专利名称：光学部件及其制造方法
技术领域：
发明涉及分别如权利要求1、15、16和17的前序部分所述的光学部件，该部件包括用于至少两个光束的由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体元件，本发明还涉及如权利要求13或14的前序部分所述的测距装置和测量仪器以及如权利要求18和19的前序部分所述的光学部件制造方法。
背景技术：
这种光学部件是很多用于测量物理量或用于记录、监测、调节或控制过程的光电装置的部件。该装置将适合于相应用途的光束发射到环境中。该环境与所发出的光束相互作用并产生可由该装置检测的接收光束。由于已知该相互作用的方式和产生接收光束的方式，所以可以恰当地评估所检测到的信号。
然而，例如由于光学部件的折射或反射的散射作用，如果发射光束的一部分没有离开该装置从而无法直接检测，则可能产生发射光束的散射光束与接收光束之间的所谓光串扰。这样检测到的信号除了包含实际有用的接收光束信号之外还包含由光串扰引起的或多或少的强干扰信号。由此，由于一方面光串扰的程度常常是不定的，且另一方面例如由于光学部件表面的尘埃或脏物，该程度随着时间变化，所以会影响装置的功能。特别是对于高灵敏度的传感器或具有高测量分辨率的仪器，对弱有用信号的评估变得很困难或得到错误的评估结果。
通常，发射和接收光束彼此越接近、在装置内两个光束的接触面越大，或两个光束共同使用的光学部件越多，则在装置中光串扰的程度越大。
对于测距装置，光串扰会在各个方面带来问题。在发射光束穿过光学元件的光学有效表面时，例如穿过透镜表面或棱镜表面时，不可避免地发射光束的一部分会发生散射性折射或反射。这种散射光的一部分(即使只是很小的一部分)经该光学部件本身、其它部件和/或装置的侧壁到达装置的检测器，且与由测量对象反射的接收光束一起被检测。这样，光串扰很容易干扰测距结果。通常，在物体上反射的接收光束越弱，则干扰影响越大。特别是在测量较远的物体时或由于粗糙的散射性反射表面会产生这种情况。
在公知的方式中，通过对发射光束使用或多或少地进行了光学隔离的单独光学系统可以抑制光串扰。由于对于双轴测距仪器(发射和接收光束在内部并排布置)可以相对容易地实现这种分离光学系统，因而这种措施被广泛使用。但是，由于发射和接收光学系统必要的伸展，在发射和接收光束的有效轴之间要设定特定的距离。根据使用情况，例如对于近角隅立方棱镜(close corner cube prism)的重合测量，这个距离不能超过规定的最小值，由此，对于许多使用情况无法实现这种光学系统彼此分离的结构。
为了减小发射和接收光束的距离，有一种组合的的发射和接收物镜，其中在接收物镜的边缘区域设置针对发射物镜的边缘区域的切口。在组合两个物镜部件之前，在两个物镜部件的相邻边缘区域设置光阻挡层。这种组合物镜需要昂贵的具有非标准透镜的光学元件，且需要用于该组合发射和接收物镜的复杂的支架，不过发射和接收光束的有效光轴之间还是会有间距(即使很小)，这使得不能用于特定的用途。
在实际测量时，目前采用具有集成测距装置的经纬仪，其发射和接收光束与经纬仪的镜筒的视轴同轴，因此，发射和接收光束使用共同的镜筒物镜。特别是由于使用共同的物镜，会产生相当程度的光串扰，因此必须采用复杂的应对措施。
DE 27 45 565 C2公开了这种具有集成同轴测距装置的经纬仪，其物镜具有多个光学和机械元件，以避免由物镜散射的发射光束的光串扰。这种物镜使得该装置的设计、制造、组装和调节变得很费力。通常，光学系统的分离部件越多，这些部件彼此的位置稳定性和调节维持性就越差，特别是对于精密仪器这会带来问题。
出于这种原因，目前如DE 196 15 601 A1所公开的具有集成同轴测距装置的经纬仪通常仅具有一个由两个或多个圆形光学元件构成的粘接件。由该粘接件散射的发射光束的光串扰会导致测量范围的减小，但目前为了实现物镜结构的简化也只能接受这个减小。
