CN102257357B - 用于检测相对位置的激光接收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光接收器(1)，用于检测该激光接收器(1)的限定零点(22)相对于基准激光束(11)、特别是旋转构造激光器(20)的基准激光束的相对位置。因此，激光接收器(1)包括：激光光电传感器(2)，其具有多个光敏元件(3)，这些光敏元件(3)在被所述基准激光束(11)照亮时提供电输出；电路(4)，其连接至所述光电传感器(2)，用于确定所述相对位置；以及可见读出部(5)，其用于指示所述相对位置，具体来说用于指示所述零点(22)是否相对于所述基准激光束(11)在同一水平面上。根据本发明，设置具有激光源(8)和至少一个扇生成光学元件(9)的至少一第一激光扇发射器(6)，用于将可见激光线(10)投射到目标表面上，具体来说，以便通过所述基准激光束(11)的垂直中心重新投射清晰标记线。

Description

用于检测相对位置的激光接收器

本发明总体上涉及根据权利要求1的用于检测相对于基准激光束、特别是相对于旋转构造激光器的基准激光束的相对位置的激光接收器以及根据权利要求14的用于相对于基准激光束可见地标记位置的方法。

在从建筑到室内装修的各种领域中，表面的对准和标记是长期存在的问题。对于应当垂直于地面的墙来说，高度基准的对准和标记是必需的，或者需要铅锤。砌石砌砖从业人员深知铅垂且对准的表面以及划线的重要性。特别是对于内部装修来说(例如，安装电源插座或家具)，经常需要在墙上放一些标记，这些标记均具有相等的高度，因此相对于彼此在同一水平面上(on-grade)。而且，当装饰品水平对准并且相对于彼此在同一水平面上时，装饰有图画和其它壁饰的家庭内部获得更佳的外观。

许多机械和电气对准和高度测量装置以及众多激光装置都可用。这些产品中的一些较笨重而另一些不适于特定用途。例如，划线不利于在已装修内部区域中使用，并且不利于精确地作为期望预定高度的基准。

用于标记真正的水平线和/或用于精确指示基准高度的典型激光装置是旋转构造激光器。旋转激光器(还有自动校平旋转构造激光器)的设计是本领域技术人员公知的。于1977年12月13日颁发给Rando的美国专利No.4062634例示了一种提供这种旋转基准束的激光发射器。旋转束限定一平面，并且可以利用该平面作为基准来进行各种测量。基准平面可以是水平或倾斜的。具体来说，这种装置允许建筑工人快速布置可见标记线或用眼调整高度。

然而，常规的旋转激光发生器装配得不是很完善，不能用于投射平坦或平面光束。由于眼睛安全管理，可见旋转构造激光器必须具有低功率束。

因此，一方面，旋转构造激光器能够指示精确的基准高度。然而，另一方面，所投射的激光的宽度、亮度以及平直度对于许多应用来说都是不够的。所投射的可见激光线可能在距离上其亮度会受限，并且还随着用户远离激光源工作而趋于散焦且变暗。

当旋转时，该激光器的最大实际可见工作范围(取决于光照条件)为从旋转激光单元起10-20米。超过这个距离，则激光平面因旋转激光束发散而太宽以致不能精确地定位其中心，并且不足够亮以用肉眼看见。用户必须或者使用手持激光接收器来发现激光束并且不再可见地工作，或者拆卸激光装置并将其移动至更靠近期望的工作地点。这两种选择都比较麻烦并且耗时。

可以改进的另一方面是激光装置不能在障碍物周围工作。即，如果一件家具遮断了激光束，则可能妨碍其进一步投射。因此，必须一个接一个地标记位置或高度而非利用实物进行工作，以便将其对准。障碍物可能包括家具、装置操作人员、门口放置的装饰线脚、内墙或其它障碍物。

如上所指出的，为了精确传递旋转装置的激光平面所指示的基准高度，一种可能是使用手持激光接收器。激光接收器允许发现并看到旋转束，并且在靠近激光接收器的墙上标记相应的位置。因此，操作人员在垂直方向上将激光接收器移动至接收器上的显示器所指示的其截断激光束的位置。于1987年6月30日颁发给Pehrson的美国专利No.4240208中示出了这样的一种激光接收器。

