DE202014104741U1 - 3D scanner - Google Patents

3D scanner Download PDF

Info

Publication number
DE202014104741U1
DE202014104741U1 DE201420104741 DE202014104741U DE202014104741U1 DE 202014104741 U1 DE202014104741 U1 DE 202014104741U1 DE 201420104741 DE201420104741 DE 201420104741 DE 202014104741 U DE202014104741 U DE 202014104741U DE 202014104741 U1 DE202014104741 U1 DE 202014104741U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
mirror
scanner
micromechanical
receiver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE201420104741
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sick AG
Original Assignee
Sick AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sick AG filed Critical Sick AG
Priority to DE201420104741 priority Critical patent/DE202014104741U1/en
Publication of DE202014104741U1 publication Critical patent/DE202014104741U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Active legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08—Use of electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

3D-Scanner, umfassend einen Lichtsender, einen Lichtempfänger und einen als Lichtablenkvorrichtung um eine Drehachse (D) drehbar ausgebildeten Spiegel (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (1) als mikromechanischer Spiegel ausgebildet ist.3-D scanner, comprising a light transmitter, a light receiver and a mirror (1) configured as a light deflection device rotatable about an axis of rotation (D), characterized in that the mirror (1) is configured as a micromechanical mirror.

Description

Die Erfindung betrifft einen 3D-Scanner, umfassend einen Lichtsender, einen Lichtempfänger und einen, als Lichtablenkvorrichtung um eine Drehachse drehbar ausgebildeten Spiegel. The invention relates to a 3D scanner, comprising a light emitter, a light receiver and, as a light deflecting device about a rotation axis rotatably formed mirror.

Aus der DE 197 27 792 C2 ist ein Scanner bekannt, welcher einen Lichtsender, einen Lichtempfänger und eine Lichtablenkvorrichtung sowie eine Auswerteschaltung zur Detektion von im Scanbereich vorhandenen Objekten aufweist. Als Lichtablenkvorrichtung wird ein einziger Spiegel verwendet, welcher um eine Dreh- und eine Schwenkachse beweglich ist und sowohl für die Umlenkung des Sendelichtstrahles als auch für die Umlenkung des Empfangslichtstrahles eingesetzt wird. From the DE 197 27 792 C2 a scanner is known, which has a light transmitter, a light receiver and a light deflecting device and an evaluation circuit for detecting objects present in the scanning area. As a light deflecting device, a single mirror is used, which is movable about a pivot and a pivot axis and is used both for the deflection of the transmitted light beam and for the deflection of the received light beam.

Gemäß der DE 101 46 752 B4 ist eine optoelektronische Vorrichtung bekannt, welche zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich einen, Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, ein Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger sowie eine Auswerteeinheit zur Auswertung der, am Empfänger anstehenden Empfangssignale aufweist. Die Sendelichtstrahlen werden durch einen, als Schwingspiegel ausgebildeten mikromechanischen Spiegel periodisch in zwei Raumrichtungen abgelenkt. According to the DE 101 46 752 B4 an optoelectronic device is known, which for detecting objects in a monitoring area, a transmitter emitting light-emitting transmitters, a receiving light beam receiving receiver and an evaluation unit for the evaluation of, at the receiver pending receiving signals. The transmitted light beams are periodically deflected in two spatial directions by a micromechanical mirror designed as a vibrating mirror.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 3D-Scanner anzugeben, welcher trotz geringer Baugröße einen größtmöglichen Öffnungswinkel erreicht. The invention has for its object to provide a 3D scanner, which achieves the largest possible opening angle despite small size.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Spiegel als mikromechanischer Spiegel ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass der 3D-Scanner baulich sehr klein gestaltet werden kann, wobei trotzdem ein größtmöglicher Öffnungswinkel eingestellt werden kann. Vorteilhafterweise wird eine vertikale Auflösung vergrößert. Dadurch wird die Flexibilität des 3D-Scanners erhöht und dessen Herstellungskosten werden gesenkt. According to the invention the object is achieved in that the mirror is designed as a micromechanical mirror. This has the advantage that the 3D scanner can be structurally made very small, while still a maximum opening angle can be adjusted. Advantageously, a vertical resolution is increased. This increases the flexibility of the 3D scanner and reduces its manufacturing costs.

In einer Ausgestaltung sind der Lichtsender und/oder der Lichtempfänger drehbar ausgebildet. Dadurch wird der zu scannende Bereich vergrößert. In one embodiment, the light transmitter and / or the light receiver are rotatably formed. This enlarges the area to be scanned.

In einer Alternative sind der Lichtsender und/oder der Lichtempfänger feststehend ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders robuste Ausgestaltung des 3D-Scanners. In an alternative, the light transmitter and / or the light receiver are designed to be stationary. This allows a particularly robust design of the 3D scanner.

