DE102022110476A1 - Lighting module and coordinate measuring machine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungsmodul (24) für ein Koordinatenmessgerät (10) zum Vermessen eines Messobjekts (60), wobei das Koordinatenmessgerät (10) einen Messkopf (16) mit einem optischen Sensor (18) trägt, der ein Objektiv (56) und einen lichtempfindlichen Detektor (58) beinhaltet, wobei das Objektiv (56) einen Detektionsstrahlengang (64) von dem Messobjekt (60) zu dem lichtempfindlichen Detektor (58) definiert, und wobei das Beleuchtungsmodul (24) aufweist: ein Modulgehäuse (26) mit einer modulseitigen Wechselschnittstelle (30), die dazu eingerichtet ist, das Modulgehäuse (26) betriebsmäßig lösbar in einer definierten Position an dem Messkopf (16) zu befestigen; zumindest eine Lichtquelle (40), die dazu eingerichtet ist, Licht zu erzeugen; ein optisches Element (48), das dazu eingerichtet ist, das Licht auf das Messobjekt (60) zu richten, wenn das Modulgehäuse (26) in der definierten Position an dem Messkopf (16) befestigt ist, wobei das optische Element (48) einen Beleuchtungsstrahlengang (62) von der Lichtquelle (40) zu dem Messobjekt (60) definiert; und eine erste Polarisationseinrichtung (42), die in dem Beleuchtungsstrahlengang zwischen der Lichtquelle (40) und dem Messobjekt (60) angeordnet ist und die dazu eingerichtet ist, das Licht in zumindest einer definierten, ersten Polarisationsrichtung zu polarisieren, wobei die erste Polarisationseinrichtung zumindest einen ersten Polarisator (44) zum Polarisieren des Lichts aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Koordinatenmessgerät (10) mit einem solchen Beleuchtungsmodul (24).The present invention relates to an illumination module (24) for a coordinate measuring machine (10) for measuring a measurement object (60), wherein the coordinate measuring machine (10) carries a measuring head (16) with an optical sensor (18) which has a lens (56) and a light-sensitive detector (58), wherein the lens (56) defines a detection beam path (64) from the measurement object (60) to the light-sensitive detector (58), and wherein the lighting module (24) has: a module housing (26) with a module-side interchangeable interface (30), which is designed to attach the module housing (26) to the measuring head (16) in an operationally releasable manner in a defined position; at least one light source (40) designed to generate light; an optical element (48) which is designed to direct the light onto the measurement object (60) when the module housing (26) is attached to the measuring head (16) in the defined position, the optical element (48) having a Illumination beam path (62) from the light source (40) to the measurement object (60) is defined; and a first polarization device (42), which is arranged in the illumination beam path between the light source (40) and the measurement object (60) and which is designed to polarize the light in at least one defined, first polarization direction, the first polarization device having at least one first polarizer (44) for polarizing the light. The present invention further relates to a coordinate measuring machine (10) with such an illumination module (24).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungsmodul für ein Koordinatenmessgerät zum Vermessen eines Messobjekts. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Koordinatenmessgerät zum Vermessen eines Messobjekts.The present invention relates to a lighting module for a coordinate measuring machine for measuring a measurement object. The present invention further relates to a coordinate measuring machine for measuring a measurement object.
Koordinatenmessgeräte sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Sie dienen dazu, beispielsweise im Rahmen einer Qualitätssicherung Werkstücke bzw. Messobjekt zu überprüfen oder die Geometrie eines Messobjekts vollständig im Rahmen eines sogenannten „Reverse Engineering“ zu ermitteln. Darüber hinaus sind vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar.Coordinate measuring machines are well known in the art. They are used, for example, to check workpieces or measurement objects as part of quality assurance or to completely determine the geometry of a measurement object as part of so-called “reverse engineering”. In addition, a variety of other possible applications are conceivable.
In derartigen Koordinatenmessgeräten können verschiedene Arten von Sensoren zur Anwendung kommen, um die Koordinaten eines zu vermessenden Messobjekts zu erfassen. Beispielsweise sind hierzu taktil messende Sensoren und optische Sensoren bekannt.Different types of sensors can be used in such coordinate measuring machines to record the coordinates of a measurement object to be measured. For example, tactile measuring sensors and optical sensors are known for this purpose.
Die Sensoren können dann in verschiedenen Arten von Messaufbauten verwendet werden. Ein Beispiel für einen solchen Messaufbau ist das Produkt „O-INSPECT“ der Anmelderin. Bei einem derartigen Gerät finden sowohl ein optischer Sensor als auch ein taktiler Sensor Anwendung, um verschiedene Prüfaufgaben an einer Maschine und idealerweise mit einer einzigen Aufspannung eines zu vermessenden Messobjekts durchzuführen.The sensors can then be used in different types of measurement setups. An example of such a measurement setup is the applicant’s “O-INSPECT” product. In such a device, both an optical sensor and a tactile sensor are used to carry out various testing tasks on a machine and ideally with a single clamping of a measurement object to be measured.
Sensorsysteme mit optischen Sensoren finden in der Koordinatenmesstechnik zunehmend Bedeutung. Dabei zeichnen sich optische Sensoren insbesondere durch eine hohe Geschwindigkeit des Messvorgangs aus. Klassischerweise weist ein Koordinatenmessgerät einen Messkopf auf, der einen optischen Sensor aufweist oder an dem ein optischer Sensor befestigt ist. Das Koordinatenmessgerät kann des Weiteren ein Trägersystem aufweisen, das den Messkopf trägt. Insbesondere kann der Messkopf mittels des Trägersystems bewegt werden. Im Stand der Technik sind verschiedene Trägersysteme bekannt, beispielsweise Portalsysteme, Ständer-, Horizontalarm- und Armsysteme, und alle Arten von Robotersystemen. Die Trägersysteme können dabei des Weiteren Systemkomponenten aufweisen, die ein möglichst flexibles Positionieren des Messkopfes ermöglichen. Darüber hinaus können verschiedene Adapter vorgesehen sein, um die unterschiedlichen Systemkomponenten des Trägersystems untereinander und mit dem Sensorsystem zu verbinden.Sensor systems with optical sensors are becoming increasingly important in coordinate measurement technology. Optical sensors are characterized in particular by their high speed of measurement. Typically, a coordinate measuring machine has a measuring head that has an optical sensor or to which an optical sensor is attached. The coordinate measuring machine can also have a carrier system that carries the measuring head. In particular, the measuring head can be moved by means of the carrier system. Various carrier systems are known in the prior art, for example gantry systems, stand, horizontal arm and arm systems, and all types of robot systems. The carrier systems can also have system components that enable the measuring head to be positioned as flexibly as possible. In addition, various adapters can be provided in order to connect the different system components of the carrier system to one another and to the sensor system.
Optische Sensoren können beispielsweise zum Vermessen eines Messobjekts einen lichtempfindlichen Detektor (wie beispielsweise eine Kamera) aufweisen. Des Weiteren ist es üblich eine Beleuchtung für das Messobjekt vorzusehen, um das Messobjekt während des optischen Vermessens, vorzugsweise gleichmäßig, auszuleuchten. Des Weiteren kann eine feste Abbildungsoptik (beispielsweise ein Objektiv) vorgesehen sein, die das zu vermessende Messobjekt auf den lichtempfindlichen Detektor abbildet.Optical sensors can, for example, have a light-sensitive detector (such as a camera) for measuring a measurement object. Furthermore, it is common practice to provide lighting for the measurement object in order to illuminate the measurement object, preferably evenly, during the optical measurement. Furthermore, fixed imaging optics (for example a lens) can be provided, which images the measurement object to be measured onto the light-sensitive detector.
Die Beleuchtung kann beispielsweise an dem Koordinatenmessgerät fest verbaut sein. Derartige Koordinatenmessgeräte mit fester Beleuchtung sind beispielsweise aus den Druckschriften
Des Weiteren ist es in der Koordinatenmesstechnik bekannt, dass bei der Vermessung von Objekten auch mit unterschiedlichen Beleuchtungsarten gearbeitet werden kann. Beispielsweise können die unterschiedlichen Beleuchtungen für ein Koordinatenmessgerät mittels unterschiedlicher Beleuchtungsmodule bereitgestellt werden. Dazu kann zum Beispiel der Messkopf eines Koordinatenmessgeräts eine Wechselschnittstelle aufweisen, an der wahlweise ein Beleuchtungsmodul befestigt werden kann. Derartige Beleuchtungsmodule sind beispielsweise aus den Druckschriften
In der optischen Messtechnik ist auch bekannt, zur Beleuchtung von zu vermessenden Messobjekten polarisiertes Licht einzusetzen. Im Bereich der dimensionellen optischen Messtechnik ist die Verwendung von polarisiertem Licht zur Beleuchtung eines Messobjekts beispielsweise aus den Druckschriften
Insbesondere im Bereich der Mikroskopie sind des Weiteren sogenannte Polarisationsmikroskope bekannt. Diese haben einen Polarisationsfilter in der Kondensor-Optik bzw. Beleuchtung und zusätzlich einen weiteren Polarisationsfilter (auch Analysator genannt) in der Abbildungsoptik. Auf diese Weise kann ein Messobjekt mit einem bestimmten Polarisationskontrast untersucht werden. Klassisch bzw. historisch wird Polarisationskontrast in der Mikroskopie insbesondere bei Durchlichtbeleuchtung eingesetzt, kann aber auch bei Auflichtbeleuchtung eingesetzt werden. Das Einstellen des Polarisationskontrasts erfolgt in Mikroskopen in der Regel manuell oder teilautomatisiert durch das Einbringen entsprechender Filter bzw. polarisationsoptischer Komponenten.So-called polarization microscopes are also known, particularly in the field of microscopy. These have a polarization filter in the condenser optics or illumination and an additional polarization filter (also called an analyzer) in the imaging optics. In this way, a measurement object can be examined with a specific polarization contrast. Classically or historically, polarization contrast is used in microscopy, particularly with transmitted light illumination, but can also be used with reflected light illumination. The adjustment of the polarization contrast in microscopes is usually done manually or partially automatically Introducing appropriate filters or polarization-optical components.
Im Bereich der dimensionellen optischen Messtechnik - ein Bereich, in dem Vollautomatisierung eine deutlich größere Rolle spielt - ist die Verwendung des Polarisationskontrastes bisher weitgehend unbekannt.In the field of dimensional optical measurement technology - an area in which full automation plays a much larger role - the use of polarization contrast is largely unknown.
Die bekannten Beleuchtungen für Koordinatenmessgeräte lassen noch Raum für Verbesserungen, insbesondere hinsichtlich des Einsatzes von polarisiertem Licht zum Vermessen eines Messobjekts mittels eines optischen Sensors.The known lighting for coordinate measuring machines still leaves room for improvements, particularly with regard to the use of polarized light for measuring a measurement object using an optical sensor.
Vor dem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Beleuchtungsmodul sowie ein verbessertes Koordinatenmessgerät bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Beleuchtungsmodul sowie ein verbessertes Koordinatenmessgerät bereitzustellen, welches eine kontrollierte Bereitstellung von polarisiertem Beleuchtungslicht ermöglicht.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved lighting module and an improved coordinate measuring machine. In particular, it is an object of the present invention to provide an improved illumination module and an improved coordinate measuring machine which enables a controlled provision of polarized illumination light.
Gemäß einem ersten, zweiten und dritten Aspekt der Erfindung wird ein Beleuchtungsmodul für ein Koordinatenmessgerät zum Vermessen eines Messobjekts bereitgestellt, wobei das Koordinatenmessgerät einen Messkopf mit einem optischen Sensor trägt, der ein Objektiv und einen lichtempfindlichen Detektor beinhaltet, wobei das Objektiv einen Detektionsstrahlengang von dem Messobjekt zu dem lichtempfindlichen Detektor definiert, und wobei das Beleuchtungsmodul aufweist:
- - ein Modulgehäuse mit einer modulseitigen Wechselschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, das Modulgehäuse betriebsmäßig lösbar in einer definierten Position an dem Messkopf zu befestigen;
- - zumindest eine Lichtquelle, die dazu eingerichtet ist, Licht zu erzeugen;
- - ein optisches Element, das dazu eingerichtet ist, das Licht auf das Messobjekt zu richten, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist, wobei das optische Element einen Beleuchtungsstrahlengang von der Lichtquelle zu dem Messobjekt definiert; und
- - eine erste Polarisationseinrichtung, die in dem Beleuchtungsstrahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Messobjekt angeordnet ist und die dazu eingerichtet ist, das Licht in zumindest einer definierten, ersten Polarisationsrichtung zu polarisieren, wobei die erste Polarisationseinrichtung zumindest einen ersten Polarisator zum Polarisieren des Lichts aufweist.
- - a module housing with a module-side interchangeable interface, which is designed to attach the module housing to the measuring head in a defined position in an operationally releasable manner;
- - at least one light source that is designed to generate light;
- - an optical element that is designed to direct the light onto the measurement object when the module housing is attached to the measurement head in the defined position, the optical element defining an illumination beam path from the light source to the measurement object; and
- - a first polarization device, which is arranged in the illumination beam path between the light source and the measurement object and which is set up to polarize the light in at least one defined, first polarization direction, the first polarization device having at least one first polarizer for polarizing the light.
Das Beleuchtungsmodul dient zur Beleuchtung des Messobjekts, das mittels des Koordinatenmessgeräts vermessen wird. Zum Vermessen des Messobjekts weist das Koordinatenmessgerät den Messkopf auf, der den optischen Sensor trägt. Mittels des optischen Sensors kann beispielsweise ein zweidimensionales Bild des Messobjekts aufgenommen werden. Dazu weist der optische Sensor das Objektiv und den lichtempfindlichen Detektor auf. Das Objektiv bildet das Messobjekt bzw. zumindest einen Teil der Oberfläche des Messobjekts auf den lichtempfindlichen Detektor ab. Das Objektiv definiert somit einen Detektionsstrahlengang von dem Messobjekt zu dem lichtempfindlichen Detektor. Der lichtempfindliche Detektor kann beispielsweise ein Bildsensor, insbesondere ein CCD-Sensor oder CMOS-Sensor, sein.The lighting module is used to illuminate the measurement object that is measured using the coordinate measuring machine. To measure the measurement object, the coordinate measuring machine has the measuring head, which carries the optical sensor. For example, a two-dimensional image of the measurement object can be recorded using the optical sensor. For this purpose, the optical sensor has the lens and the light-sensitive detector. The lens images the measurement object or at least part of the surface of the measurement object onto the light-sensitive detector. The objective thus defines a detection beam path from the measurement object to the light-sensitive detector. The light-sensitive detector can be, for example, an image sensor, in particular a CCD sensor or CMOS sensor.
