DE19856106A1 - Reflektor zur Entfernungsmessung - Google Patents

Description

Ein elektrischer Entfernungsmesser wird weitläufig zum Messen des Abstandes zweier Positionen eingesetzt. Fig. 1 zeigt schematisch das Prinzip eines solchen Systems. Um den Abstand zweier Positionen P1 und P2 zu erfassen, ist ein elek­ trischer Entfernungsmesser 110 an der einen Position P1 angeordnet. Ferner befindet sich an der anderen Position P2 eine Reflektoreinheit 120 mit einem Re­ flektor 121, z. B. einem Prisma. Der elektrische Entfernungsmesser 110 gibt mo­ duliertes Licht (Infrarotlicht) an die Reflektoreinheit 120 ab. Dieses Licht wird an dem Reflektor 121 reflektiert und kehrt zu dem elektrischen Entfernungsmesser 110 zurück. Dieser erfaßt den Phasenunterschied des ausgesandten und des re­ flektierten Lichtes, um den Abstand zwischen den Positionen P1 und P2 zu be­ rechnen. Ein solcher elektrischer Entfernungsmesser kann mit einem Goniometer (z. B. einem elektronischen Theodoliten) gekoppelt sein, um ein Meßsystem zu bilden, das auch als Gesamtstation bezeichnet wird.

Fig. 2A und 2B zeigen die Vorderansicht und den Schnitt der konventionellen Re­ flektoreinheit 120. Diese enthält den Reflektor 121, der an einem U-förmigen Träger 134 gehalten ist. Der Reflektor 121 ist ein sogenannter Winkelreflektor, der das einfallende Licht parallel zur Einfallsrichtung reflektiert. Die Reflektorein­ heit 120 enthält ferner eine Nivellierplatte 140 auf einem Dreibein und einen Tisch 137, der auf der Nivellierplatte 140 einstellbar ist. Der U-förmige Träger 134 ist an dem Tisch 137 mit einer Achse 135 gelagert.

Wie Fig. 1 zeigt, muß das von dem elektrischen Entfernungsmesser 110 abge­ gebene Licht auf die Reflektoreinheit 120 ausgerichtet sein. Hierzu hat der elek­ trische Entfernungsmesser 110 ein Teleskop 111, mit dem ein Benutzer die Re­ flektoreinheit 120 anvisieren kann. Er kann damit den elektrischen Entfer­ nungsmesser 110 genau auf die Reflektoreinheit 120 richten, während er diese durch das Teleskop 111 betrachtet.

Um das Teleskop 111 auf die Reflektoreinheit 120 zu fokussieren, enthält es im allgemeinen eine Autofokuseinheit, die mit Phasenerfassung arbeitet, wie sie all­ gemein in einer einäugigen Spiegelreflexkamera Anwendung findet.

Beim Betrieb der Autofokuseinheit kann das Teleskop 111 jedoch auch auf ein virtuelles Bild des elektrischen Entfernungsmessers 110 fokussiert werden, das an dem Reflektor 121 reflektiert wird. In diesem Fall ist die Reflektoreinheit 120 defokussiert und kann vom Benutzer nicht erkannt werden. Somit kann dieser den elektrischen Entfernungsmesser 110 nicht genau auf die Reflektoreinheit 120 ausrichten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Reflektor anzugeben, der mit der Autofokus­ einheit eines elektrischen Entfernungsmessers stets genau fokussiert werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, 10 oder 19. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Wird bei Einsatz eines Reflektors nach der Erfindung die Autofokuseinheit mit Licht des zweiten Wellenlängenbereichs beaufschlagt, so wird das Teleskop nicht auf ein virtuelles Bild des elektrischen Entfernungsmessers (reflektiert an dem Reflexionselement) fokussiert, da dieses Licht das Reflexionselement des Reflektors nicht erreicht. Das Teleskop wird daher auf den Reflektor selbst fo­ kussiert. Der Benutzer kann deshalb das Teleskop auf den Reflektor genau aus­ richten. Der elektrische Entfernungsmesser kann die Entfernung mit dem Licht des ersten Wellenlängenbereichs messen, da dieses an dem Reflexionselement reflektiert wird und zum Entfernungsmesser zurückkehrt. Vorzugsweise ist das Licht des ersten Wellenlängenbereichs Infrarotlicht, während das Licht des zweiten Wellenlängenbereichs sichtbares Licht ist.

Mit einer Anzeigemarke nach Anspruch 4 oder 5 kann der Benutzer die Ausrich­ tung des elektrischen Entfernungsmessers einstellen, indem diese Marke durch das Teleskop hindurch beobachtet wird.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 oder 7 erübrigt sich ein Fixierelement für das selektive Übertragungselement an dem Reflexionselement.

Der gemäß Anspruch 8 vorgesehene Winkelreflektor hat drei zueinander senk­ rechte Flächen. Er hat den Vorteil, daß das einfallende Licht parallel zur Einfalls­ richtung reflektiert wird.

