收到來自校正探測器48的校正信號104之后,處理電路34更新距離校正變量。雖然任何間隔是可能的,用于進(jìn)行校正的間隔(包括數(shù)據(jù)收集和計算)最好小于約一毫秒。通過以大約每分鐘1200轉(zhuǎn)(RPM)旋轉(zhuǎn)校正目標(biāo)42(其凸起100約為36°寬,而凹口102約為58°寬)可以完成這一校正。例示實施例2本發(fā)明的另一例示實施例在圖5、6和7中給出。如在上述實施例中所描述的,由標(biāo)號200表示的距離測量系統(tǒng)的這個實施例同軸地發(fā)送和接收光,用于以高至大約每秒10,000個樣本的速率產(chǎn)生和收集數(shù)據(jù),然后以0.001英寸的準(zhǔn)確度計算至目標(biāo)的距離。雖然可以對于任何范圍設(shè)計系統(tǒng)200,但對于大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用來說,操作范圍可以在大約50英尺以下,而最好在大約5英尺至25英尺之間。具體參看圖5,距離測量系統(tǒng)200包括發(fā)送器202和接收器204。發(fā)送器202包括光源206,從該光源發(fā)射出小直徑的幅度調(diào)制(AM)脈沖串或光束206,并且發(fā)送至目標(biāo)12。接收器204包括目標(biāo)探測器210,它接收來自目標(biāo)12的接收光束212。雖然為了清楚起見沒有如在一些圖中畫出的那樣,但發(fā)送器202和接收器204的光學(xué)元件(即,光源206的發(fā)送器光學(xué)元件214和目標(biāo)探測器210的接收器光學(xué)元件216)最好做得大體上同軸。接收器204連至處理電路218。以調(diào)制頻率(fm)發(fā)送發(fā)送光束208,該調(diào)制頻率由參考頻率發(fā)生器220和鎖相環(huán)(PLL)222產(chǎn)生、控制和改變。頻率發(fā)生器220接收來自計算機(jī)400的細(xì)調(diào)信號224,并且向發(fā)送器202的PLL222提供參考頻率(fref)。PLL222的除以N計數(shù)器223接收來自計算機(jī)400的粗調(diào)信號226,以調(diào)節(jié)參考頻率fref。然后PLL222以調(diào)制頻率(fm)提供調(diào)制信號225給光源,用于以以調(diào)制頻率fm調(diào)制發(fā)送光束208。來自PLL222的調(diào)制信號225的調(diào)制頻率fm等于參考頻率fref的N倍。調(diào)制頻率的范圍最好從100MHz至200MHz。為在接收器處提供良好的分辨率,這個頻率范圍足夠高,而它又足夠低,從而不需要昂貴而奇特的電子線路。此外,這個頻率范圍是實用的,其原因是,某些目標(biāo)是極好的反射體,它們能以這樣的方式反射發(fā)送光束208,即,它們能夠?qū)τ诠庠?06的激光二極管再調(diào)制(下面討論);而在100MHz至200MHz的范圍內(nèi)不容易出現(xiàn)這種再調(diào)制。調(diào)制信號225也具有波長(λm)。如眾所周知的,波的頻率和波長之間的關(guān)系為,波速(v)等于頻率(f)和波長(λ)的乘積,即,v=λf。于是,在速度大體上恒定的情形下,如果頻率升高,則波長縮短。因此,調(diào)節(jié)調(diào)制信號225的頻率fm(因而,發(fā)送光束206的頻率fm)也附加地調(diào)節(jié)了發(fā)送光束206的波長λm。按照本發(fā)明,調(diào)節(jié)發(fā)送光束208的波長λm(通過調(diào)節(jié)調(diào)制頻率fm),以精確地適合光源206和目標(biāo)12之間距離d,這將在下面詳細(xì)討論。對于必需的頻率調(diào)節(jié)、細(xì)調(diào)和粗調(diào)以及系統(tǒng)200的其他變量最好要從計算機(jī)400輸入。