简易水平线投影装置.pdf

本发明公开了一种简易水平线投影装置，它含有一个可绕Z－Z轴转动的光束扩展器、以及与之固定在一起且与轴Z－Z轴向平行的长水泡、以及一个与水泡基本垂直放置的水泡。光学平面的方向用三个不在一直线上的三个调节螺丝来调节。而两个水泡，指示光学平面的水平方向。它还含有一个由两组以光束组成的交叉光束进行平行测量。从它们在目标平面内的交叉点确定该平面与转轴的平行性。通过一机构，旋转调节轮则引起交叉点的平行移动。转动光束扩展器及调节轮，该投影装置既可在不同距离的目标平面上投射不同高度的水平线，也可以测量此装置与目标平面的距离。

1、  一种简易水平线投影装置，其特征在于：它包括一产生激光束并自动将该光束扩展成薄平面光束扩展器，一使薄平面光束可以绕一转轴转动的机构，一使薄平面光束转动轴与目标平面平行的平行检测装置，一使薄平面光束转动轴处水平状态的水平检测装置，和一将薄平面光束转动轴调整到与目标平面平行且水平的转轴调整机构。

2、  根据权利要求1所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的光束扩展器包含有一用以产生细光束的雷射模块和一使该光扩展成为扁平扇形光束的光学扩展组件。

3、  根据权利要求1所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的光束扩展器包含有一用以产生扫描细光束的雷射模块和与旋转马达转子固定的反射体。

4、  根据权利要求3所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的反射体为一组与旋转马达转轴平行的反射面，细光束与转轴垂直入射到反射面上，为之反射的光形成扁平扇形光束。

5、  根据权利要求3所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的反射体为一组与旋转马达转轴成45度的反射面，细光束沿转轴方向入射到反射面上，为之反射的光形成扁平扇形光束。

6、  根据权利要求3所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的反射体为一个与旋转马达转轴成45度的反射面，细光束沿转轴入射到反射面上，为之反射的光形成扁平扇形光束。

7、  根据权利要求1所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的光束扩展器包含有一用以产生扫描细光束的雷射模块及与振动马达转子固定的与反射体。

8、  根据权利要求7所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的反射体为一个旋转马达转轴平行的反射面，细光束与转轴垂直入射到反射面上，为之反射的光形成扁平扇形光束。

9、  根据权利要求1或2或3或7所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的光束扩展器可绕Z-Z轴转动，或者能将扇形光反射的可绕Z-Z轴转动的光学组件，形成可转动的平面光束。

10、  根据权利要求1所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的平行检测装置为两个超声波或光波测距装置；它们分别向目标平面V发射脉冲波，测定返回波到达各自的探测接收器的时间确定它们之间的平行性。

11、  根据权利要求1所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的平行检测装置为两个同样的几何图形投影装置，比较它目标平面V上的几何图形确定它们之间的平行性。

12、  根据权利要求11所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的几何图形投影装置是由能产生一细光束的雷射模块和锥形光学组件组成的锥形光薄光束发生器。

13、  根据权利要求11所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的几何图形投影装置是锥形光光束发生器，它含有一个点光源、光学系统和一个针孔；该点光源可以是不同颜色的LED。

14、  根据权利要求1所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的几何图形投影装置产生像散光光束，它在两个相互垂直的方向x-x和y-y上，有不同的焦距；在上述两个焦点位置上为两相互垂直的焦线，在焦线之间某个位置为圆。

15、  根据权利要求11或12或13或14所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的两个几何图形投影装置的光源可为不同颜色光，它投射到目标平面V上的两组椭圆和图形，两者大小及形状一致且颜色为两者之和时就可以确定目标平面V的方向。

16、  根据权利要求10或11所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的其中几何图形投影装置产生像散光光束。
17根据权利要求7所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的几何图形投影装置的工作原理是利用两组交叉细光束的交叉点，确定目标平面V的取向；当目标平面V内出现三或四个光点时，则表明该平面不在指定的方向上。

