DE202004005191U1

DE202004005191U1 - Object`s surface area measuring device, has fluid fiber optic cable guiding light from light source, and light mixer with micro lens unit provided in measurement unit and provided between end of cable and image lenses

Info

Publication number: DE202004005191U1
Application number: DE200420005191
Authority: DE
Original assignee: Steinbichler Optotechnik GmbH
Current assignee: Steinbichler Optotechnik GmbH
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2014-04-02

Abstract

The device has image lenses (19) for projecting predetermined sample on a surface of the object. A fluid fiber optic cable (13) guides the light from a light source (12), which is arranged away from the image lenses. A light mixer (23) with micro lens units is provided in a measurement unit (14). The light mixer is provided between an end of the optic cable and the image lenses.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Vermessung der Oberfläche eines Objekts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for optical measurement of surface an object according to the preamble of claim 1.

Die Vorrichtung umfaßt eine Abbildungsoptik zum Projizieren eines Musters auf die Oberfläche des Objekts. Das Muster kann ein vorgegebenes Muster sein. Insbesondere handelt es sich bei dem Muster um ein Streifenmuster. Die Vorrichtung kann ferner eine Lichtquelle und/oder eine Kamera umfassen.The Device includes an imaging optic for projecting a pattern on the surface of the object. The pattern can be a given pattern. In particular, acts the pattern is a striped pattern. The device can further comprising a light source and / or a camera.

Bei der Vorrichtung zur optischen Vermessung der Oberfläche eines Objekts kann es sich insbesondere um eine Vorrichtung zur 3D-Konturvermessung handeln, insbesondere um eine Vorrichtung zur 3D-Konturvermessung mittels Streifenprojektion. Vorbekannte Ausführungsbeispiele einer derartigen Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt. Dort zeigtat the device for optical measurement of the surface of a The object may in particular be a device for 3D contour measurement act, in particular a device for 3D contour measurement by stripe projection. Previous embodiments of such Device are shown in the drawing. There shows

5 eine Vorrichtung zur 3D-Konturvermessung mittels Streifenprojektion mit einem Projektor und einer Kamera in einer schematischen Ansicht von oben, 5 a device for 3D contour measurement by means of fringe projection with a projector and a camera in a schematic view from above,

6 eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß 5 mit einem Projektor und zwei Kameras und 6 a modification of the device according to 5 with a projector and two cameras and

7 den Aufbau des Projektors gemäß 5 und 6 in einer schematischen Seitenansicht. 7 the structure of the projector according to 5 and 6 in a schematic side view.

Die Vorrichtung zur 3D-Konturvermessung mittels Streifenprojektion gemäß 5 umfaßt einen Projektor 1 und eine Kamera 2, die voneinander beabstandet sind. Der Projektor projiziert ein Streifenmuster auf die Oberfläche 3 eines Objekts. Das aufprojizierte Streifenmuster wird von der Kamera 2 aufgenommen und ausgewertet.The device for 3D contour measurement by means of fringe projection according to 5 includes a projector 1 and a camera 2 which are spaced apart from each other. The projector projects a striped pattern onto the surface 3 an object. The projected stripe pattern is taken by the camera 2 recorded and evaluated.

In der Abwandlung gemäß 6 ist eine weitere Kamera 4 vorhanden, die auf der der Kamera 2 gegenüberliegenden Seite des Projektors 1 liegt.In the modification according to 6 is another camera 4 present on the camera 2 opposite side of the projector 1 lies.

Der Aufbau des Projektors 1 ist in 7 dargestellt. Er umfaßt eine Lampe 5 mit einer Glühwendel 6, einen Reflektor 7, der hohlförmig gekrümmt ist, einen Kondensor 8, der zwei Linsen umfaßt, ein Muster 9, das auf einem Dia 10 vorhanden ist, und eine Abbildungsoptik 11, die aus fünf Linsen besteht. Innerhalb der Abbildungsoptik wird ein Bild der Wendel 6 der Lampe 5 erzeugt. Durch den Projektor 1 wird das auf dem Dia 10 vorhandene Muster 9, bei dem es sich um ein Streifenmuster handelt, auf die Oberfläche 3 des Objekts projiziert.The construction of the projector 1 is in 7 shown. He includes a lamp 5 with a filament 6 , a reflector 7 which is curved in a hollow shape, a condenser 8th that includes two lenses, a pattern 9 on a slide 10 is present, and an imaging optics 11 , which consists of five lenses. Within the imaging optics, a picture of the helix becomes 6 the lamp 5 generated. Through the projector 1 will that be on the slide 10 existing patterns 9 , which is a striped pattern, on the surface 3 the object is projected.

