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Die Erfindung betrifft einen Laserscanner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Leuchte für einen derartigen Laserscanner gemäß Patentanspruch 14.
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Aus der
DE 10 2012 105 027 A1 ist ein derartiger Laserscanner bekannt, bei dem an einem rotierenden Drehkopf eine Kamera angeordnet ist, über die Farbinformationen eines zu vermessenden Messobjektes aufgenommen werden können. Diese Kamera dreht mit einer Optik mit, über die ein von einem Sender abgegebener Messstrahl auf ein Messobjekt gerichtet werden kann.
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Über diese Farbkamera können die bei der Vermessung erforderlichen Farbinformationen ohne nennenswerte Farbverfälschung erfasst werden und den über den Laserscanner erfassten Messdaten zugeordnet werden, so dass eine 3D-Farbabbildung ermöglicht ist.
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Derartige 3D-Scanner werden auch zur Vermessung von dunklen Räumen, beispielsweise Schächten verwendet. Die Erfassung der Farbinformationen über die Kamera ist aufgrund der mangelnden Beleuchtung derartiger Umgebungen schwierig. Prinzipiell könnte die Ausleuchtung über externe Leuchten erfolgen, die zum Einen jedoch schwierig zu installieren sind und zum Anderen keine hinreichende Ausleuchtung gewährleisten.
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Die Druckschrift
DE 20 2013 001 538 U1 zeigt eine Anordnung mit einem Laserscanner und Kamera zur Aufnahme geometrischer und photometrischer Daten eines Raumes mit Blitzleuchten. Diese sind mittel- oder unmittelbar mit der Kamera verbunden, sodass über sie sichergestellt ist, dass ein Sichtfeld der Kamera ausgeleuchtet ist.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Laserscanner und eine dafür geeignete Leuchte zu schaffen, die eine hinreichende Ausleuchtung auch bei dunklen Umgebungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Laserscanner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Leuchte mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 14 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Laserscanner hat einen Drehkopf, der drehbar an einem Gehäuse, insbesondere an einem Gehäuse oder Gehäuseträger des Laserscanners, gehalten ist, das seinerseits um eine Drehachse drehbar ist. Im Drehkopf ist eine Optik, insbesondere Laseroptik angeordnet, über die ein von einem Sender abgegebener Messstrahl auf ein Messobjekt oder ein von diesem reflektierter Strahl auf einen Empfänger gelenkt wird. Der Sender und Empfänger sind vorzugsweise Komponenten des Laserscanners. Darüber hinaus ist im Drehkopf eine Kamera zur Erfassung von Bildinformationen, insbesondere von Farbbildinformationen, des Messobjekts angeordnet. Erfindungsgemäß ist der Laserscanner mit einer Leuchte versehen, über die ein Bildfeld in Abhängigkeit von einer Kameraposition ausgeleuchtet, insbesondere ausleuchtbar, ist. Das heißt, die Ausleuchtung des Messobjektes zur Erfassung der Farbbildinformation erfolgt in Abhängigkeit von der Kameraposition. Zu diesem Zweck sind in einem Leuchtenkopf der Leuchte eine Vielzahl von Lampen vorgesehen, die zur optimalen Ausleuchtung in Abhängigkeit von einer Winkelposition, insbesondere einer Drehwinkelposition, der Kamera oder des Drehkopfs individuell ansteuerbar, insbesondere angesteuert sind.
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Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung hat diese Leuchte einen resultierenden Abstrahlwinkel, der im Wesentlichen einem Blickwinkel der Kamera während eines Scan-Vorgangs entspricht. Auf diese Weise ist die Ausleuchtung beim Scan-Vorgang optimal und die Bild-, insbesondere Farbbildinformation kann optimal erfasst werden.
