DE102019110333A1

DE102019110333A1 - Device for areal optical 3D measurement technology

Info

Publication number: DE102019110333A1
Application number: DE102019110333.9A
Authority: DE
Inventors: Mladen Gomercic; Thorsten Bothe; Frank Peeters; Shaqir Pllana
Original assignee: GOM Gesellschaft fuer Optische Messtechnik mbH
Current assignee: Carl Zeiss GOM Metrology GmbH
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2020-10-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten (2) mit einem topometrischen Messverfahren, wobei von einer Projektionseinheit (4) ein Muster auf ein Objekt (2) projiziert und Bilder des Objekts (2) samt Muster mit einer Bildaufnahmeeinheit (5) aufgenommen werden, wobei die Bilder anschließend mit einer Auswerteeinheit (10) ausgewertet werden und wobei die Projektionseinheit (4) eine Lichtquelle (6) und einen Lichttunnel (7) mit einer Tragstruktur hat, die einen Hohlraum (11) durch Seitenflächen (12) umgrenzt. Die Tragstruktur des Lichttunnels (7) ist aus Metall gebildet.The invention relates to a device (1) for three-dimensional optical measurement of objects (2) with a topometric measuring method, with a projection unit (4) projecting a pattern onto an object (2) and images of the object (2) including the pattern with an image recording unit (5) are recorded, the images are then evaluated with an evaluation unit (10) and the projection unit (4) has a light source (6) and a light tunnel (7) with a support structure that has a cavity (11) through side surfaces ( 12) delimits. The supporting structure of the light tunnel (7) is made of metal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten mit einem topometrischen Messverfahren, wobei von einer Projektionseinheit ein Muster auf ein Objekt projiziert und Bilder des Objekts samt Muster mit einer Bildaufnahmeeinheit aufgenommen werden, wobei die Bilder anschließend mit einer Auswerteeinheit ausgewertet werden. Die Projektionseinheit hat eine Lichtquelle und einen Lichttunnel mit einer Tragstruktur, die einen Hohlraum durch Seitenflächen umgrenzt.The invention relates to a device for three-dimensional optical measurement of objects with a topometric measuring method, a pattern being projected onto an object by a projection unit and images of the object including the pattern being recorded with an image recording unit, the images then being evaluated with an evaluation unit. The projection unit has a light source and a light tunnel with a support structure that delimits a cavity by side surfaces.

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 numerous industries. Triangulation sensors based on the topometry principle 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 recording units and then evaluated by an image evaluation unit. The patterns projected by a pattern projection unit can be designed in a variety of ways; stochastic or deterministic patterns (e.g. dot and stripe patterns) are typical.

Die in topometrischen Sensoren verwendeten Musterprojektionseinheiten umfassen dabei mindestens die Kernbestandteile Lichtquelle, Mustergenerator und Projektionsoptik.The pattern projection units used in topometric sensors include 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, as well as 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 a pattern to the light from the light source. The projection optics, for example an objective, are used for the optical imaging of the structured light onto the surface of a measurement object.

Das für die Musterprojektion verwendete Licht sollte eine möglichst homogene Intensitätsverteilung aufweisen um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen. Wird beispielsweise 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.The light used for the pattern projection should have as homogeneous an intensity distribution as possible in order to achieve a high measurement accuracy. If, for example, a light source with an inhomogeneous intensity distribution is used in a pattern projection unit, the inherent structure of the projection light (basic light distribution) is superimposed with the brightness distribution of the impressed projection pattern. Irregularities in the basic light distribution can lead to incorrectly interpreted measurement results.

Lichttunnel (auch als Lichtmischtunnel oder Lichtintegrator bezeichnet) sind Hohlkörper, deren durchstrahlter Hohlraum mit reflektierenden Flächen (im Folgenden auch als Seitenflächen 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 Seitenflächen, sodass 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, the irradiated cavity of which is surrounded by reflective surfaces (hereinafter also referred to as side surfaces), such as mirrors or metal-coated surfaces. Light tunnels homogenize the spatial light intensity distribution to a certain extent as they pass through a multiple reflection of the incident light on the side surfaces, so that at the end of the light tunnel there is a homogenized intensity distribution that is independent of the original intensity distribution of the light.

