DE102017121210A1 - Device for planar 3D optical metrology - Google Patents

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Thorsten Bothe
Eugen Harder
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Carl Zeiss GOM Metrology GmbH
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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten (2) mit einem topometrischen Messverfahren wird beschrieben, bei dem Bilder eines Objektes (2) mitsamt eines von einer Musterprojektionseinheit (4) auf ein Objekt (2) projizierten Projektionsmusterns mit einer Bildaufnahmeeinheit (5) aufgenommen und mit einer Auswerteeinheit (10) ausgewertet werden. Die Vorrichtung (1) hat eine Musterprojektionseinheit (4), die eine Lichtquelle (6) und einen Lichttunnel (7) hat. Der Lichttunnel (7) weist an den Innenseiten (12a, 12b) der seinen durchstrahlten Hohlraum umgebenden Seitenelemente (11a, 11b) eine dielektrische Beschichtung auf. In einer alternativen oder ergänzten Ausführungsform hat der Lichttunnel (7) Seitenelemente (11a, 11b), die kraftschlüssig miteinander verbunden sind.A device (1) for the three-dimensional optical measurement of objects (2) with a topometric measuring method is described in which images of an object (2) together with a projection pattern projected onto an object (2) by a pattern projection unit (4) are combined with an image recording unit (5 ) and evaluated with an evaluation unit (10). The apparatus (1) has a pattern projection unit (4) having a light source (6) and a light tunnel (7). The light tunnel (7) has a dielectric coating on the inner sides (12a, 12b) of the side elements (11a, 11b) surrounding its irradiated cavity. In an alternative or supplemented embodiment, the light tunnel (7) has side elements (11a, 11b) which are non-positively connected with each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten mit einem topometrischen Messverfahren, bei dem Bilder eines Objektes mitsamt eines von einer Musterprojektionseinheit auf ein Objekt projizierten Projektionsmusters mit einer Bildaufnahmeeinheit aufgenommen und mit einer Auswerteeinheit ausgewertet werden.The invention relates to a device for three-dimensional optical measurement of objects with a topometric measuring method, in which images of an object together with a projected from a pattern projection unit on an object projection pattern are recorded with an image recording unit and evaluated by an evaluation.

Die optische Bestimmung von 3D-Koordinaten kommt in zahlreichen Industrien zum Einsatz. Verbreitet sind Triangulationssensoren nach dem Prinzip der Topometrie. Diese basieren auf der Projektion von Mustern auf ein zu vermessendes Objekt. Das projizierte Muster wird von einer oder mehreren Bildaufnahmeeinheiten aufgenommen und anschließend durch eine Bildauswerteeinheit ausgewertet. Die durch eine Musterprojektionseinheit projizierten Muster können vielfältig ausgestaltet sein, typisch sind stochastische oder auch deterministische Muster (z.B. Punkt- und Streifenmuster).The optical determination of 3D coordinates is used in many industries. Triangulation sensors according to the principle of topometry are widespread. These are based on the projection of patterns onto an object to be measured. The projected pattern is recorded by one or more image acquisition units and then evaluated by an image evaluation unit. The patterns projected by a pattern projection unit can be variously designed, typically stochastic or deterministic patterns (e.g., dot and striped patterns).

Die in topometrischen Sensoren verwendeten Musterprojektionseinheiten umfassen dabei mindestens die Kernbestandteile Lichtquelle, Mustergenerator und Projektionsoptik.The pattern projection units used in topometric sensors comprise at least the core components light source, pattern generator and projection optics.

Die Lichtquelle stellt elektromagnetische Strahlung bereit. Je nach Ausführung der Lichtquelle wird elektromagnetische Strahlung mit charakterisierenden Eigenschaften bereitgestellt. Diese Eigenschaften sind insbesondere der Wellenlängenbereich in dem die Lichtquelle Strahlung emittiert sowie die Strahlungs- oder Lichtintensität und das Intensitätsprofil der Lichtstrahlung und die Winkelverteilung.The light source provides electromagnetic radiation. Depending on the design of the light source, electromagnetic radiation with characterizing properties is provided. These properties are in particular the wavelength range in which the light source emits radiation and the radiation or light intensity and the intensity profile of the light radiation and the angular distribution.