常规的激光接收器是包括显示器和激光光电传感器的小型手持装置。光电传感器典型地包括多个光敏元件，这些光敏元件在被旋转激光器的激光束照亮时提供电输出。具体来说，这些光敏元件按总体上垂直取向的行排列。

大多数激光检测器或接收器装置已经包括将所检测的基准光相对于装置的位置的指示提供为几个输出信号之间的比率的电路。

尤其是，该电路连接至光电传感器，并且被设计为确定(基于光敏元件的输出)接收器与所检测的旋转束的垂直中心之间的垂直偏移。接收器被操作人员移动，直到其指示其相对于旋转激光束在同一水平面上。具体来说，激光接收器具有限定零点(例如，光电传感器的中心)，必须使限定零点相对于所检测的旋转束的垂直中心在同一水平面上(这意味着在相等高度上)。

为了允许操作人员将所检测的旋转束的高度基准以高精度传递到如同墙的目标表面上，激光接收器可以包括处于接收器外壳左侧或右侧上的高度标记。

然而，当使用这种激光接收器时，必须一个接一个地标记位置或高度，因此，在将基准高度逐点地变换到墙上的期间，必须使接收器在手中保持静止。而且，墙本身需要用这种方法进行标记。

本发明的一个目的是提供一种用于检测并标记相对于基准激光束、特别是相对于旋转构造激光器的基准束的相对位置的改进激光接收器。

本发明的另一目的是提供一种用于将基准束、特别是旋转激光器的基准束所指示的基准位置或基准高度传递到如同墙的目标表面上的改进方法。

本发明的进一步目的是提供一种激光接收器以及一种方法，其允许：

-在更长距离处、更精确地和/或还在障碍物后面从视觉上使用通过旋转构造激光器生成的基准平面，即，不需要新安装旋转激光器，

-从视觉上使用红外旋转构造激光器，

-将旋转激光器所指示的基准高度精确地传递到目标表面上，而不需要逐点地标记一些关注点，特别是不需要接触或刻划目标表面。

通过实现独立权利要求的特征来达到这些目的。从属专利权利要求中描述了以另选或较佳方式进一步发展了本发明的特征。

根据本发明的用于检测基准激光束的激光接收器与常规解决方案的区别在于，激光接收器不仅用于发现并指示基准束(即，旋转构造激光器的基准束)的高度。与其相反，本发明的激光接收器被构建为主动将清晰明亮的激光线投射到目标表面上，激光线具有相对于基准束的限定位置关系。因此，发射了平坦、平面激光扇，以便投射清晰的可见激光线，特别是相对于所检测的基准激光束在同一水平面上(这意味着与基准束在同一高度上)。

本发明的概念利用了旋转激光器的有利方面，并且消除了其不利方面。因为旋转激光器装配得不是很完善，不能投射可以通过眼睛容易且精确地识别的平坦和平面光束，所以本发明的概念是检测基准束，并利用相对于所检测基准束的限定位置关系将可容易和精确识别的激光线投射到目标表面上。因此，确定所检测的基准激光束的入射位置并且发射平坦激光扇，以便容易地传递并精确地标记基准激光束所指示的位置或高度。

具体来说，从相对于所确定的基准束的入射位置或入射高度在同一水平面上的发射位置并且在限定传播方向上发射激光扇。例如，发射激光扇以生成水平平面，以便将校平的线投射到目标表面上。因此，投射的线精确地相对于所确定的基准束的入射位置在同一水平面上，因此在相等高度上。在通过生成水平基准平面的旋转构造激光器发射基准束的情况下，发射的激光扇(具体来说，静止激光扇)在旋转发散基准束的垂直中心的高度上将清晰且容易可见的线精确地投射到表面上。因此，可以使通过旋转激光器生成的不可见可用的基准平面变得可见可用，其中，扇投射的线精确指示并标记旋转激光器的高度基准。

因此，本发明的概念允许旋转激光器的完全超过正常可见工作范围的可见使用。这意味着实际使用中更少的安装以及更快的构造。本发明还允许用户检测宽的、暗淡的和/或不可见的旋转平面的中心，并且将细的、明亮的以及(在期望的情况下)校平的激光线通过基准平面垂直中心投射到工作表面上。这允许用户得到清楚可见激光线的所有益处，同时节省了时间并且维持了单个安装旋转器系统的精度。

