DE19859968A1

DE19859968A1 - Optoelektronische Meßvorrichtung

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Publication number: DE19859968A1
Application number: DE1998159968
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-06
Also published as: WO2000039524A3; WO2000039524A2; AU2433900A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Messvorrichtung, die u. a. zur Bestimmung von Winkeln geeignet ist, umfassend mindestens eine Lichtquelle (7), einen ersten Schenkel (1), der eine Messeinrichtung (5/12) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (6) aufweist und mindestens einen zweiten Schenkel (2), der einen lichtempfindlichen Sensor (10) aufweist, wobei der mindestens eine erste Schenkel (1) und der mindestens eine zweite Schenkel (2), vorzugsweise über eine Verbindungseinrichtung (3/18) miteinander verbunden, frei gegeneinander drehbar sind und die Lichtquelle (7), die Messeinrichtung (5/12) mit der Durchgangsöffnung (6) und der lichtempfindliche Sensor (10) so angeordnet sind, dass Licht ausgehend von der Lichtquelle (7) durch die Durchgangsöffnung (6) der Messeinrichtung (5/12) auf den lichtempfindlichen Sensor (10) fällt, sowie ein Verfahren zur Bestimmung von Winkel und Relativlagen unter Verwendung dieser Vorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronisches Messvorrichtung, die u. a. zur Bestimmung von Winkeln geeignet ist, ein Verfahren zur Bestimmung der Relativlage von Objekten oder zur Bestimmung von Winkeln verglichen mit einer vorbestimmten Nullage, sowie einen elektronischen Winkelschenkelmesser, ein Vermessungsgerät, einen Kompass, ein Zeichnungsgerät oder eine Zuschneidemaschine, jeweils umfassend eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung.

Messgeräte zum Bestimmen von Winkeln zwischen zwei Ebenen sind bekannt. Dabei werden im allgemeinen mechanisch, elektronisch und mit Lichtschranken die Wege gemessen und in Winkel umgerechnet. Diese Messgeräte sind im allgemeinen mechanisch empfindlich, teilweise ungenau und sehr teuer. Die Herstellung der Geräte verlangt höchste Präzision bei der Fertigung der einzelnen Teile. Die Justierung oder Kalibrierung der Geräte ist schwierig und zeitaufwendig. Viele dieser bekannten Messgeräte erlauben nur eine Winkelmessung in einem beschränktem Winkelbereich von 0° bis 180°. Eine 360° Messung ist mit diesen Geräten nicht möglich.

Ein Winkelmessgerät, das die Bestimmung von Winkeln bis 360° erlaubt, wird in der EP-B 0 626 061 beschrieben. Dieses Messgerät weist eine zumindest transparente Messkammer auf, in der sich zwei nicht mischbare Medien mit unterschiedlicher Dichte befinden, von denen mindestens eines der Medien zumindest teilweise transparent und das andere Medium fluid sein muß. Die Bestimmung der Relativlage erfolgt aufgrund der Bestimmung der Position des zumindest teilweise transparenten Mediums in der Messkammer mittels einer Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Sensor, auf welchen das von der Lichtquelle durch das wenigstens teilweise transparente Medium transmittierte Licht projiziert und die Projektion auf dem lichtempfindlichen Sensor zur Bestimmung der Relativlage des Objekts verwendet wird.

Aufgrund der Verwendung fluider Medien erlaubt dieses Messgerät, das bereits eine Verbesserung der bis dahin verfügbaren Messgeräte der hier in Rede stehenden Art, die in dieser Druckschrift bei der Diskussion des Standes der Technik ausführlich gewürdigt werden, darstellt, lediglich die Bestimmung sich vertikal verändernde Lagen von Objekten bzw. Winkeln.

Somit lag eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Meßvorrichtung, die es ermöglichen sollte, in einfacher Weise und kostengünstig Winkel, wie z. B. Raumwinkel oder Winkel zwischen zwei Ebenen, auch Scheitelwinkel genannt, zu bestimmen, und zwar sowohl horizontale als auch vertikale Winkel. Diese und weitere Aufgaben werden durch die erfindungsgemässe Messvorrichtung gelöst.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Optoelektronische Messvorrichtung, die u. a. geeignet ist zur Bestimmung von Winkeln, umfassend mindestens eine Lichtquelle (7), einen ersten Schenkel (1), der eine Meßeinrichtung (5/12) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (6) aufweist und mindestens einen zweiten Schenkel (2), der einen lichtempfindlichen Sensor (10) aufweist, wobei der mindestens eine erste Schenkel (1) und der mindestens eine zweite Schenkel (2), vorzugsweise über eine Verbindungseinrichtung (3/18) miteinander verbunden, frei gegeneinander drehbar sind und die Lichtquelle (7), die Meßeinrichtung (5/12) mit der Durchgangsöffnung (6) und der lichtempfindliche Sensor (10) so angeordnet sind, daß Licht ausgehend von der Lichtquelle (7) durch die Durchgangsöffnung (6) der Messeinrichtung (5/12) auf den lichtempfindlichen Sensor (10) fällt.