18、  根据权利要求17所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的几何图形投影装置的两组交叉细光束是由四组能产生一细光束的雷射模块分别产生。

19、  根据权利要求17所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的几何图形投影装置含有一个能产生一细光束的雷射模块，三个半反射镜以及一个反射镜；其中两束反射光组成一组交叉光束，余下两束产生另一组交叉光。

20、  根据权利要求17所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的几何图形投影装置含有一个有两个平面以及两个斜面的菱镜；两束细光束分别射向菱镜之斜面及平面的交线；穿过平面光束的一部分和为斜面折射的一部分形成两组交叉光束。

21、  根据权利要求17所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的几何图形投影装置含有一个能产生一细光束的雷射模块，三个半反透镜以及一个反射镜；从雷射模块发出的细光束透过半透镜射向反射镜；从它们反射的光分别透过分光镜成为光束；为之反射的光成为光束；光束以及光束形成两组交叉光束。

22、  根据权利要求1所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的水平检测装置是一个长型水泡。

23、  根据权利要求1至22其中任何一项所述的简易水平线投影装置，其特征在于：所述的水平线投影装置含有可绕Z-Z轴转动的光束扩展器；固定一个与轴Z-Z轴平行的长水泡以及一个与水泡基本垂直放置的水泡指示光学平面的水平方向；光平面的方向用三个不在一直线上的调节螺丝调节；并进一步含有一个由两组由光束组成的交叉光束进行平行测量；从它们在目标平面内的交叉点确定该平面与转轴的平行性；由分别固定有分光镜的两个相互啮合的齿轮以及由调节轮带动的齿轮组成一个机构；借此机构可以平行移动交叉点；利用这个投影装置既可在不同距离的目标平面上投射水平线，也可以测量此装置与目标平面的距离。

