找平激光器的制作方法

本发明涉及一种找平激光器（Nivellierlaser），其具有至少一个投射装置，该投射装置具有用于产生激光束的激光光源以及反射的锥形镜，其中反射的锥形镜具有锥体轴线并且被构造用于将由激光光源至少在预设的公差内相对于锥体轴线共轴地朝向反射的锥形镜发射的激光束转换成激光平面。

背景技术：

现有技术中已知了这样的找平激光器，其具有三个投射装置。所述投射装置分别具有激光光源以产生激光束并且为了将激光束转换成激光平面设置了准直器镜（Kollimatorspiegel）和反射的锥形镜。在此，激光束在准直器镜上被平行对准并且在锥形镜上沿着激光束的径向方向转向或转换成激光平面。

技术实现要素：

本发明提供一种新型找平激光器，其具有至少一个投射装置，该投射装置具有用于产生激光束的至少一个激光光源以及反射的锥形镜，其中反射的锥形镜具有锥体轴线并且被构造用于将由激光光源在预设的公差内相对于锥体轴线共轴地朝向反射的锥形镜发射的激光束转换成激光平面。反射的锥形镜具有母线，该母线至少分部段地弯曲地构成。

应指出的是，激光束由激光光源优选相对于锥体轴线共轴地发射。然而在此情况下因为由于激光光源相对于锥体轴线的、为此所需的取向例如因制造和/或安装所限会出现一定的散度，所以发射应至少如此进行，使得其至少基本上共轴或在预设的公差内共轴，该公差分别可因制造和/或安装所限而预设。

因此，本发明能够实现提供一种找平激光器，其中由于反射的锥体镜的弯曲的母线可以省去准直器镜。因此，可以实现构建具有数目减小的单部件的找平激光器，由此，投射装置或找平激光器总体上更不宜遭到破坏并且这样可以提供耐用的且牢固的找平激光器。

优选地，母线被抛物线状地构成并且具有焦点。因此，可以以简单的方式和方法将弯曲的母线用于产生激光平面。在此情况下，有利地可以实现对于从焦点发射的激光射束平行化的或者甚至聚焦的作用。

优选地，由激光光源相对于锥体轴线共轴地朝向反射的锥形镜发射的激光束不受阻碍地射到反射的锥形镜上。应指出的是，在本发明的上下文中，术语“不受阻碍地”相对于激光束从激光光源到反射的锥形镜的发射指的是在未中间连接中间装置诸如透镜、准直器、衍射元件、孔径或其他光学装置的情况下的发射。因此，激光束可以准确且精确地被转换成激光平面，其中可以省去相应的中间装置。

反射的锥形镜优选被构造用于由激光光源相对于锥体轴线共轴地朝着反射的锥形镜发射的激光束扩宽和/或聚焦和/或平行化成激光平面。因此，通过使用锥形镜可以简单且不复杂地将激光束转换成激光平面。

根据一种实施方式，反射的锥形镜被构造用于垂直于锥体轴线地反射所产生的偏差小于10%、优选小于5%的激光平面。因此，可以产生准确且精确的激光平面。

反射的锥形镜优选旋转对称地构成。因此，可以提供简单且不复杂的锥形镜。

优选地，反射的锥形镜被构造用于将由激光光源相对于锥体轴线共轴地朝着反射的锥形镜发射的激光束转换、尤其是扩宽和/或聚焦和/或平行化成可投射的360°的激光平面。因此，可以简单且可靠地产生360°的激光平面。

根据一种实施方式，激光光源相对于锥体轴线共轴地布置。因此，激光束可以被直接引导到锥形镜或其尖端上以转换成激光平面。

激光光源优选布置在反射的锥形镜的焦点中。因此，可以简单且不复杂地将激光束转换成激光平面，其中激光束优选转换成具有平行的激光射束的激光平面。

优选地，激光光源根据激光二极管的类型来构成。因此，可以提供简单且成本低廉的激光光源。

此外，本发明还提供了一种反射的锥形镜，其具有锥体轴线并且被构造用于将由激光光源至少在预设的公差内相对于锥体轴线共轴地朝着反射的锥形镜发射的激光束转换成激光平面。反射的锥形镜具有母线，该母线至少分部段地弯曲地构成，尤其是抛物线状地构成。

