JPH11351871A - 焦点調節レンズ位置検出装置 - Google Patents
焦点調節レンズ位置検出装置Info
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- JPH11351871A JPH11351871A JP10163937A JP16393798A JPH11351871A JP H11351871 A JPH11351871 A JP H11351871A JP 10163937 A JP10163937 A JP 10163937A JP 16393798 A JP16393798 A JP 16393798A JP H11351871 A JPH11351871 A JP H11351871A
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- detecting device
- lens position
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- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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- G01C1/02—Theodolites
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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- Telescopes (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Focusing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トータルステーションなどの自動焦点検出測
量機において、短時間で正確なピント合わせすることが
でき、操作性の高い測量機を提供すること。 【構成】 光軸に沿って移動する焦点調節レンズ群を備
えた望遠光学系と、前記焦点調節レンズ群115を透過
した物体光束を分岐面において前記望遠光学系から分岐
するプリズム137と、このプリズム137で分岐され
た物体光束を受光するAFセンサモジュール105と、
を備えた自動焦点検出測量機において、前記焦点調節レ
ンズ群115に望遠光学系光路外に位置する指標部材1
25を備え、前記プリズム137と前記AFセンサモジ
ュール105との間に、前記プリズム137からの光束
を前記AFセンサモジュール105に導く位置と、前記
指標部材125からの光束を前記AFセンサモジュール
105に導く位置との間で移動可能な反射ミラー103
を設けた。
量機において、短時間で正確なピント合わせすることが
でき、操作性の高い測量機を提供すること。 【構成】 光軸に沿って移動する焦点調節レンズ群を備
えた望遠光学系と、前記焦点調節レンズ群115を透過
した物体光束を分岐面において前記望遠光学系から分岐
するプリズム137と、このプリズム137で分岐され
た物体光束を受光するAFセンサモジュール105と、
を備えた自動焦点検出測量機において、前記焦点調節レ
ンズ群115に望遠光学系光路外に位置する指標部材1
25を備え、前記プリズム137と前記AFセンサモジ
ュール105との間に、前記プリズム137からの光束
を前記AFセンサモジュール105に導く位置と、前記
指標部材125からの光束を前記AFセンサモジュール
105に導く位置との間で移動可能な反射ミラー103
を設けた。
Description
【0001】
【技術分野】本発明は、トータルステーションなどの自
動焦点検出測量機における焦点調節レンズ群の位置検出
に関するものである。
動焦点検出測量機における焦点調節レンズ群の位置検出
に関するものである。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】従来のトータルステー
ションなどの視準望遠鏡を備えた自動焦点検出測量機
は、分岐光学素子により望遠光学系から焦点検出光学系
を分岐させて、望遠光学系の焦点面と光学的に等価な面
(以下、焦点面)の焦点状態を一対のCCDセンサを有
するいわゆる位相差方式のオートフォーカスセンサによ
り検出し、デフォーカス量を演算して、そのデフォーカ
ス量を基に焦点調節レンズ群を合焦位置まで移動させて
オートフォーカスを行っていた。この位相差方式のAF
機能の原理そのものは、よく知られており、AF一眼レ
フカメラに広く用いられている。
ションなどの視準望遠鏡を備えた自動焦点検出測量機
は、分岐光学素子により望遠光学系から焦点検出光学系
を分岐させて、望遠光学系の焦点面と光学的に等価な面
(以下、焦点面)の焦点状態を一対のCCDセンサを有
するいわゆる位相差方式のオートフォーカスセンサによ
り検出し、デフォーカス量を演算して、そのデフォーカ
ス量を基に焦点調節レンズ群を合焦位置まで移動させて
オートフォーカスを行っていた。この位相差方式のAF