简易水平线投影装置
所属技术领域
本发明涉及到一种简易水平线投影装置，尤指一种在激光束水平测量仪器中可在不同距离目标平面上投射不同高度水平线的投影装置。
背景技术
在室内装修中，需要一个水平线或垂直线用以作为测量、测定的基准。在施工的现场，这些基准水平线或垂直线应该是确定的；半导体激光器由于有较小的尺寸、很高的亮度、以及低廉的价格，常用于产生基准水平线或垂直线。
在本申请人先前专利“自动雷射指向仪”(台湾专利证书号：159196)中，曾描述过的一种能够自动产生基准水平线或垂直线的装置，主要是由一个能产生细光束的雷射模块、一光束扩展器及一自动定向机构所构成。光束扩展器为一个柱面镜或锥型镜，它能使雷射模块发出的细光线扩展为一扇形薄光束。定向机构是一钟摆机构，它将扇形薄光束自动确定在水平的方向上；经水平的扇形薄光束在目标墙面上的投影，就可划出相应的水平线。
然而，欲投射不同高度的水平线时，指向仪必需在垂直方向作水平移动。这在施工现场是不方便的。
发明内容
本发明的主要目的就在于：提供一种在激光束水平测量仪器中可在不同距离目标平面上投射不同高度水平线的简易水平线投影装置。
为了达到上述目的本发明提出的解决方案是：一种简易水平线投影装置，它包括一产生激光束并自动将该光束扩展成薄平面光束扩展器，一使薄平面光束可以绕一转轴转动的机构，一使薄平面光束转动轴与目标平面平行的平行检测装置，一使薄平面光束转动轴处水平状态地水平检测装置，和一将薄平面光束转动轴调整到与目标平面平行且水平的转轴调整机构。
所述的水平线投影装置还可含有可绕Z-Z轴转动的光束扩展器；固定一个与轴Z-Z轴平行的长水泡以及一个与水泡基本垂直放置的水泡指示光学平面的水平方向；光平面的方向用三个不在一直线上的调节螺丝调节；并进一步含有一个由两组由光束组成的交叉光束进行平行测量；从它们在目标平面内的交叉点确定该平面与转轴的平行性；由分别固定有分光镜的两个相互啮合的齿轮以及由调节轮带动的齿轮组成一个机构；借此机构可以平行移动交叉点；利用这个投影装置既可在不同距离的目标平面上投射水平线，也可以测量此装置与目标平面的距离。
其中，该投影装置基本原理如下：
在本发明人先前专利“自动雷射指向仪”(台湾专利证书号：159196)中，就曾描述过从雷射模块发出细光束，并经光束扩展器扩展成平面薄光束。光束扩展器为柱面镜时，则光束为扇形；光束扩展器为锥型镜时，则光束为360度光学全平面。除了上述专利描述的无动力光束扩展器外，还可以使用有动力的光束扩器。从雷射模块发出的细光束，被用马达带动一反射镜反射，就可以形成一扫描平面。该反射镜可以是与马达的转动轴平行的，此时，入射光应与该轴垂直。反射镜也可以是与马达转动轴呈45度的，此时入射光应与该轴平行。它们在目标平面内的光点移动方向与马达转动方向一致。当马达转动很快时，观察者在目标平面内所见为一直线。
上述马达可以用振动马达代替。它们在目标平面内的光点将来回移动。  当振动频率很高时，观察者在目标平面内所见也为一直线。
当平面薄光束绕一轴转动时，转动的平面薄光束在目标平面内的投影线会作移动。为了使在目标平面内的投影线在转动中作平行移动，转轴应与目标平面平行。又为了使在目标平面内的投影线在转动中保持水平，转轴需处于水平状态。
转轴与目标平面的平行性是由一个平行检测装置测定的。
平行检测装置可以是在转轴方向上不同位置上放置两个超声波或光波测距装置。它们分别向目标平面发射脉冲波；经测定返回波到达各自的探测接收器的时间，就可确定它们之间的平行性。
平行检测装置也可以是转轴方向上不同位置上放置两个图形投影器，比较它们发出的图形在目标平面上的投影可以确定其平行性。
图形投影器可以是细光束锥型光学组件。沿锥型光学组件的对称轴射向该组件，可以产生一锥型薄光束。在与其轴不垂直的平面内，该光束投射出椭圆。显然，利用两组同样的锥型光学组件形成的两束同样的锥型薄光束，分别投向目标平面时，若它们在此平面内的大小和形状一样，则它们的锥顶之间的联机与目标平面平行。为了易于比较，可以将这两束光在目标平面内交叉。只有它们在目标平面内的两个椭圆重合时，则它们的锥顶之间的联机与目标平面平行。光平面的旋转轴就定义在与锥光的顶点联机的方向上。当目标平面不与转轴平行时，两个椭圆不再完全重合。如要测定不同距离上的目标平面的平行性，可将锥型光束同时对称转动以平移重合椭圆所在目标平面的距离。
以上生成的光束为薄锥形光束。它也可以是实心的锥形光束。为了易于比较，两束光可以有不同的颜色。当这两束光在目标平面内重合时，两投影图垂合部分的颜色是这两种颜色的和。如两实心锥光束分别为红色和绿色时，只要当整个在目标平面内的投影图(椭圆)为单一的黄色时，则它们的锥顶之间的联机与目标平面平行。
两组能产生像散光束的光学组件是本发明另一种平行检测装置。所谓的像散光束是指在两个相互垂直方向上焦点不一致的光束。光束在该焦点为两相互垂直的称之为焦线的短线。在两焦线之间的某个位置上的截面上为圆形。利用两组同样的产生像散光束的光学组件组成另一种平行检测装置。首先将两同样的像散光束投射在目标平面上。当他们在目标平面内产生同样的两个图形时，如圆形或同一方向的焦线，就可以确定该平面的方向。
当然，投影光束也可以有其它的几何形状，如扇形光束。它在目标平面内为直线。
本发明另一种平行检测装置中的图形投影器是能产生两组交叉光线的装置。将两束交叉光射向目标平面；目标平面只有在它们的交点上时，才是重合成一点。不然在平面上出现两点，与交点越远，它们之间的距离越大。两组交叉光的交点设定与光学平面的旋转轴平行。只要在目标平面上出现两个以上的光点，就说明旋转轴与该平面不平行。利用光学方法平行移动两交叉光点的位置，就可以测定不同距离上的目标平面的平行性。最简单的形成两组交叉光的方法是用四组能形成细光束的雷射模块。两组形成一组交叉光，两组交叉光的交点联机和转轴平行。在具体光学设计时，也可用不同的光学方法，及光学组件，灵活地实施这种平行性测量。因为两交叉光束与转轴的交角可以测定，这个装置可以同时用来测定至目标平面之间的距离。
投影线的水平状态是由一水平检测装置测定的。它可以是沿水平投影线方向放置的长型水泡。加上一个调整机构，则可以将投影线调整到水平方向。方便，简单而又可靠的平行性测量方法是本发明的重要组成部分。
本发明的功效主要在于：
1.发明一简易方法，将雷射水平线投向目标，而无需改变投射装置的高度。
2.发明一迅速、可靠、精确的方法将光学平面的转轴确定在与目标平面平行的方向上。
3.利用这个方法设计结构简单紧凑、功耗小、性能优良且价格低廉的水平线发生器。
附图说明
图1是转动光束扩器以达到移动投影线的方法的示意图；
图2是在光束扩器发出的光束上加入一转动镜以达到移动投影线的方法的示意图；
图3是旋转式多面直反射镜的示意图；
图4是旋转式多面45度反射镜的示意图；
图5是旋转式单面45度反射镜的示意图；
图6是振动式单面直反射镜的示意图；
图7是振动式单面45度反射镜的示意图；
图8是光学平面旋转轴不与目标平面平行时所产生的投影线的示意图；
图9是光学平面旋转轴与目标平面平行，且为水平时所产生的高度投影线的示意图；
图10是光学平面旋转轴与目标平面平行，且不为水平时所产生的投影线的示意图；
图11是用光脉冲或超声波脉冲回波测距的平行测量装置的示意图；
图12是反射型锥型镜的示意图；
图13是折射型锥型镜的示意图；
图14是本发明的使用的实锥形光束发生装置的示意图；
图15是本发明的使用的像散光束的示意图；
图16是两交叉投影光束的锥顶联机与目标平面平面时的分离投影的示意图；
图17是两交叉投影光束的锥顶联机与目标平面平面时的重合投影的示意图；
图18是两交叉投影光束在目标平面内的投影的示意图；
图19是本发明的双光束定位原理的示意图；
图20是本发明的四光束确定目标平面方向在指定方向上的示意图；
图21是本发明的光束确定目标平面方向不在指定方向上的示意图；
图22是本发明使用分光镜的平行性确定装置的示意图；
图23是本发明使用分光菱镜的平行性确定装置的示意图；
图24是本发明的简易水平线投影装置的前视的示意图；
图25是本发明的简易水平线投影装置的后视的示意图；
图26是本发明的简易水平线投影装置的平行测定装置的示意图；
图例说明
10  光束扩展器
11  雷射模块
12  柱面镜
FB  扇形光束
V   目标平面
L   直线
H   目标平面
10  光束扩展器
13  反射光学组件
14  旋转驱动器(马达)
15  多面体
151 反射面
152 反射面
153 反射面
161 反射面
162 反射面
163 反射面
SB  平面
15  多反射面体
16  多面体
17  反射镜
18  振驱动器
19  反射镜
21  超声波
22  光波测距装置
30  反射型锥型光学组件
31  对称轴
32  锥面
TB  入射光
40  装置
41  点光源
42  光学系统
43  小孔
CB  光束
TB  光束
44  对称轴
Fx  位置
Fy  位置
46  焦线
47  圆形
48  焦线
51  锥顶
52  锥顶
CB1 锥型光
CB2 锥型光
53  联机
55  椭圆
56  椭圆
α      转角
61  光线
62  光线
P   点
Vo  交叉点
V1  交叉点前
63  亮点
64  亮点
V2  交叉点后
71  光点
72  光束
73  光束
74  光点
75  光点
81  光点
82  光束
83  光束
84  光点
85  光点
101 雷射模块
102 细光
103 雷射模块
111 半反射镜
112 半反射镜
113 半反射镜
114 反射镜
116 轴
118 轴
120 菱镜
121 平面
122 斜面
123 平面
B   细光
210 底座
220 上半部
221 光束扩展器
222 水泡
223 水泡
201 铰链
2021、2022、2023 调节螺丝
FB  光平面
具体实施方式
以下结合附图对本发明做详细说明：
本发明使用的光束扩展器10如图1所示。它含有一个能产生细光束的雷射模块11。它所发射的细光束为扩束光学组件，图中为一柱面镜12，在一个方向上展开成扇形光束FB，它在目标平面V上投射出直线L。
如图2所示：当光束扩展器10绕Z-Z轴转动时，目标平面v上投射出直线L将发生移动。图2显示出：在光束扩展器10发出的扇型光束上设置一反射光学组件13，可以将扇型光束改变方向并在目标平面V上投射出直线L。绕Z-Z轴转动反射光学组件13，目标平面H上投射出的直线L也将发生移动。
图1和图2中的光束扩展器10，是可以用有动力来驱动的。
图3中的反射组件为多面体15，它由多个与马达14旋转轴平行的反射面151、152、153…所组成。从雷射模块11发出细光束与马达14的旋转轴垂直指向多反射面体15。它被用马达带动的反射面151、152、153…反射，就扫描出一平面SB。反射光在目标平面v内的移动方向与马达14转动方向一致。当马达14转动很快时，观察者在目标平面v内所见为一直线L。
图4中的反射组件为多面体16。它由多个与马达14旋转轴成45度的反射面161、162、163…组成。从雷射模块11发出细光束沿马达的旋转方向指向45度多面体16。它被用马达14带动的反射面161、162、163…反射，就扫描出一平面SB。为了使扫描平面为严格的平面，该45度多反射体可为单个45度反射镜17代替(图5)。此时从雷射模块11发出细光束与沿马达14的旋转轴指向45度单反射镜17。其扫描面覆盖了全360度范围。
图6与图7显示驱动器18带动的反射镜19所组成的光束扩展器。第三a图中的反射镜19与驱动器18的转轴是平行的。从雷射模块11发出细光束与马达14的旋转轴垂直指向该反射镜19。细光束被反射后，在目标平面内的光点将来回移动。当振动频率很高时，观察者在目标平面内所见为一直线L。图7中的反射组件为与驱动器转轴成45度的反射镜17。从雷射模块11发出细光束沿马达18的旋转轴指向该反射镜17。它被反射后，在目标平面内形成直线L。
图8与图9说明如何产生不同高低的水平线。如图8所示，假定Z-Z轴在水平平面H内且不和目标平面V平行。扇形光束FB绕Z-Z轴转动时，投射在目标平面V上的光线L、L1、L2…不会相互平行。所以，它不能产生不同高度的水平线。图9为假定Z-Z轴在水平平面H内且与目标平面V平行的情况。扇形光束FB绕Z-Z轴转动时，投射在目标平面V光线L、L1、L2…将相互平行。此时，它产生不同高度的水平线。图10说明了Z-Z轴与目标平面V平行但不在目标平面H的情况。此时所产生不同高度的线L、L1和L2相互平行，但不是水平线。
图10说明为了产生不同高度的水平线，扁平光学面的转轴Z-Z须与目标平面V平行，并且它所投射的线必须校正到水平。为了使转轴Z-Z必须与目标平面V平行，本发明使用了一个平行检测装置。
图11所示，沿转轴Z-Z方向上不同位置上放置两个超声波21或光波测距装置22。它们分别向目标平面V发射脉冲波，测定返回波到达各自的探测接收器的时间就可确定它们之间的平行性。
本发明的第一种投影光束为圆锥型光束。它可以是薄光束或实心光束。如图12和图13所示般的是可以产生圆锥型薄光束的锥型光学组件30。图12是反射型锥型光学组件30，沿其对称轴36旋转的对称锥面32系为反射面。入射光TB沿称轴36射向锥面32，经反射后形成一个锥形光束CB。锥形光束的锥顶角决定于锥面反射镜的锥顶角。图13是折射型锥型光学组件35，它是一个光学透明体。沿其对称轴36旋转的对称锥面38为折射面，与对称轴36垂直的锥底面37为光学平面。入射光TB沿该轴越过锥底面37射向对称锥面38。经由对称锥面38折射后进入空间，形成一个锥形光束CB。
根据圆锥的几何特性，光束TB在与其旋转对称轴36垂直的投射平面内画出一个圆圈。当目标平面不与该轴垂直，且不与对称锥面38或对称轴36平行时，光束CB在此投射面内画出椭圆。
图14的装置40可以产生实心锥光束所代替。从点光源41发出的光为光学系统42，聚焦后通过小孔43形成了实锥型光束CB。根据圆锥的几何特性，锥型光束TB在与其旋转对称轴44垂直的目标平面内画出一个圆。当目标平面不与该轴垂直，且不与锥面或轴平行时，光束CB在此面内画出椭圆。
本发明的另一种投影光束为像散光束，正如图15表示像散光束的投影特点。像散光束在两个相互垂直方向x-x和y-y上分别聚焦在不同的位置Fx和Fy上。由于光束的扩展性，在那里形成为两相互垂直的短线46和48，称之为焦线。在两焦线46和48之间的某个位置F上的截面上为圆形47。
用两束一样的光投向目标平面，它们分别在该平面形成两个图形。比较两个图形的形状和大小就可以确定光学平面转轴与目标平面之间的平行性。
而图16的平行检测装置含有两组一样的锥型投影发生装置。它们产生两束锥顶分别在51和52的锥型光CB1和CB2。图16是目标平面V与两锥顶联机53平行的情况。此时，锥型光CB1和CB2分别画出两个同样的图形椭圆55和56。当两束光的对称轴平行时，它们在目标平面v内为两个相同的圆。当两束光的对称轴不平行时，它们在目标平面v内为两个相同的椭圆。
为了更容易比较目标平面V内两个几何图形椭圆55和椭圆56作比较，我们使目标平面V内的两个相同的椭圆重合(图17)。在图18中，目标平面V与两锥顶联机53不平行的情况。此时，锥型光CB1和CB2分别画出两个不同大小的圆或椭圆55和56。因此，比较目标平面V上两投影大小就可以判定目标平面V与锥顶联机53是否平行。
当目标平面位置变化时，我们可同时对称转动锥型光CB1和CB2使它们在目标平面V内两个几何图形椭圆55和椭圆56重合。此外，在转动锥型光CB1和CB2时可以同时测到其转角α。这个平行检测装置还可以测出锥顶联机53到目标平面V的距离(＝1/2两锥顶距离tanα)。
图11中所用的锥形光束为第七图的装置40所产生的实锥光束时，两束光可以为不同颜色。当整个投影图为两色之和时，则确定了该平面的方向。如两实心锥形光束分别为红色和绿色。这样，他们的叠加在一起为黄色。当整个投影图在目标平面内的椭圆为黄色时，该平面的方向则为确定的平行方向。在不平行时，在图18中只有图形椭圆55和椭圆56重合的区域为两合之和，未重合的区域为原光束颜色。
图16中所用的锥型光CB1和CB2可以为散光束所代替。在两像散光束的光轴平行时，光束在目标平面内为相同圆形或同方向焦线，就可以确定目标平面V与光平面转轴的平行性。
