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专利名称：用于测量装置和方法以改变光束的光属性的光束发射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量装置以改变光束的光属性的光束发射装置以及对应的方法以及涉及一种使用该光束发射装置的测量仪器，其中光束的光属性由此能够自动地从一种状态改变到另一种状态。
背景技术：
为了测量物体之间的距离和角度，使用多种类型的测量仪器。这里，例如若干常规测量仪器(如，测绘仪器)使用激光通过执行光电测量来测量与物体的位置的距离。特殊测量仪器，水准仪或激光水准仪能够借助例如测量尺测量高度差和确定高度水平线。例如，水准仪包括瞄准望远镜，使用水准器或悬挂补偿器能够将瞄准望远镜与铅垂线垂直朝向。除了位置测量外，还可以确定高度差、水平表面或垂直表面的测量。要测量距离或位置，用户必须验证激光器光源的激光光束准确地照射在物体上期望的位置处。但是，照射在例如壁部上的激光点往往非常�。�并且处于Z模式(B卩，透射光束是水平的，以及偏转光束与所述透射光束正交)，在长距离的情况中，用户可以利用肉眼或常规光检测器发现激光点是困难的。此外，激光束的强度随着距离减弱，由此壁部散射回的光强度进一步减弱。因此，因为激光点的尺寸小以及与激光源的距离，所以利用肉眼或移动光检测器在目标区域中查找激光点可能成本非常高且有时甚至是不可能的。再者，查找小激光点在现场外部条件(例如，环境光、雪、雨和风)下变得更加复杂，其中需要快速和可靠的检测。例如，在德国专利申请(具有参考号DE 11 2008 003 912.7)中，描述了具体来说通过使用扇形展开的激光束或扇形激光束，使得更快速且更容易地找到激光束的中心成为可能的一种定位装置和一种定位方法。但是，生成扇形展开的激光束并非简单易行的。因为利用扇形展开的激光束或类似非准直的光束进行距离的测量或角度的测量是不可能的，所以必须提供不同的光源以产生扇形展开的激光束和未变化的激光束，或需要找到一种方法来按需将光学元件引入激光束中以及将其从激光束中移开。此类机制不仅在生成扇形展开的激光束时有用，而且还能够用于改变激光束的传播方向或其他光属性。通过柱面透镜中旋转扇形展开的激光束能够生成激光束中通过柱面透镜旋转的光锥，以便使用光束或激光束的适合发射装置时，需要将有关几何形状和用户友好性的若干基本条件纳入考虑。因此，需要提供一种用于测量仪器的光束发射装置和一种对应方法，其能够以简单且可重复的方式改变光束的光属性。

发明内容
根据实施例，一种用于测量仪器以改变光束的光属性的光束发射装置包括具有供光束通过的开口的基体、可绕着基体上的旋转轴旋转地布置的头部、基本对应于光束穿过基体的传播方向的轴、可绕着头部上的转向轴转向地布置的光学元件以及用于产生光学元件绕着转向轴转向的转向机构。该转向机构设计成将光学元件转向到第一位置和转向到第二位置，其中在第二位置中，光学元件位于光束中，以使光束的光属性根据光学元件的功能而改变。相应地，可以将光学元件从第一位置转向到第二位置而进入光束中，并由此通过该光学元件改变光束的光属性；例如光束点变成直线，这通过旋转生成光锥。具体来说，该光束发射装置能够在头部与光学元件一起旋转期间使光束的光属性改变，其中可以无需该接触发射装置而自动地控制光学元件的旋入和旋出。根据另一个实施例，该转向机构设计成通过绕着旋转轴相对于基体旋转头部来将光学元件绕着转向轴转向。相应地，可以使用头部的旋转以便使用适合的方式将光学元件绕着转向轴转向，以便该发射装置的头部中无需电动机或其他驱动器。根据另一个实施例，该第一位置对应于光学元件位于光束外的位置。从而，可以避免光束受到光学元件影响。根据另一个实施例，该转向机构设计成根据头部绕着旋转轴的旋转方向，将光学元件从第一位置转向到第二位置，或从第二位置转向到第一位置。由此，可以通过设置旋转方向来改变光学兀件的位置。根据另一个实施例，所述转向机构包括摆锤，所述摆锤可绕着所述转向轴转向地耦接到所述头部，且连接到所述光学元件。