Die Mustergeneratoren dienen dazu das Licht der Lichtquelle mit einem Muster zu beaufschlagen. Die Projektionsoptik, beispielsweise ein Objektiv, dient zur optischen Abbildung des strukturierten Lichts auf die Oberfläche eines Messobjektes.The pattern generators are used to apply the light of the light source with a pattern. The projection optics, for example a lens, serve for optical imaging of the structured light onto the surface of a measurement object.

Topometrische Sensoren arbeiten größtenteils im Bereich des sichtbaren Lichtes. Dabei gibt es sowohl Systeme, die das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichtes nutzen (Weißlicht) oder aber nur einzelne schmalbandige Bereiche (z.B. Rot-, Grün- oder Blaulicht).Topometric sensors work mostly in the visible light range. There are both systems that use the full range of visible light (white light) or only single narrow-band areas (such as red, green or blue light).

Die Verwendung eines breitbandigen Bereichs z.B. des gesamten sichtbaren Spektrums birgt einige Nachteile. So werden die Lichtanteile bei einem Übergang von einem Medium in ein anderes Medium in Abhängigkeit von ihrer Wellenlänge unterschiedlich gebrochen. Dies führt zu Projektions- beziehungsweise Abbildungsfehlern durch chromatische Aberration. Vorbekannt sind diverse, verschiedenartige Lichtquellen, die in Musterprojektionseinheiten für die 3D-Messtechnik eingesetzt werden, insbesondere ist der Einsatz von Lasern als strahlungsstarke, schmalbandige Lichtquelle bekannt. Allerdings weisen Laserlichtquellen bei einer Projektion oft starke Variationen in der räumlichen Intensitätsverteilung auf.The use of a broadband range e.g. the entire visible spectrum has some disadvantages. Thus, the light components are differently refracted in a transition from one medium to another medium depending on their wavelength. This leads to projection or aberrations due to chromatic aberration. Previously known are diverse, different light sources that are used in pattern projection units for 3D measurement, in particular, the use of lasers as a high-radiation, narrow-band light source is known. However, laser light sources often have large variations in the spatial intensity distribution during projection.

Das für die Musterprojektion verwendete Licht sollte aber eine möglichst homogene Intensitätsverteilung aufweisen um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen. Wird eine Lichtquelle mit einer inhomogenen Intensitätsverteilung in einer Musterprojektionseinheit verwendet, so wird die Eigenstruktur des Projektionslichts (Basis-Lichtverteilung) mit der Helligkeitsverteilung des aufgeprägten Projektionsmusters überlagert. Ungleichmäßigkeiten in der Basis-Lichtverteilung können damit zur falsch interpretierten Messergebnissen führen.However, the light used for the pattern projection should have the most homogeneous possible intensity distribution in order to achieve a high measurement accuracy. If a light source with an inhomogeneous intensity distribution is used in a pattern projection unit, then the intrinsic structure of the projection light (basic light distribution) is superposed with the brightness distribution of the impressed projection pattern. Inconsistencies in the basic light distribution can thus lead to misinterpreted measurement results.

Aus DD 117 281 A1 ist es bekannt einen Lichtleiter (Lichtleitkabel, Bildleitkabel, Lichtleitstäbe oder Lichttunnel) einzusetzen, um Ortsschwankungen der Leuchtdichte von Lichtquellen zu eliminieren.Out DD 117 281 A1 It is known to use a light guide (optical fiber, Bildleitkabel, light guide rods or light tunnel) to eliminate spatial variations in the luminance of light sources.

DE 10 2010 026 252 B4 zeigt einen Lichtintegrator für rechteckige Strahlquerschnitte unterschiedlicher Abmessungen. DE 10 2010 026 252 B4 shows a light integrator for rectangular beam cross sections of different dimensions.

