DE4324478A1 - Rotational laser with improved visibility - Google Patents

Rotational laser with improved visibility

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DE4324478A1
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Ralf Dr Hinkel
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01C15/002Active optical surveying means
    • G01C15/004Reference lines, planes or sectors

Abstract

The invention is based on the object of improving the visibility of rotating lasers, as are used in constructional levelling devices, in such a way that the line marked by means of them can also be applied without receivers. This object is achieved in that the laser beam does not rotate uniformly at constant speed but is moved in a jerky fashion. As a result, some regions appear brighter than others. This effect is reinforced if the movement changes take place at the same location during each revolution. On correct selection of the individual movement speeds and their synchronisation with the rotational angle, individual points can be detected by an observer instead of a continuous line. Nevertheless, the laser can be detected at any location using an electronic receiver, since the laser beam itself is naturally moving along a line. However, there is the difference that some regions are swept over more slowly than others and thus appear brighter as a result of the integration effect of the eye. <IMAGE>

Description

Technisches GebietTechnical field

Bei dieser Erfindung handelt es sich um die Verbesserung der Sichtbarkeit rotierender Laser, wie sie beispielsweise zum Nivellieren und Fluchten eingesetzt werden.This invention is to improve rotating visibility Lasers, such as those used for leveling and aligning.

Stand der TechnikState of the art

Im Baubereich werden Rotationslaser zum Antragen von Meterrissen, vertikalen Ebe­ nen oder Neigungen verwendet. Aus Sicherheitsgründen und wegen technischer Beschränkungen sind die Laser in ihrer Leistung begrenzt. Im Außenbereich oder in hellen Räumen reicht deren Leistung gerade aus, um sie im Stillstand erkennen zu können. Rotiert der Laser, verteilt sich seine zuvor punktförmig konzentrierte Leistung auf eine Linie und wird dabei für den Betrachter entsprechend weniger sichtbar.In the construction sector, rotating lasers are used to apply meter cracks, vertical level used or inclinations. For security and technical reasons The lasers are limited in their performance limits. Outside or in bright rooms have enough power to recognize them when they are at a standstill can. When the laser rotates, its previously concentrated power is distributed on one line and becomes less visible to the viewer.

Damit auch in heller Umgebung gearbeitet werden kann, benutzt man entsprechende Empfänger, die üblicherweise mit einer Differenzfotodiode die exakte Ausrichtung des über sie hinwegstreichenden Laserstrahls messen und anzeigen. Die Empfänger aber erhöhen als Zusatzteile die Systemkosten oder sind, gerade im Deckenbau, hinderlich bei der Arbeit.To work in a bright environment, use the appropriate one Receiver, usually with a differential photodiode, the exact alignment measure and display the laser beam sweeping over them. The recipients but increase the system costs as additional parts or are, especially in ceiling construction, cumbersome at work.

Um diesen Nachteil zu umgehen, sind die Rotationslaser mit einer Geschwindigkeits­ vorwahl ausgestattet, die es erlaubt, den Strahl entsprechend den Sichtverhältnissen langsam oder schnell laufen zu lassen. Eine wirksame Verbesserung findet aber nur dann statt, wenn der Strahl so langsam läuft, daß er sich innerhalb der Integrationszeit des Auges und bezogen auf dessen Auflösung quasi an einer Stelle befindet. Damit benötigt der Strahl aber im Mittel 10 bis 30 Sekunden für eine Umdrehung, so daß das Antragen eines Punktes wegen der geringen Wiederholrate Geduld erfordert, da der Strahl beispielsweise nur alle 20 Sekunden an der zu markierenden Stelle kurz vorbei­ kommt.To get around this disadvantage, the rotating lasers are single-speed preselection that allows the beam to be viewed according to the visibility to let it run slowly or quickly. But there is only one effective improvement then instead if the beam runs so slowly that it is within the integration time of the eye and related to its resolution is located at one point. In order to However, the beam needs an average of 10 to 30 seconds for one revolution, so that Applying a point due to the low repetition rate requires patience as the For example, only briefly blast the spot to be marked every 20 seconds is coming.

