CN110050172A - 用于制造激光找平装置的激光模块的方法以及激光找平装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于激光找平装置（10）的激光模块（32、32a、32c、32d）的制造方法，其中所述激光模块（32、32a、32c、32d）被设置用于产生能投射的激光线、特别是能在360°的角度范围内投射的激光线并且具有至少一个用于沿着发射方向发射激光（20）的激光二极管（18）。根据本发明，所述方法具有方法步骤（116），在该方法步骤中所述激光模块（32、32a、32c、32d）的分束器（38、38a、38c、38d）借助于塑料‑注塑技术以被设置用于进行全反射的倒锥体（40、40a、40c、40d）的形式与所述激光二极管（18）一体地、特别是形状配合地、传力配合地和/或材料配合地来制造。

Description

用于制造激光找平装置的激光模块的方法以及激光找平装置

技术领域

本发明涉及一种用于借助于塑料-注塑技术来制造激光找平装置的激光模块的方法。此外，本发明涉及一种这样的激光找平装置。

背景技术

从EP 2411762 A1中已知一种用于产生光学的找平信号的激光找平装置，该激光找平装置具有能够以能摆动的方式布置在壳体中的激光模块，该激光模块用于产生找平信号。对于这样的激光找平装置来说，通过照亮锥形的反射器（比如反射锥）以用于将由激光二极管产生的激光分叉成360°激光平面这样的方式来产生找平信号。由于激光模块的能摆动的悬架，能够就这样实现水平的或垂直的在360°的角度范围内发射的找平信号。

发明内容

为了使由激光二极管发射的激光和锥形反射器的锥轴线彼此同轴地对准，必须麻烦地对从现有技术中已知的激光找平装置进行调准，使得激光二极管的光束和锥形反射器彼此精确地同轴对准。为此目的，锥形反射器典型地借助于透明的间隔垫片被固定在激光二极管的上面并且进行对准、特别是聚焦。在进行对准、特别是聚焦之后，将锥形反射器与间隔垫片粘合起来并且就这样长期稳定地加以固定。由于胶粘剂的硬化和由此可能相关的收缩（皱缩）而可能出现彼此对准的组件的散焦。

所提出的用于激光找平装置的激光模块的制造方法基于如下激光模块，该激光模块被设置用于产生能投射的激光线、特别是能够在360°的角度范围内投射的激光线并且具有至少一个用于沿着发射方向发射激光束的激光二极管。

“激光找平装置”用于在如尤其在手工制造的领域内、比如在建筑物的内部装修中、在建造作业中、在将标记安置在墙壁上或者类似时候出现的一样的找平任务、对准任务、测量任务和/或标记任务的范围内产生光学标记、特别是激光标记。原则上，激光找平装置允许产生激光标记、特别是将激光标记投射到物体上，所述物体代表着不取决于地板、天花板、墙壁或其它物体、例如柜子的垂直壁体的对准、但是尤其也不取决于所述激光找平装置的壳体的对准的参照物。原则上，激光找平装置允许在至少一种运行状态下产生借助于重力场、即借助于重力的方向对准的或者参考铅垂线来对准的激光标记来作为参照物。特别地，所产生的激光标记能够关于所述激光找平装置比如水平地和/或垂直地和/或相对于铅垂线以其它所定义的角度来对准。为此，激光找平装置典型地具有壳体，该壳体则具有至少一个开口、尤其是窗口，其中在所述壳体中布置了至少一个摆动组件。所述摆动组件、特别是所述摆动组件的所包括的摆被设置用于保持至少一个激光模块并且使其对准，其中所述激光模块构造为能够借助于所述摆动组件的摆基本上在不取决于壳体的对准的情况下根据铅垂线来自由地自动对准、尤其是能全面地摆动或者振荡的结构。所述激光模块在其运行时用于在物体上产生至少一个激光标记。

“设置”尤其应该被理解为专门地进行“编程”、“设计”和/或“配备”。“将一个物体“设置”用于特定的功能”尤其应该被理解为：该物体在至少一个使用状态和/或运行状态中履行和/或实施此特定的功能或者被设计用于履行所述功能。

激光模块具有至少一个用于在物体上产生激光标记的光源、尤其是激光器、半导体激光器、通常为激光二极管。同样地，激光模块具有至少一个分束器，其被设置用于从由激光二极管发射的激光产生能投射的激光线、特别是能够在360°的角度范围内投射的激光线。此外，激光模块能够具有另外的形成射束的和/或使射束转向的和/或影响激光的特性的光学元件、特别是例如透镜、滤光器、衍射元件、反射镜、反射器、光学上透明的盘片等。尤其能够利用反射锥，以用于在技术上容易地实现使由光源发射的激光扇状散开成激光平面，从而在将该激光平面投射到物体上时产生一条线、特别是标记线、优选是能够在360°的角度范围内投射的激光线。

借助于激光找平装置、特别是借助于激光模块产生的激光标记的精确的对准、特别是形状和颜色尤其按使用领域和任务而能够不同。因此，所述角度范围-以所述角度范围以激光平面的形式（“激光扇”）发射激光-也能够偏离360°并且例如仅仅覆盖270°或180°的角度范围。此外，激光平面也能够在所述角度范围内被中断、例如由于阴影等而中断，所述阴影特别是源自激光找平装置的壳体的部件。

