DE10334048A1

DE10334048A1 - Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät und Staubschutzabdeckung für dieses Gerät

Info

Publication number: DE10334048A1
Application number: DE10334048A
Authority: DE
Inventors: Akihito Machida Tamamura
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2004-02-12
Also published as: JP3938340B2; US7122779B2; US20040025359A1; JP2004061258A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät mit einer Strahlungsquelle (30, 40) für das Laser-Lichtbündel, von der ein Laser-Lichtbündel emittiert wird und durch eine Zylinderstablinse (33, 43) in gegebene Richtungen verbreitert wird, in denen zu bestrahlende Objekte vorhanden sind, auf denen eine gerade Referenzlinie gezeichnet werden soll. Das Gehäuse (60) des Geräts hat verbesserte Staubschutzabdeckungen (73, 83), die in eine Austrittsöffnung (61, 62) des Gehäuses so eingesetzt sind, daß das reflektierte in die Breite gezogene Laser-Lichtbündel (76) über die Zylinderstablinse aus dem Gehäuse so austritt, daß keine Geister- oder Störkonturen auftreten. Vorzugsweise ist die Krümmung an der Innenfläche der Staubschutzabdeckung so ausgebildet, daß das durch die Strahlungsquelle abgegebene, verbreiterte und teilreflektierte Laser-Strahlenbündel in das Innere des Geräts zurückkehrt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät, das ein Laserstrahl-Lichtbündel mit vertikaler oder horizontaler Ausdehnung emittieren kann, und betrifft speziell eine Staubschutzabdeckung in einer Strahlenbündel-Austrittsöffnung des Geräts zum Schutz des Geräteinneren vor Staub.
Das durch ein solches Gerät erzeugte Emissions-Lichtbündel für eine vertikale oder horizontale Lichtlinie dient zur Erzeugung einer vertikalen oder horizontalen Referenzlinie, die über Ziel-Objekte wie eine Decke, einen Boden und Wände oder vordere, seitliche und hintere Wände in Gebäuden und Konstruktionen verläuft.
Das Laser-Lichtbündel, das allgemein ein elliptisches Lichtbündel mit entsprechendem Querschnitt ist, wird über eine Kollimatorlinse in eine Zylinderstablinse mit horizontaler oder vertikaler Achse eingestrahlt und wird hierdurch zu einem vertikal oder horizontal verbreiterten Bündel.
Das das Laser-Lichtbündel emittierende Gerät zur Erzeugung des vertikalen oder horizontalen Laserlinien-Bündels weist einen Laseremitter auf, der eine Komponente einer Lasereinheit ist, die an einem Lasereinheithalter sitzt, welcher seinerseits von einem Tragbügel insbesondere eines Kardanrahmens gehalten wird. Für den Lasereinheithalter kann eine gewünschte Position beibehalten werden, ohne daß eine Neigung in Bezug auf diese Position eintritt, so daß das Strahlenbündel mit angemessenem horizontalem oder vertikalem Verlauf emittiert werden kann.
Das Innere des Strahlenemissionsgerät ist ausgestattet mit einer Laserstrahlenquelle, die ihrerseits aus einem Halbleiterlaser zur Emission des Laser-Linienlichtbündels besteht, und mit darin eingebauten optischen Instrumenten oder mit Instrumenten zur genauen Verarbeitung wie einer Zylinderstablinse und einem Kardanrahmen. Das Strahlenemissionsgerät hat insofern ein es abdeckendes Hauptgehäuse, so daß es für den Schutz der Innenteile gegenüber dem Eintritt von Staub luftdicht abgeschlossen ist. Es weist einen oder mehrere Strahlenaustrittsöffnungen Oderschlitze auf, die an gegebenen Stellen des Hauptgehäuses ausgebildet sind. Die Austrittsöffnungen) erlaubt/erlauben die Übertragung jeweiliger Laserbündel-Lichtströme und ist/sind mit jeweiligen Staubschutzabdeckungen versehen, um gegen das Eindringen von Staub zu schützen. Die Staubschutzabdeckung umfaßt eine transparente Platte oder einen Film, die/der aus Glas, aus synthetischem Harz oder dergleichen besteht.
Die allgemeine Bauweise eines Strahlenemissionsgeräts nach dem Stand der Technik sei kurz zusammengefaßt beschrieben. Auf der Oberseite einer angenähert horizontalen Bodenplatte steht eine passende Anzahl von Säulen vertikal nach oben, und an der Spitze jeder der Säulen ist ein Kardanrahmen-Mechanismus montiert, von dem ein Lasereinheithalter herunterhängt, der nach allen Richtungen frei schwingen kann und mehrere Lasereinheiten trägt: eine erste Lasereinheit, die nach oben gerichtet ist und oben am Halter für die Emission eines vertikalen Bündels montiert ist, eine zweite Lasereinheit, die in horizontaler Anordnung in einer Position unterhalb des Kardanrahmen-Mechanismus montiert ist, und eine dritte Lasereinheit, die zuunterst mit einer Orientierung nach unten zum Emittieren eines oder mehrerer Punkte auf den Boden montiert ist. Die erste und die zweite Lasereinheit umfassen je eine Laserstrahlenquelle, eine Kollimatorlinse zur kollimierten Formierung des emittierten Laserbündels und eine Zylinderstablinse zur Expansion des kollimierten emittierten Strahlenbündels nur in der vertikalen bzw nur in der horizontalen Richtung. Die dritte Lasereinheit zum Emittieren von punktförmigen Lichtflecken am Boden umfaßt nur eine Laserstrahlenquelle und einen Kollimatorlinse. Jede der Lasereinheiten umfaßt beispielsweise einen Halbleiterlaser.