機能の原理そのものは、よく知られており、AF一眼レ
フカメラに広く用いられている。
【0003】しかし、そのようなオートフォーカスセン
サには視準対象物によっては正確なオートフォーカス処
理ができないものが存在する。例えば、視準対象物を距
離測定作業に使用するプリズムとした場合で、プリズム
に写ったオートフォーカス測量機自身にピントを合わせ
てしまうという現象が発生するため、実際のプリズムの
位置よりも遠距離の位置に合焦することとなる。この対
策として、測量機に内蔵している測距機能で測定した測
距値を利用してオートフォーカスを行うという方法が考
えられるが、この場合、視準対象物までの距離値とそれ
にピントが合う焦点調節レンズ群の位置を対応づける必
要があるため焦点調節レンズ群の絶対位置の検出機構が
必要となる。
サには視準対象物によっては正確なオートフォーカス処
理ができないものが存在する。例えば、視準対象物を距
離測定作業に使用するプリズムとした場合で、プリズム
に写ったオートフォーカス測量機自身にピントを合わせ
てしまうという現象が発生するため、実際のプリズムの
位置よりも遠距離の位置に合焦することとなる。この対
策として、測量機に内蔵している測距機能で測定した測
距値を利用してオートフォーカスを行うという方法が考
えられるが、この場合、視準対象物までの距離値とそれ
にピントが合う焦点調節レンズ群の位置を対応づける必
要があるため焦点調節レンズ群の絶対位置の検出機構が
必要となる。
【0004】また、決められた位置に杭を打つ杭打ち作
業などは、あらかじめ設定した距離にピントを合わせて
おいた方が作業性はよいが、この場合も前述の例と同様
に、焦点調節レンズ群の位置検出機構が必要である。
業などは、あらかじめ設定した距離にピントを合わせて
おいた方が作業性はよいが、この場合も前述の例と同様
に、焦点調節レンズ群の位置検出機構が必要である。
【0005】しかし、焦点調節レンズ群の位置検出は、
焦点調節レンズ群駆動用モータに直結したエンコーダー
が該モータの回転量を検出して、その回転量から焦点調
節レンズ群の移動量を割り出すことにより行なっていた
ため、焦点調節レンズ群の移動方向が逆転した場合、駆
動用モータの回転を焦点調節レンズ群に伝達する駆動系
歯車列等のバックラッシュの影響により絶対的な位置検
出が行えなかった。そのため、任意の距離に対する合焦
位置に焦点調節レンズ群を移動させる場合、必ず決めら
れた基準位置を通過させ、そこから逆転することなく移
動させなければならず、ピント合わせに時間がかかり操
作性を損なうという問題があった。
焦点調節レンズ群駆動用モータに直結したエンコーダー
が該モータの回転量を検出して、その回転量から焦点調
節レンズ群の移動量を割り出すことにより行なっていた
ため、焦点調節レンズ群の移動方向が逆転した場合、駆
動用モータの回転を焦点調節レンズ群に伝達する駆動系
歯車列等のバックラッシュの影響により絶対的な位置検
出が行えなかった。そのため、任意の距離に対する合焦
位置に焦点調節レンズ群を移動させる場合、必ず決めら
れた基準位置を通過させ、そこから逆転することなく移
動させなければならず、ピント合わせに時間がかかり操
作性を損なうという問題があった。
【0006】バックラッシュの影響を受けることなく焦
点調節レンズ群位置を検出する方法として光学式リニア
エンコーダーを使用する方法も考えられるが、光学式リ
ニアエンコーダーは大型となり価格も高額なものとなっ
てしまう。
点調節レンズ群位置を検出する方法として光学式リニア
エンコーダーを使用する方法も考えられるが、光学式リ
ニアエンコーダーは大型となり価格も高額なものとなっ
てしまう。
【0007】
【発明の目的】本発明は、以上の従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、短時間で正確なピント合わせする
ことができ、操作性の高い測量機を得ることを目的とす
る。
なされたものであり、短時間で正確なピント合わせする
ことができ、操作性の高い測量機を得ることを目的とす
る。
【0008】
【発明の概要】本発明は、光軸に沿って移動する焦点調
節レンズを備えた望遠光学系と、前記焦点調節レンズを
透過した物体光束を分岐面において前記望遠光学系から
分岐する分岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐され
た物体光束を受光する焦点検出手段と、を備えた自動焦
点検出測量機において、前記焦点調節レンズに、望遠光
学系光路外に位置する指標部材を備え、前記分岐光学素
子と前記焦点検出手段との間に、前記分岐光学素子から
の光束を前記焦点検出手段に導く位置と、前記指標部材
からの光束を前記焦点検出手段に導く位置との間で移動
可能な反射部材を設けたことを特徴としている。
節レンズを備えた望遠光学系と、前記焦点調節レンズを
透過した物体光束を分岐面において前記望遠光学系から
分岐する分岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐され
