EP-3930320-B1 - LASER PROJECTOR WITH TWO LASER DIODES

Inventors

• WERNER, HANS-PETER
• LANGE, MATTHIAS
• Chow, Tze Keong

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20210519

Claims (9)

1. Device for laser projection of outlines and markings on objects, wherein a laser beam is deflected through a mirror via one or more galvanometers, comprising the following: • two laser diodes (12, 14) with the same wavelength, whose beam is linearly polarized and whose polarization axes are perpendicular to each other, wherein each laser diode (12, 14) is mounted on a support plate, which is attached in each case to a common base support, • a polarization combiner (24), which combines the beams of the laser diodes (12, 14) into a combined beam (26) with circular or elliptical polarization, • a measuring arrangement (25), which measures an intensity of the combined laser beam (26) and • a control unit, to which the measured intensity of the combined laser beam (26) is applied as an input signal and which adjusts an intensity of at least one of the laser diodes (12, 14), • wherein the control unit in a first operating mode increases the power of the at least one adjustable laser diode (12, 14) at an attenuating intensity of the combined beam (26), and • a second operating mode is provided, which provides an elevated or reduced power of the combined beam (26) for the projection for parts and/or sections of a figure to be projected, wherein the second operating mode is configured to display contours or contour sections to be projected with differing brightness.
2. Device according to claim 1, characterized in that the control unit adjusts the intensity of at least one of the laser diodes (12, 14) depending on the applied input signal.
3. Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the control unit regulates the intensity of the combined beam (26) to a setpoint.
4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a maximum permissible laser power is predetermined, which is not exceeded by the control unit.
5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a controlling of the laser diodes (12, 14) occurs via a pulse width modulation.
6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a controlling of the laser diodes (12, 14) occurs via a continuous controlling.
7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that an adjustable focusing apparatus (16, 18) is provided for each laser diode (12, 14),
8. Device according to claim 1, characterized in that a first support plate is equipped with a slot that permits an alignment of the first support plate relative to a second support plate.
9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the combined laser beam (26) are redirected via two galvanometer mirrors.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Laserprojektion, die zwei Laserdioden aufweist. Laserprojektoren werden in den verschiedensten technischen Gebieten eingesetzt, um Umrisse und Markierungen auf Gegenstände zu projizieren. In der Regel können deren Linien in roter, grüner oder mehrfarbiger Projektion auf eine ebene oder gewölbte Fläche gut sichtbar projiziert werden. Als Grundlage für die Projektion dienen häufig CAD-Daten, die zu Projektionsdaten verarbeitet und an einen oder mehrere Projektoren übermittelt werden. Industrielle Laserprojektionssysteme erzeugen virtuelle, aber sichtbare Schablonen, die die Oberflächen nicht berühren oder verschmutzen. Technisch erfolgt die Projektion über eine oder mehrere Galvanometer, die mit jeweils einem Spiegel ausgestattet sind. Der Laserstrahl wird durch den Spiegel abgelenkt, wobei der Drehwinkel des Spiegels die Richtung der Ablenkung bestimmt. Werden zwei oder mehr Galvanometer miteinander kombiniert, so kann jeder zugängliche Punkt im Raum angestrahlt werden. Aus DE 10 2019 217 801 A1 ist ein Laserprojektionssystem zum Projizieren eines Laserbildes auf eine Arbeitsoberfläche bekannt geworden, das eine optimierte Laserenergie bereitstellt, wobei eine Laserquelle und ein elektronischer Schaltkreis zum Modulieren eines Ausgangsleistungsniveaus vorgesehen sind. Eine Steuereinheit beinhaltet ein Abtastungspfadeingangsmodul zum Erzeugen einer Simulation der Winkelgeschwindigkeit des Abtastspiegels entlang dem Abtastpfad, um so eine Konzentration der Laserenergie entlang dem Abtastpfad abschätzen zu können. Der elektronische Schaltkreis moduliert eine Energiekonzentration des Laserstrahls abhängig von der Laserenergie und der Winkelgeschwindigkeit auf dem Abtastspiegel. Erreicht werden soll damit, dass auch bei hoher Geschwindigkeit ein stabiles, flackerfreies Bild entsteht. Aus US 2019/0310539 A1 ist ein Laserprojektor mit zwei Laser-Licht-Quellen bekannt geworden. Die Laserquellen sind einander gegenüberliegend angeordnet und werden durch zwei Reflektoren miteinander kombiniert. Aus US 2019/0237939 A1 ist ein kompakter Laserprojektor mit zwei Laserdioden bekannt geworden. Die beiden Laserdioden werden miteinander kombiniert, um so annähernd die Lichtstärke des Lasers zu verdoppeln. Über zwei Kollimator-Linsen und eine λ/2-Platte werden die beiden Laserstrahlen über einen Reflektor zusammengeführt. Der besondere Vorteil liegt hier in der kompakten Bauweise eines leistungsstarken Lasers. Aus DE 10 2013 208 819 A1 ist eine Laserprojektionsvorrichtung und ein Laserprojektionsverfahren zur Projektion von Laserstrahlen auf eine Projektionsebene bekannt geworden. Hierbei ist eine steuerbare Multistrahl-Laserdiodeneinrichtung vorgesehen, deren Laserstrahlen mittels Ablenkeinrichtungen abgelenkt werden. Mit einer Steuereinrichtung werden die Ablenkeinrichtungen derart angesteuert, dass die abgelenkten Laserstrahlen auf der Projektionsebene entlang einer Abtastlinie sich bewegen, wobei unterschiedlich abgelenkte Laserstrahlen als getrennte Strahlen in der Projektionsebene auf derselben Abtastlinie verlaufen. Aus US2016/0087393 A1 ist eine Lasereinheit in einem optischen Kommunikatinsnetzwerk bekannt geworden. Um Alterungsprozesse in den Laserdioden auszugleichen, werden deren LI-Kurven aufgenommen. Aus US2016/0073071 A1 ist ein Head-Up Display bekannt, bei dem ein Laserstrahl über einen Spiegel auf eine Windschutzscheibe projiziert wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Laserprojektion bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln eine gewünschte Intensität des Laserstrahls bereitstellt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorgesehen und bestimmt zur Laserprojektion. Es handelt sich somit um einen Laserprojektor oder ein Laserprojektorsystem. Erfindungsgemäß sind zwei Laserdioden mit gleicher Wellenlänge vorgesehen. Die Strahlen der Laserdioden sind jeweils linear polarisiert, wobei die Polarisationsachsen oder -richtungen paarweise senkrecht aufeinander stehen. Ferner ist ein Polarisations-Combiner vorgesehen, der die einfallenden Strahlen der Laserdioden zu einem kombinierten Strahl mit zirkularer oder elliptischer Polarisation kombiniert. Hierbei wird ausgenutzt, dass die unterschiedlichen Polarisationen der einfallenden Strahlen zu einer zirkularen oder elliptischen Polarisation kombiniert werden können. Erfindungsgemäß ist ferner eine Messanordnung vorgesehen, die eine Intensität des kombinierten Laserstrahls misst. Der Messwert der Messanordnung ist also ein Maß für die Intensität des kombinierten Laserstrahls. Der gemessene Wert für die Intensität des kombinierten Laserstrahls liegt bevorzugt an einer Steuereinheit als Eingangssignal an. Die Steuereinheit stellt eine Intensität mindestens einer der Leuchtdioden ein. Das Einstellen kann beispielsweise manuell