Das Koordinatenmessgerät kann des Weiteren auch ein Trägersystem aufweisen, das den Messkopf trägt und mittels dem der Messkopf verfahrbar ist, sprich bewegt werden kann. Auf diese Weise können während eines Messprozesses mittels des optischen Sensors Bilder aus unterschiedlichen Positionen aufgenommen werden.The coordinate measuring machine can also have a carrier system that carries the measuring head and by means of which the measuring head can be moved, i.e. moved. In this way, images can be recorded from different positions during a measurement process using the optical sensor.
Das Modulgehäuse des Beleuchtungsmoduls definiert einen Innenraum und weist eine Außenseite auf. Die Komponenten (wie beispielsweise die Lichtquelle, das optische Element, die erste und die zweite Polarisationseinrichtung) des Beleuchtungsmoduls sind in und/oder an dem Modulgehäuse (sprich in dem Innenraum und/oder an der Außenseite) angeordnet. Das Modulgehäuse hat eine modulseitige Wechselschnittstelle. Die modulseitige Wechselschnittstelle ist an der Außenseite angeordnet ist. Die modulseitige Wechselschnittstelle dient zum Befestigen des Modulgehäuses, sprich des Beleuchtungsmoduls, an dem Messkopf des Koordinatenmessgeräts. Insbesondere kann das Modulgehäuse über die modulseitige Wechselschnittstelle betriebsmäßig lösbar (wahlweise) in einer definierten Position an dem Messkopf befestigt werden.The module housing of the lighting module defines an interior and has an exterior. The components (such as the light source, the optical element, the first and the second polarization device) of the lighting module are arranged in and/or on the module housing (i.e. in the interior and/or on the outside). The module housing has an interchangeable interface on the module side. The module-side interchangeable interface is arranged on the outside. The module-side interchangeable interface is used to attach the module housing, i.e. the lighting module, to the measuring head of the coordinate measuring machine. In particular, the module housing can be operationally detachably (optionally) attached to the measuring head in a defined position via the module-side interchangeable interface.
Das Beleuchtungsmodul weist die zumindest eine Lichtquelle auf. Eine Lichtquelle kann eine Vorrichtung oder ein Körper sein, welche Licht erzeugt bzw. abstrahlt. Eine Lichtquelle kann insbesondere einen mehrere thermischer oder nichtthermische Strahler, wie beispielsweise eine Lampe, einen Laser oder eine Leuchtdiode, umfassen. Die Lichtquelle kann in oder an dem Modulgehäuse angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Lichtquelle eine unpolarisierte Lichtquelle, die dazu eingerichtet ist, unpolarisiertes Licht zu erzeugen.The lighting module has at least one light source. A light source can be a device or a body that generates or emits light. A light source can in particular comprise a plurality of thermal or non-thermal emitters, such as a lamp, a laser or a light-emitting diode. The light source can be arranged in or on the module housing. Preferably, the light source is an unpolarized light source that is designed to generate unpolarized light.
Mittels des optischen Elements wird das Licht, das mittels der Lichtquelle erzeugt wird, auf das Messobjekt gerichtet, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist. Das optische Element definiert damit einen Beleuchtungsstrahlengang von der Lichtquelle zu dem Messobjekt. Das optische Element kann insbesondere eine Linse (beispielsweise eine Fresnel-Linse) oder ein Neutralleiter (beispielsweise ein Strahlteiler) sein. Eine Fresnel-Linse kann beispielsweise bei einer Ringlichtbeleuchtung verwendet werden. Ein Strahlteiler kann beispielsweise bei einer Koaxial-Beleuchtung verwendet werden.By means of the optical element, the light generated by the light source is directed onto the measurement object when the module housing is attached to the measuring head in the defined position. The optical element thus defines an illumination beam path from the light source to the measurement object. The optical element can in particular be a lens (for example a Fresnel lens) or a neutral conductor (for example a beam splitter). A Fresnel lens can be used, for example, in a ring light illumination. A beam splitter can be used, for example, in coaxial lighting.
Das Beleuchtungsmodul kann auch mehre Lichtquellen aufweisen. Das Licht von mehreren Lichtquellen kann zum Beleuchten des Messobjekts beispielsweise über eine Beleuchtungsoptik zusammengeführt werden. Alternativ kann auch jede Lichtquelle mittels eines entsprechendem optischen Elements auf das Messobjekt gerichtet sein.The lighting module can also have multiple light sources. The light from several light sources can be combined to illuminate the measurement object, for example via lighting optics. Alternatively, each light source can also be directed at the measurement object using a corresponding optical element.
Die erste Polarisationseinrichtung ist in dem Beleuchtungsstrahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Messobjekt angeordnet. Die erste Polarisationseinrichtung kann insbesondere in dem Beleuchtungsstrahlengang zwischen der Lichtquelle und dem optischen Element angeordnet sein. Alternativ kann die erste Polarisationseinrichtung auch in dem Beleuchtungsstrahlengang zwischen dem optischen Element und dem Messobjekt angeordnet sein. Die erste Polarisationseinrichtung dient zur Polarisation des Lichts in zumindest einer definierten, ersten Polarisationsrichtung. Mit anderen Worten wird die erste Polarisationseinrichtung zur Polarisationsfilterung des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang verwendet, um das Messobjekt nur mit Licht einer bestimmten Polarisation (entsprechend der ersten Polarisationsrichtung) zu beleuchten. Dazu weist die erste Polarisationseinrichtung zumindest einen ersten Polarisator auf. Der erste Polarisator kann ein linearer Polarisator sein. Die erste Polarisationseinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, das Licht der Lichtquelle in mehreren Polarisationsrichtungen zu polarisieren.The first polarization device is arranged in the illumination beam path between the light source and the measurement object. The first polarization device can in particular be arranged in the illumination beam path between the light source and the optical element. Alternatively, the first polarization device can also be arranged in the illumination beam path between the optical element and the measurement object. The first polarization device serves to polarize the light in at least one defined, first polarization direction. In other words, the first polarization device is used for polarization filtering of the light in the illumination beam path in order to illuminate the measurement object only with light of a specific polarization (corresponding to the first polarization direction). For this purpose, the first polarization device has at least one first polarizer. The first polarizer can be a linear polarizer. The first polarization device can also be set up to polarize the light from the light source in several polarization directions.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist eine zweite Polarisationseinrichtung in dem Detektionsstrahlengang zwischen dem Messobjekt und dem Objektiv angeordnet, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist, wobei die zweite Polarisationseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Licht in einer definierten, zweiten Polarisationsrichtung zu analysieren, wobei die zweite Polarisationseinrichtung einen zweiten Polarisator zum Polarisieren des Lichts aufweist, und wobei die zweite Polarisationseinrichtung steuerbar ist, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen.According to the first aspect of the invention, a second polarization device is arranged in the detection beam path between the measurement object and the objective when the module housing is attached to the measuring head in the defined position, the second polarization device being designed to direct the light in a defined, second polarization direction to analyze, wherein the second polarization device has a second polarizer for polarizing the light, and wherein the second polarization device is controllable to adjust the second polarization direction.
Die zweite Polarisationseinrichtung ist in dem Detektionsstrahlengang zwischen dem Messobjekt und dem Objektiv angeordnet. Die zweite Polarisationseinrichtung dient zur Analyse des Lichts in einer definierten, zweiten Polarisationsrichtung. Mit anderen Worten wird die zweite Polarisationseinrichtung zur Polarisationsfilterung des Lichts im Detektionsstrahlengang verwendet, um nur mit Licht einer bestimmten Polarisation (entsprechend der zweiten Polarisationsrichtung) mit dem lichtempfindlichen Sensor zu detektieren bzw. Licht auf den Anteil einer bestimmten Polarisation hin zu analysieren. Die zweite Polarisationseinrichtung kann auch Analysatoreinrichtung genannt werden. Zur Polarisation bzw. Filterung des Lichts weist die zweite Polarisationseinrichtung einen zweiten Polarisator auf. Der zweite Polarisator kann ein linearer Polarisator sein. Der zweite Polarisator kann auch Analysator genannt werden. Das Beleuchtungsmodul weist vorzugsweise die zweite Polarisationseinrichtung auf. Mit anderen Worten ist die zweite Polarisationseinrichtung vorzugsweise modulseitig angeordnet. Alternativ kann auch der optische Sensor oder der Messkopf die zweite Polarisationseinrichtung aufweisen. Mit anderen Worten ist die zweite Polarisationseinrichtung dabei sensorseitig angeordnet. Weiter alternativ kann die zweite Polarisationseinrichtung teilweise modulseitig und teilweise sensorseitig angeordnet sein. Dabei können zum Beispiel das Beleuchtungsmodul und der optische Sensor unterschiedliche Komponenten der zweiten Polarisationseinrichtung aufweisen. Beispielsweise kann der zweite Polarisator sensorseitig angeordnet sein. Insbesondere kann der zweite Polarisator fest im Objektiv verbaut sein.The second polarization device is arranged in the detection beam path between the measurement object and the objective. The second polarization device is used to analyze the light in a defined, second polarization direction. In other words, the second polarization device is used for polarization filtering of the light in the detection beam path in order to detect only with light of a specific polarization (corresponding to the second polarization direction) with the light-sensitive sensor or to analyze light for the proportion of a specific polarization. The second polarization device can also be called an analyzer device. To polarize or filter the light, the second polarization device has a second polarizer. The second polarizer can be a linear polarizer. The second polarizer can also be called an analyzer. The lighting module preferably has the second polarization device. In other words, the second polarization device is preferably arranged on the module side. Alternatively, the optical sensor or the measuring head can also have the second polarization device. In other words, the second polarization device is arranged on the sensor side. As a further alternative, the second polarization device can be arranged partly on the module side and partly on the sensor side. For example, the lighting module and the optical sensor can have different components of the second polarization device. For example, the second polarizer can be arranged on the sensor side. In particular, the second polarizer can be permanently installed in the lens.
Die zweite Polarisationseinrichtung ist, vorzugsweise elektronisch, steuerbar, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen. Mittels der zweiten Polarisationseinrichtung lässt sich somit die zweite Polarisationsrichtung flexibel einstellen. Insbesondere kann die zweite Polarisationseinrichtung angesteuert werden, um die zweite Polarisationsrichtung zu verändern. Mit anderen Worten kann die zweite Polarisationseinrichtung angesteuert werden, um eine gewünschte zweite Polarisationsrichtung einzustellen. Insbesondere weist das Beleuchtungsmodul zumindest die Komponenten der zweiten Polarisationseinrichtung auf, die zur Steuerung und Einstellung der zweiten Polarisationsrichtung dienen. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der zweiten Polarisationseinrichtung durch das Koordinatenmessgerät. Insbesondere kann die Steuerung der zweiten Polarisationseinrichtung mittels einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts erfolgen.The second polarization device can be controlled, preferably electronically, in order to set the second polarization direction. The second polarization direction can thus be flexibly adjusted using the second polarization device. In particular, the second polarization device can be controlled in order to change the second polarization direction. In other words, the second polarization device can be controlled in order to set a desired second polarization direction. In particular, the lighting module has at least the components of the second polarization device, which serve to control and adjust the second polarization direction. The second polarization device is preferably controlled by the coordinate measuring machine. In particular, the second polarization device can be controlled by means of a control device of the coordinate measuring machine.
Auf diese Weise kann die Polarisation bzw. Filterung des Lichts im Detektionsstrahlengang, insbesondere durch das Koordinatenmessgerät, geregelt bzw. gesteuert werden. Insbesondere ermöglicht das Beleuchtungsmodul nach dem ersten Aspekt das Einstellen von polarisationsoptischen Konfigurationen (Polarisator-Analysator-Zustände) in Verbindung mit bildgebenden Systemen, wobei das Einstellen ohne manuellen Eingriff und, insbesondere komplett elektronisch, gesteuert erfolgen kann.In this way, the polarization or filtering of the light in the detection beam path can be regulated or controlled, in particular by the coordinate measuring machine. In particular, the lighting module according to the first aspect enables the setting of polarization-optical configurations (polarizer-analyzer states) in combination with imaging systems, whereby the adjustment can be carried out without manual intervention and, in particular, completely electronically, controlled.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist die erste Polarisationseinrichtung steuerbar, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen.According to the second aspect of the invention, the first polarization device is controllable to adjust the first polarization direction.
Die erste Polarisationseinrichtung ist, vorzugsweise elektronisch, steuerbar, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen. Insbesondere kann die erste Polarisationseinrichtung angesteuert werden, um die erste Polarisationsrichtung zu verändern. Mit anderen Worten kann die erste Polarisationseinrichtung angesteuert werden, um eine gewünschte erste Polarisationsrichtung einzustellen. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der ersten Polarisationseinrichtung durch das Koordinatenmessgerät. Insbesondere kann die Steuerung der ersten Polarisationseinrichtung mittels einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts erfolgen. Auf diese Weise kann die Polarisation des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang, insbesondere durch das Koordinatenmessgerät, geregelt bzw. gesteuert werden. Insbesondere erlaubt dieser Aufbau, die Polarisationsrichtung der Beleuchtung beliebig zu drehen. Dadurch kann die Polarisation der Beleuchtung an die Geometrie und Ausrichtung des Messobjekts angepasst werden.The first polarization device can be controlled, preferably electronically, in order to set the first polarization direction. In particular, the first polarization device can be controlled in order to change the first polarization direction. In other words, the first polarization device can be controlled in order to set a desired first polarization direction. The first polarization device is preferably controlled by the coordinate measuring machine. In particular, the first polarization device can be controlled by means of a control device of the coordinate measuring machine. In this way, the polarization of the light in the illumination beam path can be regulated or controlled, in particular by the coordinate measuring machine. In particular, this structure allows the polarization direction of the lighting to be rotated as desired. This allows the polarization of the lighting to be adapted to the geometry and orientation of the measurement object.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist die Lichtquelle eine Mehrzahl von Leuchtelementen zum Erzeugen des Lichts auf, wobei die erste Polarisationseinrichtung eine Mehrzahl von ersten Polarisatoren aufweist, wobei die Mehrzahl von ersten Polarisatoren eine erste Gruppe von Polarisatoren und eine zweite Gruppe von Polarisatoren aufweist, wobei die Polarisatoren der ersten Gruppe ersten Leuchtelementen der Mehrzahl von Leuchtelementen zugeordnet sind, wobei die Polarisatoren der zweiten Gruppe zweiten Leuchtelementen der Mehrzahl von Leuchtelementen zugeordnet sind, wobei die Polarisatoren der ersten Gruppe dazu eingerichtet sind, das Licht der ersten Leuchtelemente mit einer ersten ersten definierter Polarisationsrichtung zu polarisieren, und wobei die Polarisatoren der zweiten Gruppe dazu eingerichtet sind, das Licht der zweiten Leuchtelemente mit einer zweiten ersten definierter Polarisationsrichtung zu polarisieren, wobei die Lichtquelle steuerbar ist, um das Licht wahlweise mittels der ersten Leuchtelemente und/oder mittels der zweiten Leuchtelemente zu erzeugen.According to the third aspect of the invention, the light source has a plurality of lighting elements for generating the light, the first polarization device having a plurality of first polarizers, the plurality of first polarizers having a first group of polarizers and a second group of polarizers, wherein the polarizers of the first group are assigned to first lighting elements of the plurality of lighting elements, wherein the polarizers of the second group are assigned to second lighting elements of the plurality of lighting elements, wherein the polarizers of the first group are designed to reflect the light of the first lighting elements with a first defined polarization direction to polarize, and wherein the polarizers of the second group are set up to polarize the light of the second lighting elements with a second, first defined polarization direction, the light source being controllable in order to supply the light either by means of the first lighting elements and/or by means of the second lighting elements generate.
