CN1081788C - 导向光束方向调节装置 - Google Patents

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Abstract

一种导向光束方向调节装置具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统；一个导向光束发生器，一用来发射一指示器光束的指示器光束发射光学系统和一用来检测所述指示器光束的检测装置。指示器光束是一种具有一个在导向光束发射方向上扩散平展空间的光束。检测装置设置得使它们与准直方向装置的准直方向相对应并使它们与指示器光束发射光学系统隔开，并通过用检测装置检测指示器光束使所述导向光束发射方向与准直方向一致。

Description

导向光束方向调节装置
本发明涉及一种使发射自导向光束发生器的导向光束发射方向与测量的准直方向对准以确定导向光束发射方向的导向光束方向调节装置，本发明特别涉及一种可应用于隧道挖掘作业中的导向光束方向调节装置。
目前有一种隧道建造方法，它是将诸如钢筋混凝土管和金属钢管之类的管道放置在地面以下某个深度固定的深处。作为这种建造方法，已知有一种据以在地面以下某一固定深处进行挖掘管道槽并铺设诸管道的明挖(open cut)方法。已知还有一种据以在地面以下某一固定深处挖掘管道隧道并随后用压配将诸管道连接的挖掘推进方法。在这些建造方法中，为了确定诸管道铺设的方向，就要进行测量。
图1示出用于确定管道铺设方向的一种传统的导向光束方向调节装置。在该图中，标号1表示一竖井，标号2表示一安装在地面GL上的测量装置，诸如一光学经纬仪，标号3表示一安装在地面以下某固定深处的测量装置。所述测量装置2用作一准直方向装置。
一吊架4用作一铅垂装置安装在所述地面GL上。吊架4用两根吊线5将两个重物6悬吊其上。这两根吊线5被两个重物6张紧以使它们彼此平行。为了防止所述吊线5发生摆动，诸如侧向摆动和纵向摆动，将重物6浸入液体7，例如粘度大的油内。
一操作者根据管道的铺设计划而确定准直方向L并操纵吊架4从而使所述两根吊线5相互重叠，看上去象一根吊线一样。采用这种方法，可以形成一包括准直方向L在内的假想平面。例如，采用一经纬仪或一水平仪作为测量装置3。所述测量装置3调节准直，从而使所述吊线5看上去相互重叠。藉此方式，使地面上观测到的所述准直方向L与地下观测到的所述准直方向对准。这种准直方向被假定为挖掘方向。
同样，如果设有一种按与测量装置3的准直方向对准的方向发射导向光束的导向光束发生器，则所述挖掘方向可以根据所述导向光束的发射方向而确定。如果隧道8的挖掘作业是根据这测量装置3的准直方向(或导向光束)而进行的，则管道可以按计划进行铺设。
但是，这种传统的方向调节装置却需要精心复杂的作业，它是通过使用一铅垂装置而使所述测量装置3的准直方向(或导向光束的发射方向)与所述准直方向L对准的。此外，使所述准直方向(或导向光束的发射方向)与准直方向L对准的操作是费时的。而且，在这种传统的方向调节装置中，竖井1的大小受到当前道路环境的限制，因此，不能自由地增大基线长度(即两吊线5之间的间距)。因此，如果这种测量的重复作业是从地面GL向竖井1进行并从竖井1向所述隧道8进行，则累积误差将变得相当大。
本发明是针对上述问题进行的。
因此，本发明的一个目的在于提供一种可容易且快速地使导向光束的发射方向与测量的准直方向对准的导向光束方向调节装置。
本发明的另一目的在于提供一种其累积误差小的导向光束方向调节装置。
为实现上述目的，根据本发明的第一方案的导向光束方向调节装置包括：一导向光束发生器，它具有用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统；一用来发射具有一平展扩散空间的指示器光束的指示器光束发射光学系统，所述指示器光束发射光学系统具有一半导体激光器，在所述半导体激光器中，激光束扩展角大的方向与导向光束的发射方向相对应；以及用来检测所述指示器光束的检测装置。所述检测装置设置得与准直方向装置的准直方向相对应并与指示器光束发射光学系统间隔开，通过用所述检测装置对指示器光束进行检测而使导向光束的发射方向与准直方向对准。
根据本发明的第二方案的导向光束方向调节装置包括：一导向光束发生器，它具有用来发射导向光束的导向光束发射光学系统；一用来发射具有一平展扩散空间的指示器光束的指示器光束发射光学系统，所述指示器光束发射光学系统具有一半导体激光器，在所述半导体激光器中，激光束扩展角大的方向与准直方向相对应；以及用来检测所述指示器光束的检测装置。所述检测装置设置得与导向光束的发射方向相对应并与指示器光束发射光学系统相隔开，通过用所述检测装置对指示器光束进行检测而使导向光束的发射方向与准直方向对准。
在根据本发明第一方案的导向光束方向调节装置中，所述指示器光束发射光学系统是设置在导向光束发生器内，所述检测装置是与所述准直方向装置成整体设置。在根据本发明的第二方案的导向光束方向调节装置中，所述指示器光束发射光学系统是与所述准直方向装置成整体设置，所述检测装置是与所述导向光束发生器成整体设置。所述指示器光束发射光学系统最好垂向地发射所述指示器光束，并且所述指示器光束最好包括一可确定光轴中心的点光束。
在根据本发明第一方案的导向光束方向调节装置中，当从设有准直方向装置的该侧面进行观察时，所述指示器光束看上去象是在导向光束的发射方向上成直线延伸的。在根据本发明第二方案的导向光束方向调节装置中，当从设置有所述导向光束发生器的该侧面进行观察时，所述指示器光束看上去象是在准直方向上成直线延伸的。
所述光学指示器光束发射系统最好设置有一具有一用于衍射激光束的狭缝的光阑板，所述狭缝沿着准直方向延伸并设置在一圆柱面透镜的后方或前方。所述检测装置可以设有一反射系统，该反射系统使一线性激光束相对于准直方向或导向光束的发射方向空间地颠倒。
一种根据本发明第三方案的导向光束方向调节装置包括：一主体；一设置在所述主体内并具有一用来发射一束导向光束的导向光束发射光学系统的导向光束发生器；一设置在所述主体内用来发射一束线性指示器光束的指示器光束发射光学系统，当从设有一准直方向装置的该侧面进行观察时，所述线性指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸；一对相对于准直方向装置的准直方向设置并与所述主体隔开的后向反射板，该对后向反射板适于朝着所述指示器光束发射光学系统的方向反射线性指示器光束；检测装置，它设置在所述主体内用于藉助所述的一对后向反射板检测朝指示器光束发射光学系统被反射的线性指示器光束；以及旋转控制装置，它设置在所述主体内，用来旋转和控制所述指示器光束发射光学系统，从而可根据检测装置所检测到的输出信号使所述导向光束的发射方向与所述准直方向对准。
一种根据本发明第四方案的导向光束方向调节装置包括：一主体；一导向光束发生器，它设置在所述主体内并具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统；一指示器光束发射光学系统，它设置在所述主体内用来发射一线性指示器光束，当从设有一准直方向装置的该侧面进行观察时，该线性指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸；两对相对于准直方向装置设置并与所述主体隔开的后向反射板，所述的两对后向反射板设置在相对于指示器光束发射光学系统的光轴的对称位置上并适于朝着所述指示器光束发射光学系统反射线性指示器光束；检测装置，它设置在所述主体内用来检测藉助所述的两对后向反射板朝指示器光束发射光学系统被反射的线性指示器光束；以及旋转控制装置，它设置在所述主体内用来旋转和控制所述指示器光束发射光学系统，从而可根据检测装置所检测到的输出信号使所述导向光束的发射方向与所述准直方向对准。
所述线性指示器光束最好是圆偏振光；两对后向反射板之一对设有一四分之一波长的板；所述检测装置设有一偏振光束分光器，被具有四分之一波长的板的该对后向反射板反射的线性指示器光束以及被没有四分之一波长的板的该对后向反射板反射的线性指示器光束通过所述偏振光束分光器相互分开；所述检测装置设有一对光接收件，该对光接收件用来接收通过所述偏振光束分光器发射的一对线性指示器光束和通过所述偏振光束分光器发射的另一对线性指示器光束；所述旋转控制装置根据该对光接收件所检测到的输出信号旋转和控制所述指示器光束发射光学系统。
一种根据本发明第五方案的导向光束方向调节装置包括：一主体；一导向光束发生器，它设置在所述主体内并具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统；一指示器光束发射光学系统，它设置在所述主体内用来发射一束线性指示器光束，当从设置有一准直方向装置的该侧面进行观察时，该线性指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸；与所述主体隔开的诸后向反射板，所述后向反射板适于朝所述指示器光束发射光学系统反射线性指示器光束并在其相于所述准直方向装置的准直方向的一侧上设有四分之一波长的板；检测装置，它设置在所述主体内用来检测被具有四分之一波长的板的诸后向反射板反射的线性指示器光束以及被没有四分之一波长的板的该对后向反射板反射的线性指示器光束；以及旋转控制装置，它设置在所述主体内用来旋转和控制所述指示器光束发射光学系统，从而可根据检测装置所检测到的两种输出信号之间的差异使所述导向光束的发射方向与所述准直方向对准。
所述旋转控制装置最好是可遥控的。
