专利名称：光学系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的光学系统。
背景技术：
光学辐射装置迄今以不同的形式作为辅助手段可供使用，以便在一目标物体的一周围实施指示目的或测量目的。为此可以用手引导一光学辐射装置和/或在需要时将其安装在一三脚架上。为了间距测量目的迄今不仅手持的较简单的手持激光测量仪例如由DE19836812A1是已知的。也已知一些所谓全站仪，这些全站仪除一间距测量外也允许对一相对于一预定的坐标系的转动角度等进行说明。一全站仪可以包括一如在DE 69733014T2中以扫描器的形式的光学辐射装置，以便在三维空间内较快而精确地探测在一物体的表面上选择的各点的位置。产生散点图，这些云点通过间距数据和角度数据构成选择的各点的探测的位置。一这样的装置也称作场数字观测(FDV)模块并且允许一扫描导向以便在三维空间内只扫描一目标物体的一部分表面。扫描系统包括双正交的扫描镜、Galvo马达以及编码器，用于激光射线的转向和用于确定出自各镜位置的激光射线的方位角度和俯仰角度。激光器发脉冲并且在从发送接收器到物体以及返回的延续时间内测量到物体的距离。模块该支承在一叉式支座上，以便能够将一很有限的视野瞄准到一目标物体上。原则上这样的全站仪基于一具有扩大的视野的激光间距测量装置的受限的方案。由DE 19840049C5已知一同样关于视野扩大的光学的间距测量装置，用于不仅各合作的目标物体而且各不合作的目标物体的大地测量和工业的测量，其中，在一唯一的光轴上的不同的发散度的可分离的射束为了间距测定可以转向一个目标物体。在DE 102005000060A1中，一间距测量仪构成为平面坐标测量仪并且为此具有一光学的距离测量系统，该距离测量系统适用于从一定位机构出发同时确定一横向间距和一纵向间距。安装在一受控制的摆动机构上，仪器适合于测定一纵向间距和横向间距同时检测角度，以便借助于三角函数确定定位机构的平面坐标。该测量仪也基本上基于在一很有限的角度范围内的一间距测量的方案。而EP 2063222A2公开一种开头所述类型的光学的指示系统，同样具有一辐射装置，它具有一旋转激光器，用于无接触地指示在一周围的目标物体上的一方位平面，和一辐射接收器，它构成用于接收光学射线和/或将光学射线反射给辐射装置。旋转激光器只用作指示装置，它构成用于发送光指示射线。借助于一控制和计算单元可以以一环绕旋转的运行模式和以一在方位平面内在一角度范围内扫描的运行模式运行该指示装置。在此辐射接收器用作远程控制装置，借助它可以引起从旋转的运行模式到扫描的运行模式的转换，这样为了将远程控制投影到辐射平面上指示装置在一角度范围内来回摆动。即使在差的光照度时也可以这样精确地检测指示装置的激光射线。一这样的设计成指示系统的光学系统仍然是可改进的。特别值得追求的是，在建筑领域内的应用中配备一光学指示系统用于在测量中使用。
发明内容
在这方面着手本发明，其目的是，提供一种改进的光学系统，该光学系统包括一能够以两种运行模式可运行的光学指示系统。特别是开头所述类型的指示系统应能够在两种运行模式中以改进的方式检测和指示、特别是也测量间距和/或角度。利用一种开头所述类型的光学系统达到涉及光学系统的目的，其中按照本发明也规定权利要求1的特征部分的特征。本发明从这样的考虑出发，S卩，特别为在建筑业中的应用，一光学系统应该具有一旋转指示器，该旋转指示器能以一旋转的和一扫描的运行模式运行。这种前提应能够实现对在一周围设置的目标物体上的倾斜面进行水准测量或指示等。本发明还从这样的考虑出发，即为了避免其他的单独的测量机构和测量措施例如单独的间距测量仪或角度测量仪等，有利地应该可能的是，将辐射装置进一步构成也用于实现测量目的。本发明已确认，为了实现该目的有利的是，在第一和第二运行模式中连续地检测旋转指示器的光信号的实时的方位角度和间距测量装置的一测量点的间距，用于一进一步处理。按照本发明按权利要求I的特征设定，辐射装置附加于旋转指示器设有一角度检测装置和一间距测量装置。为了实现本发明的方案，测量射线和指示射线的射线导向装置这样延伸，即，间距测量点可定位在光信号上或靠近光信号定位。因此在与光信号的相同的位置或至少靠近光信号可实施一间距测定。