CN205352370U - 测量仪器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及测量仪器。公开了测量仪器(3800)。测量仪器包括距离测量模块(3875)和至少一个光学设备(3830)。距离测量模块具有仪器光轴(3820)，且至少一个光学设备具有光路(3835)，其一部分在测量仪器外部。距离测量模块和至少一个光学设备安装成围绕第一轴和第二轴(3815)旋转。第一轴和第二轴在旋转中心(3810)处交叉。至少一个光学设备与旋转中心间隔开。至少一个光学设备的光路的外部部分的延伸部(3840)不同于仪器光轴。至少一个光学设备包括具有与旋转中心重合的入射光瞳。

Description

测量仪器

技术领域

本公开涉及关于景观勘测的距离测量的领域。更具体地，本公开涉及包括用于距离测量的至少一个光学设备和距离测量模块的距离测量仪器。

背景技术

测量仪器，例如全站仪，可具有多个同轴传感器。例如，全站仪可具有用于到目标的电子距离测量(EDM)的同轴光学器件、目标跟踪器和用于将激光焦点放置在目标上的激光指示器。这样的仪器的光学系统常常是复杂的且相互关联的，使得光学设计涉及各种折衷。设计是高度集成的，使以模块方式替换传感器变得不实际。

测量仪器也可具有非同轴传感器。因为非同轴传感器察看沿着不同视线的目标，目标的表观位置由于视差而移位。位移是通过在视线之间的倾斜角而测量出的。

图1以3400示意性示出视差问题的例子。仪器3405具有非同轴激光指示器轴3415和同轴EDM轴3410。换句话说，仪器3405具有相对于仪器瞄准轴同轴地布置的EDM，而激光指示器轴未被同轴地布置。当激光指示器轴3415瞄准例如在对象3435上的期望目标位置3430时，EDC测量到例如在表面3445上的非预期位置3440、即从目标位置3430移动的距离，从而导致有必要需要花费时间和动力资源的某种补偿的不可靠的测量结果。

实用新型内容

本公开设法提供克服或减少上面提到的至少一些缺点的测量仪器的至少一些实施方式。更具体地，本公开目的在于提供至少一些实施方式，其中测量仪器的可靠性被提高和/或其中对由于视差问题而引起的补偿的需要被消除或至少降低。

为了实现该目的，提供了具有在下面定义的特征的测量仪器。本公开的另外的有利实施方式在本实用新型中被定义。

根据一些实施方式，提供了包括距离测量模块和至少一个光学设备的测量仪器。距离测量模块具有仪器光轴，且至少一个光学设备具有光路，其一部分在测量仪器外部。距离测量模块和至少一个光学设备安装成绕着第一轴和第二轴旋转。第一轴和第二轴在旋转中心处(彼此)交叉。至少一个光学设备与旋转中心间隔开。至少一个光学设备的光路的外部部分的延伸部不同于仪器光轴。

在根据上面定义的实施方式的测量仪器中，光学设备的光路的外部部分在与仪器光轴交叉在旋转中心处的方向上延伸。不同地陈述，光学设备的光路的外部部分可以不与仪器光轴平行。使用这样的测量仪器，光学设备的光路的外部部分可以首先瞄准方向，且仪器光轴接着可在仪器的旋转之后(即在距离测量模块和光学设备的旋转之后)瞄准相同的方向或至少基本上相同的方向，从而由于视差的问题被消除或至少降低，而提高了测量的可靠性。

术语“(至少一个)光学设备的光路的外部部分”是指，在测量仪器外部的、光学设备的光路的部分。要理解的是，距离测量模块和光学设备可位于主体中，以及光学设备的光路的一部分可以在测量仪器的主体内部，而另一部分可在测量仪器的主体外部(或之外)。换句话说，光学设备的光路的外部部分是例如经由孔或窗口离开和/或进入测量仪器的(主体)的部分，而内部部分指位于测量仪器(的主体)内部的光路的部分。

