KR20140125848A - 줌 렌즈 및 선형 인코더를 포함하는 카메라 시스템 - Google Patents

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마르코 뤼셔
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라이카 게오시스템스 아게
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Abstract

줌 렌즈를 포함하고, 특히 측정 장치에 사용하기 위한 카메라 시스템(1)은 튜브 내부(3) 및 광축(4)을 규정하는, 튜브 본체(2)를 가지는 관형 안내 시스템, 안내 시스템의 하류에 배치되고 광 방사선을 검출하기 위한 광학 센서(51)를 가지는 센서 모듈(50), 적어도 하나의 광학 요소(27-29) 및 광학 시스템 캐리어(200)를 가지는 광학 조립체를 가지며 튜브 내부(3)에서 광축(4)을 따라 선형으로 이동 가능한 방식으로 배열되고 광축(4)에 수직인 평면에서 튜브 본체(2)를 통해 실질적으로 유극 없이 안내되는 방식으로 장착되는 적어도 하나의 제 1 캐리지(20), 및 광축(4)을 따라 제 1 캐리지(20)를 이동시키기 위한 제 1 구동 시스템(60)을 가지며, 상기 제 1 구동 시스템은 안내 시스템으로부터 분리되어 있고, 제 1 캐리지(20)는 제 1 위치 전달기 요소(21, 21')를 가지며, 제 1 캐리지(20)의 선형 위치에 링크되는 위치-의존 제 1 스캐닝 신호가 발생되어, 제 1 캐리지(20)의 선형 위치가 유도될 수 있는 방식으로 제 1 스캐닝 센서(71, 71')는 제 1 위치 전달기 요소(21, 21')를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

줌 렌즈 및 선형 인코더를 포함하는 카메라 시스템{Camera system comprising a zoom lens and a linear encoder}
본 발명은 특히 측량 장치들에 사용하기 위한, 이동 가능 줌 광학 조립체들 및 선형 인코더를 포함하는 카메라 시스템, 및 또한 이와 같은 카메라 시스템을 포함하는 레이저 트래커에 관한 것이다.
본 유형의 카메라 시스템들은 무엇보다도 레이저 트래커들에 사용된다. 종래 기술에 따른 레이저 트래커들은 보통 2차원의 감광 어레이를 가지는 광학 이미지 획득 유닛, 예를 들어, CCD 또는 CID 카메라 또는 CMOS 어레이 기반 카메라를 가지거나, 또는 화소 어레이 센서 및 이미지 처리 유닛을 가지고 구현된다. 레이저 트래커 및 카메라는 이 경우에 특히 이들의 위치들이 서로에 관해 변하지 않도록 포개져 설치된다. 카메라는 예를 들어 레이저 트래커와 함께 필수적으로 그것의 수직축을 중심으로 회전 가능하지만, 레이저 트래커와 무관하게 상하로 피봇 가능하므로 특히 레이저 비임의 광학(optics)과는 떨어져 배열된다. 특히, 카메라는 어안 렌즈(fisheye lens)를 가질 수 있으므로 카메라를 피봇팅시키는 것이 회피되고 또는 카메라의 매우 큰 이미지 획득 범위 때문에 적어도 제한된 범위까지 필요하다. 게다가, 카메라는 - 예를 들어 각각의 적용에 의존하여 - 단지 하나의 축을 중심으로 피봇하는 것처럼 구현될 수 있다. 카메라는 또한 공유 하우징(shared housing)에 레이저 광학(laser optics)을 갖는 통합 구성으로 설치될 수 있다.
마킹들을 가지는 소위 측정 보조 기기의 - 이미지 획득 및 이미지 처리 유닛에 의한 - 이미지의 획득 및 분석에 의해, 서로에 대해 알려져 있는 상대 위치, 측정 보조 기기 상에 배열되는 물체(예를 들어, 프로브)의 공간에서의 방위가 결론 내려질 수 있다. 타겟 지점의 결정된 공간 위치와 함께, 또한 공간에서의 물체의 위치 및 방위가 절대적으로 및/또는 레이저 트래커와 관련하여 정확하게 결정될 수 있다.
그러므로, 언급한 측정 장치를 이용하여 측정되는 물체(object), 위치 및 방위는 물체 자체이지 않아야 하고, 오히려 측정 보조 기기일 수 있다. 측정 시스템의 부분으로서, 측정을 위해 그것은 목표 물체와 관련하여 기계적으로 규정되고 또는 측량 중 결정 가능한 위치로 이동되고, 여기서 물체 - 예를 들어 측정 프로브(measuring probe) - 의 위치 및 선택적으로 방위는 그것의 피측량 위치 및 방위로부터 결론 내려질 수 있다.
이와 같은 측정 보조 기기들은 목표 물체의 지점 위에 그것의 접촉점을 가지고 위치되는 소위 스캐닝 툴들(scanning tools)에 의해 구현될 수 있다. 스캐닝 툴은 마킹들, 예를 들어, 광 스폿들, 및 스캐닝 툴 상에 타겟 지점을 표현하고 레이저 트래커의 레이저 비임을 이용하여 타겟팅될 수 있는 반사기를 가지며, 여기서 스캐닝 툴의 접촉점에 관련한 마킹들 및 반사기의 위치들은 정확하게 알려져 있다. 측정 보조 기기는 또한 예를 들어 무접촉 표면 측량을 위한, 거리 측정을 위해 장비되는 핸드헬드 스캐너(handheld scanner)일 수 있고, 여기서 거리 측정을 위해 사용되는 스캐너 측정 비임의 방향 및 위치는 스캐너 상에 배열되는 반사기들 및 광 스폿들과 관련하여 정확하게 알려져 있다. 이와 같은 스캐너는 예를 들어 EP 0 553 266 A1에 기재되어 있다.
카메라의 획득 방향은 이미지가 레이저 트래커의 트래킹 비임(tracking beam) 방향에서 획득될 수 있도록 측정 보조 기기의 방위의 결정을 위해 계속해서 정렬된다.
카메라는 줌 기능을 더 가질 수 있고, 여기서 확대 스테이지는 레이저 트래커 및 타겟 지점 또는 측정 보조 기기(vario-camera) 간의 결정된 거리에 의존하여 설정될 수 있다. 그러므로, 이들 2개의 적응 기능들(adaptation functions)(정렬 및 확대)을 이용하여, 카메라는 측정 보조 기기 및 특히 측정 보조 기기의 광 스폿들이 이미징되는 이미지를 계속해서 획득할 수 있다. 따라서, 광 스폿들의 공간 배열의 전기적으로 분해 가능한 2차원 이미지가 생긴다.