附图说明

借助于在附图中示出的实施例在后续的描述中对本发明予以详细阐述。在附图中：

图1示出了带有三个投射装置的找平激光器的透视图，所述投射装置分别具有用于产生激光束的激光光源和根据本发明的反射的锥形镜，

图2示出了图1的投射装置的剖视图，以及

图3示出了图1和图2的根据本发明的反射的锥形镜的侧视图。

具体实施方式

图1示出了根据一种实施方式的找平激光器100的示例性的结构，该找平激光器具有光学载体110，该光学载体具有至少一个、描绘性地为三个投射装置120。然而，应注意的是，本发明并不限于找平激光器，而是也可以在用于产生激光平面的其他工具中得到应用。

投射装置120优选彼此垂直地或彼此成90°角度地沿着三个空间轴线的方向布置在光学载体110中。优选地，投射装置120具有激光光源140，该激光光源在找平激光器100的运行中产生至少一个光束（图2中的220）。优选地，投射装置120的每个都还分别设置有一个反射的锥形镜200。

优选地，激光光源140根据点光源的类型、优选根据激光二极管的类型构成，其中每个投射装置120都具有至少一个激光光源140。可替选地，也可以为所有投射装置120设置仅仅一个激光光源140，其中由激光光源140产生的激光束（在图2中的220）通过分束器可以被扩宽并且被再引导至投射装置120。优选地，激光光源140分别相对于相应的反射的锥形镜200共轴地布置。

优选地，反射的锥形镜200旋转对称地构成并且示例性地示出为具有圆锥体205的圆柱形棒。然而，锥形镜200也可以具有其他任意形状并且例如也可以构成为负锥体。优选地，圆锥体205具有张角，该张角优选具有90°，但也可以具有其他任意角度。

根据一种实施方式，锥形镜200在其与圆锥体205对置的端部上布置在优选构成为衬套的保持装置170中。优选地，衬套170支承在光学载体110上的构成为圆柱形管部段的容纳部180中。然而，圆锥体205也可以直接布置在物体载体110中。圆柱形管部段180具有透明的材料，优选由聚合物构成。在此，圆柱形管部段180的长度优选大于锥形镜200的高度。

锥形镜200在此优选完全地并且共轴地被透明的圆柱形管部段180包围。在此情况下，激光束（在图2中的220）被配设给圆锥体205的母线（在图2中的212）反射并且优选以360°的角度转换成激光平面（在图2中的230）。激光束（在图2中的220）在此不受妨碍地并且至少近似地优选沿着圆柱形管部段180的径向方向穿过圆柱形管部段180的壁部。这在没有光学损害如失真或光晕的情况下发生。

同时，圆柱形管部段180能够实现对光学载体110以及激光光源140的空腔气密性封闭，该光学载体具有带有锥形镜200的投射装置120的光学部件。以此方式保护敏感的光学表面免受在恶劣的日常使用中的湿气、灰尘和其他不利的环境影响。

根据一种实施方式，光学载体110以摆动的方式布置在找平激光器100的壳体中并且优选具有金属的压铸合金、例如铝-或锌压铸合金。光学载体110的摆动式悬挂优选可以通过万向接头的悬挂件进行。

为了极大地缩短摆动式的并且基本上无摩擦地悬挂的光学载体110的振动持续时间，而不会减小引力场中的光学载体110的端部位置的调节精度，根据瓦尔腾霍芬的摆（Waltenhof'schen Pendels）的原理为光学载体110优选配设涡流阻尼。为此，铜块130安置在光学载体110的下部的自由端部上，其中铜块130在摆动运动的情况下以小的间距无触碰地通过与壳体牢固连接的永磁体来运动。铜块130优选从光学载体110的重心轴线被压出并且以一角度位置安置在支架132上，该支架布置在光学载体110的、在图1中示出于下面的端部上。由此，铜块130的质量除了作为涡流阻尼的部件的功能之外同时还可以用作用于补偿投射装置120的平衡重量。

此外，找平激光器100的壳体优选具有聚合的材料或例如纤维增强的聚合物复合材料（例如纤维增强的热固塑料或热塑性塑料）。在此，壳体至少用于保护投射装置120和减小脏物的危险。

壳体优选具有三个壳体开口，投射装置120的配备锥体的端部可以穿过所述壳体开口并且向外突出，使得通过锥形镜200产生的激光平面（在图2中的230）可以不受妨碍地被反射。壳体开口优选构成为使得光学载体110的可运动性和找平能力在找平激光器100的自找平范围内不受妨碍。此外，壳体在这里未示出的实施例中还容纳用于供电的电池或蓄电池、用于切换激光光源140的操作元件以及用于使激光光源140运行的电子电路。