虽然在上面的实施方式中规定光学设备的光路的外部部分的延伸部与仪器光轴(例如距离测量模块的光轴)交叉，但是光学设备的光路的内部部分或内部部分的任何延伸部可以与仪器光轴交叉或可以不与仪器光轴交叉，这取决于光学设备的位置和布置。在一些实施方式中，光学设备的光路可在其离开测量仪器之前，例如借助于反射镜、分束器或其它光学元件而指向在测量仪器内的各种方向。在这些实施方式中，光学设备的光路的内部部分可在一些点处(即在一些部分中)与仪器光轴平行，而在一些其它部分处不与仪器光轴平行。

术语“光学设备的光路的外部部分的延伸部”是指在测量仪器(的主体)内的外部部分的延伸部。在一些实施方式中，光路的外部部分的延伸部可与光学设备的光路的内部部分的至少一部分对齐或相同。然而，在一些其它实施方式中，光路的外部部分的延伸部可以不相应于光学设备的光路的内部部分，特别是例如如果光路的内部部分在测量仪器(的主体)内偏离(重定向)多次。

在光学设备的光路的外部部分的延伸部与旋转中心交叉且不同于仪器光轴的情况下，视差的问题被消除且仪器可首先定向成使得光学设备的光路的外部部分瞄准在一个方向，并且然后定向成使得仪器光轴瞄准相同的(或基本上相同的)方向。要理解的是，延伸部本身可以不是光学设备的光路的部分。光路的延伸部可以是在本文出于定义光学设备的位置或方位的目的的光路的假想部分。

在一些实施方式中，外部部分的延伸部可在相对于仪器光轴的规定角度下穿过旋转中心。光学设备的光路的外部部分的延伸部可在固定角度下与仪器光轴交叉。

出于这个目的，在一些实施方式中，仪器还可包括处理器，其配置成将距离测量模块旋转相应于规定(或固定)角度的角度，以用于执行到借助于至少一个光学设备识别的目标的距离测量。

例如，测量仪器可在一个时刻瞄准如由光学设备的光路的外部部分限定的方向，并接着绕着第一轴或第二轴旋转规定角度，使得在随后的时刻仪器光轴在以前由光学设备规定的方向下对齐。为了景观勘测，光学设备可用于瞄准目标，且然后，距离测量模块可用于测量到目标的距离。通过首先使光学设备的光路的外部部分瞄准目标，并接着将仪器旋转由仪器光轴和光学设备的光路的外部部分形成的角度，使得距离测量模块瞄准目标，没有视差问题且测量的可靠性提高了，因为光学设备和距离测量模块在这个测量过程中瞄准相同的方向或基本上相同的方向(即相同的目标)。

在一些实施方式中，距离测量模块和至少一个光学设备可安装成相对于旋转中心绕着第一轴和第二轴之一同时旋转。要理解的是，距离测量模块和光学设备可安装在测量仪器中的固定位置处，使得它们的相应光轴(即仪器光轴和光路的外部部分的延伸部)在已知的固定角下彼此交叉。

在一些实施方式中，距离测量模块和至少一个光学设备安装在仪器的支持件上的固定位置处。特别是，支持件可绕着第一轴和第二轴旋转。支持件可以是测量仪器的外壳或罩，距离测量模块和光学设备位于该外壳或罩中。

通常，本公开的实施方式利用测量仪器(例如全站仪)的已经存在的旋转部分且不需要任何额外的旋转部分。特别是，光学设备不与其自己的旋转系统或布置安装在一起。而是，光学设备与距离测量模块安装在一起以用于绕着第一轴和第二轴旋转。光学设备在其光路的外部部分的延伸部和仪器光轴之间的已知(或规定)角下安装在固定位置处。

在一些实施方式中，旋转中心相应于在仪器的耳轴和方位轴之间的交叉点。换句话说，第一轴可以是耳轴，而第二轴可以是仪器的方位轴。特别是，耳轴是水平轴，其中测量仪器的套筒部分或全站仪的中央单元可在其耳轴轴承上围绕该水平轴旋转。在一些实施方式中，第一轴可以是耳轴而第二轴可以是垂直轴。在一些实施方式中，例如对于在全站仪或勘测仪器中的实现，第一轴和第二轴是相互正交的。

