DE10122934B4 - Vermessungsinstrument - Google Patents
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Abstract
Vermessungsinstrument
mit einer AF-Einrichtung mit Fokussierlinse und Kollimationsfernrohr,
umfassend:
einen Fokusdetektor zum Erfassen des Fokussierzustandes mit dem Kollimationsfernrohr und
eine Steuerung zum Bewegen der Fokussierlinse des Kollimationsfernrohrs in eine Scharfstellposition abhängig von dem mit dem Fokusdetektor erfassten Fokussierzustand, wobei
das Vermessungsinstrument mit Einzelfokussierung arbeitet, bei der nur eine Erfassung des Ausgangssignals des Fokusdetektors und nur eine Steueroperation abhängig von dem erfassten Ausgangssignal ausgeführt wird,
das Vermessungsinstrument mit einer kontinuierlichen Fokussierung arbeitet, bei der mehrere Erfassungen des Ausgangssignals des Fokusdetektors und mehrere Steueroperationen abhängig von den erfassten Ausgangssignalen nacheinander innerhalb einer vorbestimmten Zeit ausgeführt werden, und die Einzelfokussierung und die kontinuierliche Fokussierung an dem Vermessungsinstrument wahlweise einstellbar sind.
einen Fokusdetektor zum Erfassen des Fokussierzustandes mit dem Kollimationsfernrohr und
eine Steuerung zum Bewegen der Fokussierlinse des Kollimationsfernrohrs in eine Scharfstellposition abhängig von dem mit dem Fokusdetektor erfassten Fokussierzustand, wobei
das Vermessungsinstrument mit Einzelfokussierung arbeitet, bei der nur eine Erfassung des Ausgangssignals des Fokusdetektors und nur eine Steueroperation abhängig von dem erfassten Ausgangssignal ausgeführt wird,
das Vermessungsinstrument mit einer kontinuierlichen Fokussierung arbeitet, bei der mehrere Erfassungen des Ausgangssignals des Fokusdetektors und mehrere Steueroperationen abhängig von den erfassten Ausgangssignalen nacheinander innerhalb einer vorbestimmten Zeit ausgeführt werden, und die Einzelfokussierung und die kontinuierliche Fokussierung an dem Vermessungsinstrument wahlweise einstellbar sind.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Vermessungsinstrument mit einer Fokussierlinse und einem Kollimationsfernrohr.
- Bei einem konventionellen Vermessungsinstrument wie einer Gesamtstation wird die Fokussierlinse eines Kollimationsfernrohrs zur Scharfeinstellung manuell bewegt. In jüngerer Zeit wurde versucht, eine automatische Fokussiereinrichtung in ein Kollimationsfernrohr einzubauen.
- Das Vermessungsinstrument mit automatischer Fokussiereinrichtung enthält grundsätzlich eine Fokuserfassung zum Erfassen der Scharfeinstellung über das Kollimationsfernrohr und eine Steuerung zum Steuern der Bewegung der Fokussierlinse des Kollimationsfernrohrs zu einem Scharfstellpunkt abhängig von dem mit der Fokuserfassung festgestellten Fokussierzustand. Wird ein AF-Schalter (AF = Autofokus) geschlossen, während ein zu vermessendes Objekt durch das Kollimationsfernrohr beobachtet wird, so wird die Fokussierlinse zu dem Scharfstellpunkt des anvisierten Objekts bewegt. Die Fokussierung ist unproblematisch, wenn die relative Position des Kollimationsfernrohrs und des anvisierten Objekts fest ist.
- Wird die Position des anvisierten Objekts, beispielsweise eines Zielelements, zu einer spezifischen Position (z.B: 5 m, 10 m, usw.) bewegt, so wird die Position erfasst, d.h. die Messungen werden ausgeführt, während das anvisierte Objekt bewegt wird. Um aber die Fokussierung während der Messung auszuführen, muss der Benutzer den AF-Schalter wiederholt einschalten, so dass der Wirkungsgrad dieser Operation sehr gering ist.
- Außerdem kann ein Benutzer an einer Messstelle die Fokussierlinse auch ohne den AF-Mechanismus bewegen, beispielsweise wenn die AF-Funktion nicht einwandfrei arbeitet, wenn z.B. Störungen durch schnelle Bewegung der Fokussierlinse auftreten oder wenn eine Feineinstellung der Fokussierung durchgeführt wird. Auch in einem solchen Fall kann der Benutzer bei einem konventionellen Vermessungsinstrument jedoch nur die Fokussierlinse durch manuelles Drehen eines Einstellrings in einer MF-Operation (manuelles Fokussieren) oder durch Betätigen des AF-Mechanismus bewegen.
- Aus der Druckschrift
DE 199 18 570 A1 ist ein Vermessungsinstrument mit einer AF-Einrichtung mit Fokussierlinse und Kollimationsfernrohr bekannt. Dieses Vermessungsinstrument sieht eine Einzelfokussierung und eine kontinuierliche Fokussierung vor. Diese beiden Fokussierbetriebsarten kommen abhängig vom Bewegungszustand des Kollimationsfernrohrs zur Anwendung und können nicht von dem Benutzer frei gewählt werden. - In der Druckschrift
DE 197 08 299 A1 ist ein Vermessungsinstrument mit Fokussierlinse und Kollimationsfernrohr beschrieben. Dieses Vermessungsinstrument enthält zudem einen motorgetriebenen Fokussiermechanismus, der die Fokussierlinse in Richtung der optischen Achse vorwärts und rückwärts bewegt. Dabei wird der motorgetriebene Fokussiermechanismus in Abhängigkeit des Ausgangssignals eines AF-Sensors gesteuert. - Zum Stand der Technik wird ferner auf die Druckschrift
DE 197 10 753 A1 verwiesen, aus der ein Vermessungsinstrument mit einem Motor-Antriebsmechanismus für eine Fokussierlinse eines Kollimationsfernrohrs, mit einem Fokusdetektor und einer AF-Steuerung bekannt ist. - Es ist Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile des Vermessungsinstruments mit AF-Funktion zu vermeiden.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und die Merkmale des Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand jeweiliger Unteransprüche.
- Beispielsweise kann die AF-Operation leicht nicht nur zur Messung eines stillstehenden Objekts, sondern auch zur Messung eines Objekts benutzt werden, das in einer laufenden Operation bewegt wird, oder alternativ kann die Fokussieroperation auch mit elektrischem Antrieb ausgeführt werden.
- Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Vermessungsinstrument mit AF-Einrichtung als erstes Ausführungsbeispiel, -
2 einen Fokusdetektor (AF-Einheit, Phasendifferenzdetektor) in Blickrichtung II aus1 , -
3 die Positionsbeziehung zweier Pupillenbereiche der Objektivlinse eines Fokusdetektors, eines Spiegels und einer Lichtaufnahmefaser, in Blickrichtung III-III aus1 , -
4 das Flussdiagramm einer AF-Operation in einer Steuerschaltung, -
5 das Flussdiagramm der in4 gezeigten AF-Operation, -
6 die perspektivische Darstellung des Kollimationsfernrohrs einer Gesamtstation von der Okularseite her gesehen, als zweites Ausführungsbeispiel, -
7 die perspektivische Darstellung eines Kollimationsfernrohrs der in6 gezeigten Gesamtstation, von der Objektivseite her gesehen, -
8 die Vorderansicht eines in6 gezeigten Okulars, -
9 die rechte Seitenansicht der in8 gezeigten Anordnung, -
10 die Draufsicht der in8 gezeigten Anordnung, -
11 das System des Kollimationsfernrohrs eines Überwachungsinstruments als zweites Ausführungsbeispiel, -
12 die perspektivische Darstellung eines beispielsweisen Antriebsmechanismus für eine Fokussierlinse in einem Kollimationsfernrohr des zweiten Ausführungsbeispiels, -
13 das Flussdiagramm der Operationen eines Vermessungsinstruments des zweiten Ausführungsbeispiels, -
14 die Frontansicht eines Okulars bei einem dritten Ausführungsbeispiel, -
15 die rechte Seitenansicht der in14 gezeigten Anordnung, -
16 die perspektivische Darstellung eines Kollimationsfernrohrs einer Gesamtstation von der Okularseite aus gesehen als viertes Ausführungsbeispiel, -
17 die Frontansicht des Okularteils des in16 gezeigten Kollimationsfernrohrs, -
18 das System eines Kollimationsfernrohrs bei dem vierten Ausführungsbeispiel, -
19 schematisch zwei Pupillenbereiche der Objektivlinse eines Fokusdetektors in Blickrichtung XIX-XIX aus18 , -
20 das Flussdiagramm der Operationen eines Vermessungsinstruments des vierten Ausführungsbeispiels, und -
21 die Frontansicht des Okularteils eines Vermessungsinstruments als fünftes Ausführungsbeispiel. - In
1 bis3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Vermessungsinstruments mit AF-Einrichtung dargestellt. - Ein Kollimationsfernrohr
10 enthält eine Objektivlinse (Fokussierlinse)11 , ein optisches Bildumkehrsystem (Porroprisma)12 , eine Fokussierplatte13 und eine Okularlinse14 , die in dieser Reihenfolge von der Objektseite (Frontseite) her angeordnet sind. Die Fokussierplatte13 hat in ihrer Mitte ein Fadenkreuz (Kollimationsachse)15 zum genauen Visieren. Die Objektivlinse11 kann in Richtung der optischen Achse L bewegt werden, so dass ein scharfes Bild des anvisierten Objekts16 auf der Oberfläche13a der Fokussierplatte13 nahe der Objektivlinse11 erzeugt werden kann, indem die Position der Objektivlinse11 entsprechend der Objektentfernung verstellt wird. Ein Benutzer kann das Bild vergrößert auf der Fokussierplatte13 durch die Okularlinse14 hindurch betrachten. - Das Porroprisma
12 hat eine Strahlteilerfläche, die das einfallende Lichtbündel in zwei Lichtbündel teilt, so dass eines einer nach dem Phasendifferenzverfahren arbeitenden AF-Erfassungseinheit (Fokusdetektor)50 zugeführt wird, während das andere auf die Okularlinse14 gerichtet wird. Die AF-Erfassungseinheit50 erfasst den Fokussierzustand (d.h. den Defokusbetrag, also hintere oder vordere Fokuslage usw.) einer Erfassungsfläche51 , die an einer der Fokussierplatte13 optisch äquivalenten Position ist.2 zeigt das Konzept der AF-Erfassungseinheit50 . Das auf der Erfassungsfläche51 mit der Objektivlinse11 erzeugte Bild wird durch zwei Separatorlinsen (Abbildungslinsen)53 geteilt, die zueinander einen der Basislänge entsprechenden Abstand haben. Das Licht fällt auf die Separatorlinsen53 über eine Kondensorlinse52 . Zwei Teilbilder werden auf zwei CCD-Liniensensoren54 erzeugt. - Die CCD-Liniensensoren
54 haben jeweils eine fotoelektrische Wandleranordnung mit einer Anzahl fotoelektrische Wandler, die das empfangene Objektlicht in elektrische Signale umsetzen, die so erhaltenen Ladungen integrieren (oder akkumulieren) und die integrierten Ladungen als AF-Sensordaten an eine Steuerschaltung (Steuerung/AF-Steuerung)40 abgeben. Die Steuerschaltung40 führt eine vorbestimmte Rechnung aus, um den Defokusbetrag aus einem Paar von AF-Sensordaten zu bestimmen, und bewegt die Objektivlinse11 in eine Scharf stellposition, wozu ein Linsenantrieb43 dient. Die Berechnung des Defokusbetrages ist dem Fachmann bekannt. - In der AF-Erfassungseinheit
50 wird der Scharfstellpunkt aus zwei Objektbildern auf den Liniensensoren54 erfasst, wobei die Strahlenbündel des durch zwei separate Pupillenteile11A und11B (3 ) der Objektivlinse11 geführten Objektbildes dienen, die durch Separatormasken55 nahe den Separatorlinsen53 bestimmt werden. Die in1 und3 schraffiert dargestellten Bereiche repräsentieren die Strahlenbündel, welche den Pupillenteilen11A und11B entsprechen. - Das Vermessungsinstrument mit AF-Einrichtung hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Einzelfokusbetrieb, bei dem nur eine AF-Operation der vorstehend beschriebenen Art mit der Steuerschaltung
40 durchgeführt wird. Ferner hat es einen kontinuierlichen Fokusbetrieb, bei dem mehrere AF-Operationen nacheinander mit der Steuerschaltung40 ausgeführt werden. Diese führt die AF-Operation entsprechend dem jeweils wirksamen Fokusbetrieb aus. Mit der Steuerschaltung40 sind ein AF-Startschalter44 , ein Messstartschalter45 , ein Zeitgeber46 , eine Entfernungsstellvorrichtung47 und ein Signalgeber48 verbunden. Der Einzelfokusbetrieb wird gesetzt, wenn der AF-Startschalter44 einmal eingeschaltet wird, der kontinuierliche Fokusbetrieb wird gesetzt, wenn der AF-Startschalter44 zweimal in vorbestimmter Zeit betätigt wird. Die Stromquelle der AF-Einrichtung wird eingeschaltet, wenn der AF-Startschalter44 betätigt wird. - Bei dem Einzelfokusbetrieb werden nur eine Erfassung des Ausgangssignals der AF-Erfassungseinheit