按这种方式一使用者由于本发明的方案在光信号的位置得到一关于光信号在方位平面内的角度和关于测量点亦即实际上光信号相对辐射装置或一在辐射装置中的基准点的间距的一测量值信息。本发明已认识到，该措施在两种运行模式中可用于方位角度和间距的一特别优选的进一步处理。从诸从属权利要求得知本发明的有利的进一步构成并且详细说明有利的可能性，在目的的范围内和关于其他的优点实现上述方案。在一实现优选的结构的范围内，旋转指示器具有一可转动和可旋转的光学指示装置、一辐射单元和一旋转镜组。辐射单元优选以一激光单元的形式构成。间距测量装置优选具有一辐射单元特别是一激光单元和一具有各镜组元件的镜组单元。特别是间距测量装置包括:一发射和接收镜组；和一具有一光轴的可转动的光发送路径，用于向目标物体发送测量射线；和一具有一光轴的可旋转的光学接收路径，用以接收从目标物体上反射的和/或散射回来的测量射线。借助于一间距测量装置的一发送和接收镜组的一这样的同轴或双轴构成的发射和接收路径可以实现一到在目标物体上的测量点的间距的无接触测量。特别是原则上可以与使用的测量射线无关地实现用于间距测量的不同的方法，它们作为这样的方法是已知的，例如通过采用一持续时间测量、一相位测量或一激光三角测量可以无接触确定到一目标物体的间距。旋转指示器的辐射单元和间距测量装置的辐射单元可以是但不必是相同的。在比较紧凑的和简单实施进一步构成的范围内，对旋转指示器和间距测量装置利用一个相同的辐射单元可以实现一基本上相同的指示射线和测量射线。换句话说，有利地由一唯一的射线实现光信号和测量点，该射线同时用作指示射线和测量射线。对于旋转指示器和间距测量装置的不同的辐射单元的可能有利的情况，对指示射线和测量射线优选可以实现不同的光学射线。这些可以特别是波长不同的和/或颜色不同的。按这种方式例如具有不同的颜色重叠地或并排靠近地在一周围的目标物体上的一光信号和一测量点对于使用者可以是显而易见的。按照需要，一用于旋转指示器的指示射线的射线导向装置的光轴和一用于间距测量装置的测量射线的射线导向装置的光轴可以至少部分重叠地或至少相互并轴(para-axial)地设置在辐射装置中，特别是设置在辐射装置的一分接镜组的区域内。在角度检测装置的结构上优选的实现中，该角度检测装置可以用一排沿旋转指示器的指示装置的一角度圆周设置的传感器来实现。各传感器有利地用于检测由光信号反射的射线并且可以因此检测光信号的一实时的方位角度。与角度检测装置的在这里所述的优选的进一步构成相比，按照需要和角度检测的精度要求可实现不同的角度检测装置。特别是能够如在EP 2063222A2中所描述的那样实现一角度检测，其公开内容特此通过引入本申请中而被记载到。优选将辐射装置和控制和计算单元紧凑地设置在一个壳体内。在一特别优选的进一步构成的范围内，按照本发明的方案，特别在第一运行模式中对方位角度和间距的进一步处理特别优选构成用于在建筑主行业和辅助行业中的应用。优选至少在第一运行模式中可适配地调节旋转的光信号的角速度，其中在第一运行模式中，可连续检测作为连续旋转的光信号的一旋转角度的方位角度。通过角速度的适配也可以利用较有限的计算电子装置本身连续以用于一方位角度和一间距的数值检测一复杂的几何形状。按选择也可以逐步地实现光信号的旋转和测量数据检测。特别已证明有利的是，至少在第一运行模式中，控制和计算单元的一进一步处理模块构成用于借助于方位角度和间距的数值检测目标物体的一空间坐标系。可以特别有利地通过在一方位角度和配属的间距的一数值列表中求得各极值点实现确定，例如借助一极值点经常可以确定一空间角。有利地可以将其他的图像发送机构和/或信号机构用于确定目标物体的空间坐标系。特别有利地可以经由辐射装置的一接点例如将一关于目标物体的平面信息提供给控制和计算单元。有利地可以通过一设置在测量系统的壳体中的包括一取景器和摄像头镜组的光电的图像检测装置扩展光学测量系统。一取景器和摄像头镜组有利地带有:一连接其的图像路径，用以检测目标物体的、特别是光信号和测量点的各目标点；和一图像处理单元，用以完成目标物体的光电的图像。借此也可以有利地支持目标物体的空间坐标系的检测。也可以连贯地检验目标物体的经由方位角度和间距的数值求得的空间坐标。