DE19708299C2 - Automatische Fokussierungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussiereinrichtung für ein optisches Instrument.

Ein optisches Gerät, wie ein Vermessungsinstrument mit Fern­ rohr, verwendet üblicherweise ein Kollimationsfernrohr. Ein derartiges Vermessungsinstrument ist im allgemeinen auch mit einer Fokussiereinrichtung versehen, die es dem Benutzer er­ möglicht, ungeachtet der Entfernung des betrachteten Objek­ tes, d. h. des anvisierten Objektes, ein scharfes Objektbild zu betrachten. Für den Benutzer ist es nämlich erforderlich, die Fokussiereinrichtung zu aktivieren, während er das anvi­ sierte Objekt durch das Kollimationsfernrohr betrachtet, um das Objekt scharf abgebildet betrachten zu können.

Ein herkömmliches Vermessungsinstrument, wie ein automatisch arbeitendes Nivellierinstrument, leidet unter dem Nachteil, daß sich der Benutzer aufgrund des Fokussierens nicht auf seine Vermessungstätigkeit konzentrieren kann und es daher länger dauert, bis die Fokussierung abgeschlossen ist, so daß der Bedarf an einer automatischen Fokussiereinrichtung be­ steht. Andererseits muß eine manuelle Fokussierung möglich sein, wenn eine Fokussierung bei Verwendung der automatischen Fokussiereinrichtung nicht durchgeführt werden kann, oder wenn der Benutzer eine manuelle Einstellung der Fokussie­ rungsposition wünscht.

Als Stromquelle für die automatische Fokussiereinrichtung wird bei einem derartigen Vermessungsinstrument, das häufig im Freien verwendet wird, eine Trockenbatterie, eine wieder­ aufladbare Batterie oder etwas ähnliches verwendet, die eine begrenzte Ladekapazität besitzt. Folglich ist die Betriebs­ zeit der automatischen Fokussierungseinrichtung durch die La­ dekapazität der Batterie beschränkt. Deshalb sollte die Be­ triebszeit der automatischen Fokussiereinrichtung verringert werden.

Aus der DE 33 29 897 A1 ist eine Kamera mit einer automati­ schen Fokussiereinrichtung bekannt. Diese Kokussiereinrich­ tung hat eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Fokus­ sierungszustandes der Kamera, eine Verstelleinrichtung zum Bewegen der Fokussierlinse und eine Steuereinrichtung, welche die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit des erfaßten Fokus­ sierungszustandes ansteuert. Durch eine Schaltvorrichtung ist die Steuereinrichtung aktivierbar, um so lange eine automati­ sche Fokussierung durchzuführen, bis die Fokussierung abge­ schlossen ist. Bei Betätigen der Schaltvorrichtung wird eine Verbindung zu einer Stromquelle hergestellt, welche die für die Fokussierung benötigte Energie liefert.

In der DE 41 04 772 A1 ist eine automatische Fokussierein­ richtung beschrieben, die eine Erfassungseinrichtung zum Er­ fassen des Fokussierungszustandes, eine Verstelleinrichtung zum Bewegen der Fokussierlinse, einen Antrieb zum Betätigen der Verstelleinrichtung, eine Kupplungseinrichtung zum wahl­ weisen Verbinden des Antriebs mit der Verstelleinrichtung so­ wie eine Steuereinrichtung zum Betreiben der Erfassungsein­ richtung und des Antriebs umfaßt. Wird eine automatische Fo­ kussierung durchgeführt, kuppelt die Steuereinrichtung die Kupplungseinrichtung ein. Wird die automatische Fokussierung nicht durchgeführt, so entkuppelt die Steuereinrichtung die Kupplungseinrichtung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine automatische Fokussierein­ richtung für ein optisches Instrument anzugeben, das eine be­ sonders einfache und effiziente Fokussierung ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe jeweils durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, 13 oder 17. Vorteilhafte Weiterbil­ dungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Bei der Erfindung kann sich der Benutzer auf andere Arbeits­ vorgänge als das Fokussieren konzentrieren, da sich das opti­ sche System lediglich durch Betätigen der Schaltvorrichtung automatisch fokussiert.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann bei der automa­ tischen Fokussiereinrichtung sowohl manuell als auch automa­ tisch fokussiert und auf einfache Weise zwischen dem manuel­ len Fokussiermodus und dem automatischen Fokussiermodus hin und her geschaltet werden.

Des weiteren kann bei der automatischen Fokussiereinrichtung der Stromverbrauch gesenkt werden, um die Betriebsdauer zu erhöhen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann die Steuerung eine Suchfunktion durchführen, bei der, wenn kein auswertbarer De­ fokussierungsbetrag durch die Fokussier-Erfassungseinrichtung erfaßt werden kann, der Defokussierungsbetrag ermittelt wird, während die Fokussierlinse über ihren gesamten Verstellweg bewegt wird und die, wenn ein verwertbarer Defokus­ sierungsbetrag erfaßt wird, die Fokussierlinse zu einer Scharfeinstellposition fährt, in der der Fokussierungszustand erreicht und erfaßt werden kann. Diese Suchfunktion ermög­ licht es, auch ein äußerst unscharfes Objekt, daß von den Au­ gen des Benutzers nicht mehr erfaßt werden kann und folglich eine manuelle Fokussierung Schwierigkeiten bereitet, zu fo­ kussieren.

Des weiteren wird vorgeschlagen, eine elektrische Stromquelle an der automatischen Fokussiereinrichtung vorzusehen, mit der die Steuereinrichtung die Fokussier-Erfassungseinrichtung und die Verstelleinrichtung mit Strom versorgt, um die Fokussie­ rung durchzuführen, wenn die Schaltvorrichtung eingeschaltet wird. Ist die Fokussierung beendet, unterbricht die Steuer­ einrichtung die Stromversorgung, auch wenn die Schaltvorrich­ tung eingeschaltet bleibt. Durch diese Art der Anordnung wird, da die Fokussier-Erfassungseinrichtung und die Ver­ stelleinrichtung nur während der Fokussierung mit Strom ver­ sorgt werden, der Stromverbrauch verringert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an der automatischen Fokussiereinrichtung ein Antrieb zum Betätigen der Verstelleinrichtung und eine Kupplungseinrichtung zum wahlweisen Verbinden des Antriebs mit der Verstelleinrichtung vorgesehen. Die Steuereinrichtung, die die Fokussierung durchführt, wird bei dieser Ausführungsform auch zum Betrei­ ben der Fokussier-Erfassungseinrichtung und des Antriebes verwendet, wobei, wenn eine automatische Fokussierung durch­ geführt wird, die Steuereinrichtung die Kupplungseinrichtung einkuppelt, und wenn die automatische Fokussierung nicht ausgeführt wird, die Steuereinrichtung die Kupplungseinrich­ tung entkuppelt. Durch diesen Aufbau kann die Verstellein­ richtung manuell bewegt werden, da die Verstelleinrichtung, während keine Fokussierung durchgeführt wird, durch die Kupp­ lung vom Antrieb entkuppelt werden kann.

Vorzugsweise kann für die automatische Fokussierung ein Star­ ter vorgesehen sein, so daß die Steuereinrichtung die Kupp­ lungseinrichtung einkuppelt, um die automatische Fokussierung durchzuführen, wenn der Starter betätigt wird. Auf diese Weise kann durch Betätigen des Starters die automatische Fokussierung durchgeführt werden, ohne daß vom manuellen Fokussiermodus auf den automatischen Fokussiermodus um­ geschaltet werden muß. Überdies kann, wenn keine automatische Fokussierung durchgeführt wird, manuell fokussiert werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Übersichtsschema der wesentlichen Elemente ei­ ner ersten Ausführungsform eines automatisch arbei­ tenden Nivellierinstrumentes nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer Einschaltfunktion zum Fo­ kussieren des Nivellierinstrumentes,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm einer VDD-Schleife zum Fokussie­ ren des Nivellierinstrumentes,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines automatischen Fokussiermo­ dus beim Fokussieren des Nivellierinstrumentes,

Fig. 5 einen Ablaufplan für eine Impulsberechnung beim Fo­ kussieren des Nivellierinstrumentes,

Fig. 6 einen Ablaufplan einer Antriebsrichtungsüberprüfung beim Fokussieren des Nivellierinstrumentes,

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm einer zweiten VDD-Schleife zum Fokussieren des Nivellierinstrumentes,

Fig. 8 ein Übersichtsschema wesentlicher Elemente einer zweiten Ausführungsform des Nivellierinstrumentes nach der Erfindung,

Fig. 9 ein Übersichtsschema wesentlicher Elemente einer dritten Ausführungsform des Nivellierinstrumentes nach der Erfindung,

Fig. 10 eine Draufsicht auf das Nivellierinstrument nach Fig. 9,

Fig. 11 eine Schnittansicht einer Fokussiereinrichtung des Nivellierinstrumentes nach Fig. 9,

Fig. 12 eine geschnittene Ansicht wesentlicher Elemente ei­ ner elektromagnetischen Kupplung für die Fokussier­ einrichtung in eingekuppelter Stellung,

Fig. 13 eine geschnittene Ansicht wesentlicher Elemente der elektromagnetischen Kupplung der Fokussiereinrich­ tung in entkuppelter Stellung, und

Fig. 14 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Einschaltfunktion zum Fokussieren des Nivellierinstrumentes nach Fig. 9.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer automati­ schen Fokussiereinrichtung nach der Erfindung. Ein automa­ tisch arbeitendes Nivellierinstrument 10 hat eine Kollimator- Frontlinse 11 mit positiver Brechkraft, eine Fokussierlinse 12 mit negativer Brechkraft, einen optischen Horizontal-Kom­ pensator 13, eine Fokussierplatte 14 (die die Bildebene definiert) mit einem ersten Plattenelement 14a und einem zweiten Plattenelement 14b und ein Okular 15 mit positiver Brechkraft, die in dieser Reihenfolge, ausgehend von der in Fig. 1 links dargestellten Objektseite angeordnet sind.

Der an sich bekannte, optische Kompensator 13 ist von symme­ trischer Form und hat ein erstes Kompensationsprisma 13a, ei­ nen Kompensationsspiegel 13b und ein zweites Kompensations­ prisma 13c. Der optische Kompensator 13 hängt mit einem Faden (nicht dargestellt) an einem Schaft. Der Winkel zwischen dem Kompensationsspiegel 13b und dem ersten Kompensationsprisma 13a entspricht, als absoluter Wert, dem Winkel zwischen dem Kompensationsspiegel 13b und dem zweiten Kompensationsprisma 13c, ist jedoch in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet. Der Winkel, beispielsweise von 30°, variiert, abhängig von beispielsweise der Länge des Fadens. Sobald der optische Kom­ pensator 13 derart eingestellt wird, daß die optischen Achsen der Frontlinse 11 und der Fokussierlinse 12 im wesentlich parallel zueinander verlaufen (bezüglich der horizontalen Achse um einen Winkel von beispielsweise 10 bis 15 Minuten geneigt), wird Licht, das auf das erste Kompensationsprisma 13a fällt, von der horizontalen Richtung um denselben Winkel­ betrag abgelenkt. Das von dem ersten Kompensationsprisma 13a, dem Kompensationsspiegel 13b und dem zweiten Kompensa­ tionsprisma 13c reflektierte und abgegebene Licht wird im we­ sentlichen gebündelt.