Der Lasereinheithalter ist am Kardanrahmen-Mechanismus so abwärtshängend montiert, daß er eine angenähert vertikale Position einnimmt. In dieser Position wird elektrische Leistung an die Laserlichtquellen angelegt und dann wird von diesen Lasereinheiten ein Laserstrahlenbündel-Lichtstrom emittiert. Die erste Lasereinheit emittiert einen in Vertikalrichtung auseinandergezogenen, angenähert in einer Ebene liegenden Strahlenbündel-Lichtfluß, der auf das Objekt oder die Objekte wie eine oder mehrere Konstruktionswände geworfen wird und eine gerade Linie vom Boden bis zur Decke, in denen sich die entsprechenden Wände fortsetzen, wirft. Die zweite Lasereinheit führt die Emission eines in Horizontalrichtung verbreiterten Laserlichtbündels aus, das auf das Objekt oder die Objekte wie Gebäudewände im Strahlenweg geworfen wird. Die dritte Lasereinheit wirft den Lichtstrom eines kollimierten Laserbündels auf den Untergrund.
Dieses Strahlenemissionsgerät hat ein Hauptgehäuse, das zur Abdeckung der vorgenannten Komponenten ausgebildet ist. Im Hauptgehäuse sind eine langgestreckte vertikale und eine langgestreckte horizontale Austrittsöffnung so ausgebildet, daß der emittierte Lichtstrom des vertikal auseinandergezogenen Lichtbündels bzw der emittierte Lichtstrom des horizontal auseinandergezogenen Lichtbündels austreten können. An jeder der Austrittsöffnungen ist eine Staubschutz abdeckung vorhanden, die z. B. aus einer flachen parallelen Platte besteht. Sie erlaubt den Durchtritt des vertikal bzw horizontal auseinandergezogenen Laserlichtbündels, aber hindert das Eindringen von Staub.
Die Platten der Staubschutzabdeckungen umfassen ein flaches transparentes Material, das aus Glas, Kunstharz oder einem Film und dergleichen besteht. Da die Platten bei jeder dieser Konstruktionen eine Innenfläche aufweisen, die dem Querschnitt des emittierten Laserlichtbündels parallel ist, tritt innenseitig eine Reflexion von Licht auf und das hiervon reflektierte Lichtbündel kann durch die eine oder andere Austrittsöffnung austreten und bewirkt deshalb, daß sich auf den Objekten Störbilder, nämlich entstehende Doppelkonturen und sogenannte Geisterbilder abbilden. Wenn nämlich der Lichtstrom des Laserstrahlenbündels unter Bildung einer vertikalen oder horizontalen geraden Referenzlinie auf den Objekten durch die Staubschutzabdeckungen tritt, ist der Großteil des Querschnitts dieses Lichtstroms nicht parallel zu den inneren Flächen der jeweiligen Abdeckungen, da dieser Lichtstrom durch die Zylinderstablinsen aufgefächert worden ist. Insofern ist der Großteil des Querschnitts des durch die Zylinderstablinse auseinandergezogenen Lichtstroms in Bezug zu den Innenflächen der jeweiligen Staubschutzabdeckungen diagonal gerichtet.
Durch die Erfindung sollen die beschriebenen Probleme des Stands der Technik vermieden werden und soll eine verbesserte Staubschutzabdeckung des Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgeräts für die Vermeidung von resultierenden Doppel- und Störkonturen geschaffen werden.
Ausgehend von den beschriebenen Gerätekonstruktionen, ist es das Ziel der Erfindung, ein Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät zu schaffen, das hinsichtlich der auf die Objekte geworfenen Referenzlinie verbessert ist, und eine für die Verbesserung im Gerät geschaffene Staubschutzabdeckung anzugeben.
Das Strahlenemissionsgerät für die Laser-Lichtlinien produziert eine vertikale und/oder eine horizontale gerade Linie, die als Referenzlinie auf den bestrahlten Objekten wie einer Decke, Wänden oder dem Boden und horizontal an den Wänden entlang in einem Bauwerk gebildet und gezogen werden. Es weist eine Lasereinheit auf, in der eine zylindrische Linse angenähert parallel oder im rechten Winkel zur Horizontalen bzw Vertikalen angeordnet ist. Der Lichtstrom des emittierten Laserlinienbündels wird jeweils durch die zylindrischen Linse in zwei entgegengesetzten Richtungen verbreitert oder auseinandergezogen, weg von der zentralen optischen Achse so, daß er eine vertikale bzw eine horizontale gerade Linie bildet, die sich über das Objekt erstreckt.
Wie beim Stand der Technik, hat das Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät nach der Erfindung als Abdeckung ein Hauptgehäuse, in dem in einer gegebenen Position wenigstens eine Austrittsöffnung für die Strahlen gebildet ist, durch die der in die Breite gezogene Lichtstrom des emittierten Laserlichtbündels von der Lasereinheit ohne Unterbrechung hindurchtritt. In zweckmäßiger Weise sind nun in der Austrittsöffnung des Hauptgehäuses zwei oder drei verbindbare Staubschutzabdeckungen eingesetzt. Für die Verwendung der Lasereinheit zur Bildung einer vertikalen Referenzlinie befinden sich diese beiden Staubschutzabdeckungen an Austrittsöffnungen, die an der Decke und an der Vorderseite im deckennahen Bereich gebildet sind, während die drei Staubschutzabdeckungen sich an Austrittsöffnungen befinden, die an der Decke, an der Frontseite nahe der Decke und an der Rückseite nahe der Decke des Hauptgehäuses gebildet sind.
