DE3213860A1

DE3213860A1 - Nivelliereinrichtung

Info

Publication number: DE3213860A1
Application number: DE19823213860
Authority: DE
Inventors: Yasuo Tokyo Iwafune
Original assignee: Tokyo Kogaku Kikai KK; Tokyo Optical Co Ltd
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1982-04-15
Publication date: 1982-11-04
Also published as: US4488050A; DE3213860C2; JPS57172210A; JPH0221523B2

Description

80446

TOKYO KOGAKU KIKAI K. K. Tokio (Japan)

Nivelliereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Nivelliereinrichtung für Meßtischaufnahmen, insbesondere eine Nivellierlatte und ein Nivellierinstrument für Meßtischaufnahmen.

Bei Meßtischaufnahmen verwendet man im allgemeinen eine mit einer Skala versehene Nivellierlatte und ein Nivellierinstrument, mit dem die Nivellierlatte aus der Entfernung betrachtet wird. Bei dieser üblichen Arbeitsweise können beim Ablesen der Lattenskala Fehler auftreten. Daher ist ein Nivellierinstrument erwünscht, mit dem die Skala automatisch abgelesen werden kann. In diesem Zusammenhang ist bereits vorgeschlagen worden, an der Nivellierlatte den Punkt zu erfassen, an dem ein horizontaler Laserstrahl auf der Nivellierlatte auftrifft. Dabei ist aber ein voluminöses System zum Erzeugen des Laserstrahls erforderlich und ist der Querschnitt, mit dem der Laserstrahl auf der Nivellierlatte auftrifft, im Durchmesser so groß, daß eine genaue Messung nicht gewährleistet werden kann. Ferner hat die bekannte Arbeitsweise den Nachteil, daß die Skalen auf der Nivellierlatte nicht optisch abgelesen werden können.

Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer für Meßtischaufnahmen bestimmten Nivelliereinrichtung, bei der die Skala auf der Nivellierlatte automatisch mit hoher Genauigkeit abgelesen werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für Meßtischaufnahmen eine Nivellierlatte zu schaffen, die

für eine automatische Skalenablesung geeignet ist.

Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Nivellierlatte mit einer optisch ablesbaren Skala und mit einer Einrichtung zu schaffen, die eine automatische Ablesung ermöglicht.

Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben schafft die Erfindung eine Nivellierlatte, auf der in der Längsrichtung der Nivellierlatte in vorherbestimmten Abständen voneinander mehrere Leuchtelemente angeordnet sind und die mit einer Steuereinrichtung versehen ist, die dazu dient, die Leuchtelemente derart zu betreiben, daß sie voneinander unterscheidbare Signale enthaltendes Licht aussenden. Vorzugsweise ist die Nivellierlatte außerdem mit sichtbaren Marken versehen, die neben den Leuchtelementen angeordnet sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt eine Nivelliereinrichtung eine Nivellierlatte, auf der in der Längsrichtung der Nivellierlatte in vorherbestimmten Abständen voneinander mehrere Leuchtelemente angeordnet sind und die mit einer Steuereinrichtung versehen ist, die dazu dient, die Leuchtelemente derart zu betreiben, daß sie voneinander unterscheidbare Signale enthaltendes Licht aussenden, ferner eine Meßoptik zum Empfangen des von der Nivellierlatte ausgesendeten Lichtes, einen Lichtempfänger zum Empfang von Licht von der Meßoptik und zum Umwandeln des empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal und eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des elektrischen Signals und zum Anzeigen jenes der Leuchtelemente, welches das empfangene und in das elektrische Signal umgewandelte Licht erzeugt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Figur 1 in einer Vorderansicht, teilweise weggeschnitten, eine Nivellierlatte nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 in einem Blockschema die Steuerschaltung für die Leuchtdioden,

Figur 3 ein Impulsdiagramm des von einer Leuchtdiode erzeugten Lichtes,

Figur 4 schematisch die Optik eines Nivellierinstruments nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 5 ein Ausführungsbeispiel des Musters der in
der Meßoptik gemäß der Figur 4 verwendeten Marke,

Figur 6 die Marke und ein Bild der Marke auf der
Nivellierlatte und

Figur 7 ein Blockschema der elektrischen Schaltung
des Nivellierinstruments.

