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Hintergrund
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine reflektierende Prismenvorrichtung zum Empfang eines Lichtstrahles,
der von einer Vorrichtung, z. B. von einem Feldmessinstrument ausgestrahlt
wird, um ihn zu dein Feldmessinstrument zu reflektieren. Die Erfindung
betrifft insbesondere eine reflektierende Prismenvorrichtung, die
eine Funktion aufweist, um optische Verbindungen zu schaffen, in
welchen Verbindungsdaten in dem Lichtstrahl von dem Feldmessinstrument
synthetisiert werden.
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In einem Feldmessinstrument, insbesondere in
einem Theodoliten, hat sich in den vergangenen Jahren das System
zum Lesen der Winkelmessdaten von einem optischen Lesesysteme zu
einem elektrischen Lesesystem verändert. Weiterhin liegt nunmehr
die Hauptentwicklungsrichtung auf diesem Gebiet bei einem Feldmessinstrument
mit integrierter Lichtwellen-Entfernungsmessungsfunktion. In diesem
neuen Typ von Feldmessinstrumenten wird zur Messung ein Lichtstrahl,
d. h. ein die Entfernung messendes Licht, zu einer Prismenvorrichtung
projiziert, welche als Zielobjekt dient, und die Entfernung wird
aus dem die Entfernung messenden Licht ermittelt, das von der Prismenvorrichtung
reflektiert wird. Einige der Feldmessinstrumente zur Lichtwellen-Entfernungsmessung,
die in den vergangenen Jahren verwendet wurden, sind mit einer optischen
Verbindungseinrichtung versehen, in welcher die Daten zur Verbindung
aus dem projizierten, die Entfernung messenden Licht synthetisiert
werden, und verschiedene Arten von Informationen, z. B. Daten von
Arbeitsanweisungen, Messergebnissen usw., werden von dem Feldmessinstrument
zu einer reflektierenden Prismenvorrichtung übermittelt.
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10 zeigt
das elektronische Feldmessinstrument, das zuvor beschrieben wurde,
und eine reflektierende Prismenvorrichtung, die mit einem reflektierenden
Prisma versehen ist, und sie zeigt, wie der Messvorgang ausgeführt wird,
um einen Fixpunkt zu bestimmen.
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In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein
elektronisches Feldmessinstrument, welches an einem bekannten Punkt
angeordnet ist, und eine reflektierende Prismenvorrichtung 2 für das Feldmessinstrument 1 ist
an einem Fixpunkt angeordnet. In dem elektronischen Feldmessinstrument 1 ist
eine Einrichtung zum elektrischen Lesen der Winkelmessdaten und
auch eine Lichtwellen-Entfernungsmesseinrichtung zur Entfernungsmessung
unter Verwendung der Lichtwelle des die Entfernung messenden Lichtes
integriert. Außerdem
umfasst die reflektierende Prismenvorrichtung 2 eine Prismeneinheit 3 und
eine Datenübermittlungseinheit 4,
welche ein die Entfernung messendes Licht 5 zum Feldmessinstrument 1 übermittelt.
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Von dem Feldmessinstrument 1 wird
die reflektierende Prismenvorrichtung 2 kollimatiert und
die Winkelmessung und Entfernungsmessung ausgeführt. Das vom Feldmessinstrument 1 ausgestrahlte, die
Entfernung messende Licht 5 wird durch die Prismeneinheit 3 der
reflektierenden Prismenvorrichtung 2 reflektiert. Das Feldmessinstrument 1 empfängt das
reflektierte, die Entfernung messende Licht, und die Entfernung
wird bestimmt. Die Entfernungsmessung wird z. B. -zigmal in der
Sekunde durchgeführt, und
es wird ein Mittelwert als Messwert berechnet. Wenn der Messwert
sich von dem gewünschten
festgesetzten Wert unterscheidet, wird eine Anweisung an den Operator übermittelt,
welcher sich neben der reflektierenden Prismenvorrichtung 2 befindet,
die Position zu wechseln.
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Die Anweisung zum Positionswechsel
wird durch das die Entfernung messende Licht 5 übertragen.