Andererseits sind zur Verwendung der Lasereinheit für die Bildung einer horizontalen Referenzlinie diese drei Staubschutzabdeckungen an Austrittsöffnungen gebildet, die sich an der Frontseite, an einer Seitenwand nahe der Frontseite und an der anderen Seitenwand nahe der Frontseite des Hauptgehäuses befinden. Sie könnten sich auch an Austrittsöffnungen befinden, die an der Rückseite, an der einen Seitenwand nahe der Rückseite und an der anderen Seitenwand nahe der Frontseite des Hauptgehäuses gebildet sind.
Die Innenfläche der einzelnen Staubschutzabdeckung ist im Rahmen der Erfindung so geformt, daß derjenige Lichtstrom des reflektierten Laserlichtbündels, der nach dem Stand der Technik die Bildung von Geister- oder Störbildern an den Objekten verursachten würde, in das Geräteinnere zurückkehrt. Die Innenfläche der Staubschutzabdeckung ist vertieft, also hohl oder konkav gekrümmt. Diese gekrümmte Fläche wirft den reflektierten Lichtstrom, der die Doppelkonturen an den Objekten bilden würde, in das Geräteinnere zurück. Da der Lichtstrom nicht von der Innenfläche der einen Staubschutzabdeckung zu anderen Staubschutzabdeckungen reflektiert wird, werden keine Störbilder erzeugt.
Bei zwei Staubschutzabdeckungen können eine oder beide jeweils an der Innenfläche konkav gekrümmt sein, und bei drei Staubschutzabdeckungen können einige oder alle entsprechend gekrümmt sein. Speziell können die zwei oder die drei Staubschutzabdeckungen entsprechend der Außenfläche der entsprechenden Zylinderstablinsen geformt und gekrümmt und zu dieser also koaxial sein. Diese Form soll ergeben, daß man vermeidet, daß Störbilder des Lichtbündel-Lichtstroms wiederum teilweise von den Innenflächen der Abdeckungen reflektiert wird.
Die Staubschutzabdeckungen können lichtdurchlässige Platten umfassen, die von partiellen Hauptabdeckungselementen wie Rippen gehalten werden, welche zwischen jeweiligen Verbindungen gebildet sind. Sie können auch als ein Film oder ein Einzelstück derart gebildet sein, daß jeweilige Abdeckungen an den entsprechenden Oberflächen des Hauptgehäuses des Lichtlinien-Strahlenemissionsgeräts sichtbar sind.
Soweit zwei Staubschutzabdeckungen betroffen sind, umfassen diese zwei streifenförmige flache lichtdurchlässige Platten, die vor dem Strahlenemitter angeordnet sind. Eine der lichtdurchlässigen Platten ist im Durchgangsbereich der zentralen optischen Achse des Laseremitters angeordnet und ist nach vorne gekrümmt und konkav oder bogenförmig, während die andere eine flache, ebene Form hat.
Soweit drei Staubschutzabdeckungen betroffen sind, umfassen sie eine erste, eine zweite und eine dritte Platte, die um den Umfang des Strahlenemitters angeordnet sind. Die erste Platte hat ein Zentrum, durch das die zentrale optische Achse hindurchtritt. Sie kann beispielsweise ein Vorderteil und ein Hinterteil (für die vertikale Referenzlinie) oder einen rechten und einen linken Teil (für die horizontale Referenzlinie) haben. Die zweite Platte erstreckt sich nach unten oder hinten vom vorderen oder hinteren Rand oder von der rechten oder linken Seite relativ zum Gerät, während die dritte Platte sich nach unten oder hinten vom anderen Rand bzw der anderen Seite relativ zum Gerät erstreckt.
Die Krümmung kann an allen oder an einigen der Innenflächen der zwei bzw der drei Staubschutzabdeckungen gebildet sein. Sie kann zweidimensional, also als Zylindersegment, oder dreidimensional sein.
Abgesehen von der Form der Staubschutzabdeckung kann das Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät von beliebiger Konstruktion sein, es muß jedoch die Funktionen der Expansion des Lichtstroms des Laserlichtbündels in zwei entgegengesetzten Richtungen in Bezug zur zentralen optischen Achse und der Reflexion von der Innenfläche der Staubschutzabdeckung haben.
Beispielsweise ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines in die Breite gezogenen Laserlichtbündels nicht auf eine Stablinse beschränkt. Ein konischer Spiegel, der vor der Lasereinheit angeordnet ist, kann das emittierte Laserlichtbündel so reflektieren, daß es ebenfalls in die Breite gezogen wird. In diesem Fall kann, betreffend eine vertikale oder eine horizontale Referenzlinie aus dem verbreiterten Lichtstrom des Laserlichtbündels, der Lichtstrom auf 360 Horizontgrade auseinandergezogen werden. Bei einem solchen Strahlenemissionsgerät, mit einer Erzeugung des in die Breite gezogenen Laserlichtbündels durch den konischen Spiegel, können die Austrittsöffnungen an der Decke und am Boden oder an der Vorderseite und der Rückseite gebildet sein. Entsprechend können die Staubschutzabdeckungen am Oberteil und am Boden oder an der Vorderseite und der Rückseite vorgesehen sein.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Vergleich zum Stand der Technik unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1 einen Querschnitt innerhalb der Gesamtansicht, in der die Ausführungsform der Staubschutzabdeckung des Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgeräts gemäß der Erfindung gezeigt ist;
2 einen Querschnitt innerhalb der Gesamtansicht, in der eine andere Ausführungsform der Staubschutzabdeckung des Laser-Lichtlinien-Strahlenemis sionsgeräts gemäß der Erfindung gezeigt ist;
3 in einem Vertikalschnitt ein Beispiel des Strahlenemissionsgeräts, bei dem die Erfindung anwendbar ist;
4 einen Querschnitt innerhalb der Gesamtansicht, in der ein Beispiel der Konstruktion der Staubschutzabdeckung bei einem Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät nach dem Stand der Technik dargestellt ist;
5 einen Querschnitt innerhalb der Gesamtansicht, bei dem der Problempunkt der Staubschutzabdeckung nach 4 veranschaulicht ist.