DE 10 2010 026 252 B4 zeigt einen Lichtintegrator für rechteckige Strahlquerschnitte unterschiedlicher Abmessungen, der aus vier quaderförmigen Glasplatten besteht DE 10 2010 026 252 B4 shows a light integrator for rectangular beam cross-sections of different dimensions, which consists of four cuboid glass plates

Wird Glas als Grundmaterial für den Lichttunnel verwendet, so erwärmt sich dieses Glas in der Anwendung häufig, insbesondere lokal, da Glas eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt. Durch diese Erhitzung kann es zu Alterungsprozessen beispielsweise einer auf das Glas aufgebrachten Beschichtung kommen und damit zur Unbrauchbarkeit des Lichttunnels.If glass is used as the base material for the light tunnel, this glass often heats up during use, especially locally, since glass has poor thermal conductivity. This heating can lead to aging processes, for example a coating applied to the glass, and thus render the light tunnel unusable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine verbesserte Vorrichtung zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Objekten zu schaffen.The object of the present invention is to create an improved device for the three-dimensional optical measurement of objects.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved with a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, in einer Vorrichtung zum dreidimensionalen optischen Vermessen einen Lichttunnel einzusetzen, dessen Tragstruktur aus Metall gebildet ist.To achieve the object, it is proposed to use a light tunnel in a device for three-dimensional optical measurement, the supporting structure of which is made of metal.

Unter einer Tragstruktur im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine formgebende Wandstruktur verstanden, die den Korpus des Lichttunnels bildet. Der Lichttunnel kann nur aus der Tragstruktur gebildet sein oder weitere an der Tragstruktur befestigte Elemente haben.A support structure in the context of the present invention is understood to mean a shaping wall structure which forms the body of the light tunnel. The light tunnel can only be formed from the support structure or have further elements attached to the support structure.

Der verbesserte Lichttunnel verfügt über einen Hohlraum, dessen umgebenden Seitenflächen reflektierende Eigenschaften aufweisen, wobei als Material für die tragende, d.h. formgebende Grundstruktur des Lichttunnels Metall eingesetzt wird. Unter Metall wird nicht nur aus einem einzigen chemischen Element gebildetes Material verstanden, sondern auch Metalllegierungen, die einen substantiellen Anteil von Metall enthalten.The improved light tunnel has a cavity, the surrounding side surfaces of which have reflective properties, the material used for the load-bearing, i.e. metal is used to shape the basic structure of the light tunnel. Metal is understood to mean not only material formed from a single chemical element, but also metal alloys that contain a substantial proportion of metal.

Mit Hilfe des Lichttunnels kann durch eine Reflexion an den Seitenflächen die Intensitätsverteilung einer Strahlung, die den Lichttunnel durchläuft, homogenisiert werden. Die Form des Hohlraums kann unterschiedlich ausgestaltet sein, wobei im Querschnitt über die Länge gleichbleibende gerade oder konisch in Erstreckungsrichtung zulaufende bzw. auseinanderlaufende Querschnitt der Tunnelformen vorteilhaft sind. Der Querschnitt des durch die Seitenflächen umlaufend umgrenzten Hohlraums kann eckig oder rund sein. So ist denkbar, dass die Seitenflächen einen zylinderförmigen Hohlraum umgrenzen und eine einzige geschlossene Seitenfläche bilden.With the help of the light tunnel, the intensity distribution of a radiation passing through the light tunnel can be homogenized by a reflection on the side surfaces. The shape of the cavity can be designed differently, with straight or conical cross-sections of the tunnel shapes that taper or diverge in the direction of extension in cross-section over the length and are advantageous. The cross section of the cavity delimited circumferentially by the side surfaces can be angular or round. It is thus conceivable that the side surfaces delimit a cylindrical cavity and form a single closed side surface.

Ein Vorteil der Verwendung von Metall als Grundmaterial für die Tragstruktur des Lichttunnels gegenüber dem gebräuchlichen Glas als Grundmaterial ist eine wesentlich bessere Wärmeleitfähigkeit, wodurch sich die thermische Stabilität der Lichttunnelkonstruktion erhöht. Auch zeichnen sich Lichttunnelkonstruktionen aus Metall durch eine hohe Robustheit aus. Beispielsweise kann als Material Stahl, Kupfer, Aluminium oder eine Metalllegierung gewählt werden. Wird im Folgenden von Metall im Zusammenhang mit dem Grundmaterial des Lichttunnels gesprochen, so ist darunter sowohl ein reines Metall, als auch eine Metalllegierung zu verstehen.An advantage of using metal as the base material for the support structure of the light tunnel compared to the conventional glass as the base material is a significantly better thermal conductivity, which increases the thermal stability of the light tunnel construction. Light tunnel constructions made of metal are also characterized by a high level of robustness. For example, steel, copper, aluminum or a metal alloy can be selected as the material. If metal is referred to below in connection with the basic material of the light tunnel, it is understood to mean both a pure metal and a metal alloy.

