t - im ZESS - Universität Siegen

3. Messverfahren einer 3D-Laufzeitkamera 21
innerhalb der Integrationsbandbreite in Abhängigkeit der Laufzeit veränderbaren
Ladungsanteil Qm.
Aus den obigen Gleichungen ist zu erkennen, dass selbst bei nicht vorhandenem
Phasenoffset ϕ0 und ohne Berücksichtigung von Fremdlichteinstrahlungen ein
minimaler Ladungsoffset vorhanden ist. Für den hier dargestellten Fall der
sinusförmigen Modulation und Demodulation sowie der Annahme einer jeweiligen
Durchmodulation mit dem Modulationsgrad MGS = MGE = 100% ergibt sich ein maximal
möglicher Kontrast von K = 50%, der analog zur Interferometrie auch Fringe Visibility
genannt wird.
Allgemein gilt folgende Definition für den Modulationsgrad:
und für den Kontrast
max−
min
max−
min Tm
MG = =
(3.12)
max+
min T
Q
1
⋅T
m
S,
m E,
m
K = = = ⋅ = ⋅ MGS
⋅
max+
min Q0
2 TS
, 0 ⋅TE
, 0 2
T
0
1
MG
E
(3.13)
Aus den beiden Gleichungen für den Modulationsgrad MG und der Fringe Visibility K
lässt sich eine Beziehung für den Grauwertsockel, der durch den min-Wert in Gleichung
(3.13) repräsentiert wird, herleiten.
( Q − Q ) = ( Q + Q )
0
m
0
m
1
1−
⋅ MG
⋅
2
1
1+
⋅ MG
2
S
S
⋅ MG
⋅ MG
E
E
1−
=
1+
K
K
(3.14)
Dieser Grauwertsockel enthält für die Phasenauswertung keinerlei Information und
sollte demgemäss so gering wie möglich sein. Hierbei spielen die Modulationsgrade der
Sende- und Empfangsmischer eine essentielle Rolle, wie in Bild 10 zu sehen ist.
Bezogen auf das obige Beispiel, in dem wir von 100% durchmodulierten sinusförmigen
Lichtsignalen ausgegangen sind, verbleibt immer noch ein Drittel der Gesamtintensität
als nicht zu reduzierender Grauwertsockel auf dem Empfangselement.