[发明专利]陶瓷光学件载体

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学件载体、尤其用于光学的测量设备，所述光学件载体具有基体，在所述基体上设有用于固定一种电子光学的发射及接收系统的组件的装置。此外本发明还涉及这种光学件载体的制造方法。另外本发明还涉及一种光学测量设备、尤其是激光测距仪，其具有透镜保持部、光学件载体和发射及接收系统。

背景技术

DE 10 2005 041 980A1已公开了一种用于激光测距的光学测量设备，该测量设备被设计成手持设备。在该激光测距仪中设置由塑料制成的光学件载体作为中央元件，电子光学的发射及接收系统保持在该光学件载体上。为此光学件载体具有用于测量设备光学和/或电子组件的容纳部和固定装置。在光学件载体的前端区域上一体式地设置包含用于一种接收器光学件的容纳部的透镜保持部。此外具有激光二极管和光敏接收器二极管的电路板保持在光学件载体上，激光二极管具有安装在其之前的准直透镜用于生成激光束。电路板如此定位在测量设备中，以使激光二极管可以通过发射器光学件发射光束，并且使所述光敏接收器二极管定位在接收器光学件的焦点中。为了改善测量准确度以及为了减少测量错误，平行地设置用于发射和接收的光线路径。由此，作用于光学件载体的外部影响同样作用于所述两个光线路径。

该光学件载体连同固定在其上的电子光学的发射及接收系统与显示装置、输入装置和能量供给装置一起安装在共同的壳体中。在工作中，通过输入装置操作激光测距仪。因而由激光二极管将激光束发射至应测量距离的对象上。投射到该对象上的光点通过接收器光学件聚焦到光敏接收器二极管上并且被进行分析。通过显示装置输出所述通过测量所得到的距离值。

在实践中光学测量设备对机械负荷能力有较高要求。在安装期间会导致变形的力可能已经作用于光学件载体。设备在使用中也可能受到冲击并且因而变形。这仅可以部分地通过结构性措施弥补和避免。在此特别对于手持的光学测量设备而言基于其功能目标是受到限制的。因而钢是一种适当材料，这是因为钢具有较大的弹性模量(参见表1)。铝压铸件(Alu-Druckguss)和镁铸件(Magnesiumguss)在这方面就不适合，而塑料的弹性模量最小。然而基于重量原因应用钢是有缺点的，这是因为在表1中列出的材料中它是最重的。

表1

此外测量设备例如通过太阳照射还承受热影响。如果光学件载体与壳体固定连接，那么这会在一侧加热时导致弯曲，由此光学件载体变形并且降低测量精度。因而期望使得所述材料一方面具有较高的导热性，另一方面具有较低的热膨胀系数。如表2所示，在钢情况下这种组合是最适合的，与此同时在塑料情况下最不适合。

表2

因为电子光学的发射及接收系统包含电子构件，这些电子构件基于直至1GHz的所应用的调制频率生成电磁辐射，所以也要注意对电磁兼容性的要求。在此当光学件载体由导电材料制成时，原则上它也可以充当屏蔽物。然而这很困难，这是由于所应用的调制频率较高。在此，光学件载体应当由电导率较低的材料制成，因而光学件载体自身不可以充当用于电子光学的发射及接收系统的天线，进而不利于发射。金属材料—钢、铝压铸件和镁铸件都具有较高的导电性，因而关于电磁兼容性方面都是不适合的。在此仅塑料比较适合作为绝缘体。

表3

此外压铸或者喷铸制成的光学件载体具有受到制造限制的内应力。这种效应原则上也存在于钢板材弯曲件中。这种内应力随着使用时间和温度而松弛，从而随着时间的推移而出现光学系统的失调。

与所应用的材料有关，对于光学件载体并且进而光学的测量设备而言，因制造导致精度受限。在铝压铸件的情况下，受到制造限制的精度最小，镁铸件和塑料至钢的精度逐步增大。

在安装所述光学的测量设备时经常应用粘合剂，这是因为粘合可以极大地避免由于安装过程在光学件载体中产生的应力，在花费较小情况下可以获得较高的精度。在此金属铸造材料与钢或者塑料相比通常不太适合，这是因为它们具有通常较差的粘合特性。应用粘合剂也是受限的，这是因为例如金属是不透光的，因而应用光固化粘合剂不能快速实施粘合过程。仅塑料材料可以透光地制造，从而可以应用光固化的粘合剂。

总而言之可以确定的是，没有材料满足所有期望的要求。最适合的材料看来是钢或者塑料，其中，塑料尤其在其稳定性和热特性方面是有缺点的，然而钢尤其在电磁兼容性方面是受到挑剔的。此外在所有迄今为止所应用的材料中尤其是内应力被看做是有缺点的。