此外，所述激光找平装置也能够具有多个、尤其是两个或者三个激光模块，所述激光模块相应地被容纳在摆上，从而在摆以铅垂线对准时能够同时使多个激光模块并且由此也使其所产生的激光平面关于所述铅垂线来对准并且能够用作参照物。在一种实施方式中，所述激光找平装置能够具有两个或者三个激光模块，所述激光模块发射出彼此正交的激光平面，所述激光平面到物体上的投影相应地产生彼此正交的标记线。在此，垂直地对准的激光平面能够具有沿着通过所述铅垂线来预先给定的方向，也就是说所述垂直地对准的激光平面与对重力进行描绘的矢量共线。

此外，激光找平装置具有下述装置，该装置被设置用于为激光找平装置提供启动和运行期间的电能、例如不取决于电力网的蓄能器、例如电池或蓄电池。一种特别是布置在壳体上的开关或一种履行该功能的替代性的元件用于接通并且切断激光找平装置。此外，能够设置另外的对本领域的技术人员来说显得有意义的实施方案、比如另一个开关，所述另一个开关尤其为了运送目的或者为了在所述摆停止摆动（auspendeln）之后使所述激光找平装置倾斜以用于将所述摆锁止在所述壳体中。

用于激光找平装置的激光模块的根据本发明的制造方法具有至少一个方法步骤，在所述方法步骤中激光模块的分束器借助于塑料-注塑技术以被设置用于进行全反射的倒锥体的形式与激光二极管一体地、尤其是形状配合地、传力配合地和/或材料配合地来制造。为此，首先将激光二极管放入并且定位在注塑模具、特别是注塑模壳中。随后，在闭合注塑模具之后在注塑工艺中，通过塑料材料的喷入和随后的硬化作为所产生的倒锥体使分束器直接连接到激光二极管上。优选地，所喷入的塑料材料在注塑模具中围绕着激光二极管或至少绕流激光二极管的各部分并且引起连接到其上面的结果。因此，倒锥体与激光二极管或者至少与激光二极管的各部分一体地、特别是形状配合地、传力配合地和/或材料配合地制成。此外，由于注塑模具的模制（Abformen），流入的塑料构成所述倒锥体。在制造方法的一种实施方式中，分束器通过对于正锥体的挤压包封以倒锥体的形式来制成。

用塑料来挤压包封或者绕流激光二极管不一定意味着用塑料完全包裹激光二极管，而是更确切地说通过塑料的挤压包封、喷射或喷入以及随后的、优选配合精确的硬化来将流入的塑料连接到激光二极管的至少一个组件上，其中激光二极管的功能保持不受限制。优选地，所述注塑模具被设置、尤其被成形，以用于确保用根据本发明的制造方法来制造所述激光模块。

随后在硬化之后将在根据本发明的方法步骤中制造的激光模块从注塑模具中取出。

“被设置用于进行全反射的倒锥体”应被理解为一种分束器，对于该分束器来说与现有技术的系统相比分束不是通过在反射的面上的反射而进行，而是通过对于被耦入到透明的塑料中的激光的全反射的效应的利用来产生。

因此，激光模块代表着由至少激光二极管和分束器组成的一体的构件。在这种情况下，在这上下文中，“一体的”意味着，激光二极管和分束器虽然不一定由一个唯一的且统一的部件和/或材料制成，但是在注塑工艺中以固定不变的且紧密的、特别是形状配合地、传力配合地和/或材料配合地彼此连接的形式来制造，使得它们优选没有作为多个彼此接合的构件而显现并且无论如何都不能在此在不被破坏的情况下彼此分离。

通过将分束器和激光二极管集成在一个集成的构件中这种方式，其中该集成的构件借助于塑料-注塑技术以被设置用于进行全反射的倒锥体的形式来构成，能够给出一种经济上特别有利的、用于制造特别坚固的激光模块的方法，其中所述激光模块被设置用于产生能投射的激光线、尤其是能够在360°的角度范围内投射的激光线。特别地，如此实现的激光模块特别是长时间稳定、稳定地防止机械的影响并且稳定地防止热波动。

通过在激光模块的构件中进行的有针对性的功能集成，即通过激光二极管产生的激光并且通过呈倒锥体的形式的分束器进行的激光分叉并且通过功能适当的材料使用，可以有利地将制造方法简化到尽可能少的方法步骤和特别少的单个组件。尤其通过这种方式，可以用所述制造方法的仅仅一个方法步骤来制造激光模块，对于所述激光模块来说所使用的构件或者组件的数目被降低到最低限度。因此，不需要执行单个组件的麻烦的制造以及单个组件的装配，因而所述制造方法有利地得到加速并且变得经济。此外，激光模块能够制造得特别小并且因此节省位置空间。此外，也能够有利地降低劳动力和设备成本以及用于激光模块的制造和物流的时间耗费。

