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DE19844506C1 - Laseranordnung und diese umfassende Vorrichtung zur Entfernungsmessung - Google Patents

Laseranordnung und diese umfassende Vorrichtung zur Entfernungsmessung

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DE19844506C1
DE19844506C1 DE1998144506 DE19844506A DE19844506C1 DE 19844506 C1 DE19844506 C1 DE 19844506C1 DE 1998144506 DE1998144506 DE 1998144506 DE 19844506 A DE19844506 A DE 19844506A DE 19844506 C1 DE19844506 C1 DE 19844506C1
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light
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Joerg Woerner
Joerg Droemer
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Leuze Electronic GmbH and Co KG
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Leuze Electronic GmbH and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laseranordnung mit einer Laserdiode (3) und einer daran zur Einkopplung eines Hauptlichtstrahls (11) angeschlossenen Lichtleitfaser (4). Die Lichtleitfaser (4) weist zwei Teilstücke mit jeweils einem freien Ende auf, wobei die freien Enden an einer Schnittstelle (13) angeordnet und durch Ummantelung mit einem Streupartikel enthaltenden Klebstoff (13a) verbunden sind. Durch Streuung an den Streupartikeln wird ein Teil des Hauptlichtstrahls (11) als Referenzlichtstrahl (12) an der Schnittstelle (13) von der Lichtleitfaser (4) ausgekoppelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laseranordnung gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 7.
Eine derartige Laseranordnung sowie eine derartige Vorrichtung zur Entfer­ nungsmessung sind aus der DE 196 14 526 A1 bekannt.
Die dort beschriebene Laseranordnung weist eine Laserdiode auf, die von Ma­ terial mit hoher Reflektivität umgeben ist. Dieses Material weist eine Haupt­ öffnung zur Auskopplung eines Hauptlichtstrahls und eine Referenzöffnung zur Auskopplung eines Referenzlichtstrahls auf. An die Hauptöffnung und die Re­ ferenzöffnung ist jeweils eine Lichtleitfaser anschließbar. Dadurch werden der Hauptlichtstrahl und der Referenzlichtstrahl über separate Lichtleitfasern aus­ gekoppelt. Mit dieser Laseranordnung kann somit die Verwendung von auf­ wendigen Y-Kopplern vermieden werden.
Aus der DE 197 04 340 A1 ist ein Entfernungsmesser bekannt, der insbesonde­ re als einstrahliger Pulslaser-Entfernungsmesser ausgebildet ist. Der Entfer­ nungsmesser weist einen Lichtempfänger, einen im Sende- oder Empfangs­ zweig gelegenen optischen Abschwächer und eine Zeitmesseinheit zur Ermitt­ lung der Lichtlaufzeit zwischen Aussendung und Empfang eines Lichtsignals auf.
Der Lichtsender ist als einheitlicher und kompakter Baustein ausgebildet, in welchen eine Laserdiode, Anschlusselemente für die Laserdiode, eine Vor­ richtung zur Referenzimpulsauskopplung sowie ein Fasersteckanschluss zur Einkopplung des ausgesandten Lichts in eine Glasfaser integriert sind.
Der Lichtempfänger ist ebenfalls als einheitlicher und kompakter Baustein aus­ gebildet, in welchen eine Photodiode, Anschlusselemente für die Photodiode, eine Vorrichtung zur Referenzimpulseinkopplung sowie ein Fasersteckan­ schluss zur über eine Glasfaser erfolgenden Einkopplung von Empfangslicht integriert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laseranordnung und eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art möglichst einfach und kostengünstig aus­ zubilden, wobei gleichzeitig ein hoher Wirkungsgrad angestrebt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 vorgese­ hen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Laseranordnung umfasst eine Laserdiode, an welche eine Lichtleitfaser angeschlossen ist. Das von der Laserdiode emittierte Laser­ licht wird in die Lichtleitfaser eingekoppelt. Dieses die Hauptlichtstrahlen bil­ dende Laserlicht wird am freien Ende der Lichtleitfaser ausgekoppelt und zur Entfernungsmessung eingesetzt. Die Entfernungsmessung erfolgt gemäß der Impuls- Laufzeitmethode oder gemäß dem Phasenmeßprinzip. Hierfür wird neben den Hauptlichtstrahlen zusätzlich ein Referenzlichtstrahl benötigt.