一种根据本发明第六方案的导向光束方向调节装置包括：一导向光束发生器，它具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统和一用来发射一束扇形指示光束的指示光束发射光学系统，当从设置有一准直方向装置的该侧面进行观察时，该扇形线性指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸；以及设置在所述准直方向装置内的检测装置。所述检测装置具有在一准直方向上隔开的第一和第二光敏传感器，用来接收所述指示器光束，而从第一光敏传感器上的指示器光束和第二光敏传感器上的指示器光束之间的位置关系可以得到导向光束和准直方向之间的方向关系。
一种根据本发明第七方案的导向光束方向调节装置包括：一具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统的导向光束发生器；具有一用来发射一扇形指示器光束的指示器光束发射光学系统的准直方向调节装置，当从设有所述导向光束发生器的该侧面进行观察时，该扇形指示器光束看上去象是在一准直方向上延伸；以及设置在所述导向光束发生器内的检测装置。所述检测装置具有在所述导向光束的发射方向上隔开的第一和第二光敏传感器，用来接收所述指示器光束，而从第一光敏传感器上的指示器光束和第二光敏传感器上的指示器光束之间的位置关系可以得到导向光束和准直方向之间的方向关系。
来自于所述第一光敏传感器的光接收信号和来自于所述第二光敏传感器的光接收信号可以在相应的信道之间进行相关处理，并且当一相关状态处在最大时，就可以判断所述导向光束和准直方向已经对准。
在这种情况时，更具体地说，所述导向光束方向调节装置还包括：用来调制所述指示器光束的装置；一波检测部分，它用来检测来自所述第一光敏传感器的经调制的光接收信号和一来自所述第二光敏传感器的经调制的光接收信号；一用来将来自所述波检测部分的模拟信号输出转换为一数值的模拟/数字(A/D)转换部分；以及一用来对从A/D转换部分输出的数据进行处理的运算处理部分。在所述导向光束方向调制装置中，来自于所述第一光敏传感器的数据和来自于所述第二光敏传感器的数据是在相应的信道之间进行相关处理的，并且当一相关状态处在最大时，就可以判断所述导向光束和所述准直方向已经对准。
可采用另一种替代方案，在这种方案中来自于所述第一光敏传感器的光接收信号和一来自于所述第二光敏传感器的光接收信号是与诸信道对准地而进行相关处理的，从而获得一第一相关状态，并且随后当一预定信道被移动时能进行相关处理以获得一第二相关状态，而当所述第一和第二相关状态几乎相同时，就可以判断所述导向光束和所述准直方向已经对准了。
在这种情况时，更具体地说，所述导向光束方向调整装置还包括：用来调制所述指示器光束的装置；一波检测部分，它用来检测来自所述第一光敏传感器的经调制的光接收信号和一来自所述第二光敏传感器的经调制的光接收信号；一用来将来自所述波检测部分的模拟信号输出转换为一数值的A/D转换部分；以及一用来对来自A/D转换部分的数据输出进行处理的运算处理部分。在所述导向光束方向调整装置中，来自于所述第一光敏传感器的数据和来自于所述第二光敏传感器的数据是与诸信道对准地进行相关处理的，以获得一第一相关状态，并且随后当一预定信道被移动时能进行相关处理以获得一第二相关状态，而当所述第一和第二相关状态几乎相同时，就可以判断所述导向光束和所述准直方向已经对准了。
可以采用另一种替代方案，在这种方案中，可以获得多个相关状态，在所述多个相关状态时，一来自所述第一光敏传感器的光接收信号和一来自所述第二光敏传感器的光接收信号被移动一预定信道数值，并且通过使用在内插所获得的多个相关状态时得到的一个结果，就可以判断所述导向光束和准直方向已经对准了。
在这种情况时，更具体地说，所述导向光束方向调节装置还包括：用来调制所述指示器光束的装置；一波检测部分，它用来检测一来自所述第一光敏传感器的经调制的光接收信号和一来自所述第二光敏传感器的经调制的光接收信号；一用来将一来自波检测部分的模拟信号输出为一数值的A/D转换部分；以及一用来对来自A/D转换部分的数据输出进行处理的运算处理部分。在所述导向光束方向调整装置中，可以获得多个相关状态，在这些相关状态时来自于所述第一光敏传感器的数据和来自于所述第二光敏传感器的数据被改变一预定信道数值，并且通过使用在内插这些所获得的多个相关状态时得到的一个结果，就可以判断所述导向光束和准直方向已经对准了。
下面将结合附图更详细地描述本发明，其中：
图1是一示意图，用来说明一用于调节管子铺设方向的传统的导向光束方向调节装置；
图2是一示意图，它示出了本发明第一实施例的导向光束方向调节装置，一安装在直井中的管状激光装置，和一设置在管状激光装置上面以便进行用来铺设管道的通道挖掘施工的测量装置；
图3是一示意图，它示出了本发明的导向光束方向调节装置和导向光束发生器与测量装置之间的光学关系；
图4是一局部放大视图，用以说明图3所示的圆柱面透镜的工作情况；
图5是一示意图，它示出了一光学指示器光束发射系统与检测装置之间的位置关系以及还示出了导向光束的发射方向与准直方向是怎样对准的；
图6是一示意图，它示出了图5所示的光学指示器光束发射系统的一个替代方案；
图7是一示意图，它示出了图6所示的检测装置的一个替代方案；
图8(a)是一示意图，它示出了图4所示的圆柱面透镜的一个替代方案，两块圆柱面透镜在导向光束的发射方向上分开设置，而在两圆柱面透镜之间形成一平行的平面部分；
图8(b)是一示意图，它示出了图4所示的圆柱面透镜的另一替代方案，两对圆柱面透镜在导向光束的发射方向分开设置，在两对圆柱面透镜之间形成一平行的平面部分；
图9是一示意图，它示出了图4所示的光学指示器光束发射系统的一个替代方案；
图10是一主剖视图，它示出了本发明的导向光束发生器的详细结构；
图11是一侧剖视图，它示出了本发明的导向光束发生器的详细结构；
图12(a)是一示意图，它示出了本发明第二实施例的导向光束方向调节装置和导向光束发生器与测量装置之间的光学关系；
图12(b)是图12(a)所示的光阑板的俯视图；
图12(c)示出由图12(b)所示的缝衍射的一激光束的衍射图形；
图13是一局部放大视图，用来说明图12所示的圆柱面透镜的工作情况；
图14是一示意图，它示出了光学指示器光束发射系统与检测装置之间的位置关系，还示出了导向光束的发射方向与准直方向是怎样对准的；
图15(a)是一示意图，它示出了本发明第三实施例的导向光束方向调节装置，还示出了一线性指示器光束是怎样被反射的；
图15(b)是一示意图，它示出了图15的反射系统对圆柱面透镜的平面位置关系以及准直方向L与线性指示器光束K延伸方向已经对准的情况；
图15(c)是一示意图，它示出了图15(a)的反射系统对圆柱面透镜的平面位置关系以及准直方向L与线性指示器光束K延伸方向没有对准的情况；
图16(a)是一示意图，它示出了本发明第四实施例的导向光束方向调节装置，以及设置了后向反射板的状态；
图16(b)是一示意图，它示出了第四实施例的导向光束方向调节装置以及光学指示器光束发射系统与后向反射板之间的关系；
图16(c)是一曲线图，用来说明图17所示的光接收件的检测输出信号；
图17是一示意图，它示出了光学指示器光束发射系统、检测装置与图16(b)所示的旋转控制装置之间的关系；
图18(a)是一示意图，它示出了本发明第五实施例的导向光束方向调节装置以及设置了后向反射板的状态；
图18(b)是一示意图，它示出了第五实施例的导向光束方向调节装置以及光学指示器光束发射系统与后向反射板之间的关系；
图18(c)是一曲线图，用来说明图19所示的光接收件的检测输出信号；
图19是一示意图，它示出了光学指示器光束发射系统、检测装置与图18(b)所示的旋转控制装置之间的关系；
图20是一示意图，它示出了设置了后向反射板后的一替代方案；
图21是一示意图，它示出了本发明第六实施例的导向光束方向调节装置；
图22是一立体图，它示出了圆柱面透镜与图21所示的光传感器排列之间的位置关系；
图23是检测装置的一方框线路图，检测装置通过图21所示光传感器排列引入一指示器光束并检测指示器光束的发射方向对准直方向L的偏移量；
图24是一示意图，用来说明发射方向偏离准直方向的指示器光束投射在光传感器排列上的状态；
图25是一曲线图，它示出根据在准直方向与指示器光束之间所形成的角度θ的变化的相关系数(r)的变化曲线；
图26是一曲线图，它示出了相对于在准直方向与指示器光束之间所形成角度θ的诸相关系数间的差异r1-r2的变化；
图27是一示意图，它示出了通过插值多个相关状态所得到的相关系数的变化；
图28是一个立体图，它示出了另一个圆柱面透镜；
图29是一曲线图，它示出了在采用图28所示的圆柱面透镜的情况时，相对于在准直方向与指示器光束之间所形成的角度θ的相关系数的变化；以及
图30是一立体图，它示出了又一个圆柱面透镜。
下面结合附图详细描述本发明的较佳实施例。
第一实施例
参阅图2和3，图中示出一根据本发明第一实施例构造的导向光束方向调节装置。在图2中，标号10指一直井，标号11指一安装在地面GL上的测量装置，例如经纬仪，标号12指一导向光束发生器。在本实施例中，一管型激光器用作导向光束发生器12。直井10被例如用一铁板(未图示)覆盖着。测量装置11放置在铁板(未示)上。导向光束发生器12正对地安装在测量装置11的下面。铁板有一个例如正对测量装置11的下面形成的孔。
测量装置11用作确定准直方向L的准直方向装置。在图2和3中，标号13表示一准直望远镜。如图3所示，导向光束发生器12有一个发射用作导向光束的激光束P的光学导向光束发射系统14和一个发射指示器光束K的光学指示器光束发射系统15。指示器光束K在导向光束P的发射方向的平面空间扩散。光学导向光束发射系统14大致由一激光束源16和一准直仪透镜17组成。准直仪透镜17准直从激光束源16发射出的激光束。光学指示器光束发射系统15大致由一激光束源18、一准直仪透镜19和一圆柱面透镜20组成。
光学指示器光束发射系统15在其垂直方向上射出一激光束P’。射出的激光束P’被准直仪透镜19准直，然后被引向圆柱面透镜20。圆柱面透镜20把准直的激光束P’转换成在导向光束P的发射方向的平面空间扩散的指示器光束K。因此，圆柱面透镜20具有在导向光束的发射方向空间放大指示器光束K的能力。在此所用的指示器光束K被引导成一激光束LO(见图4)，从测量装置11的安装侧看，激光束LO可被看成在导向光束P的发射方向直线地延伸。指示器光束K还在垂直平面上分布成扇形。