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Vorgeschlagen wird eine Messvorrichtung, das im wesentlichen nach dem bekannten Prinzip der Schenkelwinkelmesser zur Bestimmung eines Scheitelwinkels zwischen zwei Ebenen arbeitet. Dabei wird zunächst eine Nullage definiert, z. B. über die Position der Projektion des durch die Durchgangsöffnung (6) der Meßzelle (12) durchtretenden Lichts (8) auf dem lichtempfindlichen Sensor (10) wenn beide Schenkel (1 und 2) parallel übereinander liegen. Beim Verdrehen des einen Schenkels gegenüber dem zweiten Schenkel ändert sich die Position des Durchgangslochs und damit der Projektion des auf den lichtempfindlichen Sensor auftreffenden Lichts zur definierten Grundposition. Aus der Differenz beider Projektionen läßt sich z. B. ein Scheitelwinkel ermitteln oder aber eine Veränderung einer vorher bestimmten Position bzw. Lage eines Gegenstands bestimmen.

Z. B. kann der eine Schenkel (1 oder 2) an eine erste Ebene angelegt werden, während der zweite Schenkel (2 oder 1) bis zum Anschlag an eine zweite Meßebene bzw. bis zu einem bestimmten, gewünschten Winkel ausgelenkt wird. Bei einer derartigen relativen Verschiebung der beiden Schenkel gegeneinander verglichen mit einer vorbestimmten Nullage, verändert sich die Projektion der Lichtstrahlen (8) der Lichtquelle (7), die durch die Durchgangsöffnung (6) der Meßeinrichtung (12) auf den lichtempfindlichen Sensors (10) fallen. Einer derartigen Veränderung der Projektion läßt sich ein bestimmter Winkel zuordnen bzw. es läßt sich der durch die beiden Schenkel (1 und 2) eingenommene Winkel bestimmen. Selbstverständlich gelten die obigen Ausführungen auch für Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung, die mehr als einen ersten bzw. mehr als einen zweiten Schenkel aufweisen.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Messvorrichtung umfasst mindestens eine Messeinrichtung (5/12) mit einer Durchgangsöffnung (6). Diese Messeinrichtung kann als Scheibe, Zeiger oder Körper, wie z. B. in Form einer Kugel oder eines Zylinders ausgebildet sein. Dabei sollte vorzugsweise nur Licht durch die Durchgangsöffnung (6) der Messeinrichtung gelangen, um eine möglich exakte Winkelmessung zu erreichen. Die Lichtquelle sollte dabei vorzugsweise so abgeschirmt werden, daß nur Licht durch die mindestens eine Durchtrittsöffnung der Messeinrichtung transmittiert wird. Dies kann beispielsweise durch eine Nut oder eine andere Einrichtung zur Abschirmung des auch außerhalb der Durchgangsöffnung auf die Messeinrichtung auftreffenden Lichts erfolgen. Da die Winkelmessung jedoch durch elektronische Auswertung des Schwerpunkts der Projektion auf den lichtempfindlichen Sensor erfolgt, kann die Form der Durchgangsöffnung frei gewählt werden und kann auch mit breiter Fertigungstoleranz gefertigt werden.

