WO2007079600A1 - Koordinatenmessgerät - Google Patents

Koordinatenmessgerät Download PDF

Info

Publication number
WO2007079600A1
WO2007079600A1 PCT/CH2007/000005 CH2007000005W WO2007079600A1 WO 2007079600 A1 WO2007079600 A1 WO 2007079600A1 CH 2007000005 W CH2007000005 W CH 2007000005W WO 2007079600 A1 WO2007079600 A1 WO 2007079600A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
measuring device
distance measuring
distance
machine according
Prior art date
Application number
PCT/CH2007/000005
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietrich Meier
Roland Zumbrunn
Thomas Jensen
Bernhard Braunecker
Original Assignee
Leica Geosystems 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 Leica Geosystems Ag filed Critical Leica Geosystems Ag
Priority to JP2008549734A priority Critical patent/JP5558003B2/ja
Priority to AU2007204542A priority patent/AU2007204542B2/en
Priority to CN2007800091865A priority patent/CN101553707B/zh
Priority to EP07700103.0A priority patent/EP1971821B1/de
Priority to CA2636381A priority patent/CA2636381C/en
Priority to US12/160,694 priority patent/US8031331B2/en
Publication of WO2007079600A1 publication Critical patent/WO2007079600A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • 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
    • G01S17/66—Tracking systems using electromagnetic waves other than radio waves