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Alternativ oder ergänzend hat bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung diese Leuchte einen resultierenden Abstrahlwinkel, der im Wesentlichen einem Blickwinkel der Kamera während einer Aufnahme eines Farbbildes entspricht. Auf diese Weise ist die Ausleuchtung bei der Aufnahme jedes einzelnen Farbbildes optimal und die Bild-, insbesondere Farbbildinformation kann optimal erfasst werden.
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Bei einer Variante der Erfindung hat die Leuchte einen Leuchtenkopf, der mit einem, vorzugsweise etwa als Zylinderflächensegment, gewölbten Austrittsfenster, insbesondere Licht-Austrittsfenster, versehen ist. Das Austrittsfenster ist vorzugsweise in Abstrahlrichtung konvex gewölbt. Vorzugsweise ist das Austrittsfenster zumindest an einer Seite von einer Blende berandet, über die die Abstrahlung definiert begrenzbar ist.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Lampen in mehreren Zeilen angeordnet sind, wobei diese in beliebiger Kombination oder einzeln zur Ausleuchtung ansteuerbar sind. Auf dieses Weise kann eine Stärke der Ausleuchtung durch eine Aktivierung/Deaktivierung einer oder mehrerer Zeilen bedarfsgerecht variiert werden, wodurch ein Energieverbrauch der Leuchte reduziert werden kann.
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Der Energieverbrauch der Leuchte ist besonders gering, wenn die Lampen als LEDs ausgebildet sind.
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Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Leuchte mit vier Lampenzeilen, bzw. Zeilen, mit jeweils drei Lampen/LEDs angeordnet. Das heißt, die Leuchte weist vier Zeilen mit jeweils drei Lampen/LEDs auf. Abweichend davon ist es natürlich möglich mehr Zeilen und/oder mehr Lampen/LEDs pro Zeile vorzusehen. Je mehr Zeilen und/oder Lampen/LEDs pro Zeile die Leuchte aufweist, umso homogener ist das Bildfeld oder Messobjekt ausleuchtbar.
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Die Ausleuchtung des Bildfeldes oder Messobjektes ist besonders gut auf die Bewegung, insbesondere die Drehbewegung, der Kamera abgestimmt, wenn die Anordnung der Lampen sphärisch oder zumindest im Wesentlichen sphärisch ist. Aufgrund dieser Anordnung weist eine oder weisen mehrere der Lampen etwa in Richtung des Dreh- oder Blickwinkels der Kamera oder des Drehwinkels des Drehkopfes. Dadurch kann auf eine dreh- oder schwenkbare Ausgestaltung der Leuchte verzichtet werden und der vorrichtungstechnische Aufwand des Laserscanners und der Leuchte ist gering.
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Die sphärische Anordnung ist vorzugsweise dadurch realisiert, dass der Leuchtenkopf einen Vielflach aufweist, dessen im Wesentlichen flache Außenflächen zueinander so angestellt sind, dass sich die sphärische oder zumindest im Wesentlichen sphärische Anordnung ergibt. Vorzugsweise ist an den Außenflächen jeweils wenigstens eine Lampe angeordnet. Der Vielflach ist somit als Lampenträger ausgestaltet. Im Falle der Verwendung von LEDs ist er als LED-Träger ausgestaltet.
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Die Anordnung kann sphärisch konvex oder sphärisch konkav sein.
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Abweichend davon ist es auch möglich, dass die Anordnung sattelförmig ist. Dann weisen die Außenflächen bezogen auf eine erste Raumrichtung eine konvexe und bezogen auf eine zweite Raumrichtung, quer zur ersten, eine konkave Anordnung auf.
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Ein Ausleuchtwinkel der Leuchte, insbesondere ein vertikaler oder polarer, beträgt bei einem Ausführungsbeispiel etwa 180°, vorzugsweise etwa -50° bis 90° mit Bezug auf eine in einer Horizontalebene liegenden optischen Achse der Kamera. Der vertikale oder polare Ausleuchtwinkel ist vorzugsweise in einer senkrecht zur Horizontalebene angeordneten Vertikalebene gemessen, in der die optische Achse liegt.