逐点变换基准束所指示的基准高度(具体来说，通过将表面与接收器接触并且刻划与接收器相邻的表面)不是必须的。与其相反，根据本发明，通过激光扇发射器生成的可见激光线以高度精确且容易识别的方式(具体来说，不需要接触或刻划表面)在目标表面上指示并标记基准束的基准高度。

提到结构特征，本发明的激光接收器包括具有多个光敏元件的激光光电传感器。所述光敏元件在被例如通过外部旋转激光装置发射的所述外部基准激光束照亮时提供电输出。所述光敏元件可以按基本上垂直取向的直线阵列行排列。作为示例，所述激光光电传感器可以包括光电二极管阵列、CCD或CMOS传感器阵列、或PSD传感器。

一电路连接至所述激光光电传感器，并且被设计为确定所述激光接收器的限定零点相对于所述基准激光束的相对位置。合适的电路是本领域技术人员公知的，并且可以包括：电接收电路、模数转换器以及数字评估电路。另选的是，还可以通过仅电子电路来执行所检测基准束的撞击位置的确定。从功能方面考虑，所述电路可以被设计为基于所述光敏元件的电输出来确定所述零点与所检测的基准激光束的垂直中心之间的垂直偏移。

而且，存在用于指示所述相对位置的可见读出部，其中，该相对位置可以是所述激光接收器与所述外部基准束之间的垂直偏移。具体来说，所述可见读出部被设计为指示所述零点是否相对于所述基准激光束的垂直中心在同一水平面上。该可见读出部可以被设计为数字显示器(例如，OLED或LED显示器)，和/或例如包括三个不同颜色的指示灯，用于容易地示出该接收器是否保持地太高、太低或相对于所检测的基准束在同一水平面上。

根据本发明，该激光接收器还包括至少一第一激光扇发射器，该第一激光扇发射器具有激光源和至少一个扇生成光学元件，其中，该激光扇发射器被设计为将可见激光线投射到目标表面上。具体来说，发射激光扇，以便通过所接收的基准激光束的垂直中心重新投射清晰标记线。

换句话说，所述第一激光扇发射器被构建并且设置为发射具有可见范围中的至少一个波长的平坦(基本上为平面)扇形激光束。具体来说，所述第一激光扇发射器以使得在所述激光接收器的校平状态下从相对于所述零点在同一水平面上的位置发射激光扇的方式来设置。这允许在距转动体单元较大的距离处也以精确方式使校平的基准旋转束的垂直中心变得可见。因此，可以容易地将所指示的旋转激光束的高度基准传递到工作表面上。所述基准激光平面变得更加独立于旋转激光器的光斑尺寸和束发散性。

例如，所述激光扇发射器包括激光二极管，该激光二极管具有准直透镜，以及设置在下游的柱面透镜，用于对束进行扇整形并因此生成静止激光扇。

特别的是，从普通激光接收器已知，可以在外壳上设置用于水平对准所述激光接收器的倾斜传感器，例如，水平仪气泡。

而且，所述激光接收器可以包括自动校平系统，该自动校平系统用于自动水平对准所述第一激光扇发射器的光轴，而不管所述激光接收器的倾斜状态。

自动校平解决方案本身是本领域技术人员已知的，并且可以包括利用倾斜传感器和机械系统来将激光器光学器件驱动到水平位置，或者利用采用流体的光学系统来投射一个或更多个水平激光扇。

所述自动校平系统可以示例性地设计为可绕悬架中心、特别是以两个自由度转动的悬挂摆，其中，所述激光扇发射器的激光源和扇生成光学元件附接至所述摆。为了允许发射相对于外部基准束在同一水平面上的激光扇，可以将所述悬架中心设置为相对于所述激光接收器的零点在同一水平面上。因此，在所述接收器相对于所述基准束在同一水平面上的位置中，发射激光扇，以使所述外部基准束的基准高度作为工作表面上的标记线可见。

为了允许设置(和/或具体来说，重新设置)发射位置以与限定零点在相等的高度上，可以调整所述第一激光扇发射器的垂直位置。例如，摆安装件的悬挂中心可以相对于所述激光接收器的外壳垂直地调整。