레이저 트래커 및 공간에서 물체들의 위치 및 방위의 결정을 위한 이미지 획득 유닛 - 그 위에 광 스폿들(light spots) 및 반사기들이 배열됨 - 을 가지는 이와 같은 측정 장치는 예를 들어 US 5,973,788에 기재되어 있다.
줌 시스템들을 위한 안내 시스템이 EP 1 510 846 A1에 개시되어 있고, 이것을 이용하여 광학 조립체들, 예컨대 렌즈들 또는 렌즈군들(lens groups)은 줌 시스템의 광축을 따라 변위될 수 있다. 이 경우에, 광학 조립체, 특히 렌즈 또는 렌즈군을 수용하도록 실시되는 캐리지는 그것의 외측 상에 렌즈의 내경 상에 접촉하기 위한 다수의 접촉면들을 가진다. 스핀들 커브(spindle curve)가 캐리지의 규정된 이동을 위해 구동 유닛으로서 제공된다. 실제 선형 위치의 직접 피드백이 일어나지 않고, 그것은 단지 모터의 스텝들(steps)의 계수(counting)를 통해 유도될 수 있으므로, 만약 마모로 인해 모터 스텝이 증가하거나 - 심지어 최소로 - 감소하면, 모터의 노화 과정(aging process)의 결과로서 오류들(inaccuracies)이 발생할 수 있다. 또한, - 예를 들어, 장치의 충격으로 인해 - 계수되지 않는 스텝이 실행되는 것이 가능하다. 이것은 캐리지가 시스템에 의해 취해지는 상이한 위치에 위치되는 결과를 가질 수 있어, 퍼지 이미지들(fuzzy images) 및 한편에서는 측정 에러들을 야기할 수 있는, 또한 다른 한편에서는 장치에 손상을 줄 수 있다.
본 발명의 하나의 목적은, 줌 렌즈를 포함하는 카메라에 대해, 캐리지의 선형 위치결정에서 증가된 정밀도를 가지는 개선된 안내 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 특수 목적은 개선된, 특히 더 정확한 위치 피드백을 갖는 이와 같은 안내 시스템을 제공하는 것이다.
추가의 목적은 레이저 트래커의 카메라를 위한 이와 같은 안내 시스템을 제공하는 것이다.
이들 목적들 중 적어도 하나는 청구항 1 및/또는 추가의 청구항들의 특징들을 가지는 카메라 시스템에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예들은 종속 청구항들에서 발견된다.
본 발명에 따른 카메라 시스템은 렌즈 시스템을 가지는 줌 렌즈 및 렌즈 시스템으로부터 하류에 배열되는 카메라 센서, 특히 CMOS 센서를 가진다. 렌즈 시스템은 하나 이상의 고정 광학 조립체들 및 하나 이상의 이동 가능 줌 광학 조립체들을 구비한다. 렌즈 시스템은 바람직하게는 2개의 고정 및 2개의 이동 가능 광학 조립체들을 가지며, 여기서 2개의 이동 가능 조립체들은 2개의 고정 조립체들 사이에 위치된다.
이동 가능 줌 광학 조립체들 각각은 광학 캐리어에 의해 유극 없이 보유된다. 광학 캐리어들 및 광학 조립체들은 각각의 경우에 이 경우에 캐리지 형태의 모듈을 형성하고, 여기서 캐리지들 각각은 필수적으로 원형 단면을 가진다.
캐리지들은 렌즈 튜브 내에서 안내되고, 여기서 볼 케이지들 또는 슬라이딩 요소들은 렌즈 튜브와 접촉점들(contact points) 또는 접촉점들(touch points)을 형성하고 그러므로 캐리지들 또는 그것에 의해 보유되는 줌 광학 조립체들의 축방향 이동성을 제공한다. 슬라이딩 요소들에 의해 안내하는 경우에, 프리-텐션 요소에 의해 프리-텐션되는 슬라이딩 요소들은, 캐리지들의 상측 상에서, 이 경우에 조정을 위해 나사고정 및 회전되는 슬라이딩 요소들이 필수적으로 렌즈 튜브의 내측면(inner lateral surface) 상에 유극 없이 유지되는 것을 보장한다.
렌즈 튜브는 단지 본 발명의 의미에서 횡방향으로 폐쇄된 중공 실린더로서 이해되지 않는다. 오히려, 그 용어는 광축을 따라 캐리지들의 안내를 보장하는 관형 안내 시스템의 의미에서 본 발명의 의미에서 기능적으로 이해되어야 한다. 특히, 렌즈 튜브는 또한 둥근 형상 외에, 타원 형상 또는 다각 형상을 가질 수 있다. 렌즈 튜브는 또한 특히 종방향 슬롯들 형태의 개구들을 가질 수 있고, 광축의 방향으로 배열되는 개개의 종방향 세그먼트들로 구성될 수 있고, 이들은 필수적으로 이들의 배열에 의해 중공 실린더 형상의 윤곽을 개략적으로 보여준다.
캐리지들은 각각 렌즈 튜브의 안내 시스템으로부터 분리되는, 구동 유닛에 의해 광축을 따라 이동 가능하다. 구동 유닛들은 모터들 및 운동-전달 요소들을 가지며, 여기서 캐리지들은 각각 구동기에 의해 운동-전달 요소의 운동들에 결합된다. 캐리지들 상에 고정된 구동기들은 튜브 내에서 이들 구동기들을 안내하기 위해 제공되는 안내 종방향 슬롯들과 함께, 튜브 가이드 내부에서 롤링 트위스팅(rolling twisting)에 대한 캐리지들을 위한 보호(safeguard)를 보장한다.
구동기들은 바람직하게는 캐리지의 부분으로서 구현되고, 즉, 예를 들어 광학 캐리어에 고정적으로 부착되고, 특히 광학 캐리어를 갖는 공유 구성요소 위에 나사고정되거나 그것으로서 구현된다. 구동기는 이때 특히 볼 조인트에 의해, 구동 유닛의 운동-전달 요소 위에 이동 가능하게 배열된다. 대안으로, 구동기는 또한 운동-전달 요소 위에 고정적으로 및 캐리지 위에 이동 가능하게 배열될 수 있다. 구동기는 렌즈 튜브의 종방향 슬롯에서 안내되고 - 바람직하게 슬라이딩 요소가 제공되고 - 따라서 광축에 평행한 평면에서 캐리지의 트위스팅(twisting)을 방지한다. 대안으로, 구동기가 캐리지에 1개 또는 2개의 자석들에 의해 동작 가능하게 링크될 수 있어, 구동기를 위한 개구가 이러한 점에서 튜브 본체에 필요하지 않다.