Lichttunnel (auch als Lichtmischtunnel oder Lichtintegrator bezeichnet) sind Hohlkörper, deren durchstrahlter Hohlraum mit reflektierenden Elementen (im Folgenden auch als Seitenelemente bezeichnet), wie Spiegel oder metallbeschichteten Oberflächen, umgeben ist. Lichttunnel homogenisieren bis zu einem gewissen Grad bei ihrem Durchlauf die räumliche Lichtintensitätsverteilung durch eine Vielfachreflexion des einfallenden Lichts an den Seitenelementen, so dass am Ende des Lichttunnels eine von der ursprünglichen Intensitätsverteilung des Lichtes unabhängige homogenisierte Intensitätsverteilung vorliegt.Light tunnels (also referred to as light mixing tunnels or light integrators) are hollow bodies whose irradiated cavities are surrounded by reflective elements (also referred to below as side elements), such as mirrors or metal-coated surfaces. Light tunnels to a certain extent homogenize the spatial light intensity distribution as a result of multiple reflection of the incident light at the side elements, so that at the end of the light tunnel there is a homogenized intensity distribution independent of the original intensity distribution of the light.

Trifft ein Lichtstrahl auf die Seitenelemente oder Materialübergänge so kommt es zu Lichtverlusten beispielsweise durch Absorption oder verlustbehaftete Reflexion.If a light beam strikes the side elements or material transitions, light loss occurs, for example due to absorption or lossy reflection.

Je häufiger ein Strahl während des Durchlaufs durch den Lichtintegrator reflektiert wird, umso größer ist der resultierende Gesamtverlust.The more frequently a beam is reflected during the passage through the light integrator, the greater the resulting total loss.

Lichttunnel bestehen beispielsweise aus vier miteinander verklebten Glasplatten, die an der Innenseite des Lichttunnels mit einer Spiegelschicht versehen sind. Mit der Zeit kann es zu Alterungsprozessen der Spiegelschicht und damit verbundenen höheren Verlusten bis hin zur Unbrauchbarkeit des Lichttunnels kommen. Dringen Klebemittel in den Innenraum des Lichttunnels ein, so stören diese das Reflexionsverhalten, da das Klebematerial beispielsweise Licht absorbiert oder diffus reflektiert. Im Langzeitverhalten, kann es zu einem Nachlassen der Klebekraft und damit zu einer Zerstörung des Lichttunnels kommen.Light tunnels consist, for example, of four glued glass plates, which are provided on the inside of the light tunnel with a mirror layer. Over time, it can lead to aging processes of the mirror layer and associated higher losses up to the uselessness of the light tunnel. If adhesives penetrate into the interior of the light tunnel, these interfere with the reflection behavior, since the adhesive material, for example, light absorbed or diffusely reflected. In the long-term behavior, it may lead to a decrease in the adhesive force and thus to a destruction of the light tunnel.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Sensor zur Bestimmung von 3D-Koordinaten eines Objektes zu schaffen.Proceeding from this, it is an object of the present invention to provide an improved sensor for determining 3D coordinates of an object.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 5 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved with a device having the features of claims 1 or 5. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen in einem 3D- Sensor eine Musterprojektionseinheit einzusetzen, die als Lichtaufbereitungselement im Strahlengang des Lichts zwischen der Lichtquelle und dem Mustergenerator einen durch eine dielektrische Beschichtung und/oder eine kraftschlüssige Befestigung der Seitenwände anstelle einer herkömmlichen stoffschlüssigen Befestigung durch Verklebung verbesserten Lichttunnel hat. Damit wird eine langzeitstabile Vorrichtung geschaffen, bei der die Lichtverluste bei der Lichtaufbereitung reduziert sind.To achieve the object, it is proposed to use a pattern projection unit in a 3D sensor, which as a light treatment element in the beam path of the light between the light source and the pattern generator by a dielectric coating and / or a frictional attachment of the side walls instead of a conventional material attachment by gluing improved light tunnel Has. For a long-term stable device is provided in which the light losses are reduced in the light treatment.