利用光电的图像检测装置，系统还可以触及(anfahren)和测量针对地决定的各目标特征，例如一空间的各角点或边缘。有利地辐射装置还具有一倾斜传感器，借助于该倾斜传感器，可向控制和计算单元提供一倾斜值。这样可以实施关于辐射装置的一倾斜度的一可能的校正或坐标变换。各上述优选的进一步构成可以以特别有利的方式在第一运行模式中用于光学测量系统的一自主的水准测量。特别优选第一运行模式具有一经由控制和计算单元可自动激活的自定位模式。优选在自定位模式中设定，辐射装置的坐标系与目标物体的一空间的坐标系，自动地、特别是无使用者相互作用地可协调和/或可处于一致。特别是附加或按选择，辐射装置的坐标系与一平面信息的坐标系可协调和/或可处于一致。特别已证明有利的是，将第一运行模式在控制和计算单元的自开始模式的范围内构成可调用的或预设为初级模式。具有优点地，对于一使用者在一上述进一步构成的范围内例如在建筑上可以特别有效地利用一光学测量系统，因为该测量系统在接通时自动地转到第一运行模式的一自电平调整的模式。在其结束以后，辐射装置的坐标系有利地与目标物体的空间的坐标系和/或一平面信息的坐标系协调，一使用者由此可以紧接着利用光学测量系统在目标物体的空间的坐标或在一平面信息的坐标内进行测量。特别在进一步构成中为此已证明有利的是，利用辐射装置的点和/或线指示器和/或主射束指示器，以便特别在一上述协调的状态下指示旋转指示器的坐标系。优选一点或线指示器指示空间坐标系的一处于方位平面内的X轴或Y轴，其例如可以作为相对一空间壁等的平行线显示出来。辐射装置的一主射束指示器优选指示一极轴，例如一作为相对一方位平面的垂直线的Z轴等。为此一主射束指示器可以向下和/或向上指示极轴。特别是可以以轴锥镜等镜组的形式通过单独的辐射装置实现一点或线指示器。附加或按选择，可以利用旋转指示器的和/或间距测量装置的辐射单元的射线。根据本发明的方案，特别为了支持第二运行模式，除辐射装置外光学测量系统具有一可与辐射装置可通信连接的辐射接收器，该辐射接收器构成用于接收和/或反射辐射装置的光学射线。优选辐射接收器附加具有发射和接收装置，用于与辐射装置通信。特别是由此可以在旋转指示器与辐射接收器之间建立一基于控制射线的数据连接。用于控制射线的发射和接收装置可以例如按利用红外线辐射或无线电波作为控制射线而设计。总体上一进一步构成方案在辐射接收器上设置传感器机构，它们构成用于借助于旋转单元和向其反馈使光信号和/或测量点定位和保持在辐射接收器上，这即使在辐射接收器运动时也是如此。辐射接收器的一为接收和/或反射光学射线特别是指示射线和/或测量射线而设计的传感器机构可以例如构成为一光学传感器，特别有利地构成为一多象限光学传感器。一多象限光学传感器的优点是，加大辐射接收器的一接收横截面并且对于使用者适合更容易地将光信号定位在辐射接收器上。这样的特性特别与一在第二运行模式中设置的旋转指示器在方位角度的一受限定的角度范围内的扫描模式相组合是有利的。有利地，特别在第二运行模式中可以连续地检测通过辐射接收器可预设的转动的光信号的方位角度或转动角度和从辐射装置的一基准点到辐射接收器的间距。在一如此有利构成的第二运行模式中，对于使用者有可能的是，如此长时间地移动辐射接收器连同光信号和间距测量点，直到其位置与一经由光信号和/或测量点的定位预定的在目标物体的空间和/或平面信息的坐标系中的坐标相一致。可以针对地实现辐射接收器的移动，其中借助于适合的指示方法(例如箭头等)由系统引导用户。此外可以将光信号固定至一与一可预定的坐标相匹配的方位角度上，并且用户在连续的间距测量时可以沿光信号如此长时间地移动辐射接收器，直到在辐射接收器上显示与可预定的坐标匹配的到辐射接收器的间距。按这种方式有利地将坐标确定简化至一单维的搜寻。在一这样的构成为跟踪模式的第二运行模式中有可能的是，借助于福射接收器在一周围设置的目标物体中确定例如一建筑物体、如一支柱、壁、窗等的位置。至今必须借助多个光学系统、亦即单独的指示和测量系统实施这些确定措施。优选光学系统具有一适合使用者用的指示接点，以便当使用者将辐射接收器在第二运行模式下移动时例如向使用者提供实时的坐标值。例如这可以是在辐射接收器本身上的指示器。特别优选这可以是一投影机构，借助于该投影机构，光信号和/或测量点、亦即辐射接收器的位置和/或坐标数据可被指示和/或可被投射到目标物体上。特别已证明有利的是，可指示光信号的方位角度和测量点的一间距，特别按要求或按需要也构成可连续指示的。总体上本发明的方案在第二运行模式的进一步构成中提供下述的可能性，即在协调的状态下指示一在旋转指示器的坐标系中的选择的坐标点。优选为此能够在第二运行模式中经由控制和计算单元预定一坐标指示模式。为了指示射线接收器的一位置，该辐射接收器可以优选进一步构成有点和/或线指示器和一主射束指示器。