如果在装置中(例如在具有两个测距装置和一个自动目标探测装置的经纬仪中)有多束不同的发射光束和多束不同的接收光束，则由于光串扰带来的相关问题更严重。
此外，在用于通过会聚光束而进行物体光学成像的设备的光学部件中，由该部件引起的干扰光束(如倾斜于成像光束射入的太阳光)的散射光而带来问题。对于具有较大放大比率的测量装置的镜筒，例如成像光束的亮度通常较低，由于倾斜射入的太阳光引起的散射光导致灰暗的、对比度差的图象。即使对于弱照明的物体的成像，倾斜射入的外部光束的散射光也会明显降低图像的对比度。
为了抑制在光学部件中由倾斜射入的干扰光束引起的散射光，已经有各种解决方案。例如，提出了在熔化或挤压成型的过程中向玻璃中加入片状金属结构。但由这种玻璃制作光学透镜的技术目前还不成熟。另外，已知有一种掺离子的特殊玻璃，其中通过紫外线辐照以预定的方式引入了片状黑色的分离层。然而，这种特殊玻璃很昂贵且不能用于物镜的所有玻璃类型，例如火石玻璃。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，并提供一种包含多个部分的光学部件，这多个部分对应于多个光束，该部件产生的光串扰很小，且提高了形状稳定性。
本发明的目的由分别具有权利要求1、15、16、17或18和19的特征的光学部件和方法实现。本发明的其它变型或优选方案包括在从属权利要求的特征中。
一种用于至少两个光束的光学部件具有至少一个由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体元件，并具有至少两个与各个光束相对应的部分，其中第一部分大致由至少一个第二部分围住。根据本发明，在第一部分和至少一个第二部分之间设置有槽。所述槽这样形成，使得第一部分基本上与至少一个第二部分光学隔离开，并通过第二部分的至少一个材料连接段，相对于第二部分保持位置稳定。
根据本发明的光学部件的一个实施例具有由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的至少一个光学元件，用于发射第一光束并接收至少一个第二光束的装置。为通过第一光束，可选地为通过至少一个第二光束提供了第一部分，并为通过所述至少一个第二光束提供了至少一个第二部分。在第一部分和至少一个第二部分之间设置了至少一个槽，使得在该装置内直接或间接地基本上防止了在光学部件上散射的第一光束的光与至少一个第二光束之间的光串扰。根据本发明，所述至少一个第二部分基本上围住所述第一部分。
在本发明中，光学部件中的槽应该理解为在该部件中形成的任意三维形状的凹进。根据本发明，槽可以相当于盲孔，不贯穿该部件，或部分地穿过该部件，或相当于通孔，即在槽的总体横截面上贯穿该部件。
根据本发明的一种结构，槽在第一部分和至少一个第二部分之间不贯穿，从而在槽的底部与该部件的光学表面之间留有材料连接段。通过该材料连接段，使得第一部分相对于第二部分保持位置稳定。该部件形成封闭的紧凑单元。
根据本发明的一变型结构，在该部件的第一部分和至少一个第二部分之间贯穿的槽使得在该部件的各个部分之间，多个材料连接段在光束传播方向上至少部分地延伸。通过该材料连接段，使得第一部分相对于第二部分保持位置稳定。通常，可以通过该槽中的通常不透明的填充材料对该部件进行密封。
特别地，适合于采用超声加工在光学部件上形成基本为缝隙状的槽。该部件的由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的光学元件由于其材料特性属于脆性，适合于通过超声加工而去除。通过这种方法，可以低成本地加工各种形状(特别是非旋转对称的形状)的槽，即使是在已经抛光的、经过光学涂层并已经安装的光学件中，而且基本上不会产生永久应力。另外，在形成槽的光学表面上不会有剥落或贝壳状裂纹。
