本發(fā)明涉及一種找平激光器（Nivellierlaser），其具有至少一個(gè)投射裝置，該投射裝置具有用于產(chǎn)生激光束的激光光源以及反射的錐形鏡，其中反射的錐形鏡具有錐體軸線并且被構(gòu)造用于將由激光光源至少在預(yù)設(shè)的公差內(nèi)相對(duì)于錐體軸線共軸地朝向反射的錐形鏡發(fā)射的激光束轉(zhuǎn)換成激光平面。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中已知了這樣的找平激光器，其具有三個(gè)投射裝置。所述投射裝置分別具有激光光源以產(chǎn)生激光束并且為了將激光束轉(zhuǎn)換成激光平面設(shè)置了準(zhǔn)直器鏡（Kollimatorspiegel）和反射的錐形鏡。在此，激光束在準(zhǔn)直器鏡上被平行對(duì)準(zhǔn)并且在錐形鏡上沿著激光束的徑向方向轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)換成激光平面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種新型找平激光器，其具有至少一個(gè)投射裝置，該投射裝置具有用于產(chǎn)生激光束的至少一個(gè)激光光源以及反射的錐形鏡，其中反射的錐形鏡具有錐體軸線并且被構(gòu)造用于將由激光光源在預(yù)設(shè)的公差內(nèi)相對(duì)于錐體軸線共軸地朝向反射的錐形鏡發(fā)射的激光束轉(zhuǎn)換成激光平面。反射的錐形鏡具有母線，該母線至少分部段地彎曲地構(gòu)成。

應(yīng)指出的是，激光束由激光光源優(yōu)選相對(duì)于錐體軸線共軸地發(fā)射。然而在此情況下因?yàn)橛捎诩す夤庠聪鄬?duì)于錐體軸線的、為此所需的取向例如因制造和/或安裝所限會(huì)出現(xiàn)一定的散度，所以發(fā)射應(yīng)至少如此進(jìn)行，使得其至少基本上共軸或在預(yù)設(shè)的公差內(nèi)共軸，該公差分別可因制造和/或安裝所限而預(yù)設(shè)。

因此，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)提供一種找平激光器，其中由于反射的錐體鏡的彎曲的母線可以省去準(zhǔn)直器鏡。因此，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建具有數(shù)目減小的單部件的找平激光器，由此，投射裝置或找平激光器總體上更不宜遭到破壞并且這樣可以提供耐用的且牢固的找平激光器。

優(yōu)選地，母線被拋物線狀地構(gòu)成并且具有焦點(diǎn)。因此，可以以簡(jiǎn)單的方式和方法將彎曲的母線用于產(chǎn)生激光平面。在此情況下，有利地可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于從焦點(diǎn)發(fā)射的激光射束平行化的或者甚至聚焦的作用。

優(yōu)選地，由激光光源相對(duì)于錐體軸線共軸地朝向反射的錐形鏡發(fā)射的激光束不受阻礙地射到反射的錐形鏡上。應(yīng)指出的是，在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“不受阻礙地”相對(duì)于激光束從激光光源到反射的錐形鏡的發(fā)射指的是在未中間連接中間裝置諸如透鏡、準(zhǔn)直器、衍射元件、孔徑或其他光學(xué)裝置的情況下的發(fā)射。因此，激光束可以準(zhǔn)確且精確地被轉(zhuǎn)換成激光平面，其中可以省去相應(yīng)的中間裝置。

反射的錐形鏡優(yōu)選被構(gòu)造用于由激光光源相對(duì)于錐體軸線共軸地朝著反射的錐形鏡發(fā)射的激光束擴(kuò)寬和/或聚焦和/或平行化成激光平面。因此，通過使用錐形鏡可以簡(jiǎn)單且不復(fù)雜地將激光束轉(zhuǎn)換成激光平面。

根據(jù)一種實(shí)施方式，反射的錐形鏡被構(gòu)造用于垂直于錐體軸線地反射所產(chǎn)生的偏差小于10%、優(yōu)選小于5%的激光平面。因此，可以產(chǎn)生準(zhǔn)確且精確的激光平面。

反射的錐形鏡優(yōu)選旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地構(gòu)成。因此，可以提供簡(jiǎn)單且不復(fù)雜的錐形鏡。

優(yōu)選地，反射的錐形鏡被構(gòu)造用于將由激光光源相對(duì)于錐體軸線共軸地朝著反射的錐形鏡發(fā)射的激光束轉(zhuǎn)換、尤其是擴(kuò)寬和/或聚焦和/或平行化成可投射的360°的激光平面。因此，可以簡(jiǎn)單且可靠地產(chǎn)生360°的激光平面。