Mit den Vorrichtungen der eingangs angegebenen Art soll die optische Vermessung der Oberfläche eines Objekts, insbesondere eine 3D-Konturvermessung mittels Projektion, insbesondere Streifenprojektion, mit größtmöglicher Präzision durchgeführt werden. Dabei wirkt sich jeder Wärmeeinfluß auf das Gesamtsystem oder ein Teilsystem negativ auf die Präzision der Messungen aus. Diese negativen Effekte sind im wesentlichen auf die Wärmeausdehnung des tragenden Aufbaus und der Komponenten zurückzuführen. Die dominanteste Wärmequelle eines derartigen Aufbaus ist in der Regel die Lampe des Projektors, die eine Verlustleistung von einigen 100 W erreichen kann.With the devices of the type specified should be the optical Surveying the surface an object, in particular a 3D contour measurement by means of projection, in particular stripe projection, be carried out with the greatest possible precision. Every influence of heat on the entire system has an effect or a subsystem negatively affect the precision of the measurements. These negative effects are essentially due to the thermal expansion of the bearing Structure and components attributed. The most dominant heat source such a structure is usually the lamp of the projector, which can achieve a power loss of a few 100 W

Um die beschriebenen negativen Effekte zu mindern, können externe Lichtquellen mit Lichtwellenleitern aus Glasfaserbündeln eingesetzt werden. Dies führt allerdings nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen, da in die Fasern des Glasfaserbündels nur eine relativ begrenzte, nicht ausreichende Lichtleistung eingekoppelt werden kann. Wenn diese Lichtleistung zu groß wird, werden die Fasern zerstört. Ferner ist der Raumwinkel, unter dem die Lichtleistung in die jeweilige Faser eingekoppelt werden kann, durch den geringen Querschnitt der Einzelfasern stark begrenzt. Hinzu kommt noch die Dämpfung des Lichts in der Faser selbst. Die im Gesamtsystem auftretenden Verluste betragen mehr als 90%, so daß keine befriedigenden Ergebnisse erzielt werden können.Around To reduce the negative effects described, external Light sources with optical fibers of glass fiber bundles used become. this leads to but not to satisfactory results, as in the fibers of fiber optic bundle only a relatively limited, insufficient light output coupled can be. If this light output becomes too large, the fibers will be destroyed. Further is the solid angle under which the light output in the respective Fiber can be coupled, due to the small cross section of the Single fibers severely limited. Add to that the damping of the Light in the fiber itself. The losses occurring in the overall system amount to more than 90%, so that no satisfactory results can be achieved.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art die Meßgenauigkeit zu verbessern.task The invention is, in a device of the initially mentioned Type the measurement accuracy to improve.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung umfaßt einen Flüssigkeitslichtwellenleiter zum Leiten des Lichts einer entfernt angeordneten Lichtquelle zur Abbildungsoptik. Hierdurch ist es möglich, die Lichtquelle und damit den von ihr ausgehenden, störenden Wärmeeinfluß in einer hinreichenden Entfernung von der Abbildungsoptik anzuordnen. Das Licht der Lichtquelle wird durch den Flüssigkeitslichtwellenleiter zur Abbildungsoptik geleitet. Überraschend hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung eines Flüssigkeitslichtwellenleiters eine ausreichende Lichtmenge mit einem akzeptablen Wirkungsgrad zur Abbildungsoptik geleitet werden kann. Bei einem Flüssigkeitslichtwellenleiter wird das Licht nicht durch einzelne Fasern übertragen, sondern durch einen einzigen Lichtwellenleiter, der durch einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Schlauch realisiert werden kann und der einen hinreichend großen Querschnitt haben kann.According to the invention this Problem solved by the characterizing features of claim 1. The Device includes a liquid optical waveguide for guiding the light of a remote light source to Imaging optics. This makes it possible, the light source and so that the outgoing, disturbing influence of heat at a sufficient distance to arrange from the imaging optics. The light of the light source is through the liquid optical waveguide directed to imaging optics. Surprised has been shown by the Use of a liquid optical waveguide one sufficient amount of light with an acceptable efficiency for imaging optics can be directed. In a liquid optical waveguide the light is transmitted not by individual fibers, but by one single fiber optic cable through one with a liquid filled Hose can be realized and a sufficiently large cross-section may have.