以下现在借助附图描述本发明的各实施例。附图拟不必要按比例示出各实施例，更确切地说当为了说明有用以示意的和/或轻微变化的形式示出各附图。关于从附图中可立即看出的教导的补充参阅有关的现有技术。对此应考虑，可以实施一实施形式的涉及各种各样的变型和涉及的形式和细节的改变，而不偏离本发明的总理念。在说明书中、在附图中和在各权利要求中公开的发明特征不仅单独的而且以任意的组合对于本发明的进一步构成都可以是重要的。并且包括其中至少两个在说明书、附图和/或权利要求书中公开的特征的全部组合均纳入本发明的范围内。本发明的总理念并不限于以下示出的或描述的优选的实施形式的精确的形式或细节或并不限于一与权利要求书中要求保护的主题相比是受限的主题。在说明的范围内处在所谓极限内的数值也拟作为极限值公开并且可任意使用和可要求保护。为简单起见，以下对于相同的或类似的元件或具有相同的或类似的功能的元件采用相同的附图标记。由各优选的实施例的以下描述和借助附图得出本发明的其他的优点、特征和细节。其中:图1示出包括一辐射装置和一辐射接收器用以实现一紧凑的测量系统的光学系统的一第一优选的实施形式，它适用于在一方位平面内的建筑布置，该光学系统以一第一运行模式示出，其中产生在一 360°全角度上连续转动的光信号；图2示出类似图1的光学系统的另一优选的实施形式，其中，在变化中，辐射接收器设有一象限传感器用以接收和反射光指示和/或测量射线，该光学系统以一第二运行模式示出，其中，产生一可在全角度的一受限定的角度范围内旋转的光信号；图3示出在以第一和第二运行模式运行图1和图2的光学系统的方法步骤的流程图。
具体实施例方式图1示出一用于在周围设置的目标物体上的一方位平面内的进行指示和测量而设计的光学系统100，该光学系统包括一辐射装置10和一为辐射装置10配置的辐射接收器
20。福射装置10在一壳体11内具有一在这里构成为旋转激光器的旋转指不器12、一为该旋转指示器配置的这里构成为绝对编码器的角度检测器13、一间距测量装置14和一与该间距测量装置为传输数据和调节值而连接的控制和计算单元15。在侧面在辐射装置10的壳体11上附加安装两个轴锥镜16、17，它们用于指示辐射装置10的坐标系的称作X和Y的X轴和Y轴。这里，旋转指示器12、间距测量装置14和轴锥镜16、17引导一唯一的在这里构成为激光单元的辐射单元18的辐射以便产生一光学射线S。这里以一成束的和脉冲的辐射的形式形成光学射线S，它不仅用作间距测量装置14的测量射线而且用作旋转指示器12的指示射线。辐射装置10的一未更详细示出的镜组构成有本身已知的各光学元件如反射镜、透镜、分光器等。借助于各光学元件这样构成光学射线S的一射线导向，使在一在周围设置的目标物体的一表面上设置的点P不仅形成一用以指示在周围设置的目标物体上的一方位平面E内的一角度φ的光信号，而且形成用以确定点P离作为基准点的辐射单元18的位置的间距D的一测量点。间距测量装置14这里构成用于借助于光学射线S无接触连续地测量在基准点与在目标物体上用作测量点的点P之间的间距D。间距测量装置能够将间距D的测量值发送给控制和计算单元15。角度检测器13这里构成连续地检测在点P上形成的光信号的一实时的方位角度Φ并且将一用于方位角度Φ的适合的测量值发送给控制和计算单元15。控制和计算单元具有适合的处理和存储器件，以便为在点P的测量点的间距D分配在点P的光信号的实时的方位角度邓并且为了进一步处理连续检测所述的方位角度。这里进一步处理特别规定将极坐标D，CP转换成笛卡儿坐标X，Y。进一步处理这里也规定为光学系统100的第一运行模式I和第二运行模式II提供这样确定的坐标(必须以一极坐标形式或以一直角坐标形式)。在一关于图1和图3说明的第一运行模式I中(该运行模式在图3中通过一第一开关位置表示)可以借助于旋转指示器12在光测量系统100的“开始”步骤以后在一步骤
