JP3174551B2 - 焦点調節レンズ位置検出装置 - Google Patents
焦点調節レンズ位置検出装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C1/00—Measuring angles
- G01C1/02—Theodolites
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、トータルステーションなどの自
動焦点検出測量機における焦点調節レンズ群の位置検出
に関するものである。
動焦点検出測量機における焦点調節レンズ群の位置検出
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】従来のトータルステー
ションなどの視準望遠鏡を備えた自動焦点検出測量機
は、分岐光学素子により望遠光学系から焦点検出光学系
を分岐させて、望遠光学系の焦点面と光学的に等価な面
（以下、焦点面）の焦点状態を一対のＣＣＤセンサを有
するいわゆる位相差方式のオートフォーカスセンサによ
り検出し、デフォーカス量を演算して、そのデフォーカ
ス量を基に焦点調節レンズ群を合焦位置まで移動させて
オートフォーカスを行っていた。この位相差方式のＡＦ
機能の原理そのものは、よく知られており、ＡＦ一眼レ
フカメラに広く用いられている。
ションなどの視準望遠鏡を備えた自動焦点検出測量機
は、分岐光学素子により望遠光学系から焦点検出光学系
を分岐させて、望遠光学系の焦点面と光学的に等価な面
（以下、焦点面）の焦点状態を一対のＣＣＤセンサを有
するいわゆる位相差方式のオートフォーカスセンサによ
り検出し、デフォーカス量を演算して、そのデフォーカ
ス量を基に焦点調節レンズ群を合焦位置まで移動させて
オートフォーカスを行っていた。この位相差方式のＡＦ
機能の原理そのものは、よく知られており、ＡＦ一眼レ
フカメラに広く用いられている。
【０００３】しかし、そのようなオートフォーカスセン
サには視準対象物によっては正確なオートフォーカス処
理ができないものが存在する。例えば、視準対象物を距
離測定作業に使用するプリズムとした場合で、プリズム
に写ったオートフォーカス測量機自身にピントを合わせ
てしまうという現象が発生するため、実際のプリズムの
位置よりも遠距離の位置に合焦することとなる。この対
策として、測量機に内蔵している測距機能で測定した測
距値を利用してオートフォーカスを行うという方法が考
えられるが、この場合、視準対象物までの距離値とそれ
にピントが合う焦点調節レンズ群の位置を対応づける必
要があるため焦点調節レンズ群の絶対位置の検出機構が
必要となる。
サには視準対象物によっては正確なオートフォーカス処
理ができないものが存在する。例えば、視準対象物を距
離測定作業に使用するプリズムとした場合で、プリズム
に写ったオートフォーカス測量機自身にピントを合わせ
てしまうという現象が発生するため、実際のプリズムの
位置よりも遠距離の位置に合焦することとなる。この対
策として、測量機に内蔵している測距機能で測定した測
距値を利用してオートフォーカスを行うという方法が考
えられるが、この場合、視準対象物までの距離値とそれ
にピントが合う焦点調節レンズ群の位置を対応づける必
要があるため焦点調節レンズ群の絶対位置の検出機構が
必要となる。
【０００４】また、決められた位置に杭を打つ杭打ち作
業などは、あらかじめ設定した距離にピントを合わせて
おいた方が作業性はよいが、この場合も前述の例と同様
に、焦点調節レンズ群の位置検出機構が必要である。
業などは、あらかじめ設定した距離にピントを合わせて
おいた方が作業性はよいが、この場合も前述の例と同様
に、焦点調節レンズ群の位置検出機構が必要である。
【０００５】しかし、焦点調節レンズ群の位置検出は、
焦点調節レンズ群駆動用モータに直結したエンコーダー
が該モータの回転量を検出して、その回転量から焦点調
節レンズ群の移動量を割り出すことにより行なっていた
ため、焦点調節レンズ群の移動方向が逆転した場合、駆
動用モータの回転を焦点調節レンズ群に伝達する駆動系
歯車列等のバックラッシュの影響により絶対的な位置検
出が行えなかった。そのため、任意の距離に対する合焦
位置に焦点調節レンズ群を移動させる場合、必ず決めら
れた基準位置を通過させ、そこから逆転することなく移
動させなければならず、ピント合わせに時間がかかり操
作性を損なうという問題があった。
焦点調節レンズ群駆動用モータに直結したエンコーダー
が該モータの回転量を検出して、その回転量から焦点調
節レンズ群の移動量を割り出すことにより行なっていた
ため、焦点調節レンズ群の移動方向が逆転した場合、駆
動用モータの回転を焦点調節レンズ群に伝達する駆動系
歯車列等のバックラッシュの影響により絶対的な位置検
出が行えなかった。そのため、任意の距離に対する合焦
位置に焦点調節レンズ群を移動させる場合、必ず決めら
れた基準位置を通過させ、そこから逆転することなく移
動させなければならず、ピント合わせに時間がかかり操
作性を損なうという問題があった。
【０００６】バックラッシュの影響を受けることなく焦
点調節レンズ群位置を検出する方法として光学式リニア
エンコーダーを使用する方法も考えられるが、光学式リ
ニアエンコーダーは大型となり価格も高額なものとなっ
てしまう。
点調節レンズ群位置を検出する方法として光学式リニア
エンコーダーを使用する方法も考えられるが、光学式リ