虽然“Mechatronik F&M 104(1996)1-2；Carl Hanser出版慕尼黑”中公开了用于玻璃加工的超声加工方法，但由于其所能达到的精度和去除效率较低，其不适于作为玻璃加工的精加工方法，且还处于试验阶段。
同样可以想到借助于大功率激光(其波长至少可部分地被光学材料吸收)在光学部件上形成缝隙状槽。
下面借助附图仅以示例的方式进一步描述本发明。在不同实施例中具有相同功能的部件采用相同附图标记。
图1示出了根据本发明的作为测量仪器中的物镜的光学部件第一实施例的纵向剖视图；图2示出了图1所示实施例的横截面图；图3示出了根据本发明的作为图1所示测量仪器的物镜的光学部件的第二实施例的纵向剖视图；图4示出了图3所示实施例的横截面图；图5示出了根据本发明的作为图1所示测量仪器的物镜的光学部件的第三实施例的横截面图；图6示出了根据本发明的作为图1所示测量仪器的物镜的光学部件第四实施例的横截面图；图7示出了根据本发明的作为图1所示测量仪器的物镜的光学部件第五实施例的纵向剖视图；图8示出了根据本发明的作为另一测量仪器的物镜的光学部件第六
具体实施例方式
图1示出了经纬仪的镜筒的纵向剖视图。在镜筒中集成有一个测距装置，它的发射光束和接收光束与视准线同轴。根据本发明的光学部件的第一实施例是同时用于镜筒的视准线、测距装置的发射和接收光束的公共物镜10a。
在公知技术中，具有这种装置的镜筒还具有发射器13、接收器14、中间反射元件15、波长选择反射元件16和目镜。作为发射光束的第一光束4在此由例如激光二极管产生，其横截面为六角形，其从发射器13发出，经中间反射元件15达到图1中未示出的目标物上。在此，通过图1未示出的保持件将中间反射元件15定位在物镜10a的光轴上。由于光学反射，目标物使作为接收光束的第二光束5与第一光束4对应。第二光束5经波长选择反射元件16和中间反射元件15传播到接收器14并在此被检测。
在此，根据本发明的作为物镜10a的光学部件是由第一和第二光学元件1和2构成的粘接件，第一和第二光学元件又分别是具有两个抛光和涂层光学表面11的球面透镜。在这里，两个光学元件1和2是由一块光学玻璃制成的。但也可以想到，可以由石英或其它无机光学材料制成该光学元件。该光学部件具有第一部分6和围绕所述第一部分的第二部分7，在各种情况下第一光束4或第二光束5通过所述第二部分7。在此，通过在超声波范围内振荡的成形加工工具，在第一和第二部分6和7之间，在已经粘接在一起的光学部件中形成穿透第一部分1并深入第二部分2的缝隙状槽8a。该缝隙状槽穿透4个光学表面11中的3个，并一直延伸到物体侧光学表面11的附近，从而呈一体的光学元件2的剩余材料可靠地保持住光学元件的第一部分6，结果可以基本上保持光学元件的机械稳定性和几何形状不变。另外，由于所保留的材料，尽管存在缝隙状槽，仍然形成了闭合的紧凑部件。
在图1和2中示意示出的缝隙状槽8a的缝隙深度大致平行于第一光束4的传播方向延伸，其深度例如为7毫米。该光学部件的光学表面11与缝隙状槽8a的底部之间保留的材料厚度例如为1毫米。由彼此平行的壁确定的缝隙宽度例如为0.5毫米。
由于是通过超声加工形成的，槽8a具有粗糙的光学表面，例如涂有黑色的涂层并在很大的程度上吸收光。但是，例如槽8a也可以用墨水涂黑或填充不能透过相应光的填充材料，如沥青或不透明的粘接剂。这样，可以根据槽的结构实现100光分贝和更大的隔光值。
如果第一光束4穿过第一部分6，则不可避免地会在4个光学表面11中的每一个上产生由折射或反射导致的散射光9。这些散射光9的大部分在产生之后立即被槽8a的光学粗糙表面吸收掉，所述槽沿着第一部分6的大部分围绕着它形成在物镜10a中，所述光学粗糙表面例如被涂黑。由于被吸收的散射光9不再通过镜筒内的反射到达接收器14，由此，可以避免大部分的光串扰。