如比例放大的图4所示，在圆柱面透镜20的中心顶端部分形成有一平行平面部21。部分指示器光束K透过该平行平面21发射，然后形成为点光束S。点光束S起确定光轴中心(即一球体中心)的作用。点光束被测量装置11的球面中心望远镜22识别。要指出的是，球面中心望远镜22具有作为其光轴的测量装置11的旋转中心。因此，测量装置11的旋转中心与光学指示器光束发射系统15的光轴对准。测量装置11一体地设置有一对分开的扩散板23。
如图5所示，成对的扩散板23分别设置有三角形基准刻度24。把该对三角形的顶点连起来便形成线Q。线Q与准直线L平行。成对的扩散板23起检测装置的作用，用来检测指示器光束K(线性激光束LO)和规定导向光束P发射的方向。要指出的是，如果扩散板23设置在球面中心望远镜22的前面以使点光束S被间接准直的话，则点光束S的识别就变得比较容易。
指示器光束K(线性激光束LO)投影在扩散板23上。当一操作者看到指示器光束K(线性激光束LO)投影在扩散板23上时，旋转导向光束发生器12，使指示器光束K(线性激光束LO)与基准刻度24对准。这种操作可使导向光束P的发射方向和准直方向L彼此对准。如果放大成对扩散板23之间的间距，那么，基线长度也将相应放大。使用这种操作，可提高导向光束P和准直方向L之间的对准精度。但是，如果放大成对扩散板23之间的间距，则检测装置之间的间距也将相应放大。因此，如图6所示，设置反射镜25和26，使指示器光束K正好聚焦在测量装置11的下面。如果检测装置以这种方式构成，则可在不增加检测装置的尺寸的情况下提高导向光束的发射方向与准直方向L之间的对准精度。在这个实施例中，操作者直接观察扩散板23，使导向光束P的发射方向与准直方向L彼此对准。但是，如图7所示，可用一对光接收件27，例如线传感器、面积传感器和电荷耦合器件(CCDs)，来替代扩散板23检测接收指示器光束K的位置。在这种情况下，根据光接收件27的输出信号，受光位置就显示在荧屏上。然后，在观察荧屏的同时，校正与荧屏上基准刻度24的偏移量，而使导向光束P的发射方向与准直方向L彼此对准。此外，根据光接收件27的输出信号，可遥控导向光束发生器12以使导向光束P的发射方向与准直方向L彼此自动对准。
圆柱面透镜20除图4所示的形状之外，还可形成如图8(a)和8(b)所示的形状。图8(a)示出一个两个圆柱面透镜20沿导向光束P的发射方向隔开的例子，而图8(b)示出一个两对圆柱面透镜20沿导向光束P的发射方向隔开的例子。在这任一个例子中，都是在圆柱面透镜20之间的中央部分形成一平行平面21，以形成点光束S。当采用如图4所示形状的圆柱面透镜20时，如果圆柱面透镜20的左半部分上有污点(用字母q’标出)，则右侧上的指示器光束K就受阻碍。为此，就降低了指示器光束K相对于点光束S的对称性。如果指示器光束K相对于点光束S的对称性降低，则准直方向L与导向光束P之间的重叠将变得困难。但是，如果采用图8(a)和8(b)所示形状的圆柱面透镜20，即使一块圆柱面透镜20在q’处有污点，但另一块圆柱面透镜20仍可保持指示器光束K相对于点光束S的对称性。因此，就可不费力地保证准直方向L与导向光束P之间的重叠。
此外，如图9所示，在圆柱面透镜20之前或之后可设置一具有缝28的掩蔽片29，以形成指示器光束K的点光束S和指示器光束K的扩展部分。采用这种方式，使点光束S的确认变得更容易了。
在这个实施例中，采用圆柱面透镜20，以形成在导向光束P的发射方向以平面空间扩展的线性指示器光束K。但是，可采用一光衍射件来替代圆柱面透镜20。而且，当激光源18为一半导体激光器时，激光束有一个大的扩展角，该扩展角的方向垂直于其连接的平行方向，所以就使大扩展角的方向与导向光束P的发射方向相对应。如果以这种方式来做，与具有圆形激光束的激光器例如一氦-氖(He-Ne)激光器相比，就可简化光学指示器光束发射系统15的结构。此外，当将一三点光发射型式(多点光发射型式)用于一半导体激光器时，就可使所形成的光发射点的排列方向与导向光束P的发射方向相对应。因此，很容易形成在导向光束P的发射方向空间扩展的指示器光束K。
图10和11示出一管状激光装置的具体结构，该装置用作本发明所采用的导向光束发生器12。在这些图中，标号310表示一盒形的外框架结构。在外框架结构30中固定有一U形的悬挂框架31(也称光学系统的主体)。在U形悬挂框架31的相对内侧面上有一对相对的球形座32，而该对球形座32分别具有水平轴中心。在形成光学导向光束发射系统14一部分的一矩形体33的相对表面上形成球体形轴部分34，它们与球形座32配合。因此，矩形体33可在三个轴线方向上旋转。球体形轴部分在其前面有一与所述球形座32贴合的球体形形状。球体形轴部分34的最接近部分的形状为圆柱形。在矩形体33的球体形轴部分34的圆柱部分上安装有一摆动的框架结构35以使它可自由地旋转。球体形轴部分34设有分别在相对的方向伸出的水平销轴36和37。在外框架结构30的水平销轴36一侧设置一水平旋转驱动装置38，而在水平销轴37一侧设置一扭转装置39。从矩形体33的后端面伸出一销轴40。外框架结构30设置有一通过该销轴40使矩形体33升降的升降装置41。
水平旋转驱动装置38有一齿轮箱42、一导向轴43、一螺纹轴44、一滑动件45和一电动机46，以用来进行水平调节。齿轮箱42安装在U形悬挂框架31上。导向轴43水平地伸出齿轮箱42。螺纹轴44平行于导向轴43延伸。滑动件45与螺纹轴44啮合，并插设在导向轴43上，使它能自由滑动。电动机46通过齿轮箱42使螺纹轴44转动。一接合销进行竖立在滑动件45上，并与矩形体33的销36接合，使它能自由滑动。矩形体33的销36被一弹簧(未图示)推动着使它一直紧靠接合销47。
如果启动电动机46旋转，那么螺纹轴44也将旋转。螺纹轴44的旋转使滑动件45水平移动。滑动件45的水平位移通过接合销47传递给矩形体33的销轴36，使矩形体33(光学导向光束发射系统14)与摆动框架结构35一体地水平转动。
扭转驱动装置39有一齿轮箱48、一导向轴49、一螺纹轴(未图示)、一滑动件50和一扭转电动机51。齿轮箱48是在前述的水平旋转驱动装置38的相对侧安装在U形悬挂框架31上。导向轴49从齿轮箱48下表面垂直往下延伸。前述的螺纹轴(未图示)平行于导向轴49延伸。螺纹轴与滑动件50啮合，而导向轴49与滑动件50配合，使滑动件50能自由滑动。电动机51驱动螺纹轴转动。
一接合销轴52竖立在滑动件50上并与矩形体33的销轴37接合，使它能自由滑动。矩形体33的销轴37被一弹簧53朝下推动着，使它总是紧靠接合销轴52。如果启动电动机51旋转，那么螺纹轴也将旋转。螺纹轴的旋转使滑动件50垂直移动。滑动件50的垂直位移通过接合销轴52传递给矩形体33的销轴37，使矩形体33(光学导向光束发射系统14)与摆动框架结构35一体地扭转和旋转。
升降驱动装置41有一齿轮箱55、一导向轴56、一螺纹轴(未图示)、一滑动件55和一电动机58，以用于升降。齿轮箱55通过一支架54安装在外框架结构30上。导向轴56垂直地伸出齿轮箱55。螺纹轴(未图示)平行于导向轴56延伸。螺纹轴(未图示)与滑动件57啮合，导向轴56与滑动件57配合以使滑动件57能自由滑动。电动机58驱动螺纹轴旋转。一接合销59竖立在滑动件57上，并与矩形体33的销轴40接合，使它能自由滑动。矩形体33的销轴40被一弹簧60朝下推动着以使它总是紧靠接合销轴59。
如果启动电动机58旋转，那么螺纹轴也将旋转。螺纹轴的旋转使滑动件57垂直移动。滑动件57的垂直位移通过接合销轴59传递给矩形体33的销轴40，使矩形体33(光学导向光束发射系统14)与摆动框架结构35一体地升降。
在矩形体33的侧表面上设有一角度调节装置62。一销轴61设置摆动框架结构35后端附近并平行于销轴36延伸。角度调节装置62通过销轴61使矩形体33(光学导向光束发射系统14)相对于摆动框架结构35作相对转动，从而调节光学导向光束发射系统14的水平角度。
即角度调节装置62有一齿轮箱63、一导向轴64、一螺纹轴65、一滑动件66和一电动机67，以用于调节角度。齿轮箱63安装在矩形体33的侧表面上，导向轴64垂直伸出齿轮箱63。螺纹轴65平行于导向轴64延伸。螺纹轴65与滑动件66啮合，而导向轴64与滑动件66配合以使滑动件66可自由滑动。电动机67通过齿轮箱63转动螺纹轴65。一接合销68竖立在滑动件66上并与摆动框架结构35的销轴61接合，使它可自由滑动。摆动框架结构35的销轴61被一弹簧68a朝下推动着，使它总是紧靠接合销68。
如果启动电动机67，那么滑动件66将垂直移动。滑动件66的垂直位移通过接合销轴68传递给摆动框架结构35的销轴61以使摆动框架结构35相对于矩形体33升降。该实施例采用球形座可在三维方向上自由运动。但是，除扭转运行之外，可使用一万向接头结构。通常，当安装导向光束发生器12时，扭转方向的转动是用手动完成的。
下面描述通过管状激光装置来调节导向激光束P的倾斜度的过程。该装置大致平行安装和操作的。然后，角度调节装置62和升降装置41进行调节操作，使得后面将要描述的一倾斜传感器76和导向光束P成水平。这就使管状激光装置被水平调节，即调节到一基准位置。根据该水平基准位置，摆动框架结构35通过角度调节装置62在与调节角度相对的方向上倾斜。因此，使角度调节装置62达到一倾斜的状态。其次，如果矩形体33通过升降装置41与角度调节装置62一体地倾斜以使倾斜传感器76成水平的话，则导向光束P以该调节角度倾斜。但是，甚至在倾斜传感器76的角度检测范围是窄的情况下，如果这种调节方法的检测角度是宽的，则这种调节方法也可使一倾斜传感器直接倾斜。