Die Lichtleitfaser weist zwei Teilstücke auf, welche sich zu einer gemeinsamen Lichtleitfaser ergänzen. Die Lichtleitfaser ist dabei zweckmäßigerweise an ei­ ner vorgegebenen Schnittstelle aufgetrennt. Die freien Enden der Lichtleitfaser sind an der Schnittstelle gegenüberliegend angeordnet und durch Ummantelung mit einem Klebstoff miteinander verbunden. Damit sind die freien Enden rela­ tiv zueinander so fixiert, daß der größte Anteil der Lichtmenge in der Lichtleit­ faser über die Schnittstelle hinweggeführt ist.
Der Klebstoff enthält Streupartikel in vorgegebener Konzentration. Durch Streuung an den Streupartikeln wird ein vorzugsweise sehr kleiner Teil des Hauptlichtstrahls als Referenzlichtstrahl an der Schnittstelle von der Lichtleit­ faser ausgekoppelt.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß zur Erzeugung des Hauptlichtstrahls und des Referenzlichtstrahls nur eine Lichtleitfaser benö­ tigt wird. Der Aufbau der Sensoranordnung ist dementsprechend einfach und kostengünstig herstellbar. Durch die Vorgabe der Konzentration der Streuparti­ kel kann zudem auf einfache Weise der Anteil der von der Lichtleitfaser ausge­ koppelten Lichtmenge vorgegeben werden. Insbesondere kann auf diese Weise auch ein sehr kleiner Anteil vom Hauptlichtstrahl als Referenzlicht ausgekop­ pelt werden. Dabei sind die an der Lichtleitfaser ausgekoppelten Referenz­ lichtstrahlen zur Durchführung der Referenzmessung direkt auf den Empfänger geführt.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zei­ gen:
Fig. 1: Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entfer­ nungsmessung.
Fig. 2: Schematische Darstellung einer Lichtleitfaser mit einer Schnittstelle zur Auskopplung eines Referenzlichtstrahls
Fig. 3a: Anordnung zur Auskopplung der Referenzlichtstrahlen aus einer Lichtleitfaser.
Fig. 3b: Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 3a längs der Linie A.
Fig. 3c: Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 3a längs der Linie B.
Fig. 3d: Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 3a längs der Linie C.
Fig. 4: Empfängeranordnung der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zur Entfer­ nungsmessung. Die Vorrichtung 1 ist in einem nicht dargestellten Gehäuse in­ tegriert und weist eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit auf, welche an eine Steuereinheit 2 angeschlossen sind. Die Steuereinheit 2 ist von einem Si­ gnalprozessor gebildet. Die Sendeeinheit umfaßt im wesentlichen eine Laserdi­ ode 3 und eine an diese angeschlossene Lichtleitfaser 4. An die Lichtaustritts­ fläche der Lichtleitfaser 4 schließt eine von einer Linse gebildete Sendeoptik 5 an.
Die Empfangseinheit weist einen Empfänger 6 auf, der vorzugsweise von einer PIN-Photodiode gebildet ist. Dem Empfänger 6 ist eine von einer Linse gebil­ dete Empfangsoptik 7 vorgeordnet. Die am Ausgang des Empfängers 6 anste­ henden Empfangssignale werden über ein Speicherelement 8, welches vor­ zugsweise von einem FIFO-Speicher gebildet ist, in die Steuereinheit 2 einge­ lesen.
Zwischen der Empfangsoptik 7 und dem Empfänger 6 ist eine rotierende Dämpfungsscheibe 9 angeordnet. Die Dämpfungsscheibe 9 wird über einen Motor 10 angetrieben, welcher von der Steuereinheit 2 angesteuert wird. Die Dämpfungsscheibe 9 weist vier 90°-Segmente auf, welche jeweils das durchtre­ tende Laserlicht unterschiedlich stark dämpfen. Vorzugsweise betragen die Transmissionskoeffizienten der vier Segmente 0,1%, 1%, 10% und 100% der auftreffenden Lichtmenge.
Zur Durchführung der Entfernungsmessung wird das in der Lichtleitfaser 4 geführte Laserlicht, welches die Hauptlichtstrahlen 11 bildet, durch die Sen­ deoptik 5 fokussiert und wird aus dem Gehäuse in einen Überwachungsbereich zum Erfassen von Objekten geführt. Die am Objekt reflektierten Hauptlicht­ strahlen 11 treffen auf die Empfangsoptik 7 und werden dort zum Empfänger 6 reflektiert. Die Regelung der dort auftreffenden Lichtmenge erfolgt durch die Steuereinheit 2, welche die Dämpfungsscheibe 9 in eine vorgegebenen Position bringt. Die Dämpfungsscheibe 9 wird dabei so positioniert, daß diese auf das geeignete 90°-Segment auftrifft. Zwischenabstufungen können dadurch erzielt werden, daß das Laserlicht auf die Grenzlinie zwischen zwei 90°-Segmenten gerichtet ist. Eine noch feinere Abstufung kann dadurch erzielt werden, wenn die Dämpfungsscheibe 9 nicht in vier diskrete 90° Segmente unterschiedlicher Transmission aufgeteilt ist, sondern eine kontinuierliche Variation des Trans­ missionskoeffizienten aufweist.
