DE10231552A1

DE10231552A1 - Laservisiervorrichtung

Info

Publication number: DE10231552A1
Application number: DE10231552A
Authority: DE
Inventors: Fumio Ohtomo; Jun-Ichi Kodaira
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: US20030009891A1; JP2003028641A; JP4870283B2; DE10231552B4

Abstract

Laservisiervorrichtung mit einem Lichtsenderhalter, mit einem an dem Lichtsenderhalter drehbar montierten Rotiervorrichtungshalter, mit einer an dem Lichtsenderhalter montierten Laserlichtquelle zum Aussenden eines Laserstrahls auf einer optischen Achse des ausgesendeten Lichts entlang eines Rotationszentrums des Rotiervorrichtungshalters und mit einer an dem Rotiervorrichtungshalter montierten, den optischen Weg ablenkenden Komponente zum Ablenken des von der Laserlichtquelle projizierten Laserstrahls in eine zu der optischen Achse des ausgesendeten Lichts senkrechte Richtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laservisiervorrichtung und im Speziellen eine vereinfachte Ausführung einer eine Stablinse verwendende Laservisiervorrichtung zum Projizieren eines Laserstrahls in einer fächerartigen Form.
Eine Laservisiervorrichtung wird verwendet, um bei größeren Arbeiten bei Bauausführungen oder Tiefbauten eine Referenzebene zu bilden. Als eine vereinfachte Ausführung einer Laservisiervorrichtung ist eine Laservisiervorrichtung bekannt, die eine Stablinse verwendet. Diese vereinfachte Ausführung einer Laservisiervorrichtung hat eine einfache Wirkungsweise und ist für geringe Kosten erhältlich.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und die Fig. 7 erfolgt nachfolgend eine Beschreibung einer konventionellen Ausführung einer Laservisiervorrichtung.
Eine Basiseinheit 2 ist an einer Nivellierbasis 1 montiert und ein Rahmen 4 ist über Lager 3 drehbar an der Basiseinheit 2 montiert.
Die Nivellierbasis 1 umfasst eine Basisaufnahme 5 und drei Nivellierschrauben 6. Durch Drehen der Nivellierschrauben 6 auf entsprechende Positionen ist es möglich eine horizontale Positionierung der Basiseinheit 2 durchzuführen.
In dem Rahmen 4 ist eine laserstrahlprojizierende Einheit 7 vorgesehen. Die laserstrahlprojizierende Einheit 7 umfasst eine optische Achse 8 des projizierten Lichts, die in einer Richtung senkrecht zu einer Rotationsachse des Rahmens 4 verläuft, und sie umfasst eine Lichtquelle 9, wie zum Beispiel einen Diodenlaser, zum Aussenden 1, eines Laserstrahls 13 entlang der optischen Achse 8 des projizierten Lichts, eine Kollimatorlinse 11, um den von der Lichtquelle 9 ausgesendeten Laserstrahl 13 in einen parallelen Strahl umzuwandeln, und eine Stablinse 12, die eine optische Achse senkrecht zu einer optischen Achse der Kollimatorlinse 11 und auch senkrecht zu der Rotationsachse des Rahmens 4 aufweist.
Der von der aussendenden Lichtquelle 9 ausgesendete Laserstrahl 13 wird durch die Kollimatorlinse 11 in einen parallelen Strahl umgewandelt und der Strahl wird in einer horizontalen Richtung durch die Stablinse 12 ausgebreitet und wird dann durch ein Projektionsfenster 14 des Rahmens 4 projiziert. Um die Erklärung zu vereinfachen, ist in Fig. 6 der Laserstrahl 13 in vertikaler Richtung ausbreitend gezeigt.
Der Laserstrahl 13 wird in einer horizontalen Richtung ausgebreitet und als fächerförmiger Laserstrahl projiziert und bildet eine horizontale Referenzebene. Ein Ausbreitungswinkel des Laserstrahls 13 beträgt ungefähr 100°. Wenn eine Arbeitsposition von der horizontalen Referenzebene abweicht, wird der Rahmen 4 entsprechend mit der Hand gedreht. Die horizontale Referenzebene kann nämlich durch Drehen des Rahmens 4 über den gesamten Umfang erreicht werden.
Die Genauigkeit, die für die horizontale Referenzebene erforderlich ist, ist ungefähr ein Winkelfehler von 10 Sekunden.