在该实施例中，光学指示器光束发射系统15包括一光源装置69和圆柱面透镜20。光源装置69设置在摆动框架结构35的下部内。光源装置69大致由一激光束源70、反射镜71、光束分光器72和一准直透镜19组成。激光束源70设置在摆动框架结构35的相互相对的壁表面之一上。反射镜71设置在另一个壁表面上以与激光束源70相对。光束分光器72设置在激光束源70与反射镜71之间。准直透镜19设置在光束分光器72与激光束源70之间。
光束分光器72把从激光束源70射出的激光束分离成垂直方向的上光束和下光束。当光束只向上发射时，可用一反射镜来替代光束分光器72。
要指出的是，在摆动框架结构35、U形悬挂框架31和外框架结构30的上部和下部分别形成孔73、74和75以使垂直射出的激光束P’(线性指示器光束K)可在垂直方向上通过。此外，在摆动框架结构35的上表面上设置有检测导向光束P发射方向倾斜度的倾斜传感器76和横穿倾斜传感器76的方向上延伸的倾斜传感器76’。另外，在外框架结构30的前表面有一个让导向光束P通过的孔77。外框架结构30的下部设有数个支承腿78。采取这种结构布置，便可能在水平方向粗略调节外框架结构30。但当导向光束发生器12安装在图2所示的一个立座上时，通常就不需要支承腿78了。
如前所述，该实施例构造成光学指示器光束发射系统15设置在导向光束发生器12中而扩散板23设置在测量装置11中。
但是，本发明不限于上述实施例。
例如，扩散板23可设置在导向光束发生器12中，而光学指示器光束发射系统15可设置在测量装置11中。在这种情况时，指示器光束K在准直方向L平面空间扩展。换句话说，当从导向光束发生器12的侧面观看时，看到的指示器光束K是在准直方向L上直线地延伸。当激光束源18由一半导体激光器构成时，扩展角大的方向与准直方向L相对应。当激光束源18具有一种多点光发射型式时，光发射点的排列方向与准直方向L相对应。另一方面，扩散板23的安装与导向光束P的发射方向相对应。
此外，本实施例是结合隧道8的挖掘施工予以描述的。但是，这仅仅是一个例子，所以，本发明不限于该例子。
例如，该导向光束方向调节装置可用于检测一建筑结构或一大型金属切削机床的的弯曲或扭曲。即导向光束方向调节装置还可用于建筑结构和设备的立柱和壁的检测和校直，还可用于大型机床的制造和安装。
根据上述第一实施例，导向光束P的发射方向和一测量装置的准直方向L彼此间可容易而快速地对准从而可减少累积误差。此外，还可以小型化。
第二实施例
参阅图12至14，图中示出了根据本发明的第二实施例构造的一导向光束方向调节装置。
对于一光学指示器光束发射系统15来讲，一光阑板SP设置在一准直透镜19与圆柱面透镜20之间，如图12(a)所示。如图12(b)所示，光阑板SP上有一条沿线性指示器光束K延伸的方向延伸的缝SL。这条缝SL起衍射激光束P’的作用。衍射的形状如图12(c)所示。激光束P’被缝SL衍射，然后被引向圆柱面透镜20。圆柱面透镜20的工作与第一实施例相同。
激光束P’通过缝SL的衍射作用变成光亮度较高的一清晰的线性激光束LO，该线性激光束LO在缝SL延伸的方向延伸，如图13和14所示。在图12(c)中，字母CE表示高亮度激光束P’峰部的亮度分布。要指出的是，缝SL不限于矩形形状。
在该实施例中，圆柱面透镜20是凸形的，但也可是凹形的。当圆柱面透镜是凸形的时候，激光束P’被聚光并形成一焦点。但使用凹透镜时，激光束P’线性放大而不会形成焦点。
此外，该实施例可制作成光阑板SP设置在准直透镜19与圆柱面透镜20之间。但是，光阑板SP也可设置在圆柱面透镜20的前面。
要指出的是，当导向光束发生器12设置在一管状激光装置的情况时，光阑板SP是设置在圆柱面透镜20的后表面上。在图11中，光阑板SP用虚线示出。
根据该实施例，通过衍射现象可以使线性指示器光束的线宽度变窄，并变得清晰，从而提高导向光束P的发射方向与准直方向L的对准精度。
第三实施例
参阅图15(a)至15(c)，图中示出了根据本发明的第三实施例构造的一导向光束方向调节装置。
图15(a)示出在检测装置中设置一对反射镜100A和100B的结构，这些反射镜100A和100B两次反射线性指示器光束K，从而构成一个使线性指示器光束K的延伸方向相对准直方向L空间颠倒的反射系统。在准直方向L与线性指示器光束K的延伸方向彼此对准的情况时，线性指示器光束K1的方向和线性指示器光束K2的方向彼此对准，如图15(b)所示，其中，线性指示器光束K1首先被反射镜100A反射，然后被反射镜100B反射，再到达扩散板23，而线性指示器光束K2首先被反射镜100B反射，然后被反射镜100A反射，再到达扩散板23。但是，如图15(c)所示，当线性指示器光束K偏离准直方向L一个角度θ时，线性指示器光束K1被反射镜100A反射，然后再被反射镜100B反射。发生这种情况时，线性指示器光束K1的延伸方向相对于准直方向L成空间颠倒。字母K1’表示空间颠倒的线性指示器光束。同样可以说是，线性指示器光束K2被反射镜100B反射，然后再被反射镜100A反射。因此，通过两次反射相对于准直方向空间颠倒的线性指示器光束K1’和K2’与线性指示器光束K1和K2一起到达扩散板23。根据由线性指示器光束K1(K1’)和线性指示器光束K2(K2’)所形成的角，就可以用双倍的精度识别线性指示器光束K相对准直方向L的延伸方向。
即根据该实施例，线性指示器光束的线性延伸方向是相对于准直方向L成空间颠倒。因此，通过确认镜象颠倒之前的线性指示器光束的方向和镜象颠倒之后的线性指示器光束的方向，就可以用双倍的精度判断相对准直方向的线性指示器光束方向。
第四实施例
参阅图16和17，图中示出了根据本发明的第四实施例构造的一导向光束方向调节装置。如图16(a)所示，测量装置11有一对相对于准直方向L对称的后向反射板101A和101B。在相对光学指示器光束发射系统15的光轴对称的位置上设有两对后向反射板101A和101B。但是，一对后向反射板101A和101B被掩盖，并在此实施例中，没有使用它们。光学指示器光束发射系统15在一准直透镜19与圆柱面透镜20之间有一有孔镜HM。字母HO表示镜HM有孔的部分。一激光束P’通过有孔部分HO被引向圆柱面透镜20。因此，激光束P’呈一线性指示器光束K的形式被引向后向反射板101A和101B。后向反射板101A和101B的结构是已知技术，例如可从日本专利公开文本号83656/95号中了解到。
线性指示器光束K被后向反射板101A和101B反射而变成一被反射的光束K’。被反射的光束K’以与后向反射板101A和101B的入射方向相同的方向返回，然后到达光学指示器光束发射系统15。被反射光束K’被有孔镜HM的反射表面所反射，然后到一聚光镜102。通过聚光镜102反射光束K’集中在一光接收件103上。光接收件103的输出信号被输入旋转控制装置104。
旋转控制装置104用来旋转和控制图11所示的电动机46。如果电动机46以恒速双向旋转，则线性指示器光束K将会在例如θ角的范围内摆动，如图16(a)所示。在线性指示器光束K以θ角摆动期间，光束K被后向反射板101A和101B反射。被反射的光束K’被光接收件103接收。图16(c)示出了光接收件103的经检测的输出信号q1和q2。
通过此线性光束K1的往复摆动得到时间t1和t2。时间tm是时间t1和t2的平均值。在光学指示器光束发射系统15的光轴O1与准直方向L对准的情况时，如果驱动电动机46的时间是根据平均时间tm来设定的，则线性指示器光束K就可与准直方向L自动对准。即导向光束P与准直方向L对准。当电动机46带有编码器时，通过将编码器脉冲信号转变成角度，就可使导向光束P与准直方向L对准。
第五实施例
参阅图18和19，图中示出了根据本发明的第五实施例构造的一导向光束方向调节装置。在此实施例中，使用两对后向反射板101A和101B。对于该实施例的光学指示器光束发射系统15，一四分之一波长板105设置在一圆柱面透镜20与一有孔镜HM之间，并把线偏振光转变成圆偏振光，或把圆偏振光转变成线偏振光。其中一对后向反射板101A和101B设有一四分之一波长板106，以在相对方向上转变圆偏振激光束P’的偏振方向，如图18(a)和18(b)所示。线性偏振激光束P’通过有孔镜HM的孔HO被引向四分之一波长板105。激光束P’被四分之一波长板105转变成例如顺时针旋转的圆偏振光或右旋圆偏振光。然后，右旋圆偏振光通过圆柱面透镜20转变成线性指示器光束K。线性指示器光束引向具有四分之一波长板106的成对后向反射板101A和101B以及没有四分之一波片106的成对后向反射板101A和101B。对于被有四分之一波长板106的成对后向反射板101A和101B反射的线性指示器光束K而言，当线性指示器光束K通过四分之一波长板时，偏振方向相对光传播方向按逆时针(相反方向)旋转。被无四分之一波长板106的成对后向反射板101A和101B反射的线性指示器光束K的偏振方向保持与光传播方向相同(顺时针方向)。右旋圆偏振光的反射光束和左旋圆偏振光的反射光束返回到光学指示器光束发射系统15。
左旋圆偏振光的反射光束和右旋圆偏振光的反射光束通过四分之一波长板105而转变成线偏振光。因此，两反射光束K’变成彼此相交的线偏振光束。彼此相交的线偏振光的反射光束K’返回到有孔镜HM。然后两反射光K’射到一构成部分检测装置的偏振光束分光器107。该偏振光束分光器107分离彼此相交的线偏振光的反射光K’。一反射光束K’通过偏振光光束分光器107并引向一聚光镜102A，而另一反射光束K’通过偏振光束分光器107向一聚光镜102B反射。由聚光镜102A和102B聚集的两反射光束K’分别被光接收件103A和103B接收。
光接收件103A和103B的该检测的输出信号被输入旋转控制装置104。图18(c)示出了光接收件103A的被检测的输出信号q1和q2和光接收件103B的被检测输出信号q1’和q2’。通过线性光束K1的往复摆动得到时间t1、t2、t1’和t2’。时间tm是时间t1和t2的平均值。
