用于光学地测量与漫射目标物体和反射目标物体的距离的设备的制作方法

1.本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于光学地测量与目标物体的距离的设备。


背景技术：

2.除了手持式测量装置之外，还提供了用于光学地测量距离的已知设备，用于安装在例如全站仪中。在安装于全站仪中期间，将该设备与例如被实施为望远镜的另外的光学元件相结合。为了界定，另外的光学元件被称为外部光学单元。
3.现有技术已经披露了各种方案，以允许将设备用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离。de 198 40 049 a1已经披露了一种用于光学地测量距离的设备，该设备产生具有大光束发散度的第一激光束和具有低光束发散度的第二激光束，其中，第一激光束被提供用于光学地测量与散射目标物体的距离，并且第二激光束被提供用于光学地测量与反射目标物体的距离。替代性方案包括在距离测量装置中产生准直激光束，藉由设置在距离测量装置下游的调节装置，可以将所述激光束整形并与目标物体的类型相适配。
4.ep 2 527 867 b1已经披露了一种具有同轴布置的距离测量装置，该距离测量装置产生准直激光束。该距离测量装置包括激光束源、检测器、具有激光束整形光学单元和接收光束整形光学单元的光束整形光学单元、以及将激光束和接收光束彼此分离的分束光学单元。光束整形光学单元被实施为准直光学单元，该准直光学单元将激光束整形成准直激光束。离开距离测量装置的准直激光束被设计用于光学地测量与散射目标物体的距离。激光束源的辐射通量对于与反射目标物体的光学距离测量来说太高了，这可能导致检测器过载。在反射目标物体被实施为单体回射器的的情况下，使用准直激光束是不利的。准直激光束必须非常精确地对准单体回射器的中心，以防止接收光束没有照射到检测器上的情况。如果激光束没有照射到单体回射器的中心，则接收光束相对于激光束的光轴会产生平行偏移。
5.de 10 2013 205 589 a1已经披露了一种用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离的设备。该设备包括距离测量装置，该距离测量装置包括激光束源、检测器、分束光学单元、光束整形光学单元、以及调节装置，该光束整形光学单元具有激光束整形光学单元和接收光束整形光学单元，该调节装置设置在激光束的光束路径中、在该距离测量装置下游。该调节装置包括第二激光束整形光学单元和第二接收光束整形光学单元。该第二激光束整形光学单元被实施为发散性光学单元，该发散性光学单元将准直激光束整形成扩展激光束。该第二接收光束整形光学单元被实施为漫射板，该漫射板使在目标物体处反射的激光束衰减。为了能够使激光束适应不同的目标物体，该调节装置可以包括多个第二激光束整形光学单元和/或多个第二接收光束整形光学单元，该多个第二激光束整形光学单元在扩展特性上彼此不同，该多个第二接收光束整形光学单元被实施为漫射板、在其光散射特性方面彼此不同。
6.从de 10 2013 205 589 a1已知的用于光学地测量距离的设备具有多个缺点：外来光(例如以直接或间接入射阳光的形式)增加了测量距离所需的测量时间，或者在固定的测量时间的情况下增加了测量误差。与激光束不同的是，外来光不是定向的，而是可能从不同的方向入射。被实施为漫射板的第二接收光束整形光学单元将外来光衰减到比定向接收光束小得多的程度。此外，通过发散性光学单元被扩展的激光束不适合耦合到外部光学单元中。
7.wo 2016/184735 a1已经披露了用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离的另外的设备。该设备包括激光束源、检测器和激光束整形装置，该激光束整形装置具有第一激光束整形光学单元和第二激光束整形光学单元，该第二激光束整形光学单元不同于该第一激光束整形光学单元并且设置在激光束的光束路径中、在该第一激光束整形光学单元的下游。
8.该第一激光束整形光学单元被实施为准直光学单元，并且被设计用于测量与散射目标物体的距离。该第二激光束整形光学单元被实施为具有多个透射像素的第一阵列，并且被设计用于测量与反射目标物体的距离，这些反射目标物体可以被实施为单个回射器或表面回射器。藉由第一控制单元，透射像素的透射率可在三种状态之间切换，即，透射率小于10％的非透射状态，透射率在10％至90％之间的部分透射状态，以及透射率大于90％的完全透射状态。该激光束可以通过第一阵列的各个透射像素的透射率来与目标物体的类型相适配。为了防止检测器在测量与反射目标物体的距离时过载，入射接收光束的辐射通量必须显著低于发射的激光束的辐射通量。
