(57)【要約】位置決め装置がフレーム（６０）、駆動シャフトを具備しているモータ（６１）、第一端部（７１）及び第二端部（７６）を具備しており且つフレーム（６０）に関して回転可能なスピンドル（６３）、モータ（６１）の該駆動シャフトが回転する場合にスピンドル（６３）が回転するように前記駆動シャフトを前記スピンドル（６３）の前記第一端部（７１）へ弾性的に接続させるカップリング（６２）、及びスピンドル（６３）の第二端部（７６）及びモータ（６１）のうちの少なくとも１つをフレーム（６０）において弾性的に支持する支持組立体（７２，７４，７５）を有している。【選択図】      図８
2008527450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め装置において、
フレーム（６０）、
駆動シャフトを具備しているモータ（６１）、
第一端部（７１）及び第二端部（７６）を具備しており且つ該フレーム（６０）に関して回転可能なスピンドル（６３；６３′）、
該モータ（６１）の該駆動シャフトが回転する場合に該スピンドル（６３；６３′）が回転するように前記スピンドル（６３；６３′）の前記第一端部（７１）へ前記駆動シャフトを弾性的に接続するカップリング（６２）、及び
該スピンドル（６３；６３′）の該第二端部（７６）及び該モータ（６１）のうちの少なくとも１つを該フレーム（６０）に弾性的に支持する支持組立体（７２，７４，７５；１１３）、
を有している位置決め装置。
【請求項２】
請求項１において、該支持組立体（７２，７４，７５；１１３）が振動減衰特性を有している位置決め装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかにおいて、該支持組立体（７２，７４，７５）が弾性軸受組立体（７２，７４，７５）を有しており、それは該フレーム（６０）における該スピンドル（６３；６３′）の第二端部（７６）を支持する位置決め装置。
【請求項４】
請求項３において、該弾性軸受組立体（７２，７４，７５）が該フレーム（６０）に装着されている軸受（７２）及び該スピンドル（６３；６３′）の該第二端部（７６）と該軸受（７２）との間又は該軸受（７２）と該フレーム（６０）との間に配置されている少なくとも１個の弾性要素（７４，７５）を有している位置決め装置。
【請求項５】
請求項４において、該弾性要素（７４）の少なくとも１つのセクションが該スピンドル（６３；６３′）の軸方向においてクランプされている位置決め装置。
【請求項６】
請求項４又は５のうちのいずれかにおいて、該弾性要素（７５）の少なくとも１つのセクションが該スピンドル（６３；６３′）の半径方向においてクランプされている位置決め装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のうちのいずれかにおいて、該弾性要素（７４，７５；１１３）がエラストマー物質から構成されている位置決め装置。
【請求項８】
請求項４乃至７のうちのいずれかにおいて、該スピンドル（６３；６３′）に関して対称的に配置されている２個又はそれ以上の弾性要素（７４，７５）を有している位置決め装置。
【請求項９】
請求項４乃至８のうちのいずれかにおいて、該弾性要素（７４，７５；１１３）が、Ｏリング、ブロック及びカップ形状フォームのもののうちの１つである位置決め装置。
【請求項１０】
請求項４乃至９のうちのいずれかにおいて、該軸受（７２）が転がり軸受である位置決め装置。
【請求項１１】
先行する請求項のうちのいずれかにおいて、該カップリング（６２）が少なくとも１個の弾性伝達要素（８５）を有している位置決め装置。
【請求項１２】
先行する請求項のうちのいずれかにおいて、該カップリング（６２）が該駆動シャフト（６９）の回転に関して該駆動シャフト（６９）と該スピンドル（６３；６３′）とを剛的に結合させ、且つ該スピンドル（６３；６３′）が該駆動シャフト（６９）の回転軸に関して傾斜されることが可能であるような態様で該カップリング（６２）が該スピンドル（６３；６３′）へ接続されている位置決め装置。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１１及び請求項１２において、該スピンドル（６３；６３′）が該スピンドル（６３；６３′）の回転軸に対して直交する方向における該第一端部（７１）において溝（８６）を有しており、該溝（８６）が少なくとも部分的に発散する側壁を有しており、且つ該カップリング（６２）が該弾性伝達要素（８５）へ接続されており且つバックラッシュのない態様で該溝（８６）と係合しているピン（８４）又はエッジのうちの１つを有している位置決め装置。
【請求項１４】
請求項１１及び請求項１２又は請求項１３又は請求項１１において、該カップリング（６２）が該駆動シャフト（６９）へ剛的に接続されている第一カップリング部分（８１）及び該弾性伝達要素（８５）を有しており且つ該スピンドル（６３；６３′）へ接続されている第二カップリング部分（８３）を有している位置決め装置。
【請求項１５】
請求項１４において、該第二カップリング部分（８３）がフォームフィット又はインターロック型接続により第一カップリング部分（８１）へ接続されている位置決め装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５のいずれかにおいて、該第一カップリング部分（８１）が該スピンドル（６３；６３′）に面するその端部において正方形ソケットを有している位置決め装置。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のうちのいずれかにおいて、該第二カップンリング部分（８３）がピン（８４）を有しており、その各端部上において弾性Ｏリング（８５）又は弾性ディスク（８５）が配置されている位置決め装置。
【請求項１８】
先行する請求項のうちのいずれかにおいて、該支持組立体（７２，７４，７５）及び／又は該弾性伝達要素（８５）のＯリング（７４，７５）又は弾性ディスク（７４，７５）が該駆動シャフト（６９）及び該スピンドル（６３；６３′）を互いに向かって付勢させる位置決め装置。