Die Messdaten, z. B. die gemessene Entfernung, der gemessene Winkel
usw., welche vom Feldmessinstrument 1 stammen, oder die
Daten, welche den Standort auf der Basis der Messdaten betreffen, z.
B. die Information über
die Anweisung zum Positionswechsel, z. B. in Richtung nach rechts,
werden in dem die Entfernung messenden Licht 5 durch Modulation
des die Entfernung messenden Lichtes 5 synthetisiert. Das
die Entfernung messende Licht 5 wird zu der reflektierenden
Prismenvorrichtung 2 als Lichtstrahl übertragen, welcher auch als
Kommunikationslicht dient.
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Die Datenübermittelungseinheit 4 empfängt das
die Entfernung messende Licht 5, und die in dem die Entfernung
messenden Licht 5 synthetisierte Information wird ausgesondert
und angezeigt. Oder die Meldung wird, falls erforderlich, von der
Datenübermittlungseinheit 4 zum
Feldmessinstrument 1 übertragen.
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11 zeigt
eine schematische optische Anordnung des Feldmessinstrumentes 1 und
der reflektierenden Prismenvorrichtung 2. Nun soll eine
kurze Beschreibung eines optischen Systems erfolgen, welches das
Feldmessinstrument 1 und die reflektierende Prismenvorrichtung 2 umfasst.
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Das optische System zur Ausstrahlung
und zum Empfang des die Entfernung messenden Lichtes umfasst eine
Lichtquelle 10 zur Erzeugung des die Entfernung messenden
Lichtes 5, ein abstrahlendes optisches System zur Abstrahlung
des die Entfernung messenden Lichtes 5 von der Lichtquelle 10 zu
der reflektierenden Prismenvorrichtung 2, ein lichterfassendes
optisches System zur Leitung des reflektierten Lichtes von der reflektierenden
Prismenvorrichtung 2 und ein Lichterfassungselement 13,
zur Aufnahme des reflektierten Lichtes, welches durch das lichterfassende
optische System geführt
wird.
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Das die Entfernung messende Licht 5 wird von
der Lichtquelle 10 zu einem Reflexionsspiegel 11 reflektiert
und auf eine Objektivlinse 12 gerichtet, welche als abstrahlendes
optisches System dient. Nachdem es durch die Objektivlinse 12 in
annähernd
parallele Strahlen umgewandelt wurde, wird das die Entfernung messende
Licht 5 zur Prismeneinheit 3 der reflektierenden
Prismenvorrichtung 2 projiziert, und es wird durch die
Prismeneinheit 3 reflektiert. Das reflektierte, die Entfernung
messende Licht 5' wird
wiederum auf die Objektivlinse 12 gerichtet. Wie die Figur
zeigt, umfasst die Prismeneinheit 3 der reflektierenden
Prismenvorrichtung 2 ein Dreikantprisma, welches als parallel
reflektierendes Prisma sowie als Reflexionsfläche usw. dient.
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Nachdem das reflektierte, die Entfernung messende
Licht 5' die
Objektivlinse 12 passiert hat, wird es durch die Objektivlinse 12 fokussiert,
und es wird von der optischen Achse der Lichtquelle 10 abgelenkt,
wenn es durch den Reflexionsspiegel 11 reflektiert wird,
und es wird ein Bild auf dem Lichterfassungselement 13 gebildet.
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Aus 10 ist
erkennbar, dass in der reflektierenden Prismenvorrichtung 2 die
Prismeneinrichtung 3 und die Datenübermittlungseinheit 4 parallel
in Links-Rechts-Richtung oder in Richtung von oben nach unten ausgerichtet
sind. Insbesondere wenn die Datenübermittlungseinheit 4 hinter
der Prismeneinheit befestigt wird, ist diese parallel zur Prismeneinheit
angeordnet.
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Das die Entfernung messende Licht 5 wird
in annähernd
parallelen Lichtstrahlen abgestrahlt, und die Verwendung von parallelen
Lichtstrahlen macht es möglich,
große
Entfernungen zu messen. Wie vorstehend beschrieben, sind die Prismeneinheit 3 und die
Datenübermittlungseinheit 4 parallel
zueinander angeordnet, und diese können nicht auf der selben optischen
Achse angeordnet sein. Im Allgemeinen wird das die Entfernung messende
Licht in parallelen Strahlen abgestrahlt. Wenn die reflektierende
Prismenvorrichtung in großer
Entfernung angeordnet ist, breiten sich die Strahlen in einem bestimmten
Winkel aus, obgleich die Strahlen als „parallele Strahlen" bezeichnet werden.