ニアエンコーダーは大型となり価格も高額なものとなっ
てしまう。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、以上の従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、短時間で正確なピント合わせする
ことができ、操作性の高い測量機を得ることを目的とす
る。
なされたものであり、短時間で正確なピント合わせする
ことができ、操作性の高い測量機を得ることを目的とす
る。
【０００８】
【発明の概要】本発明は、光軸に沿って移動する焦点調
節レンズを備えた望遠光学系と、前記焦点調節レンズを
透過した物体光束を分岐面において前記望遠光学系から
分岐する分岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐され
た物体光束を受光する焦点検出手段と、を備えた自動焦
点検出測量機において、前記焦点調節レンズに、望遠光
学系光路外に位置する指標部材を備え、前記分岐光学素
子と前記焦点検出手段との間に、前記分岐光学素子から
の光束を前記焦点検出手段に導く位置と、前記指標部材
からの光束を前記焦点検出手段に導く位置との間で移動
可能な反射部材を設けたことを特徴としている。
節レンズを備えた望遠光学系と、前記焦点調節レンズを
透過した物体光束を分岐面において前記望遠光学系から
分岐する分岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐され
た物体光束を受光する焦点検出手段と、を備えた自動焦
点検出測量機において、前記焦点調節レンズに、望遠光
学系光路外に位置する指標部材を備え、前記分岐光学素
子と前記焦点検出手段との間に、前記分岐光学素子から
の光束を前記焦点検出手段に導く位置と、前記指標部材
からの光束を前記焦点検出手段に導く位置との間で移動
可能な反射部材を設けたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態について図
面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態
を示す測量機としての自動焦点装置を備えたトータルス
テーション１０１の部分断面側面図である。図２は図１
の一部を拡大した図である。図３はオートフォーカスト
ータルステーション１０１を図１の矢標ＩＩＩ方向から
見た部分断面側面図である。図６は図１の矢標Ｖから見
たキーボード１４３の正面図である。本トータルステー
ション１０１は望遠光学系と焦点検出光学系備え、望遠
光学系は対物レンズ１０７、焦点調節レンズ１１５、ポ
ロプリズム１３５、焦点板１０９、接眼レンズ１３９か
らなる。対物レンズ１０７、焦点調節レンズ群１１５及
びポロプリズム１３５を介して焦点板１０９に形成され
た像は接眼レンズ１３９により観察できる。また、焦点
検出光学系はプリズム１３７、焦点板１０９と光学的に
等価である基準焦点面１２７における合焦状態を測定す
るＡＦセンサモジュール１０５からなる。プリズム１３
７はポロプリズム１３５の第２反射面１４６に密着し、
その境界面を分割コート面１３８として分岐光学素子を
形成している。なお、本実施形態ではプリズム１３７を
ポロプリズム１３５の第２反射面に密着したが、その他
の反射面であってもよい。または、ポロプリズム１３５
とは独立したビームスプリッターを設けて分岐光学素子
としてもよい。
面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態
を示す測量機としての自動焦点装置を備えたトータルス
テーション１０１の部分断面側面図である。図２は図１
の一部を拡大した図である。図３はオートフォーカスト
ータルステーション１０１を図１の矢標ＩＩＩ方向から
見た部分断面側面図である。図６は図１の矢標Ｖから見
たキーボード１４３の正面図である。本トータルステー
ション１０１は望遠光学系と焦点検出光学系備え、望遠
光学系は対物レンズ１０７、焦点調節レンズ１１５、ポ
ロプリズム１３５、焦点板１０９、接眼レンズ１３９か
らなる。対物レンズ１０７、焦点調節レンズ群１１５及
びポロプリズム１３５を介して焦点板１０９に形成され
た像は接眼レンズ１３９により観察できる。また、焦点
検出光学系はプリズム１３７、焦点板１０９と光学的に
等価である基準焦点面１２７における合焦状態を測定す
るＡＦセンサモジュール１０５からなる。プリズム１３
７はポロプリズム１３５の第２反射面１４６に密着し、
その境界面を分割コート面１３８として分岐光学素子を
形成している。なお、本実施形態ではプリズム１３７を
ポロプリズム１３５の第２反射面に密着したが、その他
の反射面であってもよい。または、ポロプリズム１３５
とは独立したビームスプリッターを設けて分岐光学素子
としてもよい。
【００１０】基準焦点面１２７における合焦状態を測定
するＡＦセンサモジュール１０５はいわゆる位相差方式
のもので、図示しないが、基準焦点面１２７側から順に
コンデンサレンズ、一対のセパレータレンズ、および一
対のＣＣＤセンサが配置され、一対のＣＣＤセンサ上に
形成される物体像の位置または間隔により基準焦点面と
実像の像面位置とのずれ量、すなわちデフォーカス量を
検出するようになっている。
するＡＦセンサモジュール１０５はいわゆる位相差方式
のもので、図示しないが、基準焦点面１２７側から順に
コンデンサレンズ、一対のセパレータレンズ、および一
