[发明专利]用于产生标准光平面的锥透镜系统/盖罩系统的优化

说明书

技术领域

本发明涉及对用于沿例如水平方向或正交方向发射规范光平面或者标准光平面的光标记装置的改善。这种光标记装置主要用于，例如在建筑领域中要调整或者操纵结构或者建筑物的水平精度或者正交精度，或者要调整空间的顶部、底部、设计或空间一部分的水平度。

背景技术

由现有技术已知用于产生标准光平面的光标记装置，所述标准光平面又在表面上产生线。尤其已知这样的光标记装置，其具有光学单元，所述光学单元具有用于产生准直光束的光源并且具有光学偏转元件。光学偏转元件能够由准直的光束产生光平面、即由点（光平面的原点）在一平面上均匀径向地辐射的光图形。这根据第一替代方案通过借助光学偏转元件、例如锥透镜将准直光束扩展为连续的光平面实现，或者根据第二替代方案通过借助旋转的光学偏转元件使光束围绕旋转轴线旋转实现，其中旋转轴线正交于所述准直光束的传播方向延伸。

尤其在DE 602 02 114 T2或JP-A-2000-18946中描述了根据第一替代方案的实施方式、即具有锥透镜的光标记装置。锥透镜区分为凸锥透镜（也已知为凸形的锥透镜或锥体透镜）和凹锥透镜（也已知为凹形的锥透镜）：凸锥透镜基本上是柱形对称的锥体，其周面与基面围成45°的角，其中周面适合于偏转光束。凹锥透镜在由透光材料制造的基本上柱形体的顶面中具有中心的锥形的凹部，其中所述锥形的凹部的周面适合于偏转光束。

例如在DE10116018 A1和DE10054627 A1中描述了根据第二替代方案的实施方式、即用于通过旋转的光束产生标准光平面的光标记装置。

在这种光标记装置中光学单元通过盖罩免受外部、尤其机械的影响。所述盖罩能够具有窗，所述窗由透光材料制造并且如此布置，使得大部分产生标准光平面的光从装置穿过盖罩的窗到达。

此外这种光标记装置具有万向悬挂，也就是用于以铅垂线为基准对准标准光平面。光学单元能够与万向悬挂固定连接并且能够围绕两个正交交叉的旋转轴线倾斜。所述万向悬挂还能够具有马达、斜度传感器（“水平仪”）和微处理器。斜度传感器能够得到标准光平面基于铅垂线的斜度并且将所述斜度传递给微处理器，所述微处理器由此能够控制所述万向悬挂的马达，从而使得标准光平面与铅垂线正交地对准。要注意的是，通过对准光位改变光学单元基于盖罩的相对位置和对准，所述盖罩与装置的壳体固定连接。

在本申请之前公开的现有技术尤其具有下列问题：

第一个问题是，具有多个窗的盖罩具有窗之间的连接片。所述窗是平面并且封闭的、通过连接片连接的光学单元。但是这些连接片是不透光的并且产生阴影，也就是所述连接片中断了标准光平面。例如具有基本上旋转对称的、包含四个窗的盖罩的这种装置具有四个连接片。这种盖罩能够具有基本上平截头棱椎体（Pyramidenstumpf）的形状。也就是标准光平面被四次中断并且由此通过标准光平面在表面上产生的光线也不是连续的。如果由于连接片出现光线中断的位置对于测量而言恰好是重要的，则必须略微旋转装置。这又会导致装置的再校准、即高度的改变或者倾斜。

第二个问题是，标准光平面的射束以不同的、与位置有关的射入角射入到盖罩窗上。这尤其由壳体连同盖罩可能基于铅垂线倾斜引起。随后如同上面关于万向悬挂阐述的那样改变光平面基于盖罩的位置并且所述光平面在不同的位置以不同的射入角射入到盖罩窗上。所述盖罩窗是具有比空气（n_空气=1.00）更高的折射率（对石英玻璃而言约n_玻璃=1.46）的平面平行层。按照斯涅尔折射定律（Snelliussches Brechungsgesetz）穿过这种盖罩窗（即平面平行层）的光束或光平面根据射入角平行地偏移。也就是根据射入角关系并且根据所述与位置有关的射入角，标准光平面在穿过盖罩窗以后不再是精确的平面而是干扰的。标准光平面不再形成平面或者精确平面，这对于高精度的测量任务而言是明显不希望的效果。