此外,計算機(jī)400還從系統(tǒng)200(具體而言,從處理電路228)讀取數(shù)據(jù)。計算機(jī)400可以是個人計算機(jī)、便攜式計算機(jī)(laptopcomputer)、等等。也可以把計算機(jī)400連至環(huán)境探測器402,用于讀取溫度、濕度、大氣壓、以及可以影響發(fā)送光束208和反射光束212的速度(因而影響距離d的計算)的其他環(huán)境條件。另一種做法是,也可以把這些環(huán)境變量由用戶手工輸入計算機(jī)400。通過細(xì)調(diào)信號224和粗調(diào)信號226,計算機(jī)400指令參考頻率發(fā)生器220和PLL222產(chǎn)生調(diào)制頻率fm。然后計算機(jī)400監(jiān)視反射光束212的相位,其分辨率最好是微微秒分之幾。計算機(jī)400改變發(fā)送光束208的調(diào)制頻率fm,直到在反射光束212中達(dá)到零相位平衡。于是計算機(jī)400能夠計算距離d(最好從計算機(jī)可以使用的軟件出發(fā))。如需要可以選擇和調(diào)節(jié)發(fā)送光束208的調(diào)制頻率fm的標(biāo)稱值;例如,標(biāo)稱調(diào)制頻率(fm0)可以選擇為大約100MHz,而從大約50MHz至大約200Mhz可調(diào),下面將對此作更詳細(xì)的討論。接收器還包括鎖相環(huán)228以及連至粗調(diào)信號226的除以(N+1)計數(shù)器229。處理電路218包括相位檢測電路230和模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器232。相位檢測電路230接收來自目標(biāo)探測器210的表示反射信號212的差值信號233,它還接收來自頻率發(fā)生器220的參考頻率fref。相位檢測電路230把模擬相位檢測器輸出234提供給A/D轉(zhuǎn)換器232,用于轉(zhuǎn)換為提供給計算機(jī)400的數(shù)字輸出信號236。圖6示出距離測量系統(tǒng)200的一個詳細(xì)的較佳實施例。數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC)250把來自計算機(jī)400的8位數(shù)字細(xì)調(diào)信號224轉(zhuǎn)換為成比例的電流,然后由內(nèi)部緩沖放大器轉(zhuǎn)換為電壓。把DAC250的電壓輸出提供給壓控晶體振蕩器(VCXO)252。VCXO252最好包括一個27MHz的晶體振蕩器,它在二進(jìn)制除法后輸出432kHz信號。VCXO252的432kHz輸出然后由連接的觸發(fā)器254(它作為2位Grey碼計數(shù)器)分頻。照這樣,在Grey碼序列中出現(xiàn)除以4動作。每個觸發(fā)器256、258接通2個周期,然后改變狀態(tài),而一個觸發(fā)器的循環(huán)周期與另一個觸發(fā)器偏移一個計數(shù)。這樣的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生兩個信號Q0和Q1,它們偏移90°。通過顛倒觸發(fā)器的Q輸出和非Q輸出,90°信號變?yōu)?70°信號,而0°信號變?yōu)?80°信號。因此,對于整個100kHz周期,產(chǎn)生了4個固定相位的信號。觸發(fā)器256、258的這種結(jié)構(gòu)也稱為正交計數(shù)器。把信號Q0提供給發(fā)送器的PLL222和228。PLL222包括相位比較器260,它具有用于接收信號Q0的輸入端和連至濾波器262的輸出端,而濾波器262又連至壓控振蕩器(VCO)264。PLL222的反饋環(huán)路由VCO264的輸出端和一對6位計數(shù)器266、268確定。計數(shù)器266、268接收來自計算機(jī)400的8位粗調(diào)信號226。VCO264輸出調(diào)制信號225至光源206,該光源最好由驅(qū)動激光二極管272的激光器驅(qū)動器270組成??