Das Ausbreiten der Lichtstrahlen oder der Lichtströme überdeckt
die Prismeneinheit und die Datenübermittlungseinheit,
welche parallel zueinander angeordnet sind, und das die Entfernung messende
Licht 5 wird zur Prismeneinheit und zur Datenübermittlungseinheit
projiziert.
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Bei Messarbeiten in geringer Entfernung
ergibt sich jedoch meist kein Ausbreiten der Lichtströme, und
es tritt das Problem ein, dass das die Entfernung messende Licht 5 die
Datenübermittlungseinheit,
welche parallel zur Prismeneinheit angeordnet ist, wenn die Prismeneinheit
kollimatiert ist, nicht abdeckt. Dies führt zu einer Situation, das
die Informationen bei Messarbeiten in geringer Entfernung über die
optischen Verbindungen nicht übertragen
werden können.
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CH 623131 beschreibt eine reflektierende Prismenvorrichtung
für ein
Feldmessinstrument, welche eine Prismeneinheit und eine Datenübermittlungseinheitumfasst.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
reflektierende Prismenvorrichtung zu schaffen, mit welcher es möglich ist,
eine Datenübermittlung zwischen
einem Feldmessinstrument 1 und einer reflektierenden Prismenvorrichtung 2 auch
bei Messarbeiten in kurzer Entfernung, bei welcher ein Ausbreiten
der Lichtströme
des die Entfernung messenden Lichtes nicht eintritt, in befriedigender
Weise durchführen
zu können.
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Die Erfindung wird in den anliegenden
Patentansprüchen
dargelegt. In der bevorzugten Ausführungsform ergibt sich eine
reflektierende Prismenvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde,
in welcher die Datenübermittlungseinheit
mindestens eine Lichterfassungseinheit zur Erfassung des übertragenen
Lichtes und eine Funktionseinheit umfasst, welche eine Signalerfassungsschaltung
zur Erfassung der durch das übermittelte
Licht übermittelten
Daten auf der Basis eines Lichterfassungssignals der Lichterfassungseinheit
und eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der übermittelten Daten, die durch
die Signalerfassungsschaltung erfasst wurden, besitzt. Weiterhin betrifft
die vorliegende Erfindung eine reflektierende Prismenvorrichtung,
wie sie zuvor beschrieben wurde, in welcher die Datenübermittlungseinheit
eine Lichterfassungseinheit und eine Funktionseinheit umfasst, und
bei welcher die Lichterfassungseinheit und die Funktionseinheit
voneinander getrennt sind. Die vorliegende Erfindung betrifft auch
eine reflektierende Prismenvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde,
bei welcher ein Schaltmechanismus zur Veränderung der Lichterfassungsposition
der Lichtführung
und zur Führung
des übertragenen
Lichtes von einer anderen Position der Prismeneinheit zur Datenübermittlungseinheit
vorgesehen ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine
reflektierende Prismenvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde, bei
welcher die Lichtführung
eine erste Reflexionsfläche
zur Reflexion des einfallenden übertragenen Lichtes,
ein säulenförmiges,
optisches Element zur Führung
des die Entfernung messenden Lichtes von der ersten Reflexionsfläche und
eine zweite Reflexionsfläche
zur Reflexion des übertragenen
Lichtes von dem säulenförmigen,
optischen Element zu der Lichterfassungseinheit umfasst. Außerdem betrifft die
vorliegende Erfindung eine reflektierende Prismenvorrichtung, wie
sie zuvor beschrieben wurde, bei welcher der Schaltmechanismus die
Lichterfassungsposition der Lichtführung zumindest in eine obere
oder untere Funktion der Prismeneinheit umschaltet. Weiterhin betrifft
die vorliegende Erfindung eine reflektierende Prismenvorrichtung,
wie sie zuvor beschrieben wurde, bei welcher die Lichtführung ein ebenes
optisches Element zur Abdeckung einer Fläche der Prismeneinheit und
ein Lichterfassungsfenster der Datenübermittlungseinheit umfasst,
wobei eine Reflexionsfläche,
welche die Lichterfassungsfläche
quert sowie eine Reflexionsfläche,
welche das Lichterfassungsfenster in gegenüberliegender Position zur Reflexionsfläche quert,
an dem optischen Element angeordnet sind, und ein Teil des Lichtes,
welches zur Lichtführung
abgestrahlt wurde, als übertragenes
Licht durch Reflexion an den Reflexionsflächen zur Datenübermittlungseinheit