Bei der konventionellen Ausführung der Laservisiervorrichtung wie sie oben beschrieben wurde ist der Rahmen 4 an der Basiseinheit 2 über die Lager 3 montiert. Die Lager 3 selbst haben aufgrund der Drehfunktion Spiel. Aus diesem Grund wird die Rotationsachse oftmals verstellt, wenn der Rahmen 4 gedreht wird. Das bedeutet, dass ein Oszillieren des Rahmens 4 auftritt. Als ein Ergebnis wird die horizontale Referenzebene, die von dem vom Rahmen 4 wegprojizierten Laserstrahls gebildet wird, ebenfalls verstellt. Das führt zu dem Problem, dass es schwierig ist, die horizontale Referenzebene mit der erforderlichen Genauigkeit zu erhalten.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Laservisiervorrichtung vorzuschlagen, die eine Referenzebene durch Projizieren eines Laserstrahls von einer rotierenden Mechanik bildet, bei der es jederzeit möglich ist, eine horizontale Referenzebene durch den projizierten Laserstrahl zu bilden, auch wenn ein Fehler in der rotierenden Mechanik vorliegt.
Um das obengenannte Ziel zu erreichen, umfasst die Laservisiervorrichtung entsprechend der Erfindung einen Lichtsenderhalter, einen Rotiervorrichtungshalter, der drehbar an dem Lichtsenderhalter montiert ist, eine an dem Lichtsenderhalter montierte Laserlichtquelle zum Aussenden eines Laserstrahls auf einer optischen Achse des ausgesendeten Lichts entlang eines Rotationszentrums des Rotiervorrichtungshalters und eine den optischen Weg ablenkende, an dem Rotiervorrichtungshalter montierte Komponente zum Ablenken des von der Laserlichtquelle projizierten Laserstrahls in eine zu der optischen Achse des ausgesendeten Lichts senkrechten Richtung.
Die Erfindung schlägt auch die Laservisiervorrichtung wie oben beschrieben vor, wobei der Lichtsenderhalter eine Stablinse in dem Rotationszentrum des Rotiervorrichtungshalters umfasst und wobei der von der den optischen Weg ablenkenden Komponente abgelenkte Laserstrahl in eine Richtung senkrecht zu der Mittellinie der Stablinse eintritt.
Weiterhin schlägt die Erfindung die Laservisiervorrichtung wie oben beschrieben vor, wobei die den optischen Weg ablenkende Komponente den Laserstrahl in eine senkrechte Richtung ablenkt nachdem der Laserstrahl die Stablinse parallel zu der Mittellinde durchquert hat.
Die Erfindung schlägt auch die Laservisiervorrichtung wie oben beschrieben vor, wobei die den optischen Weg ablenkende Komponente den von der Laserlichtquelle kommenden Laserstrahl in eine senkrechte Richtung ablenkt und dann den Laserstrahl in Richtung der Stablinse ausrichtet.
Weiterhin schlägt die Erfindung die Laservisiervorrichtung wie oben beschrieben vor, wobei die den optischen Weg ablenkende Komponente ein Eck-Prisma und ein Pentagon-Prisma umfasst.
Die Erfindung schlägt auch die Laservisiervorrichtung wie oben beschrieben vor, wobei die den optischen Weg ablenkende Komponente ein rhombisches Prisma und ein Pentagon-Prisma umfasst.
Weiterhin schlägt die Erfindung die Laservisiervorrichtung wie oben beschrieben vor, wobei ferner eine Nivelliereinheit vorgesehen ist und wobei der Lichtsenderhalter in einer zu einer horizontalen Ebene, die durch die Nivelliereinheit nivelliert ist, senkrechten Richtung angeordnet ist.
Die Erfindung schlägt auch die Laservisiervorrichtung wie oben beschrieben vor, wobei ferner eine Nivelliereinheit vorgesehen ist, und wobei der Lichtsenderhalter parallel zu einer horizontalen Ebene, die durch die Nivelliereinheit nivelliert ist, angeordnet ist.
Weiterhin schlägt die Erfindung die Laservisiervorrichtung wie oben beschrieben vor, wobei eine Rotiereinrichtung zum Drehen des Rotiervorrichtungshalter vorgesehen ist.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Abschnitts einer ersten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Abschnitts einer zweiten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Abschnitts von einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung in konventioneller Ausführung; und
Fig. 7 eine Zeichnung, um die Wirkungsweise der Vorrichtung in konventionellen Ausführung zu erklären.
Nachfolgend erfolgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt schematische, konstruktive Merkmale eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In der Figur bezeichnet die Bezugsziffer 15 eine Nivelliereinheit, 16 ist eine Haupteinheit und 17 ist eine laserstrahlprojizierende Einheit.
Nun erfolgt eine Beschreibung der Nivelliereinheit 15.
Eine feststehende Basisplatte 20 wird von vier Füßen 21 getragen. Die Nivelliereinheit 15 umfasst einen ersten Neigemechanismus und einen zweiten Neigemechanismus.
Nachfolgend erfolgt die Beschreibung des ersten Neigemechanismus.