槽8a的长度越长并越接近物体侧光学表面11，则由槽8a吸收的散射光9越多。槽8a紧贴着第一光束4有利于槽的长宽比。由于借助超声加工形成槽相对于通常采用金刚石刀具进行钻或铣所产生的加工力要小，一方面，成形加工工具的壁薄且长，另一方面，在槽8a区域保留的部件材料厚度可以很小。保留材料的厚度一般由光学部件所需要的机械稳定性确定。
在公知的方式中，中间反射元件15部分地阻止了由目标物反射的第一光束4进入到接收器14。这样在测量很近的目标物时可能会产生接收问题。这里由目标物反射的另一部分光也被槽8a吸收，该问题更加严重。槽8a的缝隙越宽，问题越严重。相对于通常的铣加工，借助超声加工可以获得非常小的缝隙宽度，这对于光学部件的稳定性和和测量近处目标物都是有利的。
另外，由于超声加工的加工力很小，在进行加工时，基本上不会对部件产生机械应力。由此，避免了光学部件中的永久应力，且由此避免了与其相关的围绕槽区域的光学图象质量变差。此外，在成形工具进入部件时基本上不会发生材料破碎。因此，可以在已经粘接甚至已经机械安装的光学部件中形成槽8a。这种光学部件加工过程的灵活性的优点是显而易见的。
图2示出了根据本发明的光学部件第一实施例的横截面图，该光学部件是用于图1所示镜筒的物镜10a。该截面穿过图1所示光学元件1的中心。在该实施例中，第一部分6位于第二部分7的中心并被缝隙状槽8a连续地环绕。
槽8a越接近图1的第一光束4，由槽8a吸收的第一光束4的散射光越多。如果发射的第一光束4如在第一实施例中那样具有六角形横截面，则槽8a的横截面最好是相应的直线六角形状。由于槽8a既不用于图1的第一光束4的发射又不用于第二光束5的接收，所以根据本发明的光学部件的通路面积可用部分越大，可选择的槽8a缝隙横截面积越小。由此，通过超声加工实现的很小的缝隙宽度值也有利于光学部件的通路面积的最大利用。
图3示出了根据本发明的光学部件的第二实施例，它作为图1所示物镜10a的替代，是用于经纬仪镜筒的具有集成反射棱镜15′的另一物镜10b。与图1的中间反射元件15不同，物镜10b是由两个光学元件1和2以及粘接在第一光学元件1上的棱镜15′构成的粘接件。反射棱镜15′具有两侧反射面17，在一侧反射图1所示的第一光束4，在另一侧反射第二光束5。
与图1的槽8a不同，在粘接到反射棱镜15′上之前，通过在超声波范围内振荡且具有台阶的加工工具在物镜10b中形成穿透两个光学元件1和2的阶梯槽8b。它们在反射棱镜15′的粘接区域中具有台阶18。该台阶作为粘接反射棱镜15′所需的粘接剂的粘接剂缓冲区。从而无需去除剩余的粘接剂并进行清洗，这样简化了物镜10b的制造过程。除了台阶状，槽8b的缝隙例如也可以为楔形。
这里，可以更大程度地吸收由物体侧光学表面11散射性反射的光，阶梯槽8b穿透光学元件1和2的所有四个光学表面11。
通过把反射棱镜15′粘接到物镜10b的第一光学元件1上，可以形成准整体的光学部件，由于无机光学材料通常具有高的强度和小的热膨胀系数，该光学部件具有与这种材料制成的整体件相比基本相同的形状稳定性。这种部件的各光学元件和各个部分彼此相对具有高的位置稳定性，即高的定位和定向稳定性。同时，由于台阶形的槽8b，进一步避免了第一部分6相对于第二部分7的光学阻挡和图1所示的在光学部件上散射的第一光束4的光与接收器14上的第二光束5的之间的光串扰。
与第一实施例不同，在槽中插入薄壁黑色塑料件19，以间接地防止光串扰。除了第一和第二光束4和5的入口和出口之外，它另外围住反射棱镜15′，以进一步防止光串扰。
对于用于其它用途的光学部件，可以取代反射棱镜15′而在形成相应槽后把另一个光学元件，例如小的圆透镜粘接在它上面。