Auch gibt es Anwendungen, bei denen nicht unbedingt alle Punkte der angezeigten Linie angetragen werden müssen. Hier genügen in der Regel einzelne Stützpunkte, die dann durch Anlegen einer Setzlatte zum Anreißen dienen.There are also applications in which not all points of the displayed Line must be entered. As a rule, individual bases are sufficient here  then serve as a scribing line by applying a setting stick.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sichtbarkeit rotierender Laser, wie sie in Baunivelliergeräten verwendet werden, so zu verbessern, daß die durch sie mar­ kierte Linie auch ohne Empfänger angetragen werden kann.The invention has for its object the visibility of rotating lasers as they used in construction levelers to improve so that the mar through them line can also be applied without a receiver.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß der Laserstrahl nicht gleichförmig mit kon­ stanter Geschwindigkeit rotiert, sondern ruckweise bewegt wird. Dadurch erscheinen manche Bereiche heller als andere. Dies verstärkt sich, wenn die Bewegungsänderun­ gen bei jedem Umlauf an der gleichen Stelle stattfinden. Bei richtiger Wahl der einzel­ nen Bewegungsgeschwindigkeiten und deren Synchronisierung zum Rotationswinkel werden so für einen Betrachter einzelne Punkte anstatt einer durchlaufenden Linie er­ kennbar. Trotzdem ist mit einem elektronischen Empfänger der Laser an jeder Stelle zu detektieren, denn der Laserstrahl selbst bewegt sich natürlich längs einer Linie. Aber mit dem Unterschied, daß manche Bereiche langsamer überstrichen werden als andere und so durch die Integrationswirkung des Auges heller erscheinen.This object has been achieved in that the laser beam is not uniform with con constant speed rotates, but is moved jerkily. This will appear some areas brighter than others. This increases when the movement changes with each round in the same place. With the right choice of the individual movement speeds and their synchronization with the rotation angle individual points for a viewer instead of a continuous line recognizable. Nevertheless, with an electronic receiver, the laser is everywhere to be detected, because the laser beam itself naturally moves along a line. But with the difference that some areas are covered more slowly than others and thus appear brighter due to the integration effect of the eye.

Die ungleichförmige aber auf den Rotationswinkel über mehrere Umläufe synchroni­ sierte Bewegung kann beispielsweise durch ein entsprechendes Getriebe oder am ein­ fachsten mit einem Schrittmotor als Antrieb erzeugt werden. Wird der Schrittmotor von einem Mikrorechner angesteuert, lassen sich über diesen Rechner die verschiede­ nen Bewegungsgeschwindigkeiten exakt und vor allem auf die Umdrehungsposition synchronisiert steuern. Die Steuerung von Schrittmotoren durch einen Rechner nach entsprechenden Funktionen und synchron zu Bewegungsabläufen ist Stand der Tech­ nik und muß hier nicht dargelegt werden.The non-uniform but synchronized to the rotation angle over several revolutions Siert movement can for example by a corresponding gear or on most sophisticated with a stepper motor as drive. Will the stepper motor controlled by a microcomputer, the various can be controlled via this computer movement speeds precisely and above all to the rotational position control synchronized. The control of stepper motors by a computer corresponding functions and in sync with motion sequences is state of the art nik and need not be explained here.

Nicht gleichförmig laufende Getriebe werden in Antrieben von Uhren seit langem ver­ wendet und bestehen z. B. aus zwei Zahnrädern die so beschaffen sind, daß das Antriebszahnrad nur während eines bestimmten Umdrehungswinkels das andere Zahn­ rad mitnimmt. Diese Getriebe sind Stand der Technik und müssen deshalb hier nicht dargelegt werden.Non-uniformly running gears have long been used in watch drives turns and exist z. B. from two gears are designed so that Drive gear only the other tooth during a certain rotation angle takes the bike. These gears are state of the art and therefore do not have to be here be presented.

