CN1842691A - 瞄准设备及具有可接触或不接触地测量、工作和/或操作装置的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在一物体上产生从光学角度可觉察得出的目标标志的一瞄准设备。所述设备包含至少一用于提供两束瞄准光线(6、7)的光源。本发明的目的是以这样一种方式来增加目标标志的精度，即两束瞄准光线(6、7)各自射到一光学元件(8、9)上，使两束瞄准光线(6、7)各分裂成一照明平面(10、11)，以便两个照明平面(10、11)以某个角度相交。该交点就形成目标标志。本发明还涉及具有可使用接触或者非接触地测量、工作和操作装置的一设备，并且该设备可以与所有类型的物体或一预定的目标位置互相作用。该目标位置可以利用本发明的瞄准设备予以检测。

Description

瞄准设备及具有可接触或不接触地测量、工作和/或操作装置的设备
发明领域
本发明涉及一瞄准设备，用以在至少一个光源的情况下可产生两束瞄准光线在一物体上生成一从光学角度可以觉察得出的目标标志，此外，本发明涉及一设备，它具有可使用接触或不接触地测量、工作和/或操作装置，其中该设备在可以用瞄准设备所固定或定位的预先确定的目标部位处与任何类型的一物体相互作用。
背景技术
此处所考虑的瞄准设备以及这里涉及的类型的设备为众所周知实际上已经有了很长一段时间并且已经有了广阔的使用范围，尤其是在不接触的温度测量的领域内，用于不接触温度测量的设备一般包括用于检测从被测物体上的受测点辐射出的一检测器以及在该检测器上的将热辐射成象的一光学系统，以及利用可见光识别在被测物体上的受测点的位置的一瞄准设备。除此之外，有多种装置也是已知的，其中除了受测点的位置之外，在一被测物体上的受测点的尺寸大小也可以是使之成为可见的。
实际中，主要是使用激光器的光线，以使一被测物体上的一受测点成为可见的，然而，在这种做法中会产生一系列的问题。例如，假若激光器被配置于辐射探测器的光轴线的侧部并且激光器光线以一小角度耦合于探测器的光轴，那么，激光器的瞄准光线以及探测器的光轴就会形成两束斜直线，这两束斜直线相交于离开该探测器的某一距离处。因此，这种类型的瞄准设备只有被测量物体在离开探测器某一固定的距离处才能提供一无误差的目标标志，而对于所有其它的距离来说，在所生成的目标标志和实际的受测点之间则或多或少地存在大的偏差。
在红外测量装置中，在红外温度计以及红外照相机中使用的光学器件在可见范围内常常是不能穿透的。为了利用激光器瞄准获得一精确的与距离无关的中心显示，必需使用各种结构，这些结构包括：在红外探测器的光轴线上的红外光学器件的中心区域内的反象平面镜或偏转平面镜以及光学窗。所有这些结构通常都是相当精巧的，其中，在这方面例子可参考美国专利US 4,315,150号。
由于红外光学材料需经过特殊加工处理，在透镜中引入的中心孔的代价是比较昂贵的。用于测量中心瞄准的结构件由于其尺寸而降低了红外测量通道的有效孔径，除此之外，由于其自身的辐射。尤其是在装置或物体内的温度发生变化的情况下，有一个难以在该光通道内补偿的干涉变量。此外，在相对于结构的各边沿处发生的衍射现象会引起几何分辩率的降低。
发明内容
本发明的目的是提供一瞄准设备，以及具有可以以接触或不接触地测量、工作和/或操作装置的一设备，在该设备中，一方面，一受测点位置的标志和/或尺寸可以借助于简单的手段以及高精度地完成，另一方面，测量、工作和/或操作装置的轴线上干涉影响可降低至最低程度。
根据本发明，对于用一瞄准设备在一物体上产生一从光学角度可觉察得出的目标标志的的上述目的，借助于权利要求1的特点得以实现。据此，用于在物体上产生一从光学角度可以觉察得出的目标标志的一瞄准设备是以这样一种方式加以配置的，即两束瞄准光线各自射向一光学元件上，利用这一过程，瞄准光线能够分裂在一照明平面内，即两个照明平面以某一角度彼此相交，在那里交点或交叉点形成目标标志。
根据本发明的一种方式，首先应认识到被定位于测量、工作和/或操作装置的轴线上的一瞄准设备的各元件对于测量过程具有一干涉作用并且甚至在一定的条件下使工作过程成为不可能的。此外，根据本发明，还可以认识到，通过利用光学元件将两束瞄准光线的分开成两个相交的照明平面就能够生成以一十字准线的形式出现的一可见的目标标志。按照这种做法，该目标标志与被测物体的距离无关，在该轴线上没有任何干涉分量的情况下，始终准确地被定位于测量或操作装置的轴线上。因此，结果就是可以得到一无视差，与距离无关的瞄准。
具体地说，光源可以是一激光器，这种激光器利用一光线分裂器被分成为两种不能扩展的光线以产生两束瞄准光线。与此同时，该激光器可以有利地作为一电池驱动的具有对于人眼无害的低输出功率的小型激光器这样一种有利的方式加以配置，例如，以一种二级管激光器或者半导体激光器的形式。该激光器的输出功率一般地处于1mW的范围内，由此可确保一受测点的温度不会受到由于瞄准设备所辐射的能量辐射到受测点上的影响。