【請求項１９】
先行する請求項のうちのいずれかにおいて、該スピンドル（６３；６３′）が外側の係合構造体（７０；１１８）を有しており、且つ本位置決め装置が、更に、
位置決めされる部材（６６）、
該スピンドル（６３；６３′）に沿って移動可能であり且つ該スピンドル（６３；６３′）の該係合構造体（７０；１１８）と係合する相補的係合構造体（８９；１１５；１１７）を具備している物体（６４；６４′；６４″；１０７）であって、該物体（６４；６４′；６４″；１０７）が該スピンドル（６３；６３′）により回転されることから固定されている場合に該スピンドル（６３；６３′）の回転を該物体（６４；６４′；６４″；１０７）の並進へ変換させる物体（６４；６４′；６４″；１０７）、
該スピンドル（６３；６３′）により回転されることから該物体（６４；６４′；６４″；１０７）を固定する固定要素（６７）、及び
該物体（６４；６４′；６４″；１０７）を該スピンドル（６３；６３′）と相対的に傾斜させるためのトルクを付与し且つ該位置決めされる部材（６６）に対して該物体（６４；６４′；６４″；１０７）の運動を伝達させる弾性カップリング部材（６５；１０８）、
を有している位置決め装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のうちのいずれかにおいて、更に、
位置決めされる部材（６６）、
第一案内軸に沿って該位置決めされる部材（６６）の第一セクション（９０）を案内するための第一ガイド（６７）、
該第一案内軸と平行に延在している案内表面（１１１）を具備しており且つ該位置決めされる部材（６６）の第二セクション（９４）を案内するための第二ガイド（６８）、及び
該位置決めされる部材（６６）の該第二セクション（９４）を該第二ガイド（６８）の該案内表面（１１１）に向かって付勢させる磁石装置（１０９）、
を有している位置決め装置。
【請求項２１】
請求項１乃至１９のうちのいずれかにおいて、
該スピンドル（６３；６３′）が外側係合構造体（７０；１１８）を具備しており、且つ本位置決め装置が、更に、
位置決めされる部材（６６）、
該スピンドル（６３；６３′）に沿って移動可能であり且つ該スピンドル（６３；６３′）の該係合構造体（７０；１１８）と係合する相補的係合構造体（８９；１１５；１１７）を具備している物体（６４；６４′；６４″；１０７）であって該物体（６４；６４′；６４″；１０７）が該スピンドル（６３；６３′）により回転されることから固定されている場合に該スピンドル（６３；６３′）の回転を該物体（６４；６４′；６４″；１０７）の並進へ変換させる物体（６４；６４′；６４″；１０７）、
該物体（６４；６４′；６４″；１０７）を該スピンドル（６３；６３′）により回転されることから固定する固定要素（６７）、
該スピンドル（６３；６３′）と相対的に該物体（６４；６４′；６４″；１０７）を傾斜させるためのトルクを付与し且つ該位置決めされる部材（６６）に対して該物体（６４；６４′；６４″；１０７）の運動を伝達させる弾性カップリング部材（６５；１０８）、
第一案内軸に沿って該位置決めされる物体（６４）の第一セクション（９０）を案内する第一ガイド（６７）、
該第一案内軸と平行に延在する案内表面（１１１）を具備しており且つ該位置決めされる部材（６６）の第二セクション（９４）を案内する第二ガイド（６８）、及び
該位置決めされる部材（６６）の該第二セクション（９４）を該第二ガイド（６８）の該案内表面（１１１）に向かって付勢させる磁石装置（１０９）、
を有している位置決め装置。
【請求項２２】
位置決め装置において、
位置決めされる部材（６６）、
外側係合構造体（７０；１１８）を具備している回転可能なスピンドル（６３；６３′）、
該スピンドル（６３；６３′）に沿って移動可能であり且つ該スピンドル（６３；６３′）の該係合構造体（７０；１１８）と係合する相補的係合構造体（８９；１１５；１１７）を具備している物体（６４；６４′；６４″；１０７）であって該物体（６４；６４′；６４″；１０７）が該スピンドル（６３；６３′）により回転されることから固定されている場合に該スピンドル（６３；６３′）の回転を該物体（６４；６４′；６４″；１０７）の並進へ変換させる物体（６４；６４′；６４″；１０７）、
該スピンドル（６３；６３′）により回転されることから該物体（６４；６４′；６４″；１０７）を固定する固定要素、及び
該スピンドル（６３；６３′）と相対的に該物体（６４；６４′；６４″；１０７）を傾斜させるためのトルクを付与し且つ該物体（６４；６４′；６４″；１０７）の移動を該位置決めされる部材（６６）へ伝達させる弾性カップリング部材（６５；１０８）、
を有している位置決め装置。
【請求項２３】
請求項１９，２１及び２２のうちのいずれかにおいて、該スピンドル（６３；６３′）の前記係合構造体（７０）が該スピンドル（６３；６３′）の周りに曲折している少なくとも１個の溝（７０）を有している位置決め装置。
【請求項２４】
請求項１９及び２１乃至２３のうちのいずれかにおいて、前記係合構造体（７０）が該スピンドル（６３；６３′）上に形成されている外側ネジ山を有している位置決め装置。
【請求項２５】
請求項１９及び２１乃至２４のうちのいずれかにおいて、前記物体（６４；６４′；６４″；１０７）の前記相補的係合構造体（８９；１１５；１１７）が少なくとも１個の突起（１１５；１１７）又はリブを有している位置決め装置。
【請求項２６】
請求項１９及び２１乃至２５のうちのいずれかにおいて、前記物体（６４；６４′；６４″；１０７）の前記相補的係合構造体（８９；１１５；１１７）が該スピンドル（６３；６３′）の半径方向に関して対向して配置された少なくとも２個の突起（１１５；１１７）又は２個のリブを有している位置決め装置。
【請求項２７】
請求項１９及び２１乃至２６のうちのいずれかにおいて、前記物体（６４；６４′；６４″；１０７）の前記相補的係合構造体（８９；１１５；１１７）が少なくとも１個のネジ山（８９）を有している位置決め装置。