Die Fokussierlinse 12 hat eine an dieser befestigte Zahn­ stange 12a, die mit einem Ritzel 12b in Eingriff steht. So­ bald sich das Ritzel 12b dreht, um die Fokussierlinse 12 ent­ lang der optischen Achse zu bewegen, wird das von der Front­ linse 11 und der Fokussierlinse 12 abgebildete Bild eines Ob­ jektes 9 entlang der optischen Achse übertragen. Der Benutzer sieht durch das Okular 15 das auf der Fokussierplatte 14 ab­ gebildete Objektbild zusammen mit der auf der Fokussierplatte 14 gezogenen Kollimationslinie.

Zwischen der Frontlinse 11 und der Fokussierplatte 14 ist im Strahlengang ein Strahlungsteiler (ein halbdurchlässiger Spiegel) 18 angeordnet, der das Licht bzw. den Strahlengang aufteilt. In dem abgeteilten Strahlengang ist eine Fokussier- Erfassungseinrichtung 20 angeordnet, der auf einer zur Fo­ kussierplatte 14 optisch äquivalent angeordneten Oberfläche 14A den Fokussierungszustand, d. h. die Fokussierung der Ab­ bildung, erfaßt. Die Fokussierlinse 12 wird entsprechend dem Ausgangssignal der Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 zum Scharfeinstellen von einer Antriebseinheit 30 angetrieben.

Die Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 hat einen nahe der äquivalenten Oberfläche 14A angeordneten AF-Sensor 21, so daß, entsprechend dem Ausgangssignal des AF-Sensors 21 der Fokussierungszustand erfaßt werden kann, d. h. eine fokus­ sierte Stellung, eine nicht fokussierte Stellung, der vordere Brennpunkt, der hintere Brennpunkt oder eine Defokussierung. Der Aufbau der Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 ist be­ kannt. Bei der dargestellten Ausführungsform wird als AF- Sensor 21 ein Phasendifferenzsensor verwendet, bei dem die Abbildung auf der äquivalenten Oberfläche 14A durch eine Kondensorlinse und zwei Separatorlinsen (Abbildungslinsen), die in einem der Basislänge entsprechenden Abstand zueinander angeordnet sind, geteilt und auf zwei CCD-Liniensensoren er­ mehrere fotoelektrische Umwandler, die die Abbildung in elek­ trische Ladungen, die integriert, d. h. summiert werden, um­ wandeln. Die integrierten Ladungen werden als AF-Sensor-Sig­ nal ausgegeben, das durch einen Vorverstärker 22 verstärkt und einer Rechen-Steuerschaltung 23 zugeführt wird. Die Steu­ erschaltung 23 berechnet aus dem AF-Sensor-Signal den ent­ sprechenden Defokussierungsbetrag. Bei der dargestellten Ausführungsform wird neben dem Defokussierungsbetrag in Ab­ hängigkeit vom Defokussierungsbetrag die Verstellung und die Antriebsrichtung eines AF-Motors 31 berechnet, d. h. die An­ zahl von Ausgangsimpulsen eines Codierers 33, nachfolgend als AF-Impulse bezeichnet, die notwendig sind, um die Fokussier­ linse 12 soweit zu bewegen, daß der Defokussierungsbetrag Null wird.

Die Steuerschaltung 23 steuert den AF-Motor 31 entsprechend der Rotationsrichtung des AF-Motors 31 und der Anzahl der AF- Impulse über eine AF-Motorsteuerung 25 an. Die Drehbewegung des AF-Motors 31 wird über ein Untersetzungsgetriebe 32 mit eingebauter Kupplung an das Ritzel 12b übertragen, um die Fo­ kussierlinse 12 zu verstellen. Die Drehbewegung des AF-Motors 31 wird von dem Codierer 33 erfaßt, dessen Ausgangssignale von einem AF-Impulszähler 23a der Steuerschaltung 23 gezählt werden. Auf diese Weise wird das Verstellen oder Anhalten des AF-Motors 31 entsprechend der gezählten Impulse und der Anzahl der zuvor berechneten Umdrehungen gesteuert.

Die Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 und eine Fokussierlin­ sen-Antriebseinheit 30 bewegt die Fokussierlinse 12 zum auto­ matischen Fokussieren entsprechend dem Objektabstand entlang der optischen Achse.

Die Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 hat einen AF-Einschal­ ter 27, der zum Starten des automatischen Fokussierens betä­ tigt wird, einen Wählschalter 28 für verschiedene Betriebs­ arten, mit dem die Betriebsart der Fokussierung verändert werden kann, und einen AF-Schalter 29, der den automatischen Fokussiermodus erfaßt, d. h. die Betriebsart, in der nicht ma­ nuell scharf eingestellt wird.

Das Ritzel 12b wird entweder in einem manuellen Fokussiermo­ dus, in dem mit einem Fokussier-Einstellknopf 16 von Hand scharfgestellt wird, oder einem automatischen Fokussiermodus, in dem automatisch mit der Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 und der Antriebseinheit 30 scharfgestellt wird. Das automa­ tisch arbeitende Nivellierinstrument 10 ist so aufgebaut, daß bei der Betriebsart zwischen dem automatischen Fokussiermo­ dus, bei dem die Fokussierlinse 12 dem Ausgangssignal der Fo­ kussier-Erfassungseinrichtung 20 entsprechend verstellt wird, und einem manuellen Fokussiermodus, bei dem die Fokus­ sierlinse 12 ohne Rücksicht auf das Ausgangssignal der Fokus­ sier-Erfassungseinrichtung 20 von Hand verstellt wird, hin und her geschaltet werden kann.

Wenn beispielsweise der Einstellknopf 16, der einen Betriebs­ art-Umschalter bildet, in eine Richtung entlang der optischen Achse bewegt wird, wird der manuelle Fokussiermodus einge­ schaltet. Wenn der Einstellknopf 16 in die andere Richtung entlang der optischen Achse bewegt wird, wird der automati­ sche Fokussiermodus eingeschaltet. Die Steuerschaltung 23 er­ faßt, daß der Einstellknopf 16 auf den automatischen Fokus­ siermodus gestellt ist, wenn der AF-Schalter 29 angeschaltet ist.

Nachfolgend wird die automatische Fokussierung des Nivel­ lierinstrumentes 10 unter Bezugnahme auf die in den Fig. 2 bis 6 gezeigten Ablaufdiagramme näher erläutert. Die automa­ tische Fokussierung wird durch die Steuerschaltung 23 durch­ geführt, wenn eine Batterie (nicht dargestellt) in das Nivel­ lierinstrument 10 eingelegt ist.

Eines der wesentlichen Merkmale der dargestellten Ausfüh­ rungsform der Erfindung ist, daß, sobald der AF-Einschalter 27 angeschaltet ist, die automatische Fokussierung durchge­ führt wird, auch wenn der AF-Einschalter 27 wieder ausge­ schaltet worden ist. Des weiteren kann zwischen zwei Be­ triebsarten gewählt werden, einem Fortsetzungsmodus und einem zweiten Modus. Beim Fortsetzungsmodus wird, sobald die auto­ matische Fokussierung begonnen hat, die Fokussierung fortge­ setzt, auch wenn der AF-Einschalter 27 ein- oder ausgeschal­ tet worden ist, bis die Scharfeinstellung abgeschlossen ist, d. h. bis eine Fokussierung erzielt worden ist oder erfaßt wird, daß eine Fokussierung unmöglich ist. Beim zweiten Modus wird eine Scharfeinstellung, die bisher nicht ausgelöst wurde, durchgeführt, bzw. eine Scharfeinstellung, die gerade ausgeführt wird, jedesmal angehalten, wenn der AF-Einschalter 27 von AUS auf AN geschaltet wird. Die ausge­ wählte Betriebsart wird in einem EEPROM 6 gespeichert und aus diesem während der automatischen Fokussierung durch die Steuerschaltung 23 gelesen. Obwohl bei dieser dargestellten Ausführungsform die Auswahl der Betriebsart durch den Be­ nutzer bei Betätigung des Wählschalters 28 erfolgt, ist es möglich, die Betriebsart während der Montage vorher festzu­ setzen, daß der Benutzer die Betriebsart nicht auswählen kann.

Sobald die Batterie geladen ist, initialisiert die Steuer­ schaltung 23 in Schritt S101 ein internes RAM sowie Eingabe- /Ausgabeanschlüsse und beginnt mit einer Bereitschaftsfunkti­ on, bei der die Leistung reduziert wird. Anschließend wird in Schritt S101 solange keine Funktion durchgeführt, solange die Batterie nicht wieder aufgeladen wird.

Die Bereitschaftsfunktion entspricht einer Stand-by-Funktion, bei der, während der AF-Einschalter 27 ausgeschaltet ist, die Stromquelle ausgeschaltet bleibt und auf eine Betätigung des AF-Einschalters 27 wartet. Sobald der AF-Einschalter 27 ein­ geschaltet wird, wird die Stromquelle eingeschaltet und die Scharfeinstellung durchgeführt.

Bei der Bereitschaftsfunktion wird ein Zustandsbit, nachfol­ gend Flag genannt, für die automatische Fokussierung ge­ löscht, d. h. auf Null gesetzt, womit der Arbeitsschritt endet (Schritt S111). Bei der dargestellten Ausführungsform gibt es verschiedene Arten von Flags, darunter ein Fokussierungs- Flag, das anzeigt, daß der Fokussierungszustand erreicht ist, ein AFNG-Flag, das angibt, daß die automatische Fokussierung nicht durchgeführt werden kann, ein Reintegrations-Flag, das angibt, daß die Integration durchgeführt wird, nachdem eine Fokussierung erzielt worden ist, und ein Such-/Überlappungs- Flag, mit dem unterschieden wird, daß die Integration während der Bewegung der Fokussierlinse 12 erfolgt.