Die allgemeine Bauweise eines Strahlenemissionsgeräts nach dem Stand der Technik wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 zusammengefaßt beschrieben. Gemäß 3 hat eine untere Basis oder Bodenplatte 10 drei so an die Bodenplatte 10 montierte Füße 12, daß die Bodenplatte 10 durch die Füße in angenähert horizontaler Lage gehalten werden kann. Auf der Oberseite der Bodenplatte 10 steht eine passende Anzahl von Säulen 14 vertikal nach oben, und jede der Säulen 14 hat an der Spitze eine Montagemöglichkeit für einen Kardanrahmen-Mechanismus 15, von dem ein Lasereinheithalter 24 herunterhängt. Dieser Halter 24 kann nach allen Richtungen frei schwingen.
Der Lasereinheithalter 24 trägt mehrere Lasereinheiten: Eine erste Lasereinheit 30, die nach oben gerichtet ist und oben am Halter 24 für die Emission eines vertikalen Bündels montiert ist, eine zweite Lasereinheit 40, die in horizontaler Anordnung in einer Position unterhalb des Kardanrahmen-Mechanismus 15 montiert ist, und eine dritte Lasereinheit 50, die zuunterst mit einer Orientierung nach unten zum Emittieren eines oder mehrerer Punkte auf den Boden montiert ist.
Die erste Lasereinheit 30 für die Emission eines vertikalen Strahlenbündels umfaßt eine Laserstrahlenquelle 31, eine Kollimatorlinse 32 zur kollimierten Formierung des emittierten Laserbündels von der Laserstrahlenquelle 31 und eine Zylinderstablinse 33 zur Expansion des kollimierten emittierten Strahlenbündels nur in der vertikalen Richtung. Die zweite Lasereinheit 40 für die Emission eines horizontalen Strahlenbündels ist von angenähert gleicher Konstruktion, die eine Laserstrahlenquelle 41, eine Kollimatorlinse 42 zur parallelen Formierung des emittierten Laserstrahlbündel von der Laserstrahlenquelle 41 und eine Zylinderstablinse 43 zum Expandieren des parallelisierten emittierten Strahlenbündels nur in horizontaler Richtung umfaßt. Die dritte Lasereinheit 50 zum Emittieren von punktförmigen Lichtflecken am Boden umfaßt eine Laserstrahlenquelle 51 und eine Kollimatorlinse 52 zur kollimierten Formierung des emittierten Laserstrahlenbündels von der Laserstrahlenquelle. Jede der Lasereinheiten 30, 40 und 50 ist in einem zylindrischen Spiegel angeordnet und jede der Laserstrahlenquellen 31, 41 und 51 umfaßt beispielsweise einen Halbleiterlaser.
Der Lasereinheithalter 24 ist am Kardanrahmen-Mechanismus 15 so abwärtshängend montiert, daß er eine angenähert vertikale Position einnimmt. In dieser Position wird elektrische Leistung an die Laserquellen 31, 41 und 51 der ersten, zweiten bzw dritten Lasereinheit 30, 40 bzw 50 angelegt und dann wird von diesen Lasereinheiten ein Laserstrahlenbündel-Lichtstrom emittiert. Die erste Lasereinheit emittiert einen in Vertikalrichtung auseinandergezogenen, aufgefächerten Strahlenbündel-Lichtfluß, der auf sein Objekt oder seine Objekte, z. B. auf eine oder mehrere Gebäudewände, geworfen wird und am Strahlenweg eine gerade Linie auch noch auf den Boden und die Decke, in denen sich über jeweilige Querabschnitte die entsprechenden Wände fortsetzen, wirft. Die zweite Lasereinheit 40 führt die Emission eines in Horizontalrichtung aufgefächerten Laserlichtbündels aus, das auf sein Objekt oder seine Objekte wie Gebäudewände im Strahlenweg geworfen wird. Die dritte Lasereinheit 50 emittiert den Lichtstrom eines kollimierten Laserbündels auf den Untergrund, wobei Lichtpunkte auf seinen Objekten wie auf einem Gebäudeboden, auf dem die Laserstrahlen an Referenzmarkierungen, die hierauf angezeigt werden, abgebildet werden.
Dieses Strahlenemissionsgerät hat ein in seiner Grundstruktur quaderförmiges Hauptgehäuse 60, das zur Abdeckung der vorgenannten Komponenten ausgebildet ist. Im Hauptgehäuse 60 ist eine langgestreckte schlitzförmige vertikale Austrittsöffnung 61 so ausgebildet, daß der emittierte Lichtstrom des vertikal auseinandergezogenen Lichtbündels von der Lasereinheit 30 ungehindert hindurch treten kann, und ist außerdem eine langgestreckte schlitzförmige horizontale Austrittsöffnung 62 gebildet, durch die der horizontal auseinandergezogene Lichtstrom des von der Lasereinheit 40 emittierten Laserlichtbündels ungehindert hindurchtreten kann. An jeder der Austrittsöffnungen 61 und 62 ist eine Staubschutzabdeckung vorhanden.