Bei der Lösung der gestellten Aufgabe nach Anspruch 10 wird für die Autofokus­ einheit Licht des zweiten Wellenlängenbereichs verwendet, und dann ist das Teleskop nicht auf ein virtuelles Bild des elektrischen Entfernungsmessers fokus­ siert, da das Licht durch die selektive Reflexionsfläche fällt und an der Absorpti­ onsfläche absorbiert wird. Dies bedeutet, daß das Teleskop auf den Reflektor fo­ kussiert wird. Ferner kann der elektrische Entfernungsmesser die Entfernung mit dem Licht des ersten Wellenlängenbereichs messen, da dieses an der selektiven Reflexionsfläche reflektiert wird und zu dem Entfernungsmesser zurückkehrt.

Bei der Lösung der gestellten Aufgabe nach Anspruch 19 wird das Teleskop nicht auf ein virtuelles Bild des Entfernungsmessers fokussiert (obwohl das sichtbare Licht an dem Reflexionselement reflektiert wird), wenn die zu messende Entfer­ nung ausreichend kurz ist. Deshalb kann die Autofokuseinheit das Teleskop auf die Anzeigemarke (z. B. ein Fadenkreuz) auf der Glasplatte fokussieren. Da die Anzeigemarke gut erkennbar ist, kann der Benutzer die Ausrichtung des Entfer­ nungsmessers auf den Reflektor einstellen.

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

Fig. 1 schematisch den allgemeinen Aufbau eines elektrischen Entfer­ nungsmessers und einer Reflexionseinheit,

Fig. 2A und 2B die Vorderansicht und den Schnitt einer bekannten Reflektoreinheit,

Fig. 3 die Vorderansicht eines elektrischen Entfernungsmessers,

Fig. 4 die Seitenansicht des Entfernungsmessers nach Fig. 3,

Fig. 5 schematisch das optische System des Entfernungsmessers nach Fig. 3,

Fig. 6A und 6B die Vorderansicht und den Schnitt einer Reflektoreinheit als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 7A und 7B eine perspektivische und eine schematische Darstellung eines Winkelreflektors,

Fig. 8 die Anordnung eines elektrischen Entfernungsmessers und einer Reflektoreinheit,

Fig. 9A und 9B die Vorderansicht und den Schnitt einer Reflektoreinheit als zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 10A und 10B die Vorderansicht und den Schnitt einer Reflektoreinheit als drittes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 10C den Schnitt der Reflektoreinheit zur Darstellung einer Anzeigemarke.

Fig. 3 zeigt die Vorderansicht eines elektrischen Entfernungsmessers 10. Fig. 4 zeigt die Seitenansicht in Blickrichtung IV in Fig. 3. Der Entfernungsmesser 10 hat eine Nivellierplatte 4 auf einem nicht dargestellten Dreibein, auf der ein Tisch 3 befestigt ist. Auf dem Tisch 3 befindet sich ein Träger 2. Dieser hat einen U-förmigen Teil 2a, in dem ein beweglicher Teil 1 drehbar gelagert ist.

Ein Teleskop 1a ist an dem beweglichen Teil 1 befestigt und dient zum Anvisieren eines Reflektors, der noch zu beschreiben ist. Das Teleskop 1a hat ein Okular 1b und ein Objektivsystem 1c an seinen beiden Enden. Es enthält auch ein optisches System zur Entfernungsmessung. Das Teleskop 1a kann moduliertes Licht abgeben und reflektiertes Licht empfangen.

Der bewegliche Teil 1 ist an einer Drehachse 6 gelagert, die den U-förmigen Teil 2a des Trägers 2 horizontal überbrückt. Der bewegliche Teil 1 kann also vertikal um die Drehachse 6 geschwenkt werden. Um den vertikalen Schwenkwinkel zu erfassen, ist ein Schrittcodierer 7 an einem Ende der Drehachse 6 vorgesehen. Wie Fig. 4 zeigt, ist der Träger 2 an dem Tisch 3 mit einer vertikalen Achse 9 be­ festigt. Diese befindet sich am unteren Teil des Trägers 2, so daß dieser hori­ zontal relativ zu dem Tisch 3 drehbar ist. Um den horizontalen Drehwinkel des Trägers 2 zu erfassen, ist ein Schrittcodierer 10 am oberen Ende der vertikalen Achse 9 vorgesehen.

Eine erste Einstellschraube 2b befindet sich an der Rückseite des Trägers 2 und dient zum Feineinstellen der vertikalen Drehposition des beweglichen Teils 1 an dem Träger 2. Eine zweite Einstellschraube 2c ist am unteren Teil des Trägers 2 vorgesehen und dient zum Feineinstellen der horizontalen Drehposition des Trä­ gers 2 relativ zu dem Tisch 3.

In dem Träger 2 befindet sich eine Steuerschaltung, die den Betrieb des Entfer­ nungsmessers 10 steuert. Zwei Flüssigkristallanzeigefelder 12a und 12b sind hinten und vorn an dem Träger 2 vorgesehen. Sie werden jeweils mit Lichtquellen 14a und 14b in dem Träger 2 beleuchtet. Unter den LCD-Anzeigefeldern 12a und 12b befindet sich ein Bedienteil 13 (Fig. 3) zur Eingabe verschiedener Daten und Betriebsbefehle in die Steuereinheit.