由此，可以通过机械元件(如摆锤)将该光学元件从一个位置移到另一个位置。根据另一个实施例，所述转向机构包括升降装置，所述升降装置可移动地布置在所述基体上，并且处于抬高状态时，接触所述摆锤，以便在绕着所述旋转轴旋转期间将连接到所述摆锤的所述光学元件转向。由此，可以使用头部绕着旋转轴的旋转移动将附接到摆锤的光学元件转向，该摆锤可以由基体上的升降装置控制，这由不旋转或转向的元件实现。根据另一个实施例，所述摆锤和所述升降装置各具有嵌齿，所述嵌齿在所述抬高状态时在旋转的过程中啮合。由此，可以通过简单的方式在附接到基体的升降装置与附接到头部的摆锤之间形成接触，以便将光学元件转向。根据另一个实施例，所述升降装置具有产生所述抬高状态的电磁铁。由此，升降装置的简单电子控制是可能的。根据另一个实施例，所述摆锤具有护板，在与所述升降装置接触的情况下，所述护板松脱所述摆锤的锁扣，以使所述摆锤能够绕着所述转向轴自由地转向。由此，通过简单的机械接触，能够松脱锁扣，另外使用此锁扣将光学元件固定到位。根据另一个实施例，所述转向机构包括测量体，其可转向地耦接到所述头部以及可绕着所述转向轴转向，并且连接到所述光学元件，以及根据所述旋转速度，将所述光学元件绕着所述转向轴转向到所述第一或第二位置。由此，通过利用头部转向期间的离心力，可以更改光学元件的位置，这样能够无需升降装置或基体上的另一个装置。根据另一个实施例，所述头部具有附加的光学元件，所述附加的光学元件按基本垂直于所述旋转轴的方向将光束的至少多个部分偏转。由此，头部能够将光束分光成两个部分，例如可以用于不同的测量的两个部分。根据另一个实施例，所述转向机构设计成将所述光学元件转向到所述第二位置，其中在所述第二位置中，所述光学元件位于所述至少部分偏转的光束中，以使所述光束的光属性根据所述光学元件的功能而改变。由此，还可以改变部分偏转的光束的光属性，这允许灵活地使用发射装置。根据另一个实施例，该光束发射装置包括多功能单元，该多功能单元包含光学元件且可绕着所述头部上的所述转向轴转向地布置，以便将具有所述光学元件的所述多功能单元转向到所述第一位置，在所述第一位置中，所述光学元件位于所述光束外，以及所述多功能单元的另一个部分位于所述光束内。由此，可以选择不同的功能，这些不同的功能不同地改变光束的光属性。例如，在第一位置的情况中，光束通过多功能单元，例如玻璃体，而不会被所述单元改变，在第二位置的情况中，通过多功能单元中包含的光学元件，从而光束被改变。根据另一个实施例，所述多功能单元的其他部分根据其光功能来改变所述光束的光属性。由此，灵活地改变光束的光属性是可能的。根据另一个实施例，光学元件的功能包括如下的至少其中之一:弱化、聚焦成点、扇形展开、聚焦成线、偏转和滤光。由此，针对不同应用灵活地使用具有光学元件的光束发射装置是可能的。本发明的另一个实施例涉及一种测量仪器，如水准仪以及具体为激光水准仪，其包含上文描述的光束发射装置。由此，能够提供一种改进型测量仪器，其光束或激光束能够容易且快速地被找到。在又一个实施例中，描述一种方法,其用于改变测量仪器的光束发射装置的光束的光属性的方法，所述光束发射装置具有基体和头部。该方法包括将所述头部旋转轴相对于所述基体旋转，所述旋转轴基本对应于所述光束穿过所述基体的传播方向；以及通过使得所述头部绕着所述旋转轴旋转，将随着所述头部旋转且可绕着所述头部上的转向轴转向地布置的光学元件转向，其中所述光学元件转向到使所述光学元件位于所述光束中的位置，以使所述光束的光属性根据所述光学元件的功能而改变。作为结果，能够实现与上文描述那些相似的优点。在权利要求中公开了以及在下文进一步详细地描述了本发明的其他有优势的特征。


图1表示根据本发明实施例的用于测量仪器的光束发射装置。图2表示根据本发明实施例的用于改变光束的光属性的方法的步骤或过程。图3a和图3b表示根据特定实施例的光束发射装置的侧视图或剖面图。图4a和图4b表示具有两个光学元件的多功能单元的两个朝向。图5a和图5b表示具有一个光学元件的另一个多功能单元的两个朝向。