9.在单体回射器的情况下，第一阵列中的设置在激光束的光束路径中的至少50％的透射像素被切换到非透射的透射状态。设置在激光束的光束路径中并且具有部分透射或完全透射实施例的透射像素形成了激光束的透射孔，该透射孔有助于激光束显著扩展。这种扩展允许降低激光束在单体回射器上的对准方面所需的精度。在部分地透射的透射像素的情况下，可以通过透射像素的透射率来改变透射的辐射通量的比例；透射率越小，激光束的衰减越明显。
10.从wo 2016/184735 a1已知的用于光学地测量距离的设备的缺点在于，透射孔遮蔽了大部分激光束，这在高度结构化且不均匀的激光束的情况下可能导致显著的信号变化。此外，用于光学地测量距离的设备不适合与例如外部光学单元(比如变焦透镜或望远镜)耦合。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于开发一种用于光学地测量距离的设备，该设备适用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离，其中，激光束被耦合到外部光学单元中。用于光学地测量距离的设备应在-20℃至 65℃之间的温度范围上呈现出稳定的操作。
12.在如开篇阐述的用于光学地测量与散射目标物体或反射目标物体的距离的设备的情况下，该目的根据本发明通过独立权利要求1的特征来实现。从属权利要求中说明了有利的发展。
13.根据本发明，该用于光学地测量距离的设备的特征在于，该第二激光束整形光学单元被实施为聚焦光学单元，该聚焦光学单元将该准直激光束整形成聚焦激光束，并且该
调节装置包括焦点移位装置，该焦点移位装置能够被移动到该聚焦激光束的光束路径中。被实施为准直光学单元的第一激光束整形光学单元将激光束源的激光束整形成准直激光束，该准直激光束随后藉由被实施为聚焦光学单元的第二激光束整形光学单元被整形成聚焦激光束。
14.能够被移动到聚焦激光束的光束路径中的焦点移位装置适用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离。光学地测量与散射目标物体的距离是通过设置在聚焦激光束的光束路径之外的焦点移位装置来实施的，并且光学地测量与反射目标物体的距离是通过设置在聚焦激光束的光束路径中的焦点移位装置来实施的，这些反射目标物体被实施为单体回射器。
15.优选地，准直光学单元和聚焦光学单元被紧固到共用的光学单元支架上。用于准直光学单元和聚焦光学单元的共用的光学单元支架有助于在所需温度范围内获得焦点的固定位置。这确保了维持用于测量与散射目标物体的距离的调节后的状态。
16.在优选变体中，该焦点移位装置包括焦点移位元件，其中，该焦点移位装置能够在第一状态和第二状态之间进行调节，在该第一状态中，该焦点移位元件设置在该激光束的光束路径之外，在该第二状态中，该焦点移位元件设置在该激光束的光束路径中。能够在两种状态之间进行调节的焦点移位装置适用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离，这些散射目标物体和反射目标物体被实施为单体回射器或表面回射器。该焦点移位装置的第一状态被提供用于光学地测量与散射目标物体的距离，在该第一状态中，焦点移位元件设置在激光束的光束路径之外；并且该焦点移位装置的第二状态被提供用于光学地测量与单体回射器的距离，在该第二状态中，焦点移位元件设置在激光束的光束路径中。该焦点移位装置的第一状态或第二状态可以用于测量与表面回射器的距离。
17.优选地，该焦点移位元件包括两个倾斜的平面玻璃板，其中，在该焦点移位装置的第二状态中，所述两个玻璃板中的第一玻璃板以正倾角α倾斜，并且所述两个玻璃板中的第二玻璃板以对应的负倾角-α倾斜，在每种情况下均是相对于传播平面而言，该传播平面被设置成垂直于聚焦激光束的光轴。通过使玻璃板相对于垂直于准直激光束的光轴的传播平面倾斜，可以防止或至少减少激光束在激光束源的方向上或在检测器的方向上的背向反射。由相对于垂直于聚焦激光束的光轴的传播平面倾斜的平面玻璃板构成的焦点移位元件的实施例的优点在于，可以改变聚焦激光束的焦点位置。这里，移位路径可以通过玻璃板的厚度来设定。