Bei vielen Anwendungen wird die vom Laser beschriebene Ebene nicht im gesamten Winkelbereich einer Umdrehung benötigt, sondern beispielsweise genügt die Markie­ rung des waagrechten Verlauf an einer einzigen Wand. Auch beim Antragen senkrech­ ter Linien an eine Wand reicht üblicherweise eine 20 bis 45 Grad Drehung des Lasers aus. Deshalb läßt sich die Sichtbarkeit bzw. Wiederholrate der einzelnen Markierungs­ punkte weiter verbessern, wenn der Laser nicht um 360 Grad rotiert, sondern nur den tatsächlich notwendigen Winkel überstreicht und dadurch die Markierungspunkte öfter "anfährt". Die üblichsten Linienlängen bzw. zugehörigen Drehwinkel lassen sich im Rechner speichern und mittels eines Betriebsartenwahlschalters anwählen.In many applications, the level described by the laser is not whole Angular range of one revolution is required, but for example the markie is sufficient horizontal run on a single wall. Also perpendicular when applying The lines on a wall usually suffice to turn the laser 20 to 45 degrees out. Therefore, the visibility or repetition rate of the individual markers  further improve points if the laser does not rotate by 360 degrees, but only the actually sweeps through the necessary angles and thereby the marking points more often "starts". The most common line lengths or associated rotation angles can be found in Save the computer and select it using an operating mode selector switch.

Die Ausrichtung des durch den Laser beschriebenen Winkelbereichs im Raum kann auf verschiedene Arten erfolgen. Beispielsweise durch entsprechende Steuertasten, die durch die Steuer- und Auswerteeinheit interpretiert, das Verschieben des überstriche­ nen Winkelbereichs bewirken. Eine einfache Möglichkeit besteht auch darin, daß das üblicherweise verwendete Umlenkprisma am Laserstrahlaustritt mit einer Kuppung, beispielsweise magnetisch, versehen wird, und so per Hand an die zu überstreichende Stelle gedreht werden kann.The alignment of the angular range described by the laser in space can done in different ways. For example, by using the corresponding control buttons interpreted by the control and evaluation unit, the shifting of the strokes cause an angular range. A simple possibility is that the deflection prism usually used at the laser beam exit with a coupling, for example, magnetically, and so by hand to the area to be painted Point can be rotated.

Wird eine Fernsteuerung hinzugefügt, die die Betriebsartenwahl und Positionierung des vom Laser überstrichenen Winkels erlaubt, kann der Handwerker die gewünschte Funktion vom Arbeitsort wählen bzw. den Laser nachführen.A remote control is added which allows the mode selection and positioning of the angle swept by the laser, the craftsman can choose the desired one Select the function from the place of work or track the laser.

Die Wahl der Verweildauer an einem Punkt wird aus der Integrationszeit des Auges und der gewünschten sichtbaren Punktintensität bestimmt. Unter Integrationszeit des Auges wird diejenige Zeitspanne verstanden, die ein Lichtpunkt andauern muß, damit er gleichhell wie ein konstant leuchtender Lichtpunkt erscheint. Üblicherweise liegt diese Zeitspanne bei 40 bis 50 Millisekunden. Damit können etwa 20 verschiedene Punkte durch den Laserstrahl in jeder Sekunde ohne sichtbaren Helligkeitsverlust mar­ kiert werden. Bei Überstreichen einer Wand von 5 Meter Länge, kann somit alle 0,25 m ein Lichtpunkt mit einer Wiederholrate von 1 Sekunde bzw. bei einem Abstand von 0,5 m mit einer Rate von 0.5 sec erzeugt werden. In der Praxis ist dabei noch zu berücksichtigen, daß für die Bewegung von einem zum nächsten Punkt eine endliche Zeitspanne benötigt wird und somit die Punktrate entsprechend vermindert wird.The choice of the dwell time at a point is based on the integration time of the eye and the desired visible point intensity. Under integration time of The period of time that a point of light must persist with is understood it appears as bright as a constantly shining point of light. Usually lies this period of time at 40 to 50 milliseconds. With this, about 20 different Points through the laser beam every second without visible loss of brightness mar be cated. When painting over a wall 5 meters long, every 0.25 m a point of light with a repetition rate of 1 second or at a distance of 0.5 m at a rate of 0.5 sec. In practice, this is still too take into account that for the movement from one point to the next a finite one Time span is needed and thus the point rate is reduced accordingly.