此外，通过根据本发明的制造方法来制造激光模块的方式能够特别有利地放弃麻烦的加工步骤和/或调准步骤，对于所述麻烦的加工步骤和/或调准步骤来说在所述激光找平装置的制造方法中省去十分耗时地并且成本很高地尽可能精确地使单个组件定位并且在其相对于彼此的布置中麻烦地对其进行调整。因为在根据本发明的制造方法中借助于塑料-注塑技术在彼此上面构建并且使彼此相匹配的情况下不仅制造所述激光二极管而且制造所述分束器，所以不必在典型地麻烦的调准过程中执行对于两个分开的组件的位置的调整并且不必执行对于其对准的调整。特别有利地通过这种方式直接在制造过程中执行组件的功能集成，其结果是：将误差、尤其是制造公差降低到最低限度并且在制造公差的校正和/或补偿方面简化并且加速所述激光找平装置的制造。特别地，制造公差在根据本发明的制造方法中低于1mm、优选低于1/10mm、特别优选低于1/100mm。根据本发明的制造方法因此允许特别经济地并且快速地、但是同时也特别确定地、精确地并且能够再现地制造激光模块。

在制造方法的一种实施方式中，正锥体基本上、优选完全地构造为直的、特别是旋转对称的圆锥。在制造方法的一种实施方式中，正锥体基本上、优选完全地构造为直的、特别是旋转对称的圆锥，该圆锥的锥体打开角度为90°。

在制造方法的一种替代性的实施方式中，正锥体构造为特别是旋转对称的锥体，该锥体具有至少部分地凹入-弯曲地构造的母线。在制造方法的一种实施方式中，正锥体构造为特别是旋转对称的锥体，该锥体具有凹入-抛物线形地构造的母线。

在制造方法的一种替代性的实施方式中，正锥体在其形状方面由至少一个特别是旋转对称的圆截锥（Kreiskegelstumpf）构成，在其窄端面上连接着特别是旋转对称的圆锥。特别地，所述两个锥体区段-截锥和连接在其上的锥体-能够构造为直的、特别是旋转对称的圆锥。特别地，锥体尖端在此能够具有小于90°的锥体打开角度，而截锥则具有大于90°的锥体打开角度。特别地，锥体尖端也能够具有90°的锥体打开角度，而截锥则具有大于90°的锥体打开角度。

作为替代方案，两个锥体区段-截锥和连接在其上的锥体-能够设有至少部分地凹入-弯曲地构造的母线、特别是凹入-抛物线形地构造的母线。在这种情况下，锥体尖端能够具有小于90°的锥体打开角度，而截锥则具有大于90°的锥体打开角度。特别地，锥体尖端也能够具有90°的锥体打开角度，而截锥则具有大于90°的锥体打开角度。

在一种示范性的实施方式中，截锥具有145°的锥体打开角度，而锥体尖端则具有70°的锥体打开角度。

此外，本领域的技术人员可以获得所述技术理论的其它的实施方式，比如由两个截锥和一个锥体尖端组成的三件式的正锥体的构造，其中锥体打开角度朝锥体尖端的方向减小。

在制造方法的一种实施方式中，激光二极管和有待挤压包封的正锥体在另外的方法步骤、特别是在注塑的方法步骤之前的方法步骤中借助于调准装置如此彼此对准，使得正锥体的锥轴线和激光二极管的发射方向共线。尤其在这另外的方法步骤中，激光二极管相对于有待挤压包封的正锥体如此对准，使得正锥体的锥轴线和激光二极管的发射方向共线。调准装置能够移动并且能够特别是通过机械的或电动的驱动装置来非常精确地调节。通过这种方式，在制造方法期间已经能够确保激光二极管和有待形成的分束器尽可能精确地定位并且在它们的布置中彼此协调。因此，能够提供一种激光模块，它发射出激光平面（“激光扇”）、特别是在360°的角度范围内发射出激光平面，其中所述激光平面代表着几何上特别精确的平面。因此，也能够产生借助于激光装置能投射的激光线、特别是能够在360°的角度范围内投射的激光线，所述激光线在几何上被视为特别线性的线-即没有波动性（Welligkeit）。

“共线”特别也是指“同轴”。

在制造方法的一种实施方式中，在对准的方法步骤期间运行激光二极管。为此目的，激光二极管尤其进行电接触。特别为此而规定，电线伸入到注塑模具中或者激光二极管的电触头从注塑模具中伸出来。因此，尤其能够实现这一点，即：借助于实际发射的激光而不仅仅借助于激光二极管的壳体来调准激光二极管。应当指出，激光二极管发射激光的方向原则上可以与由于激光二极管的壳体形状而预期的方向略有不同。因此，根据本发明，通过使正锥体的锥轴线与激光二极管的实际的发射方向彼此共线地对准这种方式能够更精确地调准激光二极管。此外，因此也能够产生借助于激光装置能投射的激光线、特别是能够在360°的角度范围的投射的激光线，所述激光线在几何上被视为特别线性的、即没有波动性。