50 und nur eine Rechnung/Steuerung mit der Steuerschaltung40 abhängig von dem Erfassen des Ausgangssignals der AF-Erfassungseinheit50 ausgeführt. Deshalb wird die Objektivlinse11 entsprechend der Objektentfernung in die Scharfstellposition gebracht. Wird der fokussierte Zustand erreicht, so arbeitet der Signalgeber48 und gibt ein akustisches Signal ab. Ist die AF-Operation abgeschlossen, so wird die Stromquelle der AF-Einrichtung abgeschaltet. - Bei dem kontinuierlichen Fokusbetrieb werden mehrere Erfassungen des Ausgangssignals der AF-Erfassungseinheit
50 und mehrere Rechnungen/Steuerungen mit der Steuerschaltung40 abhängig von den Erfassungen des Ausgangssignals der AF-Erfassungseinheit50 nacheinander in vorbestimmter Zeit (z.B: 1 Minute) ausgeführt. Entsprechend wird die Objektivlinse11 abhängig von der Entfernung des Objekts16 immer dann in die Scharfstellposition gebracht, wenn eine Fokuserfassung ausgeführt wird. Deshalb kann auch bei bewegtem Objekt16 laufend ein fokussierter Zustand erreicht werden. Wird er erreicht, so arbeitet der Signalgeber48 und gibt ein akustisches Signal ab. Die kontinuierlichen AF-Operationen werden für eine Minute ausgeführt, und die Stromquelle der AF-Einrichtung wird nach Ablauf dieser Zeit abgeschaltet. - Die Entfernungsstellvorrichtung
47 dient zum Setzen und Speichern einer vorgegebenen Entfernung. In jeder Fokussierart wird die Objektivlinse11 in die der gesetzten und gespeicherten Entfernung entsprechende Schartstellposition gebracht, wenn das Ausgangssignal der AF-Erfassungseinheit50 nach Abschluss der vorstehend beschriebenen AF-Operation den defokussierten Zustand anzeigt. Wenn eine häufig benutzte Objektentfernung in der Entfernungsstellvorrichtung eingestellt und gespeichert ist, kann verhindert werden, dass das Objektbild auch bei mangelnder Scharfeinstellung in einen extrem defokussierten Zustand kommt. - Das Kollimationsfernrohr
10 hat einen in sich abgeschlossenen optischen Sucher20 als Entfernungsmessvorrichtung (Entfernungsmesser). Der optische Sucher20 ist folgendermaßen aufgebaut. Ein Lichtabgabe/-Aufnahmespiegel21 und ein Wellenlängenfilter (Farbfilter)22 , das sichtbares Licht durchlässt und Messlicht reflektiert, sind in dieser Reihenfolge der Objektivlinse11 des Kollimationsfernrohrs10 nachgeordnet. Der Spiegel21 und das Filter22 bilden den optischen Sucher20 . Der Spiegel21 ist ein planparalleler Spiegel und auf der optischen Achse der Objektivlinse11 angeordnet. Er enthält eine Lichtabgabefläche21a auf der der Objektivlinse11 zugewandten Seite und eine Lichtaufnahmefläche21b auf der dem Farbfilter22 zugewandten Seite. - Das Lichtabgabelement
23 des optischen Suchers20 gibt internes Referenzlicht einer bestimmten Wellenlänge ab, das auf die Lichtabgabefläche21a des Spiegels21 über eine Kollimatorlinse24 und einen stationären Spiegel25 fällt. Das auf die Lichtabgabefläche21a fallende Messlicht läuft längs der optischen Achse L der Objektivlinse11 zu dem anvisierten Objekt16 . - Das Farbfilter
22 reflektiert das Messlicht, das an dem Objekt16 reflektiert und durch die Objektivlinse11 geleitet wurde, an der Oberfläche22a , die der Objektivlinse11 zugewandt ist. Das Messlicht fällt dann auf die Lichtaufnahmefläche21b . Diese reflektiert das Messlicht auf die Eintrittsfläche26a einer Lichtleitfaser26 . Ein Halter27 hält diese und ist gemeinsam mit dem Spiegel21 in dem Raum hinter der Objektivlinse11 mit einer (nicht dargestellten) Halterung befestigt. - Ein Schaltspiegel
28 und ein ND-Filter29 zur Lichtabgabe sind in dem Weg des Messlichtes zwischen dem Lichtabgabeelement23 und dem stationären Spiegel25 angeordnet. Der Schaltspiegel28 schaltet die Belichtung des von dem Lichtabgabeelement23 zu dem stationären Spiegel25 abgegebenen Lichts so, dass es als Messlicht dient oder direkt auf die Eintrittsfläche26a der Lichtleitfaser26 fällt, so dass das Licht dann als internes Referenzlicht dient. Das ND-Filter29 dient zum Einstellen der Menge des Messlichtes zu dem anvisierten Objekt16 . - Eine Kondensorlinse
32 , ein ND-Filter33 zur Lichtaufnahme und ein Bandpassfilter34 sind in dieser Reihenfolge zwischen der Austrittsfläche26b der Lichtleitfaser26 und einem Lichtaufnahmeelement31 angeordnet. Dieses ist mit der Steuerschaltung40 verbunden, welche einen Betätiger41 des Schaltspiegels28 steuert und mit einer Messanzeige42 verbunden ist. - Die Position der Pupillenteile
11A und11B der Objektivlinse11 ist so bestimmt, dass der Spiegel21 des optischen Suchers20 bzw. die Lichtleitfaser26 (Halterung27 ) und deren Halteelemente optisch nicht beeinträchtigt werden, wie3 erkennen lässt. - In dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten Sucher
20 schaltet die Steuerschaltung40 die Position des Schaltspiegels28 über den Betätiger41 zwischen einer Stellung, in der das Licht (Messlicht) von dem Lichtabgabeelement23 den stationären Spiegel25 erreicht, und einer Stellung, in der das Licht (internes Referenzlicht) von dem Lichtabgabeelement23 zur Eintrittsfläche26a der Lichtleitfaser26 reflektiert wird. Das auf den stationären Spiegel25 fallende Messlicht wird dem Objekt16 über die Lichtabgabefläche21a des Spiegels21 und die Objektivlinse11 zugeführt. Das an dem Objekt16 reflektierte Licht fällt auf die Eintrittsfläche26a über die Objektivlinse11 , das Farbfilter22 und die Lichtaufnahmefläche21b des Spiegels21 . - Das an dem Objekt