Eine weitere Verbesserung der Sichtbarkeit am jeweils gewünschten Ort kann dadurch erreicht werden, daß dem Gerät der Markierungsort signalisiert wird und dann nur ein ganz enger Bereich überstrichen wird. Dies läßt sich prinzipiell mit einem passiven und aktiven Verfahren lösen.This can further improve visibility at the desired location be achieved that the marking location is signaled to the device and then only one very narrow area is covered. In principle, this can be done with a passive and solve active procedures.

Beim aktiven Verfahren wird ein Fotoempfänger mit einer drahtlosen Sendeeinrich­ tung zum Lasergerät, bspw. einer Infrarotstrecke, benötigt, der beim Überstreichen des Lasers ein Signal an das Gerät abgibt. Dieses Signal wird dann als Trigger zur Spei­ cherung der aktuellen Winkelstellung des Lasers verwendet. Durch hin- und her­ schwenken des Laserstrahls über die Position, an der das Signal empfangen wurde, lassen sich langsame Positionsveränderungen des Empfängers in der Laserebene detektieren, so daß die Steuer- und Auswerteeinheit dem Empfänger mit dem Laser folgen kann.In the active process, a photo receiver with a wireless transmitter is used device to the laser device, for example an infrared path, is required when scanning the Lasers emits a signal to the device. This signal then becomes a trigger the current angular position of the laser. Back and forth  panning the laser beam over the position at which the signal was received, slow position changes of the receiver in the laser plane detect so that the control and evaluation unit the receiver with the laser can follow.

Beim passiven Verfahren detektiert das sendende Gerät selbst die Position, in dem am gewünschten Markierungsort eine sogenannte Reflextafel in die Laserebene gehalten wird. Aufgrund der speziellen Beschichtung wirft die Tafel das einfallende Laserlicht unabhängig von ihrer Lage überwiegend in die Einfallsrichtung des Lasers zurück. Diese Beschichtungen werden auch bei Autonummernschildern oder Verkehrsschildern verwendet und ähneln in der Funktion Tripelspiegeln. Ein am Gerät montierter Rund­ umempfänger erhält so beim Überstreichen des Lasers über die Tafel ein viel stärkeres Signal als von der normalen Wand. Erkennt der Rechner ein solches Signal, hält er die Rotation an und bewegt den Laser entsprechend zurück. Durch ständiges Hin- und Herpendeln über die Reflextafelränder ist der Rechner auch in der Lage Veränderun­ gen der Tafel zu erkennen und ihr damit zu folgen. Mit der vorgestellten Technik bestreicht der Laserstrahl nur sehr kleine Winkel und besitzt somit eine hohe Wieder­ holrate bzw. wirkt viel heller. Zusätzlich kann der rotierende Strahl durch Einbringen der Reflextafel in die Strahlebene an jeder gewünschten Stelle "angehalten" werden. Dies geht schneller und ist kostengünstiger als ein Fotoempfänger mit Anzeige.With the passive method, the sending device itself detects the position in which the desired marking location held a so-called reflex board in the laser plane becomes. Due to the special coating, the board casts the incident laser light Regardless of their position, they mostly return to the direction of the laser. These coatings are also used on car number plates or traffic signs used and similar in function triple mirrors. A round mounted on the device In this way, recipients receive a much stronger one when they sweep the laser over the board Signal as from the normal wall. If the computer recognizes such a signal, it holds it Rotation on and moves the laser back accordingly. Through constant back and forth The computer is also able to change over to the edges of the reflex table recognizable against the board and thus follow it. With the technology presented the laser beam sweeps only very small angles and thus has a high re frame rate or appears much brighter. In addition, the rotating beam can be introduced the reflex board can be "stopped" in the beam plane at any desired position. This is faster and cheaper than a photo receiver with an ad.

