DE10128484A1 - Vermessungsinstrument mit optischem Entfernungsmesser - Google Patents
Vermessungsinstrument mit optischem EntfernungsmesserInfo
- Publication number
- DE10128484A1 DE10128484A1 DE10128484A DE10128484A DE10128484A1 DE 10128484 A1 DE10128484 A1 DE 10128484A1 DE 10128484 A DE10128484 A DE 10128484A DE 10128484 A DE10128484 A DE 10128484A DE 10128484 A1 DE10128484 A1 DE 10128484A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- optics
- measuring
- light guide
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Focusing (AREA)
Abstract
Ein Vermessungsinstrument enthält eine Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfernung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird, und einen optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik zum Aussenden von Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse auf das Objekt und einer Empfangsoptik zum Empfangen eines Teils des Messlichtes, der an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Refelxionselement nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird. Die Empfangsoptik enthält mehrere Lichtleitoptiken, derart, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechend der Objektentfernung wahlweise auf das Eintrittsende einer der Lichtleitoptiken geführt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Vermessungsinstrument mit optischem Entfernungsmes
ser und im engeren Sinne ein Vermessungsinstrument, das einen optischen
Entfernungsmesser und eine Schärfenerfassungsvorrichtung hat, die den Scharf
stellzustand einer Entfernungsmessoptik, z. B. eines Zielfernrohrs erfasst.
Zum Messen der Entfernung zwischen zwei Punkten setzt ein Vermessungstech
niker üblicherweise einen als Vermessungsinstrument gestalteten elektronischen
Entfernungsmesser (EDM) ein. Ein solcher elektronischer Entfernungsmesser
berechnet die Entfernung über die Phasendifferenz zwischen projiziertem, d. h.
ausgesendetem Licht und reflektiertem Licht sowie über die Anfangsphase inter
nen Referenzlichtes oder über die Zeitdifferenz zwischen projiziertem und reflek
tiertem Licht.
Ein typischer elektronischer Entfernungsmesser hat hinter der Objektivlinse seines
als Entfernungsmessoptik dienenden Zielfernrohrs einen auf der optischen Achse
des Zielfernrohrs angeordneten Lichtsendespiegel (Lichttransmissionsspiegel),
um das Messlicht durch die Mitte der Eintrittspupille der Objektivlinse des Zielfern
rohrs auf das Zielobjekt zu projizieren. Das Licht, das an dem Zielobjekt reflektiert
wird und durch die Objektivlinse des Zielfernrohrs tritt, durchläuft den den Sende
spiegel umgebenden Raum und wird über ein wellenlängenselektives Filter und
einen Lichtempfangsspiegel eingefangen.
In einem solchen elektronischen Entfernungsmesser wird das Licht, das an dem
Zielobjekt reflektiert wird und durch die Objektivlinse des Zielfernrohrs geht, in um
so stärkerem Ausmaß von dem Sendespiegel gesperrt, d. h. in seiner Lichtaus
breitung unterbrochen, je näher sich das Zielobjekt an dem Entfernungsmesser
befindet. Wird das Licht, das an dem Zielobjekt reflektiert wird und durch die
Objektivlinse des Zielfernrohrs geht, in starkem Ausmaß von dem Sendespiegel
gesperrt, so nimmt die auf den vorstehend genannten Empfangsspiegel auftref
fende Lichtmenge entsprechend ab, was die Genauigkeit der Entfernungsmes
sung beeinträchtigt oder die Entfernungsmessung sogar unmöglich macht. Zur
Vermeidung dieser Probleme sind verschiedene Vorschläge gemacht worden.
Angesichts der vorstehend genannten Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Vermessungsinstrument mit einem optischen Entfernungsmesser
anzugeben, bei dem diese Probleme in einfacher Weise überwunden werden,
ohne die Leistungseigenschaften der von dem optischen Entfernungsmesser
vorgenommenen Entfernungsmessung zu beeinträchtigen, wenn die Entfernung
zu einem Zielobjekt bei maximal messbarer Entfernung gemessen wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Vermessungsinstrument mit
einem optischen Entfernungsmesser und einer Schärfenerfassungsvorrichtung
zum Erfassen des Scharfstellzustandes einer Entfernungsmessoptik anzugeben,
bei dem die vorstehend genannten Probleme in einfacher Weise überwunden
werden, ohne die Leistungseigenschaften der von dem optischen Entfernungs
messer vorgenommenen Entfernungsmessung zu beeinträchtigen, wenn die
Entfernung zu einem Zielobjekt bei maximal messbarer Entfernung gemessen
wird.
Die Erfindung löst diese Aufgaben durch die Gegenstände der unabhängigen
Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mit einem Autofokussystem
ausgestatteten elektronischen Entfernungsmessers als erstes Aus
führungsbeispiel,
Fig. 2 eine Schärfenerfassungsvorrichtung und ein Porroprismenaufricht
system in Blickrichtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeils II,
Fig. 3 eine Darstellung einer Objektivlinse eines Zielfernrohrs in Blickrich
tung der in Fig. 1 gezeigten Pfeile III zur Erläuterung, wie zwei auf
der Objektivlinse festgelegte Pupillenbereiche, ein Sen
de/Empfangsspiegel und ein Lichtleiterbündel zueinander angeord
net sind,
Fig. 4A eine vergrößerte Seitenansicht eines Eintrittsendes des Lichtleiter
bündels und einer dessen Eintrittsende haltenden Lichtleiterhalte
rung, wobei der Zustand des auf die Eintrittsfläche des Lichtleiter
bündels treffenden Messlichtes gezeigt ist, wenn der elektronische
Entfernungsmesser die Entfernung zu einem Zielobjekt in großer
Entfernung misst,
Fig. 4B eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 4A, die den Zustand des auf
die Eintrittsfläche des Lichtleiterbündels treffenden Messlichtes zeigt,
wenn der elektronische Entfernungsmesser die Entfernung zu einem
Zielobjekt in einer ersten kurzen Entfernung misst,
Fig. 4C eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 4A, die einen anderen Zu
stand des auf die Eintrittsfläche des Lichtleiterbündels treffenden
Messlichtes zeigt, wenn der elektronische Entfernungsmesser die
Entfernung zu einem Zielobjekt in einer zweiten kurzen Entfernung
misst,
Fig. 5 eine vergrößerte Seitenansicht eines Austrittsendes des Lichtleiter
bündels und die dieses umgebenden Elemente,
Fig. 6 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 1 mit einem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel des mit einem Autofokussystem ausgestatteten elek
tronischen Entfernungsmessers,
Fig. 7 eine Draufsicht eines in dem elektronischen Entfernungsmesser
nach Fig. 6 vorgesehenen Fokussierlinsen-Antriebsmechanismus in
Blickrichtung des in Fig. 6 gezeigten Pfeils VI,
Fig. 8A eine vergrößerte Seitenansicht eines Eintrittsendes eines Lichtleiter
bündels und die dieses umgebenden Elemente in dem in Fig. 7 ge
zeigten zweiten Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfer
nungsmessers, wobei der Zustand des auf die Eintrittsfläche des
Lichtleiterbündels treffenden Messlichtes gezeigt ist, wenn der elek
tronische Entfernungsmesser die Entfernung zu einem Zielobjekt in
großer Entfernung misst,
Fig. 8B eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 8A, die den Zustand des auf
die Eintrittsfläche des Lichtleiterbündels treffenden Messlichtes zeigt,
wenn der elektronische Entfernungsmesser die Entfernung zu einem
Zielobjekt in einer ersten kurzen Entfernung misst,
Fig. 8C eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 8A, die den Zustand des auf
die Eintrittsfläche des Lichtleiterbündels treffenden Messlichtes zeigt,
wenn der elektronische Entfernungsmesser die Entfernung zu einem
Zielobjekt in einer zweiten kurzen Entfernung misst,
Fig. 9A eine Unteransicht der das Eintrittsende des Lichtleiterbündels nach
Fig. 8A umgebenden Elemente,
Fig. 9B eine Unteransicht der das Eintrittsende des Lichtleiterbündels nach
Fig. 8B umgebenden Elemente,
Fig. 9C eine Unteransicht der das Eintrittsende des Lichtleiterbündels nach
Fig. 8C umgebenden Elemente,
Fig. 10 ein Blockdiagramm eines Steuersystems zum Steuern des in Fig. 6
gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels des elektronischen Entfer
nungsmessers,
Fig. 11 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Ansteuern einer Lichtab
schirmmaske, der von der in Fig. 10 gezeigten Steuerschaltung aus
geführt wird,
Fig. 12A eine vergrößerte Seitenansicht eines Austrittsendes des Lichtleiter
bündels und der dieses umgebenden Elemente in dem in Fig. 6 ge
zeigten zweiten Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfer
nungsmessers,
Fig. 12B einen Querschnitt des Lichtleiterbündels entlang der in Fig. 12A
gezeigten Linie VII-VII zur Erläuterung, wie die Austrittsfläche des
Lichtleiterbündels und das Lichtempfangselement zueinander ange
ordnet sind,
Fig. 13 eine vergrößerte Seitenansicht einer anderen Ausführungsform
eines grundlegenden Teils des in dem zweiten Ausführungsbeispiel
nach Fig. 6 gezeigten optischen Entfernungsmessers für den Fall,
dass für jeden Lichtleiter des Lichtleiterbündels ein Lichtempfangs
element vorgesehen ist,
Fig. 14 ein Flussdiagramm einer anderen Ausführungsform des Prozesses
zum Ansteuern der Lichtabschirmmaske, der von der in Fig. 10 ge
zeigten Steuerschaltung durchgeführt wird,
Fig. 15A und 15B
ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform des von der
Steuerschaltung nach Fig. 10 durchgeführten Prozesses zum An
steuern der Lichtabschirmmaske,
Fig. 16A eine vergrößerte Seitenansicht eines Eintrittsendes eines Lichtleiters
und der dieses umgebenden Elemente in einem dritten Ausfüh
rungsbeispiel des elektronischen Entfernungsmessers, wobei der
Zustand des auf die Eintrittsfläche des Lichtleiters treffenden Mess
lichtes gezeigt ist, wenn der elektronische Entfernungsmesser die
Entfernung zu einem Zielobjekt in großer Entfernung misst,
Fig. 16B eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 16A, die einen anderen Zu
stand des auf die Eintrittsfläche des Lichtleiters treffenden Mess
lichtes zeigt, wenn der elektronische Entfernungsmesser die Entfer
nung zu einem Zielobjekt in einer ersten kurzen Entfernung misst,
Fig. 16C eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 16A, die einen weiteren
Zustand des auf die Eintrittsfläche des Lichtleiters treffenden Mess
lichtes zeigt, wenn der elektronische Entfernungsmesser die Entfer
nung zu einem Zielobjekt in einer zweiten kurzen Entfernung misst,
Fig. 17 eine Unteransicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer in den
Fig. 16A, 16B und 16C gezeigten Lichtabschirmmaske,
Fig. 18 eine Unteransicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der in den Fig.
16A, 16B und 16C gezeigten Lichtabschirmmaske,
Fig. 19A eine Unteransicht eines dritten Ausführungsbeispiels der in den Fig.
16A, 16B und 16C gezeigten Lichtabschirmmaske,
Fig. 19B eine Unteransicht eines vierten Ausführungsbeispiels der in den Fig.
16A, 16B und 16C gezeigten Lichtabschirmmaske,
Fig. 20A eine Unteransicht eines fünften Ausführungsbeispiels der in den Fig.
16A, 16B und 16C gezeigten Lichtabschirmmaske,
Fig. 20B eine Unteransicht eines sechsten Ausführungsbeispiels der in den
Fig. 16A, 16B und 16C gezeigten Lichtabschirmmaske,
Fig. 21 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 1 mit einem anderen Ausfüh
rungsbeispiel einer Lichtleitoptik, und
Fig. 22 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 1 mit einem weiteren Ausfüh
rungsbeispiel der Lichtleitoptik.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
elektronischen Entfernungsmessers (EDM), der mit einem Autofokussystem
ausgestattet ist. Der elektronische Entfernungsmesser ist als Vermessungsin
strument mit Zielfernrohr (Zieloptik/Entfernungsmessoptik) 10 und optischem
Entfernungsmesser 20 ausgestaltet. Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält das Zielfernrohr
10 eine Objektivlinse 11, eine Fokussier- oder Scharfstelllinse 18, ein Porropris
menaufrichtsystem 12, eine Bildebenenplatte (Fadenkreuzplatte) 13 und ein
Okular 14, die in dieser Reihenfolge vom Objekt her, d. h. in Fig. 1 von links nach
rechts angeordnet sind. Auf der Bildebenenplatte 13 ist ein Fadenkreuz 15 vorge
sehen. Die Fokussierlinse 18 ist längs einer optischen Achse des Zielfernrohrs 10
geführt. Das durch die Objektivlinse 11 erzeugte Bild des Zielobjektes 16 kann
präzise auf die der Objektivlinse 11 zugewandte Vorderfläche der Bildebenen
platte 13 fokussiert werden, indem die axiale Position der Fokussierlinse 18 ent
sprechend der Entfernung des Zielobjektes 16 bezüglich des Zielfernrohrs 10
eingestellt wird. Der Benutzer des Vermessungsinstrumentes, in der Regel ein
Vermessungstechniker, visiert über das Okular 14 ein vergrößertes Bild des
Zielobjektes 16 an, das auf die Bildebenenplatte 13 fokussiert ist.