梢蕴峁岜?73,用于使激光二極272管熱穩(wěn)定,而激光二極管最好處于小于20mW的數(shù)量級。調(diào)制信號225的調(diào)制頻率fm可由計數(shù)器266、268的因數(shù)N調(diào)節(jié),如上所述。說得更具體些,調(diào)制頻率fm是參考頻率fref和整數(shù)N的乘積(即,fm=N×fref)。相位比較器260由兩個分開的信號驅(qū)動100kHz的參考信號Q0和來自除以N計數(shù)器266、268的反饋信號。由來自計算機(jī)的400的粗調(diào)信號226確定N。信號226最好是12位(例如,D0-D7和D8-D15),設(shè)定該信號以鎖存PLL222中的計數(shù)N。因此,如上所述,調(diào)制信號225將是參考信號Q0的N倍。一般,N在1000至2000的數(shù)量級。因此,采用例示的100kHz的參考頻率fref和N等于1000,于是調(diào)制頻率fm在100MHz的數(shù)量級。相位比較器260改變電壓,以使計數(shù)器266、268的輸出的頻率和相位大體上與參考信號Q0對齊。信號的對齊優(yōu)于大約一個納秒。在調(diào)節(jié)調(diào)制頻率fm中,計算機(jī)400用粗調(diào)信號226遞增地調(diào)節(jié)N,N的每個增量大約使調(diào)制頻率fm改變200kHz。一當(dāng)調(diào)制頻率fm在所需的操作頻率的200kHz之內(nèi),計算機(jī)400就用細(xì)調(diào)信號224調(diào)諧參考頻率fref,這導(dǎo)致調(diào)制頻率fm的小的改變。將注意力轉(zhuǎn)向接收器204;提供的結(jié)構(gòu)包括相位比較器280、濾波器282、壓控振蕩器(VCO)284、以及一對與發(fā)送器202的計數(shù)器類似的計數(shù)器286、288。相位比較器280還接收參考信號Q0作為輸入。然而,可以用因數(shù)N+1對參考信號Q0調(diào)節(jié),而不是用因數(shù)N,從而VCO284提供的輸出信號289為(N+1)×fref。為了做這件事,粗調(diào)信號226的D0在發(fā)送器202中的PLL222中被連至低電平,而在接收器204的PLL228中D0連至高電平,兩個D0都與計算機(jī)控制不連。如此,VC0284的輸出信號289具有比發(fā)送器202的調(diào)制頻率225大100kHz的頻率。將輸出信號289提供給雪崩光二極管(APD)偏置網(wǎng)絡(luò)290,該偏置網(wǎng)絡(luò)290與目標(biāo)探測器210的雪崩光二極管(APD)292相耦合。附帶說一下,發(fā)送器光學(xué)元件214和接收器光學(xué)元件216可以具有透鏡的形式,并且可以包括濾波器和/或遮光裝置,后者用于消除來自操作環(huán)境光干擾。VCO284的輸出信號289是加在施加至APD292的DC偏置上的小的交流電壓。APD292把反射信號212轉(zhuǎn)換為電流并且將該電流放大,這稱之為雪崩倍增。通過用輸出信號289調(diào)制跨過APD292的電壓,反射信號212用增益來乘,增益隨輸出信號而改變。因此,用輸出信號289乘調(diào)制信號225,這稱為混頻。相對于PLL222和228的操作信號225和289的頻率,混頻導(dǎo)致差值信號233。在此情形下,差值信號233等于[(N+1)×fref]減去[N×fref],這等于fref(連同其他混頻器產(chǎn)物),而在本實施例中,在100kHz的數(shù)量級。來自APD偏置網(wǎng)絡(luò)290的差值信號233被放大和用窄帶濾波器(數(shù)量級為fref)濾波,以去除不要的混頻器產(chǎn)物,然后把它提供給相位檢測器230。再參看圖7,處理電路218的較佳實施例包括相位檢測電路230和A/D轉(zhuǎn)換器232。把相位檢測電路230構(gòu)造成4個平衡調(diào)制器300a-d。