在一具体实施方式中，所述自动校平系统被设计为可锁定，其中，所述自动对准功能被临时禁用。这种特征允许操作人员将所述激光接收器人工定位或转动至期望角度，以便将成角度的激光线投射到工作表面上。

另外，可以将倾角传感器(具体来说，双轴倾角传感器)设置在激光接收器中，用于精确地将所述激光接收器倾斜(定位或转动)至期望角度。例如，该传感器可以被设计为用于测量所述激光接收器相对于重力矢量的倾角的光电倾斜计。

因此，可以利用限定的期望传播方向来发射激光扇，以便通过由旋转基准束所指示的基准高度将精确成角度的激光线投射到目标表面上。例如，这种通过基准高度投射精确成角度的线可以用于诸如安装楼梯的应用。

在另一具体实施方式中，所述激光接收器设置有第二激光扇发射器，该第二激光扇发射器用于将可见激光线投射到目标表面上，具体来说，其中，所述第一激光扇发射器和所述第二激光扇发射器具有不同的(具体来说，相反的)方位取向。而且，可以存在铅垂向下激光束发射器，该铅垂向下激光束发射器用于将可见激光标记投射到地面上，以允许所述激光接收器的水平对准。

由此，自动校平系统还可以被设计为自动水平对准所述第二激光扇发射器的光轴，并且自动垂直对准所述铅垂向下激光束发射器的光轴。

优选地，所述激光接收器包括外壳，其中，至少所述外壳、所述激光光电传感器、所述电路、所述可见读出部以及所述第一激光扇发射器(并且如果设置的话，还有所述第二激光扇发射器和铅垂向下激光束发射器)被组装为一体式手持装置。具体来说，所述激光接收器包括用于可拆卸地安装在三脚架、杆和/或柄上的装配件。

本发明还涉及一种用于相对于基准激光束、特别是相对于旋转构造激光器的基准激光束可见地标记位置的方法。该方法包括以下步骤：检测基准激光束；确定所述基准激光束的入射位置，具体来说，由所述基准激光束限定的基准高度；以及发射激光扇(例如，静止激光扇)用于将可见激光线投射到目标表面上。由此，所述激光扇的发射位置根据所述确定的入射位置来调整，具体来说，其中，所述发射位置被调整为相对于所述确定的入射位置在同一水平面上。

在所述方法的一具体实施方式中，所述激光扇的传播方向具有限定倾角，具体来说，其中，所述激光扇被自动校平，用于将水平激光线投射到目标表面上。由此，可以利用光电倾斜计来测量激光扇传播方向的倾角。

总之，本发明的思想允许校平的旋转束的中心在距旋转器单元较远的距离处也可见。可见激光平面变得更加独立于旋转激光器的光斑尺寸和束发散性。旋转激光光斑仅创建线的幻影，因此在明亮的光照条件下很难看到激光平面。在该平面上重新投射线激光(具体来说，静止线激光)允许旋转器在明亮的光照条件下也可使用。

而且，本发明允许将旋转激光器的基准高度也投射到旋转激光束被遮住的表面上。作为示例，通过安装在第一房间中的旋转激光器所生成的激光平面还可以在仅通过一通道连接至第一房间的邻接房间中可见地使用。因此，根据本发明的激光接收器可以安装在邻接房间中的三脚架上。因此，该激光接收器可以用于将激光线投射到被遮住的表面上，以便指示旋转束的基准高度。

