DE10333493A1 - 3D object measurement system strip projector has light source modulated in synchronism with rotating mirror to suit camera exposure time - Google Patents

3D object measurement system strip projector has light source modulated in synchronism with rotating mirror to suit camera exposure time Download PDF

Info

Publication number
DE10333493A1
DE10333493A1 DE2003133493 DE10333493A DE10333493A1 DE 10333493 A1 DE10333493 A1 DE 10333493A1 DE 2003133493 DE2003133493 DE 2003133493 DE 10333493 A DE10333493 A DE 10333493A DE 10333493 A1 DE10333493 A1 DE 10333493A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mirror
light
strip projector
light source
function
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.)
Withdrawn
Application number
DE2003133493
Other languages
German (de)
Inventor
Joerg Friemel
Frank Fuhrmann
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE2003133493 priority Critical patent/DE10333493A1/en
Publication of DE10333493A1 publication Critical patent/DE10333493A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

A 3D object (2) measurement system stripe projector (1) has a light source (3) with rotating mirror (4) and control unit (7) to vary the light emission in synchronism with the mirror rotation following a sine, triangle, saw tooth or rectangular function and vary the rotation rate to suit the camera exposure time.

Description

Die Erfindung betrifft einen Streifenprojektor für ein dreidimensionales Objektvermessungssystem, mit einer Lichtquelle und mit einem drehbar angetriebenen Spiegel, der das Licht der Lichtquelle auf ein zu vermessendes Objekt reflektiert.The The invention relates to a fringe projector for a three-dimensional object measurement system, with a light source and with a rotatably driven mirror, which reflects the light of the light source onto an object to be measured.

Es sind verschiedenartige optische Triangulationssensoren, zur dreidimensionalen Objektvermessung aus dem Stand der Technik bekannt.It are various types of optical triangulation sensors, three-dimensional Object measurement known from the prior art.

Beispielsweise die US 4 794 262 beschreibt ein System zur Vermessung des dreidimensionalen Profils eines Objektes, wobei die Oberfläche des Objektes mit einem streifenförmigen Lichtstrahl sequentiell abgetastet wird. Hierzu wird das Licht einer Laserlichtquelle mittels eines astigmatischen Linsensystems zu einem Lichtfächer aufgeweitet, und dieser Lichtfächer wird sodann von einem drehbar angetriebenen Spiegel auf das zu vermessende Objekt reflektiert. Aufgrund der gleichförmigen Drehbewegung des Spiegels wird der so erzeugte Lichtstreifen gleichmäßig über das Objekt geführt. Unter einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Projektionsrichtung des Lichtstreifens ist bei dem vorbekannten System ein zweidimensionaler Bildsensor angeordnet, welcher das von dem Streifenprojektor auf der Oberfläche des zu vermessenden Objektes erzeugte Lichtmuster aufnimmt. Aus der geometrischen Form, in der der Lichtstreifen in dem zweidimensionalen Bild erscheint, kann dann auf das dreidimensionale Profil des Objektes zurückgeschlossen werden. Als Hauptnachteil ergibt sich aus der sequentiellen Arbeitsweise dieses vorbekannten Objektvermessungssystems, daß der Vermessungsvorgang eine unerwünscht lange Zeit in Anspruch nimmt.For example, the US 4,794,262 describes a system for measuring the three-dimensional profile of an object, wherein the surface of the object is scanned sequentially with a stripe-shaped light beam. For this purpose, the light of a laser light source is expanded by means of an astigmatic lens system to a light fan, and this light fan is then reflected by a rotatably driven mirror on the object to be measured. Due to the uniform rotational movement of the mirror, the light strip generated in this way is guided uniformly over the object. At a predetermined angle with respect to the projection direction of the light strip, a two-dimensional image sensor is arranged in the known system, which receives the light pattern generated by the strip projector on the surface of the object to be measured. From the geometric shape in which the light stripe appears in the two-dimensional image can then be deduced the three-dimensional profile of the object. The main drawback resulting from the sequential operation of this prior art Objektvermessungssystems that the surveying process takes an undesirably long time.