Wenn das Setzen der Flags für die automatische Fokussierung abgeschlossen ist, wird überprüft, ob der AF-Einschalter 27 eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S113). Da der AF-Ein­ schalter 27 in der Ausgangsstellung, in der keine Betätigung durch den Benutzer erfolgt, ausgeschaltet ist, ist in den Schritten S113 und S115 der AF-Speicher für den AF-Einschal­ ter 27 ausgeschaltet, d. h. daß Ausschalt-Daten in den AF- Speicher geschrieben werden. Anschließend wird in Schritt S119 geprüft, ob die Stromquelle eingeschaltet ist oder nicht. Da die Stromquelle in der Ausgangsstellung, in der die Schaltungen nicht mit Strom versorgt werden, ausgeschaltet ist, kehrt die Steuerung zu Schritt S113 zurück und wie­ derholt die Arbeitsschritte S113, S115 und S119.

Wird der AF-Einschalter 27 eingeschaltet, werden die folgen­ den Arbeitsschritte durchgeführt. Die Steuerung fährt ausge­ hend von Schritt S113 mit Schritt S117 fort, und überprüft, ob der AF-Speicher eingeschaltet ist. Ist der AF-Speicher ausgeschaltet, was beim ersten Durchlauf der Fall ist, fährt die Steuerung mit Schritt S123 fort, um den AF-Speicher in Schritt S123 einzuschalten, d. h. Einschalt-Daten in den Spei­ cher zu schreiben. Anschließend wird überprüft, ob der AF- Schalter 29 eingeschaltet ist, also der automatische Fokus­ siermodus aktiviert ist. Ist der AF-Schalter 29 eingeschal­ tet, wird die Stromquelle angeschaltet, um die Schaltungen mit Strom zu versorgen, damit diese die VDD-Schleife durch­ führen (Schritte S125 und S127). Ist der AF-Schalter 29 aus­ geschaltet, also der manuelle Fokussiermodus aktiviert, kehrt die Steuerung zu Schritt S125 in die Bereitschaftsfunktion zurück(Schritt S111).

In der VDD-Schleife erfolgt die Scharfeinstellung, um einen Fokussierungszustand zu erzielen, während der Schaltzustand des AF-Schalters 29 erfaßt wird. Sofern eine Scharfeinstel­ lung nicht möglich ist, kehrt die Steuerung zur Bereit­ schaftsfunktion zurück.

Sobald die Steuerung in die VDD-Schleife gelangt, wird der Schaltzustand des AF-Schalters 29 erneut erfaßt. Ist der AF- Schalter 29 ausgeschaltet, also der manuelle Fokussierungsmo­ dus aktiviert, kehrt die Steuerung in die Bereitschaftsfunk­ tion zurück (Schritte S201 und S203). Die nachfolgenden Er­ läuterungen erfolgen unter der Annahme, daß der AF-Schalter 29 eingeschaltet ist.

Ist der AF-Schalter 29 eingeschaltet, wird die automatische Fokussierung durchgeführt, bei der der Defokussierungsbetrag erfaßt und die Fokussierlinse 12 entsprechend dem Defokus­ sierungsbetrag in eine Scharfeinstellposition bewegt wird (Schritt S205). Während der automatischen Fokussierung wird regelmäßig überprüft, ob der AF-Einschalter 27 angeschaltet ist (Schritt S207). Ist der AF-Einschalter 27 angeschaltet, wird überprüft, ob der AF-Speicher eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S211). Da letzterer in Schritt S123 einge­ schaltet worden ist, wird das Fokussierungs-Flag und das AFNG-Flag in den Schritten S213 und S215 überprüft. Da sowohl das Fokussierungs-Flag als auch das AFNG-Flag gelöscht sind, wenn während der automatischen Fokussierung weder ein Fokus­ sierungszustand noch die Unmöglichkeit der Durchführung einer Fokussierung erfaßt werden, kehrt die Steuerung zu Schritt S201 zurück. Die Arbeitsschritte S201, S203, S205, S207, S211, S213 und S215 werden solange wiederholt, bis das Fokus­ sierungs-Flag oder das AFNG-Flag auf "1" gesetzt ist. Wird der AF-Einschalter 27 ausgeschaltet, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt S207 mit Schritt S209 fort, um die Aus­ schalt-Daten in den AF-Speicher einzutragen, und kehrt ausge­ hend von Schritt S215 zu Schritt S201 zurück.

Üblicherweise wird die Fokussierlinse 12 während der automa­ tischen Fokussierung in Schritt S205 in die Scharfeinstellpo­ sition bewegt. Folglich wird das Fokussierung-Flag auf "1" gesetzt und die Steuerung kehrt zur Bereitschaftsfunktion (Schritt S213) zurück, um die automatische Fokussierung abzu­ schließen. Wenn eine Fokussierung aus verschiedenen Gründen, beispielsweise weil sich das anvisierte Objekt bewegt, zu dunkel ist oder der Kontrast des Objektes nicht ausreicht, nicht durchgeführt werden kann, wird das AFNG-Flag auf "1" gesetzt. Die Steuerung kehrt dann zur Bereitschaftsposition (Schritt S215) zurück, so daß auf diese Weise die Steuerung endet (Schritt S111).

Wird der AF-Einschalter 27 wieder angeschaltet, nachdem er während des Durchlaufens der VDD-Schleife ausgeschaltet wor­ den war, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt S207 mit Schritt S211 fort. Da der AF-Speicher zuvor ausgeschaltet worden ist, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt S211 mit Schritt S217 fort, um dem AF-Speicher einzuschalten und zu überprüfen, ob als Betriebsart ein Stop-Modus aktiviert war, als der AF-Einschalter wieder angeschaltet wurde (Schritt S219).

Handelt es sich bei der Betriebsart während des erneuten Ein­ schaltens des AF-Einschalters 27 nicht um den Stop-Modus, fährt die Steuerung mit der automatischen Fokussierung fort, sobald der AF-Einschalter 27 angeschaltet worden ist, bis das Fokussierungs-Flag oder das AFNG-Flag auf "1" gesetzt ist, auch wenn der AF-Einschalter 27 ausgeschaltet und an­ schließend wieder eingeschaltet wurde. Wenn als Betriebsart der Stop-Modus aktiviert worden ist, wird eine Fokussierung, die bisher nicht ausgelöst wurde, durchgeführt, bzw. eine Fo­ kussierung, die gerade ausgeführt wird, jedesmal unterbro­ chen, wenn der AF-Einschalter 27 angeschaltet wird. Die Be­ triebsart kann vom Benutzer ausgewählt werden, der den Wähl­ schalter 28 betätigt. Die Auswahl wird im EEPROM 6 abgespei­ chert.

War der Stop-Modus nicht ausgewählt, kehrt die Steuerung in Schritt S219 zu Schritt S201 zurück. Sobald der AF-Einschal­ ter 27 angeschaltet wird, wird überprüft, ob der AF-Speicher angeschaltet ist. Ist der AF-Speicher angeschaltet, wird das Fokussier-Flag und das AFNG-Flag überprüft, anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt S201 zurück (Schritte S211, S213 und S215). Ist in Schritt S207 der AF-Einschalter 27 ausgeschaltet, fährt die Steuerung mit Schritt S209 fort, um den AF-Speicher auszuschalten. Anschließend werden das Fo­ kussier-Flag und das AFNG-Flag überprüft (Schritte S213 und S215). Danach kehrt die Steuerung zu Schritt S201 zurück. Aus den vorausgegangenen Erläuterungen wird ersichtlich, daß, wenn der Stop-Modus bei der erneuten Betätigung des AF-Ein­ schalters 27 nicht ausgewählt war, die Fokussierung, sobald der AF-Einschalter 27 angeschaltet worden ist, solange wie­ derholt wird, bis ein Fokussierungszustand erreicht worden ist oder erfaßt wird, daß eine Fokussierung unmöglich ist. Folglich kann der Benutzer seine Vermessungstätigkeiten durchführen, ohne sich um die Fokussierung sorgen zu müssen. Ist der AF-Einschalter 27 während der VDD-Schleife einge­ schaltet, und wird der Einstellknopf 16 in die Position für manuelle Fokussierung bewegt, kehrt die Steuerung ausgehend von Schritt S203 zur Bereitschaftsfunktion zurück und beendet die automatische Fokussierung.

Wenn die Steuerung in die Bereitschaftsfunktion zurückkehrt, endet die automatische Fokussierung, wie oben erläutert. Üb­ licherweise bleibt der AF-Einschalter 27 während der ersten Bereitschaftsfunktion angeschaltet. Da sowohl der AF-Ein­ schalter 27, der AF-Speicher sowie die Stromquelle angeschal­ tet sind, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt S111 über die Schritte S113, S117 und S119 mit Schritt S121 fort. Dar­ aufhin wird die Stromversorgung unterbrochen. Die Schleife der Schritte S113, S117, S119 und S121 wird immer wieder durchlaufen, während der AF-Einschalter 27 angeschaltet ist. Wird der AF-Einschalter 27 ausgeschaltet, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt S113 mit Schritt S115 fort und schaltet den AF-Speicher aus. Anschließend kehrt die Steuerung zu den Schritten S119 und S113 zurück und wiederholt diese. Wird der AF-Einschalter 27 während des Durchlaufens der Regelschleife angeschaltet, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt S113 mit den Schritten S117 und S123 fort und beginnt über die Schritte S125 und S127 mit der VDD-Schleife.

Wie aus den obigen Erläuterungen verständlich ist, wird das Einschalten wiederholt. Ist der Stop-Modus bei der erneuten Betätigung des AF-Einschalters 27 ausgewählt, wird eine Fo­ kussierung, die bisher nicht ausgelöst wurde, durchgeführt, oder eine Fokussierung, die bereits ausgelöst wurde, jedesmal angehalten, wenn der AF-Einschalter 27 ausgeschaltet wird.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ablaufdiagramme die automatische Fokussierung näher erläutert. Sobald die Steuerung eine automatische Fo­ kussierung durchführt, werden das Überlappungs-Flag, das Such-Flag und das Reintegrations-Flag überprüft (Schritte S301, S303 und S305). Da in Schritt S111 zuerst alle Flags gelöscht worden sind, führt der AF-Sensor 21 die Integration durch. Das Ergebnis der Integration wird als AF-Sensor-Daten eingegeben, um den Defokussierungsbetrag zu berechnen (Schritt S307). Wie allgemein bekannt ist, wird bei der Be­ rechnung des Defokussierungsbetrages ein Korrelationsverhält­ nis aus den Daten zweier AF-Sensoren ermittelt, so daß ent­ sprechend dem Korrelationsverhältnis die Richtung der Defo­ kussierung, d. h. in Richtung des vorderen oder hinteren Brennpunktes, und der Defokussierungsbetrag ermittelt werden kann.