具体实施例方式参考附图描述了本发明的优选实施例。要注意，下文描述仅包含示例，并且务必不能解释为限制本发明。本发明的实施例一般涉及用于改变光束的光属性(例如用于偏转、弱化、聚焦、扇形展开等)的装置，这可以通过使用适合的机构将光学元件转向到光束来实现。这里，转向绕着基本垂直于光束的传播方向的转向轴进行，以使照射在光束整形或光束改变表面上的光束被所述表面(至少部分地)反射和/或使之能够穿过所述表面和被所述表面改变。该发射装置这里主要包括两个部分:基体和所述基体上可相对于基体旋转地布置的头部，以便绕着旋转轴旋转。根据特殊示例，该发射装置可以与测量仪器的激光发射器一起使用，其中该光学元件表示激光束中的柱面透镜或另一个折射结构、衍射结构(栅格)或开口(光圈)，其用于将激光束扇形展开且适合地布置以用于绕着传播方向旋转，以便在旋转的情况中，扇形激光束生成以中心轴作为传播轴的光锥。图1表示根据本发明的实施例的光束发射装置100的元件，包括基体110、头部120和光学元件130和转向机构140。基体110具有供光束通过的开口 115。例如，可以将基体110布置在测量仪器(如水准仪)中，测量仪器具有激光发射器或类似光源(如窄带LED)，以便实现高度、距离或角度测量或指示表面。这里，可以通过开口 115以与旋转轴平行或基本与所述旋转轴吻合的方式弓I导激光发射器发射的光束(由此优选地是激光束)。头部120可绕着基体110上的旋转轴旋转地布置，正如所提到的，该旋转轴基本对应于光束穿过基体110的传播方向。由此，头部120是转子头，例如其附接在圆柱管的上端，该圆柱管可旋转地布置在基体110的开口中。如图1所示，光学元件130以可绕着转向轴转向的方式布置在头部120上。在图1所示的示例中，转向轴与附图的平面成法向以及基本与旋转轴垂直，正如上文提到的，旋转轴基本对应于光束的传播方向，此方向由引用数字150标记。具体根据设计，还可以将转向轴布置成相对于旋转轴成另一个角度。例如，光学元件130是波束整形体或表面，以及它在图1中表示为光学透镜。该光学元件以使得头部120旋转时光学元件130绕着旋转轴旋转的方式耦接到头部120 -或它是头部的一部分。如果柱面透镜用作光学元件130，则由此通过旋转柱面透镜扇形展开的光束来生成具有以旋转的中心轴为传播轴的光锥是可能的。扇形展开的光束在图1中以虚线箭头指示。为了促使光学元件130绕着转向轴转向，提供转向机构140。转向机构140设计成将光学元件转向到第一位置和转向到第二位置，其中在第二位置中，光学元件位于光束中，以使光束的光属性根据光学元件的功能而改变。在柱面透镜的情况中，因此光束的光属性被改变成所述光束沿着一个方向扇形展开的效果。由此，可以在两个状态之间设置差异，即，一个状态对应于第一位置，其中该光学元件位于光束外，即，光束不受影响地通过光束整形体，以及第二状态对应于第二位置，其中该光学元件位于光束中，即，光束受光束整形体影响，并且光属性根据光学元件的再现功能而改变。换言之，这意味着转向机构可以设计成将光学元件转向到第一位置，S卩，该光学元件位于光束外。第一状态在图1中由光学元件130的位置输出，第二状态在图1中由以虚线绘画的光学元件130'示出。如果光学元件将仅采用两个位置，则转向机构可以设计为简单的折叠机构。但是，还可以将多种光学元件布置在转向轴上，以便具体根据转向的范围，光束中的不同光学元件改变其光学元件。根据下文参考图3a和图3b进一步详细描述的实施例，该转向机构设计成通过绕着旋转轴相对于基体旋转头部来将光学元件绕着转向轴转向。例如，该转向机构由两个部分组成，基体上的一个部分和头部上的另一个部分，二者以在头部旋转期间以及由此第二部分相对于第一部分的旋转期间将光学元件130转向的方式一起工作。具体来说，该转向机构可以设计成根据头部绕着旋转轴的旋转方向，将光学元件130从第一位置转向到第二位置，或从第二位置转向到第一位置。但是，转向机构140还可以仅包括一个部分，并且可转向地连接到头部，并且它可以具有可绕着转向轴转向的测量体。这里再次将该可转向测量体连接到光学元件，以使后者能够根据绕着旋转轴的旋转速度绕着转向轴转向到第一位置或转向到第二位置。