1.2中实现一在方位平面E内在一 360°全角度上连续旋转的光信号同时发出光学射线S作为指示射线，所述光信号具有针对D和φ的可变的数值。为此由控制和计算单元15连续检测在平面E的目标物体的一周围的表面上的点P的连续改变的间距D和方位角度((K为了能够将特别是针对间距D的测量和检测时间调到针对间距D和角度φ的变化周期内，首先在一步骤1.1中适配地调整旋转的光信号、亦即旋转的点P的角速度ω。所述角速度这里不必要是不变的，而可以以分级测量模式和连续的测量模式按照合理性可变地适应性地调整。特别是步骤1.2可以多次通过一 360°全角度，从而一测量值记录可以分配到360°全角度的多次通过上。在步骤1.2结束以后，控制和计算单元15有可能从针对在一360°全角度范围内的D，Cp的测量值的列表中得出这里用作目标物体的矩形空间的空间坐标系(X^，
V)。可以自动地从一平面得知或通过用户相互作用确定坐标原点和各坐标轴的方向。在“开始”以后，光学系统首先处于图1中所示的第一运行模式I中。空间坐标系(X'，V )相对辐射装置10的坐标系(X，Y)扭转和/或偏移一变换角Λ。控制和计算单元15这里构成，确定从坐标系(X，Y)例如转动变换角Λ向空间坐标系(X' ,Y')的一紧接着的坐标变换。这里为此在另一方法步骤1.3中首先确定变换角Λ并紧接着在方法步骤1.4中这样实施辐射装置10以一变换角Λ的转动，以致辐射装置10的轴锥镜16、17在方位平面E内指示目标物体的空间的空间坐标系(X'，V )，其中在一附加的偏移的情况下还要考虑平行错位。必要时在一适合于步骤1.4的计算模块中，可以提供来自一“平面”、一“图像”或一“倾斜度”的附加的信息，以便可以更精确地构成方法步骤1.4的实施。在这里控制和计算单元15具有一象征性示出的接点19用以传输一平面PLAN、一光电的图像BILD和/或一倾斜度NEIGUNG的信息，这些信息对于辐射装置10可能是重要的。在一方法步骤1.5中与使用者的相互作用以后辐射装置10可以保留这样首先在一图2中所示转过变换角△的状况或直到一测量方法结束或暂停。在该状态下指示空间坐标系(X^ ,Y')。在一改变的在这里未示出的实施形式中各轴如其通过轴锥镜16、17指示的那样，可以以不同的颜色设计进行指示，例如以红色指示X轴\、V而以绿色指示Y轴Y、V。总体上图1和图3中所示的第一运行模式I在建立和接通光学系统100以后能够将辐射装置10自动自主地电平调整到方位平面E内空间的一坐标系(X'，Y')中。对此根据在一 360°全角度内检测到的针对D、Cp的测量值识别出空间的各线条或边缘并因此经由变换角△确定辐射装置10相对于空间的相对定位。紧接着辐射装置10通过以变换角Δ的转动电平调整到空间的坐标中。为此辐射装置10可以安装在一适合的叉式装置或电平平台上，其经由适合的步进电机(Stepper)或可连续调节的电机对控制和计算单元15的给定值作出反应。在一在这里未示出的改变的实施形式中有可能的是，轴锥镜16、17设有适合的电机如一步进电机等，以便独立于辐射装置10的壳体11将它们定位成，使它们将一点或线指示从轴X、Y以变换角λ转到轴X'、ν上。在这里的实施形式中特别设定，利用通过一平面提供的平面图的坐标系可以识别空间的坐标系(X' ,Y')。换言之，控制和计算单元15在这里的实施形式中根据针对D、(p的测量值的列表在适合换算到笛卡尔坐标以后实际上在目标物体中的方位平面E内提供所述空间的平面图。这样确定的平面图可以通过平面信息PLAN借助一平面的平面图识别。也可以例如通过一图像信息BILD检验该识别。简言之，这里的第一运行模式I以有利的方式对一使用者用于，在设置和接通光学系统100以后自主地检测并且用一平面的一相应的平面图识别一在目标物体中一个空间的平面图。就这方面在一平面信息PLAN内提供多个平面图，光学系统100可以自主地识别，来自平面信息PLAN的平面中的哪个是正确的。尽可能取消与使用者的相互作用，这显著地使应用变得简易。