图2示出了图1的激光光源140，该激光光源相对于锥形镜200或配设给锥形镜200的锥体轴线202共轴地布置。优选地，激光光源140的激光束射出口229在图2中示意性地朝着激光光源140的方向延长的锥体轴线202上，激光束220在所述激光束射出口处出射。在此，激光光源140或其激光束射出口229布置为使得朝向锥形镜200的方向发射的激光束220不受妨碍地射到锥形镜200上。

优选地，激光束220直接并且不受妨碍地射到朝向激光光源140的、配设给锥形镜200的锥体尖端215上，即不穿过其他部件、尤其是镜譬如准直器镜。锥形镜200又优选被构造用于由激光光源140相对于锥体轴线202共轴地朝着锥形镜200发射的激光束220扩宽和/或聚焦和/或平行化成激光平面230。

优选地，锥形镜200在此沿着锥体轴线202的方向产生了偏差小于10%、优选小于5%的激光平面230。锥形镜200在此优选被构造用于将由激光光源140至少在预设的公差内相对于锥体轴线202共轴地朝着锥形镜200发射的激光束220转换、尤其是扩宽和/或聚焦和/或平行化成可投射的360°的激光平面230。为此，锥形镜200或其圆锥体205具有一个、用作说明地为两个母线212、214，所述母线至少分部段地弯曲地构成，尤其是凹面完全地、优选抛物线地或抛物线状地构成。

应指出的是，激光束220由激光光源140优选相对于锥体轴线202共轴地发射。然而在此情况下因为由于激光光源140相对于锥体轴线202的、为此所需的取向例如因制造和/或安装所限会出现一定的散度，所以发射至少应如此进行，使得其至少基本上共轴或在预设的公差内共轴，该公差分别可因制造和/或安装所限而预设。

激光束220优选具有多个单射束，并且用作说明地具有七个单射束221、222、223、224、225、226、227，其中单射束221-223射到母线214上并且在那里用作说明地在图2中向右转换成激光平面射束232、233、234，并且其中单射束225-227射到母线212上并且在那里用作说明地在图2中向左转换成激光平面射束236、237、238。单射束224用作说明地沿着锥体轴线202射到锥形镜200的锥体尖端215上并且转换成激光平面射束231以及转换成激光平面射束235，所述激光平面射束231在图2中用作说明地向右发射，所述激光平面射束235在图2中用作说明地向左发射。

单射束221-227在此构成激光束220并且激光平面射束231-238构成激光平面230。在此，单射束221-227被如此转向，使得这些单射束构成至少近似彼此平行地布置的激光平面射束231-238。

应指出的是，七个单射束221-227和八个激光平面射束231-238的构型仅具有示例性的特征并且不能视为对本发明的限制。更确切地说，单射束和/或激光平面射束的数目可以特定于应用并且特别地可以任意大。

图3示出了图2的锥形镜200，该锥形镜具有其母线212，该母线用作说明地抛物线状地构成。在此，锥形镜200的锥体尖端215示例性地构成具有x轴320和y轴310的坐标系311的原点315，其中锥体轴线202布置在x轴320上。

图2的母线212在坐标系311中优选对应于根据公式y=ax²+bx+c的抛物线。在此情况下，a、b、c为系数，其中系数a表示焦距或锥体尖端215直至焦点335的距离。焦点335在本发明的上下文中系指光学轴线、在此为延长的锥体轴线202上的点，其中平行于光学轴线入射的射束在折射或反射之后相交。系数b表示抛物线在y轴310上的斜率或激光平面的角度，在该系数值为1的情况下根据180°的光圈孔将激光束220转换成优选平坦的激光平面230。此外，系数c表示锥形镜200相对于坐标系311在y轴中的位置。在系数c的值为零的情况下，锥体轴线202布置在x轴320上，或锥体尖端215布置在坐标系311的原点315中。

根据一种实施方式，激光光源140布置在锥形镜200的焦点335中。在此，焦点335在坐标系311的负x方向上距原点315有距离f并且优选形成具有x轴340和y轴330的坐标系312的原点。在此，锥形镜200在坐标系312中的母线212对应于公式。在此情况下，通过距离f可以调节激光束220的射束宽度、工作范围、图像质量以及激光束220的光功率并且由此调节激光平面230的光功率。

本发明并不受具体的实施方式限制并且不同实施例的特征可以自由彼此组合。本申请中描述不同部件彼此间的位置的术语如“彼此垂直”、“在一条线上”等描述了所期望的理想位置/状态并且包含：由于机械/光学的构造会形成一定的偏差和不精确性，其被创造性的教导所包含。在描述性说明的情况下，不仅包括所说明的端部值，而且也包括所有在其间的值和其中所包含的创造性的教导的子范围。