対のＣＣＤセンサが配置され、一対のＣＣＤセンサ上に
形成される物体像の位置または間隔により基準焦点面と
実像の像面位置とのずれ量、すなわちデフォーカス量を
検出するようになっている。
【００１１】焦点調節レンズ群１１５は、固定鏡筒１１
８内に光軸に沿って摺動自在に嵌合された円筒形のレン
ズ保持環１１０に固定されている。固定鏡筒１１８の外
周には回転自在にかつ軸方向移動が規制されたカム環１
１４が嵌合されている。固定鏡筒１１８の上部には、駆
動モータ１１１及び駆動モータ１１１の回転量を検出す
るエンコーダユニット１１７が備えられている。駆動モ
ータ１１１の回転軸にはギア１１６が固定され、ギア１
１６はカム環１１４の端部外周に形成されたギアと歯合
している。駆動モータ１１１が回転することによりカム
環１１４が光軸を中心として回転する。レンズ保持環１
１０の下部には、ピン１１３が固定鏡筒１１８に形成さ
れたリード溝及びカム環１１４のカム溝１１２を貫通し
て固定されている。そして、カム環１１４から突出した
ピン１１３の先端部分に指標板１２５が装着されてい
る。従って、駆動モータ１１１の回転によりカム環１１
４が回転駆動されると、焦点調節レンズ群１１５、ピン
１１３及び指標板１２５が同時に光軸に沿って移動す
る。
８内に光軸に沿って摺動自在に嵌合された円筒形のレン
ズ保持環１１０に固定されている。固定鏡筒１１８の外
周には回転自在にかつ軸方向移動が規制されたカム環１
１４が嵌合されている。固定鏡筒１１８の上部には、駆
動モータ１１１及び駆動モータ１１１の回転量を検出す
るエンコーダユニット１１７が備えられている。駆動モ
ータ１１１の回転軸にはギア１１６が固定され、ギア１
１６はカム環１１４の端部外周に形成されたギアと歯合
している。駆動モータ１１１が回転することによりカム
環１１４が光軸を中心として回転する。レンズ保持環１
１０の下部には、ピン１１３が固定鏡筒１１８に形成さ
れたリード溝及びカム環１１４のカム溝１１２を貫通し
て固定されている。そして、カム環１１４から突出した
ピン１１３の先端部分に指標板１２５が装着されてい
る。従って、駆動モータ１１１の回転によりカム環１１
４が回転駆動されると、焦点調節レンズ群１１５、ピン
１１３及び指標板１２５が同時に光軸に沿って移動す
る。
【００１２】焦点検出光学系にはプリズム１３７と基準
焦点面１２７との間に反射ミラー１０３（反射部材）
が、その反射面１０３ａは図１の左方向を臨み、軸１０
４を中心として、図１の焦点検出位置Ａと指標検出位置
Ｂの間を回動可能に装着されている。焦点検出位置Ａ
は、プリズム１３７からＡＦセンサモジュール１０５ま
での光路を確保する位置であり、指標検出位置Ｂは指標
板１２５からの光束を反射ミラー１０３の反射面１０３
ａで反射させ、ＡＦセンサモジュール１０５に導く位置
である。また、反射ミラー１０３の軸１０４の一方の端
部には、反射ミラー１０３を回動させるロータリーソレ
ノイド１２３に連結されている（図３）。
焦点面１２７との間に反射ミラー１０３（反射部材）
が、その反射面１０３ａは図１の左方向を臨み、軸１０
４を中心として、図１の焦点検出位置Ａと指標検出位置
Ｂの間を回動可能に装着されている。焦点検出位置Ａ
は、プリズム１３７からＡＦセンサモジュール１０５ま
での光路を確保する位置であり、指標検出位置Ｂは指標
板１２５からの光束を反射ミラー１０３の反射面１０３
ａで反射させ、ＡＦセンサモジュール１０５に導く位置
である。また、反射ミラー１０３の軸１０４の一方の端
部には、反射ミラー１０３を回動させるロータリーソレ
ノイド１２３に連結されている（図３）。
【００１３】指標板１２５には、図５に示すチャート１
３３が備えられている。図１に示すように指標板１２５
は、反射ミラー１０３が指標検出位置Ｂにあるとき、指
標板１２５からの光束が反射ミラー１０３で反射してＡ
Ｆセンサモジュール１０５に導かれるように配置されて
いる。また、その位置にある反射ミラー１０３はその背
面１０３ｂでプリズム１３７からの光束を遮断するよう
に、背面１０３ｂには反射防止加工などが施されてい
る。また、チャート１３３の模様は白黒の縞模様である
ことが好ましい。
３３が備えられている。図１に示すように指標板１２５
は、反射ミラー１０３が指標検出位置Ｂにあるとき、指
標板１２５からの光束が反射ミラー１０３で反射してＡ
Ｆセンサモジュール１０５に導かれるように配置されて
いる。また、その位置にある反射ミラー１０３はその背
面１０３ｂでプリズム１３７からの光束を遮断するよう
に、背面１０３ｂには反射防止加工などが施されてい
る。また、チャート１３３の模様は白黒の縞模様である
ことが好ましい。
【００１４】通常の視準対象物像を検出するオートフォ
ーカス時においては、反射ミラー１０３はＡの位置にあ
り、ＡＦセンサモジュール１０５は、ポロプリズム１３
５に備えられたプリズム１３７で分岐した対物レンズ１
０７からの光束を取り込み、基準焦点面１２７での合焦
状態（デフォーカス量）を検出する。デフォーカス量が
許容量以下でないとき、駆動モータ１１１を回転させる
ことにより焦点調節レンズ群１１５を移動させて合焦処
理を行う。このとき、焦点調節レンズ群１１５の位置制
御は、エンコーダユニット１１７により検出した駆動モ
ータ１１１の回転量に基づいて行う。デフォーカス量が
許容値以下になった時点でオートフォーカス処理は終了
する。このような通常のオートフォーカス処理では、焦