Der elektronische Entfernungsmesser hat hinter der Objektivlinse 11 des Zielfern
rohrs 10 einen Lichtsende/-empfangsspiegel (Reflexionselement) 21 und einen
wellenlängenselektiven Spiegel (wellenlängenselektives Filter) 22, die in dieser
Reihenfolge vom Objekt her angeordnet sind. Der Sende-/Empfangsspiegel 21
besteht aus einem Parallelplattenspiegel mit einer Vorderfläche und einer hierzu
parallelen Rückfläche, die auf der optischen Achse der Objektivlinse 11 angeord
net sind. Die der Objektivlinse 11 zugewandte Vorderfläche des Parallelplatten
spiegels ist als Lichtsendespiegel 21a ausgebildet, während die dem wellenlän
genselektiven Spiegel 22 zugewandte Rückfläche des Parallelplattenspiegels als
Lichtempfangsspiegel 21b ausgebildet ist. Der Empfangsspiegel 21b und der
wellenlängenselektive Spiegel 22 bilden grundlegende optische Elemente einer
Lichtempfangsoptik des optischen Entfernungsmessers 20.
Der optische Entfernungsmesser 20 hat ein Lichtaussendeelement 23, z. B. eine
Laserdiode, das Licht (Messlicht) einer bestimmten Wellenlänge aussendet. Das
von dem Lichtaussendeelement 23 abgegebene Messlicht trifft über eine Kolli
matorlinse 24 und einen festen Spiegel 25 auf den Sendespiegel 21a. Das Mess
licht, das von dem Lichtaussendeelement 23 auf den Sendespiegel 21a ausgege
ben wird, wird an letzterem reflektiert und läuft längs der optischen Achse der
Objektivlinse 11 auf das Zielobjekt zu. Die Kollimatorlinse 24, der feste Spiegel 25
und der Sendespiegel 21a (Sende-/Empfangsspiegel 21) bilden grundlegende
optische Elemente einer Sendeoptik des optischen Entfernungsmessers 20.
Der Teil des an dem Zielobjekt 16 reflektierten und anschließend durch die Objek
tivlinse 11 tretenden Messlichtes, der von dem Sende-/Empfangsspiegel 21 nicht
gesperrt wird, wird schließlich an dem wellenlängenselektiven Spiegel 22 zurück
auf den Empfangsspiegel 21b reflektiert. Anschließend reflektiert der Empfangs
spiegel 21b das auf ihn treffende Messlicht so, dass dieses in eine Eintrittsfläche
26a eines lichtempfangenden Lichtleiterbündels (Lichtleitfaserbündel) 26 eintritt.
Eine Lichtleiterhalterung 27 hält das Eintrittsende des Lichtleiterbündels 26, an
dem die Eintrittsfläche 26a ausgebildet ist. Die Lichtleiterhalterung 27 ist über eine
nicht dargestellte Befestigungsvorrichtung, die sich in einem Raum hinter der
Objektivlinse 11 befindet, zusammen mit dem Sende-/Empfangsspiegel 21 unbe
weglich gehalten.
Der elektronische Entfernungsmesser hat in einem Entfernungsmessstrahlengang
zwischen dem Lichtaussendeelement 23 und dem festen Spiegel 25 einen Um
schaltspiegel 28 und ein ND-Filter 29. Das von dem Lichtaussendeelement 23
abgegebene Licht trifft als Messlicht auf den festen Spiegel 25, wenn der Um
schaltspiegel 28 aus dem Entfernungsmessstrahlengang zwischen der Kollimator
linse 24 und dem festen Spiegel 25 herausgezogen ist. Dagegen wird das von
dem Lichtaussendeelement 23 abgegebene Licht als internes Referenzlicht an
dem Umschaltspiegel 28 direkt auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtleiterbündels
26 reflektiert, wenn sich der Umschaltspiegel 28 in dem Entfernungsmessstrah
lengang zwischen der Kollimatorlinse 24 und dem festen Spiegel 25 befindet. Das
ND-Filter 29 dient dazu, die Menge des auf das Zielobjekt 16 treffenden Mess
lichtes einzustellen.
Der elektronische Entfernungsmesser hat zwischen einer Austrittsfläche 26b des
Lichtleiterbündels 26 und einem Lichtempfangselement 31 eine Kondensorlinse
32, ein ND-Filter 33 und ein Bandpassfilter 34, die in dieser Reihenfolge von der
Austrittsfläche 26b zum Lichtempfangselement 31 hin angeordnet sind. Das
Lichtempfangselement 31 ist an eine arithmetische Steuerschaltung (Steuerung)
40 angeschlossen. Die arithmetische Steuerschaltung 40 ist mit einem Stellglied
41, das den Umschaltspiegel 28 antreibt, und einer Anzeigevorrichtung 42, z. B.
einem LCD-Feld verbunden, das die berechnete Entfernung anzeigt.
Bekanntlich arbeitet ein optischer Entfernungsmesser wie der Entfernungsmesser
20 in zwei verschiedenen Betriebszuständen: In einem ersten Zustand wird das
von dem Lichtaussendeelement 23 abgegebene Messlicht dem festen Spiegel 25
zugeführt. In dem anderen Zustand wird das gleiche Licht als internes Referenz
licht direkt der Eintrittsfläche 26a des Lichtleiterbündels 26 zugeführt. Die beiden
vorstehend genannten Zustände sind durch den Schaltzustand des Um
schaltspiegels 28 festgelegt, den die Steuerschaltung 40 über das Stellglied 41
ansteuert. Wie oben beschrieben, wird das dem festen Spiegel 25 zugeführte
Messlicht über den Sendespiegel 21a und die Objektivlinse 11 auf das Zielobjekt
16 projiziert. Das an dem Zielobjekt 16 reflektierte Messlicht trifft über die Objek
tivlinse 11, den wellenlängenselektiven Spiegel 22 und den Lichtempfangsspiegel
21b auf die Eintrittsfläche 26a. Anschließend empfängt das Lichtempfangsele
ment 31 sowohl das Messlicht, das an dem Zielobjekt 16 reflektiert wird und
schließlich auf die Eintrittsfläche 26a trifft, als auch das interne Referenzlicht, das
der Eintrittsfläche 26a direkt über den Umschaltspiegel 28 zugeführt wird. Die
arithmetische Steuerschaltung 40 erfasst die Phasendifferenz zwischen dem
projizierten Licht und dem reflektierten Licht sowie die Anfangsphase des internen
Referenzlichtes oder aber die Zeitdifferenz zwischen dem projizierten und dem
reflektierten Licht, um daraus die Entfernung des Zielobjektes 16 von dem elek
tronischen Entfernungsmesser zu berechnen. Die berechnete Entfernung wird an
der Anzeigevorrichtung 42 angezeigt. Das Berechnen der Entfernung aus der
Phasendifferenz zwischen projiziertem Licht und reflektiertem Licht sowie der
Anfangsphase des internen Referenzlichtes oder aus der Zeitdifferenz zwischen
projiziertem und reflektiertem Licht sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Das Porroprismenaufrichtsystem 12 ist mit einer Strahlteilerfläche versehen, die
das auftreffende Lichtbündel in zwei Lichtbündel aufspaltet, von denen eines auf
eine nach dem Prinzip der Phasendifferenzerfassung arbeitende AF-
Sensoreinheit (Schärfenerfassungsvorrichtung) 50, die im Folgenden kurz als AF-
Einheit bezeichnet wird, zuläuft, während das andere auf das Okular 14 zuläuft.
Zwischen dem Porroprismenaufrichtsystem 12 und der AF-Einheit 50 ist eine
Referenzbildebene 51 an einer Stelle ausgebildet, die optisch äquivalent zu der
Position ist, in der sich das Fadenkreuz 15 der Bildebenenplatte 13 befindet. Die
AF-Einheit 50 erfasst den Scharfstellzustand, d. h. den Defokusbetrag und die
Richtung der Fokusverschiebung, in der Referenzbildebene 51. Fig. 2 zeigt die
AF-Einheit 50 und das Porroprismenaufrichtsystem 12 in einer schematischen
Darstellung. Die AF-Einheit 50 enthält eine Kondensorlinse 52, ein Paar Separa
torlinsen 53, ein Paar Separatormasken 55, das sich in enger räumlicher Nähe zu
dem Paar Separatorlinsen 53 befindet, sowie ein Paar Liniensensoren, z. B. Mehr
segment-CCD-Sensoren 54, die hinter den jeweiligen Separatorlinsen 53 ange
ordnet sind. Die beiden Separatorlinsen 53 sind um die Basislänge voneinander
beabstandet. Das in der Referenzbildebene 51 erzeugte Bild des Zielobjektes 11
wird von den beiden Separatorlinsen 53 in zwei Bilder geteilt, von denen eines auf
dem einen Liniensensor und das andere auf dem anderen Liniensensor 54 er
zeugt wird. Die beiden Liniensensoren 54 enthalten jeweils eine Anordnung foto
elektrischer Wandlerelemente. Jedes dieser Wandlerelemente wandelt das emp
fangene Licht eines Bildes in elektrische Ladungen, die integriert, d. h. gesammelt
werden, und gibt die integrierte elektrische Ladung als AF-Sensordaten an die
arithmetische Steuerschaltung 40 aus. Die Steuerschaltung 40 berechnet in einer
vorbestimmten Defokusoperation einen Defokusbetrag entsprechend einem Paar
AF-Sensordaten, die von dem Paar Liniensensoren 54 ausgegeben werden. In
einer Autofokusoperation steuert die Steuerschaltung 40 die Fokussierlinse 18
über einen in Fig. 1 gezeigten Linsenantrieb 43 entsprechend dem berechneten
Defokusbetrag so an, dass auf das Zielobjekt 16 scharfgestellt wird. Die Defoku
soperation ist aus dem Stand der Technik bekannt. Ein AF-Schalter 44 zum
Starten der AF-Operation und ein Entfernungsmessschalter 45 zum Starten der
Entfernungsmessung sind an die Steuerschaltung 40 angeschlossen.
Die AF-Einheit 50 erfasst den Scharfstellzustand aus den beiden Bildern, die die
beiden Lichtbündel, die durch zwei verschiedene auf der Objektivlinse 11 festge
legte Pupillenbereiche 11A und 11B treten, auf den beiden Liniensensoren 54
erzeugen. Die Form jedes der beiden Pupillenbereiche 11A und 11B ist durch die
Form der Apertur, d. h. der Öffnung festgelegt, die auf einer jeweils zugehörigen
von zwei Separatormasken 55 ausgebildet ist. Die Separatormasken 55 sind
zwischen der Kondensorlinse 52 und den beiden Separatorlinsen 53 angeordnet
und befinden sich nahe den jeweiligen Separatorlinsen 53. Die in Fig. 1 bis 3
gezeigten schraffierten Bereiche geben Bereiche an, die den Pupillenbereichen
entsprechen, die durch die Öffnungen der beiden Separatormasken 55 festgelegt
sind.