Eine alternative Methode zur dreidimensionalen Objektvermessung ist aus der DE 43 42 830 C1 bekannt. Gemäß dieser Druckschrift kommt ein Streifenprojektor zum Einsatz, welcher ein aus einer Mehrzahl von Lichtstreifen bestehendes Lichtmuster auf das zu vermessende Objekt projiziert. Wiederum nach dem Prinzip der Triangulation wird unter einem vorgegebenen Winkel ein zweidimensionales Bild des mit dem Streifenmuster beleuchteten Objektes aufgenommen. Damit die dreidimensionale Struktur des Objektes eindeutig und mit ausreichender Genauigkeit ermittelt werden kann, müssen in der Regel mehrere solcher Bilder aufgenommen werden, wobei das zu vermessende Objekt jeweils mit unterschiedlichen Streifenmustern beleuchtet wird. Der in der genannten Druckschrift beschriebene Streifenprojektor weist zur Erzeugung der streifenförmigen Lichtmuster eine spezielle Maske auf, die entweder aktiv leuchtet oder aber von einer geeigneten Lichtquelle durchstrahlt wird. Dabei ist die Maske in eine Mehrzahl von Teilflächen unterteilt, welche auf der Maske derart angeordnet sind, daß dadurch das gewünschte Streifenmuster erzeugt wird. Die Teilflächen können bei dem vorbekannten Projektor beispielsweise als Elektroden einer Flüssigkristallanzeige ausgebildet sein, so daß durch entsprechendes Ansteuern der Elektroden das Lichttransmissionsverhalten der Maske veränderbar ist. Auf diese Weise kann die Maske dazu benutzt werden, verschiedene Streifenmuster, die zur dreidimensionalen Objektvermessung benötigt werden, zu generieren.An alternative method for three-dimensional object measurement is from the DE 43 42 830 C1 known. According to this publication, a strip projector is used which projects a light pattern consisting of a plurality of light stripes onto the object to be measured. Again, according to the principle of triangulation, a two-dimensional image of the object illuminated with the stripe pattern is recorded at a predetermined angle. So that the three-dimensional structure of the object can be determined unambiguously and with sufficient accuracy, a plurality of such images must generally be recorded, wherein the object to be measured is illuminated in each case with different stripe patterns. The strip projector described in the cited document has to generate the strip-shaped light pattern on a special mask which either lights up actively or is irradiated by a suitable light source. In this case, the mask is subdivided into a plurality of sub-areas, which are arranged on the mask such that thereby the desired fringe pattern is generated. The partial surfaces can be formed in the known projector, for example, as electrodes of a liquid crystal display, so that by appropriate driving of the electrodes, the light transmission behavior of the mask is variable. In this way, the mask can be used to generate various stripe patterns needed for three-dimensional object measurement.

In der Praxis werden bei Streifenprojektoren der zuletzt skizzierten Art Flüssigkristallmasken mit Punktmatrizen eingesetzt, wie sie für die Verwendung in handelsüblichen Video- oder Datenprojektoren vorgesehen sind. Dies ergibt sich beispielsweise aus der DE 195 11 160 A1 . Der Hauptnachteil solcher Streifenprojektoren besteht darin, daß die eingesetzten Flüssigkristallelemente extrem teure Komponenten sind. Die elektronische Ansteuerung der Flüssigkristallelemente, so daß diese als Maske bei der Erzeugung der gewünschten Streifenmuster wirken, ist vergleichsweise aufwendig und hat ebenfalls hohe Herstellungskosten zur Folge. Nachteilig ist ferner, daß zusammen mit den genannten Flüssigkristallelementen ausreichend leuchtstarke Leuchtmittel eingesetzt werden müssen, wie sie ebenfalls bei Video- oder Datenprojektoren üblich sind. Diese Leuchtmittel sind extrem teuer und haben außerdem eine sehr begrenzte Lebensdauer.In practice, in striped projectors of the last outlined type, liquid crystal masks with dot matrices, such as those intended for use in commercially available video or data projectors, are used. This results for example from the DE 195 11 160 A1 , The main drawback of such strip projectors is that the liquid crystal elements used are extremely expensive components. The electronic control of the liquid crystal elements, so that they act as a mask in the generation of the desired stripe pattern is relatively expensive and also has high production costs. A further disadvantage is that sufficiently luminous bulbs must be used together with said liquid crystal elements, as they are also common in video or data projectors. These bulbs are extremely expensive and also have a very limited life.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Streifenprojektor bereitzustellen, mit dem eine schnelle und genaue dreidimensionale Objektvermessung möglich ist. Insbesondere soll der Streifenprojektor einfach konstruiert und kostengünstig herstellbar sein.From that Based on the object of the present invention, a strip projector to provide a quick and accurate three-dimensional Object measurement possible is. In particular, the strip projector is designed simply and cost-effective be produced.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Streifenprojektor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Steuerungsmittel vorgesehen wird, welche die Lichtemission der Lichtquelle derart steuert, daß die Lichtintensität zeitlich synchron mit der Drehbewegung des Spiegels moduliert wird.These Task is based on a strip projector of the beginning solved by the type mentioned, the existence Control means is provided which the light emission of the light source controls such that the Light intensity is temporally synchronized with the rotational movement of the mirror is modulated.