每個調(diào)制器300最好是MC1496Gilbert單元(cell)。調(diào)制器300a-d的輸入是差值信號233和來自頻率發(fā)生器220的參考信號Q0和Q1。4個調(diào)制器300a-d使用參考信號Q0和Q1的4個相位(即,0°、90°、180°和270°)作為乘數(shù)。調(diào)制器300的4個輸出提供給多個放大器302a-f。然后把放大器302的輸出234提供給A/D轉(zhuǎn)換器232。除了0°、90°、180°和270°相位輸出234之外,還提供代表0°至180°的一個輸出和代表90°至270°的一個輸出。這兩個差值信號在平衡調(diào)制器系統(tǒng)230的平衡方面得到額外的對稱度??梢允褂萌魏蔚南辔惠敵鰜頇z測反射信號212的零相位條件。再參看圖8和9,在操作中,計算機(jī)400設(shè)定和記錄標(biāo)稱參考頻率fm0(步驟S10)。由4個調(diào)制器300a-d監(jiān)視差值信號233的參考頻率fref,以檢測參考頻率fref的最接近的固定90°相位條件(步驟S12)。0°相位條件代表在發(fā)送光束208和反射光束212之間剛好檢測出整波長的差值(或其倍數(shù));90°相位條件代表四分之一波長差加上整波長;180°相位條件代表二分之一波長差加上一個或多個整波長;而270°相位條件代表四分之三波長差加上整波長。每個輸出234是一個由A/D轉(zhuǎn)換器232數(shù)字化的電壓值,并在計算機(jī)400中與所需的0伏(或零)條件作比較。如果未發(fā)現(xiàn)零,則計算機(jī)400用粗調(diào)信號和/或細(xì)調(diào)信號224、226調(diào)節(jié)調(diào)制頻率fm,直至存在四分之一波長差或零條件存在(步驟S14)。然后由讀出裝置275或計算機(jī)400讀取和/或記錄產(chǎn)生零條件的調(diào)制頻率fm(步驟S16),零調(diào)制頻率用fm1來表示。根據(jù)標(biāo)稱調(diào)制頻率fm0和零調(diào)制頻率fm1,可以計算至目標(biāo)12的距離d(步驟S18),這在下面將討論。再參看圖9,說明APD偏置網(wǎng)絡(luò)電路290的較佳實施例。APD電路290包括緩沖放大器297和雙二次(biquad)帶通濾波器299。在操作中,施加至APD292的電壓將藉助于通過兩個20kΩ的電阻器的電流朝著200伏參考電壓上升。自偏置的特征無需監(jiān)視二極管電壓,也避免包括復(fù)雜的反饋偏置電路。在APD292上的電壓按照(來自反射光束212的)光量尋求直流電平。當(dāng)入射光較少時,在APD292中的光電流將減小,因而跨過兩個20kΩ的電阻器的電壓降將開始減小??邕^兩個20kΩ的電阻器的電壓降越小,指出跨過APD292的電壓將上升,這將使光電流的APD放大增大。增大的放大使通過兩個20kΩ的電阻器的電流的改變減小,直至被放大的信號提供足夠的電流來停止電壓上升。除了來自20伏的直流電壓之外,與PLL228的連接傳遞高頻(100MHz)信號289至APD292的陰極。通過施加高頻電壓至APD292的高側(cè),由APD292的較低的電容使從51Ω的電阻器取出的低側(cè)信號與高頻信號289隔離。這減小了緩沖放大器297必須對待的高頻信號289的幅度。圖10說明頻率發(fā)生器220的牽引晶振時鐘或壓控振蕩器252的較佳實施例。距離測量計算通過將光速(c)乘以發(fā)送光束208傳遞至目標(biāo)的時間(或者,由于光學(xué)元件的同軸構(gòu)造,接收光束212從目標(biāo)傳遞來的時間)可以計算至目標(biāo)12的距離d。這個時間用tt來表示。可以用下述公式1對此總結(jié)d=c×tt(1)由于光速是已知的(并且按照由環(huán)境探測器402測量的環(huán)境條件而稍有改變),因此只需確定至目標(biāo)的時間(或從目標(biāo)來的時間)tt。然而,時間延遲可以影響距離d計算的準(zhǔn)確性。因此,隔離系統(tǒng)200的每個這樣的時間延遲。