点調節レンズ群１１５をデフォーカス量相当分移動させ
れば合焦が可能であるため、焦点調節レンズ群１１５の
絶対位置検出の必要性はない。
ーカス時においては、反射ミラー１０３はＡの位置にあ
り、ＡＦセンサモジュール１０５は、ポロプリズム１３
５に備えられたプリズム１３７で分岐した対物レンズ１
０７からの光束を取り込み、基準焦点面１２７での合焦
状態（デフォーカス量）を検出する。デフォーカス量が
許容量以下でないとき、駆動モータ１１１を回転させる
ことにより焦点調節レンズ群１１５を移動させて合焦処
理を行う。このとき、焦点調節レンズ群１１５の位置制
御は、エンコーダユニット１１７により検出した駆動モ
ータ１１１の回転量に基づいて行う。デフォーカス量が
許容値以下になった時点でオートフォーカス処理は終了
する。このような通常のオートフォーカス処理では、焦
点調節レンズ群１１５をデフォーカス量相当分移動させ
れば合焦が可能であるため、焦点調節レンズ群１１５の
絶対位置検出の必要性はない。
【００１５】ところが、プリズムなどを視準対象物にし
た場合のように、ＡＦセンサモジュール１０５では正確
な合焦ができない場合、その対策として測距機能によっ
て測定した距離に基づいて合焦させる方法があるが、こ
の場合、測定した距離と、その距離にピントが合う焦点
調節レンズ群１１５の位置を対応づける必要があるた
め、焦点調節レンズ群１１５の絶対位置の検出が不可欠
となる。また、作業者が入力した距離値によって合焦を
行う場合も同様に焦点調節レンズ群１１５の絶対位置の
検出が必要である。
た場合のように、ＡＦセンサモジュール１０５では正確
な合焦ができない場合、その対策として測距機能によっ
て測定した距離に基づいて合焦させる方法があるが、こ
の場合、測定した距離と、その距離にピントが合う焦点
調節レンズ群１１５の位置を対応づける必要があるた
め、焦点調節レンズ群１１５の絶対位置の検出が不可欠
となる。また、作業者が入力した距離値によって合焦を
行う場合も同様に焦点調節レンズ群１１５の絶対位置の
検出が必要である。
【００１６】上記のように、設定した距離に対して、焦
点調節レンズ群１１５をその距離に対する合焦位置に移
動させる必要がある場合、本発明では焦点調節レンズ群
１１５の位置検出を以下のように行う。反射ミラー１０
３をロータリーソレノイド１２３の回転により指標検出
位置Ｂに移動する。ＡＦセンサモジュール１０５によ
り、焦点調節レンズ群１１５にピン１１３を介して固定
した指標板１２５のチャート１３３の一対のＣＣＤセン
サに形成した像位置を検出し、その像位置と物体が基準
焦点面１２７上にある場合にＡＦセンサモジュール１０
５に形成される像位置とのずれ量に、一対のＣＣＤセン
サ上の単位ずれ量あたりの物体位置の移動量を乗じて、
指標板１２５から基準焦点面１２７までの距離Ｌ（Ｌ=
ａ+ｂ）を求める。ａは指標板１２５から反射ミラー１
０３までの距離、ｂは反射ミラー１０３から基準焦点面
１２７までの距離である。そして、現在の距離Ｌと物体
距離に対応する距離Ｌ’との差からモータ駆動量を求
め、その駆動量だけ駆動モータ１１１を駆動させる。物
体距離に対応する距離Ｌ’になるまで、ＡＦセンサモジ
ュール１０５による検出と駆動モータ１１１による焦点
調節レンズ群１１５の移動を繰り返せば、焦点調節レン
ズ群１１５をその距離値に対する正確な合焦位置まで移
動することができる。視準対象物までの距離と、その距
離にピントが合う焦点調節レンズ群１１５の位置との関
係、すなわち視準対象物までの距離値と距離Ｌの関係
は、あらかじめ設定し制御基板１２１内のメモリーに記
憶しておくか、あるいは所定の演算式によってＣＰＵで
演算する。これによって、距離Ｌを測定すれば、焦点調
節レンズ群１１５がどの距離位置に対してピントが合っ
ているか判定できる。
点調節レンズ群１１５をその距離に対する合焦位置に移
動させる必要がある場合、本発明では焦点調節レンズ群
１１５の位置検出を以下のように行う。反射ミラー１０
３をロータリーソレノイド１２３の回転により指標検出
位置Ｂに移動する。ＡＦセンサモジュール１０５によ
り、焦点調節レンズ群１１５にピン１１３を介して固定
した指標板１２５のチャート１３３の一対のＣＣＤセン
サに形成した像位置を検出し、その像位置と物体が基準
焦点面１２７上にある場合にＡＦセンサモジュール１０
５に形成される像位置とのずれ量に、一対のＣＣＤセン
サ上の単位ずれ量あたりの物体位置の移動量を乗じて、
指標板１２５から基準焦点面１２７までの距離Ｌ（Ｌ=
ａ+ｂ）を求める。ａは指標板１２５から反射ミラー１
０３までの距離、ｂは反射ミラー１０３から基準焦点面
１２７までの距離である。そして、現在の距離Ｌと物体
距離に対応する距離Ｌ’との差からモータ駆動量を求
め、その駆動量だけ駆動モータ１１１を駆動させる。物
体距離に対応する距離Ｌ’になるまで、ＡＦセンサモジ
ュール１０５による検出と駆動モータ１１１による焦点
調節レンズ群１１５の移動を繰り返せば、焦点調節レン
ズ群１１５をその距離値に対する正確な合焦位置まで移
動することができる。視準対象物までの距離と、その距
離にピントが合う焦点調節レンズ群１１５の位置との関
係、すなわち視準対象物までの距離値と距離Ｌの関係
は、あらかじめ設定し制御基板１２１内のメモリーに記
憶しておくか、あるいは所定の演算式によってＣＰＵで
演算する。これによって、距離Ｌを測定すれば、焦点調
節レンズ群１１５がどの距離位置に対してピントが合っ
ているか判定できる。