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Vorzugsweise ist der Ausleuchtwinkel auf einen möglichen Wertebereich des Drehwinkels der Kamera oder des Drehkopfes so abgestimmt, dass für jeden möglichen Drehwinkel eine Ausleuchtung mit ausreichender Stärke gewährleistet ist.
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Ein anderer, insbesondere in der Horizontalebene gemessener, horizontaler oder azimutaler Ausleuchtwinkel der Leuchte beträgt vorzugsweise etwa 30° bis 180°, vorzugsweise zwischen -15° bis -90° und 15° bis 90° mit Bezug auf die optischen Achse der Kamera.
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Die Leuchte ist vorzugsweise mit einem Leuchtengehäuse ausgeführt, das abnehmbar an das Gehäuse des Laserscanners ansetzbar, insbesondere angesetzt ist. Dementsprechend wird diese Leuchte nur dann angesetzt, wenn die Umgebungsbedingungen dies erfordern.
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Besonders bevorzugt ist im Leuchtengehäuse eine Elektrik und/oder Elektronik der Leuchte aufgenommen, über die die Lampen mit Strom versorgbar und/oder ansteuerbar sind.
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Ein modulartiger Aufbau der Leuchte ist gegeben, wenn der Leuchtenkopf in einer bevorzugten Weiterbildung lösbar, insbesondere über eine oder mehrere Schrauben, am Leuchtengehäuse befestigt ist. Dann ist der Leuchtenkopf auf einfache Weise austauschbar. Dies hat beispielsweise Vorteile für die Wartung, beim Austausch wegen Verschmutzung oder zur Anpassung an verschiedene Anwendungen oder Umgebungsbedingungen. Vorteilhaft ist dies insbesondere für einen schnellen Austausch, wenn beispielsweise eine andere - eine höhere oder eine niedrigere - Leuchtkraft gefordert ist oder die Leuchte an bestimmte Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise unterschiedliche Feuchtigkeit, Temperatur, eine korrosive Atmosphäre oder eine starke Schmutzbelastung angepasst werden muss.
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In einer Weiterbildung beansprucht die Leuchte einen besonders günstig ausgeformten Bauraum, wenn das Leuchtengehäuse und der Leuchtenkopf zumindest abschnittsweise auf unterschiedlichen Seiten des Gehäuses angeordnet sind. So ist eine Verteilung des Bauraumes entlang unterschiedlicher Bereiche des Gehäuses gegeben und die Leuchte „schmiegt“ sich flach an dieses an, wodurch beispielsweise eine Kollisionsgefahr der Leuchte mit einer Umgebung des Laserscanners verringerbar ist.
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Bevorzugt weist die Leuchte zu diesem Zweck eine im Wesentlichen L-förmige Kontur auf, wobei sich jeder Schenkel des Ls auf einer anderen Seite des Gehäuses erstreckt.
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Vorzugsweise ist der Leuchtenkopf zumindest abschnittsweise an einer in Richtung der optischen Achse weisenden Seitenwand des Gehäuses und das Leuchtengehäuse zumindest abschnittsweise an einer parallel zur Horizontalebene angeordneten Seitenwand des Gehäuses angeordnet.
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Eine bevorzugte Weiterbildung weist eine Befestigungseinrichtung auf, die vorzugsweise wenigstens eine Rändelmutter mit einer Gewindestange aufweist. Letztgenannte durchsetzt dabei vorzugsweise eine Durchgangsbohrung des Leuchtengehäuses und ist mit ihrem austretenden Endabschnitt in eine am Gehäuse des Laserscanners ausgebildete Gewindebohrung einschraubbar, insbesondere eingeschraubt.