下面将参照附图中示意性示出的可能的实施方式的示例更详细地说明本发明，其中：

图1示出了旋转激光器以及本发明的激光接收器的实施方式，其中，激光接收器将相对于旋转束在同一水平面上的校平的清晰激光线投射到墙上；

图2示出了在与旋转激光器的房间相邻的房间中使用本发明的激光接收器；

图3示出了具有两个激光扇发射器和用于将激光接收器直接安装在墙上的壁式安装件的本发明的激光接收器的实施方式；

图4示出了保持在基准激光束中心中的本发明的激光接收器的详细视图；

图5示出了具有自动校平系统的本发明的激光接收器的详细视图，该激光接收器处于稍微的倾斜状态；

图6示出了本发明的激光接收器的详细视图，其中，自动校平系统被锁定，使得可以以期望角度投射激光线；

图7示出了与用于确定本发明的激光接收器相对于撞击的基准束的位置的电路连接的激光光电传感器的示例性实施方式；以及

图8示出了用于激光扇发射器的光轴的自动水平对准的自动校平系统的示例性实施方式。

图1示出了旋转激光装置20以及本发明的激光接收器1的实施方式，其中，激光接收器1将相对于旋转束11在同一水平面上的校平的清晰激光线10投射到墙上。

因此，本发明的激光接收器1包括：具有多个光敏元件的激光光电传感器2，这些光敏元件在被基准激光束11照亮时提供电输出；连接至所述光电传感器的电路，用于确定所述相对位置；以及可见读出部，用于指示激光接收器1是否相对于基准激光束11保持在同一水平面上。

而且，根据本发明，激光接收器1中集成有用于将可见激光线10投射到目标表面上的激光扇发射器，其中，激光扇发射器包括激光源和至少一个扇生成光学元件。

为了使用旋转激光平面的高度基准，激光接收器1安装在三脚架上。另选的是，激光接收器1也可以安装在杆或柄上。因此，许多不同的杆/柄/三脚架设计是已知并且可获得的，以使这项工作更容易。它们中的大部分提供容易的高度调整，而且提供可以由工人读取的高度比例。激光接收器1定位在旋转激光束11的平面中，使得其指示在同一水平面上的位置。例如，当激光接收器1以大约0.75mm的精度被置于旋转平面中心时，其指示在同一水平面上的位置。在这个位置中，可以通过集成的激光扇发射器以精确的方式使基准高度作为清晰水平线10在墙面上可见。

在所示的实施方式中，激光扇发射器示例性地设置在激光接收器1的背侧，而激光光电传感器2和显示器(形成可见读出部5)设置在前侧。

另选或附加的是，也可以从本发明的激光接收器1的外壳的其它侧发射激光扇7。

例如可以根据对激光接收器1的特定需求和激光接收器1的期望应用以大约20°与大约135°之间的开度角来发射激光扇7。用于生成平坦激光扇7的相应光学元件是技术人员已知的。如上所述，作为示例，可以将柱面透镜用作扇生成和扇整形元件。然而，也可以通过在目标表面上显现为清晰的可见标记线10的扫描激光束来生成激光扇7。

图2示出了在与安装了旋转激光单元20的房间相邻的房间中使用本发明的激光接收器1。

从旋转激光单元20到期望工作表面(其是位于相邻房间中的墙)的直接视线被隔断墙阻挡。因此，既不能通过旋转激光器20将看得见的可用线投射到目标表面上，也不能通过保持在与期望工作表面相对放置状态的激光接收器发现所生成的激光平面。

因此，传统上，必须将旋转激光单元20物理地移动至相邻房间。这个过程需要旋转单元20的新的安装和初始化，以在期望基准高度上生成激光平面。

相反，根据本发明，本发明的激光接收器1可以安装或保持在相对于旋转基准束11在同一水平面上的视线(例如，通过打开的门提供)中。如上面所说明的，本发明的激光接收器1本身被构建为以激光扇7的形式发射激光平面，因此能够相对于基准激光束11在同一水平面上将可见清晰激光线10投射到被阻挡的期望工作表面上。

因此，通过接收器1投射的激光线10可以用于容易地在基准高度上精确安装灯开关或图画，或者用于容易地在通过旋转激光器单元20作为基准的高度上精确放置钻孔。

根据本发明，尽管期望的基准高度被标记在位于相邻房间中的墙上，但不需要旋转单元20的物理移动以及费力耗时的新的安装和初始化。相反，利用本发明的激光接收器1，可以在不移动整个旋转单元20的情况下仍然以精确方式可见地使用通过旋转单元20生成的基准平面和所指示的基准高度。

图3示出了具有两个激光扇发射器6、15和用于将激光接收器1直接安装到墙上的壁式安装件的本发明的激光接收器1的实施方式。

两个激光扇发射器6、15中的每一个都生成平坦激光扇7、16，因此被构建为将可见激光线10、17投射到目标表面上。具体来说，所述第一激光扇发射器6和所述第二激光扇发射器15具有相反的光传播方向，使得(在激光接收器1的壁式安装状态下)激光线10、17投射在激光接收器1的左侧和右侧。