可以例如根据最大的一致性实现一识别，例如通过按最小误差平方法等的优化方法比较各坐标。如果存在不可忽略的不可靠性，则仍然可能请使用 者参与。对使用者特别有可能的是，例如通过与一显示器或一由辐射装置10产生的投影面的相互作用识别目标物体的空间的一适合的平面/平面图。为了产生一投影面，辐射装置具有一未更详细示出的微型投影仪，它产生投影作为使用者接点。例如可以投影到目标物体的空间的一适合的壁或一地面上。特别是对于以下描述的第二运行模式II可以指示或投射一点P或P的一实时的位置、特别是一点P的实际位置和一点P的一额定位置。在通过第二开关位置用虚线示出的图2和图3的第二运行模式II中有可能的是，自动地识别一例如在图2中示例性示出的、确定的测定点作为一点P'在空间坐标系(X',
V)中的额定位置。图2对此基本上以一光学系统100'的轻微改变的形式示出图1的光学系统100。它与图1的光学系统100的区别在于辐射接收器20'的实施形式。不同于辐射接收器20，辐射接收器20'配备一包括三个探测场21.1、21.2、21.3的象限探测器21'，它们在与辐射装置10的相互作用下允许将光学射线S电平调整到象限探测器21'的一中间区21.2内的。图1的辐射接收器20具有一单一的探测器21和一指示设备22用以指示射线接收器20的一位置。附加设置一输入设备23，经由该输入设备通过用户输入可以控制辐射装置10。辐射接收器为此具有一发送和接收装置24，该发送和接收装置能够经由一不再示出的控制射线无线地与辐射装置10通信。相应地辐射装置10具有一未更详细示出的用于该控制射线的发送和接收装置，以便建立与辐射接收器20的通信连接。在这里的图2所示的情况下，对于光学系统100'的相同的或类似的元件或相同的或类似的功能的元件采用如在光学系统100中相同的附图标记。图2在与图1的光学系统100相比较的状态下示出光学系统10(V，在该状态下辐射装置10和/或轴锥镜16、17电平调整到在方位平面E内目标物体的空间的空间坐标系(X' ,V )上。后者以上述方式相对辐射装置10的原来的坐标系(X，Y)转过一个变换角Δ。在第二运行模式II中设定，首先在一方法步骤I1.1中检测在一极坐标Φ/，D/上的位置P/。(注解:也许还要提到如何实现检测。通过用户的输入、通过测量数据与一平面的匹配、通过用辐射接收器的捕获光信号等。注解:也许人们应该在转动后的坐标系中用划线(gestrichenen)的数值标明坐标)。图1中示出光学系统100的该状态。在该状态下在第二方法步骤I1.2中实现点P/的一所谓捕获，亦即在辐射接收器20或20'上在一方法步骤I1.2中实现光学射线S作为测量和指示射线。在另一步骤I1.3中可以实现一测量点P2'的测量,该测量点例如在坐标Φ2',D2'上以已知的方式可预设的。或一使用者可以经由接收器20上的一输入面23输入相应的坐标(必须以笛卡尔坐标形式或以极坐标形式)。但通常证明特别有利的是，一使用者简单地如此长时间地移动接收器20'，直到一在接收器20上的指示器22或一由辐射装置10实施的投影向其指示预设的点P/的坐标，亦即P2'的新转动角度Φ2,和P2'的新间距D2'。按选择也可以以笛卡尔坐标实现坐标的指示或输入。该称作测量I1.3的步骤因此在坐标(D/ , Φ/ )向(D2' , Φ2')的改变情况下包括光信号和测量点的位置从P1'向点P2'的一改变。原则上这在一第一变化方案中可以这样实现，即测量站将光学射线S摆动到相应的新角度，并且辐射接收器20'(只要它在角度Φ2'中处在正确的间距D2'上)就由其例如产生一光学的信号或声学的信号。按选择，一使用者可以将辐射接收器20'连同辐射S，亦即连同间距测量点和光信号在捕获(eingefangenen)的状态下如此长时间地移动，直到正确的位置被告知。可以针对地由系统引导实现辐射接收器的移动，方法是:使用者借助在辐射接收器上的适合的指示方法(例如箭头等)被建议一移动方向。对使用者便于在一目标物体的地面上或一墙壁等地点上涂敷一标记。福射接收器20'具有一未更详细示出的光学指示装置如一向上和向下的主射束以及侧面的指示装置。总体上光学系统100、100'使对于使用者点P/、PZ >P3/等顺序地(例如在平面内确定的各测定点)能够自动地被靠近，方法是:该使用者将辐射接收器20、20'分别移动到一相应的位置。光学系统100、100'的测量射线S和信号也可以指示相应的位置。这样可以在一方位平面E内特别简单地测定支柱、壁、门、窗等按计划规定的测量点。光学系统100、100'这里在接收器20、20'上具有特别优选的相应的MMI功能，这些功能未特别标明。也可设想，图解式在接收器20、20'上表示(例如也经由一光电的摄像头等)辐射接收器20、20'在方位平面E内在空间的空间坐标系(X'，Y')中处在哪一位置上。