Fig. 3 zeigt, wie die beiden Pupillenbereiche 11A und 11B zueinander sowie der
Sende-/Empfangsspiegel 21 und der Lichtleiterbündel 26 (Lichtleiterhalterung 27)
des optischen Entfernungsmessers 20 zueinander angeordnet sind. Die Positio
nen, die Formen und die Ausrichtungen der beiden Pupillenbereiche 11A und 11B
sind durch die Kondensorlinse 52, die beiden Separatorlinsen 53, die beiden
Separatormasken 55 und die Anordnung der fotoelektrischen Wandlerelemente
auf jedem Liniensensor 54 so festgelegt, dass die Autofokus-
Leistungsanforderungen erfüllt sind. Die Positionen der beiden Pupillenbereiche
11A und 11B relativ zur Mitte der Objektivlinse 11 können jedoch vergleichsweise
frei festgelegt werden. Ferner sind die Positionen der beiden Pupillenbereiche 11A
und 11B so festgelegt, dass sie nicht in Konflikt mit dem Strahlengang des an
dem Sendespiegel 21a reflektierten Messlichtes geraten. Der Sen
de/Empfangsspiegel 21 ist mit anderen Worten so angeordnet, dass er die beiden
Pupillenbereiche 11A und 11B nicht stört. In dem erläuterten Ausführungsbeispiel
des elektronischen Entfernungsmessers wird das Zielfernrohr 10 als Entfer
nungsmessoptik des elektronischen Entfernungsmessers eingesetzt. Es kann
jedoch auch eine andere Optik, die unabhängig von dem Zielfernrohr 10 ist, als
Entfernungsmessoptik des elektronischen Entfernungsmessers verwendet wer
den.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfernungsmessers
mit oben erläutertem Aufbau besteht das Lichtleiterbündel 26 des optischen
Entfernungsmessers 20 aus drei lichtempfangenden Lichtleitern, nämlich einem
ersten Lichtleiter 26m als erster Lichtleitoptik, einem zweiten Lichtleiter 26n als
zweiter Lichtleitoptik und einem dritten Lichtleiter 26f als dritter Lichtleitoptik. Der
erste, der zweite und der dritte Lichtleiter 26m, 26n, 26f sind an der Lichtleiterhal
terung 27 so gehalten, dass die Mittelachsen ihrer Eintrittsflächen, wie in den Fig.
4A, 4B und 4C gezeigt, in einer geraden Linie (in den Fig. 4A, 4B und 4C eine
horizontale gerade Linie) angeordnet sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass
unabhängig davon, ob sich das Zielobjekt in geringer oder großer Entfernung
befindet, eine ausreichende Menge des an dem Zielobjekt 16 reflektierten Mess
lichtes auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtleiterbündels 26 trifft. Beispielsweise
wird das an dem Zielobjekt 16 reflektierte Messlicht von dem ersten Lichtleiter
26m empfangen, wenn sich das Zielobjekt 16 in einer Entfernung von etwa 2,5 m
(erste kurze Entfernung) befindet, während es von dem zweiten Lichtleiter 26n
empfangen wird, wenn sich das Zielobjekt 16 in einer Entfernung von etwa 1 m
(zweite kurze Entfernung) befindet, oder von dem dritten Lichtleiter 26f, wenn sich
das Zielobjekt in einer großen Entfernung befindet, die größer als die erste kurze
Entfernung ist. Unter den drei Lichtleitern 26m, 26n und 26f wird nämlich ein
Lichtleiter, auf dessen Eintrittsfläche das an dem Zielobjekt 16 reflektierte Mess
licht geleitet wird, in Abhängigkeit der berechneten Entfernung ausgewählt, da der
Auftreffpunkt des Messlichtes, das an dem Zielobjekt 16 reflektiert wird, anschlie
ßend durch die Objektivlinse 11 geht und von dem Sende-/Empfangsspiegel 21
nicht gesperrt wird, auf der Eintrittsfläche 26a entsprechend der Änderung der
Entfernung des Zielobjektes 16 von dem elektronischen Entfernungsmesser
variiert, wie die Fig. 4A, 4B und 4C zeigen. Wie die Fig. 4A, 4B und 4C weiterhin
zeigen, verläuft der Eintrittsendabschnitt des dritten Lichtleiters 26f, der an der
Lichtleiterhalterung 27 gehalten ist, derart, dass dessen Achse mit einer Achse O
des auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtleiterbündels 26 treffenden Messlichtes
zusammenfällt. Im Gegensatz zu dem Eintrittsendabschnitt des dritten Lichtleiters
26f verläuft der Eintrittsendabschnitt des ersten Lichtleiters 26m, der ebenso an
der Lichtleiterhalterung 27 gehalten ist, derart, dass dessen Achse um einen
vorbestimmten Abstand (erster Abstand) parallel zur Achse O des auf die Ein
trittsfläche 26a treffenden Messlichtes parallel versetzt ist. Der Eintrittsendab
schnitt des zweiten Lichtleiters 26n, der ebenfalls an der Lichtleiterhalterung 27
gehalten ist, verläuft derart, dass dessen Achse um einen anderen vorbestimmten
Abstand (zweiter Abstand), der größer als der vorstehend genannte erste Abstand
ist, zur Achse O des auf der Eintrittsfläche 26a treffenden Messlichtes parallel
versetzt ist.
Fig. 4A zeigt, schraffiert angedeutet, das Messlicht, das auf die Eintrittsfläche 26a
des Lichtleiterbündels 26 trifft, wenn der elektronische Entfernungsmesser die
Entfernung des Zielobjektes 16 in großer Entfernung misst. Fig. 4B zeigt, schraf
fiert angedeutet, das Messlicht, das auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtleiterbün
dels 26 trifft, wenn der elektronische Entfernungsmesser die Entfernung des in der
ersten kurzen Entfernung angeordneten Zielobjektes 16 misst. Schließlich zeigt
Fig. 4C, schraffiert angedeutet, das Messlicht, das auf die Eintrittsfläche 26a des
Lichtleiterbündels 26 trifft, wenn der elektronische Entfernungsmesser die Entfer
nung des in der zweiten kurzen Entfernung angeordneten Zielobjektes 16 misst.
Misst der elektronische Entfernungsmesser die Entfernung des in großer Entfer
nung angeordneten Zielobjektes 16, so trifft überhaupt kein Messlicht auf den
ersten Lichtleiter 26m und den zweiten Lichtleiter 26n, wie Fig. 4A zeigt. Jedoch
trifft die Entfernungsmessung nachteilig beeinflussendes Licht wie direktes oder
reflektiertes Sonnenlicht auf den ersten und den zweiten Lichtleiter 26m, 26n.
Insbesondere wenn der elektronische Entfernungsmesser die Entfernung des in
großer Entfernung angeordneten Zielobjektes 16 misst, wird diese nachteilige
Beeinflussung der Entfernungsmessung beträchtlich, da das auf die Eintrittsfläche
26a des Lichtleiterbündels 26 treffende Licht in diesem Fall schwach ist. Der
Durchmesser des ersten und des zweiten Lichtleiters 26m, 26n ist deshalb kleiner
bemessen als der des dritten Lichtleiters 26f. Der erste und der zweite Lichtleiter
26m, 26n haben gleichen Durchmesser. Misst der elektronische Entfernungsmes
ser die Entfernung des in geringer Entfernung angeordneten Zielobjektes 16, so
verursachen die kleinen Durchmesser des ersten und des zweiten Lichtleiters
26m, 26n keine Probleme, da in diesem Fall eine ausreichende Menge an Mess
licht auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtleiterbündels 26 trifft.
Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die Austrittsendabschnitte der drei Lichtleiter 26m, 26n
und 26f eng zu einem Bündel zusammengefaßt, und zwar derart, dass sie linear
zueinander verlaufen. Das Lichtbündel, das durch jeden der drei Lichtleiter 26m,
26n und 26f tritt, fällt über die Kondensorlinse 32, das ND-Filter 33 und das Band
passfilter 34 auf das Lichtempfangselement 31.
Der mit einem Autofokussystem ausgestattete elektronische Entfernungsmesser
mit oben erläutertem Aufbau führt eine Entfernungsmessung in nachfolgend
beschriebener Weise durch. Im ersten Schritt visiert der Benutzer das Zielobjekt
16 mit dem Zielfernrohr 10 so an, dass dessen optische Achse im Wesentlichen
auf das Zielobjekt 16 ausgerichtet ist, während er das Zielobjekt 16 durch einen
nicht dargestellten Kollimator betrachtet, der an dem Zielfernrohr 10 angebracht
ist. Im zweiten Schritt drückt der Benutzer den AF-Schalter 44, um die Autofoku
soperation durchzuführen und so die Fokussierlinse 18 in ihre Scharfstellposition
relativ zu dem Zielobjekt 16 zu bringen. Im dritten Schritt richtet der Benutzer bei
auf das Zielobjekt 16 scharfgestelltem Zielfernrohr 10 letzteres so aus, dass das
durch das Okular 14 betrachtete Fadenkreuz 15 präzise auf das Zielobjekt 16
zentriert ist. Dabei blickt er in das Okular 14. Durch präzises Zentrieren des Fa
denkreuzes 15 auf das Zielobjekt 16 kann das von dem Lichtaussendeelement 23
des optischen Entfernungsmessers 20 abgegebene Messlicht so auf das Zielob
jekt 16 ausgesendet werden, dass es präzise auf das Zielobjekt 16 trifft. Im vierten
Schritt drückt der Benutzer den Entfernungsmessschalter 45, um die oben erläu
terte Entfernungsberechnung durchzuführen. Die berechnete Entfernung wird
dann auf der Anzeigevorrichtung 42 angezeigt.
Da in dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfer
nungsmessers das an dem Zielobjekt 16 reflektierte Messlicht wahlweise in die
Eintrittsfläche desjenigen der drei Lichtleiter 26m, 26n und 26f gelangt, der der
Entfernung des Zielobjektes 16 von dem elektronischen Entfernungsmesser
zugeordnet ist, fällt unabhängig davon, ob sich das Zielobjekt 16 in geringer oder
großer Entfernung befindet, eine ausreichende Menge des an dem Zielobjekt 16
reflektierten Messlichtes auf das Lichtempfangselement 31. Dadurch kann eine
Verschlechterung der Genauigkeit in der Entfernungsmessung vermieden werden.
Der Sende-/Empfangsspiegel 21 und das Lichtleiterbündel 26 (Lichtleiterhalterung
27) des optischen Entfernungsmessers 20 sind so angeordnet, dass sie die bei
den Pupillenbereiche 11A und 11B nicht stören und so die AF-Einheit 50, welche
die durch die beiden Pupillenbereiche 11A und 11B tretenden Lichtbündel nutzt,
nicht nachteilig beeinflussen. Dadurch ist eine genaue Autofokusoperation sicher
gestellt. In dem oben erläuterten ersten Ausführungsbeispiel des elektronischen
Entfernungsmessers ist die Erfindung auf ein Vermessungsinstrument angewandt,
das mit einem Autofokussystem ausgestattet ist. Die Erfindung kann jedoch auch
auf ein Vermessungsinstrument angewendet werden, die nicht mit einem Autofo
kussystem ausgestattet ist.
Die Fig. 6 bis 12B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des mit einem Autofo
kussystem ausgestatteten elektronischen Entfernungsmessers. Das zweite Aus
führungsbeispiel ist im Wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel,
abgesehen davon, dass eine sektorförmige Lichtabschirmmaske 70, die mehrere
Aperturen oder Öffnungen 70a, 70b und 70c unterschiedlichen Durchmessers hat,
unmittelbar unterhalb der Eintrittsfläche 26a des Lichtleiterbündels 26 zwischen
dieser und dem Empfangsspiegel 21b angeordnet ist, und dass der elektronische
Entfernungsmesser eine Steuerschaltung 80 hat, die die Funktion, d. h. die Stel
lung der Lichtabschirmmaske 70 steuert, wobei die Steuerschaltung 80 einen
Detektor für die Maskenstellung bildet. Teile oder Elemente des zweiten Ausfüh
rungsbeispiels, die identisch mit denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, sind
mit den entsprechenden Bezugszeichen des ersten Ausführungsbeispiels verse
hen und werden im Folgenden nicht nochmals im Detail erläutert.
Wie in den Fig. 9A, 9B und 9C gezeigt, ist die Lichtabschirmmaske 70 an einer
Antriebswelle 73a eines Motors (Verstellvorrichtung) 73 befestigt und hat die Form
eines Sektors, dessen Mitte mit der Achse der Antriebswelle 73a zusammenfällt.
Die Lichtabschirmmaske 70 hat drei Öffnungen, nämlich eine kleine Öffnung 70a,
eine mittlere Öffnung 70b und eine große Öffnung 70c in unterschiedlichen Ab
ständen von der Antriebswelle 73a. Der Durchmesser der kleinen Öffnung 70a ist
kleiner als der der mittleren Öffnung 70b und deren Durchmesser kleiner als der
der großen Öffnung 70c. Wie in den Fig. 8A, 8B und 8C gezeigt, wird durch Vor
wärts- oder Rückwärtsdrehen der Antriebswelle 73a des Motors 73 die kleine
Öffnung 70a unmittelbar unter der Eintrittsfläche des dritten Lichtleiters 26f, die
mittlere Öffnung 70b unmittelbar unter der Eintrittsfläche des ersten Lichtleiters
26m und die große Öffnung 70c unmittelbar unter der Eintrittsfläche des zweiten
Lichtleiters 26n angeordnet. Der Motor 73 enthält einen nicht dargestellten Sensor
zum Bestimmen, welche der Öffnungen 70a, 70b und 70c sich gerade unmittelbar
unterhalb der Eintrittsfläche welchen Lichtleiters 26m, 26n oder 26f befindet. In
dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Durchmesser der drei Lichtleiter 26m,
26n und 26f identisch, während in dem ersten Ausführungsbeispiel die Durch
messer des ersten und des zweiten Lichtleiters 26m, 26n kleiner sind als der
Durchmesser des dritten Lichtleiters 26f.