【００１７】上記設定した距離値の入力は、測量機に付
属している図６に示す数字キー１１９でもよいし、制御
基板１２１上のメモリーに記憶されたデータでもよい。
また、現在手動にてピントリングを回して行われている
合焦作業の代わりに前記の数字キー１１９から距離値を
入力することにより合焦作業を行うことも可能となる。
属している図６に示す数字キー１１９でもよいし、制御
基板１２１上のメモリーに記憶されたデータでもよい。
また、現在手動にてピントリングを回して行われている
合焦作業の代わりに前記の数字キー１１９から距離値を
入力することにより合焦作業を行うことも可能となる。
【００１８】また、焦点調節レンズ群１１５すなわち指
標板１２５の位置が反射ミラー１０３から遠距離にあ
り、ＡＦセンサモジュール１０５が距離Ｌを検出できな
い場合は、図７のように距離を調整するための光学素
子、例えばリレーレンズ１４１を設けることも可能であ
る。図７の部分拡大図を図８に示す。この場合の指標板
１２５から基準焦点面１２７までの距離である距離Ｑは
以下のように求める。図９はリレーレンズ１４１を配置
した場合の指標板１２５からＡＦセンサモジュール１０
５までの光路を示す図である。距離Ｓ１と距離Ｓ２とリ
レーレンズ１４１の焦点距離ｆには以下の関係が成立す
る。 １／Ｓ２＝１／Ｓ１＋１／ｆ ・・・（１） また、距離Ｌと距離Ｓ２は以下の関係となる。 Ｌ”＝Ｄ−Ｓ２ ・・・（２） Ｄはリレーレンズ１４１と基準焦点面１２７の距離、す
なわち規定値である。（１）式および（２）式より、Ｓ
１が求められる。よって、距離ＱはＳ１とＤの和であ
り、この距離Ｑと視準対象物までの距離値を関係づけて
おく。
標板１２５の位置が反射ミラー１０３から遠距離にあ
り、ＡＦセンサモジュール１０５が距離Ｌを検出できな
い場合は、図７のように距離を調整するための光学素
子、例えばリレーレンズ１４１を設けることも可能であ
る。図７の部分拡大図を図８に示す。この場合の指標板
１２５から基準焦点面１２７までの距離である距離Ｑは
以下のように求める。図９はリレーレンズ１４１を配置
した場合の指標板１２５からＡＦセンサモジュール１０
５までの光路を示す図である。距離Ｓ１と距離Ｓ２とリ
レーレンズ１４１の焦点距離ｆには以下の関係が成立す
る。 １／Ｓ２＝１／Ｓ１＋１／ｆ ・・・（１） また、距離Ｌと距離Ｓ２は以下の関係となる。 Ｌ”＝Ｄ−Ｓ２ ・・・（２） Ｄはリレーレンズ１４１と基準焦点面１２７の距離、す
なわち規定値である。（１）式および（２）式より、Ｓ
１が求められる。よって、距離ＱはＳ１とＤの和であ
り、この距離Ｑと視準対象物までの距離値を関係づけて
おく。
【００１９】また、望遠鏡１２９内は通常遮光されてい
るため、検出の際、指標板１２５には照明が必要であ
る。そこで、指標板１２５を透過型とし発光素子１３１
（照明手段）を指標板１２５の裏側に設けた。発光素子
にはＬＥＤなどが使用できる。また、発光素子１３１の
その背面の壁に対する反射光がＡＦセンサモジュール１
０５に入射しても、検出に狂いが生じないように、指標
板１２５の背景は無地の壁１４５とした。なお、本実施
形態では指標板１２５の裏側に発光素子を配置したが、
表側に配置してもよい。
るため、検出の際、指標板１２５には照明が必要であ
る。そこで、指標板１２５を透過型とし発光素子１３１
（照明手段）を指標板１２５の裏側に設けた。発光素子
にはＬＥＤなどが使用できる。また、発光素子１３１の
その背面の壁に対する反射光がＡＦセンサモジュール１
０５に入射しても、検出に狂いが生じないように、指標
板１２５の背景は無地の壁１４５とした。なお、本実施
形態では指標板１２５の裏側に発光素子を配置したが、
表側に配置してもよい。
【００２０】本実施形態では、反射ミラー１０３を焦点
検出位置Ａと指標検出位置Ｂの間で回動させる機構とし
たが、焦点検出光学系の光路と指標検出の光路を切り換
えることによって双方の焦点検出が可能な機構であれば
別の機構であってもよい。例えば、反射ミラー１０３を
指標検出位置Ｂの角度を維持したまま平行移動させる方
法がある。すなわち、図１において焦点検出光学系の光
路を確保する際は、反射ミラーを左方向にスライドさ
せ、指標検出の際は右方向にスライドさせるのである。
検出位置Ａと指標検出位置Ｂの間で回動させる機構とし
たが、焦点検出光学系の光路と指標検出の光路を切り換
えることによって双方の焦点検出が可能な機構であれば
別の機構であってもよい。例えば、反射ミラー１０３を
指標検出位置Ｂの角度を維持したまま平行移動させる方
法がある。すなわち、図１において焦点検出光学系の光
路を確保する際は、反射ミラーを左方向にスライドさ
せ、指標検出の際は右方向にスライドさせるのである。
【００２１】また、本実施形態では、指標板１２５から
の光束を反射ミラー１０３で反射させてＡＦセンサモジ
ュールに導く構成としたが、例えばＡＦセンサーモジュ
ール１０５等の配置を変えて、プリズム１３７からの光
束を反射させてＡＦセンサモジュール１０５に導く構成
であってもよい。
の光束を反射ミラー１０３で反射させてＡＦセンサモジ
ュールに導く構成としたが、例えばＡＦセンサーモジュ
ール１０５等の配置を変えて、プリズム１３７からの光
束を反射させてＡＦセンサモジュール１０５に導く構成
であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よれば、視準対象物像の焦点状態を検出する焦点検出手