图4示出了根据本发明的图3所示光学部件的第二实施例的横截面图，其中与图3不同的是未示出插入的塑料件19。该截面穿过图3所示第二光学元件2的中间。第一部分6也位于第二部分7的中心。与第一实施例不同的是，在第二实施例中，除了两个断缝之外，笼形阶梯槽8b围住第一部分6。两个断缝的每一个作为第一和第二部分6和7之间的网状材料连接段。通过该材料连接段，可以牢靠地固定第一部分6，并使其相对于第二部分7保持稳定的位置。
在具有材料连接段时，最好在物镜10b中形成窄的孔形槽8b′，以防止由第一部分6散射的第一光束的光通过两个材料连接段直接传播。例如可以通过相同的加工工具与阶梯槽8b一起在部件中形成孔形槽8b′。但也可以想到，可以利用第二个加工工具，在与阶梯槽8b相反的方向上穿过图3所示物体侧光学表面11在物镜10b中形成两个孔形槽8b′。
当然，可以在如图1所示的没有贯穿光学部件的槽中提供这种网状材料连接段。由此，进一步提高了这种部件的稳定性，使得第一部分6尽管有反射棱镜粘接在其上也可以承受很大的振动和冲击载荷并具有稳定的位置。
图5示出了根据本发明的光学部件的第三实施例的横截面图，它是用于具有集成测距装置的镜筒的另一物镜10c。与图1所示的装置不同，第一光束由发光二极管产生，且在通过另一物镜10c的通路上光束的横截面较大。物镜10c具有第一部分6，其横截面比图2的物镜10a的要大。针对包括由目标物反射的光的两个第二光束，设置了两个第二部分7，它们在第一部分6的两侧围绕其设置。两个圆弧形槽8c在装置内部防止由第一部分6散射的第一光束的光与两个第二光束的光之间的光串扰。
也可以想到，不仅可以将一个第二部分7，也可以将单独的接收器与两个第二光束联系起来。
另外，两个第二光束，甚至是由两个光源产生的发射光束和第一光束也可能包含由目标物反射的光。由此，装置内的两个圆弧形槽8c可以防止由第二部分7散射的两个第二光束的光与第一光束的光之间的光串扰。
图6示出了根据本发明的光学部件的第四实施例的横截面图，它作为用于具有集成测距装置的镜筒的另一物镜10d。与图1装置不同，第一光束相对于第二光束偏置。
第一部分6相应偏心地设置在第二部分7内并具有呈长椭圆的横截面，与由激光二极管产生的第一光束的横截面对应。缝隙形的偏心设置的槽8d连续地环绕第一部分6。
图7示出了根据本发明的光学部件的第五实施例的纵向剖视图，它是用于具有集成测距装置的镜筒的另一物镜10e。与图1所示的装置不同，第一光束4不经中间反射元件达到未示出的目标物。
物镜10e是由两个光学元件1和2构成的粘接件，并除了具有圆柱形槽8e外还具有连续的中间凹进20。可以利用同一个加工工具，在一个加工步骤中，在该部件中与圆柱形槽8e一起形成中间凹进20。这里，在中间凹进20的一端直接插入产生第一光束4的激光二极管21，而在另一端直接插入准直透镜22。
通过激光二极管21与物镜10e的粘接件直接组合形成光电系统，它使得第一光束4相对于粘接件具有非常高的方向稳定性。
通过插入准直透镜22，可以在物镜10e的中间区域容纳完整的发射光学单元，该单元还通过圆柱形槽8e与装置的其它部分有效地隔绝开。由此，实际上完全防止了由准直透镜22散射的第一光束4的光与仅在图1中示出的接收器上的第二光束5之间的光串扰。
图8示出了根据本发明的光学部件的第六实施例的侧视图。它是用于多功能装置的准整体终端元件10f，例如通过三个第一光束和四个第二光束自动探测、测量和记录目标物。
在此，准整体终端元件10f包括第三光学玻璃元件，这是凸载体透镜(carrier lens)3，并具有中间的第一部分6和四个外围的第二部分7′至7″″。在此，第一部分6对应于三个第一光束，而四个第二部分7′至7″″分别对应于四个第二光束中的一束。四个第二部分7′至7″″中的每一个分别具有不同的焦距且分别用于不同的目的。为了防止装置内的光串扰，在第一部分6和第二部分7′至7″″之间设置了终端元件10f上的圆柱形槽8e。如图所示，另外分别通过径向槽8f对四个第二部分7′至7″″进行了光学隔离。