在制造方法的一种实施方式中，由处于注塑模具中的激光二极管在其运行期间所发射的激光束在正锥体处被分叉并且被朝不同的方向反射，其中所反射的激光的位置借助于至少两个、优选三个光敏传感器来探测。在一种实施方式中，至少两个、优选三个光敏传感器能够被设置在模具的喷嘴侧上。光敏传感器用于探测入射到传感器上的被反射的激光。在此，“光敏传感器”应该是指至少一个在激光的波长范围内敏感的探测器元件、像比如光电二极管、PIN-二极管、Avalanche Photo Diode（雪崩光电二极管）（APD）、Single-Photon-Avalanche-Diode（SPAD）（单光子雪崩二极管）、（经过调制的）CCD芯片和CMOS像素，所述探测器元件根据入射的光强度来提供探测信号。在一种实施方式中，光敏传感器也能够相应地作为探测器元件的位置分辨的阵列、例如以CMOS芯片或CCD芯片的形式来实现。尤其可以在使用至少两个、优选三个光敏传感器的情况下探测被反射的激光的、朝相应的传感器的方向的位置。在一种实施方式中，至少两个、优选三个光敏传感器作为位置分辨的传感器来实现。特别地，两个、优选三个传感器相应地处于激光平面中-也就是说与正锥体的锥轴线成直角-并且相对于彼此以一定的角度围绕着正锥体的锥轴线旋转对称地布置，其中传感器相应地朝正锥体对准。传感器相对于彼此以下述角度旋转对称地围绕正锥体的锥轴线来布置，所述角度例如对于两个传感器来说比如能够是90°并且对于三个传感器来说能够相应地是120°。能够设想相对于彼此的其他角度位置。在激光二极管相对于正锥体理想地、也就是共线地对准时，三个位置分辨的传感器各自在预定的位置处、例如在传感器中心处被所反射的激光射中。

在制造方法的一种实施方式中，在使用自动化的调准装置的情况下进行对准，其中在使用与传感器相耦合的调节回路或控制回路的情况下运行所述调准装置。通过这种方式，借助于激光二极管产生的激光能够在正锥体上被反射并且因此被分叉，其中它朝至少两个光敏传感器的方向偏转。在此借助于所述至少两个传感器来探测激光。

在所述方法的一种实施方式中如此长时间地移动调准装置，直到正锥体的锥轴线和激光二极管的发射方向彼此共线地定位或对准（“被动对准”）。在该方法的一种替代性的实施方式中，借助于控制算法、例如在使用图像处理算法的情况下确定关于所反射的激光与额定位置或目标位置的偏差的信息。特别地，比如能够获取被投射到位置分辨的传感器上的激光距相应传感器的中心的侧向间距。随后在使用该信息的情况下能够对调准装置进行操控。传感器的读取、关于偏差的信息的确定和对于调准装置的操控在此尤其能够在调节回路中实现。调节回路用于逐渐地减小被投射到相应的传感器表面上的激光距相应传感器的中心的间距。通过这种间距的减小，同时使正锥体的锥轴线和激光二极管的发射方向彼此共线地定位或者对准（“主动对准”）。

在制造方法的一种实施方式中，在被反射的激光的位置占据预定的位置时结束激光二极管和有待挤压包封的正锥体的对准。特别地，如此限定被反射的激光的预定的位置，从而在正锥体的锥轴线和激光二极管的发射方向彼此共线地定位或者对准时刚好占据所述预定的位置。通过这种方式，能够确保在结束进一步的方法步骤之后使激光二极管和锥轴线如此相对于彼此对准，使得它们共线。

在结束所述进一步的方法步骤之后，借助于塑料-注塑技术来制造激光模块的分束器。

在制造方法的一种实施方式中，正锥体的表面粗糙度小于10nm、优选小于5nm并且特别优选小于1nm。通过这种方式实现这一点，即：以根据本发明的制造方法制造的倒锥体同样具有特别低的表面粗糙度。倒锥体的这种表面粗糙度尤其同样小于10nm、优选小于5nm并且特别优选小于1nm。通过这种方式，能够实现一种激光模块，该激光模块特别是在360°的角度范围内产生特别鲜丽的、明亮的和精确的激光平面。

在制造方法的一种实施方式中，分束器借助于塑料-注塑技术由透明的塑料、特别是由热塑性塑料或者由交联的塑料制成。透明的热塑性塑料在此代表着由机械可变形性、热稳定性和机械稳定性以及透明度构成的折衷方案，这有利于实现并且遵守构件的非常窄的公差要求。热塑性塑料的透明度至少部分地是必要的，以用于使借助于热塑性塑料来成形的倒锥体适于内部的全反射。除此以外，热塑性塑料的突出之处在于用于吸收机械的影响、尤其是比如冲击和振动或者类似现象的能力。此外，热塑性塑料也在提高的温度的影响下硬化。在一种实施方式中，透明的热塑性塑料比如能够作为丙烯酸玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）、聚碳酸酯（PC）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚苯醚（PPO）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚甲基戊烯（PMP）、聚砜（PSU）、聚乙烯（PE）或环烯烃聚合物（COP）来选择。作为替代方案，能够使用透明的交联塑料、像比如流体硅橡胶（LSR），聚氨酯或环氧树脂（EP）。其他透明塑料能够考虑用于根据本发明的制造方法。