Ein Handgriff 11 ist oben an dem Träger 2 derart angeordnet, daß er den U-förmi­ gen Teil 2a des Trägers 2 überbrückt. Er kann von dem Träger 2 entfernt werden, so daß er den Strahlengang des Teleskops 1a nicht stört.

Die Nivellierplatte 4 besteht aus einer oberen und einer unteren Platte 4a und 4b. Um sie horizontal auszurichten, sind drei Nivellierschrauben 8 zwischen den Platten 4a und 4b vorgesehen. Durch Einstellen des vorstehenden Abschnitts der Nivellierschrauben 8 kann die Neigung der oberen Platte 4a gegenüber der unteren Platte 4b eingestellt werden.

Bei diesem Gerät kann der bewegliche Teil 1 in jede Richtung relativ zu der Brücke 3 orientiert werden. Ferner wird diese Orientierung mit den Codierern 7 und 10 erfaßt.

Der Tisch 3 ist an der Oberseite der Nivellierplatte 4 horizontal verschiebbar. Er ist an der oberen Platte 4a mit einer Schraube 4c befestigt. Um die vertikale Achse 9 in eine zu messende Position zu bringen, ist ein Zentrierteleskop 2d an dem Träger 2 vorgesehen. Das Okular des Zentrierteleskops 2d steht seitlich von dem Träger 2 ab, und ein zugehöriges Objektivsystem (nicht dargestellt) ist nach unten gerichtet. Die optische Achse des Objektivsystems (in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt) verläuft vertikal und ist auf die zentrale Achse der vertikalen Achse 9 ausgerichtet. Der Benutzer kann die Position des Tisches 3 auf eine Meßposition einrichten, indem er das Zentrierteleskop 2d benutzt.

Das optische System des Teleskops 1a wird im folgenden an Hand der Fig. 5 be­ schrieben. Das Teleskop 1a hat eine Objektivlinse 66. Ferner enthält es ein dichroitisches Prisma 68, eine Fokussierlinse 70, einen Strahlenteiler 72, eine Fokussierplatte 74, ein Abdeckglas 76 und ein Okularsystem 78 auf der optischen Achse der Objektivlinse 66. Das dichroitische Prisma 68 hat eine Grenzfläche 68a, die unter 45° gegenüber der optischen Achse der Objektivlinse 66 geneigt ist. Diese Fläche 68a reflektiert Infrarotlicht zu 100%, während sie sichtbares Licht zu 100% durchläßt.

In der Fokussierposition der Objektivlinse 66 auf der optischen Achse, die an der Grenzfläche 68a umgelenkt wird, befindet sich eine Leuchtdiode 60. Diese gibt moduliertes Infrarotlicht L1 mit einer Wellenlänge von 750 bis 900 nm ab. Ein Prisma 64 befindet sich im Strahlengang zwischen der Leuchtdiode 60 und dem dichroitischen Prisma 68. Dieses erhält das Infrarotlicht der Leuchtdiode 60. Fer­ ner reflektiert das Prisma 64 das Licht L2 aus dem dichroitischen Prisma 68 (mit 90°) zu einem Lichtaufnahmeelement 62.

Bei dieser Anordnung wird das modulierte Licht L1 der Leuchtdiode 60 von dem Prisma 68 teilweise gesperrt, und das restliche Licht fällt auf das dichroitische Prisma 68 und wird an der Grenzfläche 68a zur Objektivlinse 66 reflektiert. Das reflektierte modulierte Licht L1 durchläuft die Objektivlinse 66 und trifft auf die Reflektoreinheit (Fig. 6A und 6B) als paralleles Licht. Das rückkehrende Licht L2 passiert die Objektivlinse 66 und wird an der Grenzfläche 68a des dichroitischen Prismas 68 auf das Prisma 64 reflektiert. Es wird an diesem reflektiert und fällt auf das Lichtaufnahmeelement 62. Die Steuerung mißt den Phasenunterschied abge­ gebenen Lichtes L1 und des zurückkehrenden Lichtes L2 und bestimmt daraus den Abstand der beiden Positionen. Das Prinzip einer solchen Entfernungsmes­ sung ist allgemein z. B. aus EP 0 348 900 B1 bekannt.

Die Fokussierlinse 70 ist eine Negativlinse und wird mit einem nicht dargestellten Antrieb längs der optischen Achse der Objektivlinse 66 bewegt. Die Fokussierlin­ se 70 und die Objektivlinse 66 bilden ein Objektivsystem, das das sichtbare Licht L3, welches an der Reflexionsfläche 68a durchgelassen wurde, ein Bild an einer Fläche (Fokussierebene 76a) der Fokussierplatte 76 erzeugt. Der Strahlenteiler 72 hat eine Grenzfläche 72a, die mit 45° gegenüber dem einfallenden Licht ge­ neigt ist und dieses teilweise reflektiert, während ein anderer Teil durchgelassen wird.