た物体光束を受光する焦点検出手段と、を備えた自動焦
点検出測量機において、前記焦点調節レンズに、望遠光
学系光路外に位置する指標部材を備え、前記分岐光学素
子と前記焦点検出手段との間に、前記分岐光学素子から
の光束を前記焦点検出手段に導く位置と、前記指標部材
からの光束を前記焦点検出手段に導く位置との間で移動
可能な反射部材を設けたことを特徴としている。
【0009】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態について図
面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態
を示す測量機としての自動焦点装置を備えたトータルス
テーション101の部分断面側面図である。図2は図1
の一部を拡大した図である。図3はオートフォーカスト
ータルステーション101を図1の矢標III方向から
見た部分断面側面図である。図6は図1の矢標Vから見
たキーボード143の正面図である。本トータルステー
ション101は望遠光学系と焦点検出光学系備え、望遠
光学系は対物レンズ107、焦点調節レンズ115、ポ
ロプリズム135、焦点板109、接眼レンズ139か
らなる。対物レンズ107、焦点調節レンズ群115及
びポロプリズム135を介して焦点板109に形成され
た像は接眼レンズ139により観察できる。また、焦点
検出光学系はプリズム137、焦点板109と光学的に
等価である基準焦点面127における合焦状態を測定す
るAFセンサモジュール105からなる。プリズム13
7はポロプリズム135の第2反射面146に密着し、
その境界面を分割コート面138として分岐光学素子を
形成している。なお、本実施形態ではプリズム137を
ポロプリズム135の第2反射面に密着したが、その他
の反射面であってもよい。または、ポロプリズム135
とは独立したビームスプリッターを設けて分岐光学素子
としてもよい。
面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態
を示す測量機としての自動焦点装置を備えたトータルス
テーション101の部分断面側面図である。図2は図1
の一部を拡大した図である。図3はオートフォーカスト
ータルステーション101を図1の矢標III方向から
見た部分断面側面図である。図6は図1の矢標Vから見
たキーボード143の正面図である。本トータルステー
ション101は望遠光学系と焦点検出光学系備え、望遠
光学系は対物レンズ107、焦点調節レンズ115、ポ
ロプリズム135、焦点板109、接眼レンズ139か
らなる。対物レンズ107、焦点調節レンズ群115及
びポロプリズム135を介して焦点板109に形成され
た像は接眼レンズ139により観察できる。また、焦点
検出光学系はプリズム137、焦点板109と光学的に
等価である基準焦点面127における合焦状態を測定す
るAFセンサモジュール105からなる。プリズム13
7はポロプリズム135の第2反射面146に密着し、
その境界面を分割コート面138として分岐光学素子を
形成している。なお、本実施形態ではプリズム137を
ポロプリズム135の第2反射面に密着したが、その他
の反射面であってもよい。または、ポロプリズム135
とは独立したビームスプリッターを設けて分岐光学素子
としてもよい。
【0010】基準焦点面127における合焦状態を測定
するAFセンサモジュール105はいわゆる位相差方式
のもので、図示しないが、基準焦点面127側から順に
コンデンサレンズ、一対のセパレータレンズ、および一
対のCCDセンサが配置され、一対のCCDセンサ上に
形成される物体像の位置または間隔により基準焦点面と
実像の像面位置とのずれ量、すなわちデフォーカス量を
検出するようになっている。
するAFセンサモジュール105はいわゆる位相差方式
のもので、図示しないが、基準焦点面127側から順に
コンデンサレンズ、一対のセパレータレンズ、および一
対のCCDセンサが配置され、一対のCCDセンサ上に
形成される物体像の位置または間隔により基準焦点面と
実像の像面位置とのずれ量、すなわちデフォーカス量を
検出するようになっている。
【0011】焦点調節レンズ群115は、固定鏡筒11
8内に光軸に沿って摺動自在に嵌合された円筒形のレン
ズ保持環110に固定されている。固定鏡筒118の外
周には回転自在にかつ軸方向移動が規制されたカム環1
14が嵌合されている。固定鏡筒118の上部には、駆
動モータ111及び駆動モータ111の回転量を検出す
るエンコーダユニット117が備えられている。駆動モ
ータ111の回転軸にはギア116が固定され、ギア1
16はカム環114の端部外周に形成されたギアと歯合
している。駆動モータ111が回転することによりカム
環114が光軸を中心として回転する。レンズ保持環1
10の下部には、ピン113が固定鏡筒118に形成さ
れたリード溝及びカム環114のカム溝112を貫通し
て固定されている。そして、カム環114から突出した
ピン113の先端部分に指標板125が装着されてい
る。従って、駆動モータ111の回転によりカム環11