这里，利用测量体上的离心力来促成绕着转向轴的转向。例如，在由于惯性作用而实现此转向的情况中，作为旋转速度为O或绕着旋转轴的旋转速度过低的结果达到光学元件的第一位置，以及作为绕着旋转轴的快速旋转的结果达到光学元件的第二位置，或反之。因此，可以提供不同的转向机构，它们促使光学元件绕着转向轴转向，而无需在头部中使用电动机或在基体与头部之间使用复杂的驱动器。下文中，参考图2，描述一种方法，用于改变穿过测量仪器的光束发射装置(例如光束发射装置100)的光束的光属性。图2表示参考发射装置100刚好简化描述的流程图。在第一步骤210中，当开始操作时，头部120绕着旋转轴相对于基体110旋转，该旋转轴基本对应于光束穿过基体的传播方向。例如，可以产生此旋转，是由于头部120由电动机驱动，正如参考图3进一步描述的。在第二步骤220中，随着头部旋转且可绕着头部上的转向轴转向地布置的光学元件130因头部绕着旋转轴旋转而转向。这里，转向轴基本垂直于旋转轴。如上所述，可以通过头部的快速旋转或通过转向机构的多个部分的某种协同工作来实现转向，以使光学元件转向使光学元件位于光束中的位置，以及根据光学元件的功能改变光束的光属性。图3a和图3b详细地表示根据特定实施例的光束发射装置的侧视图或剖面图。图3a和图3b中表示的光束发射装置300是图1的光束发射装置100的详细示例。相似的元件以相似的弓丨用数字标记。与图1中一样，光束发射装置300包括基体310、头部320和光学元件(这里是透镜330)和转向机构。在本示例中，该转向机构基本包括基座部分310上的升降装置342和头部320上的摆锤360。升降装置342包括右斜台346和左斜台348以及嵌齿344和驱动杆，以及升降装置342可以采取低位置和抬高位置，这可以通过适当地控制电磁铁(螺线管)390来实现。例如，通过对电磁铁390通电，升降装置342的滑梯形驱动杆可以将左斜台346和右斜台348以及嵌齿344抬高。由此，电磁铁390能够产生升降装置的抬高状态。布置在头部320上的摆锤360包括摆动嵌齿362、摆臂364和摆动附接件368。在图3a和图3b所示的示例中，透镜330作为光学元件插入在摆动附接件368中。头部320连接到转子轴管325，如图3b所示，转子管325可以通过驱动器耦接到电动机380。此耦接允许头部320绕着旋转轴旋转，该旋转轴沿开口 315延伸。在头部320中，还可以布置棱镜370,以便将光束的一部分垂直于传播方向反射。如果激光发射器用作测量仪器中的光源，则光束发射装置可以采用使光束从下方沿图3b中的垂直方向进入开口 315并在通过开口之后照射在棱镜370上的方式布置。在棱镜370上，一部分垂直传播的光被偏转，并通过碟375。继续按垂直方向传播的其余光束根据透镜330的位置通过所述透镜(图3b)或路过所述透镜(图3a)。在图3a中，以使透镜330位于第一位置中的方式将摆锤360转向，以及在图3b中，以使透镜330位于第二位置中的方式将摆锤转向。如图3a和图3b所示，将转向机构的摆锤360耦接或可绕着转向轴D转向地连接到头部，其中摆锤360又连接到光学元件，以使摆锤的转向促成透镜330的位置改变。为了在图3a和图3b所示的示例中将摆锤360转向，将升降装置移到抬高状态。具有可移动地附着于基体310上的滑梯形驱动杆的升降装置接触到处于抬高阶段的摆锤360，从而在头部绕着旋转轴旋转期间绕着转向轴将连接到摆锤360的光学元件(即，透镜330)转向。如果升降装置342和摆锤360接触，并且摆锤随头部相对于基体310旋转，则升降装置342的摆动嵌齿362和嵌齿344进入抬高状态。详细地来说，摆锤360具有护板，摆动嵌齿362位于其一端上，以及在与升降装置342接触的情况中，护板被升降装置的斜台轻微向外施压，从而作为此接触的结果，摆锤的锁扣松脱，摆锤可自由地绕着转向轴转向。在摆锤360的锁扣已松脱之后，以及摆动嵌齿362与嵌齿344啮合，摆锤绕着转向轴转向。摆锤360基本具有两个功能。第一功能表现为将透镜330从第一位置折叠到第二位置或从第二位置折叠到第一位置。