DE3940518C2 - Vorrichtung zur Belichtungsregelung für einen Lichtschnittsensor - Google Patents
Vorrichtung zur Belichtungsregelung für einen LichtschnittsensorInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Be
lichtungsregelung für einen Lichtschnittsensor
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 33 19 320 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der
zweidimensionalen optischen Entfernungsmessung nach dem
Lichtschnittverfahren, mit dem es bisher nicht gelungen ist,
Geometrien von Werkstücken zuverlässig und schnell zu vermes
sen, deren Oberflächen innerhalb des Profilschnittes stark
schwankende Reflektionseigenschaften aufweisen, was dazu
führt, daß das Empfangssignal geometriebedingt einen so hohen
Dynamikbereich aufweist, daß der Aussteuerungsbereich des
Bildaufnehmers für eine vollständige Lichtschnittmessung
nicht ausreichend ist.
Aus der EP 02 65 769 A1
ist eine Vorrichtung bekannt, durch die die
vorstehend angesprochene Belichtungsproblematik zwar teil
weise durch Messung des Reflektionsvermögens der Oberfläche
vor der eigentlichen Geometriemessung gelöst wird, jedoch nur
dann, wenn die reflektionsbedingten Schwankungen des Emp
fangssignals innerhalb des Aussteuerungsbereichs des Bildauf
nehmers liegen. Eine Grundvoraussetzung ist dabei, daß die
pixelweise durchzuführende Korrektur des Empfangssignals
einen Mindestempfangspegel aufweist, um fehlerfrei arbeiten
zu können. Dies ist in der Praxis jedoch häufig nicht gewähr
leistet.
Aus der DE 35 02 634 A1 und der eingangs genannten DE 33 19 320 A1 sind eindi
mensional messende Entfernungsmeßvorrichtungen bekannt, durch die
es gelungen ist, das Einsatzspektrum auf Werkstückoberflächen
mit optisch kritischen Meßbedingungen durch eine über die
empfangene Lichtmenge realisierte Leistungsregelung der Sende
lichtquelle zu erweitern. Diese bekannten Vorrichtungen mit Lei
stungsregelung der Sendelichtquelle
mittels der Empfangsströme
eines PSP-Elementes (DE 35 02 634 A1) oder mittels eines Zu
satzsensors (DE 33 19 320 A1) zur Erfassung der empfangenen
Lichtmenge sind jedoch nicht für den vorliegenden
Einsatzzweck mit stark schwankenden Reflexionseigen
schaften der Oberfläche geeignet, da
lokal unterschiedliche Empfangspegel innerhalb
des Profilschnittes grundsätzlich nicht durch eine global
wirkende Leistungsregelung kompensierbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auch Geome
trien von Werkstücken zuverlässig und schnell vermessen wer
den können, deren Oberflächen innerhalb des Profilschnittes
stark schwankende Reflektionseigenschaften aufweisen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale
des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher er
läutert werden, deren einzige Figur eine Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch zeigt.
Der von einer Laserdiode (11) ausgesandte Lichtstrahl wird über eine
Optik (12) in einer Ebene aufgeweitet und trifft auf die zu vermessen
de Oberfläche (13). Das auftreffende Licht wird diffus gestreut. Ein
Teil dieses Lichtes fällt auch auf eine Empfangsoptik (14), welche den
Lichtschnitt auf einen Bildsensor (15), der hinter einem Strahlteiler
(16) sitzt, scharf abbildet. Der Strahlteiler (16) leitet aber auch
einen Teil dieses einfallenden Lichts über eine weitere Optik (17) auf einen
den Zusatzsensor (18). Dieser ist so gestaltet, daß
er im Zusmmenwirken mit seiner Optik (17) die Intensitätsverteilung
längs des Lichtschnittes in einzelnen streifenförmigen Gebieten ge
trennt erfaßt. Dies wird beispielsweise durch eine lineare Anordnung
einzelner Photodioden mit entsprechender Geometrie erreicht. Die Aus
wertung der Signale des Zusatzempfängers erfolgt in einer Auswerte
elektronik (19), welche ihrerseits die Leistungsregelung der Licht
quelle (11) und das Auslesen und Auswerten des Bildes durch eine Bild
auswerteelektronik (20) steuert.
