[发明专利]用于电光距离测量的激光设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于电光测量目标物至一个参考标志的距离的激光设备，它包括：外壳，该外壳具有用于从激光设备耦出激光射线的出射开口；测量装置，该测量装置发出激光射线并由来自目标物的接收射线求出距离值；用于显示距离值的显示装置；用于操作激光设备并起动距离测量的操控装置；以及用于将激光射线对准到目标物上的光学瞄准装置。

背景技术

用于电光距离测量的激光设备已由现有技术所公开并已商业销售。激光距离测量设备发射经过调制的激光射线，激光射线射到要求出其与激光设备的距离的目标物表面上。从目标物表面反射或散射的激光射线的光以下称为接收射线，被激光距离测量设备检测并用于求出距离。这种激光距离测量设备的应用范围通常包括从几厘米至数百米的距离。

现有技术已知的激光距离测量设备按照发射装置和接收装置的排列可分为两种类型：双轴排列，在这种排列情况下发射装置和接收装置的光轴相互错开地平行前进；以及同轴排列，在这种排列情况下发射装置和接收装置的光轴相互重合。双轴排列具有以下优点：不需要用于分开发射射线与来自目标物的接收射线的射线分离，并且发射路径和接收路径可良好地相互分离，从而可避免光的串扰。但是另一方面这存在以下缺点：在短距离范围内由于平行轴而导致检测问题：目标物在检测器表面上的成像偏离接收装置光轴一个小的距离，并且发生检测面中射线横截面的偏差。同轴排列具有没有平行轴和廉价结构的优点。但缺点是不能避免发射单元对接收单元的光串扰，因为同一个光通道被用于两个单元。光的串扰导致周期性的距离测量误差。

在建筑业中激光距离测量设备还用于室内的距离测量，其中在大的距离(大于50米)上激光射线也能用肉眼观看到。然而当在室外应用中瞄准具有高的环境光密度的目标物、例如太阳光所照射的墙壁时，目标物上的激光射线很难看到或者根本看不到。为了改善可见度，可以设想提高激光器功率。然而由于安全理由，更高的激光器功率是不允许的。激光距离测量设备的最大功率是由激光器类别规定的。在已知的激光距离测量设备中所包含的等级2的激光器的情况下，最大功率不可以超过1毫瓦。为了使使用者能看到激光射线在目标物上的位置，激光距离测量设备被设计成带有光学瞄准装置。

图1a示出一个已知的用于电光距离测量的激光设备1，下面它被称作激光距离测量设备1，它具有测量装置2，该测量装置将激光射线3对准到目标物4上，并由从目标物4反射或散射的激光射线(被称为接收射线5)求出距离值；激光距离测量设备1还具有用于显示距离值的显示装置6和用于操作激光距离测量设备1并起动距离测量的操控装置7。此外激光距离测量设备1还具有光学瞄准装置8，它使得特别是在室外测量或差的可视环境下，当用肉眼不能在目标物4上清楚看到或者不再能看到激光射线3时，距离测量变得容易进行。

激光距离测量设备1被外壳9包围。显示装置和操控装置6，7嵌入到外壳9的上侧面10中。为了保证操作激光距离测量设备1时和显示距离值时高度的操作舒适性，外壳9的上侧面10和对着上侧面10的下侧面11是激光距离测量设备1的两个最大的外壳表面。与上侧面相邻接的前侧面和后侧面12，13以及外壳9的侧向表面14，15尽可能设计得小，以构造成轻便的激光测量设备1。

激光射线3从外壳9的输出通过出射开口16完成，该出射开口被设置在外壳9的前侧面12上，并且激光射线3的光轴垂直于前侧面12。来自目标物4的接收射线5通过输入开口17进入激光距离测量设备1。

至目标物4的距离测量相对于位于激光距离测量设备上的参考标志进行。在已知的激光距离测量设备1中，前侧面12、后侧面13、瞄准尖端18或测量延伸部分(图中未示出)被用作参考标志。在参考标志之间的切换通过切换装置19完成或自动实现，例如当瞄准尖端18折叠180°时。

图1b示出图1a所示已知激光距离测量设备1内部带有测量装置2和光学瞄准装置8的视图。测量装置2包括具有射线源21和第一射线成形光系22的发射装置20，具有检测器24和第二射线成形光系25的接收装置23，以及评估装置26。发射和接收装置20，23是双轴排列的，即它们的光轴相互平行但不重合。评估单元26通过通信连接27a，27b，28与检测器24、射线源21和显示装置6相连接。它由射线源21发射的激光射线3与检测器24检测到的接收射线5之间的时间差确定至目标物4的距离值。