Ein erster Neigemotor 22 ist auf der Unterseite der feststehenden Basisplatte 20 vorgesehen. Eine Abtriebswelle des ersten Neigemotors 22 ragt nach oben hinaus und ein Antriebszahnrad 23 ist im Eingriff mit dem hinausragenden Ende. Ein erstes angetriebenes Zahnrad 24 ist drehbar an der feststehenden Basisplatte 20 montiert. Das erste angetriebene Zahnrad 24 ist über ein erstes geschwindigkeitsreduzierendes, freilaufendes Zahnrad 25 im Eingriff mit dem ersten Antriebszahnrad 23. In der Mitte des ersten angetriebenen Zahnrads 24 ist ein Mutterelement ausgebildet, in das eine erste Neigestange 26 eingeschraubt ist und dieses durchdringt. Das obere Ende der ersten Neigestange 26 ist überstehend und in sphärischer Form ausgebildet. Ein L- förmiges Drehstopelement 27 ist an der ersten Neigestange 26 befestigt. Das Drehstopelement 27 durchdringt schiebbar den unteren Teil eines Rahmens 30 der Haupteinheit 16. Es kann auf oder ab bewegt werden, kann aber nicht rotieren.
Eine Stützsäule 28 ist auf der feststehenden Basisplatte 20 aufgestellt und die Stützsäule 28 ist in einer festgelegten Entfernung zu der ersten Neigestange 26 positioniert.
Eine zylinderförmige Aussparung 31 ist am unteren Teil des Rahmens 30 der Haupteinheit 16 ausgebildet und eine sphärische Aufnahme 32 ist am oberen Ende der zylinderförmigen Aussparung 31 vorgesehen. Das obere Ende der Stützsäule 28 ist in semisphärischer Form ausgeführt. Die Stützsäule 28 wird in die zylinderförmige Aussparung 31 eingesetzt und ihr oberes Ende stützt sich drehbar an der sphärischen Aufnahme 32 ab.
Obwohl es nicht in der Zeichnung gezeigt ist, weist der zweite Neigemechanismus den gleichen Aufbau wie der erste Neigemechanismus auf und er wird vom ersten Neigemechanismus abgeleitet, indem der um einen Winkel von 90° um die Stützsäule 28 gedreht wird.
Am unteren Teil des Rahmens 30 sind ein V-Block 33 mit einer V-Rille 34 und eine Gleitführung (nicht dargestellt) vorgesehen. Das obere Ende der ersten Neigestange 26 stützt sich schiebbar an der V-Rille ab. Das obere Ende der zweiten Neigestange (nicht dargestellt) des zweiten Neigemechanismus stützt sich schiebbar gegen die Gleitführung ab. Die Mittellinie der V-Rille 34 ist in einer derartigen Weise angeordnet, dass sie durch die Mitte der Stützsäule 28 verläuft.
Der Rahmen 30 wird an drei Punkten unterstützt, d. h. durch die erste Neigestange 26, die zweite Neigestange (nicht dargestellt) und die Stützsäule 28. Der Rahmen 30 kann in zwei Richtungen gegenüber der Stützstange 28 geneigt werden.
Eine Feder 35 ist zwischen der feststehenden Basisplatte 20 und dem Rahmen 30 gespannt, so dass der Rahmen 30 elastisch federnd nach unten gezwungen wird. Das heißt, der V-Block 33 wird gegen das obere Ende des ersten Neigestabs 26 gepresst und auch die Gleitführung (nicht dargestellt) wird gegen das obere Ende des zweiten Neigestabs (nicht dargestellt) gepresst.
Wenn der erste Neigemotor 22 angetrieben wird, wird der erste Neigestab 26 in vertikaler Richtung bewegt und der Rahmen 30 wird gegenüber der Stützsäule 28 geneigt. Wenn der zweite Neigemotor (nicht dargestellt) angetrieben wird, wird der Rahmen 30 über die Stützsäule 28 in eine zu der Richtung der Neigung durch den ersten Neigemotor 22 senkrechten Neigerichtung geneigt. Weil das vordere Ende der ersten Neigestange 26 in die V-Rille 34 eingreift, wird der Rahmen 30 an einem Rotieren in einer horizontalen Richtung gehindert. Durch die Betätigung des ersten Neigemechanismus und des zweiten Neigemechanismus kann der Rahmen 30 in zwei Richtungen genau geneigt werden.
Auf der oberen Oberfläche des Rahmens 30 ist eine Aufnahmeaussparung 36 ausgebildet und die laserstrahlprojizierende Einheit 17 ist in der Aufnahmeaussparung 36 aufgenommen.
Nun erfolgt eine Beschreibung der laserstrahlprojizierenden Einheit 17.
Ein Lichtsenderhalter 37 ist in der Aufnahmeaussparung 36 aufgenommen und eingepasst. Es ist eine Laserlichtquelle 38, wie z. B. ein Halbleiterlaser, in dem Lichtsenderhalter 37 vorgesehen und eine Kollimatorlinse 39 und eine Stablinse 41 sind auf einer optischen Achse 40 des von der Laserlichtquelle 38 ausgesendeten Lichts angeordnet. Die Stablinse 41 ist so positioniert, dass deren Mittellinie mit der Mittellinie der optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts fluchtet. Weiterhin wird das untere Ende der Stablinse 41 von dem Lichtsenderhalter 37 gehalten und der Abschnitt der Stablinse 41 mit Ausnahme des unteren Endes ragt aufwärts heraus.