Der Flüssigkeitslichtwellenleiter hat einen Akzeptanzwinkel, der wesentlich größer ist als bei Glasfasern. Der Akzeptanzwinkel ist dabei derjenige Winkel, unter dem noch Licht in den Lichtwellenleiter eingekoppelt wird. Durch den größeren Akzeptanzwinkel entstehen geringere Kopplungsverluste.The liquid optical waveguide has an acceptance angle which is substantially greater than with glass fibers. The acceptance angle is that angle below which light in the optical waveguide is coupled. The larger acceptance angle results in lower coupling losses.

Durch diese geringeren Kopplungsverluste entsteht ferner eine geringere Verlustwärme an der Kopplungsstelle, also an derjenigen Stelle, an der das Licht aus der Lichtquelle in den Flüssigkeitslichtwellenleiter eingekoppelt wird. Diese Kopplungsstelle ist auch bauartbedingt weitaus unempfindlicher gegen Wärmeeinflüsse als die Kopplungsstelle von Glasfasern. All dies führt dazu, daß Lichtquellen mit weitaus größerer Lichtleistung verwendet werden können.By these lower coupling losses also result in a lower one heat loss at the point of coupling, that is, at the point where the light is from the light source into the liquid optical waveguide is coupled. This coupling point is also due to design much less sensitive to heat than the coupling site of glass fibers. All this causes light sources with much greater light output can be used.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Gesamtverluste eines Systems mit einem Flüssigkeitslichtwellenleiter von 10 m Länge auf etwa 40% zu vermindern. Diese Verluste liegen damit deutlich niedriger als die Verluste von bisherigen Systemen.By the invention it is possible the total losses of a system with a liquid fiber optic cable of 10 m length to reduce to about 40%. These losses are significantly lower as the losses of previous systems.

Durch die Erfindung wird es ferner möglich, die Lichtquelle und damit die in ihr liegende Wärmequelle 10 bis 20 m von der Abbildungsoptik und den sonstigen Bestandteilen der Meßeinrichtung abzusetzen, wodurch der Einfluß dieser (dominanten) Wärmequelle auf die Abbildungsoptik und die sonstige Meßeinrichtung ausgeschlossen wird.By the invention also makes it possible, the Light source and thus the lying in her heat source 10 to 20 m from the Imaging optics and the other components of the measuring device depose the influence of this (dominant) heat source excluded on the imaging optics and the other measuring device becomes.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.advantageous Further developments are described in the subclaims.

Bei Flüssigkeitslichtwellenleitern tritt im allgemeinen eine Winkelabhängigkeit zwischen der Lage des Flüssigkeitslichtwellenleiters und dem austretenden Licht auf. Dies ist dadurch bedingt, daß die Reflexion des Lichtes im Lichtwellenleiter von dessen Krümmung abhängt. Da sich der Flüssigkeitslichtwellenleiter im allgemeinen nicht in einer definierten Lage befindet, sondern – nach Art eines Gartenschlauchs – in einer nicht definierten Weise „irgendwie" liegt, treten verschiedene Krümmungen auf, die in ihrer Anzahl, ihrer Abfolge und ihren Radien nicht vorherbestimmt sind. Die Winkelabhängigkeit des austretenden Lichts wird zusätzlich dadurch verstärkt, daß der Querschnitt des Flüssigkeitslichtwellenleiters deutlich größer ist als derjenige von einzelnen Glasfasern.at Liquid optical fibers There is generally an angular dependence between the position the liquid optical waveguide and the leaking light. This is due to the fact that the reflection of the light in the optical waveguide depends on its curvature. Since the liquid optical waveguide generally not in a defined position, but - according to Art a garden hose - in In an undefined way "somehow", different ones occur curvatures which is not predetermined in number, sequence and radii are. The angle dependence the escaping light is added reinforced by that the Cross section of the liquid optical waveguide is significantly larger as that of individual glass fibers.