在一些实施方式中，仪器还可包括沿着仪器光轴布置的前透镜和沿着光学设备的光路布置的孔。在这些实施方式中，前透镜与孔分离。来自(和/或到)光学设备的辐射和来自(和/或到)距离测量模块的辐射可因此在两个不同的(物理上不同的)孔或窗口处离开(和/或进入)测量仪器。孔将光学设备的光路的外部部分和内部部分划界，因为例如从光学设备发射的穿过孔的光的部分相应于外部部分，而从光学设备发射的不穿过孔(即仍然在仪器内)的光的部分相应于内部部分。

在一些实施方式中，距离测量模块可包括光传输点和光接收点，且仪器还可包括中央单元、视准仪和基座。光传输点和光接收点可位于中央单元中。中央单元可安装在视准仪上用于绕着第一轴旋转，且视准仪可安装在基座上用于绕着与第一轴正交并交叉的第二轴旋转。

在一些实施方式中，至少一个光学设备可包括激光指示器，其可例如用于识别目标，即用于确定到目标的方向。测量仪器或测量仪器的任何主体或距离测量模块和光学设备被安装于的支持件可以被旋转，使得仪器光轴指向目标。

在一些实施方式中，至少一个光学设备可包括相机。特别是，相机具有可与旋转中心重合的入射光瞳。

在一些实施方式中，至少一个光学设备可包括投影仪。特别是，投影仪具有可与旋转中心重合的出射光瞳。

在一些实施方式中，至少一个光学设备可包括电子距离测量模块。因而产生的测量仪器于是包括两个距离测量模块。这两个距离测量模块可具有不同的特性。例如，提供较高的精确度但具有有限测量范围的用于执行距离测量的第一距离测量模块可安装成与仪器光轴对齐，而具有较低的精确度但具有较高测量范围(例如高达5km或更大)的第二距离测量模块可用作光学设备(具有相应于光学设备的光路的传输路径和接收路径)。

在一些实施方式中，仪器还可包括目标跟踪仪和伺服模块。目标跟踪仪可具有操作来区分开在测量仪器的附近区域中的至少一个特定目标与其它目标的检测模块和瞄准仪器光轴的伺服模块，使得特定的目标在距离测量模块的视场内。

在一些实施方式中，仪器还可包括具有与仪器光轴同轴的目镜光轴的光学目镜模块。

在本申请的上下文中，措词“测量仪器”可以用术语“全站仪“、“测量仪器”、“勘测单元”、“勘测仪器”、“大地测量扫描仪”或“大地测量仪器”可交替互换，反之亦然。本公开的目的在于提供具有提高了可靠性的测量仪器的至少一些实施方式，使得消除或至少降低对由于视差问题而引起的对补偿的需要。

要理解的是，可设想除了在上述实施方式中提到的光学设备以外的其它类型的光学设备。

本公开涉及在权利要求中和在前面的实施方式中列举的特征的所有可能组合。下面将借助于示例性的实施方式来描述本公开的各种实施方式的进一步的目的和优点。

附图说明

从下面参考附图描述的实施方式中，将更容易理解本公开的这些和其它方面和特征，其中：

图1示出的是在进行全站仪测量时具有视差的问题；

图2A和图2B示意性示出的是视差补偿的例子；

图3示意性示出的是根据一些实施方式的测量仪器的轴；

图4示意性示出的是测量仪器子系统；

图5A和图5B示意性示出的是根据一些实施方式的测量仪器子系统；

图6示意性示出的是根据一些实施方式的另一测仪器子系统；以及

图7示意性示出的是根据一些实施方式的另一仪器子系统。

如在附图中所示，为了说明的目的，元件和区的尺寸可能被放大，且因此被提供来说明实施方式的一般结构。通篇相似的参考数字指代相似的元件。

具体实施方式

现在将在后文中参考附图更充分地描述本实用新型，其中示出了示例性的实施方式。本实用新型然而可体现在很多不同的形式中，且不应被解释为限于在本文阐述的实施方式，这些实施方式而是通过示例的方式被提供的。