4が回転駆動されると、焦点調節レンズ群115、ピン
113及び指標板125が同時に光軸に沿って移動す
る。
8内に光軸に沿って摺動自在に嵌合された円筒形のレン
ズ保持環110に固定されている。固定鏡筒118の外
周には回転自在にかつ軸方向移動が規制されたカム環1
14が嵌合されている。固定鏡筒118の上部には、駆
動モータ111及び駆動モータ111の回転量を検出す
るエンコーダユニット117が備えられている。駆動モ
ータ111の回転軸にはギア116が固定され、ギア1
16はカム環114の端部外周に形成されたギアと歯合
している。駆動モータ111が回転することによりカム
環114が光軸を中心として回転する。レンズ保持環1
10の下部には、ピン113が固定鏡筒118に形成さ
れたリード溝及びカム環114のカム溝112を貫通し
て固定されている。そして、カム環114から突出した
ピン113の先端部分に指標板125が装着されてい
る。従って、駆動モータ111の回転によりカム環11
4が回転駆動されると、焦点調節レンズ群115、ピン
113及び指標板125が同時に光軸に沿って移動す
る。
【0012】焦点検出光学系にはプリズム137と基準
焦点面127との間に反射ミラー103(反射部材)
が、その反射面103aは図1の左方向を臨み、軸10
4を中心として、図1の焦点検出位置Aと指標検出位置
Bの間を回動可能に装着されている。焦点検出位置A
は、プリズム137からAFセンサモジュール105ま
での光路を確保する位置であり、指標検出位置Bは指標
板125からの光束を反射ミラー103の反射面103
aで反射させ、AFセンサモジュール105に導く位置
である。また、反射ミラー103の軸104の一方の端
部には、反射ミラー103を回動させるロータリーソレ
ノイド123に連結されている(図3)。
焦点面127との間に反射ミラー103(反射部材)
が、その反射面103aは図1の左方向を臨み、軸10
4を中心として、図1の焦点検出位置Aと指標検出位置
Bの間を回動可能に装着されている。焦点検出位置A
は、プリズム137からAFセンサモジュール105ま
での光路を確保する位置であり、指標検出位置Bは指標
板125からの光束を反射ミラー103の反射面103
aで反射させ、AFセンサモジュール105に導く位置
である。また、反射ミラー103の軸104の一方の端
部には、反射ミラー103を回動させるロータリーソレ
ノイド123に連結されている(図3)。
【0013】指標板125には、図5に示すチャート1
33が備えられている。図1に示すように指標板125
は、反射ミラー103が指標検出位置Bにあるとき、指
標板125からの光束が反射ミラー103で反射してA
Fセンサモジュール105に導かれるように配置されて
いる。また、その位置にある反射ミラー103はその背
面103bでプリズム137からの光束を遮断するよう
に、背面103bには反射防止加工などが施されてい
る。また、チャート133の模様は白黒の縞模様である
ことが好ましい。
33が備えられている。図1に示すように指標板125
は、反射ミラー103が指標検出位置Bにあるとき、指
標板125からの光束が反射ミラー103で反射してA
Fセンサモジュール105に導かれるように配置されて
いる。また、その位置にある反射ミラー103はその背
面103bでプリズム137からの光束を遮断するよう
に、背面103bには反射防止加工などが施されてい
る。また、チャート133の模様は白黒の縞模様である
ことが好ましい。
【0014】通常の視準対象物像を検出するオートフォ
ーカス時においては、反射ミラー103はAの位置にあ
り、AFセンサモジュール105は、ポロプリズム13
5に備えられたプリズム137で分岐した対物レンズ1
07からの光束を取り込み、基準焦点面127での合焦
状態(デフォーカス量)を検出する。デフォーカス量が
許容量以下でないとき、駆動モータ111を回転させる
ことにより焦点調節レンズ群115を移動させて合焦処
理を行う。このとき、焦点調節レンズ群115の位置制
御は、エンコーダユニット117により検出した駆動モ
ータ111の回転量に基づいて行う。デフォーカス量が
許容値以下になった時点でオートフォーカス処理は終了
する。このような通常のオートフォーカス処理では、焦
点調節レンズ群115をデフォーカス量相当分移動させ
れば合焦が可能であるため、焦点調節レンズ群115の
絶対位置検出の必要性はない。
ーカス時においては、反射ミラー103はAの位置にあ
り、AFセンサモジュール105は、ポロプリズム13
5に備えられたプリズム137で分岐した対物レンズ1
07からの光束を取り込み、基準焦点面127での合焦
状態(デフォーカス量)を検出する。デフォーカス量が
許容量以下でないとき、駆動モータ111を回転させる
ことにより焦点調節レンズ群115を移動させて合焦処
理を行う。このとき、焦点調節レンズ群115の位置制
御は、エンコーダユニット117により検出した駆動モ
ータ111の回転量に基づいて行う。デフォーカス量が
許容値以下になった時点でオートフォーカス処理は終了
する。このような通常のオートフォーカス処理では、焦