Durch diese Winkelabhängigkeit können sich Abhängigkeiten des projizierten Musters, insbesondere Streifenmusters, von der jeweiligen Lage des Flüssigkeitslichtwellenleiters ergeben. Diese Abhängigkeiten können sich insbesondere dadurch bemerkbar machen, daß eine örtlich begrenzte Verschiebung des projizierten Musters auftreten kann, wenn die Lage des Flüssigkeitslichtwellenleiters verändert wird. Dies kann zu einer unzureichenden Meßgenauigkeit der Vorrichtung führen, insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung für die hochgenaue 3D-Konturvermessung bzw. 3D-Oberflächenvermessung eingesetzt werden soll.By this angle dependence can dependencies the projected pattern, in particular stripe pattern, of the respective position of the liquid optical waveguide result. These dependencies can be particularly noticeable by the fact that a localized shift of the projected pattern may occur when the position of the liquid optical waveguide changed becomes. This can lead to insufficient measurement accuracy of the device to lead, in particular when the device according to the invention for the highly accurate 3D contour measurement or 3D surface measurement are used should.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch einen Lichtmischer gesteigert werden.According to one advantageous development of the invention, the accuracy of the Device according to the invention be increased by a light mixer.

Der Lichtmischer kann zwischen dem Ende des Flüssigkeitslichtwellenleiters und der Abbildungsoptik vorgesehen sein. Der Lichtmischer kann sich auch in der Abbildungsoptik befinden.Of the Light mixer can be placed between the end of the liquid optical fiber and the imaging optics may be provided. The light mixer can be also in the imaging optics.

Durch den Lichtmischer wird das aus dem Flüssigkeitslichtwellenleiter austretende Licht nochmals durchmischt. Der Lichtmischer bewirkt insbesondere eine geeignete räumliche Verteilung der aus Flüssigkeitslichtwellenleiter austretenden Lichtstrahlung, so daß diese nicht mehr von der Lage des Flüssigkeitslichtwellenleiters zwischen der Lichtquelle und der Abbildungsoptik abhängt.By the light mixer becomes the liquid optical waveguide exiting light mixed again. The light mixer causes in particular a suitable spatial Distribution of liquid optical fibers emerging light radiation, so that they no longer from the Position of the liquid optical waveguide between the light source and the imaging optics.

Der Lichtmischer kann ein Diffusorelement umfassen. Dieses Diffusorelement kann matt sein. Insbesondere kann es sich bei dem Diffusorelement um eine Mattscheibe handeln. Das Diffusorelement bzw. die Mattscheibe ist vorzugsweise möglichst „ideal matt". Hierdurch wird die auffallende Strahlung aus dem Flüssigkeitslichtwellenleiter so auf den Halbraum, der auf der dem Flüssigkeitslichtwellenleiter gegenüberliegenden Seite des Diffusorelements liegt, verteilt, daß die Leuchtdichte in allen Richtungen konstant ist.Of the Light mixer may include a diffuser element. This diffuser element can be dull. In particular, the diffuser element may be act a screen. The diffuser element or the ground glass is preferably as "ideal dull " becomes the incident radiation from the liquid optical waveguide so on the half space, on the the liquid fiber opposite Side of the diffuser element is distributed, that the luminance in all Directions is constant.

Stattdessen oder zusätzlich kann das Diffusorelement Mikrolinsenelemente umfassen. Vorzugsweise ist das Diffusorelement aus Mikrolinsenelementen aufgebaut.Instead or additionally For example, the diffuser element may comprise microlens elements. Preferably the diffuser element is constructed of microlens elements.