16 reflektierte und auf die Eintrittsfläche26a fallende Messlicht und das direkt auf die Eintrittsfläche26a über den Schaltspiegel28 fallende interne Referenzlicht werden von dem Lichtaufnahmeelement31 aufgenommen, so dass die Steuerschaltung40 den Phasenunterschied oder die Zeitdifferenz des Messlichtes und des internen Referenzlichts erfasst, um dadurch die Entfernung des Objekts16 zu berechnen. Die so erhaltene Objektentfernung wird mit dem Entfernungsanzeiger42 angezeigt. Die Bestimmung der Objektentfernung aus dem Phasenunterschied des abgegebenen und des reflektierten Lichts und der Anfangsphase des internen Referenzlichts oder der Zeitdifferenz zwischen abgegebenem Licht und reflektiertem Licht ist an sich bekannt. -
4 zeigt ein Flussdiagramm der Arbeitsweise des Vermessungsinstruments mit der oben beschriebenen AF-Einrichtung. Die hier gezeigte Operation wird mit der Steuerschaltung40 ausgeführt, wenn der AF-Startschalter44 gedrückt wird. - Der Zeitgeber
46 wird bei Schritt S101 initialisiert, um die Fokussieroperation des Schritts S102 auszuführen. Bei Schritt S103 wird geprüft, ob die Fokussierung abgeschlossen ist. Ist sie abgeschlossen (S103: Ja), so wird der Signalgeber48 eingeschaltet und gibt einen hörbaren Ton ab (S104). Wird keine Fokussierung erreicht (S103: Nein), wird die Objektivlinse11 in eine der in der Entfernungsstellvorrichtung47 eingestellten und gespeicherten Entfernung entsprechende Fokussierposition bewegt (S108). - Dann wird mit dem Zeitgeber
46 geprüft, ob eine Minute (vorbestimmte Zeit) abgelaufen ist (S105). Ist sie nicht abgelaufen (S105: Nein), so wird geprüft, ob die laufende Betriebsart die kontinuierliche Fokussierung ist, d.h. ob der AF-Startschalter44 zweimal gedrückt wurde (S106). Ist die laufende Betriebsart die kontinuierliche Fokussierung (S106: Ja), so kehrt die Steuerung zu Schritt S102 zurück, um die Fokussieroperation zu wiederholen. Ist die laufende Betriebsart nicht die kontinuierliche Fokussierung (S106: Nein), so wird die Stromquelle der AF-Einrichtung abgeschaltet (S107). Ist eine Minute abgelaufen (S105: Ja), so wird die Stromquelle der AF-Einrichtung abgeschaltet (S109). -
5 zeigt das Flussdiagramm der bei Schritt S102 in4 gezeigten Fokussieroperation. Bei der in5 gezeigten Operation wird das Erfassungssignal der AF-Erfassungseinheit50 mit der Steuerschaltung40 gelesen (S201). Dann bestimmt die Steuerschaltung40 den Verstellbetrag und die Bewegungsrichtung der Objektivlinse11 entsprechend dem Erfassungssignal (S202). Anschließend wird die Objektivlinse11 entsprechend verstellt (S203). Das Erfassungssignal der AF-Erfassungseinheit50 wird nochmals gelesen, um zu erfassen, ob der Fokussierzustand erreicht wurde oder nicht (S204). - Die Entfernungsmessoperation des Vermessungsinstruments mit der vorstehend beschriebenen AF-Funktion läuft folgendermaßen ab:
- Schritt 1
- Der Benutzer richtet die optische Achse L des Kollimationsfernrohrs
10 so aus, dass sie mit dem anvisierten Objekt16 zusammenfällt, während gleichzeitig das Objekt16 durch einen Kollimator (nicht dargestellt) beobachtet wird, der an dem Kollimationsfernrohr10 befestigt ist. - Schritt 2
- Die Einzelfokussierung oder die kontinuierliche Fokussierung wird entsprechend einem stationären Objekt oder einem bewegten Objekt ausgeführt. Der AF-Startschalter
44 wird bei Einzelfokussierung nur einmal eingeschaltet, während er bei kontinuierlicher Fokussierung zweimal eingeschaltet wird, um die vorstehend beschriebenen Operationen auszuführen und damit die Objektivlinse11 in die Scharfstellposition zu bringen. Die Stromquelle der AF-Einrichtung wird eingeschaltet, wenn der AF-Startschalter44 gedrückt wird. Wird der fokussierte Zustand nicht erreicht, so wird die Fokussieroperation entsprechend der in der Entfernungsstellvorrichtung47 eingestellten Vorgabeentfernung durchgeführt. - Schritt 3
- Der Benutzer betrachtet das Fadenkreuz
15 auf der Fokussierplatte13 durch die Okularlinse14 bei Scharfeinstellung oder bei Einstellung der Vorgabeentfernung und richtet das Fadenkreuz15 so aus, dass es mit dem Objekt16 zusammenfällt. Daher ist es möglich, das Messlicht des optischen Suchers20 genau auf das Objekt16 zu projizieren. - Schritt 4
- Der Messstartschalter
45 wird gedrückt, um die Entfernungsmessoperation über den optischen Sucher20 auszuführen, so dass das Messergebnis mit dem Entfernungsanzeiger42 angezeigt wird. - Bei der oben beschriebenen Messoperation kann man den fokussierten Zustand kontinuierlich erreichen, ohne den AF-Startschalter
44 wiederholt bei jeder Bewegung des Objekts einzuschalten, wenn die kontinuierliche Fokussierung gewählt ist, auch wenn sich das Objekt16 bewegt. Dadurch ergibt sich eine sehr wirksame Fokussieroperation. Wird die Vorgabeentfernung zuvor eingegeben und in der Entfernungsstellvorrichtung47 gespeichert, so wird kein großer Defokussierbetrag erzeugt. Da außerdem die Ausführungszeit der AF-Operation bei kontinuierlicher Fokussierung begrenzt ist, kann der elektrische Stromverbrauch reduziert werden. - Obwohl bei dem in
1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Objektivlinse als Fokussierlinse dient, kann auch eine separate Fokussierlinse zwischen der Objektivlinse11 und der Okularlinse14 vorgesehen sein. - Abweichend von der Wahl der Einzelfokussierung und der kontinuierlichen Fokussierung mit einer oder zwei Betätigungen des AF-Startschalters
14 ist es auch möglich, einen Schalter für die Fokussierart separat zu dem AF-Startschalter44 vorzusehen und damit die jeweilige Fokussierart einzuschalten. Dann sollte vorzugsweise ein entsprechender Anzeiger vorgesehen sein, um die jeweils gewählte Fokussierart anzuzeigen. - Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Zeitintervall der kontinuierlichen AF-Operationen eine Minute ist, kann es auch kürzer oder länger sein. Alternativ ist es möglich, einen Mechanismus zum Wählen eines Intervalls vorzusehen.
- Die vorstehende Beschreibung zeigt, dass bei dem erläuterten beispielsweisen Vermessungsinstrument die AF-Operation leicht bei der Vermessungsoperation für ein unbewegtes und auch für ein bewegtes Objekt durchgeführt werden kann.
