DE9309094U1 - Vorrichtung zum Abtasten dreidimensionaler Objekte - Google Patents

Vorrichtung zum Abtasten dreidimensionaler Objekte

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Description

Leuze electronic GmbH + Co.
7311 Owen/Teck
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtasten dreidimensionaler Objekte mit einem in einem Lichtsender erzeugten Abtastlichtstrahl, der über eine Ablenkvorrichtung quer zur Abtastrichtung abgelenkt wird, wobei der Betrag der Ablenkung in einer Auswerteeinheit erfaßt und der Abtastlichtstrahl zeitlich so variiert wird, daß er zumindest auf Teile der Oberfläche des Objektes auftrifft, und daß der vom Objekt reflektierte Empfangslichtstrahl auf einen Detektor trifft, dessen Ausgangssignal ein Maß für den Abstand zwischen der Oberfläche des Objekts und dem Detektor ist.
Vorrichtungen dieser Art werden vorzugsweise als Meßköpfe eingesetzt, die in Greif- oder Schwenkarmen von Robotern installiert sind. Der Lichtsender und der Detektor sind üblicherweise als Triangulationseinheit ausgebildet, wobei der vom zu vermessenden Objekt diffus reflektierte Sendelichtstrahl auf den bezüglich des Lichtsenders senkrecht zum Abtastlichtstrahl versetzten Detektor trifft.
Der Detektor weist eine räumlich ausgedehnte photoempfindliche Fläche auf, vorzugsweise eine positionsempfindliche Diode oder ein CCD-Array, wobei der Auftreffpunkt des Empfangslichtstrahls auf der photoempfindlichen Fläche als Maß für den Abstand des Objekts zum Detektor ausgewertet wird.
An der dem Objekt abgewandten Stirnseite des Detektors ist ein einen Teil der Ablenkvorrichtung bildendes Zahnrad starr mit dem Detektor verbunden, wobei die Rotationsachse des Zahnrads parallel zur Ausbreitungsrichtung des Abtastlichtstrahls verläuft.
Das Zahnrad ist über einen Zahnriemen mit einen senkrecht zur Rotationsachse des Zahnrads versetzten Antrieb verbunden. Über den Antrieb wird die Triangulationseinheit auf einer Kreisbahn geführt, deren Radius durch die Länge des Zahnriemens festgelegt ist.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß der Lichtsender, der Detektor und der Antrieb der Ablenkvorrichtung senkrecht zur Richtung des Abtastlichtstrahls versetzt angeordnet sein müssen. Insbesondere ist durch die Vorgabe eines bestimmten Radius der Ablenkbahn des Sendelichtstrahls die Länge des Zahnriemens und damit die minimale Ausdehnung der Ablenkvorrichtung senkrecht zum Sendelichtstrahl vorgegeben. Dadurch sind der Miniaturisierung der Abtastvorrichtung enge Grenzen gesetzt, so daß ein Einsatz derartiger Vorrichtungen in Robotern oder anderen Automatisierungssystemen nicht oder nur eingeschränkt möglich ist. Nachteilig ist außerdem der komplexe mechanische Aufbau der Ablenkvorrichtung und die damit verbundene Anfälligkeit gegen Beschädigungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtastvorrichtung für dreidimensionale Objekte in einer kompakten, platzsparenden und robusten Weise zu realisieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lichtsender, die Ablenkvorrichtung und der Detektor koaxial angeordnet sind.
Die Ausdehnung der Abtastvorrichtung quer zum Abtastlichtstrahl ist im wesentlichen durch die Baugröße der einzelnen Komponenten gegeben. Somit kann mit dieser Anordnung eine systematische Miniaturisierung durch eine geeignete Wahl der Komponenten erzielt werden.
Dabei sind der Lichtsender, die Ablenkvorrichtung und der Detektor zweckmäßigerweise entlang einer Symmetrieachse angeordnet, wobei der Abtastlichtstrahl durch die Ablenkvorrichtung auf einer zu der Symmetrieachse rotationssymmetrischen Kreisfläche geführt ist. Dadurch sind die Empfangssignale unabhängig von der aktuellen Winkelstellung der Ablenkvorrichtung.
In der Auswerteeinheit wird zu jedem Abstandswert die aktuelle Winkelposition des Abtastlichstrahls erfaßt.