Die in der Figur 1 gezeigte Nivellierlatte 2 ist mit Infrarot-Leuchtdioden 4,, 4_, 4,.... 4 versehen, die in
der Längsrichtung der Nivellierlatte 2 in gleichen Abständen
von z.B. 1 cm voneinander in einer Reihe angeordnet sind. Auf entgegengesetzten Seiten jeder der Dioden sind zwei Sichtmarken 6 angeordnet. Gemäß der Figur 2 ist der Nivellierlatte 2 eine Steuerschaltung für die Leuchtdioden 4 zugeordnet. Diese
Steuerschaltung besitzt einen Impulsgeber 10, der Impulse mit vorherbestimmten Intervallen erzeugt und an einen Codierer 12 gibt, dem ein Codespeicher zugeordnet ist, in dem je einer
der Leuchtdioden 4 zugeordnete Impulsmuster gespeichert sind. Der Codierer 12 empfängt von dem Codespeicher 14 die dort
gespeicherten Impulsmuster und erzeugt entsprechende codierte Signale, die je einer der Leuchtdioden 4 zugeordnet sind. Die von dem Codierer 12 abgegebenen, codierten Signale werden einem Parallel-Serien-Umsetzer (P-S-ümsetzer) 15 zugeführt, der die aus mehreren Bitsignalen bestehende, empfangene Information in codierte Signale mit sich änderndem Pegel umwandelt. Die von
dem P-S-Umsetzer 15 abgegebenen, codierten Signale werden einem Treiberkreis 16 zugeführt, dessen den codierten Signalen entsprechende Ausgangssignale je einer der Leuchtdioden 4 zugeführt werden, die infolgedessen Lichtsignale aussenden, die
je einer der Dioden zugeordnete Signale enthalten.

Figur 3 zeigt ein Beispiel des codierten Lichtsignals

20, das von der Leuchtdiode 4 ausgesendet wird. Das codierte Lichtsignal 20 enthält einen Impulssignalteil A, der ein Bezugssignal zum Anzeigen des Beginns des codierten Lichtsignals enthält, und einen den Signalcode enthaltenden Impulssignalteil B. Man kann daher das erste Bit 22 des codierten Signals in dem Impulssignalteil A so anordnen, daß der Impulssignalteil B nicht dasselbe Bit enthält wie der Impulssignalteil A.

Das in der Figur 4 gezeigte Nivellierinstrument besitzt eine Meßoptik 30 mit einer planparallelen Platte 31, einem Objektiv 32, einem automatischen Neigungskompensator 34, einer Scharfeinstellinse 36, einem Markenträger 38 und einem Okular 40, die in dieser Reihenfolge längs einer optischen Achse angeordnet sind. Der Neigungskompensator 34 stellt die Visierlinie stets in die Horizontale ein, auch wenn das Instrument nicht genau in einer horizontalen Orientierung festgelegt ist.

Ein derartiger Neigungskompensator ist bekannt und beispielsweise in der am 26. Dezember 1964 bekanntgemachten japanischen Auslegeschrift 39-30338 beschrieben.

Der Markenträger 38 trägt eine Marke 39 mit dem in der Figur 5 gezeigten Muster. Zwischen der Scharfeinstelllinse 36 und dem Markenträger 38 ist ein dichroitischer Spiegel 42 vorgesehen, der schräg zu der optischen Achse angeordnet ist und die Infrarotstrahlen umlenkt. Längs der Achse des von dem Spiegel 42 reflektierten Lichts sind ein Infrarotfilter 44, eine Blende 46 und ein Photowandler 48 vorgesehen. Durch das Infrarotfilter 44 tritt nur das von den Leuchtdioden 4 erzeugte Infrarotlicht. Durch die Blende 46 kann zu dem Photowandler 48 nur das von einer der Leuchtdioden 4 erzeugte Licht gelangen, dessen Durchmesser kleiner ist als der Abstand zwischen den Bildern, die von den Leuchtdioden 4 erhalten werden, wenn sich die Nivellierlatte 2 in dem größten zulässigen Abstand von beispielsweise 100 m von dem Nivellierinstrument befindet. Die Blende 46 befindet sich an einer dem Markenträger 38 entsprechenden Stelle. Die planparallele Platte 31

ist um eine horizontale Achse drehbar, welche die optische? Achse rechtwinklig kreuzt. Mit Hilfe des in d©r Figur 7 gezeigten Drehstellungsanzeigers 56 kann die Drehstellung der Platte 31 elektrisch erfaßt werden.

