[发明专利]参考光束发生器和方法

说明书

本发明为申请日为2009年8月13日提交、申请号为200910163327.X且发明名称为“参考光束发生器和方法”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

不适用

关于联邦资助的研究或开发的声明

不适用

背景技术

本发明涉及一种类型的参考光束发生器，其被用于将垂直、水平和方的可见光参考光束投射到墙、天花板或地板上，以促进在建筑工地或其它地方的空间定位。这样的工具已经被用于给墙、梁、托梁、天花板、铺设的瓷砖、悬挂的架子和橱柜的建筑布局以及给其它许多类似的活动提供可见参考线。

现有技术的参考光束发生器通常以特定的几何配置中只产生一个或两个参考光束。虽然这样的设备是有用的，但是它们的应用有限。此外，这样的设备通常提供静止的参考光束或者旋转的光束。静止的参考光束的用途有限。产生旋转的参考光束的设备提供了产生遍布表面的光线的能力。然而，因为旋转光束的功率遍布光束的整个360度旋转，因此为了使该线是可见的，需要稍微更高功率的光源，一般是激光。墙上或其它表面上的长度较短的光束路径可能只接收光束功率的十分之一，例如，如果这段光束路径只等于光束旋转的十分之一。因此，较高功率的激光光源必须被包含在该设备中。这不仅仅减小了电池寿命，而且提高了安全顾虑。如果光束停止旋转，那么指向固定点处的光束的功率必须稍微被减小，或者激光必须被立即切断。

由此可见，需要这样的参考光束发生器，其在使用中提供最大的灵活性、提供多个参考光束并且允许在较低的功率消耗和较低的光束功率电平的情况下的满足要求的操作。

发明内容

这些需要可由一种参考光束发生器满足，其包括：用于投射第一扇形激光光束的第一投射回转台、用于投射第二扇形激光光束的第二投射回转台和用于投射第三扇形激光光束的第三投射回转台。第一扇形激光光束被在第一平面中投射，第二扇形激光光束被在垂直于第一平面的第二平面中投射，而第三扇形激光光束被在垂直于第一平面和第二平面的第三平面中投射。回转台支架支撑第一投射回转台、第二投射回转台和第三投射回转台，以使每个回转台可绕着垂直于它将扇形激光光束所投射的平面的轴枢轴转动过完整的一周。回转台支架包括用于支撑第一回转台的第一枢轴装置、用于支撑第二回转台的第二枢轴装置和用于支撑第三回转台的第三枢轴装置。第一枢轴装置、第二枢轴装置和第三枢轴装置中的每一个允许操作员手工旋转回转台并提供使在回转台被旋转以后保持在适当的位置的足够的摩擦。

第一投射回转台、第二投射回转台和第三投射回转台中的每一个可包括提供激光光束的激光二极管、用于给激光二极管提供功率的功率源和用于将光束重定向为扇形的透镜。在这些回转台中的每一个中的功率源可包括电池。投射回转台中的每一个可进一步包括容纳激光二极管、功率源和透镜的回转台主体，这些投射回转台中的每一个具有将回转台主体连接到回转台支架的枢轴装置。枢轴装置提供了回转台绕着基本垂直于扇形激光光束从回转台被投射至的平面的轴的枢轴转动。气泡水平仪(bubble vial)可被设置在回转台支架上以便于校平该回转台支架，以使扇形光束可被投射到垂直或水平的平面中。

投射回转台支架可包括：用于支撑第一回转台的第一枢轴装置，该第一枢轴装置包括用于旋转第一回转台的第一枢轴电动机；用于支撑第二回转台的第二枢轴装置，该第二枢轴装置包括用于旋转第二回转台的第二枢轴电动机；和用于支撑第三回转台的第三枢轴装置，该第三枢轴装置包括用于旋转第三回转台的第三枢轴电动机。第一枢轴电动机、第二枢轴电动机和第三枢轴电动机中的每一个响应于电动机控制电路。

第一投射回转台、第二投射回转台和第三投射回转台中的每一个可包括回转台主体、回转台主体中的激光二极管和柱面透镜，以及将该回转台主体连接到回转台支架的枢轴装置，其中，激光二极管提供激光光束，而柱面透镜将该光束变为扇形。激光二极管可由回转台支架中的电池供电。该电池可通过滑动电触头连接到激光二极管。每个激光二极管提供具有充足直径的激光光束，以使所述光束的一部分在柱面透镜周围通过，从而在从回转台投射的激光线的中心处产生光斑。

第一扇形激光光束、第二扇形激光光束和第三扇形激光光束中的每一个可为绿色的。第一投射回转台、第二投射回转台和第三投射回转台可具有可被分别接通的激光二极管。发生器可包括飞行时间测量装置，该飞行时间测量装置用于调制激光光束中的至少一个、检测已调光束到发生器的反射和确定从发生器到反射已调光束的表面的距离。