Grundidee der Erfindung ist es, das zur schnellen Objektvermessung erforderliche Lichtstreifenmuster dadurch zu erzeugen, daß die Lichtemission der Lichtquelle als Funktion der Zeit variiert wird, während das Licht von dem drehbar angetriebenen Spiegel auf das zu vermessende Objekt reflektiert wird. Durch die Rotationsbewegung des Spiegels wird der von der Lichtquelle emittierte Lichtstrahl kontinuierlich über die Oberfläche des zu vermessenden Objektes geführt. Dabei wird gemäß der Erfindung die Lichtintensität variiert, so daß ein entsprechendes Lichtmuster auf dem zu vermessenden Objekt entsteht. Dieses Lichtmuster erscheint dann in einem von dem zu vermessenden Objekt aufgenommenen zweidimensionalen Bild, wenn die entsprechende Bildaufnahmezeit bzw. Belichtungszeit ausreichend groß gewählt wird. Die Modulation der Lichtintensität muß zeitlich synchron mit der Drehbewegung des Spiegels erfolgen, damit das so erzeugte Lichtmuster in Bezug auf das zu vermessende Objekt ortsfest ist.The basic idea of the invention is to produce the light stripe pattern required for rapid object measurement by varying the light emission of the light source as a function of time, while the light from the rotatably driven mirror is reflected onto the object to be measured. Due to the rotational movement of the mirror, the light beam emitted by the light source is continuously guided over the surface of the object to be measured. In this case, the light intensity is varied according to the invention, so that a corresponding light pattern is formed on the object to be measured. This light pattern then appears in a two-dimensional image taken by the object to be measured, if the corresponding image recording time or exposure time is sufficient is chosen large. The modulation of the light intensity must be timed synchronously with the rotational movement of the mirror, so that the light pattern thus generated is stationary with respect to the object to be measured.

Zweckmäßigerweise wird gemäß der Erfindung die Lichtintensität nach Maßgabe einer periodischen Intensitätsfunktion in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Spiegels moduliert. Wenn jedem Drehwinkelwert des Spiegels eine bestimmte Helligkeit der Lichtquelle zugeordnet ist, ist sichergestellt, daß das auf dem zu vermessenden Objekt erscheinende Lichtmuster stabil ist. Die Intensitätsfunktion kann beispielsweise eine Sinusfunktion, eine Dreieckfunktion, eine Sägezahnfunktion oder eine Rechteckfunktion sein. Insbesondere solche Intensitätsfunktionen, bei denen die Lichtintensität zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert kontinuierlich variiert, haben den Vorteil, daß auch das auf dem zu vermessenden Objekt erscheinende Leuchtmuster eine entsprechende räumliche Helligkeitsverteilung aufweist. Dies ist für eine besonders genaue dreidimensionale Objektvermessung nutzbar.Conveniently, is according to the invention the light intensity in accordance with a periodic intensity function dependent on modulated by the rotation angle of the mirror. If every rotation angle value of the mirror assigned a certain brightness of the light source is, that's sure to be on the light pattern appearing to the object to be measured is stable. The intensity function For example, a sine function, a triangle function, a sawtooth or a rectangle function. In particular, such intensity functions, in which the light intensity between a minimum value and a maximum value continuously varies, have the advantage that too the light pattern appearing on the object to be measured has a corresponding one spatial Has brightness distribution. This is for a particularly accurate three-dimensional Object measurement usable.