Das sichtbare Licht L4 aus dem Strahlenteiler 72 fällt durch die Fokussierplatte 74 auf eine Okularlinse 78. Der Benutzer kann das auf einer Fokussierebene 74a der Oberfläche der Fokussierplatte 74 erzeugte Bild betrachten. Eine noch zu be­ schreibende Anzeigemarke ist in der Fokussierebene 74a der Fokussierplatte 74 vorgesehen und mit dem Abdeckglas 76 abgedeckt. Der Benutzer kann die An­ zeigemarke und das ihr überlagerte Bild betrachten.

Das an dem Strahlenteiler 72 reflektierte sichtbare Licht L5 läuft durch eine der Fokussierebene 74a äquivalente Ebene 80 und fällt durch eine Blende 82 auf ei­ ne Autofokus-Sensoreinheit 81. Diese erfaßt den Betrag und die Richtung einer Bewegung der Fokussierlinse 70 (zum Erzeugen des Bildes auf der äquivalenten Fokussierebene 80) nach dem Phasendifferenzverfahren. Das sichtbare Licht L5 durchläuft eine Kondensorlinse 85, eine Blende 86 und eine Trennlinse 88, so daß es in zwei Lichtflüsse geteilt wird, die Bilder in zwei Bereichen eines CCD-Elements 90 erzeugen. Diese beiden Bilder werden in Bilddaten umgesetzt und einer nicht dargestellten Steuerung zugeführt. Diese berechnet den Betrag und die Richtung für eine Bewegung der Fokussierlinse 70 aus dem Unterschied der Bilddaten des CCD-Elements 90. Die Fokussierlinse 70 wird dann entsprechend dieser Berechnung so bewegt, daß das Bild in der Fokussierebene 74a entsteht.

Als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6A die Reflektoreinheit 15 in einer Vorderansicht dargestellt. Fig. 6B zeigt den Schnitt VI-VI aus Fig. 6A.

Die Reflektoreinheit 15 enthält einen Reflektor 18, einen U-förmigen Träger 34, einen Tisch 37 für den Träger 34 und eine Nivellierplatte 14 auf einem nicht dar­ gestellten Dreibein. Der Reflektor 18 enthält einen Winkelreflektor 21, einen Prismenhalter 22 und ein Filter 30 an einer Lichteintrittsfläche des Winkelreflek­ tors 21. Ein Fixierring 26 befestigt das Filter 30 an der Oberfläche des Winkelre­ flektors 21.

Die Form des Winkelreflektors 21 ist in Fig. 7A dargestellt. Er hat eine Tetraeder­ form, die von der Ecke eines Würfels abgeschnitten ist. Der Winkelreflektor 21 hat also drei zueinander senkrechte Reflexionsflächen 21b und eine dazu winkli­ ge Lichteintrittsfläche 21a. Das hier eintretende Licht wird an drei Flächen 21b reflektiert und in der in Fig. 7 gezeigten Weise von der Lichteintrittsfläche 21a wieder abgegeben. Der Winkelreflektor 1 reflektiert also einfallendes Licht paral­ lel entgegen der Einfallsrichtung. Er wird durch die Umfangsfläche eines zylindri­ schen Körpers geschnitten, so daß die Lichteintrittsfläche 21a rund ist.

Wie Fig. 6A und 6B zeigen, ist der Prismenhalter 22 undurchsichtig und hat eine Aussparung für den Winkelreflektor 21. Dieser paßt in die Aussparung derart, daß die Lichteintrittsfläche 21a nach außen freiliegt. Die zentrale Achse des Pris­ menhalters 22 ist auf die Mittellinie des Winkelreflektors 21 ausgerichtet.

Das Filter 30 besteht aus einem Infrarotlicht durchlassenden und sichtbares Licht sperrenden Material. Das Filter 30 hat Scheibenform einer bestimmten Dicke. Ei­ ne Kante 22b ist an dem Prismenhalter 22 ausgebildet und umgibt die Lichtein­ trittsfläche 21a des Winkelreflektors 21, der an dem Prismenhalter 22 befestigt ist. Die Tiefe der Kante 22b stimmt im wesentlichen mit der Dicke des Filters 30 überein. Ist das Filter 30 an der Kante 22b befestigt, so sind das Filter 30 und die Lichteintrittsfläche 21a einander angepaßt. Eine Kreuzlinie 32 mit einer Maßein­ teilung ist außen an dem Filter 30 mit weißer Farbe angebracht. Seine Mitte ist auf die Mittellinie des Winkelreflektors 21 ausgerichtet und läuft durch dessen Spitze.