在执行注塑方法以及冷却和/或硬化时间之后，打开注塑模具并且取出具有集成的光学元件的激光二极管。

此外，提出一种用于激光找平装置的根据本发明的激光模块，其根据前述制造方法来制造。

此外，提出一种根据本发明的激光找平装置，其具有至少一个壳体、在所述壳体中尤其借助于摆悬架以能摆动的方式布置的摆以及至少一个布置在所述摆上的激光模块。在此，所述激光模块被设置用于产生能投射的激光线、特别是能够在360°的角度范围内投射的激光线并且根据前述制造方法来制造。

通过这种方式，能够说明一种能够在经济上特别合算地制造的激光找平装置，因为能够省去在使用大量单个步骤和/或大量单个构件和工具的情况下进行的昂贵的安装。同样，已经在先前的方法步骤中执行了所发射的激光平面的精确的对准，从而避免了在将激光二极管安装在激光找平装置的摆上之后的费时的平衡（Austarieren）和调准。因此，所述激光找平装置的安装过程特别确定、精确并且能够再现，也就是说因而也特别简单并且在经济上有利。

要指出，根据本发明的激光找平装置不应该被理解为局限于一个激光模块的使用。更确切地说，也能够给出一种激光找平装置，该激光找平装置包含两个或三个或甚至更多个激光模块，从而能够借助于该激光找平装置来产生两个或三个或者也能投射的激光线、特别是激光平面，所述激光平面分别比如覆盖360°的角度范围。

附图说明

借助于在附图中示出的实施例在下面的说明中对本发明进行详细解释。附图、说明书和实施例中在组合中包含了大量的特征。本领域的专业人员也会适宜地单个地考虑这些特征并且将其概括成有意义的另外的组合。图中相同的附图标记表示相同的元件。附图中示出：

图1示出了根据本发明的激光找平装置的一种设计方案的透视图；

图2示出了根据图1的根据本发明的激光找平装置的设计方案的侧视图，该激光找平装置具有部分打开的壳体；

图3示出了根据本发明的激光模块的示意性的剖视图，所述激光模块具有不同地成形的分束器（a，c，d）并且具有所绘入的光路（b）；

图4示出了根据本发明的制造方法的一种设计方案的方法图表；

图5示出了注塑模具的一种设计方案的示意性的剖视图，激光二极管处于所述注塑模具中。

具体实施方式

图1的图示以透视的侧视图示出了根据本发明的激光找平装置10的一种实施方式。激光找平装置10具有棱边长度在4到15cm范围内的壳体12。壳体12主要由聚合材料构成或者由例如纤维增强的复合材料（例如纤维增强的热固性塑料或热塑性塑料）构成。所述壳体12包围着所述激光找平装置10的机械的组件以及光学的或者电子的组成部分（尤其试参照图2）并且保护其以防止机械的损坏并且降低污染的危险。为了降低冲击对所述激光找平装置10的有害的影响并且为了通过使用者进行舒适的操纵，所述壳体12部分地被软手柄组件所占据。在激光找平装置10的顶面上设置有出口，该出口以从壳体12中伸出来的、具有透明的窗口16的圆顶14的形式来实现。通过所述出口18、尤其是所述窗口16，光学信号、尤其是由布置在所述壳体12中的发光二极管18（尤其试参照图2）发出的、用于在物体上产生至少一个激光标记的激光20能够从所述壳体12中射出。在此，光学信号在发出基本上覆盖360°的角度范围的激光平面22的情况下离开壳体12。在所示出的实施方式中，激光平面22仅仅被四个小阴影（未详细示出）中断，所述阴影源自圆顶14的支架。

窗口16用对所述光学信号的光谱来说透明的、但是至少半透明的材料来制成，从而有利地保护激光找平装置10的内部以免受损坏和环境影响、例如免受湿气和灰尘的侵入。

在所述激光找平装置10的壳体12的背面上有操作元件、尤其是开关24，对于该开关的操纵将布置在所述壳体12中的电子器件、特别是所述激光二极管18的能量供给机构激活/去除激活。

此外，激光找平装置10的壳体12具有电池盒。电池盒盖26将电池盒与壳体12的表面齐平地封闭。电池盒用于容纳电池（这里未进一步示出）或容纳用于为激光找平装置10供能的蓄电池。

图2以侧视图示出了图1的激光找平装置10的相同的实施方式，其中壳体12的一部分在敞开的状态下示出。除了图1中所示出的特征之外，还示出了激光找平装置10的中心的并且在功能上重要的摆28。摆28在所示实施方式中由基体（所谓的镜组支架）和万向悬架（kardanische Aufhängung）30构成，借助于所述万向悬架典型地在使用滚动轴承的情况下将所述摆28固定在壳体12的上面/里面或者固定在与激光找平装置10的壳体12固定地连接的组成部分的上面/里面。摆28在所示出的实施方式中由纤维增强的热固性塑料借助于塑料-注塑技术来制成。摆28用于容纳激光找平装置10的主要的光学元件、这里是单件式激光模块32、32a、32c、32d（由激光二极管18和分束器38组成，参见图3）。

