专利名称：用于成像线形光学标记的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于成像线形光学标记的设备，其在一个空间中包括具有沿光轴发射光的光源的壳体及前置于光源的被光轴穿过的既反射光也透射光的透镜。
背景技术：
一个相应的应用激光束的装置由DE-A-102 17 108公知。为用特别在建筑工业中应用的激光束装置而不需断开地产生在一个大角度范围延伸的线，规定，通过准直光管透镜的激光束射到棒透镜(Stablinse)上，棒透镜在光源侧具有半透明面，以在光源方向上反射线形光束。未被反射的光线通过一个完全透明的背离光源的棒透镜的面并折射，以在一个与第一方向相反的第二方向产生线形光束。
为在一个开始于容纳光源的紧邻壳体前方的平面上成像可见光的线，按照US-B-6,502,319设置了多个圆柱透镜或反射镜，借助它们，由光源射出的光束发散到所需的范围上。
按照DE-U-203 04 117和DE-U-203 04 114光束水平仪在产生线形光束的光源前具有由不同焦距的段组成的行透镜(Zeilenslinse)。
为在光学标记装置下面在工件上产生两个以直角相交的线，按照DE-C-199 53 114提供两个彼此侧向相邻的投影装置，投影装置包括一个光源和一个光源光路上的光学元件。
为产生覆盖约360°的光学标记，按照US-A-6,539,638使用圆柱形式的局部透明的透镜。
由DE-C-36 04 500公知了用于光导体的辅助件(Vorsatzteil)，光导体用于牙科领域。借助光导体实现一个均匀的直角区的照射。在此，使用具有槽状(rinnenfrmig)凹部的圆柱透镜。
按照US-A-2003/01 59 299借助透镜装置相交的线成像在一个平面上。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，改进开始所述类型的装置，通过结构简单的措施光学照射一个通过直接光源光路不能得到的区域，线可以成像。
为解决该问题本发明主要建议，透镜具有带有横交于光源光轴延伸的纵轴线的一个槽状几何形状，透镜具有光源侧延伸的第一段，第一段在光源方向反射光线直至反射到一个区域中，该区域相对于透镜纵轴线方向在光源下部、侧面或上部延伸，并相对于光源直至延伸在背离光源的空间的区域。
根据本发明由于光源反射特性以基本线形的光束通过透镜发散，使得反射在光源后进行，特别是装有本装置的支承面区域，可在一个借助一个直接由光源出发的光束不能得到的区域中作光学标记，因此例如对于支承面也就是在光源垂直投影中在支承面方向延伸区域。相应的成像也能在光源侧向及上部产生。
为了实现上述目标，使用几何上简单且可经济制造的透镜，即在最简单的情况下具有中空柱体几何形状的玻璃体的槽状纵段，玻璃体一方面根据透镜到光源的取向将光反射在光源下部、侧向或上部区域，另一方面在一个范围上透射光，从而以通常的方式可在光源前成像预期的线，由此可特别在建筑领域中用于测量用途。
特别规定，截面为弧形的第一段或支腿及同样截面为弧形的第二段或支腿分别向垂直于光源光轴延伸的平面的一侧上延伸，光源侧延伸的第一段优选长于第二段。通过这样设计的措施在所需范围上反射和折射期望的强度的光线。
为在足够的范围上实现线形光束的投影和成像，槽状纵段为一个截面为圆或椭圆的管的一段。槽状段具有一个对应于抛物线段的横截面。
此外，特别规定，至少透镜侧延伸的第一段有两个具有不同弯曲半径的段组成。优选地，第一段及第二段分别由不同弯曲半径的段组成。
此外透镜的壁厚不是恒定的，而是在不同的区域厚度不同，以获得期望的光学特性。
为成像由相交线产生的标记，在壳体中至少设有两个光源，光源具有置于其前的透镜，透镜的纵轴线在一个共同平面上或彼此平行延伸的平面上及优选互成直角地延伸。由此，特别使得紧邻壳体下面，即紧邻支承面下面成像一个十字。
本发明其它细节、优点和特征不仅由权利要求及其中的特征单独和/或组合地得出，还由以下由附图所示优选实施例的描述得出。
附图为图1用于产生线形光学标记的设备的第一实施方案；图2用于产生线形光学标记的设备的第二实施方案；图3一个透镜的第一实施方案；图4一个透镜的第二实施方案；图5一个透镜的另一实施方案。
具体实施例方式
为特别在结构区域在表面上表示垂直线或水平线，公知了所谓的激光标记机或激光水平仪。对此通常使用激光二极管，其发射的光在光学元件中形成线形束，用以然后在期望的范围上产生标记。