Die dielektrische Beschichtung auf den Innenseiten des verbesserten Lichttunnels ermöglicht für einen spezifischen Wellenlängen- und Winkelbereich des einfallenden Lichts eine besonders verlustarme Reflexion. Der Wellenlängenbereich und der Einfallswinkelbereich in dem die dielektrische Beschichtung eine hohe mittlere Reflektivität (bevorzugt größer als 90%) aufweist, sind von der Ausführungsform der dielektrischen Schicht abhängig. Als mittlere Reflektivität ist dabei die über den betrachteten Bereich gemittelte Reflektivität zu verstehen.The dielectric coating on the insides of the improved light tunnel allows a particularly low-loss reflection for a specific wavelength and angle range of the incident light. The wavelength range and the angle of incidence range in which the dielectric coating has a high average reflectivity (preferably greater than 90%) are dependent on the embodiment of the dielectric layer. The average reflectivity is to be understood as the reflectivity averaged over the observed range.

Es ist vorteilhaft, wenn der Wellenlängenbereich der Lichtquelle in dem Wellenlängenbereich der dielektrischen Beschichtung liegt, in dem die dielektrische Beschichtung unter dem betrachteten Einfallswinkel eine hohe mittlere Reflektivität (größer als 90%) aufweist.It is advantageous if the wavelength range of the light source lies in the wavelength range of the dielectric coating in which the dielectric coating has a high average reflectivity (greater than 90%) at the angle of incidence considered.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn das Licht der Lichtquelle bei der Reflexion unter Einfallswinkeln auf die dielektrische Beschichtung trifft, bei dem die dielektrische Beschichtung im verwendeten Wellenlängenbereich eine hohe mittlere Reflektivität (größer als 90%) aufweist.It is likewise advantageous if the light from the light source strikes the dielectric coating during reflection at angles of incidence at which the dielectric coating has a high average reflectivity (greater than 90%) in the wavelength range used.

Durch die Verwendung einer dielektrischen Beschichtung, die in einem eingeschränkten Wellenlängenbereich und in einem eingeschränkten Einfallswinkelbereich eine hohe mittlere Reflektivität (bevorzugt größer als 90%) aufweist und der eingeschränkte Wellenlängenbereich dem Wellenlängenbereich entspricht, in dem die Lichtquelle der Musterprojektionseinheit ihr Licht ausstrahlt, und wobei der eingeschränkte Einfallswinkelbereich, den Einfallswinkeln entspricht, unter denen das Licht der Lichtquelle auf die dielektrische Beschichtung trifft, kann der Verlustfaktor der Reflexion weiter optimal reduziert werden.By using a dielectric coating having a high average reflectivity (preferably greater than 90%) in a limited wavelength range and in a restricted angle of incidence range and the restricted wavelength range corresponds to the wavelength range in which the light source of the pattern projection unit emits its light, and wherein limited incident angle range corresponds to the angles of incidence, under which the light of the light source strikes the dielectric coating, the loss factor of the reflection can be further optimally reduced.

Ist die dielektrische Beschichtung vorgegeben, kann andererseits eine Lichtquelle mit einem entsprechenden Spektrum und/oder einer entsprechenden Winkelverteilung, oder einer entsprechend ihrer Winkelverteilung aufbereiteten, Lichtquelle gewählt werden.If the dielectric coating is predetermined, on the other hand a light source with a corresponding spectrum and / or a corresponding angular distribution, or a light source prepared in accordance with its angular distribution, can be selected.

Durch die Verwendung eines mit einer dielektrischen Beschichtung versehenen Lichttunnels können somit die Lichtverluste während der Homogenisierung der Intensitätsverteilung gegenüber der Verwendung eines herkömmlichen Lichttunnels reduziert werden.By using a light tunnel provided with a dielectric coating, it is thus possible to reduce the light losses during the homogenization of the intensity distribution compared with the use of a conventional light tunnel.