Vorteilhafterweise ist die Größe der Fläche, die vom Abtastlichtstrahl quer zu dessen Ausbreitungsrichtung überstrichen wird, an die Größe des Objekts angepaßt. Der Durchmesser der vom Abtastlichstrahl durchlaufenen Kreisfläche wird durch die Wahl der Ablenkvorrichtung vorgegeben. Ferner kann beispielsweise über die Auswerteeinheit der von einer Roboterhand zu durchfahrende Bereich für die jeweils zu vermessenden Objektstrukturen vorgegeben werden.
Im Gegensatz zu matrix- oder zellenförmigen Abtastverfahren kann damit eine Objektoberflächenkontur bereits mit relativ wenigen Bildpunkten erfaßt werden. Alle Oberflächenstrukturen, deren Ausdehnungen größer als die Abtastfläche sind, können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erkannt werden.
Je nach Größe der Abtastfläche kann die Abtastvorrichtung zur Kontrolle von Werkstücklagen, zur relativen Dickenmessung von Werkstücken oder zur Positionierung von Roboterhänden eingesetzt werden. Insbesondere in letzt genanntem Fall ist eine kompakte und robuste Bauform der Abtastvorrichtung erforderlich, da die Abtastvorrichtung in der Ropboterhand installiert werden muß. Zudem müssen die Positioniervorgänge des Roboters während Bearbeitungsvorgängen wie Lackier- oder Schleifarbeiten erfolgen, so daß typischerweise eine Auswertezeit im Bereich unter einer Sekunde notwendig ist. Diese Anforderungen können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfüllt werden, da bei der Meßwertaufnahme ein Minimum an Daten anfällt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Ablenkvorrichtung als zwischen dem Lichtsender und dem Objekt angeordnetes Prisma ausgebildet, wobei die Rotationsachse parallel zur Symmetrieachse verläuft und der Abtastlichtstrahl
und der Empfangslichtstrahl durch das Prisma geführt werden.
Da das Prisma das einzige bewegte Bauteil darstellt, ist diese Anordnung mechanisch sehr robust und weist eine lange Lebensdauer auf. Sowohl der Abtast- als auch der Empfangslichtstrahl werden durch dasselbe Prisma geführt. Somit kann eine kleine Baugröße sowohl senkrecht zur als auch in Richtung der
Symmetrieachse erzielt werden.
Das Prisma kann zum einen als Keilprisma ausgebildet sein, wobei die Lichtablenkung des Abtast- und Empfangslichtstrahls durch Brechung der Lichtstrahlen an einer oder an beiden der dem Lichtsender bzw. dem Objekt zugewandten Stirnseiten des Prismas erfolgt. Dadurch wird der Sendelichtstrahl auf einer Kegelmantefläche geführt.
Zum anderen kann das Prisma als Rhomboidprisma ausgebildet sein, dessen Stirnflächen im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse angeordnet sind.
Die Lichtablenkungen des Sende- und Empfangslichtstrahls erfolgen vorteilhafterweise durch zweimalige Reflexion der Lichtstrahlen an der Mantelfläche des Prismas. Durch eine geeignete Wahl der Neigung der Mantelfläche zur Symmetrieachse kann der Sendelichtstrahl auf einer Zylindermantelfläche geführt werden. Zum anderen können bei geeigneter Ausgestaltung des Prismas die Abtast- und Empfangslichtstrahlen eine Mehrfachreflexion im Prisma erfahren.
Im Strahlengang des Abtastlichtstrahls und des Empfangslichtstrahls ist unmittelbar an die Ablenkvorrichtung anschließend eine Fokussiereinrichtung angebracht. Zweckmäßigerweise befindet sich die Fokussiereinrichtung auf der dem Objekt zugewandten Seite der Ablenkvorrichtung und bildet gleichzeitig das Austrittsfenster einer in einem Gehäuse angeordneten Abtastvorrichtung. Dadurch wird vermieden, daß beim Gebrauch des Gerätes das rotierende Prisma berührt werden kann.
Vorteilhafterweise werden der Abtast- und der Empfangslichtstrahl räumlich getrennt geführt, wobei der Empfangslichtstrahl in den Randbereichen der Ablenkvorrichtung und der Abtastlichtstrahl im Bereich der Symmetrieachse geführt ist. Dadurch werden gegenseitige Beeinflussungen der beiden Strahlen vermieden.
