DE102012112940A1 - Laservorrichtung - Google Patents

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Reinhold Fiess
Hartmut Spennemann
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Laservorrichtung, insbesondere für ein handgehaltenes Laserdistanzmessgerät (12), mit zumindest einer Lasereinheit (14), die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Laserstrahl (16) in zumindest einer Messebene (18) veränderbaren Relativrichtungen (20) auszusenden, und mit zumindest einer Empfangseinheit (22), die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil des von einer zu vermessenden Fläche (24) reflektierten Lichts (26) des Laserstrahls (16) zu erfassen. Es wird vorgeschlagen, dass die Empfangseinheit (22) eine Zylinderoptik (28) mit zumindest einer sphärischen und/oder asphärischen Zylinderlinse (30) aufweist.

Description

  • Stand der Technik
  • Es ist bereits eine Laservorrichtung, insbesondere für ein handgehaltenes Laserdistanzmessgerät, mit zumindest einer Lasereinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Laserstrahl in zumindest einer Messebene veränderbaren Relativrichtungen auszusenden, und mit zumindest einer Empfangseinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil des von einer zu vermessenden Fläche reflektierten Lichts des Laserstrahls zu erfassen, vorgeschlagen worden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einer Laservorrichtung, insbesondere für ein handgehaltenes Laserdistanzmessgerät, mit zumindest einer Lasereinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Laserstrahl in zumindest einer Messebene veränderbaren Relativrichtungen auszusenden, und mit zumindest einer Empfangseinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil des von einer zu vermessenden Fläche reflektierten Lichts des Laserstrahls zu erfassen.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Empfangseinheit eine Zylinderoptik mit zumindest einer sphärischen und/oder asphärischen Zylinderlinse aufweist. Unter einem „Laserdistanzmessgerät“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Messgerät verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, Distanzen zu Messpunkten und/oder bevorzugt Distanzen zwischen Messpunkten mit Hilfe zumindest eines Laserstrahls zu messen. Unter einem „Messpunkt“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Reflexion des Laserstrahls auf der zu vermessenden Fläche verstanden werden. Unter „handgehalten“ soll insbesondere verstanden werden, dass das Laserdistanzmessgerät dazu vorgesehen ist, bei einem Messvorgang von einem Bediener mit der Hand zumindest geführt, vorzugsweise getragen, zu werden. Vorzugsweise weist das Laserdistanzmessgerät ein Gewicht kleiner als 2 kg, besonders bevorzugt kleiner als 1 kg auf. Insbesondere soll unter einer „Lasereinheit“ eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, den Laserstrahl auszusenden, der in einem Öffnungswinkel, der kleiner als 2 Grad, vorteilhaft kleiner als 0,5 Grad, besonders vorteilhaft kleiner als 0,1 Grad, ist, mehr als 50 % seiner Leistung aufweist. Vorzugsweise weist die Lasereinheit einen Laser auf, dessen Laserstrahl, insbesondere kontinuierlich, hin und her geschwenkt wird, und zwar, insbesondere mit einer Frequenz größer als 2 Hz, vorzugsweise größer als 10 Hz, besonders bevorzugt größer als 20 Hz. Alternativ oder zusätzlich könnte die Lasereinheit zumindest zwei Laser aufweisen, die Laserstrahlen in verschiedene Relativrichtungen aussenden. Insbesondere soll unter einer „Relativrichtung“ eine Richtung relativ zur Laservorrichtung verstanden werden. Unter einer „Messebene“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ebene verstanden werden, die von den Relativrichtungen des Laserstrahls aufgespannt wird. Unter einer „Zylinderoptik“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Objektiv, das zur Bündelung von Licht vorgesehen ist, verstanden werden, das zumindest eine Zylinderlinse aufweist. Bevorzugt weist die Zylinderoptik ausschließlich Zylinderlinsen auf. Unter einer „Zylinderlinse“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein transparentes, lichtbrechendes Element mit zwei lichtbrechenden Linsenflächen verstanden werden, wobei zumindest eine Linsenfläche eine zumindest im Wesentlichen eindimensionale Krümmung um eine Achse aufweist. Unter einer „eindimensionalen Krümmung“ soll in diesem Zusammenhang eine Krümmung einer zweidimensionalen Fläche verstanden werden, bei der eine zur Achse, um die die Fläche gekrümmt ist, parallele Hauptkrümmung den Wert Null aufweist, und bei der die Richtungen der weiteren Hauptkrümmung konstant sind. Die zweite Linsenfläche kann ebenfalls zumindest im Wesentlichen eine eindimensionale Krümmung aufweisen oder zumindest im Wesentlichen eben sein. Die Zylinderlinse kann als „sphärische Zylinderlinse“ ausgebildet sein, bei der gekrümmte Linsenflächen zumindest im Wesentlichen Ausschnitte aus Zylinderflächen bilden. Zu einer Verbesserung der optischen Eigenschaften kann die Zylinderlinse bevorzugt als „asphärische Zylinderlinse“ ausgebildet sein, bei der gekrümmte Linsenflächen eine von einer Zylinderfläche abweichende, zumindest im Wesentlichen eindimensionale Krümmung aufweisen. Unter „zumindest im Wesentlichen“ sollen in diesem Zusammenhang Abweichungen der Linsenfläche verstanden werden, die fertigungstechnisch bedingt sind, insbesondere Abweichungen senkrecht zur Linsenfläche kleiner als 0.5mm, bevorzugt kleiner als 0.1mm, besonders bevorzugt kleiner als 0.05mm. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Die Empfangseinheit kann bei Einsatz einer Zylinderoptik besonders gut geeignet sein, Licht zu erfassen, das aus Richtung der Messebene auf die Empfangseinheit eintrifft. Die Empfangseinheit kann besonders gut geeignet sein, Licht, das aus Richtungen auf die Empfangseinheit eintrifft, die von der Messebene abweichen, nicht oder nur in geringem Ausmaß zu erfassen. Die Laservorrichtung kann besonders unempfindlich gegenüber Fremdlicht sein. Eine Empfindlichkeit der Empfangseinheit kann besonders hoch sein. Mögliche Messdistanzen, innerhalb derer die Empfangseinheit Reflexionen des Laserstrahls erfassen kann, können besonders groß sein. Die Laservorrichtung kann besonders gut zum Vermessen von Flächen, die nur eine geringe Lichtmenge reflektieren, geeignet sein.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Linsenfläche der Zylinderoptik um eine zur Messebene zumindest im Wesentlichen senkrechte Achse gekrümmt ist. Die Linsenfläche kann besonders gut geeignet sein, Licht, das aus der Messebene auf die Empfangseinheit eintrifft, zu bündeln und in Richtung eines Bildsensors der Empfangseinheit zu lenken. Die Linsenfläche kann besonders geeignet sein, Licht, das in einer von der Messebene abweichenden Richtung einfällt, zu unterdrücken. Insbesondere kann ein Anteil von Licht, das von der Linsenfläche in Richtung des Bildsensors gelenkt wird, um so geringer sein, je mehr eine Einfallsrichtung des Lichts auf die Empfangseinheit von der Messebene abweicht.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass zumindest eine gekrümmte Linsenfläche zu zumindest einer der weiteren gekrümmten Linsenflächen gekreuzt angeordnet ist. Unter „gekreuzt angeordnet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Krümmungsrichtung der weiteren Linsenfläche zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Krümmungsrichtung der ersten Linsenfläche steht. Insbesondere können Brennlinien von gekreuzt angeordneten Zylinderlinsen, entlang der sie einfallendes Licht fokussieren, zueinander zumindest im Wesentlichen senkrecht sein. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang bevorzugt eine insbesondere fertigungsbedingte Abweichung von weniger als 1°, b esonders bevorzugt weniger als 0.1° verstanden werden. Die Zylinderoptik mit gekre uzten Linsenflächen kann vorteilhafte, anamorphote Abbildungseigenschaften aufweisen. Die gekreuzt angeordneten Linsenflächen können das von einem Messpunkt innerhalb der Messebene ausgehende Licht auf dem Bildsensor zu einem zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Lichtpunkt fokussieren. Eine ungekreuzte Zylinderoptik fokussiert Licht entlang einer Brennlinie und bildet einen Messpunkt auf dem Bildsensor in einer Ellipse ab. Insbesondere kann Licht, welches aus Richtungen der Messebene auf die Empfangseinheit eintrifft, auf dem Bildsensor entlang einer Geraden fokussiert werden. Bevorzugt kann der Lichtpunkt, abhängig von einem Einfallswinkel des Lichts auf die Empfangseinheit, auf dem Bildsensor entlang der Geraden wandern. Aus dem Ort des Lichtpunkts kann vorteilhaft der Einfallswinkel des vom Messpunkt ausgehenden Lichts bestimmt werden. Insbesondere kann Licht, welches aus einer von der Messebene abweichenden Richtung auf die Empfangseinheit eintrifft, mit zunehmender Abweichung von der Messebene diffus über die Fläche des Bildsensors gestreut werden. Eine durch aus einer zur Messebene parallelen Richtung empfangenes Licht verursachte Lichtstärke am Bildsensor kann besonders hoch sein. Fremdlicht, welches aus von der Messebene abweichenden Richtungen eintrifft, kann mit zunehmender Abweichung von der Messebene einen besonders geringen Einfluss auf den Bildsensor haben. Nutzlicht, das von den Messpunkten ausgeht, kann auf einen besonders kleinen Teil der lichtempfindlichen Sensorfläche des Bildsensors fokussiert werden. Fremdlicht von Bereichen außerhalb der Messebene kann möglichst zumindest über die gesamte Sensorfläche verteilt werden. Ein Signal-Rauschverhältnis des Bildsensors kann besonders hoch sein. Können Teilbereiche der Sensorfläche separat ausgelesen werden, kann das Signal-Rauschverhältnis weiter erhöht werden, in dem nur Bereiche der Sensorfläche ausgelesen werden, in denen der Lichtpunkt erwartet wird.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die von einer Lichteintrittsseite der Zylinderoptik her gesehen erste gekrümmte Linsenfläche um eine zur Messebene parallele Achse gekrümmt ist. Unter der „Lichteintrittsseite“ soll in diesem Zusammenhang das Ende der Zylinderoptik verstanden werden, an dem das zu erfassende Licht auf die Zylinderoptik auftrifft. Die erste gekrümmte Linsenfläche kann besonders geeignet sein, gemeinsam mit den weiteren Linsenflächen eine Zylinderoptik mit vorteilhaft anamorphoten Abbildungseigenschaften zu bilden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die zwei zueinander gekreuzt angeordneten Linsenflächen an einer Zylinderlinse angeordnet sind. Bevorzugt sind die zwei zueinander gekreuzt angeordneten Linsenflächen an der von der Lichteintrittsseite aus gesehen ersten Zylinderlinse angeordnet. Die gekreuzten Linsenflächen können an einer Zylinderlinse besonders kompakt angeordnet sein. Eine Ausrichtung der gekreuzten Linsenflächen zueinander kann besonders präzise sein. Es kann vermieden werden, dass sich eine Lage der gekreuzten Linsenflächen zueinander verändern und/oder verjustieren kann. Die die beiden gekreuzten Linsenflächen aufweisende Zylinderlinse kann die Lage der gekreuzten Linsenflächen zueinander besonders präzise und langfristig sicherstellen.