Der mindestens eine erste Schenkel umfaßt die Messeinrichtung (5/12) mit Durchgangsöffnung (6). Auf der gegenüberliegenden Seite der Messeinrichtung, also der Beleuchtungsseite, ist auf dem mindestens einen zweiten Schenkel ein optischer Mess-Sensor bzw. ein lichtempfindlicher flächiger Sensor angeordnet, auf welchen das von der Lichtquelle durch die Durchgangsöffnung der Messeinrichtung transmittierte Licht projiziert wird. Die Lichtquelle (7) kann sich sowohl auf dem mindestens einen ersten als auch auf dem mindestens einen zweiten Schenkel befinden. Sie muß jedoch derart angeordnet sein, daß die Messeinrichtig von einer Seite (Leuchtseite) derart beleuchtet wird, daß Lichtstrahlen durch die mindestens eine Durchgangsöffnung fallen können und eine Projektion dieser Lichtstrahlen auf den lichtempfindlichen Sensor auftrifft. Die Lichtquelle bzw. die Art des zur Bestimmung verwendeten Lichts kann dabei frei gewählt werden, wobei typischerweise sichtbares Licht, UV- oder IR-Strahlung verwendet werden. Ferner kann polarisiertes Licht verwendet werden.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß die Projektion des Lichtes auf den lichtempfindlichen Sensor in verschiedenen Ausführungsvarianten möglich ist. Die Lichtquelle kann auf der Leuchtseite auf dem ersten Schenkel unabhängig von der Messeinrichtung fixiert werden oder kann auch direkt mit der beweglichen Messeinrichtung verbunden werden. Vorzugsweise kann die Messeinrichtung in verschiedenen Formen ausgebildet sein, wie als Zeiger, Scheibe, Zylinder, Kugel, wobei der lichtempfindliche Sensor vorzugsweise die gleiche oder ähnliche Form aufweist. Je nach Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung können mittels der erfindungsgemäßen Messvorrichtung Winkel, Raumwinkel und ganz allgemein alle möglichen Positionsänderungen bestimmt werden.

Als lichtempfindlicher Sensor, der gerade oder gekrümmt sein kann, handelt es sich vorzugsweise um einen PSD-Detektor (position sensitiv device) oder um einen CCD-Detektor (charged coupled device). Allerdings eignen sich auch andere optische bzw lichtempfindliche Sensoren.

Die erfindungsgemässe Lösung sieht vor, daß der mindestens eine erste Schenkel (1) und der mindestens eine zweite Schenkel (2), vorzugsweise über ein Verbindungselement (3/18) verbunden, gegeneinander frei drehbar sind. Das Verbindungselement kann dabei eine Achse oder ein anderes Verbindungselement, wie z. B. ein punkt- oder kugelförmiges Verbindungselement sein. Ferner ist es möglich, daß Schenkel 1 und 2 nicht miteinander verbunden sind, aber dennoch frei gegeneinander drehbar sind, d. h. z. B. einen Aufbau wie er aus dem Schiffskompass bekannt ist, besitzen. Dabei sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, daß der lichtempfindliche Sensor (10) und die Messeinrichtung (5/12) hintereinander in einer horizontalen Achse angeordnet sind. Weiter bevorzugt befindet sich die Lichtquelle (7) auch auf der Verlängerung dieser Achse. Die Lichtquelle kann auch in der Achse über oder an der Durchgangsöffnung befestigt sein. Ferner ist es möglich, mehrere Lichtquellen zur bessere Ausleuchtung zu montieren. Vorzugsweise weisen Messeinrichtung und der lichtempfindliche Sensor die gleiche äußere Form auf. Die Projektion der durch die Messeinrichtung fallenden Lichtstrahlen wird dann ganz oder teilweise auf den lichtempfindlichen Sensor abgebildet.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Bestimmung der Relativlage eines Objektes und/oder eines Winkels in Bezug auf eine vorab bestimmte Nullage mittels einer wie oben definierten Messvorrichtung, das umfasst:

- Festlegung der Nullage des Objekts durch Projektion von Licht, das ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle (7) durch die Durchgangsöffnung (6) der Messeinrichtung (5/12) transmittiert, auf den lichtempfindlichen Sensor (10) (Position A);
- Veränderung der Lage des Objekts und Projektion von Licht, das ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle (7) durch die Durchgangsöffnung (6) der Messeinrichtung (5/12) transmittiert, auf den lichtempfindlichen Sensor (10) (Position B), und
- Bestimmung der Relativlage des Objekts und/oder des Winkels durch Vergleich der Positionen der Projektionen A und B auf dem lichtempfindlichen Sensor (10).

Durch die Verschiebung der Lage des Schwerpunktes des transmittierten Lichtfleckes oder des Projektionsschattens auf dem positionsempfindlichen Lichtsensor, d. h. der räumlichen Differenz der Projektion A und der Projektion B wird die Lage bzw. Winkellage des Objekts bestimmt und mittels geeigneter Auswerte- und Anzeigemittel dargestellt.