此外，时间tm’是时间t1’和t2’的平均值。根据平均时间tm和tm’，驱动电动机46的时间被设定。如果照这样做的话，线性指示器光束K就可如象第四实施例那样与准直方向L自动对准。因此，导向光束P与准直方向L对准。在该第五实施例中，根据两对后向反射板的被检测的输出信号，导向光束P与准直方向L对准。因此，与第四实施例相比，可进一步提高对准精度。在电动机46具有一编码器的情况时，可用角度替代上述的时间来获得驱动时间。如图20所示，可相对光轴O1对称设置具有两圆弧板形式的后向反射表面101’，可分别在每个表面101’相对于准直方向L一侧设置四分之一波长板106’。
如果照这样做的话，当线性指示器光束K正好在准直方向L重叠时，如图20中用字母KL所示出的，根据来自设有四分之一波长板处的线性指示器光束K的反射光束K’的被检测输出信号和根据来自未设四分之一波长板处的线性指示器光束K的反射光束K’的被检测输出信号将会变成相同的。因此，通过检测两被检测的输出信号的差异，就可与时间和角度无关地检测准直方向L(详细结构请看日本专利公开文本第83656/95号)。
要指出的是，如果用一遥控器(未图示)控制旋转控制装置104，则遥控将会变得容易。
根据第四和第五实施例，检测装置接收由后向反射板反射的线性指示器光荣以及旋转控制装置自动控制光学指示器光束发射系统，从而根据检测装置的被检测输出信号使导向光束的发射方向与准直方向对准。因此，准直方向与导向激光束的发射方向可自动对准。
第六实施例
参阅图21，图中示出了根据本发明的第六实施例构造的一导向光束方向调节装置。图21示出了该实施例的一测量装置11和一导向光束发生器12之间的位置关系。
在图中，与图3相同的部分采用相同的标号和字母，在此省略详细描述，只描述不同的部分。
用在一圆柱面透镜20顶部形成的一平行平面部分21(见图22)来形成一如前所述的点光束S。在此实施例中，光学指示器光束发射系统15被构造成通过垂直校正装置(未图示)来垂直发射一激光束P’。在该实施例中的激光束P’被调制。
点光束S是光轴的中心，也是用于水平旋转一光学导向光束发射系统14的旋转中心。通过点光束S与球面中心望远镜22的中心对准，使一测量装置11的旋转中心与光学导向光束发射系统14的旋转中心对准。
测量装置11设置有一对平行于准直方向L隔开的第一光传感器排列23A和第二光传感器件排列23B，而这两光传感器排列构成部分检测装置。在该实施例中，各光传感器排列23A和23B的纵向方向与准直方向L相交。各光传感器排列23A和23B使用一光电二极管阵列，如图23所示。各光传感器排列23A和23B的输出信号被输入图21所示的检测部分30A。
准直方向L和指示器光束K延伸的方向一般是彼此偏移的。在该实施例中，第一和第二光电二极管阵列23A和23B有六个通道。
指示器光束K投射在第一和第二光电二极管阵列23A和23B上，而完成光电转变。指示器光束K作为一光接收信号输入放大部分25A而被放大。被放大部分25A放大的信号的调制由一波检测部分26A去除，并被转化成一直流(dc)电压信号。该直流电压信号(光接收信号)被输入一倍增器27A。
倍增器27A通过一来自中央处理装置(CPU)29A的控制信号来选择任何一个通道，并对一模数(A/D)转换器28A输出直流电压信号(光接收信号)。模数(A/D)转换器28A把接收的光信号转变成一数值。该数值输入到中央处理装置(CPU)29A，来进行下面将要予以说明的处理。
由第一光电二极管阵列23A的各通道0至5接收的光量Sx的光量数据列被定为X，由第二光电二极管阵列23B接收的光量Sy的光量数据列被定为Y。那么，相关系数在相同的通道之间采用下面的等式(1)计算。
r2＝{∑(Xi- X)(Yi- Y)}/{∑(Xi- X)2(Yi- Y)2}  …  (1)
(如果分子是正的则为正相关，而如果分子是负的，则为负相关。
其中 X＝∑X/n， Y＝∑Y/n。
当如图24所示的光量Sx的曲线与光量Sy的曲线对准时，相关系数r变得最大。当这些曲线之间的偏移变得越大，则相关系数r变得越小。因此，如果相对于一在准直方向L与指示器光束K的延伸方向之间形成的θ角(见图24)的变化用曲线表示相关系数r值，则将可得到图25所示的曲线。
通过使用遥控使导向光束P的发射方向对应于指示器光束K旋转，可以使导向光束P的方向与准直方向L对准，从而使相关系数r达到最大。反之，通过旋转准直方向L也可使准直方向L与导向光束P的发射方向对准，从而使相关系数r达到最大。要指出的是，由于只采用等式(1)的分子就能计算相关，因此可采用一模拟线路来构成检测部分30A。
根据相关输出信号(即对应于相关系数r的输出信号)，通过遥控器31A(见图21)控制光学导向光束发射系统14的旋转驱动系统(未图示)，就可使用于导向光束P与准直方向L对准的系统自动化。此外，在准直方向L的旋转机构(未图示)中设置一驱动系统并通过相关输出信号控制该驱动系统，就可使一用于准直方向L与导向光束P的方向对准的系统自动化。
根据该实施例，可使准直方向L与导向光束P的方向对准。但是，在系统自动化中，希望在接近导向光束P的发射方向与准直方向L之间的对准时检测被控制的方向。如果照这样做的话，控制将变得简单，并可加速控制速度。这将在下面通过第七实施例中予以说明。
第七实施例
参阅图26，图中示出了根据本发明的第七实施例构造的一导向光束方向调节装置。与第六实施例一样，由光电二极管阵列23A和23B接收的光的光量作为数据取给中央处理装置(CPU)29A。第一光电二极管排列23A的接收光的光量Sx的数据列移位一通道。那么，得到一在该移位光量Sx的数据列与第二光电二极管阵排列23B的接收光的光量Sy的数据列之间的相关系数r1。如果照这样做的话，就可通过由图26的点线指示的曲线来表示出相对于一在准直方向L与指示器光束K之间的θ角的变化的相关系数r1。其次，第一光电二极管阵列23A的接收光的光量Sx的数据列在一相对方向移位一通道。那么，得到一在该移位光量Sx的数据列与第二光电二极管阵列23B的接收光的光量Sy的数据列之间的相关系数r2。如果照这样做的话，就可通过由图26的断裂线指示的一曲线来表示出相对于一在准直方向L与指示器光束K之间的角度θ的变化的相关系数r2。
如果计算相关系数r1与r2之间的差r1-r2，就可得到由图26的实线所示的一曲线。根据该差r1-r2的符号是正的还是负，就可判断准直方向L与指示器光束K之间的角度θ是正向的还是负向的。以这种方法，就可确定受控制的方向。当差r1-r2是零时，这就意味着指示器光束K与准直方向L对准。因此，当差r1-r2是零时，如果旋转停止，则导向光束P的方向与准直方向L就可对准。
第八实施例
请参阅图27，该图示出了一根据本发明的第八实施例而构造的导向光束方向调节装置。
如同第六实施例，将光电二极管阵列23A和23B的所接收到的光量作为数据输入中央处理装置29A中。
接下来，将所述第一光电二极管23A的接收光量Sx的数据列取为X，并将所述第一光电二极管23B的接收光量SY的数据列取为Y。可以得到一相关系数r0。接下来，将所述第一光电二极管23A的接收光量Sx的数据列X朝着信道数减小的方向移动一个信道。将通过这种移动得到的数据列取为X’。然后，可以得到一在该移动的数据列X’和所述第二光电二极管阵列23B的接收光量Sy的数据列Y之间的相关系数r1。所述相关系数r1与在入射在所述第一光电二极管阵列23A上的指示器光束K已左移所述第一光电二极管23A列的一个节距量的状态时的相关系数相等。
同样，所述第一光电二极管阵列23A的接收光量Sx的数据列X在信道数减小的方向上移动两个信道。将通过这种移动而得到的数据列取为X’。然后，可以得到一在该移动数据列X’和所述第二光电二极管阵列23B的接收光量Sy的数据列Y之间的相关系数r2。所述相关系数r2与在入射在所述第一光电二极管阵列23A上的指示器光束K已左移所述第一光电二极管23A的两个节距量的状态时的相关系数相等。
接下来，进行在相反的方向上移动所述第一光电二极管阵列23A的接收光量Sx的数据列X的过程。也就是说，所述第一光电二极管阵列23A的接收光量Sx的数据列朝着信道数增大的方向移动一个信道。然后，可以得到一在该经移动的光量Sx的数据列和所述第二光电二极管阵列23B的接收光量Sy的数据列之间的相关系数-r1。所述相关系数r1与在入射在所述第一光电二极管阵列23A上的指示器光束K已右移所述第一光电二极管23A的一个节距量的状态时的相关系数相等。
采用相同的方式，将所述第一光电二极管阵列23A的接收光量Sx的数据列朝着信道数增大的方向移动两个信道。然后，可以得到一在该经移动的光量Sx的数据列和所述第二光电二极管阵列23B的接收光量Sy的数据列之间的相关系数-r2。所述相关系数r2与在入射在所述第一光电二极管阵列23A上的指示器光束K已右移所述第一光电二极管23A的两个节距量的状态时的相关系数相等。
采用前述方式，可以得到等效相关系数-r2、-r1、r0、r1和r2，这些相关系数是所述第一光电二极管阵列已经一次移动了一个节距状态时得到的。如果以相关系数-r2，-r1，r0，r1和r2为y轴，以移动节距为x轴作曲线图，可以得到图27中所示的黑点(黑圆)。
为了得到在所述节距内的诸相关系数的最大值的位置，将所得到的五个相关系数插入从而可以得到图27中虚线所示的曲线。通过得到诸相关系数变得最大的位置，可以获得在入射在所述第二光电二极管阵列23B的指示器光束K的位置和入射在所述第一光电二极管阵列23A的指示器光束的位置之间的一个偏移量(d)。
作为一个例子，下文中描述将采用牛顿内插法的形式给出。
如果将所述节距取为x，则所述相关系数-r2的x轴值为-2x。所述相关系数-r的x轴值是-x，所述相关系数r0的x轴值为0，所述相关系数r1的x轴值为x，而所述相关系数r2的x轴值为2x。
为了得到一条满足所述五点的多项式，列出了表1。
表1
-2x  -r2  c0＝(-r1-(-r2))/(-x-(-2x))