第一部分6包括载体透镜3的中间区域和例如与其粘接的玻璃平凹透镜。第一第二部分7′由载体透镜3的外围四分之一构成。第二第二部分7″由载体透镜3的另一四分之一构成，它具有由凝胶或塑料制成的薄膜，借助模压技术在其上形成例如可以进行非球面修正的结构。第三第二部分7由衍射透镜的外围四分之一构成。第四第二部分7″″由凸凹透镜的外围四分之一构成。
图9示出了具有照明装置的光记录装置的纵向剖视图，它包括图象检测装置25、光源和本发明第七实施例的部件，该部件为该光记录装置的一体型物镜10g。
该一体型物镜10g包括与照射未示出的物体的第一光束4相对应的具有略微无光泽光学表面24的第一部分6，和用于物体光学记录的第二光束5的第二部分7。通过第二部分7的两面抛光的透镜表面，把待记录的目标记录在检测装置25上。物体侧的第一部分6的略微无光泽光学表面24对第一光束4进行散射和折射，由此，目标由均匀亮度的散射光照射。
在第一和第二部分6和7之间，在一体型物镜10g中形成了圆柱形槽8e。由此，可以在图象检测装置25上在较大范围内减小由光学表面11折射散射和由无光泽表面24反射散射的第一光束4的光9与第二光束5的光串扰。槽和无光泽光学表面24的表面结构可以通过同一个工具形成。这样，可以简化具有同轴集成照明装置和紧凑结构的装置的制造。
图10示出了用于一装置的本发明部件第八实施例的纵向剖视图，它是用于两个光束4和5的分光块10h。它由两彼此粘接的平光学棱镜组成，具有只反射第二光束5的波长选择层6。
分光块10h具有用于圆柱形第一光束4的圆柱形第一部分6和用于第二光束5的有角度的第二部分7。第一部分6与第二部分7不同，是两个棱镜的一部件。在分光块10h中，与第一部分6同轴并绕其形成有穿过波长选择层26的圆柱形槽8e。由此，在后光学表面11上折射散射和在波长选择层26上折射或反射散射的第一光束4的光由圆柱形槽8e吸收，这样不会引起与第二光束5的光串扰。
图11示出了根据本发明的部件的一实施例的纵向剖视图，它是用于发射或接收第一和第二光束4和5的装置的另一物镜10i。由点光源产生的第一光束4的光学有效轴线和物镜10i的光轴彼此同轴。与上述实施例不同，物镜10i包括两个互补的半圆形部分6和7。对应于第一光束4的第一部分6与对应于第二光束5的第二部分7相对设置。这样，例如，在通过物镜10i时第一光束4可以具有较大的半圆形光束横截面。
实际上第一光束4在物镜10i的光学表面11上散射的和在其内部反射的所有光可以被适合的沿光轴方向的轴向槽8g吸收并因而不会与通过第二部分7的第二光束4形成光串扰。轴向槽8g是直径很小(例如为半毫米)的盲孔，并延伸到物体侧光学表面11的附近。
图12示出了根据本发明的用于会聚第一光束的部件的一个实施例的纵向剖视图，它是双筒望远镜的物镜10j。由双筒望远镜会聚的观察光束形成了第一光束4。相对于第一光束4倾斜射入物镜10j的太阳光或其它外光源的光形成了第二光束5。
倾斜射入物镜10j的第二光束5的第一部分投射到物镜10j的周边表面27的区域。在没有适合的措施情况下，由周边表面27散射的光例如会在望远镜使用者的眼睛(即成像系统的接收器)中与待会聚的第一光束4形成光串扰。这种光串扰会显著降低图象对比度。
根据本发明，在周边表面27中形成至少一个环形槽8h。一方面，所述槽吸收由物体侧的这部分边缘表面27散射反射的第二光束5的光，由此不会与第一光束4形成光串扰。另一方面，由环形槽8h直接阻挡了第二光束5的光(相当于光阑)，由此，它不会到达接收侧的边缘表面27，并不会由于在其上散射的光而形成光串扰。通过集成在该部件上的作为光阱和光阑的环形槽8h，可以减少散射的外部光，由此可以提高图象的对比度。在接收面上图像对比度不会降低。