点調節レンズ群115をデフォーカス量相当分移動させ
れば合焦が可能であるため、焦点調節レンズ群115の
絶対位置検出の必要性はない。
【0015】ところが、プリズムなどを視準対象物にし
た場合のように、AFセンサモジュール105では正確
な合焦ができない場合、その対策として測距機能によっ
て測定した距離に基づいて合焦させる方法があるが、こ
の場合、測定した距離と、その距離にピントが合う焦点
調節レンズ群115の位置を対応づける必要があるた
め、焦点調節レンズ群115の絶対位置の検出が不可欠
となる。また、作業者が入力した距離値によって合焦を
行う場合も同様に焦点調節レンズ群115の絶対位置の
検出が必要である。
た場合のように、AFセンサモジュール105では正確
な合焦ができない場合、その対策として測距機能によっ
て測定した距離に基づいて合焦させる方法があるが、こ
の場合、測定した距離と、その距離にピントが合う焦点
調節レンズ群115の位置を対応づける必要があるた
め、焦点調節レンズ群115の絶対位置の検出が不可欠
となる。また、作業者が入力した距離値によって合焦を
行う場合も同様に焦点調節レンズ群115の絶対位置の
検出が必要である。
【0016】上記のように、設定した距離に対して、焦
点調節レンズ群115をその距離に対する合焦位置に移
動させる必要がある場合、本発明では焦点調節レンズ群
115の位置検出を以下のように行う。反射ミラー10
3をロータリーソレノイド123の回転により指標検出
位置Bに移動する。AFセンサモジュール105によ
り、焦点調節レンズ群115にピン113を介して固定
した指標板125のチャート133の一対のCCDセン
サに形成した像位置を検出し、その像位置と物体が基準
焦点面127上にある場合にAFセンサモジュール10
5に形成される像位置とのずれ量に、一対のCCDセン
サ上の単位ずれ量あたりの物***置の移動量を乗じて、
指標板125から基準焦点面127までの距離L(L=
a+b)を求める。aは指標板125から反射ミラー1
03までの距離、bは反射ミラー103から基準焦点面
127までの距離である。そして、現在の距離Lと物体
距離に対応する距離L’との差からモータ駆動量を求
め、その駆動量だけ駆動モータ111を駆動させる。物
体距離に対応する距離L’になるまで、AFセンサモジ
ュール105による検出と駆動モータ111による焦点
調節レンズ群115の移動を繰り返せば、焦点調節レン
ズ群115をその距離値に対する正確な合焦位置まで移
動することができる。視準対象物までの距離と、その距
離にピントが合う焦点調節レンズ群115の位置との関
係、すなわち視準対象物までの距離値と距離Lの関係
は、あらかじめ設定し制御基板121内のメモリーに記
憶しておくか、あるいは所定の演算式によってCPUで
演算する。これによって、距離Lを測定すれば、焦点調
節レンズ群115がどの距離位置に対してピントが合っ
ているか判定できる。
点調節レンズ群115をその距離に対する合焦位置に移
動させる必要がある場合、本発明では焦点調節レンズ群
115の位置検出を以下のように行う。反射ミラー10
3をロータリーソレノイド123の回転により指標検出
位置Bに移動する。AFセンサモジュール105によ
り、焦点調節レンズ群115にピン113を介して固定
した指標板125のチャート133の一対のCCDセン
サに形成した像位置を検出し、その像位置と物体が基準
焦点面127上にある場合にAFセンサモジュール10
5に形成される像位置とのずれ量に、一対のCCDセン
サ上の単位ずれ量あたりの物***置の移動量を乗じて、
指標板125から基準焦点面127までの距離L(L=
a+b)を求める。aは指標板125から反射ミラー1
03までの距離、bは反射ミラー103から基準焦点面
127までの距離である。そして、現在の距離Lと物体
距離に対応する距離L’との差からモータ駆動量を求
め、その駆動量だけ駆動モータ111を駆動させる。物
体距離に対応する距離L’になるまで、AFセンサモジ
ュール105による検出と駆動モータ111による焦点
調節レンズ群115の移動を繰り返せば、焦点調節レン
ズ群115をその距離値に対する正確な合焦位置まで移
動することができる。視準対象物までの距離と、その距
離にピントが合う焦点調節レンズ群115の位置との関
係、すなわち視準対象物までの距離値と距離Lの関係
は、あらかじめ設定し制御基板121内のメモリーに記
憶しておくか、あるいは所定の演算式によってCPUで
演算する。これによって、距離Lを測定すれば、焦点調
節レンズ群115がどの距離位置に対してピントが合っ
ているか判定できる。
【0017】上記設定した距離値の入力は、測量機に付
属している図6に示す数字キー119でもよいし、制御
基板121上のメモリーに記憶されたデータでもよい。
また、現在手動にてピントリングを回して行われている
合焦作業の代わりに前記の数字キー119から距離値を
入力することにより合焦作業を行うことも可能となる。
属している図6に示す数字キー119でもよいし、制御
基板121上のメモリーに記憶されたデータでもよい。
また、現在手動にてピントリングを回して行われている
合焦作業の代わりに前記の数字キー119から距離値を
入力することにより合焦作業を行うことも可能となる。
【0018】また、焦点調節レンズ群115すなわち指
標板125の位置が反射ミラー103から遠距離にあ
り、AFセンサモジュール105が距離Lを検出できな
い場合は、図7のように距離を調整するための光学素
子、例えばリレーレンズ141を設けることも可能であ
る。図7の部分拡大図を図8に示す。この場合の指標板
125から基準焦点面127までの距離である距離Qは
以下のように求める。図9はリレーレンズ141を配置
した場合の指標板125からAFセンサモジュール10
5までの光路を示す図である。距離S1と距離S2とリ
レーレンズ141の焦点距離fには以下の関係が成立す
る。 1/S2=1/S1+1/f ・・・(1) また、距離Lと距離S2は以下の関係となる。 L”=D−S2 ・・・(2) Dはリレーレンズ141と基準焦点面127の距離、す
なわち規定値である。(1)式および(2)式より、S
1が求められる。よって、距離QはS1とDの和であ
り、この距離Qと視準対象物までの距離値を関係づけて
おく。
標板125の位置が反射ミラー103から遠距離にあ
り、AFセンサモジュール105が距離Lを検出できな
い場合は、図7のように距離を調整するための光学素
子、例えばリレーレンズ141を設けることも可能であ
る。図7の部分拡大図を図8に示す。この場合の指標板
125から基準焦点面127までの距離である距離Qは
以下のように求める。図9はリレーレンズ141を配置
した場合の指標板125からAFセンサモジュール10
5までの光路を示す図である。距離S1と距離S2とリ
レーレンズ141の焦点距離fには以下の関係が成立す
る。 1/S2=1/S1+1/f ・・・(1) また、距離Lと距離S2は以下の関係となる。 L”=D−S2 ・・・(2) Dはリレーレンズ141と基準焦点面127の距離、す
なわち規定値である。(1)式および(2)式より、S
1が求められる。よって、距離QはS1とDの和であ
り、この距離Qと視準対象物までの距離値を関係づけて
おく。
【0019】また、望遠鏡129内は通常遮光されてい
るため、検出の際、指標板125には照明が必要であ
る。そこで、指標板125を透過型とし発光素子131
(照明手段)を指標板125の裏側に設けた。発光素子
にはLEDなどが使用できる。また、発光素子131の
その背面の壁に対する反射光がAFセンサモジュール1
05に入射しても、検出に狂いが生じないように、指標
板125の背景は無地の壁145とした。なお、本実施
形態では指標板125の裏側に発光素子を配置したが、
表側に配置してもよい。
るため、検出の際、指標板125には照明が必要であ
る。そこで、指標板125を透過型とし発光素子131
(照明手段)を指標板125の裏側に設けた。発光素子
にはLEDなどが使用できる。また、発光素子131の
その背面の壁に対する反射光がAFセンサモジュール1
05に入射しても、検出に狂いが生じないように、指標
板125の背景は無地の壁145とした。なお、本実施
形態では指標板125の裏側に発光素子を配置したが、
表側に配置してもよい。
【0020】本実施形態では、反射ミラー103を焦点
検出位置Aと指標検出位置Bの間で回動させる機構とし
たが、焦点検出光学系の光路と指標検出の光路を切り換
えることによって双方の焦点検出が可能な機構であれば
別の機構であってもよい。例えば、反射ミラー103を
指標検出位置Bの角度を維持したまま平行移動させる方
法がある。すなわち、図1において焦点検出光学系の光
路を確保する際は、反射ミラーを左方向にスライドさ
せ、指標検出の際は右方向にスライドさせるのである。
検出位置Aと指標検出位置Bの間で回動させる機構とし
たが、焦点検出光学系の光路と指標検出の光路を切り換
えることによって双方の焦点検出が可能な機構であれば
別の機構であってもよい。例えば、反射ミラー103を
指標検出位置Bの角度を維持したまま平行移動させる方
法がある。すなわち、図1において焦点検出光学系の光
路を確保する際は、反射ミラーを左方向にスライドさ
せ、指標検出の際は右方向にスライドさせるのである。
【0021】また、本実施形態では、指標板125から
の光束を反射ミラー103で反射させてAFセンサモジ
ュールに導く構成としたが、例えばAFセンサーモジュ
ール105等の配置を変えて、プリズム137からの光
束を反射させてAFセンサモジュール105に導く構成
であってもよい。
の光束を反射ミラー103で反射させてAFセンサモジ
ュールに導く構成としたが、例えばAFセンサーモジュ
ール105等の配置を変えて、プリズム137からの光
束を反射させてAFセンサモジュール105に導く構成
であってもよい。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よれば、視準対象物像の焦点状態を検出する焦点検出手
段を、焦点調節レンズ群の位置検出にも使用できるよう
にしたため、従来のオートフォーカス機能に加え、焦点
調節レンズ群の駆動機構内の歯車のバックラッシュの影
響を受けることもなく、任意の距離を入力することによ
って、短時間で正確に合焦を行うことがが可能である。
また、光学式リニアエンコーダーと比較して安価であ
り、小型・軽量化の点で操作性が向上する。
よれば、視準対象物像の焦点状態を検出する焦点検出手
段を、焦点調節レンズ群の位置検出にも使用できるよう
にしたため、従来のオートフォーカス機能に加え、焦点
調節レンズ群の駆動機構内の歯車のバックラッシュの影
響を受けることもなく、任意の距離を入力することによ
って、短時間で正確に合焦を行うことがが可能である。
また、光学式リニアエンコーダーと比較して安価であ
り、小型・軽量化の点で操作性が向上する。
【図1】本発明の実施形態を示す測量機としてのオート
フォーカストータルステーションの部分断面図である。
フォーカストータルステーションの部分断面図である。
【図2】図1に示すオートフォーカストータルステーシ
ョンの部分拡大図である。
ョンの部分拡大図である。
【図3】図1の矢標IIIの位置から見た断面図であ
る。
る。
【図4】図1に示すオートフォーカストータルステーシ
ョン内のポロプリズム135の斜視図である。
ョン内のポロプリズム135の斜視図である。
【図5】図1の指標板125を矢標IVの位置から見た
拡大図である。
拡大図である。
【図6】図1のキーボード143を矢標Vの方向から見
た正面図である。
た正面図である。
【図7】焦点調節レンズ群位置検出にリレーレンズを加
えたオートフォーカストータルステーションの部分断面
図である。
えたオートフォーカストータルステーションの部分断面
図である。
【図8】図6に示すオートフォーカストータルステーシ
ョンの部分拡大図である。
ョンの部分拡大図である。
【図9】リレーレンズ141を配置した場合の指標板1
25からAFセンサモジュール105までの光路を示す
図である。
25からAFセンサモジュール105までの光路を示す
図である。
101 オートフォーカストータルステーション 103 反射ミラー 103a 反射面 103b 背面 104 軸 105 AFセンサモジュール 107 対物レンズ 109 焦点板 110 レンズ保持環 111 駆動モータ 112 カム溝 113 ピン 114 カム環 114a ギア 115 焦点調節レンズ群 116 ギア 117 エンコーダユニット 118 固定鏡筒 119 数字キー 121 制御基板 123 ロータリーソレノイド 125 指標板 127 基準焦点面 129 望遠鏡 131 発光素子 133 チャート 135 ポロプリズム 137 プリズム 138 分割コート面 139 接眼レンズ 141 リレーレンズ 143 キーボード 145 無地の壁 146 第2反射面 A 焦点検出位置 B 指標検出位置
Claims (14)
- 【請求項1】 光軸に沿って移動する焦点調節レンズを
備えた望遠光学系と、前記焦点調節レンズを透過した物
体光束を分岐面において前記望遠光学系から分岐する分
岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐された物体光束
を受光する焦点検出手段と、を備えた自動焦点検出測量
機において、 前記焦点調節レンズに、望遠光学系光路外に位置する指
標部材を備え、 前記分岐光学素子と前記焦点検出手段との間に、前記分
岐光学素子からの光束を前記焦点検出手段に導く位置
と、前記指標部材からの光束を前記焦点検出手段に導く
位置との間で移動可能な反射部材を設けたことを特徴と
する焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の焦点調節レンズ位置検
出装置において、前記反射部材が前記分岐光学素子から
の光束を前記焦点検出手段に導く位置は、前記分岐光学
素子から前記焦点検出手段までの光路を確保する位置で
あり、前記指標部材からの光束を前記焦点検出手段に導
く位置は、前記分岐光学素子から前記焦点検出手段まで
の光路を遮り前記指標部材からの光束を反射させて前記
焦点検出手段に導く位置である焦点調節レンズ位置検出
装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の焦点調節レン
ズ位置検出装置において、前記反射部材はその端部を軸
として前記二つの位置に回動移動可能に軸着されている
焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項に記載の
焦点調節レンズ位置検出装置において、前記反射部材
が、前記分岐光学素子からの光束を前記焦点検出手段に
導く位置にある場合は、前記望遠光学系のデフォーカス
量が前記焦点検出手段によって検出され、そのデフォー
カス量に基づいて前記焦点調節レンズを合焦位置まで移
動させるレンズ移動手段を備えた焦点調節レンズ位置検
出装置。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれか1項に記載の
焦点調節レンズ位置検出装置において、前記反射部材