An dem oberen Ende des Lichtsenderhalters 37 ist ein Rotiervorrichtungshalter 48 drehbar über Lager 42 montiert. In dem Rotiervorrichtungshalter 48 sind eine Aussparung 49, um die Stablinse 41 aufzunehmen, eine Prismaaufnahmeeinheit 51, die angrenzend zu der Aussparung 49 vorgesehen und in L-Form ausgebildet ist, und ein Lichtaustrittsloch 52, das die Aussparung 49 durchstößt. Auf dem Rotiervorrichtungshalter 48 ist ein Loch 53 für den optischen Weg auf der optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts zur Herstellung einer Verbindung mit der Prismaaufnahmeeinheit 51 ausgebildet und es ist ein Loch 54 für den optischen Weg auf der Mittellinie des Lichtaustrittslochs 52 zur Herstellung einer Verbindung mit der Prismaaufnahmeeinheit 51 ausgebildet.
In der Prismaaufnahmeeinheit 51 sind ein Eckprisma 55 auf der optischen Achse 4 G des ausgesendeten Lichts und ein Pentagon-Prisma 56 vorgesehen, welches dem Eckprisma 55 zugewandt ist und auf der Mittellinie des Lochs 54 für den optischen Weg positioniert ist.
Die Kollimatorlinse 39, die Stablinse 41, das Eckprisma 55 und das Pentagon-Prisma 56 bilden zusammen ein projizierendes optisches System 57. Insbesondere bilden das Eckprisma 55 und das Pentagon-Prisma 56 zusammen eine den optischen Weg ablenkende Komponente. Der Rotiervorrichtungshalter 48, das Eckprisma 55 und das Pentagon-Prisma 56 bilden zusammen eine Rotiervorrichtung 58.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise beschrieben.
Die Laservisiervorrichtung wird an einer vorbestimmten Position angeordnet und eine Nivellieroperation an der Haupteinheit 16 wird durch die Nivelliereinheit 15 durchgeführt.
Ein Neigedetektor wie z. B. eine elektrische Röhrenlibelle wird an der Haupteinheit 16 angeordnet. Auf Basis des Ergebnisses der Detektion durch den Neigedetektor werden der erste Neigemotor 22 und der zweite Neigemotor (nicht dargestellt) angetrieben und es erfolgt eine horizontale Positionierung der Haupteinheit 16.
Wenn die Nivellieroperation an der Haupteinheit 16 vollendet ist, wird die Laserlichtquelle 38 in Betrieb genommen und ein Laserstrahl wird projiziert.
Der von der Laserlichtquelle 38 projizierte Laserstrahl wird durch die Kollimatorlinse 39 in einen parallelen Strahl umgewandelt. Nach dem Durchqueren der Stablinse 41, tritt der Strahl in das Eckprisma 55 ein. Durch das Eckprisma 55 wird der Strahl in eine Richtung parallel zur optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts reflektiert und tritt in das Pentagon-Prisma 56 ein. Das Pentagon-Prisma 56 reflektiert den Laserstrahl in einer zu der optischen Achse des einfallenden Lichts senkrechten Richtung. Das heißt, der Laserstrahl wird in eine Richtung senkrecht zur optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts abgelenkt und wird projiziert. Nach dem Durchqueren der Stablinse 41 wird der Laserstrahl in einen fächerförmigen Lichtstrahl umgewandelt und wird durch das Lichtaustrittsloch 52 projiziert. Durch den Laserstrahl wird eine fächerförmige horizontale Referenzebene gebildet. Wenn der Laserstrahl an ein Objekt wie z. B. eine Wand projiziert wird, wird eine horizontale Referenzlinie gebildet.
Weiterhin wird, wenn die Position der horizontalen Referenzebene oder die auf diese Weise gebildete horizontale Referenzlinie geändert werden soll, die Rotiervorrichtung 58 manuell auf einen entsprechenden Winkel gedreht. Die Projizierrichtung des Laserstrahls wird geändert und die Position der horizontalen Referenzebene oder der horizontalen Referenzlinie wird geändert.
Die Rotiervorrichtung 58 wird über die Lager 42 gedreht. Die Lager haben Spiel, wenn auch in einem geringen Grad. Wenn die Rotiervorrichtung 58 gedreht wird, kann sich ein Auftreffwinkel des Laserstrahls auf das Eckprisma 55 geringfügig ändern.
Wie oben beschrieben, projizieren das Eckprisma 55 und das Pentagon-Prisma 56 den Laserstrahl immer in eine Richtung senkrecht zu der optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts. Entsprechend ist es möglich, wenn die Haupteinheit 16 derart durch die Nivelliereinheit 15 eingestellt ist, dass die optische Achse 40 des ausgesendeten Lichts vertikal gerichtet ist, eine horizontale Referenzebene unabhängig davon zu erhalten, ob die Lager 42 Spiel haben oder nicht.