Eine besonders sinnvolle Weiterbildung des erfindungsgemäßen Streifenprojektors besteht darin, daß die Frequenz und/oder die Phase der periodischen Intensitätsfunktion veränderbar und vorgebbar sind. Durch die Veränderung von Frequenz und/oder Phase können verschiedene Streifenmuster erzeugt werden, um dadurch eine eindeutige und genaue Objektvermessung zu gewährleisten. Es können beispielsweise zeitlich aufeinanderfolgend mehrere zweidimensionale Bilder des zu vermessenden Objektes mit jeweils unterschiedlichen Frequenz und/oder Phasenwerten der periodischen Intensitätsfunktion aufgenommen werden, wobei diese Bilder sodann unmittelbar zur Ermittlung der dreidimensionalen Struktur des Objektes nach dem Prinzip der Triangulation auswertbar sind.A particularly useful development of the strip projector according to the invention is that the Frequency and / or the phase of the periodic intensity function variable and are specifiable. By changing the frequency and / or phase can different stripe patterns are generated, thereby creating a unique and to ensure accurate object measurement. It can, for example temporally successive several two-dimensional images of the to be measured object with each different frequency and / or Phase values of the periodic intensity function are recorded, these images are then immediately used to determine the three-dimensional Structure of the object can be evaluated according to the principle of triangulation are.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Streifenprojektors besteht darin, daß der Drehantrieb des Spiegels einen von dem Steuerungsmittel angesteuerten Positioniermotor zur Positionierung des Spiegels gemäß einem von dem Steuerungsmittel vorgegebenen Drehwinkelwert umfaßt. Präzise arbeitende Positioniermotoren oder auch Schrittmotoren sind im Handel erhältlich und können vorteilhaft zum Antrieb des Spiegels gemäß der Erfindung genutzt werden. Der Positioniermotor positioniert den Spiegel unter einem Drehwinkelwert, der von dem Steuerungsmittel des Streifenprojektors vorgegeben wird. Gleichzeitig steuert das Steuerungsmittel die Lichtemission der Lichtquelle, so daß die Lichtintensität gemäß der gewählten Intensitätsfunktion dem Drehwinkelwert genau entspricht. Damit läßt sich die zu der Drehbewegung des Spiegels synchrone Modulation der Lichtintensität besonders einfach realisieren.A advantageous development of the strip projector according to the invention exists in that the Rotary drive of the mirror controlled by the control means Positioning motor for positioning the mirror according to a comprises rotational angle value predetermined by the control means. Precise working Positioning motors or stepper motors are commercially available and can be beneficial for driving the mirror according to the invention be used. The positioning motor positions the mirror below a rotation angle value given by the control means of the strip projector becomes. At the same time, the control means controls the light emission the light source, so that the Light intensity according to the selected intensity function exactly corresponds to the angle of rotation. This can be to the rotational movement The mirror's synchronous modulation of light intensity is particularly easy realize.

Zweckmäßigerweise sollte ein Sensorelement zur Ermittlung des Drehwinkels des Spiegels vorgesehen sein. Ein solches Sensorelement gestattet es, daß bei dem erfindungsgemäßen Streifenprojektor die momentane Position des Spiegels präzise erfaßt wird, so daß die Modulation der Lichtintensität der Lichtquelle entsprechend geregelt werden kann. Für die Triangulation ist es wichtig, daß die Geometrie des erzeugten Lichtmusters genau bekannt ist. Die präzise Positionierung des Spiegels ist daher entscheidend für die Funktion des Streifenprojektors.Conveniently, a sensor element should be provided to determine the angle of rotation of the mirror be. Such a sensor element allows that in the strip projector according to the invention the instantaneous position of the mirror is detected precisely, so that the modulation the light intensity of the Light source can be controlled accordingly. It's for triangulation important that the Geometry of the generated light pattern is known exactly. The precise positioning of the mirror is therefore crucial to the function of the strip projector.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Lichtquelle für den erfindungsgemäßen Streifenprojektor wenigstens eine Leuchtdiode verwendet wird. Leuchtdioden sind als kostengünstige und extrem langlebige Leuchtmittel im Handel erhältlich. Vorteilhaft ist insbesondere, daß moderne Leuchtdioden einen hohen Wirkungsgrad bei gleichzeitig hoher Leuchtintensität haben. Im Hinblick auf die erfindungsgemäße Verwendung haben Leuchtdioden den entscheidenden Vorteil, daß damit die Lichtintensität mit großen Frequenzen von 500 Hz oder mehr ohne weiteres moduliert werden kann. Demgegenüber sind Glühlampen zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Streifenprojektor oft zu träge. Außerdem ist die Lichtemission bei Leuchtdioden technisch einfach steuerbar, indem die Stromstärke in geeigneter Weise variiert wird.Especially It is advantageous if at least as a light source for the strip projector according to the invention a light-emitting diode is used. Light-emitting diodes are considered cost-effective and extremely durable bulbs commercially available. In particular, it is advantageous that modern Light emitting diodes have a high efficiency with high luminous intensity. With regard to the use according to the invention, light-emitting diodes have the decisive advantage that with it the light intensity with huge Frequencies of 500 Hz or more can be readily modulated. In contrast, are lightbulbs for use in a strip projector according to the invention often sluggish. Furthermore is the light emission in light emitting diodes technically easy to control, by the current is varied in a suitable manner.