段を、焦点調節レンズ群の位置検出にも使用できるよう
にしたため、従来のオートフォーカス機能に加え、焦点
調節レンズ群の駆動機構内の歯車のバックラッシュの影
響を受けることもなく、任意の距離を入力することによ
って、短時間で正確に合焦を行うことがが可能である。
また、光学式リニアエンコーダーと比較して安価であ
り、小型・軽量化の点で操作性が向上する。
よれば、視準対象物像の焦点状態を検出する焦点検出手
段を、焦点調節レンズ群の位置検出にも使用できるよう
にしたため、従来のオートフォーカス機能に加え、焦点
調節レンズ群の駆動機構内の歯車のバックラッシュの影
響を受けることもなく、任意の距離を入力することによ
って、短時間で正確に合焦を行うことがが可能である。
また、光学式リニアエンコーダーと比較して安価であ
り、小型・軽量化の点で操作性が向上する。
【図１】本発明の実施形態を示す測量機としてのオート
フォーカストータルステーションの部分断面図である。
フォーカストータルステーションの部分断面図である。
【図２】図１に示すオートフォーカストータルステーシ
ョンの部分拡大図である。
ョンの部分拡大図である。
【図３】図１の矢標ＩＩＩの位置から見た断面図であ
る。
る。
【図４】図１に示すオートフォーカストータルステーシ
ョン内のポロプリズム１３５の斜視図である。
ョン内のポロプリズム１３５の斜視図である。
【図５】図１の指標板１２５を矢標ＩＶの位置から見た
拡大図である。
拡大図である。
【図６】図１のキーボード１４３を矢標Ｖの方向から見
た正面図である。
た正面図である。
【図７】焦点調節レンズ群位置検出にリレーレンズを加
えたオートフォーカストータルステーションの部分断面
図である。
えたオートフォーカストータルステーションの部分断面
図である。
【図８】図６に示すオートフォーカストータルステーシ
ョンの部分拡大図である。
ョンの部分拡大図である。
【図９】リレーレンズ１４１を配置した場合の指標板１
２５からＡＦセンサモジュール１０５までの光路を示す
図である。
２５からＡＦセンサモジュール１０５までの光路を示す
図である。
１０１ オートフォーカストータルステーション １０３ 反射ミラー １０３ａ 反射面 １０３ｂ 背面 １０４ 軸 １０５ ＡＦセンサモジュール １０７ 対物レンズ １０９ 焦点板 １１０ レンズ保持環 １１１ 駆動モータ １１２ カム溝 １１３ ピン １１４ カム環 １１４ａ ギア １１５ 焦点調節レンズ群 １１６ ギア １１７ エンコーダユニット １１８ 固定鏡筒 １１９ 数字キー １２１ 制御基板 １２３ ロータリーソレノイド １２５ 指標板 １２７ 基準焦点面 １２９ 望遠鏡 １３１ 発光素子 １３３ チャート １３５ ポロプリズム １３７ プリズム １３８ 分割コート面 １３９ 接眼レンズ １４１ リレーレンズ １４３ キーボード １４５ 無地の壁 １４６ 第２反射面 Ａ 焦点検出位置 Ｂ 指標検出位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 15/00 - 15/14 G01C 3/00 - 3/32 G01B 11/00 - 11/30 102 G02B 7/28 - 7/40
Claims (14)
- 【請求項１】 光軸に沿って移動する焦点調節レンズを
備えた望遠光学系と、前記焦点調節レンズを透過した物
体光束を分岐面において前記望遠光学系から分岐する分
岐光学素子と、この分岐光学素子で分岐された物体光束
を受光する焦点検出手段と、を備えた自動焦点検出測量
機において、 前記焦点調節レンズに、望遠光学系光路外に位置する指
標部材を備え、 前記分岐光学素子と前記焦点検出手段との間に、前記分
岐光学素子からの光束を前記焦点検出手段に導く位置
と、前記指標部材からの光束を前記焦点検出手段に導く
位置との間で移動可能な反射部材を設けたことを特徴と
する焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の焦点調節レンズ位置検
出装置において、前記反射部材が前記分岐光学素子から
の光束を前記焦点検出手段に導く位置は、前記分岐光学
素子から前記焦点検出手段までの光路を確保する位置で
あり、前記指標部材からの光束を前記焦点検出手段に導
く位置は、前記分岐光学素子から前記焦点検出手段まで
の光路を遮り前記指標部材からの光束を反射させて前記
焦点検出手段に導く位置である焦点調節レンズ位置検出
装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の焦点調節レン
ズ位置検出装置において、前記反射部材はその端部を軸
として前記二つの位置に回動移動可能に軸着されている
焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項に記載の
焦点調節レンズ位置検出装置において、前記反射部材
が、前記分岐光学素子からの光束を前記焦点検出手段に
導く位置にある場合は、前記望遠光学系のデフォーカス
量が前記焦点検出手段によって検出され、そのデフォー
カス量に基づいて前記焦点調節レンズを合焦位置まで移
動させるレンズ移動手段を備えた焦点調節レンズ位置検
出装置。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
焦点調節レンズ位置検出装置において、前記反射部材
が、前記指標部材からの光束を前記焦点検出手段に導く
