(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、視準対物レンズと；焦点調節レンズと；レチクルと；を備え、この焦点調節レンズは、視準物体距離に応じて該物体像を上記レチクル上に結像させるべく位置調節可能である測量機の合焦調節装置において、
上記焦点調節レンズを光軸方向に駆動するための駆動力を供給するモータと；
上記レチクル上の物体像の合焦状態を検出しその出力に基づき該モータの回転を制御する合焦制御手段と；
上記焦点調節レンズとモータとの間に介在され、このモータの回転を受けたとき回転し上記焦点調節レンズを光軸方向に駆動する回転軸部材と；
この回転軸部材の軸と一致する軸を備え、軸方向に移動可能な略筒状の合焦調整ノブと；
この合焦調整ノブを軸方向の一方に移動させたとき、上記合焦調整ノブと回転軸部材との連係を断ち、上記モータと回転軸部材とを連係させて、上記合焦制御手段による焦点調節レンズの駆動制御を可能とする自動調整用クラッチと；
上記合焦調整ノブを軸方向の他方に移動させたとき、上記モータと回転軸部材との連係を断ち、該合焦調整ノブと上記回転軸部材とを連係させて、この合焦調整ノブによる手動調整を可能とする手動調整用クラッチと；
上記合焦調整ノブを、その軸回りの回転を規制しつつ、その軸方向に直線移動させる合焦調整ノブ移動手段と；
を備えたことを特徴とする測量機の合焦調節装置。
【請求項２】
請求項１において、上記合焦調整ノブ移動手段は、合焦調整ノブに対する相対回転を可能にかつ軸方向移動を規制された筒状の回転切換部材と、この回転切換部材の回転を合焦調整ノブの軸方向移動に変換する直進運動変換機構とを備えている測量機の合焦調節装置。
【請求項３】
請求項２において、上記直進運動変換機構は、
測量機本体に固定された固定部材に設けた、合焦調整ノブの軸方向に延びる直進案内溝；
回転切換部材に固定された移動部材に設けた、該軸方向に対して傾斜するリード溝；及び、
合焦調整ノブと軸方向に一体に移動可能で、上記直進案内溝とリード溝にともに嵌まる被案内部材；
を備えている測量機の合焦調節装置。
【請求項４】
請求項３において、合焦調整ノブの外周部には軸方向と直交する周方向溝が備えられ、該合焦調整ノブの外周には筒状部材が相対回転可能に嵌合しており、上記被案内部材は、この筒状部材にねじ部を螺入させかつ該筒状部材の内径側に突出する先端部を上記周方向溝に摺動可能に嵌合させた直進キーねじである測量機の合焦調節装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記合焦調整ノブ及び回転軸部材の軸方向は、上記視準対物レンズと焦点調節レンズとを備えた視準光学系の光軸と略直交し、該焦点調節レンズは該視準光学系の光軸と略平行に設けたラックを備え、該回転軸部材はこのラックと噛み合うピニオンを備えている測量機の合焦調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記自動調整用クラッチは、合焦調整ノブが軸方向の一方に移動したとき係合し、他方に移動したとき係合を解除する第１係合クラッチ部と第１係合クラッチ歯を備え、
上記手動調整用クラッチは、合焦調整ノブが軸方向の他方に移動したとき係合し、一方に移動したとき係合を解除する第２係合クラッチ部と第２係合クラッチ歯を備えている測量機の合焦調節装置。
【請求項７】
請求項６において、上記第１、第２の係合クラッチ歯はそれぞれ、スプリングにより第１、第２の係合クラッチ部に向けて移動付勢されている測量機の合焦調節装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記自動調整用クラッチと手動調整用クラッチのうちの少なくとも一方は摩擦クラッチからなる測量機の合焦調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、基準位置を含む同一水平面内の位置を視準するオートレベル等の測量機に搭載される合焦調節装置に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
オートレベルは、基本的に、視準望遠鏡と、水平補償光学系とからなる。視準望遠鏡を略水平にセットして基準位置を視準すると、視準望遠鏡の光軸が完全に水平面内に位置していなくても、水平補償光学系により視準線が水平になる。視準望遠鏡を光軸に直交する鉛直軸を中心に回動させ、別の視準点を視準すると、その視準点は、基準位置を含む水平面内に位置している。
【０００３】
このようなオートレベルでは、測量用標尺等の視準物体の距離に拘わらず明確な物体像を観察するため、焦点調節レンズが備えられている。すなわち、視準望遠鏡は、物体側から順に、対物レンズ、焦点調節レンズ及び接眼レンズからなり、この焦点調節レンズは、物体距離に応じて該物体像をレチクル上に結像させるべく位置調節され、レチクル上の像が接眼レンズを介して観察される。
【０００４】