Zweckmäßigerweise ist der drehbare Spiegel des erfindungsgemäßen Streifenprojektors als Polygonspiegel ausgebildet, wobei die Spiegelflächen parallel zur Drehachse des Spiegels angeordnet sind. Die Verwendung eines Polygonspiegels hat den Vorteil, daß die vollständige Erzeugung des Lichtmusters auf dem zu vermessenden Objekt weniger als eine vollständige Umdrehung des Spiegels erfordert.Conveniently, is the rotatable mirror of the strip projector according to the invention as a polygon mirror formed, wherein the mirror surfaces are arranged parallel to the axis of rotation of the mirror. The usage a polygon mirror has the advantage that the complete generation of the light pattern on the object to be measured is less than one full Rotation of the mirror requires.

Zur Erzeugung eines Lichtstreifenmusters aus dem Licht einer mehr oder weniger punktförmigen Lichtquelle, wie beispielsweise einer Leuchtdiode, empfiehlt sich der Einsatz einer astigmatischen Abbildungsoptik bei dem erfindungsgemäßen Streifenprojektor.to Generation of a light stripe pattern from the light of one more or less punctate Light source, such as a light emitting diode, is recommended the use of an astigmatic imaging optics in the strip projector according to the invention.

Der erfindungsgemäße Streifenprojektor ist für ein dreidimensionales Objektvermessungssystem zusammen mit einer geeigneten elektronischen Kamera zur Aufnahme von zweidimensionalen Bildern eines zu vermessenden Objektes einsetzbar. Dabei sollte der Drehantrieb des Spiegels des Streifenprojektors derart ansteuerbar sein, daß sich dieser während der Bildaufnahme kontinuierlich dreht. Wie bereits erwähnt, sollte die Bildaufnahmezeit bzw. die Belichtungszeit der Kamera so gewählt werden, daß ein vollständiges Streifenmuster auf dem zweidimensionalen Bild abgebildet wird. Hierzu sollte die Rotationsgeschwindigkeit des Spiegels durch das Steuerungsmittel des Streifenprojektors in Abhängigkeit von der Belichtungszeit der Kamera steuerbar sein. Damit kann beispielsweise erreicht werden, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Spiegels heraufgesetzt wird, wenn die Belichtungszeit der Kamera verkürzt wird.The strip projector according to the invention can be used for a three-dimensional object measurement system together with a suitable electronic camera for taking two-dimensional images of an object to be measured. In this case, the rotary drive of the mirror of the strip projector should be controllable such that it rotates continuously during image acquisition. As already mentioned, the image acquisition time or the exposure time of the camera should be selected such that a complete stripe pattern is imaged on the two-dimensional image. For this purpose, the rotational speed of the mirror should be through the Steue be controlled means of the strip projector depending on the exposure time of the camera. This can be achieved, for example, that the rotational speed of the mirror is increased when the exposure time of the camera is shortened.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert:
Die Zeichnung zeigt einen Streifenprojektor, der als Ganzes mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist. Der Streifenprojektor 1 wird zur Vermessung der dreidimensionalen Struktur eines Objektes 2 nach dem Prinzip der Triangulation verwendet. Bestandteil des Streifenprojektors 1 ist eine Lichtquelle 3, bei der es sich um eine Leuchtdiode handelt. Das Licht der Lichtquelle 3 wird von einem drehbar angetriebenen Polygonspiegel 4 auf das Objekt 2 reflektiert. Der Lichtstrahlenverlauf ist durch eine gepunktete Linie 5 angedeutet.
An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing:
The drawing shows a strip projector, as a whole with the reference numeral 1 is designated. The strip projector 1 is used to measure the three-dimensional structure of an object 2 used according to the principle of triangulation. Part of the strip projector 1 is a light source 3 , which is a light emitting diode. The light of the light source 3 is powered by a rotatably driven polygon mirror 4 on the object 2 reflected. The light ray path is indicated by a dotted line 5 indicated.