Dabei ist zweckmäßigerweise der Detektor in Richtung des Empfangslichtstrahls hinter dem Lichtsender angeordnet. Der Abstand der Empfangslichtstrahlen zur Symmetrieachse ist dabei größer als die Ausdehnung des Lichtsenders senkrecht
zur Symmetrieachse, damit die Empfangslichtstrahlen am Lichtsender vorbei zum Detektor geführt werden können.
Der Detektor besteht vorteilhafterweise aus zwei auf der Symmetrieachse angeordneten Photodioden, deren photoempfindliche Flächen einander gegenüberstehen sowie aus einer rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse und zwischen Photodioden angeordneten, zumindest an der dem Objekt zugesandten Seite verspiegelten Lochblende. Das Intensitätsverhältnis der durch die Lochblende hindurchtretenden und an der dem Objekt abgewandten Photodiode auftreffenden Empfangslichtintensität zu der an der Lochblende gespiegelten und an der dem Objekt zugewandten Photodiode auftreffenden Empfangslichtintensität wird als Maß für den Abstand des Objekts vom Detektor in der Auswerteeinheit ausgewertet. Je kleiner die Distanz des Objekts zum Detektor, desto größer ist der Anteil der an der dem Objekt zugewandten Photodiode auftreffenden Empfangslichtintensität. Die minimale bzw. maximale Meßdistanz ist dann erreicht, wenn die gesamte Empfangslichtintensität an der Lochblende gespiegelt wird, bzw. durch die Lochblende hindurchtritt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Detektor zwei konzentrisch angeordnete Lichtfaserbündel auf, deren Stirnseiten, auf die der Empfangslichtstrahl auftrifft, senkrecht und rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse angeordnet sind.
Dabei wird das Verhältnis der auf die Lichtfaserbündel auftreffenden Empfangslichtintensitäten als Maß für den Abstand des Objekts zum Detektor in der Auswerteeinheit ausgewertet. Je geringer der Abstand des Objekts zum Detektor, desto größer ist der Anteil der an dem äußeren Lichtfaserbündel auftreffenden Empfangslichtintensität. Die Empfangselemente des Detektors können durch die Verwendung von Lichtfasern in großer Entfernung von der photoempfindlichen Stirnfläche der Lichtfaser angeordnet sein, wodurch eine Erhöhung der Störsicherheit erzielt werden kann. Zweckmäßigerweise weist auch der Lichtsender eine Lichtfaser auf, so daß auch das Sendeelement in großer Entfernung von
der Abtastvorrichtung angeordnet sein kann.Beispielsweise können das Sendeelement und das Empfangselement in der Auswerteeinheit integriert sein.
Zweckmäßigerweise wird der Empfangslichtstrahl über eine plankonvexe Linse in den Detektor fokussiert, wobei an der ebenen, dem Detektor zugewandten Stirnfläche der Linse eine Ringblende zur Ausblendung von Randstrahlen angeordnet ist. Der Durchmesser der Ringblende entspricht im wesentlichen dem Außendurchmesser der Linse.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Ablenkvorrichtung über einen Motor angetrieben, wobei an der Ablenkvorrichtung ein Winkelimpulsgeber zur Absolutbestimmung des Drehwinkels der Ablenkvorrichtung angeordnet ist.
Zweckmäßigerweise wird in der Auswerteeinheit aus dem Betrag der Meßgrößen der Ablenkung des Abtastlichtstrahl und dem Abstand des Objekts zum Detektor die räumliche Orientierung der Oberfläche des Meßobjekts berechnet.
Die erfindungsgemäße Abtastvorrichtung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1-3: jeweils ein Ausführungsbeispiel der Abtastvorrichtung.
Die in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen 1 zum Abtasten dreidimensionaler Objekte 2 weisen einen Lichtsender 3, eine Ablenkvorrichtung 4 und einen Detektor 5 auf, die entlang einer Symmetrieachse rotationssymmetrisch angeordnet sind. Der im Lichtsender 3 erzeugte Abtastlichtstrahl 6 wird über die Ablenkvorrichtung 4 quer zur Abtastrichtung abgelenkt. Dabei wird der Abtastlichtstrahl 6 zeitlich variiert und auf einer zu der Symmetrieachse rotationssymmetrisch angeordneten Fläche geführt.