图2A以3500示意性示出视差补偿的例子。仪器3502具有带有EDM轴的EDM3504和带有非同轴激光指示器轴的激光指示器(LP)3506。当激光指示器轴有角度地移动以瞄准期望目标位置3510时，如在3515处指示的例如表示在LP和目标位置3510之间传输的光束，EDM轴也有角度地移动，如在3520处指示的，以瞄准假位置3525，因为LP3506和EDM3504一起安装在同一结构(或仪器3502的主体)上。对与目标位置3510间隔开的假位置3525进行距离测量。在EDM轴和激光指示器轴之间的已知偏移3530与所测量的距离一起用于计算校正角3535。所计算的校正角3535用于调节EDM轴的目标，使得它指向期望目标位置3510处或附近，如在3538处指示的，而激光指示器轴瞄准与期望目标位置3510间隔开的位置3540，如在3542处指示的。如果目标条件是有利的，例如其中包含目标位置3510的表面3545是合理地平坦的且几乎正交于EDM轴，则单次校正尝试就可足够了。否则，在迭代过程中可能需要多次校正尝试，直到到期望目标位置的距离被测量出为止。

图2B以3550示意性示出类似于图2A的例子，其不同之处在于目标表面3555是不规则的。相似的项由相似的参考数字指示。当激光指示器轴瞄准期望目标位置3560时，如在3565处指示的，EDM轴瞄准与期望目标位置3560间隔开的假位置3570，如在3575处指示的。在EDM轴和激光指示器轴之间的已知偏移3530与所测量的距离一起用于计算校正角3580。所计算的校正角3580用于调节EDM轴的目标，如在3585处指示的，使得其指向期望目标位置3560处或附近，而激光指示器轴瞄准与期望目标位置3560间隔开的位置3590，如在3595处指示的。如果目标条件是不利的，例如其中包含目标位置3560的表面3555是不规则的和/或远远不正交于EDM轴，则可能需要多次校正尝试。如图2B所示，EDM轴的经调节的方向3585在该特定的迭代之后并不精确地瞄准在期望目标位置3560，从而需要另外的迭代。在最坏情况条件下，校正尝试可在相当大的时间内重复和/或可能不能稳定在期望目标位置上。随着处理资源和驱动电机用于重复地使仪器轴重定位，迭代过程消耗时间和电池功率。

测量仪器还可具有一个或多个相机。相机可用于察看场景，且操作员(或用户)可通过点击在相机图像中的特征来选择目标位置。仪器可计算EDM轴将被瞄准的方向以测量到选定目标位置的距离。在相机光轴和EDM轴是非同轴的情形下，可能需要多次校正迭代，如在图2B的例子中所示。

配备一个或多个相机的距离测量仪器具有下面的优点：出现在相机图像中的目标位置可相对于仪器中心被精确地测量。然而，如果EDM轴从相机光轴偏移且相机入射光瞳从仪器旋转中心偏移，则(1)需要转换处理来识别在相机图像中的所测量的目标位置，以及(2)需要复杂的图像处理来将图像一起拼接成场景的全景图像。实际上，将在不同的方向使用非同心相机捕获的几个图像拼接一起，将在旋转仪器时由于相机的移位而引起视差效果。结果，位于不同距离处的物体将不被正确地拼接。虽然在仪器内的相机的放置可能是已知的并考虑了视差的补偿，但是更正确的补偿也将需要知道到场景中的每个物体的距离，这通常不是已知的和/或将需要额外的处理。当收集在场中的数据时，过多的处理对实时使用并不实际。

图3示意性示出可以是用于景观勘测的全站仪的测量仪器2100的轴。测量仪器2100包括基座2125、视准仪2115和中央单元2105。中央单元2105具有仪器光轴2110。中央单元2105安装在视准仪2115上以用于围绕第一(水平)轴2120旋转。视准仪2115安装在基座2125上用于围与第一(水平)轴2120正交并交叉的第二(方位)轴2130旋转，使得仪器光轴围绕旋转点(未在图3中示出)是可旋转的。

图4以3600示意性示出仪器子系统3605。子系统3605可以例如是参考图3所述的测量仪器2100的中央单元2105(的部分)。子系统3605包括布置在主体或外壳3675中的距离测量模块(EDM模块)3630。子系统3605安装成围绕旋转中心3610旋转。旋转中心3610例如由耳轴(正交于图4中的页面)和正交于耳轴(其在图3中被表示为2130)的方位轴3615的交叉点定义。正交于耳轴的中央单元轴3620穿过旋转中心3610和前透镜3625。