Die Mikrolinsenelemente bewirken eine bessere Fokussierung der Lichtenergie in die Abbildungsoptik bei gleichzeitiger Durchmischung der Strahlung.The Microlens elements cause a better focusing of the light energy in the imaging optics with simultaneous mixing of the radiation.

Vorteilhaft ist es, wenn das Diffusorelement bewegbar ist. Vorzugsweise ist das Diffusorelement drehbar. Insbesondere handelt es sich um ein rotierendes Diffusorelement. Durch ein bewegbares Diffusorelement kann ein zeitlich leicht veränderte Lichtmischung erreicht werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die lichtstreuende Wirkung des Diffusorelements weniger stark ausgeprägt sein muß, so daß auch weniger Licht verloren geht. Die Integration der zeitlich veränderten Lichtmischung kann in der Kamera erfolgen. Sie kann insbesondere von einem in der Kamera vorhandenen Sensor, insbesondere einem CCD-Sensor, durchgeführt werden.Advantageous it is when the diffuser element is movable. Preferably the diffuser element rotatable. In particular, it is a rotating diffuser element. By a movable diffuser element can be slightly changed in time Light mixture can be achieved. This brings with it the advantage that the light scattering effect of the diffuser element be less pronounced must, so that too less light is lost. The integration of temporally changed Light mixing can be done in the camera. She can in particular from a sensor present in the camera, in particular a CCD sensor, carried out become.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfaßt der Lichtmischer einen weiteren Lichtwellenleiter. Dieser weitere Lichtwellenleiter kann fixiert sein. Insbesondere kann er in dem Gehäuse der Vorrichtung fest montiert sein. Vorteilhaft ist es, wenn der weitere Lichtwellenleiter in Schleifen verlegt ist. Durch den weiteren Lichtwellenleiter kann das Licht durchmischt werden. Der weitere Lichtwellenleiter kann auf verschiedene Weise realisiert sein, beispielsweise durch einzelne Glasfasern, einen gebogenen oder geraden Glasstab oder einen weiteren, vorzugsweise fest verlegten Flüssigkeitslichtwellenleiter.According to a further advantageous development, the light mixer comprises a further optical waveguide. This further optical fiber can fi be xiert. In particular, it may be fixedly mounted in the housing of the device. It is advantageous if the further optical waveguide is laid in loops. The light can be mixed through the further optical waveguide. The further optical waveguide can be realized in various ways, for example by individual glass fibers, a curved or straight glass rod or another, preferably permanently laid liquid optical waveguide.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Lichtmischer von einem Teil des Flüssigkeitslichtwellenleiters gebildet. Dieser Teil des Flüssigkeitslichtwellenleiters kann fixiert sein. Insbesondere kann er in dem Gehäuse der Vorrichtung fest montiert sein. Vorteilhaft ist es, wenn dieser Teil des Flüssigkeitslichtwellenleiters in Schleifen verlegt ist. Es ist ferner vorteilhaft, wenn es sich dabei um den der Abbildungsoptik benachbarten Teil des Flüssigkeitslichtwellenleiters handelt.To A further advantageous development of the light mixer from a part of the liquid optical waveguide educated. This part of the liquid fiber waveguide can be fixed. In particular, he can in the case of Device to be firmly mounted. It is advantageous if this Part of the liquid optical waveguide is laid in loops. It is also advantageous if it is in this case, the part of the liquid optical waveguide which is adjacent to the imaging optics is.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigtembodiments The invention will be described below with reference to the accompanying drawings explained in detail. In the drawing shows

1 eine Vorrichtung zur optischen Vermessung der Oberfläche eines Objekts mit einer Lichtquelle, einem Flüssigkeitslichtwellenleiter und einer Abbildungsoptik in einer schematischen Ansicht, 1 a device for optical measurement of the surface of an object with a light source, a liquid optical waveguide and an imaging optics in a schematic view,

2 eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß 1 mit einem Diffusorelement in einer teilweisen Ansicht, 2 a modification of the device according to 1 with a diffuser element in a partial view,

3 eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß 2 mit einem rotierenden Diffusorelement und 3 a modification of the device according to 2 with a rotating diffuser element and

4 einen Teil der Vorrichtung gemäß 1 in einer vergrößerten Darstellung. 4 a part of the device according to 1 in an enlarged view.