ところで、視準望遠鏡による物体距離範囲を例えば０．２ｍ〜∞とし、焦点調節レンズを凹レンズとすると、焦点調節レンズの移動距離は３０ｍｍ前後となる。焦点調節レンズは、通常回転ノブの回転操作によって駆動されるが、回転ノブの回転角に対して物体像の移動量（つまり焦点調節レンズの移動量）を小さく設定すると、回転角に比してレチクル上の像の滞留時間が長い代わりにレンズの移動に時間がかかる。逆に回転ノブの回転角に比して物体像の移動量を大きくすると、回転角に比してレチクル上の像の滞留時間が短くなり、ときには物体像がレチクルを過ぎてしまうため、再調整のための時間を要する。また物体が遠距離にあるときには、回転ノブを僅かに回転させるだけで、焦点調節が可能であるのに、物体が比較的近距離にあるときには、回転ノブを回転させてもなかなか物体像がレチクル上に移動しないという現象が生じる。さらに、視準物体が前ピンなのか後ピンなのかの判断ができないため、合焦方向と逆方向に回転ノブを回転させてしまうこともある。
【０００５】
そこで、合焦調整（ピント調整）を自動で行なうオートレベルが考えられるが、その場合、合焦調整を必要に応じて手動または自動で行なうことができしかも手動と自動の切換えを簡単かつ確実に行なうことができる構造が望ましい。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、オートレベル等の測量機に関する上記問題意識に基づき、合焦調整を手動でも自動でも行なうことができるとともに、この手動調整と自動調整の切換えを簡単かつ確実に行なうことが可能な測量機の合焦調節装置を提供することを目的とする。
本発明はさらに、手動調整と自動調整の切換え時に、視準用望遠鏡が意に反して回転して視準中の物体が視野から外れる等の不具合を回避できる構造の測量機の合焦調節装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
上記目的を達成するための本発明は、物体側から順に、視準対物レンズと；焦点調節レンズと；レチクルと；を備え、この焦点調節レンズは、視準物体距離に応じて該物体像を上記レチクル上に結像させるべく位置調節可能である測量機の合焦調節装置において、上記焦点調節レンズを光軸方向に駆動するための駆動力を供給するモータと；上記レチクル上の物体像の合焦状態を検出しその出力に基づき該モータの回転を制御する合焦制御手段と；上記焦点調節レンズとモータとの間に介在され、このモータの回転を受けたとき回転し上記焦点調節レンズを光軸方向に駆動する回転軸部材と；この回転軸部材の軸と一致する軸を備え、軸方向に移動可能な略筒状の合焦調整ノブと；この合焦調整ノブを軸方向の一方に移動させたとき、上記合焦調整ノブと回転軸部材との連係を断ち、上記モータと回転軸部材とを連係させて、上記合焦制御手段による焦点調節レンズの駆動制御を可能とする自動調整用クラッチと；上記合焦調整ノブを軸方向の他方に移動させたとき、上記モータと回転軸部材との連係を断ち、該合焦調整ノブと上記回転軸部材とを連係させて、この合焦調整ノブによる手動調整を可能とする手動調整用クラッチと；上記合焦調整ノブを、その軸回りの回転を規制しつつ、その軸方向に直線移動させる合焦調整ノブ移動手段と；を備えたことを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、自動による合焦調整と手動による合焦調整を択一的に行なうことができ、しかも両調整状態の切換えを、合焦調整ノブの軸方向移動によって簡単かつ確実に行なうことができる。さらに、合焦調整ノブを軸方向に移動させる合焦調整ノブ移動手段を備えているので、手動調整状態と自動調整状態の切換え時に、視準中の物体が意に反して視野から外れたり、折角合わせた物体に対するピントがずれたりする不具合を回避することができる。
【０００９】
上記合焦調整ノブ移動手段は、合焦調整ノブに対する相対回転を可能にかつ軸方向移動を規制された筒状の回転切換部材と、この回転切換部材の回転を合焦調整ノブの軸方向移動に変換する直進運動変換機構とを備えているのが実際的である。
【００１０】
さらに、上記直進運動変換機構は、測量機本体に固定された固定部材に設けた、合焦調整ノブの軸方向に延びる直進案内溝；回転切換部材に固定された移動部材に設けた、該軸方向に対して傾斜するリード溝；及び、合焦調整ノブと軸方向に一体に移動可能で、上記直進案内溝とリード溝にともに嵌まる被案内部材；を備えているのが実際的である。
【００１１】
合焦調整ノブの外周部には軸方向と直交する周方向溝が備えられ、該合焦調整ノブの外周には筒状部材が相対回転可能に嵌合しており、上記被案内部材は、この筒状部材にねじ部を螺入させかつ該筒状部材の内径側に突出する先端部を上記周方向溝に摺動可能に嵌合させた直進キーねじであるのが好ましい。
【００１２】
また合焦調整ノブ及び回転軸部材の軸方向が、視準対物レンズと焦点調節レンズとを備えた視準光学系の光軸と略直交していれば、合焦調整ノブを測量機の長手方向の略中央部に配置することにより重心を測量機の略中心に位置させることが可能となる。これにより、合焦調整ノブの操作時に、測量機の重心から外れた部分に操作力が作用することが少なくなるため、測量機を水平に支持しやすくなる。さらに、焦点調節レンズが該視準光学系の光軸と略平行に設けたラックを備え、回転軸部材がこのラックと噛み合うピニオンを備えていれば、合焦調整ノブの回転力を焦点調節レンズに伝える機構を簡単な構成によって実現できるとともに、操作性を向上させることができる。