第二功能表现为摆锤的护板可以锁扣或松脱机构，因为护板沿左斜台346或右斜台348延伸，并且摆锤360的摆臂364弯曲。下文中，描述将光学元件330从一个位置切换到另一个位置的过程中的步骤序列的示例。在开始位置中，将透镜330折叠回去。然后，对电磁铁390通电，并且将升降装置342的滑梯形驱动杆向上移动。同时或短暂时间之前或之后，将旋转头部320的电动机380接通，以使例如头部320按从上看顺时针方向移动。摆锤360的护板然后沿右斜台346延伸，并将摆锤的摆臂364弯曲并按压从锁扣解开。摩擦力促使护板从驱动杆的镰刀形反面滚落，并且摆锤360开始倾斜。当护板的嵌齿362与驱动杆的嵌齿344啮合时，摆锤360倾斜成端部位置，在本示例中，倾斜成其中透镜330位于光束中的第二位置，从而根据透镜的功能，改变光属性。然后，护板在左斜台348上滑下，以及摆锤360的摆臂364锁扣住。透镜的折回以相似方式起作用，因为例如电动机380按反时针方向转移头部320的旋转方向。上述棱镜370表示头部320上的第二光学元件，并且如上文提到的，可以省略它或以具有另一种功能的另一个光学元件替代它。优选的是在棱镜370位置中使用第二光学元件，该光学元件将基本垂直于旋转轴的方向上的光束的至少一部分偏转。由此，如果假定可以由光束(z模式)的最初传播方向定义水平面，则可以光学上表示与水平面垂直的平面的设置。
该转向机构以及具体为摆锤360可以设计成可以将第一光学兀件转向到第一光学元件位于至少部分偏转的光束中(由第二光学元件偏转)的位置，以使偏转的光束的光属性仅根据或也根据第一或第二光学元件的功能来进行改变。这里，第二光学元件改变光束的方向，以及已转向的第一光学元件能够通过滤光、聚焦等来改变其他光属性。第一光学元件或第一和第二光学元件的组合还可以被包含光学元件(例如玻璃体)的至少一个多功能单元替代，该单元可绕着头部上的转向轴转向地布置。由于此布置，可以将具有至少一个光学元件的多功能单元转向到第一位置或第二位置。借助图4a和图4b以及图5a和图5b，其中示出不同的多功能单元，现在可以解释，在多功能单元的一个或多个光学元件的不同位置中，光束通过多功能单元而不会受到光学元件的影响。在图4a和图4b中，光学元件以交叉线表示，它们形成波束整形体。在图4a中，光学元件位于光束外，以及多功能单元的另一个部分位于光束内，但是该另一个部分优选地不改变光束的任何光属性(因多功能单元的折射率所导致的相位改变是公知的，并且这里可以忽略或予以校正)。与上文相比，如图4b所示，在多功能单元旋转90°期间，将第一光学元件和第二光学元件转向到光束中，以使光束被聚焦以及改变其光属性。自然地，图4a中多功能单元中通过光束的部分可以设计成根据某些光功能改变光束的光属性，但是在这些示例中为提供此特征。光学元件的功能包括如下的至少其中之一:光束的弱化、聚焦成点、扇形展开、聚焦成线、偏转和滤光。在上文提到的柱面透镜示例中，准直的光束被聚焦成线或扇形展开。再者，例如当使用滤光镜时，可以在多波长激光中例如滤掉非期望的波长。在图4a、图4b、图5a和图5b中，这些光学元件是光束整形体或面，它们是要倾斜的玻璃体的部件，即光学多功能单元的部件。图5a和图5b中还以交叉线图示光束整形体(在本例子中光束整形是指将点整形为线)。在图4a和图4b中表示的简单例子中，多功能单元由完全不产生偏转的平行平面板。其端部被研磨的柱面透镜具有如下效果，一旦将多功能单元旋转90°，则产生光束扇形展开成线。在图5a和图5b的例子中，多功能单元是多功能棱镜，即双束棱镜，其以公知的方式产生水平和垂直光束。通过转向135°，将透镜整形体(交叉线图示)和朝向所述透镜整形体的平面表面，从而可以再次产生线。就功能上而言，这大多数对应于具有在垂直光束之前倾斜的柱面透镜的双束棱镜。可设想附加多功能单元，如复杂多功能五棱镜或具有多个光学元件及其组合的复杂光学单元。可以通过一个多功能单元表示描述光学再现功能的多种功能。由此，该转向机构可以设计为不仅将个体光学元件转向，而且将包括棱镜370和透镜330的功能的多功能单元转向。