-x   -r1  c1＝(r0-(-r1))/(0-(-x0)  d0＝(c1-c0)/(0-(-2x))
0    0    c2＝(r1-r0)/(x-0)        d1＝(c2-c1)/(x-(-x))
          e0＝(d1-d0)/(x-(-2x))
x    r    c3＝(r2-r1)/(2x-x)       d2＝(c3-c2)/(2x-0)
          e1＝(d2-d1)(2x-(-x))     f0＝(e1-e0)/(2x-(-2x))
2x   r2
如果采用c0、d0、e0和f0，将得到下列函数：
y＝(((fo×(d-x)+e0)×(d-0)+d0)×(d-(-x)+c0)×(d-(-2x))+(-2r)
如果通过将一数值代入所述偏移量d可以在x轴上得到和插入一所需的相关系数的话，则将得到如图27中虚线表示的曲线。通过得到相关系数为最大时的所述偏移量d，可以得到在入射在所述第二光电二极管阵列23B上的指示器光束K的位置和入射在所述第一光电二极管阵列23A上的指示器光束K的位置之间的所述偏移量d。
如果将在入射在所述第二光电二极管阵列23B上的指示器光束K的位置和入射在所述第一光电二极管阵列23A上的指示器光束K的位置之间的偏移量取为“d”，并将所述第一和第二光电二极管阵列23A和23B之间的间距取为“a”，则所述准直方向L和所述指示器光束K之间的夹角θ可以通过下列等式(2)得到：
θ＝tan-1(d/a)---(2)
根据在第六至第八实施例中得到的所述指示器光束K和所述准直方向L之间的偏移量就可以使导向光束P和准直方向L自动地对准。
在第六至第八实施例中，是通过使用一束扇形的指示器光束K获得到所述相关系数情况予以说明的。但是，本发明并限于这种情况。
例如，可以通过采用一个具有图28所示形状的圆柱面透镜20来产生多束指示器光束K，并且可以得到在所述第一光电二极管阵列23A的接收光量Sx和所述第二光电二极管阵列23B的接收光量Sy之间的一相关系数r。如果照这种方式做，则可以得到如图29中实线所示的、根据所述准直方向L和所述指示器光束K之间的夹角θ的相关系数。由图29中虚线示出的曲线与使用一束指示器光束K的情况相对应。如果使用多束指示器光束，例如，两束指示器光束，峰部的宽度将变小，因此可以提高精确度。
虽然图28所示的圆柱形面透镜20是凹形的，但是也可以使用图30所示的圆柱形凸透镜。
根据本发明的第六至第八实施例，可以只要通过转动所述导向光束P的发射方向或者所述准直方向L，就可以容易且迅速地使所述导向光束P的发射方向与所述准直方向对准。
此外，由于所述指示器光束K相对于所述准直方向的偏移量可以被准确地检测出来，因此，可以高精度地使所述导向光束P的发射方向与所述准直方向对准。
而且，可以由计算机来判断所述导向光束P的发射方向是否已经和所述准直方向L对准，由此可以显著减少用来确定挖掘方向所需的时间。
最后，可以准确并迅速地确定所述导向光束发生器和所述测量装置11之间的相互位置。

Claims (20)

1.一种导向光束方向调节装置，它包括：
一主体；
一导向光束发生器，它设置在所述主体内并具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统；
一指示器光束发射光学系统，它设置在所述主体内用来发射一束线性指示器光束，当从设有一准直方向装置的该侧面进行观察时，该线性指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸；
一对相对于所述准直方向装置的准直方向设置并且与所述主体隔开的后向反射板，该对后向反射板适于朝着所述指示器光束发射光学系统反射所述线性指示器光束；
检测装置，它设置在所述主体内用来检测藉助所述的一对后向反射板朝指示器光束发射光学系统被发射的线性指示器光束；以及
旋转控制装置，它设置在所述主体内用来旋转和控制所述指示器光束发射光学系统，从而根据检测装置所检测到的输出信号使所述导向光束的发射方向与所述准直方向对准。
2.一种导向光束方向调节装置，它包括：
一主体；
一导向光束发生器，它设置在所述主体内并具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统；
一指示器光束发射光学系统，它设置在所述主体内用来发射一线性指示器光束，当从设有准直方向装置的该侧面进行观察时，该线性指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸；
两对相对于所述准直方向装置设置并且与所述主体隔开的后向反射板，所述后向反射板设置在相对于所述指示器光束发射光学系统的一光轴的对称位置上并适合于朝着所述指示器光束发射光学系统被反射线性指示器光束；
检测装置，它设置在所述主体内用来检测藉所述的两对后向反射板朝指示器光束发射光学系统被反射的线性指示器光束；
以及旋转控制装置，它设置在所述主体内用来旋转和控制所述指示器光束发射光学系统，从而根据检测装置所检测到的输出信号使所述导向光束的发射方向与所述准直方向对准。
3.如权利要求2所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，所述线性指示器光束是圆偏振光；
两对后向反射板之一对设有一四分之一波长的板；
所述检测装置设有一偏振光束分光器，通过具有四分之一波长的板的该对后向反射板反射的线性指示器光束以及通过设有四分之一波长的板的该对后向反射板反射的线性指示器光束被所述偏振光束分光器相互分开；
所述检测装置设有一对光接收件，该对光接收件用来接收一对通过所述偏振光束分光器发射的线性指示器光束和另一对通过所述偏振光分光器发射的线性指示器光束；以及
所述旋转控制装置根据该对光接收件所检测到的输出信号旋转和控制所述指示器光束发射光学系统。
4.一种导向光束方向调节装置，它包括：
一主体；
一导向光束发生器，它设置在所述主体内并具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统；
一指示器光束发射光学系统，它设置在所述主体内用来发射一线性指示器光束，当从设有准直方向装置的该侧面进行观察时，该线性指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸；
与所述主体隔开的诸后向反射板，所述诸后向反射板适合于朝所述指示器光束发射光学系统反射线性指示器光束并在相对于所述准直方向装置的准直方向的一侧上设有四分之一波长的板；
检测装置，它设置在所述主体内，用来检测通过具有四分之一波长的板的诸后向反射板反射的线性指示器光束和通过没有四分之一波长的板的该对后向反射板反射的线性指示器光束；以及
旋转控制装置，它设置在所述主体内用来旋转和控制所述指示器光束发射光学系统，从而根据所述检测装置所检测到的输出信号之间的差异使所述导向光束的发射方向与所述准直方向对准。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，所述旋转控制装置是可被遥控的。
6.一种导向光束方向调节装置，它包括：
一导向光束发生器，它具有一用来发射一导向光束的导向光束发射光学系统和一用来发射一扇形指示光束的指示光束发射光学系统，当从设有准直方向装置的该侧面进行观察时，所述扇形指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸；以及
设置在所述准直方向装置内的检测装置；
其特征在于，所述检测装置具有在一准直方向上隔开的第一和第二光敏传感器，用来接收所述指示器光束，从第一光敏传感器上的指示器光束和第二光敏传感器上的指示器光束之间的位置关系可以得到导向光束和准直方向之间的方向关系。
7.一种导向光束方向调节装置，它包括：
一具有一用来发射一束导向光束的导向光束发射光学系统的导向光束发生器；
具有一用来发射一扇形指示器光束的指示器光束发射光学系统的准直方向调节装置，当从设有所述导向光束发生器的该侧面进行观察时，该扇形指示器光束看上去象是在一准直方向上延伸；以及
设置在所述导向光束发生器内的检测装置；
其特征在于，所述检测装置具有在所述导向光束的发射方向上隔开的第一和第二光敏传感器，用来接收所述指示器光束，从第一光敏传感器上的指示器光束和第二光敏传感器上的指示器光束之间的位置关系可以得到导向光束和准直方向之间的方向关系。
8.如权利要求7所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，来自于所述第一光敏传感器的光接收信号和来自于所述第二光敏传感器的光接收信号在相应的信道之间进行相关处理，并且当一相关状态处于最大时，就可以判断所述导向光束和所述准直方向已经对准。
9.如权利要求7所述的导向光束方向调节装置，它还包括：
用来调制所述指示器光束的装置；
一波检测部分，它用来检测来自于所述第一光敏传感器的经调制的光接收信号和一来自于所述第二光敏传感器的经调制的光接收信号；
一用来将一来自所述波检测部分一个模拟信号输出转换为一数值的A/D转换部分；以及
一用来对来自A/D转换部分数据的输出进行处理的运算处理部分；
其特征在于，来自所述第一光敏传感器的数据和来自所述第二光敏传感器的数据在相应的信道之间进行相关处理，并且当一相关状态处于最大时，就可以判断所述导向光束和所述准直方向已经对准。
10.如权利要求7所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，一来自所述第一光敏传感器的光接收信号和一来自所述第二光敏传感器的光接收信号与诸信道一致地进行相关处理的，从而获得一第一相关状态，并且随后在一预定信道移动时进行相关处理以获得一第二相关状态，而当所述第一和第二相关状态几乎相同时，可以判断所述导向光束和所述准直方向已经对准。