【請求項２８】
請求項１９及び２１乃至２７のうちのいずれかにおいて、前記物体（６４；６４′；６４″；１０７）の前記相補的係合構造体（８９；１１５；１１７）が並列に走行する少なくとも２個のリブ又は溝を有している位置決め装置。
【請求項２９】
請求項１９及び２１乃至２８のうちのいずれかにおいて、該スピンドル（６３；６３′）の前記係合構造体（１１８）が該スピンドル（６３；６３′）の外側表面上の少なくとも１個の突起（１１８）又は少なくとも１個のリブを有している位置決め装置。
【請求項３０】
請求項１９及び２１乃至２９のうちのいずれかにおいて、スピンドル（６３；６３′）の該係合構造体（７０；１１８）が該スピンドル（６３；６３′）の半径方向に関して対向して配置されている少なくとも２個の突起（１１８）又はリブを有している位置決め装置。
【請求項３１】
請求項１９及び２１乃至３０のうちのいずれかにおいて、該弾性カップリング部材（６５；１０８）が該物体（６４；６４′；６４″；１０７）上に傾斜トルクを付与するために該位置決めされる部材（６６）上にその少なくとも１つのセクションに載置している位置決め装置。
【請求項３２】
請求項１９，２１乃至３１において、該弾性カップリング部材（６５；１０８）が該物体（６４；６４′；６４″；１０７）及び該位置決めされる部材（６６）へ取り付けられており且つ該スピンドル（６３；６３′）に対して平行な軸周りにトルクを付与する位置決め装置。
【請求項３３】
請求項１９，２１乃至３２のうちのいずれかにおいて、該位置決めされる部材（６６）が溝（９６）を有しており、該溝は該弾性カップリング部材（６５；１０８）と係合し、該溝（９６）は好適には外側に発散する側壁を具備している位置決め装置。
【請求項３４】
請求項１９及び２１乃至３３のうちのいずれかにおいて、該弾性カップリング部材（６５；１０８）はＬ形状アーム（１０２；１０８）を有しており、該アームの自由端が前記溝と係合する位置決め装置。
【請求項３５】
請求項１９及び２１乃至３４のうちのいずれかにおいて、該弾性カップリング部材（６５；１０８）が該物体（６４；６４′；６４″；１０７）と一体的に形成されている位置決め装置。
【請求項３６】
請求項１９及び２１乃至３５のうちのいずれかにおいて、該物体（６４；６４′；６４″；１０７）が開口（８８）を有しており、該物体（６４；６４′；６４″；１０７）の該ネジ山（８９；１０５）が該開口内に設けられている位置決め装置。
【請求項３７】
請求項１９及び２１乃至３６のうちのいずれかにおいて、該物体（６４；６４′；６４″；１０７）がブロック（９７；９７′）及び該ブロック（９７；９７′）内に配置されており且つ該スピンドル（６３；６３′）を受納するための内部ネジ山（８９；１０５）を具備しているスリーブ（９８；１０３；１０４）を有している位置決め装置。
【請求項３８】
請求項１９及び２１乃至３７のうちのいずれかにおいて、該物体（６４；６４′；６４″；１０７）における該ネジ山（１０５）がネジ山を具備することのないセクション（１０６）によって分離されているネジ山の２つのセクションを有している位置決め装置。
【請求項３９】
請求項１９及び２１乃至３８のうちのいずれかにおいて、該スピンドル（６３；６３′）と平行な方向に沿って該位置決めされる部材（６６）を案内するためにガイド（６７）が設けられており、特に該ガイド（６７）が該物体（６４；６４′；６４″；１０７）を案内する位置決め装置。
【請求項４０】
請求項３９において、該ガイド（６７）が該物体（６４；６４′；６４″；１０７）を該スピンドル（６３；６３′）周りの回転に対して固定させる位置決め装置。
【請求項４１】
請求項３９又は４０において、該ガイド（６７）がロッドを有しており且つ該位置決めされる部材（６６）が該ロッドを受納する開口（９１）を有している位置決め装置。
【請求項４２】
請求項４０又は４１において、該物体（６４；６４′；６４″；１０７）が該ガイド（６７）を受納するための凹所（９９）を有している位置決め装置。
【請求項４３】
請求項１９及び２１乃至４２のうちのいずれかにおいて、更に、
該位置決めされる部材（６６）の第一セクション（９０）を第一案内軸に沿って案内するための第一ガイド（６７）、
該第一案内軸に対して平行に延在している案内表面（１１１）を具備しており且つ該位置決めされる部材（６６）の第二セクション（９４）を案内するための第二ガイド（６８）、及び
該位置決めされる部材（６６）の該第二セクション（９４）を該第二ガイド（６８）の該案内表面（１１１）に向かって付勢させる磁石装置（１０９）、
を有している位置決め装置。
【請求項４４】
位置決め装置において、
位置決めされる部材（６６）、
第一案内軸に沿って該位置決めされる部材（６６）の第一セクション（９０）を案内するための第一ガイド（６７）、
該第一案内軸に平行に延在している案内表面（１１１）を具備しており且つ該位置決めされる部材（６６）の第二セクション（９４）を案内するための第二ガイド（６８）、及び
該位置決めされる部材（６６）の該第二セクション（９４）を該第二ガイド（６８）の該案内表面（１１１）に向かって付勢させる磁石装置（１０９）、
を有している位置決め装置。
【請求項４５】
請求項２０，２１，４３及び４４のうちのいずれかにおいて、該磁石装置（１０９）が該案内表面（１１１）に対する垂直に関して傾斜される付勢力を発生する位置決め装置。
【請求項４６】
請求項２０，２１及び４３乃至４５のうちのいずれかにおいて、該第一ガイド（６７）が該位置決めされる部材（６６）の運動を該第一案内軸に沿っての運動及び該第一案内軸周りの回動運動に制限する位置決め装置。
【請求項４７】
請求項２０，２１及び４３乃至４６のうちのいずれかにおいて、該第一ガイド（６７）が案内ロッドを有している位置決め装置。
【請求項４８】
請求項２０，２１及び４３乃至４７のうちのいずれかにおいて、該位置決めされる部材（６６）が該案内ロッドを受納する案内開口（９１）を有している位置決め装置。
【請求項４９】