Ein Fixierring 26 dient zum Halten des Filters 30 an dem Prismenhalter 22. Er besteht aus zwei Ringen, nämlich einem Umfangsring 26b, der dem Außenum­ fang des Prismenhalters 22 angepaßt ist, und einem Frontring 26a, der an der Seitenfläche des Prismenhalters 22 anliegt. Der Umfangsring 26b ist an dem Prismenhalter 22 mit einer Schraube 28 oben befestigt. Der Frontring 26a hat ei­ nen ringförmigen Vorsprung 26c, in dem das Filter 30 gehalten ist. Die Tiefe des ringförmigen Vorsprungs 26c stimmt mit der Dicke des Filters 30 überein.

Wenn der Fixierring 26 am Außenumfang des Prismenhalters 22 mit der Schrau­ be 28 befestigt ist, paßt der ringförmige Vorsprung 26c in die Kante 22b des Prismenhalters 22, so daß das Filter 30 die Lichteintrittsfläche 21a des Winkelreflektors 21 berührt. Ferner kann das Filter 30 durch Lockern der Schraube 28 gelöst und der Fixierring 26 von dem Prismenhalter 22 entfernt werden. Der Fixierring 26 hat eine Farbe, die einen scharfen Kontrast mit dem Filter 30 erzeugt, so daß das Filter 30 und der Fixierring 26 durch das Teleskop 1a hindurch leicht erkannt werden.

Wie Fig. 6A zeigt, hat der Prismenhalter 22 zwei horizontale Lagerachsen 33. Diese sind in Lageröffnungen 34a an dem U-förmigen Träger 34 gelagert. Der Prismenhalter 22 wird also mit dem U-förmigen Träger 34 so gehalten, daß seine Neigung vertikal einstellbar ist. Der Fixierring 26 hat an seinen beiden Seiten zwei geradlinige Nuten, so daß der Umfangsring 26b und der Frontring 26a die Lagerachsen 33 nicht stören. Ferner ist eine vertikale Achse 35 unten mittig an dem U-förmigen Träger 34 vorgesehen und an dem Tisch 37 befestigt. Damit kann der U-förmige Träger 34 horizontal gedreht werden. Die Lagerachsen 33 und die vertikale Achse 35 stehen rechtwinklig zueinander, so daß der Prismen­ halter 22 in jeder Richtung ausgerichtet werden kann.

Die Nivellierplatte 14 hat eine Bodenplatte 44 und eine obere Platte 40. Drei Ni­ vellierschrauben 42 sind zwischen den beiden Platten 40 und 44 angeordnet. Durch Einstellen der vorstehenden Abschnitte der Nivellierschrauben 42 kann die Neigung der oberen Platte 40 gegenüber der unteren Platte 44 eingestellt werden. Dadurch kann die Ausrichtung der vertikalen Achse 35 auf die Vertikale mit den Nivellierschrauben 42 eingestellt werden. Eine Libelle 38 befindet sich auf der oberen Platte 40 der Nivellierplatte 14. Sie dient zum Erfassen der Lage der oberen Platte 40 während der Einstellung.

Um die Reflektoreinheit 15 genau an einer zu messenden Position zu lokalisieren, ist an dem Tisch 37 ein Zentrierteleskop 36 befestigt. Das Okular des Zen­ trierteleskops 36 steht seitlich von dem Tisch 37 ab. Ein nicht dargestelltes Objek­ tivsystem des Zentrierteleskops 36 ist abwärts gerichtet, so daß die optische Achse (strichpunktiert dargestellt) des Objektivsystems auf die Mittellinie der ver­ tikalen Achse 35 ausgerichtet ist. Der Benutzer kann die Position des Tisches 37 auf eine Meßposition einstellen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise bei der Messung beschrieben. Wie Fig. 8 zeigt, sind der elektrische Entfernungsmesser 10 und die Reflektoreinheit 15 auf Dreibeinen S1 und S2 montiert. Der Benutzer positioniert den elektrischen Entfer­ nungsmesser 10 und die Reflektoreinheit 15 an den Stellen P1 und P2, deren gegenseitige Entfernung zu messen ist. Er nivelliert den Entfernungsmesser 10 und die Reflektoreinheit 15 mit den Nivellierschrauben 8 und 42. Ferner stellt der Benutzer die Positionen des Entfernungsmessers 10 und der Reflektoreinheit 15 genau auf die Positionen P1 und P2 ein, wozu die oben beschriebenen Teleskope 2c und 36 dienen.

Dann dreht der Benutzer die Reflektoreinheit 18 vertikal und horizontal derart, daß die Lichteinfallsfläche 21a des Winkelreflektors 21 auf den Entfernungsmes­ ser 10 ausgerichtet wird. Ferner richtet er das Teleskop 1a auf die Reflektorein­ heit 15 und schaltet die Autofokus-Sensoreinheit 81 ein (Fig. 5). Dadurch wird die Fokussierlinse 70 (Fig. 5) so bewegt, daß ein Bild in der Fokussierebene 74a erzeugt wird (Fig. 5). Bei Betrachtung dieses Bildes durch das Teleskop 1a stellt der Benutzer die Richtung des Teleskops 1a so ein, daß die Reflektoreinheit 15 in das Sichtfeld kommt. Dann stellt er die Richtung des Teleskops 1a so ein, daß die Kreuzlinie 32 des Filters 30 (Fig. 6A) mit der Kreuzlinie auf der Fokussierebene 74a (Fig. 5) des Teleskops 1a zusammenfällt.