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Zur eindeutigen Positionierung der Leuchte ist in einer bevorzugten Weiterbildung am Gehäuse oder Gehäuseträger des Laserscanners ein Positionierstift angeordnet, der in eine an einer Unterseite des Leuchtengehäuses ausgebildete, längliche Ausnehmung, insbesondere in ein Langloch oder eine Nut eintaucht.
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Vorzugsweise ist das Leuchtengehäuse metallisch ausgebildet, wodurch eine Wärmeabfuhr der Leuchte verbessert ist, was insbesondere bei Verwendung von LEDs als Leuchtmittel von Vorteil ist.
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Die Leuchte für einen Laserscanner, der nach einem der vorhergehenden Aspekte der Beschreibung ausgeführt ist, ist erfindungsgemäß derart ausgelegt, dass über sie in Abhängigkeit von einer Kameraposition ein Bildfeld ausleuchtbar, insbesondere ausgeleuchtet ist. Dabei hat die Leuchte einen Leuchtenkopf mit einer Vielzahl von Lampen, die zur optimalen Ausleuchtung in Abhängigkeit von einer Winkelposition, insbesondere einer Drehwinkelposition, einer Kamera oder eines Drehkopfs des Laserscanners individuell ansteuerbar sind.
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Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einiger Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Leuchte;
- 2 die Leuchte gemäß 1 in einer Ansicht von unten;
- 3 die Leuchte gemäß den 1 und 2 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht;
- 4 die Leuchte gemäß 3 in einem Längsschnitt;
- 5 die Leuchte gemäß den vorangegangenen Figuren in einer teilweise geschnittenen Ansicht von oben;
- 6 die Leuchte gemäß den vorangegangenen Figuren in einer teilweise geschnittenen Ansicht von vorne;
- 7 die Leuchte gemäß 6 in einem Schnitt;
- 8 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Laserscanners mit einer angesetzten Leuchte gemäß den vorangegangenen Figuren; und
- 9 beispielhafte Ausleuchtungen.
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In der Darstellung erkennt man eine Leuchte 8 mit einem im Wesentlichen als Halbzylinder ausgeführten Leuchtenkopf 12, der an einem Leuchtengehäuse 24 angesetzt ist. Der Leuchtenkopf 12 hat ein zylinderflächensegmentartiges bzw. ein als etwa Zylinderflächensegment gewölbtes Austrittsfenster 14, das vier Zeilen 18 von als LEDs 16 ausgebildeten Lampen überdeckt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Zeile 18 durch drei LEDs 16 ausgebildet, so dass der Leuchtenkopf 12 insgesamt zwölf LEDs 16 aufweist. Selbstverständlich können auch andere Lampen verwendet werden. Die Anordnung der LEDs 16 ist sphärisch gewählt, so dass jederzeit eine optimale Ausleuchtung des zu vermessenden Messobjekts auch in dunklen Räumen gewährleistet ist.
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Der Laserscanner 1 gemäß 8 erstellt ein 3-dimensionales Abbild seiner Umgebung. Durch eine in einen Drehkopf 2 integrierte Kamera wird dieses Abbild fotorealistisch eingefärbt.
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Als Erweiterung für diese Kamera wurde die Leuchte 8 bzw. Fotoleuchte konzipiert, um HDR Farbbilder in dunklen Räumen und Umgebungen zu ermöglichen. HDR steht dabei für Bilder mit hohem Dynamikumfang oder Hochkontrastbilder. Durch die besondere Anordnung der verwendeten LEDs 16 und eine intelligente Ansteuerung wird das Foto immer optimal ausgeleuchtet.
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Das Gerät bzw. die Leuchte 8 wird bzw. ist oben auf ein Gehäuse 4 des Laserscanners 1 montiert. In der Leuchte 8 sind insgesamt 12 LEDs 16 verbaut und sphärisch in Dreiergruppen in vier Zeilen 18 angeordnet. Diese LEDs 16 wurden so gewählt und platziert, dass diese ein Blickfeld 10 der Kamera bei jeder Aufnahmeposition optimal ausleuchten (siehe 9). Die Kamera des Laserscanners 1 bewegt sich während der Aufnahme vertikal von unten (Blickwinkel β = -50°) über die horizontale (β = 0°) bis zur Zenit-Position (β = 90°).