Zum Gebrauch der Nivelliereinrichtung wird die Nivellierlatte 2 an einem Meßpunkt aufgestellt und mit d@m Nivellierinstrument anvisiert. Dann wird die planparallele Platte 31 gedreht, bis die Bilder β¹ der Sichtmarken β der Nivellierlatte 2 entsprechend dem Muster 39 auf dem Marken= träger 38 angeordnet sind. Durch elektrisches Erfassen der Drehstellung der planparallelen Platte 31 werden Ho'henbetrMg© erfaßt, die kleiner sind als der Abstand zwischen den Leueht» dioden 4. Bei richtig eingestellter planparalleler Platte fällt der Lichtstrahl von einer der Dioden 4 durch die Blend© 46 auf den Photowandler 48, dessen Ausgang über den Serien= Parallel-Umsetzer (S-P-Umsetzer) 50 mit der Auswertesehaltung 52 verbunden ist. Deren Ausgang ist mit einer Additionssehai« tung 54 verbunden.

Der Ausgang des zum Erfassen der Drehstellung der planparallelen Platte 31 dienenden Drehstellungsanzeigers Si ist über einen Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Ums®tz©r) 58 mit der Additionsschaltung 54 verbunden, deren Ausgangssignal einem Bildsignalgeber 60 zugeführt wird, der die Erzeugung einer entsprechenden Anzeige auf einem Sichtgerät 62 bewirkt.

Der Photowandler 48 erzeugt auf Grund des empfangenen Lichtstrahls ein Seriensignal, das einem S-P-Umsetzer 50 zu« geführt und von diesem in ein Parallelsignal umgesetzt wird. Dieses wird der Auswerteschaltung 52 zugeführt, die feststellt, von welcher Leuchtdiode das auf den Photowandler fallende Licht kommt. Das Ausgangssignal der Auswerteschaltung 52 gibt das Niveau der Leuchtdiode an, die das Licht aussendet, und wird an die Additionsschaltung 54 angelegt, in der das Ausgangssignal der Auewerteschaltung 52 zu dem Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 58 addiert wird. Dieses Ausgangssignal gibt die Winkelstellung der planparallelen Platte 31 an. Infolgedessen stellt das Ausgangssignal der Additionsschaltung 54

das Meßergebnis dar, das von dem Sichtgerät 62 dargestellt wird.

Die Erfindung ist nicht auf Einzelheiten des dargestellten Ausführungsbeispiels eingeschränkt, das im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden kann.

Leerseite

Claims

- ΣΤΡΑΤΕ NT AN SP RÜCHE

Nivelliereinrichtung, gekennzeichnet durch eine Nivellierlatte, auf der in der Längsrichtung der Nivellierlatte in vorherbestimmten Abständen voneinander mehrere Leuchtelemente angeordnet sind und die mit einer Steuereinrichtung versehen ist, die dazu dient, die Leuchtelemente derart zu betreiben, daß sie voneinander unterscheidbare Signale enthaltendes Licht aussenden.
2. Nivelliereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nivellierlatte mit Sichtmarken versehen ist, die neben den Leuchtelementen angeordnet sind.
3. Nivelliereinrichtung, gekennzeichnet durch eine Nivellierlatte, auf der in der Längsrichtung der Nivellierlatte in vorherbestimmten Abständen voneinander mehrere Leuchtelemente angeordnet sind und die mit einer Steuereinrichtung versehen ist, die dazu dient, die Leuchtelemente derart zu betreiben, daß sie voneinander unterscheidbare Signale enthaltendes Licht aussenden, ferner durch eine Meßoptik zum Empfangen des von der Nivellierlatte ausgesendeten Lichtes, durch einen Lichtempfänger zum Empfang von Licht von der Meßoptik und zum Umwandeln des empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal und durch eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des elektrischen Signals und zum Anzeigen jenes der Leuchtelemente, welches das empfangene und in das elektrische Signal umgewandelte Licht erzeugt.
4. Nivelliereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nivellierlatte mit Sichtmarken versehen ist, die neben den Leuchtelementen angeordnet sind.
5. Nivelliereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßoptik mit einer Visiermarke zum Anvisieren der auf der Nivellierlatte vorgesehenen Sichtmarken versehen ist.
6. Nivelliereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßoptik eine Einrichtung zum Feineinstellen der Visierlinie besitzt.
7. Nivelliereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feineinstelleinrichtung eine um eine horizontale Achse drehbare, planparallele Platte ist.