11.如权利要求7所述的导向光束方向调节装置，它还包括：
用来调制所述指示器光束的装置；
一波检测部分，它用来检测一来自于所述第一光敏传感器的经调制的光接收信号和一来自于所述第二光敏传感器的经调制的光接收信号；
一用来将来自所述波检测部分的一个的模拟信号输出转换为一数值的A/D转换部分；以及
一用来对来自A/D转换部分数据的输出进行处理的运算处理部分；
其特征在于，来自于所述第一光敏传感器的数据和来自于所述第二光敏传感器的数据在相应的信道之间进行相关处理，以获得一第一相关状态，并且随后在一预定信道移动时进行相关处理以获得一第二相关状态，而当所述第一和第二相关状态几乎相同时，就可以判断所述导向光束和所述准直方向已经对准。
12.如权利要求7所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，它获得有多个相关状态，在这些相关状态中一来自于所述第一光敏传感器的光接收信号和一来自于所述第二光敏传感器的光接收信号被移动一预定信道数量，并且通过使用在内插所获得的多个相关状态时所得到的一个结果，就可以判断所述导向光束和准直方向已经对准。
13.如权利要求7所述的导向光束方向调节装置，它还包括：
用来调制所述指示器光束的装置；
一波检测部分，它用来检测一来自于所述第一光敏传感器的经调制的光接收信号和一来自于所述第二光敏传感器的经调制的光接收信号；
一用来将来自所述波检测部分的一个模拟信号的输出转换为一数值的A/D转换部分；以及
一用来对来自所述A/D转换部分的数据输出进行处理的运算处理部分；
其特征在于，它获得的多个相关状态，在这些相关状态中来自于所述第一光敏传感器的数据和来自于所述第二光敏传感器的数据被改变预定信道数值，并且通过使用在内插这些所获得的多个相关状态时所得到的一个结果，就可以判断所述导向光束和准直方向已经对准。
14.如权利要求6或7所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，所述扇形指示器光束具有一指示所述光学导向光束发射系统的一光轴的中心的点光束。
15.一种导向光束方向调节装置，它包括：
一具有一导向光束发射光学系统、用来发射一导向光束的导向光束发生器；
一用来发射一束具有平展扩散空间的指示器光束的指示器光束发射光学系统，所述指示器光束发射光学系统具有一半导体激光器，在所述半导体激光器中，其激光束展开角大的一个方向与所述导向光束的发射方向相对应；以及
用来检测所述指示器光束的检测装置；
其特征在于，所述检测装置设置得与准直方向装置的准直方向相对应并与所述指示器光束发射光学系统相隔开，并通过用所述检测装置检测所述指示器光束而使所述导向光束的发射方向与所述准直方向对准；以及
所述指示器光束包括一确定一光轴中心的点光束，并且当从设有所述准直方向装置的该侧面进行观察时，所述指示器光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸，所述光学指示器光束发射系统设有一具有用于衍射所述激光束狭缝的光阑板，所述狭缝沿着所述导向光束的发射方向延伸。
16.一种导向光束方向调节装置，它包括：
一具有一导向光束发射光学系统、用来发射一导向光束的导向光束发生器；
一用来发射一束具有平展扩散空间的指示器光束的指示器光束发射光学系统，所述指示器光束发射光学系统具有一半导体激光器，在所述半导体激光器中，一激光束展开角大的一个方向与所述准直方向相对应；以及
用来检测所述指示器光束的检测装置；
其特征在于，所述检测装置设置得与所述导向光束的一个发射方向相对应并与所述指示器光束发射光学系统相隔开，并通过用所述检测装置检测所述指示器光束而使所述导向光束的发射方向与所述准直方向对准以及
所述指示器光束包括一确定一光轴中心的点光束，并且当从设有所述导向光束发生器的该侧面进行观察时，所述指示器光束看上去象是在所述准直方向上直线地延伸的，所述光学指示器光束发射系统设有一具有用于衍射使所述激光束的狭缝的光阑板，所述狭缝沿着所述准直方向延伸。
17.如权利要求15所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，所述指示器光束发射光学系统包括一用来根据发射自所述半导体激光器的激光束形成一线性激光束的圆柱面透镜，当从设有所述准直方向装置的该侧面进行观察时，所述线性激光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸，所述光阑板设置在所述圆柱面透镜的后方或前方。
18.如权利要求16所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，所述指示器光束发射光学系统包括一用来根据发射自所述半导体激光器的激光束形成一线性激光束的圆柱面透镜，当从设有所述导向光束发生器的该侧面进行观察时，所述线性激光束看上去象是在所述准直方向上直线地延伸，所述光阑板设置在所述圆柱面透镜的后方或前方。
19.如权利要求15所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，所述检测装置设有一使一线性激光束相对于所述准直方向发生空间颠倒的反射系统，当从设有所述准直方向装置的该侧面进行观察时，所述线性激光束看上去象是在所述导向光束的发射方向上直线地延伸。
20.如权利要求16所述的导向光束方向调节装置，其特征在于，所述检测装置设有使一线性激光束相对于所述导向光束的发射方向发生空间颠倒的反射系统，当从设有所述向光束发生器的该侧面进行观察时，所述线性激光束看上去象是在所述准直方向上直线地延伸。
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6556287B1 (en) * 2000-03-07 2003-04-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Subterranean course alignment laser instrument
GB0008400D0 (en) * 2000-04-05 2000-05-24 Seos Displays Ltd Apparatus for converting an optical theodolite into a laser theodolite
JP4397571B2 (ja) 2001-09-25 2010-01-13 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射方法およびレーザ照射装置、並びに半導体装置の作製方法
US7487596B2 (en) * 2004-06-25 2009-02-10 Irwin Industrial Tool Company Laser line projected on an edge of a surface
DE202006005643U1 (de) * 2006-03-31 2006-07-06 Faro Technologies Inc., Lake Mary Vorrichtung zum dreidimensionalen Erfassen eines Raumbereichs
DE102009010465B3 (de) * 2009-02-13 2010-05-27 Faro Technologies, Inc., Lake Mary Laserscanner
DE102009015920B4 (de) 2009-03-25 2014-11-20 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
US9551575B2 (en) 2009-03-25 2017-01-24 Faro Technologies, Inc. Laser scanner having a multi-color light source and real-time color receiver
EP2325601B1 (de) 2009-05-26 2015-09-30 Emschergenossenschaft Messung unterirdischer Bauwerke, insbesondere beim unterirdischen Vortrieb, mit Fröschen
DE102009035337A1 (de) 2009-07-22 2011-01-27 Faro Technologies, Inc., Lake Mary Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen eines Objekts
US9210288B2 (en) 2009-11-20 2015-12-08 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional scanner with dichroic beam splitters to capture a variety of signals
DE102009055989B4 (de) 2009-11-20 2017-02-16 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
DE102009057101A1 (de) 2009-11-20 2011-05-26 Faro Technologies, Inc., Lake Mary Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
US9113023B2 (en) 2009-11-20 2015-08-18 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional scanner with spectroscopic energy detector