Die Anwendung einer dielektrischen Beschichtung zur Reduzierung der Lichtverluste eignet sich sowohl für gerade, als auch für konische Lichttunnel. Konische Lichttunnel verjüngen sich in Richtung auf ihre Lichteintritts- oder Lichtaustrittsfläche, und wirken so vergrößernd oder verkleinernd auf den Strahlquerschnitt des den Lichttunnel durchlaufenden Lichts.The use of a dielectric coating to reduce light losses is suitable for both straight and conical light tunnels. Conical light tunnels taper in the direction of their light entrance or light exit surface, and thus act enlarging or reducing the beam cross section of the light passing through the light tunnel.

Lichtverluste treten in einem Lichttunnel aber nicht nur an den spiegelnden Seitenelementen auf, auch können durch das Verkleben der den durchstrahlten Hohlraum umgebenden Seitenelemente Klebstoffe in den Innenraum gelangen und das Reflexionsverhalten stören. Um das Eindringen von Klebstoffen in den Innenraum des Lichttunnels zu vermeiden wird vorgeschlagen, einen Lichttunnel zu verwenden, dessen Seitenelementen nicht miteinander verklebt, sondern kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch Verklemmung erfolgen. Durch die Verklemmung und das damit Nichtvorhandensein von Klebstoffen können auch keine Klebstoffe in den Innenraum des Lichttunnels eindringen und die Reflexion stören. Auch kann die Langzeitstabilität des Lichttunnels erhöht werden, da Alterungsprozesse des Klebstoffs, die die Klebekraft herabsetzen, sich nicht mehr negativ auf die Stabilität des Lichttunnels auswirken können.Loss of light occur in a light tunnel but not only on the reflective side elements, also can adhere to the interior by gluing the surrounding the irradiated cavity side elements and interfere with the reflection behavior. In order to avoid the penetration of adhesives into the interior of the light tunnel, it is proposed to use a light tunnel whose side elements are not glued to one another but are connected to one another in a force-fitting manner. This can be done for example by jamming. Due to the jamming and thus the absence of adhesives, no adhesives can penetrate into the interior of the light tunnel and disturb the reflection. Also, the long-term stability of the light tunnel can be increased, since aging processes of the adhesive, which reduce the adhesive force, can no longer have a negative effect on the stability of the light tunnel.

Die kraftschlüssige Verbindung kann mit Hilfe einer formschlüssigen Anbindung der Seitenelemente in Verbindung mit einem die Seitenelemente umgreifenden Halterahmen zur Bereitstellung eines Kraftschlusses realisiert werden. Denkbar ist auch ein Verschrauben oder ein Einspannen der miteinander zu verbindenden Seitenelemente durch ineinandergreifende federelastische Profilkonturen der Seitenelemente.The non-positive connection can be realized with the aid of a positive connection of the side elements in conjunction with a holding frame enclosing the side elements to provide a frictional connection. It is also conceivable screwing or clamping the side elements to be joined together by interlocking resilient profile contours of the side elements.

Des Weiteren wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen einen Lichttunnel zu verwenden, der sowohl über eine dielektrische Beschichtung, als auch über einen auf Klebungen verzichtenden Aufbau durch kraftschlüssige Verbindung verfügt. Furthermore, it is proposed in a particularly advantageous embodiment to use a light tunnel, which has both a dielectric coating, as well as a non-adhesive structure by frictional connection.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 - Skizze einer Vorrichtung zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten mit einem topometrischen Sensor
  • 2 - Ausführungsbeispiel eines Lichttunnels dessen Seitenelemente verklemmt werden
The invention will be explained in more detail with reference to non-limiting embodiments with the accompanying drawings. Show it:
  • 1 - Sketch of a device for the three-dimensional optical measurement of objects with a topometric sensor
  • 2 - Embodiment of a light tunnel whose side elements are jammed

