示出當在WFD模塊的掃描功能的上下文中掃描測量對象時的根據本發明的激 光跟蹤器的一個實施方式；
[0083] 圖5示出現有技術的激光跟蹤器的光學結構；
[0084] 圖6a至圖6b示出包括WFD模塊的根據本發明的激光跟蹤器的光學結構的第一實 施方式；
[0085] 圖7a至圖7b示出WFD模塊的光束接收單元的兩個實施方式；
[0086] 圖8以三維視圖示出包括拋物面鏡的光束接收單元的一個實施方式的組件； [0087] 圖9示出包括WFD模塊的根據本發明的激光跟蹤器的光學結構的第二實施方式；
[0088] 圖10示出當利用WFD模塊和又一距離測量設備同時測量到回射器的距離時的圖 9的實施方式；
[0089] 圖11不出包括FMCW模塊的根據本發明的激光跟蹤器的光學結構的第一實施方 式；
[0090] 圖12示出包括FMCW模塊的根據本發明的激光跟蹤器的光學結構的第二實施方 式；以及
[0091] 圖13示出基于頻率梳的距離測量單元的光學結構。
【具體實施方式】
[0092] 圖1示出被設計為激光跟蹤器1的根據本發明的坐標測量機器的一個示例性實施 方式。所示的激光跟蹤器1包括底座40、安裝在底座40上并且具有手柄21的支撐件20、以 及安裝在支撐件20的兩個支桿上的光束引導單元10。激光跟蹤器1被布置在支架45上， 激光跟蹤器1包括至少一個第一距離測量設備-特別是絕對距離測量設備（ADM)或者干涉 儀-(在此未示出），并且通過激光束36,測量到位于測量輔助設備60上的回射器61的距 離。測量輔助設備60 (在此通過舉例說明被具體實現為測量探針）還包括例如為反射或者 自發光點的形式的多個目標標記62,并且還包括用于在目標對象90的待測量目標點上定 位的測量頭63。
[0093] 激光跟蹤器1可選地包括測量相機，測量相機可以特別被設計為具有可變放大倍 數的可聚焦相機系統，以檢測布置在測量輔助設備60上的目標標記62。測量輔助設備的空 間對準能夠基于由測量相機記錄的目標標記62的位置被確定。
[0094] 用于連續地確定具有相互之間為固定已知空間分布的多個目標標記62的測量輔 助設備60的空間位置的（通過這樣的測量相機可使用的）方法在EP 2 557 391A1中描述： 所述方法涉及通過具有包括多重像素的區域傳感器的測量相機連續地檢測目標標記62的 相機圖像，并且連續地實現讀取處理，其中，關于各當前曝光值讀取像素。而且，該方法涉及 在各當前相機圖像中確定成像的目標標記62的圖像位置，并且基于該圖像位獲得測量輔 助設備60的各當前空間位置。在該情況下，根據在至少一個先前檢測的相機圖像中確定的 圖像位置的集合，在區域傳感器上連續地設置感興趣的各當前區域。然后，僅考慮那些當前 曝光值排他性地確定當前圖像位置，所述當前曝光值從位于感興趣的當前設置區域內的區 域傳感器的像素獲得。
[0095] 為了識別并且能夠再現測量輔助設備60的移動，使得激光束36保持與回射器61 對準，激光跟蹤器1包括位置敏感檢測器（PSD)，特別是跟蹤區域傳感器，諸如例如在TO 2007/079600A1 中描述的。
[0096] PSD優選被布置在光束引導單元10中，并且使得能夠通過檢測從目標（特別是回 射器61)反射的激光束30的對準來重新調整激光束30的對準。激光束對準的重新調整使 得可以實現目標點的連續目標跟蹤，并且可以相對于測量機器連續地確定目標點的距離和 位置。
[0097] 根據本發明，激光跟蹤器另外具有距離測量功能，距離測量功能使得能夠測量到 測量目標90的表面92的距離。這在圖2中示出。
[0098] 圖2示出當通過WFD測量光束76測量到測量目標90的距離時的根據圖1的激光 跟蹤器。該距離通過根據本發明設置在光束引導單元10中的波形數字化模塊（WFD模塊； 在此未示出）測量。該方法允許在不使用測量輔助設備60或者回射器的情況下距離測量。
[0099] 圖3以正視圖示出根據本發明的激光跟蹤器1的一個示例性實施方式。激光跟蹤 器1包括底座40,底座40能夠固定在保持裝置（在此被示出為支架45的形式）上。支撐 件20以繞垂直軸9可旋轉地安裝的方式被安裝在底座40上。支撐件20包括第一支桿和 第二支桿，第一支桿和第二支桿從支撐件20的下部向上突出，并且將光束引導單元10通過 軸桿25繞水平軸8可傾斜安裝在第一支桿和第二支桿。用于由用戶傳送并且握著激光跟 蹤器1的手柄21在頂部被安裝到兩個支桿上。
[0100] 將支撐件20安裝在底座40上和將光束引導單元10安裝在支撐件20上二者優選 被具體實現為固定可移動軸承。從而最小化歸因于溫度影響的軸向誤差和所導致的精度的 損失。另外，軸桿25的溫控膨脹是非關鍵的，并且不影響軸承的應力。結果，軸承的應力在 整個使用溫度范圍保持恒定。
[0101] 特別是，手柄21可以固定地連接至兩個支桿，例如從成型或者焊接、粘接或者螺 絲固定到其產生，使得其用作用于支桿的附加穩定元件，特別是關于彎曲。手柄21可以以 以下方式有利地成型：通過激光束允許準確向上引導測量（即，沿著垂直軸9)。另選地，手 柄21在相應位置處還可以具有用于激光束的通道的開口。
[0102] 在光束引導單元10上設置多個光學單元，包括測量相機的光學單元52并且還包 括用于利用光學距離測量裝置的激光發射和接收光學單元51的目標跟蹤功能的透鏡50， 此外，光束引導單元10優選包括用于粗略定位測量輔助設備的定位相機的光學單元和用 于給用戶提供圖像的概覽相機的光學單元。
[0103] 激光模塊30 (優選為氦氖激光器（HeNe激光模塊））被集成到支撐件20中或者被 集成到支桿中的一個中。特別是，還在CH 706 633A2中公開了可用激光模塊30的有利實 施方式。
[0104] 包括第一光纖31和第二光纖32的光波導系統從所述激光模塊30開始經過軸桿 25引導到光束引導單元10中，遠到（特別是干涉儀的）距離測量裝置（在此未示出）的 瞄準儀34。在該情況下，光波導系統的第一光纖31 (在支撐件20中延伸的所述第一光纖） 經由優選設置在支撐件20中的插頭連接件33,在沒有扭轉的情況下連接至光波導系統的 第二光纖32 (在光束引導單元10中延伸的所述第二光纖）。將插頭連接件33接近激光模 塊30布置在支撐件20中具有激光模塊30更容易與第一光纖31交換的優點。優選地，光 波導系統為保偏，和/或第一光纖31和第二光纖32是單模式光纖。
[0105] 圖4示出根據本發明的激光跟蹤器1的一個實施方式，其中，掃描功能能夠通過 WFD模塊實現。在該情況下，在測量對象90的表面92的掃描區域94上，多重測量點由光 束引導單元10連續地瞄準，在每種情況下，距離都被確定并且與角數據關聯，使得可以針 對每個測量點確定位置。可以通過按常規圖案96(例如，以彼此隔開限定的距離的平行路 徑）穿過掃描區域94執行（如在此所述的）對點的瞄準。然后，可以將所確定的測量點的 位置結合在一起，以實現點云。
[0106] 圖5不出例如在EP 2 634 594A1中描述的根據現有技術的激光跟蹤器的一個不 例性光學結構100。該光學結構100具有用于檢驗通過干涉儀12實現的距離改變的測量的 功能。而且，該結構100包括：束源30,例如，HeNe激光束源或激光二極管；以及絕對距離 測量設備13 (ADM)，其具有又一束源131 (例如，激光二極管或者SLED (超發光LED))。
[0107] 從ADM的束源131生成的光束被引導到偏振分束器133上，并且從那里通過電光 調制器134到波長相關分束器150。特別是在兩個光源30、131的不同發射波長的情況下使 用具有波長相關分束的分束器。返回光在ADM 13中通過偏振分束器133被引導到ADM檢測 器132。特別是，在該上下文中，還可以使用其它ADM布置和方法，其中，例如，測量光束可以 通過波束相關分束器150被耦合輸入和耦合輸出。在WO 03/062744A1和WO 2009/103172A1 中描述這樣的距離測量設備的示例。原理上，在此并且在本發明的其它實施方式中還可以 使用諸如例如根據Fizeau原理操作的相位測量設備或者距離測量設備的其它類型的ADM。
[0108] 干涉儀12使用由束源30生成的光。在所示的實施方式中，所述源30被直接分配 給該結構1〇〇,其中，所述源例如生成具有長干涉長度（單個頻率）的縱向單模激光輻射。 在另選實施方式中，束源30可以被分配給測量儀器的不同組件，其中，輻射通過光波導被 耦合到干涉儀12中。所生成的激光輻射被分束器121分離為基準光路上的基準輻射122 和測量光路中的測量輻射36。測量光路通過聲光調制器125引導并且與基準光路一起撞 擊在偏振分束器126上。偏振分束器126引導測量福射36進一步到波束相關分束器150， 并且經由偏振濾波器123將測量光與基準光一起引導到干涉儀檢測器124。這樣的干涉 儀12的操作方法基本已知，并且是基于波干涉原理。特別是，還可以使用其它干涉儀布置 和方法，其中，例如，測量輻射可以通過波長相關分束器150被耦合輸入和耦合輸出。在W0 03/062744A1中描述了這樣的干涉儀的一個示例。在原理上，還可以使用其它類型的干涉儀 (例如，具有正交檢測的邁克耳孫（Michelson)干涉儀）。
[0109] 基準輻射122與在可移動目標61處反射的并且被引導到干涉儀檢測器124的測 量輻射36的疊加在干涉儀檢測器124處被檢測。兩個輻射36、122疊加時產生的干涉的強 度在該情況下可以被連續檢測（作為干涉儀輸出變量）。干涉儀輸出變量的推導在此至少 基于所檢測到的疊加，其中，干涉儀輸出變量取決于到目標的距離。
[0110] 如果目標61位于離光學結構100或者離干涉儀檢測器124恒定距離處，則在保持 到目標61的固定的距離期間所測量的強度值是恒定的。通過目標61關于光學結構100的 相對移動（相對于由測量輻射36定義的光軸）（或者通過結構的移動），兩個組件100、61 之間的距離存在改變，從而在基準輻射122與測量輻射36之間存在路徑差，并且結果，強度 在干涉儀檢測器124處根據距離改變能夠被測量。通過干涉儀檢測器124,這些強度變化可 以特別是以時間分解的方式被測量和檢測（作為輸出變量簡檔（profile))，并且可以被讀 取并且進一步被處理用于檢驗這樣的距離改變測量的正確性。從所推導的干涉儀輸出變量 生成時間分解輸出變量簡檔，基于輸出變量簡檔確定距離改變。
[0111] 為了檢驗這樣的測量的正確性，從由干涉儀檢測器124檢測的強度連續地推導移 動參數，并且將該參數與移動準則連續地比較。根據該比較，然后輸出關于執行的測量的可 靠性的信息。
[0112] 光學結構100還包括λ /4板140和組件160,其分離沿著由絕對距離測量設備13 和干涉儀12使用的公共光軸從外部入射在結構100中的光，并且將所述光的第一部分耦合 輸出到概覽相機（未不出）并且將第二部分親合輸出到位置變換器（未不出）。概覽相機 可以具有專用光學單元并且另外具有圖像轉換器。在該情況下，概覽相機通常具有例如約 10°的孔徑角和30mm至50mm的焦距，并且用于粗略定位測量目標。
[0113] 為了檢測反射目標，結構100可以另外優選地具有特定照明波長的反射器照射， 其照射優選至少等于概覽相機的孔徑角的角范圍。
[0114] 然后，概覽相機的評估電子單元和/或評估軟件檢測例如概覽相機的視野中的一 個或更多個明亮光點，其在每