AT409195B

Color image system for laser range finders has scanned fan beam illumination and receiver reduces power

Abstract

The color image scanning system has a rapidly moved vertical scanning mirror (8) and slower horizontal scan (6) to feed a Red, Green, Blue optical receiver from the area lit by a fan beam (11) from a rotating light (10) with aspherical optics on rotating the laser range finder (1)

AT409195B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 6

Term

No projected expiry on record.

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  3. Today

11 claims: 11 independent, 0 dependent

  1. 1
    Device for recording an object space with a measuring head, which comprises an optoelectronic range finder according to a signal transit time method, with a transmitting device for transmitting optical, esp. Laser signals and a receiving device for receiving optical signals, esp. of laser radiation that is reflected by objects located in the target area, furthermore with a scanning device for deflecting the optical axes of the transmitting and receiving device, which has an oscillating mirror or a rotating prism for deflecting the beams in one direction, while for deflecting the beams into the the entire measuring head can be pivoted in the other direction, furthermore with an evaluation device, which is derived from the transit time or the phase position of the emitted optical signal, distance values ​​are determined and, after the scanning device, a brightness and / or color signal is derived from the beam path of the transmitting and / or receiving device, each picture element being assigned a distance value and solid angle, characterized in that in the swiveling measuring head (1) of the scanning device a lamp (10) is integrated or placed on it, which illuminates a field (11) in the pivoting direction of the measuring head (1), the width of which essentially corresponds to that of a raster element of the scanning device. 1. Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes mit einem Messkopf, der einen optoelektronischen Entfernungsmesser nach einem Signal-Laufzeitverfahren umfaßt, mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden von optischen, insbes. von Laser-Signalen und einer Empfangseinrichtung zum Empfangen von optischen Signalen, insbes. von Laserstrahlung, die von im Zielraum befindlichen Objekten reflektiert wird, ferner mit einer ScanEinrichtung zur Ablenkung der optischen Achsen von Sende- und Empfangseinrichtung, welche zur Ablenkung der Strahlen in einer Richtung einen Schwingspiegel oder ein rotierendes Prisma aufweist, während zur Ablenkung der Strahlen in die andere Richtung der gesamte Messkopf verschwenkbar ist, ferner mit einer Auswerteeinrichtung, die aus der Laufzeit bzw. der Phasenlage des ausgesandten optischen Signals Entfernungswerte ermittelt und nach der Scan-Einrichtung aus dem Strahlengang von Sende- und / oder Empfangseinrichtung ein Heliigkeits- und / oder Farbsignal abgeleitet wird, wobei jedem Bildelement ein Entfernungswert und Raumwinkel zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den schwenkbaren Messkopf (1) der Scan-Einrichtung eine Leuchte (10) integriert ist oder auf diesen aufgesetzt ist, die in Schwenkrichtung des Messkopfes (1) ein Feld (11) ausleuchtet, dessen Breite im wesentlichen der eines Raster-Elementes der Scan-Einrichtung entspricht.
  2. 2
    Device for recording an object space according to claim 1, characterized in that the lamp (10) illuminates the object space to be scanned with a light fan (11) whose dimensions in the pivoting direction (φ) of the measuring head are essentially the width of a grid element, in the other Direction (a) corresponds to that of the maximum scanning angle of the oscillating mirror or the rotating prism (8). 2. Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte (10) den abzutastenden Objektraum mit einem Lichtfächer (11) ausleuchtet, dessen Abmessung in Schwenkrichtung (φ) des Messkopfes im wesentlichen der Breite eines Raster-Elementes, in der anderen Richtung (a) dem des maximalen Scan-Winkels des Schwingspiegels oder des rotierenden Prismas (8) entspricht.
  3. 3
    Device for recording an object space according to claim 1 or 2, characterized in that the light source (15) of the lamp (10) is preceded by an aspherical optic (13) which has a significantly longer focal length in the pivoting direction (φ) of the measuring head (1) than in the scanning direction (a) of the oscillating mirror or prism (8). 3. Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquelle (15) der Leuchte (10) eine asphärische Optik (13) vorgeschaltet ist, welche in Schwenkrichtung (φ) des Messkopfes (1) eine wesentlich längere Brennweite aufweist als in der Scan-Richtung (a) des Schwingspiegels oder Prismas (8).
  4. 4
    Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquelle (15) der Leuchte (10) eine Reihe, sich in Scan-Richtung (a) des Schwingspiegels bzw. Prismas (8) erstreckender Optiken vorgeschaltet ist. 4th Device for recording an object space according to claim 1 or 2, characterized in that the light source (15) of the lamp (10) is preceded by a row of optics extending in the scanning direction (a) of the oscillating mirror or prism (8).
  5. 5