可以通过相应的超声加工工具或借助例如金刚石刀具在该光学部件中形成该至少一个环形槽8h。
权利要求
1.一种用于发射第一光束(4)和接收至少一个第二光束(5)的装置的光学部件(10a，…，10h)，该部件具有由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体元件(1，2，3)，它包括折射第一光束的第一部分(6)和至少折射一个第二光束的至少一个第二部分(7，7′，…，7″″)，所述第一部分基本上由所述至少一个第二部分围住，其特征在于，具有基本上围住所述第一部分(6)的槽(8a，…，8e)，其这样形成在所述装置内直接或间接地基本上防止由所述部件散射的第一光束(4)的光(9)与所述至少一个第二光束(5)的光串扰。
2.如权利要求1所述的光学部件(10a，…，10h)，其特征在于所述槽(8a，…，8e)为缝隙的形式，所述槽的缝隙的深度大致平行于第一光束(4)的传播方向而延伸。
3.如权利要求2所述的光学部件(10b)，其特征在于所述槽(8a、8b′)至少部分地穿过所述部件。
4.如权利要求2所述的光学部件(10a，10c，…，10h)，其特征在于所述槽(8a，8c，…，8e)不贯穿所述部件，且在所述槽的区域中，所述部件具有小于所述缝隙深度的四分之一，或者小于十分之一的保留材料厚度。
5.如权利要求4所述的光学部件(10a，10c，…，10h)，其特征在于所述缝隙的深度至少是所述缝隙的宽度的3倍、优选至少为10倍，必要时为20倍。
6.如权利要求4所述的光学部件(10a，10c，…，10h)，其特征在于，所述缝隙的宽度小于1.5毫米，优选小于1毫米，必要时小于0.5毫米。
7.如权利要求4所述的光学部件(10a，10d，…，10h)，其特征在于具有单个连续的、必要时具有不同曲率的槽(8a，8d，…，8e)，它连续地围住所述第一部分(6)。
8.如权利要求1所述的光学部件(10b，10c)，其特征在于具有多个、必要时不同形状的槽(8b，8b′，8c)。
9.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于所述槽的表面具有涂层、颜料或墨，或具有金属或绝缘反射膜。
10.如权利要求1所述的光学部件(10a，…，10j)，其特征在于为了间接地防止光串扰，在所述槽中设置有不透光的固体(17)或填充材料，如沥青或粘接剂。
11.如权利要求1-10中任意一项所述的光学部件(10a，…，10j)，其特征在于所述一体元件是圆形光学元件(1，2，3)或平面光学元件。
12.如权利要求1-11中任意一项所述的光学部件，其特征在于所述部件是通过权利要求18-22中任意一项所述的方法制造的。
13.一种测距装置，具有权利要求1-10中任意一项所述的光学部件(10a，…，10f，10h)和与发射光束同轴的接收光束，其特征在于所述发射光束和接收光束分别形成第一光束和至少一个第二光束(4和5)。
14.一种具有权利要求11所述的测距装置的测量仪器，包括瞄准器，并可以包括通过照明光束和目标探测光束自动进行目标探测的装置，其特征在于所述光学部件作为该光学瞄准器的物镜，并且所述照明光束和目标探测光束可以分别形成另外的第一光束和另外的第二光束。
15.一种装置的光学部件(10i)，该装置用于发射与该部件的光轴同轴并由点光源产生的第一光束(4)并用于接收第二光束(5)，所述部件包括由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体元件，且具有用于通过第一光束且可选地通过第二光束的第一部分(6)，以及用于通过第二光束的第二部分(7)，所述第一部分与所述第二部分相对设置，其特征在于沿着所述部件的光轴形成有孔形式的槽(8g)，所述槽使得在该装置内基本上防止了由所述部件散射的第一光束(4)的光(9)与第二光束(5)的光串扰。