Als die Nivelliereinheit 15 kann eine manuell-bediente Nivelliereinheit wie in Fig. 6 gezeigt benutzt werden.
Fig. 2 stellt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 dar. Die mit Fig. 1 übereinstimmenden Komponenten werden mit gleichen Bezugszeichen versehen und es erfolgt keine detaillierte Beschreibung.
Ein angetriebenes Zahnrad 61 ist am unteren Ende des Rotiervorrichtungshalters 48 angeordnet. Ein Antriebszahnrad 62 ist im Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad 61 und das Antriebszahnrad 62 ist auf einer Abtriebswelle eines Rotationsmotors 63 angebracht.
Wenn der Rotationsmotor 63 angetrieben wird, wird die Rotiervorrichtung 58 gedreht. Die Projizierrichtung des Laserstrahls wird geändert und die Position der horizontalen Referenzebene oder der horizontalen Referenzlinie wird geändert.
In dieser Abwandlung ist es möglich, wenn sie derart ausgebildet ist, dass die Laservisiervorrichtung mit einer Fernsteuerungsfunktion ausgerüstet ist und der Rotationsmotor 63 durch eine Fernsteuerung angesteuert wird, die Position der horizontalen Referenzebene oder der horizontalen Referenzlinie durch die Fernsteuerung von einem Steuerplatz aus zu ändern. Dies beseitigt die Probleme wie z. B. das Anhalten des Betriebs und das Drehen der Rotiervorrichtung 58 der Laservisiervorrichtung, um die Position der horizontalen Referenzebene oder der horizontalen Referenzlinie zu ändern. Auf diese Weise bildet dies einen Beitrag zu einer höheren Arbeitseffizienz.
Wenn der Rotationsmotor 63 durch eine Puls-gesteuerte Ausführung eines Motor wie z. B. einen Servomotor, einen Schrittmotor etc. oder durch eine Kombination aus einem Gleichstrommotor und einem Encoder ersetzt wird, wird es erleichtert, den Drehwinkel zu steuern und die Projizierrichtung zu erhalten.
Wenn der Schrittmotor verwendet wird, leistet das einen Beitrag zur Reduzierung der Kosten. Wenn der Servomotor oder die Kombination aus Gleichstrommotor und Encoder verwendet wird, kann eine weiche Drehung sichergestellt werden.
Der Rotationshalter 48 kann auch kontinuierlich durch den Rotationsmotor 63 gedreht werden oder Pendel-Scannen kann um einen vorbestimmten Winkel durchgeführt werden und die horizontale Referenzebene und die horizontale Referenzlinie können gebildet werden. In diesem Fall kann die Stablinse 41 möglicherweise nicht verwendet werden.
Es ist unnötig zu sagen, dass eine vertikale Referenzebene oder eine vertikale Referenzlinie gebildet werden kann, wenn die Haupteinheit 16 an einer Position eingerichtet werden kann, die von der Position, die in Fig. 1 gezeigt ist, durch Hinunterdrehen um einen Winkel von 90° erhalten wird.
Fig. 3 zeigt eine zweite Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels.
Die zweite Ausbildung ist derart ausgeführt, dass die vertikale Referenzebene und die vertikale Referenzlinie gebildet werden können. Die mit Fig. 1 übereinstimmenden Komponenten werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Nivelliereinheit 15 und die laserstrahlprojizierende Einheit 17 haben die gleichen Strukturen wie die, die in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt sind, und es erfolgt hier keine detaillierte Beschreibung.
Eine Halterungsbasisplatte 65 ist an der oberen Oberfläche des Rahmens 30 aufgestellt. An der Halterungsbasisplatte 65 ist die laserstrahlprojizierende Einheit 17 durch eine Randverbindungsmethode befestigt. Es ist in einer derartigen Weise ausgeführt, dass die optische Achse 40 des ausgesendeten Lichts der Laserlichtquelle 38 in eine horizontale Richtung eingestellt wird, wenn die laserstrahlprojizierende Einheit 17 an der Halterungsbasisplatte 65 befestigt ist und die Nivellieroperation durch die Nivelliereinheit 15 vollendet wurde.
Die den optischen Weg umlenkende Komponente, welche das Eckprisma 55 und das Pentagon-Prisma 56 umfasst, lenkt das einfallende Licht ab und sendet es in eine Richtung senkrecht zur Einfallsrichtung aus. Unter Beibehaltung der optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts in einer horizontalen Richtung ist es möglich immer eine vertikale Referenzebene und eine vertikale Referenzlinie genau zu bilden.