4 zeigt ein Beispiel, wie eine Staubschutzabdeckung 63, die aus einer flachen planen transparenten Platte besteht, bei einem Strahlenemissionsgerät gemäß dem Stand der Technik an der in der Oberseite des Hauptgehäuses 60 des Geräts gebildeten Austrittsöffnung montiert ist. Eine weitere Staubschutzabdeckung 64, die ebenfalls aus einer flachen transparenten Platte besteht, ist an eine Austrittsöffnung 62, die an der Frontseite des Hauptgehäuses 60 in der Nähe von deren Oberseite ausgebildet ist, angebracht. Die Staubschutzabdeckungen 63 und 64 erlauben den Durchtritt des vertikal auseinandergezogenen Laserlichtbündels von der Lasereinheit 30.
Jede der genannten Staubschutzabdeckungen 63 und 64 des Strahlenemissionsgeräts umfaßt ein flaches transparentes Material, das aus Glas, Kunstharz oder einem Film und dergleichen besteht. Soweit sie bei jeder dieser Konstruktionen der Strahlen auf einen Teil der Innenfläche auftreffen, die dem Querschnitt des emittierten Laserlichtbündels parallel ist, kehrt das hiervon reflektierte Lichtbündel in das Innere des Geräts zurück und bewirkt deshalb nicht, daß sich auf den Objekten Störbilder abbilden. Wo jedoch der Lichtstrom des Laserstrahlenbündels unter Bildung einer vertikalen oder horizontalen geraden Referenzlinie auf den Objekten schräg auf die Staubschutzabdeckungen 63 und 64 geworfen wird, ist der Großteil des Querschnitts dieses Lichtstroms nicht parallel zu den inneren Flächen der jeweiligen Abdeckungen 63 oder 64, da dieser Lichtstrom durch die Zylinderstablinsen aufgefächert worden ist. Insofern ist der Großteil des Querschnitts des durch die Zylinderstablinse auseinandergezogenen Lichtstroms in Bezug zu den Innenflächen der jeweiligen Staubschutzabdeckungen 63 und 64 schräg oder diagonal gerichtet.
Aus diesem Grunde wird, wie durch das Bezugszeichen 65 in 5 gezeigt ist, ein Teil des in Bezug zur Innenfläche der Staubschutzabdeckung 63 schräg gerichteten Laserlichtbündels von dieser Innenfläche reflektiert und verläuft dann zur anderen Staubschutzabdeckung 64, durch die es hindurchtritt und auf die Objekte emittiert wird. Dies bildet eine Störbilddarstellung, die vom Laserstrahlen-Lichtbündel 65 gebildet wird, wodurch also sowohl die ursprüngliche korrekte Referenzlinie als auch gefälschte Linien, die in die Irre führen, projiziert werden.
Im folgenden werden anhand der 1 bis 3 Ausführungsformen der Staubschutzabdeckungen eines Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgeräts gemäß der Erfindung beschrieben. Die Erfindung betrifft die Formung der Staubschutzabdeckung des Strahlenemissionsgeräts, das selbst, außer der Staubschutzabdeckung, von beliebiger Konstruktion sein kann. Die Beschreibung betrifft also im wesentlichen die Gestaltung der Staubschutzabdeckung. In den 1 und 2 sind Komponenten, die denen in der Beschreibung der n 4 und 5 gleich sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Gemäß den 1 und 3 weist das Strahlenemissionsgerät im Hauptgehäuse 60 eine Licht-Austrittsöffnung zwischen der als Decke bezeichneten Oberseitenwand und der Vorderseite in deren deckennahem Bereich auf und mit ihr sind Staubschutzabdeckungen 73 und 74 kombiniert, die lichtdurchlässige Platten umfassen und das um eine zentrale Achse 91 vertikal auseinandergezogene Laserlichtbündel 92 durchlassen, wodurch auf die zugehörenden Objekte wie Wände oder eine Decke eine vertikale Referenzlinie projiziert wird.
Die Staubschutzabdeckung 73 ist so geformt, daß zumindest ihre Innenfläche mit einer Innenkrümmung in Form eines zylindrischen Konkaves gekrümmt ist, während die Staubschutzabdeckung 74 mit flacher, ebener Oberfläche gebildet ist. Wie 3 zeigt, entsprechen die Strahlenaustritte der Staubschutzabdeckungen 73 und 74 der Position der Austrittsöffnung 61. Gemäß 1 sitzt zwischen den Staubschutzabdeckungen 73 und 74 am entsprechenden in der Ausgangsöffnung 61 gehaltenen proximalen und distalen Ende ein Bestandteil des Hauptgehäuses 60, mit dessen Hilfe die Staubschutzabdeckungen in ihren entsprechenden Austrittsöffnungen gehalten werden.
In dieser Position ist die Staubschutzabdeckung 73 quer zum optischen Mittelpfad 91 des vertikal verbreiterten emittierten Laserlichtbündels 92 der Lasereinheit 30 angeordnet, während die Staubschutzabdeckung 74 nur hinsichtlich des verbreiterten Lichtbündels 92 quer angeordnet ist.