根據(jù)一種實(shí)施方式，激光光源相對(duì)于錐體軸線共軸地布置。因此，激光束可以被直接引導(dǎo)到錐形鏡或其尖端上以轉(zhuǎn)換成激光平面。

激光光源優(yōu)選布置在反射的錐形鏡的焦點(diǎn)中。因此，可以簡(jiǎn)單且不復(fù)雜地將激光束轉(zhuǎn)換成激光平面，其中激光束優(yōu)選轉(zhuǎn)換成具有平行的激光射束的激光平面。

優(yōu)選地，激光光源根據(jù)激光二極管的類型來構(gòu)成。因此，可以提供簡(jiǎn)單且成本低廉的激光光源。

此外，本發(fā)明還提供了一種反射的錐形鏡，其具有錐體軸線并且被構(gòu)造用于將由激光光源至少在預(yù)設(shè)的公差內(nèi)相對(duì)于錐體軸線共軸地朝著反射的錐形鏡發(fā)射的激光束轉(zhuǎn)換成激光平面。反射的錐形鏡具有母線，該母線至少分部段地彎曲地構(gòu)成，尤其是拋物線狀地構(gòu)成。

附圖說明

借助于在附圖中示出的實(shí)施例在后續(xù)的描述中對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)闡述。在附圖中：

圖1示出了帶有三個(gè)投射裝置的找平激光器的透視圖，所述投射裝置分別具有用于產(chǎn)生激光束的激光光源和根據(jù)本發(fā)明的反射的錐形鏡，

圖2示出了圖1的投射裝置的剖視圖，以及

圖3示出了圖1和圖2的根據(jù)本發(fā)明的反射的錐形鏡的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的找平激光器100的示例性的結(jié)構(gòu)，該找平激光器具有光學(xué)載體110，該光學(xué)載體具有至少一個(gè)、描繪性地為三個(gè)投射裝置120。然而，應(yīng)注意的是，本發(fā)明并不限于找平激光器，而是也可以在用于產(chǎn)生激光平面的其他工具中得到應(yīng)用。

投射裝置120優(yōu)選彼此垂直地或彼此成90°角度地沿著三個(gè)空間軸線的方向布置在光學(xué)載體110中。優(yōu)選地，投射裝置120具有激光光源140，該激光光源在找平激光器100的運(yùn)行中產(chǎn)生至少一個(gè)光束（圖2中的220）。優(yōu)選地，投射裝置120的每個(gè)都還分別設(shè)置有一個(gè)反射的錐形鏡200。

優(yōu)選地，激光光源140根據(jù)點(diǎn)光源的類型、優(yōu)選根據(jù)激光二極管的類型構(gòu)成，其中每個(gè)投射裝置120都具有至少一個(gè)激光光源140。可替選地，也可以為所有投射裝置120設(shè)置僅僅一個(gè)激光光源140，其中由激光光源140產(chǎn)生的激光束（在圖2中的220）通過分束器可以被擴(kuò)寬并且被再引導(dǎo)至投射裝置120。優(yōu)選地，激光光源140分別相對(duì)于相應(yīng)的反射的錐形鏡200共軸地布置。

優(yōu)選地，反射的錐形鏡200旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地構(gòu)成并且示例性地示出為具有圓錐體205的圓柱形棒。然而，錐形鏡200也可以具有其他任意形狀并且例如也可以構(gòu)成為負(fù)錐體。優(yōu)選地，圓錐體205具有張角，該張角優(yōu)選具有90°，但也可以具有其他任意角度。

根據(jù)一種實(shí)施方式，錐形鏡200在其與圓錐體205對(duì)置的端部上布置在優(yōu)選構(gòu)成為襯套的保持裝置170中。優(yōu)選地，襯套170支承在光學(xué)載體110上的構(gòu)成為圓柱形管部段的容納部180中。然而，圓錐體205也可以直接布置在物體載體110中。圓柱形管部段180具有透明的材料，優(yōu)選由聚合物構(gòu)成。在此，圓柱形管部段180的長(zhǎng)度優(yōu)選大于錐形鏡200的高度。

錐形鏡200在此優(yōu)選完全地并且共軸地被透明的圓柱形管部段180包圍。在此情況下，激光束（在圖2中的220）被配設(shè)給圓錐體205的母線（在圖2中的212）反射并且優(yōu)選以360°的角度轉(zhuǎn)換成激光平面（在圖2中的230）。激光束（在圖2中的220）在此不受妨礙地并且至少近似地優(yōu)選沿著圓柱形管部段180的徑向方向穿過圓柱形管部段180的壁部。這在沒有光學(xué)損害如失真或光暈的情況下發(fā)生。