Bei entsprechendem Drehen der Rotiervorrichtung 58 ist es möglich die Richtung der vertikalen Referenzebene, die gebildet werden soll, zu ändern.
In diesem Fall können ebenfalls das angetriebene Zahnrad 61, das Antriebszahnrad 62 und der Rotationsmotor 63 wie in Fig. 2 gezeigt vorgesehen sein, und die Rotiervorrichtung 58 kann durch den Rotationsmotor 63 gedreht werden.
In Fig. 3 ist es möglich, wenn eine Einbaueinheit vorgesehen ist, so dass die optische Achse 40 des ausgesendeten Lichts der laserstrahlprojizierenden Einheit 17 in vertikaler Richtung an dem Rahmen 30 verläuft und die laserstrahlprojizierende Einheit 17 entfernt oder eingesetzt werden kann, die horizontale Referenzebene und die vertikale Referenzebene durch Änderung der Einbaustellung der laserstrahlprojizierenden Einheit 17 zu bilden.
In Bezugnahme auf Fig. 4 erfolgt eine Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die mit Fig. 1 übereinstimmenden Komponenten in Fig. 4 werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Insbesondere weist die Nivelliereinheit 15 den gleichen Aufbau wie den des ersten Ausführungsbeispiels auf und es erfolgt hier keine detaillierte Beschreibung.
Die laserstrahlprojizierende Einheit 17 ist in dem Rahmen 30 aufgenommen und eingepasst.
Eine Beschreibung der laserstrahlprojizierenden Einheit 17 wird erfolgen.
Ein Lichtsenderhalter 66 ist aufgenommen und eingepasst in eine Aufnahmeaussparung 36, die an der oberen Fläche des Rahmens 30 ausgebildet ist. Der Lichtsenderhalter 66 hält eine Laserlichtquelle 38 und eine Kollimatorlines 39 und die Laserlichtquelle 38 und die Kollimatorlinse 39 haben eine sich in vertikale Richtung erstreckende, optische Achse 40 des ausgesendeten Lichts. Der Lichtsenderhalter 66 weist einen gekrümmten Armabschnitt 67 mit einer C-Form aut welcher einen unteren horizontalen Abschnitt, einen vertikalen Abschnitt und einen oberen horizontalen Abschnitt umfasst. Eine Stablinse 41 ist vertikal am vorderen Ende des Armabschnitts 67 angeordnet. Die Mittellinie der Stablinse 41 ist mit der Erstreckung der optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts ausgerichtet.
Ein Rotiervorrichtungshalter 68 ist drehbar an dem oberen Abschnitt des Lichtsenderhalters 66 über Lager 42 montiert. Eine zylinderförmige, mit dem Rotationszentrum koaxiale Aussparung 71 ist im oberen Abschnitt des Rotiervorrichtungshalters 68 ausgebildet und die Stablinse 41 ist in der Aussparung 71 untergebracht. Ein Wellenabschnitt ist in dem unteren Abschnitt des Rotiervorrichtungshalters 68 ausgebildet und ein Loch 73 für den optischen Weg ist in dem Wellenabschnitt ausgebildet. Der Wellenabschnitt und das Loch 73 für den optischen Weg sind in der Erstreckung der optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts positioniert, das heißt in dem Rotationszentrum des Rotiervorrichtungshalters 68.
Im Rotiervorrichtungshalter 68 ist eine prismenaufnehmende Einheit 69 ausgebildet und ein rhombisches Prisma 72 und ein Pentagon-Prisma 56 sind in der prismenaufnehmenden Einheit 69 aufgenommen. Das rhombische Prisma 72 und das Pentagon-Prisma 56 bilden zusammen eine den optischen Weg umlenkende Komponente.
Eine Reflektionsoberfläche des rhombischen Prismas 72 ist dafür vorgesehen so wie benachbart zu dem Loch 73 für den optischen Weg zu sein und das Pentagon-Prisma 56 ist der anderen Reflektionsoberfläche des rhombischen Prismas 72 zugewandt. Auf einer senkrecht zu der Mittellinie der Stablinse 41 des Rotiervorrichtungshalters 68 verlaufenden Linie sind ein Loch 74 für den optischen Weg und ein Lichtaustrittsloch 75 ausgebildet.
Mit dem in den Rahmen 30 aufgenommenen und eingepassten Lichtsenderhalter 66 läuft die optische Achse 40 des ausgesendeten Lichts in eine vertikale Richtung, wenn die Haupteinheit 16 durch die Nivellieroperation eingestellt ist.
