专利名称：接收器透镜系统以及光学测距器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于光学测距器的接收器透镜系统以及如权利要求7所述的具有接收器透镜系统的光学测距器。
背景技术：
激光测距器常常在恶劣条件下在建筑工地上使用。由此导致的结果是，激光测距器、特别是其光学系统必须容忍温度作用、湿度作用和污物作用。此外，激光测距器应具有优秀的光学特性以便能够以最小的测量误差不仅在近区域中而且在高达几百米的距离上实施测量。在此有问题的是，配设给光电探测器的接收器透镜系统应使激光在所述光电探测器上成像，所述激光由非常远以及非常近的物体反射。在此，在与物体的距离仅很小时， 接收器透镜系统的光学轴与发出的测量射束之间的视差角是重要的，所述视差角在测量大距离时可被忽略。

发明内容
本发明的任务在于，建议一种用于光学测距器的改善的接收器透镜系统，其对于温度影响和/或湿度影响和/或污物影响不敏感。所述经改善的接收器透镜系统的结构优选应容易地能够实现水密地和/或污物密封地设计光学测距器、特别是激光测距器的壳体。此外优选的是，所述接收器透镜系统不仅可应用于近区域而且可应用于远区域。特别优选的是，所述接收器透镜系统应可尽可能成本低廉地实现。此外的任务在于，建议一种光学测距器、特别是激光测距器，其具有如先前所述那样构造的接收器透镜系统。所述任务在接收器透镜系统方面利用权利要求1的特征并且在光学测距器方面利用权利要求7的特征解决。在从属权利要求中给出本发明的有利的进一步方案。由说明书、权利要求书和/或附图中公开的特征中的至少两个组成的所有组合也落在本发明的保护范围内。本发明的构思在于，将至少一个塑料透镜与至少一个玻璃透镜配对以形成接收器透镜系统，其中，落在本发明范围内的是，仅仅设置一个塑料透镜和/或仅仅设置一个玻璃透镜。通过采用至少一个玻璃透镜和至少一个塑料透镜可以将它们各自的优点最佳地组合。例如玻璃透镜对于温度改变和湿度改变相对不敏感，特别是在焦距方面。此外，球形的标准玻璃透镜成本低廉并且对于污物不敏感。塑料透镜的优点是，其可以显著更简单地这样构造，使得利用其可以修正成像误差。例如，塑料透镜与玻璃透镜相比可以成本相对低廉地设置有相应的非球形表面，特别是以便补偿视差角，所述视差角在大多数的光学测距器中由于接收器透镜系统和优选构造为激光源的光源的并排布置而出现。特别优选的是这样一种接收器透镜系统的实施方式，在该实施方式中，塑料透镜设置在玻璃透镜与光电探测器之间的光路中，即，所述玻璃透镜是接收器光路中最前面的透镜。就玻璃透镜如前所述对湿度、温度和污物不太敏感并且从而适合于向外封闭光学测距器的壳体而言，这种做法是具有决定性优点的。此外，通过将玻璃透镜设置为光路中最前面的透镜容易地能够实现水密地(优选高达1米的水深)、但至少防喷水地构造壳体。所述至少一个塑料透镜位于所述壳体内部并且由此被最佳地防护免受湿气和污物影响。特别优选的是这样一种接收器透镜系统的实施方式，在该实施方式中，所述玻璃透镜构造为球形透镜，即具有至少一个球形的透镜侧。优选所述玻璃透镜是标准玻璃透镜、 优选是平凸的透镜。附加或替代地也可以的是，所述塑料透镜构造为非球形的透镜，即构造为不具有球形透镜侧的透镜，以便用这种方式修正成像误差。在本发明的进一步方案中有利地规定，接收到的激光的波前在玻璃透镜上(高聚散度)比在塑料透镜上(低聚散度)显著强烈地弯曲。为此，优选玻璃透镜具有比塑料透镜显著更高的折射率。因为玻璃透镜的折射率基本上不受温度波动和/或湿度波动的影响， 因此温度改变和/或湿度改变对于所述接收器透镜系统的整体性能仅仅具有无关紧要的作用。在本发明的进一步方案中有利地规定，所述玻璃透镜与所述塑料透镜的间距至少在装配所述接收器透镜系统时可调节，以便由此适配激光器装置的焦距。在此优选特别是前面的所述玻璃透镜固定地设置，所述塑料透镜可调节地设置，这又积极地使得所述接收器透镜系统适合于集成在一个至少防喷水和污物的壳体中。通过所述透镜中至少一个—— 优选仅仅塑料透镜——的可调节的布置可以补偿在制造透镜时不可避免地出现的制造公差。能够最佳地适于制造光学测距器的至少防喷水的壳体的原因是，最前面的优选接收在壳体保持装置中的透镜永久地位置固定并且不必被调节，由此可以相对简单地负责所述透镜与所述壳体之间的最佳且可靠的密封。通过至少一个透镜(优选仅仅塑料透镜)的可调节的布置能够以简单的方式补偿制造公差。特别优选的是，所述接收器透镜系统的玻璃透镜涂有抗反射涂层。在玻璃透镜中设置抗反射涂层相比塑料透镜相对简单并且可以成本低廉，并且对于所述接收器透镜系统的光学特性有正面影响。本发明还涉及一种光学测距器，优选激光测距器，具有根据上述权利要求中任一项所述的接收器透镜系统。光源、优选激光源的输出光路相对于所述接收器透镜系统的光路优选有角度地布置，即存在视差，所述视差能够利用按照本发明的方案构造的接收器透镜系统以简单的方式成本低廉地补偿。特别优选的是这样一种光学测距器的实施方式，在该实施方式中，所述测距器的壳体是水密的(优选高达1米的水深)、但是至少防喷水和污物。这特别是可以通过以下方式实现，即，所述接收器透镜系统的最前面的透镜是特别是构造为标准透镜的玻璃透镜、特别优选是球形的透镜并且在所述壳体内部布置至少一个、优选仅仅一个塑料透镜，所述塑料透镜特别是仅仅具有非球形的透镜侧。为了相对于另外的光学轴、特别是输出射束的光学轴、即优选激光器轴或壳体轴调节所述接收器透镜系统的光学轴，存在基本上两个可能性。按照第一实施方式，整个接收器透镜系统可相对于光电探测器调节。按照替代的第二可能性，所述接收器透镜系统的仅仅至少一个、优选仅仅一个透镜、特别优选是塑料透镜相对于所述光电探测器并且相对于至少一个另外的透镜、优选所述接收器透镜系统的玻璃透镜调节。在此特别优选的是这样一个实施方式，在该实施方式中，一个透镜、优选塑料透镜不仅可以在所述光学轴的方向上而且也可以相对该方向横向地调节，以便能够同时调节所述接收器透镜系统的焦距以及所述光学轴的位置、即视差。设置具有最大折射率的一个或多个玻璃透镜的优点是，所述折射率可几乎不受湿度和温度的影响。总体上观察，温度变化对所述至少一个塑料透镜折射率的不可避免地出现的影响由于所述塑料透镜的优选极小的折射率而仅仅是很小的。


由下面对优选实施例的说明以及借助于附图得出本发明的其它优点、特征和细节。在唯一的附图1中，表示
图1构造为激光测距器的光学测距器的示意图，所述光学测距器具有接收器透镜系统，所述接收器透镜系统包括玻璃透镜和塑料透镜。