同時(shí)，圓柱形管部段180能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光學(xué)載體110以及激光光源140的空腔氣密性封閉，該光學(xué)載體具有帶有錐形鏡200的投射裝置120的光學(xué)部件。以此方式保護(hù)敏感的光學(xué)表面免受在惡劣的日常使用中的濕氣、灰塵和其他不利的環(huán)境影響。

根據(jù)一種實(shí)施方式，光學(xué)載體110以擺動(dòng)的方式布置在找平激光器100的殼體中并且優(yōu)選具有金屬的壓鑄合金、例如鋁-或鋅壓鑄合金。光學(xué)載體110的擺動(dòng)式懸掛優(yōu)選可以通過萬向接頭的懸掛件進(jìn)行。

為了極大地縮短擺動(dòng)式的并且基本上無摩擦地懸掛的光學(xué)載體110的振動(dòng)持續(xù)時(shí)間，而不會(huì)減小引力場(chǎng)中的光學(xué)載體110的端部位置的調(diào)節(jié)精度，根據(jù)瓦爾騰霍芬的擺（Waltenhof'schen Pendels）的原理為光學(xué)載體110優(yōu)選配設(shè)渦流阻尼。為此，銅塊130安置在光學(xué)載體110的下部的自由端部上，其中銅塊130在擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的情況下以小的間距無觸碰地通過與殼體牢固連接的永磁體來運(yùn)動(dòng)。銅塊130優(yōu)選從光學(xué)載體110的重心軸線被壓出并且以一角度位置安置在支架132上，該支架布置在光學(xué)載體110的、在圖1中示出于下面的端部上。由此，銅塊130的質(zhì)量除了作為渦流阻尼的部件的功能之外同時(shí)還可以用作用于補(bǔ)償投射裝置120的平衡重量。

此外，找平激光器100的殼體優(yōu)選具有聚合的材料或例如纖維增強(qiáng)的聚合物復(fù)合材料（例如纖維增強(qiáng)的熱固塑料或熱塑性塑料）。在此，殼體至少用于保護(hù)投射裝置120和減小臟物的危險(xiǎn)。

殼體優(yōu)選具有三個(gè)殼體開口，投射裝置120的配備錐體的端部可以穿過所述殼體開口并且向外突出，使得通過錐形鏡200產(chǎn)生的激光平面（在圖2中的230）可以不受妨礙地被反射。殼體開口優(yōu)選構(gòu)成為使得光學(xué)載體110的可運(yùn)動(dòng)性和找平能力在找平激光器100的自找平范圍內(nèi)不受妨礙。此外，殼體在這里未示出的實(shí)施例中還容納用于供電的電池或蓄電池、用于切換激光光源140的操作元件以及用于使激光光源140運(yùn)行的電子電路。

圖2示出了圖1的激光光源140，該激光光源相對(duì)于錐形鏡200或配設(shè)給錐形鏡200的錐體軸線202共軸地布置。優(yōu)選地，激光光源140的激光束射出口229在圖2中示意性地朝著激光光源140的方向延長(zhǎng)的錐體軸線202上，激光束220在所述激光束射出口處出射。在此，激光光源140或其激光束射出口229布置為使得朝向錐形鏡200的方向發(fā)射的激光束220不受妨礙地射到錐形鏡200上。

優(yōu)選地，激光束220直接并且不受妨礙地射到朝向激光光源140的、配設(shè)給錐形鏡200的錐體尖端215上，即不穿過其他部件、尤其是鏡譬如準(zhǔn)直器鏡。錐形鏡200又優(yōu)選被構(gòu)造用于由激光光源140相對(duì)于錐體軸線202共軸地朝著錐形鏡200發(fā)射的激光束220擴(kuò)寬和/或聚焦和/或平行化成激光平面230。

優(yōu)選地，錐形鏡200在此沿著錐體軸線202的方向產(chǎn)生了偏差小于10%、優(yōu)選小于5%的激光平面230。錐形鏡200在此優(yōu)選被構(gòu)造用于將由激光光源140至少在預(yù)設(shè)的公差內(nèi)相對(duì)于錐體軸線202共軸地朝著錐形鏡200發(fā)射的激光束220轉(zhuǎn)換、尤其是擴(kuò)寬和/或聚焦和/或平行化成可投射的360°的激光平面230。為此，錐形鏡200或其圓錐體205具有一個(gè)、用作說明地為兩個(gè)母線212、214，所述母線至少分部段地彎曲地構(gòu)成，尤其是凹面完全地、優(yōu)選拋物線地或拋物線狀地構(gòu)成。