Wenn die Laserlichtquelle 38 angetrieben wird und ein Laserstrahl projiziert wird, wird der Strahl durch die Kollimatorlinse 39 zu einem parallelen Strahl umgewandelt und der Strahl tritt in das rhombische Prisma 72 ein. Der auftreffende Laserstrahl wird von einer der Reflektionsoberflächen und von der anderen Reflektionsoberfläche des rhombischen Prismas 72 reflektiert und wird projiziert. Die optische Achse des von dem rhombischen Prisma 72 projizierten Laserstrahls läuft parallel zu der optischen Achse des auftreffenden Laserstrahls, unabhängig von dem Winkel des auftreffenden Lichts.
Der von dem rhombischen Prisma 72 projizierte Laserstrahl tritt in das Pentagon- Prisma 56 ein und der Laserstrahl wird um einen Winkel von 90° umgelenkt und projiziert. Nach dem Durchqueren der Stablinse 41, ist der Strahl in einen fächerförmigen Lichtstrahl umgewandelt und wird durch das Lichtaustrittsloch 75 projiziert. Durch den Laserstrahl wird eine fächerförmige horizontale Referenzebene gebildet. Wenn der Laserstrahl an ein Objekt wie z. B. eine Wand projiziert wird, wird eine horizontale Referenzlinie gebildet.
Wenn die Position der horizontalen Referenzebene oder der horizontalen Referenzlinie geändert werden soll, wird die Rotiervorrichtung 58 manuell auf einen entsprechenden Winkel gedreht. Die Projizierrichtung des Laserstrahls wird geändert und die Position der horizontalen Referenzebene oder der horizontalen Referenzlinie wird geändert. Der Rotiervorrichtung 58 wird über die Lager 42 gedreht. Auch wenn der Auftreffwinkel des Laserstrahls auf das rhombische Prisma 72 sich geringfügig aufgrund des Spiels der Lager 42 ändert, verläuft der Ausgangslaserstrahl parallel zu der optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts. Das Pentagon-Prisma 56 projiziert den Laserstrahl immer in eine zu der optischen Achse 40 des ausgesendeten Lichts senkrechte Richtung. Entsprechend kann, wenn die Haupteinheit 16 durch die Nivelliereinheit 15 nivelliert ist, so dass die optische Achse 40 des ausgesendeten Lichts in einer vertikalen Richtung verläuft, die horizontale Referenzebene immer unabhängig vom Spiel der Lager 42 erhalten werden.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels.
In der Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels ist am unterer Ende des Rotiervorrichtungshalters 68 ein angetriebenes Zahnrad 61 ausgebildet. Ein Antriebszahnrad 62, das im Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad 61 steht, ist durch einen Rotationsmotor 63 drehbar ausgebildet und der Rotiervorrichtungshalter 68 wird durch den Rotationsmotor 63 gedreht.
Als Rotationsmotor 63 wird vorzugsweise ein Servomotor in der Ausführung mit Pulssteuerung, ein Schrittmotor oder eine Kombination aus einem Gleichstrommotor und einem Encoder verwendet. Es ist das Gleiche wie in der Beschreibung von Fig. 2. Es ist unnötig zu sagen, dass eine vertikale Referenzebene und eine vertikale Referenzlinie gebildet werden können, wenn die Haupteinheit 16 an einer Position eingerichtet werden kann, die von der Position, die in Fig. 4 gezeigt ist, durch Hinunterdrehen um einen Winkel von 90° erhalten wird.
Wenn die laserstrahlprojizierende Einheit 17 unter Änderung der Lage um einem Winkel von 90° in Bezug auf die Haupteinheit 16 montiert wird, können weiterhin die vertikale Referenzebene und die vertikale Referenzlinie gebildet werden. Dies ist das Gleiche wie ii dem Fall, der in Fig. 3 gezeigt ist.
Entsprechend der Erfindung umfasst eine Laservisiervorrichtung einen Lichtsenderhalter, einen an den Lichtsenderhalter drehbar montierten Rotiervorrichtungshalter, eine an den Lichtsenderhalter montierte Laserlichtquelle zum Aussenden eines Laserstrahls auf einer optischen Achse des ausgesendeten Lichts entlang eines Rotationszentrums des Rotiervorrichtungshalters und eine an dem Rotiervorrichtungshalter montierte, den optischen Weg ablenkende Komponente zum Ablenken des von der Laserlichtquelle projizierten Laserstrahls in eine zu der optischen Achse des ausgesendeten Lichts senkrechte Richtung. Als ein Ergebnis verläuft der projizierte Laserstrahl in einer zu der optischen Achse des ausgesendeten Laserstrahls senkrechten Richtung ohne Rücksicht auf einen Fehler in der Rotiervorrichtung. Durch Beibehalten der optischen Achse des ausgesendeten Lichts in einer vertikalen Richtung oder in einer horizontalen Richtung ist es möglich, eine genaue horizontale Referenzebene oder eine genaue vertikale Referenzebene zu bilden.

