用于光学测量到反射的或散射的目标物体的距离的设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于光学测量到进行反射的或 进行散射的目标物体的距离的设备。
【背景技术】
[0002] DE 197 27 988 Al公开了一种已知的用于光学测量到目标物体的距离的设备，该 设备包括伸缩件、距离测量装置和用于匹配激光射束发散度或激光射束直径的调节装置。 所述距离测量装置包括发射激光射束的射束源、接收在目标物上反射和/或散射的接收射 束的探测器、以及具有用于对激光射束进行射束整形的发射光学单元和对接收射束进行射 束整形的接收光学单元的射束整形系统。所述激光射束发散度或激光射束直径能通过在射 束源上的激光射束的射出角、通过射束源与发射光学单元之间的光学行程的改变、或通过 在射束源后面的附加的发射光学单元被改变。缺点在于，用于匹配在所述距离测量装置内 的激光射束发散度或激光射束直径的所有提出的措施以及所述距离测量装置的稳定性降 低。
[0003] 由DE 198 40 049 Al已知一种用于光学测量到进行反射的或进行散射的目标物 体的距离的设备。该设备包括距离测量装置和用于将激光射束匹配于目标物体的调节装 置。该距离测量装置包括一个或两个射束源、探测器和具有发射光学单元和接收光学单元 的射束整形系统。射束源产生具有大的射束发散度的第一激光射束和具有小的射束发散度 的第二激光射束，其中，第一激光射束设置用于散射的目标物体的距离测量并且第二激光 射束设置用于进行反射的目标物体的距离测量。
[0004] 合适的激光射束的选择能够在射束源上或在探测器上实现。在一种实施形式中， 第一激光射束和第二激光射束被同时发射并且射到目标物体上。在接收射束的射束路径 中，光学过滤器设置在探测器之前，该光学过滤器只让第一或第二激光射束通过。该光学过 滤器设置在能手动操作的或电机驱动的过滤轮或过滤滑动件中，它们将各光学过滤器引入 到接收射束的射束路径中。缺点在于，为了将距离测量匹配于目标物体需要具有不同的射 束发散度的两个激光射束。为了产生不同的射束发散度，需要多个射束路径和射束整形光 学单元，这提高了空间需求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，提出一种用于对反射和散射的目标物体进行光学距离测量的 设备，其中，光学部件的数量减少并且对于部件的制造公差的要求也降低。
[0006] 上述目的在开头所述的用于光学测量距离的设备中按本发明通过权利要求1的 特征实现。有利的进一步扩展方案在各从属权利要求中给出。
[0007] 按本发明设有在距离测量装置外设置的调节装置，该调节装置具有可在第一位置 和第二位置之间调节的用于对激光射束进行射束整形的第二发射光学单元，其中，第二发 射光学单元在第一位置中设置在激光射束中且在第二位置中设置在激光射束外。该第二发 射光学单元具有这样的优点，即激光射束的射束发散度、射束直径或射束发散度和射束直 径能匹配于目标物体的特性和/或匹配于至目标物体的距离。通过在距离测量装置外的调 节装置的布置，距离测量装置的稳定性不会受损。发射的激光射束首先被第一发射光学单 元准直并且被准直的激光射束射到第二发射光学单元上。通过被准直的激光射束射到第二 发射光学单元上，对于调节装置的公差要求相对于发散的激光射束射到调节装置上的实施 方案降低。
[0008] 优选地，距离测量装置具有光学单元载体，该光学单元载体具有用于固定电子光 学部件中的第一电子光学部件的第一容纳部和用于固定第一射束整形系统的第二容纳部。 该光学单元载体尤其优选地构成为整体式的并且实现距离测量装置的紧凑的结构。尤其优 选地，距离测量装置具有印刷电路板，所述印刷电路板具有用于固定电子光学部件中的第 二电子光学部件的容纳部以及将印刷电路板与所述光学单元载体连接的连接装置。
[0009] 在优选的实施方案中，第一发射光学单元构成为准直光学单元并且第二发射光学 单元构成为分散光学单元。距离测量装置的准直光学单元产生准直的激光射束，该准直的 激光射束接着射到调节装置的分散光学单元上。在此，准直光学单元的光学特性匹配于散 射的目标物体，并且分散光学单元设置为用于进行反射的目标物体的距离测量。第二发射 光学单元的在激光射束中的第一位置设置用于进行反射的目标物体，并且第二发射光学单 元的在激光射束外的第二位置设置用于散射的目标物体。准直光学单元在进行反射的目 标物体的距离测量中的优点在于，当准直的激光射束代替发散的激光射束射到调节装置上 时，对于调节装置的制造公差的要求和在调整时的准确性降低。