geleitet wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Vorderansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer Datenübermittlungseinheit in der
vorgenannten Ausführungsform;
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3 ist
eine Vorderansicht eines Beispieles einer Funktionseinheit, welche
in der vorstehenden Ausführungsform
verwendet wird;
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4 ist
eine Zeichnung zur Erläuterung
der optischen Anordnung der Prismeneinheit und einer Datenübermittlungseinheit
in einer erfindungsgemäßen reflektierenden
Prismenvorrichtung;
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5 ist
eine Zeichnung zur Erläuterung
der optischen Anordnung einer Prismeneinheit und einer Datenübermittlungseinheit
in einer erfindungsgemäßen reflektierenden
Prismenvorrichtung;
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6 ist
eine Zeichnung zur Erläuterung
der optischen Anordnung einer Prismeneinheit und einer Datenübermittlungseinheit
in einer erfindungsgemäßen reflektierenden
Prismenvorrichtung;
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7 ist
eine Zeichnung, welche die Beziehung der Prismeneinheit mit den
Lichtströmen
des die Entfernung messenden Lichtes in dem Falle zeigt, wenn das
Feldmessinstrument und die reflektierende Prismenvorrichtung in
geringer Entfernung zu einander angeordnet sind;
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8(A) und 8(B) zeigen beide die Funktion
der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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9 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform,
wobei 9(A) eine Vorderansicht
und 9(B) eine Ansicht
der Ausführungsform von
unten zeigt;
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10 ist
eine Gesamtansicht des Feldmessinstrumentes und der reflektierenden
Prismenvorrichtung; und
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11 zeigt
eine schematische optische Anordnung des Feldmessinstrumentes und
der reflektierenden Prismenvorrichtung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Im folgenden sollen die erfindungsgemäßen Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
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In den 1 und 2 sind die selben Bauteile, welche
in 10 dargestellt sind
mit den selben Bezugszeichen bezeichnet.
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Eine Prismeneinheit 3 ist
verschieblich mit einer Stange 15 verbunden, und eine Datenübermittlungseinheit 4 ist
in einer Position neben der Prismeneinheit 3 über eine
Stütze 16 befestigt.
Die Datenübermittlungseinheit 4 kann
integral mit der Prismeneinheit 3 gestaltet sein, oder
sie kann in Bezug zur Prismeneinheit 3 entfernbar angeordnet
sein.
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Ein Schaltmechanismus 25 ist
an der Datenübermittlungseinheit 4 befestigt,
und eine Licht-führung 26 ist
an der Datenübermittlungseinheit 4 mittels des
Schaltmechanismus 25 befestigt. Der Schaltmechanismus 25 lagert
drehbar die Lichtführung 26,
so dass die Lichtführung 26,
wenn erforderlich, durch eine Haltkraft in zwei Drehpositionen gehalten
werden kann. Die Lichtführung 26 leitet
einen Teil der Lichtstrahlen, die in die Prismeneinheit 3 eintreten, zur
Datenübermittlungseinheit 4.
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Ein Lichterfassungsfenster 17 ist
an der Vorderseite der Datenübermittlungseinheit 4 angeordnet,
und die optische Achse des Lichterfassungsfensters 17 befindet
sich in der selben horizontalen Ebene wie die optischen Achse der
Prismeneinheit 3. An der vorderen Fläche der Datenübermittlungseinheit 4 sind
die die Lichtermittlung bestätigenden
lichtaussendenden Elemente 18 und 19 angeordnet,
um zu beurteilen und zu bestätigen,
ob die Daten empfangen wurden oder nicht. Eines der die Lichtermittlung
bestätigenden
lichtaussendenden Elemente 18 und 19, d. h. das
die Lichtermittlung bestätigende lichtaussendende
Element 18, ist eine LED, welche in roter Farbe aufleuchtet
und den das Licht ermittelnden Zustand anzeigt. Das andere die Lichtermittlung bestätigende
lichtaussendende Element 19 ist eine LED, welche orangefarbig
aufleuchtet und den das Licht nicht ermitelnden Zustand anzeigt.