1 skizziert eine Vorrichtung 1 zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten 2 mit einem topometrischen Sensor 3. Der topometrische Sensor 3 besteht im Wesentlichen aus einer Musterprojektionseinheit 4 sowie mindestens einer Bildaufnahmeeinheit 5. Die Musterprojektionseinheit 4 hat eine Lichtquelle 6, ein Lichtaufbereitungselement in Form eines Lichttunnels 7, einen Mustergenerator 8 sowie eine Projektionsoptik 9. Der topometrische Sensor 3 ist mit einer Auswerteeinheit 10 verbunden. Das Lichtaufbereitungselement, dient zur Homogenisierung der räumlichen Intensitätsverteilung des Lichts der Lichtquelle 6. Als Lichtaufbereitungselement wird ein Lichttunnel 7 eingesetzt. Der Lichttunnel 7 besitzt an der Innenseite eine dielektrische Beschichtung. Die verwendeten Materialien für dielektrische Beschichtungen, sind vielfältig, als nicht einschränkende Beispiele seien hier beispielsweise Magnesiumfluorid und Titanoxid genannt. In der Regel besteht eine dielektrische Beschichtung aus vielen dünnen Schichten, die auch aus verschiedenen Materialien bestehen können. 1 outlines a device 1 for the three-dimensional optical measurement of objects 2 with a topometric sensor 3 , The topometric sensor 3 consists essentially of a pattern projection unit 4 and at least one image acquisition unit 5 , The pattern projection unit 4 has a light source 6 , a light treatment element in the form of a light tunnel 7 , a pattern generator 8th as well as a projection optics 9 , The topometric sensor 3 is with an evaluation unit 10 connected. The light treatment element, is used to homogenize the spatial intensity distribution of the light of the light source 6 , The light-processing element is a light tunnel 7 used. The light tunnel 7 has a dielectric coating on the inside. The materials used for dielectric coatings are diverse, non-limiting examples may be mentioned here, for example, magnesium fluoride and titanium oxide. As a rule, a dielectric coating consists of many thin layers, which can also consist of different materials.

Die Lichtquelle 6 emittiert Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich. Zudem weist das Licht der Lichtquelle 6 beim Eintritt in den Lichttunnel 7 eine Winkelverteilung auf, die während der Reflexionen innerhalb des Lichttunnels 7 zu Einfallswinkeln führt, die dem Winkelbereich entsprechen, in dem die dielektrische Beschichtung der Innenseite des Lichttunnels 7 eine hohe mittlere Reflektivität, beispielsweise zwischen 95% und 99% für die von der Lichtquelle 6 ausgestrahlten Wellenlängen aufweist.The light source 6 emits light in a specific wavelength range. In addition, the light points the light source 6 when entering the light tunnel 7 an angular distribution that occurs during the reflections within the light tunnel 7 resulting in angles of incidence corresponding to the angular range in which the dielectric coating on the inside of the light tunnel 7 a high average reflectivity, for example, between 95% and 99% for that of the light source 6 having radiated wavelengths.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Lichttunnel 7 zur Verwendung als Lichtaufbereitungselement für einen Musterprojektor 4. Dargestellt ist eine Querschnittsansicht in einer Schnittrichtung senkrecht zur Durchstrahlrichtung des Lichttunnels 7. 2 shows an embodiment of a light tunnel 7 for use as a light treatment element for a pattern projector 4 , Shown is a cross-sectional view in a cutting direction perpendicular to the transmission direction of the light tunnel 7 ,

Der Lichttunnel 7 hat zwei Seitenelemente 11a und zwei Seitenelemente 11b. Die Seitenelemente 11a, 11b bestehen beispielsweise aus Glas, das an den später nach innen zeigenden Seiten 12a, 12b mit einer dielektrischen Beschichtung versehen ist.The light tunnel 7 has two side elements 11a and two page elements 11b , The page elements 11a . 11b For example, consist of glass on the later inward facing pages 12a . 12b provided with a dielectric coating.