Definitions

  • the invention relates to the field of coordinate measuring machines, in particular to a coordinate measuring machine with a distance measuring device, a zoom camera and an overview camera according to the preamble of the corresponding independent claims.
  • Such a coordinate measuring machine is known for example from WO 03/062744 Al.
  • a device is described in which a movable carrier has individual components of two distance measuring devices, which is connected to other components via fiber optic light guides. The remaining components are arranged in a stationary base of the device.
  • the carrier is rotatable about two axes, so that therefore the optical fibers must be movable about these two axes.
  • a zoom camera and an overview camera are arranged on the carrier. The beam path of these cameras is coupled into the beam path of the distance meter, so that all beam paths or optical axes outside the carrier are substantially coaxial.
  • US 2003/0020895 A1 shows an absolute distance meter, in which an exit optics and optoelectronic components on the one hand on a moving Platform and on the other hand attached to the base of the device, and are interconnected by optical fibers.
  • EP 0 759 538 A2 describes a laser system in which the laser source for thermal decoupling by an optical fiber is offset from the other components.
  • DE 102 35 888 A1 describes an automatically collimating measuring device with a cup picking device.
  • An image taken by the image recording device is displayed on a display, and a pointing device can mark a measurement point on the image.
  • the measuring device has a strongly magnifying optical collimating camera system.
  • the image pickup device is constructed as a wide-angle camera.
  • the beam path of the wide-angle camera is substantially parallel to that of the collimation camera system.
  • the collimation camera system has two collimation devices: on the one hand a collimation camera and on the other hand a line cross sensor. Both are used to align the collimation camera system exactly to a target marking, one of which is used more outdoors and the other more in closed spaces.
  • the distance to the aiming mark is determined by an optical rangefinder whose optical axis is coaxial with that of the collimation camera system.
  • the wide-angle camera is also considered as a (third) replacement collimation device and used for gross localization of the target mark. It thus serves as an overview camera.
  • the optical axis of the overview camera and the distance measuring device thus run parallel and separate from each other, that is not coaxial.
  • the two system elements which require high precision (distance measurement and collimation) are thus arranged coaxially.
  • the system element which works less precisely (the overview camera for coarse localization) is arranged separately and in parallel, since the correction of the parallax during the transition from the coarse localization to the exact one Collimation on the target must not meet very high standards; in contrast to the transition from the exact collimation to the distance measurement.
  • EP 1 610 092 A1 shows a surveying device in which a distance measuring device is arranged collinear with a telescopic sight.
  • the riflescope has no zoom function.
  • An image from the beam path of the telescopic sight can be coupled out to a first image sensor.
  • a second image sensor with its own optics is provided for capturing an image with a 30 times wider opening angle. It can be represented by electronic switching either the image of the first or the second image sensor.
  • the beam paths of the first and the second image sensor outside the device are collinear.
  • the common exit optics have two separate, concentric lens systems, i. an inner region of the exit lens (s) for the image is formed as an image sensor, and an outer region, which is arranged annularly around the inner region, is shaped for imaging to the other image sensor.
  • the coordinate measuring machine preferably has: - A -
  • At least one optical distance measuring device for measuring the distance to a measuring aid which can be moved in space and having a first measuring and control circuit for following the measuring aid
  • a zoom camera which can rotate with respect to at least two axes and has a zoom objective and a second measurement and control circuit for keeping the size of an image of the measurement aid constant on an optoelectrical image converter,
  • a light exit and light receiving optics of the distance measuring device, the zoom camera and the overview camera are arranged on a common, rotatable with respect to at least two axes carrier, wherein the optical axis of the distance measuring device and the optical axis of the survey camera coaxially outside the coordinate measuring machine.
  • the at least one distance measuring device is preferably an interferometric measuring device, a laser beam-based absolute value distance meter, or a combination of both.
  • the light exit and light receiving optics of the distance measuring device and other elements of the distance measuring device are thus arranged in the carrier and moved with this.
  • At least one collimated light beam is generated for measuring the distance to the measuring aid.
  • the displacement of the reflected light beam with a camera or a position-sensitive detector is detected and moved by the first measuring and control circuit of the carrier for tracking the measuring aid.
  • a first coupling of light to the overview camera is first arranged in the beam path of a received light bundle.
  • This is the Overview can be as close as possible to the exit opening of the optics and can thus have a large opening angle.
  • the overview camera has, according to its purpose, a larger opening angle than the zoom camera.
  • the opening angle of the overview camera is 10 ° or greater, and the opening angle of the zoom camera between, for example, 1 ° and 10 ° depending on the distance to the measuring aid variable (eg 15 m distance at 1 ° and 1.5 m distance at 10 °).
  • a second coupling of light to a sensor is subsequently arranged, which sensor supplies a measured quantity for tracking the measuring aid.
  • This second coupling is arranged in the beam of the first outcoupling not decoupled, so continuous light component.
  • This sensor is on
  • Position transducer which detects a position of a light spot on a surface of the
  • the first and the second coupling are rotated about the axis of the received light by at least approximately 90 ° to each other.
  • asymmetries which the transmitted light receives through the mirror of the first outcoupling are compensated for again by the mirror of the second outcoupling twisted towards it.
  • the beam path of the zoom camera and the distance measuring device are each a separate one
  • the optical structure is simplified.
  • the optical axis of the zoom camera outside the coordinate measuring machine also runs coaxially to the optical axes of the distance measuring device and the overview camera.
  • the optical structure is more complex, but the evaluation is easier.
  • a third outcoupling is preferably arranged in the beam path of the light coupled out from the first outcoupling. This third coupling is thus arranged for coupling light to the zoom camera.
  • the various cameras or distance meters can be operated simultaneously. This is in contrast to arrangements in which a deflection of the light takes place via a hinged mirror, and in which thus individual measuring devices are only alternately and exclusively operable.
  • At least one of the outcouplings is a wavelength-dependent beam splitter.
  • the various cameras and distance measuring devices as well as the position detection work at least partially in different wavelength ranges. This makes it possible to minimize the mutual influence of these measuring means. Furthermore, it is made possible that the majority of the received light energy reaches the assigned detector in a certain wavelength range.
  • an electro-optical image converter of the zoom camera is arranged asymmetrically with respect to the optical axis of the zoom camera, and the center of the image converter is displaced away from the optical axis of the distance measuring device.
  • the coordinate measuring machine preferably comprises • at least one optical distance measuring device, • means for emitting and receiving light, A transceiver unit, which is rotatable about an axis, for example an azimuth axis, with respect to an intermediate unit or a carrier,
  • An intermediate unit which is rotatably arranged with respect to a base unit about a further axis, for example a zenith axis, which does not run parallel to the first axis, whereby the transceiver unit is rotatable about two axes with respect to the base unit,
  • the optical distance measuring device has a first subunit which is arranged on the transceiver unit and moves with it, the optical distance measuring device has a second subunit, and at least one light conductor is arranged for transmitting light between the first and the second subunit of the distance measuring device is where the second subunit is arranged on the intermediate unit and moved with this.
  • the one or more optical fibers between the subunits must be performed only on a single moving axis.
  • the second subunit of a first distance meter is arranged on the intermediate unit and the second subunit of a second distance meter is arranged in the base unit.
  • the second subunit comprises one or more of the following elements: laser light source, modulator, beam splitter, isolator, detector, coupling into light guides, etc.
  • At least one optoelectronic detector of the at least one distance measuring device is arranged in the transceiver unit. This makes it possible, temperature-induced changes in length in a first light guide (with, for example, a measuring beam) by analogous changes in length in a second optical fiber (with, for example, a reference beam) to compensate.
  • a radiated and a returning light beam of the at least one distance measuring device are guided by the same light guide between the first and the second subunit.
  • a radiated and a returning light beam of the at least one distance measuring device are guided by separate optical fibers between the first and the second subunit. Even with such an arrangement, changes in length of optical fibers can be compensated.
  • a further preferred embodiment of the invention comprises a first and a second distance measuring device.
  • light beams of the two distance measuring devices are each guided by separate light guides between the first and the second subunit.
  • the light beams can be processed separately and the distance measuring devices can be arranged spatially independently of each other in the intermediate unit.
  • This embodiment encompasses both variants in which the individual distance meters each have one or in each case two light guides.
  • a further preferred embodiment of the invention comprises a first and a second distance measuring device each having a radiated and a returning light beam.
  • a first distance measuring device each having a radiated and a returning light beam.
  • a further preferred embodiment of the invention comprises a first and a second distance measuring device each having a radiated and a returning light beam.
  • all light beams of the first as well as the second distance measuring device are guided by the same light guide between the first and the second subunit.
  • the number of optical fibers is minimal.
  • the optical fiber preferably has an integrated temperature measurement, for example by means of a parallel and close to the light guide extending resistance wire.
  • a light source is arranged in the intermediate unit and forms the second subunit.
  • the remaining elements of the at least one distance measuring device thus form the first subunit and are arranged in the transceiver unit.
  • individual subunits of the at least one distance measuring device are also arranged on the base unit.
  • three subunits of a distance measuring device are distributed so that an output optics on the transceiver unit, a detector unit on the intermediate unit and a light source on the base unit is arranged.
  • a light source and a detector unit of a first distance meter are disposed on the intermediate unit, and a light source and a detector unit of a second distance meter are arranged on the base unit.
  • a lambda / 4-plate or quarter-wave plate is arranged in the beam path of the radiated as well as the returning light of at least one of the at least two distance meters in the transceiver unit. This causes a rotation of the emitted light with respect to the received light in the one or more optical fibers, whereby polarization-dependent delays and other asymmetries of the optical fibers and other optical elements are compensated. Therefore, the quarter wave plate is mounted as close as possible to the light exit optics.
  • Figure 1 is a coordinate measuring machine
  • FIG. 2 shows an arrangement with a separated laser light source
  • FIG. 3 shows a reflection characteristic of outcouplings used therein
  • Figure 4 shows an arrangement with separated over a light guide distance meters
  • FIG. 5 shows a reflection characteristic of outcouplings inserted therein
  • FIG. 6 shows an arrangement with two light guides separated
  • FIG. 7 shows an arrangement with an interferometric distance meter partially separated by two light guides
  • Figure 8 shows an arrangement with a separated via a light guide
  • Figure 9 shows a combination of the arrangements of Figures 7 and 8;
  • Figure 10 shows a combination of the arrangements of Figures 7 and 8 with multiple use of one of the optical fibers
  • FIG. 11 shows a further arrangement with an interferometric distance meter partially separated by two light guides
  • FIG. 12 shows an arrangement with a partially separated via two light guides
  • FIGS. 13 and 14 show further arrangements of distance measurers which are shown in FIG.
  • Figure 1 shows schematically a structure of a coordinate measuring machine, comprising a two-axis movable transceiver unit 1, a movable about an axis intermediate unit 2 and a base unit 3.
  • the intermediate unit 2 is rotatable relative to the base unit 3 about a vertical or azimuth axis A
  • the send Receiving unit 1 is rotatable with respect to the intermediate unit 2 about a horizontal zenith axis or elevation axis Z.
  • the intermediate unit 2 has a first support 21 and a second support, in which the transceiver unit 1 is mounted on the left and right.
  • the invention can also be realized in an arrangement with a one-sided storage of the transceiver unit 1 via only one support.
  • the transceiver unit 1 optical elements for the light emission and light reception of different measuring cameras and distance meters of the device are arranged. These optical elements are moved together with the transceiver unit 1 and directed by regulating devices in accordance with the received light on a target or measuring aid 5 and this automatically tracked. From the measured rotation of the transceiver unit 1 about the azimuth axis A and the zenith axis Z and from the distance to the target 5, the position of the target 5 is determined in a known manner. With a zoom camera 106 markers are detected at the target 5 and determines therefrom in a known manner, the spatial orientation of the target 5, that is, the orientation about the three coordinate axes.
  • FIG. 2 shows an arrangement with a separated laser light source 301.
  • This arrangement has a carrier arrangement 100 on which different cameras 104, 106, a position transducer 108, an absolute distance meter (ADM) arrangement 200 and an interferometer arrangement 300 are arranged and with which Carrier assembly 100 are moved. Not moved with the carrier arrangement 100, but deposited via a light guide 503 is a HeNe laser 301 for the interferometer arrangement 300.
  • the HeNe laser 301 is arranged on the intermediate unit 2.
  • the carrier arrangement 100 has a first coupling 101, which transmits light, which is guided along an optical axis 112 of the distance measuring device from the outside into the carrier Arrangement 100 occurs, separates. Part of this light is decoupled to an overview camera 104.
  • the overview camera 104 has its own optics and an image converter 105.
  • the overview camera 104 typically has an aperture angle of approximately 10 degrees and a focal length of, for example, 30-50 mm and serves for the coarse localization of measurement targets 5.
  • the carrier assembly 100 preferably has a reflector illumination 110, which has an angular range illuminated, which is preferably at least as large as the opening angle of the overview camera 104.
  • the diameter of the outcoupling 101, 102, 103 is for example about 20-25 mm.
  • An evaluation electronics and / or evaluation software of the overview camera 104 detects, for example, one or more particularly bright points of light in the field of view of the overview camera 104, which thus each correspond to a reflecting target 5. From this, their position in the image of the overview camera 104 is determined and, in turn, a change in the axis positions, which align the carrier arrangement 100 and the light beams of the distance meter or sight on the target 5. Thus, an automatic target detection and a "lock-on" of the distance meter on a target 5 is possible.
  • the light not decoupled by the first coupling 101 reaches a second coupling 102, which decouples a part of the light to a position transducer 108.
  • This light component is a beam of returning light from one of the distance meters 200, 300, preferably from the interferometer arrangement 300.
  • the position converter 108 has its own optics and, for example, a position-sensitive diode 109. This provides analog signals representing the position of the beam in two dimensions on one surface of the position sensitive diode 109.
  • sensor arrays or image converters CCD, CMOS, etc.
  • a tracking Controller controls in accordance with the position thus determined a shift in the position of the transceiver unit 1, so that the light beam follows a movement of the reflective target 5.
  • the spatial arrangement of the first coupling 101 and the second coupling 102 is shown only schematically in the figure.
  • the orientation of the light incidence plane of the light coupled out by the first output 101 is actually parallel ("p") to the plane of the drawing.
  • the orientation of the light incidence plane of the light coupled out by the second output 102 is perpendicular ("s") to the plane of the drawing, and is folded into the plane only for purposes of illustration.
  • the influence of the first output 101 on the measuring beams, which causes an asymmetry in the measuring beam, is compensated by the influence of the second output 102.
  • the asymmetry is a phase shift between the vertical and the horizontally polarized component of the light.
  • a zoom camera 106 is also arranged as part of the carrier arrangement 100 on the transceiver unit 1.
  • the zoom camera 106 has its own light entry optics, and thus its own optical axis 111, which does not coincide with the optical axis 112 of the previously described elements outside the transceiver unit 1, but preferably runs essentially parallel to it. This arrangement is referred to below as a biaxial arrangement.
  • the zoom camera 106 detects markings of a target 5 on an image converter 107. Due to the image of the markings, the orientation of the target 5 is determined in a known manner, and furthermore the zoom factor of the zoom camera 106 is controlled, so that the image of the target 5 onto the image converter 107 essentially always has the same size.
  • the zoom camera 106 has a 10x zoom with a focal length of 50 to 500 mm magnification.
  • the beam path of the zoom camera 106 is parallel to the beam path of the distance meter 200, 300 outside the transceiver unit 1.
  • the light beam of the distance meter 200, 300 is constantly on a reflector of the target 5 aligned.
  • special, reflective or self-luminous marker points are usually visible from the target, and the image of these marker points allows the determination of the orientation of the target 5. Seen from the zoom camera 106 so the target 5 is always by the distance of the parallel beam paths 111, 112th postponed.
  • the automatic zoom keeps the size of the image of the target 5 constant.
  • the image of the target 5 on the image converter 107 of the zoom camera 106 is always shifted by the same distance with respect to the optical axis 111. Therefore, preferably, the image converter 107 with respect to the optical axis 111 of the zoom camera 106 is arranged shifted. Thus, the optical axis 111 does not pass through the center of the image converter 107. Thus, the image converter 107 is used optimally and the evaluation of the image data can be done more efficiently. Alternatively, it is also possible to dispose the image converter 107 not displaced, but not to read a strip of the pixels which lies on the side of the distance meter beam or not to be taken into account in the image processing.
  • the measuring means such as the overview camera 104, the zoom camera 106, the position transducer 108 and the two distance meters 200, 300 preferably operate with different wavelength ranges.
  • FIG. 3 schematically shows a reflection characteristic C (s, p) of outcouplings, as used in the arrangement according to FIG.
  • the horizontal axis indicates the wavelength, the fraction R of reflected light in percent is plotted along the vertical axis.
  • the first coupling 101 reflects, that is, couples out, preferably the entire portion of incoming light in the wavelength range of 550 nm and below.
  • the overview camera 104 is optimized for operation in a range around 550 nm. That's why it shines Reflector illumination 110 preferably mainly light in this area.
  • the second output 102 decouples a portion, for example around 20%, of light by 633 nm. This is the area in which preferably the interferometer arrangement 300 operates.
  • the interferometer arrangement 300 receives the main part of the returning light
  • the position transducer 108 receives a limited and well-defined light beam as the basis for the tracking of the transceiver unit 1.
  • FIG. 3 shows an ideal curve; a practically realized course will essentially correspond to the specifications at the wavelengths used, and deviate therefrom at other wavelengths.
  • the first outcoupling 101 and the second outcoupling 102 are rotated relative to one another as viewed in the beam direction, that is to say that the axes of the coupled out light components are perpendicular to one another, respectively perpendicular (s) and parallel (p) to the plane of the drawing. So there are also the selectively transmissive mirror of the two couplings against each other rotated by 90 °. This compensates for the effect of the two mirrors on the differently polarized components of the transmitted or not coupled light.
  • the light not decoupled by the second coupling 102 is conducted to the distance meters 200, 300. Preferably, it is first over a
  • Quarter wave plate 4 is rotated 45 degrees with respect to the C axis of the crystal of the electrooptical modulator 205 and the output polarization of the interferometer 300 light. It only affects the wavelength of the ADM array 200 accurately, and results in slight signal losses at the wavelength of the interferometer array 300.
  • a broadband acting quarter-wave plate 4 can be used, which acts on both wavelengths as ideally as possible.
  • the quarter wave plate 4 along the beam path continues against the Couplings out or arranged outside of the couplings. As a result, certain asymmetries in the decoupling are compensated, but to the quarter wave plate 4 must be greater.
  • the light is split by a wavelength-dependent beam splitter 320 into the proportions of the ADM arrangement 200 and the interferometer arrangement 300.
  • the ADM device 200 operates at a wavelength of 780 nm and the interferometer device 300 at a wavelength of 633 nm.
  • the ADM arrangement 200 has a laser diode 201 for generating a measuring light beam.
  • the outgoing light beam is through an insulator
  • Beam splitter 320 passes the outgoing light beam via the previously described elements in reverse order to the target 5 and is reflected there.
  • the returning light is guided in the ADM device 200 through the polarizing beam splitter 203 to an ADM detector 204.
  • the mode of operation of such an ADM arrangement 200 is known in principle.
  • Other ADM arrangements and methods can also be used in which the measuring light beam can be coupled in and out by, for example, the wavelength-dependent beam splitter 320.
  • An example of such an ADM is described in detail in WO 03/062744 A1.
  • other types of ADM such as phase meters, can be used here, as in the other embodiments of the invention.
  • the interferometer arrangement 300 uses light of a HeNe laser 301, which in this embodiment of the invention is arranged not on the transceiver unit 1 but in the intermediate unit 2.
  • the light of the HeNe laser 301 is guided to the interferometer arrangement 300 via a light guide 501.
  • collimators 600 are arranged in a known manner.
  • the collimators 600 are designed as part of the termination of the optical fibers, for example as Grin (graded-index) collimators, with an output beam of, for example, about 0.5 mm in diameter.
  • a lens for collimation or as a beam former may be arranged in front of the end of a light guide, for an output beam of, for example, about 5 mm in diameter.
  • the light emerging from the light guide 501 is split by a beam splitter 302 into a reference light path 305 and a measurement light path.
  • the measuring light path passes through an acousto-optical modulator 303 and, together with the reference light path, impinges on a polarizing beam splitter 304.
  • the polarizing beam splitter 304 passes the measuring light on to the wavelength-dependent beam splitter 320, and directs the returning measuring light together with the reference light via a polarizing filter 306 to produce the same interfering polarization components at 45 ° to an interferometer detector 307.
  • the operation of such an interferometer 300 is basically known.
  • interferometer arrangements and methods can also be used in which the measuring light beam can be coupled in and out by, for example, the wavelength-dependent beam splitter 320.
  • An example of such an interferometer is described in detail in WO 03/062744 A1. The principle described is that of a heterodyne interferometer. Basically, here in the other embodiments of the invention, other types of interferometers (Michelson with quadrature detection, Zeeman split) can be used.
  • FIG. 4 shows an arrangement with distance meters 200, 300 separated by exactly one light guide.
  • the beam path 111 of the zoom camera 106 is coaxial with the beam path 112 of the distance meters 200, 300 in the area between the support arrangement 100 and the target 5.
  • the incident light which is separated by the first coupling 101, is once again separated after this first coupling 101 by a third coupling 103 and split onto the overview camera 104 and the zoom camera 106.
  • these two cameras are optimized for a function in respectively different wavelength ranges.
  • the ADM arrangement 200, the HeNe laser 301 and the interferometer arrangement 300 are arranged on the base unit 3 instead of the intermediate unit 2 and optically connected to one another via the shared light conductor 502.
  • FIG. 5 shows a reflection characteristic of the outputs used therein:
  • the first output 101 in addition to wavelength ranges around 550 nm, also decouples those around 880 nm and above.
  • the third output 103 separates them from one another and transmits them by 880 nm to the zoom camera 106, and those by 550 nm to the overview camera 104.
  • the measuring light components of the distance meters 200, 300 are guided by a quarter-wave plate 4 and a beam former 6 into a light guide 502, by means of which, conversely, the measuring beams radiated by the distance meters 200, 300 are led out.
  • the beam shaper 6 expands the measurement light beam to 4 - 5 mm and is used, for example, instead of a Grin collimator.
  • the light guide 502 transmits the polarization components independently of one another, ie it is polarization-preserving.
  • Such a light guide has a preferred axis or major axis (whose orientation is defined by projection on a plane perpendicular to the fiber direction) along which the light must be polarized to be transmitted in the same polarized manner. It turns out that this polarization maintenance also takes place for a polarization direction perpendicular to this main axis.
  • the elements of this embodiment described so far are arranged in the transceiver unit 1 and with this movable.
  • the light guide 502 leads to the remaining elements, which are arranged on the intermediate unit 2 and movable therewith. These remaining elements are the ADM array 200, the interferometer array 300, and the associated HeNe laser 301. Analogous to the embodiment of FIG. 2, the gauges of these two gauges are merged or separated by the wavelength-dependent beam splitter 320, respectively.
  • the wavelength-dependent beam splitter 320 is also arranged on the intermediate unit 2.
  • FIG. 6 shows an arrangement with distance meters separated by two light guides.
  • the carrier arrangement 100 is shown here the same as in the embodiment according to FIG. 4, and the reflection characteristic of outcouplers 101, 102, 103 inserted therein is also the same. Alternatively, however, alternatively, in both embodiments, the elements could also be arranged biaxially.
  • the separation of the incoming light beams by the wavelength-dependent beam splitter 320 is done here, after the quarter wave plate 4, in the transceiver unit 1.
  • the split beams for the two distance meters 200, 300 are each guided by their own polarization-maintaining light guide 503, 504 to the intermediate unit 2.
  • the ADM device 200, the interferometer device 300 and the HeNe laser 301 are on the intermediate unit 2 and with this movably arranged.
  • the ADM arrangement 200 or the HeNe laser 301 and optionally also the interferometer arrangement 300 are arranged on the base unit 3.
  • beamformers 6 are used by way of example for beam widening in the transceiver unit 1.
  • the two light guides 503, 504 are, for reasons of heat technology and space, preferably each guided individually via a right and a left support of the transceiver unit 1 through the zenith axis Z.
  • the change in length of the optical fibers 502, 503, 504 must be taken into account by heating. This is preferably done by measuring a temperature, such as the temperature in the device.
  • a metal wire for example made of nickel, is guided parallel and as close as possible to an optical waveguide, for example in the cladding of the optical waveguide. Based on the electrical resistance of the wire, a mean temperature of the wire is determined with a resistance measuring device. From this an average change in length of the light guide is automatically determined and used to correct the distance measurement.
  • FIG. 7 shows an arrangement with an interferometric distance meter partially separated by two light guides.
  • the HeNe laser 301 and the acousto-optic modulator (AOM) 303 of the interferometer assembly 300 are removed from the carrier respectively the transceiver unit 1 and are located on the intermediate unit 2.
  • the laser beam is transmitted to the Beam splitter 302 divided into a measuring path and a reference path, wherein the reference path has the smaller proportion of energy, for example, about 10%.
  • the reference path leads via a first polarization-maintaining optical fiber 505, the measuring path leads via an acousto-optical modulator 303 and thereafter via a second polarization-maintaining light guide 506.
  • the two light guides are arranged in a common guide or casing 510.
  • collimators 600 are arranged for combining or expanding the light beams.
  • the collimator 601 or the fiber coupling in the acousto-optic modulator 303 acts as a filter for the first-order components, that is, only the frequency-shifted component, is coupled into the light guide 506.
  • the measuring path and the reference path are led from the intermediate unit through the two light guides 505, 506 to the transceiver unit 1, where the interference of the reference light beam and the measuring light beam takes place.
  • the returning measuring light beam is separated by a polarizing beam splitter 310 from the outgoing measuring light beam and guided to a beam splitter 313.
  • This beam splitter 313 overlaps the measuring light beam with the reference light beam and leads both to the interferometer detector 307.
  • the two beam splitters 310, 313 and the interferometer detector 307 are thus arranged on the transceiver unit 1.
  • the acoustooptic modulator 303 acts as an insulator for reflected measuring beams, so that no additional insulation is required to protect the HeNe laser 301.
  • the collimator 602 preferably has a relatively large focal length of, for example, 18 mm and thus produces a sufficient diameter of the
  • Collimator 602 has a short focal length of, for example, 2 mm, and is then arranged a Galilean telescope before the end of the respective light guide (not shown separately), as in the embodiments according to Figures 4 and 6.
  • the heat-generating elements in the intermediate unit 2 and of the heat-sensitive optical elements in the transmitting-receiving unit 1 are removed.
  • FIG. 8 shows an arrangement with an absolute distance meter separated by a light guide.
  • the quarter wave plate 4 and a collimator 600 for the light guide 504 are arranged on the transmitting-receiving unit 1.
  • the arrangement of the quarter wave plate 4 on the transmitting-receiving unit 1 serves to compensate for different phase delays in the light guide 504:
  • mutually orthogonal components of the laser beam are subjected to a different and unknown delay.
  • the phase shift of 90 ° that is, after the conversion into circularly polarized light through the quarter wave plate 4, reflection by the target 5 and the renewed phase shift through the quarter wave plate 4, the components are rotated by 90 degrees, ie with respect to the main axes of the light guide 504 against each other reversed.
  • each component thus experiences on the way back the delay experienced by the other component on the way there. This compensates for differences in the delay.
  • the polarization axes of the light guide 504 are aligned with the polarization axes of the electro-optical modulator 205, ie parallel to them.
  • FIG. 9 shows a combination of the arrangements from FIGS. 7 and 8.
  • the measuring beams of the ADM arrangement 200 and of the interferometer arrangement 300 are in the transceiver unit 1 by a wavelength-dependent beam splitter
  • the quarter wave plate 4 is on the
  • the measuring light beams of the two distance meters are thus separated via their own light guides 504, 505, 506 respectively led by the intermediate unit 2.
  • the light guide 504 of the ADM arrangement 200 are guided via a first support 21 and the light guides 505, 506 of the interferometer arrangement 300 via the second support 22.
  • This separate guide allows to arrange individual components of the two distancers separately in the two supports 21, 22.
  • the elements of the ADM arrangement 200 or the elements of the interferometer arrangement 300, which are arranged in the intermediate unit 2 in FIG. 9, are instead arranged in the base unit 3.
  • the amount of optical components in the transceiver unit 1 is hereby kept as small as possible and, in particular, heat sources are arranged in the intermediate unit 2 and not in the transceiver unit 1.
  • Figure 10 shows a combination of the arrangements of Figures 7 and 8 with multiple use of one of the optical fibers.
  • the measurement beam generated by the ADM arrangement 200 is coupled therein into the measuring beam of the interferometer arrangement 300.
  • this coupling with a wavelength-dependent beam splitter 320 is arranged between the acousto-optic modulator 303 and the associated collimator 600.
  • the arrangement in the transceiver unit 1 is structurally the same as in FIG. 7.
  • the polarizing beam splitter 310 in the transceiver unit 1 acts only on the wavelength range of the interferometer, and thus reflects at least part of the return light of the interferometer to the beam splitter 313 and the light component of the ADM is substantially transmitted through the polarizing beam splitter 310 and passes through the same fiber 506 and the wavelength-dependent beam splitter 320 on the intermediate unit 2 to the ADM device 200.
  • This optical fiber 506 has a cut-off Wavelength for single-mode propagation that is below the wavelength of the ADM (for example, 780 ⁇ m) as well as the interferometer (for example, 633 nm).
  • This embodiment of the invention allows a high integration of ADM and interferometer and a small number of optical elements on the transceiver unit 1. There is no particular effort required to achieve a good coverage of the beams of the two distance meters, because the beams before the light guide 506 are combined with each other and in the transceiver unit 1 to go through the same look.
  • FIG. 11 shows a further arrangement with an interferometric distance meter partially separated by two light guides.
  • the interferometer detector 307 is arranged here in the intermediate unit 2, as well as the associated beam splitter
  • Receiving unit 1 is arranged. Common changes in length of the light guides
  • a temperature measurement and compensation is incorporated, for example as described above with a measuring wire parallel to the optical fibers 505, 506.
  • FIG. 12 shows an arrangement with an absolute distance meter partially separated via two light guides 507, 508.
  • the beam emerging from the electrooptical modulator 205 is split in a polarizing beam splitter 311 onto the collimators 600 of the two light guides 507, 508, which are oriented with their main axes parallel to the axes of the polarizing beam splitter 311.
  • the two components of the beam are combined in a further polarizing beam splitter 312 and radiated through the quarter wave plate 4.
  • the returning light again passes through the quarter-wave plate 4.
  • Each of the components is rotated by 90 degrees in total, and is guided by the further polarizing beam splitter 312 for the return path respectively to the other optical fiber 507, 508 as in the way.
  • a different one Phase shift of the components between the optical fibers 507, 508 thus has no influence. The same applies to a different absorption of the components.
  • Figures 13 and 14 show further arrangements of distance meters separated into subunits.
  • individual subunits are also arranged on the base unit 3. This is particularly advantageous for heavy subunits and / or subunits with relatively high heat losses.
  • the HeNe laser 301 is arranged in the base unit 3 and connected via an optical waveguide to the interferometer arrangement 300 in the carrier arrangement 100.
  • the interferometer arrangement 300 is also arranged in the base unit 3.
  • the ADM arrangement 200 is arranged in these two variants in each case in the intermediate unit 2.
  • the ADM arrangement 200 is drawn by dashed lines, which indicates that it can alternatively also be arranged in the carrier arrangement 100.