-
6 bis13 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Vermessungsinstruments (Gesamtstation) mit einer Motorfokussierung. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel haben die mit entsprechenden Elementen des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmende Elemente dieselben Bezugszeichen und werden im Folgenden nicht nochmals erläutert. - Wie
6 und7 zeigen, hat das Vermessungsinstrument1 ein Kollimationsfernrohr10 , das an dem Gehäuse1a so befestigt ist, dass es um eine horizontale Achse1b geschwenkt werden kann. Das Kollimationsfernrohr10 kann wahlweise zwischen einer normalen Messposition gemäß6 und7 und einer Umkehrmessposition bewegt (gedreht) werden, die durch Drehen des Kollimationsfernrohrs10 um die horizontale Achse1b gegenüber der normalen Messposition erreicht wird. Das Kollimationsfernrohr10 hat eine Objektivlinse16 und eine Okularlinse18 an der Front- bzw. Rückseite. Das Gehäuse1a ist mit den für ein Vermessungsinstrument erforderlichen Komponenten versehen, also mit Nivellierschrauben1c und einer Betriebsanzeige1d . Ferner hat die Gesamtstation Län gen- und Winkelmessfunktion, jedoch gehören diese nicht unmittelbar zur Erfindung und werden deshalb hier nicht näher erläutert. -
11 zeigt das optische System des Kollimationsfernrohrs10 , welches die Objektivlinse16 , die Fokussierlinse17 , das Bildumkehrsystem (Porroprisma)12 , die Fokussierplatte13 und das Okular18 enthält. Diese Elemente sind in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet. Die Fokussierplatte13 hat ein Fadenkreuz (Kollimationsachse), das als Referenz zum Visieren dient. Die Fokussierlinse17 kann in Richtung der optischen Achse so bewegt werden, dass ein Bild des anvisierten Objekts auf der Fokussierplatte13 nahe der Objektivlinse16 erzeugt wird, indem die Position der Fokussierlinse17 abhängig von der Objektentfernung eingestellt wird. Ein Benutzer kann das Bild vergrößert auf der Fokussierplatte13 durch die Okularlinse18 hindurch betrachten. - Die Fokussierlinse
17 wird vorwärts und rückwärts mit einem PF-Mechanismus60 und einem MF-Mechanismus70 bewegt. Der PF-Mechanismus60 enthält einen Vorwärts-Schaltkontakt61N und einen Rückwärts-Schaltkontakt61F , die mit PF-Schaltern (Hebeln)61 betätigt werden. Die Steuerschaltung40 steuert einen Elektromotor64 in einem Motorantrieb63 zum Drehen in Vorwärtsrichtung und zum Bewegen der Fokussierlinse17 in Vorwärtsrichtung der optischen Achse, wenn der Vorwärts-Schaltkontakt61N eingeschaltet ist (wenn ein nahes Objekt fokussiert wird). Wird der Rückwärts-Schaltkontakt61F eingeschaltet, so wird der Motor64 mit der Steuerschaltung40 umgesteuert, um die Fokussierlinse17 in Richtung der optischen Achse L rückwärts zu bewegen (wenn ein fernes Objekt fokussiert wird). -
8 bis10 zeigen die Anordnung der beiden PF-Schalter61 als Beispiel. Wie bereits ausgeführt, kann das Kollimationsfernrohr10 um die horizontale Achse1b zwischen der normalen Messposition und der Umkehrmessposition geschwenkt werden. Die PF-Schalter61 sind an dem Linsengehäuse2 des Okulars18 vorgesehen, sie befinden sich über und unter einer horizontalen Ebene, die durch die optische Achse des Okulars18 läuft, wenn sich das Kollimationsfernrohr10 in der normalen Messposition und in der Umkehrmessposition befindet. Die PF-Schalter61 sind innerhalb des Fokussiereinstellrings71 angeordnet, in Richtung der optischen Achse des Okulars18 gesehen. Die PF-Schalter61 haben jeweils einen konkaven Teil (Vertiefung)61a zum Eingriff eines Fingers, der zur Mitte des Linsengehäuses2 des Fernrohrs10 in der in8 gezeigten Weise nach innen gekrümmt ist. Wenn jeder PF-Schalter61 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung gegenüber einer Neutralposition gekippt wird, wird das Betriebssignal dem Motorantrieb63 zugeführt, um eine axiale Bewegung der Fokussierlinse17 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zu bewirken (d.h. um den Vorwärts-Schaltkontakt61N und den Rückwärts-Schaltkontakt61F wahlweise einzuschalten). - Das Kippen des PF-Schalters
61 im Uhrzeigersinn (8 ) bewirkt ein Einschalten des Rückwärts-Schaltkontaktes61F , wodurch die Fokussierlinse17 für ein nahes Objekt zur Fokussierposition bewegt wird. Das Kippen des PF-Schalters61 im Gegenuhrzeigersinn verursacht ein Einschalten des Vorwärts-Schaltkontaktes61N , wodurch die Fokussierlinse17 zur Fokussierposition für ein fernes Objekt bewegt wird. Da zwei PF-Schalter61 vorhanden sind, kann jeder PF-Schalter61 zuverlässig und leicht betätigt werden, unabhängig von der Position des Kollimationsfernrohrs10 , d.h. entweder in der normalen Messposition oder in der Umkehr-Messposition. Die konkaven Teile61a der PF-Schalter61 können durch konvexe Teile (Vorsprünge) ersetzt sein, die radial nach außen gekrümmt sind. - Die beiden PF-Schalter
61 wirken so, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Fokussierlinse17 mit der Verstellung gegenüber der Neutralposition in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zunimmt, und nachdem die PF-Schalter61 ihre Endstellungen erreichen, nimmt die Bewegungsgeschwindigkeit der Fokussierlinse17 weiter zu. Der PF-Mechanismus60 enthält nämlich eine Erfassungsvorrichtung62 , die die Verstellung der PF-Schalter61 gegenüber der Neutralposition in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung erfasst. Die Erfassungsvorrichtung62 ist mit der Steuerschaltung40 verbunden. Die Steuerschaltung40 enthält einen Speicher, in dem die Drehgeschwindigkeit des Motors64 entsprechend der Verstellung der PF-Schalter61 gegenüber der Neutralstellung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und die Stillstandszeit gespeichert sind, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der Fokussierlinse17 zunimmt, wenn die Verstellung der PF-Schalter zunimmt und die Stillstandszeit an den Grenzstellungen zunimmt. - Da das Okular
18 zur optischen Achse der Objektivlinse16 versetzt ist, weil das Porroprisma12 in dem Kollimationsfernrohr10 vorgesehen ist, liegt die Mitte des Okulars18 in horizontaler Richtung exzentrisch zur Mitte des Kollimationsfernrohrs10 , wie es8 zeigt. - Der MF-Mechanismus
70 bewegt die Fokussierlinse17 in Richtung der optischen Achse vorwärts oder rückwärts entsprechend einer Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Fokussierrings (manueller Fokussiereinstellring)71 , der nahe dem okularseitigen Ende des Kollimationsfernrohrs10 drehbar gelagert ist. Der Fokussierring71 liegt koaxial zur optischen Achse L der Objektivlinse16 .12 zeigt ein Beispiel einer Anordnung, bei der eine Linsenfassung72 , die die Fokussierlinse17 hält, so gelagert ist, dass sie in Richtung der optischen Achse L über einen Linearbewegungsmechanismus (nicht dargestellt) linear bewegt wird. Die Linsenfassung72 hat einen radialen Mitnehmer73 , der in einer Führungsnut (Nockenbahn)74c eines Nockenrings74 sitzt, dessen Drehzentrum auf der optischen Achse liegt. Wenn der Nockenring74 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung gedreht wird, wird die Fokussierlinse17 linear in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung längs der optischen Achse L bewegt. - Der Nockenring