Die in 1 gezeigte Vorrichtung zur optischen Vermessung der Oberfläche eines Objekts umfaßt eine Lichtquelle 12, einen Flüssigkeitslichtwellenleiter 13 und eine Aufnahmeeinheit 14, die eine Projektionseinheit 15 und eine CCD-Kamera 16 umfaßt. Die Projektionseinheit 15 umfaßt einen Kondensor 17, ein Muster 18, insbesondere ein Gitter oder ein Streifenmuster, das auf einem Dia 10 aufgebracht ist, und eine Abbildungsoptik 19.In the 1 A device for optically measuring the surface of an object shown comprises a light source 12 , a liquid optical fiber 13 and a recording unit 14 that is a projection unit 15 and a CCD camera 16 includes. The projection unit 15 includes a condenser 17 , a pattern 18 , in particular a grid or a striped pattern, which is on a slide 10 is applied, and an imaging optics 19 ,

Die Lichtquelle 12 umfaßt eine Glühwendel 20, die im Brennpunkt eines Parabolreflektors 21 angeordnet ist, und einen Wärmeschutzfilter 22.The light source 12 includes a filament 20 at the focus of a parabolic reflector 21 is arranged, and a heat protection filter 22 ,

Das von der Glühwendel 20 ausgehende und vom Parabolreflektor 21 reflektierte Licht, das den Wärmeschutzfilter 22 durchlaufen hat, wird in den Flüssigkeitslichtwellenleiter 13 eingekoppelt. Das Ende des Flüssigkeitslichtwellenleiters 13 liegt dem Kondensor 17 gegenüber. Das aus dem Flüssigkeitslichtwellenleiter 13 austretende Licht wird in den Kondensor 17 eingeleitet.That from the filament 20 outgoing and from the parabolic reflector 21 reflected light, the heat protection filter 22 has passed through is in the liquid optical waveguide 13 coupled. The end of the liquid optical fiber 13 lies the condenser 17 across from. That from the liquid fiber optic cable 13 escaping light gets into the condenser 17 initiated.

In der Aufnahmeeinheit 14 ist ferner ein Lichtmischer 23 vorgesehen. Dieser Lichtmischer 23 wird von einem Teil des Flüssigkeitslichtwellenleiters 13 gebildet. Hierzu ist ein Teil des Flüssigkeitslichtwellenleiters 13 in der Aufnahmeeinheit 14 fixiert.In the recording unit 14 is also a light mixer 23 intended. This light mixer 23 is from a part of the liquid optical fiber 13 educated. For this purpose, a part of the liquid optical waveguide 13 in the recording unit 14 fixed.

Dieser Teil des Flüssigkeitslichtwellenleiters 13 verläuft in einer oder mehreren Schleifen. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um im wesentlichen kreisförmige Schleifen, die nach Art einer Spirale übereinander verlaufen.This part of the liquid fiber waveguide 13 runs in one or more loops. In the exemplary embodiment, these are essentially circular loops that run one above the other in the manner of a spiral.

Bei der Ausführungsform nach 2 ist zwischen dem Ende des Lichtwellenleiters 13 und dem Kondensor 17 ein Diffusorelement 24 angeordnet, bei dem es sich um eine Mattscheibe oder um ein aus Mikrolinsenelementen aufgebautes Diffusorelement, insbesondere eine Mikrolinsenscheibe, handeln kann.In the embodiment according to 2 is between the end of the fiber optic cable 13 and the condenser 17 a diffuser element 24 arranged, which may be a ground glass or a built-up of microlens elements diffuser element, in particular a microlens disk act.