Die erfindungsgemäß definierten Messvorrichtungen eignen sich insbesondere für die Verwendung als bzw. in elektronischen Winkelschenkelmessern, Vermessungsgeräten, Kompassen, Zeichnungsgeräten und Zuschneidemaschinen.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Autonivellierung eines in einer bestimmten Lage zu haltenden Objekts unter Verwendung einer wie oben definierten Meßvorrichtung, wobei zunächst eine bestimmte gewünschte Lage des Objekts bestimmt wird und Abweichungen von der gewünschten Lage des Objekts mittels der Meßvorrichtung ermittelt und durch geeignete Maßnahmen verringert oder korrigiert werden.

Die Erfindung soll nun mehr unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsformen, auf welche die Erfindung aber nicht eingeschränkt ist, näher erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 Schematische Darstellung einer Relativdrehung des mindestens einen ersten Schenkels gegen den mindestens einen zweiten Schenkel, wobei die Drehung um eine Achse erfolgt;

Fig. 2 Schematische Darstellung einer Messvorrichtung mit Beleuchtungseinheit, Messeinrichtung und lichtempfindlichem Sensor;

Fig. 3 Schematische Darstellung einer Relativdrehung des mindestens einen ersten Schenkels gegen den mindestens einen zweiten Schenkel unter Verwendung der in Fig. 4 näher erläuterten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Drehung um eine Achse erfolgt;

Fig. 4 Längsschnitt-Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung;

Fig. 5 Schematische Darstellung einer Relativdrehung des mindestens einen ersten Schenkels gegen den mindestens einen zweiten Schenkel unter Verwendung der in Fig. 6 näher erläuterten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Drehung um eine Achse erfolgt;

Fig. 6 Längsschnitt-Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung in Form eines Zeigers mit einer flexiblen Beleuchtungseinheit;

Fig. 7 Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung in Form eines Zylinders;

Fig. 8 Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung in Form einer Kugel.

In Fig. 1 und 2 wird schematisch der Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und die relative Drehbewegung der beiden dargestellten Schenkel 1 und 2 bei Anwendung derselben dargestellt. Diese Schenkel können ausgehend von einer frei zu wählenden Grundposition A durch gegeneinander Verdrehen verschiedenen Positionen, wie z. B. B und C, einnehmen. Dazu werden die beiden Schenkel 1 und 2 um eine Achse 3 gegeneinander verdreht. An dem Schenkel 1 sind ausführungsgemäß die Lichtquelle 7 und eine Messeinheit 5 befestigt Am Schenkel 2 ist z. B. der lichtempfindliche Sensor 10 befestigt. In der Nullage emittiert eine Lichtquelle 7 Lichtstrahlen 8 auf der Leuchtseite, von denen ein Teil durch die Durchtrittsöffnung 6 der Messeinrichtung 5 hindurchtritt und auf der Beleuchtungsseite als Projektion 13 auf den lichtempfindlichen Sensor trifft (Position A). Durch eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Schenkeln 1 und 2 ändert sich diese Projektion 13 um eine Distanz 14, d. h. die die Durchgangsöffnung passierenden Lichtstrahlen treffen an einem anderen Ort auf den lichtempfindlichen Sensor (Position B bzw. C, usw.). Der jeweiligen Distanzänderung 14 kann ein Winkel bzw. eine Positionsänderung 4 zugeordnet werden. Diese Zuordnung bzw. die Auswertung der Distanzänderung erfolgt über elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (nicht dargestellt).

In Fig. 3 und 4 wird schematisch der Aufbau einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und die relative Drehbewegung der beiden dargestellten Schenkel 1 und 2 bei Anwendung derselben dargestellt. Diese Schenkel können ausgehend von einer frei zu wählenden Grundposition A durch gegeneinander Verdrehen verschiedenen Positionen, wie z. B. die gezeigte Position B einnehmen. Dazu werden die beiden Schenkel 1 und 2, die über die Achse 3 miteinander verbunden sind, auch um diese Achse gegeneinander verdreht. In dieser Ausführungsform ist die Messeinrichtung 5 in Form einer Scheibe ausgeführt. Die scheibenförmige Messeinrichtung 5 ist mit dem Schenkel 1 verbunden und wird durch eine Nut 16 geführt. Diese Nut verhindert, daß Lichtstrahlen 8 außerhalb der Durchtrittsöffnung 6 auf die Beleuchtungsseite gelangen und somit auf den lichtempfindlichen Sensor 10 fallen und ggfls. die Messung verfälschen. Am Schenkel 2 ist der lichtempfindliche Sensor 10 und die Lichtquelle 7 befestigt. In der Nullage emittiert diese Lichtstrahlen 8 auf der Leuchtseite, von denen ein Teil durch die Durchtrittsöffnung 6 der Messeinrichtung 5 hindurchtritt und auf der Beleuchtungsseite als Projektion 13 auf den lichtempfindlichen Sensor trifft (Position A). Durch eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Schenkeln 1 und 2 ändert sich diese Projektion 13 um eine bestimmte Distanz, d. h. die die Durchgangsöffnung passierenden Lichtstrahlen treffen an einem anderen Ort auf den lichtempfindlichen Sensor (z. B. Position B). Der jeweiligen Distanzänderung kann ein Winkel bzw. eine Positionsänderung (z. B. von A nach B, wie dargestellt) zugeordnet werden. Die Zuordnung bzw. die Auswertung der Distanzänderung erfolgt über elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 11.