74 hat an seinem Außenumfang eine Zahnung74G , die mit dem Getriebe75 des Elektromotors64 in Eingriff steht. Die Fokussierlinse17 wird in Richtung der optischen Achse entsprechend der Vorwärts- der Rückwärtsdrehung des Motors64 linear bewegt. - Der Fokussierring
71 hat ein koaxiales Zahnrad71G , das mit einem Ritzel76 in Eingriff steht, welches mit dem Getriebe75 des Motors64 über einen Untersetzungsmechanismus77 gekoppelt ist. Wird der Fokussierring71 gedreht, so wird die Fokussierlinse17 über den Nockenring74 axial verstellt. Gleichzeitig wird die Antriebsachse des Motors64 gedreht. Wird der Motor64 so angetrieben, so wird der Fokussierring71 über das Getriebe75 , die Untersetzung77 , das Ritzel76 und die Zahnung71G gedreht. Daraus ergibt sich, dass die MF-Operation durch Drehen des Fokussierrings71 und die PF-Operation durch Ansteuern des Motors64 ausgeführt wird, ohne dass zwischen der PF-Operation und der MF-Operation umgeschaltet werden muss. Dieser Zusammenhang wird dadurch erreicht, dass der Fokussierung71 dauernd mit dem PF-Mechanismus60 verbunden ist. - Die Bewegungsrichtung der Fokussierlinse
17 abhängig von der Drehrichtung des Fokussierrings71 entspricht der Bewegungsrichtung der Fokussierlinse17 abhängig von der Betätigungsrichtung der PF-Schalter61 . Bei dem in8 gezeigten Beispiel wird der Fokussierung71 im Uhrzeigersinn gedreht und die Fokussierlinse17 zur Fokussierposition für ein nahes Objekt bewegt. Wird der Fokussierring71 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so wird die Fokussierlinse17 zur Fokussierposition für ein unendlich weit entferntes Objekt bewegt. Die Bewegungsrichtung der Fokussierlinse17 ist also identisch mit der Betätigungsrichtung der PF-Schalter61 . Mit diesem Aufbau kann die Fokussierung mit PF-Operation und die Fokussierung mit MF-Operation in derselben Weise erreicht werden. -
13 zeigt das Flussdiagramm der Arbeitsweise des Vermessungsinstruments mit der oben beschriebenen PF-Funktion als Beispiel. Die Operation dieses Flussdiagramms wird in der Steuerschaltung40 ausgeführt. - Wird der PF-Schalter
61 betätigt, um den Vorwärts-Schaltkontakt61N oder den Rückwärts-Schaltkontakt61F einzuschalten (S301), so erfasst die Erfassungsvorrichtung62 die Verstellung des PF-Schalters61 gegenüber der Neutralposition (S302), so dass der Motor64 in einer Richtung betrieben wird (S303), die der Betätigungsrichtung des Schaltkontaktes entspricht, wobei die Drehgeschwindigkeit dem Verstellbetrag entspricht und diese Verstellung entsprechend in dem Speicher (nicht dargestellt) gespeicherten Daten erfolgt. - Dann wird geprüft, ob der PF-Schalter
61 eine seiner Grenzstellungen erreicht hat (S304). Erreicht er eine seiner Grenzstellungen (S304: Ja), so wird der Motor41 beschleunigt (S305). Erreicht er keine seiner Grenzstellungen (S304: Nein), so kehrt die Steuerung zu Schritt S302 zurück. -
14 und15 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel eines Vermessungsinstruments mit einer PF-Funktion. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten, in6 gezeigten Ausführungsbeispiel darin, dass zwei PF-Schalter61 an dem Fokussierring71 vorgesehen sind (14 ). Bei dem dritten Ausführungsbeispiel können Teile oder Elemente ohne Begrenzung durch die Position der PF-Schalter61 angeordnet werden. - Vorstehend wurde als zweites bzw. drittes Ausführungsbeispiel ein Vermessungsinstrument mit PF-Funktion beschrieben, bei dem die Fokussieroperation mit einem Motorantrieb durchgeführt wird.
-
16 bis21 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel eines Vermessungsinstruments (Gesamtstation) mit Multifokusfunktion. Bei diesem Beispiel haben die mit Elementen des zweiten Ausführungsbeispiels übereinstimmenden Elemente dieselben Bezugszeichen und werden deshalb hier nicht nochmals beschrieben. - Das Vermessungsinstrument
1 enthält ein Kollimationsfernrohr10 , das an dem Gehäuse1a um eine horizontale Achse1b in der in16 gezeigten Art drehbar befestigt ist. Die äußere Erscheinungsform des Vermessungsinstruments1 auf der Seite der Objektivlinse16 stimmt mit derjenigen des zweiten, in7 gezeigten Ausführungsbeispiels überein, so dass im Folgenden an entsprechenden Stellen auch auf7 Bezug genommen wird. - Das Kollimationsfernrohr
10 hat eine Multifokusfunktion, d.h. eine AF(Autofokus)-Funktion, eine PF(Motorfokus)-Funktion und eine MF(Manuellfokus)-Funktion. Das Kollimationsfernrohr10 hat an seiner Vorderseite die Objektivlinse16 und auf der Rückseite das Okular18 . Das Gehäuse1a enthält die für ein Vermessungsinstrument erforderlichen Teile, nämlich Nivellierschrauben1c und eine Betriebsanzeige1d . - Das Kollimationsfernrohr
10 kann zwischen der in16 gezeigten normalen Messposition und einer Umkehr-Messposition bewegt werden, bei der das Instru ment um die horizontale Achse1b gegenüber der normalen Messposition gedreht bzw. umgekehrt ist. Die Gesamtstation hat eine Entfernungs- und eine Winkelmessfunktion. Diese gehören nicht unmittelbar zur Erfindung und werden deshalb hier nicht weiter erläutert. -
18 zeigt das optische System des Kollimationsfernrohrs10 . Ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel enthält das Kollimationsfernrohr10 die Objektivlinse16 , die Fokussierlinse17 , das optische Bildumkehrsystem (Porroprisma)12 , die Fokussierplatte13 und das Okular18 , die in dieser Reihenfolge von der Objektseite her angeordnet sind. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel hat die Fokussierplatte13 ein Fadenkreuz (Kollimationsachse)15 zur genauen Visierfunktion. Die Fokussierlinse17 kann in Richtung der optischen Achse L so bewegt werden, dass ein fokussiertes Bild des Objekts auf der Fokussierplatte13 auf der Seite der Objektivlinse16 erzeugt wird, indem die axiale Position der Fokussierlinse17 entsprechend der Objektentfernung wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verstellt wird. Der Benutzer kann ein vergrößertes Objektbild auf der Fokussierplatte13 durch das Okular18 hindurch betrachten. - Das Porroprisma
12 hat eine Strahlteilerfläche identisch mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, wobei eine nach dem Phasendifferenzverfahren arbeitende AF-Erfassungseinheit (Fokusdetektor)50 in dem Lichtweg eines abgeteilten Strahlenbündels angeordnet ist. Die AF-Erfassungseinheit50 erfasst den Fokussierzustand auf einer Fokuserfassungsfläche, die an einer der Fokussierplatte13 optisch äquivalenten Stelle angeordnet ist. Es wird der Defokusbetrag, d.h. eine vordere oder eine hintere Fokuslage, nach demselben Prinzip wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erfasst. - In der AF-Erfassungseinheit
50 wird der Scharfstellpunkt erfasst, wozu zwei Objektbilder auf den Liniensensoren54 dienen, welche mit den Lichtbündeln durch die zwei separaten Pupillenteile16A und16B (19 ) der Objektivlinse16 erzeugt werden. Die Form der Pupillenteile16A und16B kann durch Separatormasken55 bestimmt werden, die wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nahe den Separatorlinsen53 angeordnet sind. - Die AF-Funktion des vierten Ausführungsbeispiels des Vermessungsinstruments arbeitet mit Einzelfokussierung, bei der nur eine AF-Operation mit der Steuerschaltung