权利要求
1.光学系统(IOOUOO')，具有: 辐射装置(10)，该辐射装置包括旋转指示器、特别是旋转激光器，用于无接触地指示在周围设置的目标物体上的方位平面(E)，所述旋转指示器构成为产生一在方位平面(E)内旋转或转动的光信号同时发出光学指示射线； 控制和计算单元(15)，所述控制和计算单元构成为将旋转指示器置于第一运行模式(I)或第二运行模式(II)，其中，在第一运行模式(I)中借助于旋转指示器能产生在一全角度上的连续或逐步旋转的光信号而在第二运行模式(II)中能产生在一全角度的一受限定的角度范围内可转动的光信号； 其特征在于， 辐射装置(10)还具有: 角度检测装置(13)，借助于该角度检测装置，光信号的实时的方位角度(Φ、Φ')能够被检测并且能够被发送给控制和计算单元(15)， 间距测量装置(14)，所述间距测量装置构成用于借助于光学测量射线无接触测量在一基准点与在目标物体上或在辐射接收器(20、20')上的至少一个间距测量点之间的间距(D、D,)并且借助于所述间距测量装置能够将该间距发送给控制和计算单元(15)，其中， 在辐射装置(10)中测量射线和指示射线的射线导向装置，该射线导向装置这样延伸，使得间距测量点定位在光信号上或靠近光信号定位，并且 将控制和计算单元(15)构成为，在第一和第二运行模式(1、II)中检测光信号的实时的方位角度(Φ、Φ')和测量点 的实时的间距(D、D')以用于进一步处理。
2.按照权利要求1所述的光学系统(100、100')，其特征在于，用于旋转指示器的指示射线的射线导向装置的光轴和用于间距测量装置的测量射线的射线导向装置的光轴部分重叠地或至少相互并轴地设置在辐射装置(10)中、特别是设置在分接镜组的区域内。
3.按照权利要求1或2所述的光学系统(100、100')，其特征在于，至少在第一运行模式(I)中能够适配地调节旋转的光信号的角速度(ω )，其中，在第一运行模式(I)中能够连续检测作为连续旋转的光信号的旋转角度的方位角度(Φ )。
4.按照权利要求1至3之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，至少在第一运行模式(I)中，控制和计算单元(15)的一进一步处理模块构成用于借助于方位角度(Φ )和间距(D)的数值检测目标物体的空间坐标，特别是在使用其他的图像发送机构和/或信号机构的情况下。
5.按照权利要求1至4之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，辐射装置(10)具有接点(19)，经由所述接点能够向控制和计算单元(15)提供至少一个平面信息(PLAN)。
6.按照权利要求1至5之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，所述光学系统还具有:在壳体(11)中设置的具有一取景器和摄像头镜组的光电的图像检测装置以及连接所述图像检测装置的用以检测目标物体的目标点的图像路径；和用以完成目标物体的光电的图像的图像处理单元。
7.按照权利要求1至6之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，辐射装置(10)具有倾斜传感器，借助于所述倾斜传感器可向控制和计算单元(15)提供倾斜值(NEIGUNG)o
8.按照权利要求1至7之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，在第二运行模式(II)中能够连续检测通过辐射接收器(20、20')能预设的转动的光信号的转动角度的方位角度(Φ )。