다양한 변형예들이 모터들로서 생각할 수 있고, 특히 직류 모터들 또는 선형 피에조 모터들이 고려된다. 운동-전달 요소는 예를 들어 벨트, 특히 직류 모터에 의해 구동 가능한 톱니 부착 벨트 또는 평 벨트(flat belt) 위에 고정될 수 있고, 또는 피에조 모터에 의해 이동 가능한 세라믹 로드(ceramic rod)로서 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 각각의 캐리지는 특히 광학적으로 또는 용량성으로(capacitively) 획득 가능한 위치 코드를 포함하는 위치 인코더 요소를 가진다. 위치 인코더 요소는 바람직하게는 광학 캐리어 상에, 특히 세멘티드-온 글라스 스케일(cemented-on glass scale) 형태로 배열될 수 있다.
더욱이, 바람직하게는 튜브 본체 상의 튜브 내부(tube interior) 밖 또는 튜브 본체 안에 배열되는 스캐닝 센서가 제공된다. 스캐닝 센서는 특히 그것이 위치 인코더 요소 또는 위치 인코더 요소의 위치 코드를 획득하고 캐리지의 선형 위치가 유도 가능한, 그로부터 유도되는 스캐닝 신호를 발생할 수 있도록 구현된다. 만약 스캐닝 센서가 튜브 본체 상에 배열되면, 튜브 본체는 스캐닝 센서가 배열되고 특히 스캐닝 모듈에 의해 완전히 덮일 수 있는 코드 요소를 스캐닝하는데 적합한 개구를 가진다. 예를 들어, 생산자 마이크로이 시스템(MicroE System)의 타입 "Mercury 1500 P"의 인코더가 글라스 스케일을 가지는 선형 인코더로서 사용될 수 있다. 스캐닝 센서는 유리하게는 글라스 스케일로부터 2 내지 3 mm, 특히 2.25 내지 2.55 mm의 거리에 배열된다.
위치 인코더 요소는 또한, 만약 그것이 캐리지의 부분으로서 구현되거나 그 위에 고정적으로 설치되고, 특히 제자리에서 나사 고정되면, 구동기 위에 배열될 수 있다. 스캐닝 센서는 이 경우에, 특히 렌즈 튜브 밖에 배열되어, 그것은 구동기 상의 위치 코드를 획득할 수 있다. 대안으로, 구동기 자체는 또한 위치 인코더 요소로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 광은 3개의 광원들에 의해 감광 스캐닝 센서의 방향으로 방출될 수 있고, 여기서 음영들은 구동기에 의해 스캐닝 센서 상에 생성되고, 음영의 위치로부터 구동기 및 그러므로 캐리지의 선형 위치가 유동 가능하다.
각각의 위치 인코더 요소는 동일한 캐리지의 광학 조립체에 대해 불변 공간 관계로 배열되고, 특히 캐리지의 모든 구성요소들, 또는 적어도 광학 조립체 및 위치 인코더 요소를 보유하는 구성요소들은 유극 없이 서로 연결된다. 따라서, 스캐닝 센서에 의해 발생되는 신호로부터 직접 광학 조립체의 위치의 변경을 유도하는 것이 가능하다. 만약 공간 관계가 추가로 알려지면, 광학 조립체의 명확한 현재 위치가 또한 유도될 수 있다.
캐리지들의 광학 캐리어들은, EP 1 510 846 A1에 기재된 것과 같이, 바람직하게는 120°또는 90°의 원호를 그리는 슬라이딩 요소들이 배열되는 다수의 슬리브 세그먼트들을 가질 수 있다. 한편에서, 이것은 광축 방향에서 긴 안내 길이를 허용하고, 다른 한편에서, 이것은 다른 것 내부에서 인접한 캐리지들 것의 슬리브 세그먼트들의 슬라이딩에 의해 서로에 대해 캐리지의 광학 조립체들의 더 강한 접근을 가능하게 한다.
광학 캐리어 및 렌즈 튜브는 바람직하게는 알루미늄으로 제조된다. 광학 캐리어들 및 구동기들은 이 경우에 특히 알루미늄 주조에 의해 예를 들어 공유 구성요소로서 구현될 수 있고, 그렇지 않으면 구동기는 바람직하게는 강 합금으로 제조될 수 있다. 렌즈 튜브는 조정 및 유지보수 작업을 위한 개구들을 가질 수 있다. 튜브 내부의 벽은 바람직하게는 캐리지들의 안내를 개선하기 위해 표면-코팅된다. 조정을 위해 회전될 수 있는 슬라이딩 요소들은 바람직하게는 강 또는 구리 합금, 특히 강 또는 청동으로 구성된다.
모터-구동 피봇 가능한 셔터 장치는 바람직하게는 블랙 조정(black adjustment)을 위해 제공될 수 있다.
특히, 안내 시스템은 특히 레이저 트래커의 부분으로서 바리오-카메라(vario-camera)에 사용하기 적합하다. 바리오-카메라는 이 경우에 줌-기능을 가지는 카메라로서 이해되고, 여기서 확대 스테이지는 카메라와 타겟 간의 결정된 거리에 의존하여 설정될 수 있고, 특히 그 결과로 타겟은 그것의 거리와 무관하게 동일한 크기로 항상 이미징될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 카메라 시스템이 개략적으로 설명된 실시예들에 기초하여 기술될 것이다. 본 발명의 다른 이점들 및 특징들은 첨부 도면들과 함께 현재의 바람직한 실시예들의 다음의 설명으로부터 명백하다.
도 1a-c는 본 발명에 따른 카메라 시스템을 2개의 측면들로부터 측면도로 나타내고;
도 2a-c는 캐리지의 제 1 실시예를 측면도 및 단면도로 나타내고;
도 3은 캐리지의 제 2 실시예를 측면도로 나타내고;
도 4는 렌즈 튜브 및 2개의 구동 유닛들을 통한 단면도를 나타내고;
도 5a-c는 구동기의 제 1 실시예를 나타내고;
도 6은 구동기의 제 2 실시예를 나타내고;
도 7a-b는 위치 인코더 요소로서 구동기를 갖는 인코더의 대안의 실시예를 나타내고;
도 8은 본 발명에 따른 카메라 시스템을 통한 종단면도를 나타내고;
도 9a-b는 노출된 캐리지들 및 광학 조립체들을 가지는 본 발명에 따른 카메라 시스템의 렌즈 튜브를 통한 종단면도를 나타내고;
도 10은 본 발명에 따른 카메라 시스템을 가지는 레이저 트래커의 2개의 실시예들을 나타낸다.