Der Streifenprojektor 1 ist Bestandteil eines dreidimensionalen Objektvermessungssystems, das außerdem eine elektronische Kamera 6 zur Aufnahme von Bildern des zu vermessenden Objektes 2 umfaßt.The strip projector 1 is part of a three-dimensional object measurement system, which also has an electronic camera 6 for taking pictures of the object to be measured 2 includes.

Gemäß der Erfindung weist der Streifenprojektor 1 ein Steuerungsmittel 7 auf, welches die Lichtquelle 3 mit Strom versorgt. Bei dem Steuerungsmittel 7 kann es sich um eine analoge oder digitale elektronische Schaltung üblicher Bauart handeln. Das Steuerungsmittel 7 steuert die Lichtemission der Lichtquelle 3 durch geeignete Variation des Stroms derart, daß die Lichtintensität zeitlich synchron mit der Drehbewegung des Spiegels 4 moduliert wird. Dabei wird die Lichtintensität nach Maßgabe einer periodischen Intensitätsfunktion in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Spiegels moduliert. Zur Positionierung des Spiegels 4 gemäß einem von dem Steuerungsmittel 7 vorgegebenen Drehwinkelwert dient ein Positioniermotor 8, der ebenfalls von dem Steueningsmittel 7 angesteuert wird. Ferner ist mit dem Steuerungsmittel 7 ein Sensorelement 9 verbunden, welches zur Ermittlung des momentanen Drehwinkels des Spiegels 4 dient.According to the invention, the strip projector 1 a control means 7 on which the light source 3 powered. In the control means 7 it can be an analog or digital electronic circuit of conventional design. The control means 7 controls the light emission of the light source 3 by suitable variation of the current such that the light intensity is synchronized in time with the rotational movement of the mirror 4 is modulated. The light intensity is modulated in accordance with a periodic intensity function as a function of the rotation angle of the mirror. To position the mirror 4 according to one of the control means 7 predetermined rotational angle value is a positioning motor 8th also from the taxing agent 7 is controlled. Furthermore, with the control means 7 a sensor element 9 which is used to determine the instantaneous angle of rotation of the mirror 4 serves.

Zwischen der Lichtquelle 3 und dem Polygonspiegel 4 sind Linsen 10 angeordnet, welche eine astigmatische Abbildungsoptik zur Abbildung des Lichtes der Lichtquelle 3 gemäß einer streifenförmigen Intensitätsverteilung auf dem Objekt 2 bilden. Eine der Linsen 10 kann beispielsweise als Zylinderlinse ausgebildet sein, während es sich bei der anderen Linse um eine Sammellinse handelt.Between the light source 3 and the polygon mirror 4 are lenses 10 arranged, which an astigmatic imaging optics for imaging the light of the light source 3 according to a strip-shaped intensity distribution on the object 2 form. One of the lenses 10 For example, it may be formed as a cylindrical lens while the other lens is a condensing lens.

Claims (12)