請求項２０，２１及び４３乃至４８のうちのいずれかにおいて、更に、該位置決めされる部材（６６）の該第二セクション（９４）に装着されており且つ該案内表面（１１１）上を転動する外部部材を有している転がり軸受（９５）を有している位置決め装置。
【請求項５０】
請求項２０，２１及び４３乃至４９のうちのいずれかにおいて、該磁石装置（１０９）が該位置決めされる部材（６６）に締着されている磁石（１０９）を有している位置決め装置。
【請求項５１】
請求項２０，２１及び４３乃至５０のうちのいずれかにおいて、軟磁性又は強磁性のアーマチュア要素（１１０）が該第二ガイド（６８）に装着されており、該磁石装置（１０９）は該アーマチュア要素（１１０）と相互作用を行い且つ該第二セクション（９４）を該案内表面（１１１）へ向かって牽引させる位置決め装置。
【請求項５２】
請求項２０，２１及び４３乃至５０のうちのいずれかにおいて、該第二ガイドが軟磁性又は強磁性物質から構成されており、該磁石装置がアーマチュア要素としての該第二ガイドと相互作用を行い且つ該第二セクションを該案内表面に向かって牽引する位置決め装置。
【請求項５３】
請求項２０，２１及び４３乃至５２のうちのいずれかにおいて、該磁石装置が該第二ガイドと相対的に固定して装着されている長手軸方向に延在する磁石を有しており、且つ該位置決めされる部材が軟磁性又は強磁性セクションを有している位置決め装置。
【請求項５４】
請求項２０，２１及び４３乃至５３のうちのいずれかにおいて、該磁石装置（１０９）が該位置決めされる部材（６６）の該第一及び第二セクション（９０，９４）を接続する直線と相対的に傾斜された力を発生する位置決め装置。
【請求項５５】
請求項２０，２１及び４３乃至５４のうちのいずれかにおいて、該位置決めされる部材（６６）がレンズフォルダーである位置決め装置。
【請求項５６】
先行する請求項のうちのいずれかに基づく位置決め装置を有する測量装置である光学的装置。
【請求項５７】
請求項５６において、本光学的装置が該位置決め装置へ結合されている少なくとも１個のレンズ（３７）を有している光学的装置。
【請求項５８】
請求項５６及び５７のうちのいずれかにおいて、本光学的装置が、対物レンズ（３６）及びフォーカシングレンズ（３７）を有しており、該フォーカシングレンズ（３７）は被写体をイメージングするための光学系を形成するために該対物レンズ（３７）に関して配置されており且つ該光学系により画像形成される被写体をフォーカスすることが可能であるように該位置決め装置へ結合されている光学的装置。
【請求項５９】
請求項５６乃至５８のうちのいずれかにおいて、本光学的装置がテレスコープであり、特に測量装置において使用するテレスコープである光学的装置。
【請求項６０】
請求項５６乃至５８のうちのいずれかにおいて、本光学的装置がカメラであり、特に測量装置において使用するカメラである光学的装置。
【請求項６１】
請求項５９及び６０のうちのいずれかにおいて、垂直軸周りに回転可能なアリダードを有しており、該テレスコープ又は該カメラは、夫々、該垂直軸に対して実質的に直交する傾斜軸周りに傾斜可能であるように該アリダードに装着されている光学的装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置決め装置に関するものであって、特に、光学的装置用の位置決め装置、このような位置決め装置が備えられている光学的装置、及び、特に、タキメーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの場合において、位置決め装置は、位置決めされるべき部材の位置を制御され且つ精密な態様で調節する目的を果すものである。このような位置決め装置の例は、光学的装置において、フォーカシング駆動又はフォーカス調節装置を包含しており、それにより、例えば、被写体のイメージング期間中に画像をフォーカスするためにレンズの光軸に沿ってレンズ又はレンズシステムを移動させる。
【０００３】
このような位置決め装置は一般的に知られており且つ例は、例えば、ＪＰ６２−２５５９０７、ＤＥ６９１１７４３５Ｔ２、ＪＰ３−２８８１０３Ａ、ＪＰ８−１８４７５２Ａ、ＪＰ０８−１９４１４８Ａ、ＪＰ７−１５１９４７、ＵＳ２００２／０１０６２０５Ａ１、ＪＰ２００２２１４５０６Ａ、ＵＳ２００２／０１０６２０５、ＷＯ９５／２２７７８Ａ、ＤＤ２４７４９３、ＪＰ６１−２３１５１６Ａ、ＪＰ６２−２５５９０７、ＤＥ６９１１７４３５Ｔ２、ＪＰ３−２９４８１３Ａ、ＵＳ２００２／０１０６２０５Ａ１及びＪＰ２００００９８２１０Ａにおいて開示されている。これらの位置決め装置のうちの少なくとも幾つかは比較的多数の部品を使用している。
【０００４】
カメラ及び顕微鏡等の光学的装置におけるフォーカシング装置のための位置決め装置の適用は、高速のフォーカシングが可能であるべきである場合には精密でバックラッシュのない位置決めを必要とする。位置決め装置がユーザにより操作される装置において使用される場合には、その位置決め装置は、更に、位置決めが行われる場合にほんの僅かのノイズを発生すべきものである。
【０００５】
フォーカシング装置はカメラ及び顕微鏡において使用されるばかりでなく、測量装置、特に、角度測定及び距離測定用の手段を有しており、従って、しばしばタキオメーター（ｔａｃｈｅｏｍｅｔｅｒ）又はトータルステーションとも呼称される所謂タキメーター（ｔａｃｈｙｍｅｔｅｒ）においても使用される。これらのタキメーターはテレスコープを包含しており、それによりその距離又は位置を夫々決定すべきターゲットが照準される。
【０００６】