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm der Datenübermittlungseinheit 4,
und 3 zeigt ein Beispiel
einer Funktionseinheit.
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Die Datenübermittlungseinheit 4 umfasst hauptsächlich eine
Lichtermittlungseinheit 20 und eine Funktionseinheit 21.
Die Lichtermittlungseinheit 20 besitzt lichtermittelnde,
optische Einrichtungen, welche ein Lichtermittlungselement 7,
eine Signalerfassungseinheit 8 und ein optisches Diffraktionselement 6,
das an der Vorderseite des Lichterfassungselementes 7 (an
dem Lichterfassungsfenster 17) angeordnet ist, umfassen.
Die Funktionseinheit 21 umfasst eine arithmetische Einheit 9,
eine Anzeigeeinheit 22, eine Eingangseinheit 23,
die ein 10-Tasten-Feld aufweist, Ein-/Ausschalter usw. sowie einen Lautsprecher 24.
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In 3 ist
die Funktionseinheit 21 als von der Lichtermittlungseinheit 20 getrennt
und als einzige Einheit gestaltet dargestellt, obwohl die Funktionseinheit 21 auch
mit der Lichtermittlungseinheit 20 integral verbunden sein
kann. Wenn die Funktionseinheit 21 wie in der vorliegenden
Ausführungsform als
getrennte Einheit gestaltet ist, wird die Stange 15 während der
Funktion nicht verstellt, und dies trägt zu einer Verbesserung der
Manövrierfähigkeit
bei. Die Manövrierfähigkeit
wird auch in dem Fall nicht beeinflusst, wenn die Prismeneinheit 3 in
der äußersten oberen
oder unteren Position angeordnet ist. Weiterhin ist es in dem Fall,
wenn die Feldmessinformationen, die durch die Funktionseinheit 21 ermittelt
wurden, in einem Datensammler gespeichert werden, und wenn die reflektierende
Prismen vorrichtung 2 und der Datensammler voneinander getrennt
sind, praktisch, wenn die Funktionseinheit 21 mit dem Datensammler
verbunden wird, weil er von der Lichterfassungseinheit 20 getrennt
und zu einer einzigen Einheit verbunden werden kann.
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Das die Entfernung messende Licht 5 passiert
das optische Diffraktionselement 6 und tritt in das Lichtermittlungselement 7 ein.
Das Lichtermittlungselement 7 wandelt das empfangene, die
Entfernung messende Licht 5 durch fotoelektrische Wandlung
um, und gibt es als Lichtermittlungssignal an die Signalerfassungseinheit 8 weiter.
In der Signalerfassungseinheit 8 wird ein Datensignal,
wie z. B. ein Modulationssignal abgetrennt, und zwischen den Lichtermittlungssignalen
ermittelt, und dies wird an die arithmetische Einheit 9 ausgegeben.
Die arithmetische Einheit 9 betreibt die Anzeigeeinheit 22,
um, wenn erforderlich, z. B. ein Messergebnis oder Daten über Arbeitsanweisungen,
die auf Datensignalen basieren, anzuzeigen. Die Eingangseinheit 23 schaltet die
Anzeige auf der Anzeigeeinheit 22 um oder gibt die Daten ein, um
sie zum Feldmessinstrument 1 zu übertragen.
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Das optische Diffraktionselement 6 hat
die Funktion, die Lichtstrahlen zu konvergieren und es ermöglicht außerdem,
die parallelen Komponenten des eingehenden Lichtflusses passieren
zu lassen, wie sie sind. Deshalb passieren, wenn das die Entfernung
messende Licht 5 in das optische Diffraktionselement 6 aus
schräger
Richtung und geringer Entfernung eintritt, die parallelen Komponenten
und erreichen das Lichtermittlungselement 7. Im Falle einer geringen
Entfernung ist das Ausbreiten des Lichtstromes gering, und die Lichtstromdichte
ist hoch, und selbst wenn parallele Komponenten Teil des die Entfernung
messenden Lichtes 5 sind, ist die Lichtmenge für die Funktion
des lichtermittelten Elementes 7 ausreichend.