但是，如果将多功能单元而非透镜(即简单的光学元件)旋转，则有关位置的要求更严格，因为多功能单元绕着水平光束轴的倾斜(滚动)可能导致激光束的角度误差(然后误差会影响水平光束平面)。但是，在简单光学元件(如透镜)中，倾斜起不了大作用。而且，透镜的重量显著较低，这也对设备的稳定性有所贡献，尤其是在跌落在地上时。在旋转附接件368中使用简单透镜的情况中，还可以使用起作用的塑料滑动轴承。正如已经提到的，在具有激光发射器或用于测绘结构或生成平面的另一个类似光源的测量仪器(例如激光水准仪)中使用光束发射装置100或300。除了可见的激光外，使用红外线或近红外线激光，以及来自一个或多个LED的强窄带光也是可能的，以便能够提供若干小且有优势的光源。不受影响光束和扇形展开光束之间的切换是具有优势的，具体因为可以选择相同的光源和两种工作状态的相同光路，从而无需附加光源(如用于产生扇形展开的光束的第
二激光二极管)。使用光束发射装置100或300，可以通过简单且方便的方式来改变发射的光束的光属性。正如上文描述的，例如，在简单的准直光束与通过旋转产生光锥的扇形展开的光束之间快速地进行选择是可能的，从而简化在远程地点检测光束。再者，可以提供用于发射装置的控制单元，其根据摆锤的期望位置控制电动机380和电磁铁390。该控制单元的功能还可以在容放发射装置的测量仪器的微处理器中实现。作为备�。�该控制单元可以采用计算机、场可编程门阵列(FPGA)或集成电路(如ASIC (专用集成电路)或软件或上述的适合组合的形式来实现，当然该控制单元并不仅限于此。具体来说，图2描述的步骤可以作为控制单元的功能来实现。这些功能可以作为软件程序来包含，并且由微处理器或其他电路和存储器来实现，如任何类型的RAM、R0M、硬盘、EEPR0M、闪存存储器等。存储在存储器中的程序代码可以是含有设计成促使微处理器或其他电路执行上述步骤的指令的程序。如上所述，上文的实施例和示例允许光学元件简单且快速地从一个位置改变到另一个位置，以便能够通过自动化控制以简单的方式改变光束的光属性。作为结果，在不同的工作状态之间，即光束不受影响且能够用于测量角度、距离或高度的工作状态与光束以能够在某个距离处更容易被检测到的方式改变的另一个工作状态之间切换是可能的。认识到在不偏离本发明的范围的前提下，所描述的光束发射装置和测量仪器以及方法的多种修改和变化是可能的。本发明是参考某些实施例和示例来描述的，这旨在说明而非限制。本领域技术人员认识到，硬件、软件和固件的许多不同组合适于实现本发明，并且可以使用不同的材料来制造该发射装置。此外，本领域技术人员在考量本文公开的本发明的描述和实施例时将显见到本发明的其他实施方式。据此，必须将这些描述和示例仅视为示范性的。因此，应该认识到，本发明的多个方面也基于上文公开的实施方式或配置的少于全部的特征。因此，本发明的真实范围由所附权利要求给出。
权利要求
1.一种用于测量仪器以改变光束的光属性的光束发射装置，其包括 具有供光束通过的开口的基体； 头部，其可绕着所述基体上的旋转轴旋转地布置，所述旋转轴基本对应于光束穿过所述基体的传播方向； 光学元件，其可绕着所述头部上的转向轴转向地布置；以及 转向机构，用于产生所述光学元件绕着所述转向轴转向；其中 所述转向机构设计成将所述光学元件转向到第一位置和转向到第二位置，其中在所述第二位置中，所述光学元件位于光束中，以使所述光束的光属性根据所述光学元件的功能而改变。
2.根据权利要求1所述的光束发射装置，其中所述转向机构设计成通过绕着所述旋转轴相对于所述基体旋转所述头部来将所述光学元件绕着所述转向轴转向。
3.根据权利要求1或2所述的光束发射装置，其中所述第一位置对应于所述光学元件位于所述光束外的位置。
4.根据权利要求1、2或3所述的光束发射装置，其中所述转向机构设计成根据所述头部绕着所述旋转轴的旋转方向，将所述光学元件从所述第一位置转向到所述第二位置，或从所述第二位置转向到所述第一位置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的光束发射装置，其中所述转向机构包括摆锤，所述摆锤可绕着所述转向轴转向地连接到所述头部，且连接到所述光学元件。