Durch Anbringen von Markierungen auf der Reflextafel, ähnlich einem Barcode, kann die Störsicherheit erhöht werden. Denn dann wird der reflektierte Laserstrahl beim Überstreichen der Tafel durch die Markierungen, bspw. schwarze Streifen verschiede­ ner Breite, amplitudenmoduliert, so daß der Rechner, der dieses Signal über den Emp­ fänger erhält, dieses von anderen Reflektionen unterscheiden kann. Bei bekanntem Drehwinkel des Lasers und bekannter Reflexplattenbreite oder Markierungsbreite bzw. Abstand der Markierungsstreifen untereinander ist die Frequenz des gemessenen Reflektionssignals aufgrund der Hell-Dunkel-Übergänge direkt proportional zur Ent­ fernung der Reflextafel. Durch Anpassung der Winkelgeschwindigkeit kann dann erreicht werden, daß die erzeugten Laserpunkte, unabhängig von der Entfernung zum Gerät, den gleichen Abstand zueinander haben bzw. die erzeugte Linie immer die glei­ che Breite und damit Helligkeit besitzt.By marking on the reflex board, similar to a barcode, you can immunity to interference can be increased. Because then the reflected laser beam will Paint over the board with the markings, e.g. black stripes various ner width, amplitude modulated so that the computer that sends this signal via the Emp catcher can distinguish it from other reflections. With known Angle of rotation of the laser and known reflex plate width or marking width or the distance between the marking strips is the frequency of the measured Reflection signal due to the light-dark transitions directly proportional to the Ent removal of the reflex panel. Then by adjusting the angular velocity achieved that the laser points generated, regardless of the distance to the Device, have the same distance to each other or the line generated always the same che width and thus brightness.

Generell kann im Zusammenhang mit einem Entfernungsmeßverfahren der Abstand des Geräts zum jeweiligen Objekt gemessen und dieser Abstand zur Steuerung der aktuellen Winkelgeschwindigkeit verwendet werden. Dadurch kann bspw. erreicht werden, daß sich der Laserstrahl mit konstanter Geschwindigkeit über die Objektober­ fläche bewegt, und so überall der gleiche Punktabstand entsteht bzw. der Laser annä­ hernd gleich hell erscheint. Entsprechende Laserabstandsverfahren, wie Laufzeitver­ fahren, Phasenmeßverfahren oder Triangulation sind Stand der Technik und müssen hier nicht beschrieben werden.In general, the distance can be measured in connection with a distance measuring method of the device to the respective object and this distance to control the current angular velocity can be used. This can be achieved, for example be that the laser beam over the object at a constant speed  surface moved, and so the same point spacing arises everywhere or the laser approx appears equally bright. Corresponding laser distance methods, such as transit time ver driving, phase measurement or triangulation are state of the art and must not described here.

Wird die Lage des Lasers mit einem Lagesensor überwacht, kann bei Abweichungen des rotierenden Laserstrahls von der gewünschten Sollebene dem Benutzer dieser Zustand signalisiert werden. Dazu könnte z. B. der Motor angehalten oder der Laser abgeschaltet werden. Die mögliche automatische Nachstellung der Lage mittels Stell­ motoren ist Stand der Technik und muß hier nicht beschrieben werden.If the position of the laser is monitored with a position sensor, deviations can occur of the rotating laser beam from the desired target plane to the user of this Condition are signaled. This could, for. B. the engine stopped or the laser be switched off. The possible automatic adjustment of the position by means of Motors is state of the art and need not be described here.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigtIt shows