도 1a 내지 1c는 본 발명에 따른 카메라 시스템(1)을 나타낸다. 이 경우에, 도 1a 및 1b는 카메라 시스템(1)을 제 1 측면도로 나타내고 도 1c는 동일한 카메라 시스템(1)의 대향측으로부터의 뷰(view)를 나타낸다.
도 1a에 나타낸 본 발명에 따른 카메라 시스템(1)은 렌즈 튜브를 포함하고, 이 렌즈 튜브는 튜브 본체(2)를 가지며, 일단부에서 렌즈 형태의 광학 요소(17)를 이용하여 그리고 다른 단부에서 센서 요소(50)에 의해 경계가 정해진다. 외측 상에서, 튜브 본체(2)는 - 여기에 예로서 도시된 것과 같이 - 실린더 형상을 가정할 수 있지만, 또한 입방체 블록(cuboid block) 형상 또는 다른 형상을 가질 수 있다. 그러나, 튜브 본체(2)에 의해 규정되는 렌즈 튜브의 내부(튜브 내부) - 여기에는 도시하지 않음 - 는 유리하게는 기본적으로 원통 형상을 가진다.
제 1 캐리지(20)가 부착되고 그래서 그것은 튜브 내부에서 선형으로 이동 가능하다. 캐리지(20)는 광학 조립체 및 광학 캐리어(200)를 가지며 렌즈 튜브의 종축을 따라 구동 유닛(60)에 의해 이동 가능하다. 구동 유닛(60)은 특히 직류 기어드 모터(geared motor) 형태의 모터(61), 프리-텐션될 수 있는 편향 롤러(62), 추가의 편향 롤러(63), 및 편향 롤러들(62, 63)을 통해 팽팽해지는 톱니 부착 벨트(toothed belt; 64)를 가진다.
구동기(25)를 통해 캐리지(20)에 운동을 전달하는 운동-전달 요소(movement-transmitting element; 65)는 톱니 부착 벨트(64) 상에 고정되고 예를 들어 클램핑된다. 구동기(25)를 안내하기 위해, 튜브 본체(2)는 종방향 슬롯(26)을 가진다. 이러한 안내 종방향 슬롯(26)에서 더 양호한 슬라이딩을 위해, 구동기(25)는 슬라이딩 요소들(도시하지 않음)을 가질 수 있다.
위치 코드(position code)를 획득하고 캐리지(20)의 위치를 유도하기 위한 스캐닝 모듈(scanning module; 70)이 튜브 본체(2) 상에 배열된다.
도 1b에서, 이러한 스캐닝 모듈(70)은 가독성(comprehensibility)을 위해 튜브 본체(2)로부터 분해되어 도시된다. 따라서, 추가의 개구(22)가 스캐닝 모듈(70) 아래의 튜브 본체(2)에서 인식 가능하다. 캐리지(20) - 그것의 아웃라인들은 점선들에 의해 튜브 본체(2)의 벽 뒤에 도시됨 - 상에서, 위치 인코더 요소(21)는 스캐닝 모듈(70)의 스캐닝 센서(71)에 의해 획득 가능하고 캐리지(20)의 선형 위치가 유도 가능한, 위치 코드를 보유하는, 예를 들어 글라스 스케일(glass scale) 형태의 개구(22)의 높이에 위치된다.
도 1c는 대향측으로부터의 카메라 시스템(1)을 나타내고, 그 결과 튜브 내부의 제 2 캐리지(30)가 보인다. 이러한 캐리지는 프리-텐션될 수 있는 편향 롤러(82)를 가지는 제 2 구동 시스템(80), 추가의 편향 롤러(83), 톱니 부착 벨트(84), 및 운동-전달 요소(85)에 의해 구동된다. 운동-전달 요소(85)는 구동기(35)를 통해 캐리지(30)에 운동을 전달하고, 여기서 튜브 본체(2)는 또한 이것의 측면 상에 구동기(35)를 위한 안내 종방향 슬롯(36)을 가진다. 위치 코드를 획득하고 제 2 캐리지(30)의 위치를 유도하기 위한 제 2 스캐닝 모듈(90)은 튜브 본체(2) 상에 배열된다.
도 2a-c는 도 1a-1c로부터 제 1 캐리지(20)의 예에 대한 본 발명에 따른 캐리지의 구성의 예를 나타낸다. 본 발명에 따른 캐리지는 서로에 고정적으로 연결되는 다수의 구성요소들의 모듈을 형성한다.
도 2a는 캐리지(20)의 측면도이다. 광학 요소(27)는 렌즈 형태로 캐리지의 광학 조립체의 부분으로서 도시된다. 광학 조립체를 둘러싸는 광학 캐리어(200)는 바람직하게는 알루미늄으로 제조된다. 위치 인코더 요소(21)는 광학 캐리어(200) 상에 배열되고, 이 광학 캐리어(200)는 위치 코드를 보유하고, 이 위치 코드는 스캐닝 센서에 의해 획득 가능하고, 그것으로부터 캐리지(20)의 선형 위치가 유도 가능하다. 위치 인코더 요소(21)는 특히 글라스 스케일이고 광학 캐리어(200) 상에 접착된다. 구동기(25)는 광학 캐리어(200)에 고정적으로 연결되고, 예를 들어 그것 위에 나사 고정되거나 공유 구성요소로서 구현되고, 구동 유닛의 운동-전달 요소에 대한 연결을 표현한다(여기에는 도시되지 않음). 2가지 유형들의 슬라이딩 요소들(23, 24), 즉 프리-텐션될 수 있는 2개의 슬라이딩 요소들(23) 및 조정을 위해 회전되는 다수의 슬라이딩 요소들(24)이 광학 캐리어(200) 상에 배열되고, 후자는 특히 강(steel) 또는 청동(bronze)으로 구성된다.
도 2b는 렌즈 튜브에 배열되는, 도 2a로부터 동일한 캐리지(20)를 통한 단면도를 나타낸다. 프리-텐션될 수 있는 한쌍의 슬라이딩 요소들(23) 및 회전에 의해 조정되는 2쌍의 슬라이딩 요소들(24)은 광축에 수직인 평면에 튜브 내부(3) 상의 캐리지(20)의 슬라이드-안내 장착(slide-guided mounting)을 보장한다. 튜브 본체(2)는 알루미늄으로 제조되고, 튜브 내부(3)의 벽은 캐리지의 안내를 개선하기 위해 표면-코팅된다.