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Wenn andernfalls das Feldmessinstrument 1 in
großer
Entfernung von der reflektierenden Prismenvorrichtung 2 angeordnet
ist, und das die Entfernung messende Licht 5 in das optische
Diffraktionselement 6 mit weit ausgebreiteten Lichtströmen eintritt,
lenkt das optische Diffraktionselement 6 das die Entfernung
messende Licht 5 zur Lichtermittlung auf eine Fläche des
Lichtermittlungselementes 7 ab. Deshalb erreicht eine ausreichende
Lichtmenge das Lichtermittlungselement 7 auch auf große Entfernung.
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Nunmehr soll eine Beschreibung einer
allgemeinen optischen Anordnung der Prismeneinheit 3, der
Datenübermittlungseinheit 4 und
der Lichtführung 26 unter
Bezugnahme auf 4 gegeben
werden. Die Lichtführung 26 ist
in einer solchen Länge ausgeführt, das
sie die Lichtermittlungsfläche
der Prismeneinheit 3 und das Lichtermittlungsfenster 17 abdeckt.
An dem Ende, welches näher
zur Prismeneinheit 3 liegt, befindet sich eine Reflexionsfläche 27, welche
zum Feldmessinstrument 1 weist. An dem Ende, welches näher zur
Datenübermittlungseinheit 4 liegt,
befindet sich eine Reflexionsfläche 28,
welche zum Lichtermittlungsfenster 17 weist. Hier behindert die
Lichtführung 26 den
Eintritt des die Entfernung messenden Lichtes 5 in die
Prismeneinheit 3, aber sie ist in solcher Größe ausgeführt, dass
die Verminderung der Lichtmenge, welche durch die Beschattung eintritt,
keinen Einfluss auf die Entfernungsmessung ausübt.
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Die Lichtführung 26 wird, wie
die 8(A) und 8(B) zeigen, in zwei Drehpositionen,
d. h. in der unteren Hälfte
und in der oberen Hälfte
der Prismeneinheit 3 abgestützt.
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Nummehr soll die Funktion beschrieben
werden. Wenn das Feldmessinstrument 1 in kurzer Entfernung
von der reflektierenden Prismenvorrichtung 2 angeordnet
wird, ist die Ausbreitung des die Entfernung messenden Lichtes gering,
und das Licht wird nicht zur Datenübermittlungseinheit 7 abgestrahlt. Die
Lichtführung 26 führt einen
Teil des die Entfernung messenden Lichtes 5, welches zur
Prismeneinheit 3 abgestrahlt wird, zur Datenübermittlungseinheit 4.
Die Datenübermittlungseinheit 4 empfängt einen
Teil des die Entfernung messenden Lichtes 5 als Übertragungslicht,
und ein Datensignal, wie z. B. ein Modulationssignal wird abgetrennt
und entschlüsselt.
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5 zeigt
einen Fall der vorstehenden Ausführungsform,
in welchem die optische Achse des die Entfernung messenden Lichtes,
welches auf die Reflexionsfläche 27 auftrifft,
schräg
abgelenkt wird. Wenn die optische Achse gekippt wird, um das die Entfernung
messende Licht 5, welches durch die Reflexionsfläche 27 reflektiert
wird, in geeigneter Weise zum Lichterfassungselement 7 unter
Verwendung der Reflexionsfläche 28 zu
leiten, müssen
die Reflexionsbereiche der reflektierenden Flächen 27 und 28 beträchtlich
größer sein.
Deshalb muss die Lichtführung 26 größer gestaltet
werden. Wenn die Reflexionsfläche 27 größer ist, nimmt
die Lichtmenge des die Entfernung messenden Lichtes ab, welche in
die Prismeneinheit 3 eintritt, und die Entfernungsmessung
kann ungünstig
beeinflusst werden.