In Fig. 5 und 6 wird schematisch der Aufbau einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und die relative Drehbewegung der beiden dargestellten Schenkel 1 und 2 bei Anwendung derselben dargestellt. Diese Schenkel können ausgehend von einer frei zu wählenden Grundposition A durch gegeneinander Verdrehen verschiedenen Positionen, wie z. B. die gezeigte Position B einnehmen. Dazu werden die beiden Schenkel 1 und 2, die über die Achse 3 miteinander verbunden sind, auch um diese Achse gegeneinander verdreht. In dieser Ausführungsform werden die beiden Schenkel durch eine Achsennut 17 geführt. Die Messeinrichtung 12 ist hier in Form eines Zeigers ausgeführt. Die zeigerförmige Messeinrichtung 12 ist mit dem Schenkel 1 verbunden und wird durch eine Nut 16 geführt. Die Lichtquelle 7 ist auf der zeigerförmigen Messeinrichtung 12 befestigt und so abgeschirmt, daß Lichtstrahlen 8 nur durch die Durchtrittsöffnung 6 auf die Beleuchtungsseite gelangen und somit auf den lichtempfindlichen Sensor 10 fallen. Am Schenkel 2 ist der lichtempfindliche Sensor 10 befestigt. Die in der Nullage durch die Durchtrittsöffnung transmittierenden Lichtstrahlen 8 fallen als Projektion 13 auf den lichtempfindlichen Sensor (Position A). Durch eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Schenkeln 1 und 2 ändert sich diese Projektion 13 um eine bestimmte Distanz, d. h. die die Durchgangsöffnung passierenden Lichtstrahlen treffen an einem anderen Ort auf den lichtempfindlichen Sensor (z. B. Position B). Der jeweiligen Distanzänderung kann ein Winkel bzw. eine Positionsänderung (z. B. von A nach B, wie dargestellt) zugeordnet werden. Die Zuordnung bzw. die Auswertung der Distanzänderung erfolgt über elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 11.

Fig. 7 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemässen Messvorrichtung in Form eines Zylinders. Die verdrehbaren Teile sind wiederum Schenkel 1 und Schenkel 2 genannt. Schenkel 1 kann sich auf der Innenposition E oder auch auf der Aussenposition F befinden. Dabei kann sich der Schenkel 1 in der eigenen Achse drehen sowie in der Höhe auf und ab bewegen. Die beiden Schenkel 1 und 2 lassen sich um eine externe Achse 3 des Schenkels 1 gegeneinander verdrehen. Am Schenkel 1 sind die zeigerförmig ausgeführt Messzelle 12 und Lichtquelle 7 befestigt, während am Schenkel 2 der lichtempfindliche Sensor 10 befestigt ist. Die Lichtquelle 7 ist auf der zeigerförmigen Messzelle 12 befestigt und so abgeschirmt, daß nur Lichtstrahlen 8 durch die Durchgangsöffnung 6 der zeigerförmigen Messzelle 12 transmittieren. Bei einer Drehbewegung und/oder Hin- und Herbewegung der beiden Schenkel 1 und 2 gegeneinander um bzw. entlang der Achse 3, verglichen mit einer vorher bestimmten Nullage, verändert sich die Projektion der auf der Beleuchtungsseite auf den lichtempfindlichen Sensor 10 fallenden Lichtstrahlen. Durch die Änderung der Projektion läßt sich ein Winkel bzw. eine Positionsänderung bestimmen.