然后確定每個單獨的時間延遲是否對總的延遲和計算的準(zhǔn)確性有貢獻(xiàn)。表1列出了例示的各個時間延遲。表Ⅰ<tablesid="table1"num="001"><table>延遲變量說明電子延遲1Ed1綜合器220→PLL222→光源206電子延遲2Ed2綜合器220→PLL228→探測器210電子延遲3Ed3探測器210→處理電路218電子延遲5Ed4綜合器220→處理電路218光學(xué)延遲1Ed5處理電路218的相移光學(xué)延遲2Od1至目標(biāo)的時間+零偏置1光學(xué)延遲3Od2來自目標(biāo)的時間+零偏置2</table></tables>于是,總的時間延遲(ttotal)可以計算如下ttotal=(Ed2-Ed1)+(Ed4-Ed3)+Ed5+Od1+Od2所有的電子延遲Ed1-Ed5可以假設(shè)為常數(shù),并且代表恒定的時間延遲(Td)(雖然這些電子延遲例如可以隨溫度改變,這將在下面討論)。兩個光學(xué)延遲Od1和Od2是可變的(取決于至目標(biāo)的距離d),并且可以假設(shè)為大體相等(由于系統(tǒng)的同軸布置)。光學(xué)延遲Od1和Od2可以加在一起,以代表一個可變的時間延遲(td)。因此,上述公式變?yōu)閠total=可變時間延遲(td)+恒定時間延遲(Td)ttotal=td+Td此式可以改寫如下td=ttotal-Td(2)下面將對此作詳細(xì)討論。再參看圖。當(dāng)測量產(chǎn)生0°相位差的零調(diào)制頻率時測量時間延遲,它可以表示為時間延遲=N×(l/f0)(3)這里,N是整數(shù),而f0是產(chǎn)生0°相位的調(diào)制頻率。相應(yīng)于這個時間延遲的粗的距離dc可以由下式(步驟S20)dc=N×(c/f0)÷2(4)雖然N可能是未知的,但上述公式示出,時間延遲(因而,粗距離)是l/f0的倍數(shù)。此外,當(dāng)測量90°相位差(即,四分之一波長差)時,時間延遲為時間延遲=(K+1/4)×(1/f90)(5)同樣,對于180°相位差(即,半波長差),時間延遲為時間延遲=(M+1/2)×(1/f180)而對于270°相位差(即,四分之三波長差),時間延遲為時間延遲=(L+3/4)×(1/f270)在這些式子中,K、M和L是整數(shù)。等置公式3和公式5N×(l/f0)=(K+1/4)×(1/f90)由此得出下述公式f90/f0=(K+1/4)/N(6)可以類似地等置其余的公式以得出f180/f0=(M+1/2)/Nf270/f0=(L+3/4)/Nf180/f90=(M+1/2)/(K+1/4)f270/f90=(L+3/4)/(K+1/4)f270/f180=(L+3/4)/(M+1/2)為計算總延遲,可以在上面的6個式子中對N來解。在對N解之后,可以計算總延遲ttotal,而根據(jù)它可以解出至目標(biāo)的時間tt如下至目標(biāo)的時間=(總延遲-恒定延遲)/2tt=(ttotal-Td)/2(7)在對至目標(biāo)的時間求解后,可以用下面的公式確定細(xì)距離(步驟22)df=tt×c根據(jù)細(xì)距離df,在對環(huán)境變量(諸如溫度、壓力、等等)進(jìn)行補(bǔ)償之后,可以確定真實距離dt(步驟S24)。樣本計算例如,假設(shè)對于0°和90°相位角的頻率f0和f90確定為下述值f0=137.620850MHzf90=144.105000MHz因此,f0/f90=1.047116116從上面的公式5,得出下面的關(guān)系f0/f90=(K+1/4)/N=1.047116116接下來,需要定出K和N的整數(shù)值,由它們能夠得到最接近1.047116116的值。表Ⅱ列出了對于一組K和N值得出的值。注意,只有在0.5和2.0之間的值是有效的比值。