Die Ablenkvorrichtung 4 ist über einen in den Zeichnungen nicht dargestellten Motor angetrieben. Die aktuelle Winkelposition und damit der Betrag der Ab-
lenkung des Abtastlichtstrahls 6 wird über einen ebenfalls nicht in den Zeichnungen dargestellten Winkelimpulsgeber absolut bestimmt.
Der Abtastlichtstrahl 6 wird über die Ablenkvorrichtung 4 und eine im Strahlengang direkt daran anschließende Fokussiereinrichtung 7 im Bereich der Symmetrieachse geführt und auf das zu vermessende Objekt 2 gelenkt.
Der vom Objekt reflektierte Empfangslichtstrahl 8 wird vom Abtastlichtstrahl 6 räumlich getrennt in den Randbereichen der Fokussiereinrichtung 7 und der Ablenkvorrichtung 4 über eine plankonvexe Linse 9 in den Detektor 5 fokussiert. An der dem Detektor 5 zugewandten Stirnfläche der Linse 9 ist zur Ausblendung von Randstrahlen eine Ringblende 10 angeordnet. Ihr Außendurchmesser entspricht dem Außendurchmesser der Linse 9.
Der im Detektor 5 ermittelte Abstandswert vom Objekt 2 zum Detektor 5 wird mit der zugehörigen aktuellen Winkelposition des Abtastlichtstrahls 6 in die Auswerteeinheit 11 übernommen. Mit Hilfe dieser Daten können Geometriedaten des Objekts 2, wie beispielsweise dessen Oberflächenstruktur oder Orientierung des Objekts 2 im Raum oder auf einer Unterlage, berechnet werden.
Die Ablenkvorrichtung 4 ist als rotierendes Prisma ausgebildet, wobei die Rotationsachse mit der Symmetrieachse der Abtastvorrichtung 1 zusammenfällt. Das Prisma weist einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Die Prismen der in den Figuren 1 und 3 augeführten Ausführungsbeispiele sind als Keilprismen 12 ausgebildet. Die dem Objekt 2 zugewandte Stirnseite 14 des Keilprismas ist senkrecht zur Symmetrieachse angeordnet, während die dem Objekt 2 abgewandte Stirnseite 13 des Keilprismas 12 zu der dem Objekt 2 zugesandten Stirnseite 14 geneigt verläuft.
Der Abtastlichtstrahl 6 wird an den Stirnflächen gebrochen, so daß er mit der Symmetrieachse einen Öffnungswinkel einschließt, dessen Größe von der Nei-
gung der Stirnseite 13 des Keilprismas 12 abhängt. Durch die Rotationsbewegung des Keilprismas 12 wird der Abtastlichtstrahl 6 auf einer Kegelmantelfläche auf das Objekt 2 geführt. Durch eine geeignete Wahl der Neigung der Stirnfläche 13 des Keilprismas 12 kann die Größe der Kreisbahn, auf der der Abtastlichtstrahl 6 auf der Objektoberfläche bewegt wird, an die zu vermessenden Objektstrukturen angepasst werden.
Der vom Objekt 2 reflektierte Empfangslichtstrahl 8 wird durch die Fokussiereinrichtung 7 parallel ausgerichtet und im Randbereich des Keilprismas 12 an der Stirnfläche 13 gebrochen, bevor er auf den Detektor 5 auftrifft.
Das in Fig. 2 dargestellte Prisma ist als Rhomboidprisma 15 ausgebildet, dessen Stirnflächen 16, 17 senkrecht zur Symmetrieachse angeordnet sind und dessen Mantelfläche 18 zur Symmetrieachse geneigt verläuft. Die Ablenkungen des Abtastlichtstrahls 6 und des Empfangslichtstrahls 8 erfolgen durch zweimalige Reflexion der Lichtstrahlen an der Mantelfläche 18 des Rhomboidprismas 15. Durch eine geeignete Wahl der Neigung der Mantelfläche 18 zur Symmetrieachse kann der Abtastlichtstrahl 6 auf einer parallel zur Symmetrieachse verlaufenden Zylindermantelfläche geführt werden.
In den in Fig. 1 und 2 aufgeführten Ausführungsbeispielen ist der Lichtsender 3, beispielsweise eine Halbleiter-Laserdiode, zwischen der am Detektor 5 angeordneten plankonvexen Linse 9 und der Ablenkvorrichtung 4 angeordnet. Die radiale Ausdehnung des Lichtsenders 3 ist kleiner als die radiale Ausdehnung der Ablenkvorrichtung 4, so daß der Empfangslichtstrahl 8 durch die Ablenkvorrichtung 4 am Lichtsender 3 vorbei zum Detektor 5 gelenkt wird.
In den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen besteht der Detektor 5 aus zwei räumlich voneinander getrennten Photodioden 19, 20, deren photoempfindliche Flächen einander gegenüberstehen. Die dem Objekt 2 zugewandte Photodiode 20 ist auf der Stirnseite der plankonvexen Linse 9 gelagert.
Zwischen den Photodioden 19, 20 ist eine Lochblende 21 rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse angeordnet. Die Lochblende 21 weist auf ihrer dem Objekt 2 zugewandten Seite in einem Bereich um das Loch, in dem das Empfangslicht auf die Lochblende 21 auf trifft, eine Verspiegelung 22 auf. Ein Teil des Empfangslichts wird an der Lochblende 21 gespiegelt und trifft auf die dem Objekt 2 zugewandte Photodiode 20.
Der restliche Teil des Empfangslichts gelangt durch das Loch der Lochblende 21 auf die dem Objekt 2 abgewandte Photodiode 19. Das Verhältnis der von den beiden Photodioden 19, 20 registrierten Empfangslichtintensitäten ist ein direktes Maß für den Abstand des Objekts 2 zum Detektor 5.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist der Detektor 5 zwei konzentrisch angeordnete Lichtfaserbündel 23, 24 auf. Die dem Empfangslichtstrahl 8 zugewandten Stirnseiten 25, 26 der Lichtfaserbündel 23, 24 sind senkrecht rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse angeordnet.
An der dem Objekt 2 abgewandten Stirnseite der Lichtfaserbündel 23, 24 sind Empfangselemente 27, vorzugsweise Photodioden, in der Auswerteeinheit 11 angeordnet. Das Empfangslicht trifft auf die dem Objekt 2 zugewandten Stirnseiten 25, 26 der Lichtfaserbündel 23, 24. Das Verhältnis der auf die Lichtfaserbündel 23,24 auftreffenden Empfangslichtintensitäten wird als Maß für den Abstand des Objekts 2 zum Detektor 5 in der Auswerteeinheit 11 ausgewertet. Der Lichtsender 3, vorzugsweise eine Halbleiter-Laserdiode, ist in der Auswerteeinheit 11 integriert. Der Abtastlichtstrahl 6 wird über eine Lichtfaser 28 geführt, an deren Ausgang eine Linse 29 zur Fokussierung des Abtastlichtstrahls 6 angeordnet ist.

Claims (15)

Leuze electronic GmbH + Co. Owen/Teck Vorrichtung zum Abtasten dreidimensionaler Objekte Schutzansprüche
1. Vorrichtung zum Abtasten dreidimensionaler Objekte mit einem in einem Lichtsender erzeugten Abtastlichtstrahl, der über eine Ablenkvorrichtung quer zur Abtastrichtung abgelenkt wird, wobei der Betrag der Ablenkung in einer Auswerteeinheit erfaßt und der Abtastlichtstrahl zeitlich so variiert wird, daß er zumindest auf Teile der Oberfläche des Objektes auf trifft, und daß der vom Objekt reflektierte Empfangslichtstrahl auf einen Detektor trifft, dessen Ausgangssignal ein Maß für den Abstand zwischen der Oberfläche des Objekts und dem Detektor ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (3), die Ablenkvorrichtung (4) und der Detektor (5) koaxial angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (3), die Ablenkvorrichtung (4) und der Detektor (5) entlang einer Symmetrieachse angeordnet sind, und daß der Abtastlichtstrahl durch die Ablenk-Vorrichtung (4) auf einer zu der Symmetrieachse rotationssymmetrisch angeordneten Fläche geführt ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastlichtstrahl (6) und der Empfangslichtstrahl (8) räumlich getrennt geführt werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangslichtstrahl (8) in den Randbereichen der Ablenkvorrichtung (4) geführt ist, während der Abtastlichtstrahl (6) im Bereich der Symmetrieachse geführt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Fläche, die vom Abtastlichtstrahl (6) quer zu dessen Ausbreitungsrichtung überstrichen wird, an die Größe des Objekts (2) bzw. an die
Größe der zu detektierenden Oberflächenstrukturen des Objekts (2) angepaßt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung (4) als zwischen dem Lichtsender (3) und dem Objekt
(2) angeordnetes rotierendes Prisma ausgebildet ist, wobei die Rotationsachse parallel zur Symmmetrieachse verläuft und der Abtastlichtstrahl (6) und der Empfangslichtstrahl (8) durch das Prisma geführt werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma als Keilprisma (12) ausgebildet ist, wobei die Ablenkungen des Abtastlichtstrahls (6) und des Empfangslichtstrahls (8) durch Brechung der Lichtstrahlen an einer oder an beiden der dem Lichtsender (2) bzw. dem Objekt (2) zugewandten Stirnseiten (13), (14) des Prismas erfolgen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma als Rhomboidprisma (15) ausgebildet ist, dessen Stirnflächen (16), (17) im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse angeordnet sind, wobei die Ablenkungen des Abtastlichtstrahls (6) und Empfangslichtstrahls (8) durch zweimalige Reflexion der Lichtstrahlen an der Mantelfläche (18) des Prismas erfolgen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengängen des Abtastlichtstrahls (6) und des Empfangslichtstrahls (8) unmittelbar an die Ablenkvorrichtung (4) anschließend eine Fokussiereinrichtung
(7) angeordnet ist
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (5) in Richtung des Empfangslichtstrahls (8) hinter dem
Lichtsender (3) angeordnet ist, wobei der Abstand des Empfangslichtstrahls
(8) zur Symmetrieachse größer ist als die Ausdehnung des Lichtsenders (3) senkrecht zur Symmetrieachse, so daß der Empfangslichtstrahl (8) am Licht-
3
sender (3) vorbei auf den Detektor (5) geführt wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (5) aus zwei räumlich voneinander getrennt auf der Symmetrieachse liegenden Photodioden (19), (20) besteht, deren photoempfindliche Flächen einander gegenüberstehen, sowie aus einer rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse und zwischen den Photodioden (19), (20) angeordneten, zumindest an der dem Objekt (2) zugewandten Seite eine Verspiegelung (22) aufweisende Lochblende (21), wobei das Intensitätsverhältnis der durch die Lochblende (21) hindurchtretenden und an der dem Objekt (2) abgewandten Photodiode (19) auftreffenden Empfangslichtintensität zu der an der Lochblende (21) gespiegelten und an der dem Objekt (2) zugewandten Photodiode (19) auf treffenden Empfangslichtintensität als Maß für den Abstand des Objekts (2) vom Detektor (5) in der Auswerteeinheit (11) ausgewertet wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (5) zwei konzentrisch angeordnete Lichtfaserbündel (23, 24) aufweist, deren Stirnseiten (25, 26), auf die der Empfangslichtstrahl (8) auftrifft, senkrecht und rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse angeordnet sind, wobei das Verhältnis der auf die Lichtfaserbündel (23, 24) auftreffenden Empfangslichtintensitäten als Maß für den Abstand des Objekts (2) vom Detektor (5) in der Auswerteeinheit (11) ausgewertet wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangslichtstrahl (8) über eine plankonvexe Linse (9) in den
Detektor (5) fokussiert wird, wobei an der ebenen, dem Detektor (5) zugewandten Stirnfläche der Linse (9) eine Ringblende (10) angeordnet ist, deren Außendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser der Linse (9) entspricht.
30
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung (4) über einen Motor angetrieben ist, wobei an
der Ablenkvorrichtung (4) ein Winkelimpulsgeber zur Absolutbestimmung des Drehwinkels der Ablenkvorrichtung (4) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit (11) aus dem Betrag der Meßgrößen der Ablenkung des Abtastlichtstrahls (6) und dem Abstand des Objekts (2) zum Detektor (5) die räumliche Orientierung der Oberfläche des Objekts (2) berechnet wird.
DE9309094U 1992-10-17 1993-06-18 Vorrichtung zum Abtasten dreidimensionaler Objekte Expired - Lifetime DE9309094U1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015082217A3 (en) * 2013-12-05 2015-10-22 Trimble Ab Distance measurement instrument with scanning function

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