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die Zylinderlinsen zumindest im Wesentlichen eine gemeinsame optische Achse aufweisen. Unter einer „optischen Achse“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine senkrecht zu den Linsenflächen angeordnete Symmetrieachse der Zylinderlinsen verstanden werden. Bevorzugt ist die optische Achse senkrecht zu der Sensorfläche des Bildsensors und schneidet die Sensorfläche in ihrem Zentrum. Die Zylinderoptik kann einfallendes Licht besonders gut auf dem Bildsensor abbilden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die optische Achse der Zylinderlinsen zumindest im Wesentlichen parallel zur Messebene und zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Winkelhalbierenden eines Öffnungswinkels der in der Messebene veränderbaren Relativrichtungen angeordnet ist. Unter einem „Öffnungswinkel“ der Relativrichtungen soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Winkel zwischen zwei Extremstellungen verstanden werden, zwischen denen die Lasereinheit die Laserstrahlen variieren kann. Die Zylinderoptik kann Reflexionen der Laserstrahlen in allen Relativrichtungen besonders gut erfassen.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass eine von der Lichteintrittsseite her gesehen erste Zylinderlinse und eine von der Lichteintrittsseite her gesehen zweite Zylinderlinse in Richtung der optischen Achse in einem Abstand angeordnet sind. Durch den Abstand kann ein Zylinderobjektiv mit vorteilhaften Abbildungseigenschaften erreicht werden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die Zylinderoptik in der Messebene ein Bildfeld von zumindest 60° aufweist. Unter einem „Bildfeld“ soll in diesem Zusammenhang ein Öffnungswinkel verstanden werden, aus dem auf die Zylinderoptik eintreffende Lichtstrahlen auf den Bildsensor gelenkt werden. Die Laservorrichtung kann besonders gut geeignet sein, Reflexionen von Laserstrahlen innerhalb einer besonders großen Strecke innerhalb der Messebene zu erfassen. Ein mit der Laservorrichtung ausgerüstetes Laserdistanzmessgerät kann besonders große Distanzen messen.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die Zylinderoptik senkrecht zur Messebene ein Bildfeld von weniger als 5° aufweist. Aus Richtungen ob erhalb oder unterhalb der Messebene eintreffendes Fremdlicht kann besonders gut unterdrückt werden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die Empfangseinheit einen zweidimensionalen Bildsensor aufweist. Unter einem „zweidimensionalen Bildsensor“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bildsensor verstanden werden, dessen Sensorfläche in einem Array angeordnete lichtempfindliche Pixel aufweist. Anforderungen an eine Justage- und/oder Montagegenauigkeit des Bildsensors können reduziert werden. Das reflektierte Licht des Laserstrahls kann vom Bildsensor auch dann noch erfasst werden, wenn der Bildsensor gegenüber der optischen Achse der Zylinderoptik verschoben angeordnet ist. Weiter kann das reflektierte Licht des Laserstrahls vom Bildsensor auch dann noch erfasst werden, wenn die von den Laserstrahlen aufgespannte Messebene und eine von den Hauptrichtungen der Krümmungen der Linsenflächen aufgespannte Empfangsebene Abweichungen aufweisen, insbesondere montage- und/oder justagebedingte Abweichungen. Aus einer Abweichung der Linie, entlang der der Lichtpunkt auf den Bildsensor auftrifft, von einer Solllinie kann eine Justagegüte der Laservorrichtung ermittelt werden. Der Bildsensor kann vorteilhaft von einem CMOS- oder besonders vorteilhaft von einem SPAD-Array gebildet sein. SPAD-Arrays können vorteilhaft in Teilbereichen ausgelesen werden. Das Signal-Rauschverhältnis kann weiter erhöht werden, in dem nur Teilbereiche der Sensorfläche ausgelesen werden.
  • Weiter wird ein Laserdistanzmessgerät mit einer erfindungsgemäßen Laservorrichtung vorgeschlagen. Das Laserdistanzmessgerät kann die beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften aufweisen.