由此所产生的这两个瞄准设备各自射在一个光学元件上，在那里，两个光学元件中的每一个将两束瞄准光线之一分裂成一个照明平面，也就是说分裂成一束扇形光线，为了避免不必要的损失，即为了生成尽可能明亮可见的十字准线，可利用具有良好的传播性能的材料制成该光学元件，按照一种有利的方式，可以使用诸如玻璃，树脂或耐热玻璃或者透明塑料之类的材料，这类材料另外还有可以极其经济地制造光学元件的优点。
为了在其通过该光学元件过程中分裂瞄准光线，它可以至少包含一个凹的或凸的曲面。就易于处置以及便于调节而论。以圆形的或半圆形的表面较为适宜，其中椭圆形的或者甚至不对称的曲面原则上也是可以考虑。此处唯一重要的是以不同的角度射到该光学元件上的瞄准光线在通过光学元件之后，能实现瞄准光线的分裂。
为了使瞄准光线的分裂发生于一平面中，可以提供一圆柱形结构的光学元件，例如，以一个全柱面的形式。瞄准光线在进入光学元件以及从该光学元件离去时通过曲面，从而产生一个照明平面。然而，按照一个半柱面构成光学元件也是可以的。因此，瞄准光线只射到一个曲面上，取决于半柱面的方位，或者是在进入光学元件或者是在从该光学元件离去时″看到″一个平滑的表面。
为了散开瞄准光线，衍射光学元件，所谓的全息图，和/或(微型)机械扫描器可以与诸如圆柱和棱柱之类的折射偏转元件一起使用。在这样做的时候，为了散开瞄准光线可以通过一起形成一个操作部件的若干个元件。
在一项较佳的研发中，这种研发利用的是一特别简单的运用方法且能够反复地使用，光学元件被配置于一圆柱形壳体的外壁上。与此同时，例如，圆柱形壳体能够用来容纳一光线探测器以及相关的光学成象部件。
采用一圆柱体的光学元件能够以它是正切的这样一种方式安装在壳体的外壁上。在这样做的时候，光学元件的圆柱体轴线能够除此之外被对准，从而正交于该壳体的圆柱体轴线。光学元件在壳体上的这种类型的配置和对准能够在调整时毫不费力地得以实现并且如同在下面将要进一步地详细说明的那样，能够在与瞄准光线的一相应的对准相组合而提供所需要的目标标志。
在一项特佳的研发中，不是经过一光线分裂器被分裂成两束瞄准光线的一个单一激光器，而是提供两个激光器，从而每个光学元件被指配或被赋予其自己的激光器。
该激光器还能够被配置在圆柱形壳体的外壁上并且从离开待研究或待处置的物体的一侧射向该光学元件。按照这种做法，该激光器能够被对准，以使瞄准光线正交于光学元件的圆柱体轴线。按照这种做法，该激光器能够被对准得平行于壳体的轴线，或者，假若这是必需的话，例如，由于结构方面的理由，以对于该壳体轴线的某一角度对准光学元件。按照这种做法，激光器离开壳体轴线的距离原则上能够任意地加以选择。
对于激光器沿着壳体的外圆周表面的精确定位，可以使该激光器的位置与光学元件在壳体的外壁上的接触点一致。假若激光器是除此之外被对准从而平行于壳体的轴线的话。那么可确保由两个照明平面的交点产生的目标标志始终是给中心壳体轴线打上标志，因而实际上与待研究或待处理的物体的距离无关。
按照一种有利的方式，可以使光学元件沿着壳体的外圆周表面彼此产生小于180°的某一角度。假若两个光学元件位于精确地彼此相对的位置，那么，产生的两个照明平面具有相同的有效范围并且一个平面因此不能获得十字准线作为目标标志。实际上，90°范围内的某个角度已被证明是有益的，因为两个照明平面几乎彼此垂直从而清晰地形成可以识别的十字准线作为目标标志。
在物体只有以某个角度才能被瞄准的情况下，在两个光学元件之间的角度可以相应地减少以使照明平面对准地出现在该物体上从而使它们彼此垂直。
在一项特别精巧和高性能的研发中，瞄准设备可以包含总数为四个的激光器以及相应的四束瞄准光线，其中每束瞄准光线如上所述可以分裂成一照明平面，也就是说展开成一扇形光线。在借助于两束以上的扇形光线瞄准时，就可以补偿一照明平面内的光线密度的变化。实际上，用于散开激光器瞄准光线的光学装置通常是按这样一种方式提供的，即所产生的扇形光线的光线密度在一侧上的要高于另一侧上的密度。假若用于散开的装置是彼此成对地相对的，即借助于相对于彼此的180°的是彼此成对地相对的，即彼此相对地成180°的偏置，那么，一个扇形光线的低密度的边沿与另一个较高密度的边沿相叠置，从而形成一均匀的、旋转对称的照明。因此，按这种方式就能够实现受测点内激光器目标标志的尽可能高的一光线密度，从而实现良好的可见度。为了生成由相交于受测点的中心和彼此垂直的两个照明平面组成的十字准线，用于散开四束瞄准光线的光学装置可以在彼此具有一90°的偏移的情况下加以配置。