Abstract

Ein Koordinatenmessgerät weist auf: eine optische Distanzmessvorrichtung (200, 300) zur Messung der Distanz zu einem im Raum bewegbaren Messhilfsrnittel (5), eine bezüglich mindestens zweier Achsen drehbare Zoomkamera (106) mit einem Zoomobjektiv, und eine Übersichtskamera (104) zur Groblokalisierung des Messhilfsmittels (5). Eine Lichtaustritts- und Lichtempfangsoptik (101, 102) der Distanzmessvorrichtung (200, 300), die Zoomkamera (106) und die Übersichtskamera (104) sind auf einem gemeinsamen, bezüglich mindestens zweier Achsen (A, Z) drehbaren Träger (1) angeordnet. Die optische Achse (111) der Distanzmessvorrichtung (200, 300) und die optische Achse der Übersichtskamera (104) verlaufen vorzugsweise ausserhalb des Koordinatenmessgerätes koaxial. Vorzugsweise sind Untereinheiten der Distanzmessvorrichtungen (200, 300) auf dem Träger (1) und auf einer drehbaren Zwischeneinheit (2) angeordnet und durch Lichtleiter (501-508) miteinander verbunden.

Description

KOORDINATENMESSGERAT
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Koordinatenmessgeräte, insbesondere auf ein Koordinatenmessgerät mit einer Distanzmessvorrichtung, einer Zoomkamera und einer Übersichtskamera gemäss dem Oberbegriff der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche.
STAND DER TECHNIK
Eine derartiges Koordinatenmessgeräte ist beispielsweise aus der WO 03/062744 Al bekannt. Dort ist ein Gerät beschrieben, in welchem ein beweglicher Träger einzelne Komponenten von zwei Distanzmessvorrichtungen aufweist, welche mit übrigen Komponenten über faseroptische Lichtleiter verbunden ist. Dabei sind die übrigen Komponenten in einem stationären Sockel des Gerätes angeordnet. Der Träger ist um zwei Achsen drehbar, so dass also die Lichtleiter um diese zwei Achsen bewegbar sein müssen. Ferner sind auf dem Träger eine Zoomkamera und eine Übersichtskamera angeordnet. Der Strahlengang dieser Kameras ist in den Strahlengang der Distanzmesser eingekoppelt, so dass alle Strahlengänge respektive optische Achsen ausserhalb des Trägers im wesentlichen koaxial verlaufen.
US 2003/0020895 Al zeigt einen Absolutdistanzmesser, bei welchem eine Austrittsoptik und optpoelektronische Bauteile einerseits auf einer bewegten Plattform und andererseits am Sockel des Gerätes befestigt sind, und durch optische Fasern miteinander verbunden sind.
EP 0 759 538 A2 beschreibt ein Lasersystem, in welchem die Laserquelle zur thermischen Entkopplung durch eine optische Faser von den übrigen Bauteilen abgesetzt ist.
In der DE 102 35 888 Al ist eine automatisch kollimierende Vermessungsvorrichtung mit einer Büdaufhahmevorrichtung beschrieben. Ein von der Bildaufhahmevor- richtung aufgenommenes Bild wird auf einer Anzeige angezeigt, wobei mit einer Zeigeeinrichtung ein Messpunkt auf dem Bild markiert werden kann. Die Vermessungsvorrichtung weist ein stark vergrösserndes optisches Kollimations- kamerasystem auf. Die Bildaufnahmevorrichtung ist als Weitwinkelkamera aufgebaut. Der Strahlengang der Weitwinkelkamera verläuft im wesentlichen parallel zu jenem des Kollimationskamerasystems. Das Kollimationskamerasystem weist zwei Kollimationsvorrichtungen auf: einerseits eine Kollimationskamera und andererseits einen Strichkreuzsensor. Beide dienen dazu, das Kollimationskamerasystem exakt auf eine Zielmarkierung auszurichten, wobei die eine eher im Freien und die andere eher in geschlossenen Räumen eingesetzt wird. Ist das Kollimationskamerasystem ausgerichtet, wird die Distanz zur Zielmarkierung mit einem optischen Entfernungsmesser bestimmt, dessen optische Achse koaxial mit jener des Kollimationskamerasystems verläuft. Die Weitwinkelkamera wird auch als (dritte) Ersatz-Kollimationsvorrichtung betrachtet und zur groben Lokalisierung der Zielmarkierung verwendet. Sie dient somit als Übersichtskamera. Die optische Achse der Übersichtskamera und der Distanzmessvorrichtung verlaufen demnach parallel und voneinander getrennt, also nicht koaxial. Die beiden Systemelemente, welche eine hohe Präzision erfordern (Entfernungsmessung und Kollimation) sind somit koaxial angeordnet. Das Systemelement, welches weniger präzise arbeitet- (die Übersichtskamera zur Groblokalisierung) ist separat und parallel dazu angeordnet, da die Korrektur der Parallaxe beim Übergang von der Groblokalisierung zur exakten Kollimation auf die Zielmarkierung keinen sehr hohen Ansprüchen genügen muss; im Gegensatz zum Übergang von der exakten Kollimation zur Entfernungsmessung.
EP 1 610 092 Al zeigt ein Vermessungsgerät, in welchem eine Distanzmess- Vorrichtung kollinear zu einem Zielfernrohr angeordnet ist. Das Zielfernrohr weist keine Zoomfunktion auf. Es kann ein Bild aus dem Strahlengang des Zielfernrohres auf einen ersten Bildsensor ausgekoppelt werden. Ein zweiter Bildsensor mit einer eigenen Optik ist zum Erfassen eines Bildes mit einem 30 mal grosseren Offhungswinkel vorgesehen. Es kann durch elektronische Umschaltung wahlweise das Bild des ersten oder des zweiten Bildsensors dargestellt werden. Es sind keine Mittel zum Verfolgen eines Messhilfsmittel offenbart, ebenso keine Zoomkamera. In einer Ausführungsform verlaufen die Strahlengänge des ersten und des zweiten Bildsensors ausserhalb des Gerätes kollinear. Dazu ist aber erforderlich, dass die gemeinsame Austrittsoptik zwei separate, konzentrische Linsensysteme aufweist, d.h. dass ein innerer Bereich der Austrittslinse(n) für die Abbildung zum einen Bildsensor geformt ist, und ein äusserer Bereich, welcher ringförmig um den inneren Bereich angeordneter ist, für die Abbildung zum anderen Bildsensor geformt ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Koordinatenmessgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Genauigkeit der Messung gegenüber dem Stand der Technik verbessert.
Diese Aufgabe löst ein Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche.
Das Koordinatenmessgerät weist vorzugsweise auf: - A -
• mindestens eine optische Distanzmessvorrichtung zur Messung der Distanz zu einem im Raum bewegbaren Messhilfsmittel und mit einem ersten Mess- und Regelkreis zum Verfolgen des Messhilfsmittels,
• eine bezüglich mindestens zweier Achsen drehbare Zoomkamera mit einem Zoomobjektiv und einem zweiten Mess- und Regelkreis zum Konstanthalten der Grosse einer Abbildung des Messhilfsmittels auf einen optoelektrischen Bildwandler,
• eine Übersichtskamera zur Groblokalisierung des Messhilfsmittels,
• wobei eine Lichtaustritts- und Lichtempfangsoptik der Distanzmessvorrichtung, die Zoomkamera und die Übersichtskamera auf einem gemeinsamen, bezüglich mindestens zweier Achsen drehbaren Träger angeordnet sind, wobei die optische Achse der Distanzmessvorrichtung und die optische Achse der Übersichtskamera ausserhalb des Koordinatenmessgerätes koaxial verlaufen.
Damit ist es möglich, eine insgesamt besonders Platz sparende Anordnung der optischen Komponenten auf dem Träger zu erzielen.
Die mindestens eine Distanzmessvorrichtung ist vorzugsweise ein interferometri- sches Messgerät, ein laserstrahlbasierter Absolutwertdistanzmesser, oder eine Kombination von beiden. Die Lichtaustritts- und Lichtempfangsoptik der Distanzmessvorrichtung sowie übrige Elemente der Distanzmessvorrichtung sind also im Träger und mit diesem bewegt angeordnet. Es wird mindestens ein kollimierter Lichtstrahl zur Messung der Distanz zum Messhilfsmittel erzeugt. Bei einer Bewegung des Messhilfsmittels wird die Verschiebung des reflektierten Lichtstrahls mit einer Kamera oder einem positionsempfindlichen Detektor erfasst und durch den ersten Mess- und Regelkreis der Träger zur Verfolgung des Messhilfsmittels bewegt.
Vorzugsweise ist dabei im Strahlengang eines empfangenen Lichtbündels zuerst eine erste Auskopplung von Licht zur Übersichtskamera angeordnet. Damit ist die Übersichtskaniera so nah wie möglich bei der Austrittsöffnung der Optik und kann so einen grossen Öffnungswinkel aufweisen. Die Übersichtskamera weist, ihrem Zweck entsprechend, einen grosseren Öffnungswinkel als die Zoomkamera auf. Typischerweise ist der Öffnungswinkel der Übersichtskamera 10° oder grösser, und ist der Öffhungswinkel der Zoomkamera zwischen beispielsweise 1° und 10° in Abhängigkeit der Entfernung zum Messhilfsmittel variierbar (z.B. 15 m Entfernung bei 1° und 1.5 m Entfernung bei 10°).
Vorzugsweise ist anschliessend eine zweite Auskopplung von Licht zu einem Sensor angeordnet, welcher Sensor eine Messgrösse zum Verfolgen des Messhilfsmittels liefert. Diese zweite Auskopplung ist im Strahl des von der ersten Auskopplung nicht ausgekoppelten, also durchgehenden Lichtanteils angeordnet. Dieser Sensor ist ein
Positionswandler, welcher eine Position eines Lichtflecks auf einer Fläche des
Wandlers erfasst. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung liefert anstelle des Positionswandlers die Übersichtskamera diese Messgrösse zum
Verfolgen des Messhilfsmittels.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Auskopplung um die Achse des empfangenen Lichtes um zumindest annähernd 90° gegeneinander verdreht. Dadurch werden Asymmetrien, die das durchgehende Licht durch den Spiegel der ersten Auskopplung erhält, durch den dazu verdrehten Spiegel der zweiten Auskopplung wieder kompensiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Strahlengang der Zoomkamera und der Distanzmessvorrichtung über jeweils eine separate
Austrittsoptik geführt, also biaxial. In anderen Worten: die optische Achse der
Zoomkamera und der Strahlengang der Distanzmessvorrichtung verlaufen im
Bereich zwischen dem Koordinatenmessgerät und dem Messhilfsmittel nicht koaxial.
Damit muss zwar die Distanz zwischen diesen Strahlverläufen bei der Auswertung und Koordination von Daten der Zoomkamera und Daten der übrigen Sensoren berücksichtigt werden, dafür ist der optische Aufbau vereinfacht. In einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung verläuft die optische Achse der Zoomkamera ausserhalb des Koordinatenmessgerätes ebenfalls koaxial zu den optischen Achsen der Distanzmessvorrichtung und der Übersichtskamera. Hier ist somit der optische Aufbau aufwendiger, dafür ist die Auswertung einfacher. Dazu ist vorzugsweise eine dritte Auskopplung im Strahlengang des von der ersten Auskopplung ausgekoppelten Lichtes angeordnet. Diese dritte Auskopplung ist somit zum Auskoppeln von Licht zur Zoomkamera angeordnet.
Dabei sind die verschiedenen Kameras respektive Distanzmesser gleichzeitig betreibbar. Dies steht im Gegensatz zu Anordnungen, bei denen eine Umlenkung des Lichtes über einen klappbaren Spiegel erfolgt, und in denen somit einzelne Messeinrichtungen nur abwechselnd und einander ausschliessend betreibbar sind.
Vorzugsweise ist mindestens eine der Auskopplungen ein wellenlängenabhängiger Strahlteiler. Das heisst, dass die verschiedenen Kameras und Distanzmessvorrichtungen sowie die Positionsdetektion zumindest teilweise in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen arbeiten. Damit ist es möglich, die gegenseitige Beeinflussung dieser Messmittel zu minimieren. Ferner wird ermöglicht, dass in einem bestimmten Wellenlängenbereich der grösste Teil der empfangenen Lichtenergie den zugeordneten Detektor erreicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein elektrooptischer Bildwandler der Zoomkamera bezüglich der optischen Achse der Zoomkamera asymmetrisch angeordnet, und ist der Mittelpunkt des Bildwandlers von der optischen Achse der Distanzmessvorrichtung weg verschoben.
Das Koordinatenmessgerät weist vorzugsweise auf • mindestens eine optische Distanzmessvorrichtung, • Mittel zum Abstrahlen und zum Empfang von Licht, • eine Sende-Empfangseinheit, welche bezüglich einer Zwischeneinheit oder einem Träger um eine Achse, beispielsweise eine Azimutachse, drehbar angeordnet ist,
• eine Zwischeneinheit, welche bezüglich einer Basiseinheit um eine weitere Achse beispielsweise eine Zenitachse, welche nicht parallel zur ersten Achse verläuft, drehbar angeordnet ist, wodurch die Sende-Empfangseinheit bezüglich der Basiseinheit um zwei Achsen drehbar angeordnet ist,
• wobei die optische Distanzmessvorrichtung eine erste Untereinheit aufweist, welche auf der Sende-Empfangseinheit und mit dieser bewegt angeordnet ist, • die optische Distanzmessvorrichtung eine zweite Untereinheit aufweist, und mindestens ein Lichtleiter zur Übertragung von Licht zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit der Distanzmessvorrichtung angeordnet ist wobei die zweite Untereinheit auf der Zwischeneinheit und mit dieser bewegt angeordnet ist.
Damit müssen der oder die Lichtleiter zwischen den Untereinheiten nur über eine einzige bewegte Achse geführt werden.
In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist die zweite Untereinheit eines ersten Distanzmessers auf der Zwischeneinheit und die zweite Untereinheit eines zweiten Distanzmessers in der Basiseinheit angeordnet. Die zweite Untereinheit umfasst, je nach Typ des Distanzmessers, eines oder mehrere der folgenden Elemente: Laserlichtquelle, Modulator, Strahlteiler, Isolator, Detektor, Einkopplung in Lichtleiter etc.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein optoelektronischer Detektor der mindestens einen Distanzmessvorrichtung in der Sende-Empfangseinheit angeordnet. Damit ist es möglich, temperaturbedingte Längenänderungen in einem ersten Lichtleiter (mit beispielsweise einem Messstrahl) durch analoge Längenänderungen in einer zweiten Lichtleiter (mit beispielsweise einem Referenzstrahl) zu kompensieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind ein abgestrahlter und ein rückkehrender Lichtstrahl der mindestens einen Distanzmessvorrichtung durch denselben Lichtleiter zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit gefuhrt. Dadurch ist eine besonders einfache Führung der Faser möglich.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind ein abgestrahlter und ein rückkehrender Lichtstrahl der mindestens einen Distanzmessvorrichtung durch getrennte Lichtleiter zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit geführt. Auch mit einer solchen Anordnung können Längenänderungen von Lichtleitern kompensiert werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine erste und eine zweite Distanzmessvorrichtung auf. Dabei sind Lichtstrahlen der beiden Distanzmessvorrichtungen jeweils durch getrennte Lichtleiter zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit geführt. Damit lassen sich die Lichtstrahlen getrennt verarbeiten und die Distanzmessvorrichtungen können in der Zwischeneinheit räumlich unabhängig voneinander angeordnet werden. Diese Ausführungsform umfasst sowohl Varianten bei welchen die einzelnen Distanzmesser jeweils eine oder jeweils zwei Lichtleiter aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung weist eine erste und eine zweite Distanzmessvorrichtung mit jeweils einem abgestrahlten und einem rückkehrenden Lichtstrahl auf. Dabei ist mindestens einer der Lichtstrahlen der ersten Distanzmessvorrichtung und einer der Lichtstrahlen der zweiten
Distanzmessvorrichtung durch denselben Lichtleiter zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit geführt. Damit ist es einerseits möglich, eine Kompensation mittels parallel verlaufender, doppelter Lichtleiter für mindestens einen der Distanzmesser zu erzielen, und andererseits die Anzahl Lichtleiter durch Doppelnutzung für die beiden Distanzmesser zu verkleinern.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine erste und eine zweite Distanzmessvorrichtung mit jeweils einem abgestrahlten und einem rückkehrenden Lichtstrahl auf. Dabei sind alle Lichtstrahlen der ersten wie auch der zweiten Distanzmessvorrichtung durch denselben Lichtleiter zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit geführt. Damit ist die Anzahl der Lichtleiter minimal. Zur
Kompensation von Temperaturschwankungen weist der Lichtleiter vorzugsweise eine integrierte Temperaturmessung auf, beispielsweise mittels eines parallel und nahe zum Lichtleiter verlaufenden Widerstanddrahtes.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Lichtquelle in der Zwischeneinheit angeordnet und bildet die zweite Untereinheit. Die übrigen Elemente der mindestens einen Distanzmessvorrichtung bilden somit die erste Untereinheit und sind in der Sende-Empfangseinheit angeordnet.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind einzelne Untereinheiten der mindestens einen Distanzmessvorrichtung auch auf der Basiseinheit angeordnet. Beispielsweise sind drei Untereinheiten einer Distanzmessvorrichtung so verteilt, dass eine Ausgangsoptik auf der Sende- Empfangseinheit, eine Detektoreinheit auf der Zwischeneinheit und eine Lichtquelle auf der Basiseinheit angeordnet ist. Oder es ist eine Lichtquelle und eine Detektoreinheit eines ersten Distanzmessers auf der Zwischeneinheit, und eine Lichtquelle und eine Detektoreinheit eines zweiten Distanzmessers auf der Basiseinheit angeordnet. Grundsätzlich lassen sich also Untereinheiten mit unterschiedlicher Funktionalität über die Sende-Empfangseinheit, die Zwischeneinheit und die Basiseinheit verteilen, um eine optimale Kombination von optischen, wärmetechnischen und mechanischen Eigenschaften zu erhalten. In einer bevorzugten Ausfuhrungsformen der Erfindung ist in der Sende- Empfangseinheit eine lambda/4-Platte oder Viertelwellenplatte im Strahlengang des abgestrahlten wie auch des rückkehrenden Lichtes von mindestens einem der mindestens zwei Distanzmesser angeordnet. Damit geschieht eine Verdrehung des ausgesendeten Lichtes gegenüber dem empfangenen Licht in dem oder den Lichtleitern, wodurch polarisationsabhängige Verzögerungen und andere Asymmetrien der Lichtleiter und weiterer optischer Elemente ausgeglichen werden. Deshalb ist die Viertelwellenplatte möglichst nahe bei der Lichtaustrittsoptik angebracht.