스캐닝 센서(71)를 가지는 스캐닝 모듈(70)은 튜브 본체(2) 상에 배열된다. 스캐닝 센서(71)가 광학 캐리어(200) 상에 배열되는 위치 인코더 요소(21)의 위치 코드를 획득하기 위해 구현되어, 제 1 캐리지(20)의 선형 위치에 링크되는 위치-의존 스캐닝 신호가 생성될 수 있고 제 1 캐리지(20)의 선형 위치가 유도 가능하다.
도 2c에서, 도 2a 및 2b로부터의 캐리지(20)가 대안의 튜브 본체(2) 내에 도시된다. 튜브 내부(3)는 다시 원형 단면을 가지며 원통형일 수 있지만, 튜브 본체(2)는 정사각형 단면을 가지며 직육면체(cuboid)이다. 스캐닝 센서(71)는 이 실시예에서 튜브 본체(2)에 통합된다. 게다가, 구동기(25)는 안내 종방향 슬롯(26)에서 선형 슬라이딩을 위한 슬라이딩 요소(26a)와 함께 도시된다.
캐리지(20)의 대안의 실시예가 도 3에 도시된다. 캐리지(20)의 광학 캐리어(200)는 이 경우에 일측면 상에 다수의 세그먼트들(201, 202)을 가진다. 이들 세그먼트들 각각은 슬라이딩 요소(23, 24)를 가진다. 위치 인코더 요소(21)는 상부 세그먼트(201) 상에 부분적으로 배열된다.
캐리지(20)의 안내 길이는 광학 캐리어(200)의 세그먼트들(201, 202)에 의해 확대된다. 만약, 도시된 캐리지(20)의 우측에 배열되는 제 2 캐리지(여기서는 도시되지 않음)의 경우에, 2개의 캐리지들의 접근시, 이들이 세그먼트들(201, 202) 사이의 중간 공간들에서 결합하도록 2개의 세그먼트들이 어긋나게 배열되면, 안내 길이의 확대는 2개의 캐리지들 사이의 균일한 최소 거리로 가능하게 된다. 세그먼트들의 수는 2개로 제한되지 않는다. 캐리지 당 하나의 세그먼트를 가지거나 3개 이상의 세그먼트들을 가지는 실시예들이 또한 가능하다.
도 4는 횡방향으로 배열되는 2개의 구동 유닛들(60, 80)을 가지는 도 2c로부터 렌즈 튜브를 통한 단면도를 나타낸다. 2개의 구동 유닛들(60, 80) 각각은 모터(61, 81), 이러한 모터에 의해 구동 가능하고 프리-텐션될 수 있는 편향 롤러(62, 82), 이것 및 추가의 편향 롤러(여기서는 도시되지 않음) 주위에서 팽팽해지는 톱니 부착 벨트(64, 84), 및 그 위에 클램핑되는 운동-전달 요소(65, 85)를 가진다. 캐리지의 부분으로서의 구동기(25, 35)는 각각의 경우에 볼 조인트(ball joint; 66, 86)를 통해 운동-전달 요소들(65, 85)에 부착된다.
도 5a-c는, 도 2b로부터의 캐리지(20)의 단면도로, 운동-전달 요소(65) 상의 구동기(25)의 제 1 실시예 및 그것의 서스펜션을 나타낸다.
도 5a는 구동기(25)의 제 1 실시예를 나타낸다. 그것은 그 안에서 캐리지(20)의 부분으로서 구현된다. 이러한 목적을 위해, 그것은 광학 캐리어(200)에 고정적으로 연결되고, 특히 광학 캐리어(200) 내로 나사 고정되거나 광학 홀더(optics holder)를 갖는 공유 부분으로서 알루미늄 캐스팅에 의해 제조된다. 구동기(25)는 톱니 부착 벨트(64) 상의 고정되는 운동-전달 요소(65)에 볼 조인트(66)를 통해 연결된다.
도 5b는 운동-전달 요소(65) 상의 구동기(25)의 제 1 실시예의 예시적인 고정(fastening)을 나타낸다. 운동-전달 요소(65)는 톱니 부착 벨트(64) 위에 클램핑되고, 구동기(25) 상에 고정되는 볼 조인트(66)가 정확한 위치에 고정되는 V자형 베어링(67)을 가진다.
도 5c는 구동기(25)의 제 1 실시예의 변형예를 나타낸다. 이 변형예에서, 위치 인코더 요소(21)는 구동기(25) 위에 배열되고 스캐닝 센서(71)는 대응하는 위치에 있다. 구동기(25)가 캐리지(20)의 부분으로서 구현되고 광학 캐리어(200)에 유극(play) 없이 연결되기 때문에, 캐리지(20)의 선형 위치는 구동기(25)의 선형 위치로부터 유도될 수 있다.
도 6은 구동기(25')의 제 2 실시예를 나타낸다. 구동기(25')는 그 안에서 운동-전달 요소(65)에 고정적으로 연결되고, 특히 하나의 부품(one piece) 위에 체결되거나 하나의 부품으로 제조된다. 구동기(25')는 볼 조인트(66)를 통해 캐리지(20)에 연결된다.
구동기의 추가의 변형예가 도 7a 및 7b에 도시된다. 광학 캐리어(200)에 유극 없이 연결되는 구동기는 이 경우에 위치 인코더 요소(21')로서 기능한다. 3개의 광원들(75)은 캐리지(20)의 변위능력(displaceability)의 방향을 따라, 감광 스캐닝 센서(71')에 대향하여 위치 인코더 요소(21') 상에 배열된다. 3개의 광원들(75)은 스캐닝 센서(71') 위에 광을 방출하고, 여기서 위치 인코더 요소(21')로서 구동기는 스캐닝 센서(71') 위에 3개의 음영들을 드리우고, 그렇게 함으로써 3개의 음영들은 획득 가능하다. 3개의 음영들의 위치로부터, 위치 인코더 요소(21')의 위치가 유도될 수 있고, 그러므로 캐리지(20)의 위치가 유도될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 카메라 시스템(1)을 통한 종단면도를 나타낸다. 튜브 본체(2)는 튜브 내부(3) 및 광축(4)을 규정한다. 광 방사선(optical radiation)을 수신하는 광학 센서(51)를 가지는 센서 모듈(50)이 렌즈 튜브의 단부에 배열된다.