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6 zeigt
einen Fall, bei welchem ein säulenförmiges optisches
Element 29 zwischen den Reflexionsflächen 27 und 28 vorgesehen
ist, so dass das Übertragungslicht
zuverlässig
zur Datenübermittlungseinheit 4 geleitet
werden kann, selbst wenn die Reflexionsflächen 27 und 28 kleiner
sind. Eine Einfallsendfläche
des säulenförmigen optischen
Elementes 29 ist näher
zur Reflexionsfläche 27 angeordnet,
und seine Ausgangsendfläche
ist näher
zur Reflexionsfläche 28 angeordnet.
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Selbst wenn die optische Achse des
die Entfernung messenden Lichtes 5, welches auf die Reflexionsfläche 27 auftrifft,
schräg
abgelenkt wird, tritt das meiste des die Entfernung messenden Lichtes 5, das
durch die Reflexionsfläche 27 reflektiert
wird, in das säulenförmige optische
Element 29 ein. Es wird innerhalb des säulenförmigen optischen Elementes 29 mehrfach
reflektiert und zur Reflexionsfläche 28 abgestrahlt.
Sie kann in der Weise gestaltet sein, das eine ausreichende Menge
des Übertragungslichtes zur
Datenübermittlungseinheit 4 geleitet
wird, ohne das die Reflexionsflächen 27 und 28 größer bemessen
sein müssen.
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Wie in Zusammenhang mit 11 kurz erläutert wurde,
erfolgt der Ausgang und der Eingang des die Entfernung messenden
Lichtes 5 durch eine einzige Objektivlinse 12.
Deshalb werden der ausgehende und der eingehende Strahl im Wesentlichen
in obere und untere Komponenten oder in linke und rechte Komponenten
getrennt, und es ist eine Abweichung der optischen Achsen zwischen
dem ausgehenden Verlauf und dem zurückkehrenden Verlauf des die
Entfernung messenden Lichtes 5 vorhanden. In diesem Zusammenhang,
wenn das Feldmessinstrument 1 nahe zu der reflektierenden
Prismenvorrichtung 2 angeordnet und die Ausbreitung der
Lichtströme
des die Entfernung messenden Lichtes 5 gering ist, tritt
eine Ablenkung des die Entfernung messenden Lichtes 5 in
eine obere oder eine untere Richtung oder in eine Richtung nach
links oder nach rechts ein. Bei dem Messvorgang wird die Mitte der Prismeneinheit 3 genau
eingestellt. Wenn das die Entfernung messende Licht 5 vom unteren
Bereich der Objektivlinse 12 ausgesendet wird, tritt das
die Entfernung messende Licht 5 in die untere Hälfte der Prismeneinheit 3 ein,
wie dies in 7 dargestellt
ist.
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Deshalb können, wenn die Position der
Reflexionsfläche 27 der
Lichtführung 26 in
der Mitte der Lichtermittlungsfläche
der Prismeneinheit 3 angeordnet ist, Fälle eintreten, bei welchen
das die Entfernung messende Licht 5 nicht in die Lichtführung 26 eintritt.
Aus diesem Grund ist die Reflexionsfläche 27 der Lichtführung 26 in
einer Position angeordnet, welche von der Mitte der Prismeneinheit 3 nach
unten verschoben ist.
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Beim Messvorgang werden Fehler in
der Winkelmessung versetzt, und es erfolgt eine umgekehrte Betätigung in
der Horizontalen und in der Höhe.
Bei der Umkehrung wird das die Entfernung messende Licht 5 in 7 nach oben bewegt. Wenn
die umgekehrte Betätigung
durchgeführt
wird, kann die Lichtführung 26 das
die Entfernung messende Licht 5 nicht zur Datenübermittlungseinheit 4 leiten,
wenn sie sich in der ursprünglichen
Position befindet. In diesem Zusammenhang stützt der Schaltmechanismus 25 die
Lichtführung 26,
wie zuvor beschrieben, in der Weise drehbar ab, dass die Lichtführung 26 durch
eine erforderliche Haltekraft in zwei Drehpositionen gehalten werden
kann.