Weitere bevorzugte Ausfuhrungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten
Ausfuhrungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Figur 1 eine Koordinatenmessgerät;
Figur 2 eine Anordnung mit einer separierten Laserlichtquelle;
Figur 3 eine Reflexionscharakteristik von darin eingesetzten Auskopplungen;
Figur 4 eine Anordnung mit über einem Lichtleiter separierten Distanzmessern;
Figur 5 eine Reflexionscharakteristik von darin eingesetzten Auskopplungen;
Figur 6 eine Anordnung mit über zwei Lichtleitern separierten
Distanzmessern;
Figur 7 eine Anordnung mit einem über zwei Lichtleiter teilweise separierten interferometrischen Distanzmesser; Figur 8 eine Anordnung mit einem über einen Lichtleiter separierten
Absolutdistanzmesser;
Figur 9 eine Kombination der Anordnungen aus den Figuren 7 und 8;
Figur 10 eine Kombination der Anordnungen aus den Figuren 7 und 8 mit mehrfacher Nutzung eines der Lichtleiter;
Figur 11 eine weitere Anordnung mit einem über zwei Lichtleiter teilweise separierten interferometrischen Distanzmesser; Figur 12 eine Anordnung mit einem über zwei Lichtleiter teilweise separierten
Absolutdistanzmesser; und Figuren 13 und 14 weitere Anordnungen von Distanzmessern, die in
Untereinheiten separiert sind.
Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
WEGE ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG
Figur 1 zeigt schematisch einen Aufbau eines Koordinatenmessgerätes, aufweisend eine um zwei Achsen bewegbare Sende-Empfangseinheit 1, eine um eine Achse bewegbare Zwischeneinheit 2 und eine Basiseinheit 3. Die Zwischeneinheit 2 ist bezüglich der Basiseinheit 3 um eine vertikale oder Azimutachse A drehbar, die Sende-Empfangseinheit 1 ist bezüglich der Zwischeneinheit 2 um eine horizontale Zenitachse oder Elevationsachse Z drehbar. Dabei weist die Zwischeneinheit 2 eine erste Stütze 21 und eine zweite Stütze auf, in denen die Sende-Empfangseinheit 1 links und rechts gelagert ist. Die Erfindung kann aber auch in einer Anordnung mit einer einseitigen Lagerung der Sende-Empfangseinheit 1 über nur eine Stütze realisiert werden. Auf der Sende-Empfangseinheit 1 sind optische Elemente für den Lichtaustritt und Lichtempfang von verschiedenen Messkameras und Distanzmessern des Gerätes angeordnet. Diese optischen Elemente werden gemeinsam mit der Sende- Empfangseinheit 1 bewegt und durch Regeleinrichtungen nach Massgabe des empfangenen Lichtes auf ein Ziel oder Messhilfsmittel 5 gerichtet und diesem automatisch nachgeführt. Aus der gemessenen Drehung der Sende-Empfangseinheit 1 um die Azimutachse A und die Zenitachse Z sowie aus der Distanz zum Ziel 5 wird in bekannter Weise die Position des Zieles 5 bestimmt. Mit einer Zoomkamera 106 werden Markierungen am Ziel 5 erfasst und daraus in bekannter Weise die räumliche Orientierung des Zieles 5 bestimmt, also die Orientierung um die drei Koordinatenachsen.
Im folgenden werden verschiedene Anordnungen beschrieben, welche sich einerseits in der Anordnung der Messkameras auf der Sende-Empfangseinheit 1 sowie andererseits in der Aufteilung der Distanzmesser auf die Sende-Empfangseinheit 1 und die Zwischeneinheit 2 unterscheiden. Weitere Kombinationen von Kameraanordnungen mit Distanzmesseranordnungen, die ebenfalls unter die Erfindung fallen, folgen daraus ohne weiteres.
Figur 2 zeigt eine Anordnung mit einer separierten Laserlichtquelle 301. Diese Anordnung weist eine Träger- Anordnung 100 auf, auf welcher verschiedene Kameras 104, 106, ein Positionswandler 108, eine Absolutdistanzmesser (ADM)- Anordnung 200 und eine Interferometeranordnung 300 angeordnet sind und mit der Träger- Anordnung 100 mitbewegt werden. Nicht mit der Träger- Anordnung 100 mitbewegt, sondern über einen Lichtleiter 503 abgesetzt ist ein HeNe-Laser 301 für die Interferometeranordnung 300. Der HeNe-Laser 301 ist auf der Zwischeneinheit 2 angeordnet.
Die Träger- Anordnung 100 weist eine erste Auskopplung 101 auf, welche Licht, das entlang einer optischen Achse 112 der Distanzmesser von aussen in die Träger- Anordnung 100 einfällt, auftrennt. Ein Teil dieses Lichtes wird zu einer Übersichtskamera 104 ausgekoppelt. Die Übersichtskamera 104 weist eine eigene Optik und einen Bildwandler 105 auf. Die Übersichtskamera 104 weist typischerweise einen Öffnungswinkel von rund 10 Grad und eine Brennweite von beispielsweise 30 - 50 mm auf und dient zur Groblokalisierung von Messzielen 5. Zur Erfassung von reflektierenden Zielen 5 weist die Träger- Anordnung 100 vorzugsweise eine Reflektorbeleuchtung 110 auf, welche einen Winkelbereich beleuchtet, der vorzugsweise mindestens so gross ist, wie der Öffnungswinkel der Übersichtskamera 104. Der Durchmesser der Auskopplungen 101, 102, 103 beträgt beispielsweise rund 20-25 mm.
Eine Auswertungselektronik und/oder Auswertungssoftware der Übersichtskamera 104 erfasst beispielsweise einen oder mehrere besonders helle Lichtpunkte im Sichtbereich der Übersichtskamera 104, welche somit jeweils einem reflektierenden Ziel 5 entsprechen. Daraus wird deren Position im Bild der Übersichtskamera 104 ermittelt und daraus wiederum eine Änderung der Achspositionen, welche die Träger- Anordnung 100 und die Lichtstrahlen des oder der Distanzmesser auf das Ziel 5 ausrichten. Damit ist also eine automatische Zielerfassung und ein "Lock-on" der Distanzmesser auf ein Ziel 5 möglich.
Das durch die erste Auskopplung 101 nicht ausgekoppelte Licht erreicht eine zweite Auskopplung 102, welche einen Teil des Lichtes zu einem Positionswandler 108 auskoppelt. Dieser Lichtanteil ist ein Strahlenbündel von zurückkehrendem Licht eines der Distanzmesser 200, 300, vorzugsweise von der Interferometeranordnung 300. Der Positionswandler 108 weist eine eigene Optik und beispielsweise eine positionsempfindliche Diode 109 auf. Diese liefert analoge Signale, welche die Position des Strahlenbündels in zwei Dimensionen auf einer Fläche der positionsempfindlichen Diode 109 repräsentieren. Alternativ dazu können auch Sensorarrays oder Bildwandler (CCD, CMOS, etc.) mit einer zugeordneten digitalen Signalverarbeitung zur Positionsbestimmung verwendet werden. Ein Tracking- Regler regelt entsprechend der so ermittelten Position eine Verschiebung der Stellung der Sende-Empfangseinheit 1, so dass der Lichtstrahl einer Bewegung des reflektierenden Ziel 5 folgt.
Die räumliche Anordnung der ersten Auskopplung 101 und der zweiten Auskopplung 102 ist in der Figur nur schematisch dargestellt. Die Orientierung der Lichteinfallsebene des durch die erste Auskopplung 101 ausgekoppelten Lichtes verläuft tatsächlich parallel ("p") zur Ebene der Zeichnung. Die Orientierung der Lichteinfallsebene des durch die zweite Auskopplung 102 ausgekoppelten Lichtes verläuft jedoch senkrecht ("s") zur Ebene der Zeichnung, und ist nur zum Zwecke der Darstellung in die Ebene hineingeklappt. Der Einfluss der ersten Auskopplung 101 auf die Messtrahlen, der eine Asymmetrie im Messtrahl hervorruft, wird durch den Einfluss der zweiten Auskopplung 102 kompensiert. Die Asymmetrie ist eine Phasenverschiebung zwischen der vertikal und der horizontal polarisierten Komponente des Lichtes.
Eine Zoomkamera 106 ist ebenfalls als Teil der Träger- Anordnung 100 auf der Sende-Empfangseinheit 1 angeordnet. Die Zoomkamera 106 weist eine eigene Lichteintrittsoptik auf, und damit eine eigene optische Achse 111, welche ausserhalb der Sende-Empfangseinheit 1 nicht mit der optischen Achse 112 der bisher beschriebenen Elemente zusammenfallt, sondern vorzugsweise im wesentlichen parallel zu dieser verläuft. Diese Anordnung wird im Folgenden als biaxiale Anordnung bezeichnet. Die Zoomkamera 106 erfasst Markierungen eines Zieles 5 auf einem Bildwandler 107. Aufgrund der Abbildung der Markierungen wird in bekannter Weise die Orientierung des Zieles 5 ermittelt, und wird zudem der Zoomfaktor der Zoomkamera 106 gesteuert, so dass die Abbildung des Zieles 5 auf den Bildwandler 107 im wesentlichen stets dieselbe Grosse aufweist. Beispielsweise weist die Zoomkamera 106 ein lOfach-Zoom mit einer Brennweite von 50 bis 500 mm Vergrösserung auf. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Strahlengang der Zoomkamera 106 parallel zum Strahlengang der Distanzmesser 200, 300 ausserhalb der Sende-Empfangseinheit 1. Wenn das Ziel 5 erfasst und verfolgt wird, ist der Lichtstrahl der Distanzmesser 200, 300 dauernd auf einen Reflektor des Zieles 5 ausgerichtet. Dabei sind vom Ziel in der Regel besondere, reflektierende oder selbstleuchtende Markierungspunkte sichtbar, und die Abbildung dieser Markierungspunkte erlaubt die Bestimmung der Orientierung des Zieles 5. Von der Zoomkamera 106 aus gesehen ist also das Ziel 5 immer um den Abstand der parallelen Strahlengänge 111, 112 verschoben. Zudem hält die Zoomautomatik die Grosse der Abbildung des Zieles 5 konstant. Deshalb ist die Abbildung des Zieles 5 auf den Bildwandler 107 der Zoomkamera 106 immer um dieselbe Distanz bezüglich der optischen Achse 111 verschoben. Deshalb ist vorzugsweise auch der Bildwandler 107 bezüglich der optischen Achse 111 der Zoomkamera 106 verschoben angeordnet. Die optische Achse 111 führt also nicht durch die Mitte des Bildwandlers 107. Damit wird der Bildwandler 107 optimal genutzt und kann die Auswertung der Bilddaten effizienter geschehen. Alternativ ist es auch möglich, den Bildwandler 107 zwar nicht verschoben anzuordnen, aber einen Streifen der Bildpunkte, der auf der Seite des Distanzmesserstrahls liegt, nicht auszulesen oder in der Bildverarbeitung nicht zu berücksichtigen.
Die Messmittel wie die Übersichtskamera 104, die Zoomkamera 106, der Positionswandler 108 und die beiden Distanzmesser 200, 300 arbeiten vorzugsweise mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen. Figur 3 zeigt dem entsprechend schematisch eine Reflektionscharakteristik C(s, p) von Auskopplungen, wie sie in der Anordnung gemäss Figur 1 eingesetzt werden. Die horizontale Achse gibt die Wellenlänge an, der Anteil R von reflektiertem Licht in Prozent ist entlang der vertikalen Achse aufgetragen. Die erste Auskopplung 101 reflektiert, das heisst koppelt aus, vorzugsweise den ganzen Anteil von eingehendem Licht im Wellenlängenbereich von 550 nm und darunter. Die Übersichtskamera 104 ist zum Betrieb in einem Bereich um 550 nm optimiert. Deshalb strahlt auch die Reflektorbeleuchtung 110 vorzugsweise hauptsächlich Licht in diesem Bereich ab. Die zweite Auskopplung 102 koppelt einen Teil, beispielsweise rund 20%, von Licht um 633 nm aus. Dies ist der Bereich, in welchem vorzugsweise die Interferometeranordnung 300 arbeitet. Damit erhält einerseits die Interferometeranordnung 300 den Hauptteil des zurückkehrenden Lichtes, andererseits erhält der Positionswandler 108 einen begrenzten und gut definierten Lichtstrahl als Basis für die Nachführung der Sende-Empfangseinheit 1. Die Figur 3 stellt einen idealen Kurvenverlauf dar; ein praktisch realisierter Verlauf wird bei den verwendeten Wellenlängen im Wesentlichen den Vorgaben entsprechen, und bei anderen Wellenlängen davon abweichen. Wie schon oben erwähnt sind die erste Auskopplung 101 und die zweite Auskopplung 102 in Strahlrichtung gesehen gegeneinander verdreht, dass also die Achsen der ausgekoppelten Lichtanteile senkrecht zueinander stehen, respektive senkrecht (s) und parallel (p) zur Zeichnungsebene. Es sind also auch die selektiv durchlässigen Spiegel der beiden Auskopplungen gegeneinander um 90° verdreht angeordnet. Dadurch kompensiert sich die Wirkung der beiden Spiegel auf die unterschiedlich polarisierten Komponenten des transmittierten respektive nicht ausgekoppelte Lichtes.
Das durch die zweite Auskopplung 102 nicht ausgekoppelte Licht wird zu den Distanzmessern 200, 300 geleitet. Vorzugsweise wird es zuerst über eine
Strahlaufweitungs- respektive Konzentrationsoptik 7 und anschliessend durch eine lambda/4-Platte oder Viertelwellenplatte 4 geführt. Die optische Achse der
Viertelwellenplatte 4 ist um 45 Grad bezüglich der C-Achse des Kristalls des elektrooptischen Modulators 205 und der Ausgangspolarisation der Interferometeranordnung 300 Lichtes verdreht. Sie beeinflusst nur die Wellenlänge der ADM-Anordnung 200 genau, und hat leichte Signalverluste bei der Wellenlänge der Interferometeranordnung 300 zur Folge. Alternativ kann auch eine breitbandig wirkende Viertelwellenplatte 4 eingesetzt werden, welche auf beide Wellenlängen in möglichst idealer Weise wirkt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Viertelwellenplatte 4 entlang des Strahlverlaufes weiter gegen die Auskopplungen hin oder ausserhalb der Auskopplungen angeordnet. Dadurch werden auch bestimmte Asymmetrien in den Auskopplungen kompensiert, jedoch muss dazu die Viertelwellenplatte 4 grösser sein.
Anschliessend an die Viertelwellenplatte 4 wird das Licht durch einen wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320 in die Anteile der ADM-Anordnung 200 und der Interferometeranordnung 300 aufgeteilt. Beispielsweise arbeitet die ADM- Anordnung 200 mit einer Wellenlänge von 780 nm und die Interferometeranordnung 300 mit einer Wellenlänge von 633 nm.
Die ADM-Anordnung 200 weist eine Laserdiode 201 zur Erzeugung eines Messlichtstrahls auf. Der davon ausgehende Lichtstrahl wird durch einen Isolator
202 zum Abschirmen von rückkehrendem Licht auf einen polarisierenden Strahlteiler
203 und von dort durch einen elektrooptischen Modulator 205 zum wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320 geführt. Über den wellenlängenabhängigen
Strahlteiler 320 gelangt der ausgehende Lichtstrahl über die vorher beschriebenen Elemente in umgekehrter Folge zum Ziel 5 und wird dort reflektiert. Das rückkehrende Licht wird in der ADM-Anordnung 200 durch den polarisierenden Strahlteiler 203 auf einen ADM-Detektor 204 geführt. Die Wirkungsweise einer solchen ADM-Anordnung 200 ist grundsätzlich bekannt. Es sind auch andere ADM- Anordnungen und Verfahren verwendbar, bei denen sich der Messlichtstrahl durch beispielsweise den wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320 ein- und auskoppeln lässt. Ein Beispiel für einen solchen ADM ist in der WO 03/062744 Al detailliert beschrieben. Grundsätzlich sind hier wie in den anderen Ausführungsformen der Erfindung auch andere Typen von ADM wie Phasenmesser emsetzbar.
Die Interferometeranordnung 300 verwendet Licht eines HeNe-Lasers 301, der in dieser Ausführungsform der Erfindung nicht auf der Sende-Empfangseinheit 1, sondern in der Zwischeneinheit 2 angeordnet ist. Das Licht des HeNe-Lasers 301 wird über einen Lichtleiter 501 zu der Interferometeranordnung 300 geführt. Dabei sind an den Enden des Lichtleiters 501 jeweils Kollimatoren 600 in bekannter Weise angeordnet. Entweder sind die Kollimatoren 600 als Teil des Abschlusses der Lichtleiter ausgeführt, beispielsweise als Grin(graded-index) Kollimatoren, mit einem Ausgangsstrahl von beispielsweise ca. 0.5 mm Durchmesser. Alternativ kann eine Linse zur Kollimierung respektive als Strahlformer vor dem Ende eines Lichtleiters angeordnet sein, für einen Ausgangsstrahl von beispielsweise ca. 5 mm Durchmesser.
Das aus dem Lichtleiter 501 austretende Licht wird durch einen Strahlteiler 302 in einen Referenzlichtpfad 305 und einen Messlichtpfad aufgeteilt. Der Messlichtpfad führt durch einen akustooptischen Modulator 303 und trifft zusammen mit dem Referenzlichtpfad auf einen polarisierenden Strahlteiler 304. Der polarisierende Strahlteiler 304 leitet das Messlicht weiter zum wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320, und lenkt das rückkehrende Messlicht zusammen mit dem Referenzlicht über ein Polarisationsfilter 306 zur Erzeugung der sich interferierenden Polarisationskomponenten unter 45° zu einem Interferometer-Detektor 307. Die Wirkungsweise einer solchen Interferometeranordnung 300 ist grundsätzlich bekannt. Es sind auch andere Interferometeranordnungen und Verfahren verwendbar, bei denen sich der Messlichtstrahl durch beispielsweise den wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320 ein- und auskoppeln lässt. Ein Beispiel für ein solches Interferometer ist in der WO 03/062744 Al detailliert beschrieben. Das beschriebene Prinzip ist das eines Heterodyne-Interferometers. Grundsätzlich sind hier wir in den anderen Ausführungsformen der Erfindung auch andere Typen von Interferometern (Michelson mit Quadraturdetektion, Zeeman-Split) einsetzbar.