  • Die erfindungsgemäße Laservorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Laservorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
  • Zeichnung
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Laserdistanzmessgeräts mit einer erfindungsgemäßen Laservorrichtung während eines Vermessungsvorgangs,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Zylinderoptik der Laservorrichtung in einer Draufsicht senkrecht zu einer Messebene,
  • 3 eine schematische Darstellung der Zylinderoptik in einer Draufsicht parallel zur Messebene,
  • 4 eine schematische Darstellung einer Projektion eines Lichtpunkts auf einen Bildsensor und
  • 5 eine schematische Darstellung einer Projektion einer Lichtellipse auf den Bildsensor bei einer Verwendung einer ungekreuzten Zylinderoptik.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines handgeführten Laserdistanzmessgeräts 12 mit einer erfindungsgemäßen Laservorrichtung 10 während eines Vermessungsvorgangs. Die Laservorrichtung 10 weist eine Lasereinheit 14 mit einem um eine senkrecht zu einer Messebene 18 drehbar angeordneten Mikrospiegel 58 und einem Laser 60 auf. Der Laser 60 sendet in einem Messbetrieb zumindest zeitweise einen Laserstrahl 16 aus, der vom Mikrospiegel 58 reflektiert wird und abhängig von der Drehstellung des Mikrospiegels 50 in einer Relativrichtung 20 in Richtung einer zu vermessenden Fläche 24 gesendet wird. Die Relativrichtung 20 kann durch Drehen des Mikrospiegels 58 vorteilhaft um 60° innerhalb d er Messebene 18 verändert werden. Der Laserstrahl 16 trifft an Messpunkten 62 auf die Fläche 24 auf und wird von dieser reflektiert. Ein von den Messpunkten 62 reflektiertes Licht 26 trifft auf eine Empfangseinheit 22 der Laservorrichtung 10 auf und wird mit Hilfe einer Zylinderoptik 28 in Form eines Lichtpunkts 64 auf eine lichtempfindliche Fläche eines von einem SPAD-Array gebildeten Bildsensors 56 projiziert. Der Ort auf dem Bildsensor 56, an dem der Lichtpunkt 64 auf diesen projiziert wird, ist abhängig von einem Winkel 66, in dem das Licht 26 auf die Zylinderoptik 28 auftrifft.
  • Um eine Distanz 72 zwischen zwei Messpunkten 62, zum Beispiel eine Breite eines Fensters 68, zu vermessen, kann ein Benutzer die Laservorrichtung 10 über ein hier nicht näher dargestelltes Bedienfeld so einstellen, dass sie den Laserstrahl 16 in zwei Relativrichtungen 20 aussendet und so jeweils an Kanten 70 des Fensters 68 einen Messpunkt 62 erzeugt. Der Laser 60 wird zu diesem Zweck synchron mit einer Drehschwingung des Mikrospiegels 58 gepulst betrieben und jeweils an den beiden Endstellungen der Drehschwingung aktiviert und projiziert an diesen Orten die Messpunkte 62. Alternativ kann der Laser 60 kontinuierlich betrieben werden, so dass er eine Linie projiziert, die in den Messpunkten 62 endet, wobei in den Endstellungen der Drehschwingung die Position des Lichtpunkts 64 am Bildsensor 56 ausgelesen wird. Die Position des Lichtpunkts 64 wandert auf dem Bildsensor 56 entlang einer Linie 76 abhängig vom Winkel 66. In 4 ist dies beispielhaft für Winkel 66 von 0°, 15° und 30° dargestellt. Über eine Veränderung der Amplitude der Drehschwingung kann der Abstand zwischen den Messpunkten 62 verändert werden. Der Benutzer verändert die Amplitude der Drehschwingung so lange, bis die beiden Messpunkte 62 an den Kanten 70 des Fensters 68 reflektiert werden. Das von den Messpunkten 62 reflektierte Licht 26 trifft unter zwei Winkeln 66 auf die Zylinderoptik 28 ein und trifft an zwei unterschiedlichen Orten auf dem Bildsensor 56 auf. Eine nicht näher dargestellte Recheneinheit kann aus den Orten, in denen die Lichtpunkte 64 auf dem Bildsensor 56 auftreffen, die Winkel 66 bestimmen. Über eine Laufzeitmessung vom Aussenden des Laserstrahls 16 am Laser 60 bis zum Eintreffen des Lichts 26 am Bildsensor 56 kann die Recheneinheit auf bekannte Art die Entfernung der Messpunkte 62 von der Laservorrichtung 10 ermitteln. Bei Kenntnis der Winkel 66, in dem das reflektierte Licht 26 auf die Laservorrichtung 10 eintrifft, kann mit Hilfe des Kosinussatzes, nach dem allgemein gilt: c2 = a2 + b2 – 2abcosγ, die Distanz 72 zwischen den Messpunkten 62 und so die Breite des Fensters 68 gemessen werden. Dabei entspricht γ dem Öffnungswinkel, unter dem das Licht 26 der beiden Messpunkte 62 auf die Zylinderoptik 28 eintrifft, a und b sind die gemessenen Distanzen der Messpunkte 62 von der Laservorrichtung 10, und c entspricht der Distanz 72. Die gemessene Distanz 72 wird dem Benutzer über ein nicht näher dargestelltes Display angezeigt. Die Laservorrichtung 10 kann neben der hier beschriebenen Art und Weise auch verschiedene weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Arten eingesetzt werden.