18.在替代性优选变体中，该焦点移位装置包括第一焦点移位元件和第二焦点移位元件，其中，该焦点移位装置能够在第一状态、第二状态和第三状态之间进行调节，在该第一状态中，该第一和第二焦点移位元件设置在该激光束的光束路径之外，在该第二状态中，该第一焦点移位元件设置在该激光束的光束路径中，在该第三状态中，该第二焦点移位元件设置在该激光束的光束路径中。能够在这三种状态之间进行调节的焦点移位装置适用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离，这些散射目标物体和反射目标物体被实施为单体回射器或表面回射器。该焦点移位装置的第一状态被提供用于光学地测量与散射目标物体的距离，在该第一状态中，第一焦点移位元件和第二焦点移位元件设置在激光束的光束路径之外。该焦点移位装置的第二状态和第三状态被提供用于光学地测量与单体回射器的距离，在该第二状态和第三状态中，第一焦点移位元件和第二焦点移位元件分别设
置在激光束的光束路径中。该焦点移位装置的第一状态、第二状态或第三状态可以用于测量与表面回射器的距离。
19.优选地，该第一焦点移位元件包括两个倾斜的第一玻璃板，其中，在该焦点移位装置的第二状态中，所述两个第一玻璃板中的第一个以正的第一倾角α1倾斜，并且所述两个第一玻璃板中的第二个以对应的负的第一倾角-α1倾斜，在每种情况下均是相对于传播平面而言，该传播平面被设置成垂直于聚焦激光束的光轴；并且该第二焦点移位元件包括两个倾斜的第二玻璃板，其中，在该焦点移位装置的第三状态中，所述两个第二玻璃板中的第一个以正的第二倾角α2倾斜，并且所述两个第二玻璃板中的第二个以对应的负的第二倾角-α2倾斜，在每种情况下均是相对于该传播平面而言。通过使玻璃板相对于垂直于准直激光束的光轴的传播平面倾斜，可以防止或至少减少激光束在激光束源的方向上或在检测器的方向上的背向反射。在具有多个焦点移位元件的焦点移位装置的情况下，聚焦激光束的焦点位置可以移位到不同的程度。这里，移位路径取决于被用于焦点移位元件的玻璃板的厚度。
20.在优选的发展中，该调节装置包括衰减装置，其中，该衰减装置设置在激光束的光束路径中、在第一激光束整形光学单元与第二激光束整形光学单元之间。将衰减装置设置在激光束的光束路径中在第一激光束整形光学单元与第二激光束整形光学单元之间是有利的，因为在准直激光束中完成激光束的衰减以及在适用的情况下接收光束的衰减。在准直激光束的光束路径中，该衰减元件可以相对于准直激光束的传播平面倾斜，以便防止或至少减少激光束在激光束源或检测器的方向上的背向反射。
21.在优选变体中，该衰减装置包括衰减元件，其中，该衰减装置能够在第一状态和第二状态之间进行调节，在该第一状态中，该衰减元件设置在激光束的光束路径之外，在该第二状态中，该衰减元件设置在激光束的光束路径之内。能够在这两种状态之间进行调节的衰减装置适用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离，这些散射目标物体和反射目标物体被实施为单体回射器或表面回射器。该衰减装置的第一状态被提供用于光学地测量与散射目标物体的距离，在该第一状态中，衰减元件设置在激光束的光束路径之外；并且该衰减装置的第二状态被提供用于光学地测量与反射目标物体的距离，在该第二状态中，衰减元件设置在激光束的光束路径中。
22.特别优选地，在该衰减装置的第二状态中，衰减元件相对于传播平面以倾角β倾斜，该传播平面被设置成垂直于准直激光束的光轴。通过使衰减元件相对于垂直于准直激光束的光轴的传播平面倾斜，可以防止或至少减少激光束在激光束源的方向或检测器的方向上的背向反射。
23.在替代性优选变体中，该衰减装置包括第一衰减元件和第二衰减元件，其中，该衰减装置能够在第一状态、第二状态和第三状态之间进行调节，在该第一状态中，该第一和第二衰减元件设置在该激光束的光束路径之外，在该第二状态中，该第一衰减元件设置在该激光束的光束路径中，在该第三状态中，该第二衰减元件设置在该激光束的光束路径中。能够在这三种状态之间进行调节的衰减装置适用于光学地测量与散射目标物体和反射目标物体的距离，这些散射目标物体和反射目标物体被实施为单体回射器或表面回射器。该衰减装置的第一状态被提供用于光学地测量与散射目标物体的距离，在该第一状态中，第一衰减元件和第二衰减元件设置在激光束的光束路径之外。该衰减装置的第二状态和第三状
态被提供用于光学地测量与反射目标物体的距离，在该第二状态和该第三状态中，第一衰减元件和第二衰减元件分别设置在激光束的光束路径中。
24.特别优选地，在该衰减装置的第二状态中，该第一衰减元件以第一倾角β1倾斜，并且在该衰减装置的第三状态中，该第二衰减元件以第二倾角β2倾斜，在每种情况下均是相对于传播平面而言，该传播平面被设置成垂直于准直激光束的光轴。通过使第一衰减元件和第二衰减元件相对于垂直于准直激光束的光轴的传播平面倾斜，可以防止或至少减少激光束在激光束源的方向上或在检测器的方向上的背向反射。
25.在一种发展中，该设备包括第一接收光束整形光学单元并且该调节装置包括第二接收光束整形光学单元。该第一接收光束整形光学单元被设计用于测量与散射目标物体的距离，并且该第二接收光束整形光学单元用于使接收光束与反射目标物体相适配，反射目标物体可以被实施为单体回射器或表面回射器。
26.本技术另外涉及一种系统，该系统包括外部光学单元和用于光学地测量距离的设备，该外部光学单元设置在激光束的光束路径中、在该设备的下游。举例来说，该外部光学单元被实施为变焦透镜或望远镜。
27.优选地，该外部光学单元的后侧焦平面基本上与该聚焦光学单元的前侧焦平面重合，其中，没有焦点移位元件设置在该激光束的光束路径中。如果外部光学单元被定位成使得第二激光束整形光学单元的前侧焦平面与外部光学单元的后侧焦平面重合，则聚焦激光束被外部光学单元整形成准直激光束，该准直激光束用于光学地测量与散射目标物体和表面回射器的距离。如果聚焦激光束照射到焦点移位元件上，该焦点移位元件使第二激光束整形光学单元的前侧焦平面相对于外部光学单元的后侧焦平面移位，则外部光学单元不能对聚焦激光束进行准直；而是，聚焦激光束被整形成扩展激光束，该扩展激光束被用于光学地测量与单体回射器的距离。
附图说明
28.下文参考附图描述了本发明的示例性实施例。这不一定旨在按比例展示示例性实施例；而是，在有助于说明的情况下，附图是以示意性和/或略微扭曲的形式产生的。这里应考虑到，在不脱离本发明的总体构思的情况下，可以进行与实施例的形式和细节相关的各种修改和变更。本发明的总体构思不限于下文所示和描述的优选实施例的确切形式或细节，也不被局限于与权利要求中要求保护的主题相比将受到限制的主题。对于给定的设计范围，在所提及的极限内的值也应作为限制值披露，并且应根据需要是可用的和可要求保护的。为了简单起见，在下文中将相同的附图标记用于表示相同或相似的一个或多个部分，这些部分具有相同或相似的功能。
29.在附图中：
30.图1示出了根据本发明的系统，该系统包括外部光学单元和根据本发明的用于光学地测量距离的设备；
31.图2以沿着图1中剖面的截面示出了图1的根据本发明的用于光学地测量距离的设备；
32.图3示出了藉由根据本发明的用于光学地测量距离的设备对散射目标物体进行光学距离测量；
33.图4示出了藉由图3所展示的设备对反射目标物体进行光学距离测量，该反射目标物体被实施为表面回射器；以及
34.图5示出了藉由图3所展示的设备对反射目标物体进行光学距离测量，该反射目标物体被实施为单体回射器。
具体实施方式
35.图1示出了根据本发明的系统10，该系统包括外部光学单元12和根据本发明的用于光学地测量与目标物体的距离的设备11。设备11包括距离测量装置13和调节装置14。
36.在距离测量装置13中产生激光束，所述激光束藉由调节装置14来与外部光学单元12相适配。调节装置14包括光束整形光学单元15和焦点移位装置16。另外，调节装置14可以包括衰减装置17，该衰减装置设置在距离测量装置13与光束整形光学单元15之间。
37.图2以沿着剖面a-a的截面示出了图1的根据本发明的系统10。系统10包括距离测量装置13、调节装置14和外部光学单元12。
38.距离测量装置13包括：激光束源21，该激光束源被实施为第一电光部件并且沿着光轴发射激光束；以及检测器22，该检测器被实施为第二电光部件并且接收已经在目标物体处散射或反射的接收光束。
39.距离测量装置13具有同轴实施例，即，激光束和接收光束彼此同轴地延伸。为了将激光束与接收光束彼此分离，距离测量装置13包括分束器光学单元，该分束器光学单元可以被实施为穿孔反射镜、偏振分束器或半透明反射镜。距离测量装置13包括分束器光学单元23，该分束器光学单元被实施为穿孔反射镜。在示例性实施例中，接收光束被分束器光学单元23偏转，并且激光束穿过分束器光学单元23而没有偏转。
40.由激光束源21沿着光轴发射的激光束是发散的，并且必须藉由光学元件来整形。距离测量装置13包括第一光束整形光学单元24，该第一光束整形光学单元对激光束和接收光束进行整形。由于分束器光学单元23被实施为穿孔反射镜，因此第一光束整形光学单元24的内部区域用于激光束的光束整形并被称为第一激光束整形光学单元25，并且第一光束整形光学单元24的外部区域用于接收光束的光束整形并被称为第一接收光束整形光学单元26。在分束器光学单元被实施为偏振分束器或半透明反射镜的情况下，第一光束整形光学单元24的内部区域用于激光束的光束整形，并且整个第一光束整形光学单元24用于接收光束的光束整形。孔径光阑27可以在激光束的光束路径中设置在分束器光学单元23与第一光束整形光学单元24之间。孔径光阑27用于防止或至少减少激光束在检测器22的方向上的背向反射。
41.激光束源21、检测器22、分束器光学单元23和第一光束整形光学单元24形成距离测量装置13。距离测量装置13另外包括光学单元支架28、电路板29以及控制与评估装置30。激光束源21、分束器光学单元23和第一光束整形光学单元24被紧固到光学单元支架28，并且检测器22被紧固到电路板29。控制与评估装置30连接到激光束源21和检测器22，并且例如根据参考光束与接收光束之间的时间差来确定与散射目标物体或反射目标物体的距离。
42.激光束源21发射发散性激光束，该发散性激光束指向分束器光学单元23。激光束的最大可能部分被透射到分束器光学单元23，并且激光束的所述透射部分照射到第一激光束整形光学单元25上，在此完成第一光束整形。第一激光束整形光学单元25被实施为准直
光学单元，该准直光学单元将发散性激光束整形成准直激光束。准直光学单元的光学特性适于测量与大距离(无限远)处的散射目标物体的距离。在示例性实施例中，第一激光束整形光学单元25和第一接收光束整形光学单元26被实施为准直光学单元，并且具有相同的光学特性。替代性地，第一激光束整形光学单元和第一接收光束整形光学单元可以在其光学特性方面不同。
43.从距离测量装置13射出的激光束藉由调节装置14来与外部光学单元12适配。调节装置14包括光束整形光学单元15和焦点移位装置16，该光束整形光学单元在下文被称为第二光束整形光学单元。第二光束整形光学单元15对激光束和接收光束进行整形。由于分束器光学单元23被实施为穿孔反射镜，因此第二光束整形光学单元15的内部区域用于激光束的光束整形并被称为第二激光束整形光学单元31，并且第二光束整形光学单元15的外部区域用于接收光束的光束整形并被称为第二接收光束整形光学单元32。在分束器光学单元被实施为偏振分束器或半透明反射镜的情况下，第二光束整形光学单元15的内部区域用于激光束的光束整形，并且整个第二光束整形光学单元15用于接收光束的光束整形。
44.第二激光束整形光学单元31被实施为聚焦光学单元，该聚焦光学单元将准直激光束整形成聚焦激光束。聚焦光学单元的光学特性适于测量与散射目标物体和反射目标物体的距离。在示例性实施例中，第二激光束整形光学单元31和第二接收光束整形光学单元32被实施为聚焦光学单元，并且具有相同的光学特性。替代性地，第二激光束整形光学单元和第二接收光束整形光学单元可以在其光学特性方面不同。
45.焦点移位装置16设置在第二激光束整形光学单元15与外部光学单元12之间，并且用于在测量与反射目标物体的距离时调整聚焦点的位置。焦点移位装置16包括焦点移位元件33，该焦点移位元件包括两个平面玻璃板34a、34b。
46.焦点移位装置16能够在第一状态和第二状态之间进行调节，在该第一状态中，焦点移位元件33设置在激光束的光束路径之外，在该第二状态中，焦点移位元件33设置在激光束的光束路径之内。在示例性实施例中，焦点移位装置16通过步进马达35来调节，藉由该步进马达，焦点移位元件33被实施为可围绕枢转轴线36枢转。图2示出了处于第二状态的焦点移位装置16。
47.平面玻璃板34a、34b相对于激光束的传播平面37倾斜，其中，该传播平面被设置成垂直于激光束的光轴38。这两个玻璃板中的第一玻璃板34a相对于传播平面37以正倾角α倾斜，并且这两个玻璃板中的第二玻璃板34b相对于传播平面37以对应的负倾角-α倾斜，以便防止或至少减少激光束在激光束源21的方向上或在检测器22的方向上的背向反射。倾角是在玻璃板34a、34b的表面与传播平面37之间测量的。
48.调节装置14可以另外包括衰减装置17，该衰减装置设置在第一激光束整形光学单元25与第二激光束整形光学单元31之间。衰减装置17可以包括一个衰减元件或多个在透射率方面彼此不同的衰减元件。由于分束器光学单元23被实施为穿孔反射镜，因此衰减元件的内部区域用于衰减激光束并被称为激光束衰减元件，并且衰减元件的外部区域用于衰减接收光束并被称为接收光束衰减元件。在分束器光学单元被实施为偏振分束器或半透明反射镜的情况下，衰减元件的内部区域用于衰减激光束，并且整个衰减元件用于衰减接收光束。
49.衰减装置17包括衰减元件40，该衰减元件设置在转轮41中。该转轮被实施为可通
过步进马达42围绕旋转轴线43旋转。衰减装置17能够在第一状态和第二状态之间进行调节，在该第一状态中，衰减元件40设置在激光束的光束路径之外，在该第二状态中，衰减元件设置在激光束的光束路径之内。图2示出了处于第一状态的衰减装置17。藉由衰减装置17，可以使激光束与目标物体相适配。在本技术的范围内，在散射目标物体和反射目标物体之间进行了区分。
50.激光束在其上被散射的目标物体被定义为散射目标物体，并且激光束主要在其上被反射的目标物体被定义为反射目标物体。在反射目标物体的情况下，在单体回射器和表面回射器之间进行了区分。单体回射器被定义为由一个棱镜组成的反射目标物体，其中，该棱镜的尺寸大于典型的激光束直径，并且入射激光束捕获三棱镜的表面。表面回射器被定义为由设置成彼此相邻的多个棱镜组成的反射目标物体，其中，这些棱镜的尺寸小于典型的激光束直径，并且入射激光束捕获多个棱镜；表面回射器的示例有反射膜和猫眼。
51.在衰减装置17的第二状态中，衰减元件40相对于传播平面以倾角β倾斜，该传播平面被设置成垂直于准直激光束的光轴。通过使衰减元件40相对于垂直于准直激光束的光轴的传播平面倾斜，可以防止或至少减少激光束在激光束源21的方向上或在检测器22的方向上的背向反射。
52.图3示出了藉由根据本发明的系统50对散射目标物体进行光学距离测量，该系统包括外部光学单元52和根据本发明的用于光学地测量与目标物体的距离的设备51。目标物体被实施为散射目标物体53。
53.设备51包括距离测量装置13和调节装置54，该调节装置不同于设备11的调节装置14。调节装置54包括第二光束整形光学单元15和焦点移位装置55。调节装置54可以另外包括衰减装置56，该衰减装置设置在第一激光束整形光学单元25与第二激光束整形光学单元31之间。
54.距离测量装置13产生具有光轴58的激光束57，该激光束穿过分束器光学单元23并且被第一激光束整形光学单元25整形成准直激光束59。准直激光束59对于所有目标物体具有相同的尺寸和特性。在离开距离测量装置13之后，准直激光束59藉由调节装置54被整形，并且与目标物体的类型相适配。在目标物体的情况下，在散射目标物体、单体回射器和表面回射器之间进行了区分。
55.在对散射目标物体进行光学距离测量的情况下，激光束在目标物体处被散射到大角度范围上，并且散射的激光束的辐射通量中仅一小部分照射到检测器22上。激光束源21的功率被设计成使得照射到检测器22上的辐射通量足以用于评估，即使在散射目标物体的情况下也是如此。在对反射目标物体进行光学距离测量的情况下，激光束在目标物体处被反射，并且作为定向接收光束照射到检测器22上。照射到检测器22上的反射的激光束的辐射通量远大于散射的激光束的辐射通量，这可能导致检测器22过载。为了防止检测器22过载，在反射目标物体的情况下，藉由衰减装置56来减少辐射通量。
56.衰减装置56包括第一衰减元件和第二衰减元件，并且被实施为可在三种不同状态之间进行调节。衰减装置56能够在第一状态、第二状态和第三状态之间进行调节，在该第一状态中，第一衰减元件和第二衰减元件设置在激光束的光束路径之外，在该第二状态中，该第一衰减元件设置在激光束的光束路径之内，在该第三状态中，该第二衰减元件设置在激光束的光束路径之内。通常适用的是，具有m个不同衰减元件的衰减装置能够在m 1种不同
状态之间进行调节。在衰减装置的第一状态中，没有衰减元件位于光束路径中，在衰减装置的第二状态中，第一衰减元件位于光束路径中，并且在衰减装置的第m 1状态中，第m个衰减元件位于光束路径中。
57.在散射目标物体的情况下，在目标物体处散射的激光束的光束横截面应尽可能小。因此，准直激光束被用于测量与散射目标物体的距离。在反射目标物体被实施为单体回射器的情况下，入射激光束应照射到这些单体回射器的中心。如果激光束没有照射到单体回射器的中心，则由于平行偏移，反射的激光束或接收光束可能会错过距离测量装置13，并且因此错过检测器22。为了降低对激光束必须指向单体回射器的中心的精度要求，对激光束进行扩展，并且使具有更大光束截面的激光束被指向单体回射器。为了光学地测量与单体回射器的距离，藉由焦点移位装置55来扩展激光束。
58.焦点移位装置55包括第一焦点移位元件和第二焦点移位元件，并且被实施为可在三种不同状态之间进行调节。焦点移位装置55能够在第一状态、第二状态和第三状态之间进行调节，在该第一状态中，第一焦点移位元件和第二焦点移位元件设置在激光束的光束路径之外，在该第二状态中，该第一焦点移位元件设置在激光束的光束路径之内，在该第三状态中，该第二焦点移位元件设置在激光束的光束路径之内。通常适用的是，具有n个不同焦点移位元件的焦点移位装置能够在n 1种不同状态之间进行调节。在焦点移位装置的第一状态中，没有焦点移位元件位于光束路径中，在焦点移位装置的第二状态中，第一焦点移位元件位于光束路径中，并且在焦点移位装置的第n 1状态中，第n个焦点移位元件位于光束路径中。
59.在图3所展示的对散射目标物体53进行光学距离测量的情况下，激光束没有衰减，接收光束没有衰减，并且激光束没有扩展。焦点移位装置55和衰减装置56处于它们的第一状态。在焦点移位装置55的第一状态中，第一焦点移位元件和第二焦点移位元件设置在激光束的光束路径之外，并且在衰减装置56的第一状态中，第一衰减元件和第二衰减元件设置在激光束的光束路径之外。
60.准直激光束59照射到第二激光束整形光学单元31上，该第二激光束整形光学单元被实施为具有前侧焦平面61的聚焦光学单元。聚焦光学单元15将准直激光束59整形成聚焦激光束62。为了在外部光学单元52的下游产生准直激光束，第二光束整形光学单元15和外部光学单元52必须相对于彼此定位成使得第二光束整形光学单元15的前侧焦平面61与外部光学单元52的后侧焦平面63重合。聚焦激光束62被外部光学单元52整形成准直激光束64，并且指向散射目标物体53。
61.准直激光束64在散射目标物体53处被散射，并且作为散射的接收光束65照射到检测器22上。沿着从散射目标物体53到检测器22的路径，散射的接收光束65穿过外部光学单元52、第二接收光束整形光学单元32、第一接收光束整形光学单元26和分束器光学单元23。
62.图4示出了藉由设备51和外部光学单元52对反射目标物体进行光学距离测量，该反射目标物体被实施为表面回射器71。这里，图4的结构在衰减装置56的状态方面不同于图3的结构。
63.在图3所展示的对散射目标物体53进行光学距离测量的情况下，衰减装置56处于第一状态，并且在图4中所展示的对表面回射器71进行光学距离测量的情况下，衰减装置56处于第二状态。焦点移位装置55处于第一状态。
64.衰减装置56包括第一衰减元件72和第二衰减元件73，该第一衰减元件和该第二衰减元件在其衰减特性方面彼此不同，其中，这些衰减特性是通过透射率来设定。衰减装置56能够在第一状态、第二状态和第三状态之间进行调节，在该第一状态中，第一衰减元件72和第二衰减元件73设置在激光束的光束路径之外，在该第二状态中，第一衰减元件72设置在激光束的光束路径之内，在该第三状态中，第二衰减元件73设置在激光束的光束路径之内。
65.由于分束器光学单元23被实施为穿孔反射镜，因此第一衰减元件72的内部区域72a用于衰减激光束并被称为第一激光束衰减元件72a，并且第一衰减元件72的外部区域72b用于衰减接收光束并被称为第一接收光束衰减元件72b。第二衰减元件73的内部区域73a用于衰减激光束并被称为第二激光束衰减元件73a，并且第二衰减元件73的外部区域73b用于衰减接收光束并被称为第二接收光束衰减元件73b。在分束器光学单元被实施为偏振分束器或半透明反射镜的情况下，衰减元件的内部区域用于衰减激光束，并且整个衰减元件用于衰减接收光束。
66.图4示出了处于第二状态的衰减装置56，在该第二状态中，第一衰减元件72设置在准直激光束的光束路径中。将衰减装置56设置在准直激光束的光束路径中是有利的，因为第一衰减元件72可以是倾斜的，以便防止或者至少减少激光束在激光束源21的方向上或者在检测器22的方向上的背向反射。在衰减装置56的第二状态中，第一衰减元件72相对于传播平面74以第一倾角β1倾斜，其中，传播平面74被设置成垂直于准直激光束的光轴75。
67.准直激光束59藉由第一衰减元件72被衰减，并且照射到第二激光束整形光学单元31上，该第二激光束整形光学单元将衰减的准直激光束59整形成聚焦激光束62。外部光学单元52被定位成使得第二激光束整形光学单元31的前侧焦平面61与外部光学单元52的后侧焦平面63重合。聚焦激光束62被外部光学单元52整形成准直激光束64，并且指向表面回射器71。
68.准直激光束64在表面回射器71处被反射，并且作为反射的接收光束76照射到检测器22上。沿着从表面回射器71到检测器22的路径，反射的接收光束76穿过外部光学单元52、第二接收光束整形光学单元32、第一衰减元件72、第一接收光束整形光学单元26和分束器光学单元23。
69.图5示出了藉由设备51和外部光学单元52对反射目标物体进行光学距离测量，该反射目标物体被实施为单体回射器81。这里，图5的结构在焦点移位装置55的状态和衰减装置56的状态方面不同于图3和图4的结构。
70.在图3所展示的对散射目标物体53进行光学距离测量的情况下，焦点移位装置55和衰减装置56处于第一状态；在图4所展示的对表面回射器71进行光学距离测量的情况下，焦点移位装置55处于第一状态并且衰减装置56处于第二状态；并且在图5所展示的对单体回射器81进行光学距离测量的情况下，焦点移位装置55处于第二状态并且衰减装置56处于第三状态。
71.图5示出了处于第三状态的衰减装置56，在该第三状态中，第二衰减元件73设置在激光束的光束路径中。通过将衰减装置56设置在准直激光束的光束路径中，可以使第二衰减元件73倾斜，以便防止或至少减少激光束在激光束源21的方向上或在检测器22的方向上的背向反射。在衰减装置56的第三状态中，第二衰减元件73相对于传播平面74以第二倾角β2倾斜，该传播平面被设置成垂直于准直激光束的光轴75。第二衰减元件73的第二倾角β2和
第一衰减元件72的第一倾角β1优选地相对应，但是它们也可以彼此不同。
72.焦点移位装置55包括第一焦点移位元件82和第二焦点移位元件83，该第一焦点移位元件和该第二焦点移位元件在其光学特性方面彼此不同。焦点移位装置55能够在第一状态、第二状态和第三状态之间进行调节，在该第一状态中，第一焦点移位元件82和第二焦点移位元件83设置在激光束的光束路径之外，在该第二状态中，第一焦点移位元件82设置在激光束的光束路径之内，在该第三状态中，第二焦点移位元件83设置在激光束的光束路径之内。
73.第一焦点移位元件82包括两个倾斜的第一玻璃板84a、84b，并且第二焦点移位元件83包括两个倾斜的第二玻璃板85a、85b。第一玻璃板84a、84b和第二玻璃板85a、85b相对于传播平面86倾斜，该传播平面被设置成垂直于聚焦激光束62的光轴87。这两个第一玻璃板中的第一个84a以正的第一倾角α1倾斜，并且这两个第一玻璃板中的第二个84b以对应的负的第一倾角-α1倾斜，在每种情况下均是相对于传播平面86而言。这两个第二玻璃板中的第一个85a以正的第二倾角α2倾斜，并且这两个第二玻璃板中的第二个85b以对应的负的第二倾角-α2倾斜，在每种情况下均是相对于传播平面86而言。由于玻璃板的倾斜，防止或至少减少了激光束在激光束源21的方向上或在检测器22的方向上的背向反射。
74.准直激光束59照射到第二衰减元件73上，该准直激光束在该第二衰减元件处被衰减。准直激光束59照射到第二激光束整形光学单元31上，该第二激光束整形光学单元将准直激光束59整形成聚焦激光束62。聚焦激光束62照射到第一焦点移位元件82上，该第一焦点移位元件使第二激光束整形光学单元31的前侧焦平面61相对于外部光学单元52的后侧焦平面63移位。由于移位，外部光学单元52不对聚焦激光束62进行准直，而是将其扩展。聚焦激光束62被外部光学单元52整形成扩展激光束88。
75.扩展激光束88在单体回射器81处被反射，并且作为反射的接收光束89照射到检测器22上。沿着从单体回射器81到检测器22的路径，反射的接收光束89穿过外部光学单元52、第一焦点移位元件82、第二接收光束整形光学单元32、第二衰减元件73、第一接收光束整形光学单元26和分束器光学单元23。