距离测量模块3630具有与中央单元轴3620对齐的其标称测量轴3635。子系统3605可以可选地包括其它光学部件，例如沿着中央单元轴3620耦合在其它光学传感器中的二向色镜。距离测量模块3630可使用光学设计技术物理地位于子系统3605中的其它地方以定向(或重定向)经由前透镜3625传输到距离测量模块或从距离测量模块传输的光束。

通常，距离测量模块是配置成执行距离测量以用于确定从仪器到目标或到场景的其它元素(或点)的距离的模块。距离测量模块可以例如是电子距离测量(EDM)系统。距离测量模块可包括用于朝着目标或场景(例如建筑物)发射光辐射(或光脉冲)的发射器和用于接收在场景(例如反射的光脉冲)的目标或元件处反射的光辐射的接收器。可例如基于飞行时间测量结果来计算距离。

子系统3605可通过围绕耳轴和/或围绕方位轴3615的旋转而围绕旋转轴3610旋转，以在任何方向上瞄准中央单元轴3620。

图5A根据一些实施方式以3700示意性示出仪器子系统3705。子系统3705包括距离测量模块3755和光学设备3730。子系统3705安装成围绕旋转中心3710旋转。更具体地，距离测量模块3755和光学设备3730安装在子系统3705的支持件3775处或在外壳或罩3775内和相对于支持件(或外壳)3775的固定位置处，使得支持件3775的旋转包括距离测量模块3755和光学设备3730围绕旋转中心3710的旋转。例如，旋转中心3710由耳轴(正交于页面)和正交于耳轴的方位轴3715的交叉点定义。正交于耳轴的中央单元轴3720穿过旋转中心3710和前透镜3725。

在图5A所示的子系统3705中，光学设备是具有指示器轴3735的激光指示器模块3730。指示器轴3735位于正交于耳轴的、包括中央单元轴3720的平面中(即在图5A中的页面的平面中)。指示器轴3735定义激光指示器模块3730的观察方向。指示器轴3735的延伸部3740以相对于中央单元轴3720的规定角3745而穿过旋转中心3710。

子系统3705绕着耳轴的旋转允许激光指示器轴3735瞄准如由图5A中的目标3790所表示的目标位置。可见激光束可由激光指示器模块3730沿着激光指示器轴3735投射通过透镜3725以验证期望目标位置被照亮(例如，以验证EDM刚刚被测量的地方，因为EDM可在眼睛不可见的红外范围内操作)。

子系统3705可接着围绕耳轴旋转角度3745，如由表示子系统3705从一个位置到另一位置的运动的箭头3750所指示，使得中央单元轴3720瞄准目标位置。要理解的是，箭头3750然后表示等效于在激光指示器3730的光路(或激光指示器轴)3735的延伸部3740和中央单元轴3720之间形成的角度3745，使得距离测量模块瞄准(基本上)相同的目标位置。距离测量模块3755可接着沿着中央单元轴3720对目标位置进行距离测量。因为中央单元轴3720和激光指示器轴3735的延伸部3740在旋转平面(正交于耳轴)中的旋转中心3710处交叉，执行关于期望目标位置的距离测量，从而提高测量的可靠性。在这些实施方式中，没有视差的问题且无需如在图2A和图2B的例子中的迭代测量。

距离测量模块3755具有与中央单元轴3720对齐的其标称测量轴3760。子系统3705可以可选地包括其它光学元件。距离测量模块3755和任何其它可选的光学元件可使用光学设计技术(例如基于用于使光改变方向的反射镜)物理地定位于子系统3705中的其它地方。

图5B示意性示出参考图5A所述的子系统3705，其不同之处在于子系统3705已绕着旋转中心3710旋转了角度3745。虽然在图5A中距离测量模块3755(或中央单元轴3720)瞄准目标3790，但在图5B中，是激光指示器模块3730(或其光轴3735的外部部分)瞄准目标3790。

图6以3800示意性示出根据一些实施方式的仪器子系统3805。子系统3805安装成围绕旋转中心3810旋转。旋转中心3810例如由耳轴(正交于页面)和正交于耳轴的方位轴3815的交叉点限定。正交于耳轴的中央单元轴(或仪器光轴)3820穿过旋转中心3810和前透镜3825。