In Schritt S309 wird überprüft, ob das Berechnungsergebnis verwertbar ist oder nicht. Ist der Kontrast des anvisierten Objektes zu gering, das anvisierte Objekt ein sich wiederho­ lendes Muster oder die Helligkeits des Objektes nicht ausrei­ chend, kann das Berechnungsergebnis unbrauchbar sein. Übli­ cherweise wird ein verwertbares Berechnungsergebnis erzielt, so daß nachfolgend zunächst die Schritte bei verwertbarem Berechnungsergebnis erläutert werden.

Ist das Berechnungsergebnis verwertbar, wird eine Überprüfung der Fokussierung durchgeführt. Ist ein Fokussierungszustand erreicht, wird das Fokussierungs-Flag auf "1" gesetzt (Schritt S321). Ist das Fernrohr nicht fokussiert, wird das Fokussierungs-Flag auf "0" gesetzt (Schritt S321). Bei der dargestellten Ausführungsform wird ein Fokussierungszustand angenommen, wenn der Defokussierungsbetrag innerhalb einer vorgegebenen Grenze bzw. Toleranz liegt.

Ist ein Fokussierungszustand erreicht worden, kehrt die Steuerung zur VDD-Schleife zurück, um die Arbeitsschritte in Schritt S207 und die sich daran anschließenden Arbeits­ schritte durchzuführen. Häufig ist das Fernrohr in der An­ fangsstellung nicht fokussiert. Im Fall der Nichtfokussierung fährt die Steuerung mit einer Impulsberechnung fort (Schritt S323).

Bei der Impulsberechnung wird die Anzahl von AF-Impulsen, die von dem Codierer 33 an den AF-Motor 31 übertragen werden, be­ rechnet, die notwendig sind, um die Fokussierlinse 12 soweit zu bewegen, bis der Defokussierungsbetrag Null ist.

Bei der Impulsberechnung wird die Antriebsrichtung des AF-Mo­ tors 31 und die Anzahl der AF-Impulse in Abhängigkeit von dem Defokussierungsbetrag berechnet (Schritt S331). Die Anzahl der AF-Impulse wird im AF-Impulszähler 23 gesetzt, der AF-Mo­ tor 31 mit Gleichstrom angetrieben und eine Impulsüberprüfung durchgeführt (Schritte S333 und S335). Der Wert des AF- Impulszählers 23 wird jedesmal um den Betrag 1 verringert, wenn ein AF-Impuls von dem Codierer 33 ausgegeben wird.

Bei der Impulsüberprüfung wird die Drehzahl des AF-Motors 31 in Abhängigkeit von dem im AF-Impulszähler 23 gesetzten Wert gesteuert. Ist der gesetzte Wert größer als eine Sperrim­ pulsanzahl, bei der eine überlappende Integration gesperrt ist, wird der AF-Motor 31 mit hoher Drehzahl angetrieben, um die Fokussierlinse 12 innerhalb eines kurzen Zeitraumes in die Richtung der Scharfeinstellposition zu bewegen und die überlappende Integration wird durchgeführt. Ist der gesetzte Wert kleiner als die Impulsanzahl, bei der eine überlappende Integration gesperrt ist, wird der AF-Motor 31 mit hoher Drehzahl angetrieben, jedoch eine überlappende Integration verhindert. Ist der gesetzte Wert kleiner als eine Startim­ pulsanzahl für eine konstante Drehzahl, wird der AF-Motor 31 mit geringer Drehzahl pulsweitenmoduliert angetrieben, um eine Bewegung der Fokussierlinse 12 über die Scharfeinstell­ position des Fernrohres zu verhindern. Ist der gesetzte Wert Null, wird der AF-Motor 31 angehalten.

Sobald die Steuerung mit der Impulsüberprüfung beginnt, wird der Wert des AF-Impulszählers 23 mit der Sperrimpulsanzahl, bei der eine überlappende Integration gesperrt ist, vergli­ chen (Schritt S341). Ist der gesetzte Wert größer als die Sperrimpulsanzahl, fährt die Steuerung mit Schritt S343 fort, in dem das Überlappungs-Flag auf "1" gesetzt wird. An­ schließend beginnt die überlappende Integration und die AF- Sensor-Daten werden von dem AF-Sensor 21 eingegeben, um die Berechnung des Defokussierungsbetrages durchzuführen (Schritt S345). Wird ein verwertbares Berechnungsergebnis erzielt, fährt die Steuerung mit der Antriebsrichtungsüberprüfung fort (Schritt S347). Ist das Berechnungsergebnis nicht verwertbar, kehrt die Steuerung zurück (Schritt S347).

Bei der Antriebsrichtungsüberprüfung wird, basierend auf den bei der während des Antriebs des AF-Motors 31 durchgeführten Integration ermittelten AF-Sensor-Daten, die Anzahl der AF- Impulse berechnet und in den AF-Impulszähler 23 eingeschrie­ ben. Ändert sich die Antriebsrichtung, wird der AF-Motor 31 gebremst und angehalten. Bei der dargestellten Ausführungs­ form wird der AF-Motor 31 gebremst, indem er an seinen einan­ der gegenüberliegenden Elektroden kurzgeschlossen wird.

Sobald die Steuerung mit der Antriebsrichtungsüberprüfung be­ ginnt, wird das Überlappungs-Flag auf "1" und das Such-Flag auf "0" gesetzt (Schritt S361). Anschließend werden die vor­ ausgegangene und die gegenwärtige Antriebsrichtung der Fokus­ sierlinse 12 entsprechend dem Berechnungsergebnis miteinander verglichen (Schritt S363). Üblicherweise sind die Antriebs­ richtungen identisch, so daß die Anzahl der AF-Impulse an einem Zwischenpunkt der Integration berechnet werden können, wobei der berechnete Wert in den AF-Impulszähler 23 eingele­ sen wird (Schritte S363 und S365). Anschließend kehrt die Steuerung zurück.

Ändert sich die Antriebsrichtung, wird der AF-Motor 31 ge­ bremst und angehalten. Anschließend wird das Überlappungs- Flag auf "0" und das Reintegrations-Flag auf "1" gesetzt. Da­ nach kehrt die Steuerung zur VDD-Schleife zurück (Schritte S363, S367, S369 und S371).

Kehrt die Steuerung zur VDD-Schleife zurück, wird der Ar­ beitsschritt S207 und die sich an diesen anschließenden Schritte durchgeführt, um mit der automatischen Fokussierung zu beginnen. Wenn keine Änderung in der Antriebsrichtung aufgetreten ist, fährt die Steuerung in Schritt S301 mit der Impulsüberprüfung fort, da das Überlappungs-Flag auf "1" ge­ setzt ist. Die Steuerung führt die Arbeitsschritte S341 bis S347 und die Arbeitsschritte für die Antriebsrichtungsüber­ prüfung durch, und kehrt zu Schritt S205 zurück, um die Im­ pulsüberprüfung durchzuführen. Diese Arbeitsschritte werden solange wiederholt, bis der im AF-Impulszähler 23 gesetzte Wert kleiner als die Sperrimpulsanzahl ist, bei der eine überlappende Integration gesperrt ist.

Bei den oben beschriebenen Arbeitsschritten nimmt üblicher­ weise die für die Bewegung der Fokussierlinse 12 zur Scharf­ einstellposition nötige Impulsanzahl ab und wird kleiner als die Sperrimpulsanzahl, bei der eine überlappende Integration gesperrt ist. Folglich fährt die Steuerung bei der Impuls­ überprüfung mit den Schritten S341 bis S349 fort.

Die Arbeitsschritte S349 bis S355 dienen zum Anhalten des AF-Motors 31, sobald entsprechend der berechneten Impulsan­ zahl der Antrieb des AF-Motors 31 abgeschlossen ist. Im Schritt S349 verharrt die Steuerung solange, bis die AF-Im­ pulsanzahl kleiner ist als die Startimpulsanzahl für eine konstante Drehzahlsteuerung. Ist die AF-Impulsanzahl kleiner als die Startimpulsanzahl, wird der AF-Motor 31 entsprechend der verbleibenden Impulsanzahl mit geringer Drehzahl ange­ trieben. Ist die Impulsanzahl gleich Null, wird der AF-Motor 31 angehalten (Schritte S349, S351 und S353). Sobald der AF- Motor 31 angehalten worden ist, wird das Überlappungs-Flag auf "0" und das Reintegrations-Flag auf "1" gesetzt. An­ schließend kehrt die Steuerung zur VDD-Schleife zurück (Schritte S353 und S355).

Wenn die Steuerung in Schritt S205 der VDD-Schleife fort­ fährt, beginnt die Steuerung, da das Überlappungs-Flag und das Such-Flag auf "0" und das Reintegrations-Flag auf "1" ge­ setzt ist, in Schritt S305 mit der Reintegration. Die Reinte­ gration wird auch ausgeführt, wenn sich die Antriebsrichtung in Schritt S363 ändert.

Bei der Reintegration wird der Defokussierungsbetrag berech­ net und in Abhängigkeit von dem berechneten Defokussierungs­ betrag überprüft, ob das Fernrohr fokussiert ist oder nicht. Ist ein Fokussierungszustand erreicht, wird das Fokussier- Flag auf "1" gesetzt. Wird ein Fokussierungszustand nicht er­ reicht, wird der AF-Impuls erneut berechnet, um die Fokus­ sierlinse 12 zu bewegen.

Sobald die Steuerung zur VDD-Schleife zurückkehrt, wenn das Fokussier-Flag auf "1" gesetzt ist, fährt die Steuerung in Schritt S213 mit der Bereitschaftsfunktion fort. Folglich en­ det die automatische Fokussierung und die Steuerung wartet auf eine Betätigung des AF-Einschalters 27.

Das zuvor Gesagte kann angewandt werden, wenn ein Fokussie­ rungszustand korrekt erzielt werden kann. In den Fällen, in denen aus irgendwelchen Gründen ein Fokussierungszustand schwer oder unmöglich erzielt werden kann, fährt die Steue­ rung mit der VDD-Schleife fort und kehrt zur Bereitschafts­ funktion zurück. Dies wird nachfolgend erläutert.

Bei der ersten automatischen Fokussierung wird in Schritt S307 mit der Integration begonnen, die AF-Sensor-Daten einge­ lesen und der Defokussierungsbetrag berechnet (Schritte S301, S303 und S305). Ist die Berechnung eines verwertbaren Defo­ kussierungsbetrages aus irgendwelchen Gründen unmöglich, bei­ spielsweise wenn das Objekt einen zu geringen Kontrast hat, fährt die Steuerung mit der Suchintegration in Schritt S309 fort.

Bei der Suchintegration wird die Integration und die Berech­ nung der Defokussierung durchgeführt, während der AF-Motor 31 ausgehend von einer Scharfeinstellposition im Naheinstellende in Richtung einer Scharfeinstellposition am Ferneinstellende bewegt wird, durchgeführt, um einen verwertbaren Defo­ kussierungsbetrag zu erhalten. Kann auch mit der Suchintegra­ tion kein wirksamer Defokussierungsbetrag berechnet werden, wird das AFNG-Flag auf "1" gesetzt, die Steuerung kehrt zu­ rück und beginnt mit der Bereitschaftsfunktion in Schritt S215.