表Ⅱ<tablesid="table2"num="002"><table>K\N3456731.083330.821<0.5<0.5<0.541.416671.06250.85<0.5<0.551.751.31251.050.875<0.56>2.01.56251.251.04160.89297>2.0>2.0>2.0>2.01.0357</table></tables>從表Ⅱ可以看出,當(dāng)K=5和N=5時,比值(K+1/4)/N=1.05,該值最接近f0/f90的精確值。假設(shè)是真空,光速c等于299,792,458米/秒。于是,從上面的公式4,可以算出粗距離dc為dc=N×(c/f0)÷2dc=5×(299,792,458/137,620,850)÷2dc=5.445987米再參看圖12,該圖示出本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)。光源310提供發(fā)送光束312,它由分束器314分裂,從而發(fā)送光束312的一些部分入射在目標(biāo)12和參考探測器316上。反射光束318由透鏡320收集,并且聚焦在目標(biāo)探測器322上。參考探測器316和目標(biāo)探測器322分別提供參考信號324和目標(biāo)信號326至處理電路328,用于計算至目標(biāo)的距離,其方法與上述的方法類似。光學(xué)系統(tǒng)308最好是自備(self-contained)的便攜式裝置,用戶可將它按需要放置。對于大型目標(biāo),為了快速產(chǎn)生和收集數(shù)據(jù),對于單套數(shù)字化設(shè)備可以提供多個光學(xué)系統(tǒng)308。例如,整個房間內(nèi)可以放置6至8個光學(xué)系統(tǒng)308,用于對飛機(jī)機(jī)翼數(shù)字化,所花的時間以秒計,而不是如使用常規(guī)設(shè)備的情形那樣要數(shù)小時甚至數(shù)天。另一種做法是,便攜式光學(xué)系統(tǒng)308可以并入制造過程作為計算機(jī)化數(shù)控(CNC)銑床的工具庫中的一件工具。這種并入允許制造商無需從機(jī)床的床身中移開部件即可對其進(jìn)行檢驗,由此顯著地加快了制造過程的速度。再參看圖13,為了進(jìn)一步加快本發(fā)明的速度,提供了一種用于接合(articulate)發(fā)送光束312的雙軸光學(xué)設(shè)備330。光學(xué)設(shè)備330包括x軸接合裝置332和y軸接合裝置334,每個裝置包括各自的可旋轉(zhuǎn)的鏡子336和338。光學(xué)設(shè)備330“引導(dǎo)”發(fā)送光束312至目標(biāo)12上的所需位置??梢栽谟嬎銠C(jī)的控制下使發(fā)送光束312跨過目標(biāo)12的表面被掃描或“生成光柵”(raster),以在計算至目標(biāo)的距離中產(chǎn)生和收集數(shù)據(jù)。最好通過使用鏡子336和338同軸地收集反射光束。通過實現(xiàn)這樣一種光學(xué)設(shè)備330,可以在很短的時間間隔內(nèi)產(chǎn)生和收集大量的數(shù)據(jù)。然后可將收集到的數(shù)據(jù)用計算機(jī)400或其他分析系統(tǒng)對目標(biāo)12數(shù)字化。熟悉本領(lǐng)域的人將明白,上述本發(fā)明的實施例說明了本發(fā)明的原理,并不將本發(fā)明的范圍限于具體示出和描述的較佳實施例。例示的實施例提供了一個基礎(chǔ),根據(jù)它可以作出許多改變和變更,這些改變和變更也在所附的權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種用于測量至目標(biāo)距離的設(shè)備,其特征在于,所述設(shè)備包括可調(diào)的頻率發(fā)生器,用于產(chǎn)生調(diào)制頻率;連至所述頻率發(fā)生器的光源,用于以所述調(diào)制頻率向目標(biāo)發(fā)送發(fā)送光束;目標(biāo)探測器,用于接收從目標(biāo)反射的反射光束,所述反射光束具有反射頻率;連至所述頻率發(fā)生器和所述目標(biāo)探測器的相位檢測器,用于接收所述調(diào)制頻率和所述反射頻率,并且提供指出所述調(diào)制頻率與所述反射頻率之間的相角的輸出;以及連至所述相位檢測器和所述頻率發(fā)生器的計算機(jī),用所述計算機(jī)調(diào)節(jié)所述調(diào)制頻率,直至在所述調(diào)制頻率與所述反射頻率之間存在零相位差。