このようなタキメーターのテレスコープは、就中、軸方向、即ちテレスコープの光軸の後方においてガイド筒内において自由に移動可能であるフォーカシングレンズ筒に通常固定して取付けられているフォーカシング用のフォーカシングレンズ又はフォーカシングレンズのグループを有する対物レンズが設けられている。該装置のハウジングに固定的に取り付けられているか又は該ハウジングの一部であるガイド筒の周囲には、溝付き筒が設けられており、それは該光軸周りに自由に回転可能であり且つ該光軸の長さに沿ってピッチを有する溝が設けられている。該レンズ駆動は、該光軸周りに該溝を有する該筒を回転させることにより観察者により手作業により動作され、それにより該溝と係合している該ファーカシングレンズ筒の突起が該ガイド筒における該溝により画定される曲線に追従する。回転に対する該フォーカシングレンズ筒を固定するための該フォーカシングレンズ筒のメカニズムは、該溝を具備する該筒の回転を該フォーカシングレンズ筒の軸方向運動へ変換させる。このソリューションは複雑であり、テレスコープにおいて大きな空間を必要とし、且つモジュール型構成を可能とするものではない。該フォーカシングレンズ筒を調節するのに必要な比較的高いトルクのために、このソリューションはモータ駆動に対して適したものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の第一の目的は、低いノイズレベルで動作することが可能な位置決め装置を提供することである。
【０００８】
本発明の第二の目的は、遊びがなく且つバックラッシュがない態様でモータの回転運動の位置決めすべき部材の直線運動へ容易に伝達させることを可能とする位置決め装置を提供することである。
【０００９】
更に、本発明の第三の目的は、容易でバックラッシュのない態様で位置決めすべき部材の精密な案内を可能とする位置決め装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の側面によれば、位置決め装置が提供され、該位置決め装置は、フレームと、駆動シャフトを具備するモータと、第一端部と第二端部とを具備しており且つ該フレームに関して回転可能なスピンドルと、該モータの該駆動シャフトが回転する場合に該スピンドルが回転するように前記駆動シャフトを前記スピンドルの前記第一端部へ弾性的に接続させるカップリングと、該スピンドルの該第二端部及び該モータのうちの少なくとも１つを該フレームにおいて弾性的に支持する支持組立体とを有している。
【００１１】
本発明の第一の側面に基づく位置決め装置においては、該カップリングを介して該モータにより駆動される該スピンドルは駆動されるべき物体を移動するために設けられている。この物体は、該装置により位置決めされるべき部材であるか又は位置決めされるべき部材に結合させることが可能である。この目的のために、該スピンドルは駆動されるべき該物体の相補的係合構造体と係合する外側係合構造体を有することが可能である。該係合構造体は、例えば、突起、リブ、ピン、凹所、溝又はネジ山のうちの少なくとも１つを有することが可能であり、該相補的係合構造体は、該スピンドルの回転を該物体の運動へ変換させることが可能であるように、該係合構造体と係合する構成とされている。
【００１２】
該モータは任意のタイプのモータ、特に電気モータとすることが可能である。簡単且つ精密な位置決めのためには、該電気モータはステッピングモータとすることが可能である。
【００１３】
ノイズ及び特に振動を減少させるために、該支持組立体は該スピンドルの該第二端部及び該モータのうちの少なくとも１つを弾性的に支持し、且つ、同時に、該カップリングは、夫々、弾性的に（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔｌｙ）又は弾性的に（ｅｌａｓｔｉｃａｌｌｙ）該モータの該駆動シャフトを該スピンドルと接続させる。この構成は、特に、振動の減衰及び／又は振動に関して位置決め装置の部品の部分的な離脱であって、部品に沿っての音響振動の伝搬を減少させ且つ又該構成における潜在的な共振を減少させる場合のある離脱に起因してノイズを減少させることが可能である。
【００１４】
位置決めされるべき部材の非常に精密な位置決めを与えることが可能であるためには、該カップリングは、該駆動シャフトの回転が該スピンドルの該第一端部へ基本的にバックラッシュ無しで伝達されるように、夫々、弾性的に（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔｌｙ）又は弾性に（ｅｌａｓｔｉｃａｌｌｙ）該モータの該駆動シャフトと該スピンドルの該第一端部とを接続させることが可能である。このことは、該カップリングの適宜の構成を使用することにより、且つ、特に、使用すべき物質の適宜の選択により達成することが可能である。好適には、該カップリングは、又、該スピンドルを該第一端部において支持する。
【００１５】
本発明の第一の側面に基づく位置決め装置は、該モータの該駆動シャフトを該スピンドルへ弾性的に接続するカップリングの使用及び該スピンドルの該第二端部及び該モータのうちの少なくとも１つを該フレームにおいて弾性的に支持する支持組立体の使用に起因して、該スピンドルが該モータにより回転される場合にほんの僅か又は低いノイズを発生させる。
【００１６】
位置決め装置の低ノイズ動作を達成するために、該支持組立体は振動減衰特性を有することが可能である。好適には、可聴周波数範囲における振動が減衰される。
【００１７】
該支持組立体が、該フレームの該スピンドルの該第二端部を支持する弾性軸受組立体を有している場合には、該位置決め装置の簡単な構成が達成される。一般的に、任意の弾性軸受組立体を使用することが可能である。然しながら、簡単なモジュール型構成を得るためには、該弾性軸受組立体が該フレームにおいて装着されている軸受及び該スピンドルの該第二端部と該軸受との間又は該軸受と該フレームとの間に配置されている少なくとも１個の弾性要素を有していることが望ましい。好適には、第一の場合においては、該スピンドルの該第二端部及び該軸受、及び、第二の場合においては、該軸受及び該フレームが接触するものではなく、該少なくとも１個の弾性要素により離隔されている。従って、該スピンドルの該第二端部と該軸受との間又は該軸受と該フレームとの間の部分的な離脱を、夫々、得ることが可能である。
【００１８】