激光光电传感器2和可见读出部5设置在激光接收器1的前侧上，而壁式安装件设置在后侧上。

壁式安装件以使得可以容易地将激光接收器1直接安装到墙上的方式设计。在简单的实施方式中，壁式安装件例如可以由一个或更多个吸盘表示。具体来说，壁式安装件被构建为允许激光接收器1绕相对于墙垂直的轴转动的旋转壁式安装件。

这允许校平的旋转束11的中心在距旋转单元20较长距离处也可见。通过激光接收器1的两个激光扇发射器6、15投射的可见激光线10、17独立于旋转激光束11的光斑尺寸和束发散性。旋转激光束仅创建线的幻影，因此，在明亮的光照条件下，很难看到激光平面。在该平面上重新投射激光线(特别是静止激光线)允许激光旋转器20在明亮的光照条件下和长距离上也能使用。

而且，铅垂向下激光束发射器18设置在激光接收器1的底侧上，以便将可见激光标记19投射到地面上。可以投射铅垂向下束，以便帮助激光接收器进行水平取向。

图4、5以及6示出了保持在例如旋转激光单元的基准激光束11的中心的本发明的激光接收器1的详细视图。在图4中，示出激光接收器1处于水平状态，并且两个激光扇发射器6、15的光轴水平取向。图5示出了激光接收器1稍微倾斜的状态。然而，因为激光接收器1的自动校平系统，所以两个激光扇发射器6、15的光轴自动水平取向，以便精确标记旋转激光器的基准高度。因此，在激光接收器1已经正确地定位在旋转束11所指示的基准高度处的情况下，自动校平的发射激光扇7、16将水平激光线10、17直接投射到接收器1后面的表面上和/或投射到接收器1的侧面(即，投射到墙上)。激光线10、17向用户清楚地示出旋转平面的中心。在图6中，激光接收器1倾斜至期望倾角23，并且自动校平系统被锁定，使得自动水平对准被临时禁用。因此，可以通过由旋转激光束11指示的基准高度由两个激光扇发射器6、15投射具有限定角23的激光线10、17。为了帮助用户将激光接收器1旋转至限定的期望角23，激光接收器1还可以包括用于测量激光接收器1相对于重力矢量的倾角的倾斜计，其中，可以将所测量的角度显示给用户。如本领域技术人员已知的，倾斜计可以示例性地包括光电装置、机电装置(例如，加速度计)或纯机械装置(例如，分度摆)。

具体来说，图4、5以及6所示的激光接收器包括激光光电传感器2，以便检测通过旋转束11生成的基准激光平面。接收器1可以被用户移动至基准平面的中心。为此，指示器5根据所述激光接收器1的限定零点22相对于基准束中心的位置提示用户上下移动接收器。其中，基准束中心由连接至激光光电传感器2的评估电路确定。接着用户可以将系统例如安装至基准激光平面中心高度处(这意味着相对于基准激光平面的垂直中心在同一水平面上)的表面或三脚架。

而且，铅垂向下激光束发射器18设置在激光接收器1的底侧上，以便将可见激光标记投射到地面上。可以投射铅垂向下束，以便帮助激光接收器1进行水平取向。然而，尽管激光接收器1处于稍微倾斜的状态，但自动校平系统设计为自动水平对准第一激光扇发射器6和第二激光扇发射器15的光轴，并且自动垂直对准铅垂向下激光束。自动校平系统可以包括(如图8更详细所示)可绕悬架中心以两个自由度转动的悬挂摆。

图7示出了与用于确定激光接收器的限定零点相对于撞击的基准束的位置的电路4连接的激光光电传感器2的示例性实施方式。

激光光电传感器2具有多个光敏元件3，这些光敏元件在被基准激光束照亮时提供电输出。电路4连接至光电传感器2，并且被设计为确定激光接收器的限定零点相对于基准激光束的相对位置。具体来说，电路4基于光敏元件3的电输出确定限定零点与检测到的基准激光束的垂直中心之间的垂直偏移。

如图7示例性地所示，光敏元件3可以按直线阵列行排列。

相应的激光光电传感器和电路是技术人员公知的，并且可以根据期望的需求和激光接收器的期望应用来采用。

图8示出了用于激光扇发射器6、15的光轴的自动水平对准的自动校平系统12的示例性实施方式。

所示的自动校平系统12包括可绕悬架14的中心、特别是以两个自由度转动的悬挂摆13。由此，悬架14的中心可以设置成相对于激光接收器的零点在同一水平面上。

第一激光扇发射器6和第二激光扇发射器15的激光源8、24以及扇整形光学元件9、25附接至摆13。

而且，铅垂向下激光束发射器18设置在摆13上。

重力向下拉动摆13，允许安装至摆13的激光光学器件产生自动水平且垂直对准的束7、16，而不管激光接收器稍微倾斜。

具体来说，与枢轴螺栓一起安装的万向接头允许摆13以两个自由度转动。激光扇发射器安装件(其将一个激光源8支承在摆13左侧而将另一个激光源24支承在右侧)附接至摆13。在激光源8、24中的每一个的下游，设置有准直透镜，此后设置有用于将每一个激光束扇形化的作为扇生成光学元件9、25的柱面透镜。

而且，作为铅垂向下激光束发射器18的一部分的第三激光源附接至具有向下取向的摆13。准直透镜设置在第三激光源之后的光路中，以便在垂直方向上将基本上清晰的光斑或点标记投射到地面上。因此，铅垂向下束可以提供为水平基准。附加地，柱面透镜也可以添加至铅垂向下激光器，以便生成垂直激光扇，而不投射单个点。

根据激光接收器的特定需求或需要，用于生成自动校平的激光束的摆状装配件的所示实施方式或其它实施方式的略微变型例是本领域技术人员已知的，并且例如在美国专利No.5459932或美国专利No.5108177中示出。

而且，自动校平系统可以另选地设计为倾角传感器以及机械系统(特别是具有压电驱动器)，用于以使得激光扇发射器的光轴被水平对准的方式来调节激光扇发射器的至少一个扇生成光学元件的位置和取向。

根据另一可能的实施方式，自动校平系统可以设计为包括作为激光扇发射器的另一光学器件的流体的光学系统，该光学系统以使得第一激光扇发射器的光轴被水平对准的方式构建。

尽管上面部分地参照一些优选实施方式对本发明进行了例示，但必须理解，可以对实施方式的不同特征作出许多修改和组合。所有这些修改都涵盖在所附权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种激光接收器（1），所述激光接收器（1）用于检测所述激光接收器（1）的限定零点（22）相对于基准激光束（11）的相对位置，所述激光接收器（1）包括：

激光光电传感器（2），所述激光光电传感器（2）具有多个光敏元件（3），所述多个光敏元件（3）在被所述基准激光束（11）照亮时提供电输出，

电路（4），所述电路（4）连接至所述激光光电传感器（2），用于确定所述相对位置，

可见读出部（5），所述可见读出部（5）用于指示所述相对位置，具体来说，用于指示所述限定零点（22）是否处于相对于所述基准激光束（11）在同一水平面上的位置，

其特征在于还包括：

第一激光扇发射器（6），所述第一激光扇发射器（6）包括：

激光源（8）和至少一个扇生成光学元件（9），

所述第一激光扇发射器（6）用于将可见激光线（10）投射到目标表面上，

具体来说，以便通过所述基准激光束（11）的垂直中心重新投射清晰标记线。

2.根据权利要求1所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述基准激光束（11）是旋转构造激光器（20）的基准激光束。

3.根据权利要求1或2所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述第一激光扇发射器（6）以使得从相对于所述限定零点（22）在同一水平面上的位置发射激光扇（7）的方式设置。

4.根据权利要求3所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述第一激光扇发射器（6）以使得在所述激光接收器（1）的校平状态下从相对于所述限定零点（22）在同一水平面上的位置发射激光扇（7）的方式设置。

5.根据权利要求1或2所述的激光接收器（1），其特征在于还包括：

自动校平系统（12），该自动校平系统（12）用于自动水平对准所述第一激光扇发射器（6）的光轴，而不管所述激光接收器（1）的倾斜状态。

6.根据权利要求5所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述自动校平系统（12）包括可绕悬架（14）的中心转动的悬挂摆（13），

其中，所述激光源（8）和所述至少一个扇生成光学元件（9）附接至所述摆（13），并且

其中，所述悬架（14）的中心被设置为相对于所述限定零点（22）在同一水平面上。

7.根据权利要求6所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述悬挂摆（13）可绕悬架（14）的中心以两个自由度转动。

8.根据权利要求5所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述自动校平系统（12）被设计为下列系统之一：

倾角传感器和机械系统，用于以使得所述第一激光扇发射器（6）的光轴被水平对准的方式来调节所述第一激光扇发射器（6）和/或其光学器件的位置和取向，或

包括作为所述第一激光扇发射器（6）的另一光学器件的流体的光学系统，所述光学系统以使得所述第一激光扇发射器（6）的光轴被水平对准的方式来构建。

9.根据权利要求8所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述机械系统具有压电驱动器。

10.根据权利要求5所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述自动校平系统（12）包括用于临时禁用自动对准的锁定功能。

11.根据权利要求1或2所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述第一激光扇发射器（6）的发射位置能够垂直地调整，用于将所述发射位置设置为相对于所述限定零点（22）在同一水平面上。

12.根据权利要求11所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述第一激光扇发射器（6）的发射位置能够垂直地调整，用于将所述发射位置重新设置为相对于所述限定零点（22）在同一水平面上。

13.根据权利要求5所述的激光接收器（1），其特征在于还包括：

用于将可见激光线（17）投射到目标表面上的第二激光扇发射器（15），和

用于将可见激光标记（19）投射到地面上的铅垂向下激光束发射器（18）。

14.根据权利要求13所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述自动校平系统（12）还被设计为：

用于自动水平对准所述第二激光扇发射器（15）的光轴，以及

用于自动垂直对准所述铅垂向下激光束发射器（18）的光轴。

15.根据权利要求1或2所述的激光接收器（1），其特征在于还包括：

用于水平对准所述激光接收器（1）的倾斜传感器。

16.根据权利要求15所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述倾斜传感器包括水平仪气泡。

17.根据权利要求1或2所述的激光接收器（1），其特征在于还包括：

用于测量所述激光接收器（1）相对于重力矢量的倾斜角的倾斜计。

18.根据权利要求17所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述倾斜计包括光电或机电倾斜计。

19.根据权利要求1或2所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述光敏元件（3）按直线阵列行排列，

所述电路（4）基于所述光敏元件的电输出来确定所述限定零点（22）与所检测的所述基准激光束（11）的垂直中心之间的垂直偏移，并且

所述可见读出部（5）被设计为指示所述限定零点（22）是否相对于所述基准激光束的所述垂直中心在同一水平面上。

20.根据权利要求1或2所述的激光接收器（1），其特征在于还包括：

外壳（21），其中，至少所述外壳（21）、所述激光光电传感器（2）、所述电路（4）、所述可见读出部（5）以及所述第一激光扇发射器（6）被组装为一体式手持装置。

21.根据权利要求20所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述外壳（21）具有：

用于可拆卸地安装在三脚架、杆和/或柄上的装配件，和/或

用于将所述激光接收器（1）直接安装在墙上的壁式安装件。

22.根据权利要求21所述的激光接收器（1），其特征在于，

所述壁式安装件是用于允许所述激光接收器（1）绕相对于所述墙垂直的轴转动的旋转壁式安装件。

23.根据权利要求13所述的激光接收器（1），其特征在于，

其中，所述第一激光扇发射器（6）和所述第二激光扇发射器（15）具有相反的光学传播方向。

24.一种用于相对于基准激光束（11）可见地标记位置的方法，该方法包括以下步骤：

检测所述基准激光束（11），

确定所述基准激光束的入射位置，具体来说，通过所述基准激光束（11）限定的基准高度，以及

发射激光扇（7），用于将可见激光线（10）投射到目标表面上，其中，所述激光扇（7）的发射位置根据确定的所述入射位置来调整，具体来说，其中，所述发射位置被调整为相对于确定的所述入射位置在同一水平面上。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，

所述基准激光束（11）是旋转构造激光器的基准激光束。

26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，

所述激光扇（7）的传播方向具有限定倾角（23）。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，

自动校平所述激光扇，用于将水平激光线投射到所述目标表面上，和/或

其中，利用光电倾斜计测量激光扇传播方向的倾角。