只要摆28未借助于锁止装置（这里未详细示出）被锁止在所占据的位置中，那么摆28就在使用万向悬架30的情况下自动找平地围绕着两根轴线全面地自由地在地球的重力场中对准。在壳体12的对准的下述角度范围内摆28的自动找平的特性、特别是其在铅垂线上的精确的对准得到了保证，所述角度范围尤其包括相对于垂直线的5度至15度、典型地5度或8度。只要接通激光找平装置10，激光二极管18就发出激光20，所述激光借助于被设置用于进行全反射的倒锥体40、40a、40c、40d偏转到激光平面22中（尤其参见图3b）。所发射的激光20通过激光平面22中的窗口16离开壳体12，以用于在物体上产生光学标记、特别是至少一条能够在360°的角度范围内投射的激光线。激光二极管18通过细线缆34与未详细示出的电子器件相连接。

摆28的容纳部36用于容纳激光模块32、32a、32c、32d并且使其相对于摆28精确地对准并且-由于摆28根据重力场自由地对准-而相对于铅垂线精确地对准。在所示出的实施例中，激光模块32、32a、32c、32d被插入到被轴向地引入到摆28中的容纳部36（埋头孔、Versenkung）中并且通过未详细示出的固定器件与容纳部36稳定地连接、特别是粘接。

应尤其说明，摆28也能够具有多个用于产生多个激光平面的激光模块。在激光找平装置10的一种替代性的实施方式中，能够如此将多个在使用相同的根据本发明的制造方法的情况下所制造的激光模块32、32a、32c、32d布置在摆28上并且使其对准。

图3a至3d以示意性的侧视图分别示出了根据本发明的激光模块32、32a、32c、32d，它们分别用附图标记32a、32c、32d来表示。相应的激光模块32、32a、32c、32d被设置用于产生能投射的激光线、特别是能在360°的角度范围内投射的激光线并且具有至少一个用于沿着发射方向发射激光20的激光二极管18。能投射的激光线、特别是能在360°的角度范围内投射的激光线，通过发出激光平面22这种方式来实现，尤其参见图3b（和图1）。为了从由激光二极管18所发射的激光20中产生激光平面22，相应的激光模块32、32a、32c、32d此外具有分束器38、38a、38c和38d。激光模块32a、32c、32d的相应的分束器38、38a、38c和38d借助于塑料-注塑技术以被设置用于进行全反射的倒锥体40、40a、40c和40d的形式与激光二极管18一体地、特别是形状配合地、传力配合地和/或材料配合地按照根据本发明的制造方法来制造（参见图4和5）。倒锥体40、40a、40c、40d在此被设置用于，从由激光二极管18发射的激光20中通过能发射的激光平面22的成形来产生能投射的激光线、特别是能在360°的角度范围内投射的激光线。在激光模块32、32a、32c、32d的一种实施方式中，所述激光模块能够具有另外的形成射束的和/或使射束转向的和/或影响激光20的特性的光学元件、例如透镜、滤光器、衍射元件、反射镜、反射器、光学上透明的盘片等等。为了与激光二极管18进行电接触，其具有两个电触头42。被设置用于进行全反射的倒锥体40、40a、40c、40d、优选分束器38、38a、38c、38d、特别优选整个激光模块32、32a、32c、32d关于锥轴线44旋转对称地来实现（参见图3a、3c、3d）。

分束器38a、38c和38d各自具有倒锥体40a、40c、40d的不同的几何结构（形状）。图3a中的倒锥体40a具有旋转对称的圆截锥，在该圆截锥的窄端面上连接着旋转对称的圆锥。在这种情况下，两个锥体区段-截锥和连接在其上的锥体-分别构造为直的并且围绕锥轴线44旋转对称的圆锥。

图3c中的倒锥体40c具有三件式的形状并且基于第一旋转对称的圆截锥，在该圆截锥的窄端面上连接着另一个旋转对称的圆截锥，其中又在该圆截锥的窄端面上连接着旋转对称的圆锥。在这种情况下，相应的锥体区段-第一截锥、另一个截锥和与其相连接的锥体-分别构造为直的并且围绕锥轴线44旋转对称的圆锥。

图3d中的倒锥体40d具有旋转对称的锥体，该锥体至少部分地具有凹入-弯曲地构造的母线。特别地，倒锥体40d构造为特别是围绕锥轴线44旋转对称的锥体，该锥体具有凹入-抛物线形地构造的母线。

图4在示意性的方法图表中示出了根据本发明的制造方法的主要的方法步骤。接下来的解释同样涉及图5中的注塑模具的一种设计方案的示意性的剖视图。在第一方法步骤100中，首先将激光二极管18放入到尤其两半式的注塑模具46中并且使其粗略地对准，所述注塑模具由上半模46a和下半模46b组成（参见图5）。在这种情况下，将激光二极管18如此放置在调准装置48上，使得激光二极管18的电触头42从注塑模具46中自由地伸出来（参见图5）。然后在方法步骤102中将注塑模具46闭合。闭合的注塑模具46从此以后形成至少一个穴腔56，所述穴腔用于在注塑工艺中喷射塑料。

随后，在方法步骤104中与激光二极管18进行电接触，使得它发射激光20，激光20入射到注塑模具46中成型的正锥体50上（参见图5）。在这种情况下，激光20通过在正锥体50处的反射而被划分或被分叉并且偏转到激光平面22（关于正锥体50的进一步的细节，参见关于图5的描述）。激光二极管18的运行用于在随后的对准/调整的方法步骤中使激光二极管18有利地并且顺利地对准（方法步骤106）。