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8(A) und 8(B) stellen jeweils eine Position
der Lichtführung 26 dar,
wenn die umgekehrte Betätigung
während
des Messvorganges durchgeführt
wird. Durch Wahl der Drehposition der Lichtführung 26 ist es möglich, das
die Entfernung messende Licht 5 mit einer konstanten Lichtmenge,
d. h. mit dem Übertragungslicht
zur Datenübermittlungseinheit 4 unabhängig von
der umgekehrten Betätigung zu
leiten.
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9(A) und 9(B) zeigen beide eine weitere
Ausführungsform
der Erfindung.
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In dieser Ausführungsform ist die Lichtführung 30 als
ebenes optisches Element gestaltet.
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Eine Lichtführung 30 in rechteckiger
ebener Form hat eine solche Größe und die
erforderliche Dicke, um die Lichtermittlungsfläche der Prismeneinheit 3 abzudecken,
und die Lichtermittlungsfläche
der Datenübermittlungseinheit 4 ist
vor der Prismeneinheit 3 und der Datenübermittlungseinheit 4 angeordnet.
Die Lichtführung 30 besitzt
eine Reflexionsfläche 31,
welche die Mitte der Prismeneinheit 3 vertikal quert, und
eine Reflexionsfläche 32,
welche die Mitte des Lichterfassungsfensters 17 der Datenübermittlungseinheit 4 vertikal
quert.
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Im Falle, dass die Lichtströme des die
Entfernung messenden Lichtes 5 eine größere Ausbreitung besitzen,
werden die Prismeneinheit 3 und das Lichtermittlungsfenster 17 bestrahlt.
Von den ausgestrahlten Lichtströmen
werden die Anteile, welche auf die Reflexionsfläche 31 auftreffen,
durch die Reflexionsfläche 31 reflektiert,
und nachdem sie die Lichtführung 30 passiert
haben, werden diese Anteile durch die Reflexionsfläche 32 reflektiert
und treten in das Lichtermittlungsfenster 17 ein. Andere
ausgestrahlte Lichtanteile als diejenigen, welche auf die Reflexionsfläche 31 auftreffen,
passieren die Lichtführung 30 und
treten in die Prismeneinheit 3 und das Lichtermittlungsfenster 17 ein.
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Wenn die Lichtströme des die Entfernung messenden
Lichtes 5 gering sind, wird das die Entfernung messende
Licht 5 nur auf die untere Hälfte der Prismeneinheit 3 ausgestrahlt,
wie dies in 9(A) dargestellt
ist. Weil die Reflexionsfläche 31 die
Prismeneinheit 3 vertikal quert, wird ein Teil des die
Entfernung messenden Lichtes 5 zuverlässig zur Datenübermittlungseinheit 4 geleitet.
Außerdem,
weil die Lichtführung 30 selbst
die Funktion eines säulenförmigen optischen
Elementes 29 hat, ist der Verlust an Licht extrem niedrig.
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Weiterhin, selbst wenn ein umgekehrter
Betrieb durchgeführt
wird und die Abstrahlungsposition des die Entfernung messenden Lichtes
in den Bereich der oberen Hälfte
bewegt wird, führt
dies zu keinem Einfluss auf die Reflexion, weil die Reflexionsfläche 31 vertikal
gequert wird. Deshalb besteht keine Notwendigkeit, einen Mechanismus
vorzusehen, um die Lichtführung 30 umzukehren.
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In der vorgenannten Ausführungsform
wird ein Laserstrahl als das die Entfernung messende Licht 5 zur
Datenübermittlung
verwendet, wobei die Lichtbahn oder der projizierte Laser zur Datenübermittlung
verwendet werden kann. Weiterhin kann, neben der reflektierenden
Prismenvorrichtung, die mit einem Prisma kombiniert ist, die Datenübermittlungseinheit
als einzige Einheit verwendet werden, oder die Datenübermittlungseinheit
kann auf der Seite des Feldmessinstrumentes angeordnet sein.
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Erfindungsgemäß kann die Datenübermittlung,
welche Licht als Medium verwendet, perfekt ausgeführt werden,
selbst wenn die reflektierende Prismenvorrichtung und das Feldmessin strument
in geringer Entfernung oder in großer Entfernung voneinander
angeordnet sind, oder selbst dann, wenn die zugehörige optische
Achse in Bezug zur Datenübermittlungseinheit
schräg
verläuft.