Je nach gewähltem Material, lassen sich damit besonders gute Wärmeleitfähigkeiten und / oder Verarbeitungseigenschaften erreichen. Ein besonders vorteilhaftes Material ist Aluminium beziehungsweise eine Aluminiumlegierung, da dieses Material in der Regel kostengünstig und robust ist und über besonders gute Verarbeitungseigenschaften verfügt.Depending on the material selected, particularly good thermal conductivity and / or processing properties can be achieved with this. A particularly advantageous material is aluminum or an aluminum alloy, since this material is usually inexpensive and robust and has particularly good processing properties.

Die Herstellung der Lichttunnelkonstruktion aus Metall kann beispielsweise durch Gießen oder Fräsen erfolgen.The light tunnel construction made of metal can be produced, for example, by casting or milling.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, den Lichttunnel aus mehreren einzelnen Metallstücken herzustellen. Die einzelnen Metallstücke können auf vielfältige Weise miteinander verbunden werden, beispielsweise formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig. Geeignet sind beispielweise Verbindungen durch Schweißen, Löten, Kleben, Verschrauben o.ä.In an advantageous embodiment it is proposed to produce the light tunnel from several individual pieces of metal. The individual metal pieces can be connected to one another in a variety of ways, for example positively, non-positively and / or materially. For example, connections by welding, soldering, gluing, screwing, or the like are suitable.

Besonders vorteilhaft, ist das Verschrauben der Einzelteile, da hierdurch die üblicherweise eingesetzten hitzeempfindlichen Klebemittel entfallen können.It is particularly advantageous to screw the individual parts together, as this eliminates the need for the heat-sensitive adhesives that are usually used.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, den Lichttunnel aus einem einzelnen Metallteil monolithisch herzustellen. Dadurch können beispielsweise Verbindungselemente zwischen Einzelteilen der Lichttunnelkonstruktion entfallen.In a further advantageous embodiment it is proposed to produce the light tunnel monolithically from a single metal part. As a result, for example, connecting elements between individual parts of the light tunnel construction can be dispensed with.

Metall lässt sich auf vielfältige Weise bearbeiten. Dadurch sind Konstruktionen machbar, die sich in Glas nur schwer oder gar nicht umsetzen lassen. Lichttunnel aus Glas müssen zur Integration in eine Vorrichtung beispielsweise in eine Haltevorrichtung eingebracht werden, wobei die Haltevorrichtung wiederum über Befestigungselemente verfügt, um am Gehäuse der Vorrichtung befestigt zu werden.Metal can be processed in a variety of ways. This enables constructions that are difficult or impossible to implement in glass. For integration into a device, light tunnels made of glass have to be introduced into a holding device, for example, the holding device in turn having fastening elements in order to be fastened to the housing of the device.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Lichttunnel ein integriertes Befestigungselement auf. Dadurch kann auf ein zusätzliches tragendes Bauteil, welches bei herkömmlichen Lichttunneln aus Glas in der Regel zum Einsatz kommt, verzichtet werden.In a further embodiment, the light tunnel has an integrated fastening element. This means that there is no need for an additional load-bearing component, which is usually used in conventional light tunnels made of glass.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung betrifft einen Lichttunnel aus Metall, der ein oder mehrere integrierte Funktionselemente insbesondere für Befestigungs- und/oder Ausrichtungszwecke für den Zusammenbau aufweist. Diese Funktionselemente können beispielsweise Gewindeöffnungen oder Bauteilaussparungen sein. Die Bauteilaussparungen können beispielsweise als Integrationselemente zur Integration weiterer Elemente oder Bauteile genutzt werden. Als Funktionselement zur Ausrichtung kann die Lichttunnelkonstruktion aus Metall beispielsweise auch eine Referenzfläche für weitere Elemente oder Bauteile bereitstellen. Mit den in die Tragstruktur integrierten Befestigungselementen können einzelne Teile der Tragstruktur miteinander verbunden werden. In die Tragstruktur integrierte Befestigungselemente können aber auch zur einfachen und stabilen Befestigung der Tragstruktur des Lichttunnels an dem Gehäuse der Vorrichtung oder an anderen Bauteilen der Vorrichtung, wie insbesondere der Projektionseinheit, der Lichtquelle, einer Linseneinheit im Lichtpfad der Lichtquelle und dergleichen, dienen.A preferred embodiment of the invention relates to a light tunnel made of metal, which has one or more integrated functional elements, in particular for fastening and / or alignment purposes for assembly. These functional elements can be threaded openings or component cutouts, for example. The component cutouts can be used, for example, as integration elements for the integration of further elements or components. As a functional element for alignment, the light tunnel construction made of metal can, for example, also provide a reference surface for other elements or components. With the fastening elements integrated into the supporting structure, individual parts of the supporting structure can be connected to one another. Fastening elements integrated in the support structure can also be used for simple and stable fastening of the support structure of the light tunnel to the housing of the device or to other components of the device, such as in particular the projection unit, the light source, a lens unit in the light path of the light source and the like.