随后，在方法步骤106中，借助于调准装置48使激光二极管18相对于正锥体50对准，直到正锥体50的锥轴线44和激光二极管18的发射方向共线（关于调准装置48的进一步的细节，参见关于图5的描述）。通过三个被集成在注塑模具46中的光敏的位置分辨的传感器52来检查激光二极管18相对于正锥体50的共线的对准（关于传感器52的细节，参见关于图5的描述）。这三个传感器52分别处于激光平面22-也就是与锥轴线44成直角（参见图5）-并且相对于彼此分别以120°的角度围绕着锥轴线44旋转对称地布置，其中传感器52相应地对准正锥体50。对于激光二极管18的相对于正锥体50的理想的对准而言，三个位置分辨的传感器52各自在预定的位置上、比如在传感器中心处被所反射的激光20击中。由传感器52提供的测量信号在子步骤108中被转发给调准装置48的控制装置（这里未详细示出）。借助于控制算法、例如在使用图像处理算法的情况下，在子步骤110中获取关于所反射的激光20与额定位置或目标位置（在这里是传感器中心）的偏差的信息。随后在使用这种信息的情况下，在子步骤112中对自动化的、设有马达的调准装置48进行操控。在子步骤108中读出传感器的读数，在子步骤110中确定关于偏差的信息并且在子步骤112中操控调准装置，这一切在重复的调节回路中如图4中箭头114所示来实现。调节回路114用于逐渐地减小被投射到相应的传感器52上的激光22距额定位置或目标位置（在此是传感器中心）的间距。通过这种间距的减小，同时使正锥体50的锥轴线44和激光二极管18的发射方向彼此共线地定位或者对准（“主动对准”）。当被反射的激光20的位置占据传感器52上的预定的位置时，调节回路114终止。在此如此限定了所述预定的位置，从而在正锥体50的锥轴线44和激光二极管18的发射方向彼此共线地定位或者对准时精确地占据所述预定的位置。

随后在使用喷嘴54的情况下，在方法步骤116中将透明的热塑性塑料、比如有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）或者聚碳酸酯（PC）喷射到注塑模具46的穴腔56中，其中所述塑料以填塞空间的方式填满所述穴腔56的可供使用的空间。在这种情况下，正锥体50和激光二极管18至少部分地被挤压包封并且引起对于正锥体50的和激光二极管18的所暴露的组件或区域的良好润湿。用塑料挤压包封或者绕流激光二极管18这一点尤其不一定意味着用塑料完全包封激光二极管18，而是更确切地说通过塑料的挤压包封、喷射或者喷入以及随后的优选的匹配精确的硬化来使流入的塑料结合到激光二极管18的至少一个组件上，其中激光二极管18的功能保持不受限制。相反，对于正锥体50的挤压包封或绕流则用于圆锥形状的模制，从而在挤压包封的塑料中形成倒锥体40、40a、40c、40d。通过这种方式，激光模块32、32a、32c、32d的分束器38、38a、38c、38d借助于塑料-注塑技术以被设置用于进行全反射的倒锥体40、40a、40c、40d的形式与激光二极管18一体地、尤其形状配合地、传力配合地和/或材料配合地来制成。

在结束喷射过程之后，所喷入的塑料在温度影响、特别是升高的温度之下硬化（步骤118）。最后，在注塑模具46冷却之后，在方法步骤120中再次打开注塑模具46并且从注塑模具46取出已制成的、由具有所集成的光学分束器38的激光二极管18所组成的激光模块32。

在此要特别参考图5，其以示意性的剖视图示出了注塑模具46，在该注塑模具中有激光二极管18。此外，在图5中可以看出所述注塑模具46的分型面58，该分型面在方法步骤120中用于打开所述注塑模具46并且由此用于取出所制成的激光模块32、32a、32c、32d。图5示出了在根据本发明的制造方法中所述注塑模具46在方法步骤104中与激光二极管18进行电接触之前的时刻的状态。

激光二极管18处于注塑模具46的调准装置48上。调准装置48能移动并且能够通过电动的（机动化的）驱动装置来非常精确地调节。在调准装置48的所示实施方式中，该调准装置以至少两个能旋转到彼此当中的穴腔的形式作为起双重作用的偏心轮来实现，其中能旋转的穴腔能够通过电动或压电驱动装置来移动。在起双重作用的偏心轮中容纳并且保持着激光二极管18，其中同样能够在方法步骤104中与激光二极管18进行电接触。

注塑模具46的穴腔56具有正锥体50的形状，该正锥体的表面拥有<10nm的表面粗糙度。以金刚石切削方法来至少制造所述正锥体，以用于实现高的表面质量。在图5所示出的实施方式中，正锥体50由至少一个旋转对称的圆截锥构成，在该圆截锥的窄端面上连接有旋转对称的圆锥。在此，两个锥体区段-截锥和连接在其上的锥体-分别构造为直的并且旋转对称的圆锥。锥体尖端具有大约70°的锥体打开角度，而所述截锥则具有大约145°的锥体打开角度。

