[发明专利]用于距离测量的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量基准标记与目标物体之间的距离的测量装置。

背景技术

激光测距系统用测量装置包括构造成射束源的电子光学部件、构造成探测器的另外的电子光学部件和具有发射光学器件和接收光学器件的射束整形系统。射束源和发射光学器件被称为发射装置，以及探测器和接收光学器件被称为接收装置。射束源沿光轴发射激光射束，该激光射束从发射光学器件对准目标物体。被目标物体反射和/或散射的接收射束被接收光学器件整形并且沿光轴对准探测器。测量装置被分为旁轴设置结构和共轴设置结构，在旁轴设置结构中，发射装置和接收装置的光轴平行错开地延伸，在共轴设置结构中，发射装置和接收装置的光轴重叠并且借助射束分裂光学器件被分离。在共轴设置结构中，发射光学器件和接收光学器件被整合(集成)在共同的射束整形光学器件中，该射束整形光学器件对激光射束和接收射束进行整形。

EP 1 351 070 A1公开了一种已知的具有发射装置和接收装置的旁轴设置结构的测量装置。射束源、发射光学器件和接收光学器件被固定在本身刚性的光学器件支架上。探测器被固定在印刷电路板上，该印刷电路板通过螺栓连接机械刚性地与光学器件支架相连。光学器件支架包括三个用于固定射束源、发射光学器件和接收光学器件的安装座。射束源和接收光学器件被置入光学器件支架中的安装座中直到止动部位并且可能的情况下利用粘合连接被固定在光学器件支架中。发射光学器件在光学器件支架中可以沿其光轴加以调整并且在射束源接通的情况下被校准，以及在校准过的位置中与光学器件支架粘合连接。探测器在射束源接通的情况下通过机器手相对光学器件支架沿所有三个空间方向中被推移，即沿其光轴方向和在垂直于所述光轴的平面内，直到接收射束入射到探测器的事先确定的区域内为止。接着，探测器通过钎焊连接被固定在印刷电路板上被校准的位置中。通过使用钎焊连接片和扩大的接触面的校准缝隙平衡校准误差。

在发射装置与接收装置为旁轴设置结构的测量装置中，弊端在于：发射光学器件和接收光学器件在空间上被并排设置并且两个光学器件在垂直于光轴的平面内的空间需求大于共轴设置结构的情况。另外，发射装置与接收装置的光轴之间的被称为视差的平行偏移在至目标物体的距离短时导致接收射束在探测器的有效面上的影像随着从接收光学器件的光轴的距离的减少而发生偏移并且探测器平面内的射束横截面遭到扩大。由于发射装置与接收装置的光轴之间的平行偏移的原因，在发射装置和接收装置的旁轴设置结构的测量装置中需要昂贵的多焦点接收光学器件或者纵向尺寸比较大的分段式探测器。通过多焦点接收光学器件得到如下保障，即与来自远距区域的光相比，来自近距区域的光通过接收光学器件的局部较强的折光力被较强地折射并且尽管存在接收射束偏移还是至少部分地达到探测器。纵向尺寸比较大的分段式探测器使得偏移的接收射束也依然能够被检测到。

发射装置与接收装置的共轴设置结构的测量装置与旁轴设置结构相比具有无视差(Parallaxefreiheit)的优点。不过其缺点在于，由于同一个通道被用于发射路径和接收路径，所以从射束源到探测器产生光学串扰。光学串扰导致循环的测距误差，即测量误差，该测量误差随着距离的变化而周期性地变化。为了减少光学串扰的问题以及减少光在近距区域中的气体粒子上或者气溶胶上的过度散射，DE 203 80 221 U1提出一种整合的光学部件，该部件对激光射束和接收射束进行如此整形，即它们彼此围绕，但是在近距区域内并不高度交叠。其缺点在于，光学部件被构造成大口径和大焦距的透镜，该透镜又要求有效面大的探测器。总体上DE 203 80 221 U1的构造不适于构成经济的和紧凑的激光测距系统用的测量装置。

发明内容

希望能够针对上述不足之处改良测量装置。本发明的目的就在于，提供一种经济的和紧凑的、激光测距系统用的测量精度高的测量装置，其中，该测量装置应该可以用于近距区域和远距区域内。

根据本发明设置有一光学器件支架，该光学器件支架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安装座和用于固定射束整形光学器件的第二安装座，其中，该光学器件支架是构造为整体式的。那些必须被供电才能运行的、并将电流转化为光或者将光转化为电流的光学部件，诸如射束源或者探测器，被称为电子光学部件。