  • Die Zylinderoptik 28 der Laservorrichtung 10 weist asphärische Zylinderlinsen 30 auf (2 und 3). Die Zylinderoptik 28 weist gekrümmte Linsenflächen 38, 80 auf, die mit Ausnahme einer gekrümmten Linsenfläche 32 um eine zur Messebene 18 senkrechte Achse 34 gekrümmt sind. Die Linsenfläche 32 ist zu den weiteren Linsenflächen 38, 80 gekreuzt angeordnet. Die Linsenfläche 32 ist die von einer Lichteintrittsseite 36 her gesehen erste Linsenfläche 32 und ist um eine zur Messebene 18 parallele Achse 78 gekrümmt. Die zueinander gekreuzt angeordneten Linsenflächen 32, 38 sind an einer von der Lichteintrittsseite 36 her gesehen ersten Zylinderlinse 46 angeordnet. Die Linsenfläche 32 ist an der Zylinderlinse 46 nach außen gewölbt, und die Linsenfläche 38 ist an der Zylinderlinse 46 nach innen gewölbt. Durch die gekreuzte Anordnung der Linsenflächen 38, 80 kann erreicht werden, dass ein Messpunkt 62 in Form eines Lichtpunkts 64 (4) auf dem Bildsensor 56 projiziert wird. Eine Zylinderoptik mit ausschließlich eindimensional gekrümmten Linsenflächen, wobei alle gekrümmten Linsenflächen um parallele Achsen gekrümmt sind, würde, wie in 5 beispielhaft für Winkel 66 von 0°, 15° und 30° gezeigt, auf dem Bild sensor 56 abhängig vom Winkel 66 Lichtellipsen 74 projizieren. Diese Lichtellipsen 74 würden einen nur geringen Kontrast aufweisen, so dass das Sensorsignal nur schwer auszuwerten wäre.
  • Die Zylinderlinsen 30 weisen eine gemeinsame optische Achse 40 auf, die parallel zur Messebene 18 und parallel zu einer Winkelhalbierenden 42 eines Öffnungswinkels 44 der in der Messebene 18 veränderbaren Relativrichtungen 20 angeordnet ist. Die die erste Linsenfläche 32 aufweisende, von der Lichteintrittsseite 36 her gesehen erste Zylinderlinse 46 und eine von der Lichteintrittsseite 36 her gesehen zweite Zylinderlinse 48 ist in Richtung der optischen Achse 40 in einem Abstand 50 angeordnet, der größer ist als eine Ausdehnung der ersten Zylinderlinse 46 in Richtung der optischen Achse 40.