Die gekurvte Innenfläche der Staubschutzabdeckung 73 bewirkt das Zurückwerfen eines reflektierten Teils 76 des vertikal verbreiterten Laserlichtbündels 92 von der Lasereinheit 30 in das Geräteinnere. Sie verhindert also, daß das reflektierte Lichtbündel 76 von der Innenfläche der Staubschutzabdeckung 73 durch die Staubschutzabdeckung 74 nach außen dringt. Es wird also nur die korrekte Referenzlinie auf die zu bestrahlenden Objekte geworfen, jedoch die Emission von Störbildlinien vermieden, wodurch Irreführungen verhindert werden können.
Für die Ausführungsform von 1 ist ersichtlich, daß die Krümmung der Staubschutzabdeckung 73 entsprechend der Außenfläche der Zylinderstablinse 33 gebildet sein kann, also bogenförmig konzentrisch um deren mittlere Achse. Die Form der Staubschutzabdeckung 73 ist aber nicht auf diese Form beschränkt. Weiterhin hat gemäß 1 die Staubschutzabdeckung 74 die Form einer planen, flachen Platte, sie kann jedoch ebenso wie die Staubschutzabdeckung 73 konkav gebogen sein, so daß auch hier der reflektierte Teil des in die Breite gezogenen Laserlichtbündels 92 in das Geräteinnere zurückreflektiert wird.
Die Ausführungsform von 2 unterscheidet sich von derjenigen von 1 darin, daß an der Oberseitenwand oder Decke des Hauptgehäuses 60 des Geräts die Staubschutzabdeckung 83 und an deren vorderes und hinteres Ende anschließend die Staubschutzabdeckungen 84 bzw 85 an der Vorderseite bzw Hinterseite des Gehäuses 60 angeordnet sind. Die Abdeckung 83 hat eine zylindrisch konkave Bogenkrümmung und geht an ihren beiden Längsrändern in die jeweils ebenen Abdeckungen 84 und 85 entlang Linien stärkerer Krümmung über. Die Tiefe senkrecht zur Zeichenebene von 2 ist jedoch nur gering, die Zeichenschnittebene liegt in einem querverlaufenden – durch die Staubschutzabdeckungen geschlossenen – Austrittsöffnungsschlitz.
Diese Teile 83, 84 und 85 finden einen Halt durch das Einsetzen der äuße ren Ränder der Staubschutzabdeckungen 84 und 85 in beispielsweise entsprechende Nuten, die am oberen vorderen Rand bzw hinteren Rand des Hauptgehäuses 60 ausgebildet sind.
Die Staubschutzabdeckung 83 ist bogenförmig gestaltet, mit dem Bogenzentrum im Geräteinneren unter Bildung einer teilzylindrischen flachen Rinne an ihrer Innenfläche so, daß die von ihr reflektierten Teile des aufgefächerten Laserlichtbündels 92 nur in das Geräteinnere und nicht zu anderen Austrittsöffnungen oder Austrittsöffnungsteilen zurückgestrahlt werden. Bei der dargestellten Ausführung haben die Staubschutzabdeckungen 84 und 85 eine flache, ebene Form. Die bogenförmige Krümmung der Staubschutzabdeckung 83 kann in Übereinstimmung mit der Außenfläche der Zylinderstablinse 33 gebildet sein, also in einem um die zentrale Achse dieser Zylinderstablinse koaxial verlaufenden Bogen, ihre Krümmung ist aber nicht notwendigerweise auf diese Gestaltung beschränkt. Auch die Innenflächen der Staubschutzabdeckungen 84 und 85 können entsprechend der Außenfläche der Zylinderstablinse 33 teilzylindrisch konkav geformt sein, so daß auch der von ihnen reflektierte Teil des Lichtbündels 92 nur in das Geräteinnere zurückgestrahlt wird. Für die Abdeckungen 83, 84 und 85 ist jedoch die geometrische Ähnlichkeit mit der Außenfläche der Zylinderstablinse 33 nicht notwendig.
Die Ausführungsform von 2 kann den gleichen Betriebsvorteil liefern wie die von 1. Sie umfaßt die Staubschutzabdeckungen 83, 84 und 85, und die Verbindungen zwischen den Abdeckungen 83 und 84 sowie 83 und 85 erfordern zwischen diesen Abdeckungsteilen keine Grenzlinien, an denen sich ein Bestandteil des Hauptgehäuses 60 befindet, mit dem Vorteil einer zusammenhängenden Referenzlinie durch das emittierte Laserstrahlenbündel auf dem Objekt ohne Unterbrechung.
In dieser Position hat die Staubschutzabdeckung 83 mit der konkaven Krümmung ein Zentrum, durch das die zentrale optische Achse 91 des von der Lasereinheit 30 emittierten Laserlichtbündels hindurchtritt, während die Staubschutzabdeckungen 84 und 85 quer zum nur vertikal in die Breite gezogenen Lichtbündel 92 angeordnet sind.
Im vorhergehenden wurden Ausführungsformen für das Emittieren einer vertikalen Referenzlinie durch den in die Breite gezogenen Lichtstrom des Laserlichtbündels beschrieben, die Erfindung ist jedoch auch anwendbar für die Ausgangsöffnung des zur Bildung der horizontalen Referenzlinie emittierten Laserlichtbündels. Die Erzeugung der horizontalen Referenzlinie erfordert, daß die Ausgangsöffnungen mit der oben beschriebenen Konstruktion in der Vorderseitenwand und den beiden mit ihr verbundenen Seitenwänden gebildet sind. Bei einem solchen Strahlenemissionsgerät können die kombinierten Staubschutzabdeckungen 83, 84 und 85 zur Anwendung kommen.