Die Seitenelemente 11a weisen eine quaderförmige Form einer Breite 13a und Höhe 14a auf. Die Seitenelemente 11b weisen eine von einer quaderförmigen Grundform (Breite 13b und Höhe 14b) ausgehende Form auf, bei der aus dem Quadervolumen quaderförmige Aussparungen der Breite 15 und Höhe 16 an der der späteren Lichttunnelinnenseite zugewandten Seite 12b vorhanden sind. Diese Aussparungen dienen bei einer kraftschlüssigen Verbindung durch Verklemmung der Seitenelemente 11a und 11b als Auflage und Anschlag. Die Aussparungen stellen somit eine zusätzliche formschlüssige Verbindung bereit. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Seitenelemente 11a, 11b ohne Stoffschluss und fügestellenfrei miteinander verbunden.The page elements 11a have a cuboid shape of a width 13a and height 14a on. The page elements 11b have one of a cuboid basic shape (width 13b and height 14b ) Outgoing form, in which from the block volume cuboid recesses of the width 15 and height 16 on the side facing the later light tunnel inside 12b available. These recesses are used in a frictional connection by jamming of the side elements 11a and 11b as a support and stop. The recesses thus provide an additional positive connection. In the illustrated embodiment, the side elements 11a . 11b without fabric connection and joint-free connected.

Die Breite 15 der als Anschlag dienenden Seite der Aussparung, ist dabei größer Null, aber kleiner als die Höhe 14a des Seitenelements 11a. Die Seitenelemente 11a und 11b werden senkrecht zueinander an einem Halteelement 17 ausgerichtet. Es werden Klemmkräfte K auf die Seitenelemente 11a, 11b ausgeübt, so dass diese gegeneinander und gegen das Halteelement 17 gedrückt werden. Das Halteelement 17 kann vielfältig ausgestaltet sein, es muss lediglich zwei Halteflächen 17a und 17b aufweisen. Die beiden Halteflächen müssen dabei nicht wie dargestellt miteinander verbunden sein, es ist auch denkbar zwei getrennte Halteelemente 17a und 17b zu verwenden.The width 15 the serving as a stop side of the recess is greater than zero, but smaller than the height 14a of the page element 11a , The page elements 11a and 11b become perpendicular to each other on a holding element 17 aligned. There are clamping forces K on the side elements 11a . 11b exercised, so that these against each other and against the retaining element 17 be pressed. The holding element 17 can be varied, it only has two retaining surfaces 17a and 17b exhibit. The two retaining surfaces need not be connected to each other as shown, it is also conceivable two separate holding elements 17a and 17b to use.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Lichttunnels 7, nimmt die Breite (13a, 13b) der Seitenelemente (11a, 11b) in Längsrichtung des Lichttunnels 7 ab. Die Seitenelemente werden analog gegen einander und gegen entsprechend angepasste Halteelemente 17a und 17b geklemmt. Dadurch entsteht ein konischer Lichttunnel 7.In a further advantageous embodiment of the light tunnel 7 , takes the width ( 13a . 13b ) of the page elements ( 11a . 11b ) in the longitudinal direction of the light tunnel 7 from. The side elements are analogous to each other and against appropriately adapted holding elements 17a and 17b clamped. This creates a conical light tunnel 7 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DD 117281 A1 [0009]DD 117281 A1 [0009]
  • DE 102010026252 B4 [0010]DE 102010026252 B4 [0010]

Claims (9)