Fig. 1 beispielhaft ein mögliches Schema der Vorrichtung, und Fig. 1 an example of a possible scheme of the device, and

Fig. 2 beispielhaft den Zusammenhang von Laserwinkelgeschwindigkeit und Rotationswinkel, sowie Fig. 2 shows an example of the relationship between laser angular velocity and rotation angle, and

Fig. 3 einen möglichen zeitlichen Verlauf des Rotationswinkels. Fig. 3 shows a possible time course of the angle of rotation.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer möglichen Ausführung. Der Laser (1), der achsenparallel zur Rotationsachse (11) angeordnet ist, wird von der Umlenkeinheit (8) um 90 Grad umgelenkt und verläßt die Anordnung im 90 Grad­ winkel zur Rotationsachse (11) als umgelenkter Strahl (2). Durch Drehen der Umlenkeinheit (8) kann der Laserstrahl (2) um die Rotationsachse (11) geschwenkt werden. Die Umlenkeinheit (8) wird mittels einer Magnetkupplung (7) vom Drehrohr (5) mitgenommen, das seinerseits durch den Antriebsriemen (4) vom Schrittmotor (3) gedreht wird. Gesteuert wird der Schrittmotor über die Steuer- und Auswerteelektro­ nik (9), die beispielsweise aus einem Mikrorechner besteht. Anhand der bekannten Schrittzahl pro Umdrehung des Schrittmotors und der bekannten Übersetzung des Antriebsriemens (4) zum Drehrohr (5) sind die für eine Umdrehung der Umlenkeinheit (8) notwendigen Schritte des Motors (3) und damit die Zyklusschrittzahl festgelegt. Anhand der über die Bedien- und Anzeigeeinheit (12) erfolgten Betriebsartwahl bestimmt die Steuereinheit (9) die notwendigen Winkelgeschwindigkeiten und steuert den Schrittmotor (3) mit den entsprechenden Schrittlängen und Schrittfolgen an. Über den Lagesensor (10), der mit dem Laser (1) gekoppelt ist und dessen Lage anzeigt, überwacht die Steuer- und Auswerteeinheit (9) Lageveränderungen des Geräts. Bei Abweichungen von der Lage und damit bei Verlassen des Laserstrahls (2) aus der gewünschten Ebene, kann die Steuer- und Auswerteeinheit (9) den Motor beispiels­ weise ausschalten und so dem Benutzer diesen Zustand signalisieren. Fig. 1 shows a schematic structure of a possible embodiment. The laser ( 1 ), which is arranged parallel to the axis of rotation ( 11 ), is deflected by the deflection unit ( 8 ) by 90 degrees and leaves the arrangement at a 90 degree angle to the axis of rotation ( 11 ) as a deflected beam ( 2 ). The laser beam ( 2 ) can be pivoted about the axis of rotation ( 11 ) by rotating the deflection unit ( 8 ). The deflection unit ( 8 ) is carried by the rotary tube ( 5 ) by means of a magnetic coupling ( 7 ), which in turn is rotated by the stepping motor ( 3 ) through the drive belt ( 4 ). The stepper motor is controlled via the control and evaluation electronics ( 9 ), which consists, for example, of a microcomputer. Based on the known number of steps per revolution of the stepper motor and the known ratio of the drive belt ( 4 ) to the rotary tube ( 5 ), the steps of the motor ( 3 ) necessary for one revolution of the deflection unit ( 8 ) and thus the number of cycle steps are determined. The control unit ( 9 ) determines the necessary angular velocities based on the operating mode selection made via the operating and display unit ( 12 ) and controls the stepper motor ( 3 ) with the corresponding step lengths and step sequences. The control and evaluation unit ( 9 ) monitors changes in the position of the device via the position sensor ( 10 ), which is coupled to the laser ( 1 ) and displays its position. In the event of deviations from the position and thus when the laser beam ( 2 ) leaves the desired plane, the control and evaluation unit ( 9 ) can switch off the motor, for example, and thus signal this state to the user.