Gemäß 3 ist die Ausgangsöffnung 62 für die horizontale Linie vor der Lasereinheit 40 angeordnet und erstreckt sich zu beiden Seitenflächen hin. Beispielsweise kann 2 auch angesehen werden als Darstellung der Ausführungsformen zur Bildung der horizontalen Referenzlinie. In diesem Fall ist 2 ein Horizontalschnitt, wobei ein Teil des oberen Bereichs des Strahlenemissionsgeräts weggelassen ist.
Gemäß 2 sind dann die Staubschutzabdeckungen 83, 84 und 85 in die entsprechenden Austrittsöffnungen eingesetzt, die zwischen der Vorderseite und den beiden Seitenflächen des Hauptgehäuses gebildet sind. Die Staubschutzabdeckungen 83, 84 und 85 sind also an der Vorderseite, der linken Seitenfläche bzw der rechten Seitenfläche des Hauptgehäuses angeordnet.
In diesem Fall ist die Bildung der oben beschriebenen Krümmung an der Innenfläche der Vorderseite des Hauptgehäuses des Geräts ausgebildet. Die zentrale optische Achse 91 des Laserlichtbündels von der Lasereinheit 30 tritt hier als von der Lasereinheit 40 kommend durch das angenäherte Zentrum der Vorderseite des Hauptgehäuses.
Wenn also das in Horizontalrichtung verbreiterte Laserlichtbündel an der gekrümmten Innenfläche der Staubschutzabdeckung 83 reflektiert wird, strahlt das reflektierte Licht dieses Bündels nur in das Geräteinnere zurück.
Für die Bildung der horizontalen Referenzlinie können auch die Staubschutzabdeckungen 84 und 85 an ihrer Innenseite konkav gekrümmt sein. Außer dem können alle oder einige der Krümmungen der Innenflächen der Staubschutzabdeckungen 83, 84 und 85 entsprechend der Krümmung der Außenfläche der bzw koaxial zur zylindrischen Stablinse 43 der Lasereinheit 40 gestaltet sein.
Dies verhindert Störbilder, die bei der horizontalen Referenzlinie erzeugt werden könnten, und liefert somit den selben Betriebsvorteil wie die für den vertikal auseinandergezogenen Lichtstrom des Laserlichtbündels vorgesehenen zwei oder drei Staubschutzabdeckungen in der Ausgangsöffnung.
Außerdem kann in den Fällen, in denen das Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät eine vertikale oder horizontale Referenzlinie rund um 360° vertikal oder horizontal erzeugen kann, die Austrittsöffnung des Hautgehäuses sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite gebildet sein, so daß die Staubschutzabdeckungen sowohl zwischen die Vorderseite und die Rückseite als auch zwischen die beiden Seitenflächen des Hauptgehäuses eingesetzt sind.
Diese Bildung einer vertikalen oder horizontalen Referenzlinie um 360 ° vertikal oder horizontal ist beispielsweise beschrieben in der ungeprüften japanischen Patentpublikation 2000-18946, der US-Patentschrift 6546636 B2 und der deutschen Offenlegungsschrift DE 10217108 A1 . Die japanische Schrift vermittelt die Lehre der Durchführung des Betriebs mit einer konischen konkaven Linse und die US- und DE-Schriften liefern die Lehre der Durchführung einer Kombination von zwei Stablinsen und einer einzelnen Stablinse mit transparenten und semitransparenten Flächen.
Die Staubschutzabdeckungen 73, 74 oder 83, 84, 85 umfassen lichtdurchlässige Platten, die durch partielle Hauptgehäuseelemente wie Gehäuserippen gehalten werden, die zwischen jeweiligen Verbindungen ausgebildet sind. Die Staubschutzabdeckungen können auch aus einem gebogenen lichtdurchlässigen Film in einem einzigen Stück gebildet sein, und zwar so, daß sie jeweils an den entsprechenden Flächen des Hauptgehäuses des Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgeräts erscheinen und vorhanden sind.
Für das Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät, dessen emittiertes Laserlichtbündel von seiner Lasereinheit seitwärts in Bezug zur zentralen optischen Achse verbreitert ist und durch die Staubschutzabdeckung zur Bildung einer Referenzlinie an beliebigen Objektflächen durch den Laserstrahl ausgestrahlt wird, hat deshalb die vorhergenannte Staubschutzabdeckung, wie oben beschrieben, eine konkave Krümmung, die durch ihre Innenfläche so gebildet wird, daß das reflektierte, in die Breite gezogene Emissions-Strahlenbündel teilweise von dieser Staubschutzabdeckung über die Lasereinheit in das Geräteinnere zurückkehrt; sie verhindert, daß das von der Staubschutzabdeckung reflektierte Bündel aus dem Gerät heraus emittiert wird, wodurch die Bildung von Störbildern durch falsche Laserstrahlenlinien vermieden wird und eine Verwechslung der falschen Linie mit der originalen korrekten Referenzlinie nicht mehr vorkommt.