Vorrichtung (1) zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten (2) mit einem topometrischen Messverfahren, bei dem Bilder eines Objektes (2) mitsamt eines von einer Musterprojektionseinheit (4) auf ein Objekt (2) projizierten Projektionsmusterns mit einer Bildaufnahmeeinheit (5) aufgenommen und mit einer Auswerteeinheit (10) ausgewertet werden, mit einer Musterprojektionseinheit (4), die eine Lichtquelle (6) und einen Lichttunnel (7) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichttunnel (7) an den Innenseiten (12a, 12b) der seinen durchstrahlten Hohlraum umgebenden Seitenelemente (11a, 11b) eine dielektrische Beschichtung aufweist.Device (1) for the three-dimensional optical measurement of objects (2) with a topometric measuring method, in which images of an object (2) together with a projection pattern projected onto an object (2) by a pattern projection unit (4) are recorded with an image recording unit (5) and with an evaluation unit (10) are evaluated, with a pattern projection unit (4) having a light source (6) and a light tunnel (7), characterized in that the light tunnel (7) on the inner sides (12a, 12b) of his radiated Cavity surrounding side elements (11a, 11b) has a dielectric coating. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenlängenbereich der Lichtquelle (6) indem Wellenlängenbereich der dielektrischen Beschichtung liegt, in dem die dielektrische Beschichtung eine mittlere Reflektivität größer als 90% aufweistDevice after Claim 1 , characterized in that the wavelength range of the light source (6) is in the wavelength range of the dielectric coating in which the dielectric coating has a mean reflectivity greater than 90% Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der Lichtquelle (6) in einem Winkelbereich in den Lichttunnel (7) eingestrahlt wird, der einem Einfalls-Winkelbereich der dielektrischen Beschichtung mit einer mittleren Reflektivität größer als 90% entspricht.Device after Claim 1 or 2 , characterized in that the light of the light source (6) in an angular range in the light tunnel (7) is irradiated, which corresponds to an incident angle range of the dielectric coating having an average reflectivity greater than 90%. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Beschichtung, in einem eingeschränkten Wellenlängenbereich und in einem eingeschränkten Einfallswinkelbereich eine mittlere Reflektivität größer als 90% aufweist und der eingeschränkte Wellenlängenbereich dem Wellenlängenbereich entspricht, in dem die Lichtquelle (6) der Musterprojektionseinheit ihr Licht ausstrahlt, und wobei der eingeschränkte Einfallswinkelbereich, den Einfallswinkeln entspricht, unter denen das Licht der Lichtquelle (6) auf die dielektrische Beschichtung trifft.Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the dielectric coating has a mean reflectivity greater than 90% in a limited wavelength range and in a restricted angle of incidence range and the restricted wavelength range corresponds to the wavelength range in which the light source (6) the pattern projection unit emits its light, and wherein the limited angle of incidence range corresponds to the angles of incidence at which the light of the light source (6) strikes the dielectric coating. Vorrichtung (1) zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten (2) mit einem topometrischen Messverfahren, bei dem Bilder eines Objektes (2) mitsamt eines von einer Musterprojektionseinheit (4) auf ein Objekt (2) projizierten Projektionsmusterns mit einer Bildaufnahmeeinheit (5) aufgenommen und mit einer Auswerteeinheit (10) ausgewertet werden, mit einer Musterprojektionseinheit (4), die einen Lichttunnel (7) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichttunnel (7) Seitenelemente (11a, 11b) hat, und die Seitenelemente (11a, 11b) kraftschlüssig miteinander verbunden sind.Device (1) for the three-dimensional optical measurement of objects (2) with a topometric measuring method, in which images of an object (2) together with a projection pattern projected onto an object (2) by a pattern projection unit (4) are recorded with an image recording unit (5) and with an evaluation unit (10), with a pattern projection unit (4) having a light tunnel (7), characterized in that the light tunnel (7) has side elements (11a, 11b), and the side elements (11a, 11b) non-positively connected to each other. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichttunnel (7) an den Innenseiten (12a, 12b) der Seitenelemente (11a, 11b) eine dielektrische Beschichtung aufweist und die Seitenelemente (11a, 11b) kraftschlüssig miteinander verbunden sind.Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the light tunnel (7) on the inner sides (12a, 12b) of the side elements (11a, 11b) has a dielectric coating and the side elements (11a, 11b) are non-positively connected to each other , Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenelemente (11a, 11b) kraftschlüssig und formschlüssig miteinander verbunden sind.Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the side elements (11a, 11b) are non-positively and positively connected with each other. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichttunnel (7) ein gerader Lichttunnel (7) ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light tunnel (7) is a straight light tunnel (7). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichttunnel (7) ein konischer Lichttunnel (7) ist.Device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the light tunnel (7) is a conical light tunnel (7).
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