Die Funktionselemente können zum Beispiel durch Bohren, Fräsen, Schleifen, Gewindeschneiden oder Gravieren in das Metall des Lichttunnels integriert werden.The functional elements can be integrated into the metal of the light tunnel, for example by drilling, milling, grinding, thread cutting or engraving.

Die den Hohlraum des Lichttunnels umgebende Fläche, hier auch als Seitenfläche bezeichnet, muss reflektierende Eigenschaften aufweisen, um das den Hohlraum durchstrahlende Licht zu reflektieren. Diese reflektierende Eigenschaft kann auf verschiedene Weise erzeugt werden.The surface surrounding the cavity of the light tunnel, also referred to here as the side surface, must have reflective properties in order to reflect the light radiating through the cavity. This reflective property can be created in various ways.

Beispielsweise können die metallischen Seitenflächen des Lichttunnels poliert sein.For example, the metallic side surfaces of the light tunnel can be polished.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die den Hohlraum umgrenzenden Seitenflächen der Tragstruktur beschichtet. Beispielsweise kann die Beschichtung aus einem Metall, wie zum Beispiel Silber sein.In an advantageous embodiment, the side surfaces of the support structure which delimit the cavity are coated. For example, the Coating made of a metal, such as silver.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform haben die den Hohlraum umgrenzenden Seitenflächen der Tragstruktur eine dielektrische Beschichtung.In another advantageous embodiment, the side surfaces of the support structure which delimit the cavity have a dielectric coating.

Des Weiteren wird in einer Ausführungsform vorgeschlagen, die Seitenflächen mit einer zusätzlichen Schutzschicht zu versehen, die beispielsweise eine vorhandene Reflexionsschicht, vor Umwelteinflüssen schützt.Furthermore, in one embodiment it is proposed to provide the side surfaces with an additional protective layer which, for example, protects an existing reflective layer from environmental influences.

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 - Explosionszeichnung eines Lichttunnels aus zwei Metallstücken;
3 - Schematische Darstellung eines monolithischen Lichttunnels;
4 - Schematische Darstellung eines Lichttunnels mit zylinderförmigem Querschnitt und integriertem Befestigungselement.

The invention is explained in more detail below with reference to non-limiting exemplary embodiments with the accompanying drawings. Show it:

1 - Sketch of a device for three-dimensional optical measurement of objects with a topometric sensor;
2 - Exploded view of a light tunnel made of two pieces of metal;
3 - Schematic representation of a monolithic light tunnel;
4th - Schematic representation of a light tunnel with a cylindrical cross-section and an integrated fastening element.

1 skizziert eine Vorrichtung 1 zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten 2 mit einem topometrischen Sensor 3. Der topometrische Sensor 3 hat eine Musterprojektionseinheit 4 sowie mindestens eine 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. Der Lichttunnel 7 dient zur Homogenisierung der räumlichen Intensitätsverteilung des Lichts der Lichtquelle 6. 1 outlines a device 1 for three-dimensional optical measurement of objects 2 with a topometric sensor 3 . The topometric sensor 3 has a pattern projection unit 4th and at least one image recording unit 5 . The pattern projection unit 4th has a light source 6 , a light processing element in the form of a light tunnel 7th , a pattern generator 8th as well as a projection optics 9 . The topometric sensor 3 is with an evaluation unit 10 connected. The light tunnel 7th serves to homogenize the spatial intensity distribution of the light from the light source 6 .