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Durch eine intelligente Schaltung und Verbindung mit dem Laserscanner 1 werden immer nur zwei LED Zeilen 18 (also 6 LEDs 16) gleichzeitig eingeschaltet. Dies reduziert den Stromverbrauch und zugleich die Wärmeentwicklung durch die LEDs 16 auf ein Minimum. Die Stromversorgung und Steuerung erfolgt durch zwei Kabelverbindungen zum Laserscanner 1.
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1 zeigt die Leuchte 8 mit einem im Wesentlichen quaderförmigen Leuchtengehäuse 24. An eine kleine Stirnseite des Leuchtengehäuses 24 ist der im Wesentlichen halbzylinderförmige Leuchtenkopf 12 angesetzt. Gut zu erkennen ist das transparente Austrittsfenster 14, das gemäß einer Zylindermantelfläche konvex ausgebildet ist und hinter dem die Zeilen 18 der LEDs 16 in sphärischer Art angeordnet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dabei nur eine Zeile 18 mit ihren jeweils drei LEDs 16 mit Bezugszeichen versehen. Das Leuchtengehäuse 24 hat einen kastenartigen Grundkörper 32, auf dessen Oberseite ein Deckel 34 des Leuchtengehäuses 24 mit Schrauben 36, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist, festgeschraubt ist. Die Leuchte 8 hat weiterhin eine Befestigungseinrichtung 26 mit einer Rändelschraube 28, die drehfest mit einer Gewindestange 30 verbunden ist. Letztgenannte durchsetzt den Grundkörper 32, tritt an dessen Unterseite aus und greift in ein Innengewinde (nicht dargestellt) eines starren Gehäuseträgers 5 (vergleiche 8 links) ein. Aus dem Gehäuseträger 5 ragt ein Positionierstift (nicht dargestellt), der in ein an einer Unterseite 46 des Grundkörpers 32 entsprechend ausgebildetes Langloch 33 (vergleiche 2) eintaucht, so dass die Leuchte 8 am Laserscanner 1 positioniert und fixiert ist. Alternativ kann der Positionierstift natürlich an der Unterseite 46 und das Langloch am Gehäuse 4 oder Gehäuseträger 5 angeordnet sein.
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2 zeigt eine Unteransicht der Leuchte 8, wobei an einer rückwärtigen Stirnseite 38 des Leuchtengehäuses 24 zwei verschraubbare, mit dem Laserscanner 1 verbindbare Anschlüsse 40, 42 zur Stromversorgung und Ansteuerung der LEDs 16 vorgesehen sind. In 2 gut zu erkennen ist, dass das Austrittsfenster 14 seitlich jeweils in eine Nut zweier als Blenden fungierenden Seitenwände 44 aufgenommen ist.
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An einer Unterseite 46 des Grundkörpers 32 sind vier in den Eckbereichen des Grundkörpers 32 angeordnete Senkschrauben 48 angeordnet, über die eine in einem Innenraum 62 des Leuchtengehäuses 24 angeordnete Platine 64 befestigt ist. Letztgenannte Befestigung ist in 3 im rechten Teil mittels eines Ausbruchs und in 4 zu erkennen.