が、前記指標部材からの光束を前記焦点検出手段に導く
位置にある場合は、前記焦点検出手段の検出結果を基に
前記指標部材から前記焦点検出手段までの距離を求める
手段を備えた焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の焦点調節レンズ位置検
出装置において、前記指標部材から前記焦点検出手段ま
での距離と、その距離における合焦距離とが関連づけら
れた焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の焦点調節レンズ位置検
出装置において、目標物迄の距離に対する前記焦点調節
レンズの合焦位置は演算装置の演算によって決定される
焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項8】 請求項6または7に記載の焦点調節レン
ズ位置検出装置において、前記指標部材から前記焦点検
出手段までの距離に基づいて焦点調節レンズを移動させ
るレンズ移動手段を備えた焦点調節レンズ位置検出装
置。 - 【請求項9】 請求項1から8のいずれか1項に記載の
焦点調節レンズ位置検出装置において、前記指標部材と
前記反射部材との間に指標の像を形成する光学素子を設
けた焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項10】 請求項9に記載の焦点調節レンズ位置
検出装置において、前記光学素子はリレーレンズである
焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項11】 請求項1から10のいずれか1項に記
載の焦点調節レンズ位置検出装置において、前記指標部
材を照明する手段を備えた焦点調節レンズ位置検出装
置。 - 【請求項12】 請求項11に記載の焦点調節レンズ位
置検出装置において、前記照明手段は前記指標部材の近
傍で、かつ前記反射部材とは反対側に設けられた焦点調
節レンズ位置検出装置。 - 【請求項13】 請求項12に記載の焦点調節レンズ位
置検出装置において、前記指標部材は光透過型である焦
点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項14】 請求項11から13のいずれか1項に
記載の焦点調節レンズ位置検出装置において、前記反射
部材が前記指標部材からの光束を反射させて前記焦点検
出手段に導く位置にあるときに前記照明手段を点灯する
焦点調節レンズ位置検出装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16393798A JP3174551B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 焦点調節レンズ位置検出装置 |
DE19926706A DE19926706C2 (de) | 1998-06-11 | 1999-06-11 | Autofokus-Vermessungsinstrument und hierfür bestimmte Vorrichtung zum Erfassen der Position einer Fokussierlinse |
US09/330,020 US6072642A (en) | 1998-06-11 | 1999-06-11 | Focusing lens position detection apparatus and an auto-focus surveying apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16393798A JP3174551B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 焦点調節レンズ位置検出装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11351871A true JPH11351871A (ja) | 1999-12-24 |
JP3174551B2 JP3174551B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=15783665
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JP16393798A Expired - Fee Related JP3174551B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 焦点調節レンズ位置検出装置 |
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---|---|
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DE (1) | DE19926706C2 (ja) |
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