Da das auf den Reflektor 15 fallende sichtbare Licht mit dem Filter 30 gesperrt wird, erreicht es die Reflexionsfläche des Winkelreflektors 21 nicht. Dieser ist da­ her für die Autofokus-Sensoreinheit 81 unsichtbar. Deshalb kann das Teleskop nicht auf ein virtuelles Bild des Entfernungsmessers 10 fokussiert werden, das an dem Winkelreflektor 21 reflektiert wird. Andererseits kann die Kreuzlinie 32 des Filters 30 (oder dessen Umfang) von der Autofokus-Sensoreinheit 81 erkannt werden. Dadurch wird das Teleskop auf die Kreuzlinie 32 des Filters 30 (oder auf den Umfang des Filters 30) fokussiert. Der Benutzer kann deshalb die Richtung des Teleskops 1a so einstellen, daß Kreuzlinie 32 des Filters 30 auf die Kreuzli­ nie der Fokussierebene 74a ausgerichtet wird. Die optische Achse der Objektiv­ linse 66 des Teleskops 1a wird dadurch auf den Winkelreflektor 21 so ausgerich­ tet, daß das von dem Teleskop 1a abgegebene Licht in ihn eintritt.

Dann startet der Benutzer die Entfernungsmessung. Das von dem Teleskop 1a abgegebene modulierte Licht erreicht die Reflektoreinheit 15, wo es das Filter 30 und den Winkelreflektor 21 durchläuft. Nach zweimaliger Reflexion durchläuft das Licht das Filter 30 und kehrt zu dem Entfernungsmesser 10 zurück. Durch Erfas­ sen der Phasendifferenz des abgegebenen und des rückkehrenden Lichtes kann die Entfernung der Positionen P1 und P2 berechnet werden. Bei dieser Rechnung wird die Prismenkonstante so korrigiert, daß die Dicke des Filters 30 kompensiert wird.

Durch das Filter 30 an der Lichteintrittsfläche 21a des Winkelreflektors 21 wird vermieden, daß das Teleskop auf ein virtuelles Bild des Entfernungsmessers 10 fokussiert wird, das an dem Winkelreflektor 21 reflektiert wird. Somit kann der Be­ nutzer die Richtung des Entfernungsmessers 10 so einstellen, daß die Kreuzlinie 32 des Filters 30 (Fig. 6A) auf die entsprechende Kreuzlinie in der Fokussierebe­ ne 14a (Fig. 5) des Teleskops 1a ausgerichtet wird. Deshalb kann die Richtung des Entfernungsmessers 10 zur Reflexionseinheit 15 genau eingestellt werden. Da das Filter 30 auswechselbar ist, kann es auch an einem Reflektor bisheriger Art montiert werden.

An Hand der Fig. 9A und 9B wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung beschrieben. Mit dem ersten Ausführungsbeispiel gleichartige Elemente haben in Fig. 9A und 9B dieselben Bezugszeichen und werden nicht weiter erläu­ tert. Fig. 9A zeigt eine Vorderansicht der Reflektoreinheit, Fig. 9B einen Schnitt IX-IX aus Fig. 9A.

Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Winkelreflektor in einer Ausspa­ rung des Prismenhalters 22 so befestigt, daß seine Lichteintrittsfläche nach außen weist. Ein Filter 30' ist scheibenförmig. Seine Oberfläche stimmt mit der Lichteintrittsfläche 21a des Winkelreflektors 21 überein. Ferner ist das Filter 30' an der Aussparung des Prismenhalters 22 so befestigt, daß seine Innenseite an der Lichteintrittsfläche 21a des Winkelreflektors 21 anliegt. Das Filter 30' ist direkt auf der Lichteintrittsfläche 21a des Winkelreflektors 21 ausgebildet. Es kann aber auch an der Lichteintrittsfläche 21a befestigt sein. Das Filter 30' besteht aus ei­ nem das sichtbare Licht absorbierenden und Infrarotlicht durchlassenden Materi­ al. Ferner ist eine Kreuzlinie 32 auf die Oberfläche des Filters 30' mit weißer Farbe aufgebracht.

Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist es auch hier unmöglich, daß das Teleskop 1a (Fig. 4) auf ein virtuelles Bild des Entfernungsmessers 10 fokussiert wird, das an dem Winkelreflektor 21 reflektiert wird. Dadurch kann die Richtung des Entfernungsmessers 10 zum Reflektor genau eingestellt werden. Da das Filter 30 ohne ein besonderes Element an dem Prismenhalter 22 befestigt ist, ergibt sich eine geringere Teilezahl.

Die alternative Anordnung des Filters 30 (30') des ersten und des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels wird nun beschrieben. Die Anordnung ist auf kurze Entfernungs­ messungen beschränkt. Eine Glasscheibe ist anstelle des Filters 30 (30') des er­ sten und des zweiten Ausführungsbeispiels vorgesehen. An ihrer Außenseite trägt sie eine Kreuzlinie. Die Glasscheibe ist an dem Prismenhalter 22 ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 6B) befestigt.