In einer Variante lenkt der mikromechanische Spiegel den vom zu scannenden Objekt reflektierten und dem Lichtempfänger zuleitbaren Lichtstrahl ab. Durch die Verwendung nur eines einzigen mikromechanischen Spiegels als Lichtablenkvorrichtung sowohl für den ausgesandten als auch für den reflektierten Lichtstrahl, verkleinert sich der Aufbau des 3D-Scanners weiter. In one variant, the micromechanical mirror deflects the light beam which is reflected by the object to be scanned and can be directed to the light receiver. By using only a single micromechanical mirror as Lichtablenkvorrichtung both for the emitted and for the reflected light beam, the structure of the 3D scanner continues to shrink.

In einer Weiterbildung ist der mikromechanische Spiegel ein- oder zweiachsig drehbar gelagert. Durch diese Ausbildung erhöht sich die Flexibilität bei der Einstellung des zu scannenden Bereiches. In one development, the micromechanical mirror is rotatably mounted on one or two axes. This design increases the flexibility in setting the area to be scanned.

Je nach vorliegendem Anwendungsfall weist der mikromechanische Spiegel unterschiedliche Durchmesser auf. Depending on the present application, the micromechanical mirror has different diameters.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden. The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figure shown in the drawing.

Es zeigt: It shows:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen 3D-Scanners. 1 an embodiment of a 3D scanner according to the invention.

Der in 1 dargestellte 3D-Scanner umfasst einen Drehspiegel 1, welcher als Lichtablenkvorrichtung eingesetzt wird. Der Drehspiegel 1, welcher als mikromechanischer Spiegel ausgebildet ist, ist um eine Drehachse D drehbar gelagert. Oberhalb des Drehspiegels 1 ist ein Entfernungsmessgerät 2 angeordnet, welches zur Aussendung eines Sendestrahls 3 verwendet wird. Neben dem Lichtsender besitzt das Entfernungsmessgerät 2 einen Lichtempfänger zum Empfang von Empfangsstrahlen 4, die von einem zu scannenden Objekt 8 reflektiert werden. Der mikromechanische Drehspiegel 1 ist mit einer Antriebswelle 5 über ein Getriebe 6 mit einem Antriebsmotor 7 zur Drehung des mikromechanischen Spiegels 1 verbunden. The in 1 illustrated 3D scanner includes a rotating mirror 1 , which is used as a light deflecting device. The rotating mirror 1 , which is designed as a micromechanical mirror, is rotatably mounted about a rotation axis D. Above the rotating mirror 1 is a distance meter 2 arranged, which for the transmission of a transmission beam 3 is used. In addition to the light transmitter owns the rangefinder 2 a light receiver for receiving receive beams 4 that of an object to be scanned 8th be reflected. The micromechanical rotating mirror 1 is with a drive shaft 5 via a gearbox 6 with a drive motor 7 for rotation of the micromechanical mirror 1 connected.

Der Sendestrahl 3 wird über den mikromechanischen Drehspiegel 1 in seiner, in 1 gezeigten Stellung um 90° umgelenkt und in den Bereich des zu scannenden Objektes 8 gesandt. Von dem im Scanbereich vorhandenen Objekt 8 werden Empfangsstrahlen 4 reflektiert, welche ebenfalls vom mikromechanischen Drehspiegel 1 um 90° umgelenkt und zum Empfänger des Entfernungsmessgerätes 2 umgeleitet werden. An den Empfänger ist eine Auswerteeinheit angeschlossen, die ebenfalls in dem Entfernungsmessgerät 2 enthalten ist. Diese Auswerteeinheit berechnet mit einem Lichtlaufzeitverfahren die Laufzeit des Lichtes zwischen Aussendung und Empfang und ermittelt daraus den Abstand des im Scanbereich angeordneten Objektes 8. Durch ein Drehen des mikromechanischen Spiegels 1 um die Drehachse D wird ein Scanbereich rings um die Drehachse D abgetastet. The transmission beam 3 is via the micromechanical rotating mirror 1 in his, in 1 shown rotated position by 90 ° and in the area of the object to be scanned 8th sent. From the object in the scan area 8th become receive beams 4 reflected, which also from the micromechanical rotating mirror 1 deflected by 90 ° and to the receiver of the distance measuring device 2 be redirected. To the receiver, an evaluation unit is connected, which also in the distance measuring device 2 is included. This evaluation unit uses a time-of-flight procedure to calculate the transit time of the light between transmission and reception, and from this determines the distance of the object arranged in the scanning area 8th , By turning the micromechanical mirror 1 A scanning area is scanned around the axis of rotation D around the axis of rotation D.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19727792 C2 [0002] DE 19727792 C2 [0002]
  • DE 10146752 B4 [0003] DE 10146752 B4 [0003]

Claims (6)