Als Zusatzsensor (18) ist ein Matrixbildauf
nehmer (z. B. CCD-Chip) bevorzugt, welcher wesentlich schneller arbeitet als der
eigentliche Bildsensor (15).
Der Bildsensor (15) und der Zusatzsensor (18) einschließlich seiner
Optik (17) können auch bezüglich des Strahlteilers (16) vertauscht
angeordnet sein, um Strahlteilerversatzfehler für den Bildsensor (15)
zu vermeiden.
Möglich ist auch eine Anordnung, bei der die optische Achse des Zusatzsen
sors (18) in Verbindung mit seiner Optik (17) nicht
mit der optischen Achse des Bildsensors (15), welche durch dessen Optik
(15) definiert wird, identisch ist.
Die Optik (17) für den Zusatzsensor (18) kann bei
geeigneter Geometrie des Zusatzsensors (18) auch entfallen.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Belichtungsregelung
für einen Lichtschnittsensor, der eine Lichtquelle
(11, 12) mit Strahlaufweitung in einer Ebene, einen Bildsensor (15) mit Empfangsoptik (14) und
eine Bild-Auswerteeinrichtung (20) aufweist, mit einem
lichtempfindlichen Zusatzsensor (18),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zusatzsensor (18)
die durch die
Empfangsoptik (14) des Bildsensors (15) aufgenommene In
tensitätsverteilung des von einer Licht
schnittlinie reflektierten Lichts in einzelne Bereiche räumlich getrennt erfaßt, und daß
eine Auswerteeinrichtung (19) mit dem Zusatzsensor (18) in Verbindung steht, die
die Auswertung des Bildes durch die Bild-Auswerteeinrichtung (20) und die Leistung der Licht
quelle (11, 12) steuert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aufgenommene Intensitätsverteilung mittels eines Strahl
teilers (16) auf den Zusatzsensor (18) und den Bildsen
sor (15) aufgeteilt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zusatzsensor (18) ein Matrixbildaufnehmer ist,
der schneller arbeitet als der Bildsensor (15).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Zusatzsensor (18) eine ge
sonderte optische Achse zugeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Lichtquelle (11) aus mehreren einzelnen
Einzellichtquellen zusammensetzt, wobei die
Auswerteeinrichtung (19) zum Zusatzsensor (18)
die Leistung dieser Einzellichtquellen
steuert.
Priority Applications (1)
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DE19893940518 DE3940518C2 (de) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Vorrichtung zur Belichtungsregelung für einen Lichtschnittsensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893940518 DE3940518C2 (de) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Vorrichtung zur Belichtungsregelung für einen Lichtschnittsensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3940518A1 DE3940518A1 (de) | 1991-06-20 |
DE3940518C2 true DE3940518C2 (de) | 1994-04-21 |
Family
ID=6395028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893940518 Expired - Fee Related DE3940518C2 (de) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Vorrichtung zur Belichtungsregelung für einen Lichtschnittsensor |
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Families Citing this family (2)
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US6839144B2 (en) * | 2001-03-25 | 2005-01-04 | Omron Corporation | Optical displacement sensor |
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DE3502634A1 (de) * | 1985-01-26 | 1985-06-20 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln | Optisch-elektronischer entfernungsmesser |
JPH0629707B2 (ja) * | 1986-10-17 | 1994-04-20 | 株式会社日立製作所 | 光切断線計測装置 |
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1989
- 1989-12-07 DE DE19893940518 patent/DE3940518C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE3940518A1 (de) | 1991-06-20 |
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