在一特殊形式的实施例中，如下面进一步要详细地说明的那样，可以特别有利地与非接触的一温度测量装置一起检测测量点的尺寸，分裂成一照明平面的扇形光线的宽度可以具有一横向的边界。例如，利用光线扩展元件的一特殊结构或者利用包括诸屏可以实现这种类型的一宽度边界。
关于一可接触或不接触的测量、工作、和/或操作装置，上述目标可以由具有权利要求24的特点的一装置加以实现。据此，上面说明的该类型的一装置其特征在于根据权利要求1至23之一所述的一瞄准设备。
例如，测量装置可以是用于非接触温度测量的一高温计、一辐射计或者一红外照相机。这种测量装置可以包含一探测器，从物体上的一受测点发出的到该探测器上的电磁辐射可以用成象光学器件加以成象的。例如探测器可以被用于定中心于瞄准设备的圆柱形壳体内。在这种类型的一配置的情况下，利用瞄准设备以十字准线的形式所生成的目标标志始终位于受测点的中心，从而一无视差、与距离无关的瞄准得以实现。
与受测点的中心的精确定位一起，其与距离无关的尺寸显示常常是有意义的。最常见的利用光线的红外温度计采用具有在一有限距离下的一聚焦点的光学器件。在这些装置的情况下，紧接着在该装置前面的受测点直径与透镜的直径相对应。随着离开测量装置的距离的增加，受测点的直径减少并且在聚焦点处为最小。超过该聚焦点的范围则受测点的直径会再一次增加。为了给受测点直径打上标志，以前曾使用在公开的DE 19654276A1中所揭示的斜光线技术，在此技术中，激光光线接近倾斜地穿透此处所讨论的照明平面。然而，这种技术需要用具有相当精巧的构造的一中心光束。
对于这种已知的斜光线技术的一种替换方法，扇形光线的横向边界可采用这样一种方式加以选择的，即该扇形光线的横向边沿可以被使用于受测点直径的目测，具体地说，该横向边界可以被设置得从探测器到达聚焦点看，扇形光线的一边沿以及超过聚焦点的范围，扇形光线的另一边沿给受测点的外圆周表面打上标志。在聚焦点处，扇形光线的宽度接着因此而精确地与受测点的直径相符合。
可以提供一工作或操作装置代替测量装置，例如，这种装置具体说可以是一钻孔机械或者一外科手术仪器。在钻孔机械或者类型装置的情况下，一般说来其中存在钻孔过程必须用若干单个步骤加以实施的问题。首先，在物体上，所需要的目标位置处的一目标标志通常必须用手来产生。接着，在空转状态下，钻头被安装于目标标志上，并且只有在此后才是钻头被驱动从而产生旋转。在使用旋转钻头的时候，经常会发生钻头离开目标标志的滑动，结果，这种滑动因此而具有一种不精确和不清晰的加工。在具有根据本发明的瞄准设备的一钻孔机械的情况下，情况就不同，在钻头实际安装在待加工的物体上之前，该钻头就已经能够被置于旋转状态，因为该目标标志，即钻头在物体上的安装点的预期的点就已经是可见的了。通过可见的目标标志，钻头的一迅速向前的运动即使在旋转的状态下也被简化了。
在非接触温度测量范围内的一项另外的具体的应用是在被测物体与在其光轴上的红外系统之间的实时距离测量。其中采用了一所谓的视频瞄准器，在该视频瞄准器中，其中一激光器在场面或场景中产生一条线，线的位置可以通过视频瞄准设备的照相机的视频象的中心柱的评估加以确定。视频照相机采用脉冲模式从可用象中取消线图象而工作。或者，该直线的位置可以利用对位置敏感的扁平二极管、例如一PSD(对位置敏感的探测器)加以确定。该直线的位置被用于确定在被测物体与红外系统之间的距离。这个距离信息与IR测量系统中的一分辨率设置位置共同提供必须的初步信息，以便自动地和正确地将IR受测点的位置和尺寸混合成视频图象，分辨率设置位置在下面会进一步地加以说明。在该景物的视频图象上，叠置了被显示在一独立的监视器或者测量装置的一屏上的一合成图象。
有种种可能有利地发展及扩大本发明的内容，在这方面请参阅从属权利要求1及24的诸权利要求以及参考结合附图的对较佳实施例的解释。在结合附图对本发明进行解释的同时，有关本发明的内容的进一步发展及扩展也概要地加以解释。在下面的附图中，
附图的简要说明
图1是根据本发明的一设备的第一个实施例的侧视示意图；
图2是根据本发明的一瞄准设备的一实施例的一平面图，该瞄准设备用于在一物体上生成一从光学角度可觉察得出的目标标志；
图3基本上是图1设备的立体图，但其中具有用于将光线散开的其它装置；
图4是图3的立体图，但具有一在有限远距离处成象的成象光学器；
图5是采用一立体图，概略地示出了根据本发明瞄准设备的第二个实施例，其中具有总数为四个的瞄准设备；
图6是一侧视图，其中示意性地示出了用于散开瞄准光线的一光学元件的第一个实施例；
图7是一立体图，示意性地示出了根据本发明具有一总数为四个激光器模件的瞄准设备的一实施例；
图8是一立体图，示出了在根据图7的一装置中的扇形光线的传送；
图9是一侧视图，示意性地示出了具有两个激光器模件的一个实施例。
具体实施方式
