[发明专利]用于测量装置和方法以改变光束的光属性的光束发射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量装置以改变光束的光属性的光束发射装置以及对应的方法以及涉及一种使用该光束发射装置的测量仪器，其中光束的光属性由此能够自动地从一种状态改变到另一种状态。

背景技术

为了测量物体之间的距离和角度，使用多种类型的测量仪器。这里，例如若干常规测量仪器（如，测绘仪器）使用激光通过执行光电测量来测量与物体的位置的距离。

特殊测量仪器，水准仪或激光水准仪能够借助例如测量尺测量高度差和确定高度水平线。例如，水准仪包括瞄准望远镜，使用水准器或悬挂补偿器能够将瞄准望远镜与铅垂线垂直朝向。除了位置测量外，还可以确定高度差、水平表面或垂直表面的测量。

要测量距离或位置，用户必须验证激光器光源的激光光束准确地照射在物体上期望的位置处。但是，照射在例如壁部上的激光点往往非常小，并且处于Z模式（即，透射光束是水平的，以及偏转光束与所述透射光束正交），在长距离的情况中，用户可以利用肉眼或常规光检测器发现激光点是困难的。此外，激光束的强度随着距离减弱，由此壁部散射回的光强度进一步减弱。

因此，因为激光点的尺寸小以及与激光源的距离，所以利用肉眼或移动光检测器在目标区域中查找激光点可能成本非常高且有时甚至是不可能的。

再者，查找小激光点在现场外部条件（例如，环境光、雪、雨和风）下变得更加复杂，其中需要快速和可靠的检测。

例如，在德国专利申请（具有参考号DE 11 2008 003 912.7）中，描述了具体来说通过使用扇形展开的激光束或扇形激光束，使得更快速且更容易地找到激光束的中心成为可能的一种定位装置和一种定位方法。

但是，生成扇形展开的激光束并非简单易行的。因为利用扇形展开的激光束或类似非准直的光束进行距离的测量或角度的测量是不可能的，所以必须提供不同的光源以产生扇形展开的激光束和未变化的激光束，或需要找到一种方法来按需将光学元件引入激光束中以及将其从激光束中移开。此类机制不仅在生成扇形展开的激光束时有用，而且还能够用于改变激光束的传播方向或其他光属性。

通过柱面透镜中旋转扇形展开的激光束能够生成激光束中通过柱面透镜旋转的光锥，以便使用光束或激光束的适合发射装置时，需要将有关几何形状和用户友好性的若干基本条件纳入考虑。

因此，需要提供一种用于测量仪器的光束发射装置和一种对应方法，其能够以简单且可重复的方式改变光束的光属性。

发明内容

根据实施例，一种用于测量仪器以改变光束的光属性的光束发射装置包括具有供光束通过的开口的基体、可绕着基体上的旋转轴旋转地布置的头部、基本对应于光束穿过基体的传播方向的轴、可绕着头部上的转向轴转向地布置的光学元件以及用于产生光学元件绕着转向轴转向的转向机构。该转向机构设计成将光学元件转向到第一位置和转向到第二位置，其中在第二位置中，光学元件位于光束中，以使光束的光属性根据光学元件的功能而改变。相应地，可以将光学元件从第一位置转向到第二位置而进入光束中，并由此通过该光学元件改变光束的光属性；例如光束点变成直线，这通过旋转生成光锥。具体来说，该光束发射装置能够在头部与光学元件一起旋转期间使光束的光属性改变，其中可以无需该接触发射装置而自动地控制光学元件的旋入和旋出。

根据另一个实施例，该转向机构设计成通过绕着旋转轴相对于基体旋转头部来将光学元件绕着转向轴转向。相应地，可以使用头部的旋转以便使用适合的方式将光学元件绕着转向轴转向，以便该发射装置的头部中无需电动机或其他驱动器。

根据另一个实施例，该第一位置对应于光学元件位于光束外的位置。从而，可以避免光束受到光学元件影响。

根据另一个实施例，该转向机构设计成根据头部绕着旋转轴的旋转方向，将光学元件从第一位置转向到第二位置，或从第二位置转向到第一位置。由此，可以通过设置旋转方向来改变光学元件的位置。

根据另一个实施例，所述转向机构包括摆锤，所述摆锤可绕着所述转向轴转向地耦接到所述头部，且连接到所述光学元件。由此，可以通过机械元件（如摆锤）将该光学元件从一个位置移到另一个位置。

根据另一个实施例，所述转向机构包括升降装置，所述升降装置可移动地布置在所述基体上，并且处于抬高状态时，接触所述摆锤，以便在绕着所述旋转轴旋转期间将连接到所述摆锤的所述光学元件转向。由此，可以使用头部绕着旋转轴的旋转移动将附接到摆锤的光学元件转向，该摆锤可以由基体上的升降装置控制，这由不旋转或转向的元件实现。