Prinzipiell kann die Entfernungsmessung nach dem Phasenmeßprinzip erfol­ gen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erfolgt die Entfernungsmessung nach dem Impuls-Laufzeitverfahren. In diesem Fall emittiert die Laserdiode 3 Hauptlichtstrahlen 11 in Form einer Folge von Meßlichtimpulsen. Die Pulslän­ gen der Lichtimpulse betragen vorzugsweise 1 bis 25 nsec Das Puls-Pausenver­ hältnis liegt vorzugsweise bei Werten oberhalb von 1 : 1000, bevorzugt bei 1 : 2000.
Zur Durchführung der Entfernungsmessung werden neben den Hauptlichtstrah­ len 11 zusätzlich Referenzlichtstrahlen 12 benötigt.
In Fig. 2 ist schematisch die erfindungsgemäße Auskopplung des Referenz­ lichtstrahls 12 aus der den Hauptlichtstrahl 11 führenden Lichtleitfaser 4 dar­ gestellt. Die Auskopplung des Referenzlichtstrahls 12 erfolgt an einer Schnitt­ stelle 13, an der die freien Enden zweier Teilstücke der Lichtleitfaser 4 anein­ andergrenzen. Hierzu wird die Lichtleitfaser 4 zweckmäßigerweise quer zu ihrer Längsachse aufgetrennt. Vorzugsweise wird die Lichtleitfaser 4 zuerst angeritzt und dann aufgebrochen. Auf diese Weise entstehen ebene Schnittflä­ chen, die in geringem Abstand, der vorzugsweise kleiner als 1 mm ist, gegen­ überliegend angeordnet sind.
Zur Verbindung der Teilstücke der Lichtleitfaser 4 ist an der Schnittstelle 13 auf die freien Enden der Lichtleitfaser 4 ein Klebstoff 13a, vorzugsweise ein transparenter UV-Klebstoff aufgebracht.
Um eine möglichst genaue Ausrichtung der Schnittflächen der Lichtleitfaser 4 zu gewährleisten, ist an den freien Enden der Lichtleitfaser 4 deren äußerer Mantel 4a, welcher die Lichtleitfaser 4 gegen mechanische Beschädigungen schützt, entfernt. Dagegen bleibt der innere Mantel 4b der Lichtleitfaser 4 un­ behelligt, welcher eine Führung des Hauptlichtstrahls 11 in Längsrichtung der Lichtleitfaser 4 gewährleistet. Vorzugsweise wird der Mantel 4a der Lichtleit­ faser 4 mechanisch entfernt. Der Mantel 4a kann nur unmittelbar an den freien Enden der Teilstücke der Lichtleitfaser 4 entfernt sein. Bei dem im Fig. 2 dar­ gestellten Ausführungsbeispiel ist der Mantel 4a in einem größerem, etwa 1 cm umfassenden Bereich entfernt. Zweckmäßigerweise kann der Klebstoff 13a auf den gesamten Abschnitt der Lichtleitfaser 4 angebracht werden, an welchem der äußere Mantel 4a entfernt wurde, da auch der Klebstoff 13a vor Ver­ schmutzungen und mechanischen Beschädigungen schützt.
Dem Klebstoff 13a sind in vorgegebener Konzentration Streupartikel beige­ mischt. Vorzugsweise wird hierfür Al2O3-Polierpulver verwendet. Ohne diese Streupartikel würde der Hauptlichtstrahl 11 ohne nennenswerte Verluste die Schnittstelle 13 passieren. Durch die Streupartikel erfolgt jedoch eine Streuung eines Teils des Hauptlichtstrahls 11, so daß dieser Teil als Referenzlichtstrahl 12 an der Schnittstelle 13 aus der Lichtleitfaser 4 ausgekoppelt wird. Die Kon­ zentration der Streupartikel im Klebstoff 13a ist vorzugsweise so bemessen, dass etwa 1% der Lichtmenge an der Schnittstelle 13 aus der Lichtleitfaser 4 ausgekoppelt wird.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die freien Enden der Teilstücke der Lichtleitfaser 4 in einem vorgegebenen Abstand zueinander an­ geordnet. Entsprechend erfolgt die Abstrahlung der Referenzlichtstrahlen 12 in einem Winkelbereich Ω. Je kleiner der Abstand gewählt wird, desto kleiner wird auch der Winkelbereich Ω.