[0010] 尤其优选地，所述调节装置具有多个用于对激光射束进行射束整形的第二发射光 学单元，其中，第二发射光学单元构成为具有不同扩散性能的分散光学单元。在此，分散光 学单元的扩散性能匹配于进行反射的目标物体的不同的距离范围。为了确保激光射束在目 标物体上反射并且作为反射的接收射束被距离测量装置检测，在到目标物体短的距离中需 要激光射束的强的射束扩散。在距离测量装置到目标物体的长的距离中，激光射束的强的 扩散可能导致只有激光射束小的份额在目标物体上反射且作为反射的接收射束射到距离 测量装置上。如果被探测器测量到的接收射束的强度太小，那么距离测量的不准确性增加。 具有不同的分散光学单元的调节装置实现激光射束的射束扩散匹配于进行反射的目标物 体的距离范围。
[0011] 合适的分散光学单元的自动选择能够在迭代的过程中实现。在第一步骤中，经由 第一分散光学单元实现距离测量。将测得的距离值的强度（丨ntensitst)与预定的值域比 较。如果该强度低于值域的下限，那么激光射束过强地扩散，如果该强度高于值域的上限， 那么该激光射束不够强地扩散。如果测得的强度在值域内，那么合适的分散光学单元设置 在激光射束中。如果该强度在值域外，那么将第二分散光学单元设置在激光射束中并且执 行另一次距离测量。将该距离值再次与值域比较。有利地，分散光学单元以升高的方式（增 加射束扩散）或以降低的方式（减少射束扩散）设置在激光射束中。原则上也能任意地选 择分散光学单元，以便迭代地确定合适的分散光学单元。
[0012] 在优选的实施方案中，调节装置包括能绕旋转轴调节的光学单元轮。能将多个分 散光学单元集成在构成为能绕旋转轴旋转的光学单元轮中，使得激光射束的射束扩散能匹 配于进行反射的目标物体的距离范围。光学单元轮具有小的空间需求。光学单元轮的驱动 能电机地通过电机驱动装置实现或手动地由操作人员执行。
[0013] 在备选的实施方案中，调节装置包括能沿着平动轴调节的光学单元滑动件。光学 单元滑动件的驱动能电机地通过电机驱动装置实现或手动地由操作人员执行。
[0014] 在优选的进一步扩展方案中，调节装置具有能在第一位置和第二位置之间调节的 用于对接收射束进行射束整形的第二接收光学单元，其中，第二接收光学单元在第一位置 中设置在接收射束内且在第二位置中设置在接收射束外。该第二接收光学单元的优点在 于，调节装置的特性能匹配于进行反射的目标物体的特性和/或匹配于至进行反射的目标 物体的距离。借助该第二接收光学单元，在目标物体上反射的接收射束能受到阻尼，以便防 止探测器过调。
[0015] 尤其优选地，第一接收光学单元构成为聚焦光学单元并且第二接收光学单元构成 为散射盘。在目标物体上反射的激光射束首先入射到散射盘上。通过散射盘的特性，入射 到聚焦光学单元上的反射的激光射束的份额能被匹配。
[0016] 尤其优选地，调节装置具有多个用于对接收射束进行射束整形的第二接收光学单 元，其中，第二接收光学单元构成为具有不同特性的散射盘。在此，第二接收光学单元的特 性匹配于进行反射的目标物体的不同的距离范围。通过不同的散射盘的特性，射到聚焦光 学单元上的反射的接收射束的份额能被匹配。
[0017] 在优选的进一步扩展方案中，第二发射光学单元和第二接收光学单元集成到共同 的第二射束整形光学单元中。在此，第二射束整形光学单元尤其优选地能在第一位置和第 二位置之间调节，其中，第二发射光学单元在第一位置中设置在激光射束内且在第二位置 中设置在激光射束外，并且第二接收光学单元在第一位置中设置在接收射束内且在第二位 置中设置在接收射束外。第二发射光学单元和第二接收光学单元集成到一个共同的第二射 束整形光学单元中简化了调节装置的结构并且减少需要的部件数量。需要的部件越少，那 么距离测量装置和调节装置可设计为越紧凑。
[0018] 在距离测量装置的共轴的结构中，发射光学单元和接收光学单元彼此共轴地设 置，并且在距离测量装置的轴平行的结构中，发射光学单元和接收光学单元相邻地设置。
【附图说明】
[0019] 下面根据【附图说明】本发明的实施例。这些附图应当不必须按尺寸