Die Leuchtelemente erzeugen das Licht der Lichtquelle. Die Leuchtelemente sind vorzugsweise Leuchtdioden (LEDs). Die Leuchtelemente sind vorzugsweise alle baugleich. Die Lichtquelle kann insbesondere eine Ringlichtquelle sein. Die Leuchtelemente sind vorzugsweise entlang der Umfangsrichtung der Ringlichtquelle gleichmäßig verteilt. Die Mehrzahl von Leuchtelementen weist zumindest erste und zweite Leuchtelemente auf. Die Anzahl der ersten Leuchtelemente entspricht vorzugsweise der Anzahl der zweiten Leuchtelemente.The lighting elements generate the light from the light source. The lighting elements are preferably light-emitting diodes (LEDs). The lighting elements are preferably all identical in construction. The light source can in particular be a ring light source. The lighting elements are preferably evenly distributed along the circumferential direction of the ring light source. The plurality of lighting elements has at least first and second lighting elements. The number of first lighting elements preferably corresponds to the number of second lighting elements.
Die erste Polarisationseinrichtung weist die Mehrzahl von ersten Polarisatoren auf. Die ersten Polarisatoren sind vorzugsweise lineare Polarisatoren. Jedem Leuchtelement ist ein entsprechender Polarisator der Mehrzahl von ersten Polarisatoren zugeordnet. Jeder erste Polarisator ist dazu eingerichtet, das Licht, das mit dem entsprechenden zugeordneten Leuchtelement erzeugt wird, zu polarisieren. Die erste Polarisationseinrichtung ist derart ausgebildet, dass das mittels der Lichtquelle erzeugte Licht in mehreren ersten Polarisationsrichtungen polarisiert werden kann. Mit anderen Worten kann die erste Polarisationseinrichtung das Licht, das mittels der Leuchtelemente der Lichtquelle erzeugt wird, in mindestens zwei verschiedenen ersten Polarisationsrichtungen, sprich in zumindest einer ersten ersten Polarisationsrichtung und einer zweiten ersten Polarisationsrichtung, polarisieren. Bei zwei ersten Polarisationsrichtungen sind diese vorzugsweise orthogonal zueinander.The first polarization device has the plurality of first polarizers. The first polarizers are preferably linear polarizers. Each lighting element is assigned a corresponding polarizer of the plurality of first polarizers. Each first polarizer is designed to polarize the light that is generated with the corresponding associated lighting element. The first polarization device is designed such that the light generated by the light source can be polarized in a plurality of first polarization directions. In other words, the first polarization device can polarize the light that is generated by the luminous elements of the light source in at least two different first polarization directions, i.e. in at least a first first polarization direction and a second first polarization direction. In the case of two first polarization directions, these are preferably orthogonal to one another.
Die Mehrzahl von ersten Polarisatoren weist zumindest zwei Gruppen, sprich zumindest eine erste und eine zweite Gruppe, auf. Die erste Gruppe der ersten Polarisatoren ist den ersten Leuchtelementen zugeordnet. Die zweite Gruppe der ersten Polarisatoren ist den zweiten Leuchtelementen zugeordnet. Jede Gruppe polarisiert das Licht der ihr zugeordneten Leuchtelemente in einer anderen ersten Polarisationsrichtung. Die Anzahl der Gruppen entspricht der Anzahl der vorgesehenen ersten Polarisationsrichtungen. Die erste Gruppe polarisiert das mittels der ersten Leuchtelemente erzeugte Licht in der ersten ersten Polarisationsrichtung. Die zweite Gruppe polarisiert das mittels der zweiten Leuchtelemente erzeugte Licht in der zweiten ersten Polarisationsrichtung.The majority of first polarizers have at least two groups, i.e. at least a first and a second group. The first group of the first polarizers is assigned to the first lighting elements. The second group of first polarizers is assigned to the second lighting elements. Each group polarizes the light from the lighting elements assigned to it in a different first polarization direction. The number of groups corresponds to the number of intended first polarization directions. The first group polarizes the light generated by the first lighting elements in the first polarization direction. The second group polarizes the light generated by the second lighting elements in the second first polarization direction.
Die Lichtquelle ist, vorzugsweise elektronisch, steuerbar, um das Licht zumindest wahlweise mittels der ersten Leuchtelemente und/oder mittels der zweiten Leuchtelemente zu erzeugen. Die ersten Leuchtelemente und die zweiten Leuchtelemente können vorzugsweise separat bzw. unabhängig voneinander angesteuert werden. Insbesondere kann die Lichtquelle derart steuerbar sein, dass Licht wahlweise mittels Leuchtelementen erzeugt wird, die einer bestimmten Gruppe der ersten Polarisatoren zugeordnet sind. Dadurch kann wahlweise das Licht einer bestimmten Polarisationsrichtung der ersten Polarisationsrichtungen erzeugt werden.The light source can be controlled, preferably electronically, in order to generate the light at least selectively by means of the first lighting elements and/or by means of the second lighting elements. The first lighting elements and the second lighting elements can preferably be controlled separately or independently of one another. In particular, the light source can be controllable in such a way that light is selectively generated by means of lighting elements that are assigned to a specific group of the first polarizers. This allows the light of a specific polarization direction of the first polarization directions to be generated.
Wenn das Licht der Lichtquelle mit den ersten Leuchtelementen erzeugt wird, wird das Licht der Lichtquelle in der ersten ersten Polarisationsrichtung polarisiert. Wenn das Licht der Lichtquelle mit den zweiten Leuchtelementen erzeugt wird, wird das Licht der Lichtquelle in der zweiten ersten Polarisationsrichtung polarisiert. Wenn das Licht der Lichtquelle mit den ersten und den zweiten Leuchtelementen erzeugt wird, wird das Licht beider Polarisationen gemischt. Sind die beiden ersten Polarisationsrichtungen orthogonal zueinander und werden die Leuchtelemente bei gleicher Intensität betrieben, wird durch das Mischen eine unpolarisierte Beleuchtung erzeugt.When the light from the light source is generated with the first lighting elements, the light from the light source is polarized in the first first polarization direction. When the light from the light source is generated with the second lighting elements, the light from the light source is polarized in the second first polarization direction. When the light from the light source is generated with the first and second lighting elements, the light of both polarizations is mixed. If the first two polarization directions are orthogonal to one another and the lighting elements are operated at the same intensity, the mixing produces unpolarized lighting.
Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der Lichtquelle durch das Koordinatenmessgerät. Insbesondere kann die Steuerung der Lichtquelle mittels einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts erfolgen.The light source is preferably controlled by the coordinate measuring machine. In particular, the light source can be controlled by means of a control device of the coordinate measuring machine.
Auf diese Weise kann die Polarisation des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang, insbesondere durch das Koordinatenmessgerät, geregelt bzw. gesteuert werden.In this way, the polarization of the light in the illumination beam path can be regulated or controlled, in particular by the coordinate measuring machine.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Koordinatenmessgerät zum Vermessen eines Messobjekts bereitgestellt, mit:
- - einer Werkstückaufnahme zur Aufnahme des Messobjekts;
- - einem Messkopf, der relativ zu der Werkstückaufnahme verfahrbar ist und einen optischen Sensor trägt;
- - einer Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, dimensionelle und/oder geometrische Eigenschaften an dem Messobjekt in Abhängigkeit von einer Position des Messkopfes relativ zu der Werkstückaufnahme und in Abhängigkeit von Sensordaten des optischen Sensors zu bestimmen; und
- - einem Beleuchtungsmodul nach dem ersten, zweiten oder dritten Aspekt zum selektiven Beleuchten des Messobjekts,
- - a workpiece holder for holding the measurement object;
- - a measuring head which can be moved relative to the workpiece holder and carries an optical sensor;
- - a control device which is designed to determine dimensional and/or geometric properties on the measurement object as a function of a position of the measuring head relative to the workpiece holder and as a function of sensor data from the optical sensor; and
- - a lighting module according to the first, second or third aspect for selectively illuminating the measurement object,
Die Werkstückaufnahme dient zur Aufnahme des Messobjekts, um das Messobjekt wähhrend des Vermessens, sprich während eines Messprozesses, in definierter Position vorzusehen. Die Werkstückaufnahme kann beispielsweise einen Werktisch umfassen, auf dem das Messobjekts angeordnet werden kann. Die Werkstückaufnahme kann des Weiteren auch eine Halterung umfassen, mittels der das Messobjekt in der definierten Position gehalten werden kann.The workpiece holder is used to hold the measurement object in order to provide the measurement object in a defined position during measurement, i.e. during a measurement process. The workpiece holder can, for example, comprise a work table on which the measurement object can be arranged. The workpiece holder can also include a holder by means of which the measurement object can be held in the defined position.
Der Messkopf weist mindestens eine sensorseitige Wechselschnittstelle auf. Die sensorseitige Wechselschnittstelle dient zum Befestigen des Beleuchtungsmoduls an dem Messkopf des Koordinatenmessgeräts. Insbesondere kann das Beleuchtungsmodul über die sensorseitige Wechselschnittstelle betriebsmäßig lösbar (wahlweise) in einer definierten Position an dem Messkopf befestigt werden. Dazu kann die modulseitige Wechselschnittstelle mit der sensorseitigen Wechselschnittstelle, vorzugsweise mechanisch, koppeln.The measuring head has at least one sensor-side interchangeable interface. The sensor-side interchangeable interface is used to attach the lighting module to the measuring head of the coordinate measuring machine. In particular, the lighting module can be operationally detachably (optionally) attached to the measuring head in a defined position via the sensor-side interchangeable interface. For this purpose, the module-side change interface can be coupled to the sensor-side change interface, preferably mechanically.
Die Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts ist dazu ausgebildet, dimensionelle und/oder geometrische Eigenschaften an dem Messobjekt in Abhängigkeit von einer Position des Messkopfes relativ zu der Werkstückaufnahme und in Abhängigkeit von Sensordaten des optischen Sensors zu bestimmen.The control device of the coordinate measuring machine is designed to determine dimensional and/or geometric properties on the measurement object as a function of a position of the measuring head relative to the workpiece holder and as a function of sensor data from the optical sensor.
Die Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts kann auch als Auswerte- und Steuereinheit bezeichnet werden. Die Steuereinrichtung kann eine Auswerteeinheit (auch Datenverarbeitungseinheit genannt) und eine Steuereinheit (auch Regelungseinheit genannt) aufweisen. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise Berechnungsschritte zum Bestimmen der dimensionellen und/oder geometrischen Eigenschaften an dem Messobjekt durchführen. Die Steuereinheit kann beispielsweise Steuerbefehle oder Steuersignale erzeugen, mittels derer das Vermessen des Messobjekts gesteuert wird. Insbesondere kann mittels der Steuersignale oder Steuerbefehle das Verfahren des Messkopfs und/oder das Beleuchten des Messobjekts mittels des Beleuchtungsmoduls und/oder das Detektieren mittels des lichtempfindlichen Sensors gesteuert werden.The control device of the coordinate measuring machine can also be referred to as an evaluation and control unit. The control device can have an evaluation unit (also called a data processing unit) and a control unit (also called a control unit). The evaluation unit can, for example, carry out calculation steps to determine the dimensional and/or geometric properties on the measurement object. The control unit can, for example, generate control commands or control signals by means of which the measurement of the measurement object is controlled. In particular, the movement of the measuring head and/or the illumination of the measurement object by means of the lighting module and/or the detection by means of the light-sensitive sensor can be controlled by means of the control signals or control commands.
Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der ersten Polarisationseinrichtung und/oder der zweiten Polarisationseinrichtung und/oder der Lichtquelle durch das Koordinatenmessgerät. Insbesondere kann die Steuerung der ersten Polarisationseinrichtung mittels der Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts erfolgen. Auf diese Weise kann die Polarisation des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang und/oder im Detektionsstrahlengang, insbesondere durch das Koordinatenmessgerät, geregelt bzw. gesteuert werden.The first polarization device and/or the second polarization device and/or the light source are preferably controlled by the coordinate measuring machine. In particular, the first polarization device can be controlled by means of the control device of the coordinate measuring machine. In this way, the polarization of the light in the illumination beam path and/or in the detection beam path can be regulated or controlled, in particular by the coordinate measuring machine.
Die neuen Beleuchtungsmodule und das neue Koordinatenmessgerät gemäß den beschriebenen Aspekten der Erfindung ermöglichen somit die kontrollierte Bereitstellung von polarisiertem Beleuchtungslicht für ein Koordinatenmessgerät. Insbesondere kann mittels der neuen Beleuchtungsmodule und des neuen Koordinatenmessgeräts die Polarisation des Lichts, insbesondere der Polarisationskontrast, besser kontrolliert und eingestellt werden. Insbesondere ist die Polarisation über das Koordinatenmessgerät steuerbar bzw. regelbar.The new lighting modules and the new coordinate measuring machine according to the described aspects of the invention thus enable the controlled provision of polarized illumination light for a coordinate measuring machine. In particular, the polarization of the light, in particular the polarization contrast, can be better controlled and adjusted using the new lighting modules and the new coordinate measuring machine. In particular, the polarization can be controlled or regulated via the coordinate measuring machine.
Des Weiteren kann mittels der neuen Beleuchtungsmodule und des neuen Koordinatenmessgeräts die Einstellung bzw. die Regelung der Polarisierung auch im Betrieb des Koordinatenmessgeräts, insbesondere vollautomatisiert, erfolgen, was beispielsweise bei einer manuellen oder teilautomatisierten Regelung nicht möglich ist. Dabei kann die Polarisation, insbesondere der Polarisationskontrast, beispielsweise als Regelungsgröße in einem Messprozess (CNC-Ablauf) zum Vermessen des Messobjekts eingestellt und auch über die Zeit geregelt bzw. verändert werden. Auf diese Weise kann insbesondere der Messprozess zum Vermessen des Messobjekts verbessert werden, insbesondere flexibler gestaltet werden.Furthermore, by means of the new lighting modules and the new coordinate measuring machine, the setting or regulation of the polarization can also take place during operation of the coordinate measuring machine, in particular in a fully automated manner, which is not possible, for example, with manual or partially automated control. The polarization, in particular the polarization contrast, can be set, for example, as a control variable in a measuring process (CNC sequence) for measuring the measurement object and can also be regulated or changed over time. In this way, in particular, the measuring process for measuring the measurement object can be improved, in particular made more flexible.
Mittels der neuen Beleuchtungsmodule und des neuen Koordinatenmessgeräts wird somit bei der Bildgebung die Möglichkeit des Polarisationskontrasts (insbesondere bei Auflichtsituationen) zur Verfügung gestellt. Insbesondere können die neuen Beleuchtungsmodule durch den Bediener adaptierbar bzw. nachrüstbar sein, um so flexibel ein Standard-Koordinatenmessgerät auf entsprechende Applikationen anpassen zu können.Using the new lighting modules and the new coordinate measuring machine, the possibility of polarization contrast is made available during imaging (particularly in incident light situations). In particular, the new lighting modules can be adapted or retrofitted by the operator in order to be able to flexibly adapt a standard coordinate measuring machine to corresponding applications.
Polarisationskontrast eignet sich insbesondere bei Auflicht-Beleuchtung, um auf sehr stark glänzenden bzw. spiegelnden Flächen feine Kanten hervorzuheben, ohne gleichzeitig die Beschränkungen im Arbeitsabstand eingehen zu müssen, die mit der typischerweise eingesetzten Dunkelfeldbeleuchtung einhergehen.Polarization contrast is particularly suitable for incident light illumination in order to highlight fine edges on very shiny or reflective surfaces, without having to compromise on the working distance restrictions that are associated with the typically used dark field illumination.
Auch eignet sich Polarisationskontrast für die Visualisierung polarisierender Bauteile bzw. Merkmale wie zum Beispiel Flüssigkristalle oder Kristall-Korngrenzen. Auch die Inspektion von Spannungen in beispielsweise transparenten Kunststoffen wird damit ermöglicht aufgrund von Spannungsdoppelbrechung.Polarization contrast is also suitable for visualizing polarizing components or features such as liquid crystals or crystal grain boundaries. This also makes it possible to inspect stresses in, for example, transparent plastics due to stress birefringence.
Die neuen Beleuchtungsmodule und das neue Koordinatenmessgeräts schaffen somit neue Kontrastmöglichkeiten in der Bildgebung der optischen Messtechnik. Somit lassen sich neue Messmöglichkeiten realisieren oder gegenüber vorhandenen bildgebenden Verfahren in Bezug auf Stabilität der Messergebnisse verbessern.The new lighting modules and the new coordinate measuring machine thus create new contrast possibilities in the imaging of optical measurement technology. In this way, new measurement options can be implemented or improved compared to existing imaging methods in terms of the stability of the measurement results.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird somit vollumfänglich gelöst.The task set at the beginning is thus completely solved.
In einer ersten Ausgestaltung nach dem zweiten, dritten oder vierten Aspekt weist das Beleuchtungsmodul des Weiteren eine zweite Polarisationseinrichtung auf, die in dem Detektionsstrahlengang zwischen dem Messobjekt und dem Objektiv angeordnet ist, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist, und die dazu eingerichtet ist, das Licht in einer definierten, zweiten Polarisationsrichtung zu analysieren, wobei die zweite Polarisationseinrichtung einen zweiten Polarisator zum Polarisieren des Lichts aufweist.In a first embodiment according to the second, third or fourth aspect, the illumination module further has a second polarization device, which is arranged in the detection beam path between the measurement object and the objective when the module housing is attached to the measuring head in the defined position, and the is set up to analyze the light in a defined, second polarization direction, the second polarization device having a second polarizer for polarizing the light.
Die zweite Polarisationseinrichtung ist in dem Detektionsstrahlengang zwischen dem Messobjekt und dem Objektiv angeordnet. Die zweite Polarisationseinrichtung dient zur Analyse des Lichts in einer definierten, zweiten Polarisationsrichtung. Mit anderen Worten wird die zweite Polarisationseinrichtung zur Polarisationsfilterung des Lichts im Detektionsstrahlengang verwendet, um nur Licht einer bestimmten Polarisation (entsprechend der zweiten Polarisationsrichtung) mit dem lichtempfindlichen Sensor zu detektieren bzw. Licht auf den Anteil einer bestimmten Polarisation hin zu analysieren. Die zweite Polarisationseinrichtung kann auch Analysatoreinrichtung genannt werden. Zur Polarisation bzw. Filterung des Lichts weist die zweite Polarisationseinrichtung einen zweiten Polarisator auf. Der zweite Polarisator kann ein linearer Polarisator sein. Das Beleuchtungsmodul weist vorzugsweise die zweite Polarisationseinrichtung auf. Mit anderen Worten ist die zweite Polarisationseinrichtung vorzugsweise modulseitig angeordnet. Alternativ kann auch der optische Sensor oder der Messkopf die zweite Polarisationseinrichtung aufweisen. Mit anderen Worten ist die zweite Polarisationseinrichtung dabei sensorseitig angeordnet. Weiter alternativ kann die zweite Polarisationseinrichtung teilweise modulseitig und teilweise sensorseitig angeordnet sein. Dabei können zum Beispiel das Beleuchtungsmodul und der optische Sensor unterschiedliche Komponenten der zweiten Polarisationseinrichtung aufweisen. Beispielsweise kann der zweite Polarisator modulseitig oder sensorseitig angeordnet sein.The second polarization device is arranged in the detection beam path between the measurement object and the objective. The second polarization device is used to analyze the light in a defined, second polarization direction. In other words, the second polarization device is used for polarization filtering of the light in the detection beam path in order to only detect light of a specific polarization (corresponding to the second polarization direction) with the light-sensitive sensor or to analyze light for the proportion of a specific polarization. The second polarization device can also be called an analyzer device. To polarize or filter the light, the second polarization device has a second polarizer. The second polarizer can be a linear polarizer. The lighting module preferably has the second polarization device. In other words, the second polarization device is preferably arranged on the module side. Alternatively, the optical sensor or the measuring head can also have the second polarization device. In other words, the second polarization device is arranged on the sensor side. As a further alternative, the second polarization device can be arranged partly on the module side and partly on the sensor side. For example, the lighting module and the optical sensor can have different components of the second polarization device. For example, the second polarizer can be arranged on the module side or on the sensor side.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem zweiten, dritten oder vierten Aspekt ist die zweite Polarisationseinrichtung steuerbar, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen.In a further embodiment according to the second, third or fourth aspect, the second polarization device can be controlled in order to set the second polarization direction.
Die zweite Polarisationseinrichtung ist, vorzugsweise elektronisch, steuerbar, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen. Insbesondere kann die zweite Polarisationseinrichtung angesteuert werden, um die zweite Polarisationsrichtung zu verändern. Mit anderen Worten kann die zweite Polarisationseinrichtung angesteuert werden, um eine gewünschte zweite Polarisationsrichtung einzustellen. Insbesondere weist das Beleuchtungsmodul zumindest die Komponenten der zweiten Polarisationseinrichtung auf, die zur Steuerung und Einstellung der zweiten Polarisationsrichtung dienen. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der zweiten Polarisationseinrichtung durch das Koordinatenmessgerät. Insbesondere kann die Steuerung der zweiten Polarisationseinrichtung mittels einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts erfolgen. Auf diese Weise kann die Polarisation bzw. Filterung des Lichts im Detektionsstrahlengang, insbesondere durch das Koordinatenmessgerät, geregelt bzw. gesteuert werden.The second polarization device can be controlled, preferably electronically, in order to set the second polarization direction. In particular the second polarization device can be controlled to change the second polarization direction. In other words, the second polarization device can be controlled in order to set a desired second polarization direction. In particular, the lighting module has at least the components of the second polarization device, which serve to control and adjust the second polarization direction. The second polarization device is preferably controlled by the coordinate measuring machine. In particular, the second polarization device can be controlled by means of a control device of the coordinate measuring machine. In this way, the polarization or filtering of the light in the detection beam path can be regulated or controlled, in particular by the coordinate measuring machine.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte weist die zweite Polarisationseinrichtung einen zweiten Polarisationsrotator auf, wobei der zweite Polarisator in dem Detektionsstrahlengang strahlabwärts von dem zweiten Polarisationsrotator angeordnet ist.In a further embodiment according to one of the aspects, the second polarization device has a second polarization rotator, wherein the second polarizer is arranged in the detection beam path beam downstream of the second polarization rotator.
Ein Polarisationsrotator ist eine optische Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Polarisationsachse, sprich die Polarisationsrichtung, eines linear polarisierten Lichtstrahls um einen bestimmten Winkel zu drehen. Derartige optische Vorrichtungen basieren auf dem Faraday Effekt, auf Doppelbrechung oder Totalreflexion. Als Polarisationsrotatoren können beispielsweise Faraday-Rotatoren, Doppelbrechungsrotatoren (beispielsweise Wellenplatten, insbesondere A/2-Platten) oder prismatische Rotatoren verwendet werden. Mittels des zweiten Polarisationsrotators kann die Polarisationsrichtung des Lichts im Detektionsstrahlengang gedreht werden, bevor das Licht in dem zweiten Polarisator polarisiert, sprich gefiltert wird. Der zweite Polarisationsrotator ist insbesondere modulseitig angeordnet. Der zweite Polarisator kann sensorseitig oder modulseitig angeordnet sein.A polarization rotator is an optical device that is designed to rotate the polarization axis, i.e. the polarization direction, of a linearly polarized light beam by a certain angle. Such optical devices are based on the Faraday effect, birefringence or total reflection. For example, Faraday rotators, birefringence rotators (for example wave plates, in particular A/2 plates) or prismatic rotators can be used as polarization rotators. By means of the second polarization rotator, the polarization direction of the light in the detection beam path can be rotated before the light is polarized, i.e. filtered, in the second polarizer. The second polarization rotator is arranged in particular on the module side. The second polarizer can be arranged on the sensor side or on the module side.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte ist der zweite Polarisationsrotator steuerbar, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen, insbesondere wobei der zweite Polarisationsrotator ein Flüssigkristall-Polarisationsrotator ist.In a further embodiment according to one of the aspects, the second polarization rotator is controllable in order to adjust the second polarization direction, in particular wherein the second polarization rotator is a liquid crystal polarization rotator.
Auf diese Weise kann somit in Verbindung mit einem feststehenden, nachgeschalteten Polarisator (sprich dem zweiten Polarisator) die zweite Polarisationsrichtung eingestellt werden. Dadurch kann das zu detektierende Licht auf die gewünschte, zweite Polarisationsrichtung hin analysiert werden. Der zweite Polarisationsrotator ist vorzugsweise elektronisch steuerbar, um die zweiten Polarisationsrichtung einzustellen. Beispielsweise kann der zweite Polarisationsrotator spannungsgesteuert sein. Dabei ist der zweite Polarisationsrotator derart ausgebildet sein, dass er in Abhängigkeit eines beaufschlagten elektrischen Feldes, sprich in Abhängigkeit einer äußeren angelegten Spannung, die Polarisationsrichtung des Lichts, das durch den zweiten Polarisationsrotator hindurchgeht, dreht. Die angelegte Spannung kann auch als Steuerspannung bezeichnet werden. Die Drehung ist abhängig von der angelegten Spannung. Als spannungsgesteuerter Polarisationsrotator kann beispielsweise ein Flüssigkristall-Polarisationsrotator verwendet werden.In this way, the second polarization direction can be set in conjunction with a fixed, downstream polarizer (i.e. the second polarizer). This allows the light to be detected to be analyzed for the desired, second polarization direction. The second polarization rotator is preferably electronically controllable in order to adjust the second polarization direction. For example, the second polarization rotator can be voltage controlled. The second polarization rotator can be designed in such a way that it rotates the polarization direction of the light that passes through the second polarization rotator depending on an applied electric field, i.e. depending on an external applied voltage. The applied voltage can also be referred to as the control voltage. The rotation depends on the applied voltage. A liquid crystal polarization rotator, for example, can be used as the voltage-controlled polarization rotator.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte ist der zweite Polarisator um eine zweite Drehachse drehbar gelagert, wobei die zweite Polarisationseinrichtung eine zweite Antriebseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, den zweiten Polarisator um die zweite Drehachse zu drehen, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen.In a further embodiment according to one of the aspects, the second polarizer is mounted rotatably about a second axis of rotation, wherein the second polarization device has a second drive device which is set up to rotate the second polarizer about the second axis of rotation in order to adjust the second polarization direction.
Auf diese Weise kann der zweite Polarisator, insbesondere mikromechanisch, gedreht werden. Die zweite Drehachse ist vorzugsweise parallel bzw. koaxial zum Detektionsstrahlengang. Die zweite Antriebseinrichtung kann einen Elektromotor aufweisen, mittels dem der zweite Polarisator um die zweite Drehachse gedreht werden kann. Die zweite Antriebseinrichtung ist vorzugsweise spannungesteuert. Der zweite Polarisator ist insbesondere modulseitig angeordnet.In this way, the second polarizer can be rotated, in particular micromechanically. The second axis of rotation is preferably parallel or coaxial to the detection beam path. The second drive device can have an electric motor by means of which the second polarizer can be rotated about the second axis of rotation. The second drive device is preferably voltage-uncontrolled. The second polarizer is arranged in particular on the module side.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte ist die zweite Polarisationseinrichtung dazu eingerichtet, basierend auf einem zweiten Steuersignal die zweite Polarisationsrichtung einzustellen, insbesondere wobei das zweite Steuersignal ein Steuersignal einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgerät ist.In a further embodiment according to one of the aspects, the second polarization device is set up to set the second polarization direction based on a second control signal, in particular wherein the second control signal is a control signal of a control device of the coordinate measuring machine.
Insbesondere kann die zweite Antriebseinrichtung dazu eingerichtet sein, basierend auf dem zweiten Steuersignal den zweiten Polarisator zu drehen. Alternativ kann der zweite Polarisationsrotator dazu eingerichtet sein, basierend auf dem zweiten Steuersignal die Polarisation des Lichts im Detektionsstrahlengang zu drehen. Das zweite Steuersignal kann beispielsweise ein analoges oder ein digitales Signal sein. Alternativ kann das zweite Steuersignal auch eine Steuerspannung sein. Die zweite Polarisationseinrichtung kann eine Spannungssteuerungseinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, basierend auf dem zweiten (analogen oder digitalen) Steuersignal eine Steuerspannung für den zweiten Polarisationsrotator oder die Antriebseinrichtung zu erzeugen bzw. bereitzustellen. Das zweite Steuersignal kann insbesondere von einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgerät bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts die zweite Polarisationsrichtung steuern bzw. regeln.In particular, the second drive device can be set up to rotate the second polarizer based on the second control signal. Alternatively, the second polarization rotator can be set up to rotate the polarization of the light in the detection beam path based on the second control signal. The second control signal can be, for example, an analog or a digital signal. Alternatively, the second control signal can also be a control voltage. The second polarization device can have a voltage control unit that is set up to generate or provide a control voltage for the second polarization rotator or the drive device based on the second (analog or digital) control signal. The second control signal can in particular be provided by a control device of the coordinate measuring machine become. In this way, the control device of the coordinate measuring machine can control or regulate the second polarization direction.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem ersten, dritten oder vierten Aspekt ist die erste Polarisationseinrichtung steuerbar, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen.In a further embodiment according to the first, third or fourth aspect, the first polarization device can be controlled in order to set the first polarization direction.
Die erste Polarisationseinrichtung ist, vorzugsweise elektronisch, steuerbar, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen. Insbesondere kann die erste Polarisationseinrichtung angesteuert werden, um die erste Polarisationsrichtung zu verändern. Mit anderen Worten kann die erste Polarisationseinrichtung angesteuert werden, um eine gewünschte erste Polarisationsrichtung einzustellen. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der ersten Polarisationseinrichtung durch das Koordinatenmessgerät. Insbesondere kann die Steuerung der ersten Polarisationseinrichtung mittels einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts erfolgen. Auf diese Weise kann die Polarisation des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang, insbesondere durch das Koordinatenmessgerät, geregelt bzw. gesteuert werden. Insbesondere erlaubt dieser Aufbau, die Polarisationsrichtung der Beleuchtung beliebig zu drehen. Dadurch kann die Polarisation der Beleuchtung an die Geometrie und Ausrichtung des Messobjekts angepasst werden.The first polarization device can be controlled, preferably electronically, in order to set the first polarization direction. In particular, the first polarization device can be controlled in order to change the first polarization direction. In other words, the first polarization device can be controlled in order to set a desired first polarization direction. The first polarization device is preferably controlled by the coordinate measuring machine. In particular, the first polarization device can be controlled by means of a control device of the coordinate measuring machine. In this way, the polarization of the light in the illumination beam path can be regulated or controlled, in particular by the coordinate measuring machine. In particular, this structure allows the polarization direction of the lighting to be rotated as desired. This allows the polarization of the lighting to be adapted to the geometry and orientation of the measurement object.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte weist die erste Polarisationseinrichtung einen ersten Polarisationsrotator auf, wobei der erste Polarisator in dem Beleuchtungsstrahlengang strahlaufwärts von dem ersten Polarisationsrotator angeordnet ist.In a further embodiment according to one of the aspects, the first polarization device has a first polarization rotator, wherein the first polarizer is arranged in the illumination beam path beam upstream of the first polarization rotator.
Mittels des ersten Polarisationsrotators kann die Polarisationsrichtung des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang gedreht werden, nachdem das Licht in dem ersten Polarisator polarisiert, sprich gefiltert wurde.By means of the first polarization rotator, the polarization direction of the light in the illumination beam path can be rotated after the light has been polarized, i.e. filtered, in the first polarizer.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte ist der Polarisationsrotator steuerbar ist, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen, insbesondere wobei der erste Polarisationsrotator ein Flüssigkristall-Polarisationsrotator ist.In a further embodiment according to one of the aspects, the polarization rotator is controllable in order to adjust the first polarization direction, in particular wherein the first polarization rotator is a liquid crystal polarization rotator.
Auf diese Weise kann somit die erste Polarisationsrichtung eingestellt werden. Der erste Polarisationsrotator ist vorzugsweise elektronisch steuerbar, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen. Beispielsweise kann der erste Polarisationsrotator spannungsgesteuert sein. Dabei ist der erste Polarisationsrotator derart ausgebildet sein, dass er in Abhängigkeit eines beaufschlagten elektrischen Feldes, sprich in Abhängigkeit einer äußeren angelegten Spannung, die Polarisationsrichtung des Lichts, das durch den ersten Polarisationsrotator hindurchgeht, dreht. Die angelegte Spannung kann auch als Steuerspannung bezeichnet werden. Die Drehung ist abhängig von der angelegten Spannung. Als spannungsgesteuerter Polarisationsrotator kann beispielsweise ein Flüssigkristall-Polarisationsrotator verwendet werden.In this way, the first polarization direction can be set. The first polarization rotator is preferably electronically controllable in order to set the first polarization direction. For example, the first polarization rotator can be voltage controlled. The first polarization rotator can be designed in such a way that it rotates the polarization direction of the light that passes through the first polarization rotator depending on an applied electric field, i.e. depending on an external applied voltage. The applied voltage can also be referred to as the control voltage. The rotation depends on the applied voltage. A liquid crystal polarization rotator, for example, can be used as the voltage-controlled polarization rotator.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte ist der erste Polarisator um eine erste Drehachse drehbar gelagert, wobei die erste Polarisationseinrichtung eine erste Antriebseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, den ersten Polarisator um die erste Drehachse zu drehen, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen.In a further embodiment according to one of the aspects, the first polarizer is rotatably mounted about a first axis of rotation, wherein the first polarization device has a first drive device which is set up to rotate the first polarizer about the first axis of rotation in order to adjust the first polarization direction.
Auf diese Weise kann der erste Polarisator, insbesondere mikromechanisch, gedreht werden. Die erste Drehachse ist vorzugsweise parallel bzw. koaxial zum Beleuchtungsstrahlengang. Die erste Antriebseinrichtung kann einen Elektromotor aufweisen, mittels dem der erste Polarisator um die erste Drehachse gedreht werden kann. Die erste Antriebseinrichtung ist vorzugsweise spannungesteuert.In this way, the first polarizer can be rotated, in particular micromechanically. The first axis of rotation is preferably parallel or coaxial to the illumination beam path. The first drive device can have an electric motor by means of which the first polarizer can be rotated about the first axis of rotation. The first drive device is preferably voltage-uncontrolled.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte ist die erste Polarisationseinrichtung dazu eingerichtet, basierend auf einem ersten Steuersignal die erste Polarisationsrichtung einzustellen, insbesondere wobei das erste Steuersignal ein Steuersignal einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgerät ist.In a further embodiment according to one of the aspects, the first polarization device is set up to set the first polarization direction based on a first control signal, in particular wherein the first control signal is a control signal of a control device of the coordinate measuring machine.
Insbesondere kann die erste Antriebseinrichtung dazu eingerichtet sein, basierend auf dem ersten Steuersignal den ersten Polarisator zu drehen. Alternativ kann der erste Polarisationsrotator dazu eingerichtet sein, basierend auf dem ersten Steuersignal die Polarisation des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang zu drehen. Das erste Steuersignal kann beispielsweise ein analoges oder ein digitales Signal sein. Alternativ kann das erste Steuersignal auch eine Steuerspannung sein. Die erste Polarisationseinrichtung kann eine Spannungssteuerungseinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, basierend auf dem ersten (analogen oder digitalen) Steuersignal eine Steuerspannung für den ersten Polarisationsrotator oder für die Antriebseinrichtung zu erzeugen bzw. bereitzustellen. Das erste Steuersignal kann insbesondere von einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts die erste Polarisationsrichtung steuern bzw. regeln.In particular, the first drive device can be set up to rotate the first polarizer based on the first control signal. Alternatively, the first polarization rotator can be set up to rotate the polarization of the light in the illumination beam path based on the first control signal. The first control signal can be, for example, an analog or a digital signal. Alternatively, the first control signal can also be a control voltage. The first polarization device can have a voltage control unit that is set up to generate or provide a control voltage for the first polarization rotator or for the drive device based on the first (analog or digital) control signal. The first control signal can in particular be provided by a control device of the coordinate measuring machine. In this way, the control device of the coordinate measuring machine can control or regulate the first polarization direction.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte nach dem ersten, zweiten oder vierten Aspekt weist die Lichtquelle eine Mehrzahl Leuchtelementen zum Erzeugen des Lichts auf, wobei die erste Polarisationseinrichtung eine Mehrzahl von ersten Polarisatoren aufweist, wobei jeder erste Polarisator einem entsprechenden Leuchtelement der Mehrzahl von Leuchtelementen zugeordnet ist und das Licht des jeweiligen Leuchtelements polarisiert.In a further embodiment according to one of the aspects according to the first, second or fourth aspect, the light source has a plurality of lighting elements for generating the light, wherein the first polarization device has a plurality of has first polarizers, each first polarizer being assigned to a corresponding lighting element of the plurality of lighting elements and polarizing the light of the respective lighting element.
Die Leuchtelemente erzeugen das Licht der Lichtquelle. Die Leuchtelemente sind vorzugsweise Leuchtdioden (LEDs). Die Leuchtelemente sind vorzugsweise alle baugleich. Die Lichtquelle kann insbesondere eine Ringlichtquelle sein. Die Leuchtelemente sind vorzugsweise entlang der Umfangsrichtung der Ringlichtquelle gleichmäßig verteilt. Die Mehrzahl von Leuchtelementen weist zumindest erste und zweite Leuchtelemente auf. Die Anzahl der ersten Leuchtelemente entspricht vorzugsweise der Anzahl der zweiten Leuchtelemente. Die erste Polarisationseinrichtung weist die Mehrzahl von ersten Polarisatoren auf. Die ersten Polarisatoren sind vorzugsweise lineare Polarisatoren. Jedem Leuchtelement ist ein entsprechender Polarisator der Mehrzahl von ersten Polarisatoren zugeordnet. Jeder erste Polarisator ist dazu eingerichtet, das Licht, das mit dem entsprechenden zugeordneten Leuchtelement erzeugt wird, zu polarisieren. Die erste Polarisationseinrichtung ist derart ausgebildet, dass das mittels der Lichtquelle erzeugte Licht in mehreren ersten Polarisationsrichtungen polarisiert werden kann. Mit anderen Worten kann die erste Polarisationseinrichtung das Licht, das mittels der Leuchtelemente der Lichtquelle erzeugt wird, in mindestens zwei verschiedenen ersten Polarisationsrichtungen, sprich in zumindest einer ersten ersten Polarisationsrichtung und einer zweiten ersten Polarisationsrichtung, polarisieren. Bei zwei ersten Polarisationsrichtungen sind diese vorzugsweise orthogonal zueinander.The lighting elements generate the light from the light source. The lighting elements are preferably light-emitting diodes (LEDs). The lighting elements are preferably all identical in construction. The light source can in particular be a ring light source. The lighting elements are preferably evenly distributed along the circumferential direction of the ring light source. The plurality of lighting elements has at least first and second lighting elements. The number of first lighting elements preferably corresponds to the number of second lighting elements. The first polarization device has the plurality of first polarizers. The first polarizers are preferably linear polarizers. Each lighting element is assigned a corresponding polarizer of the plurality of first polarizers. Each first polarizer is designed to polarize the light that is generated with the corresponding associated lighting element. The first polarization device is designed such that the light generated by the light source can be polarized in a plurality of first polarization directions. In other words, the first polarization device can polarize the light that is generated by the luminous elements of the light source in at least two different first polarization directions, i.e. in at least a first first polarization direction and a second first polarization direction. In the case of two first polarization directions, these are preferably orthogonal to one another.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem ersten, zweiten oder vierten Aspekt weist die Mehrzahl von ersten Polarisatoren eine erste Gruppe von Polarisatoren und eine zweite Gruppe von Polarisatoren auf, wobei die Polarisatoren der ersten Gruppe ersten Leuchtelementen der Mehrzahl von Leuchtelementen zugeordnet sind, wobei die Polarisatoren der zweiten Gruppe zweiten Leuchtelementen der Mehrzahl von Leuchtelementen zugeordnet sind, wobei die Polarisatoren der ersten Gruppe dazu eingerichtet sind, das Licht der ersten Leuchtelemente mit einer ersten ersten definierter Polarisationsrichtung zu polarisieren, und wobei die Polarisatoren der zweiten Gruppe dazu eingerichtet sind, das Licht der zweiten Leuchtelemente mit einer zweiten ersten definierter Polarisationsrichtung zu polarisieren.In a further embodiment according to the first, second or fourth aspect, the plurality of first polarizers has a first group of polarizers and a second group of polarizers, wherein the polarizers of the first group are assigned to first luminous elements of the plurality of luminous elements, wherein the polarizers of second group are assigned to second lighting elements of the plurality of lighting elements, wherein the polarizers of the first group are designed to polarize the light of the first lighting elements with a first defined polarization direction, and wherein the polarizers of the second group are designed to polarize the light of the second To polarize lighting elements with a second, first defined polarization direction.
Die Mehrzahl von ersten Polarisatoren weist zumindest zwei Gruppen, sprich zumindest eine erste und eine zweite Gruppe, auf. Die erste Gruppe der ersten Polarisatoren ist den ersten Leuchtelementen zugeordnet. Die zweite Gruppe der ersten Polarisatoren ist den zweiten Leuchtelementen zugeordnet. Jede Gruppe polarisiert das Licht der ihr zugeordneten Leuchtelemente in einer anderen ersten Polarisationsrichtung. Die Anzahl der Gruppen entspricht der Anzahl der vorgesehenen ersten Polarisationsrichtungen. Die erste Gruppe polarisiert das mittels der ersten Leuchtelemente erzeugte Licht in der ersten ersten Polarisationsrichtung. Die zweite Gruppe polarisiert das mittels der zweiten Leuchtelemente erzeugte Licht in der zweiten ersten Polarisationsrichtung.The majority of first polarizers have at least two groups, i.e. at least a first and a second group. The first group of the first polarizers is assigned to the first lighting elements. The second group of first polarizers is assigned to the second lighting elements. Each group polarizes the light from the lighting elements assigned to it in a different first polarization direction. The number of groups corresponds to the number of intended first polarization directions. The first group polarizes the light generated by the first lighting elements in the first polarization direction. The second group polarizes the light generated by the second lighting elements in the second first polarization direction.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem ersten, zweiten oder vierten Aspekt ist die Lichtquelle steuerbar, um das Licht wahlweise mittels den ersten Leuchtelementen und/oder mittels den zweiten Leuchtelementen zu erzeugen.In a further embodiment according to the first, second or fourth aspect, the light source can be controlled in order to generate the light either by means of the first lighting elements and/or by means of the second lighting elements.
Auf diese Weise kann die Polarisation des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang, insbesondere durch das Koordinatenmessgerät, geregelt bzw. gesteuert werden. Die Lichtquelle ist, vorzugsweise elektronisch, steuerbar, um das Licht zumindest wahlweise mittels der ersten Leuchtelemente und/oder mittels der zweiten Leuchtelemente zu erzeugen. Die ersten Leuchtelemente und die zweiten Leuchtelemente können vorzugsweise separat bzw. unabhängig voneinander angesteuert werden. Insbesondere kann die Lichtquelle derart steuerbar sein, dass Licht wahlweise mittels Leuchtelementen erzeugt wird, die einer bestimmten Gruppe der ersten Polarisatoren zugeordnet sind. Dadurch kann wahlweise das Licht einer bestimmten Polarisationsrichtung der ersten Polarisationsrichtungen erzeugt werden. Wenn das Licht der Lichtquelle mit den ersten Leuchtelementen erzeugt wird, wird das Licht der Lichtquelle in der ersten ersten Polarisationsrichtung polarisiert. Wenn das Licht der Lichtquelle mit den zweiten Leuchtelementen erzeugt wird, wird das Licht der Lichtquelle in der zweiten ersten Polarisationsrichtung polarisiert. Wenn das Licht der Lichtquelle mit den ersten und den zweiten Leuchtelementen erzeugt wird, wird das Licht beider Polarisationen gemischt. Sind die beiden ersten Polarisationsrichtungen orthogonal zueinander und werden die Leuchtelemente bei gleicher Intensität betrieben, wird durch das Mischen eine unpolarisierte Beleuchtung erzeugt. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der Lichtquelle durch das Koordinatenmessgerät. Insbesondere kann die Steuerung der Lichtquelle mittels einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts erfolgen.In this way, the polarization of the light in the illumination beam path can be regulated or controlled, in particular by the coordinate measuring machine. The light source can be controlled, preferably electronically, in order to generate the light at least selectively by means of the first lighting elements and/or by means of the second lighting elements. The first lighting elements and the second lighting elements can preferably be controlled separately or independently of one another. In particular, the light source can be controllable in such a way that light is selectively generated by means of lighting elements that are assigned to a specific group of the first polarizers. This allows the light of a specific polarization direction of the first polarization directions to be generated. When the light from the light source is generated with the first lighting elements, the light from the light source is polarized in the first first polarization direction. When the light from the light source is generated with the second lighting elements, the light from the light source is polarized in the second first polarization direction. When the light from the light source is generated with the first and second lighting elements, the light of both polarizations is mixed. If the first two polarization directions are orthogonal to one another and the lighting elements are operated at the same intensity, the mixing produces unpolarized lighting. The light source is preferably controlled by the coordinate measuring machine. In particular, the light source can be controlled by means of a control device of the coordinate measuring machine.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte ist die Lichtquelle dazu eingerichtet, basierend auf zumindest einem dritten Steuersignal das Licht wahlweise mittels der ersten Leuchtelemente und/oder mittels der zweiten Leuchtelemente zu erzeugen, insbesondere wobei das dritte Steuersignal ein Steuersignal einer Steuereinrichtung des Koordinatenmessgerät ist.In a further embodiment according to one of the aspects, the light source is set up to generate the light based on at least a third control signal either by means of the first lighting elements and/or by means of the second lighting elements, in particular wherein the third control signal is a control signal from a control device of the coordinate measuring machine.
Es können ein oder mehrere dritte Steuersignale zur Steuerung der Lichtquelle vorgesehen sein. Das dritte Steuersignal kann beispielsweise ein analoges oder ein digitales Signal sein. Alternativ kann das dritte Steuersignal auch eine Steuerspannung sein. Mittels der ein oder mehreren dritten Steuersignale können die ersten und zweiten Leuchtelemente wahlweise an und ausgeschaltet werden. Es können insbesondere mehrere dritte Steuersignale zur Steuerung der Lichtquelle vorgesehen sein. Beispielsweise kann eines zur Steuerung der ersten Leuchtelemente ein weiteres zur Steuerung der zweiten Leuchtelemente vorgesehen sein. Alternativ kann auch zur individuellen Steuerung jedes Leuchtelements für jedes Leuchtelement der Lichtquelle jeweils ein drittes Steuersignal vorgesehen sein. Die Lichtquelle kann des Weiteren Schaltelemente zum Schalten der Leuchtelemente aufweisen, wobei die Schaltelemente mittels der dritten Steuersignale angesteuert werden. Beispielsweise kann die Lichtquelle ein erstes Schaltelement zur Schalten der ersten Leuchtelemente und ein zweites Schaltelement zum Schalten der zweiten Leuchtelemente aufweisen.One or more third control signals can be provided to control the light source. The third control signal can be, for example, an analog or a digital signal. Alternatively, the third control signal can also be a control voltage. Using the one or more third control signals, the first and second lighting elements can be selectively switched on and off. In particular, several third control signals can be provided for controlling the light source. For example, one for controlling the first lighting elements and another for controlling the second lighting elements can be provided. Alternatively, a third control signal can also be provided for each lighting element of the light source for individual control of each lighting element. The light source can further have switching elements for switching the lighting elements, the switching elements being controlled by means of the third control signals. For example, the light source can have a first switching element for switching the first lighting elements and a second switching element for switching the second lighting elements.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte weist das Modulgehäuse einen Durchgang für den Detektionsstrahlengang auf, wobei die Mehrzahl von Leuchtelementen um den Durchgang angeordnet ist.In a further embodiment according to one of the aspects, the module housing has a passage for the detection beam path, with the plurality of lighting elements being arranged around the passage.
Der Durchgang erstreckt sich durch das Modulgehäuse hindurch. Der Detektionsstrahlengang verläuft somit durch das Modulgehäuse hindurch. Die zweite Polarisationseinrichtung kann in dem Durchgang angeordnet sein. Insbesondere kann das Beleuchtungsmodul als eine Ringbeleuchtung ausgestaltet sein. Das Modulgehäuse hat dann einen ringförmigen Körper mit einer Aussparung in der Mitte, der als Durchgang für den Detektionsstrahlengang dient. Die Lichtquelle ist dann als Ringlichtquelle ausgestaltet. Die Ringlichtquelle weist vorzugsweise Leuchtdioden (LEDs) als Leuchtelemente auf. Das optische Element dabei ist vorzugsweise eine Fresnel-Linse.The passage extends through the module housing. The detection beam path therefore runs through the module housing. The second polarization device can be arranged in the passage. In particular, the lighting module can be designed as a ring lighting. The module housing then has an annular body with a recess in the middle, which serves as a passage for the detection beam path. The light source is then designed as a ring light source. The ring light source preferably has light-emitting diodes (LEDs) as lighting elements. The optical element is preferably a Fresnel lens.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte sind die ersten Leuchtelemente und die zweiten Leuchtelemente abwechselnd entlang einer Umlaufrichtung um den Durchgang angeordnet.In a further embodiment according to one of the aspects, the first lighting elements and the second lighting elements are arranged alternately along a circumferential direction around the passage.
Mit anderen Worten sind die Leuchtelemente abwechselnd um den Detektionsstrahlengang angeordnet. Auf diese Weise wird eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des Messobjekts unabhängig von der gewählten Polarisation des Lichts erreicht. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Leuchtelemente gleichverteilt, insbesondere in regelmäßigen Abständen um den Detektionsstrahlengang angeordnet.In other words, the lighting elements are arranged alternately around the detection beam path. In this way, the most uniform possible illumination of the measurement object is achieved, regardless of the selected polarization of the light. The first and second lighting elements are preferably evenly distributed, in particular arranged at regular intervals around the detection beam path.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte weist die modulseitige Wechselschnittstelle zumindest ein mechanisches Kontaktelement auf, das dazu eingerichtet ist, das Modulgehäuse in einer definierten Position an dem Messkopf zu befestigen.In a further embodiment according to one of the aspects, the module-side interchangeable interface has at least one mechanical contact element which is designed to fasten the module housing to the measuring head in a defined position.
Mittels des zumindest einen mechanischen Kontaktelements kann das Beleuchtungsmodul an dem Messkopf befestigt werden. Das mechanische Kontaktelement kann an der Außenseite des Modulgehäuses angeordnet sein. Dazu kann das mechanische Kontaktelement der modulseitigen Wechselschnittstelle beispielsweise mit einem entsprechenden mechanischen Kontaktelement des Koordinatenmessgeräts mechanisch koppeln.The lighting module can be attached to the measuring head by means of the at least one mechanical contact element. The mechanical contact element can be arranged on the outside of the module housing. For this purpose, the mechanical contact element of the module-side interchangeable interface can, for example, mechanically couple with a corresponding mechanical contact element of the coordinate measuring machine.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte weist die modulseitige Wechselschnittstelle zumindest ein erstes elektrisches Kontaktelement auf, das dazu eingerichtet ist, die erste Polarisationseinrichtung elektrisch mit dem Messkopf zu verbinden, insbesondere wobei die erste Polarisationseinrichtung dazu eingerichtet ist, das erste Steuersignal über das erste elektrische Kontaktelement zu empfangen.In a further embodiment according to one of the aspects, the module-side changeover interface has at least one first electrical contact element, which is set up to electrically connect the first polarization device to the measuring head, in particular wherein the first polarization device is set up to transmit the first control signal via the first electrical Receive contact element.
Auf diese Weise kann die erste Polarisationseinrichtung über das Koordinatenmessgerät elektrisch gesteuert werden. Die elektrische Verbindung zwischen der ersten Polarisationseinrichtung und dem Koordinatenmessgerät wird hergestellt, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist. Über diese elektrische Verbindung kann die erste Polarisationseinrichtung das erste Steuersignal empfangen. Das erste Steuersignal kann insbesondere von der Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts gesendet werden. Auf diese Weise kann die erste Polarisationseinrichtung mittels der Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts elektrisch gesteuert werden.In this way, the first polarization device can be electrically controlled via the coordinate measuring machine. The electrical connection between the first polarization device and the coordinate measuring machine is established when the module housing is attached to the measuring head in the defined position. The first polarization device can receive the first control signal via this electrical connection. The first control signal can in particular be sent by the control device of the coordinate measuring machine. In this way, the first polarization device can be electrically controlled by means of the control device of the coordinate measuring machine.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte weist die modulseitigen Wechselschnittstelle zumindest ein zweites elektrisches Kontaktelement auf, das dazu eingerichtet ist, die zweite Polarisationseinrichtung elektrisch mit dem Messkopf zu verbinden, insbesondere wobei die zweite Polarisationseinrichtung dazu eingerichtet ist, das zweite Steuersignal über das zweite elektrische Kontaktelement zu empfangen.In a further embodiment according to one of the aspects, the module-side changeover interface has at least one second electrical contact element, which is set up to electrically connect the second polarization device to the measuring head, in particular wherein the second polarization device is set up to transmit the second control signal via the second electrical Receive contact element.
Auf diese Weise kann die zweite Polarisationseinrichtung über das Koordinatenmessgerät elektrisch gesteuert werden. Die elektrische Verbindung zwischen der zweiten Polarisationseinrichtung und dem Koordinatenmessgerät wird hergestellt, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist. Über diese elektrische Verbindung kann die zweite Polarisationseinrichtung das zweite Steuersignal empfangen. Das zweite Steuersignal kann insbesondere von der Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts gesendet werden. Auf diese Weise kann die zweite Polarisationseinrichtung mittels der Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts elektrisch gesteuert werden.In this way, the second polarization device can be electrically controlled via the coordinate measuring machine. The electrical connection Connection between the second polarization device and the coordinate measuring machine is established when the module housing is attached to the measuring head in the defined position. The second polarization device can receive the second control signal via this electrical connection. The second control signal can in particular be sent by the control device of the coordinate measuring machine. In this way, the second polarization device can be electrically controlled by means of the control device of the coordinate measuring machine.
In einer weiteren Ausgestaltung nach einem der Aspekte weist die modulseitige Wechselschnittstelle zumindest ein drittes elektrisches Kontaktelement auf, das dazu eingerichtet ist, die zumindest eine Lichtquelle elektrisch mit dem Messkopf zu verbinden, insbesondere wobei die Lichtquelle dazu eingerichtet ist, das zumindest eine dritte Steuersignal über das dritte elektrische Kontaktelement zu empfangen.In a further embodiment according to one of the aspects, the module-side interchangeable interface has at least one third electrical contact element, which is set up to electrically connect the at least one light source to the measuring head, in particular wherein the light source is set up to transmit the at least one third control signal via the to receive third electrical contact element.
Auf diese Weise kann die Lichtquelle über das Koordinatenmessgerät elektrisch betrieben und insbesondere gesteuert werden. Die elektrische Verbindung zwischen der Lichtquelle und dem Koordinatenmessgerät wird hergestellt, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist. Über diese elektrische Verbindung kann die Lichtquelle das zumindest eine dritte Steuersignal empfangen. Insbesondere kann die modulseitige Wechselschnittstelle eine Mehrzahl von dritten elektrischen Kontaktelementen aufweisen, wobei eine erste Anzahl der dritten elektrischen Kontaktelemente zum Spannungsversorgung der Lichtquelle dient und eine zweite Anzahl der dritten elektrischen Kontaktelemente zur Bereitstellung des zumindest einen dritten Steuersignals dient. Das zumindest eine dritte Steuersignal kann insbesondere von der Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts gesendet werden. Auf diese Weise kann die Lichtquelle mittels der Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts elektrisch gesteuert werden.In this way, the light source can be operated electrically and in particular controlled via the coordinate measuring machine. The electrical connection between the light source and the coordinate measuring machine is established when the module housing is attached to the measuring head in the defined position. The light source can receive the at least one third control signal via this electrical connection. In particular, the module-side interchangeable interface can have a plurality of third electrical contact elements, with a first number of the third electrical contact elements serving to supply voltage to the light source and a second number of the third electrical contact elements serving to provide the at least one third control signal. The at least one third control signal can in particular be sent by the control device of the coordinate measuring machine. In this way, the light source can be electrically controlled using the control device of the coordinate measuring machine.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem vierten Aspekt ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Lichtquelle und/oder die erste Polarisationseinrichtung und/oder die zweite Polarisationseinrichtung zu steuern.In a further embodiment according to the fourth aspect, the control device is set up to control the light source and/or the first polarization device and/or the second polarization device.
Dadurch kann das Koordinatenmessgerät die Polarisation des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang und/oder im Detektionsstrahlengang einstellen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, das erste Steuersignal an die erste Polarisationseinrichtung zu senden, um die erste Polarisationsrichtung zu regeln bzw. einzustellen. Die Steuereinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, das zweite Steuersignal an die zweite Polarisationseinrichtung zu senden, um die zweite Polarisationsrichtung zu regeln bzw. einzustellen. Die Steuereinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, das zumindest eine dritte Steuersignal an die Lichtquelle zu senden, um die ersten und zweiten Leuchtelemente zu steuern.This allows the coordinate measuring machine to adjust the polarization of the light in the illumination beam path and/or in the detection beam path. In particular, the control device can be set up to send the first control signal to the first polarization device in order to regulate or set the first polarization direction. The control device can also be set up to send the second control signal to the second polarization device in order to regulate or set the second polarization direction. The control device can also be set up to send the at least a third control signal to the light source in order to control the first and second lighting elements.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem vierten Aspekt weist die sensorseitige Wechselschnittstelle zumindest ein mechanisches Kontaktelement auf, wobei das mechanische Kontaktelement der modulseitigen Wechselschnittstelle mit dem mechanischen Kontaktelement der sensorseitigen Wechselschnittstelle koppelbar ist, um das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf zu befestigen.In a further embodiment according to the fourth aspect, the sensor-side interchangeable interface has at least one mechanical contact element, wherein the mechanical contact element of the module-side interchangeable interface can be coupled to the mechanical contact element of the sensor-side interchangeable interface in order to fasten the module housing in the defined position on the measuring head.
Auf diese Weise kann das Beleuchtungsmodul an dem Messkopf befestigt werden.In this way, the lighting module can be attached to the measuring head.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem vierten Aspekt weist die sensorseitige Wechselschnittstelle zumindest ein erstes elektrisches Kontaktelement auf, das mit dem ersten elektrischen Kontaktelement der modulseitigen Wechselschnittstelle verbindbar ist, um die erste Polarisationseinrichtung elektrisch mit dem Messkopf zu verbinden.In a further embodiment according to the fourth aspect, the sensor-side interchangeable interface has at least one first electrical contact element, which can be connected to the first electrical contact element of the module-side interchangeable interface in order to electrically connect the first polarization device to the measuring head.
Das zumindest eine erste elektrische Kontaktelement der sensorseitigen Wechselschnittstelle ist mit dem ersten elektrischen Kontaktelement der modulseitigen Wechselschnittstelle verbindbar, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist. Über diese elektrische Verbindung kann dann die erste Polarisationseinrichtung durch das Koordinatenmessgerät elektrisch gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung das erste Steuersignal über diese elektrische Verbindung an die erste Polarisationseinrichtung senden.The at least one first electrical contact element of the sensor-side interchangeable interface can be connected to the first electrical contact element of the module-side interchangeable interface when the module housing is attached to the measuring head in the defined position. The first polarization device can then be electrically controlled by the coordinate measuring machine via this electrical connection. In particular, the control device can send the first control signal to the first polarization device via this electrical connection.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem vierten Aspekt weist die sensorseitige Wechselschnittstelle zumindest ein zweites elektrisches Kontaktelement auf, das mit dem zweiten elektrischen Kontaktelement der modulseitigen Wechselschnittstelle verbindbar ist, um die zweite Polarisationseinrichtung elektrisch mit dem Messkopf zu verbinden.In a further embodiment according to the fourth aspect, the sensor-side interchangeable interface has at least one second electrical contact element, which can be connected to the second electrical contact element of the module-side interchangeable interface in order to electrically connect the second polarization device to the measuring head.
Das zumindest eine zweite elektrische Kontaktelement der sensorseitigen Wechselschnittstelle ist mit dem zweiten elektrischen Kontaktelement der modulseitigen Wechselschnittstelle verbindbar, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist. Über diese elektrische Verbindung kann dann die zweite Polarisationseinrichtung durch das Koordinatenmessgerät elektrisch gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung das zweite Steuersignal über diese elektrische Verbindung an die zweite Polarisationseinrichtung senden.The at least one second electrical contact element of the sensor-side interchangeable interface can be connected to the second electrical contact element of the module-side interchangeable interface when the module housing is attached to the measuring head in the defined position. The second polarization device can then be electrically controlled by the coordinate measuring machine via this electrical connection. In particular, the control device can transmit the second control signal send this electrical connection to the second polarization device.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem vierten Aspekt weist die sensorseitige Wechselschnittstelle zumindest ein drittes elektrisches Kontaktelement auf, das mit dem dritten elektrischen Kontaktelement der modulseitigen Wechselschnittstelle verbindbar ist, um die Lichtquelle elektrisch mit dem Messkopf zu verbinden.In a further embodiment according to the fourth aspect, the sensor-side interchangeable interface has at least one third electrical contact element, which can be connected to the third electrical contact element of the module-side interchangeable interface in order to electrically connect the light source to the measuring head.
Das zumindest eine dritte elektrische Kontaktelement der sensorseitigen Wechselschnittstelle ist mit dem dritten elektrischen Kontaktelement der modulseitigen Wechselschnittstelle verbindbar, wenn das Modulgehäuse in der definierten Position an dem Messkopf befestigt ist. Über diese elektrische Verbindung kann dann die Lichtquelle durch das Koordinatenmessgerät elektrisch betrieben und gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung das zumindest eine dritte Steuersignal über diese elektrische Verbindung an die Lichtquelle senden.The at least one third electrical contact element of the sensor-side interchangeable interface can be connected to the third electrical contact element of the module-side interchangeable interface when the module housing is attached to the measuring head in the defined position. The light source can then be electrically operated and controlled by the coordinate measuring machine via this electrical connection. In particular, the control device can send the at least one third control signal to the light source via this electrical connection.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine isometrische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des neuen Koordinatenmessgeräts; -
2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungsmoduls; -
3 zwei Darstellungen eines Beleuchtungsmoduls und eines Messkopfs in einem gekoppelten Zustand und in einem nicht gekoppelten Zustand; -
4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungsmoduls; -
5 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungsmoduls; -
6 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Lichtquelle des Beleuchtungsmoduls aus5 ; und -
7 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungsmoduls.
-
1 an isometric representation of an exemplary embodiment of the new coordinate measuring machine; -
2 a schematic representation of a first embodiment of a lighting module; -
3 two representations of a lighting module and a measuring head in a coupled state and in a non-coupled state; -
4 a schematic representation of a second embodiment of a lighting module; -
5 a schematic representation of a third embodiment of a lighting module; -
6 a schematic view of an embodiment of a light source of the lighting module5 ; and -
7 a schematic representation of a fourth embodiment of a lighting module.
Die Werkstückaufnahme 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel des Koordinatenmessgerätes 10 in Form eines Kreuztisches ausgebildet. Die Werkstückaufnahme 12 dient zur Aufnahme des Messobjekts. Oberhalb der Werkstückaufnahme 12 ist das Trägersystem 14 angeordnet. Das Trägersystem 14 trägt den Messkopf 16. Das Trägersystem 14 ist dazu eingerichtet, den Messkopf 16 zu bewegen. An dem Messkopf 16 sind der optische Sensor 18 und der separate taktile Sensor 20 befestigt. Prinzipiell kann der Messkopf 16 eine reine Halteplatte sein, an der verschiedene Sensoren befestigt werden können. Mit dem optischen Sensor 18 kann das Koordinatenmessgerät 10 in bekannter Weise ein Messobjekt optisch vermessen. Dazu können beispielsweise mittels des optischen Sensors 18 Messaufnahmen aus verschiedenen Positionen relativ zu dem Messobjekt gemacht werden, wobei der optische Sensor 18 mit Hilfe der Werkstückaufnahme 12 und des Trägersystems 14 relativ zu dem Messobjekt entsprechend verfahren wird. Mit dem taktilen Sensor 20 kann das Koordinatenmessgerät 10 in bekannter Weise einen Messpunkt an einem Messobjekt antasten, das zu diesem Zweck auf der Werkstückaufnahme 12 angeordnet wird. Der taktile Sensor 20 wird mit Hilfe der Werkstückaufnahme 12 und des Trägersystems 14 relativ zu dem Messobjekt verfahren, um den Messpunkt anzutasten. Anhand der jeweiligen Positionen der Werkstückaufnahme und des Trägersystems können dann Raumkoordinaten des angetasteten Messpunktes in bekannter Weise bestimmt werden.In this exemplary embodiment of the coordinate measuring
Das Koordinatenmessgerät 10 ist ein bevorzugtes Beispiel eines Multisensorik- Koordinatenmessgerätes, bei dem zusätzlich zu dem optischen Sensor 18 ein taktiler Sensor 20 zur Vermessung eines Messobjekts genutzt werden kann. Alternativ kann das neue Koordinatenmessgerät in anderen Ausführungsbeispielen lediglich einen oder mehrere optische Sensoren besitzen.The coordinate measuring
Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung nicht nur bei Koordinatenmessgeräten verwendet werden, die den in
Das Koordinatenmessgerät 10 weist des Weiteren ein Beleuchtungsmodul (in
Die Steuereinrichtung 22 des Koordinatenmessgerätes 10 ist dazu eingerichtet, die Komponenten des Koordinatenmessgerätes 10 zu steuern und Daten zu verarbeiten. Die Steuereinrichtung 22 kann zum Beispiel die Antriebe (beispielsweise des Trägersystems oder der Werkstückaufnahme) des Koordinatenmessgerätes 10 steuern, um den Messkopf 16 relativ zu einem Messobjekt zu verfahren. Des Weiteren kann die Steuereinrichtung 22 beispielsweise auch die Beleuchtung des neuen Beleuchtungsmoduls steuern. Des Weiteren kann die Steuereinrichtung 22 beispielsweise auch Sensordaten des optischen und/oder taktilen Sensors 18, 20 einlesen, und in Abhängigkeit von diesen Sensordaten und in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Messkopfes und der Werkstückaufnahme Raumkoordinaten für einen oder mehrere Messpunkte an dem Messobjekt bestimmen. Die grundsätzliche Arbeitsweise eines solchen Koordinatenmessgerätes ist den einschlägigen Fachleuten bekannt und daher im Detail nicht weiter erläutert.The
Die Steuereinrichtung 22 kann vorzugsweise verschiedene Untereinheiten aufweisen, die jeweils eine Steuerung einer Komponente und/oder eine Verarbeitung von Daten durchführen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 22 eine Regelungseinheit aufweisen, die die Bewegung des Messkopfes 16 relativ zu dem Messobjekt und/oder die Beleuchtung des Beleuchtungsmoduls steuert. Des Weiteren kann die Steuereinrichtung 22 eine Datenverarbeitungseinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, die erfassten Sensordaten der Sensoren 18 und 20 auszuwerten.The
Die Steuereinrichtung 22 kann mit einem nichtflüchtigen Datenspeicher, in dem ein Computerprogramm gespeichert ist, verbunden sein oder diesen aufweisen. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuereinrichtung 22 ein Mehrzweckcomputer, wie etwa ein handelsüblicher Personal Computer, der unter Windows0, Linux oder MacOS läuft, und das Computerprogramm aus dem Speicher weist einen Programmcode auf, der zum Implementieren von Funktionen (insbesondere von Steuer- und Bestimmungsschritten) des neuen Koordinatenmessgeräts gestaltet und ausgebildet ist. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 22 ein logischer Schaltkreis, wie etwa ein vor Ort programmierbares Gate-Array (FPGA: Field Programmable Gate Array), ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC: Application-Specific Integrated Circuit), ein Mikrocontroller oder ein beliebiger anderer angemessener programmierbarer elektrischer Schaltkreis. Darin können die Funktionen des neuen Koordinatenmessgeräts mit dem logischen Schaltkreis implementiert werden. Zum Implementieren der Funktionen des neuen Koordinatenmessgeräts in dem logischen Schaltkreis kann eine beliebige angemessene Programmiersprache oder Hardwarebeschreibungssprache verwendet werden, wie etwa C, VHDL und dergleichen.The
Der optische Sensor 18, der an dem Messkopf 16 befestigt ist, weist ein Objektiv 56 und einen lichtempfindlichen Detektor 58 auf. Der lichtempfindlichen Detektor 58 ist dazu ausgebildet, ein Bild bzw. eine Messaufnahme des Messobjekts 80 durch das Objektiv 56 aufzunehmen. Das Objektiv 56 definiert einen Detektionsstrahlengang 64 von dem Messobjekt 60 zu dem lichtempfindlichen Detektor 58.The
Das Beleuchtungsmodul 24 weist zumindest eine Lichtquelle 40 auf. Die Lichtquelle 40 ist dazu eingerichtet, Licht zu erzeugen. Die Lichtquelle 40 kann beispielsweise zur Erzeugung des Lichts ein oder mehrere Leuchtelemente aufweisen.The
Das Beleuchtungsmodul 24 weist des Weiteren ein optisches Element 48 auf. Das optische Element 48 ist dazu eingerichtet ist, das Licht, das mittels der Lichtquelle 40 erzeugt wird, auf das Messobjekt 60 zu richten. Damit definiert das optische Element 48 einen Beleuchtungsstrahlengang 62 von der Lichtquelle 40 zu dem Messobjekt 60.The
Das Beleuchtungsmodul 24 weist des Weiteren eine erste Polarisationseinrichtung 42 auf. Die erste Polarisationseinrichtung 42 ist in dem Beleuchtungsstrahlengang zwischen der Lichtquelle 40 und dem optischen Element 48 angeordnet. Alternativ kann die erste Polarisationseinrichtung 42 auch nach dem optischen Element 48 angeordnet sein (insbesondere wenn die Lichtquelle 40 eine Ringlichtquelle ist). Die erste Polarisationseinrichtung 42 ist dazu eingerichtet, das Licht in zumindest einer definierten, ersten Polarisationsrichtung zu polarisieren.The
Die erste Polarisationseinrichtung 42 weist zumindest einen ersten Polarisator 44 auf. Der erste Polarisator 44 ist dazu eingerichtet das Licht in dem Beleuchtungsstrahlengang zu polarisieren. Die erste Polarisationseinrichtung 42 kann auch eine Mehrzahl von ersten Polarisatoren 44 aufweisen. Die erste Polarisationseinrichtung 42 kann des Weiteren einen ersten Polarisationsrotator 46 aufweisen. Der erste Polarisator 44 ist in dem Detektionsstrahlengang 62 strahlaufiniärts von dem ersten Polarisationsrotator 46 angeordnet.The
Die erste Polarisationseinrichtung 42 kann steuerbar sein, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen. Beispielsweise kann die erste Polarisationseinrichtung 42 dazu eingerichtet, basierend auf einem ersten Steuersignal die erste Polarisationsrichtung einzustellen. Das erste Steuersignal kann insbesondere ein Steuersignal der Steuereinrichtung 22 des Koordinatenmessgerät 10 sein.The
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Polarisationsrotator 46 steuerbar, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen. Insbesondere kann der erste Polarisationsrotator 46 dazu als ein Flüssigkristall-Polarisationsrotator ausgebildet sein.In a preferred embodiment, the
In einer alternativen Ausführungsform ist der erste Polarisator 44 um eine erste Drehachse (koaxial zum Beleuchtungsstrahlengang 62) drehbar gelagert, wobei die erste Polarisationseinrichtung 42 eine Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) aufweist, die dazu eingerichtet ist, den ersten Polarisator 44 um die erste Drehachse zu drehen, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen.In an alternative embodiment, the
Das Beleuchtungsmodul 24 kann des Weiteren eine zweite Polarisationseinrichtung 50 aufweisen. Die zweite Polarisationseinrichtung 50 ist in dem Detektionsstrahlengang zwischen dem Messobjekt 60 und dem Objektiv 56 angeordnet, wenn das Beleuchtungsmodul 24 in der definierten Position an dem Messkopf 16 befestigt ist. Die zweite Polarisationseinrichtung 50 ist dazu eingerichtet, das Licht in dem Detektionsstrahlengang in bezüglich einer definierten, zweiten Polarisationsrichtung zu analysieren.The
Die zweite Polarisationseinrichtung 50 weist einen zweiten Polarisator 54 auf. Der zweite Polarisator 54 ist dazu eingerichtet das Licht in dem Detektionsstrahlengang 64 zu polarisieren. Die zweite Polarisationseinrichtung 50 kann des Weiteren einen zweiten Polarisationsrotator 52 aufweisen. Der zweite Polarisator 54 ist in dem Detektionsstrahlengang 64 strahlabwärts von dem zweiten Polarisationsrotator 52 angeordnet.The
Die zweite Polarisationseinrichtung 50 kann steuerbar sein, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen. Beispielsweise kann die zweite Polarisationseinrichtung 50 dazu eingerichtet sein, basierend auf einem zweiten Steuersignal die zweite Polarisationsrichtung einzustellen. Das zweite Steuersignal kann insbesondere ein Steuersignal der Steuereinrichtung 22 des Koordinatenmessgerät 10 sein.The
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Polarisationsrotator 52 steuerbar, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen. Insbesondere kann der zweite Polarisationsrotator 52 dazu als ein Flüssigkristall-Polarisationsrotator ausgebildet sein.In a preferred embodiment, the
In einer alternativen Ausführungsform ist der zweite Polarisator 54 um eine zweite Drehachse (koaxial zum Detektionsstrahlengang 64) drehbar gelagert, wobei die zweite Polarisationseinrichtung 50 eine Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) aufweist, die dazu eingerichtet ist, den zweiten Polarisator 54 um die zweite Drehachse zu drehen, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen.In an alternative embodiment, the
Die Lichtquelle 40 kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl Leuchtelemente zum Erzeugen des Lichts aufweist, wobei die erste Polarisationseinrichtung 42 eine Mehrzahl von ersten Polarisatoren 44 aufweist, wobei jeder erste Polarisator 44 einem entsprechenden Leuchtelement der Mehrzahl von Leuchtelementen zugeordnet ist und das Licht des jeweiligen Leuchtelements polarisiert.In a preferred embodiment, the
Insbesondere kann die Mehrzahl von ersten Polarisatoren 44 eine erste Gruppe von Polarisatoren und eine zweite Gruppe von Polarisatoren aufweisen, wobei die Polarisatoren der ersten Gruppe ersten Leuchtelementen der Mehrzahl von Leuchtelementen zugeordnet sind, wobei die Polarisatoren der zweiten Gruppe zweiten Leuchtelementen der Mehrzahl von Leuchtelementen zugeordnet sind, wobei die Polarisatoren der ersten Gruppe dazu eingerichtet sind, das Licht der ersten Leuchtelemente mit einer ersten ersten Polarisationsrichtung zu polarisieren, und wobei die Polarisatoren der zweiten Gruppe dazu eingerichtet sind, das Licht der zweiten Leuchtelemente mit einer zweiten ersten Polarisationsrichtung zu polarisieren.In particular, the plurality of
Die Lichtquelle 40 kann steuerbar sein, um das Licht wahlweise mittels der ersten Leuchtelemente und/oder mittels der zweiten Leuchtelemente zu erzeugen. Beispielsweise kann die Lichtquelle 40 dazu eingerichtet ist, basierend auf zumindest einem dritten Steuersignal das Licht wahlweise mittels der ersten Leuchtelemente und/oder mittels der zweiten Leuchtelemente zu erzeugen. Insbesondere kann das dritte Steuersignal ein Steuersignal der Steuereinrichtung 22 des Koordinatenmessgerät 10 sein.The
Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung 22 des Koordinatenmessgeräts dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle 40 und/oder die erste Polarisationseinrichtung 42 und/oder die zweite Polarisationseinrichtung 50 zu steuern. Die Steuereinrichtung 22 kann insbesondere das erste Steuersignal an die erste Polarisationseinrichtung 42 senden, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen. Die Steuereinrichtung 22 kann insbesondere das zweite Steuersignal an die zweite Polarisationseinrichtung 50 senden, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen. Die Steuereinrichtung 22 kann insbesondere das dritte Steuersignal an Lichtquelle 40 senden, um Licht wahlweise mit den ersten und/oder den zweiten Leuchtelementen zu erzeugen.In other words, the
In
Das Beleuchtungsmodul 24 weist ein Modulgehäuse 26 auf. Die Komponenten 40-54 des Beleuchtungsmoduls 24 sind vorzugsweise in und/oder an dem Modulgehäuse 26 angeordnet. Der Messkopf 16 weist eine sensorseitige Wechselschnittstelle 28 auf. Das Modulgehäuse 26 weist eine modulseitige Wechselschnittstelle 30 auf. Die beiden Wechselschnittstellen 28, 30 sind miteinander koppelbar, um das Beleuchtungsmodul 24 (insbesondere das Modulgehäuse 26) betriebsmäßig lösbar in einer definierten Position an dem Messkopf 16 zu befestigen.The
In Darstellung (A) der
Die sensorseitige Wechselschnittstelle 28 kann zumindest ein mechanisches Kontaktelement 32 und mehrere elektrische Kontaktelemente 34 aufweisen. Entsprechend kann die modulseitige Wechselschnittstelle 30 ebenfalls ein mechanisches Kontaktelement 36 und mehrere elektrische Kontaktelemente 38 aufweisen. In
Das mechanische Kontaktelement 32 der sensorseitigen Wechselschnittstelle 28 ist mit dem mechanischen Kontaktelement 36 der modulseitigen Wechselschnittstelle 30 koppelbar ist, um das Modulgehäuse 26 in der definierten Position an dem Messkopf 16 zu befestigen.The
Jedes elektrische Kontaktelement 34 der sensorseitigen Wechselschnittstelle 28 ist mit einem entsprechenden elektrischen Kontaktelement 38 der modulseitigen Wechselschnittstelle 30 verbindbar (insbesondere wenn das Modulgehäuse 26 in der definierten Position an dem Messkopf 16 befestigt ist), um eine elektrische Verbindung zwischen dem Messkopf 16 (insbesondere der Steuereinrichtung 22) und dem Beleuchtungsmodul 24 herzustellen.Each
Beispielsweise kann zumindest ein erstes elektrisches Kontaktelement 38' der modulseitigen Wechselschnittstelle 30 mit einem entsprechenden ersten elektrischen Kontaktelement 34' der sensorseitigen Wechselschnittstelle 28 verbindbar sein, um die erste Polarisationseinrichtung 42 elektrisch mit dem Messkopf 16 zu verbinden. Über diese elektrische Verbindung kann dann die erste Polarisationseinrichtung durch das Koordinatenmessgerät elektrisch gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 22 das erste Steuersignal über diese elektrische Verbindung an die erste Polarisationseinrichtung 42 senden.For example, at least a first electrical contact element 38 'of the module-side
Des Weiteren kann beispielsweise zumindest ein zweites elektrisches Kontaktelement 38" der modulseitigen Wechselschnittstelle 30 mit einem entsprechenden zweiten elektrischen Kontaktelement 34" der sensorseitigen Wechselschnittstelle 28 verbindbar sein, um die zweite Polarisationseinrichtung 50 elektrisch mit dem Messkopf 16 zu verbinden. Über diese elektrische Verbindung kann dann die zweite Polarisationseinrichtung 50 durch das Koordinatenmessgerät 10 elektrisch gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 22 das zweite Steuersignal über diese elektrische Verbindung an die zweite Polarisationseinrichtung 50 senden.Furthermore, for example, at least a second
Des Weiteren kann beispielsweise zumindest ein drittes elektrisches Kontaktelement 38''' der modulseitigen Wechselschnittstelle 30 mit einem entsprechenden dritten elektrischen Kontaktelement 34''' der sensorseitigen Wechselschnittstelle 28 verbindbar sein, um die Lichtquelle 40 elektrisch mit dem Messkopf 16 zu verbinden. Über diese elektrische Verbindung kann dann die Lichtquelle 40 durch das Koordinatenmessgerät 10 elektrisch betrieben und gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 22 das zumindest eine dritte Steuersignal über diese elektrische Verbindung an die Lichtquelle 40 senden.Furthermore, for example, at least a third electrical contact element 38''' of the module-side
Die Lichtquelle 40 ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 eine beliebige Lichtquelle 40'. Beispielsweise kann die Lichtquelle 40' eine Lampe oder eine Leuchtdiode (LED) zur Erzeugung des Lichts aufweisen.In the second exemplary embodiment of the
Die erste Polarisationseinrichtung 42 ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 als eine erste Polarisationseinrichtung 42' vorgesehen, die einen ersten Polarisator 44' und einen ersten Polarisationsrotator 46' aufweist. Die erste Polarisationseinrichtung 42' ist, wie bereits im ersten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 beschrieben, durch die Steuereinrichtung 22 steuerbar, um die erste Polarisationsrichtung einzustellen.The
Das optische Element 48 ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 als ein Strahlteiler 48' ausgebildet, der das Licht der Lichtquelle 40' auf das Messobjekt 60 lenkt. Der Detektionsstrahlengang 64 verläuft ebenfalls durch den Strahlteiler 48', aber ohne Umlenkung. Mit anderen Worten lenkt der Strahlteiler 48' das Licht der Lichtquelle 40' koaxial zu dem Detektionsstrahlengang 64 auf das Messobjekt 60 um. In dem Abschnitt zwischen dem Strahlteiler 48' und dem Messobjekt 60 verlaufen somit der Beleuchtungsstrahlengang 62 und der Detektionsstrahlengang 64 koaxial zueinander.In the second exemplary embodiment of the
Entlang des Beleuchtungsstrahlengangs 62 können zudem weitere optische Mittel (wie beispielsweise Linsen, Spiegel, usw.) vorgesehen sein, die zur Strahlformung, Strahlfokussierung und/oder Umlenkung des Lichts im Beleuchtungsstrahlengang dienen. In
Die zweite Polarisationseinrichtung 50 ist in dem Detektionsstrahlengang 64 strahlabwärts des Strahlteilers 48' angeordnet. Die zweite Polarisationseinrichtung 50 ist, wie bereits im ersten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 beschrieben, durch die Steuereinrichtung 22 steuerbar, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen.The
Die Lichtquelle 40 ist in dem dritten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 als eine Ringlichtquelle 40" ausgebildet. Die Lichtquelle 40" weist eine Mehrzahl von Leuchtelementen 66 zum Erzeugen des Lichts auf.In the third exemplary embodiment of the
Die erste Polarisationseinrichtung 42 ist in dem dritten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 als eine erste Polarisationseinrichtung 42" vorgesehen, die eine Mehrzahl von ersten Polarisatoren 44" aufweist. Jeder erste Polarisator 44" ist einem entsprechendem Leuchtelement 66 zugeordnet und polarisiert das Licht des zugeordneten Leuchtelements 66. Die Leuchtelemente 66 sind, vorzugsweise baugleiche, Leuchtdioden (LEDs).The
Die Leuchtelemente 66 und die ersten Polarisatoren 44" sind neben dem Detektionsstrahlengang 64, insbesondere um den Detektionsstrahlengang 64 herum angeordnet.The lighting elements 66 and the
Das optische Element 48 ist in dem dritten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 als eine Fresnel-Linse 48" ausgebildet, die das Licht der Lichtquelle 40" auf das Messobjekt 60 richtet bzw. lenkt. Die Fresnel-Linse 48" weist eine Aussparung 68 oder einen optisch neutralen Bereich auf, durch den der Detektionsstrahlengang 64 verläuft.In the third exemplary embodiment of the
Die zweite Polarisationseinrichtung 50 ist in dem dritten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 in dem Detektionsstrahlengang 64 strahlabwärts der Fresnel-Linse 48" (insbesondere strahlabwärts der Aussparung 68) angeordnet. Die zweite Polarisationseinrichtung 50 kann aber auch in dem Detektionsstrahlengang 64 strahlaufwärts der Fresnel-Linse 48" (insbesondere strahlaufwärts der Aussparung 68) angeordnet sein. Die zweite Polarisationseinrichtung 50 ist, wie bereits im ersten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 beschrieben, durch die Steuereinrichtung 22 steuerbar, um die zweite Polarisationsrichtung einzustellen.In the third exemplary embodiment of the
In
Die Lichtquelle 40" ist, wie bereits im ersten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 beschrieben, durch die Steuereinrichtung 22 steuerbar, um das Licht wahlweise mittels den ersten Leuchtelementen 70 und/oder mittels den zweiten Leuchtelementen 72 zu erzeugen.The
Das Modulgehäuse 26 des dritten Ausführungsbeispiels des Beleuchtungsmoduls 24 kann einen ringförmigen Körper mit einer Aussparung in der Mitte haben, der als Durchgang für den Detektionsstrahlengang 64 dient. Die ersten Leuchtelemente 70 und die zweiten Leuchtelemente 72 sind abwechseln entlang einer Umlaufrichtung um den Durchgang angeordnet. Die Leuchtelemente 70, 72 sind insbesondere um den Durchgang gleichverteilt angeordnet, wobei benachbarte Leuchtelemente 70, 72 immer den gleichen Abstand zueinander haben. Die zweite Polarisationseinrichtung 50 kann in oder vor dem Durchgang angeordnet sein.The
Mit anderen Worten wird durch das dritte Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 24 eine selektiv polarisierte Ringlicht-Beleuchtung bereitgestellt. Die Leuchtelemente 70, 72 sind dabei in einem Ring um die optische Achse (den Detektionsstrahlengang 64) herum platziert. Das Licht der ersten und zweiten Leuchtelemente 70, 72 wird mit zwei verschiedenen Polarisationsrichtungen polarisiert (beispielsweise x- und y-Polarisation), wobei die ersten und zweiten Leuchtelemente 70, 72 abwechseln in der Umfangsrichtung angeordnet sind.In other words, the third exemplary embodiment of the
Das Beleuchtungsmoduls 24 in der vierten Ausführungsform weist somit zwei Beleuchtungen auf, nämlich die Koaxial-Beleuchtung des zweiten Ausführungsbeispiels des Beleuchtungsmoduls 24 und die Ringlicht-Beleuchtung des dritten Ausführungsbeispiels des Beleuchtungsmoduls 24. Insbesondere weist das Beleuchtungsmodul 24 des vierten Ausführungsbeispiels beide Lichtquellen 40', 40" auf, die beide Licht erzeugen können. Das Licht der Lichtquelle 40' wird durch den Strahlteiler 48' auf das Messobjekt 60 gerichtet, sodass der Strahlteiler 48' einen Beleuchtungsstrahlengang für das Licht der Lichtquelle 40' definiert. Das Licht der Lichtquelle 40" wird durch die Fresnel-Linse 48" auf das Messobjekt 60 gerichtet, sodass die Fresnel-Linse 48" einen Beleuchtungsstrahlengang für das Licht der Lichtquelle 40" definiert. Im Detektionsstrahlengang ist der Strahlteiler 48' strahlabwärts der Fresnel-Linse 48" (insbesondere strahlabwärts der Aussparung 68) angeordnet.The
Die Lichtquellen 40' und 40" sind separat steuerbar, so dass Licht wahlweise mittels der Lichtquelle 40' und/oder der Lichtquelle 40" erzeugt werden kann. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 22 des Koordinatenmessgeräts 10 dazu eingerichtet sein, die Lichtquellen 40' und 40" zu steuern, um das Messobjekt wahlweise der Koaxial-Beleuchtung (sprich mit dem Licht der Lichtquelle 40') oder der Ringlicht-Beleuchtung (sprich mit dem Licht der Lichtquelle 40") zu beleuchten.The
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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