Bei der Abwandlung nach 3 ist das Diffusorelement 24' als rotierendes Diffusorelement ausgestaltet. Es handelt sich um eine Diffusorscheibe, die durch einen Motor 25 um eine zum Endbereich des Lichtwellenleiters 13 parallele Achse 26 drehbar ist, wie durch den Pfeil 27 angedeutet.In the modification to 3 is the diffuser element 24 ' designed as a rotating diffuser element. It is a diffuser disk that is powered by a motor 25 around the end of the optical fiber 13 parallel axis 26 is rotatable, as indicated by the arrow 27 indicated.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur optischen Vermessung der Oberfläche eines Objekts geschaffen, insbesondere eine Vorrichtung zur Vermessung der 3D-Oberflächenkontur mittels Streifenprojektion. Die Vorrichtung kann aus mindestens einer Projektionseinheit und mindestens einer Kameraeinheit bestehen. Die Projektionseinheit ist dabei derart beschaffen, daß die Zufuhr der Lichtenergie von einer externen Lichtquelle mittels eines Flüssigkeitslichtwellenleiters erfolgt. Vorzugsweise wird die Winkelverteilung der Lichtenergie innerhalb der Projektionseinheit mittels eines Lichtmischers homogenisiert. Der Lichtmischer kann aus einem transparenten optischen Diffusorelement bestehen, das eine matte Oberfläche, vorzugsweise eine ideal matte Oberfläche, aufweist. Stattdessen oder zusätzlich kann der Lichtmischer aus einem optischen Diffusorelement mit mikrooptischen Elementen bestehen. Vorteilhaft ist es, wenn sich der Lichtmischer relativ zu der aus dem Flüssigkeitslichtwellenleiter austretenden Strahlung in Bewegung befindet bzw. wenn der Lichtmischer relativ zu der aus dem Flüssigkeitslichtwellenleiter austretenden Strahlung bewegbar ist. Der Lichtmischer kann aus einem gekrümmten oder geraden Glasstab mit lichtleitenden Eigenschaften bestehen. Stattdessen oder zusätzlich kann er aus einer gekrümmten oder geraden verspiegelten Glasröhre bestehen. Stattdessen oder zusätzlich kann er aus einem zweiten Lichtwellenleiter mit mindestens einer Glasfaser bestehen. Stattdessen oder zusätzlich kann aus einem zweiten Flüssigkeitslichtwellenleiter bestehen.The invention provides a device for optical measurement of the surface of an object, in particular a device for measuring the 3D surface contour by means of fringe projection. The device may consist of at least one projection unit and at least one camera unit. The projection unit is designed such that the supply of the light energy from an external light source by means of a liquid fiber waveguide. Preferably, the angular distribution of the light energy within the projection unit is homogenized by means of a light mixer. The light mixer may consist of a transparent optical diffuser element having a matte surface, preferably an ideally matt surface. Instead or in addition, the light mixer may consist of an optical diffuser element with micro-optical elements. It is advantageous if the light mixer is in motion relative to the radiation emerging from the liquid optical waveguide or if the light mixer is movable relative to the radiation emerging from the liquid optical waveguide. The light mixer may consist of a curved or straight glass rod with light-conducting properties. Instead, or in addition, he can choose from a curved or straight mirrored Glass tube exist. Instead or in addition, it may consist of a second optical waveguide with at least one glass fiber. Instead or in addition, may consist of a second liquid optical waveguide.

Claims

Device for optically measuring the surface of an object with imaging optics ( 19 ) for projecting a pattern ( 18 ) to the surface of the object, characterized by a liquid optical waveguide ( 13 ) for directing the light of a remote light source ( 12 ) to the imaging optics ( 19 ).

Apparatus according to claim 1, characterized by a light mixer.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the light mixer between the end of the liquid optical waveguide ( 13 ) and the imaging optics ( 19 ) is provided.

Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the light mixer comprises a diffuser element ( 24 . 24 ' ).

Apparatus according to claim 4, characterized in that the diffuser element ( 24 . 24 ' ) is dull.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the diffuser element ( 24 . 24 ' ) Comprises microlens elements.

Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the diffuser element ( 24 ' ) is movable.

Device according to one of claims 2 to 7, characterized that the Light mixer comprises a further optical waveguide.

Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the light mixer ( 23 ) of a part of the liquid optical waveguide ( 13 ) is formed.