고정 및 이동 가능(movable) 광학 조립체들이 단지 예들로서 튜브 내부(3)에서 광축(4)을 따라 배열된다. 렌즈 튜브의 전방 단부에서, 2개의 광학 요소들(17, 18)을 가지는 제 1 고정 광학 조립체(10)가 튜브 본체(2)에 연결되고, 렌즈 튜브의 후방 단부(rear end)에서, 광학 요소(41)를 가지는 제 2 고정 광학 조립체(40)가 부착된다. 2개의 고정 광학 조립체들(10, 40)은 바람직하게는 조정 가능하다.
2개의 고정 광학 조립체들(10, 40) 사이에서, 2개의 캐리지들(20, 30)이 장착되어 이들은 슬라이딩 요소들(23, 33)에 의해 광축(4)을 따라 이동 가능하다. 제 1 캐리지(20) 및 제 2 캐리지(30)는 각각 3개의 광학 요소들(27-29, 37-39)을 가지는, 광학 캐리어(200) 내에 배열되는 광학 그룹(optics group)을 가진다. 각각의 경우에, 2개의 슬라이딩 요소들(23, 33)은 광학 캐리어(200) 상에 배열되는 프리-텐션 요소(23a, 33a)에 의해 프리-텐션될 수 있다. 광학 요소들은 단지 상징적으로 도시되고 이 기술 분야에서 숙련된 사람에게 알려진 다양한 형상들을 가질 수 있다.
튜브 본체(2)를 통한 종단면도가 도 9a 및 9b에 도시되고, 여기서 튜브 내부(3)에 배열되는 캐리지들(20, 30), 및 고정 광학 조립체들(10, 40)은 각각의 경우에 측면도로 2개의 측면들로부터 도시된다. 캐리지들(20, 30)은 각각 광학 캐리어(200) 상에, 위치 인코더 요소(21, 31), 구동기(25, 35), 및 프리-텐션될 수 있는 한쌍의 슬라이딩 요소들(23, 33), 및 회전시켜 조정되는 2쌍의 슬라이딩 요소들(24, 34)을 가진다.
도 10은 본 발명에 따른 카메라 시스템의 적용을 위한 예로서 레이저 트래커(100, 110)의 2개의 상이한 실시예들을 나타낸다. 게다가, 측정 보조 기기(120)가 촉각 측정 기구(tactile measuring device)로서 여기서는 구현되어 도시된다.
양 레이저 트래커들(100, 110)은 특히 본 발명에 따른 카메라 시스템으로서 구현되는 이미지 획득 유닛을 가지며, 또는 본 발명에 따른 카메라 시스템을 가진다.
제 1 레이저 트래커(100)는 베이스(104) 및 지지체(103)를 가지며, 여기서 지지체(103)가 배열되어 그것은 베이스(104)에 의해 규정되는 피봇축(5)을 중심으로 베이스(104)에 관해 피봇 또는 회전 가능하다. 게다가, 타겟팅 유닛(102)은 타겟팅 유닛(102)이 경사축(트랜짓 축)을 중심으로 지지체(103)에 관해 피봇 가능하도록 지지체(103) 상에 배열된다. 이렇게 2축 주위에 제공되는 타겟팅 유닛(102)의 정렬 능력에 의해, 타겟팅 유닛(102)에 의해 방출되는 레이저 비임(6)이 유연하게 정렬될 수 있어 타겟들이 조준될 수 있다. 피봇축(5) 및 경사축은 기본적으로 이러한 목적을 위해 서로에 대해 직교하여 배열되고, 즉 정확한 축으로부터의 약간의 편차들이 예를 들어 이렇게 생긴 측정 에러들을 보상하기 위해 미리 결정되고 시스템에 저장될 수 있다.
도시된 배열에서, 레이저 비임(6)은 측정 보조 기기(120) 상의 반사기(121) 위로 배향되고 레이저 트래커(100)로 다시 그 위에서 역반사된다. 이러한 측정 레이저 비임(6)에 의해, 반사기(121)까지의 거리가 특히 실행시간 측정(runtime measurement)에 의해, 위상 측정 원리에 의해, 또는 피조 원리(Fizeau principle)에 의해 결정될 수 있다. 레이저 트래커(100)는 트래커(100)와 반사기(121) 사이의 이러한 거리를 결정하기 위해 미세 거리 측정 유닛, 및 타겟팅 유닛(102)의 위치를 획득하는 각도계들을 가지며, 타겟팅 유닛에 의해 레이저 비임(6)은 규정된 방식으로 정렬되고 안내될 수 있고, 따라서, 레이저 비임(6)의 전파 방향으로 결정하는 것을 가능하게 한다.
게다가, 레이저 트래커(100), 특히 타겟팅 유닛(102)은 센서 상에서 또는 CMOS의 획득된 이미지에서 센서 노출의 위치 결정을 위해 이미지 획득 유닛을 가지거나 또는 특히 CCD 카메라 또는 화소 센서 어레이 카메라로서 구현된다. 이와 같은 센서들은 검출기 상의 획득된 노출의 위치-감지 검출을 허용한다. 더욱이, 측정 보조 기기(120)는 촉각 센서(tactile sensor)를 가지며, 그것의 접촉점(123)은 측량될 목표 물체와 접촉될 수 있다. 이러한 접촉이 스캐닝 툴(scanning tool; 120)과 목표 물체 사이에 존재하는 동안, 공간에서의 접촉점(123)의 위치 및 그러므로 목표 물체 상의 지점의 좌표들이 정확하게 결정될 수 있다. 이러한 결정은 반사기(121) 및 예를 들어 발광 다이오드들로서 구현될 수 있는, 측정 보조 기기(120) 상에 배열되는 마킹들(122)에 대한 접촉점(123)의 규정된 상대 위치결정에 의해 수행된다. 대안으로, 마킹들(122)은 또한 이들이 예를 들어 규정된 파장의 방사선(역반사기들로서 구현되는 보조 포인트 마킹들(122))으로 조명할 경우에 입사 방사선을 반사시키고, 특히 특정 조명 특징을 디스플레이하거나, 또는 이들이 규정된 패턴 또는 컬러 코딩(color coding)을 가지도록 구현될 수 있다. 그러므로, 스캐닝 툴(120)의 방위는 이미지 획득 유닛의 센서를 이용하여 획득된 이미지에서 마킹들(122)의 위치 또는 분포로부터 결정될 수 있다.