通常、該弾性要素は任意の適宜の形状で且つ該フレーム、該軸受及び該スピンドルの該第二端部に関して任意の適宜の位置に設けることが可能である。好適には、該弾性要素の少なくとも１つのセクションが該スピンドルの軸方向においてクランプされている。特に、該弾性要素は、該スピンドルの該第二端部の端面と該軸受との間又は該軸受と該フレームとの間にクランプさせることが可能である。この構成は、該スピンドルを該フレームに関して基本的に固定した位置に装着すること及び同時に振動の減衰及び／又は軸方向における振動に対しての該スピンドルと該フレームの少なくとも部分的な離脱を達成することを可能とする。
【００１９】
半径方向における該スピンドルの運動を制限するために、好適には、該弾性要素の少なくとも１つのセクションが該スピンドルの半径方向にクランプされる。特に、該弾性要素の該セクションを該スピンドルの該第二端部と該軸受又は該軸受と該フレームとの間にクランプさせることが可能である。
【００２０】
該弾性部材は任意の適宜の弾性物質から構成することが可能である。然しながら、良好なノイズ減少を達成するためには、該弾性部材は、好適には、エラストマー物質から構成される。エラストマー物質として、特に、例えば、適宜のエラストマー又は熱可塑性エラストマーを使用することが可能である。例えば、合成ゴムを使用することが可能である。
【００２１】
良好なノイズ減少を達成するためには、好適には、該弾性要素は可聴周波数範囲における振動を減衰させる。このことは、エラストマー物質の適宜の選択及び該弾性要素の適切な形状により達成することが可能である。
【００２２】
通常、ただ１個の弾性要素を使用することで充分な場合がある。然しながら、該位置決め装置の良好な動作特性を達成するためには、好適には、スピンドルに関して２個又はそれ以上の弾性要素を対称的に配置させる。
【００２３】
該弾性要素はＯリングとすることが可能である。該Ｏリングの中心は該スピンドルの長手軸と同心とすることが可能であり、従って該Ｏリングは該スピンドルに関して対称的に配置される。Ｏリングは該位置決め装置の容易な組立を可能とする。
【００２４】
特に、ただ１個の弾性要素が使用されるべき場合には、該弾性要素はカップ形状の形態とすることが可能である。特に、該弾性要素は、該スピンドルの該第二端部の少なくとも１つのセクション又は該軸受を受納することが可能であるように形成することが可能である。このタイプの弾性要素は位置決め装置の特に簡単な組立を可能とする。
【００２５】
更なる代替例として、該弾性要素はブロックとすることが可能である。好適には、該スピンドルに関して対称的に配置される少なくとも２個のブロックを使用し、従って該スピンドルは対称的に支持される。
【００２６】
１つを超える弾性要素が本位置決め装置において使用される場合には、弾性要素の任意の組合わせを使用することが可能であり、特に、３つの最後に言及したタイプの弾性要素の任意の組合わせを使用することが可能である。
【００２７】
摩擦に起因する損失を減少させるため及びそれに対応するノイズを減少させるために、好適には、該軸受は転がり軸受である。
【００２８】
通常、該スピンドルの該第一端部と該駆動シャフト及び該スピンドルを該駆動シャフトの回転に関して剛的に結合させる該モータの該駆動シャフトとを弾性的に接続するために任意のカップリングを使用することが可能である。該駆動シャフトと該スピンドルの該第一端部との間の弾性的接続を簡単な態様で達成するために、該カップリングは、好適には、少なくとも１個の弾性的伝達要素を有している。特に、該弾性伝達要素の物質特性及び形状は、良好なノイズ減少が得られるように選択することが可能である。一方においては良好な安定性及び他方においては良好なノイズ減少を達成するために、該弾性遷移要素はポリマー物質から構成することが可能である。
【００２９】
該スピンドルに対して該モータの該駆動シャフトの回転の実質的にバックラッシュのない伝達を可能とするために、該カップリングは、好適には、該駆動シャフトの回転に関して該駆動シャフトと該スピンドルとを剛的に結合させ且つ該カップリングは、該スピンドルが該駆動シャフトの回転軸に関して傾斜されることが可能であるような態様で該スピンドルへ接続される。
【００３０】
該スピンドルが該スピンドルの回転軸に直交する方向において該第一端部において少なくとも部分的に発散する側壁を具備している溝を有している場合、及び該カップリングが該弾性伝達要素へ接続されており且つバックラッシュのない態様で該溝と係合しているピン又はエッジのうちの１つを有している場合には、特に簡単な構成が得られる。該弾性伝達要素へ結合されているピン又はエッジと結合して少なくとも部分的に発散する側壁を具備している溝の使用は、特に、該スピンドルの該第二端部における該支持組立体の弾性要素により該モータに向かって該スピンドルが付勢される場合に、両方の回転方向において該スピンドルのバックラッシュのない回転を可能とさせる。少なくとも部分的に発散する側壁を具備する該溝がＶ形状型の溝である場合には、それは特に簡単な態様で該スピンドルに形成することが可能である。
【００３１】
該カップリングの簡単な構成を得るために、該カップリングは、好適には、該駆動シャフトへ剛的に接続されている第一カップリング部分及び該弾性伝達要素を有しており且つ該スピンドルへ接続されている第二カップリング部分を有している。
【００３２】
該カップリングの特に簡単な組立を可能とするために、好適には、該第二カップリング部分はフォームフィット又はインターロック型の接続により該第一カップリング部分へ接続される。フォームフィット接続は、特に、修理を可能とする場合があり、何故ならばこの種類の接続は好適には解除可能なものであるからである。該フォームフィット又はインターロック型接続は、該駆動シャフトの回転に関して剛的な結合を提供することが必要であるに過ぎないが、該スピンドルの長手軸に沿っての並進を必ずしも必要とするものではない。特に、該第一及び第二カップリング部分は、該スピンドルの長手軸に沿ってそれらを一緒にプラグ接続することが可能であるように形成することが可能である。この場合には、容易な組立とすることが可能であり、そのことは何等特別の工具を必要とするものではない。
【００３３】