位置にある場合は、前記焦点検出手段の検出結果を基に
前記指標部材から前記焦点検出手段までの距離を求める
手段を備えた焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の焦点調節レンズ位置検
出装置において、前記指標部材から前記焦点検出手段ま
での距離と、その距離における合焦距離とが関連づけら
れた焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の焦点調節レンズ位置検
出装置において、目標物迄の距離に対する前記焦点調節
レンズの合焦位置は演算装置の演算によって決定される
焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項８】 請求項６または７に記載の焦点調節レン
ズ位置検出装置において、前記指標部材から前記焦点検
出手段までの距離に基づいて焦点調節レンズを移動させ
るレンズ移動手段を備えた焦点調節レンズ位置検出装
置。 - 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項に記載の
焦点調節レンズ位置検出装置において、前記指標部材と
前記反射部材との間に指標の像を形成する光学素子を設
けた焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の焦点調節レンズ位置
検出装置において、前記光学素子はリレーレンズである
焦点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか１項に記
載の焦点調節レンズ位置検出装置において、前記指標部
材を照明する手段を備えた焦点調節レンズ位置検出装
置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の焦点調節レンズ位
置検出装置において、前記照明手段は前記指標部材の近
傍で、かつ前記反射部材とは反対側に設けられた焦点調
節レンズ位置検出装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の焦点調節レンズ位
置検出装置において、前記指標部材は光透過型である焦
点調節レンズ位置検出装置。 - 【請求項１４】 請求項１１から１３のいずれか１項に
記載の焦点調節レンズ位置検出装置において、前記反射
部材が前記指標部材からの光束を反射させて前記焦点検
出手段に導く位置にあるときに前記照明手段を点灯する
焦点調節レンズ位置検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16393798A JP3174551B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 焦点調節レンズ位置検出装置 |
| US09/330,020 US6072642A (en) | 1998-06-11 | 1999-06-11 | Focusing lens position detection apparatus and an auto-focus surveying apparatus |
| DE19926706A DE19926706C2 (de) | 1998-06-11 | 1999-06-11 | Autofokus-Vermessungsinstrument und hierfür bestimmte Vorrichtung zum Erfassen der Position einer Fokussierlinse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16393798A JP3174551B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 焦点調節レンズ位置検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11351871A JPH11351871A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3174551B2 true JP3174551B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=15783665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16393798A Expired - Fee Related JP3174551B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 焦点調節レンズ位置検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6072642A (ja) |
| JP (1) | JP3174551B2 (ja) |
| DE (1) | DE19926706C2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3723721B2 (ja) | 2000-05-09 | 2005-12-07 | ペンタックス株式会社 | 光波測距儀及びａｆ機能を有する光波測距儀 |
| JP3713185B2 (ja) | 2000-05-11 | 2005-11-02 | ペンタックス株式会社 | Ａｆ測量機 |
