本发明专利技术涉及一种测量设备，特别地涉及准距仪、激光扫描仪、轮廓仪或激光跟踪器，所述测量设备包括电子激光距离测量模块，所述电子激光距离测量模块包括用于激光测量照射的光学发送通道和光学接收通道，其中，在所述光学发送通道和/或所述光学接收通道中设置用于激光测量照射的可变光学衰减单元(100)。根据本发明专利技术，射到所述衰减单元(100)上的光(101)被液晶衰减。所述衰减单元(100)包括：至少一个偏振器(P)，其尤其被设计为偏振片(P)；液晶快门(L)，其尤其包括向列型液晶，具有可变透射率；第一分析仪(A1)，其尤其被设计为偏振片(A1)。本发明专利技术还涉及包括根据本发明专利技术的衰减单元(100)的电子距离测量模块和用于制造根据本发明专利技术的衰减单元的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及包括电子激光距离测量模块的测量设备，尤其是涉及准距仪、激光扫描仪、轮廓仪(profiler)或激光跟踪器，该电子激光距离测量模块包括用于激光测量照射的光学发送通道和光学接收通道，其中，在光学发送通道和/或光学接收通道中设置用于激光测量照射的可变光学衰减单元。
技术介绍
一般的光学衰减单元或衰减器尤其用于电子距离测量模块(EDM)中。距离测量模块是例如经玮仪、轮廓仪或激光扫描仪的组件。现有技术中已知衰减器基本上由电机驱动的中性滤光轮构成。通常，十个至五十个衰减级离散地移动；然而，衰减还可通常被连续设置。通常，这种衰减器位于EDM的光学发送通道中，但是也用于EDM的接收通道中。将衰减器用于EDM中的一个特定挑战是从非常低到极高的至少5.0( = 15)的光学密度的非常大的设置范围，该范围通常与这两个极端状态之间的发送的指数分布关联。该指数分布意味着，就角度增量而言，衰减按乘法因子而非累加因子减小或增大。EDM高度需要的信号动态范围第一可归因于待确定及覆盖的从小于Im至大于几千米的大距离范围，第二可归因于以下事实:意图测量背散射显著极小的高度扩散的光散射目标对象、并且还测量具有回射和极高光学性质、以及相应高度密集反射的棱镜目标对象。在这种情况下，信号范围遍及五个数量级(105)，从而形成对于上述高度发送可变性的要求的基础。目前广泛使用衰减器经常由高密度黑/白摄影胶片(film)。包括全色乳胶的这两种胶片和包括正色乳胶的这两种胶片适于这个目的。这些胶片具有聚酯载体，所以它们的质量轻，尺寸小，制造简单并因此是有成本效益的。结合数字拍摄的快速发展，传统胶片业务随之同时大范围被取代。感光乳液以及事实上还有载体材料(具有完全令人满意的光学性质)二者的主要制造商正逐渐停止生产和销售这些胶片。尤其是，具有高光学密度的单色乳液的生产受到当前这种发展的影响。尽管高质量水平的胶片目前仍然可得到，但它们只具有小于3的平均光学密度。尚存的商购胶片不再可实现用正色性胶片实现的所需灰度范围。b/w胶片的当前颜色只实现至多大致OD 2.5的值。即使利用努力开发的显影剂溶液，也不能实现全灰度值再现(即，与之前所需一样大的衰减)。可用具有OD 2.5的双包胶片实现用于信号范围设置在五个数量级(105)内的一种可能的实现形式。然而，这将具有已知的应该被防止的散射光增加的缺点。另一个缺点将是由于惯性力矩增大导致的开关时间较长。衰减滤波器的一些变型具有线状或格子状栅格结构，其中，通过增大线的密度或者通过减小栅格的自由开口(free openings)的大小，来实现衰减的单调性增大。另外，通过光学衍射增强衰减。线或栅格结构可另外通过衍射来增强光衰减，可实现比胶片的特征密度曲线高的衰减率。然而，在于具有发射衍射受限光的光源(诸如，激光器)的发送通道中具有栅格状结构的衰减器是不合适的，因为衍射级产生干扰EDM的传感器功能的离散光束方向。至于电-光衰减器或空间调制器，近二十年来已经尝试了多种技术。除了基于液晶的装置之外，例如，已经提出将磁-光、基于半导体的多量子阱布置或可变形反射镜用作衰减器。迄今为止，只有基于液晶技术的布置(制造商:Boulder Nonlinear Systems (博尔德非线性系统))和基于MEMS的微镜技术(制造商:Texas Instrument (德州仪器))被发现在商业产品中使用?’在US 2012/0224164A1中也公开了用于衰减器的这种布置。还可想到到非光学信号衰减，例如，信号路径的电子部件中的信号衰减。在这种情况下，会考虑驱动发光激光二极管用以改变产生的输出光密度、控制接收二极管的Aro增益以及驱动电气放大器级(直至模数转换器)以及电-光纤衰减器。实际上一直有使用这些衰减的可能性，尽管总体上只是用作补充而非仅仅针对信号衰减的功能；这是因为，距离测量模块将覆盖的信号动态范围超出了这些电气衰减方法的可能性，即使是这些电子衰减方法被结合。举例来说，来自反射性物体的信号比来自暗漫射物体表面的信号强至少数百万倍。