  • Die beschriebene Zylinderoptik 28 weist in der Messebene 18 ein Bildfeld 52 von 60° auf. Senkrecht zur Messebene 18 weist die Zylinderoptik 28 ein Bildfeld 54 von weniger als 5° auf. Fremdlicht, das in einer um mehr al s 5° von einer von der Messebene 18 parallelen Richtung abweichenden Richtung auf die Zylinderoptik 28 eintrifft, wird nicht oder nur in einem geringen Umfang in Richtung des Bildsensors 56 gelenkt und zumindest über die lichtempfindliche Fläche des Bildsensors 56 gestreut. Dieses Fremdlicht hat daher nur einen geringen Einfluss auf ein Signal des Bildsensors 56, und der Lichtpunkt 64 weist einen hohen Kontrast auf. Licht, welches aus der Messebene 18 auf die Zylinderoptik 28 eintrifft, wird entlang der Linie 76 auf der lichtempfindlichen Fläche des Bildsensors 56 gebündelt, wobei Licht, welches von einem Punkt, wie einem der Messpunkte 62, ausgeht, auf einem Lichtpunkt 64 auf dem Bildsensor 56 gebündelt wird. Die Lichtpunkte 64 weisen eine geringe Fläche und verglichen mit ihrer Umgebung eine große Helligkeit auf. Die Recheneinheit kann anhand des Signals des Bildsensors 56 die Winkel 66 mit einer großen Sicherheit bestimmen.
  • Der Bildsensor 56 ist als zweidimensionaler Bildsensor 56 ausgebildet. Der Lichtpunkt 64 kann somit noch erfasst werden, wenn er auf den Bildsensor 56 aufgrund von Justage- oder Montagefehlern außerhalb der Linie 76 eintrifft. Die Recheneinheit kann durch eine Auswertung der Abweichung der Projektionsorte der Lichtpunkte 64 von der Linie 76 eine Justagegüte der Laservorrichtung 10 ermitteln. Eine unzulässige Justagegüte kann dem Benutzer vorteilhaft angezeigt werden.

Claims (12)

  1. Laservorrichtung, insbesondere für ein handgehaltenes Laserdistanzmessgerät (12), mit zumindest einer Lasereinheit (14), die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Laserstrahl (16) in zumindest einer Messebene (18) veränderbaren Relativrichtungen (20) auszusenden, und mit zumindest einer Empfangseinheit (22), die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil des von einer zu vermessenden Fläche (24) reflektierten Lichts (26) des Laserstrahls (16) zu erfassen dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (22) eine Zylinderoptik (28) mit zumindest einer sphärischen und/oder asphärischen Zylinderlinse (30) aufweist.
  2. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Linsenfläche (38, 80) der Zylinderoptik (28) um eine zur Messebene (18) zumindest im Wesentlichen senkrechte Achse (34) gekrümmt ist.
  3. Laservorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine gekrümmte Linsenfläche (32) zu zumindest einer der weiteren gekrümmten Linsenflächen (38, 80) gekreuzt angeordnet ist.
  4. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Lichteintrittsseite (36) der Zylinderoptik (28) her gesehen erste gekrümmte Linsenfläche (32) um eine zur Messebene (18) parallele Achse (78) gekrümmt ist.
  5. Laservorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei zueinander gekreuzt angeordneten Linsenflächen (32, 38) an einer Zylinderlinse (46) angeordnet sind.
  6. Laservorrichtung zumindest nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlinsen (30) zumindest im Wesentlichen eine gemeinsame optische Achse (40) aufweisen.
  7. Laservorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (40) der Zylinderlinsen (30) zumindest im Wesentlichen parallel zur Messebene (18) und zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Winkelhalbierenden (42) eines Öffnungswinkels (44) der in der Messebene (18) veränderbaren Relativrichtungen (20) angeordnet ist.
  8. Laservorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Lichteintrittsseite (36) her gesehen erste Zylinderlinse (46) und eine von der Lichteintrittsseite (36) her gesehen zur ersten Zylinderlinse (46) zweite Zylinderlinse (48) in Richtung der optischen Achse (40) in einem Abstand (50) angeordnet sind.
  9. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderoptik (28) in der Messebene (18) ein Bildfeld (52) von zumindest 60° aufweist.
  10. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderoptik (28) senkrecht zur Messebene (18) ein Bildfeld (54) von weniger als 5° aufweist.
  11. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (22) einen zweidimensionalen Bildsensor (56) aufweist.
  12. Laserdistanzmessgerät (12) mit einer Laservorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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