さらに、自動調整用クラッチと手動調整用クラッチのうちの少なくとも一方が摩擦クラッチからなると、クラッチが完全に接合されるまでのタイムラグを極めて小さくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図示実施形態について本発明を説明する。図１０、図１１は本発明を適用したオートレベル（測量機）の実施形態を示し、図８はこのオートレベル内の光学系とオートフォーカス制御系を概略的に示す。このオートレベル１０はＴＴＬ方式のＡＦ系を組み込んだもので、その視準用望遠鏡は、図８の左方に位置する測量用標尺（物体）Ｂ側から順に、正の視準対物レンズ１１、負の焦点調節レンズ１２、周知の水平補償光学系１３、分岐光学素子（ハーフミラー）１８、レチクル板１４、及び正の接眼レンズ１５を有している。これらの構成要素を有する本視準用望遠鏡は、倍率が例えば２４倍に設定され、回転テーブル１７上に固定した鏡筒部材１９に支持されている（図１０、図１１）。回転テーブル１７は、鉛直にセットされるべき鉛直軸１７Ｘを中心に回動可能に構成されていて、同一水平面内の任意の距離にある物体を視準することができる。対物レンズ１１と焦点調節レンズ１２を備えた視準光学系の光軸Ｏは、鉛直軸１７Ｘと直交する。
【００１４】
オートレベル１０はまた、焦点調節レンズ１２を光軸Ｏ方向に移動させる案内部材２２と、この案内部材２２に設けた光軸Ｏと平行なラック２２ａと、このラック２２ａに噛み合うピニオン部２５ａ（図１、図２）を有する回転軸部材２５とを有している。この回転軸部材２５を自動または手動で回転させることにより、焦点調節レンズ１２を光軸Ｏ方向に駆動して測量用標尺Ｂの合焦状態の調整（合焦調整）を行なうことができる。
【００１５】
さらにオートレベル１０は、回転軸部材２５を回転させるためのレンズ駆動モータ４２と、この駆動モータ４２の回転を該回転軸部材２５に伝えるための減速機構４１と、この減速機構４１の特定のギヤの回転数に基づき焦点調節レンズ１２の位置情報を、所定ビットのパルス信号として出力するエンコーダ４０とを有している。
【００１６】
分岐光学素子１８は、対物レンズ１１からレチクル板１４に至る光路を分岐させるもので、この結果形成された分岐光学系中には、レチクル板１４の共役面１４Ｃが設けられている。この共役面１４Ｃにおける合焦状態は、焦点検出センサ部２１で受光された受光信号に基づき、ＡＦ制御部４９の合焦状態検出部４８が検出する。
【００１７】
上記焦点検出センサ部２１は、共役面１４Ｃの近傍に置いたラインセンサで受光した受光信号を合焦状態検出部４８に出力するもので、具体的構成は種々知られている。図９は、その一例の原理を示すもので、共役面１４Ｃの後方に、集光レンズ２１ａ、一対のセパレータレンズ２１ｂ、及び、各セパレータレンズ２１ｂの後方にそれぞれ位置するＣＣＤ等の一対のラインセンサ２１ｃが配置されている。このラインセンサ２１ｃは、地表に垂直に立てた測量用標尺（スタッフ）Ｂを視準するとき、該測量用標尺Ｂと直交する位置関係で設けるのが良い。これによれば、測量用標尺Ｂとラインセンサ２１ｃの方向が一致することがないので、確実にＡＦ機能を得ることができる。
【００１８】
この一対のラインセンサ２１ｃに対する物体像の入射位置は、測量用標尺Ｂの像が共役面１４Ｃ上に正確に結像しているとき（合焦）、共役面１４Ｃより前方に結像しているとき（前ピン）、及び共役面１４Ｃより後方に結像しているとき（後ピン）とでそれぞれ異なり、かつ、合焦位置からのずれ量も、一対のラインセンサ２１ｃ上への物体像の結像位置によって判断できる。すなわち、一対のラインセンサ２１ｃの出力を受けた合焦状態検出部４８は、この出力をプリアンプ（図示せず）で増幅した後、演算回路（図示せず）で演算することにより、合焦、非合焦、前ピン、後ピン、デフォーカス量を検出し、その検出データをＣＰＵ４７に出力する。
【００１９】
ＡＦ制御部４９は、上記ＣＰＵ４７と合焦状態検出部４８の他に、モータドライバ４５とエンコーダパルス検出部４６とＲＡＭ５０とを備えている。
【００２０】
ＣＰＵ４７は、合焦状態検出部４８から受けたデフォーカス量のデータに基づき、共役面１４Ｃ上の物体像のピントを合わせる方向に焦点調節レンズ１２を駆動するべく、モータドライバ４５を介してレンズ駆動モータ４２に駆動信号を出力する。このレンズ駆動モータ４２の回転は、減速機構４１、回転軸部材２５、ラック２２ａを介して案内部材２２に伝達されるとともに、エンコーダ４０を介してパルスデータとしてエンコーダパルス検出部４６に出力される。このエンコーダパルス検出部４６はこのパルスデータに基づき、焦点調節レンズ１２の位置を、焦点調節レンズ１２により視準物体Ｂをレチクル１４上に結像させたときの物体距離を示す信号として、ＣＰＵ４７にフィードバックする。
【００２１】
次に、本発明の特徴である、合焦調整を自動または手動に切換えることが可能な合焦調節装置について説明する。
【００２２】