图1以侧视图方式示出了根据本发明的设备的第一个实施例，它具有一测量装置，此测量装置可在无接触的情况下使用并且能对在一预定的目标位置处的任何类型的物体相互作用地工作，其中目标定位的位置可以用一瞄准设备加以固定定位。该设备包含一探测器，在此探测器上，可从未示出的物体上的受测点中发出电磁辐射通过一透镜2进行成象。
该瞄准设备包括被配置于探测器1的光轴5的侧部的两个激光器3、4。激光器3、4则产生两束瞄准光线6、7，它们平行于探测器1的光轴5运行并且射到配置于透镜2的外圆周表面上的两个光学元件8、9上。根据图1中的透视图，第一激光器3和关联的光学元件8设置于光轴5的后面，而第二个激光器4和关联的光学元件9则设置于光轴5的下面。相对于光轴5，两个激光器3、4以及相应的两个光学元件8、9处于彼此之间成90°角。
通过后光学元件8，第一激光器3的瞄准光线6被分裂成一以垂直于该象平面定向的照明平面10。相反地，第二激光器4的瞄准光线7则由下光学元件9被分裂成以垂直于照明平面10定向的一照明平面11，也就是说平行于该象平面。总之，由两束瞄准光线6、7的分裂产生两个彼此成正交对准的照明平面9和10，其交点以十字准线的形式标出或标定探测器1的光轴5，而与距探测器的距离无关。
图2是一平面示意图，示出了根据本发明的瞄准设备的一实施例。瞄准设备包括一被配置成与光轴5同轴的壳体12，在该壳体上设有两个未画出的激光器以及两个光学元件8、9。两个光学元件按全圆柱体形式加以形成并处于与壳体12的外壁正切。与此同时，光学元件8、9的圆柱体轴线13被对准成与壳体12的轴线14成正交。两个激光器被对齐成与壳体轴线14平行，使得瞄准光线6、7在光学元件8、9上的入射点15、16落于图2中按一虚线表示的直线上，该直线是由在壳体轴线14上的一点以及光学元件8、9在壳体12的外壁上的接触点形成的。
如图3所示，照明线的宽度可用一专门结构的光线扩展元件加以限制，具体是用包含未画出的各种屏加以限制。在图3的实施例的形式中，探测器1处于透镜2的焦点上，从而引起光学成象于无限远处，即引起受测点与距离无关的恒定尺寸。在那时，各屏以及因而光线边界可加以选择，以便横向地受限制的扇形光线10、11的外部边沿可沿着受测点的外圆周运行，由此可标明与距离无关的受测点的尺寸大小。
图4用透视图示出了一用于具有在有限远距离处成象的成象光学器件2的无接触温度测量的装置，也就是在一有限远距离处有一聚焦点17，实际上这是十分普遍的。当在该装置的正前方的受测点的尺寸相应或相当于透镜的直径时，该受测点的尺寸随着距离的增加而逐渐地变窄。该配置的聚焦点17发生于在受测点直径最小的情况下的最大变窄的位置处。超过聚焦点17的范围，该受测点的直径就再一次增加。图4示出了具有透镜2的探测器1以及受测物体的直径，后者是用受测物体在不同距离处变窄的管状的直径来表示。通过在聚焦点17处将扇形光线10、11限制于受测点的直径，可获得相应于图4的目标十字准线表示法。更确切地说，扇形光线10、11具有一运行通过最小的受测点直径的宽度，该宽度相当于该直径。在聚焦点17之前，扇形光线10、11的一边沿18限定受测点，超过聚焦点17，则其另一边缘19限定受测点。在该聚焦点的区域内有一十字线，其尺寸和位置大致地表示该受测点的直径和中心。
图5通过两个附加的扇形光线的配置表示前述原理的扩展，以便瞄准设备包含总计四个激光器20以及四个用于散开或成扇形状散出的光线的部件21。其中每两个扇形光线配置处于彼此相对地作为一对的状态。这些配置产生扇形光线与在各自对侧上所产生的扇形光线一起完全地重叠于最小受测点区域内。在聚焦点17的后面，该扇形光线的各自外边沿就标示受测点的尺寸。于是，结果形成一配置，在此配置中，由四束光线组成的测量的十字准线的外部边界精确地并且在任何距离下可表示受测点尺寸。在聚焦点17的附近，测量十字准线由处于一彼此成正交关系的两束贯穿的照明光线22、23来表示。
光学部件21的结构是使得沿着一照明射线22、23的光线密度在一侧上的小于在另一侧上的。利用这个办法，在受测点上得到尽可能高的激光目标标志的光线密度，从而获得良好的可见度。目标十字线(交叉)表示法的对称性不足可通过图5的两个激光器照明配置的安排加以补偿，各自偏移180°，因为接着一束扇形光线的较低光线密度的边沿与一束扇形光线的较高光线密度的边沿重叠。在这一方法中，该中心的标志可以采用旋转地对称并且用增加中心区域内的亮度这样的方式来完成。
图6示出了用于散开一激光器瞄准设备的光线的一光学部件21的一具体实施例。在光线入口侧，元件21是以旋转三棱镜的形式构成的，它具有一楔型的圆端。因此，光线以多个不同的角度入射到元件21上，从而导致所示的光线路程。在从元件21上离去时，也就是说，在一转变成从光学角度来看较薄的介质的情况下，被散开的光线到达一平面边界表面，这种情况导致光线开度角的附加的扩大。在光线的离去侧，可以根据特定要求安装一些用于扇形光线的横向边界的屏。