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Lichttunnel 7 aus Metall zur Verwendung als Lichtaufbereitungselement für einen Musterprojektor 4. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Lichttunnel 7 beispielhaft aus zwei Metallstücken, die miteinander verschraubt werden. Auch Lichttunnelkonstruktionen bestehend aus einer anderen Anzahl von Einzelstücken sind denkbar. Beispielsweise kann der Lichttunnel auch aus vier einzelnen Metallelementen gebildet werden, wobei jedes der vier Metallelemente eine Seitenfläche des Lichttunnels bildet. 2 shows an embodiment for a light tunnel 7th of metal for use as a light preparation element for a pattern projector 4th . In this exemplary embodiment, there is the light tunnel 7th for example from two pieces of metal that are screwed together. Light tunnel constructions consisting of a different number of individual pieces are also conceivable. For example, the light tunnel can also be formed from four individual metal elements, each of the four metal elements forming a side surface of the light tunnel.

Durch das Verschrauben der Einzelteile entfallen beispielsweise die üblicherweise eingesetzten hitzeempfindlichen Klebemittel. Für eine Verschraubung sind im in 2 gezeigten Beispiel Gewindeöffnungen 14 in der Lichttunnelkonstruktion vorgesehen. Im verschraubten Zustand entsteht dadurch im Inneren der Konstruktion ein Hohlraum 11 mit vier Seitenflächen 12. Es können dabei beispielsweise auch nur einige der Öffnungen 14 mit einem Gewinde versehen sein, und ein anderer Anteil der Öffnungen 14 ist ohne Gewinde ausgeführt und dient zur Durchführung der Schrauben.By screwing the individual parts together, for example, the heat-sensitive adhesives normally used are no longer necessary. For a screw connection, the in 2 Example shown threaded openings 14th provided in the light tunnel construction. When screwed on, this creates a cavity inside the structure 11 with four side faces 12 . For example, only some of the openings can be used 14th be threaded, and a different proportion of the openings 14th is designed without thread and is used to guide the screws.

Die Seitenflächen 12 sind beispielsweise poliert und/oder beschichtet. Die Beschichtung kann beispielsweise aus einem Metall, wie Silber bestehen, aber auch dielektrische Beschichtungen kommen zum Einsatz. Zusätzlich kann die Beschichtung mit einer Schutzschicht versehen sein.The side faces 12 are for example polished and / or coated. The coating can for example consist of a metal such as silver, but dielectric coatings are also used. In addition, the coating can be provided with a protective layer.

Des Weiteren ist als Funktionselement eine Bauteilaussparung 15 zur Integration weiterer Elemente in die Lichttunnelkonstruktion vorgesehen.Furthermore, a component recess is a functional element 15th intended for the integration of further elements in the light tunnel construction.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Lichttunnel 7 zur Verwendung als Lichtaufbereitungselement für einen Musterprojektor 4. Der Lichttunnel 7 ist aus einem Metallstück monolithisch hergestellt und hat einen Hohlraum 11 mit vier Seitenflächen 12. Das Metall ist im Bereich der Seitenflächen 12 poliert, wodurch die Seitenflächen 12 eine lichtreflektierende Eigenschaft bekommen. Die Seitenflächen 12 können stattdessen, oder zusätzlich beispielsweise eine Silber- oder dielektrische Beschichtung aufweisen. Des Weiteren ist eine zusätzliche Schutzschicht auf den Seitenflächen besonders vorteilhaft. Die Lichttunnelkonstruktion umfasst ein Befestigungselement 13, das zur beispielhaften Darstellung an der unteren Seite des Lichttunnels 7 ausgebildet ist. In dem Befestigungselement 13 sind Gewindeöffnungen 16 eingelassen, sodass die Lichttunnelkonstruktion mit anderen Bauteilen der Vorrichtung zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten verschraubt werden kann. 3 shows a further embodiment for a light tunnel 7th for use as a light preparation element for a pattern projector 4th . The light tunnel 7th is made monolithically from a piece of metal and has a cavity 11 with four side faces 12 . The metal is in the area of the side surfaces 12 polished, making the side surfaces 12 get a light reflecting property. The side faces 12 can instead or additionally have, for example, a silver or dielectric coating. Furthermore, an additional protective layer on the side surfaces is particularly advantageous. The light tunnel construction includes a fastening element 13 , the example on the lower side of the light tunnel 7th is trained. In the fastener 13 are threaded openings 16 let in so that the light tunnel construction can be screwed to other components of the device for three-dimensional optical measurement of objects.