この合焦調節装置は、上記減速機構４１を有している。この減速機構４１は、図７に示すように、オートレベル１０本体の所定位置に固定された支持プレート２６ａと２６ｂの間に、軸２４、７２、７０、６７、６５、６１、５９によりそれぞれ回転可能に支持された伝達ギヤ２８、ギヤ７３、７１、６９、６６、６２、６０を有している。支持プレート２６ａには、その回転軸に固定したピニオン５７を支持プレート２６ｂ側に突出させた状態で上記レンズ駆動モータ４２が固定されている（図５参照）。このピニオン５７はギヤ６０の大径歯面６０ａに噛み合い、この大径歯面６０ａは、ギヤ６２と同軸に軸６１によって支持された回転検出ギヤ６３に噛み合い、この回転検出ギヤ６３を介してエンコーダ４０にレンズ駆動モータ４２の回転を伝達する。
【００２３】
また、大径歯面６０ａと同軸の小径歯面６０ｂは、ギヤ６２の大径歯面６２ａに噛み合い、この大径歯面６２ａと同軸の小径歯面６２ｂは、ギヤ６６の大径歯面６６ａに噛み合い、この大径歯面６６ａと同軸の小径歯面６６ｂは、ギヤ６９の大径歯面６９ａに噛み合っている。さらに、この大径歯面６９ａと同軸の小径歯面６９ｂは、ギヤ７１の大径歯面７１ａに噛み合い、この大径歯面７１ａと同軸の小径歯面７１ｂは、ギヤ７３の大径歯面７３ａに噛み合い、この大径歯面７３ａと同軸の小径歯面７３ｂは、伝達ギヤ２８に噛み合っている。
【００２４】
上記支持プレート２６ａの伝達ギヤ２８に隣接する位置には、図１に示すように、嵌合孔２７に小径部３１ｃを嵌合させた軸受部材３１（図３参照）が、そのフランジ部３１ａに挿通されたボルトにより固定されている。この軸受部材３１には、視準対物レンズ１１と焦点調節レンズ１２を有する視準光学系の光軸Ｏと略直交する軸受孔３１ｂが形成されている。上記回転軸部材２５は、この軸受孔３１ｂに回転軸部２５ｂを回転自在に嵌合させ、軸Ａを上記視準光学系の光軸Ｏと直交させている。また回転軸部材２５は、軸受孔３１ｂより大径のピニオン部２５ａを、ワッシャ５３を挟んで軸受部材３１の前端部に当接させている。
【００２５】
また、軸受部材３１の軸受孔３１ｂから支持プレート２６ａの裏面側に突出する小径軸部２５ｃには、円筒形状のクラッチ軸３２が回転軸部材２５と軸を一致させ、中空部３２ｄを嵌合させた状態で固定されている。このクラッチ軸３２は、前端部（図１の左端部）を軸受部材３１の後端部にワッシャ５４を介して当接させて、軸方向移動を規制されている。クラッチ軸３２はまた、前端部外周の回転対称位置に設けた一対の自動クラッチ溝３２ａ（図３参照）と、この自動クラッチ溝３２ａに続く大径部３２ｂと、この大径部３２ｂに続く小径部３２ｃとを有している。クラッチ軸３２の後端部（図１の右端部）には、前端部外周の回転対称位置に一対の手動クラッチ段部５２ａを有する円筒状のクラッチ部材５２（図３参照）が嵌合されてねじ止めされている。
【００２６】
さらに大径部３２ｂの外周には、円筒状のクラッチ部材３３（図３参照）が同軸にかつ摺動自在に嵌合されている。このクラッチ部材３３は、自動クラッチ溝３２ａと係脱し該クラッチ溝３２ａとで自動調整用クラッチを構成する、回転対称位置に設けた一対の自動クラッチ歯３３ａを有する。このクラッチ部材３３は、自動クラッチ歯３３ａの後方に、圧縮スプリング３９の移動付勢力を受ける段部を有している。また小径部３２ｃの外周には、円筒状のクラッチ部材５１が同軸にかつ摺動自在に嵌合されている。このクラッチ部材５１は、手動クラッチ段部５２ａと係脱し該クラッチ段部５２ａとで手動調整用クラッチを構成する、回転対称位置に設けた一対の手動クラッチ歯５１ａを有する。このクラッチ部材５１は、手動クラッチ歯５１ａの前方に、圧縮スプリング３８の移動付勢力を受ける段部を有している。
【００２７】
クラッチ部材３３の外周には、自動クラッチ溝３２ａと自動クラッチ歯３３ａの外周を覆うように嵌合された環状部材３５が固定ねじ３４で固定されている。この環状部材３５の外周には、上記伝達ギヤ２８に噛み合う外周ギヤ３５ａが形成されている。この外周ギヤ３５ａは、環状部材３５が図２に示す手動調整位置に移動したときと、図１に示す自動調整位置に移動したときのいずれにおいても、伝達ギヤ２８との噛み合いを維持する。
【００２８】
またクラッチ軸３２の外周には、後端部に摘み部材２３を一体に有する略筒状の合焦調整ノブ３６（図３参照）が、環状部材３５とクラッチ部材５１とクラッチ部材５２を覆うように嵌合されている。この合焦調整ノブ３６は、内周側に突出して小径部３２ｃに摺接し、クラッチ部材３３と５１を離隔する内周フランジ３６ａを有している。この内周フランジ３６ａの前壁と後壁にはそれぞれ上記圧縮スプリング３９と３８が弾接している。合焦調整ノブ３６はさらに、環状部材３５を前方に突出させ、後方移動時には内周縁部を固定ねじ３４に当接させる内周フランジ３６ｈと、クラッチ部材５２を摺動自在に嵌合する中空部３６ｅとを有している。
【００２９】
合焦調整ノブ３６はまた、固定プレート２６に固定した板ばねクリック部材４４の先端部のクリック爪４４ａを係合させる、隣り合う２つの手動用外周溝３６ｆと自動用外周溝３６ｇ、及び防水用のＯリング３７を嵌着させる２つの嵌合溝３６ｂとを有している。自動用外周溝３６ｇは、周方向において少なくとも１つ形成された係合孔７６を有している。また支持プレート２６ａ、２６ｂには、合焦調整ノブ３６を略中央部分まで覆い、その内周側をＯリング３７に密接させて減速機構４１及び合焦調整ノブ３６内部を防水する環状防水部材（図示せず）が固定されている。合焦調整ノブ３６内周側の手動クラッチ歯５１ａと対応する位置には、該一対の手動クラッチ歯５１ａを後方に突出させ、クラッチ部材５１のクラッチ軸３２に対する相対回転を規制し、手動クラッチ歯５１ａの所定量以上の後方突出を規制する孔５５ａを備えた円板部材５５が固定されている（図３参照）。上記手動用外周溝３６ｆ、自動用外周溝３６ｇ、板ばねクリック部材４４及びクリック爪４４ａによりクリックストップ機構が構成されている。