In weiteren, nicht im Detail beschriebenen Varianten dieser wie auch der weiteren Ausführungsformen ist nur eine der beiden Distanzmessvorrichtungen 200, 300 vorhanden. Figur 4 zeigt eine Anordnung mit über genau einem Lichtleiter separierten Distanzmessern 200, 300. Zudem ist in dieser Anordnung der Strahlengang 111 der Zoomkamera 106 im Bereich zwischen der Träger- Anordnung 100 und dem Ziel 5 koaxial mit dem Strahlengang 112 der Distanzmesser 200, 300. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zur vorangehenden Ausfuhrungsform gemäss Figur 2 erklärt, die übrigen Elemente weisen dieselbe prinzipielle Struktur und Funktion auf:
Das einfallende Licht, welches durch die erste Auskopplung 101 abgetrennt wird, wird nach dieser ersten Auskopplung 101 durch eine dritte Auskopplung 103 noch einmal aufgetrennt und auf die Übersichtskamera 104 und die Zoomkamera 106 aufgeteilt. Vorzugsweise sind diese beiden Kameras auf eine Funktion in jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbereichen optimiert.
In einer Variante der Ausführungsform gemäss Figur 4 sind die ADM-Anordnung 200, der HeNe-Laser 301 und die Interferometeranordnung 300 auf der Basiseinheit 3 anstelle der Zwischeneinheit 2 angeordnet, und über den gemeinsam genutzten Lichtleiter 502 optisch miteinander verbunden.
Figur 5 zeigt eine Reflektionscharakteristik der darin eingesetzten Auskopplungen: Im Unterschied zur vorangehenden Ausführungsform koppelt die erste Auskopplung 101 nebst Wellenlängenbereichen um 550 nm auch solche um 880 nm und darüber aus. Die dritte Auskopplung 103 trennt diese voneinander und leiten jene um 880 nm zu der Zoomkamera 106, und jene um 550 nm zu der Übersichtskamera 104.
Die Messlichtanteile der Distanzmesser 200, 300 werden nach der zweiten Auskopplung 102 durch eine Viertelwellenplatte 4 und einen Strahlformer 6 in einen Lichtleiter 502 geleitet, durch welche umgekehrt auch die von den Distanzmessern 200, 300 ausgestrahlten Messstrahlen hinausgeführt werden. Der Strahlformer 6 weitet den Messlichtstrahl auf 4 - 5 mm auf und ist beispielsweise anstelle eines Grin-Kollimators eingesetzt. Der Lichtleiter 502 überträgt die Polarisationskomponenten unabhängig voneinander, ist also polarisationserhaltend. Ein solcher Lichtleiter weist eine bevorzugte Achse oder Hauptachse (deren Orientierung durch Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Faserrichtung definiert ist) auf, entlang welcher das Licht polarisiert sein muss, um gleich polarisiert übertragen zu werden. Es zeigt sich, dass diese Polarisationserhaltung auch für eine Polarisationsrichtung senkrecht zu dieser Hauptachse stattfindet.
Die bisher beschriebenen Elemente dieser Ausführungsform sind in der Sende- Empfangseinheit 1 und mit dieser bewegbar angeordnet. Der Lichtleiter 502 führt zu den verbleibenden Elementen, welche auf der Zwischeneinheit 2 und mit dieser bewegbar angeordnet sind. Diese verbleibenden Elemente sind die ADM- Anordnung 200, die Interferometeranordnung 300 und der zugeordnete HeNe-Laser 301. Analog zur Ausführungsform von Figur 2 werden die Messtrahlen dieser beiden Distanzmesser durch den wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320 zusammengeführt respektive getrennt. Der wellenlängenabhängige Strahlteiler 320 ist ebenfalls auf der Zwischeneinheit 2 angeordnet.
Figur 6 zeigt eine Anordnung mit über zwei Lichtleitern separierten Distanzmessern. Die Träger- Anordnung 100 ist hier gleich gezeigt wie in der Ausführungsform gemäss Figur 4, und die Reflektionscharakteristik von darin eingesetzten Auskopplungen 101, 102, 103 ist auch dieselbe. Es könnten alternativ jedoch in beiden Ausfuhrungsformen alternativ die Elemente auch biaxial angeordnet sein. Die Auftrennung der ankommenden Lichtstrahlen durch den wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320 geschieht hier, nach der Viertelwellenplatte 4, in der Sende- Empfangseinheit 1. Die aufgeteilten Strahlen für die beiden Distanzmesser 200, 300 werden über jeweils eigene polarisationserhaltende Lichtleiter 503, 504 zu der Zwischeneinheit 2 geführt. Die ADM-Anordnung 200, die Interferometeranordnung 300 und der HeNe-Laser 301 sind auf der Zwischeneinheit 2 und mit dieser bewegbar angeordnet. In einer Variante dieser Ausruhrungsform ist die ADM- Anordnung 200 oder ist der HeNe-Laser 301 und optional auch die Interferometer- anordnung 300 auf der Basiseinheit 3 angeordnet. Anstelle von Kollimatoren sind in der Sende-Empfangseinheit 1 beispielhaft Strahlformer 6 zur Strahlaufweitung eingesetzt.
Die beiden Lichtleiter 503, 504 werden aus wärmetechnischen Gründen und aus Platzgründen vorzugsweise jeweils einzeln über eine rechte und eine linke Stütze der Sende-Empfangseinheit 1 durch die Zenitachse Z geführt.
In den Ausführungsformen der Figuren 4 und 6 muss die Längenänderung der Lichtleiter 502, 503, 504 durch Erwärmung berücksichtigt werden. Dies geschieht vorzugsweise durch Messen einer Temperatur, beispielsweise der Temperatur im Gerät. In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist ein Metalldraht, beispielsweise aus Nickel, parallel und möglichst nahe zu einem Lichtleiter geführt, beispielsweise in der Ummantelung des Lichtleiters. Anhand des elektrischen Widerstandes des Drahtes wird mit einer Widerstandsmesseinrichtung eine mittlere Temperatur des Drahtes ermittelt. Daraus wird automatisch eine mittlere Längenänderung des Lichtleiters bestimmt und zur Korrektur der Distanzmessung verwendet.
Figur 7 zeigt eine Anordnung mit einem über zwei Lichtleiter teilweise separierten interferometrischen Distanzmesser. In dieser Anordnung sind der HeNe-Laser 301 und der Akusto-Optische Modulator (AOM) 303 der Interferometeranordnung 300 vom Träger respektive der Sende-Empfangseinheit 1 entfernt und befinden sich auf der Zwischeneinheit 2. Ausgehend vom HeNe-Laser 301 wird der Laserstrahl mit dem Strahlteiler 302 auf einen Messpfad und einen Referenzpfad aufgeteilt, wobei der Referenzpfad den kleineren Anteil der Energie, beispielsweise rund 10% aufweist. Der Referenzpfad führt über einen ersten polarisationserhaltenden Lichtleiter 505, der Messpfad führt über einen akustooptische Modulator 303 und danach über einen zweiten polarisationserhaltenden Lichtleiter 506. Diese separate Führung von Messpfad und Referenzpfad reduziert den Temperatureinfluss, da beide Pfade zumindest annähernd gleich von Temperaturschwankungen betroffen sind. Dazu sind die beiden Lichtleiter in einer gemeinsamen Führung oder Ummantelung 510 angeordnet. Am Anfang und am Ende der Lichtleiter 505, 506 sind jeweils Kollimatoren 600 zur Zusammenfassung respektive zur Aufweitung der Lichtstrahlen angeordnet. Der Kollimator 601 respektive die Fasereinkopplung beim akustooptischen Modulator 303 wirkt als Filter für die Anteile erster Ordnung, das heisst nur der frequenzverschobene Anteil, wird in den Lichtleiter 506 eingekoppelt. Der Messpfad und der Referenzpfad werden von der Zwischeneinheit aus durch die beiden Lichtleiter 505, 506 zur Sende-Empfangseinheit 1 geführt, wo die Interferenz des Referenzlichtstrahles und des Messlichtstrahles stattfindet. Dazu wird der zurückkehrende Messlichtstrahl durch einen polarisierenden Strahlteiler 310 vom ausgehenden Messlichtstrahl getrennt und zu einem Strahlteiler 313 geführt. Dieser Strahlteiler 313 überlagert den Messlichtstrahl mit dem Referenzlichtstrahl und führt beide auf den Interferometer-Detektor 307. Die beiden Strahlteiler 310, 313 und der Interferometer-Detektor 307 sind also auf der Sende-Empfangseinheit 1 angeordnet.
Der akustooptische Modulator 303 wirkt als Isolator für reflektierte Messtrahlen, so dass keine zusätzliche Isolation zum Schutz des HeNe-Lasers 301 erforderlich ist. Es ist alternativ auch möglich, das Referenzlicht anstelle des Messlichtes zu modulieren, wobei aber dann im Messlichtpfad ein Isolator angeordnet werden muss.
Der Kollimator 602 weist vorzugsweise eine relativ grosse Brennweite von beispielsweise 18 mm auf und erzeugt damit einen ausreichenden Durchmesser des
Messtrahls von beispielsweise 4 - 5 mm. Alternativ ist die Brennweite des
Kollimators 602 eine kurze Brennweite von beispielsweise 2 mm, und ist daran anschliessend ein Galileisches Teleskop vor dem Ende des jeweiligen Lichtleiters angeordnet (nicht gesondert gezeichnet), wie in den Ausführungsformen gemäss Figur 4 und 6. In dieser Ausfuhrungsform der Erfindung sind die wärmeerzeugenden Elemente in der Zwischeneinheit 2 und von den wärmeempfindlichen optischen Elementen in der Sende-Empfangsemheit 1 entfernt.
Figur 8 zeigt eine Anordnung mit einem über einen Lichtleiter separierten Absolutdistanzmesser. Auf der Sende-Empfangsemheit 1 ist lediglich die Viertelwellenplatte 4 und ein Kollimator 600 für den Lichtleiter 504 angeordnet. Die Anordnung der Viertelwellenplatte 4 auf der Sende-Empfangsemheit 1 dient dazu, unterschiedliche Phasenverzögerungen im Lichtleiter 504 zu kompensieren: Beim austretenden Strahl sind zueinander orthogonale Komponenten des Laserstrahls einer unterschiedlichen und unbekannten Verzögerung unterworfen. Nach der Phasenschiebung von 90°, das heisst nach der Umwandlung in zirkulär polarisiertes Licht durch die Viertelwellenplatte 4, Reflektion durch das Ziel 5 und der erneuten Phasenschiebung durch die Viertelwellenplatte 4 sind die Komponenten um 90 Grad verdreht, also bezüglich der Hauptachsen des Lichtleiters 504 gegeneinander vertauscht. Jede Komponente erfährt somit auf dem Rückweg die Verzögerung, welche die andere Komponente auf dem Hinweg erfahren hat. Dadurch sind Unterschiede in der Verzögerung kompensiert. Damit die Kompensation optimal wirkt, sind beim Kollimator 603 die Polarisationsachsen des Lichtleiters 504 auf die Polarisationsachsen des elektrooptischen Modulators 205 ausgerichtet, also parallel zu diesen.
Figur 9 zeigt eine Kombination der Anordnungen aus den Figuren 7 und 8. Die Messtrahlen der ADM- Anordnung 200 und der Interferometeranordnung 300 werden in der Sende-Empfangseinheit 1 durch einen wellenlängenabhängigen Strahlteiler
320 überlagert respektive voneinander getrennt. Die Viertelwellenplatte 4 ist auf die
ADM-Messung optimiert und gleichzeitig auf minimalen Einfluss und Verluste für die Interferometermessung ausgelegt. Die Messlichtstrahlen der beiden Distanzmesser werden somit getrennt über eigene Lichtleiter 504, 505, 506 zu respektive von der Zwischeneinheit 2 geführt. Vorzugsweise sind dabei der Lichtleiter 504 der ADM- Anordnung 200 über eine erste Stütze 21 und die Lichtleiter 505, 506 der Interferometeranordnung 300 über die zweite Stütze 22 geführt. Diese separate Führung erlaubt, einzelne Komponenten der beiden Distanzmesser separat in den beiden Stützen 21, 22 anzuordnen. In einer anderen Variante dieser Ausfuhrungsform sind die Elemente der ADM-Anordnung 200 oder die Elemente der Interferometeranordnung 300, welche in der Figur 9 in der Zwischeneinheit 2 angeordnet sind, statt dessen in der Basiseinheit 3 angeordnet.
Die Menge der optischen Komponenten in der Sende-Empfangseinheit 1 ist hiermit möglichst klein gehalten und es sind insbesondere Wärmequellen in der Zwischeneinheit 2 angeordnet und nicht in der Sende-Empfangseinheit 1.
Figur 10 zeigt eine Kombination der Anordnungen aus den Figuren 7 und 8 mit mehrfacher Nutzung eines der Lichtleiter. Der von der ADM-Anordnung 200 erzeugte Messtrahl ist darin in den Messtrahl der Interferometeranordnung 300 eingekoppelt. Vorzugsweise ist diese Einkopplung mit einem wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320 zwischen dem akustooptischen Modulator 303 und dem zugeordneten Kollimator 600 angeordnet.
Die Anordnung in der Sende-Empfangseinheit 1 ist strukturell dieselbe wie in der Figur 7. Der polarisierende Strahlteiler 310 in der Sende-Empfangseinheit 1 wirkt nur auf den Wellenlängenbereich des Interferometers, und reflektiert also zumindest einen Teil des rückkehrenden Lichtes des Interferometers zum Strahlteiler 313 und damit zum Interferometer-Detektor 307. Der Lichtanteil des ADM wird durch den polarisierenden Strahlteiler 310 im wesentlichen durchgelassen und gelangt durch die selbe Faser 506 und den wellenlängenabhängigen Strahlteiler 320 auf der Zwischeneinheit 2 zur ADM-Anordnung 200. Dieser Lichtleiter 506 hat eine cut-off Wellenlänge für single-mode Propagation, die unterhalb der Wellenlänge des ADM (beispielsweise 780 um) wie auch des Interferometers (beispielsweise 633 nm) liegt. Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine hohe Integration von ADM und Interferometer und eine kleine Anzahl von optischen Elementen auf der Sende- Empfangseinheit 1. Es ist kein besonderer Aufwand nötig, um eine gute Überdeckung der Strahlen der beiden Distanzmesser zu erzielen, weil die Strahlen schon vor dem Lichtleiter 506 miteinander kombiniert werden und in der Sende- Empfangseinheit 1 dieselbe Optik durchlaufen.
Figur 11 zeigt eine weitere Anordnung mit einem über zwei Lichtleiter teilweise separierten interferometrischen Distanzmesser. Der Interferometer-Detektor 307 ist hier in der Zwischeneinheit 2 angeordnet, und ebenso der zugeordnete Strahlteiler
313. Somit sind keine elektrischen Komponenten des Interferometers in der Sende-
Empfangseinheit 1 angeordnet. Gemeinsame Längenveränderungen der Lichtleiter
505, 506 kompensieren sich aber nicht mehr gegenseitig. Deshalb ist vorzugsweise eine Temperaturmessung und Kompensation eingebaut, beispielsweise wie oben beschrieben mit einem Messdraht parallel zu den Lichtleitern 505, 506.
Figur 12 zeigt eine Anordnung mit einem über zwei Lichtleiter 507, 508 teilweise separierten Absolutdistanzmesser. Der aus dem elektrooptischen Modulator 205 austretende Strahl wird in einem polarisierenden Strahlteiler 311 auf die Kollimatoren 600 der beiden Lichtleiter 507, 508 aufgeteilt, welche mit ihren Hauptachsen parallel zu den Achsen des polarisierenden Strahlteilers 311 orientiert sind.
In der Sende-Empfangseinheit 1 werden die beiden Komponenten des Strahls in einem weiteren polarisierenden Strahlteiler 312 kombiniert und durch die Viertelwellenplatte 4 abgestrahlt. Das rückkehrende Licht durchläuft abermals die Viertelwellenplatte 4. Jede der Komponenten ist insgesamt um 90 Grad gedreht, und wird durch den weiteren polarisierenden Strahlteiler 312 für den Rückweg jeweils auf den anderen Lichtleiter 507, 508 als beim Hinweg geführt. Eine unterschiedliche Phasenschiebung der Komponenten zwischen den Lichtleitern 507, 508 hat somit keinen Einfluss. Dasselbe gilt für eine unterschiedliche Absorption der Komponenten.
Figuren 13 und 14 zeigen weitere Anordnungen von Distanzmessern, die in Untereinheiten separiert sind. Dabei sind einzelne der Untereinheiten auch auf der Basiseinheit 3 angeordnet. Dies ist insbesondere für schwere Untereinheiten und/oder Untereinheiten mit relativ hohen Wärmeverlusten von Vorteil. In der Anordnung der Figur 13 ist der HeNe-Laser 301 in der Basiseinheit 3 angeordnet und über einen Lichtleiter mit der Interferometeranordnung 300 in der Träger- Anordnung 100 verbunden. In der Anordnung der Figur 14 ist nebst dem HeNe- Laser 301 auch die Interferometeranordnung 300 in der Basiseinheit 3 angeordnet. Die ADM- Anordnung 200 ist in diesen beiden Varianten jeweils in der Zwischeneinheit 2 angeordnet. Die ADM- Anordnung 200 ist strichliert gezeichnet, womit angedeutet ist, dass sie alternativ auch in der Träger- Anordnung 100 angeordnet sein kann.
BEZUGSZEICHENLISTE
A Azimutachse 112 optische Achse der
Z Zenitachse Distanzmesser
1 S ende-Empfangseinheit 200 ADM-Anordnung
2 Zwischeneinheit 201 Laserdiode
Basiseinheit 202 Isolator
4 Viertelwellenplatte 203 polarisierender Strahlteiler
5 Ziel 204 ADM-Detektor
6 Strahlformer 205 Elektrooptischer
7 Aufweitungsoptik Modulator
21 erste Stütze 300 Interferometeranordnung
22 zweite Stütze 301 HeNe-Laser
10 Messlichtstrahl 302 Strahlteiler
100 Träger- Anordnung 303 Akustooptischer Modulator
101 erste Auskopplung
304 polarisierender Strahlteiler
102 zweite Auskopplung
305 Referenzlichtpfad
103 dritte Auskopplung
306 Polarisationsfilter
104 Übersichtskamera
307 Interferometer-Detektor
105 Bildwandler der
Übersichtskamera 104 310 - 312 polarisierender Strahlteiler
106 Zoomkamera 313 Strahlteiler
107 Bildwandler der 320 wellenlängenabhängiger
Zoomkamera 106 Strahlteiler
108 Positionswandler 321 Isolator
109 Positionsempfindliche 501 - 508 Lichtleiter
Diode 510 Doppelfaserführung
110 Reflektorbeleuchtung 600 - 603 Kollimator
111 optische Achse der
Zoomkamera