好適には、第一カップリング部分は該スピンドルに面したその端部において正方形ソケットを有している。この正方形ソケットは、該弾性伝達要素を受納するために使用することが可能である。正方形ソケットは、該第一カップリング部分の簡単な製造を可能とするばかりでなく、該スピンドルに対しての該駆動シャフトの回転の基本的にバックラッシュのない伝達を可能とする。
【００３４】
該第二カップリング部分は、特に、ピンを有しており、その各端部上には弾性Ｏリング又は弾性ディスクが配置されている。該弾性Ｏリング又は該弾性ディスクは、特に、上述した弾性伝達要素を表わしている。該第二カップリング部分のこの構成は、特に、その他の目的のためにも使用可能な部品の使用を可能とし、そのことは本位置決め装置に対するコストを減少させることを可能とする。
【００３５】
好適には、Ｏリング又は弾性ディスク及び該支持組立体の該弾性要素は、該駆動シャフト及び該スピンドルを互いに向かって付勢させる。特に、この付勢力は実質的に該スピンドルの軸に沿ってのものとすることが可能であり、従って該ピン又はエッジは、例え該駆動シャフトに対してトルクが付与される場合であっても、該溝の壁と接触状態を維持する。このように、該スピンドルは該支持組立体と該モータとの間に確実に保持される。
【００３６】
本発明の第二の側面によれば、位置決め装置が提供され、該位置決め装置は、位置決めされる部材と、外部係合構造体を具備している回転可能なスピンドルと、該スピンドルに沿って移動可能であり且つ該スピンドルの該係合構造体と係合する相補的な係合構造体を具備している物体であって該物体が該スピンドルにより回転されることから固定される場合に該スピンドルの回転を該物体の並進へ変換させる物体と、該物体が該スピンドルにより回転されることから固定するための固定要素と、該スピンドルと相対的に該物体に対してトルクを付与し且つ該物体の運動を該位置決めされる部材へ伝達させる弾性カップリング部材とを有している。
【００３７】
本発明の第二の側面に基づく位置決め装置は、本発明の第一の側面に基づく位置決め装置の特徴、特に上述した特徴のうちのいずれかを有することが可能である。逆に、本発明の第一の側面に基づく位置決め装置は、更に、位置決めされる部材、該スピンドルに沿って移動可能であり且つ該スピンドルの係合構造体と係合する相補的係合構造体を具備している物体であって該物体が該スピンドルによる回転から固定されている場合に該スピンドルの回転を該物体の並進へ変換させる物体と、該物体が該スピンドルにより回転されることを固定するための固定要素と、且つ該スピンドルと相対的に該物体を傾斜させるトルクを付与し且つ該位置決めされる部材に対して該物体の運動を伝達する弾性カップリング部材、を有している。
【００３８】
本発明の第二の側面に基づく位置決め装置においては、該固定要素が該物体が該スピンドルにより回転されることから固定するので、該スピンドルの該係合構造体及び該スピンドルの該係合構造体と係合する該物体の該相補的係合構造体によって、該スピンドルの回転を該物体の直線運動へ変換させることが可能である。該弾性カップリング部材は２つの機能を有しており、第一に、特に、該部材の変形に起因して該弾性力による該スピンドルに対してほぼ直交する軸周りに、該スピンドルと相対的な該物体を傾斜させるためのトルクを付与するために使用される。この該スピンドルに関しての該物体の傾斜動作は該係合構造体と該相補的係合構造体とを互いに対応して傾斜させ、従って両方の回転方向に対して、該スピンドルの回転の遊びがなく且つバックラッシュのない該物体、従って該位置決めされる部材の直線運動への変換が達成される。該物体に付与されるトルクは該弾性カップリング部材の少なくとも１つのセクションの弾性特性により発生される。
【００３９】
第二に、該弾性カップリング部材は該位置決めされる部材に対して該物体の運動を伝達すべく作用し、そのことは本位置決め装置の構成を著しく簡単化させる。
【００４０】
本発明の第二の側面に基づく位置決め装置は、位置決めされるべく並進される該物体を先導するために遊びがなく且つバックラッシュのない態様でモータにより駆動される該スピンドルの回転運動の容易な伝達を可能とする。特に、この位置決め装置は余り空間を必要とするものではなく、従って、特に、顕微鏡、カメラ及び測量装置において使用するのに適したものである。
【００４１】
該スピンドルの該外部係合構造体及び該物体の該相補的係合構造体は、該物体が該固定要素によって該スピンドルにより回転されることから固定されている間にスピンドルの回転を該物体の並進へ変換すべく作用する。通常、この変換のために適した任意のタイプの係合構造体及び相補的係合構造体を使用することが可能である。好適には、該相補的係合構造体は、該物体が該スピンドルと相対的にトルクにより傾斜される場合に、該相補的係合構造体の１つのセクションが該スピンドルに沿っての第一方向において該係合構造体と係合し且つ該相補的係合構造体の別のセクションが該第一方向と反対の第二方向において該係合構造体と係合するように形成され且つ配置されている。従って、該係合構造体と該相補的係合構造体との間の遊びは両方の方向における運動に対して回避することが可能である。
【００４２】
好適には、該スピンドルの該係合構造は該スピンドルの周りに回っている少なくとも１個の溝を有することが可能である。該スピンドルの周りに回っている該溝のピッチは一定又は変化することが可能である。特に、該係合構造体は該スピンドル上に形成した外部ネジ山を有することが可能である。このタイプのスピンドルは、充分な精度で極めて容易に製造することが可能であり且つ容易に組み立てることが可能である。
【００４３】
特に、これらの場合においては、該物体の該相補的係合構造体は少なくとも１個の突起又は１個のリブを有することが可能である。該突起又はリブは、該スピンドルの該係合構造体の溝又はネジ山と係合すべく形成及び／又は配置される。相補的係合構造体としての突起又はリブの使用は、該物体が該固定要素により回転から固定されている間に該スピンドルが回転される場合に該係合構造体と該相補的係合構造体との間の摩擦を減少させることが可能である。