Fig. 8 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemässen Messvorrichtung in Form einer Kugel. Die verdrehbaren Teile sind wiederum Schenkel 1 und Schenkel 2 genannt. Schenkel 1 kann sich auf der Innenposition E oder auch auf der Aussenposition F befinden. Dabei lassen sich die Schenkel 1 und 2 in verschiedenen Dimensionen um einen eigenen Systempunkt 18 drehen, über den die beiden Schenkel auch miteinander drehbar verbunden sind. Am Schenkel 1 sind die kegelförmig ausgeführte Messzelle 12 und Lichtquelle 7 befestigt, während am Schenkel 2 der lichtempfndliche Sensor 10 befestigt ist. Die Lichtquelle 7 ist auf der kegelförmigen Messzelle 12 befestigt und so abgeschirmt, daß nur Lichtstrahlen 8 durch die Durchgangsöffnung 6 der kegelförmigen Messzelle 12 transmittieren. Bei einer Drehbewegung der beiden Schenkel 1 und 2 gegeneinander, verglichen mit einer vorher bestimmten Nullage, verändert sich die Projektion der auf der Beleuchtungsseite auf den lichtempfindlichen Sensor 10 fallenden Lichtstrahlen. Durch diese Änderung der Projektion läßt sich ein Raumwinkel bzw. eine Positionsänderung bestimmen.

Claims

1. Optoelektronische Messvorrichtung umfassend mindestens eine Lichtquelle (7), einen ersten Schenkel (1), der eine Meßeinrichtung (5/12) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (6) aufweist und mindestens einen zweiten Schenkel (2), der einen lichtempfindlichen Sensor (10) aufweist, wobei der mindestens eine erste Schenkel (1) und der mindestens eine zweite Schenkel (2), vorzugsweise über eine Verbindungseinrichtung (3/18) miteinander verbunden, frei gegeneinander drehbar sind und die Lichtquelle (7), die Meßeinrichtung (5/12) mit der Durchgangsöffnung (6) und der lichtempfindliche Sensor (10) so angeordnet sind, daß Licht ausgehend von der Lichtquelle (7) durch die Durchgangsöffnung (6) der Messeinrichtung (5/12) auf den lichtempfindlichen Sensor (10) fällt.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messeinrichtung (5/12) die Form einer Scheibe, Zylinders, Kugel oder eines Zeigers, jeweils mit mindestens einer Durchgangsöffnung (6) aufweist.

3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der lichtempfindliche Sensor (10) ein positionsempfindlicher oder matrizenartiger Detektor ist.

4. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der lichtempfindliche Sensor (10) die gleiche Form wie die Messeinrichtung (5/12) aufweist.

5. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verbindungseinrichtung eine Achse (3) ist und der lichtempfindliche Sensor (10), die Messeinrichtung (12) und die Lichtquelle (7) hintereinander auf der Achse (3) angeordnet sind.

6. Verfahren zur Bestimmung der Relativlage eines Objektes und/oder eines Winkels in Bezug auf eine vorab bestimmte Nullage mittels einer Messvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, das umfasst:

- Festlegung der Nullage des Objekts durch Projektion von Licht, das ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle (7) durch die Durchgangsöffnung (6) der Messeinrichtung (5/12) transmittiert, auf den lichtempfindlichen Sensor (10) (Position A);
- Veränderung der Lage des Objekts und Projektion von Licht, das ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle (7) durch die Durchgangsöffnung (6) der Messeinrichtung (5/12) transmittiert, auf den lichtempfindlichen Sensor (10) (Position B); und
- Bestimmung der Relativlage des Objekts und/oder des Winkels durch Vergleich der Positionen der Projektionen A und B auf dem lichtempfindlichen Sensor (10).

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schwerpunkt der Projektion auf dem lichtempfindlichen Sensor (10) ermittelt wird und aus diesem Wert die Relativlage des Objekts bzw. des Winkels bestimmt und angezeigt wird.

8. Verfahren zur Autonivellierung eines in einer bestimmten Lage zu haltenden Objekts unter Verwendung einer Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zunächst eine gewünschte Lage des Objekts bestimmt wird und Abweichungen von der gewünschten Lage des Objekts mittels der Messvorrichtung ermittelt und durch geeignete Maßnahmen verringert oder korrigiert werden.

9. Elektronischer Winkelschenkelmesser, Vermessungsgerät, Kompass, Zeichnungsgerät, Zuschneidemaschine, jeweils umfassend eine Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.