图1和图2纯原理性地给出了设置在支承面14上的标记机器10及12。由此在实施例中在仪器10、12的对应壳体11、13中设置相应的两个激光二极管16、18、20、22，激光二极管以常见的方式对应有一个包括准直光管透镜的光学元件23、24、25、26。由此由激光二极管16、18、20、22射出的光线形聚焦，然后到达另外的透镜28、30、32、34，借助这些透镜，光束发散，使得光学的线36、38、40、42在期望的范围上成像在支承面或底面14上。同时光学元件23、24、25、26或透镜28、30、32、34同样这样构成，光学的线不仅成像在底面14上，而且成像在毗邻的空间壁上。
为了也在紧邻光学元件23、24、25、26或激光二极管16、18、20、22的下面，即在一个被激光二极管16、18、20、22的垂直投影分割的区域中成像标记，透镜28、30、32、34具有带有沿着优选平行于支承面14延伸的纵轴线的槽状几何形状，光学元件23、24、25、26射出的光既反射又折射并因此以通常方式成像。该原理借助图3和图4详细说明。
在图3的实施例中为透镜36的截面图，透镜具有一个作为中空柱体纵向段的槽的几何形状，并且透明。透镜36的纵轴线37垂直于图面延伸。由此，透镜36由光源侧的第一段38或支腿及背离光源的第二段38或支腿组成，其中第一段38沿着垂直于支承面或基面延伸的面42观察长于第二段40。第一和第二段38、40具有弓形的截面几何形状。
到达透镜36的光束的一部分在第一段38的向着光源的外表面44处反射到一个范围上，使得一个线形光束在一个延伸在激光二极管16、18、23、22下或紧邻激光二极管后面的包括准直光管透镜的光学元件23、24、25下的区域中延伸。然后通过第一段38的光束部分以通常的方式被第二段40折射，使得在透镜36前即在远离激光二极管16、18、23、22的区域使一个线形光学标记成像在支承面和基面上，如图3所示光束表示。
图4所示同样具有槽状几何形状的透镜46也具有一个光源侧延伸的第一段48和一个远离光源侧的第二段50，用于施加已经借助透镜36说明的光学作用。与图3的实施例不同，透镜46不具有中空圆柱状段的几何形状，而是在截面图中具有椭圆或抛物线段的几何形状。在此第一段48在垂直于支承面或基面延伸的平面52上观察同样长于第二段50。透镜46的纵轴线49穿过图面。
为在紧邻光源下面或紧挨光源后面的光学元件的下面使一个线光学成像，来自于光源的光束的一部分被在对着光源的第一段48的外面54上反射。光束的剩余部分被折射，使得一条线被成像在支承面14的光学元件前的期望的范围上。
第一和第二段38、40或48、50分别由不同的弯曲半径组成，或第一段作为单元总体地设有一个第一弯曲半径而第二段具有第二弯曲半径，其中弯曲半径是不同的。
如果透镜36、46优选为透明的，则在期望的范围上可产生部分透明部分，用以调节支承面14上期望范围上的光束强度。
此外，图1和图2示出，壳体11或13中的光源16、18、20、22，即光源的光轴15、17或19、29相互对准，使得前置于光源的具有槽状几何形状的透镜28、30、32、34在一个点39、41上与成像于支承面14的线36、38、40、42相交，优选以一个直角相交。
图5为标记仪器56的另一实施例，借助该图可在物体如空间壁上投影一个线形光学标记。与图1和图2的实施例不同，同样具有槽形几何形状的透镜58的纵轴线59垂直延伸，因此垂直地也可水平地成像一个相应的标记60。在此不言而喻需要在透镜58上照射一个相应的从激光二极管64射出的光束62，用以相应于图1-4的说明产生延伸在激光二极管前面及侧向后面的标记60。
由图5的说明或由图1-4实施例的比较得出，根据透镜58的纵轴线59的取向，线形光标记60可对准一个物体。
为实现不同的投影方向，透镜58可绕一个垂直于透镜58的纵轴线59延伸的轴线转动(箭头66)。还可以便透镜绕纵轴线59转动(箭头68)，使得可以调节光标记的延伸。
权利要求
1.一种用于在一个空间中成像一个线形光标记(36、38、40、42、60)的装置，该装置包括具有沿着光轴射出光的光源(16、18、20、22、64)的一个壳体(11、13)以及一个置于光源前的被光轴通过的、既反射又透射的透镜(28、30、32、34、36、38、46、58)，其特征在于，透镜(28、30、32、34、36、46、58)具有带有一个纵轴线(37、49)的一个槽状几何形状，纵轴线横交于光源(16、18、20、22、64)的光轴(15、17、19、29)延伸，使得透镜具有一个光源侧延伸的第一段(38、48)，该第一段向光源方向反射光直至反射到一个区域中，该区域相对于透镜纵轴线方向在光源下面、侧面或上面延伸，并相对于光源直至延伸在背离光源的空间的区域中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中壳体(11、13)有一个基面(14)如空间底面，其特征在于，透镜(28、30、32、34、36、46)的纵轴线(34、39、59)沿着基面(14)延伸，并通过光源侧延伸的第一段(38、48)或其外表面(44、54)把光反射到基面上一个区域上，该区域相对于基面与一个在紧邻光源下部延伸的区域重合。