Fig. 2 zeigt eine mögliche Steuersequenz. Angetragen ist in Fig. 2 die Winkelge­ schwindigkeit (w) des Laserstrahls (2) in Abhängigkeit von seinem aktuellen Rota­ tionswinkel (phi). An den Stellen mit der langsamen Geschwindigkeit (w0) streicht der Laserstrahl (2) sehr langsam über die angestrahlten Objekte, so daß für das betrachtende Auge genügend Zeit zur Integration des re- bzw. deflektierten Lichtes bleibt und der erzeugte Laserpunkt heller erscheint, als wenn sich der Laserstrahl (2) mit der Winkelgeschwindigkeit (w1) über das Objekt bewegt. In dem Beispieldia­ gramm werden so in jeder Umdrehung (2π) 16 helle Bereiche sichtbar, die sich bei jeder Umdrehung wiederholen. Wird (w0)=0 gewählt, sind diese Bereiche punktför­ mig. Fig. 2 shows a possible control sequence. The Winkelge speed (w) of the laser beam ( 2 ) is plotted in FIG. 2 as a function of its current rotation angle (phi). At the points with the slow speed (w0), the laser beam ( 2 ) sweeps very slowly over the illuminated objects, so that there is enough time for the eye to integrate the reflected or deflected light and the generated laser spot appears brighter than if the laser beam ( 2 ) moves over the object at the angular velocity (w1). In the example diagram, 16 bright areas are visible in every revolution (2π), which are repeated with every revolution. If (w0) = 0 is selected, these areas are punctiform.

Fig. 3 zeigt einen möglichen Verlauf des Drehwinkels über die Zeit (T) einer Umdrehung. Charakteristisch ist dabei die stufenförmige Funktion, wobei im Beispiel 19 Winkel angefahren werden. Fig. 3 shows a possible course of the angle of rotation over the time (T) of one revolution. The step-like function is characteristic, with 19 angles being approached in the example.

Gewerbliche VerwertbarkeitCommercial usability

Die Erfindung betrifft lediglich die Verbesserung einer bekannten und gewerblich bereits verwendeten Technik, so daß auf die Schilderung des Nutzens verzichtet wer­ den kann.The invention only relates to the improvement of a known and commercial already used technology, so that the description of the benefits is dispensed with that can.

BezugszeichenlisteReference list

(1) Laser
(2) umgelenkter Laserstrahl
(3) Schrittmotor
(4) Antriebsriemen
(5) Drehrohr
(6) Lager
(7) Magnetkupplung
(8) 90°-Umlenkeinheit
(9) Steuer- und Auswerteeinheit
(10) Lagesensor
(11) Rotationsachse
(12) Bedieneinheit
( 1 ) laser
( 2 ) redirected laser beam
( 3 ) stepper motor
( 4 ) drive belt
( 5 ) rotary tube
( 6 ) bearings
( 7 ) magnetic coupling
( 8 ) 90 ° deflection unit
( 9 ) Control and evaluation unit
( 10 ) position sensor
( 11 ) axis of rotation
( 12 ) Control unit

Claims (11)