Wie den Fig. 8A, 8B, 8C, 9A, 9B und 9C zu entnehmen, ist die Lichtabschirmmas
ke 70 in einer in den Fig. 8A und 9A gezeigten Fernstellung angeordnet, wenn
sich das Zielobjekt 16 in der oben genannten großen Entfernung befindet, wäh
rend sie in einer in den Fig. 8B und 9B gezeigten ersten Nahstellung B angeord
net ist, wenn sich das Zielobjekt 16 in der oben genannten ersten geringen Ent
fernung befindet, und sie in einer in den Fig. 8C und 9C gezeigten zweiten Dar
stellung C angeordnet ist, wenn sich das Zielobjekt 16 in der oben genannten
zweiten geringen Entfernung befindet. Ist die Lichtabschirmmaske 70 in der in den
Fig. 8A und 9A gezeigten Fernstellung A angeordnet, so befindet sich die kleine
Öffnung 70a unmittelbar unterhalb der Eintrittsfläche des dritten Lichtleiters 26f,
so dass das an dem Empfangsspiegel 21b reflektierte Messlicht nur auf die Ein
trittsfläche des dritten Lichtleiters 26f trifft. Ist die Lichtabschirmmaske 70 in der in
den Fig. 8B und 9B gezeigten ersten Nahstellung B angeordnet, so befindet sich
die mittlere Öffnung 70b unmittelbar unterhalb der Eintrittsfläche des ersten
Lichtleiters 26m, so dass das an dem Empfangsspiegel 21b reflektierte Messlicht
nur auf die Eintrittsfläche des ersten Lichtleiters 26m trifft. Ist die Lichtabschirm
maske 70 in der in den Fig. 8C und 9C gezeigten zweiten Nahstellung C angeord
net, so befindet sich die große Öffnung 70c unmittelbar unterhalb der Eintrittsflä
che des zweiten Lichtleiters 26n, so dass das an dem Empfangsspiegel 21b
reflektierte Messlicht nur auf die Eintrittsfläche des zweiten Lichtleiters 26n trifft.
Indem die Drehstellung der Lichtabschirmmaske 70 in Abhängigkeit der berech
neten Entfernung geändert wird, kann so verhindert werden, dass die Entfer
nungsmessung nachteilig beeinflussendes Licht wie direktes oder reflektiertes
Sonnenlicht auf die drei Lichtleiter 26m, 26n und 26f trifft. Da in dem zweiten
Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfernungsmessers die Entfernungs
messung nachteilig beeinflussendes Licht wie direktes oder reflektiertes Sonnen
licht durch die Lichtabschirmmaske 70 entsprechend der berechneten Entfernung
gesperrt wird, treten selbst dann keine Probleme auf, wenn die Durchmesser der
drei Lichtleiter 26m, 26n und 26f gleich sind. Dies ist besonders wirkungsvoll,
wenn ein Zielobjekt mit extrem geringem Reflexionsvermögen anvisiert wird, da
die an diesem Objekt reflektierten Lichtstrahlen selbst in einem Bereich geringer
Entfernung schwach sind.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfernungsmessers sind
die Austrittsendabschnitte der drei Lichtleiter 26m, 26n und 26f dicht derart zu
einem Bündel gebunden, dass die Mittelachsen der Austrittsflächen der drei
Lichtleiters 26m, 26n und 26f auf einem Kreis g um die Achse Os des Lichtemp
fangselementes 31 herum angeordnet sind, wie Fig. 12B zeigt. Bekanntlich variiert
die Empfänglichkeit eines Lichtempfangselementes entsprechend der Änderung
des Auftreffpunktes des einfallenden Lichtes auf dem Lichtempfangselement. Da
bei der in Fig. 12B gezeigten Anordnung das von dem Empfangsspiegel 21 B auf
das Lichtempfangselement 31 reflektierte Messlicht an einem Auftreffpunkt auf
das Lichtempfangselement 31 einfällt, dessen Abstand von der Achse Os des
Lichtempfangselementes 31 unabhängig davon, welcher der drei Lichtleiter 26m,
26n und 26f gerade das Messlicht führt, stets der gleiche ist, ist die Änderung der
Empfindlichkeit des Lichtempfangselementes 31 infolge einer Änderung des
Auftreffpunktes des Messlichtes auf dem Lichtempfangselement 31 minimiert.
Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Fokussierlinse 18 an einem Linsenrahmen 19 gehal
ten. Der Linsenrahmen 19 ist längs der optischen Achse des Zielfernrohrs 10
geführt und hat eine Zahnstange 19a, die parallel zur optischen Achse verläuft.
Der elektronische Entfernungsmesser enthält einen AF-Motor (Autofokusmecha
nismus) 60, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Ein Ritzel 61, das in die Zahnstange 19a
eingreift, ist an einer drehenden Antriebswelle des AF-Motors 60 befestigt. Bei
diesem Aufbau wird die an dem Linsenrahmen 19 gehaltene Fokussierlinse 18
durch den Antrieb des AF-Motors 60 längs der optischen Achse bewegt. Wie in
Fig. 7 gezeigt, hat der elektronische Entfernungsmesser einen Codierer (Winkel
sensor/Vorrichtung zum Erfassen der Linsenposition) 62, der dem AF-Motor 60
zugeordnet ist. In dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist der Codierer 62 ein
optischer Codierer, der eine Drehscheibe 62a mit mehreren nicht gezeigten ra
dialen Schlitzen sowie einen Lichtsensor 62b hat, der einen Lichtsender und einen
Lichtempfänger enthält. Lichtsender und Lichtempfänger sind dabei auf entge
gengesetzten Seiten der Drehscheibe 62a angeordnet. Der Codierer 62 gibt an
die Steuerschaltung 80 ein Impulssignal aus, das dem Drehbetrag (Drehwinkel)
des AF-Motors 60 entspricht.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems, das den AF-Motor 60, den
Codierer 62, den Motor 73, die Steuerschaltung (Steuerung) 80 und einen exter
nen Speicher 81, z. B. einen EEPROM enthält. Dieses Steuersystem wird von der
Steuerschaltung 80 gesteuert. Mit Zuführen eines Startsignals aus der arithmeti
schen Steuerschaltung 40 steuert die Steuerschaltung 80 den AF-Motor 60 ent
sprechend dem von dem Codierer 62 zugeführten Impulssignal. Der AF-Motor 60
hält an, unmittelbar nachdem die Impulszahl des von dem Codierer 62 ausgege
benen Impulssignals den Wert erreicht hat, der dem von der Steuerschaltung 40
berechneten Defokuswert entspricht. Die Impulszahl des von dem Codierer 62
ausgegebenen Impulssignals wird in einem Speicher 80a gespeichert, der in der
Steuerschaltung 80 vorgesehen ist. In dem externen Speicher 81 sind Informatio
nen gespeichert, um festzustellen, ob die axiale Position der Fokussierlinse 18,
die dem von dem Codierer 62 erfassten Drehwert (Drehwinkel) des Motors 60
entspricht, in einem ersten Nahbereich (erster Nah-Scharfstellbereich), einem
zweiten Nahbereich (zweiter Nah-Scharfstellbereich) oder in einem Fernbereich
(Fern-Scharfstellbereich) liegt. Die oben genannte erste kurze Entfernung ist in
dem ersten Nahbereich, die oben genannte zweite kurze Entfernung in dem
zweiten Nahbereich und die oben genannte große Entfernung in dem Fernbereich
enthalten. Der erste Nahbereich und der zweite Nahbereich sind jeweils als Ent
fernungsbereich festgelegt, in dem ein Großteil des an dem Zielobjekt 16 reflek
tierten und durch die Objektivlinse 11 tretenden Messlichtes von dem Sen
de/Empfangsspiegel 21 in einem Ausmaß gesperrt wird, dass die auf die Eintritts
fläche 26a des Lichtleiterbündels 26 treffende Beleuchtungslichtmenge nicht mehr
ausreicht, um die Entfernungsmessung durchzuführen, wenn sich die Lichtab
schirmmaske 70 in der in den Fig. 8A und 9A gezeigten Nahstellung A befindet.
Die Grenze des ersten Nahbereichs entsprechend der Grenze zwischen erstem
Nahbereich und Fernbereich kann durch Ändern beispielsweise der Größe des
Sende-/Empfangsspiegels 21 und des Durchmessers des Lichtleiterbündels 26
festgelegt werden. Entsprechend kann die Grenze des zweiten Nahbereichs
entsprechend der Grenze zwischen erstem und zweitem Nahbereich ebenfalls
durch Ändern z. B. der Größe des Sende-/Empfangsspiegels 21 und des Durch
messers des Lichtleiterbündels 26 festgelegt werden. Der die Lichtabschirmmaske
70 bewegende Motor 73 ist an die Steuerschaltung 80 angeschlossen.
Fig. 11 zeigt einen Prozess zum Ansteuern der Lichtabschirmmaske 70 bei einge
schaltetem Entfernungsmessschalter 45. Dieser Prozess wird von der Steuer
schaltung 80 durchgeführt. Zunächst wird in Schritt S101 die axiale Position der
Fokussierlinse 18 entsprechend der in dem Speicher 80a gespeicherten Impuls
zahl erfasst. Anschließend wird in Schritt S102 unter Bezugnahme auf die in dem
externen Speicher 81 gespeicherte Information ermittelt, ob die erfasste Position
der Fokussierlinse 18 in einem vorbestimmten Nahbereich liegt, der den ersten
und den zweiten Nahbereich umfasst. Ist dies der Fall (Ja in Schritt S102), so wird
in Schritt S103 ermittelt, ob die erfasste Position der Fokussierlinse in dem ersten
Nahbereich liegt. Ist dies der Fall (Ja in Schritt S103), so wird in Schritt S104
ermittelt, ob die Lichtabschirmmaske 70 in der in den Fig. 8B und 9B gezeigten
ersten Nahstellung angeordnet ist. Die Drehstellung der Lichtabschirmmaske 70
wird über den vorstehend genannten, nicht gezeigten Sensor erfasst, der in dem
Motor 73 vorgesehen ist. Wird in Schritt S104 ermittelt, dass die Lichtabschirm
maske 70 nicht in der ersten Nahstellung B angeordnet ist (Nein in Schritt S104),
so wird der Motor 73 betätigt, um die Lichtabschirmmaske 70 so zu drehen, dass
diese in der ersten Nahstellung B angeordnet wird (Schritt S105), und der Steuer
ablauf endet. Wird dagegen in Schritt S104 festgestellt, dass sich die Lichtab
schirmmaske 70 in der ersten Nahstellung B befindet (Ja in Schritt S104), so
endet der Steuerablauf. Wird in Schritt S103 festgestellt, dass die erfasste Positi
on der Fokussierlinse 18 nicht in dem ersten Nahbereich liegt (Nein in Schritt
S103), so wird in Schritt S106 ermittelt, ob die Lichtabschirmmaske 70 in der in
den Fig. 8C und 9C gezeigten zweiten Nahstellung C angeordnet ist. Wird in
Schritt S106 festgestellt, dass sich die Lichtabschirmmaske 70 nicht in der zweiten
Nahstellung C befindet (Nein in Schritt S106), so wird in Schritt S107 der Motor 73
betätigt, um die Lichtabschirmmaske 70 so zu drehen, dass diese in der zweiten
Nahstellung C angeordnet wird, und der Steuerablauf endet. Wird dagegen in
Schritt S106 festgestellt, dass sich die Lichtabschirmmaske 70 in der zweiten
Nahstellung C befindet (Ja in Schritt S106), so endet der Steuerablauf. Wird in
Schritt S102 festgestellt, dass die erfasste Position der Fokussierlinse 18 weder in
dem ersten noch in dem zweiten Nahbereich liegt (Nein in Schritt S102), so wird in
Schritt S108 festgestellt, ob sich die Lichtabschirmmaske in der in den Fig. 8A und
9A gezeigten Fernstellung A befindet.