图7是一立体图，示出了具有总数为四束扇形光线的一附加的实施例。相对于图5的实施例的差异在于按激光器模件24形式提供四个激光器。激光器模件24被封装于一圆柱型壳体内，并且与实际的激光器一起具有光学器件，该器件由一激光射线发生器和一被配置于该激光器模件的前面的准直仪透镜(透镜)所组成以散开光线，以便激光光线退出或离开已被散开的壳体。
IR辐射成象于IR探测器1上的IR透镜25是由两个透镜组成的。离开该探测器的透镜是这样保持的，使得它被固定于一窗环26上。窗环26包含总数为四个通道，从而扇形光线能够通过不受阻碍的窗环26。IR透镜25的透镜，尤其是面向探测器1的透镜，可以通过沿着光轴的一定位机构27移动。换句话说，IR透镜25是以可变透镜的形式成象的。
最后，图8示出了窗环26后面的四束扇形光线的空间传播。在图8c)中，表示了其中扇形光线的内部边沿彼此接触，因而形成一闭式的十字线的状况。图8d)示出了聚焦点处的状况，也就是说具有最小直径的情况下最大的变窄的位置处的状况。在到达这一点时，受测点的尺寸受扇形光线的外部边沿的限制。在聚焦点的后面，如在图8e)和f)中所示出的，受测点的直径再一次增加并且受扇形光线的内部边沿的限制。
图9示意地示出了用于具有总数为两个透镜模件28、29的一瞄准设备的非接触温度测量的IR温度计的一实施例。IR辐射的光线的进程是按照一虚线表示的。IR辐射利用IR透镜25聚焦，为简化起见，IR透镜在IR探测器1上按照一单透镜表示。如已经提到的那样。瞄准设备包含两个激光器模件28、29。第一个激光器模件28通过被结合于模件28内的一激光射线发生器产生一扇形光线，其分裂平面与附图的平面相同或相一致并且包括按照一虚线表示的IR温度计的光轴5。第二个激光器模件29借助于相应的激光射线发生器产生一与其垂直的扇形光线，也就是说，垂直于该附图的平面。两束扇形光线在所示的实施例中通过一光线分裂器30加以叠加，其中采用一棱镜原则上也是可以的。
第二个激光器模件29或光线分裂器30按照这样一种方式加以对准，即所产生的扇形光线仅仅在离探测器1的一相当特定的距离处与IR温度计的光轴5相交。换句话说，该瞄准设备在平面内具有一定的视差(判读误差)。此外，受测点的尺寸的表示仅仅在一定距离上是精确的。然而这些不利条件可以通过这样的事实加以补偿，即首先该装置从制造技术的观点来看是极其有利的。其次，用户一友谊支持可提高到这种有效作用，即由于两束扇形光线的直接叠加覆盖了一宽的距离范围，因此全瞄准十字线是可见的。此外，该实施例与图8中所表示的光线路径在细节上有相当大的区别。其中，扇形光线仅仅形成一完全的瞄准十字准线，用于在聚焦点的前面和后面的一相对明显的限定区域。要注意的是，由光线分裂器30或棱镜替代的一实施例，还可以给两个彼此靠近的激光器模件28、29定位并且使第二激光器模件29相对于IR温度计的光轴5轻微地倾斜，使得其扇形光线只在一点上相交于光轴5。
至于根据本发明的内容中的种种有利的开发和扩展，一方面请参阅本说明的主体部分，另一方面则请参阅权利要求书。
最后特别要指出的是，前面任意地选定的实施例只不过是用来说明本发明的内容的，但是本发明的内容并不限于上述实施例。

Claims (34)

1、用于在物体上产生光学上可见目标标志的瞄准设备，至少具有一个光源以提供两束光线，其特征在于，该两瞄准光线(6、7)各自射向一光学元件(8、9)上，借助该光学元件，两瞄准光线(6、7)各分裂成一照明平面(10、11)，使得两个照明平面(10、11)以一角度相交，在那里交叉点则形成目标标志。
2、根据权利要求1所述的瞄准设备，其特征在于，所述光源是激光器(3、4)。
3、根据权利要求1或2所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)是由诸如玻璃、树脂玻璃或者透明塑料之类的透明材料制成的。
4、根据权利要求1至3之一所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)是用曲面、最好是以圆形或椭圆形表面产生偏移的元件。
5、根据权利要求4所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)配置成为一圆柱体、最好是一全圆柱体。
6、根据权利要求4所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)配置成为一半圆柱体。