6.根据权利要求5所述的光束发射装置，其中所述转向机构包括升降装置，所述升降装置可移动地附接在所述基体上，并且处于抬高状态时，接触所述摆锤，以便在绕着所述旋转轴旋转期间将连接到所述摆锤的 所述光学元件转向。
7.根据权利要求6所述的光束发射装置，其中所述摆锤和所述升降装置各具有嵌齿，所述嵌齿在所述抬高状态时在旋转的过程中啮合。
8.根据权利要求6或7所述的光束发射装置，其中所述升降装置具有产生所述抬高状态的电磁铁。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的光束发射装置，其中所述摆锤具有护板，在与所述升降装置接触的情况下，所述护板松脱所述摆锤的锁扣，以使所述摆锤能够绕着所述转向轴自由地转向。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的光束发射装置，其中所述转向机构具有测量体，其可转向地连接到所述头部以及可绕着所述转向轴转向，并且连接到所述光学元件，以及根据所述旋转速度，将所述光学元件绕着所述转向轴转向到所述第一或第二位置。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的光束发射装置，其中所述头部具有附加的光学元件，所述附加的光学元件按基本垂直于所述旋转轴的方向将光束的至少多个部分偏转。
12.根据权利要求11所述的光束发射装置，其中所述转向机构设计成将所述光学元件转向到所述第二位置，其中在所述第二位置中，所述光学元件位于所述至少部分偏转的光束中，以使所述光束的光属性根据所述光学元件的功能而改变。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的光束发射装置，还包括包含所述光学元件的多功能单元，其可绕着所述头部上的所述转向轴转向地布置，以便将具有所述光学元件的所述多功能单元转向到所述第一位置，在所述第一位置中，所述光学元件位于所述光束外，以及所述多功能单元的另一个部分位于所述光束内。
14.根据权利要求13所述的光束发射装置，其中所述多功能单元的其他部件根据其光功能来改变所述光束的光属性。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的光束发射装置，其中光学元件的功能包括如下的至少其中之一:弱化、聚焦成点、扇形展开、聚焦成线、偏转和滤光。
16.有根据权利要求1-15中任一项所述的光束发射装置的测量仪器，具体为激光水准仪。
17.关于改变测量仪器的光束发射装置的光束的光属性的方法，所述光束发射装置具有基体和头部，所述方法包括 将所述头部旋转轴相对于所述基体旋转 ，所述旋转轴基本对应于所述光束穿过所述基体的传播方向；以及 通过使得所述头部绕着所述旋转轴旋转，将随着所述头部旋转且可绕着所述头部上的转向轴转向地布置的光学元件转向，其中 所述光学元件转向到使所述光学元件位于所述光束中的位置，以使所述光束的光属性根据所述光学元件的功能而改变。
全文摘要
本发明涉及一种用于测量装置以改变光束的光属性的光束发射装置以及对应的方法以及涉及一种使用该光束发射装置的测量仪器，其中光束的光属性由此能够自动地从一种状态改变到另一种状态。该光束发射装置包括具有供光束通过的开口的基体；可绕着基体上的旋转轴旋转地布置的头部，旋转轴基本对应于光束穿过基体的传播方向；可绕着头部上的转向轴转向地布置的光学元件；以及用于产生光学元件绕着转向轴转向的转向机构；其中转向机构设计成将光学元件转向到第一位置和转向到第二位置，其中在第二位置中，光学元件位于光束中，以使光束的光属性根据光学元件的功能而改变。
文档编号G01C5/00GK103090847SQ201210430839
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月1日 优先权日2011年11月4日
发明者G·韦斯特迈耶, 其他发明人请求不公开姓名 申请人:特林布尔凯泽斯劳滕有限公司