Wird in Schritt S108 festgestellt, dass sich die Lichtabschirmmaske 70 nicht in der
Fernstellung A befindet (Nein in Schritt S108), so wird in Schritt S109 der Motor
73 betätigt, um die Lichtabschirmmaske 70 so zu drehen, dass dieser in der
Nahstellung A angeordnet wird, und der Steuerablauf endet. Wird dagegen in
Schritt S108 festgestellt, dass sich die Lichtabschirmmaske 70 in der Fernstellung
A befindet (Ja in Schritt S108), so endet der Steuerablauf.
In dem vorstehend erläuterten Prozess wird die Lichtabschirmmaske 70 in der in
den Fig. 8A und 9A gezeigten Fernstellung A angeordnet, wenn die axiale Position
der Fokussierlinse 18 in dem Fernbereich liegt. Liegt die axiale Position der Fo
kussierlinse 18 in dem ersten Nahbereich, so wird die Lichtabschirmmaske 70 in
der in den Fig. 8B und 9B gezeigten ersten Nahstellung B angeordnet. Liegt die
dagegen die axiale Position der Fokussierlinse 18 in dem zweiten Nahbereich, so
wird die Lichtabschirmmaske 70 in der in den Fig. 8C und 9C gezeigten zweiten
Nahstellung C angeordnet. Die Lichtabschirmmaske 70 wird also entsprechend
der axialen Position der Fokussierlinse 18, die sich in ihrer Scharfstellposition
befindet, und damit entsprechend der berechneten Entfernung angeordnet. In
Abhängigkeit der Entfernung des Zielobjektes 16 von dem elektronischen Entfer
nungsmesser kann so von den drei Lichtleitern 26m, 26n und 26f ein geeigneter
Lichtleiter ausgewählt werden, um das Messlicht auf das Lichtempfangselement
31 treffen zu lassen.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfernungsmessers sind
die Austrittsendabschnitte der drei Lichtleiter 26m, 26n und 26f in dichter Anord
nung so gebündelt, dass alle Austrittsflächen der drei Lichtleiter 26m, 26n und 26f,
wie in Fig. 12B gezeigt, auf einem Kreis g um die Achse Os des Lichtempfangs
elementes 31 herum angeordnet sind, um die Änderung der Empfindlichkeit des
Lichtempfangselementes 31 infolge einer Änderung des Auftreffpunktes des auf
das Lichtempfangselement fallenden Lichtes zu minimieren. Für die Lichtleiter 26f,
26m und 26n können jedoch auch jeweils eine Kondensorlinse 32'f, 32'm bzw.
32'n, ein Bandpassfilter 34'f, 34'm bzw. 34'n sowie ein Lichtempfangselement 31'f,
31'm bzw. 31'n vorgesehen werden, wie Fig. 13 zeigt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Durchmesser der drei Lichtleiter
26m, 26n, 26f identisch. Alternativ können jedoch die Lichtleiter unterschiedliche
Durchmesser haben, z. B. entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass
die Durchmesser der Lichtleiter den Durchmessern der Öffnungen 70a, 70b und
70c entsprechen.
In dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel sind jeweils drei Lichtleiter
vorgesehen. Es können jedoch auch zwei oder mehr als drei Lichtleiter vorgese
hen sein.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfernungsmessers wird
unter den drei Lichtleitern 26m, 26n und 26f entsprechend der erfassten axialen
Position der Fokussierlinse 18 ein geeigneter Lichtleiter ausgewählt, um das
Messlicht auf das Lichtempfangselement 31 zu führen. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf dieses besondere Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann
in einem in Fig. 14 gezeigten Prozess zum Ansteuern der Lichtabschirmmaske
unter den drei Lichtleitern 26m, 26n und 26f derjenige Lichtleiter ausgewählt
werden, über den das Lichtempfangselement 31 das Messlicht mit der größten
Lichtmenge empfängt. Alternativ kann in einem in Fig. 15 gezeigten Prozess zum
Ansteuern der Lichtabschirmmaske unter den drei Lichtleitern 26m, 26n und 26f
ein Lichtleiter entsprechend der von dem Lichtempfangselement 31 empfangenen
Messlichtmenge ausgewählt werden.
Der in Fig. 14 gezeigte Prozess zum Ansteuern der Lichtabschirmmaske führt die
Steuerschaltung 80 durch. Zunächst wird mit Einschalten des Entfernungsmess
schalters 45 in Schritt S201 der Motor 73 betätigt, um die Lichtabschirmmaske 70
so zu drehen, dass sie in der Fernstellung A angeordnet wird. Anschließend wird
in Schritt S202 das Lichtaussendeelement 23 so gesteuert, dass es das Messlicht
ausgibt, und zugleich in Schritt S203 die Messlichtmenge (Lichtmenge A) in einem
Lichtmengenspeicher, z. B. dem Speicher 80a, gespeichert, der in der Steuer
schaltung 80 vorgesehen ist. Anschließend wird in Schritt S204 der Motor 73
betätigt, um die Lichtabschirmmaske 70 so zu drehen, dass sie in der ersten
Nahstellung B angeordnet wird. Dann wird in Schritt S205 das Lichtaussendeele
ment 23 so angesteuert, dass es das Messlicht ausgibt, und zugleich in Schritt
S206 die Messlichtmenge (Lichtmenge B) in dem Lichtmengenspeicher gespei
chert. Anschließend wird in Schritt S207 der Motor 73 betätigt, um die Lichtab
schirmmaske 70 so zu drehen, dass sie in der zweiten Nahstellung C angeordnet
wird. Dann wird in Schritt S208 das Lichtaussendeelement 23 so angesteuert,
dass es das Messlicht ausgibt, und zugleich in Schritt S209 die Messlichtmenge
(Lichtmenge C) in dem Lichtmengenspeicher gespeichert.
Dann wird in Schritt S210 ermittelt, ob die Lichtmengen A, B und C jeweils größer
als eine vorbestimmte Lichtmenge sind. Ist keine der Lichtmengen A, B und C
größer als diese vorbestimmte Lichtmenge (Nein in Schritt S210), so wird in
Schritt S211 auf der Anzeigevorrichtung 42 eine Mitteilung oder ein Symbol ange
zeigt, die bzw. das auf visuellem Wege darüber informiert, dass das Zielobjekt
weiter als die maximal messbare Entfernung entfernt ist, d. h. dass es wegen der
nicht ausreichenden Menge an auf das Lichtempfangselement 31 treffendem
Messlichtes nicht möglich ist, die Entfernungsmessung durchzuführen. Wird
dagegen in Schritt S210 ermittelt, dass mindestens eine der Lichtmengen A, B
und C größer als die vorbestimmte Lichtmenge ist (Ja in Schritt S210), so werden
in Schritt S212 die Lichtmengen A, B und C miteinander verglichen, um zu be
stimmen, welche der Lichtmengen A, B und C die größte ist. Anschließend wird in
Schritt S213 der Motor 73 betätigt, um die Lichtabschirmmaske 70 so zu drehen,
dass diese in einer der drei Stellungen A, B oder C angeordnet wird, in der man
die größte Lichtmenge erhält. Ist beispielsweise die Lichtmenge A unter den drei
Lichtmengen A, B und C die größte, so wird die Lichtabschirmmaske 70 in der
Fernstellung A angeordnet, so dass die Entfernungsmessung mit dem dritten
Lichtleiter 26f durchgeführt wird. Anschließend wird in Schritt S214 die Entfer
nungsmessung durchgeführt, und der Steuerablauf endet.
Der in Fig. 15 gezeigte Prozess zum Ansteuern der Lichtabschirmmaske wird von
der Steuerschaltung 80 durchgeführt. Zunächst wird mit Einschalten des Entfer
nungsmessschalters 45 in Schritt S301 der Motor 73 betätigt, um die Lichtab
schirmmaske 70 so zu drehen, dass sie in der zweiten Nahstellung C angeordnet
wird. Anschließend wird in Schritt S302 das Lichtaussendeelement 23 so ange
steuert, dass es das Messlicht ausgibt, in Schritt S303 ein Zeitgeber t gestartet
und in Schritt S304 ermittelt, ob der Zeitgeber t eine vorbestimmte Zeit über
schritten hat. Wird in Schritt S304 festgestellt, dass der Zeitgeber t die vorbe
stimmte Zeit noch nicht überschritten hat (Nein in Schritt S304), so wiederholt der
Steuerablauf Schritt S304. Wird dagegen in Schritt S304 festgestellt, dass der
Zeitgeber t die vorbestimmte Zeit überschritten hat (Ja in Schritt S304), so wird in
Schritt S305 ermittelt, ob die von dem Lichtempfangselement 31 empfangene
Lichtmenge größer als eine vorbestimmte Lichtmenge ist. Ist dies der Fall (Ja in
Schritt S305), so fährt der Steuerablauf mit Schritt S306 fort, um die Entfer
nungsmessung mit dem zweiten Lichtleiter durchzuführen. Ist dagegen die Licht
menge gleich oder kleiner als die vorbestimmte Lichtmenge (Nein in Schritt S305),
so wird in Schritt S307 der Motor 73 betätigt, um die Lichtabschirmmaske 70 so zu
drehen, dass sie in der ersten Nahstellung B angeordnet wird. Anschließend wird
die Lichtmenge des Lichtempfangselementes 31 in Schritt S308 gelöscht. Dann
wird in Schritt S309 das Lichtaussendeelement 23 so angesteuert, dass es das
Messlicht ausgibt, in Schritt S310 wiederum der Zeitgeber t startet und in Schritt
S311 ermittelt, ob der Zeitgeber t eine vorbestimmte Zeit überschritten hat. Wird in
Schritt S311 festgestellt, dass der Zeitgeber t die vorbestimmte Zeit noch nicht
überschritten hat (Nein in Schritt S311), so wiederholt der Steuerablauf den Schritt
S311. Wird dagegen in Schritt S311 festgestellt, dass der Zeitgeber t die vorbe
stimmte Zeit überschritten hat (Ja in Schritt S311), so wird in Schritt S312 ermit
telt, ob die von dem Lichtempfangselement 31 empfangene Lichtmenge größer
als die vorstehend genannte vorbestimmte Lichtmenge ist. Ist dies der Fall (Ja in
Schritt S312), so fährt der Steuerablauf mit Schritt S313 fort, um die Entfer
nungsmessung mit dem ersten Lichtleiter 26m durchzuführen. Ist dagegen die
Lichtmenge gleich oder kleiner als die vorbestimmte Lichtmenge (Nein in Schritt
S312), so wird in Schritt S314 der Motor 73 betätigt, um die Lichtabschirmmaske
70 so zu drehen, dass sie in der Fernstellung A angeordnet wird, und anschlie
ßend in Schritt S315 die Lichtmenge des Lichtempfangselementes 31 gelöscht.
Dann wird in Schritt S316 das Lichtaussendeelement 23 so angesteuert, dass es
das Messlicht ausgibt, in Schritt S317 wiederum der Zeitgeber t gestartet und in
Schritt S318 ermittelt, ob der Zeitgeber t die vorbestimmte Zeit überschritten hat.
Wird in Schritt S318 festgestellt, dass der Zeitgeber t die vorbestimmte Zeit noch
nicht überschritten hat (Nein in Schritt S318), so wiederholt der Steuerablauf
Schritt S318. Wird dagegen in Schritt S318 festgestellt, dass der Zeitgeber die
vorbestimmte Zeit überschritten hat (Ja in Schritt S318), so wird in Schritt S319
ermittelt, ob die von dem Lichtempfangselement 31 empfangene Lichtmenge
größer als die vorbestimmte Lichtmenge ist. Ist dies der Fall (Ja in Schritt S319),
so fährt der Steuerablauf mit Schritt S320 fort, um die Entfernungsmessung mit
dem dritten Lichtleiter 26f durchzuführen. Anschließend endet der Steuerablauf.
Ist die Lichtmenge gleich oder kleiner als die vorbestimmte Lichtmenge (Nein in
Schritt S319), so wird in Schritt S321 auf der Anzeigevorrichtung 42 eine Nach
richt oder ein Symbol angezeigt, die bzw. das darüber informiert, dass das Ziel
objekt weiter als die maximal messbare Entfernung entfernt ist, d. h. es wegen der
nicht ausreichenden Menge des auf das Lichtempfangselement 31 treffenden
Messlichtes nicht möglich ist, die Entfernungsmessung durchzuführen, und der
Steuerablauf endet.