1. Verfahren und Vorrichtung mit einem Laser, einer Antriebseinheit zur Rotation des Laserstrahls senkrecht zu seiner Achse und einer Steuer- und Auswerteelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Laser innerhalb einer Periode mit unterschied­ lichen Winkelgeschwindigkeiten bewegt und diese Bewegung in jeder Periode syn­ chron zur Winkelposition erfolgt.1. The method and device with a laser, a drive unit for rotating the laser beam perpendicular to its axis and a control and evaluation electronics, characterized in that the laser moves within a period with different angular speeds and this movement in each period syn chron to Angular position is done. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit aus einem positionssteuerbaren Motor, beispielsweise einem Schrittmotor, besteht.2. Device according to claim 1, characterized in that the drive unit consists of a position-controllable motor, for example a stepper motor. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten des Lasers durch einen gleichförmig laufenden Antriebs­ motor mittels eines nicht gleichförmig übertragenden Getriebes zwischen Antriebs­ motor und Laser erzeugt werden.3. Device according to claim 1, characterized in that the different Angular velocities of the laser through a uniformly running drive motor by means of a non-uniform transmission between the drive motor and laser are generated. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und einer Bedieneinheit, dadurch gekennzeichnet, daß Verteilung und Anzahl der verschiedenen Winkelgeschwindig­ keiten des Laserstrahls in einer Periode eingestellt und damit Position, Lage und Ver­ hältnis der vom Laser erzeugten dunklen und hellen Bereiche gewählt werden kann.4. Device according to one of claims 1 to 3 and an operating unit, characterized characterized that distribution and number of different angular speed speed of the laser beam in one period and thus position, position and ver ratio of the dark and light areas generated by the laser can be selected. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit fernsteuerbar ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the control unit is remotely controllable. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem lichtempfindlichen Emp­ fänger, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Empfänger der Messung der Reflektions­ stärke des Lasers auf dem Objekts dient, das gerade vom sich bewegenden Laserstrahl angestrahlt wird, und diese gemessene Reflektionsstärke der Steuer- und Auswertee­ lektronik zuführt wird.6. Device according to one of claims 1 to 5 with a light-sensitive Emp catcher, characterized in that this receiver measuring the reflection strength of the laser on the object that is used by the moving laser beam is illuminated, and this measured reflectance of the control and evaluation electronics is fed. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die detektierte Posi­ tion eines durch seine Reflektionseigenschaften gekennzeichneten Körpers, wie bspw. eine mit einem Barcode versehene Reflexplatte, durch die Steuer- und Auswerte­ einheit dazu verwendet wird, den Laserstrahl zyklisch über diesen Körper hin und her zubewegen und gegebenenfalls Positionsänderungen des Körpers zu folgen. 7. The device according to claim 6, characterized in that the detected Posi tion of a body characterized by its reflective properties, such as a reflex plate with a barcode, through the control and evaluation Unit is used to cycle the laser beam back and forth over this body move and if necessary to follow changes in position of the body.   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des detektierten Reflexionssignals, das durch die Breite der Reflexplatte bzw. der auf sie aufgebrachten Markierungsstreifen hervorgerufen wird, zur Steuerung der Winkelgeschwindigkeit des Laserstrahls verwendet wird.8. Device according to one of claims 6 to 7, characterized in that the Frequency of the detected reflection signal by the width of the reflection plate or the marking strips applied to them, for control the angular velocity of the laser beam is used. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem Entfernungsmeßsystem zum vom Laser angestrahlten Objekt, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils gemes­ sene Objektabstand zur Steuerung der Laserwinkelgeschwindigkeit verwendet wird.9. Device according to one of claims 1 to 8 and a distance measuring system to the object illuminated by the laser, characterized in that the measured in each case sene object distance is used to control the laser angular velocity. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einer Umlenkeinheit zur Strah­ lablenkung des Lasers, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinheit mittels einer magnetischen Kupplung am Gerät gehalten wird.10. Device according to one of claims 1 to 9 and a deflection unit for the beam Deflection of the laser, characterized in that the deflection unit by means of a magnetic coupling is held on the device. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und einem Lagesensor, der von der Auswerte- und Steuereinheit abgefragt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichung der Rotationsachse von der gewählten Soll-Lage, die Antriebseinheit angehalten und/oder der Laser abweichend vom Normalbetrieb moduliert, bzpw. auch abgeschaltet, wird.11. The device according to one of claims 1 to 10 and a position sensor of the evaluation and control unit is queried, characterized in that at Deviation of the axis of rotation from the selected target position, the drive unit stopped and / or the laser modulated differently from normal operation, resp. also is switched off.
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Cited By (4)

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