2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其特征在于,所述相位檢測器提供多個輸出,每個所述輸出指出一個相角,它是90度的相應(yīng)倍數(shù)。3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其特征在于,所述發(fā)送光束和所述反射光束大體上是同軸的。4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其特征在于,所述計算機(jī)根據(jù)產(chǎn)生所述零相位差的所述調(diào)制頻率計算至目標(biāo)的距離。5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其特征在于,所述目標(biāo)探測器包括連至所述頻率發(fā)生器和所述相位檢測器的偏置網(wǎng)絡(luò);以及連至所述偏置網(wǎng)絡(luò)的雪崩光二極管,用于接收所述反射光束;所述偏置網(wǎng)絡(luò)將所述調(diào)制頻率與所述反射頻率混頻,以產(chǎn)生差頻,并且把所述差頻提供給所述相位檢測器。6.一種用于測量至目標(biāo)的距離的方法,其特征在于,所述方法包括下述步驟產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的調(diào)制頻率;以所述調(diào)制頻率發(fā)送發(fā)送光束至目標(biāo);以反射頻率接收來自目標(biāo)的反射光束;監(jiān)視所述反射頻率以確定在所述調(diào)制頻率與所述反射頻率之間的相位差;調(diào)節(jié)所述調(diào)制頻率,直至在所述調(diào)制頻率與所述反射頻率之間存在零相位差;以及根據(jù)產(chǎn)生所述零相位差的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的調(diào)制頻率計算至目標(biāo)的距離。7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述接收步驟包括下述步驟以與所述發(fā)送光束成大體上同軸的關(guān)系接收所述反射光束。8.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述監(jiān)視步驟包括下述步驟提供多個輸出,每個所述輸出指出一個相角,它是90度的相應(yīng)倍數(shù)。全文摘要距離測量系統(tǒng)(10)包括用于發(fā)送經(jīng)調(diào)制的光束至目標(biāo)的光源(14)和調(diào)制器(18),由此產(chǎn)生接收光束。通過在光源與目標(biāo)之間放置校正目標(biāo)(42)從而遮斷發(fā)送光束,校正裝置(40)周期地對系統(tǒng)進(jìn)行校正,由此產(chǎn)生接收校正光束。目標(biāo)探測器(30)接收反射目標(biāo),并且提供指出反射目標(biāo)光束的目標(biāo)信號(32)。處理電路接收目標(biāo)信號(32)和參考信號(38),調(diào)節(jié)發(fā)送光束的頻率,直至在目標(biāo)信號(32)與參考信號(38)之間存在零相位差,再根據(jù)產(chǎn)生零相位差的頻率計算至目標(biāo)的距離。文檔編號G01S7/48GK1283264SQ98810886公開日2001年2月7日申請日期1998年9月9日優(yōu)先權(quán)日1997年9月9日發(fā)明者M(jìn)·塞科斯基,T·薩默斯,J·M·哈蒂申請人:邁阿拉股份有限公司