Ist die zu messende Entfernung kurz, so wird das Teleskop 1a (Fig. 4) möglicher­ weise nicht auf ein virtuelles Bild des Entfernungsmessers 10 fokussiert, auch wenn es an dem Winkelreflektor 20 reflektiert wird. Somit kann die Autofokusein­ heit 81 (Fig. 5) des Teleskops 1a auf die Kreuzlinie der Glasscheibe fokussiert werden. Da dieses durch das Teleskop klar beobachtet werden kann, kann der Benutzer die Ausrichtung des Entfernungsmessers einstellen, bis die Kreuzlinie auf der Glasplatte mit demjenigen in der Fokussierebene 14a zusammenfällt (Fig. 5).

Das dritte Ausführungsbeispiel wird im folgenden an Hand der Fig. 10A und 10B erläutert. Mit den vorherigen Ausführungsbeispielen gleichartige Elemente tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht weiter erläutert. Fig. 10A zeigt die Vorderansicht der Reflektoreinheit. Fig. 10B zeigt den Schnitt X-X auf Fig. 10A. Fig. 10C zeigt den Schnitt XI-XI des in Fig. 10B gezeigten Prismenhalters 22'.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird ein zylindrischer Strahlenteiler 46 ver­ wendet. Dieser hat drei selektive Reflexionsflächen 46b, die rechtwinklig zuein­ ander in einer Spitze zusammenlaufen, die auf der Mittellinie des zylindrischen Strahlenteilers 46 liegt. Eine Seitenfläche des Strahlenteilers 46 liegt nach außen frei und dient als Lichteintrittsfläche 46a. Eine andere Seitenfläche des Strahlen­ teilers 46 gegenüber der Lichteintrittsfläche 46a ist schwarz gefärbt, so daß sie kein Licht reflektiert.

Die selektive Reflexionsfläche 46b reflektiert Infrarotlicht zu 100% und läßt sicht­ bares Licht zu 100% durch. Durch die Lichteintrittsfläche 46a eintretendes Infra­ rotlicht wird an drei selektiven Reflexionsflächen 46b reflektiert und durch die Lichteintrittsfläche 46a abgegeben. Das sichtbare Licht durchläuft die selektive Reflexionsfläche 46b und trifft auf die nicht reflektierende Fläche 46c.

Eine Kreuzlinie 32 mit einer Einteilung ist auf einer Außenfläche des Strahlentei­ lers 46 mit weißer Farbe aufgebracht. Ein Prismenhalter 22' des dritten Ausfüh­ rungsbeispiels hat eine zylindrische Aussparung, in die der Strahlenteiler 46 ein­ gesetzt ist. Der Prismenhalter 22' hat eine Farbe mit einem starken Kontrast ge­ genüber der Lichteintrittsfläche 46a.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel stimmt der Meßprozeß mit demjenigen der vorherigen Ausführungsbeispiele überein. Der Benutzer richtet das Teleskop auf die Reflektoreinheit 15 und schaltet die Autofokus-Sensoreinheit 81 (Fig. 5) ein. Die Fokussierlinse 7 (Fig. 5) wird so bewegt, daß das Teleskop 1a (Fig. 4) auf die Kreuzlinie 32 an der Lichteintrittsfläche 46a fokussiert wird.

Das sichtbare Licht durchläuft die selektive Reflexionsfläche 46b und gelangt auf die nicht reflektierende Fläche 46c, wo es absorbiert wird. Da das sichtbare Licht nicht reflektiert wird, kann das Teleskop 1a nicht auf ein virtuelles Bild des Entfer­ nungsmessers 10 fokussiert werden. Die Kreuzlinie 32 auf der Lichteintrittsfläche 46a des Strahlenteilers 46 kann von der Autofokus-Sensoreinheit 81 erkannt wer­ den. Somit wird das Teleskop auf die Kreuzlinie 32 fokussiert. Der Benutzer kann die Kreuzlinie auf der Lichteintrittsfläche 46a des Strahlenteilers 46 genau erken­ nen, so daß er das Teleskop genau auf die Kreuzlinie 32 des Strahlenteilers 46 ausrichten kann und diese mit der Kreuzlinie in der Fokussierebene (Fig. 5) zu­ sammenfällt.

Nach der genauen Ausrichtung des Entfernungsmessers 10 auf die Reflektorein­ heit 17 wird die Messung gestartet. Das modulierte Licht (Infrarotlicht) des Ent­ fernungsmessers 10 tritt in den Strahlenteiler 46 durch die Lichteintrittsfläche 46a.

Das modulierte Licht wird an den selektiven Reflexionsflächen 46b dreimal re­ flektiert und an der Lichteintrittsfläche 46a wieder abgegeben, so daß es zu dem Entfernungsmesser 10 zurückkehrt. Die Entfernung der Positionen P1 und P2 wird aus dem Phasenunterschied des abgegebenen und des zurückkehrenden Lichtes berechnet.

Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel wird auch hier verhindert, daß das Teleskop 1a (Fig. 4) auf ein virtuelles Bild des Entfernungsmessers 10 fokussiert wird. Dadurch ist ein genaues Ausrichten des Entfernungsmessers 10 auf den Re­ flektor möglich.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird das Licht nicht an der Fläche 46c re­ flektiert. Es ist praktisch jedoch möglich, daß hier ein geringer Lichtanteil reflek­ tiert wird. Ferner kann eine Kreuzlinie auch auf der nicht reflektierenden Fläche 46c des Strahlenteilers 46 und nicht auf der Lichteintrittsfläche 46a mit weißer Farbe aufgebracht sein.

Es sind zahlreiche Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispiele möglich. Beispielsweise kann die auf die Lichteintrittsfläche des Filters 30, 30' oder des Strahlenteilers 46 aufgebrachte Kreuzlinie 32 durch eine Figur, Marke, Linie oder ein anderes Muster ersetzt sein, das die Position der Mitte der Lichteintrittsfläche angibt.

Auch ist es möglich, keine Kreuzlinie auf die Lichteintrittsfläche des Filters 30, 30' oder des Strahlenteilers 46 aufzubringen. Auch in diesem Fall kann die Auto­ fokuseinheit 81 (Fig. 5) auf den Fixierring 26 des Prismenhalters 22, 22' fokussiert werden, der eine Farbe mit starkem Kontrast zum Filter 30, 30' oder dem Strahlenteiler 46 hat. Somit kann der Benutzer die Mitte des Filters 30, 30' oder des Strahlenteilers 46 auf die Kreuzlinie der Fokussierebene 14a (Fig. 5) einstel­ len, obwohl sie nicht markiert ist.

Anstelle von Infrarotlicht kann auch Licht jeder anderen Wellenlänge neben dem sichtbaren Licht zur Messung verwendet werden.

Claims (20)

1. Reflektor für ein Entfernungsmeßsystem mit elektrischem Entfernungsmes­ ser, mit einem einfallendes Licht parallel zur Einfallsrichtung reflektierenden Reflexionselement und einem selektiven, an der Lichteintrittsfläche des Re­ flexionselements angeordneten Übertragungselement, das Licht eines er­ sten Wellenlängenbereichs durchläßt und Licht eines zweiten Wellenlän­ genbereichs sperrt.

2. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Entfernungsmesser ein Teleskop mit einer Autofokuseinrichtung enthält.

3. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht des ersten Wellenlängenbereichs Infrarotlicht ist, während das Licht des zweiten Wellenlängenbereichs sichtbares Licht ist.

4. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertra­ gungselement an der Lichteintrittsfläche mit einer Anzeigemarke versehen ist.

5. Reflektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige­ marke eine Kreuzlinie ist.

6. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertra­ gungselement an dem Reflexionselement lösbar befestigt ist.

7. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertra­ gungselement direkt an dem Reflexionselement befestigt ist.

8. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflexions­ element ein Winkelreflektor mit drei zueinander rechtwinkligen Flächen ist.

9. Reflektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Befestigungselement zum Befestigen des Übertragungselements an dem Reflexionselement, wobei die Farben des Befestigungselements und des Reflexionselements zueinander einen starken Kontrast haben.

10. Reflektor mit einer selektiven Reflexionsfläche zur Reflexion von Licht eines ersten Wellenlängenbereichs und zum Durchlassen des Lichts eines zwei­ ten Wellenbereichs und mit einer Absorptionsfläche zur Absorption des durchgelassenen Lichts.

11. Reflektor nach Anspruch 10 für ein elektrisches Entfernungsmeßsystem, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser ein Teleskop mit Autofokuseinheit enthält.

12. Reflektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wel­ lenlängenbereich Infrarotlicht und der zweite Wellenlängenbereich sichtba­ res Licht ist.

13. Reflektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Reflexionsfläche mit einer Anzeigemarke versehen ist.

14. Reflektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige­ marke eine Kreuzlinie ist.

15. Reflektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorpti­ onsfläche mit einer Anzeigemarke versehen ist.

16. Reflektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Reflexionsfläche drei zueinander rechtwinklige Flächen umfaßt.

17. Reflektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorpti­ onsfläche aus schwarzer Farbe gebildet ist.

18. Reflektor nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Prisma, auf dem die selektive Reflexionsfläche ausgebildet ist, ein Befestigungselement, an dem das optische Element befestigt ist, und einen scharfen Kontrast der Farbe des optischen Elements und des Befestigungselements.

19. Reflektor mit einem einfallendes Licht parallel zur Einfallsrichtung reflektie­ renden Reflexionselement, das an der Lichteintrittsfläche mit einer Anzeige­ marke versehen ist.

20. Reflektor nach Anspruch 15 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ zeigemarke eine Kreuzlinie ist.