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Gemäß 3 sind in die Seitenwände 44 jeweils drei Senkschrauben 50 eingelassen. Über diese sind die Seitenwände 44 an einem LED-Träger 52, wie er in 4 sichtbar ist, befestigt und das Austrittsfenster 14 gemäß 2 ist zwischen den Seitenwänden 44 in den entsprechenden Nuten gehalten. Anhand der 3 und 4 ist gut die im Wesentlichen halbzylindrische Form des Leuchtenkopfs 12 zu erkennen. Die Form des LED-Trägers 52 geht besonders gut aus dem Schnitt gemäß 4, der Ansicht gemäß 6 und dem Schnitt gemäß 7 hervor. Gemäß 4, weist der LED-Träger 52 in einer Schnittebene A-A in etwa eine Außenkontur eines halbierten Achtecks auf. An den vier Außenkanten dieses Achteckes, bzw. den diesen entsprechenden Außenflächen des LED-Trägers 52, sitzt jeweils eine mittige LED 16 einer jeweiligen Zeile 18 (vgl. 1).
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Betrachtet man den Schnitt D-D, wie er in 4 definiert und in 7 gezeigt ist, so geht daraus hervor, dass die beiden äußeren der LEDs 16 einer Zeile 18 jeweils auf einer in Richtung der Seitenwände 44 hin abfallenden Randfläche des LED-Trägers 52 angeordnet sind. Hieraus ergibt sich die sphärische Anordnung der LEDs 16 innerhalb jeder Zeile 18, wie es auch aus 6 hervorgeht. Die sphärische Anordnung der LED 16 innerhalb einer vertikalen Reihe 54 gemäß 6 ergibt sich gemäß 4 aus dem bereits besprochenen Querschnitt des LED-Trägers 52 in Form eines halben Achtecks.
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Der LED-Träger 52 ist senkrecht zur Schnittebene A-A, etwa parallel zu den Zeilen 18, von einer Durchgangsbohrung 56 durchsetzt. Diese ist wiederum über eine quer dazu ausgerichtete und rückwärtig hin zum Grundkörper 32 des Leuchtengehäuses 24 weisende Verbindungsausnehmung 58 und eine daran anschließende, die vorderseitige kleine Stirnseite des Grundkörpers 32 durchsetzende Durchgangsbohrung 60 mit einem Innenraum 62 des Leuchtengehäuses 24 verbunden. Über die genannten Ausnehmungen 56, 58 und 60 ist eine Kontaktierung (nicht dargestellt) der LEDs 16 mit einer Platine 64 ermöglicht.
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Gemäß 4 ist der LED-Träger 52 über Schrauben 66 mit der vorderseitigen kleinen Stirnseite des Grundkörpers 32 verschraubt.
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8 zeigt drei Darstellungen des erfindungsgemäßen Laserscanners 1. Die linke Darstellung zeigt den Laserscanner 1 in einer Ansicht von vorne ohne die Leuchte 8, die mittige Darstellung zeigt ihn in einer perspektivischen Ansicht mit montierter Leuchte 8 und die rechte Darstellung zeigt ihn mit der montierten Leuchte 8 in der Ansicht von vorne. Der Laserscanner 1 hat ein Gehäuse 4, das im Wesentlichen aus zwei etwa gleichen, länglich-quaderförmig ausgebildeten Gehäuseteilen 68, 70 besteht. Beide 68, 70 sind dabei über einen dritten, kleineren Gehäuseteil 72 verbunden. Das Gehäuse 4 erstreckt sich mit seinen Gehäuseteilen 68, 70, 72 beidseitig und im Wesentlichen symmetrisch zu einer Vertikalebene 74. In dieser ist eine Drehachse 6 des Laserscanners 1 angeordnet, um die das Gehäuse 4 drehbar ist. Zum Zwecke der Drehung hat der Laserscanner 1 einen Elektromotor (nicht dargestellt), der ans Gehäuse 4 angeflanscht ist.