7、根据权利要求1或2所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)是一衍射光学元件。
8、根据权利要求1或2所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)是一电光元件或一(微型)机械扫描器。
9、根据权利要求1至8之一所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)作为操作部件使用的。
10、根据权利要求1至9之一所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)安置在一圆柱形壳体(12)的外壁上。
11、根据权利要求10所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)位于一圆柱形壳体(12)的外壁上，从而与外壳成正切。
12、根据权利要求10或11所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)的圆柱体轴线(13)对准成与壳体(12)的圆柱体轴线(14)正交。
13、根据权利要求1至12之一所述的瞄准设备，其特征在于，每个光学元件(8、9)被对准其自己的激光器(3、4)。
14、根据权利要求10至13之一所述的瞄准设备，其特征在于，所述圆柱形壳体(12)的外壁上的激光器(3、4)安置在光学元件(8、9)的一侧，尤其是离开物体的那一侧。
15、根据权利要求2至14之一所述的瞄准设备，其特征在于，所述激光器(3、4)对准成与光学元件(8、9)的圆柱体轴线(13)正交。
16、根据权利要求10至15之一所述的瞄准设备，其特征在于，所述激光器(3、4)对准成与壳体(12)的轴线(14)平行。
17、根据权利要求10至16之一所述的瞄准设备，其特征在于，在所述光学元件(8、9)上的光线(6、7)的入射的点(15、16)落在一直线上，该直线是由壳体(12)的中心轴线(14)上的一点以及壳体(12)的外壁上的光学元件(8、9)的接触点所形成的。
18、根据权利要求1至17所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)彼此成小于180°的角度。
19、根据权利要求1至18之一所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)彼此成90°的范围内的角度。
20、根据权利要求1至19之一所述的瞄准设备，其特征在于，所述光学元件(8、9)总数为四个。
21、根据权利要求20所述的瞄准设备，其特征在于，每两个光学元件(21)彼此相对地成对设置。
22、根据权利要求20或21所述的瞄准设备，其特征在于，邻接的光学元件(21)彼此成90°的角度。
23、根据权利要求1至22之一所述的瞄准设备，其特征在于，由所述光学元件(8、9、21)所产生的扇形光线(10、11)具有一横向边界。
24、具有可以接触和不接触使用的测量、工作和/或操作装置的设备，其中该设备与在一预定的目标位置上任何类型的物体互相作用，目标位置可以利用瞄准设备来设定，其特征在于，该瞄准设备是根据权利要求1至23或31至34之一所述的瞄准设备。
25、根据权利要求24所述的设备，其特征在于，所述测量装置是用于非接触式温度测量的高温计、辐射计或红外照相机。
26、根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述高温计、辐射计或红外照相机包含一探测器(1)，在其上，从物体上的受测点发射的电磁辐射依靠成象光学器件成象。
27、根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述探测器(1)是以瞄准设备的圆柱形壳体(12)为中心的。
28、根据权利要求24至27之一所述的设备，其特征在于，所述扇形光线(10、11)的横向边界是这样选择的，使得扇形光线(10、11)的横向边沿(18、19)可用于受测点直径的目视观察。
29、根据权利要求26至28之一所述的设备，成象光学器件在一有限远距离处具有一聚焦点(17)，其特征在于，从所述探测器(1)直至聚焦点(17)可看到，扇形光线(10、11)的一边沿(18)以及在聚焦点(17)的后面，扇形光线(10、11)的另一边沿(19)标志受测点的外部圆周表面。
30、根据权利要求24所述的设备，其特征在于，操作装置是一钻孔机械，一外科器械或诸如此类。
31、根据权利要求1至23所述的瞄准设备，其特征在于，所述光源是以一激光器模件(24)提供的，该模件包含激光器和连接于激光器模件前面的光学器件，最好密闭于一圆柱形壳体内。