제 2 레이저 트래커(110)는 반사기(121) 상에서 또한 정렬되는, 제 2 레이저 비임(7)을 방출하는 이미지 획득 유닛(115)으로부터 떨어져 있는 별개의 비임 안내 유닛(116)을 가진다. 양 레이저 비임(7) 및 이미지 획득 유닛(115)은 각각의 경우에 2개의 축선들을 중심으로 모터들에 의해 피봇 가능하고, 따라서, 이미지 획득 유닛(115)에 의해, 레이저 비임(117)을 이용하여 타겟팅되는 타겟(121) 및 측정 보조 기기(120)의 마킹들(122)이 획득될 수 있도록 정렬될 수 있다. 그러므로, 반사기(121)까지의 정밀한 거리 및 기기(120)의 방위는 여기서 마킹들(122)의 공간 위치에 기초하여 결정될 수 있다.
반사기(121) 상의 레이저 비임들(6, 7)의 각각의 정렬을 위해, 각각의 경우에, 특정 파장의, 특히 적외선 파장 범위의 방사선으로 반사기(121)를 조명하기 위한 조명 수단이 레이저 트래커들(100, 110) 상에 제공되고, 대안으로 위치-감지 검출기들을 가지는 적어도 2개의 카메라들이 각각의 트래커(100, 110) 상에 배열된다. 반사기(121) 상에서 반사되고 레이저 트래커들(100, 110)로 후방-산란되는 조명 방사선은 카메라에 의해 검출될 수 있고, 각각의 검출기 상의 반사기(121)의 위치는 위치-감지 검출기들 각각을 이용하여 이미징될 수 있다. 그러므로, 제 1 레이저 트래커(100)를 이용하여 그리고 제 2 레이저 트래커(110)를 이용하여, 반사기의 2개의 이미징된 위치들이 결정될 수 있고, 이들 이미징된 타겟 위치들에 의존하여, 타겟(반사기(121))이 예를 들어 사진측량법(photogrammetry)의 일반적으로 알려진 원리들에 따라 발견될 수 있고, 타겟팅 유닛(102) 또는 비임 안내 유닛(116)은 타겟이 측정 비임(6, 7)을 이용하여 타겟팅되도록 정렬될 수 있다.
게다가, 레이저 트래커(100, 110)의 2개의 이미지들 각각에 기초하여, 반사기의 대략적인 위치가 각각의 경우에 결정될 수 있다. 이러한 위치는 일반적인 기하학적 또는 삼각법 원리들에 따라, 예를 들어 삼각형의 기하학적 설계 원리들에 따라 또는 사인(sines) 및/또는 코사인(cosines) 법칙에 의해 결정될 수 있다. 게다가, 사진측량법(stereo photogrammetry)의 일반적으로 알려진 방법들이 대략적인 위치 결정을 위해 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 서로에 대한 각각의 트래커(100, 110) 상의 카메라들의 상대 위치들 및 특히 정렬들이 추가로 알려져 있다.
조명 수단 및 카메라들이 이러한 상황에서, 예를 들어 각각의 경우에 규정된 위치들에서, 이미지 획득 유닛(115), 비임 안내 유닛(116), 타겟팅 유닛(102), 지지체(103), 또는 베이스(104) 위에 배열될 수 있다.
각각의 레이저 비임(6, 7)의 방출 방향과 관련한 카메라들의 위치결정의 지식에 의해, 레이저 비임(6, 7)은 반사기(121)의 확인된 대략적인 위치 위에 정렬될 수 있고 그 위에 결합(로크-온)될 수 있다. 따라서, 카메라들의 획득 방향들에 대한 레이저 방출 방향의 설계-관련 오프셋에도 불구하고, 각각의 비임(6, 7)의 신속한 정렬이 수행될 수 있고, 카메라들 및 레이저 비임(6, 7)의 광축들에 의해 제공되는 시차(parallax)가 해결될 수 있다. 특히, 레이저 비임(6, 7)은 직접, 즉 반복적인 중간 단계 없이 타겟(121) 위에 정렬될 수 있다.
특히 - 반사기(121)의 대략적인 위치의 결정에 대한 대안으로 또는 추가로 - 반사기(121)에 대한 대략적인 거리가 검출기들 위에서(레이저 트래커(100, 110) 상에서) 획득되고 이들 위에 이미징된 타겟 위치들로부터 결정될 수 있다. 이러한 결정은 또한 일반적으로 유효한 기하학적 원리들(valid geometric principles)에 의해, 예를 들어 삼각형의 기하학적 구조 원리들에 의해 및/또는 사인 및/또는 코사인 법칙에 의해 수행될 수 있다.