Streifenprojektor (1) für ein dreidimensionales Objektvermessungssystem, mit einer Lichtquelle (3) und mit einem drehbar angetriebenen Spiegel (4), der das Licht der Lichtquelle (3) auf ein zu vermessendes Objekt (2) reflektiert, gekennzeichnet durch ein Steuerungsmittel (7), das die Lichtemission der Lichtquelle (3) derart steuert, daß die Lichtintensität zeitlich synchron mit der Drehbewegung des Spiegels (4) moduliert wird.Strip projector ( 1 ) for a three-dimensional object measurement system, with a light source ( 3 ) and with a rotatably driven mirror ( 4 ), the light of the light source ( 3 ) on an object to be measured ( 2 ), characterized by a control means ( 7 ), which controls the light emission of the light source ( 3 ) controls such that the light intensity in time synchronously with the rotational movement of the mirror ( 4 ) is modulated. Streifenprojektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtintensität nach Maßgabe einer periodischen Intensitätsfunktion in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Spiegels (4) moduliert wird.Strip projector according to claim 1, characterized in that the light intensity in accordance with a periodic intensity function as a function of the rotation angle of the mirror ( 4 ) is modulated. Streifenprojektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitätsfunktion eine Sinusfunktion, eine Dreieckfunktion, eine Sägezahnfunktion oder eine Rechteckfunktion ist.Strip projector according to claim 2, characterized that the intensity function a sine function, a triangle function, a sawtooth function or a rectangular function is. Streifenprojektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz und/oder die Phase der periodischen Intensitätsfunktion veränderbar und vorgebbar sind.Strip projector according to claim 2 or 3, characterized characterized in that Frequency and / or the phase of the periodic intensity function variable and are specifiable. Streifenprojektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb des Spiegels (4) einen von dem Steuerungsmittel (7) angesteuerten Positioniermotor (8) zur Positionierung des Spiegels (4) gemäß einem von dem Steuerungsmittel (7) vorgegebenen Drehwinkelwert umfaßt.Strip projector according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotary drive of the mirror ( 4 ) one of the control means ( 7 ) controlled positioning motor ( 8th ) for positioning the mirror ( 4 ) according to one of the control means ( 7 ) includes predetermined rotation angle value. Streifenprojektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Sensorelement (9) zur Ermittlung des Drehwinkels des Spiegels (4).Strip projector according to one of Claims 1 to 5, characterized by a sensor element ( 9 ) for determining the angle of rotation of the mirror ( 4 ). Streifenprojektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) wenigstens eine Leuchtdiode umfaßt.Strip projector according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the light source ( 3 ) comprises at least one light emitting diode. Streifenprojektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (4) als Polygonspiegel ausgebildet ist, wobei die Spiegelflächen parallel zur Drehachse des Spiegels (4) angeordnet sind.Strip projector according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the mirror ( 4 ) is designed as a polygon mirror, wherein the mirror surfaces parallel to the axis of rotation of the mirror ( 4 ) are arranged. Streifenprojektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine astigmatische Abbildungsoptik (10) zur Abbildung des Lichtes der Lichtquelle (3) gemäß einer streifenförmigen Intensitätsverteilung.Strip projector according to one of Claims 1 to 8, characterized by astigmatic imaging optics ( 10 ) for imaging the light of the light source ( 3 ) according to a stripe-shaped intensity distribution. Dreidimensionales Objektvermessungssystem mit einer elektronischen Kamera (6) zur Aufnahme von Bildern eines zu vermessenden Objektes (2) und mit einem Streifenprojektor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Erzeugung eines Lichtmusters auf dem zu vermessenden Objekt (2).Three-dimensional object measuring system with an electronic camera ( 6 ) for taking pictures of an object to be measured ( 2 ) and with a strip projector ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 for generating a light pattern on the object to be measured ( 2 ). System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (8) des Spiegels (4) des Streifenprojektors (1) derart angesteuert wird, daß sich dieser während der Bildaufnahme kontinuierlich dreht.System according to claim 10, characterized gekenn draws that the rotary drive ( 8th ) of the mirror ( 4 ) of the strip projector ( 1 ) is driven in such a way that it rotates continuously during image acquisition. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Steuerungsmittel (7) des Streifenprojektors (1) die Rotationsgeschwindigkeit des Spiegels (4) in Abhängigkeit von der Belichtungszeit der Kamera (6) steuerbar ist.System according to claim 11, characterized in that by the control means ( 7 ) of the strip projector ( 1 ) the rotational speed of the mirror ( 4 ) depending on the exposure time of the camera ( 6 ) is controllable.
DE2003133493 2003-07-22 2003-07-22 3D object measurement system strip projector has light source modulated in synchronism with rotating mirror to suit camera exposure time Withdrawn DE10333493A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003133493 DE10333493A1 (en) 2003-07-22 2003-07-22 3D object measurement system strip projector has light source modulated in synchronism with rotating mirror to suit camera exposure time

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003133493 DE10333493A1 (en) 2003-07-22 2003-07-22 3D object measurement system strip projector has light source modulated in synchronism with rotating mirror to suit camera exposure time

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10333493A1 true DE10333493A1 (en) 2005-02-10