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Gemäß 8 hat der dritte Gehäuseteil 72 eine bezogen auf die Drehachse 6 geringere vertikale Höhe als die beiden Gehäuseteile 68, 70, so dass sich zwischen den Gehäuseteilen 68, 70 ein Joch absenkt, in dem ein Drehkopf 2 des Laserscanners 1 um eine Drehachse 78 drehbar gelagert aufgenommen ist. Am Drehkopf 2 ist eine Objektiveinheit 80 der im Drehkopf 2 angeordneten Kamera angesetzt. Gemäß 8 mittig ist senkrecht zur Vertikalebene 74 eine Horizontalebene 20 angeordnet. Deren Ebenennormale ist über die Drehachse 6 gebildet. Zudem liegt in der Horizontalebene 20 die Drehachse 78 und eine optische Achse 22 der Kamera, die sich bei horizontaler Ausrichtung der Kamera, bzw. der Objektiveinheit 80, ergibt.
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Mit Bezug zur optischen Achse 22 zeigt 8 mittig einen Blickwinkel β der Kamera oder der Objektiveinrichtung 80, der in der gezeigten Position etwa 45° beträgt. Die LEDs 16 der Leuchte 8 sind erfindungsgemäß derart angeordnet und angesteuert, dass sich für die Leuchte 8 ein Abstrahlwinkel α ergibt, der im Wesentlichen dem Blickwinkel β der Kamera während des Scan-Vorganges entspricht. Im gezeigten Fall entspricht dies einer Ansteuerung bzw. Aktivierung der oberen beiden Zeilen 18 von LEDs 16 gemäß der Leuchte 8 in 8, rechte Darstellung. 8 zeigt, dass die Leuchte 8 vom Gehäuse 4 sowohl demontiert werden kann (linke Darstellung) als auch auf das Gehäuse 4 montiert sein kann (mittige, rechte Darstellung).
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel kann ein vom Abstrahlwinkel α erreichbarer Raumbereich mit einem vertikalen oder polaren Ausleuchtwinkel γ beschrieben werden, der sich auf die optische Achse 22 bezieht und in der Vertikalebene 74 gemessen wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt dieser sich mit -50° nach unten (in Richtung des Elektromotors) und mit +90° nach oben. Ein Abstrahlwinkel α von +90° entspricht dabei einer Zenithstellung der Kamera bei einem Blickwinkel β von 90°. Die Kamera oder die Objektiveinheit 80 ist in ihrer Zenithstellung dann parallel zur Drehachse 6 ausgerichtet. Diese Stellung zeigen sowohl die linke als auch die rechte Darstellung gemäß 8.
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Eine Vorderseite 82 des dritten Gehäuseteils 72 fällt bezogen auf Vorderseiten 84 und 86 der Gehäuseteile 68, 70 hin zum Drehkopf 2 rampenartig ab. Dadurch ist ermöglicht, dass der Blickwinkel β der Kamera oder des Drehkopfes 2 auch negative Werte annehmen kann.
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In 8 mittig ist des Weiteren ein horizontaler oder azimutaler Ausleuchtwinkel δ der Leuchte 8 dargestellt. Er bemisst sich um die Drehachse 6 und mit Bezug zur optischen Achse 22 der Kamera. Er überstreicht beim gezeigten Ausführungsbeispiel zwei etwa symmetrische Winkelintervalle beiderseits der optischen Achse 22.
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9 zeigt drei von der Leuchte 8 unterschiedlich ausgeleuchtete Bildfelder 10 in jeweils einem Farb-Diagramm. Dabei ist in jedem der drei Diagramme der vertikale bzw. polare Ausleuchtwinkel γ über den horizontalen bzw. azimutalen Ausleuchtwinkel δ aufgetragen. Eine Lichtstärke nimmt dabei ausgehend von Blau a, über Grün b, Gelb c und Orange d, hin zu Rot e zu.