Eine Lichttunnelkonstruktion analog der in 3 beschriebenen Ausführungsform, die aber anstelle der monolithischen Ausführungsform aus mehreren einzelnen Metallelementen konstruiert ist, ist ebenfalls denkbar. Beispielsweise kann das Befestigungselement 13 kombiniert mit einer der Seitenflächen 12 eines der Einzelelemente bilden, und die anderen Seitenflächen 12 werden jeweils in andere Einzelelemente integriert.A light tunnel construction analogous to that in 3 described embodiment, which is constructed from several individual metal elements instead of the monolithic embodiment, is also conceivable. For example, the fastening element 13 combined with one of the side surfaces 12 form one of the individual elements, and the other side surfaces 12 are integrated into other individual elements.

Der Hohlraum 11 besitzt Seitenflächen 12, die verschiedene Gestaltungsformen annehmen können. Besonders vorteilhaft sind hierbei im Querschnitt über die Erstreckungsrichtung des Lichttunnels 7, d.h. in Lichtausbreitungsrichtung, gleichbleibende (gerade) oder konische Lichttunnelformen, die beispielsweise einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Es sind aber auch Bauformen beispielsweise mit einem runden Querschnitt denkbar.The cavity 11 has side faces 12 that can take different forms. Particularly advantageous here are in cross section over the direction of extent of the light tunnel 7th , ie in the direction of light propagation, constant (straight) or conical light tunnel shapes, which for example have a square or rectangular cross section. But there are too Designs with a round cross section, for example, are conceivable.

4 zeigt eine bespielhafte Darstellung eines zylinderförmig ausgeführten Lichttunnels 7. 4th shows an exemplary representation of a cylindrical light tunnel 7th .

Der Lichttunnel wird dabei aus einem zylinderförmigen Hohlraum 11 gebildet, der von einer Seitenfläche 12 umgeben ist. In einer Weiterführung schließt daran ein Befestigungselement 17 an, in dessen Innerem sich der Hohlraum 11 fortsetzt.The light tunnel is made from a cylindrical cavity 11 formed by a side face 12 is surrounded. In a continuation, a fastening element closes thereon 17th inside of which the cavity is located 11 continues.

Das Befestigungselement 17 ist an der Außenseite mit einer gewindeartigen Struktur versehen, die es ermöglicht, den Lichttunnel 7 mit Hilfe dieser Struktur direkt in ein entsprechendes Gegenstück innerhalb der Messvorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung zu befestigen.The fastener 17th is provided on the outside with a thread-like structure that enables the light tunnel 7th with the help of this structure directly in a corresponding counterpart within the measuring device for three-dimensional measurement.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102010026252 B4 [0008]

Claims

Device (1) for three-dimensional optical measurement of objects (2) using a topometric measuring method, a projection unit (4) projecting a pattern onto an object (2) and recording images of the object (2) including the pattern with an image recording unit (5) the images are then evaluated with an evaluation unit (10) and the projection unit (4) has a light source (6) and a light tunnel (7) with a support structure which delimits a cavity (11) by side surfaces (12), characterized in that the support structure of the light tunnel (7) is made of metal.

Device (1) according to Claim 1 , characterized in that the support structure of the light tunnel (7) is made of aluminum or an aluminum alloy.

Device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the support structure of the light tunnel (7) is composed of several pieces of metal.

Device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the support structure of the light tunnel (7) is made monolithically from a piece of metal.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the side surfaces (12) of the support structure surrounding the cavity (11) are polished.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the side surfaces (12) of the support structure surrounding the cavity (11) have a coating.

Device (1) according to Claim 6 , characterized in that the side surfaces (12) of the supporting structure have a coating made of metal.

Device (1) according to Claim 7 , characterized in that the side surfaces (12) of the support structure have a coating of silver.

Device (1) according to Claim 6 , characterized in that the side surfaces (12) of the support structure have a dielectric coating.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the side surfaces (12) of the support structure have a protective layer.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the light tunnel (7) has at least one fastening element (13, 14, 16, 17) or alignment element or integration element (15).

Device (1) according to Claim 11 characterized in that the fastening element is a threaded opening (14, 16) or an external thread (17).

Device (1) according to Claim 11 characterized in that the alignment element is a component recess and / or a reference surface.

Device (1) according to Claim 11 characterized in that the integration element (15) is a component recess.

Device (1) according to one of the Claims 11 to 14th , characterized in that at least one fastening and / or integration and / or alignment element (13,14,15,16,17) is integrated into the light tunnel construction.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the cavity (11) formed by the light tunnel (7) is constant or conically tapering over its longitudinal direction.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity (11) formed by the light tunnel (7) has a polygonal cross section or is cylindrical.