32、根据权利要求31所述的瞄准设备，其特征在于，连接于激光器模件前面的光学器件包含一激光射线发生器以及一准直仪透镜。
33、根据权利要求32所述的瞄准设备，其特征在于，提供彼此靠近安置的两个激光器模件(28、29)，其中激光器模件(28、29)的激光射线发生器产生至少彼此正交的扇形光线。
34、根据权利要求33所述的瞄准设备，其特征在于，两束扇形光线之一是这样对准的，使得它和光轴(5)相交，而另一扇形光线是这样对准的，使得它在某一定的点上和光轴(5)相交。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102012192A (zh) * 2010-09-15 2011-04-13 北京理工大学 一种确定激光驾束制导信息场初始定焦参数的方法
CN102645311A (zh) * 2011-12-12 2012-08-22 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种柱撞试验对中的方法
CN104182758A (zh) * 2014-07-11 2014-12-03 北京航天发射技术研究所 用于火箭风摆测量的图像识别方法
CN109583251A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 讯宝科技有限责任公司 具有瞄准器系统的成像设备
CN110017825A (zh) * 2019-04-03 2019-07-16 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 一种双面觇牌

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7511805B2 (en) * 2005-11-28 2009-03-31 Leica Geosystems Ag Holographic test plate for positioning and aligning pipes
JP5341490B2 (ja) * 2008-11-27 2013-11-13 本田技研工業株式会社 座標位置検出装置及び座標位置検出方法
JP5507904B2 (ja) * 2009-06-26 2014-05-28 システム計測株式会社 変位測定装置
JP5090483B2 (ja) * 2010-02-18 2012-12-05 粟井 志壽子 温度測定用鏡及び鏡構造
US9441967B2 (en) 2013-05-31 2016-09-13 Stanley Black & Decker Inc. Laser level system
DE102015111379A1 (de) * 2015-07-14 2017-01-19 Sick Ag Optoelektronischer Sensor

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1548536C1 (de) * 1965-07-22 2000-05-11 Thomson Trt Defense Guyancourt Anordnung zur Ortung der Lage eines beweglichen Körpers
FR1466437A (fr) * 1965-12-06 1967-01-20 Csf Système optique de guidage d'un projectile
US4186899A (en) * 1977-12-12 1980-02-05 Ford Motor Company Controlled beam projector
SE418909B (sv) * 1978-03-02 1981-06-29 Saab Scania Ab Sett och anleggning for att medelst modulerad optisk stralning overfora information till foremal
SE425819B (sv) * 1978-03-02 1982-11-08 Saab Scania Ab Forfaringssett och anordning for ovningsskjutning
SE412959B (sv) * 1978-03-02 1980-03-24 Saab Scania Ab Sett att bestemma leget for ett antal foremal samt system for utforande av settet