US9529083B2 (en) 2009-11-20 2016-12-27 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional scanner with enhanced spectroscopic energy detector
DE102009055988B3 (de) 2009-11-20 2011-03-17 Faro Technologies, Inc., Lake Mary Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
US9628775B2 (en) 2010-01-20 2017-04-18 Faro Technologies, Inc. Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations
US9879976B2 (en) 2010-01-20 2018-01-30 Faro Technologies, Inc. Articulated arm coordinate measurement machine that uses a 2D camera to determine 3D coordinates of smoothly continuous edge features
US9607239B2 (en) 2010-01-20 2017-03-28 Faro Technologies, Inc. Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations
US9163922B2 (en) 2010-01-20 2015-10-20 Faro Technologies, Inc. Coordinate measurement machine with distance meter and camera to determine dimensions within camera images
CN102687433A (zh) 2010-01-20 2012-09-19 法罗技术股份有限公司 便携式关节臂坐标测量机和集成电子数据处理系统
DE102010020925B4 (de) 2010-05-10 2014-02-27 Faro Technologies, Inc. Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
DE202010017291U1 (de) 2010-05-18 2011-11-09 Emschergenossenschaft Vorrichtung zur Messung unterirdischer Bauwerke, insbesondere beim unterirdischen Vortrieb, mit mindestens teilweiser mannloser Steuerung
DE102010032723B3 (de) 2010-07-26 2011-11-24 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
DE102010032725B4 (de) 2010-07-26 2012-04-26 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
DE102010032726B3 (de) 2010-07-26 2011-11-24 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
DE102010033561B3 (de) 2010-07-29 2011-12-15 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
US9168654B2 (en) 2010-11-16 2015-10-27 Faro Technologies, Inc. Coordinate measuring machines with dual layer arm
DE102011085761B4 (de) * 2011-11-04 2016-03-24 Trimble Kaiserslautern Gmbh Lichtstrahl-Aussendevorrichtung für ein Messinstrument und Verfahren zum Ändern der optischen Eigenschaften eines Lichtstrahls
DE102012100609A1 (de) 2012-01-25 2013-07-25 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
US8997362B2 (en) 2012-07-17 2015-04-07 Faro Technologies, Inc. Portable articulated arm coordinate measuring machine with optical communications bus
DE102012107544B3 (de) 2012-08-17 2013-05-23 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
US10067231B2 (en) 2012-10-05 2018-09-04 Faro Technologies, Inc. Registration calculation of three-dimensional scanner data performed between scans based on measurements by two-dimensional scanner
DE102012109481A1 (de) 2012-10-05 2014-04-10 Faro Technologies, Inc. Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung
US9513107B2 (en) 2012-10-05 2016-12-06 Faro Technologies, Inc. Registration calculation between three-dimensional (3D) scans based on two-dimensional (2D) scan data from a 3D scanner
US9041914B2 (en) 2013-03-15 2015-05-26 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
CN103196417B (zh) * 2013-03-18 2015-12-02 中国建筑土木建设有限公司 采用双联系三角形进行竖井定向测量的方法
DE102015122844A1 (de) 2015-12-27 2017-06-29 Faro Technologies, Inc. 3D-Messvorrichtung mit Batteriepack
US11391153B2 (en) * 2017-08-28 2022-07-19 J.H. Fletcher & Co. Autonomous roof bolter and related methods
CN110470282B (zh) * 2019-09-12 2023-06-23 中国水利水电第三工程局有限公司 一种竖井钢管安装对中测量装置及方法
CN112504247A (zh) * 2020-12-09 2021-03-16 中铁三局集团广东建设工程有限公司 一种联系测量投点系统及测量方法
CN114121334A (zh) * 2021-11-16 2022-03-01 湖州霍里思特智能科技有限公司 一种射线准直调整装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2512032A1 (de) * 1975-03-19 1976-09-30 Peter Stuebbe Vorrichtung zum ausrichten eines in einer baugrube aufgestellten laser- leitstrahlgeraetes
DE2607280C3 (de) * 1976-02-23 1978-08-31 Laser-Licht Gmbh, 2000 Hamburg Vorrichtung zum Ausrichten eines Laser-Leitstrahlgerätes zu einem an anderem Ort aufgestellten Richtgerät

Also Published As

Publication number Publication date
EP0797073A2 (en) 1997-09-24
EP0797073A3 (en) 1998-10-28
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CN1164640A (zh) 1997-11-12
DE69734622T2 (de) 2006-07-20
DE69734622D1 (de) 2005-12-22
US5936721A (en) 1999-08-10

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