Bei der Suchintegration wird zum Suchen der AF-Motor 31 in Richtung der Scharfeinstellposition im Naheinstellende ange­ trieben, und das Such-Flag auf "1" gesetzt, damit der AF-Sen­ sor 21 mit der Integration fortfährt. Ist die Integration ab­ geschlossen, wird der Integralwert als AF-Sensor-Date einge­ lesen, um den Defokussierungsbetrag zu berechnen (Schritte S311, S313 und S315). Wird ein verwertbarer Defokussierungs­ betrag ermittelt, fährt die Steuerung in Schritt S317 fort, um die Antriebsrichtungsüberprüfung durchzuführen. Wird kein verwertbarer Defokussierungsbetrag ermittelt, kehrt die Steuerung zur VDD-Schleife zurück, um den Arbeitsschritt S205 und die sich an diesen anschließenden Schritten durchzuführen (Schritte S317 und S319).

Das Antreiben des AF-Motors 31 zum Suchen bezieht sich auf einen Arbeitsvorgang, bei dem der AF-Motor 31 zunächst in Richtung der Scharfeinstellposition im Naheinstellende ange­ trieben wird und, sobald die Fokussierlinse 12 in ihrer Bewe­ gung das äußerste Ende des Naheinstellbereiches erreicht und anhält, der AF-Motor 31 anschließend in entgegengesetzter An­ triebsrichtung angetrieben wird, d. h. in Richtung der Scharf­ einstellposition am Ferneinstellende. Sobald die Fokussier­ linse 12 in ihrer Bewegung das äußere Ende des Naheinstellbe­ reiches erreicht hat, wird der AF-Motor 31 angehalten. Wird während des Suchantriebes ein verwertbares Berechnungsergeb­ nis ermittelt, wird der AF-Motor 31 entsprechend dem verwert­ baren Defokussierungsbetrages angetrieben.

Sobald die Steuerung mit dem Arbeitsschritt S205 der VDD- Schleife beginnt, ist das Überlappungs-Flag gelöscht. Da das Such-Flag auf "1" gesetzt ist, beginnt die Steuerung mit der Suchintegration in Schritt S303 und führt die Suchintegration in Schritt S313 und den sich daran anschließenden Schritten durch. Wird kein verwertbares Berechnungsergebnis ermittelt, wenn die Fokussierlinse 12 das Naheinstellende erreicht hat, beginnt die Steuerung mit der AFNG-Betriebsart, bei der das AFNG-Flag auf "1" gesetzt wird. Anschließend kehrt die Steue­ rung in die VDD-Schleife zurück und beginnt mit der Bereit­ schaftsfunktion in Schritt S215 (Schritte S317, S319 und S391).

Die vorausgegangenen Erläuterungen beziehen sich auf den Fall, daß von Anfang an kein verwertbares Berechnungsergebnis ermittelt werden konnte. Wurde ein verwertbares Berechnungs­ ergebnis ermittelt, die Fokussierlinse 12 bewegt, ein Fokus­ sierungszustand jedoch nicht erreicht, und auch bei der Rein­ tegration (Schritte S381 und S383) kein verwertbares Berech­ nungsergebnis ermittelt, fährt die Steuerung mit der AFNG-Be­ triebsart in Schritt S385 fort. In der AFNG-Betriebsart setzt die Steuerung das AFNG-Flag auf "1", kehrt anschließend in die VDD-Schleife zurück und beginnt mit der Bereitschafts­ funktion in Schritt S215 (Schritte S385 und S391).

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform fährt die Steue­ rung unmittelbar mit der Bereitschaftsfunktion in Schritt S215 fort, wenn das AFNG-Flag auf "1" gesetzt ist, also ein verwertbares Berechnungsergebnis nicht erzielt werden konnte oder eine Fokussierung nicht möglich war.

Wird ein Fernrohr als Kollimationsfernrohr für ein Vermes­ sungsinstrument wie in Nivellierinstrument verwendet, wird als Vermessungsobjekt eine standardisierte Nivellierlatte mit einer Breite von ungefähr 50 mm bis 70 mm verwendet. Wenn diese Nivellierlatte in einem Abstand von etwa 10 m angeord­ net ist, ist die Differenz zwischen der Breite des zu fokus­ sierenden Bereiches innerhalb des Sichtfeldes des Kollimati­ onsfernrohres und der Breite des Bildes der Nivellierlatte gering. Folglich tritt beim automatischen Fokussieren kein durch den Hintergrund verursachter Erfassungsfehler auf, wenn der Abstand kleiner als etwa 10 m ist. Ist der Abstand dagegen größer als 10 m, können durch den Hintergrund verur­ sachte Erfassungsfehler auftreten.

Die Abweichung, d. h. Verlagerung zwischen einer Scharfein­ stellposition bei einem Abstand von 30 m und bei einem unend­ lichen Abstand ist gering. Folglich wird, wenn eine Fokussie­ rung nicht erreicht werden kann, die Fokussierlinse 12 an ei­ ne vorgegebene Position, die einem häufig benutzten Objektab­ stand von beispielsweise 15 bis 20 m entspricht, bewegt. Ist das Fernrohr auf dieses bestimmte Objekt fokussiert, kann das Bild einer mit einem Objektabstand von beispielsweise 15 bis 20 m angeordneten Nivellierlatte relativ scharf abgebildet werden. Folglich kann der Benutzer die Nivellierlatte inner­ halb des Sichtfeldes des Fernrohres relativ einfach und si­ cher erkennen. Somit können, auch wenn keine automatische Fokussierung durchgeführt wird, die Nachteile, daß das Ob­ jektbild blaß erscheint und der Benutzer längere Zeit benö­ tigt, um eine manuelle Fokussierung durchzuführen, beseitigt werden.

Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm für die oben beschriebene Be­ triebsweise. Die in Fig. 7 gezeigte zweite VDD-Schleife ist eine Modifikation der in Fig. 3 gezeigten VDD-Schleife. In Fig. 7 werden die Schritte, die den Schritten der Fig. 3 ent­ sprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden nachfolgend nicht weiter erläutert.

Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform ist dadurch charakte­ risiert, daß, wenn das AFNG-Flag in Schritt S215 auf "1" ge­ setzt wird, d. h. wenn kein verwertbares Berechnungsergebnis ermittelt oder eine Fokussierung nicht ausgeführt werden kann, die Fokussierlinse 12 auf eine vorgegebene Position be­ wegt wird und anschließend die Steuerung mit der Bereit­ schaftsfunktion beginnt.

Wenn in Schritt S215 das AFNG-Flag auf "1" gesetzt ist, wird der AF-Motor 31 in Richtung der Scharfeinstellposition am Ferneinstellende angetrieben, um die Fokussierlinse 12 in Richtung des Ferneinstellendes zu bewegen (Schritt S221). So­ bald ein Detektor (nicht dargestellt) erfaßt, daß die Fokus­ sierlinse 12 am Ferneinstellende angelangt ist, wird der AF- Motor 31 in Richtung des Naheinstellendes angetrieben, um die Fokussierlinse 12 auf eine vorgegebene Position, beispiels­ weise über die Scharfeinstellposition hinaus, zu bewegen. An­ schließend beginnt die Steuerung mit der Bereitschaftsfunkti­ on (Schritt S223 und S225). Die vom AF-Motor 31 ausgehend vom äußersten Ferneinstellende zur vorgegebenen Position zu fah­ rende Strecke wird durch die AF-Impulsanzahl, die von dem Codierer 33 ausgegeben wird, bestimmt.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform wird die Fo­ kussierlinse 12 zuerst zu dem äußersten Ferneinstellende be­ wegt. Alternativ kann die Fokussierlinse 12 auch zu dem äußersten Naheinstellende bewegt werden. Sobald die Position der Fokussierlinse 12 bekannt ist, kann sie ausgehend von der bekannten Position unmittelbar zu einer vorbestimmten Positi­ on bewegt werden.

Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die bei einem automatisch arbeitenden Nivellierinstrument 10a eingesetzt wird. Die Bauelemente, die denen des in Fig. 1 ge­ zeigten Nivellierinstrumentes 10 entsprechen, sind mit den­ selben Bezugszeichen bezeichnet und werden nachfolgend auch nicht weiter erläutert.

Das Nivellierinstrument 10a hat eine Batterie 41, die zum Be­ treiben der Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 und der Fo­ kussierlinsen-Antriebseinheit 30 verwendet wird. Der Strom der Batterie 41 wird über einen Gleichstromwandler 43 jedem Schaltkreis zugeführt. Des weiteren wird ununterbrochen Bat­ teriestrom über einen Regler 45 der Steuerschaltung 23 zuge­ führt. Die Steuerschaltung 23 überwacht das Ein- und Aus­ schalten des Gleichstromwandlers 43 und steuert dadurch die Stromversorgung der anderen Schaltkreise über die Batterie 41.

Der AF-Einschalter 27a ist ein Druckknopf, der angeschaltet wird, wenn der Benutzer den Druckknopf zusammendrückt, und der automatisch ausgeschaltet wird, wenn er nicht mehr zusam­ mengedrückt wird. Das Nivellierinstrument 10a hat keinen Wählschalter 28 für eine Betriebsart. Das Nivellierinstrument 10a führt die automatische Fokussierung durch, wenn der AF- Einschalter 27a angeschaltet ist, bzw. unterbricht die au­ tomatische Fokussierung und dabei die Stromversorgung von der Batterie 41, wenn der AF-Einschalter 27a ausgeschaltet ist.

Das Nivellierinstrument 10a arbeitet entsprechend den in den Fig. 2 bis 7 gezeigten Ablaufdiagrammen.

Der Strom der Batterie 41 wird üblicherweise nur der Steuer­ schaltung 23, nicht jedoch der Fokussier-Erfassungseinrich­ tung 20 und der Fokussierlinsen-Antriebseinheit 30 zugeführt. Wird der AF-Einschalter 27a angeschaltet, versorgt die Batte­ rie 41 die Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 und die Fokus­ sierlinsen-Antriebseinheit 30 mit Strom, damit diese die au­ tomatische Fokussierung durchführen. Ist ein Fokussierungs­ zustand erzielt worden oder ist eine Fokussierung nicht mög­ lich, wird die Stromversorgung zur Fokussier-Erfassungsein­ richtung 20 und zur Fokussierlinsen-Antriebseinheit 30 un­ terbrochen, um Batteriestrom zu sparen. Des weiteren ist, wenn aus irgendeinem Grund der AF-Einschalter 27a eingeschal­ tet bleibt, die Stromversorgung zu den Schaltkreisen, mit Ausnahme der Steuerschaltung 23, unterbrochen, um Batterie­ strom zu sparen.

Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform eines automatisch arbeitenden Nivellierungsinstrumentes 10c, bei dem das Unter­ setzungsgetriebe eine elektromagnetische Kupplung als einge­ baute Kupplung verwendet. Die Bauelemente, die denen des in Fig. 1 gezeigten Nivellierinstrumentes entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden nachfolgend nicht mehr erläutert.

Wie in Fig. 11 dargestellt, hat das Untersetzungsgetriebe 32a eine elektromagnetische Kupplung 50, mit der die Drehung des AF-Motors 31 an das Ritzel 12b übertragen wird. Die elektro­ magnetische Kupplung 50 wird über einer Kupplungssteuerung 26 durch die Steuerschaltung 23 gesteuert und mit Strom ver­ sorgt.

Das Ritzel 12b kann entweder im manuellen Fokussiermodus durch den Einstellknopf 16 oder im automatischen Fokussiermo­ dus durch die Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 und die Fo­ kussierlinsen-Antriebseinheit 30 angetrieben werden. Das Ni­ vellierinstrument 10c kann also zwischen dem automatischen Fokussiermodus, bei dem die Fokussierlinse 12 entsprechend dem Ausgangssignal der Fokussier-Erfassungseinrichtung 20, und dem manuellen Fokussiermodus, bei dem die Fokussierlinse 12 durch Drehen des Einstellknopfes 16 ohne Beachtung der Ausgangssignale der Fokussier-Erfassungseinrichtung 20 ver­ stellt wird, geschaltet werden.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform kann mit der elektromagnetischen Kupplung 50 zwischen dem automatischen Fokussiermodus und dem manuellen Fokussiermodus gewählt wer­ den. Die elektromagnetische Kupplung 50 ist normalerweise in der Position für manuelle Fokussierung angeordnet und wird für die automatische Fokussierung umgeschaltet, wenn die au­ tomatische Fokussierung durchgeführt wird.

In den Fig. 10 bis 13 ist eine Draufsicht auf ein Nivellier­ instrument, eine geschnittene Ansicht der Bauteile im Bereich des Einstellknopfes 16 bzw. geschnittene Ansichten der elektromagnetischen Kupplung 50 zu sehen.

Die Rotation des AF-Motors 31 wird über ein Ritzel 41 und Zahnräder 42, 43 und 44 an eine Antriebswelle 52 der elektro­ magnetischen Kupplung 50 übertragen. Die Rotation einer Ab­ triebswelle 55 der elektromagnetischen Kupplung 50 wird über zwei Zahnräder 45 und 46 an eine Ritzelwelle 47 des Ritzels 12b übertragen. Die Rotation des AF-Motors 31 wird also über das Motorritzel 41 und die Zahnräder 42, 43, 44, die das ein­ gebaute Untersetzungsgetriebe 32a bilden, die elektromagne­ tische Kupplung 50 mit Antriebswelle 52 und Abtriebswelle 55 sowie die Zahnräder 45 und 46 an die Ritzelwelle 47 des Rit­ zels 12b übertragen. Die Rotation wird wiederum über das Rit­ zel 12b an die Zahnstange 12a der Fokussierlinse 12 wei­ tergeleitet, um die Fokussierlinse 12 entlang der optischen Achse zu bewegen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 wird nachfolgend der Aufbau der elektromagnetischen Kupplung 50 näher erläutert. Die Antriebswelle 52 ist drehbar in einem Lager 53 derart ge­ lagert, daß sie sich nicht in Kupplungsrichtung, d. h. in axialer Richtung bewegen kann. Das Lager 53 ist an einem der offenen Enden eines zylinderförmigen Gehäuses 51 befestigt. Das Lager 53 dient ferner als Spulenkörper für eine Spule 54, die am Lager 53 angebracht ist. Die Antriebswelle 52 dient wiederum als Spulenkern für die Spule 54, die die Antriebs­ welle 52 umgibt. An dem Gehäuse 51 ist eine Abtriebswelle 55 vorgesehen, die in einem Lager 56, das am anderen offenen En­ de des Gehäuses 51 befestigt ist, drehbar gelagert ist, sich jedoch nicht in Kupplungsrichtung, d. h. in axialer Richtung bewegen kann.

Die Abtriebswelle 55 hat an ihrem im Gehäuse 51 angeordneten inneren Ende einen Wellenabschnitt 55a mit im wesentlichen D- förmiger Querschnittsform. Auf dem D-förmigen Wellenabschnitt 55a ist ein Anker 57 verschieblich aufgesteckt. Zwischen dem Anker 57 und dem in das Gehäuse 51 zeigenden inneren Ende der Antriebswelle 52 ist eine Feder 58 angeordnet. Die Feder 58 spannt den Anker 57 derart vor, daß er sich in Richtung weg vom inneren Ende der Antriebswelle 52 bewegt. An ihrem inne­ ren Ende hat die Antriebswelle einen zylinderförmigen Rotor­ abschnitt 52a. Der Anker 57 hat eine zylinderförmige Erhebung 57a, deren Stirnfläche magnetisch von der Stirnfläche des Ro­ torabschnittes 52a angezogen wird. Die Feder 58 ist zwischen dem Rotorabschnitt 52a und der zylinderförmigen Erhebung 57a angeordnet.

Wenn kein Strom durch die Spule 54 fließt, wird der Anker 57 durch die Kraft der Feder 58 von der Antriebswelle 52 weg be­ wegt (siehe Fig. 12). Folglich dreht sich die Abtriebswelle 55 nicht, wenn die Antriebswelle 52 rotiert. Andererseits dreht sich die Antriebswelle 52 nicht, wenn die Abtriebswelle 55 rotiert. Dieser Zustand entspricht der Position bei manu­ eller Fokussierung.

Wenn Strom in der Spule 54 fließt, wird der Anker 57 durch die Stirnfläche des zylindrischen Rotorabschnittes 52a gegen die Vorspannkraft der Feder 58 aufgrund der an der Stirnflä­ che des Rotorabschnittes 52a erzeugten Magnetkraft angezogen (vgl. Fig. 13). Folglich wird die Abtriebswelle 55 durch den von der Antriebswelle 52 angezogenen Anker 57 gedreht, wenn die Antriebswelle 52 rotiert. Durch die Verbindung der Ab­ triebswelle 55 mit der Antriebswelle 52 kann die Fokussier­ linse 12 durch den AF-Motor 31 beim automatischen Fokussieren bewegt werden. Die Antriebswelle 52 und der mit dieser ver­ bundene Anker 57 bilden eine Rutschkupplung, die, sobald eine Überlastung auftritt, durchrutscht.

Wird der der Spule 54 zugeführte elektrische Strom unterbro­ chen, ist die magnetische Anziehungskraft aufgehoben, wodurch der Anker 57 durch die Federkraft der Feder 58 von der An­ triebswelle 52 wegbewegt wird (vgl. Fig. 12).

Die durch die magnetische Anziehungskraft verursachte Verbin­ dung des Ankers 57 mit dem Rotorabschnitt 52a, d. h. das Ein­ rücken der elektromagnetischen Kupplung 50, wird von dem AF- Schalter 59 erfaßt.

Bei einer verbesserten Ausführungsform ist sowohl die An­ triebswelle 52 als auch der Anker 57 bzw. eines der beiden Bauteile aus einem Permanentmagneten gebildet. Normalerweise ist die Federkraft der Feder 58 größer als die magnetische Anziehungskraft zwischen der Antriebswelle 52 und dem Anker 57, so daß der Anker 57 von der Antriebswelle 52 entkuppelt ist. Fließt in der Spule 54 in einer ersten Richtung Strom, ist die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker 57 und der Antriebswelle 52 größer als die Federkraft der Feder 58, so daß der Anker 57 aufgrund der magnetischen Anziehungskraft mit der Antriebswelle 52 verkuppelt wird. Wird die Stromver­ sorgung zur Spule 54 nun unterbrochen, bleibt die Verbindung zwischen dem Anker 57 und der Welle 52 bestehen. Wenn in der Spule 54 in entgegengesetzter Richtung Strom fließt, wird die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker 57 und der An­ triebswelle 52 schwächer als die Federkraft der Feder 58, SO daß durch die Federkraft der Feder 58 der Anker 57 von der Antriebswelle 52 entkuppelt wird. Bei dieser Ausführungsform kann der Zeitraum, in dem durch die Spule 54 Strom fließt, verkürzt werden, um den Energieverbrauch zu senken.

Da die automatische Fokussierung bei dem Nivellierinstrument 10c der des in Fig. 1 bzw. 8 gezeigten Nivellierinstrumentes 10 bzw. 10a entspricht, werden in Fig. 14 nur die Hauptmerk­ male gezeigt, die eigentümlich für das Nivellierinstrument 10c sind.

Das Nivellierinstrument 10c ist üblicherweise mit einer Bat­ terie als Stromquelle ausgestattet, die, wie bei dem Nivel­ liergerät 10 bzw. 10a, die elektrischen Bauteile und Schalt­ kreise versorgt. Die Grundfunktionen der automatischen Fokus­ sierung entsprechen denen des Nivellierinstrumentes 10 bzw. 10a. Daher werden nachfolgend nur die Hauptmerkmale, die dem Nivellierinstrument 10c zu eigen sind, unter Bezugnahme auf das in Fig. 14 gezeigte Ablaufdiagramm näher erläutert.

Die in Fig. 14 gezeigte zweite Einschaltfunktion ist eine Mo­ difizierung der in Fig. 2 dargestellten ersten Einschaltfunk­ tion, so daß die Arbeitsabläufe, die den in Fig. 2 darge­ stellten entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.

Die Steuerung beginnt mit der Fokussierung, sobald eine Bat­ terie eingelegt wird. In Schritt S101 initialisiert die Steuerung das interne RAM und die Eingabe-/Ausgabeanschlüsse und beginnt mit der Bereitschaftsfunktion. Anschließend wer­ den in Schritt S101 solange keine Arbeitsschritte durchge­ führt, bis die Batterie wieder aufgeladen ist.

Bei der Bereitschaftsfunktion wird das Flag für die automati­ sche Fokussierung gelöscht, d. h. auf 0 gesetzt, um die auto­ matische Fokussierung zurückzustellen (Schritt S111).