子系统3805包括具有相机轴3835的相机模块3830。相机轴3835(即离开中央单元3805的轴的部分)位于包括中央单元轴3820的正交于耳轴的平面中(即在图6中的页面的平面中)。相机轴3835可通过反射镜3840折叠，使得相机模块3830与旋转中心3810间隔开。相机轴3835的延伸部3845以相对于中央单元轴3820成规定角3850而穿过旋转中心3810。相机模块3830的入射光瞳3852实际上沿着相机轴3835的延伸部3845相邻于旋转中心3810。

子系统3805围绕耳轴的旋转允许相机轴3835以由线3860、3865指示的视场3855瞄准目标位置。可在相机轴3835瞄准期望目标位置的情况下例如为操作员显示由相机模块3830获取的图像，以验证到期望目标位置的方向和/或记录用于目标位置的以后验证。图像也可用于基于图像得到的事物和/或捕获测量，在一个图像内的有角度地测量或与使用摄影测量处理与另一位置的图像组合。

然后，子系统3805可围绕耳轴旋转角度3850，如由表示子系统3805从一个位置到另一位置的运动的箭头3870指示的，使得中央单元轴3820瞄准目标位置。距离测量模块3875可接着沿着中央单元轴3820对目标位置进行距离测量。在图6所示的实施方式中，距离测量模块3875布置在子系统(或中央单元)3805内并与中央单元轴3820对齐。因为中央单元轴3820和相机轴3835的延伸部3845在(正交于耳轴)旋转平面中的旋转中心3810处交叉，不存在视差问题且不需要计算变换以识别在相机图像中的目标位置。相应地，提高了包括代替其中央单元这样的子系统的测量仪器的可靠性，例如由文本参考图6所述的子系统3805代替的图3所示的测量仪器2100的中央单元2105。

在一些实施方式中，入射光瞳3852可与旋转中心3810重合，使得围绕旋转中心3810在相机3830的观察轴3855的各种方位下拍摄的相机图像可以容易地拼接在一起而无需昂贵的变换处理。

距离测量模块3875被示为具有与中央单元轴3820对齐的其标称测量轴3880，但可以使用光学设计技术被物理地定位于子系统3805中的其它地方。子系统3805可以可选地包括其它光学元件，例如使距离测量模块3875的测量光束越过中央单元轴3820偏转的偏转模块。

图7以3900示意性示出根据一些实施方式的仪器子系统3905。子系统3905安装成围绕旋转中心3910旋转。旋转中心3910例如由(正交于页面的)耳轴和正交于耳轴的方位轴3915的交叉点限定。正交于耳轴的中央单元轴3920穿过旋转中心3910和前透镜3925。

子系统3905包括具有图像轴3925的图像模块3930(例如用于捕获如在图6中的图像的相机模块或用于投射图像的投影仪模块)，图像轴3935位于包括中央单元轴3920的正交于耳轴的平面中(即在图7中的页面的平面中)。图像轴3935可通过反射镜3940折叠，使得图像模块3930与旋转中心3910间隔开。图像轴3935的延伸部3945以相对于中央单元轴3920成规定角3950而穿过旋转中心3910。图像模块3930的光瞳3952(相机的入射光瞳、投影仪的出射光瞳)可实际上沿着图像轴3935的延伸部3945相邻于旋转中心3910。

子系统3905还包括具有位于与中央单元轴3920和图像轴3935在相同的平面中的指示器轴3984的激光指示器模块3982，且其延伸部3986以相对于中央单元轴3920成规定角3988而穿过旋转中心3910。

如箭头3990指示的，子系统3905围绕耳轴旋转，允许激光指示器轴3984瞄准目标位置。可见激光束沿着激光指示器轴3984由激光指示器模块3982投射，以验证期望目标位置被照亮。

子系统3905围绕耳轴的另一旋转，允许图像轴3935以由线3960、3965指示的视场3955瞄准目标位置。可对操作员显示由被实现为具有瞄准期望目标位置的图像轴3935的相机的图像模块3930获取的图像，以验证期望目标位置的方向和/或记录用于目标位置的以后验证。

在一些实施方式中，光瞳3952可与旋转中心3910重合，成像模块3930可以是相机，且光瞳3952可以是相机的入射光瞳，使得在围绕旋转中心3910的图像轴3955的各种方位下获取的相机图像可容易拼接在一起而无需昂贵的转换处理。

