CN1721817A - 倾斜传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种倾斜传感器，其包括用于光辐射的光源(2)、具有用于使得由光源(2)产生的光辐射通过的光学有效图案的图案载体、沿着辐射传播方向设在该图案载体下游的倾斜敏感单元(1)、以及用于由光源(2)产生的辐射入射且穿过所述图案载体和倾斜敏感单元(1)的透射区域(8)，其中，所述光源(2)为图案载体的形式。本发明的一个优点在于与现有倾斜计相比至少减少了一个组成元件，这使得可以减少制造成本并允许缩短设计。另一个优点是在光束撞击图案之前省略了光束的校准。

Description

倾斜传感器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的倾斜传感器。
背景技术
这样的倾斜传感器且可选地为角度传感器例如用于在测量中校准大地测量仪器。EP 0 507 102 B1公开了一种倾斜计，其中光源和图案载体(pattern support)作为两个分开的元件提供并设置成间隔开一距离。该倾斜敏感单元被视为液体棱镜，该液体棱镜根据光束在液面上入射的角度，以本身已知的方式导致光束偏转。该图案具有人字形式并包括V形角，这些V形角彼此平行设置且可以任选地为相同或不同的线宽。该结构的缺点是分开提供光源和图案载体，这需要更多的材料、更复杂的构造且需要更多的空间。
发明内容
因此，本发明的目的是消除现有技术的缺陷并提供一种设计紧凑的倾斜及角度传感器，其中光源设有图案并因此同时用作图案载体。该目的是通过具有权利要求1的特征部分特征的装置来实现的。具体地，发光二极管或其它众多的光发生器适于作为光源，这些光发生器从电流产生电磁辐射且不是根据半导体原理而工作，例如白炽灯、荧光灯等。本发明的一个优点在于与现有倾斜计相比至少减少了一个组成元件，这使得可以减少制造成本并允许缩短设计。另一个优点是在光束撞击图案之前省略了光束的校准，在现有倾斜计的情况下通常需要这种校准。
附图说明
下面将参考附图仅以示例的方式更详细地介绍本发明的实施例。
图1示意地显示了由在传输光中的液体棱镜组成的测量装置；
图2示意地显示了在LED表面上的图案的一个示例；
图3示意地显示了在LED表面上的图案的第二个示例；以及
图4示意地显示了包括液体棱镜的测量装置和在水平液面处的全反射。
具体实施方式
在图1和图4中对于倾斜传感器仅以示例方式显示了本发明，但正如对于本领域技术人员显而易见的那样也以适当的方式涉及角度传感器。图1显示了用于倾斜计的结构，该结构包括作为光辐射源2的发光二极管(LED)，其表面设有图案。由LED产生的光在撞击线性阵列8之前穿过该图案和液体棱镜1，在线性阵列8处形成图案的图像。传统的液体棱镜1首先包括容纳液体6的容器7，该液体6优选是硅油。所述光线通过使光束平行化的上部透镜4而进入到容器7的内部、横过液体6并通过封闭容器7的透明端板11再次射出。之后，光束8通过下部透镜5聚焦并撞击线性阵列8，该线性阵列8与透镜5相隔对应于焦距的距离。
倾斜的显示利用了折射现象，根据该折射现象，光束相对于线性阵列8的偏移以及图案相对于线性阵列8而发生的移位取决于光束和入射平面(即，液平面9)相互构成的角度。
图2显示了施加到发光二极管(LED)表面上的图案，该图案包括不同线宽的V形角13，这些V形角互相平行且间隔开一距离从而形成人字结构12。
图3显示了由LED上的直线14形成的图案的另一个示例。该图案包括在中心设置的一组四条线14，它们设置为相互平行并间隔开一距离，且在它们的每一侧都侧面设有(flanked)一对平行线14。侧面设置的成对的线朝向彼此延伸，这导致所述图案沿该方向呈锥形的外轮廓。
图4显示了包括组合的玻璃液体棱镜1的实施例。由于全反射，光束10在液平面9处发生偏转，该偏转取决于光束10和液平面9相互构成的角度。由于以下原因导致反射放大，即，在全反射时入射角的变化(如在液平面9相对于光束发生倾斜的情况下)产生了两倍于入射角大小的偏转角。
示于图2和图3中的图案完全是示例，并且图案结构可以具有任何希望的设计且可以以各种方式施加在光源的表面上，例如印刷、蚀刻、汽相淀积等。

Claims (6)

1、一种倾斜传感器，其包括用于光辐射的光源(2)、具有用于使得由光源(2)产生的光辐射通过的光学有效图案的图案载体、沿着辐射传播方向设在该图案载体下游的倾斜敏感单元(1)、以及用于由光源(2)产生的辐射入射且穿过所述图案载体和倾斜敏感单元(1)的透射区域(8)，其特征在于，所述光源(2)为图案载体的形式。
2、如权利要求1所述的倾斜传感器，其特征在于，所述图案直接设在光源(2)上。
3、如权利要求1或2所述的倾斜传感器，其特征在于，所述光源(2)是发光二极管，即LED。
4、如前述任一项权利要求所述的倾斜传感器，其特征在于，所述图案以这样的方式形成，从而可以进行二维倾斜测量。
5、如前述任一项权利要求所述的倾斜传感器，其特征在于，所述图案以下面其中一种方式施加到光源(2)上：
-印刷，
-蚀刻，
-汽相淀积，
-刻划。
6、如前述任一项权利要求所述的倾斜传感器，其特征在于，所述图案形成为可发生透射或可发生衍射。
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