Claims

PATENT ANSPRÜCHE
1. Koordinatenmessgerät, aufweisend mindestens eine optische Distanzmessvorrichtung (200, 300) zur Messung der Distanz zu einem im Raum bewegbaren Messhilfsmittel (5) und mit einem ersten Mess- und Regelkreis zum Verfolgen des Messhilfsmittels (5), eine bezüglich mindestens zweier Achsen drehbare Zoomkamera (106) mit einem Zoomobjektiv und einem zweiten Mess- und Regelkreis zum Konstanthalten der Grosse einer Abbildung des Messhilfsmittels (5) auf einen optoelektrischen Bildwandler (107), eine Übersichtskamera (104) zur Groblokalisierung des Messhilfsmittels (5), wobei eine Lichtaustritts- und Lichtempfangsoptik (101, 102) der Distanzmessvorrichtung (200, 300), die Zoomkamera (106) und die Übersichtskamera (104) auf einem gemeinsamen, bezüglich mindestens zweier Achsen (A, Z) drehbaren Träger (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (112) der Distanzmessvorrichtung (200, 300) und die optische Achse (112) der Übersichtskamera (104) ausserhalb des Koordinatenmessgerätes koaxial verlaufen.
2. . Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, wobei im Strahlengang eines empfangenen Lichtbündels zuerst eine erste Auskopplung (101) von Licht zur Übersichtskamera (104) angeordnet ist.
3. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 2, wobei anschliessend eine zweite Auskopplung (102) von Licht zu einen Sensor (108) angeordnet ist, welcher
Sensor eine Messgrösse zum Verfolgen des Messhilfsmittels liefert.
4. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 3, wobei die erste Auskopplung (101) Licht in eine erste Auskopplungsrichtung auskoppelt, und die zweite Auskopplung (102) Licht in eine zweite Auskopplungsrichtung auskoppelt, wobei die erste Auskopplungsrichtung und die zweite Auskopplungsrichtung, in Richtung des empfangenen Lichtbündels gesehen, zumindest annähernd senkrecht zueinander verlaufen.
5. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 2, wobei die Übersichtskamera (104) eine Messgrösse zum Verfolgen des Messhilfsmittels liefert.
6. Koordinatenmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Strahlengang der Zoomkamera (106) und der Strahlengang der Distanzmess- Vorrichtung (200, 300) über jeweils eine separate Austrittsoptik geführt sind.
7. Koordinatenmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die optische Achse (111) der Zoomkamera (106) ausserhalb des Koordinatenmessgerätes koaxial zu den optischen Achsen (112) der Distanzmessvorrichtung (200, 300) und der Übersichtskamera (104) verläuft.
8. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 7 in Abhängigkeit von Anspruch 3, wobei eine dritte Auskopplung (103) im Strahlengang des von der ersten Auskopplung (101) ausgekoppelten Lichtes angeordnet ist, und die dritte Auskopplung (103) zum Auskoppeln von Licht zur Zoomkamera (106) angeordnet ist.
9. Koordinatenrnessgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei mindestens eine der Auskopplungen (101, 102, 103) ein wellenlängenabhängiger Strahlteiler ist.
10. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 6, wobei ein elektrooptischer Bildwandler (107) der Zoomkamera (106) bezüglich der optischen Achse (111) der Zoomkamera asymmetrisch angeordnet ist und der Mittelpunkt des Bildwandlers (107) bezüglich der optischen Achse (111) der Zoomkamera (106) von der optischen Achse (112) der Distanzmessvorrichtung (200, 300) weg verschoben ist.
11. Koordinatenmessgerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend
• mindestens eine optische Distanzmessvorrichtung (200, 300), • Mittel zum Abstrahlen und zum Empfang von Licht,
• eine Sende-Empfangseinheit (1), welche bezüglich einer Zwischeneinheit (2) um eine Achse (Z) drehbar angeordnet ist,
• eine Zwischeneinheit (2), welche bezüglich einer Basiseinheit (3) um eine weitere Achse "(A) drehbar angeordnet ist, wodurch die Sende- Empfangseinheit (1) bezüglich der Basiseinheit (3) um zwei Achsen (A, Z) drehbar angeordnet ist,
• wobei die optische Distanzmessvorrichtung (200, 300) eine erste Untereinheit aufweist, welche auf der Sende-Empfangseinheit (1) und mit dieser bewegt angeordnet ist, • die optische Distanzmessvorrichtung (200, 300) eine zweite Untereinheit aufweist, und mindestens ein Lichtleiter (501 - 508) zur Übertragung von Licht zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit der Distanzmessvorrichtung angeordnet (200, 300) ist dadurch gekennzeichnet, dass • die zweite Untereinheit auf der Zwischeneinheit (2) und mit dieser bewegt angeordnet ist.
12. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 11, wobei mindestens ein optoelektronischer Detektor (204, 307) der mindestens einen Distanzmess- Vorrichtung (200, 300) in der Sende-Empfangseinheit (1) angeordnet ist.
13. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 11 oder 12, wobei ein abgestrahlter und ein rückkehrender Lichtstrahl der mindestens einen Distanzmessvorrichtung (200, 300) durch denselben Lichtleiter (501 - 504) zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit geführt sind.
14. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 11 oder 12, wobei ein abgestrahlter und ein rückkehrender Lichtstrahl der mindestens einen Distanzmessvorrichtung durch getrennte Lichtleiter (505, 506) zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit gefuhrt sind.
15. Koordinatenmessgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, aufweisend eine erste und eine zweite Distanzmessvorrichtung (200, 300), wobei Lichtstrahlen der beiden Distanzmessvorrichtungen jeweils durch getrennte Lichtleiter (503, 504; 505, 506) zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit geführt sind.
16. Koordinatenmessgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, aufweisend eine erste und eine zweite Distanzmessvorrichtung (200, 300) mit jeweils einem abgestrahlten und einem rückkehrenden Lichtstrahl, wobei mindestens einer der Lichtstrahlen der ersten Distanzmessvorrichtung (200) und einer der
Lichtstrahlen der zweiten Distanzmessvorrichtung (300) durch denselben Lichtleiter (506) zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit geführt sind.
17. Koordinatenmessgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, aufweisend eine erste und eine zweite Distanzmessvorrichtung (200, 300) mit jeweils einem abgestrahlten und einem rückkehrenden Lichtstrahl, wobei alle Lichtstrahlen der ersten wie auch der zweiten Distanzmessvorrichtung (200, 300) durch denselben Lichtleiter (502) zwischen der ersten und der zweiten Untereinheit geführt sind.
18. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 11, wobei eine Lichtquelle (301) in der Zwischeneinheit (2) angeordnet ist, und die übrigen Elemente der mindestens einen Distanzmessvorrichtung (200, 300) in der Sende-Empfangseinheit (1) angeordnet sind.
19. Koordinatenmessgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei einzelne Untereinheiten der mindestens einen Distanzmessvorrichtung (200, 300) auch auf der Basiseinheit (3) angeordnet sind und über Lichtleiter mit anderen Untereinheiten auf der Zwischeneinheit (2) und/oder der Sende-Empfangseinheit (1) verbunden sind, und insbesondere mindestens eine Lichtquelle (201, 301) auf der Basiseinheit (3) angeordnet ist.
20. Koordinatenmessgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei in der der Sende-Empfangseinheit (1) eine Viertelwellenplatte (4) im Strahlengang des abgestrahlten wie auch des rückkehrenden Lichtes von mindestens einem der mindestens zwei Distanzmesser (200, 300) angeordnet ist.
21. Koordinatenmessgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei der mindestens einen Lichtleiter (501 - 508) ein polarisationserhaltender Lichtleiter ist.
PCT/CH2007/000005 2006-01-13 2007-01-04 Koordinatenmessgerät WO2007079600A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008549734A JP5558003B2 (ja) 2006-01-13 2007-01-04 座標測定装置
AU2007204542A AU2007204542B2 (en) 2006-01-13 2007-01-04 Coordinate measurement instrument
CN2007800091865A CN101553707B (zh) 2006-01-13 2007-01-04 坐标测量设备
EP07700103.0A EP1971821B1 (de) 2006-01-13 2007-01-04 Koordinatenmessgerät
CA2636381A CA2636381C (en) 2006-01-13 2007-01-04 Coordinate measurment apparatus
US12/160,694 US8031331B2 (en) 2006-01-13 2007-01-04 Coordinate measurement instrument