上述类型的电气接收电路实现了在大致三个数量级范围内的动态范围。光学衰减器在技术信号发送行为方面是线性的，也就是说，就相位(传播时间)而言并且就幅度而言，它们是线性的，并且发送的信号并不失真，这有利于高度准确地测量EDM模块。光纤-光学衰减装置也是已知的。尽管它们操作快速并且可甚至以几纳秒的开关时间设置所需信号强度，但它们就机械尺寸而言不妥当地大并且较昂贵。然而，基于迄今位置提出的可选解决方案的前期产品都不满足ODO至0D5或甚至0D6的高动态范围需求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种衰减器，该衰减器在五个数量级的光学密度动态设置范围内，可实现至少0D5的光学密度。另一个目的是能够通过单一衰减单元使得设定的EDM的信号尽可能大，这导致可减少结构体积和成本。使用液晶技术显然是实现这些目的所关注的。直至现在的相当长的时间内，在例如度量衡或消费电子领域中已采用了液晶显示器或液晶屏(LCD)。它们的功能是基于以下事实:如果向液晶施加特定量的电压，则液晶影响光的偏振。IXD由可将它们的透明度相互独立地改变的段(segment)组成。为此目的，通过各段中的电压独立地控制液晶的取向(alignment)。由背光系统和偏振滤波器产生的对偏振光的透射率因此改变。为了适用于根据本专利技术的液晶快门(liquid crystal shutter)，LCD的LC玻璃单元必须在整个自由开口内具有均匀的光学性质。它们必须永久地具有高防漏性和抗老化现象。同样地，将连接到LCD的电极的触点不应该表现出由于老化或腐蚀导致的任何功能限制。这些触点有利地装配有柔性印刷电路板。在显示器和图像
中最常使用的液晶是向列液晶。表现出液晶相的成分被称为液晶原(mesogen)。非手性液晶原的向列相是最简单的液晶相类型。在所述液晶相中，分子具有相对于所谓“指向矢”(方向的单位矢量)的取向级。所得的优选取向仅仅对于小体积是大体恒定的。分子的质心按统计学分布，类似于液晶:无论发生什么，都没有长距离的位置级。所谓液晶单元的各种结构用作偏振旋转器。众所周知的是扭曲向列型LCD(TN);这些单元具有特别简单的构造并且只将偏振旋转90°。液晶显示器中使用的液晶是有机化合物，这些有机化合物既具有液体的性质又具有固体的性质。一方面，它们是比液体多或少的流体；另一方面，它们表现出从固体得知的性质(诸如，双折射性)。可用也被称为扭曲向列单元的Schadt-Helfrich单元实现简单的液晶显示元件。可通过非常具体的LC结构实现相对于具有超过15的最大发送的状态的光学额衰减因子。在TN-1XD的情况下，入射光在进入元件之前被线性偏振。TN-1XD中的分子扭曲导致光偏振方向旋转，从而导致光可穿过旋转90°的第二偏振器，并且单元是透明的。当在电极处存在电压时，液晶分子(在轴向方向上)主要平行于电场取向并且由此扭曲逐渐被抵消。光偏振方向不再旋转，因此光不再穿过第二偏振滤波器。TN-LC单元因在打开状态中它们非常高的透射率而被区分，迄今，用其它LCD技术不能实现该打开状态或者难以实现该打开状态。TN单元因此是电压受控的光阀。屏幕可由任意数量的这种单元(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量设备，尤其是准距仪、激光扫描仪、轮廓仪或激光跟踪器，所述测量设备包括电子激光距离测量模块，所述电子激光距离测量模块包括用于激光测量照射的光学发送通道和光学接收通道，其中，在所述光学发送通道和/或所述光学接收通道中设置用于激光测量照射的可变光学衰减单元(100)，其特征在于，所述衰减单元(100)以射到所述衰减单元(100)上的激光测量照射(101)被液晶(LC)衰减的方式进行构造和设计，并且出于此目的，所述衰减单元(100)至少包括：·偏振器(P)，该偏振器(P)尤其被设计为偏振片(P)，特别是被设计为单面自粘合膜并且粘合性结合到透明载体(GS)上和/或在一面上设置有抗反射层，或者与所述透明载体(GS)胶结，·液晶快门(L，L1，L2)，该液晶快门(L，L1，L2)尤其包括向列型液晶，该液晶快门(L，L1，L2)具有可设定的可变透射率(T)，以及·第一分析仪(A1)，该第一分析仪(A1)尤其被设计为偏振片(A1)，特别是被设计为单面自粘合膜并且粘合性结合到透明载体(GS)上和/或在一面上设置有抗反射层，或者与所述透明载体(GS)胶结。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·辛德林，保罗·本茨，J·莱斯，
申请(专利权)人：赫克斯冈技术中心，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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