Sistema para proyectar una marca lineal.

Sistema para representar una marca óptica lineal sobre una superficie, como una superficie periférica, como superficie de pared de una habitación, que comprende un diodo láser

(20) que emite de manera paralela la radiación de láser, así como una primera lente (18, 19, 36, 57) dispuesta en el recorrido de la radiación, con una primera y una segunda superficie (38, 40, 44, 46, 56, 58) atravesada por la radiación, de las cuales una presenta un desarrollo conformado por secciones curvadas de diferentes radios, como en el corte, con forma de parábola o bien, con forma elíptica, al menos, por secciones, el cual se extiende de manera simétrica en relación con un plano de simetría (42) de la lente, a lo largo del cual se extiende la radiación orientada de manera paralela, en donde la extensión del haz de luz perpendicular al plano de simetría (42) es igual o menor al ancho B de la lente (18, 19, 36, 57) perpendicular al plano de simetría, y el haz de luz (48) se presenta completamente sobre la primera superficie, caracterizado porque entre la fuente de radiación y la primera lente (18, 19, 36, 57) se encuentra dispuesta una segunda lente, que a partir de la radiación de láser emitida por la fuente de radiación, genera un haz de luz elíptico que se extiende de manera longitudinal (48), cuyo eje longitudinal se extiende de manera perpendicular al plano de simetría (42) de la primera lente, porque la primera superficie curvada (38) de la primera lente, conformada por secciones de diferentes radios, se orienta hacia la radiación, y presenta un desarrollo convexo sobre la zona completa sobre la que incide el haz de luz, y porque la segunda superficie (40) es plana y se desarrolla de manera perpendicular al plano de simetría (42), o presenta una forma curvada.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08166629.

Solicitante: STABILA-MESSGERATE GUSTAV ULLRICH GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: LANDAUER STR. 45 76855 ANNWEILER ALEMANIA.

Inventor/es: WEBER, ANDREAS, KALLABIS,GABRIEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE DISTANCIAS, NIVELES O RUMBOS; TOPOGRAFIA;... > G01C15/00 (Instrumentos o accesorios topográficos no previstos en los grupos G01C 1/00 - G01C 13/00)
  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > G02B3/00 (Lentes simples o compuestas (ojos artificiales A61F 2/14; cristales de gafas o lentes de contacto para los ojos G02C; cristales de reloj o de péndulo G04B 39/00))

PDF original: ES-2528448_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema para proyectar una marca lineal La presente invención hace referencia a un sistema para representar una marca óptica lineal sobre una superficie, como una superficie periférica, como una superficie de pared de una habitación, que comprende un diodo láser que emite de manera paralela la radiación de láser, así como una primera lente dispuesta en el recorrido de la radiación, con una primera y una segunda superficie atravesada por la radiación, de las cuales una presenta un desarrollo conformado por secciones curvadas de diferentes radios, como en el corte, con forma de parábola o bien, con forma elíptica, al menos, por secciones, el cual se extiende de manera simétrica en relación con un plano de simetría de la lente, a lo largo del cual se extiende la radiación orientada de manera paralela, en donde la extensión del haz de luz perpendicular al plano de simetría, es igual o menor al ancho B de la lente perpendicular al plano de simetría, y el haz de luz incide completamente sobre la primera superficie.

A partir de la patente DE-A-102 17 108 se conoce un dispositivo de radiación láser que se utiliza en la industria de la construcción. Para generar una línea que se extiende a lo largo de un gran ángulo, sin interrupción, se prevé que un haz de rayos láser que atraviesa una lente colimadora, incida sobre una lente de varilla que del lado de la fuente de luz, presenta una superficie semitransparente para reflectar un rayo de luz lineal en dirección hacia la fuente de luz. A continuación, la luz no reflectada atraviesa una superficie completamente transparente, opuesta a la fuente de luz, de la lente de varilla, y se refracta para generar un rayo de luz lineal en un segundo sentido opuesto al primer sentido.

Para proyectar una línea de luz visible sobre una superficie, que comienza inmediatamente antes de una carcasa que aloja la fuente de luz, de acuerdo con la patente US-B-6 502 319 se proporcionan una pluralidad de lentes cilíndricas o bien, de espejos, mediante los cuales el rayo de luz emitido por la fuente de luz, se proyecta en forma de abanico con la amplitud necesaria.

Los dispositivos niveladores de rayos de luz, de acuerdo con las patentes DE-U-203 04 117 y DE-U-203 04 114, presentan lentes horizontales frente a una fuente de luz mediante la cual se genera un rayo de luz lineal, que están conformadas por secciones de diferentes distancias focales.

Para generar dos líneas que se intersecan con un ángulo recto, por debajo de un dispositivo de marcación óptica, en una pieza de trabajo, de acuerdo con la patente DE-C-199 53 114 se recomiendan dos dispositivos de proyección laterales, dispuestos uno al lado del otro, que comprenden respectivamente una fuente de luz y un elemento óptico dispuesto en la trayectoria de los rayos.

Para proyectar en forma de abanico un rayo de luz, de acuerdo con la patente US-A-3 984 154 se proporciona una lente que presenta la forma de una sección de cilindro hueco, sobre cuya superficie del borde incide un rayo láser colimado. Para que la luz se reflecte hacia el exterior con una amplitud suficiente, la superficie interior de la lente presenta una capa reflectora.

Para generar las marcas lineales, de acuerdo con la patente JP-A-2004094123 se utiliza una lente de varilla, cuya superficie exterior presenta una capa reflectora por secciones, de manera que sobre la capa mencionada se reflecte directamente la luz incidente. En las zonas en las que no se proporciona una capa reflectora correspondiente, la lente puede ser atravesada por la luz.

Una lente utilizada de acuerdo con la patente US-B-6 935 034, para proyectar un rayo láser en forma de abanico, presenta una geometría rectangular con bordes redondeados, opuestos a la fuente de luz, para lograr una proyección deseada en forma de abanico, de la luz que atraviesa la lente.

Un láser de líneas cruzadas se deduce de la patente EP-A-1 795 863. Las lentes utilizadas presentan una primera superficie plana sobre la cual incide un rayo láser, para refractar después en la superficie opuesta al rayo, que en la sección conforma una sección elíptica, con lo cual se genera una línea óptica que se proyecta como una marca sobre una superficie. La distribución de la intensidad a lo largo de la línea, no es uniforme. Más bien, en la zona central de la línea, la intensidad es mayor, y decrece en dirección hacia el exterior.

Para proyectar en forma de abanico un rayo láser de forma lineal, de acuerdo con la patente US-A-5, 782, 093, un rayo láser incide sobre el lado posterior plano de una lente con forma de cilindro hueco.

A partir de la patente DEA-103 54 780 se conoce una lente híbrida refractiva y difractiva, para la formación de un rayo de láser de diodos de alto rendimiento. Además, la lente está conformada por una sección rectangular y una sección cilíndrica, que en primer lugar es atravesada por la radiación.

De acuerdo con la patente DE-U-20 2004 007 476, un dispositivo para proyectar una marca óptica lineal presenta una lente acanalada que es atravesada por una radiación, cuyas secciones curvadas se extienden hacia ambos lados de un plano, que se extiende perpendicularmente en relación con la radiación que incide sobre la lente.

De acuerdo con la patente DE-A-195 28 198, un rayo láser incide sobre una lente cilíndrica, para ser proyectado mediante la lente mencionada de manera lineal en sensores, con los cuales se mide la distribución de la intensidad del rayo láser.

De la patente DE-A-43 20 177 se deduce un dispositivo óptico para generar una línea. En este caso, un rayo láser incide sobre el borde de un prisma triangular de cristal que se conforma como una lente cilíndrica no esférica.

El objeto de la presente invención consiste en perfeccionar un sistema de la clase mencionada en la introducción, de manera que se pueda generar una línea relativamente prolongada y que presente una distribución uniforme de la intensidad a lo largo de una zona extensa, particularmente una distribución de la intensidad más uniforme en comparación con los sistemas conocidos.

El objeto se resuelve conforme a la presente invención, esencialmente mediante el hecho de que entre la fuente de radiación y la primera lente se encuentra dispuesta una segunda lente, que a partir de la radiación de láser emitida por la fuente de radiación, genera un haz de luz elíptico que se extiende de manera longitudinal, cuyo eje longitudinal se extiende de manera perpendicular al plano de simetría de la primera lente, porque la primera superficie curvada de la primera lente, conformada por secciones de diferentes radios, se orienta hacia la radiación, y presenta un desarrollo convexo a lo largo de la zona completa sobre la cual incide el haz de luz, y porque la segunda superficie es plana y se desarrolla de manera perpendicular al plano de simetría, o porque la segunda superficie presenta una forma curvada.

De manera diferente a lo previamente conocido, en las lentes que refractan un haz de luz en una línea, es decir, que proyectan en forma de abanico, y que presentan un lado plano, se realiza conforme a la presente invención la refracción en dos contornos, es decir, en dos superficies, de las cuales la primera presenta una forma curvada, por lo cual no sólo se logra una distribución uniforme de la intensidad a lo largo de la línea, sino que en comparación con las lentes que presentan el mismo tamaño constructivo, en las cuales sólo se realiza una refracción en una superficie, se genera una línea esencialmente prolongada.

La homogeneización conforme a la presente invención, de la intensidad de la luz a lo largo de la línea, también presenta la ventaja de que se puede introducir en total una potencia mayor en la línea de láser, sin exceder previamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema para representar una marca óptica lineal sobre una superficie, como una superficie periférica, como superficie de pared de una habitación, que comprende un diodo láser (20) que emite de manera paralela la radiación de láser, así como una primera lente (18, 19, 36, 57) dispuesta en el recorrido de la radiación, con una primera y una segunda superficie (38, 40, 44, 46, 56, 58) atravesada por la radiación, de las cuales una presenta un desarrollo conformado por secciones curvadas de diferentes radios, como en el corte, con forma de parábola o bien, con forma elíptica, al menos, por secciones, el cual se extiende de manera simétrica en relación con un plano de simetría (42) de la lente, a lo largo del cual se extiende la radiación orientada de manera paralela, en donde la extensión del haz de luz perpendicular al plano de simetría (42) es igual o menor al ancho B de la lente (18, 19, 36, 57) perpendicular al plano de simetría, y el haz de luz (48) se presenta completamente sobre la primera superficie, caracterizado porque entre la fuente de radiación y la primera lente (18, 19, 36, 57) se encuentra dispuesta una segunda lente, que a partir de la radiación de láser emitida por la fuente de radiación, genera un haz de luz elíptico que se extiende de manera longitudinal (48) , cuyo eje longitudinal se extiende de manera perpendicular al plano de simetría (42) de la primera lente, porque la primera superficie curvada (38) de la primera lente, conformada por secciones de diferentes radios, se orienta hacia la radiación, y presenta un desarrollo convexo sobre la zona completa sobre la que incide el haz de luz, y porque la segunda superficie (40) es plana y se desarrolla de manera perpendicular al plano de simetría (42) , o presenta una forma curvada.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda superficie (56, 58) es una sección de una superficie cilíndrica, y presenta particularmente un radio de curvatura r 2 con 15 mm â r2 â 25 mm.

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de radiación (20) emite luz polarizada como luz de láser, en donde particularmente la luz de láser se encuentra polarizada de manera paralela o perpendicular al eje longitudinal del haz de luz (48) .

4. Sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el haz de luz

(48) se presenta de manera simétrica en relación con el plano de simetría (42) y de manera distribuida sobre la primera superficie (36) .

5. Sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la extensión longitudinal L del haz de luz (48) , en relación con el ancho B de la lente (36) perpendicular al plano de simetría (42) , se comporta como 2 : 3 â L:B â 1 : 1.

6. Sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera superficie (38) se encuentra curvada de manera que el haz de luz (48) se presenta completamente sobre la primera superficie, a una distancia a del vértice (54) de la primera superficie, en donde 0, 5 L â a â 1, 5 L.

7. Sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera superficie (38) se encuentra curvada de manera que los rayos periféricos exteriores que se extienden en el vértice del haz de rayos (48) , se refractan de manera que el ángulo de refracción α en relación con el plano de simetría (42) asciende a 50º âαâ 80º , particularmente 55º âαâ 70º .

8. Sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera superficie (38) presenta en el vértice (54) un radio de curvatura r1 con 0, 45 mm â r1 â 1, 1 mm.

9. Sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera superficie (38) está conformada de manera que reduzca la reflexión o bien, está provista de una capa que reduce la reflexión.

10. Sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la lente (36, 57) está compuesta por material plástico, y es particularmente una pieza moldeada por inyección.

11. Sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la segunda superficie (40, 56, 58) está conformada de manera difractiva o está provista de un elemento difractivo.

12. Unidad de medición láser de líneas cruzadas que comprende un primer sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, para generar una primera marca óptica lineal (14) , y un segundo sistema de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, para generar una segunda marca óptica lineal (16) que se extiende de manera perpendicular a la primera marca óptica lineal, en donde el primer sistema y el segundo sistema se encuentran dispuestos como una unidad en una carcasa de la unidad de medición láser de líneas cruzadas, de manera que se pueda ajustar mediante un movimiento oscilante inducido por gravedad o mediante motor.