40 ausgeführt wird, und mit kontinuierlicher Fokussierung, bei der mehrere AF-Operationen nacheinander ausgeführt werden, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Steuerschaltung40 führt die AF-Operation entsprechend einer gewählten Fokussierungsart aus. Ein AF-Startschalter56 , ein Zeitgeber46 , eine Entfernungsstellvorrichtung47 und ein Signalgeber48 sind mit der Steuerschaltung40 verbunden. Die Einzelfokussierung oder die kontinuierliche Fokussierung werden wahlweise gesetzt, wenn der AF-Startschalter44 entweder nur einmal oder zweimal in einer vorbestimmten Zeit betätigt wird, wie es bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. - Bei der Einzelfokussierung wird nur eine Erfassung des Ausgangssignals der AF-Erfassungseinheit
50 und nur eine Rechnung/Steuerung mit der Steuerschaltung40 abhängig von der Erfassung des Ausgangssignals der AF-Erfassungseinheit50 ausgeführt. Die Objektivlinse17 wird dadurch entsprechend der Objektentfernung zu der Scharfstellposition bewegt. Wird der fokussierte Zustand erreicht, so arbeitet der Signalgeber48 und gibt einen Summton ab. Wenn die AF-Operation beendet ist, wird die Stromquelle der AF-Einrichtung abgeschaltet. - Die Fokussierlinse
17 wird axial in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung nicht nur durch die AF(Autofokus)-Operation, sondern auch durch den PF(Motorfokussierung)-Mechanismus60 und den MF(Manuellfokussierung)-Mechanismus70 bewegt. Der PF-Mechanismus60 enthält einen Vorwärts-Schaltkontakt61N und einen Rückwärts-Schaltkontakt61F , die mit den PF-Schaltern (Hebeln)61 betätigt werden. Die Steuerschaltung40 bewirkt, dass der Elektromotor64 in dem Antriebsmechanismus63 in Vorwärtsrichtung dreht und die Fokussierlinse17 in Richtung der optischen Achse vorwärts bewegt, wenn der Vorwärts-Schaltkontakt61N eingeschaltet ist (Fokussierung eines nahen Objekts). Wenn der Rückwärts-Schaltkontakt61F eingeschaltet wird, steuert die Steuerschaltung40 den Motor64 um, so dass die Fokussierlinse17 in Richtung der optischen Achse L rückwärts bewegt wird (Fokussierung eines fernen Objekts). Die Operation mit dem PF- Mechanismus60 wird unabhängig von dem Ausgangssignal der AF-Erfassungseinheit50 durchgeführt. -
17 zeigt die Anordnung der PF-Schalter61 als Beispiel. Wie bereits erläutert, kann das Kollimationsfernrohr10 um die horizontale Achse1b zwischen einer normalen Messposition und einer Umkehr-Messposition geschwenkt werden. Die PF-Schalter61 entsprechen denjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels. - Die PF-Schalter
61 sind so eingestellt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Fokussierlinse17 mit der Verstellung aus der Neutralposition in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zunimmt, und nachdem sie die Grenzstellungen erreicht haben, nimmt die Bewegungsgeschwindigkeit der Fokussierlinse17 mit zunehmender Stillstandszeit an den Grenzstellungen zu, wie es bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fall ist. - Da das Okular
18 gegenüber der optischen Achse der Objektivlinse16 wegen des Porroprismas12 in dem Kollimationsfernrohr10 (18 ) versetzt ist, liegt die Mitte des Okulars horizontal exzentrisch zu der Mitte des Kollimationsfernrohrs10 , wie es17 zeigt. Der AF-Schalter56 für die oben beschriebene AF-Operation befindet sich wegen der exzentrischen Anordnung des Okulars18 in einem Raum im Seitenteil des Linsengehäuses2 des Kollimationsfernrohrs. Der AF-Schalter56 ist also zwischen den beiden PF-Schaltern61 neben dem Okular18 angeordnet. - Der MF-Mechanismus
70 bewegt die Fokussierlinse17 in Richtung der optischen Achse vorwärts oder rückwärts entsprechend der Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Fokussierrings (manuelle Fokussierung)71 , der nahe dem okularseitigen Ende des Kollimationsfernrohrs10 drehbar gelagert ist. Der Fokussierring71 liegt koaxial zu der optischen Achse L der Objektivlinse16 . Der MF-Mechanismus70 kann bei dem vierten Ausführungsbeispiel demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels nach12 entsprechen. -
20 zeigt das Flussdiagramm der Arbeitsweise des Vermessungsinstruments mit der Multifokusfunktion als Beispiel. Die Operation wird mit der Steuerschaltung40 durchgeführt. - Wird der PF-Schalter
61 betätigt, so wird geprüft, ob der Vorwärts-Schaltkontakt61N oder der Rückwärts-Schaltkontakt61F eingeschaltet wird (S301). Ist einer der beiden Kontakte eingeschaltet (S301: Ja), so werden die Operationen des in13 dargestellten Flussdiagramms ausgeführt. Die Verstellung des PF-Schalters61 aus der Neutralstellung wird erfasst (S302), so dass der Motor41 in einer dem betätigten Schaltkontakt entsprechenden Richtung betrieben wird (S303) sowie mit einer Drehgeschwindigkeit, die mit der Verstellung zunimmt, wobei die in dem Speicher gespeicherten Daten benutzt werden. Dann wird geprüft, ob der PF-Schalter61 eine seiner Grenzstellungen erreicht (S304). Trifft dies zu (S304: Ja), so wird der Motor41 beschleunigt (S305). Hat der PF-Schalter61 eine der Grenzstellungen nicht erreicht (S304: Nein), so geht die Steuerung zu Schritt S302 zurück. - Wird weder der Vorwärts-Schaltkontakt
61N noch der Rückwärts-Schaltkontakt61F eingeschaltet (S301: Nein), wird geprüft, ob der AF-Schalter56 eingeschaltet ist (S401). Ist er nicht eingeschaltet (S401: Nein), kehrt die Steuerung zu Schritt S301 zurück. Ist der AF-Schalter56 eingeschaltet (S401: Ja), wird der Zeitgeber46 freigegeben (initialisiert) (S402), und es wird die Fokussieroperation ausgeführt (S403). - Dann wird geprüft (S404), ob die Fokussierung abgeschlossen ist. Ist sie abgeschlossen (S404: Ja), wird ein Summer
48 eingeschaltet und erzeugt einen hörbaren Ton (S405). Wird der fokussierte Zustand nicht erreicht (S404: Nein), wird die Fokussierlinse23 in eine der in der Entfernungsstellvorrichtung47 eingestellten und gespeicherten Entfernung entsprechende Fokussierposition gebracht (S409). - Dann wird mit dem Zeitgeber
46 geprüft (S406), ob eine Minute (vorbestimmte Zeit) abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall (S406: Nein), so wird geprüft, ob die laufende Betriebsart die kontinuierliche Fokussierung ist, d.h. ob der AF- Startschalter44 zweimal gedrückt wurde (S407). Handelt es sich um die kontinuierliche Fokussierung (S407: Ja), so kehrt die Steuerung zu Schritt S403 zurück, um die dann folgenden Operationen zu wiederholen. Ist die laufende Betriebsart nicht die kontinuierliche Fokussierung (S407: Nein), so wird die Stromquelle der AF-Einrichtung abgeschaltet (S408). Ist aber eine Minute abgelaufen (S406: Ja), so wird die Stromquelle der AF-Einrichtung abgeschaltet (S410). - Die Fokussieroperation bei Schritt S403 des Flussdiagramms nach
20 stimmt mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels nach5 überein. - Beim dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel hat das Vermessungsinstrument eine Multifokusfunktion, d.h. die AF-, die PF- und die MF-Funktion, die ohne eine Schaltoperation ausgeführt werden können.