本发明另一种平行检测装置是利用两组交叉光线来确定平行性，在此运用图19说明交叉光束的工作原理。两束细光线61和62交叉在P点。当目标平面出现在交叉点Vo时，该平面出现一个亮点。当目标平面V出现在交叉点前V1时，该平面内出现两个亮点63和64。当目标平面V出现在交叉点后V2时，该平面内出现两个亮点65和66。
在图20中，是利用交叉点在71的光线72和73以及交叉点在81的光线82和83，来确目标平面的平行性。图21中将光线的交叉点71和81固定在与直线X-X平行的平面V内。图22表示X-X轴与目标平面v不平行的情况，此时在目标平面V内出现三个和三个以上的光点。图中为四个光点74，75，84和85。
利用一个调整机构将目标平面上的光点调到只有二个时，X-X轴即与该平面平行。
测定不同距离上的目标平面的平行性，可以平行交叉光点71和81来达到。在图20中，同步转动光束72和82或/和73和83可以实现交叉光点71和81的平行移动。此外，在转动72和82或/和73和83可同时测到其转角α。这样，此平行检测装置还可以测出X-X轴到目标平面V的距离。
以上之交叉光线的光源可以是半导体雷射。经聚焦后形成细光束。用四个半导体雷射经聚焦后形成四束细光束，很容易组成图14的平行性测量装置。有基本光学知识的人不难简化设计。图22标只是用一个雷射的平行测量装置。从雷射模块101来的细光102射向反射透射比为1∶3的半反射镜111。透过它的光射向透射比为1∶2的半反射镜112。被半反射镜111反射的光72与被半反射镜112反射的光73在点71汇合交叉。透过半反射镜112的光射向透射比为1∶1的半反射镜113。透过它的光射向反射镜114。被半反射镜113反射的光束82与被反射镜114反射的光束83在光点71汇合交叉。
同步转动半反射镜111和半反射镜113或/和同步转动半反射镜112和反射镜114交叉光点71和81会发生移动。图15中只画出了半反射镜111和半反射镜113可分别绕轴116和118转动。
图23是用两个雷射的平行测量装置。它的分束圆件是一个菱镜120。它有两个平面121和123以及两个斜面122。从雷射模块101及103来的细光B分别射向菱镜120的斜面122及平面123的交线。光束的一部分穿过平面123形成光束72与83。另一部分为斜面122折射形成光束73和83。光束72和73交叉在点71，光束82和83交叉在点81。同步反向转动雷射可以平移它们的交点。
综合本发明的雷射光扩展器及平面光转轴相对目标平面的平行测量装置，本发明设计了图24和图25所示的简单的水平线投射装置。此装置有可转动的上半部220和底座210。它们通过铰链201连接且上半部220可绕铰链201确定的Z-Z轴转动。
上半部220设置有光束扩展器221。它发出的光平面FB与Z-Z轴平行。它还固定一个与轴Z-Z轴平行的长水泡222以及一个与水泡222基本垂直放置的水泡223。光平面的方向，是用底座210底面上不在一直线上的三个调节螺丝2021、2022和2023调节。在光平面FB为水平面时，水泡222及223均在水泡中心。
此例中使用交叉光原理。图26是另一种工作原理。从雷射模块101发出的细光束透过半透镜211射向反射镜212。从它们反射的光分别透过分光镜213和214成为光束72和83；为之反射的光成为光束73和82。光束72和73在交叉点71汇合；而光束82和83在交叉点81汇合。平面光束的转轴Z-Z与光线交叉点71和72平行。分光镜213和214分别固定在两个相互啮合的齿轮215和216上。在调节轮218带动齿轮217旋转。齿轮217旋转又推动齿轮215和216反方向转动，从而引起交叉点的移动。这样，这个装置可以测量不同距离上的目标平面的平行性。这个平行性测量装置可以放置在底座内。
调节轮218的转动角度可以测定而两分光镜213和214之间的距离是固定的。因此，可以测量此装置与目标平面的距离。这个距离取决于调节轮218的转动角度。因此可以将与转角对应的距离刻置在调节轮218外的刻度盘上。
本发明所述水平线投影装置所利用的机械装置，如水平调整装置，平行测量系统中光学组件的选择及其却分组件的转动所涉的机械装置和具体组合等，都是对于一般有基本机械设计技能的人是非常容易做到的。本发明中对此不作进一步的描述。