Um eine Bündelung der Referenzlichtstrahlen 12 in eine vorgegebene Richtung zu erhalten ist wie in Fig. 2 dargestellt seitlich an der Schnittstelle 13 ein Hohlspiegel 13b vorgesehen.
Der Abschnitt der Lichtleitfaser 4 von der Laserdiode 3 bis zur Schnittstelle 13 dient zur Modenmischung des Laserlichts. Die Länge dieses Abschnitts beträgt vorzugsweise 0,1 m bis 3 m.
Der Abschnitt der Lichtleitfaser 4 von der Schnittstelle 13 bis zur Lichtaus­ trittsfläche bildet eine Verzögerungsstrecke. Die Verzögerungsstrecke weist vorzugsweise eine Länge von 5 m bis 30 m auf. Da nur die Messlichtimpulse nicht aber die Referenzlichtimpulse die Verzögerungsstrecke durchlaufen, trifft jeder Messlichtimpuls gegenüber dem korrespondierenden Referenzlichtimpuls verzögert auf den Empfänger 6. Die Länge der Verzögerungsstrecke ist dabei so gewählt, dass auf den Empfänger 6 zunächst ein Referenzlichtimpuls auf­ trifft, gefolgt von dem korrespondierenden, von einem Objekt zurückreflek­ tierten Messlichtimpuls. Danach trifft das nächste Paar eines Referenzlichtim­ pulses und eines Messlichtimpulses auf den Empfänger 6. Dadurch können die Referenzlicht- und Messlichtimpulse nacheinander registriert und ausgewertet werden.
Die Fig. 3a-3d zeigen eine Anordnung zur Auskopplung der Referenz­ lichtstrahlen 12 aus der Lichtleitfaser 4.
Die Anordnung weist eine von einem massiven quaderförmigen Aluminium­ klotz gebildete Aufnahme 14 auf. In der ebenen Frontseite der Aufnahme 14 verläuft eine Nut 15, in welche die Lichtleitfaser 4 eingelegt ist. Dabei liegt die Lichtleitfaser 4 vorzugsweise formschlüssig an den Wänden der Nut 15 an.
Die Nut 15 verläuft längs einer Geraden und durchsetzt die Frontseite der Auf­ nahme 14 in Längsrichtung. Wie aus den Fig. 3a und 3c ersichtlich ist, weist die Nut 15 in dem Bereich, in welchem die Abschnitte der Lichtleitfaser 4 mit entferntem äußeren Mantel 4a gelagert sind, einen V-förmigen, kleinen Querschnitt auf. Demgegenüber weist die Nut 15 im Außenbereich der Auf­ nahme 14, in welchem die Abschnitte der Lichtleitfaser 4 mit dem äußeren Mantel 4a gelagert sind, einen U-förmigen, größeren Querschnitt auf.
Die Lichtleitfaser 4 liegt so in der Nut 15, daß die Schnittstelle 13 im Zentrum der Nut 15 liegt. In diesem Bereich weist die Nut 15 eine Querschnittsverbrei­ terung in Form einer konkaven Einwölbung in der Aufnahme 14 auf. Die spie­ gelnde Oberfläche dieser Einwölbung bildet den Hohlspiegel 13b.
Zur Montage der Lichtleitfaser 4 werden zuerst die Teilstücke der Lichtleitfaser 4 in die Nut 15 eingelegt, so daß deren freie Enden an der Schnittstelle 13 ge­ genüberliegend angeordnet sind. Dann werden die freien Enden mit Klebstoff 13a an der Schnittstelle 13 fixiert. Schließlich wird der restliche Teil der Lichtleitfaser 4, deren äußerer Mantel 4a entfernt ist, in den V-förmig ausgebil­ deten Abschnitt der Nut 15 eingelegt und dort mit Klebstoff 13a fixiert. Dieser Montagezustand ist in Fig. 3a dargestellt. Anschließend werden die mit dem äußeren Mantel 4a ummantelten Abschnitte der Lichtleitfaser 4 in die U- förmigen Außenbereiche der Nut 15 eingelegt.