16.一种用于会聚第一光束(4)的光学部件，其中相对于第一光束倾斜的第二光束(5)射入到所述光学部件中，该部件具有由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体圆光学元件(10j)和用于通过第一光束的部分(6)，其特征在于所述圆光学元件(10j)具有一外部环形槽(8h)，该槽大致垂直于所述第一光束的传播方向延伸到所述圆光学元件内。
17.一种用于至少两个光束(4，5)的光学部件(10a，…，10h)，包括由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体元件(1，2，3)，并包括与各个光束对应的至少两个部分(6、7)，其中第一部分(6)基本上由至少一个第二部分(7)围住，其特征在于在第一和至少一个第二部分之间设置有槽(8a，…，8e)，所述槽使得除了所述一体元件中的至少一个材料连接段之外，所述第一部分与所述至少一个第二部分光学隔离开，并且所述第一部分通过所述至少一个材料连接段而相对于所述至少一个第二部分保持稳定的位置。
18.一种用于至少两个光束(4，5)的光学部件(10a，…，10j)的制造方法，该光学部件包括由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体元件(1，2，3)，具有经过抛光并可以具有涂层的光学表面(11)，其特征在于通过在超声波范围内振荡的成形加工工具在所述部件上形成用于吸收由所述部件散射的其中一个光束的光(9)的至少一个槽(8，…，8h)。
19.一种用于至少两个光束(4，5)的光学部件(10a，…，10j)的制造方法，该光学部件包括由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体元件(1，2，3)，并具有经过抛光并可以具有涂层的光学表面(11)，其特征在于通过至少部分地由所述部件吸收的激光束在所述部件中形成用于所述至少两个光束中的一个光束的至少一个槽(8，…，8h)。
20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于所述槽(8a，…，8g)穿过一个光学表面(11)深入所述部件。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于所述一体元件(1，2，3)是圆光学元件或平面光学元件。
22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于在形成所述槽(8b)后，把另一光学元件(15′)粘接到光学表面(11)上。
全文摘要
一种用于至少两个光束(4，5)的光学部件(10a)，该部件具有由玻璃、石英或其它无机光学材料制成的一体元件(1、2)，以及与各个光束对应的至少两个部分(6、7)，其中第一部分(6)基本上由至少一个第二部分(7)围住。根据本发明，在第一部分和至少一个第二部分(6和7)之间设置了槽(8a)。该槽使得第一部分(6)基本与至少一个第二部分(7)光学隔离开，并通过至少一材料连接段与第二部分保持稳定的位置。
文档编号G01B11/00GK1611962SQ200410085898
公开日2005年5月4日 申请日期2004年10月29日 优先权日2003年10月29日
发明者海茵茨·伯恩哈德, 马塞尔·比尔基, 于尔格·欣德林 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司