Claims

1. Laservisiervorrichtung
mit einem Lichtsenderhalter (37),
mit einem an dem Lichtsenderhalter (37) drehbar montierten Rotiervorrichtungshalter (48),
mit einer an dem Lichtsenderhalter (37) montierten Laserlichtquelle (38) zum Aussenden eines Laserstrahls auf einer optischen Achse (40) des ausgesendeten Lichts entlang eines Rotationszentrums des Rotiervorrichtungshalters (48) und
mit einer an dem Rotiervorrichtungshalter (48) montierten, den optischen Weg ablenkenden Komponente zum Ablenken des von der Laserlichtquelle (38) projizierten Laserstrahls in eine zu der optischen Achse (40) des ausgesendeten Lichts senkrechte Richtung.

2. Laservisiervorrichtung nach Anspruch 1,
wobei der Lichtsenderhalter (37) eine Stablinse (41) in dem Rotationszentrum des Rotiervorrichtungshalters (48) umfasst und
wobei der von der den optischen Weg ablenkenden Komponente abgelenkte Laserstrahl in eine Richtung senkrecht zu der Mittellinie der Stablinse (41) eintritt.

3. Laservisiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die den optischen Weg ablenkende Komponente den Laserstrahl in eine senkrechte Richtung ablenkt nachdem der Laserstrahl die Stablinse (41) parallel zu der Mittellinie durchquert hat.

4. Laservisiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die den optischen Weg ablenkende Komponente den von der Laserlichtquelle (38) kommenden Laserstrahl in eine senkrechte Richtung ablenkt und dann den Laserstrahl in Richtung der Stablinse (41) ausrichtet.

5. Laservisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die den optischen Weg ablenkende Komponente ein Eckprisma (55) und ein Pentagon-Prisma (56) umfasst.

6. Laservisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die den optischen Weg ablenkende Komponente ein rhombisches Prisma (72) und ein Pentagon-Prisma (56) umfasst.

7. Laservisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner eine Nivelliereinheit (15) vorgesehen ist und wobei der Lichtsenderhalter (37) in einer zu einer horizontalen Ebene, die durch die Nivelliereinheit (15) nivelliert ist, senkrechten Richtung angeordnet ist.

8. Laservisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner eine Nivelliereinheit (15) vorgesehen ist und wobei der Lichtsenderhalter (37) parallel zu einer horizontalen Ebene, die durch die Nivelliereinheit (15) nivelliert ist, angeordnet ist.

9. Laservisiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner eine Rotiereinrichtung zum Drehen des Rotiervorrichtungshalters (48) vorgesehen ist.