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH592006 2006-01-13
CH59/06 2006-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007079600A1 true WO2007079600A1 (de) 2007-07-19

Family

ID=36178055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH2007/000005 WO2007079600A1 (de) 2006-01-13 2007-01-04 Koordinatenmessgerät

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8031331B2 (de)
EP (2) EP1971821B1 (de)
JP (2) JP5558003B2 (de)
CN (2) CN101553707B (de)
AU (1) AU2007204542B2 (de)
CA (1) CA2636381C (de)
WO (1) WO2007079600A1 (de)

Cited By (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009046763A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Trimble Jena Gmbh Surveying apparatus for tracking and surveying an object
WO2010148525A1 (de) 2009-06-23 2010-12-29 Leica Geosystems Ag Koordinatenmessgerät
WO2010148526A1 (de) * 2009-06-23 2010-12-29 Leica Geosystem Ag Tracking-verfahren und messsystem mit lasertracker
WO2011064339A3 (de) * 2009-11-26 2011-07-21 Werth Messtechnik Gmbh Verfahren und anordnung zur taktil-optischen bestimmung der geometrie eines messobjektes
WO2011127617A1 (de) 2010-04-13 2011-10-20 Leica Geosystems Ag Koordinatenmessgerät mit automatischer zielerfassung
EP2071283A3 (de) * 2007-12-14 2013-01-16 Kabushiki Kaisha Topcon Überwachungsinstrument
US8416396B2 (en) 2010-07-18 2013-04-09 David H. Parker Methods and apparatus for optical amplitude modulated wavefront shaping
EP2589982A1 (de) 2011-11-03 2013-05-08 Leica Geosystems AG Laserdiode als Interferometer-Laserstrahlquelle in einem Lasertracker
EP2602641A1 (de) 2011-12-06 2013-06-12 Leica Geosystems AG Lasertracker mit positionssensitiven Detektoren zur Suche eines Ziels
EP2607843A1 (de) 2011-12-20 2013-06-26 Leica Geosystems AG Laserbasiertes Koordinatenmessgerät mit einer Fest-Los-Lager-Vorrichtung
EP2618175A1 (de) 2012-01-17 2013-07-24 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Funktionalität zur graphischen Zielbereitstellung
DE202013005496U1 (de) 2012-06-25 2013-08-01 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit einem Gaslaser und verbesserter Wellenlängenstabilisierung des Gaslasers
EP2634594A1 (de) 2012-03-01 2013-09-04 Leica Geosystems AG Verfahren zum Bestimmen einer Entfernungsänderung mittels Interferometrie
EP2662661A1 (de) 2012-05-07 2013-11-13 Leica Geosystems AG Messgerät mit einem Interferometer und einem ein dichtes Linienspektrum definierenden Absorptionsmedium
EP2662702A1 (de) 2012-05-07 2013-11-13 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Interferometer und Absolutdistanzmesseinheit sowie Kalibrierverfahren für einen Lasertracker
EP2687866A1 (de) 2012-07-19 2014-01-22 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Kalibriereinheit zur Selbstkalibrierung
EP2706376A1 (de) 2012-09-07 2014-03-12 Leica Geosystems AG Lasertracker mit hybridem Abbildungsverfahren zur Erweiterung der Messreichweite
EP2728375A1 (de) 2012-10-31 2014-05-07 Leica Geosystems AG Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Orientierung eines Objekts
EP2746807A1 (de) 2012-12-20 2014-06-25 Leica Geosystems AG Selbstkalibrierender Lasertracker und Selbstkalibrierungsverfahren
EP2746806A1 (de) 2012-12-21 2014-06-25 Leica Geosystems AG Selbstkalibrierender Lasertracker und Selbstkalibrierungsverfahren
EP2789972A1 (de) 2013-04-12 2014-10-15 Hexagon Technology Center GmbH Vermessungsgerät mit verformbarem optischem Element
EP2801841A1 (de) 2013-05-10 2014-11-12 Leica Geosystems AG Lasertracker mit einer Zielerfassungseinheit für eine Zielverfolgung und eine Orientierungserkennung
EP2827099A1 (de) 2013-07-16 2015-01-21 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Zielsuchfunktionalität
EP2916104A1 (de) 2014-03-07 2015-09-09 Hexagon Technology Center GmbH Reflektoranordnung mit Retroreflektor sowie mit Sensoranordnung zur Neigungsbestimmung und Kalibrierung
EP2980526A1 (de) 2014-07-30 2016-02-03 Leica Geosystems AG Koordinatenmessgerät
US9297656B2 (en) 2014-03-07 2016-03-29 Hexagon Technology Center Gmbh Sensor arrangement having code element
EP3006895A1 (de) 2014-10-10 2016-04-13 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Warmluft-Durchströmungs-Abschirmung für den Messstrahl
EP3032277A1 (de) 2014-12-12 2016-06-15 Leica Geosystems AG Lasertracker
EP3165876A2 (de) 2015-11-03 2017-05-10 Hexagon Technology Center GmbH Opto-elektronisches vermessungsgerät
EP3179271A1 (de) 2015-12-11 2017-06-14 Leica Geosystems AG Tec-modul mit laserdiode als interferometer-laserstrahlquelle in einem lasertracker
EP3220163A1 (de) 2016-03-15 2017-09-20 Leica Geosystems AG Lasertracker mit zwei messfunktionalitäten
EP3339803A1 (de) 2016-12-22 2018-06-27 Leica Geosystems AG Koordinatenmessgerät mit automatischer zielobjekterkennung
EP3388862A1 (de) 2017-04-13 2018-10-17 Leica Geosystems AG Hochaufgelöste entfernungsmessung mittels interferometrie
EP3671273A1 (de) 2018-12-18 2020-06-24 Leica Geosystems AG System zur groblokalisierung beweglicher kooperativer ziele bei der lasertracker-basierten industriellen objektvermessung
EP3783305A1 (de) 2019-08-21 2021-02-24 Leica Geosystems AG Antriebssystem in einem geodätischen messinstrument
EP3812701A1 (de) 2019-10-23 2021-04-28 Hexagon Technology Center GmbH Online-nivellierungskalibrierung eines geodätischen instruments
WO2022179683A1 (de) 2021-02-24 2022-09-01 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit zwei messfunktionalitäten und fmcw-distanzmessung
US11493340B2 (en) 2019-02-15 2022-11-08 Trimble Jena Gmbh Surveying instrument and method of calibrating a survey instrument
US11493632B2 (en) 2018-10-17 2022-11-08 Trimble Jena Gmbh Tracker of a surveying apparatus for tracking a target
US11525677B2 (en) 2018-10-17 2022-12-13 Trimble Jena Gmbh Surveying apparatus for surveying an object
EP4198449A1 (de) 2021-12-14 2023-06-21 Hexagon Technology Center GmbH Metrologiesystem
EP4343272A1 (de) 2022-09-20 2024-03-27 Hexagon Technology Center GmbH Sensor mit gekrümmtem reflektor

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8599384B2 (en) * 2009-10-26 2013-12-03 Lifodas, Uab Handheld interferometer based wavelength meter
US8593644B2 (en) * 2010-12-13 2013-11-26 Southwest Research Institute White light optical profilometer for measuring complex surfaces
FR2988507B1 (fr) * 2012-03-23 2014-04-25 Inst Francais Des Sciences Et Technologies Des Transports De Lamenagement Et Des Reseaux Systeme d'assistance pour vehicule routier
EP2645125B1 (de) * 2012-03-27 2017-05-10 Sick AG Laserscanner und Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
US9513120B2 (en) * 2012-09-20 2016-12-06 Trimble Navigation Limited Workflow improvements for stakeout
US20140267772A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Novatel Inc. Robotic total station with image-based target re-acquisition
US10578482B2 (en) * 2013-10-23 2020-03-03 Pixart Imaging Incorporation Proximity sensing device and light guiding method thereof
EP2878920A1 (de) 2013-11-28 2015-06-03 Hexagon Technology Center GmbH Kalibrierung einer Koordinatenmessmaschine mithilfe eines Kalibrierungslaserkopfs am Werkzeugmittelspunkt
US20150377604A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-31 Faro Technologies, Inc. Zoom camera assembly having integrated illuminator
JP6455813B2 (ja) * 2014-07-30 2019-01-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 位置推定システム及び受信端末
EP3208636B1 (de) 2016-02-19 2018-01-24 Sick Ag Optoelektronischer sensor und verfahren zum erfassen von objekten
CN110914705A (zh) 2017-03-31 2020-03-24 威力登激光雷达有限公司 集成lidar照明功率控制
CA3062701A1 (en) 2017-05-08 2018-11-15 Velodyne Lidar, Inc. Lidar data acquisition and control
EP3404361B1 (de) * 2017-05-18 2019-07-17 Leica Geosystems AG Lichtaufnehmer
CN107655446B (zh) * 2017-10-30 2023-09-22 成都捷测科技有限公司 激光测量装置
EP3502617B1 (de) 2017-12-21 2021-10-20 Leica Geosystems AG Vermessungsgerät mit messstrahlhomogenisierung
US10776950B2 (en) * 2018-04-02 2020-09-15 Quality Vision International Inc. Alignment system for imaging sensors in multiple orientations
US10712434B2 (en) 2018-09-18 2020-07-14 Velodyne Lidar, Inc. Multi-channel LIDAR illumination driver
US11885958B2 (en) 2019-01-07 2024-01-30 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for a dual axis resonant scanning mirror
US11536857B2 (en) 2019-12-19 2022-12-27 Trimble Inc. Surface tracking on a survey pole
CN112556579A (zh) * 2020-12-25 2021-03-26 深圳市中图仪器股份有限公司 一种六自由度空间坐标位置和姿态测量装置
CN112711006B (zh) * 2021-01-07 2023-08-22 深圳市中图仪器股份有限公司 一种光纤化的激光测距系统
CN117425065A (zh) * 2022-07-06 2024-01-19 荣耀终端有限公司 一种拍摄方法及相关设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0759538A2 (de) * 1995-08-17 1997-02-26 Kabushiki Kaisha Topcon Laservermessungssystem
US20030020895A1 (en) * 2001-04-10 2003-01-30 Bridges Robert E. Chopper-stabilized absolute distance meter
DE10235888A1 (de) * 2001-08-10 2003-02-20 Sokkia Co Ltd Automatisch kollimierende Vermessungsvorrichtung mit Bildaufnahmevorrichtung
WO2003062744A1 (en) * 2002-01-16 2003-07-31 Faro Technologies, Inc. Laser-based coordinate measuring device and laser-based method for measuring coordinates
EP1493990A1 (de) * 2002-11-13 2005-01-05 Kabushiki Kaisha TOPCON Vermessungsinstrument und elektronisches speichermedium
EP1610092A1 (de) * 2004-06-14 2005-12-28 Kabushiki Kaisha Topcon Vermessungsinstrument

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6347844Y2 (de) * 1979-12-28 1988-12-09
JPH0725617Y2 (ja) * 1989-01-23 1995-06-07 株式会社ソキア レーザーアイピース
JPH076796B2 (ja) * 1990-12-11 1995-01-30 東亜建設工業株式会社 トンネルの切羽面へのレーザ光照射装置
JP3696346B2 (ja) * 1996-10-29 2005-09-14 株式会社トプコン レーザセオドライト
JP3705889B2 (ja) * 1997-02-07 2005-10-12 株式会社ソキア 電子レベル
US6034722A (en) * 1997-11-03 2000-03-07 Trimble Navigation Limited Remote control and viewing for a total station
JP2000338246A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Mitsubishi Electric Corp コヒーレントレーザレーダ装置
WO2001056430A1 (en) * 2000-02-02 2001-08-09 Annova Pty Ltd Permeable mattress
JP2001296124A (ja) * 2000-02-10 2001-10-26 Nkk Corp ３次元座標計測方法及び３次元座標計測装置
JP2002098762A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Nikon Corp 光波測距装置
JP2004144629A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Pentax Precision Co Ltd 測量機
GB2410548A (en) * 2004-01-27 2005-08-03 Elliot Joseph Gray Lorry load height measurement device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0759538A2 (de) * 1995-08-17 1997-02-26 Kabushiki Kaisha Topcon Laservermessungssystem
US20030020895A1 (en) * 2001-04-10 2003-01-30 Bridges Robert E. Chopper-stabilized absolute distance meter
DE10235888A1 (de) * 2001-08-10 2003-02-20 Sokkia Co Ltd Automatisch kollimierende Vermessungsvorrichtung mit Bildaufnahmevorrichtung
WO2003062744A1 (en) * 2002-01-16 2003-07-31 Faro Technologies, Inc. Laser-based coordinate measuring device and laser-based method for measuring coordinates
EP1493990A1 (de) * 2002-11-13 2005-01-05 Kabushiki Kaisha TOPCON Vermessungsinstrument und elektronisches speichermedium
EP1610092A1 (de) * 2004-06-14 2005-12-28 Kabushiki Kaisha Topcon Vermessungsinstrument