9.按照权利要求1至8之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，按要求能够指示、特别是能够连续指示光信号的方位角度(φ、φ)和测量点的间距。
10.按照权利要求1至9之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，所述光学系统还具有:指示机构和/或投影机构，借助于所述指示机构和/或投影机构，位置数据能够被指示和/或能够被投射到一目标物体上。
11.按照权利要求1至10之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，辐射接收器(20、20')附加构成用于发出一控制射线，借助于所述控制射线，特别在第一和/或第二运行模式(II)中能够在辐射装置(10)与辐射接收器(20、20')之间建立一基于控制射线的数据连接，特别是辐射装置(10 )具有用于控制射线的接收装置(24 )。
12.按照权利 要求1至11之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，用同一光学射线(S)形成指示射线和测量射线。
13.按照权利要求1至11之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，指示射线和测量射线是不同的、特别是波长不同的和/或颜色不同的。
14.按照权利要求1至13之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，辐射装置(10)具有至少一个光学的点或线指示器、特别是轴锥镜(16、17)形式的点或线指示器，借助于所述点或线指示器能够在目标物体上指示辐射装置(10)的坐标系的至少一个轴。
15.按照权利要求1至14之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，辐射装置(10)具有指示旋转指示器的坐标系的至少一个极轴的主射束指示器和/或辐射接收器(20、20')具有指示辐射接收器(20、20')的坐标系的至少一个极轴的主射束指示器。
16.按照权利要求1至15之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，第一运行模式(I)包括经由控制和计算单元(15)自动可激活的自定位模式，在所述自定位模式中辐射装置(10)的坐标系((X，Y))能够与一平面信息的坐标系和/或目标物体的一空间的坐标系((X'，V ))协调，特别是借助于辐射装置(10)的点或线指示器和/或主射束指示器在协调的状态下能够指示辐射装置(10)的坐标系。
17.按照权利要求1至16之一项所述的光学系统(100、100')，其特征在于，第二运行模式(II)包括经由控制和计算单元(15)自动可激活的坐标指示模式，在所述坐标指示模式中特别是借助于辐射装置(10)的点或线指示器和/或主射束指示器能够指示在协调的状态下在辐射装置(10)的坐标系中的一选择的坐标点。
全文摘要
本发明涉及一种光学系统(100、100′)，其具有辐射装置(10)，该辐射装置包括一旋转指示器、特别是旋转激光器，用于无接触地指示在周围设置的目标物体上的方位平面(E)，该旋转指示器构成为产生在方位平面(E)内旋转或转动的光信号同时发出光指示射线；控制和计算单元(15)，其构成用于将旋转指示器置于第一运行模式(I)或第二运行模式(II)，其中，在第一运行模式(I)中借助于旋转指示器可产生在一全角度上连续旋转的光信号而在第二运行模式(II)中可产生在一全角度的一受限定的角度范围内可转动的光信号；并且具有一辐射接收器(20、20′)，其构成用以接收和/或反射光学射线(S)。
文档编号G01C3/00GK103175504SQ20121055190
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月18日 优先权日2011年12月23日
发明者A·文特, H·塞弗尔特, C·维施, T·戈戈拉 申请人:喜利得股份公司