應(yīng)指出的是，激光束220由激光光源140優(yōu)選相對(duì)于錐體軸線202共軸地發(fā)射。然而在此情況下因?yàn)橛捎诩す夤庠?40相對(duì)于錐體軸線202的、為此所需的取向例如因制造和/或安裝所限會(huì)出現(xiàn)一定的散度，所以發(fā)射至少應(yīng)如此進(jìn)行，使得其至少基本上共軸或在預(yù)設(shè)的公差內(nèi)共軸，該公差分別可因制造和/或安裝所限而預(yù)設(shè)。

激光束220優(yōu)選具有多個(gè)單射束，并且用作說明地具有七個(gè)單射束221、222、223、224、225、226、227，其中單射束221-223射到母線214上并且在那里用作說明地在圖2中向右轉(zhuǎn)換成激光平面射束232、233、234，并且其中單射束225-227射到母線212上并且在那里用作說明地在圖2中向左轉(zhuǎn)換成激光平面射束236、237、238。單射束224用作說明地沿著錐體軸線202射到錐形鏡200的錐體尖端215上并且轉(zhuǎn)換成激光平面射束231以及轉(zhuǎn)換成激光平面射束235，所述激光平面射束231在圖2中用作說明地向右發(fā)射，所述激光平面射束235在圖2中用作說明地向左發(fā)射。

單射束221-227在此構(gòu)成激光束220并且激光平面射束231-238構(gòu)成激光平面230。在此，單射束221-227被如此轉(zhuǎn)向，使得這些單射束構(gòu)成至少近似彼此平行地布置的激光平面射束231-238。

應(yīng)指出的是，七個(gè)單射束221-227和八個(gè)激光平面射束231-238的構(gòu)型僅具有示例性的特征并且不能視為對(duì)本發(fā)明的限制。更確切地說，單射束和/或激光平面射束的數(shù)目可以特定于應(yīng)用并且特別地可以任意大。

圖3示出了圖2的錐形鏡200，該錐形鏡具有其母線212，該母線用作說明地拋物線狀地構(gòu)成。在此，錐形鏡200的錐體尖端215示例性地構(gòu)成具有x軸320和y軸310的坐標(biāo)系311的原點(diǎn)315，其中錐體軸線202布置在x軸320上。

圖2的母線212在坐標(biāo)系311中優(yōu)選對(duì)應(yīng)于根據(jù)公式y(tǒng)=ax²+bx+c的拋物線。在此情況下，a、b、c為系數(shù)，其中系數(shù)a表示焦距或錐體尖端215直至焦點(diǎn)335的距離。焦點(diǎn)335在本發(fā)明的上下文中系指光學(xué)軸線、在此為延長(zhǎng)的錐體軸線202上的點(diǎn)，其中平行于光學(xué)軸線入射的射束在折射或反射之后相交。系數(shù)b表示拋物線在y軸310上的斜率或激光平面的角度，在該系數(shù)值為1的情況下根據(jù)180°的光圈孔將激光束220轉(zhuǎn)換成優(yōu)選平坦的激光平面230。此外，系數(shù)c表示錐形鏡200相對(duì)于坐標(biāo)系311在y軸中的位置。在系數(shù)c的值為零的情況下，錐體軸線202布置在x軸320上，或錐體尖端215布置在坐標(biāo)系311的原點(diǎn)315中。

根據(jù)一種實(shí)施方式，激光光源140布置在錐形鏡200的焦點(diǎn)335中。在此，焦點(diǎn)335在坐標(biāo)系311的負(fù)x方向上距原點(diǎn)315有距離f并且優(yōu)選形成具有x軸340和y軸330的坐標(biāo)系312的原點(diǎn)。在此，錐形鏡200在坐標(biāo)系312中的母線212對(duì)應(yīng)于公式。在此情況下，通過距離f可以調(diào)節(jié)激光束220的射束寬度、工作范圍、圖像質(zhì)量以及激光束220的光功率并且由此調(diào)節(jié)激光平面230的光功率。

本發(fā)明并不受具體的實(shí)施方式限制并且不同實(shí)施例的特征可以自由彼此組合。本申請(qǐng)中描述不同部件彼此間的位置的術(shù)語如“彼此垂直”、“在一條線上”等描述了所期望的理想位置/狀態(tài)并且包含：由于機(jī)械/光學(xué)的構(gòu)造會(huì)形成一定的偏差和不精確性，其被創(chuàng)造性的教導(dǎo)所包含。在描述性說明的情況下，不僅包括所說明的端部值，而且也包括所有在其間的值和其中所包含的創(chuàng)造性的教導(dǎo)的子范圍。