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，透镜(28、30、32、34、46、58)由光源侧延伸的第一段(38、48)及一个背离光源的第二段(40、50)组成，并且第一段和第二段分别向垂直于光源(16、18、20、22)的光轴(15、17、19、21、59)延伸的一个平面(42、52)的一侧延伸并具有不同的长度。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，透镜(28、30、32、34、46、58)由光源侧延伸的第一段(38、48)及一个背离光源的第二段(40、50)组成，并且第一段和第二段分别向垂直于光源(16、18、20、22)的光轴(15、17、19、21、59)延伸的一个平面(42、52)的一侧延伸并具有相同的长度。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，透镜(36、46)的第一段(38、48)长于第二段(40、50)。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，具有槽状几何形状的透镜(28、30、32、34、36、46、58)为一个具有圆形或椭圆形截面的管的一个纵段。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，具有槽状几何形状的透镜(46、58)具有一个与一段抛物线对应的横截面。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，透镜(36、46、56)的至少在光源侧延伸的第一段(38、48)由具有不同弯曲半径的段组成。
9.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，透镜(36、46、56)的第一段(38、48)和第二段(40、50)由具有不同弯曲半径的段组成。
10.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，透镜(36)的第一段(38)具有一个第一弯曲半径而透镜(36)的第二段(38)具有一个第二弯曲半径，第一弯曲半径与第二弯曲半径不同。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，透镜具有不同壁厚的区域。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在壳体(11、13)中设有多个光源(16、18、20、22)，光源带有置于其前面的透镜(28、30、32、34)，使得透镜的纵轴线(37、49)在一个总平面或彼此平行延伸的平面内彼此直角地延伸，并且由透镜产生的线形光标记(36、38、40、42)以一个直角相交。
全文摘要
本发明涉及一种用于在一个空间中成像一个线形光标记(36、38)的装置，该装置包括具有沿着光轴射出光的光源(16、18)的一个壳体(11)以及一个接在光源前的被光轴通过的、既反射又透射的透镜(28、30)。为了能够用设计简单的措施光学上照射空间的一个区域，从而成像由光源的一个直光路不能得到的线，建议，透镜(28、30)具有带有一个纵轴线的一个槽状几何形状，纵轴线横交于光源(16、18)的光轴(15、17)延伸，使得透镜具有一个光源侧延伸的第一段及第一段在光源方向反射光直至反射到一个区域上，该区域相对于透镜纵轴线方向在光源下面、侧面或上面延伸，并相对于光源直至延伸在背离光源的空间的区域中。
文档编号G02B3/02GK1673683SQ20051006246
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月28日 优先权日2004年3月26日
发明者D·布萨姆, G·卡拉比斯 申请人:施塔比拉-测量工具古斯塔夫乌尔里希公司