Sobald das Zurückstellen der automatischen Fokussierung abge­ schlossen ist, wird der Strom unterbrochen, der die elektro­ magnetische Kupplung 50 versorgt (Schritt S112), und über­ prüft, ob der AF-Einschalter 27 angeschaltet ist oder nicht (Schritt S113). Da in der Ausgangsstellung, in der keine Be­ tätigung durch den Benutzer erfolgt ist, der AF-Einschalter 27 ausgeschaltet ist, wird der AF-Speicher in Schritt S115 abgeschaltet, d. h. die Angabe AUSGESCHALTET in den AF-Spei­ cher eingeschrieben. Anschließend wird überprüft, ob die Stromversorgung angeschaltet ist. Da die Stromversorgung in der Anfangsstellung, in der keinem der Schaltkreise Strom zugeführt wird, ausgeschaltet ist, kehrt die Steuerung zu Schritt S113 zurück und wiederholt die Arbeitsschritte in den Schritten S113, S115 und S119.

Die Unterbrechung der Stromversorgung der elektromagnetischen Kupplung 50 in Schritt S112 entkuppelt den AF-Motor 31 von der Fokussierlinse 12. Folglich ist bei dieser Ausführungs­ form normalerweise die manuelle Fokussierung eingeschaltet, bei der zum Fokussieren der Einstellknopf 16 verstellt werden muß.

Wird der AF-Einschalter 27 angeschaltet, werden die nachfol­ genden Arbeitsschritte durchgeführt. Die Steuerung fährt aus­ gehend von Schritt S113 mit Schritt S117 fort und überprüft, ob der AF-Speicher angeschaltet ist. Ist der AF-Speicher ab­ geschaltet, üblicherweise ist der AF-Speicher beim ersten Durchlauf abgeschaltet, fährt die Steuerung mit Schritt S123 fort, um den AF-Speicher anzuschalten, d. h. die Angabe EINGE- SCHALTET in den AF-Speicher zu schreiben. Anschließend wird überprüft, ob der AF-Schalter 29 angeschaltet ist. Normaler­ weise ist der AF-Schalter 29 ausgeschaltet, da die elektro­ magnetische Kupplung 50 entkuppelt ist (Schritt S125). Daher wird in die elektromagnetische Kupplung 50 Strom eingespeist und solange kein weiterer Arbeitsschritt durchgeführt, bis der AF-Schalter 29 angeschaltet ist (Schritte S131, S133, S125, S127 und S131). Durch das Einspeisen des Stroms in die elektromagnetische Kupplung 50 wird der Anker 57 von dem Ro­ torabschnitt 52a angezogen und mit diesem verkuppelt, so daß der AF-Schalter 29 angeschaltet wird. Ist der AF-Schalter 29 angeschaltet, werden die Schaltkreise mit Strom versorgt, da­ mit diese die VDD-Schleifen durchführen (Schritte S127 und S129). Wird der AF-Schalter 29 nicht innerhalb eines vorgege­ benen Zeitraums eingeschaltet, wird angenommen, daß ein Feh­ ler aufgetreten ist. Folglich beginnt die Steuerung erneut mit der Bereitschaftsfunktion (Schritt S133).

Wenn die Steuerung zur Bereitschaftsfunktion zurückkehrt, ist der AF-Speicher angeschaltet. Wenn der AF-Einschalter 27 an­ geschaltet ist, fährt die Steuerung über die Schritte S113, S117 und S119 mit Schritt S121 fort und wartet auf ein Aus­ schalten des AF-Einschalters 27. Wenn der AF-Einschalter 27 ausgeschaltet wird, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt S113 mit Schritt S115 fort, um den AF-Speicher auszuschalten. Anschließend fährt die Steuerung ausgehend von Schritt S119 mit Schritt S121 fort, um die Stromversorgung zu unterbrechen und auf eine erneute Betätigung des AF-Einschalters 27 zu warten.

Wird der Strom ausgeschaltet, ist die Stromversorgung zur elektromagnetischen Kupplung 50 unterbrochen und folglich die elektromagnetische Kupplung 50 entkuppelt. Wenn nun der Be­ nutzer den Einstellknopf 16 dreht, wird die Drehung nicht über die elektromagnetische Kupplung 50 an den AF-Motor 31 übertragen. Folglich kann der Benutzer die Scharfeinstellpo­ sition von Hand einstellen, ohne vom automatischen Fokussier­ modus zum manuellen Fokussiermodus umzuschalten.

Bei dieser Ausführungsform ist die elektromagnetische Kupp­ lung 50 entkuppelt und folglich auch der AF-Motor 31 solange abgekuppelt, bis der AF-Einschalter 27 angeschaltet wird. Da­ her kann der Benutzer die Fokussierung durch Drehen des Ein­ stellknopfes 16 manuell vornehmen. Wenn der AF-Einschalter 27 angeschaltet wird, wird die elektromagnetische Kupplung 50 angeschaltet, die den AF-Motor 31 ankoppelt, um die automati­ sche Fokussierung durchzuführen. Sobald erfaßt wird, daß der Fokussierungszustand erzielt worden ist oder eine Fokussie­ rung nicht durchgeführt werden kann, wird die elektromagneti­ sche Kupplung 50 abgeschaltet, um den AF-Motor 31 abzukop­ peln. Folglich wird eine automatische Fokussierung nicht durchgeführt, eine manuelle Fokussierung kann jedoch vorge­ nommen werden, ohne zwischen dem manuellen Fokussiermodus und dem automatischen Fokussiermodus hin und her schalten zu müs­ sen.

Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform bei einem Nivel­ lierinstrument eingesetzt wird, kann die Erfindung in glei­ cher Weise auch bei anderen Vermessungsgeräten wie einem Durchgangsinstrument oder einem ausziehbaren optischen System beispielsweise einem Teleskop oder einem Doppelfernrohr verwendet werden.

Nach der Erfindung wird bei einem Fernrohr mit einer automa­ tischen Fokussiereinrichtung die Fokussierung solange fortge­ führt, bis sie abgeschlossen ist, sobald eine außenseitige Betätigungseinrichtung aktiviert wird. Folglich kann sich der Benutzer auf andere Arbeitsschritte, beispielsweise Beobach­ tungen durch das Fernrohr, konzentrieren.

Bei der vorliegenden Erfindung wird der Antrieb nur mit der Verstelleinrichtung der Fokussierlinse verbunden, wenn die automatische Fokussierung durchgeführt wird. Wenn keine auto­ matische Fokussierung durchgeführt wird, ist die Verstellein­ richtung der Fokussierlinse von dem Antrieb entkoppelt. Folglich wird in der normalen Einstellung die Verstellein­ richtung der Fokussierlinse von Hand eingestellt und sofern erforderlich, die automatische Fokussierung durch Aktivieren der Steuerung ausgelöst, ohne den Fokussiermodus wechseln zu müssen. Auf diese Weise ist die Bedienbarkeit der Fokussier- Steuerung gesteigert.

Claims (26)

1. Automatische Fokussiereinrichtung für ein optisches In­ strument (10), bei dem zum Einstellen der Scharfeinstell­ position eine Fokussierlinse (12) entlang einer optischen Achse bewegbar ist, mit
einer Erfassungseinrichtung (20) zum Erfassen des Fokus­ sierungszustandes des Instrumentes (10),
einer Verstelleinrichtung (30) zum Bewegen der Fokussier­ linse (12),
einer Steuereinrichtung (23), die entsprechend dem von der Erfassungseinrichtung (20) erfaßten Fokussierungszu­ stand die Verstelleinrichtung (30) antreibt, um die Fo­ kussierlinse (12) zu bewegen und dabei die Scharfein­ stellposition einzustellen, und
einer ein- und ausschaltbaren Schaltvorrichtung (27), durch die die Steuereinrichtung (23) derart aktivierbar ist, daß diese so lange eine automatische Fokussierung durchführt, bis die Fokussierung abgeschlossen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß
das Instrument ein Fernrohr (10) ist
und die Steuereinrichtung (23) jedes Mal, wenn die Schaltvorrichtung (27) eingeschaltet wird, mit der auto­ matischen Fokussierung beginnt, falls eine solche gerade nicht durchgeführt wird, und die automatische Fokussie­ rung beendet, falls eine solche gerade durchgeführt wird.

2. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (20) den Defokussierungsbetrag bezüglich einer vorgegebenen Bildebene des Fernrohres (10) erfaßt.

3. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn kein verwertbarer De­ fokussierungsbetrag durch die Erfassungseinrichtung (20) erfaßt werden kann, die Steuereinrichtung (23) eine Suchfunktion durchführt, bei der der Defokussierungs­ betrag erfaßt wird, während die Fokussierlinse (12) über deren gesamten Verstellweg bewegt wird, und wenn eine auswertbare Fokussierung erfaßt wird, die Fokussierlinse zu einer Scharfeinstellposition fährt, in der der fokus­ sierte Zustand erreicht und erfaßt wird.

4. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß, wenn auch nachdem die Fokus­ sierlinse (12) über den gesamten Verstellbereich bewegt worden ist, kein verwertbarer Defokussierungsbetrag er­ faßt werden kann, die automatische Fokussierung beendet wird.

5. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß, sobald die Fokussierung be­ ginnt, nachdem die Schaltvorrichtung (27) betätigt wur­ de, die Steuereinrichtung (23) die Fokussierung fort­ führt, ohne daß dabei eine nachfolgende Betätigung der Schaltvorrichtung (27) beachtet wird, bis der Fo­ kussierungszustand durch die Erfassungseinrichtung (20) erfaßt wird, wenn ein verwertbarer Defokussierungsbetrag durch die Erfassungseinrichtung (20) erfaßt werden konn­ te, oder bis die Suchfunktion abgeschlossen ist, wenn kein verwertbarer Defokussierungsbetrag durch die Erfas­ sungseinrichtung (20) erfaßt werden konnte.

6. Automatische Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steu­ ereinrichtung (23) mit der automatischen Fokussierung beginnt, wenn die Schaltvorrichtung (27) eingeschaltet wird, und die Fokussierung fortführt, auch wenn die Schaltvorrichtung (27) ausgeschaltet wird.

7. Automatische Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine manuelle Stell­ einheit (16) zum Betreiben der Verstelleinrichtung (30) mit einer äußeren Kraft,
durch einen Antrieb (31) zum Betätigen der Verstellein­ richtung (30), und
durch eine Kupplungseinrichtung (32) zum wahlweisen Ver­ binden des Antriebes (31) mit der Verstelleinrichtung (30), wobei die Steuereinrichtung (23) normalerweise die Kupplungseinrichtung (32) entkuppelt, zur automatischen Fokussierung die Kupplungseinrichtung einkuppelt und nach Abschluß der Fokussierung diese wieder entkuppelt.

8. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (23) die Kupplungseinrichtung (32) entkuppelt, wenn die Fokus­ sierlinse (12) in die Scharfeinstellposition bewegt ist oder wenn die Fokussierlinse (12), nachdem sie zu einer vorgegebenen Position bewegt worden ist, nicht in die Scharfeinstellposition bewegt werden kann.

9. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Position der Fokussierlinse (12) bezüglich einer am äußeren Ende des Verstellbereiches der Fokussierlinse (12)angeordneten Referenzposition bestimmt ist, und daß die vorgegebene Position aus der Wegstrecke bestimmt wird, die die Ver­ stelleinrichtung (30) durch den Antrieb (31) bewegt wor­ den ist.

10. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Position der Fokussierlinse (12) an einer über die Scharfein­ stellposition des Fernrohres (10) hinausgehenden Posi­ tion angeordnet ist.

11. Automatische Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprü­ che 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vor­ gegebene Position der Fokussierlinse (12) der Scharfein­ stellposition eines im Abstand von ungefähr 10 m ange­ ordneten Objektes (9) entspricht.

12. Automatische Fokussiereinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fo­ kussiereinrichtung in einem Vermessungsgerät (10) einge­ setzt ist.

13. Automatische Fokussiereinrichtung für ein optisches In­ strument (10), bei dem zum Einstellen der Scharfeinstell­ position eine Fokussierlinse (12) entlang einer optischen Achse bewegbar ist, mit
einer Erfassungseinrichtung (20) zum Erfassen des Fokus­ sierungszustandes des Instrumentes (10),
einer Verstelleinrichtung (30) zum Bewegen der Fokussier­ linse (12),
einer Steuereinrichtung (23), die entsprechend dem von der Erfassungseinrichtung (20) erfaßten Fokussierungszu­ stand die Verstelleinrichtung (30) antreibt, um die Fo­ kussierlinse (12) zu bewegen und dabei die Scharfein­ stellposition einzustellen,
einer ein- und ausschaltbaren Schaltvorrichtung (27), durch die die Steuereinrichtung (23) aktivierbar ist, da­ mit diese eine automatische Fokussierung durchführt,
und einer elektrischen Stromquelle (41), aus der die Steuereinrichtung (23) die Erfassungseinrichtung (20) und die Verstelleinrichtung (30) zur automatischen Fokussie­ rung mit Strom versorgt, wenn die Schaltvorrichtung (27) eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das In­ strument ein Fernrohr (10) ist und die Steuereinrichtung (23) die Stromversorgung nach Abschluß der automatischen Fokussierung unterbricht, auch wenn die Schaltvorrichtung (27) eingeschaltet bleibt.

14. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (41) eine Bat­ terie oder ein Akkumulator ist.

15. Automatische Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprü­ che 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Er­ fassungseinrichtung (20) einen Detektor (21) zum Erfas­ sen einer Defokussierung bezüglich einer vorgegebenen Bildebene des Fernrohres (10) hat, und daß, wenn kein verwertbarer Defokussierungsbetrag durch die Erfassungs­ einrichtung (20) ermittelt werden kann, der Defokussie­ rungsbetrag während der Bewegung der Fokussierlinse (12) über ihren gesamten Verstellbereich ermittelt wird, und wenn ein verwertbarer Defokussierungsbetrag ermittelt worden ist, die Fokussierlinse (12) zu einer Scharf­ stellposition bewegt wird, in der der Fokussierungszu­ stand erreicht und erfaßt wird, so daß die automatische Fokussierung endet, wobei die Steuereinrichtung (23) die automatische Fokussierung abbricht, wenn auch bei der Bewegung der Fokussierlinse (12) über ihren gesamten Verstellbereich kein verwertbarer Defokussierungsbetrag ermittelt werden kann, und anschließend die Stromversor­ gung unterbricht.

16. Automatische Fokussiereinrichtung nach einem der An­ sprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine manuelle Stelleinrichtung (16) zum Betätigen der Verstellein­ richtung (30) durch eine äußere Kraft,
durch einen Antrieb (31) zum Betätigen der Verstellein­ richtung (30) und
durch eine Kupplungseinrichtung (32) zum wahlweisen Ver­ kuppeln des Antriebs (31) mit der Verstelleinrichtung (30), wobei die Steuereinrichtung (23) normalerweise die Kupplungseinrichtung (32) entkuppelt, zur automatischen Fokussierung die Kupplungseinrichtung (32) einkuppelt und bei Unterbrechung der Stromversorgung die Kupplungs­ einrichtung (32) wieder entkuppelt.

17. Automatische Fokussiereinrichtung für ein optisches In­ strument (10), bei dem zum Einstellen einer Scharfein­ stellposition eine Fokussierlinse (12) entlang einer op­ tischen Achse bewegbar ist, mit
einer Erfassungseinrichtung (20) zum Erfassen des Fokus­ sierungszustandes des Fernrohres (10),
einer Verstelleinrichtung (30) zum Bewegen der Fokus­ sierlinse (12),
einem Antrieb (31) zum Betätigen der Verstelleinrichtung (30),
einer Kupplungseinrichtung (32) zum wahlweisen Verbinden des Antriebs (31) mit der Verstelleinrichtung (30), und
einer Steuereinrichtung (23) zum Betreiben der Erfas­ sungseinrichtung (20) und des Antriebs (31), um die Fo­ kussierung durchzuführen, wobei, wenn eine automatische Fokussierung durchgeführt wird, die Steuereinrichtung (23) die Kupplungseinrichtung (32) einkuppelt, und wenn die automatische Fokussierung nicht durchgeführt wird, die Steuereinrichtung (23) die Kupplungseinrichtung (32) entkuppelt, dadurch gekennzeichnet, daß
das Instrument ein Fernrohr (10) ist
und die Steuereinrichtung (23) die Kupplungseinrichtung (32) entkuppelt, nachdem die Fokussierlinse (12) durch die automatische Fokussierung in die Scharfstellposition bewegt worden ist, oder durch die Steuereinrichtung (23) erfaßt worden ist, daß eine Fokussierung nicht möglich ist.

18. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß eine manuelle Stelleinheit (16) zum Betreiben der Verstelleinrichtung (30) mit ei­ ner äußeren Kraft vorgesehen ist, wobei die Steuerein­ richtung (23) die Kupplungseinrichtung (32) entkuppelt, damit die äußere Kraft der manuellen Stelleinheit (16) nicht an den Antrieb (31) übertragen wird, wenn die au­ tomatische Fokussierung nicht durchgeführt wird.

19. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Starter (27) für die automatische Fokussierung vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung (23) die Kupplungseinrichtung (32) einkuppelt, um die automatische Fokussierung durchzufüh­ ren, wenn der Starter (27) betätigt wird.

20. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 17 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine manuelle Stellein­ heit (16) zum Betreiben der Verstelleinrichtung (30) mit einer äußeren Kraft vorgesehen ist, und daß die Kupp­ lungseinrichtung (32) wahlweise entweder den Antrieb (31) mit der Verstelleinrichtung (30) verkuppelt und gleichzeitig die manuelle Stelleinheit (16) von der Ver­ stelleinrichtung (30) entkuppelt oder die manuelle Stelleinheit (16) mit der Verstelleinrichtung (30) ver­ kuppelt und gleichzeitig den Antrieb (31) von der Ver­ stelleinrichtung (30) entkuppelt.

21. Automatische Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprü­ che 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp­ lungseinrichtung eine elektromagnetische Kupplung (32a) ist, die auskuppelt, wenn durch sie kein elektrischer Strom fließt, und die einkuppelt, wenn durch sie Strom fließt.

22. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 22, da­ durch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Kupp­ lung (32a) die manuelle Stelleinheit (16) mit der Ver­ stelleinrichtung (30) verbindet, wenn durch sie kein elektrischer Strom fließt, und daß sie den Antrieb (31) mit der Verstelleinrichtung (30) verbindet, wenn durch sie Strom fließt.

23. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Kupplung (32a) versehen ist mit zwei Wellen (52, 55), die miteinander verkuppelt oder voneinander entkuppelt werden können, einem an der ersten Welle (52) befestig­ ten Rotor (52a), einem verschiebbar an der zweiten Welle (55) befestigten Anker (57), der magnetisch von dem Ro­ tor (52a) angezogen werden kann, einer an dem Rotor (52a) vorgesehenen elektromagnetischen Spule (54), und einem Spannelement (58), das den Anker (57) in eine Richtung weg von dem Rotor (52a) vorspannt, daß der An­ ker (57) von dem Rotor (52a) magnetisch angezogen wird, wenn in der Spule (54) Strom fließt, um die beiden Wel­ len (52, 55) miteinander zu verkuppeln, und daß der An­ ker (57) durch die Vorspannkraft des Spannelementes (58) von dem Rotor (52a) weg bewegt wird, um die beiden Wel­ len (52, 55) voneinander zu entkuppeln, wenn der Rotor (52a) den Anker (57) nicht mehr magnetisch anzieht.

24. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 23, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spule (54) um den Rotor (52a) gewickelt ist, der dabei als Spulenkern dient, und daß der Anker (57) oder der Rotor (52a) ein Per­ manentmagnet ist, so daß, wenn in der Spule (54) in ei­ ner vorgegebenen ersten Richtung Strom fließt, der Anker (57) durch den Rotor (52a) angezogen wird, wobei die ma­ gnetische Anziehungskraft bestehen bleibt, wenn die Stromversorgung zur Spule (54) unterbrochen wird, und daß der Anker (57), während er magnetisch angezogen ist, sich vom Rotor (52a) weg bewegt, wenn in der Spule (54) ein Strom entgegengesetzt zur ersten Richtung fließt, wobei die Wellen (52, 55) entkuppelt bleiben, wenn die Stromversorgung zur Spule (54) unterbrochen ist.

25. Automatische Fokussiereinrichtung nach einem der Ansprü­ che 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine manuelle Stelleinheit (16), mit der die Verstelleinrichtung (30) durch eine äußere Kraft betätigt werden kann, vorgesehen ist, daß die Steuereinrichtung (23) normalerweise die Kupplungseinrichtung (32) entkuppelt, und daß die Steu­ ereinrichtung (23) die Kupplungseinrichtung (32) beim automatischen Fokussieren einkuppelt, wobei die Steuer­ einrichtung (23) die Kupplungseinrichtung (32) wieder entkuppelt, wenn die Fokussierlinse (12) in die Scharf­ einstellposition bewegt ist, oder wenn die Fokussier­ linse nicht in eine Scharfeinstellposition bewegt werden kann, nachdem die Fokussierlinse auf eine vorgegebene Position bewegt worden ist.

26. Automatische Fokussiereinrichtung nach Anspruch 25, da­ durch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Position der Fokussierlinse (12) bezüglich einer am einen der äußeren Enden des Verstellbereiches der Fokussierlinse (12) an­ geordneten Referenzposition bestimmt wird, und daß die vorgegebene Position aus der Wegstrecke bestimmt wird, die die Verstelleinrichtung (30) durch den Antrieb (31) bewegt worden ist.