具体实施例方式图1以非常示意性的视图示出构造为激光测距器的光学测距器1，其具有激光源 2、光电探测器3以及配设给该光电探测器的分析处理电路4，所述分析处理电路基于干涉仪法或传播时间测量法确定与未示出的物体之间的距离。可以看到，由激光源2产生的输出光路5与接收器透镜系统7的光路6(接收器光路)有角度地设置。所述光学测距器1包括防喷水和污物的壳体8，所述壳体具有第一壳体开口 9和与所述第一壳体开口侧向地间隔距离的第二壳体开口 10。所述接收器透镜系统7的球形的 (这里为平凸的)玻璃透镜11被水密地接收在所述第一壳体开口 9中，所述玻璃透镜固定地锚固在那里并且相对于所述光电探测器3位置固定地设置。配设给所述激光源2的玻璃制的球形透镜13位置固定地设置在所述第二壳体开口 10中。在所述光路6中在所述球形玻璃透镜11与所述光电探测器3之间具有一个非球形的塑料透镜12，所述塑料透镜的位置以一定的界限不仅可沿着所述光路6而且也可相对于所述光路侧向地调节，以便能够使所述接收器透镜系统7的焦点与所述光电探测器3重合以及以便修正成像误差。所述非球形的塑料透镜12这样构造，使得所述输出光路5与所述接收器透镜系统7的光路6之间的视差即使在约5cm的极小距离时也可被忽略。在所示的接收器系统7的情况下，玻璃透镜11与塑料透镜12之间的在接收到的光束中要实现的聚散度被这样分配，使得给玻璃透镜11配设所述聚散度的大部分，以便使得所述接收器透镜系统7至少很大程度上对于温度和湿度影响不敏感。
权利要求
1.用于光学测距器(1)的接收器透镜系统，用于检测在物体上反射的光束，具有设置在光路(6)中的塑料透镜(12)，其特征在于，设置有布置在所述光路(6)中的玻璃透镜 (11)。
2.根据权利要求1所述的接收器透镜系统，其特征在于，所述玻璃透镜(11)在所述光路(6 )中布置在所述塑料透镜(12 )前面。
3.根据权利要求1或2所述的接收器透镜系统，其特征在于，所述玻璃透镜(11)是球形透镜、优选是平凸的透镜，和/或所述塑料透镜(12 )是非球形的透镜。
4.根据上述权利要求中任一项所述的接收器透镜系统，其特征在于，所述玻璃透镜 (11)被构造为比所述塑料透镜(12)引起接收到的光束的显著更高的、优选至少是3倍或5 倍的聚散度，和/或所述玻璃透镜(11)具有比所述塑料透镜(12)显著更大的、优选多于三倍大的表面曲率和/或显著更大的、优选多于三倍大的折射率。
5.根据上述权利要求中任一项所述的接收器透镜系统，其特征在于，所述玻璃透镜 (11)与所述塑料透镜(12)之间的间距优选能够通过所述塑料透镜(12)相对于固定的玻璃透镜(11)的能调节的布置来调节。
6.根据上述权利要求中任一项所述的接收器透镜系统，其特征在于，所述玻璃透镜 (11)涂有抗反射涂层。
7.光学测距器，优选激光测距器，具有根据上述权利要求中任一项所述的接收器透镜系统(7)。
8.根据权利要求7所述的光学测距器，其特征在于，输出光路(5)相对于所述接收器透镜系统(7)的光路(6)有角度地布置。
9.根据权利要求7或8所述的光学测距器，其特征在于，所述测距器(1)的壳体(8)防喷水和/或水密地和/或防污物地构造。
10.根据权利要求7至9之一所述的光学测距器，其特征在于，整个接收器透镜系统 (7)或者仅仅所述玻璃透镜(11)或者仅仅所述塑料透镜(12)能够横向于所述光路(6)相对于光电探测器(3)地被调节。
全文摘要
本发明涉及用于光学测距器(1)的光学接收器透镜系统(7)，用于检测在物体上反射的光束，具有设置在光路(6)中的塑料透镜(12)。按照本发明，设置有布置在所述光路(6)中的玻璃透镜(11)。本发明还涉及一种光学测距器(1)。
文档编号G01C3/08GK102257356SQ200980150693
公开日2011年11月23日 申请日期2009年10月20日 优先权日2008年12月17日
发明者哈泽 B., 里夏尔 M. 申请人:罗伯特·博世有限公司