3D-Scanner, umfassend einen Lichtsender, einen Lichtempfänger und einen als Lichtablenkvorrichtung um eine Drehachse (D) drehbar ausgebildeten Spiegel (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (1) als mikromechanischer Spiegel ausgebildet ist. A 3D scanner comprising a light emitter, a light receiver and a mirror rotatable as a light deflecting device about a rotation axis (D) ( 1 ), characterized in that the mirror ( 1 ) is designed as a micromechanical mirror. 3D-Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender und/oder der Lichtempfänger drehbar ausgebildet sind. 3D scanner according to claim 1, characterized in that the light transmitter and / or the light receiver are rotatably formed. 3D-Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender und/oder der Lichtempfänger feststehend ausgebildet sind. 3D scanner according to claim 1, characterized in that the light emitter and / or the light receiver are designed to be stationary. 3D-Scanner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mikromechanische Spiegel (1) den vom Lichtsender ausgesandten Lichtstrahl (3) und/oder den von einem zu scannenden Objekt (8) reflektierten und dem Lichtempfänger zuleitbaren Lichtstrahl (4) ablenkt. 3D scanner according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the micromechanical mirror ( 1 ) the light beam emitted by the light emitter ( 3 ) and / or the object to be scanned ( 8th ) reflected and the light receiver feedable light beam ( 4 ) distracts. 3D-Scanner nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mikromechanische Spiegel (1) ein- oder zweiachsig drehbar gelagert ist. 3D scanner according to at least one of the preceding claims, characterized in that the micromechanical mirror ( 1 ) is mounted one or two axes rotatably. 3D-Scanner nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mikromechanische Spiegel (1) unterschiedliche Durchmesser aufweist. 3D scanner according to at least one of the preceding claims, characterized in that the micromechanical mirror ( 1 ) has different diameters.
DE201420104741 2014-10-02 2014-10-02 3D scanner Active DE202014104741U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201420104741 DE202014104741U1 (en) 2014-10-02 2014-10-02 3D scanner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201420104741 DE202014104741U1 (en) 2014-10-02 2014-10-02 3D scanner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202014104741U1 true DE202014104741U1 (en) 2014-10-30

Family

ID=52009397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201420104741 Active DE202014104741U1 (en) 2014-10-02 2014-10-02 3D scanner

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202014104741U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3018500A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-11 Sick Ag Optoelectronic sensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19727792C2 (en) 1997-06-30 2000-03-23 Sick Ag scanner
DE10146752B4 (en) 2000-09-25 2006-03-23 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optoelectronic device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19727792C2 (en) 1997-06-30 2000-03-23 Sick Ag scanner
DE10146752B4 (en) 2000-09-25 2006-03-23 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optoelectronic device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3018500A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-11 Sick Ag Optoelectronic sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4020014B1 (en) Method and device for optically measuring of distance
EP1239300B1 (en) Device for determination of a distance profile
EP3032275B1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting objects
EP3303988B1 (en) Electronic angle measuring device for a bending machine for measuring the bending angle between the limbs of a sheet
EP3347732A1 (en) Laser scanner for motor vehicles
WO2018001804A1 (en) Method for comparing a received beam hitting a laser receiver with a rotating laser beam
DE102014110504A1 (en) Scanning optoelectronic measuring device and use of a heat conductor of a cover of an optoelectronic measuring device
EP3479063A1 (en) Method for comparing a received beam hitting a laser receiver with a rotating laser beam
WO2018001802A1 (en) Method for comparing a receive beam incident on a laser receiver with a rotating laser beam
DE202011000365U1 (en) laser scanner
EP1403657A1 (en) Optoelectronic detecting device
DE202014104741U1 (en) 3D scanner
DE10227299A1 (en) Scanner for optical object detection
DE102015106140A1 (en) Method for operating an optoelectronic sensor for a motor vehicle with adaptation of the transmission of the transmission signals, optoelectronic sensor, driver assistance system and motor vehicle
DE102015100910A1 (en) Device and method for detecting objects for a motor vehicle
DE102019213963A1 (en) LIDAR sensor for optical detection of a field of view, work device or vehicle with a LIDAR sensor and method for optical detection of a field of view using a LIDAR sensor
DE202011052106U1 (en) Distance measuring optoelectronic sensor
DE102015118822B4 (en) Scanning device
EP3953735A1 (en) Lidar sensor for optically detecting a field of view and method for driving a lidar sensor
DE102014114723A1 (en) Optoelectronic detection device, method for operating such a detection device and motor vehicle with such a detection device
AT519765B1 (en) Laser scanner and device for measuring an environment
DE102021115198B4 (en) security scanner
EP2469223A1 (en) Device and method for measuring the deformation of a rotor blade under stress
DE102006001382B3 (en) Triangulation scanner for collecting contour line of object, has scan rotor, which comprises deflecting mirror, which deflects light ray coming from light source to object, where receiver is two-dimensional optical position sensor
WO2017163169A1 (en) Communication system having mobile transmitters and receivers

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20141211

R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years
R152 Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years