Family

ID=34042051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003133493 Withdrawn DE10333493A1 (en) 2003-07-22 2003-07-22 3D object measurement system strip projector has light source modulated in synchronism with rotating mirror to suit camera exposure time

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10333493A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8117668B2 (en) 2006-04-27 2012-02-14 Stephen James Crampton Optical scanning probe
CN109612404A (en) * 2012-11-14 2019-04-12 高通股份有限公司 The dynamic of light source power is adjusted in structure light active depth sense system
CN110243310A (en) * 2015-05-20 2019-09-17 脸谱科技有限责任公司 For using object polygon to generate the method and system of light pattern
CN113340236A (en) * 2021-06-28 2021-09-03 四川大学 High dynamic surface topography measuring method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8117668B2 (en) 2006-04-27 2012-02-14 Stephen James Crampton Optical scanning probe
US8353059B2 (en) 2006-04-27 2013-01-08 Metris N.V. Optical scanning probe
CN109612404A (en) * 2012-11-14 2019-04-12 高通股份有限公司 The dynamic of light source power is adjusted in structure light active depth sense system
CN109612404B (en) * 2012-11-14 2021-02-26 高通股份有限公司 Dynamic adjustment of light source power in structured light active depth sensing systems
US11509880B2 (en) 2012-11-14 2022-11-22 Qualcomm Incorporated Dynamic adjustment of light source power in structured light active depth sensing systems
CN110243310A (en) * 2015-05-20 2019-09-17 脸谱科技有限责任公司 For using object polygon to generate the method and system of light pattern
CN113340236A (en) * 2021-06-28 2021-09-03 四川大学 High dynamic surface topography measuring method
CN113340236B (en) * 2021-06-28 2023-02-24 四川大学 High dynamic surface topography measuring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3298344B1 (en) Method and camera for the three-dimensional measurement of a dental object
EP2583055B1 (en) Optical measurement method and system for determining 3D coordinates of a surface of a measurement object
EP3298346B1 (en) Device for optical 3d measuring of an object
EP3278302B1 (en) Motion-measuring system of a machine and method for operating the motion-measuring system
EP2721371B1 (en) Method for the optical three-dimensional measurement of a dental object
EP2079981B1 (en) Device and method for the contactless detection of a three-dimensional contour
EP1715291B1 (en) Projector for a system for three dimensional optical object measurement
DE102016217628B4 (en) A method of operating a surgical microscopy system, a motion sensing system for a surgical microscopy system, and an operating microscopy system
DE102014209471A1 (en) Structured illumination projection with improved exposure control
EP0660078B1 (en) Apparatus for the generation of fringe-like light patterns
WO2007065704A1 (en) Device and method for measuring the surface of a body
DE102012206472B4 (en) PROJECTION SYSTEM WITH STATIC PATTERN ELEMENTS AND MULTIPLE OPTICAL CHANNELS FOR OPTICAL 3D MEASUREMENT
EP2589926B1 (en) Device for and method of optically measuring the shape of moving objects
EP3292371B1 (en) Device and method for spatially measuring surfaces
DE10333493A1 (en) 3D object measurement system strip projector has light source modulated in synchronism with rotating mirror to suit camera exposure time
DE19846145A1 (en) Three-dimensional imaging device for shape measurement has transmitter array whose elements move in straight, parallel lines
DE2822639A1 (en) Producing photographic exposures from digitally stored image data - using moving reproduction lens and switched raster light array
WO2014114663A1 (en) Optical device and method for determining spatial coordinates of surfaces of macroscopic objects by triangulating two line-scan cameras
DE102007023920A1 (en) Method and device for surface detection of a spatial object
EP0919784A2 (en) Device to determine three dimensional data from objects
EP3158287B1 (en) Method for detecting an image of a preferably structured surface of an object
DE102011123028B3 (en) Method for the optical three-dimensional measurement of a dental object
DE102012014330A1 (en) Method for three-dimensional measurement of surface of object, involves carrying out projection of dot pattern and optical detection of dot pattern from projection, where resulting data volume from optical detection is transmitted
DE10049639A1 (en) Moving object measurement method involves determining space coordinates of object by measuring and evaluating brightness of points on object surface
DE202005021098U1 (en) 3 D object optical measurement system pattern projector has varied patterns on moveable support in beam path between lamp and object

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee