專利名稱：傾斜傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的傾斜傳感器。
背景技術(shù)：
這樣的傾斜傳感器且可選地為角度傳感器例如用于在測量中校準大地測量儀器。EP 0 507 102 B1公開了一種傾斜計，其中光源和圖案載體(pattern support)作為兩個分開的元件提供并設(shè)置成間隔開一距離。該傾斜敏感單元被視為液體棱鏡，該液體棱鏡根據(jù)光束在液面上入射的角度，以本身已知的方式導(dǎo)致光束偏轉(zhuǎn)。該圖案具有人字形式并包括V形角，這些V形角彼此平行設(shè)置且可以任選地為相同或不同的線寬。該結(jié)構(gòu)的缺點是分開提供光源和圖案載體，這需要更多的材料、更復(fù)雜的構(gòu)造且需要更多的空間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并提供一種設(shè)計緊湊的傾斜及角度傳感器，其中光源設(shè)有圖案并因此同時用作圖案載體。該目的是通過具有權(quán)利要求1的特征部分特征的裝置來實現(xiàn)的。具體地，發(fā)光二極管或其它眾多的光發(fā)生器適于作為光源，這些光發(fā)生器從電流產(chǎn)生電磁輻射且不是根據(jù)半導(dǎo)體原理而工作，例如白熾燈、熒光燈等。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于與現(xiàn)有傾斜計相比至少減少了一個組成元件，這使得可以減少制造成本并允許縮短設(shè)計。另一個優(yōu)點是在光束撞擊圖案之前省略了光束的校準，在現(xiàn)有傾斜計的情況下通常需要這種校準。


下面將參考附圖僅以示例的方式更詳細地介紹本發(fā)明的實施例。
圖1示意地顯示了由在傳輸光中的液體棱鏡組成的測量裝置；圖2示意地顯示了在LED表面上的圖案的一個示例；圖3示意地顯示了在LED表面上的圖案的第二個示例；以及圖4示意地顯示了包括液體棱鏡的測量裝置和在水平液面處的全反射。
具體實施例方式
在圖1和圖4中對于傾斜傳感器僅以示例方式顯示了本發(fā)明，但正如對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的那樣也以適當?shù)姆绞缴婕敖嵌葌鞲衅?。圖1顯示了用于傾斜計的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括作為光輻射源2的發(fā)光二極管(LED)，其表面設(shè)有圖案。由LED產(chǎn)生的光在撞擊線性陣列8之前穿過該圖案和液體棱鏡1，在線性陣列8處形成圖案的圖像。傳統(tǒng)的液體棱鏡1首先包括容納液體6的容器7，該液體6優(yōu)選是硅油。所述光線通過使光束平行化的上部透鏡4而進入到容器7的內(nèi)部、橫過液體6并通過封閉容器7的透明端板11再次射出。之后，光束8通過下部透鏡5聚焦并撞擊線性陣列8，該線性陣列8與透鏡5相隔對應(yīng)于焦距的距離。
傾斜的顯示利用了折射現(xiàn)象，根據(jù)該折射現(xiàn)象，光束相對于線性陣列8的偏移以及圖案相對于線性陣列8而發(fā)生的移位取決于光束和入射平面(即，液平面9)相互構(gòu)成的角度。
圖2顯示了施加到發(fā)光二極管(LED)表面上的圖案，該圖案包括不同線寬的V形角13，這些V形角互相平行且間隔開一距離從而形成人字結(jié)構(gòu)12。
圖3顯示了由LED上的直線14形成的圖案的另一個示例。該圖案包括在中心設(shè)置的一組四條線14，它們設(shè)置為相互平行并間隔開一距離，且在它們的每一側(cè)都側(cè)面設(shè)有(flanked)一對平行線14。側(cè)面設(shè)置的成對的線朝向彼此延伸，這導(dǎo)致所述圖案沿該方向呈錐形的外輪廓。
圖4顯示了包括組合的玻璃液體棱鏡1的實施例。由于全反射，光束10在液平面9處發(fā)生偏轉(zhuǎn)，該偏轉(zhuǎn)取決于光束10和液平面9相互構(gòu)成的角度。由于以下原因?qū)е路瓷浞糯?，即，在全反射時入射角的變化(如在液平面9相對于光束發(fā)生傾斜的情況下)產(chǎn)生了兩倍于入射角大小的偏轉(zhuǎn)角。
示于圖2和圖3中的圖案完全是示例，并且圖案結(jié)構(gòu)可以具有任何希望的設(shè)計且可以以各種方式施加在光源的表面上，例如印刷、蝕刻、汽相淀積等。
權(quán)利要求
1.一種傾斜傳感器，其包括用于光輻射的光源(2)、具有用于使得由光源(2)產(chǎn)生的光輻射通過的光學(xué)有效圖案的圖案載體、沿著輻射傳播方向設(shè)在該圖案載體下游的傾斜敏感單元(1)、以及用于由光源(2)產(chǎn)生的輻射入射且穿過所述圖案載體和傾斜敏感單元(1)的透射區(qū)域(8)，其特征在于，所述光源(2)為圖案載體的形式。
2.如權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述圖案直接設(shè)在光源(2)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述光源(2)是發(fā)光二極管，即LED。
4.如前述任一項權(quán)利要求所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述圖案以這樣的方式形成，從而可以進行二維傾斜測量。
5.如前述任一項權(quán)利要求所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述圖案以下面其中一種方式施加到光源(2)上-印刷，-蝕刻，-汽相淀積，-刻劃。
6.如前述任一項權(quán)利要求所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述圖案形成為可發(fā)生透射或可發(fā)生衍射。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種傾斜傳感器，其包括用于光輻射的光源(2)、具有用于使得由光源(2)產(chǎn)生的光輻射通過的光學(xué)有效圖案的圖案載體、沿著輻射傳播方向設(shè)在該圖案載體下游的傾斜敏感單元(1)、以及用于由光源(2)產(chǎn)生的輻射入射且穿過所述圖案載體和傾斜敏感單元(1)的透射區(qū)域(8)，其中，所述光源(2)為圖案載體的形式。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于與現(xiàn)有傾斜計相比至少減少了一個組成元件，這使得可以減少制造成本并允許縮短設(shè)計。另一個優(yōu)點是在光束撞擊圖案之前省略了光束的校準。
文檔編號G01C9/20GK1721817SQ200510083080
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月12日
發(fā)明者海因茨·利普納 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司