操作人员可观察由被实现为具有瞄准期望目标位置的图像轴3935的投影仪的图像模块3930投射的图像，以帮助例如像物体在目标位置处的监视、布置和放置的活动。

在一些实施方式中，光瞳3952可与旋转中心3910重合，成像模块3930可以是投影仪，且光瞳3952可以是投影仪的出射光瞳，使得在围绕旋转中心3910的图像轴3955的各种方位下投射的相机图像已经对齐而无需昂贵的转换处理。

对于对目标位置的距离测量，如由箭头3970所指示，子系统3905可围绕耳轴旋转角度3950，使得中央单元轴3920瞄准目标位置。距离测量模块3975可接着沿着中央单元轴3920对目标位置进行距离测量。

因为中央单元轴3920、图像轴3935的延伸部3945和激光指示器轴3984都在旋转中心3910处交叉并位于旋转平面(正交于耳轴)中，不存在视差问题且当对给定目标位置在距离测量、图像捕获或投射和激光指示的功能之间交替时不需要计算变换或迭代。

距离测量模块3975被示为具有与中央单元轴3920对齐的其标称测量轴3980，但可使用光学设计技术被物理地定位于子系统3905中的其它地方。

虽然已经参考详细的例子描述了本实用新型，详细的例子仅用于给技术人员提供更好的理解，且并不意欲限制本实用新型的范围。本实用新型的范围更确切地由所附权利要求限定。

此外，技术人员在实施所要求保护的实用新型时，从附图、本公开和所附权利要求的研究中，可理解并实现对所公开的实施方式的变形。在权利要求中，词“包括(comprising)”并不排除其它元素，且不定冠词“一(a)”或“一(an)”并不排除多个。某些特征在相互不同的从属权利要求中被引用的这个事实并不指示这些特征的组合不能被有利地使用。

Claims (13)

1.一种测量仪器，包括：

距离测量模块，其具有仪器光轴，以及

至少一个光学设备，其具有光路，所述光路的一部分在所述测量仪器外部，

其中所述距离测量模块和所述至少一个光学设备安装成围绕第一轴和第二轴旋转，所述第一轴和所述第二轴在旋转中心处交叉，以及

其中所述至少一个光学设备与所述旋转中心间隔开，并被布置成使得其光路的外部部分的延伸部交叉所述旋转中心且不同于所述仪器光轴，

其中所述至少一个光学设备包括相机，所述相机具有与所述旋转中心重合的入射光瞳。

2.如权利要求1所述的仪器，其中所述外部部分的延伸部以相对于所述仪器光轴成规定角度而穿过所述旋转中心。

3.如权利要求2所述的仪器，还包括处理器，所述处理器配置成将所述距离测量模块旋转相应于所述规定角度的角度，以用于执行到借助于所述至少一个光学设备识别的目标的距离测量。

4.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述距离测量模块和所述至少一个光学设备安装成相对于所述旋转中心同时围绕所述第一轴和所述第二轴中的一个旋转。

5.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述距离测量模块和所述至少一个光学设备安装在所述测量仪器的支持件上的固定位置处。

6.如权利要求5所述的仪器，其中所述支持件是围绕所述第一轴和所述第二轴可旋转的。

7.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述旋转中心相应于在所述测量仪器的耳轴和方位轴之间的交叉点。

8.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，还包括沿着所述仪器光轴布置的前透镜和沿着所述至少一个光学设备的光路布置的孔，所述前透镜与所述孔分离。

9.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述距离测量模块包括光传输点和光接收点，所述测量仪器还包括中央单元、视准仪和基座，

其中，所述光传输点和所述光接收点定位于所述中央单元中，所述中央单元安装在所述视准仪上以用于围绕所述第一轴旋转，且所述视准仪安装在所述基座上用于围绕与所述第一轴正交的并交叉的所述第二轴旋转。

10.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述至少一个光学设备包括激光指示器。

11.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述至少一个光学设备包括投影仪。

12.如权利要求11所述的仪器，其中所述投影仪具有与所述旋转中心重合的出射光瞳。

13.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述至少一个光学设备包括电子距离测量模块。