-
21 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Vermessungsinstruments mit Multifokusfunktion. Bei diesem Beispiel sind zwei PF-Schalter61 an der Außenseite des Fokussierrings71 anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, andere Teile anzuordnen, ohne durch die Position der PF-Schalter61 behindert zu sein. - Das Porroprisma
12 , das als optisches Bildumkehrsystem dient, und das Strahlteilersystem für die AF-Einheit50 sind bekannt und können in verschiedener Weise modifiziert werden, so dass das Bildumkehrsystem und das Strahlteilersystem nicht auf die in dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel verwendeten beschränkt sind. Bei dem vierten bzw. fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um ein Vermessungsinstrument mit Multifokusfunktion, bei dem die Fokussieroperation in den verschiedenen Betriebsarten durchgeführt wird.
Claims (21)
- Vermessungsinstrument mit einer AF-Einrichtung mit Fokussierlinse und Kollimationsfernrohr, umfassend: einen Fokusdetektor zum Erfassen des Fokussierzustandes mit dem Kollimationsfernrohr und eine Steuerung zum Bewegen der Fokussierlinse des Kollimationsfernrohrs in eine Scharfstellposition abhängig von dem mit dem Fokusdetektor erfassten Fokussierzustand, wobei das Vermessungsinstrument mit Einzelfokussierung arbeitet, bei der nur eine Erfassung des Ausgangssignals des Fokusdetektors und nur eine Steueroperation abhängig von dem erfassten Ausgangssignal ausgeführt wird, das Vermessungsinstrument mit einer kontinuierlichen Fokussierung arbeitet, bei der mehrere Erfassungen des Ausgangssignals des Fokusdetektors und mehrere Steueroperationen abhängig von den erfassten Ausgangssignalen nacheinander innerhalb einer vorbestimmten Zeit ausgeführt werden, und die Einzelfokussierung und die kontinuierliche Fokussierung an dem Vermessungsinstrument wahlweise einstellbar sind.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfokussierung ausgeführt wird, wenn ein AF-Schalter nur einmal betätigt wird, und dass die kontinuierliche Fokussierung ausgeführt wird, wenn der AF-Schalter in einer vorbestimmten Zeit zweimal betätigt wird.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfokussierung durchgeführt wird, wenn ein AF-Schalter nur einmal eingeschaltet wird, und dass die kontinuierliche Fokussierung durchgeführt wird, wenn der AF-Schalter während einer vorbestimmten Zeit kontinuierlich eingeschaltet wird.
- Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Wahlschalter zum Wählen der Einzelfokussierung und der kontinuierlichen Fokussierung.
- Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung die Fokussierlinse des Kollimationsfernrohrs in eine Fokussierungsposition entsprechend einer spezifischen Vorgabeentfernung bewegt, wenn das Ausgangssignal des Fokusdetektors bei Arbeiten der Steuerung einen Defokussierungszustand angibt.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Entfernungsstellvorrichtung zum wahlweisen Einstellen der Vorgabeentfernung.
- Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Fokussierung bei Ablauf eines Zeitgebers beendet wird.
- Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle der AF-Einrichtung durch Betätigen des AF-Schalters eingeschaltet wird.
- Vermessungsinstrument mit Fokussierlinse und Kollimationsfernrohr, umfassend: einen Motor-Antriebsmechanismus mit einem Elektromotor zum Antreiben der Fokussierlinse in Richtung der optischen Achse, einen motorgetriebenen Fokussiermechanismus, der die Fokussierlinse des Kollimationsfernrohrs in Richtung der optischen Achse mittels des Motor-Antriebsmechanismus vorwärts und rückwärts bewegt, und eine Schalteranordnung, die mit dem Motor-Antriebsmechanismus derart in Wirkverbindung sieht, dass die Bewegung der Fokussierlinse benutzerseitig durch Betätigen der Schalteranordnung steuerbar ist.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Linsengehäuse des Kollimationsfernrohrs umsteuerbar um eine horizontale Achse zwischen einer normalen Messposition und einer Umkehr-Messposition drehbar ist, und dass das Kollimationsfernrohr auf der okularseitigen Seite des Linsengehäuses zwei die Schalteranordnung bildende PF-Schalter hat, die in der normalen Messposition und der Umkehr-Messposition des Linsengehäuses des Kollimationsfernrohrs über und unter einer durch die optische Achse eines Okulars laufenden horizontalen Ebene angeordnet sind.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Fokussierlinse mit der Verstellung eines der Schalter in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gegenüber einer Neutralstellung sowie dann zunimmt, wenn der Schalter in seine Grenzstellung kommt und seine Stillstandszeit zunimmt.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 9, 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen MF-Mechanismus, mit dem die Fokussierlinse des Kollimationsfernrohrs in Richtung der optischen Achse manuell verstellbar ist.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der MF-Mechanismus an einem umsteuerbar drehbaren Linsengehäuse des Kollimationsfernrohrs vorgesehen ist und einen manuell betätigbaren Einstellring auf der Okularseite des Linsengehäuses hat, der das Okular, in Richtung der optischen Achse von der Okularseite her gesehen, umgibt und vor dem Okular angeordnet ist, und dass die Fokussierlinse in Richtung der optischen Achse durch Drehen des manuell drehbaren Einstellringes bewegbar ist.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungen des manuell drehbaren Einstellringes zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Fokussierlinse den Bewegungsrichtungen der PF-Schalter entsprechen.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die PF-Schalter innerhalb der Kontur des manuell drehbaren Einstellringes, von der Okularseite in Richtung der optischen Achse gesehen, angeordnet sind.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die PF-Schalter außerhalb der Kontur des manuell drehbaren Einstellringes, von der Okularseite in Richtung der optischen Achse gesehen, angeordnet sind.
- Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der manuell drehbare Einstellring direkt mit dem motorgetriebenen Fokussiermechanismus verbunden ist.
- Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 9 bis 17, gekennzeichnet durch einen Fokusdetektor zum Erfassen des Fokussierzustandes des Kollimationsfernrohrs, und eine AF-Steuerung zum Bewegen der Fokussierlinse des Kollimationsfernrohrs in eine Scharfstellposition mittels des Motor-Antriebsmechanismus abhängig von dem mit dem Fokusdetektor erfassten Fokussierzustand, wobei der motorgetriebene Fokussiermechanismus die Fokussierlinse über den Motor-Antriebsmechanismus unabhängig von dem Ausgangssignal des Fokusdetektors antreibt.
- Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die PF-Schalter einen konkaven Abschnitt zum Fingereingriff haben, der nach innen zur Mitte des Linsengehäuses des Kollimationsfernrohrs gebogen ist, so dass die Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung des konkaven Abschnitts gegenüber einer Neutralposition ein Betriebssignal an den Motor-Antriebsmechanismus zum Bewegen der Fokussierlinse entsprechend in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung abgibt.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsengehäuse auf der Okularseite einen AF-Schalter zwischen den PF-Schaltern hat, der zum Betätigen der AF-Steuerung dient.
- Vermessungsinstrument nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitte des Okulars in horizontaler Richtung gegenüber der Mitte des Kollimationsfernrohrs versetzt ist, und dass der AF-Schalter an dem Linsengehäuse nahe dem Okular angeordnet ist.
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