| JP3590565B2 (ja) | 2000-05-11 | 2004-11-17 | ペンタックス株式会社 | 光波距離計を有する測量機 |
| JP2001324327A (ja) | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Asahi Optical Co Ltd | 分岐光学系を用いたａｆ測量機 |
| JP3634719B2 (ja) | 2000-05-25 | 2005-03-30 | ペンタックス株式会社 | Ａｆ機能を有する光波測距儀 |
| JP3718411B2 (ja) | 2000-05-30 | 2005-11-24 | ペンタックス株式会社 | Ａｆ測量機 |
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| JP2002221656A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Olympus Optical Co Ltd | 焦点調整装置 |
| JP3892704B2 (ja) | 2001-10-30 | 2007-03-14 | ペンタックス株式会社 | 光波測距儀 |
| JP2006091260A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | レンズ駆動装置及びデジタルカメラ |
| JP4874668B2 (ja) * | 2006-02-22 | 2012-02-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | オートフォーカスユニット及びカメラ |
| JP4874669B2 (ja) * | 2006-02-22 | 2012-02-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | オートフォーカスユニット及びデジタルカメラ |
| JP4573789B2 (ja) * | 2006-03-16 | 2010-11-04 | Ｈｏｙａ株式会社 | 被写体追尾システム |
| EP2194399A1 (de) | 2008-12-03 | 2010-06-09 | Leica Geosystems AG | Positionsbestimmungsverfahren und geodätisches Vermessungssystem |
| EP2219011A1 (de) | 2009-02-11 | 2010-08-18 | Leica Geosystems AG | Geodätisches Vermessungsgerät |
| EP2405236B1 (de) | 2010-07-07 | 2012-10-31 | Leica Geosystems AG | Geodätisches Vermessungsgerät mit automatischer hochpräziser Zielpunkt-Anzielfunktionalität |
| EP2431708A1 (de) | 2010-09-16 | 2012-03-21 | Leica Geosystems AG | Geodätisches Vermessungssystem mit in einer Fernbedieneinheit integrierter Kamera |
| EP2511658A1 (de) | 2011-04-14 | 2012-10-17 | Hexagon Technology Center GmbH | Vermessungssystem und Verfahren zur Neupunktbestimmung |
| EP2511659A1 (de) | 2011-04-14 | 2012-10-17 | Hexagon Technology Center GmbH | Geodätisches Markierungssystem zur Markierung von Zielpunkten |
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| EP2551636A1 (de) | 2011-07-25 | 2013-01-30 | Leica Geosystems AG | Berührungslos bedienbare Vermessungsvorrichtung und Steuerverfahren für eine solche |
| EP2551635A1 (de) | 2011-07-26 | 2013-01-30 | Hexagon Technology Center GmbH | Optisches Messsystem mit Filtereinheit zur Extraktion elektromagnetischer Strahlung |
| EP2570769A1 (de) | 2011-09-13 | 2013-03-20 | Hexagon Technology Center GmbH | Geodätisches Vermessungssystem und Verfahren mit multipler Zielverfolgungsfunktionalität |
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