Cited By (103)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8149388B2 (en) 2007-10-10 2012-04-03 Trimble Jena Gmbh Surveying apparatus for tracking and surveying an object
CN101821583A (zh) * 2007-10-10 2010-09-01 特里伯耶拿有限公司 用于跟踪和测量目标的测量装置
WO2009046763A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Trimble Jena Gmbh Surveying apparatus for tracking and surveying an object
DE112007003673B4 (de) * 2007-10-10 2020-10-29 Trimble Jena Gmbh Vermessungsvorrichtung zum Verfolgen und Vermessen eines Objekts
CN101821583B (zh) * 2007-10-10 2013-08-14 特里伯耶拿有限公司 用于跟踪和测量目标的测量装置
EP2071283A3 (de) * 2007-12-14 2013-01-16 Kabushiki Kaisha Topcon Überwachungsinstrument
US20120105821A1 (en) * 2009-06-23 2012-05-03 Leica Geosystems Ag Tracking method and measuring system having a laser tracker
US8681317B2 (en) 2009-06-23 2014-03-25 Leica Geosystems Ag Tracking method and measuring system having a laser tracker
US9366531B2 (en) 2009-06-23 2016-06-14 Leica Geosystems Ag Coordinate measuring device
CN102803990A (zh) * 2009-06-23 2012-11-28 莱卡地球系统公开股份有限公司 跟踪方法和具有激光跟踪器的测量系统
CN102803987A (zh) * 2009-06-23 2012-11-28 莱卡地球系统公开股份有限公司 坐标测量设备
US8772719B2 (en) 2009-06-23 2014-07-08 Leica Geosystems Ag Coordinate measuring device
WO2010148526A1 (de) * 2009-06-23 2010-12-29 Leica Geosystem Ag Tracking-verfahren und messsystem mit lasertracker
WO2010148525A1 (de) 2009-06-23 2010-12-29 Leica Geosystems Ag Koordinatenmessgerät
EP3078983A1 (de) 2009-06-23 2016-10-12 Leica Geosystems AG Koordinatenmessgerät
WO2011064339A3 (de) * 2009-11-26 2011-07-21 Werth Messtechnik Gmbh Verfahren und anordnung zur taktil-optischen bestimmung der geometrie eines messobjektes
EP2381269A1 (de) 2010-04-13 2011-10-26 Leica Geosystems AG Koordinatenmessgerät mit automatischer Zielerfassung
USRE47430E1 (en) 2010-04-13 2019-06-11 Leica Geosystems Ag Coordinate measuring device having automatic target detection
US8981297B2 (en) 2010-04-13 2015-03-17 Leica Geosystems Ag Coordinate measuring device having automatic target detection
WO2011127617A1 (de) 2010-04-13 2011-10-20 Leica Geosystems Ag Koordinatenmessgerät mit automatischer zielerfassung
US8416396B2 (en) 2010-07-18 2013-04-09 David H. Parker Methods and apparatus for optical amplitude modulated wavefront shaping
US9400175B2 (en) 2011-11-03 2016-07-26 Leica Geosystems Ag Laser diode as interferometer-laser beam source in a laser tracker
WO2013064625A1 (de) 2011-11-03 2013-05-10 Leica Geosystems Ag Laserdiode als interferometer-laserstrahlquelle in einem lasertracker
EP2589982A1 (de) 2011-11-03 2013-05-08 Leica Geosystems AG Laserdiode als Interferometer-Laserstrahlquelle in einem Lasertracker
CN103959090B (zh) * 2011-12-06 2016-03-30 莱卡地球系统公开股份有限公司 用于搜索目标的具有位置敏感检测器的激光跟踪器
CN103959090A (zh) * 2011-12-06 2014-07-30 莱卡地球系统公开股份有限公司 用于搜索目标的具有位置敏感检测器的激光跟踪器
US9696140B2 (en) 2011-12-06 2017-07-04 Leica Geosystems Ag Laser tracker with position-sensitive detectors for searching for a target
EP2602641A1 (de) 2011-12-06 2013-06-12 Leica Geosystems AG Lasertracker mit positionssensitiven Detektoren zur Suche eines Ziels
KR101659893B1 (ko) 2011-12-06 2016-09-26 라이카 게오시스템스 아게 타겟을 탐색하기 위한 위치-감지 검출기들을 갖는 레이저 트래커
WO2013083707A1 (de) 2011-12-06 2013-06-13 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit positionssensitiven detektoren zur suche eines ziels
KR20140101808A (ko) * 2011-12-06 2014-08-20 라이카 게오시스템스 아게 타겟을 탐색하기 위한 위치-감지 검출기들을 갖는 레이저 트래커
US9377296B2 (en) 2011-12-20 2016-06-28 Leica Geosystems Ag Laser-based coordinate measuring device having a fixed/loose bearing apparatus
EP2607843A1 (de) 2011-12-20 2013-06-26 Leica Geosystems AG Laserbasiertes Koordinatenmessgerät mit einer Fest-Los-Lager-Vorrichtung
WO2013092319A1 (de) 2011-12-20 2013-06-27 Leica Geosystems Ag Laserbasiertes koordinatenmessgerät mit einer fest-los-lager-vorrichtung
WO2013107781A1 (de) 2012-01-17 2013-07-25 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit funktionalität zur graphischen zielbereitstellung
KR101723112B1 (ko) 2012-01-17 2017-04-04 라이카 게오시스템스 아게 그래픽 타겟을 위한 기능을 갖는 레이저 트래커
CN104054003B (zh) * 2012-01-17 2016-08-31 莱卡地球系统公开股份有限公司 具有以图形方式提供目标的功能的激光跟踪器
US9612331B2 (en) 2012-01-17 2017-04-04 Leica Geosystems Ag Laser tracker with functionality for graphical target preparation
EP2618175A1 (de) 2012-01-17 2013-07-24 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Funktionalität zur graphischen Zielbereitstellung
CN104054003A (zh) * 2012-01-17 2014-09-17 莱卡地球系统公开股份有限公司 具有以图形方式提供目标的功能的激光跟踪器
KR20140101763A (ko) * 2012-01-17 2014-08-20 라이카 게오시스템스 아게 그래픽 타겟을 위한 기능을 갖는 레이저 트래커
WO2013127908A1 (de) 2012-03-01 2013-09-06 Leica Geosystems Ag Verfahren zum bestimmen einer entfernungsänderung mittels interferometrie
EP2634594A1 (de) 2012-03-01 2013-09-04 Leica Geosystems AG Verfahren zum Bestimmen einer Entfernungsänderung mittels Interferometrie
US9638519B2 (en) 2012-03-01 2017-05-02 Leica Geosystems Ag Method for determining a change in distance to a movable and reflective target by means of interferometer to determine if the movement of the reflective target is really executable
EP2662661A1 (de) 2012-05-07 2013-11-13 Leica Geosystems AG Messgerät mit einem Interferometer und einem ein dichtes Linienspektrum definierenden Absorptionsmedium
US10338219B2 (en) 2012-05-07 2019-07-02 Leica Geosystems Ag Measuring apparatus comprising an interferometer and an absorption medium defining a dense line spectrum
WO2013167526A1 (de) 2012-05-07 2013-11-14 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit interferometer und absolutdistanzmesseinheit sowie kalibrierverfahren für einen lasertracker
US11067690B2 (en) 2012-05-07 2021-07-20 Leica Geosystems Ag Measuring apparatus comprising an interferometer and an absorption medium defining a dense line spectrum
US9645239B2 (en) 2012-05-07 2017-05-09 Leica Geosystems Ag Laser tracker comprising interferometer and absolute distance measuring unit, and calibration method for a laser tracker
WO2013167525A1 (de) 2012-05-07 2013-11-14 Leica Geosystems Ag Messgerät mit einem interferometer und einem ein dichtes linienspektrum definierenden absorptionsmedium
EP2662702A1 (de) 2012-05-07 2013-11-13 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Interferometer und Absolutdistanzmesseinheit sowie Kalibrierverfahren für einen Lasertracker
DE202013005496U1 (de) 2012-06-25 2013-08-01 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit einem Gaslaser und verbesserter Wellenlängenstabilisierung des Gaslasers
WO2014012864A1 (de) 2012-07-19 2014-01-23 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit kalibriereinheit zur selbstkalibrierung
EP2687866A1 (de) 2012-07-19 2014-01-22 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Kalibriereinheit zur Selbstkalibrierung
US9766326B2 (en) 2012-07-19 2017-09-19 Leica Geosystems Ag Laser tracker with calibration unit for self-calibration
US9864062B2 (en) 2012-09-07 2018-01-09 Leica Geosystems Ag Laser tracker with hybrid imaging method for extending the measuring range
EP2706376A1 (de) 2012-09-07 2014-03-12 Leica Geosystems AG Lasertracker mit hybridem Abbildungsverfahren zur Erweiterung der Messreichweite
WO2014037441A1 (de) 2012-09-07 2014-03-13 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit hybridem abbildungsverfahren zur erweiterung der messreichweite
US9720087B2 (en) 2012-10-31 2017-08-01 Leica Geosystems Ag Method and device for determining an orientation of an object
EP2728375A1 (de) 2012-10-31 2014-05-07 Leica Geosystems AG Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Orientierung eines Objekts
US9869757B2 (en) 2012-12-20 2018-01-16 Leica Geosystems Ag Self-calibrating laser tracker and self-calibration method
EP2746807A1 (de) 2012-12-20 2014-06-25 Leica Geosystems AG Selbstkalibrierender Lasertracker und Selbstkalibrierungsverfahren
US9945938B2 (en) 2012-12-21 2018-04-17 Leica Geosystems Ag Self-calibrating laser tracker and self-calibration method
EP2746806A1 (de) 2012-12-21 2014-06-25 Leica Geosystems AG Selbstkalibrierender Lasertracker und Selbstkalibrierungsverfahren
EP2789972A1 (de) 2013-04-12 2014-10-15 Hexagon Technology Center GmbH Vermessungsgerät mit verformbarem optischem Element
US9791272B2 (en) 2013-04-12 2017-10-17 Hexagon Technology Center Gmbh Surveying device
US9322654B2 (en) 2013-05-10 2016-04-26 Leica Geosystems Ag Laser tracker with a target sensing unit for target tracking and orientation detection
EP2801841A1 (de) 2013-05-10 2014-11-12 Leica Geosystems AG Lasertracker mit einer Zielerfassungseinheit für eine Zielverfolgung und eine Orientierungserkennung
EP2827099A1 (de) 2013-07-16 2015-01-21 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Zielsuchfunktionalität
US10048379B2 (en) 2013-07-16 2018-08-14 Leica Geosystems Ag Laser tracker having target-seeking functionality
US9297656B2 (en) 2014-03-07 2016-03-29 Hexagon Technology Center Gmbh Sensor arrangement having code element
EP2916104A1 (de) 2014-03-07 2015-09-09 Hexagon Technology Center GmbH Reflektoranordnung mit Retroreflektor sowie mit Sensoranordnung zur Neigungsbestimmung und Kalibrierung
US10054439B2 (en) 2014-03-07 2018-08-21 Hexagon Technology Center Gmbh Reflector arrangement with retroreflector and with a sensor arrangement for inclination determination and calibration
US10054422B2 (en) 2014-07-30 2018-08-21 Leica Geosystems Ag Coordinate measuring device
EP2980526A1 (de) 2014-07-30 2016-02-03 Leica Geosystems AG Koordinatenmessgerät
EP3006895A1 (de) 2014-10-10 2016-04-13 Leica Geosystems AG Lasertracker mit Warmluft-Durchströmungs-Abschirmung für den Messstrahl
US10036811B2 (en) 2014-10-10 2018-07-31 Leica Geosystems Ag Laser tracker with a warm air flow shield for the measurement beam
EP3032277A1 (de) 2014-12-12 2016-06-15 Leica Geosystems AG Lasertracker
US10725179B2 (en) 2014-12-12 2020-07-28 Leica Geosystems Ag Laser tracker
EP3165876A2 (de) 2015-11-03 2017-05-10 Hexagon Technology Center GmbH Opto-elektronisches vermessungsgerät
US11035935B2 (en) 2015-11-03 2021-06-15 Hexagon Technology Center Gmbh Optoelectronic surveying device
EP3179271A1 (de) 2015-12-11 2017-06-14 Leica Geosystems AG Tec-modul mit laserdiode als interferometer-laserstrahlquelle in einem lasertracker
US10627211B2 (en) 2015-12-11 2020-04-21 Leica Geosystems Ag TEC module having laser diode as an interferometer laser beam source in a laser tracker
US10444361B2 (en) 2016-03-15 2019-10-15 Leica Geosystems Ag Laser tracker having two measurement functionalities
CN107192380B (zh) * 2016-03-15 2020-04-24 莱卡地球系统公开股份有限公司 确定目标的工业坐标位置的激光跟踪器、方法及存储介质
CN107192380A (zh) * 2016-03-15 2017-09-22 莱卡地球系统公开股份有限公司 具有两个测量功能的激光跟踪器
EP3220163A1 (de) 2016-03-15 2017-09-20 Leica Geosystems AG Lasertracker mit zwei messfunktionalitäten
EP3339803A1 (de) 2016-12-22 2018-06-27 Leica Geosystems AG Koordinatenmessgerät mit automatischer zielobjekterkennung
US10901070B2 (en) 2016-12-22 2021-01-26 Leica Geosystems Ag Coordinate measuring device having automatic target object recognition
EP3845859A1 (de) 2016-12-22 2021-07-07 Leica Geosystems AG Koordinatenmessgerät mit automatischer zielobjekterkennung
EP3388862A1 (de) 2017-04-13 2018-10-17 Leica Geosystems AG Hochaufgelöste entfernungsmessung mittels interferometrie
US11493632B2 (en) 2018-10-17 2022-11-08 Trimble Jena Gmbh Tracker of a surveying apparatus for tracking a target
US11802966B2 (en) 2018-10-17 2023-10-31 Trimble Jena Gmbh Tracker of a surveying apparatus for tracking a target
US11525677B2 (en) 2018-10-17 2022-12-13 Trimble Jena Gmbh Surveying apparatus for surveying an object
EP3671273A1 (de) 2018-12-18 2020-06-24 Leica Geosystems AG System zur groblokalisierung beweglicher kooperativer ziele bei der lasertracker-basierten industriellen objektvermessung
US11402478B2 (en) 2018-12-18 2022-08-02 Leica Geosystems Ag System for rough localization of moveable cooperative targets during laser tracker based industrial object measurement
US11493340B2 (en) 2019-02-15 2022-11-08 Trimble Jena Gmbh Surveying instrument and method of calibrating a survey instrument
US11566897B2 (en) 2019-02-15 2023-01-31 Trimble Jena Gmbh Surveying instrument and method of calibrating a survey instrument
EP3783305A1 (de) 2019-08-21 2021-02-24 Leica Geosystems AG Antriebssystem in einem geodätischen messinstrument
EP3812701A1 (de) 2019-10-23 2021-04-28 Hexagon Technology Center GmbH Online-nivellierungskalibrierung eines geodätischen instruments
WO2022179683A1 (de) 2021-02-24 2022-09-01 Leica Geosystems Ag Lasertracker mit zwei messfunktionalitäten und fmcw-distanzmessung
EP4198449A1 (de) 2021-12-14 2023-06-21 Hexagon Technology Center GmbH Metrologiesystem
EP4343272A1 (de) 2022-09-20 2024-03-27 Hexagon Technology Center GmbH Sensor mit gekrümmtem reflektor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011123079A (ja) 2011-06-23
US20100253931A1 (en) 2010-10-07
EP2261601B1 (de) 2013-06-26
CN102680983B (zh) 2015-07-29
CN102680983A (zh) 2012-09-19
CA2636381C (en) 2014-08-12
CN101553707A (zh) 2009-10-07
EP1971821B1 (de) 2013-07-17
JP5558003B2 (ja) 2014-07-23
JP5755891B2 (ja) 2015-07-29
EP2261601A1 (de) 2010-12-15
JP2009523235A (ja) 2009-06-18
AU2007204542A1 (en) 2007-07-19
EP1971821A1 (de) 2008-09-24
CA2636381A1 (en) 2007-07-19
AU2007204542B2 (en) 2013-12-05
US8031331B2 (en) 2011-10-04
CN101553707B (zh) 2013-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2261601B1 (de) Koordinatenmessgerät
EP2446299B1 (de) Koordinatenmessgerät
EP2773980B1 (de) Laserdiode als interferometer-laserstrahlquelle in einem lasertracker
EP1082580B1 (de) Modulationsinterferometer und faseroptisch getrennte messsonde mit lichtleitern
EP2558880B1 (de) Koordinatenmessgerät mit automatischer zielerfassung
EP0987564B1 (de) Vorrichtung zur optischen Distanzmessung
JP2009523235A5 (de)
WO1995014225A1 (de) Anordnung zur analyse von substanzen an der oberfläche eines optischen sensors
EP2980526A1 (de) Koordinatenmessgerät
WO2008019856A1 (de) Laserscanner
EP1662278A1 (de) Plankonvex- oder Plankonkavlinse mit damit verbundenem Umlenkmittel
WO2011051319A1 (de) Anzieleinrichtung, insbesondere ziel-fernrohr, für ein geodätisches messgerät und optische objektiveinheit-baugruppe für eine ebensolche anzieleinrichtung
EP3489714A1 (de) Optischer distanzmesser mit schaltbarer empfangsapertur
EP3502617B1 (de) Vermessungsgerät mit messstrahlhomogenisierung
CN102322956A (zh) 转镜式傅里叶干涉成像光谱仪
CN110501074A (zh) 高通量宽谱段高分辨率的相干色散光谱成像方法及装置
DE202013005496U1 (de) Lasertracker mit einem Gaslaser und verbesserter Wellenlängenstabilisierung des Gaslasers
DE102016206373A1 (de) Reflexionsvorrichtung zur Verwendung in einem optischen Messsystem
DE102020202982A1 (de) Optische Vorrichtung zur Abstandsbestimmung eines Messobjekts
DE4138562C2 (de) Mikroprofilometermeßkopf
DE102017101580A1 (de) Messkopf für ein Laserinterferometer und betreffendes Messverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780009186.5

Country of ref document: CN

DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2636381

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007700103

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008549734

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007204542

Country of ref document: AU

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2007204542

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20070104

Kind code of ref document: A

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2007204542

Country of ref document: AU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2007700103

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12160694

Country of ref document: US