도면들에 도시된 이들은 단지 가능한 예시적인 실시예들을 개략적으로 설명하는 것이 분명하다. 다양한 접근방법들이 또한 서로 및 또한 종래 기술의 방법들 및 장치들과 조합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 줌 렌즈(zoom lens)를 포함하고, 특히 측량 장치(surveying device)에 사용하기 위한 카메라 시스템(1)으로서,
    - 튜브 내부(3) 및 광축(4)을 규정하는, 튜브 본체(2)를 가지는 관형 안내 시스템(tubular guide system),
    - 광 방사선을 획득하기 위한 광학 센서(51)를 가지고, 상기 안내 시스템의 하류에 배열되는 센서 모듈(50),
    - 적어도 하나의 제 1 캐리지(20)로서,
    - 적어도 하나의 광학 요소(27-29) 및 광학 캐리어(200)를 가지는 광학 조립체를 가지며,
    - 상기 제 1 캐리지(20)가 상기 광축(4)을 따라 상기 튜브 내부(3)에서 선형으로 이동 가능하도록 배열되고,
    - 상기 광축(4)에 수직이며 상기 튜브 본체(2)를 통하는 평면에서 필수적으로 유극(play) 없이 장착되는, 상기 적어도 하나의 제 1 캐리지(20), 및
    - 상기 광축(4)을 따라 상기 제 1 캐리지(20)를 이동시키기 위해 구비되며, 상기 안내 시스템으로부터 분리되는 제 1 구동 시스템(60)을 가지는, 카메라 시스템(1)에 있어서,
    - 상기 제 1 캐리지(20)는 제 1 위치 인코더 요소(21, 21')를 가지며,
    - 제 1 스캐닝 센서(71, 71')는 상기 제 1 위치 인코더 요소(21, 21')를 획득하기 위해 구현되어, 상기 제 1 캐리지(20)의 상기 선형 위치에 링크되는 위치-의존 제 1 스캐닝 신호가 발생될 수 있고, 이에 따라 상기 제 1 캐리지(20)의 선형 위치가 유도 가능한 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 캐리어(200)는
    - 볼-장착되고(ball-mounted), 특히 볼 케이지(ball cage)에 의해 장착되고, 또는
    - 유극(play) 없이 상기 제 1 캐리지(20)의 플레인-베어링(plain-bearing) 장착을 위해 적어도 2개의, 특히 적어도 3개의 슬라이딩 요소들(23, 24)을 가지며, 특히 상기 광학 캐리어(200)는 적어도
    - 조정을 위해 회전되고, 특히 강(steel) 또는 구리 합금, 특히 강 또는 청동으로 만들어지는 슬라이딩 요소(24), 및/또는
    - 프리-텐션(pre-tension) 요소(23a)에 의해 프리-텐션될 수 있는 슬라이딩 요소(23)를 가지는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 인코더 요소(21)는
    - 상기 광학 캐리어(200) 위에 배열되고, 특히 상기 제 1 위치 인코더 요소(21)를 획득하기 위한 상기 제 1 스캐닝 센서(71)는 상기 튜브 본체(2)의 제 1 획득 개구(22)에 위치되고, 및/또는
    - 글라스 스케일(glass scale)로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 경우에, 상기 광축(4)을 따라 상기 튜브 내부(3)에 배열되고 특히 조정 가능한 적어도 하나의 광학 요소(17, 18, 47)를 가지는 적어도 하나의 고정 광학 조립체(10, 40)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정 광학 조립체(10, 40)는
    - 상기 튜브 내부(3)의 입구에 부착되는, 적어도 하나의 광학 요소(17, 18)를 가지는 제 1 고정 광학 조립체(10), 및/또는
    - 상기 센서 모듈(50)을 향하는 상기 튜브 내부(3)의 단부 상에 부착되는, 적어도 하나의 광학 요소(47)를 가지는 제 2 고정 광학 조립체(40)
    로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 시스템(60)은 적어도
    - 특히 직류 모터로서 구현되는 제 1 모터(61), 및
    - 제 1 운동 전달 요소(65)를 가지며,
    - 제 1 구동기(25, 25')는 상기 제 1 운동-전달 요소(65)와 상기 제 1 캐리지(20) 간의 연결을 형성하고, 특히 상기 제 1 운동-전달 요소(65) 및 또한 상기 제 1 캐리지(20) 모두에 설치되고, 및
    - 상기 튜브 본체(2)는 특히 상기 광축(4)에 평행한, 상기 제 1 구동기(25, 25')를 위한 제 1 안내 종방향 슬롯(26)을 가지는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 시스템(60)은 추가로
    - 상기 제 1 모터(61)에 의해 회전 가능하고, 특히 프리-텐션될 수 있는 제 1 편향 롤러(62), 및
    - 특히 상기 제 1 편향 롤러(62)의 회전에 의해 이동 가능하고, 특히 톱니 부착 벨트로서 구현되는 제 1 벨트(64)를 가지며,
    상기 제 1 운동-전달 요소(65)는 상기 제 1 벨트(64) 상에 고정되는(fastened) 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 구동기(25)는 상기 제 1 캐리지(20)의 부분이며 상기 광학 캐리어(200)에 유극 없이 연결되고, 특히 나사 고정되고, 특히 상기 제 1 구동기(25)는
    - 제 1 볼 조인트(66)를 통해 상기 제 1 운동-전달 요소(65)에 연결되고,
    - 상기 제 1 안내 종방향 슬롯(26)의 높이에 슬라이딩 요소를 가지며, 및/또는
    - 필수적으로 알루미늄 또는 강 합금(steel alloy)으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  9. 제 8 항에 있어서,
    - 상기 제 1 위치 인코더 요소(21)는 상기 제 1 구동기(25) 보다 상측에 배열되고, 또는
    - 상기 제 1 구동기(25)는 상기 제 1 위치 인코더 요소(21')로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 구동기(25')는 유극 없이 상기 제 1 운동-전달 요소(65)에 연결되고
    - 상기 제 1 캐리지(20)에,
    - 제 1 볼 조인트(66)를 통해 연결되고 또는
    - 자기 견인력들(magnetic attraction forces)에 의해 동작 가능하게 링크되고
    - 상기 제 1 안내 종방향 슬롯(26)의 상기 높이에 슬라이딩 요소를 가지며, 및/또는
    - 필수적으로 알루미늄 또는 강 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 광학 캐리어(200)는 필수적으로
    - 알루미늄으로 구성되고 및/또는
    - 원통형이고, 및/또는
    - 상기 광학 요소(17-18, 27-29, 47)는 렌즈 또는 렌즈군(lens group)인 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 제 2 캐리지(30)로서,
    - 적어도 하나의 광학 요소(37-39) 및 광학 캐리어(200)를 가지는 광학 조립체를 가지며,
    - 상기 제 2 캐리지(30)가 상기 광축(4)을 따라 상기 튜브 내부(3)에서 선형으로 이동 가능하도록 배열되고,
    - 상기 광축(4)에 수직이며, 상기 튜브 본체(2)를 통하는 평면에서 필수적으로 유극 없이 장착되는, 상기 제 2 캐리지(30),
    - 상기 광축(4)을 따라 상기 제 2 캐리지(30)를 이동시키기 위해 구비되며, 상기 안내 시스템으로부터 분리되는 제 2 구동 시스템(80),
    - 상기 제 2 캐리지(30) 위에 배열되는 제 2 위치 인코더 요소(31), 및
    - 제 2 스캐닝 센서(91)는 상기 제 2 위치 인코더 요소(31)를 획득하기 위해 구현되어, 상기 제 2 캐리지(30)의 상기 선형 위치에 링크되는 위치-의존 스캐닝 신호가 발생될 수 있고, 이에 따라 상기 제 2 캐리지(30)의 선형 위치가 유도 가능한 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 센서(51)는 CMOS 센서, CCD 센서 및 화소 어레이 센서 중 어느 하나로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 줌 렌즈는 줌-기능(zoom function)을 가지는 바리오-렌즈(vario-lens)로서 구현되고, 특히 확대 스테이지(enlargement stage)는 상기 카메라 시스템과 타겟 사이의 결정된 거리에 의존하여 설정 가능한 것을 특징으로 하는, 카메라 시스템(1).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 청구된 카메라 시스템(1)을 포함하는 레이저 트래커(100, 110).
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