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Die Ausleuchtung gemäß dem oberen der drei Diagramme der 9 ergibt sich, wenn lediglich die gemäß 8 oberen beiden Zeilen 18 der LEDs 16 angesteuert und bestromt sind. Entsprechend ergibt sich eine Ausleuchtung des Bildfeldes 10 mit einem polaren Ausleuchtwinkel γ von etwa -20° bis +90° und einem azimutalen Ausleuchtwinkel δ von etwa -30° bis +30°. Für den polaren Ausleuchtwinkel γ ergibt sich zwischen 0° und 90° eine im Wesentlichen homogene Ausleuchtung. Auffällig ist, dass sich der intensiver beleuchtete Bereich oberhalb eines polaren Ausleuchtwinkels γ von etwa 50° in azimutaler Richtung stark aufweitet.
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Das mittige Diagramm der 9 zeigt die Ausleuchtung, wie sie sich ergibt, wenn die beiden mittleren Zeilen 18 der Leuchte 8 angesteuert und bestromt sind. Auffällig ist hier, dass der intensiv beleuchtete Bereich des Bildfeldes 10 auf einen Winkelbereich von etwa γ = -50° bis γ = +50° und von etwa δ = -50° bis δ = +50° relativ scharf begrenzt ist, und nur im Bereich von γ von etwa 0° eine geringe azimutale Einschnürung aufweist.
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Das untere Diagramm der 9 zeigt die Ausleuchtung, die sich ergibt, wenn die beiden unteren Zeilen 18 der Leuchte 8 angesteuert und bestromt sind. Sie ist bezogen auf den polaren Ausleuchtwinkel γ von 0° im Wesentlichen symmetrisch zur Ausleuchtung gemäß dem oberen Diagramm der 9.
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Offenbart ist ein Laserscanner mit einem Drehkopf, der drehbar an einem Gehäuse des Laserscanners gehalten ist, das seinerseits um eine Drehachse drehbar ist. Im Drehkopf ist dabei eine Optik angeordnet, um einen von einem Sender abgegebenen Messstrahl auf ein Messobjekt oder einen von diesem reflektierten Strahl auf einen Empfänger zu lenken. Zudem ist im Drehkopf eine Kamera zur Erfassung von Bildinformationen des Messobjekts angeordnet. Erfindungsgemäß hat der Laserscanner eine Leuchte, über die in Abhängigkeit von einer Kameraposition ein Bildfeld ausgeleuchtet ist.
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Offenbart ist weiterhin die Leuchte für einen derartigen Laserscanner die derart ausgelegt ist, dass über sie in Abhängigkeit von einer Kameraposition ein Bildfeld ausleuchtbar, insbesondere ausgeleuchtet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laserscanner
- 2
- Drehkopf
- 4
- Gehäuse
- 5
- Gehäuseträger
- 6
- Drehachse
- 8
- Leuchte
- 10
- Bildfeld
- 12
- Leuchtenkopf
- 14
- Austrittsfenster
- 16
- LED
- 18
- Zeile
- 20
- Horizontalebene
- 22
- optische Achse
- 24
- Leuchtengehäuse
- 26
- Befestigungseinrichtung
- 28
- Rändelmutter
- 30
- Gewindestange
- 32
- Grundkörper
- 33
- Langloch
- 34
- Deckel
- 36
- Schraube
- 38
- Stirnseite
- 40,42
- Anschluss
- 44
- Seitenwand
- 46
- Unterseite
- 48, 50
- Senkschraube
- 52
- LED-Träger
- 54
- Vertikalzeile
- 56
- Durchgangsbohrung
- 58
- Verbindungssausnehmung
- 60
- Durchgangsausnehmung
- 62
- Innenraum
- 64
- Platine
- 66
- Schraube
- 68, 70
- Gehäuseteil
- 72
- dritter Gehäuseteil
- 74
- Vertikalebene
- 78
- Drehachse
- 80
- Objektiveinheit
- 82, 84, 86
- Vorderseite
- α
- Abstrahlwinkel
- β
- Blickwinkel
- γ
- vertikaler Ausleuchtwinkel
- δ
- horizontaler Ausleuchtwinkel
- a
- Blau
- b
- Grün
- c
- Gelb
- d
- Orange
- e
- Rot