Claims

Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät zum Erzeugen von Lichtbündeln für eine vertikale und/oder eine horizontale Laser-Referenzlichtlinie, umfassend folgende Elemente: wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen von wenigstens einem vertikalen oder horizontalen Laser-Referenzlichtlinienbündel, mit einer Laser-Lichtbündelquelle (31, 41) zum Emittieren eines Laser-Lichtbündels, einem optischen Kollimatorelement (32, 42) zum Kollimieren des emittierten Laser-Lichtbündels und einem optischen Verbreiterungselement (33, 43) zum vertikalen bzw horizontalen Verbreitern des emittierten und kollimierten Laser-Lichtbündels; ein Hauptgehäuse (60) zum Abdecken der Einrichtung zum Erzeugen des Lichtbündels, mit einer Mehrzahl von Gehäuseaußenflächen; eine oder mehrere Austrittsöffnungen (61, 62), die aufeinanderfolgend in den Gehäuseaußenflächen gebildet sind und die das vertikal oder horizontal verbreiterte Laser-Lichtbündel erreicht, wobei die einzelne Austrittsöffnung das Entweichen des vertikal oder horizontal verbreiterten Laser-Lichtbündels (92) ermöglicht; und eine Mehrzahl von Staubschutzabdeckungen (73, 74; 83, 84, 85), durch die das Licht zwischen ihrer Innenfläche und ihrer Außenfläche hindurchtreten kann und die in der jeweiligen Austrittsöffnung (60, 61) des Hauptgehäuses zum Schutz der das Lichtbündel erzeugenden Einrichtung vor Staub angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Staubschutzabdeckungen (73, 83) mit einer solchen Krümmung ausgebildet ist, daß der bei der Teilreflexion des verbreiterten Laser-Lichtbündels (92) von der Innenfläche der Staubschutzabdeckung reflektierte Teil (76) des Laser-Lichtbündels in das Geräteinnere zurückgestrahlt wird.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseaußenflächen eine Gehäusedecke und Gehäuseseitenflächen umfassen und die Gehäuseaußenfläche des Hauptgehäuses (60), die eine Austrittsöffnung (61) enthält, die Gehäusedecke ist und die Austrittsöffnung (61) in der Decke und in wenigstens einem der angrenzenden Seitenflächenteilen gebildet ist und daß in der Austrittsöffnung der Decke des Hauptgehäuses (60) wenigstens eine der Staubschutzabdeckungen (73, 83) mit dieser Krümmung eingesetzt ist.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseaußenflächen eine Gehäusedecke und Gehäuseseitenflächen umfassen und die Seitenfläche des Hauptgehäuses (60), die eine Austrittsöffnung enthält, eine Frontseite ist und die Austrittsöffnung (62) in dieser Frontseite und der hierzu benachbarten Fläche oder den benachbarten Flächen ausgebildet ist und daß in der Austrittsöffnung der Frontseite des Hauptgehäuses (60) wenigstens eine der Staubschutzabdeckungen mit dieser Krümmung eingesetzt ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der wenigstens einen Staubschutzabdeckung (73, 83) mit der Krümmung gestaltet ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgehäuse (60) Halterahmen aufweist, die zwischen den miteinander verbundenen Staubschutzabdeckungen gebildet sind, um so die Staubschutzabdeckungen in den Austrittsöffnungen (61, 62) des Gehäuses zu halten.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Austrittsöffnung (61, 62) aufeinanderfolgend zwischen den Gehäuseaußenflächen des Hauptgehäuses (60) gebildeten Staubschutzabdeckungen (83, 84, 85) aus einem Filmmaterial bestehen.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Lichtbündel-Verbreiterungselement eine Zylinderstablinse (33, 43) mit einer gekrümmten Umfangsfläche umfaßt und die Krümmung von wenigstens einer der Staubschutzabdeckungen (73, 83) in Übereinstimmung mit einem Teil der Umfangsfläche der Zylinderstablinse ausgebildet ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubschutzabdeckungen (73, 74; 83, 84, 85) mit einer gegenseitigen Verbindung zwischen den Abdeckungen ausgebildet sind.
Staubschutzabdeckung (73, 74; 83, 84, 85), die in einem Laser-Lichtlinien-Strahlenemissionsgerät angeordnet ist, das folgende Teile umfaßt: ein Gehäuse (60); wenigstens eine Laser-Lichtbündel-Emissionseinrichtung (30, 40), die im Gehäuse angeordnet ist, zum Emittieren und Verbreitern des Lichtflusses des Laser-Lichtbündels (92) in irgendwelche Richtungen, in denen sich zu bestrahlende Objekte befinden, um auf diesen eine gerade Referenzlinie zu ziehen, wobei sich die Objekte über, vor und hinter oder vor, an gegenüberliegenden Seiten und hinter dem Gerät befinden und die Referenzlinie durch den Querschnitt des verbreiterten, emittierten Laser-Lichtbündels gebildet ist; eine Austrittsöffnung (61, 62) im Gehäuse zur Ermöglichung des Entweichens des verbreiterten emittierten Laserlichtbündels aus dem Gehäuse; und eine Staubschutzabdeckung (73, 74; 83, 84, 85), die in der Austrittsöffnung so angeordnet ist, daß sie das Gerät vor Staub schützt, wobei die Staubschutzabdeckung eine Innenfläche aufweist, die der Einrichtung zum Emittieren des Laser-Lichtbündels gegenüberliegt, und eine Außenfläche aufweist, die den Objekten gegenüberliegt, mit einer Lichtübertragung zwischen der Innenfläche und der Außenfläche der Staubschutzabdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubschutzabdeckung (73, 83) an ihrer Innenfläche so gekrümmt ge staltet ist, daß bei einer Teilreflexion des in die Breite gezogenen Laser-Lichtbündels (92) von dieser Innenfläche der reflektierte Teil des Laser-Lichtbündels in das Geräteinnere zurückstrahlt.
Staubschutzabdeckung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum in die Breite Ziehen des emittierten Laser-Lichtbündels (92) in der Einrichtung (30, 40) zur Emission des Laser-Lichtbündels eine Zylinderstablinse (33, 43) angeordnet ist, die eine Außenfläche mit einer Krümmung aufweist, und die Krümmung der Staubschutzabdeckung in Übereinstimmung mit der Krümmung der Zylinderstablinse gestaltet ist.