US4318591A (en) * 1980-06-10 1982-03-09 Ford Aerospace & Communications Corp. Polarization switched image rotator
US4315150A (en) * 1980-07-24 1982-02-09 Telatemp Corporation Targeted infrared thermometer
JPH081460Y2 (ja) * 1990-05-23 1996-01-17 株式会社堀場製作所 放射温度計
JPH0486518A (ja) * 1990-07-30 1992-03-19 Hazama Gumi Ltd レーザー照準器
DE9307359U1 (zh) * 1993-05-14 1993-07-22 Lap Gmbh Laser Applikationen, 2120 Lueneburg, De
US5823679A (en) * 1993-09-17 1998-10-20 Omega Engineering, Inc. Method and apparatus for measuring temperature including aiming light
US6290389B2 (en) * 1995-08-03 2001-09-18 Raytek Gmbh Device for temperature measurement
JP3277776B2 (ja) * 1995-11-20 2002-04-22 ミノルタ株式会社 放射温度計の照準装置
JPH09257583A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Kawasaki Steel Corp 光検出器の視野チェック装置
DE19654276A1 (de) * 1996-12-24 1998-06-25 Raytek Gmbh Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung
JP2002139597A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Ｘ線照射装置の照準装置付き絞り装置
JP4712212B2 (ja) * 2001-03-28 2011-06-29 株式会社トプコン レーザ照準装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102012192A (zh) * 2010-09-15 2011-04-13 北京理工大学 一种确定激光驾束制导信息场初始定焦参数的方法
CN102012192B (zh) * 2010-09-15 2013-09-25 北京理工大学 一种确定激光驾束制导信息场初始定焦参数的方法
CN102645311A (zh) * 2011-12-12 2012-08-22 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种柱撞试验对中的方法
CN102645311B (zh) * 2011-12-12 2014-12-10 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种柱撞试验对中的方法
CN104182758A (zh) * 2014-07-11 2014-12-03 北京航天发射技术研究所 用于火箭风摆测量的图像识别方法
CN104182758B (zh) * 2014-07-11 2018-11-30 北京航天发射技术研究所 用于火箭风摆测量的图像识别方法
CN109583251A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 讯宝科技有限责任公司 具有瞄准器系统的成像设备
CN109583251B (zh) * 2017-09-28 2022-07-22 讯宝科技有限责任公司 具有瞄准器系统的成像设备
CN110017825A (zh) * 2019-04-03 2019-07-16 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 一种双面觇牌
CN110017825B (zh) * 2019-04-03 2023-11-24 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 一种双面觇牌

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