【００３０】
オートレベル１０は、上記構成の合焦調整ノブ３６が図１の自動調整位置に移動されたときＡＦ制御部４９とレンズ駆動モータ４２への電源供給を行ない、該ノブ３６が図２の手動調整位置に移動されたときＡＦ制御部４９とレンズ駆動モータ４２への電源供給を停止する切換スイッチ（図示せず）を有している。
【００３１】
上記構成のオートレベル１０は従って、垂直に立てた測量用標尺Ｂからの物体光を、視準対物レンズ１１、焦点調節レンズ１２、水平補償光学系１３及び分岐光学素子１８を通して共役面１４Ｃ上に結像させることができる。この場合、視準望遠鏡の光軸が完全に水平面内に位置していなくても、水平補償光学系１３によって視準線が実用上問題のない精度で水平とされるため、視準望遠鏡を光軸に直交する鉛直軸１７Ｘを中心に回動させ、別の視準点を視準すると、その視準点は、基準位置を含む水平面内に位置している。測量作業員は、この状態において接眼レンズ１５を覗き込み、共役面１４Ｃに結像される物体像を観察する。
【００３２】
この場合、合焦調整ノブ３６が図１の自動調整位置に移動されて自動制御に切換えられていれば、分岐光学素子１８で分岐された物体光が共役面１４Ｃを通って焦点検出センサ部２１に入射されると、ラインセンサ２１ｃで受光した受光信号に基づいて合焦状態検出部４８が、測量用標尺Ｂの像に関するデフォーカス量を演算して、合焦状態即ち合焦、非合焦、前ピン、後ピンを検出する。そしてこの検出データがＣＰＵ４７に入力されると、該ＣＰＵ４７はモータドライバ４５を介してレンズ駆動部９にレンズ駆動信号を出力し、レンズ駆動モータ４２を回転駆動する。
【００３３】
すると、このレンズ駆動モータ４２の回転は、減速機構４１の各ギヤを介して伝達ギヤ２８に伝えられ、環状部材３５の外周ギヤ３５ａを介してクラッチ部材３３に伝えられる。これにより、自動クラッチ溝３２ａに噛み合った自動クラッチ歯３３ａからクラッチ軸３２に回転が伝えられるため、このクラッチ軸３２を固定した回転軸部材２５がピニオン部２５ａとともに回転される。よって、このピニオン部２５ａの回転をラック２２ａに受けた案内部材２２が光軸Ｏ方向に移動され、焦点調節レンズ１２が合焦方向に駆動される。このとき、エンコーダパルス検出部４６が、レンズ駆動モータ４２の回転を受けたエンコーダ４０からのパルスデータに基づき、焦点調節レンズ１２の位置を物体距離信号としてＣＰＵ４７にフィードバックするため、該ＣＰＵ４７はレンズ駆動モータ４２を介して焦点調節レンズ１２を適正な位置で停止させる。
【００３４】
この自動合焦制御時には、図１のように、手動クラッチ歯５１ａが手動クラッチ段部５２ａから離反しており、クラッチ軸３２の回転が合焦調整ノブ３６側には伝達されない。このため、図示しない防水部材の内周においてＯリング３７が回転することはない。よって、Ｏリング３７等の防水用シール部の寿命を延ばすことができるとともに、レンズ駆動モータ４２に低トルクのものを用いることが可能となり、消費電力を少なくすることができる。また、自動合焦制御している間に合焦調整ノブ３６に外力が加わったとしても、合焦動作に対する影響を極めて小さくすることができる。
【００３５】
また、上記自動合焦制御時には、板ばねクリック部材４４のクリック爪４４ａが外周溝３６ｇに係合しているため、回転軸部材２５の回転駆動時の振動によって合焦調整ノブ３６（摘み部材２３）が回転しようとしても、クリック爪４４ａの周方向端部が係合孔７６に係合することにより回転を規制される。このようにクリック爪４４ａは、自動合焦調整時において、合焦調整ノブ３６の軸方向での位置決め機能と回転止め機能を備える。
【００３６】
他方、自動調整から手動調整に切換えるべく摘み部材２３を引っ張ると、合焦調整ノブ３６が軸Ａに沿って図１の右方に移動されるため、切換スイッチ（図示せず）が切換えられてＡＦ制御部４９とレンズ駆動モータ４２への電源供給が停止されるとともに、クリック爪４４ａが今度は手動外周溝３６ｆ側に係合する。同時に、固定ねじ３４が内周フランジ３６ｈによって同図右方に牽引されるため、環状部材３５が圧縮スプリング３９に抗してクラッチ部材３３を伴い同方向に移動する。
【００３７】
これにより、自動クラッチ歯３３ａが自動クラッチ溝３２ａから離反して自動調整用クラッチが解除され、これに代えて手動調整用クラッチを係合させるべく手動クラッチ歯５１ａが手動クラッチ段部５２ａ側に弾接される。このとき、手動クラッチ歯５１ａと手動クラッチ段部５２ａとは必ずしも対向する位置にあるとは限らない。しかし、両者が対向せず、手動用クラッチ歯５１ａがクラッチ部材５２の手動クラッチ段部５２ａ以外の部分に弾接した状態であっても、摘み部材２３の操作により合焦調整ノブ３６が回転され始めると、手動用クラッチ歯５１ａに対する手動クラッチ段部５２ａの相対位置が変わり、手動調整用クラッチは図２に示されるように支障なく係合される。
【００３８】
測量作業者が摘み部材２３を操作して合焦調整ノブ３６を回転させると、この回転は、円板部材５５により該合焦調整ノブ３６に対する相対回転を規制されたクラッチ部材５１からクラッチ部材５２に伝えられる。よって、該クラッチ部材５２に固定されたクラッチ軸３２を介して回転軸部材２５が回転されるため、ピニオン部２５ａからラック２２ａを介して案内部材２２に直線運動として伝達され、焦点調節レンズ１２が光軸Ｏ方向に駆動される。測量作業者は、接眼レンズ１５を覗きながら摘み部材２３を適宜回転調整して、物体Ｂの像をレチクル板１４上に合焦させる。
【００３９】
このような手動調整状態から再び上記自動調整状態に戻すべく摘み部材２３を図２の左方に押すと、自動用クラッチ歯３３ａが、上記手動調整位置へのクラッチ部材５１の移動時と同様に、自動用クラッチ溝３２ａに対する回転位置に拘わらず、圧縮スプリング３９の弾性によって軸方向に支障なく移動する。よって、合焦調整ノブ３６を、自動用クラッチ歯３３ａの自動用クラッチ溝３２ａに対する回転位置に無関係に同方向に移動させることができる。この自動用クラッチ歯３３ａの移動時に、クラッチ部材５１がその手動クラッチ歯５１ａを、合焦調整ノブ３６と一体に移動する円板部材５５により手動クラッチ段部５２ａから離脱させられるため、手動調整用クラッチが解除される。
【００４０】
この状態において、ＡＦ制御部４９による合焦制御が開始されると、レンズ駆動モータ４２の回転が伝達ギヤ２８から外周ギヤ３５ａと自動用クラッチ歯３３ａに伝えられる。たとえこの時点で自動用クラッチ歯３３ａが自動用クラッチ溝３２ａに係合していなくても、この自動用クラッチ歯３３ａが回転し始めると自動用クラッチ溝３２ａに対する相対位置が変わるため、両者の回転位置が合った時点で自動用クラッチ歯３３ａが自動用クラッチ溝３２ａに係合する。これにより、レンズ駆動モータ４２の回転が、自動用クラッチ溝３２ａ、回転軸部材２５を介して案内部材２２に直線運動として伝えられる。
【００４１】
上述のように、自動調整用クラッチ及び手動調整用クラッチの切換えは、圧縮スプリング３９、３８の存在により、合焦調整ノブ３６を、クラッチ部材３３、５１の回転角度位置と無関係に切換えの可動ストローク分だけ軸方向に移動させることができる。よって、自動調整状態と手動調整状態の切換え操作を、極めて円滑に行なうことができる。
【００４２】
また、これらの自動調整用クラッチと手動調整用クラッチは、ともに軸Ａ上に配列されこの軸Ａ上で各部材を移動させて係合、非係合に切換わるため、クラッチに要するスペースを小さくし、装置のコンパクト化に寄与する。
【００４３】
さらに、合焦調整ノブ３６及び回転軸部材２５の軸方向が、視準対物レンズ１１と焦点調節レンズ１２とを備えた視準光学系の光軸Ｏと略直交しているから、合焦調整ノブ３６をオートレベル１０の長手方向の略中央部に配置することにより、重心を該オートレベル１０の略中心に位置させることが可能となる。これにより、合焦調整ノブ３６の操作時に、オートレベル１０の重心から外れた部分に操作力が作用することが少なくなるため、該オートレベル１０を水平に支持しやすくなる。さらに、焦点調節レンズ１２が視準光学系の光軸Ｏと略平行に設けたラック２２ａを備え、回転軸部材２５がこのラック２２ａと噛み合うピニオン部２５ａを備えているため、合焦調整ノブ３６の回転力を焦点調節レンズ１２に伝える機構を簡単な構成によって実現でき、操作性を向上させることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、自動調整用クラッチと手動調整用クラッチを双方とも機械式クラッチとして構成したが、両調整用クラッチのうちの少なくとも一方を摩擦クラッチに代えれば、回転伝達時のタイムラグをより小さくし、接続しようとした瞬間から回転を伝達することが可能となる。
【００４５】
また、上記実施形態では、合焦調整ノブ３６（回転軸部材２５）の軸Ａと視準光学系の光軸Ｏとを直交させたが、本発明はこのような構成に限られない。すなわち、ピニオン部２５ａとラック２２ａの関係を他の連係手段に置き換えて、軸Ａと光軸Ｏとを直交以外の関係とすることも可能である。
【００４６】
次に、図１２と図１３により、本発明を適用した合焦調節装置の第２の実施形態を説明する。図１２はこの合焦調節装置の自動調整状態を示し、図１３は手動調整状態を示す。同図中、上記第１の実施形態中で説明した部材と同じ機能を有する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
この第２実施形態は、次の点で上記第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態の合焦調節装置は、摘み部材２３を手で把持して合焦調整ノブ３６を軸方向にスライドさせて自動調整と手動調整を切換える構成であるため、この切換え時に、回転板１７上の鏡筒部材１９を回転させるような力が働く可能性がある。その場合には、該鏡筒部材１９上の視準用望遠鏡が意に反して回転して、視準中の物体が視野から外れることとなる。また、この切換え時に合焦調整ノブ３６を回転させてしまうと、折角合わせた物体に対するピントがずれることになるが、この合焦調整ノブ３６を全く回転させずに手で自動調整位置と手動調節位置とに切換えることは実際には難しい。
【００４８】
そこで第２実施形態では、この問題を解消するため、図１、図２の構成を有する合焦調節装置に、合焦調整ノブ３６を軸方向に移動させるための合焦調整ノブ移動機構を設けた。この合焦調整ノブ移動機構９０は、図１２に示すように、合焦調整ノブ３６の外周に相対回転可能に嵌合された第１筒状部材８３と、この第１筒状部材８３の外周に嵌合した第２筒状部材（移動部材）８４とを有している。合焦調整ノブ３６の外周部には、軸Ａ方向と直交する周方向溝３６ｉが設けられている。第１筒状部材８３は、径方向に貫通したねじ孔８３ｂを備え、合焦調整ノブ３６の外周所定位置に位置した該ねじ孔８３ｂに直進キーねじ８８を螺入されている。この直進キーねじ８８は、第１筒状部材８３の内径側に突出した先端部を上記周方向溝３６ｉに摺動可能に嵌入させている。これにより、合焦調整ノブ３６は、第１筒状部材８３と軸Ａ方向に一体に移動可能にかつ該第１筒状部材８３に対する相対回転が可能に構成されている。
【００４９】
第２筒状部材８４の外周部には、オートレベル１０の本体側（測量機本体側）に固定した筒状支持部材８５が、その内周面を上記第２筒状部材８４の外周面に摺動自在に接触させて位置している。この回転筒部材８４の外周部に設けた周方向溝８４ａに嵌着した環状シール部材８７により、筒状支持部材８５と第２筒状部材８４間の水密が保持されている。
【００５０】
第２筒状部材８４の外周側に、回転切換部材８６が回転自在に嵌合されている。この回転切換部材８６の内周面に設けた雌ねじ部８６ａが、第２筒状部材８４の外周端部に設けた雄ねじ部８４ｃに螺合し、これにより該回転切換部材８６と第２筒状部材８４が、軸Ａを中心に一体的に回転可能かつ軸Ａ方向に一体に移動可能に結合されている。この第２筒状部材８４の外周部に形成した外周フランジ８４ｅが筒状支持部材８５の内周端部に当接し、回転切換部材８６の内周段部８６ｂが筒状支持部材８５の軸方向後端部（図１２の右端部）に当接している。これにより、回転切換部材８６は、合焦調整ノブ３６に対する相対回転が可能で軸Ａ方向の移動を規制された状態にされている。よって、回転切換部材８６が回転操作されると、第２筒状部材８４が該回転切換部材８６とともに軸Ａを中心に回転することとなる。
【００５１】
オートレベル本体に固定した筒状支持部材（固定部材）８５には、合焦調整ノブ３６に対する軸方向位置を定められた直進キーねじ８８を摺動自在に嵌合させる、軸Ａと略平行に延びる直進案内溝８５ｂが形成されている。この直進案内溝８５ｂは、少なくとも回転切換部材８６の回転操作によって軸方向に移動する直進キーねじ（被案内部材）８８の移動距離分を満たす長さに形成されている。また第２筒状部材８４には、軸Ａに対して一定角度で傾斜されかつ径方向に貫通されたリード溝８４ｆ（図１４参照）が設けられている。上記直進キーねじ８８は、該リード溝８４ｆと直進案内溝８５ｂに連続して摺動可能に嵌入している。これらの直進案内溝８５ｂとリード溝８４ｆと直進キーねじ８８により、合焦調整ノブ３６を軸Ａ方向に進退させる直進運動変換機構が構成されている。
【００５２】
また、回転軸部材２５には軸方向に嵌挿孔２５ｄが形成され、この嵌挿孔２５ｄに、尖った先端部を有する軸８２が摺動自在に嵌挿されている。この軸８２は、嵌挿孔２５ｄ内に縮設した圧縮ばね８１によって軸方向前方（同図左方）に常時移動付勢されており、その先端部を案内部材２２のラック２２ａの周辺部に当接させて、ピニオン部２５ａの回転時のガタを防いでいる。
【００５３】
以上の構成を有する合焦調節装置によると、例えば図１２の状態で、回転切換部材８６を軸Ａを中心に手動切換方向に回転操作すると、直進案内溝８５ｂとリード溝８４ｆにともに嵌合した直進キーねじ８８が、これら直進案内溝８５ｂとリード溝８４ｆの関係によって軸Ａの同図右方に移動される。これにより、第１筒状部材８３と合焦調整ノブ３６が同方向に一体に移動され、図示しない切換スイッチが切換えられてＡＦ制御部４９とレンズ駆動モータ４２への電源供給が停止される。同時に、固定ねじ３４が内周フランジ３６ｈによって同図右方に牽引されるため、環状部材３５がクラッチ部材３３を伴って同方向に移動する。そして、各部が上記第１実施形態の装置と同様に作動して、自動調整用クラッチが解除され、代わりに手動調整用クラッチが係合される（図１３参照）。合焦調整ノブ３６は、軸Ａを中心とした回転移動を直進案内溝８５ｂによって規制された直進キーねじ８８を周方向溝３６ｉに摺動自在に係合させ、この直進キーねじ８８に対する回転がフリーとなっているため、上記手動調整状態において軸Ａを中心に適宜の方向に回転操作される。
【００５４】
また、図１３の状態で、回転切換部材８６を軸Ａを中心に自動切換方向に回転操作すると、直進キーねじ８８が、直進案内溝８５ｂとリード溝８４ｆの関係によって軸Ａの同図左方に移動される。これにより、第１筒状部材８３とともに合焦調整ノブ３６が同方向に移動され、上記切換スイッチが切換えられてＡＦ制御部４９とレンズ駆動モータ４２への電源供給が開始される。同時に、合焦調整ノブ３６とともに同図左方に移動する円板部材５５が、クラッチ部材５１を同方向に移動させて手動クラッチ歯５１ａを手動クラッチ段部５２ａから離脱させるため、手動調整用クラッチが解除される。さらにクラッチ部材３３が、合焦調整ノブ３６の同図左方の移動により、圧縮スプリング３９の移動付勢力に準じて同方向に移動し、その自動クラッチ歯３３ａを自動クラッチ歯３２ａに係合させる。これにより、自動調整用クラッチが係合される（図１２参照）。
【００５５】
このように、第２実施形態の合焦調節装置によれば、摘み部材２３を軸方向に手で直接進退させて合焦調整ノブ３６を軸方向移動させるのではなく、回転切換部材８６の回転操作によって間接的に行なうことができる。したがって、手動調整状態と自動調整状態の切換え時に、回転板１７上の鏡筒部材１９を回転させるような力が働く可能性が極めて低くなり、また合焦調整ノブ３６が意に反して回転する虞れがなくなる。よって、鏡筒部材１９上の視準用望遠鏡が意に反して回転して視準中の物体が視野から外れたり、折角合わせた物体に対するピントがずれたりする不具合を回避することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように本発明の合焦調節装置によれば、自動による合焦調整と手動による合焦調整を択一的に行なうことができ、しかも該両調整状態の切換えを、合焦調整ノブの軸方向移動によって簡単かつ確実に行なうことができる。
【００５７】
さらに、合焦調整ノブ移動機構を具備しているので、手動調整状態と自動調整状態の切換え時に、視準中の物体が意に反して視野から外れたり、折角合わせた物体に対するピントがずれたりする不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した合焦調節装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】同合焦調節装置の要部の手動調整状態を示す断面図である。
【図３】同合焦調節装置の各部品を示す分解斜視図である。
【図４】同合焦調節装置の減速機構及びレンズ駆動モータを示す正面図である。
【図５】同合焦調節装置のレンズ駆動モータの回転軸付近を示す拡大図である。
【図６】同合焦調節装置の減速機構を一方の支持プレートを透視して示す側面図である。
【図７】同合焦調節装置の減速機構及びレンズ駆動モータを示す一部展開した断面図である。
【図８】本発明を適用したオートレベルの視準用望遠鏡とオートフォーカス制御系を示す図である。
【図９】同オートフォーカス制御系における焦点検出系の原理を示す図である。
【図１０】本発明を適用したオートレベルを示す正面図である。
【図１１】同オートレベルを示す平面図である。
【図１２】本発明を適用した合焦調節装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図１３】同合焦調節装置の要部の手動調整状態を示す断面図である。
【図１４】同合焦調節装置の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  オートレベル（測量機）
１１  視準対物レンズ
１２  焦点調節レンズ
１４  レチクル板（レチクル）
２１  焦点検出センサ部（合焦制御手段）
２２  案内部材
２２ａ  ラック
２３  摘み部材
２５  回転軸部材
２５ａ  ピニオン部
２８  伝達ギヤ
３２  クラッチ軸
３２ａ  自動用クラッチ溝（第１係合クラッチ部）
３３  ５１  ５２  クラッチ部材
３３ａ  自動用クラッチ歯（第１係合クラッチ歯）
３６  合焦調整ノブ
３６ｆ  手動用外周溝
３６ｇ  自動用外周溝
３８  ３９  圧縮スプリング
４２  レンズ駆動モータ（モータ）
４４  板ばねクリック部材
４４ａ  クリック爪
４９  ＡＦ制御部（合焦制御手段）
５１ａ  手動用クラッチ歯（第２係合クラッチ歯）
５２ａ  手動クラッチ段部（第２係合クラッチ部）
７６  係合孔
８３  第１筒状部材（筒状部材）
８４  第２筒状部材
８４ｆ  リード溝
８５  筒状支持部材
８５ｂ  直進案内溝
８６  回転切換部材
８８  直進キーねじ（被案内部材）
Ａ  軸
Ｂ  測量用標尺（物体）
Ｏ  光軸
【図１】
0003648514.tif 000002
【図２】
0003648514.tif 000003
【図３】
0003648514.tif 000004
【図４】
0003648514.tif 000005
【図５】
0003648514.tif 000006
【図６】
0003648514.tif 000007
【図７】
0003648514.tif 000008
【図８】
0003648514.tif 000009
【図９】
0003648514.tif 000010
【図１０】
0003648514.tif 000011
【図１１】
0003648514.tif 000012
【図１２】
0003648514.tif 000013
【図１３】
0003648514.tif 000014
【図１４】
0003648514.tif 000015