Die an der Schnittstelle 13 der Lichtleitfaser 4 austretenden Referenzlichtstrah­ len 12 sind über ein Zwischenstück zum Empfänger 6 geführt.
Das Zwischenstück ist Bestandteil eines Tubus 16, der als massives Alumini­ umteil ausgebildet ist. Dieser Tubus 16 ist in Fig. 4 dargestellt.
Eine kreiszylindrische Bohrung 17 durchsetzt den Tubus 16 in Längsrichtung. Die Außenkontur des Tubus 16 ist quaderförmig ausgebildet. Der Empfänger 6 ist am oberen Rand der kreiszylindrischen Bohrung 17 angeordnet. Dabei ist der Empfänger 6 in einer aus einem Kunststoffteil bestehenden Halterung 18 gelagert, welches an den Innenwänden der kreiszylindrischen Bohrung 17 be­ festigt ist. Der Empfänger 6 ist nach oben durch ein Abschirmblech 19 abge­ schirmt.
Die vom Objekt zurückreflektierten Hauptlichtstrahlen 11 durchsetzen die kreiszylindrische Bohrung 17 in axialer Richtung und treffen auf den Empfän­ ger 6. Im Inneren der kreiszylindrischen Bohrung 17 ist eine kreisförmige Lochblende 20 vorgesehen.
Die Aufnahme 14 mit der Lichtleitfaser 4 ist am unteren Ende des das Zwi­ schenstück bildenden Teils des Tubus 16 befestigt. Hierzu weist das Zwi­ schenstück eine ebene Frontfläche auf, welche dieselben Abmessungen auf­ weist wie die Frontfläche der Aufnahme 14. Die Befestigung erfolgt mittels nicht dargestellter Zapfen, die von der Frontfläche der Aufnahme 14 hervorste­ hen und in ebenfalls nicht dargestellte Bohrungen in der Frontfläche des Zwi­ schenstücks formschlüssig greifen.
Die an der Schnittstelle 13 der Lichtleitfaser 4 austretenden Referenzlichtstrah­ len 12 sind in einer einen Lichtkanal bildenden Bohrung 21 im Zwischenstück geführt. Die Längsachse des Lichtkanals liegt in der Strahlachse der Referenz­ lichtstrahlen 12. Die untere Ausmündung des Lichtkanals an der Frontseite des Zwischenstückes liegt unmittelbar an der Schnittstelle 13 der Lichtleitfaser 4 an. Dadurch gelangt nahezu die gesamte ausgekoppelte Lichtmenge über das Zwischenstück zum Empfänger 6. Im Inneren des Lichtkanals werden die Refe­ renzlichtstrahlen 12 mehrfach reflektiert und gelangen zur oberen Ausmündung des Lichtkanals. Die obere Ausmündung des Lichtkanals befindet sich an einer Seitenfläche des Zwischenstückes, welcher Teil der Innenwand des Tubus 16 ist. Die Längsachse des Lichtkanals ist so ausgerichtet, daß die austretenden Referenzlichtstrahlen 12 direkt auf den Empfänger 6 treffen.
Vorteilhafterweise kann am Lichtkanal eine von der Außenseite der Vorrich­ tung 1 betätigbare, nicht dargestellte Stellschraube angeordnet sein. Durch Be­ tätigen der Stellschraube wird deren vorderes Ende in den Lichtkanal einge­ führt. Je nachdem, wie weit die Stellschraube in den Lichtkanal ragt, wird ein Teil der Referenzlichtstrahlen 12 daran reflektiert und gelangt nicht mehr zum Empfänger 6. Somit ist mit der Stellschraube ein Feinabgleich der auf den Empfänger 6 auftreffenden Lichtmenge der Referenzlichtstrahlen 12 möglich.

Claims (27)

1. Laseranordnung mit einer Laserdiode und einer daran zur Einkopplung eines Hauptlichtstrahls angeschlossenen Lichtleitfaser, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Lichtleitfaser (4) zwei Teilstücke mit jeweils einem freien Ende aufweist, wobei die freien Enden an einer Schnittstelle (13) gegenüberliegend angeordnet und durch Ummantelung mit einem Streu­ partikel enthaltenden Klebstoff (13a) miteinander verbunden sind, und dass durch Streuung an den Streupartikeln ein Teil des Hauptlichtstrahls (11) als Referenzlichtstrahl (12) an der Schnittstelle (13) von der Licht­ leitfaser (4) ausgekoppelt wird.
2. Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstücke durch Auftrennen der Lichtleitfaser (4) quer zu deren Längs­ achse hergestellt sind.
3. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der äußere, gegen mechanische Beschädigungen schützen­ de Mantel (4a) der Lichtleitfaser (4) im Bereich der Schnittstelle (13) ent­ fernt ist.
4. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeich­ net, dass der Klebstoff (13a) als transparenter UV-Klebstoff ausgebildet ist.
5. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeich­ net, dass die Streupartikel von Al2O3-Polierpulver gebildet sind.
6. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeich­ net, dass an der Schnittstelle (13) ein Hohlspiegel (13b) zur Bündelung des Referenzlichtstrahls (12) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung zur Entfernungsmessung mit einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit eine Laseranordnung gemäß einem der Ansprüche 1-6 aufweist, wobei die Entfernungsmessung mittels der in der Lichtleitfaser (4) geführten Hauptlichtstrahlen (11) erfolgt, und wobei die von einem Objekt reflek­ tierten Hauptlichtstrahlen (11) und die Referenzlichtstrahlen (12) einem gemeinsamen Empfänger (6), der Bestandteil der Empfangseinheit ist, zugeführt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfer­ nungsmessung mittels des Impuls-Laufzeitverfahrens erfolgt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt­ lichtstrahlen (11) von einer Folge von Messlichtimpulsen und die Refe­ renzlichtstrahlen (12) von einer Folge von Referenzlichtimpulsen gebil­ det sind, die jeweils zeitlich versetzt dem Empfänger (6) zugeführt wer­ den.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ab­ schnitt der Lichtleitfaser (4) von der Schnittstelle (13) bis zur Lichtaus­ trittsfläche eine Verzögerungsstrecke für die Messlichtimpulse bildet, wobei deren zeitlicher Versatz zu den Referenzlichtimpulsen durch die Länge der Verzögerungsstrecke vorgebbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Verzögerungsstrecke 5 bis 30 m beträgt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Abschnitt der Lichtleitfaser (4) von der Laserdiode (3) bis zur Schnittstelle (13) zur Modenmischung dient, wobei die Länge die­ ses Abschnitts 0,1 m bis 3 m beträgt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Lichtleitfaser (4) im Bereich der Schnittstelle (13) in einer Nut (15), die in der ebenen Frontseite einer Aufnahme (14) vorgesehen ist, verläuft.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht­ leitfaser (4) formschlüssig in der Nut (15) anliegt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Nut (15) am Ort der Schnittstelle (13) in Form einer konkaven Einwölbung, deren Oberfläche den Hohlspiegel (13b) bildet, verbreitert ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) von einem massiven Aluminiumklotz gebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Schnittstelle (13) der Lichtleitfaser (4) austretenden Refe­ renzlichtstrahlen (12) über ein Zwischenstück zum Empfänger (6) geführt sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwi­ schenstück eine ebene Frontseite aufweist, welche auf der Frontseite der Aufnahme (14) aufsitzt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Referenzlichtstrahlen (12) in einem Lichtkanal im Zwi­ schenstück geführt sind, welcher an dessen Frontseite ausmündet, wobei die Ausmündung der Schnittstelle (13) der Lichtleitfaser (4) gegenüber­ liegt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Quer­ schnitt des Lichtkanals mittels einer Stellschraube lokal veränderbar ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Längsachse des Lichtkanals in Richtung der Strahlach­ se der Referenzlichtstrahlen (12) verläuft und an einer Seitenfläche des Zwischenstücks ausmündet.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Emp­ fänger (6) der Ausmündung des Lichtkanals an der Seitenfläche des Zwi­ schenstücks in Abstand gegenübersteht.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-22, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück von einem massiven Aluminiumteil gebildet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-23, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) auf das Zwischenstück aufsteckbar ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-24, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) und das Zwischenstück Bestandteil eines Tubus (16) sind, welcher eine kreiszylindrische Bohrung (17) aufweist, an deren einer Austrittsöffnung der Empfänger (6) angeordnet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Objekt zurückreflektierten Hauptlichtstrahlen (11) durch die kreis­ zylindrische Bohrung (17) des Tubus (16) auf den Empfänger (6) geführt sind.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21-26, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche des Zwischenstücks, an welcher der Lichtkanal für die Referenzlichtstrahlen (12) ausmündet, die Innenwand des Tubus (16) bildet.
DE1998144506 1998-09-29 1998-09-29 Laseranordnung und diese umfassende Vorrichtung zur Entfernungsmessung Expired - Fee Related DE19844506C1 (de)

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