    Device for receiving an object space according to one of claims 3 or 4, characterized in that the optics (13) connected upstream of the light source (15) of the lamp (10) are made of plastic in a manner known per se. 5. Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach einem der Patentansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die der Lichtquelle (15) der Leuchte (10) vorgeschalteten Optiken (13) in an sich bekannter Weise aus Kunststoff hergestellt sind.
  6. 6
    Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle eine Glühlampe (15) oder eine Gasentladungslampe mit sich in axialer 6th Device for receiving an object space according to one of the preceding claims, characterized in that an incandescent lamp (15) or a gas discharge lamp axially with it as the light source AT 409 195 B AT 409 195 B Direction, based on the pivot axis (9) of the lamp (10), extending filament or gas discharge path is provided. Richtung, bezogen auf die Schwenkachse (9) der Leuchte (10), erstreckender Glühwendel bzw. Gasentladungsstrecke vorgesehen ist.
  7. 7
    Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle eine sich in axialer Richtung, bezogen auf die Schwenkachse (9) der Leuchte (10), erstreckende Zeile von LEDs (21), Gasentladungslampen od. dgl. vorgesehen ist, wobei letztere impulsartig und synchron mit der Scan-Einrichtung so angesteuert sind, dass der Beleuchtungsstrahl und der Mess- bzw. Aufnahmestrahl sich im wesentlichen im Zielpunkt treffen. 7th Device for receiving an object space according to one of claims 1 to 5, characterized in that a row of LEDs (21), gas discharge lamps or the like extending in the axial direction relative to the pivot axis (9) of the lamp (10) is used as the light source is provided, the latter being controlled in a pulse-like manner and synchronously with the scanning device in such a way that the illuminating beam and the measuring or recording beam essentially meet at the target point.
  8. 8
    Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquelle (25) der Leuchte (10) eine gleichartige Ablenk-Einrichtung, wie Schwingspiegel bzw. rotierendes Prisma (27) vorgeschaltet ist, wie es die Scan-Einrichtung aufweist, wobei die Ablenkeinrichtung (27) der Leuchte mit der der Scan-Einrichtung (8) mechanisch, beispielsweise mit einem Zahnriemen (28) gekoppelt oder vorzugsweise durch eine elektronische Steuerung synchronisiert ist. 8th. Device for recording an object space according to Patent Claim 1, characterized in that the light source (25) of the lamp (10) is preceded by a deflection device of the same type, such as an oscillating mirror or rotating prism (27), as the scanning device has, wherein the deflection device (27) of the lamp is mechanically coupled to that of the scanning device (8), for example with a toothed belt (28), or is preferably synchronized by an electronic controller.
  9. 9
    Device for recording an object space according to one of the preceding claims, in which the scanning device is a so-called. Has scanning gap during which no image is recorded, characterized by a synchronization unit (71) which can be controlled by the scanning device (8) and which controls the light source (21) of the lamp (10) in a pulse-like manner and the light source (21) during the scanning gaps Scanning device (8) switches off or switches to a reduced performance level. 9. Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei welcher die Scan-Einrichtung eine sogen. Abtastlücke aufweist, während welcher keine Bildaufnahme erfolgt, gekennzeichnet, durch eine Synchronisiereinheit (71), die von der Scaneinrichtung (8) ansteuerbar ist und die Lichtquelle (21) der Leuchte (10) pulsartig ansteuert und die Lichtquelle (21) während der Abtastlücken der Scaneinrichtung (8) ab- bzw. auf ein reduziertes Leistungsniveau schaltet.
  10. 10
    Device for recording an object space according to one of the preceding claims, characterized in that the lamp (10) has a light source emitting in infra-red, and that the associated receiving diodes of the scanning device are matched to the emission spectrum of the lamp (10) . 10. Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte (10) eine im Infra-Rot emittierende Lichtquelle aufweist, und dass die zugehörigen Empfangsdioden der Scan-Einrichtung auf das Emissions-Spektrum der Leuchte (10) abgestimmt sind.
  11. 11
    Device for recording an object space according to claim 8, characterized in that an electronic control unit (71) is provided which receives synchronous sensor signals from the deflection unit (8) and distance values ​​from the data memory (61) and from these a synchronous control Signal calculated with which the deflection unit (27) of the lamp (10) can be controlled, whereby to compensate for the parallax between the measuring and illuminating beams depending on the current deflection angle and the target distance, the measuring beam and the illuminating beam can be brought into congruence on the target surface by using a correction angle. 11. Einrichtung zur Aufnahme eines Objektraumes nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuereinheit (71) vorgesehen ist, die Synchron-Sensor-Signale der Ablenkeinheit (8) und Entfernungswerte aus dem Datenspeicher (61) empfängt und aus diesen ein Synchron-Steuer-Signal errechnet, mit welchem die Ablenkeinheit (27) der Leuchte (10) steuerbar ist, wobei zum Ausgleich der Parallaxe zwischen Mess- und Beleuchtungsstrahl in Abhängigkeit vom aktuellen Ablenkwinkel und von der Zielentfernung durch Anwendung eines Korrekturwinkels Messstrahl und Beleuchtungsstrahl auf der Zielfläche zur Deckung bringbar sind.