DE19741731A1 - Vorrichtung zur optischen Abtastung von Oberflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 sowie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustel­ len, mittels welcher Hohl- und Innenräume möglichst vollständig abgeta­ stet werden können, wobei insbesondere ein Scanner zum Einsatz kom­ men soll, welcher Lichtstrahlen in lediglich einer Ebene aussendet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Ansprüchen 1 und 5 ge­ löst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Scan­ ner, welcher Lichtstrahlen innerhalb einer Ebene aussendet, insgesamt, d. h. mit seinem Gehäuse um eine Achse derart gedreht, daß eine mög­ lichst vollständige Abtastung eines Hohl- bzw. Innenraums möglich wird.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen 2 bis 4 und 6 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß An­ spruch 1, und

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß An­ spruch 5.

Fig. 1 zeigt einen Scanner 1, welcher einen Lichtstrahl 2, 2' innerhalb der Zeichenebene aussendet, wobei der Lichtstrahl hierbei über einen Schwenkwinkelbereich von 180° ausgelenkt wird.

Der Scanner 1 ist um eine Drehachse 3 drehbar gelagert, wobei hier ins­ besondere eine Drehung um 360° ermöglicht wird, so daß mittels der Vor­ richtung gemäß Fig. 1 letztlich ein vollständiger dreidimensionaler Raum abgetastet werden kann. Die Drehachse 3 erstreckt sich dabei senkrecht zu dem um 90° ausgelenkten Lichtstrahl 2'.

Falls keine Vollabtastung nötig sein sollte, ist es ebenso möglich, anstelle des Schwenkwinkels von 180° oder des Drehwinkels von 360° entspre­ chend kleinere Winkelbereiche vorzusehen.

Fig. 2 entspricht im wesentlichen Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Lichtstrahlen 2, 2' hier einen Schwenkwinkelbereich von 360° überstrei­ chen, so daß mit unbewegtem Scanner 1 eine Ebene - im dargestellten Beispiel die Zeichenebene - vollständig abgetastet werden kann.

Der Scanner 1 gemäß Fig. 2 ist ebenfalls um eine Drehachse 3 drehbar, welche senkrecht zu dem um 90° ausgelenkten Lichtstrahl 2' angeordnet ist.

Um eine vollständige Abtastung eines dreidimensionalen Raums zu er­ möglichen, ist es gemäß Fig. 2 lediglich nötig, den Scanner 1 um die Achse 3 in einem Bereich von 180° zu verdrehen.

Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist es möglich, kleinere Raumbereiche abzutasten, indem Schwenkwinkel und Drehwinkel ent­ sprechend verkleinert werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur optischen Abtastung von Oberflächen, insbesondere von Hohl- und Innenräumen mit einem Lichtsender zur innerhalb einer Abtastebene erfolgenden Aussendung eines einen vorgegebe­ nen Schwenkwinkelbereich überstreichenden Lichtstrahls, wobei der Schwenkwinkelbereich zumindest von 0° bis ungefähr 180° reicht, mit einem Lichtempfänger zum Empfang von von der Ober­ fläche reflektierten Lichtsignalen, mit einer Abstandsermitilungsvor­ richtung zur Bestimmung der Entfernung zwischen der Vorrichtung und einem den Lichtstrahl reflektierenden Punkt der Oberfläche und mit einer Auswerteschaltung zur Bestimmung der jeweiligen Position von den Lichtstrahl reflektierenden Punkten der Oberfläche aus der ermittelten Entfernungsinformation und aus einem die je­ weilige Richtung des Lichtstrahls repräsentierenden Schwenkwin­ kelsignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung um eine zumindest im wesentlichen in der oder parallel zur Abtastebene liegende Drehachse um einen vorgegebenen Drehwinkelbereich verschwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung um einen Drehwinkelbereich von zumindest 90°, insbe­ sondere von zumindest 180° und bevorzugt um 360° verschwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung um die Drehachse kontinuier­ lich rotierbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse zumindest im wesentlichen senkrecht zu einem um einen Schwenkwinkel von 90° ausgelenkten Lichtstrahl orientiert ist.

5. Vorrichtung zur optischen Abtastung von Oberflächen, insbesondere von Hohl- und Innenräumen mit einem Lichtsender zur innerhalb einer Abtastebene erfolgenden Aussendung eines einen Schwenk­ winkelbereich von 360° überstreichenden Lichtstrahls, mit einem Lichtempfänger zum Empfang von von der Oberfläche reflektierten Lichtsignalen, mit einer Abstandsermittlungsvorrichtung zur Be­ stimmung der Entfernung zwischen der Vorrichtung und einem den Lichtstrahl reflektierenden Punkt der Oberfläche und mit einer Auswerteschaltung zur Bestimmung der jeweiligen Position von den Lichtstrahl reflektierenden Punkten der Oberfläche aus der ermit­ telten Entfernungsinformation und aus einem die jeweilige Richtung des Lichtstrahls repräsentierenden Schwenkwinkelsignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung um eine zumindest im wesentlichen in der oder parallel zur Abtastebene liegende Drehachse um einen vorgegebenen Drehwinkelbereich verschwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung um einen Drehwinkelbereich von 180° verschwenkbar ist.