要指出，也能够选择正锥体50的其它设计方案，所述设计方案然后引起所模制的分束器38、38a、38c、38d的相应改动的倒锥体40、40a、40c、40d。在图3c和3d中示出了这样的、在使用正锥体50的替代性的形状的情况下所制成的分束器38c、38d。由于正锥体50用于模制倒锥体40、40a、40c、40d，所以能够直接从图3a、3c和3d获知其他形状的正锥体50（参见那里的解释）：实现了图3a的倒锥体40a的模制的正锥体50具有旋转对称的圆截锥，在该圆截锥的窄端面上连接着旋转对称的圆锥。在此，两个锥体区段-截锥和连接在其上的锥体-分别构造为直的并且旋转对称的圆锥。

实现了图3c的倒锥体40c的模制的、替代性的正锥体50具有三件式的形状并且基于第一旋转对称的圆截锥，在该圆截锥的窄端面上连接着另一个旋转对称的圆截锥，其中又在该圆截锥的窄端面上连接着一个旋转对称的圆锥。在这种情况下，相应的锥体区段-第一截锥、另一个截锥和连接在其上的锥体-分别构造为直的并且旋转对称的圆锥。

另一个替代性的正锥体50实现了图3d的倒锥体40d的模制，所述正锥体50具有旋转对称的锥体，该锥体至少部分地具有凹入-弯曲地构造的母线。特别地，正锥体50能够构造为特别是旋转对称的锥体，该锥体具有凹入-抛物线形地构造的母线。

此外，注塑模具46具有三个光敏的位置分辨的传感器52，所述传感器被设置用于探测入射的激光。在这种实施例中，传感器52示范性地作为位置分辨的CCD芯片（数字相机）来实现。所述三个传感器相应地处于激光平面22中-也就是与锥轴线44成直角-并且相对彼此分别以120°的角度围绕着锥轴线44旋转对称地布置，其中所述传感器52分别对准正锥体50。

Claims (14)

1.用于激光找平装置（10）的激光模块（32、32a、32c、32d）的制造方法，其中所述激光模块（32、32a、32c、32d）被设置用于产生能投射的激光线、特别是能够在360°的角度范围内投射的激光线并且具有至少一个用于沿着发射方向发射激光（20）的激光二极管（18），其特征在于至少一个方法步骤（116），在所述方法步骤中所述激光模块（32、32a、32c、32d）的分束器（38、38a、38c、38d）借助于塑料-注塑技术以被设置用于进行全反射的倒锥体（40、40a、40c、40d）的形式与所述激光二极管（18）一体地、特别是形状配合地、传力配合地和/或材料配合地来制造。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述分束器（38、38a、38c、38d）以倒锥体（40、40a、40c、40d）的形式通过对于正锥体（50）的挤压包封来制成。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述正锥体构造为直的、特别是旋转对称的圆锥，该圆锥的锥体打开角度为90°。

4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述正锥体（50）构造为特别是旋转对称的锥体，该锥体具有至少部分地凹入-弯曲地构造的母线。

5.根据权利要求2或权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述正锥体（50）构造为特别是旋转对称的锥体，该锥体具有凹入-抛物线形地构造的母线。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的制造方法，其特征在于，在另一方法步骤（106）中借助于调准装置（48）使所述激光二极管（18）和有待挤压包封的正锥体（50）如此相对于彼此对准、特别是使所述激光二极管（18）相对于有待挤压包封的正锥体（50）如此对准，使得所述正锥体（50）的锥轴线（44）和所述激光二极管（18）的发射方向共线。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，在所述对准的方法步骤（106）期间运行所述激光二极管（18）。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，由所述激光二极管（18）在运行期间所发射的激光束（20）在所述正锥体（50）上被分叉并且被朝不同的方向反射，其中所反射的激光（20）的位置借助于至少两个、优选三个光敏传感器（52）来探测。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，在所反射的激光（20）的位置占据预定的位置时结束所述对准。

10.根据权利要求8-9所述的制造方法，其特征在于，在使用自动化的调准装置（48）的情况下进行所述对准，其中在使用与所述传感器（52）相耦合的调节回路的情况下运行所述调准装置（48）。

11.根据权利要求2-10中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述正锥体（50）的表面粗糙度小于10nm、优选小于5nm并且特别优选小于1nm。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述分束器（38、38a、38c、38d）借助于塑料-注塑技术由透明塑料制成、特别是由热塑性塑料或者由交联塑料来制成。

13.激光找平装置（10）的激光模块（32、32a、32c、32d），其根据权利要求1-12中的至少一项所述的方法来制成。

14.激光找平装置（10），其具有至少一个壳体（12）、以能摆动的方式布置在所述壳体（12）中的摆（28）以及至少一个布置在所述摆（28）上的激光模块（32、32a、32c、32d），所述激光模块用于产生能投射的激光线、特别是能够在360°的角度范围内投射的激光线并且所述激光模块根据权利要求1-13中的至少一项所述的方法来制造，其特征在于，所述激光模块（32、32a、32c、32d）的分束器（38、38a、38c、38d）借助于塑料-注塑技术以被设置用于进行全反射的倒锥体（40、40a、40c、40d）的形式与所述激光二极管（18）一体地、特别是形状配合地、传力配合地和/或材料配合地来实现。