Das oben erläuterte zweite Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel eines mit einem
Autofokussystem ausgestatteten Vermessungsinstrumentes, auf das die Erfin
dung angewendet wird. Die Erfindung kann jedoch auch auf ein Vermessungsin
strument angewendet werden, das mit einem manuellen Scharfstellsystem ausge
stattet ist. In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden nämlich die eingangs
erwähnten, der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben unabhängig davon gelöst,
ob ein Autofokussystem vorhanden ist. Außerdem kann die Lichtabschirmmaske
70 manuell gedreht werden, um sie in der Fernstellung A, der ersten Nahstellung
B oder der zweiten Nahstellung C anzuordnen. In diesem Fall kann die Ermittlung,
in welcher der drei Stellungen A, B und C die Lichtabschirmmaske 70 anzuordnen
ist, dadurch erfolgen, dass zunächst die axiale Position der Fokussierlinse 18
nach deren manueller Einstellung erfasst und anschließend ermittelt wird, ob die
der erfassten axialen Position der Fokussierlinse 18 entsprechende Entfernung in
dem ersten Nahbereich, dem zweiten Nahbereich oder dem Fernbereich liegt.
Die Fig. 16A bis 20 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des mit einem Autofo
kussystem ausgestatteten elektronischen Entfernungsmessers. Das dritte Ausfüh
rungsbeispiel ist im wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel, abgese
hen davon, dass an Stelle eines aus mehr als einem Lichtleiter bestehenden
Lichtleiterbündels ein einziger Lichtleiter 260 mit großem Durchmesser als Licht
leitoptik verwendet wird, und dass eine kreisförmige Lichtabschirmmaske 72 mit
mehreren Öffnungen 72a und 72b unterschiedlichen Durchmessers unmittelbar
unterhalb einer Eintrittsfläche 260a des Lichtleiters 260 angeordnet ist. Der mit
dem großen Durchmesser versehene Lichtleiter 260, der dem Lichtleiterbündel 26
des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht, wird so verwendet,
dass die Eintrittsfläche 260a zuverlässig das Messlicht empfangen kann, das bei
in kurzer Entfernung angeordnetem Zielobjekt 16 an einer Stelle auf die Eintritts
fläche 260a trifft, die von der Mitte der Eintrittsfläche abweicht. Teile oder Ele
mente des dritten Ausführungsbeispiels, die mit denen des ersten Ausführungs
beispiels identisch sind, tragen die entsprechenden Bezugszeichen des ersten
Ausführungsbeispiels und werden im Folgenden nicht nochmals im Detail erläu
tert.
Fig. 16A zeigt, schraffiert angedeutet, das auf die Eintrittsfläche 260a des Licht
leiters 260 fallende Messlicht, wenn der elektronische Entfernungsmesser die
Entfernung des in der oben genannten großen Entfernung angeordneten Zielob
jektes 16 misst. Fig. 16B zeigt, schraffiert angedeutet, das auf die Eintrittsfläche
260a des Lichtleiters 260 fallende Messlicht, wenn der elektronische Entfer
nungsmesser die Entfernung des in der der oben genannten ersten kurzen Ent
fernung angeordneten Zielobjektes 16 misst. Fig. 16C zeigt, schraffiert angedeu
tet, das auf die Eintrittsfläche 260a des Lichtleiters 260 fallende Messlicht, wenn
der elektronische Entfernungsmesser die Entfernung des in der oben genannten
zweiten Entfernung angeordneten Zielobjektes 16 misst. Da der Durchmesser des
Lichtleiters 260 groß ist, kann das Messlicht ungeachtet der Entfernung des
Zielobjektes 16 von dem Entfernungsmesser über die Eintrittsfläche 260a in den
Lichtleiter 260 eintreten. Die kreisförmige Lichtabschirmmaske 72 ist unmittelbar
unterhalb der Eintrittsfläche 260a so angeordnet, dass sie die kreisförmige Ein
trittsfläche 260a vollständig abdeckt, um die auf die Eintrittsfläche 260a fallende
Messlichtmenge entsprechend der Entfernung des Zielobjektes 16 von dem
Entfernungsmesser einzustellen.
Wie in Fig. 17 gezeigt, hat die kreisförmige Lichtabschirmmaske 72 eine große
zentrale Öffnung 72a, über die ein zentraler Teil der Eintrittsfläche 260a gegen
über dem Empfangsspiegel 21b des Sende-/Empfangsspiegels 21 freiliegt. Wei
terhin hat die Lichtabschirmmaske 72 auf gegenüberliegenden Seiten der zentra
len Öffnung 72a jeweils zwei seitliche Öffnungen (innere Öffnung und äußere
Öffnung) 72b unterschiedlichen Durchmessers. Der Durchmesser der inneren
seitlichen Öffnung 72b, die sich näher der zentralen Öffnung 72a befindet, ist
größer als der der äußeren seitlichen Öffnung 72b. Das an dem Lichtempfangs
spiegel 21b reflektierte Messlicht trifft über die zentrale große Öffnung 72a auf die
Eintrittsfläche 260a, wenn sich das Zielobjekt 16 in großer Entfernung befindet.
Dagegen trifft das an dem Empfangsspiegel 21b reflektierte Licht über die inneren
seitlichen Öffnungen 72b, wenn sich das Zielobjekt 16 in der ersten kurzen Ent
fernung befindet, und über die äußeren seitlichen Öffnungen 72b, wenn sich das
Zielobjekt 16 in der zweiten kurzen Entfernung befindet, auf die Eintrittsfläche
260a. Die inneren und die äußeren seitlichen Öffnungen 72b sind jeweils kleiner
als die zentrale große Öffnung 72a, um zu verhindern, dass eine große Menge an
die Entfernungsmessung negativ beeinflussendem Licht wie direktes oder reflek
tiertes Sonnenlicht auf die Eintrittsfläche 260a fällt. Misst der elektronische Entfer
nungsmesser die Entfernung des in kurzer Entfernung angeordneten Zielobjektes
16, so ergeben sich mit den seitlichen Öffnungen 72b, die jeweils einen kleinen
Durchmesser haben, keine Probleme, da eine ausreichende Menge an Messlicht
auf die Eintrittsfläche 260a des Lichtleiters 260 trifft. In Fig. 18 zeigt eine kreisför
mige Lichtabschirmmaske 72' als Abwandlung, die vier Paare von seitlichen
Öffnungen 72b' in gleichwinkligen Abständen, nämlich in Winkelabständen von
90° hat. Die so aufgebaute Lichtabschirmmaske 72' erhöht die Menge des auf die
Eintrittsfläche 260a treffenden Messlichtes, wenn der elektronische Entfernungs
messer die Entfernung des im Nahbereich angeordneten Zielobjektes 16 misst.
Fig. 19A zeigt eine kreisförmige Lichtabschirmmaske 172, die ein weiteres Aus
führungsbeispiel der Lichtabschirmmaske darstellt. In diesem Ausführungsbeispiel
hat die kreisförmige Lichtabschirmmaske 172 eine große zentrale Öffnung 172a
sowie beiderseits der zentralen Öffnung 172a zwei radiale Schlitze 172b. Das
innere Ende jedes radialen Schlitzes 172b steht in Verbindung mit der zentralen
Öffnung 172a. Mit dieser Lichtabschirmmaske 172 werden ähnliche technische
Wirkungen erreicht wie mit der Lichtabschirmmaske 72.
Fig. 19B zeigt eine kreisförmige Lichtabschirmmaske 172' als weiteres Ausfüh
rungsbeispiel. Die Lichtabschirmmaske 172' hat eine große zentrale Öffnung
172a' und um die zentrale Öffnung 172a' herum vier radiale Schlitze 172b' in
gleichwinkligen Abständen. Mit dieser Lichtabschirmmaske 172' sind ähnliche
technische Wirkungen wie mit der Lichtabschirmmaske 72 zu erwarten.
Fig. 20A zeigt eine kreisförmige Lichtabschirmmaske 272 als weiteres Ausfüh
rungsbeispiel. Die Lichtabschirmmaske 272 hat eine große zentrale Öffnung 272a
und beiderseits der zentralen Öffnung 272a zwei radiale, keilförmige Ausschnitte
272b. Die inneren Enden der Ausschnitte 272b schließen an die große zentrale
Öffnung 272a an. Die Breite jedes Ausschnitts 272b nimmt größer werdendem
Abstand von der zentralen Öffnung 272a ab. Mit dieser Lichtabschirmmaske 272
sind ähnliche technische Effekte wie mit der Lichtabschirmmaske 72 zu erwarten.
Fig. 20B zeigt eine kreisförmige Lichtabschirmmaske 272' als weiteres Ausfüh
rungsbeispiel. Die Lichtabschirmmaske 272' hat eine große zentrale Öffnung
272a' und um die zentrale Öffnung 272a' in gleichwinkligen Abständen vier radia
le, keilförmige Ausschnitte 272b'. Mit dem Lichtabschirmelement 272' sind ähnli
che technische Wirkungen wie mit dem Lichtabschirmelement 72 zu erwarten.
Entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die der Erfindung zu
grundeliegenden Aufgaben in dem dritten Ausführungsbeispiel ungeachtet dessen
gelöst, ob ein Autofokussystem vorgesehen ist oder nicht.
In den erläuterten Ausführungsbeispielen wird ein Porroprismenaufrichtsystem 12
als Aufrichtoptik sowie als Strahlteileroptik eingesetzt, die das auftreffende Licht
bündel in zwei Lichtbündel teil, von denen eines auf die AF-Einheit 50 zuläuft,
während das andere auf das Okular 14 zuläuft. An Stelle des Porroprismenauf
richtsystems 12 können auch andere optische Elemente verwendet werden.
In den oben erläuterten Ausführungsbeispielen werden jeder Lichtleiter des Licht
leiterbündels 26 und der Lichtleiter 260 jeweils als Lichtleitoptik eingesetzt. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen bestimmten Lichtleiter oder ein sol
ches Lichtleitbündel beschränkt. Beispielsweise kann das Lichtleiterbündel 26
oder der Lichtleiter 260, wie in Fig. 21 gezeigt, durch eine SELFOC-Linse
(SELFOC-Lichtleiter), oder, wie in Fig. 22 gezeigt, durch eine Umkehr- oder Zwi
schenabbildungslinsengruppe ersetzt werden.
Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, ist bei dem mit einem optischen Entfer
nungsmesser versehenen Vermessungsinstrument in einfacher Weise das ein
gangs geschilderte Problem überwunden, dass die bei im Nahbereich angeord
netem Zielobjekt auf ein Lichtempfangselement treffende Messlichtmenge ab
nimmt, wodurch die Genauigkeit der Entfernungsmessung beeinträchtigt und die
minimal messbare Entfernung groß wird, ohne dass dabei die Leistungseigen
schaften der von dem optischen Entfernungsmesser vorgenommenen Entfer
nungsmessung beeinträchtigt werden, wenn die Entfernung eines Zielobjektes bei
maximal messbarer Entfernung gemessen wird. Außerdem wird durch ein erfin
dungsgemäßes Vermessungsinstrument, das einen optischen Entfernungsmesser
und eine Schärfenerfassungsvorrichtung zum Erfassen des Scharfstellzustandes
einer Entfernungsmessoptik hat, das eingangs geschilderte Problem in einfacher
Weise überwunden, ohne dabei die Leistungseigenschaften der von dem opti
schen Entfernungsmesser vorgenommenen Entfernungsmessung zu beeinträchti
gen, wenn die Entfernung eines Objektes in maximal messbarer Entfernung
gemessen wird.
In dem oben erläuterten zweiten Ausführungsbeispiel des elektronischen Entfer
nungsmessers können die arithmetische Steuerschaltung 40 und die Steuer
schaltung 80 in einer einzigen Steuerschaltung integriert werden.
Claims (40)
1. Vermessungsinstrument mit
einer Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfer nung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird, und
einem optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik, die Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse auf das Objekt aussendet, und einer Empfangsoptik, die einen Teil des Messlichtes empfängt, der an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Refle xionselement nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird, dadurch ge kennzeichnet, dass
die Empfangsoptik mehrere Lichtleitoptiken derart enthält, dass das dem Objekt reflektierte Messlicht in Abhängigkeit der Objektentfernung wahlweise auf das Eintrittsende einer der Lichtleitoptiken fällt.
einer Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfer nung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird, und
einem optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik, die Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse auf das Objekt aussendet, und einer Empfangsoptik, die einen Teil des Messlichtes empfängt, der an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Refle xionselement nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird, dadurch ge kennzeichnet, dass
die Empfangsoptik mehrere Lichtleitoptiken derart enthält, dass das dem Objekt reflektierte Messlicht in Abhängigkeit der Objektentfernung wahlweise auf das Eintrittsende einer der Lichtleitoptiken fällt.
2. Vermessungsinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
unter den Lichtleitoptiken mindestens eine auf eine große Objektentfernung
bezogene Lichtleitoptik einen vergrößerten Durchmesser hat.
3. Vermessungsinstrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Lichtabschirmmaske mit mehreren Öffnungen, wobei das an dem Objekt re
flektierte Messlicht jeweils über eine der Öffnungen wahlweise auf das Ein
trittsende der zugehörigen Lichtleitoptik fällt.
4. Vermessungsinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Durchmesser der Öffnungen voneinander verschieden und die Durch
messer der Lichtleitoptiken einander gleich sind.
5. Vermessungsinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Durchmesser der Öffnungen voneinander verschieden sind und die
Durchmesser der Lichtleitoptiken den Durchmessern der ihnen zugeordneten
Öffnungen der Lichtabschirmmaske entsprechen.
6. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeich
net durch eine Verstellvorrichtung zum Bewegen der Lichtabschirmmaske
derart, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht wahlweise auf das Ein
trittsende der jeweiligen Lichtleitoptik trifft.
7. Vermessungsinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Entfernungsmessoptik eine Scharfstelllinse enthält, die zum Scharfstellen
auf das Objekt bewegbar ist, und dass das Vermessungsinstrument eine
Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der axialen Position der Scharfstelllinse
enthält, wobei die Verstellvorrichtung die Lichtabschirmmaske entsprechend
der erfassten axialen Position der Scharfstelllinse bewegt.
8. Vermessungsinstrument nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine
Steuerung, welche die Verstellvorrichtung so ansteuert, dass diese die Licht
abschirmmaske entsprechend einem Zustand der Empfangsoptik bei Emp
fang des an dem Objekt reflektierten Messlichtes bewegt.
9. Vermessungsinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerung einen Maskendetektor enthält, der diejenige Stellung der
Lichtabschirmmaske erfasst, in der die Menge des an dem Objekt reflektier
ten und von der Empfangsoptik empfangenen Messlichtes maximal wird, und
dass die Steuerung die Verstellvorrichtung so ansteuert, dass diese die
Lichtabschirmmaske entsprechend der erfassten Stellung der Lichtab
schirmmaske bewegt.
10. Vermessungsinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerung die Verstellvorrichtung so ansteuert, dass diese die Lichtab
schirmmaske so bewegt, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht auf
das Eintrittsende einer anderen der Lichtleitoptiken fällt, wenn die Menge
des an dem Objekt reflektierten und über die eine Lichtleitoptik empfangenen
Messlichtes in einer vorbestimmten Zeit nicht größer als eine vorbestimmte
Lichtmenge ist.
11. Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der Eintrittsflächen der Licht
leitoptiken auf einer geraden Linie angeordnet sind.
12. Vermessungsinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Empfangsoptik ein Lichtempfangselement enthält, auf das über die
Lichtleitoptiken das an dem Objekt reflektierte Messlicht fällt, und dass die
Mittelachsen der Austrittsflächen der Lichtleitoptiken auf einem Kreis um die
Achse des Lichtempfangselementes angeordnet sind.
13. Vermessungsinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Empfangsoptik mehrere Lichtempfangselemente enthält, auf die über die
ihnen jeweils zugeordneten Lichtleitoptiken das an dem Objekt reflektierte
Messlicht fällt.
14. Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Lichtleitoptiken jeweils einen Lichtleiter
enthalten.
15. Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Entfernungsmessoptik ein Zielfernrohr zum
Anvisieren des Objektes enthält.
16. Vermessungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass
das Reflexionselement einen Parallelplattenspiegel mit einer Vorderfläche und einer hierzu parallelen Rückfläche enthält,
die Vorderfläche der Objektivlinse zugewandt und als Sendespiegel ausge bildet ist, der das Messlicht über die Objektivlinse auf das Objekt reflektiert,
die Rückfläche als Empfangsspiegel ausgebildet ist, der das an dem Objekt reflektierte Messlicht reflektiert, und
das Messlicht, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionselement nicht an seiner Lichtaus breitung gehindert wird, von dem Empfangsspiegel entsprechend der Ob jektentfernung wahlweise auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik reflektiert wird.
das Reflexionselement einen Parallelplattenspiegel mit einer Vorderfläche und einer hierzu parallelen Rückfläche enthält,
die Vorderfläche der Objektivlinse zugewandt und als Sendespiegel ausge bildet ist, der das Messlicht über die Objektivlinse auf das Objekt reflektiert,
die Rückfläche als Empfangsspiegel ausgebildet ist, der das an dem Objekt reflektierte Messlicht reflektiert, und
das Messlicht, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionselement nicht an seiner Lichtaus breitung gehindert wird, von dem Empfangsspiegel entsprechend der Ob jektentfernung wahlweise auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik reflektiert wird.
17. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Lichtabschirmmaske sektortörmig ist.
18. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Empfangsoptik einen zwischen dem Reflexionsele
ment und der Scharfstelllinse angeordneten wellenlängenselektiven Spiegel
enthält.
19. Vermessungsinstrument mit
einer Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfer nung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird,
einem optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik, die Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse aussendet, und einer Empfangsop tik, die Licht empfängt, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionselement nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird, wobei die Empfangsoptik eine Lichtleitoptik enthält, die eine Eintrittsfläche hat, auf die das an dem Objekt reflektierte Messlicht trifft, dadurch gekennzeichnet, dass
der Durchmesser der Lichtleitoptik so bemessen ist, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht unabhängig von der Objektentfernung auf die Eintritts fläche der Lichtleitoptik fällt, und
eine Lichtabschirmmaske vorgesehen ist, die eine zentrale Öffnung, über die ein zentraler Teil der Eintrittsfläche zum Reflexionselement hin freiliegt, und mindestens eine seitliche Öffnung hat, über die ein außeraxialer Teil der Eintrittsfläche zum Reflexionselement hin freiliegt, wobei der Durchmesser der seitlichen Öffnung kleiner als der Durchmesser der zentralen Öffnung ist.
einer Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfer nung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird,
einem optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik, die Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse aussendet, und einer Empfangsop tik, die Licht empfängt, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionselement nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird, wobei die Empfangsoptik eine Lichtleitoptik enthält, die eine Eintrittsfläche hat, auf die das an dem Objekt reflektierte Messlicht trifft, dadurch gekennzeichnet, dass
der Durchmesser der Lichtleitoptik so bemessen ist, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht unabhängig von der Objektentfernung auf die Eintritts fläche der Lichtleitoptik fällt, und
eine Lichtabschirmmaske vorgesehen ist, die eine zentrale Öffnung, über die ein zentraler Teil der Eintrittsfläche zum Reflexionselement hin freiliegt, und mindestens eine seitliche Öffnung hat, über die ein außeraxialer Teil der Eintrittsfläche zum Reflexionselement hin freiliegt, wobei der Durchmesser der seitlichen Öffnung kleiner als der Durchmesser der zentralen Öffnung ist.
20. Vermessungsinstrument nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens zwei seitliche Öffnungen vorgesehen sind, deren Durchmesser
mit größer werdendem Abstand von der zentralen Öffnung kleiner wird.
21. Vermessungsinstrument nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass
die seitliche Öffnung an die zentrale Öffnung anschließt.
22. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtleitoptiken jeweils einen Lichtleiter enthalten.
23. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Entfernungsmessoptik ein Zielfernrohr zum Anvi
sieren des Objektes enthält.
24. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Reflexionselement aus einem Parallelplattenspiegel mit einer Vorderflä che und einer hierzu parallelen Rückfläche besteht,
die Vorderfläche der Objektivlinse zugewandt und als Sendespiegel ausge bildet ist, der das Messlicht über die Objektivlinse auf das Objekt reflektiert,
die Rückfläche als Empfangsspiegel ausgebildet ist, der das an dem Objekt reflektierte Messlicht reflektiert, und
das Messlicht, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionselement nicht an seiner Lichtaus breitung gehindert wird, an dem Empfangsspiegel auf die Eintrittsfläche der Lichtleitoptik reflektiert wird.
das Reflexionselement aus einem Parallelplattenspiegel mit einer Vorderflä che und einer hierzu parallelen Rückfläche besteht,
die Vorderfläche der Objektivlinse zugewandt und als Sendespiegel ausge bildet ist, der das Messlicht über die Objektivlinse auf das Objekt reflektiert,
die Rückfläche als Empfangsspiegel ausgebildet ist, der das an dem Objekt reflektierte Messlicht reflektiert, und
das Messlicht, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionselement nicht an seiner Lichtaus breitung gehindert wird, an dem Empfangsspiegel auf die Eintrittsfläche der Lichtleitoptik reflektiert wird.
25. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtabschirmmaske scheibenförmig ist.
26. Vermessungsinstrument mit
einer Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfer nung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird,
einem optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik, die Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse auf das Objekt aussendet, und einer Empfangsoptik zum Empfangen von Licht, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionsele ment nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird, und
einer Schärfenerfassungsvorrichtung zum Erfassen des Scharfstellzustandes der Entfernungsmessoptik, dadurch gekennzeichnet,
dass die Empfangsoptik versehen ist mit
mehreren Lichtleitoptiken,
einer Lichtabschirmmaske mit mehreren Öffnungen, über die das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechend der Entfernung des Objektes von dem Vermessungsinstrument wahlweise auf das Eintrittsende einer der Lichtleitoptiken trifft,
einer Verstellvorrichtung zum Bewegen der Lichtabschirmmaske derart, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht wahlweise auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik trifft, und
einer Steuerung, welche die Verstellvorrichtung so ansteuert, dass diese die Lichtabschirmmaske derart bewegt, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechend dem von der Schärfenerfassungsvorrichtung er fassten Scharfstellzustand auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik trifft.
einer Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfer nung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird,
einem optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik, die Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse auf das Objekt aussendet, und einer Empfangsoptik zum Empfangen von Licht, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionsele ment nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird, und
einer Schärfenerfassungsvorrichtung zum Erfassen des Scharfstellzustandes der Entfernungsmessoptik, dadurch gekennzeichnet,
dass die Empfangsoptik versehen ist mit
mehreren Lichtleitoptiken,
einer Lichtabschirmmaske mit mehreren Öffnungen, über die das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechend der Entfernung des Objektes von dem Vermessungsinstrument wahlweise auf das Eintrittsende einer der Lichtleitoptiken trifft,
einer Verstellvorrichtung zum Bewegen der Lichtabschirmmaske derart, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht wahlweise auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik trifft, und
einer Steuerung, welche die Verstellvorrichtung so ansteuert, dass diese die Lichtabschirmmaske derart bewegt, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechend dem von der Schärfenerfassungsvorrichtung er fassten Scharfstellzustand auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik trifft.
27. Vermessungsinstrument nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass
die Durchmesser der Öffnungen voneinander verschieden und die Durch
messer der Lichtleitoptiken einander gleich sind.
28. Vermessungsinstrument nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass
die Durchmesser der Öffnungen voneinander verschieden und die Durch
messer der Lichtleitoptiken den Durchmessern der ihnen zugeordneten Öff
nungen der Lichtabschirmmaske entsprechen.
29. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, dass die Entfernungsmessoptik ein Zielfernrohr zum Anvi
sieren des Objektes enthält,
die Schärfenerfassungsvorrichtung eine nach dem Prinzip der Phasendiffe renzerfassung arbeitende Vorrichtung enthält, die den Scharfstellzustand des Zielfernrohrs aus der Korrelation zwischen zwei Bildern erfasst, die von zwei Lichtbündeln erzeugt werden, die durch zwei verschiedene, auf der Objektivlinse festgelegte Pupillenbereiche treten, und
Elemente des optischen Entfernungsmessers so angeordnet sind, dass sie die beiden Pupillenbereiche nicht stören.
die Schärfenerfassungsvorrichtung eine nach dem Prinzip der Phasendiffe renzerfassung arbeitende Vorrichtung enthält, die den Scharfstellzustand des Zielfernrohrs aus der Korrelation zwischen zwei Bildern erfasst, die von zwei Lichtbündeln erzeugt werden, die durch zwei verschiedene, auf der Objektivlinse festgelegte Pupillenbereiche treten, und
Elemente des optischen Entfernungsmessers so angeordnet sind, dass sie die beiden Pupillenbereiche nicht stören.
30. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der Eintrittsflächen der Lichtleitopti
ken auf einer geraden Linie angeordnet sind.
31. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, dass die Empfangsoptik ein Lichtempfangselement ent
hält, auf welches über die Lichtleitoptiken das an dem Objekt reflektierte
Messlicht trifft, und
die Mittelachsen der Austrittsflächen der Lichtleitoptiken auf einen Kreis um
die Achse des Lichtempfangselementes angeordnet sind.
32. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, dass die Empfangsoptik mehrere Lichtempfangselemente
enthält, auf die über die jeweiligen Lichtleitoptiken das an dem Objekt reflek
tierte Messlicht trifft.
33. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtleitoptiken jeweils einen Lichtleiter enthalten.
34. Vermessungsinstrument mit Autofokussystem, mit
einer Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfer nung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird,
einem optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik, die Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse auf das Objekt aussendet, und einer Empfangsoptik zum Empfangen von Licht, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionsele ment nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird,
einer Schärfenerfassungsvorrichtung, die den Scharfstellzustand der Entfer nungsmessoptik erfasst, und
einen Autofokusmechanismus zum Bewegen einer Scharfstelllinse der Entfernungsmessoptik derart, dass entsprechend dem von der Schärfener fassungsvorrichtung erfassten Scharfstellzustand auf das Objekt scharfge stellt wird, wobei der Autofokusmechanismus eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der axialen Position der Scharfstelllinse enthält,
dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsoptik versehen ist mit mehreren Lichtleitoptiken,
einer Lichtabschirmmaske mit mehreren Öffnungen, über die das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechen der Objektentfernung wahlweise auf das Eintrittsende einer der Lichtleitoptiken fällt,
einer Verstellvorrichtung zum Bewegen der Lichtabschirmmaske derart, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht wahlweise auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik fällt, und
einer Steuerung, welche die Verstellvorrichtung so ansteuert, dass diese die Lichtabschirmmaske derart bewegt, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechend der von der Erfassungsvorrichtung erfassten axialen Position der Scharfstelllinse auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik fällt.
einer Entfernungsmessoptik mit einer Objektivlinse, über welche die Entfer nung eines Objektes zu dem Vermessungsinstrument gemessen wird,
einem optischen Entfernungsmesser mit einem hinter der Objektivlinse angeordneten Reflexionselement, einer Sendeoptik, die Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse auf das Objekt aussendet, und einer Empfangsoptik zum Empfangen von Licht, das an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und von dem Reflexionsele ment nicht an seiner Lichtausbreitung gehindert wird,
einer Schärfenerfassungsvorrichtung, die den Scharfstellzustand der Entfer nungsmessoptik erfasst, und
einen Autofokusmechanismus zum Bewegen einer Scharfstelllinse der Entfernungsmessoptik derart, dass entsprechend dem von der Schärfener fassungsvorrichtung erfassten Scharfstellzustand auf das Objekt scharfge stellt wird, wobei der Autofokusmechanismus eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der axialen Position der Scharfstelllinse enthält,
dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsoptik versehen ist mit mehreren Lichtleitoptiken,
einer Lichtabschirmmaske mit mehreren Öffnungen, über die das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechen der Objektentfernung wahlweise auf das Eintrittsende einer der Lichtleitoptiken fällt,
einer Verstellvorrichtung zum Bewegen der Lichtabschirmmaske derart, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht wahlweise auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik fällt, und
einer Steuerung, welche die Verstellvorrichtung so ansteuert, dass diese die Lichtabschirmmaske derart bewegt, dass das an dem Objekt reflektierte Messlicht entsprechend der von der Erfassungsvorrichtung erfassten axialen Position der Scharfstelllinse auf das Eintrittsende der jeweiligen Lichtleitoptik fällt.
35. Vermessungsinstrument nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnungen der Lichtabschirmmaske voneinander verschieden sind und
die Durchmesser der Lichtleitoptiken den Durchmessern der ihnen zugeord
neten Öffnungen entsprechen.
36. Vermessungsinstrument nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeich
net, dass
die Entfernungsmessoptik ein Zielfernrohr zum Anvisieren des Objektes enthält,
die Schärfenerfassungsvorrichtung eine nach dem Prinzip der Phasendiffe renzerfassung arbeitende Vorrichtung enthält, die den Scharfstellzustand des Zielfernrohrs aus der Korrelation zwischen zwei Bildern erfasst, die von zwei Lichtbündeln erzeugt werden, die durch zwei verschiedene, auf der Objektivlinse festgelegte Pupillenbereiche treten, und
Elemente des optischen Entfernungsmessers so angeordnet sind, dass sie die beiden Pupillenbereiche nicht stören.
die Entfernungsmessoptik ein Zielfernrohr zum Anvisieren des Objektes enthält,
die Schärfenerfassungsvorrichtung eine nach dem Prinzip der Phasendiffe renzerfassung arbeitende Vorrichtung enthält, die den Scharfstellzustand des Zielfernrohrs aus der Korrelation zwischen zwei Bildern erfasst, die von zwei Lichtbündeln erzeugt werden, die durch zwei verschiedene, auf der Objektivlinse festgelegte Pupillenbereiche treten, und
Elemente des optischen Entfernungsmessers so angeordnet sind, dass sie die beiden Pupillenbereiche nicht stören.
37. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der Eintrittsenden der Lichtleitopti
ken auf einer geraden Linie angeordnet sind.
38. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch
gekennzeichnet, dass die Empfangsoptik ein Lichtempfangselement ent
hält, auf das über die Lichtleitoptiken das an dem Objekt reflektierte Mess
licht trifft, und dass die Mittelachsen der Austrittsflächen der Lichtleitoptiken
auf einem Kreis um die Achse des Lichtempfangselementes angeordnet
sind.
39. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch
gekennzeichnet, dass die Empfangsoptik mehrere Lichtempfangselemente
enthält, auf die über die ihnen zugeordneten Lichtleitoptiken das an dem
Objekt reflektierte Messlicht trifft.
40. Vermessungsinstrument nach einem der Ansprüche 34 bis 39, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtleitoptiken jeweils einen Lichtleiter enthalten.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-175221 | 2000-06-12 | ||
JP2000175221 | 2000-06-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10128484A1 true DE10128484A1 (de) | 2002-03-21 |
DE10128484B4 DE10128484B4 (de) | 2007-02-08 |
DE10128484B9 DE10128484B9 (de) | 2007-06-06 |
Family
ID=18677130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10128484A Expired - Fee Related DE10128484B9 (de) | 2000-06-12 | 2001-06-12 | Vermessungsinstrument mit optischem Entfernungsmesser |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6469777B2 (de) |
DE (1) | DE10128484B9 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005064359A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Leica Geosystems Ag | Vorrichtung zum messen der distanz zu fernen und nahen objekten |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7139067B2 (en) * | 2003-09-12 | 2006-11-21 | Textron Systems Corporation | Three-dimensional imaging with multiframe blind deconvolution |
JP2005227220A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Denso Corp | 距離検出装置 |
EP1619468A1 (de) * | 2004-07-22 | 2006-01-25 | Leica Geosystems AG | Geodätisches Messgerät mit Piezo-Antrieb |
DE102006013292A1 (de) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur optischen Distanzmessung |
US9189858B2 (en) * | 2008-02-29 | 2015-11-17 | Trimble Ab | Determining coordinates of a target in relation to a survey instrument having at least two cameras |
US8897482B2 (en) * | 2008-02-29 | 2014-11-25 | Trimble Ab | Stereo photogrammetry from a single station using a surveying instrument with an eccentric camera |
CN102278974B (zh) * | 2010-06-09 | 2013-04-17 | 南京德朔实业有限公司 | 激光测距装置 |
JP7416647B2 (ja) * | 2020-03-12 | 2024-01-17 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4167329A (en) * | 1977-12-12 | 1979-09-11 | Raytheon Company | Focussed doppler radar |
DE3103567A1 (de) * | 1981-02-03 | 1982-08-12 | MITEC Moderne Industrietechnik GmbH, 8012 Ottobrunn | Entfernungsmessverfahren nach dem prinzip der laufzeitmessung eines messlichtimpulses und vorrichtung zu seiner durchfuehrung |
JPS58158377U (ja) | 1982-04-19 | 1983-10-22 | 旭光学工業株式会社 | 光波距離計の切換シヤツタ− |
US4567362A (en) * | 1982-06-25 | 1986-01-28 | Gretag Aktiengesellschaft | Process and apparatus for the focusing of a beam of light on an object |
JPS61280548A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-11 | Canon Inc | 粒子解析装置 |
US4830485A (en) * | 1987-11-23 | 1989-05-16 | General Electric Company | Coded aperture light detector for three dimensional camera |
US5206697A (en) * | 1990-10-19 | 1993-04-27 | Schwartz Electro Optics, Inc. | Tunable laser rangefinder and method |
US5512760A (en) * | 1993-05-06 | 1996-04-30 | U.S. Philips Corporation | Optical height detector with coaxial irradiation and image axes and plural detectors spaced along the image axis |
DE4316348A1 (de) | 1993-05-15 | 1994-11-17 | Wild Heerbrugg Ag | Vorrichtung zur Distanzmessung |
JP3523368B2 (ja) | 1995-05-12 | 2004-04-26 | ペンタックス株式会社 | 光波距離計 |
JP3151595B2 (ja) | 1995-06-19 | 2001-04-03 | 株式会社ソキア | 同軸型光波測距計 |
US6275283B1 (en) * | 1995-07-25 | 2001-08-14 | Textron Systems Corporation | Passive ranging to source of known spectral emission to cue active radar system |
JPH09105625A (ja) | 1995-10-13 | 1997-04-22 | Topcon Corp | 距離測定装置 |
US5923468A (en) * | 1996-07-01 | 1999-07-13 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Surveying instrument having an automatic focusing device |
JPH1184003A (ja) * | 1997-09-04 | 1999-03-26 | Nikon Corp | 光波測距装置 |
JP3569426B2 (ja) * | 1997-12-05 | 2004-09-22 | ペンタックス株式会社 | 測量用反射部材 |
-
2001
- 2001-06-11 US US09/877,082 patent/US6469777B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-12 DE DE10128484A patent/DE10128484B9/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005064359A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Leica Geosystems Ag | Vorrichtung zum messen der distanz zu fernen und nahen objekten |
US7463339B2 (en) | 2003-12-19 | 2008-12-09 | Leica Geosystems Ag | Device for measuring the distance to far-off objects and close objects |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10128484B4 (de) | 2007-02-08 |
US20010050764A1 (en) | 2001-12-13 |
DE10128484B9 (de) | 2007-06-06 |
US6469777B2 (en) | 2002-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10125674A1 (de) | Elektronischer Entfernungsmesser | |
DE10111444A1 (de) | Optisches Autofokus-Entfernungsmesssystem | |
EP1150096B1 (de) | Fernrohr für geodätische Geräte, insbesondere für Videotachymeter | |
DE19840049C2 (de) | Vorrichtung zur optischen Distanzmessung | |
DE19549048B4 (de) | Teleskop mit Innenfokussierung | |
DE19949580A1 (de) | Autofokuseinrichtung für ein Visierfernrohr | |
CH633638A5 (de) | Rundblickperiskop mit umschaltbarer tagsicht- und waermebild-optik. | |
DE2208838C1 (de) | Fernrohranordnung | |
DE10250583A1 (de) | Elektronischer Entfernungsmesser | |
DE10151701A1 (de) | Vermessungsinstrument | |
DE102012107329A1 (de) | Distanzmesssystem | |
DE10121288A1 (de) | Vermessungsinstrument mit optischem Entfernungsmesser | |
DE10122358B4 (de) | Elektronischer Entfernungsmesser | |
DE10122936B4 (de) | Vermessungsinstrument mit einer Phasendifferenz-Schärfenerfassungsvorrichtung und einer Strahlteileroptik | |
DE102007030880B4 (de) | Vorrichtung zur Erfassung einer Objektszene | |
DE10122934B4 (de) | Vermessungsinstrument | |
DE10128484A1 (de) | Vermessungsinstrument mit optischem Entfernungsmesser | |
EP1176389A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Distanz- oder Geschwindigkeitsmessung | |
DE2305537A1 (de) | Vorrichtung zum justieren optischer systeme | |
DE3803305A1 (de) | Einrichtung zum automatischen feststellen der fokussierung einer fotografischen kamera | |
DE3310601C2 (de) | Entfernungsmeßvorrichtung | |
DE19823076A1 (de) | Anzeige für ein optisches Instrument | |
EP3502617B1 (de) | Vermessungsgerät mit messstrahlhomogenisierung | |
DE10125709B4 (de) | Elektronischer Entfernungsmesser | |
DE10048370A1 (de) | Autofokuseinrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PENTAX CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
|
8397 | Reprint of erroneous patent document | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HOYA CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |