(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節レンズを介して測定対象物を視準する、水平軸を中心に正観測位置と反観測位置とに反転回動可能な視準望遠鏡；
この焦点調節レンズを光軸方向に正逆に駆動する電動モータを含む電動駆動機構；
上記電動駆動機構を介して上記視準望遠鏡の焦点調節レンズを電動で光軸方向に正逆に駆動するＰＦ機構；および、
上記視準望遠鏡の反転回動する鏡筒の接眼レンズ近傍に、該視準望遠鏡の上記正観測位置と上記反観測位置とにおいてそれぞれ接眼レンズの光軸中心を通る水平面に関し上下に位置する、上記ＰＦ機構を作動させる一対のＰＦスイッチノブを備えたことを特徴とするＰＦ機能を有する測量機。
【請求項２】
請求項１記載のＰＦ機能を有する測量機において、上記一対のＰＦスイッチノブは、中立位置からの正逆の移動量が大きい程焦点調節レンズの移動速度を速め、移動端に達した後は該移動端での停止時間が長くなる程焦点調節レンズの移動速度を速めるスイッチであるＰＦ機能を有する測量機。
【請求項３】
請求項１または２記載のＰＦ機能を有する測量機において、さらに、上記視準望遠鏡の焦点調節レンズを手動で光軸方向に駆動するＭＦ機構を有し、上記視準望遠鏡には、その反転回動する鏡筒の接眼レンズ側に露出させて、該接眼レンズより対物レンズ側に位置し、光軸方向から見たとき該接眼レンズを囲む環状の手動調節リングが支持されており、この手動調節リングがその回転により焦点調節レンズを光軸方向に駆動するＭＦ機構を構成しているＰＦ機能を有する測量機。
【請求項４】
請求項３記載のＰＦ機能を有する測量機において、上記手動調節リングの焦点調節レンズの繰出回転方向及び繰込回転方向と、上記一対のＰＦスイッチノブの焦点調節レンズの繰出操作方向と繰込操作方向は、対応しているＰＦ機能を有する測量機。
【請求項５】
請求項４項記載のＰＦ機能を有する測量機において、ＰＦスイッチノブは、手動調節リングを光軸方向から見たとき、該手動調節リングの輪郭内に収まっているＰＦ機能を有する測量機。
【請求項６】
請求項４項記載のＰＦ機能を有する測量機において、ＰＦスイッチノブは、手動調節リングを光軸方向から見たとき、該手動調節リングの輪郭から突出しているＰＦ機能を有する測量機。
【請求項７】
請求項３ないし６のいずれか１項記載のＰＦ機能を有する測量機において、上記手動調節リングは、焦点調節レンズを電動駆動するＰＦ機構と直結されているＰＦ機能を有する測量機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、視準望遠鏡を有する測量機に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
トータルステーション等の測量機においては従来、視準望遠鏡の焦点調節レンズを手動で移動させて焦点調節を行っていたが、最近では、視準望遠鏡のＡＦ化が進行している。ＡＦは、便利な機能ではあるが、測量の現場では、例えばノイズがあってＡＦが機能しないとき、高速で焦点調節レンズを移動させたいとき、あるいは焦点微調整を行いたいとき等に、ＡＦによることなく、焦点調節レンズを移動させたい要求が生じることがある。このような場合、従来測量機では、手動調節リングを回動させるか、ＡＦ機構を半端に動作させるしか手段がなかった。しかし、手動調節は迅速性に欠け、ＡＦ機構を中途半端に動作させるのはその方向性を得るのが難しい。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、視準望遠鏡を有する測量機についての以上の問題意識に基づき、焦点調節動作を電動で行うことができるＰＦ機能を有する測量機を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、基本態様では、焦点調節レンズを介して測定対象物を視準する、水平軸を中心に正観測位置と反観測位置とに反転回動可能な視準望遠鏡；この焦点調節レンズを光軸方向に正逆に駆動する電動モータを含む電動駆動機構；および、上記視準望遠鏡の反転回動する鏡筒の接眼レンズ近傍に、該視準望遠鏡の上記正観測位置と上記反観測位置とにおいてそれぞれ接眼レンズの光軸中心を通る水平面に関し上下に位置する、上記ＰＦ機構を作動させる一対のＰＦスイッチノブを備えたことを特徴としている。
【０００５】
視準望遠鏡は、水平軸を中心に正観測位置と反観測位置とに反転回動可能である。このため、視準望遠鏡には、その反転回動する鏡筒の接眼レンズ近傍に、該視準望遠鏡の正観測位置と反観測位置とにおいてそれぞれ接眼レンズの光軸中心を通る水平面に関し上下に位置する、ＰＦ機構の一対のＰＦスイッチノブを設けることが好ましい。このように一対のＰＦスイッチノブを配置すれば、視準望遠鏡が正観測位置であると反観測位置であるとを問わず、同じ態様でＰＦ操作を行うことができる。
【０００６】
一対のＰＦスイッチノブは、中立位置からの正逆の移動量が大きい程焦点調節レンズの移動速度を速め、移動端に達した後は該移動端での停止時間が長くなる程焦点調節レンズの移動速度を速めるスイッチとするのが好ましい。
【０００７】
本発明のＰＦ機能を有する測量機は、上記のＰＦ機能に加えて、視準望遠鏡の焦点調節レンズを手動で光軸方向に駆動するＭＦ機構を備えることが好ましい。具体的には、例えば、反転回動する視準望遠鏡の鏡筒の接眼レンズ側に露出させて、該接眼レンズより対物レンズ側に位置し、光軸方向から見たとき該接眼レンズを囲む環状の手動調節リングを支持し、この手動調節リングの回転により焦点調節レンズを光軸方向に駆動するＭＦ機構を構成する。
【０００８】
手動調節リングの焦点調節レンズの繰出回転方向及び繰込回転方向と、一対のＰＦスイッチノブの焦点調節レンズの繰出操作方向と繰込操作方向は、対応させることが好ましい。ＰＦスイッチノブは、手動調節リングを光軸方向から見たとき、該手動調節リングの輪郭内に収めることができるが、該輪郭から突出するように設ければ、その位置の自由度が高くなる。また、手動調節リングは、焦点調節レンズを電動駆動するＰＦ機構と直結すると、何ら切替動作を要することなく、ＭＦとＰＦの両方の操作を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図８は、本発明によるＰＦ機能を有する測量機（トータルステーション）の一実施形態を示している。この測量機１０は、図１、図２に示すように、機枠１１に水平軸１２を中心に回動可能に視準望遠鏡２０が備えられている。この視準望遠鏡２０は、図１、図２に示す正観測位置と、この正観測位置から視準望遠鏡２０を水平軸１２を中心に反転回動させた反観測位置とを取ることができる。この視準望遠鏡２０は、外見上は、その先端部に対物レンズ２１を有し、後端部に接眼レンズ２２を有している。機枠１１には、整準ねじ１３、操作表示部１４等の測量機としての要素が備えられている。また、トータルステーションは、測距機能、測角機能を有するが、これらの機能及びそのための構成は本発明の要旨に関係がないので、その説明は省略する。
【００１０】
図６は、視準望遠鏡２０の光学系を示し、物体側（前方）から順に、対物レンズ２１、焦点調節レンズ２３、正立光学系（ポロプリズム）２４、焦点板２５、及び接眼レンズ２２を備えている。焦点板２５上には、その中心に、視準の際の目印となる周知の十字線ヘアライン（視準線）が描かれている。焦点調節レンズ２３は光軸方向に可動であり、測定対象物の距離に応じて位置調節することにより、その像を正しく焦点板２５の対物レンズ２１側の表面に結像させる。観察者は、この焦点板２５上の像を接眼レンズ２２を介して拡大観察する。
【００１１】
焦点調節レンズ２３は、ＰＦ機構６０及びＭＦ機構７０によって光軸方向に正逆に移動する。ＰＦ機構６０は、ＰＦスイッチノブ（レバー）６１によって操作される繰出スイッチ接点６１Ｎと繰込スイッチ接点６１Ｆを有する。繰出スイッチ接点６１Ｎがオンのとき、制御回路４０及び電動駆動手段４２を介し、電動モータ４１を例えば正転させて焦点調節レンズ２３を光軸方向前方に移動させる（近距離物体に合焦）。繰込スイッチ接点６１Ｆがオンのとき、電動モータ４１を逆転させて焦点調節レンズ２３を光軸方向後方に移動させる（遠距離物体に合焦）。
【００１２】
図３ないし図５は、ＰＦスイッチノブ６１の具体的配置の実施形態である。前述のように視準望遠鏡２０は、水平軸１２を中心に正観測位置と反観測位置とに反転回動可能に設けられている。一対のＰＦスイッチノブ６１は、この視準望遠鏡２０の正観測位置と反観測位置とにおいてそれぞれ接眼レンズ２２の光軸中心を通る水平面に関し上下に位置するように、かつ、接眼レンズ２２の光軸方向から見て焦点調節リング７１の輪郭内に収まるように、該接眼レンズ２２側の鏡筒表面に設けられている。また、この一対のＰＦスイッチノブ６１は、視準望遠鏡２０の鏡筒の中心側に向かって凹の指掛凹部６１ａを有し、その中立位置からの正逆の移動動作で電動駆動機構４２に焦点調節レンズ２３の正逆への動作指令を与える（繰出スイッチ接点６１Ｎ、繰込スイッチ接点６１Ｆを選択的にオンする）。具体的には、図３において、ＰＦスイッチノブ６１の時計回りの移動動作で繰込スイッチ接点６１Ｆがオンして焦点調節レンズ２３は近距離合焦方向に移動し、反時計回りの移動動作で繰出スイッチ接点６１Ｎがオンして焦点調節レンズ２３は無限遠合焦方向に移動する。そして、ＰＦスイッチ６１を２個上述のように配置することで、視準望遠鏡２０が正観測位置と反観測位置のいずれの位置あっても操作性が変わらない。なお、一対のＰＦスイッチノブ６１は、視準望遠鏡２０の鏡筒の中心側に向かって凹の指掛凹部６１ａに代えて、逆に鏡筒の中心から径方向に向かう凸形状とすることも可能である。
【００１３】
一対のＰＦスイッチノブ６１は、中立位置からの正逆の移動量が大きい程焦点調節レンズ２３の移動速度を速め、移動端に達した後は該移動端での停止時間が長くなる程焦点調節レンズ２３の移動速度を速めるように設定されている。すなわち、ＰＦ機構６０には、ＰＦスイッチノブ６１の中立位置からの正逆の移動量を検知する検知手段６２が設けられていて、この検知手段６２は制御回路４０に接続されている。制御回路４０は記憶手段を有し、この記憶手段には、一対のＰＦスイッチノブ６１の中立位置からの正逆の移動量が大きい程、また移動端での停止時間が長い程焦点調節レンズ２３の移動速度を速めるように定められた、該移動量及び停止時間に対する電動モータ４１の回転速度を記憶している。
【００１４】
接眼レンズ２２は、視準望遠鏡２０に設けられたポロプリズム２４によって対物レンズ２１の光軸に対して偏心するため、図６に示すように接眼レンズ２２の中心は、視準望遠鏡２０の中心から水平方向に偏心している。
【００１５】
ＭＦ機構７０は、視準望遠鏡２０の接眼レンズ２２側の端部近傍に回動操作可能に支持した焦点調節リング（手動調節リング）７１の正逆の回転によって、焦点調節レンズ２３を光軸方向に正逆に移動させるものである。焦点調節リング７１は、対物レンズ２１の光軸と同一の軸を有している。図７はその具体例を示すもので、焦点調節レンズ２３を固定したレンズ枠７２は、図示しない直進案内機構により光軸方向に直進移動するように支持されており、レンズ枠７２の径方向に突出させたフォロアピン７３は光軸を回転中心とするカム環７４のリード溝（カム溝）７４Ｃに嵌まっている。よって、カム環７４を正逆に回転させると、焦点調節レンズ２３が光軸方向に正逆に直進移動する。
【００１６】
カム環７４の端部外周にはギヤ７４Ｇが形成されていて、このギア７４Ｇに、電動モータ４１によって回転駆動されるギヤ列７５が噛み合っている。よって、電動モータ４１の正逆回転により、焦点調節レンズ２３が光軸方向に進退する。
【００１７】
一方、焦点調節リング７１には、同軸にギヤ７１Ｇが形成されていて、このギア７１Ｇに噛み合うピニオン７６が減速機構７７を介して、電動モータ４１のギア列７５に直結している。つまり、焦点調節リング７１を回転駆動すると、カム環７４を介して焦点調節レンズ２３が光軸方向に進退し、このとき、電動モータ４１も同時に回転する。逆に、電動モータ４１を駆動すると、ギア列７５、減速機構７７、ピニオン７６及びギア７１Ｇを介して、焦点調節リング７１が回動する。このように、ＭＦとＰＦの切替動作を行うことなく、焦点調節リング７１を回転させればＭＦ、電動モータ４１を駆動すればＰＦが実現される関係を、焦点調節リング７１がＰＦ機構６０と直結されていると表現している。
【００１８】
焦点調節リング７１の回転方向に対する焦点調節レンズ２３の進退方向は、ＰＦスイッチノブ６１の操作方向に対する焦点調節レンズ２３の進退方向と対応するように設定されている。すなわち、図３の実施形態においては、焦点調節リング７１を時計回りに回転させると焦点調節レンズ２３は近距離合焦方向に移動し、反時計回りに回転させると無限遠合焦方向に移動する。つまり、前述のＰＦスイッチノブ６１の操作方向による焦点調節レンズ２３の進退方向と同一である。この構成により、ＰＦによる焦点調節とＭＦによる焦点調節を感覚的に同様に行うことができる。
【００１９】
図８は、上記構成の本ＰＦ機能を有する測量機の動作例を説明するフローチャートである。このフローは制御回路４０によって実行される。まず、ＰＦスイッチノブ６１が操作され、繰出スイッチ接点６１Ｎと繰込スイッチ接点６１Ｆのいずれかがオンされると（Ｓ１０１）、ＰＦスイッチノブ６１の中立位置からの移動量を検出し（Ｓ１０２）、記憶手段を参照して移動量に応じた回転速度及び、オンされた方の接点に対応する正逆方向で電動モータ４１を駆動する（Ｓ１０３）。続いて、ＰＦスイッチノブ６１がいずれかの移動端に到達しているかをチェックし（Ｓ１０４）、ＰＦスイッチノブ６１が移動端に到達しているなら（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、電動モータ４１を加速し（Ｓ１０５）、到達していない場合には（Ｓ１０４：Ｎｏ）Ｓ１０３に戻る。
【００２０】
図９ないし図１１は、本発明によるＰＦ機能を有する測量機の別の実施形態を示す。本実施形態は一対のＰＦスイッチノブ６１を焦点調節リング７１より外側に突出させた点において図１の実施形態とは異なる。この実施形態によれば、ＰＦスイッチノブ６１の位置に制約を受けずに他の部材の配置が可能である。
【００２１】
なお、正立光学系としてのポロプリズム２４は、種々の変形例が知られており、本発明は以上の実施例に限定されない。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、焦点調節動作を電動で行うことができるＰＦ機能を有する測量機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したトータルステーションの視準望遠鏡を対物レンズ側から見た外観斜視図である。
【図２】同接眼レンズ側から見た斜視図である。
【図３】図２の接眼レンズ部の正面図である。
【図４】図３の右側面図である。
【図５】図３の平面図である。
【図６】本発明による測量機の視準望遠鏡の系統接続図である。
【図７】本発明による視準望遠鏡の焦点調節レンズの駆動機構の例を示す斜視図である。
【図８】本発明による測量機の動作例を示すフローチャートである。
【図９】本発明による測量機の他の施形態を示す、図２に対応する接眼レンズ部の正面図である。
【図１０】図９の右側面図である。
【図１１】図９の平面図である。
【符号の説明】
１０  測量機
２０  視準望遠鏡
２１  対物レンズ
２２  接眼レンズ
２３  焦点調節レンズ
２４  ポロプリズム（正立光学系）
２５  焦点板
４０  制御回路
４１  電動モータ
４２  電動駆動手段
６０  ＰＦ機構
６１  ＰＦスイッチノブ
６１Ｎ  繰出スイッチ接点
６１Ｆ  繰込スイッチ接点
６２  検知手段
７０  ＭＦ機構
７１  焦点調節リング（手動調節リング）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003559503.tif 000008
【図８】
0003559503.tif 000009
【図９】
0003559503.tif 000010
【図１０】
0003559503.tif 000011
【図１１】
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