【００４４】
特に殆どバックラッシュなしでの動作を達成するために、該物体の該相補的係合構造体は、好適には、該スピンドルの半径方向に関して対向して配置された少なくとも２個の突起又は２個のリブを有している。これらの突起又はリブは、該物体が該スピンドルと相対的なトルクにより傾斜される場合に、該突起又はリブのうちの１つが該スピンドルに沿っての第一方向において該係合構造体、例えば該溝又は該ネジ山と係合し且つ該第二突起又はリブが該係合構造体、例えば該溝又は該ネジ山と該第一方向とは反対の第二方向において係合するように配置される。従って、両方の方向における運動に対して、該係合構造体と該相補的係合構造体との間の遊びを回避することが可能である。通常、該突起又はリブは、両方が該係合構造体と係合することが可能であるような態様で該スピンドルの長手方向に対し平行な方向において互いに相対的に離隔させることが可能である。
【００４５】
別の実施例においては、該物体の該相補的係合構造体は少なくとも１個のネジ山を有している。好適には、該ネジ山は該物体におけるネジを切った貫通孔によって設けられ、従って該物体も該スピンドルの方向に沿って該スピンドルにより正確に案内される。該相補的係合構造体のネジ山は該スピンドルの該係合構造体、特に、該スピンドルにネジ山が設けられている場合には該スピンドルの該係合構造体のネジ山と係合することが可能である。これらのネジ山を互いに傾斜させると該スピンドルに沿って両方の方向において該ネジ山の側面間での接触を発生させ、従って該スピンドルの長手方向における該物体と該スピンドルとの間の遊び又はバックラッシュを回避することが可能である。
【００４６】
特に、この場合において、該スピンドルの該係合構造体が外部ネジ山を有している場合には、物体の該相補的係合構造体は並列に走行する少なくとも２個のリブ又は溝を有することが可能である。これらのリブ又は溝は、特に、直線状とすることが可能である。この場合に、該リブ又は溝は貫通孔内に設けることは必要ではないので、該物体を該スピンドル上にクリップさせることが可能である。このことは本位置決め装置の非常に簡単な組立を可能とする。
【００４７】
代替的に、該スピンドルの該係合構造体は該スピンドルの外側表面上に少なくとも１個の突起又は少なくとも１個のリブを有することが可能である。この場合における該相補的係合構造体は、例えば、該物体のネジを切った貫通孔におけるネジ山とすることが可能である。
【００４８】
好適には、該スピンドルの該係合構造体は該スピンドルの半径方向に関して反対に配置した少なくとも２個の突起を有することが可能である。これらの突起は、特に、該スピンドルの方向において互いに離隔させることが可能である。該相補的係合構造体は、特に、ネジ山又は並列に走行するリブ又は溝を有することが可能である。又、この場合において、該突起は該スピンドルに沿っての反対の方向に指向している該相補的係合構造体の面において該相補的係合構造体と係合することが可能であり、従って該スピンドルの回転の該物体の運動への遊びがなく及び／又はバックラッシュがない変換を達成することが可能である。
【００４９】
通常、該係合構造体及び／又は該相補的係合構造体は上述した特徴のうちの１つ又はその組合わせを有することが可能である。
【００５０】
該弾性カップリング部材は、該物体を異なる態様で傾斜させるためにトルクを付与することが可能である。１実施例においては、該弾性カップリング部材は該位置決めされる部材上においてその少なくとも１つのセクションで載置し、該物体上に傾斜用のトルクを付与する。このように、特に簡単な構成の位置決め装置を達成することが可能である。特に、同時に、該位置決めされる部材上に力を付与することが可能である。この力は、該位置決めされる部材を該位置決めされる部材を案内する案内要素に向かって付勢するように作用することが可能であり、従って更なる遊び又はバックラッシュを回避することが可能である。
【００５１】
通常、弾性カップリング部材は、該スピンドルの長手方向に対して傾斜されるか又は好適には直交な軸の周りに該スピンドルに関して該物体を傾斜させるトルクを付与する。好適には、該弾性カップリング部材は該物体及び該位置決めされる部材へ取り付けられており且つ該スピンドルに対して平行な軸の周りにトルクを付与する。この付加的なトルクは、該位置決めされる部材を対応する方向に付勢するために使用することが可能である。従って、該弾性カップリング部材は、同時に、異なる軸の周りにトルクを付与することが可能であり、即ち該スピンドルの長手方向に対して直交する方向及び該スピンドルの長手方向に対して平行な成分を有するトルクである。
【００５２】
該弾性カップリング部材はいずれかの適宜の態様で該物体の運動を該位置決めされる部材へ伝達することが可能である。好適には、該位置決めされる部材は溝を有しており、それは該弾性カップリング部材と係合し、該溝は、好適には、外側に発散する側壁を有している。特に、該溝はＶ形状型とすることが可能である。該物体及びそれに取り付けられている該弾性カップリング部材の運動を該位置決めされる部材へ伝達するための該溝の使用は本位置決め装置の特に容易な組立を可能とする。更に、該溝が外側に発散する側壁を有している場合には、反対方向における運動のバックラッシュがなく且つ遊びのない伝達を達成することが可能である。
【００５３】
トルクを付与し且つ同時に該物体を該位置決めされる部材へ伝達させるために、該弾性カップリング部材がＬ形状型アームを有することが望ましく、該アームの自由端は前記溝と係合する。該Ｌ形状型アームの幾何学形状は該スピンドルと相対的に該物体を傾斜させるトルクを設定するために該Ｌ形状型アームを形成するために使用される物質の物質特性と組合わせて選択することが可能である。
【００５４】
該弾性カップリング部材は適宜屈曲させたスプリングスチールから構成することが可能であり、それは該物体上にクリップされる。この実施例は、該スプリングスチールが長期にわたり且つ例えば広く変化する温度等の変化する環境条件下にあってもその弾性特性を維持すべく選択することが可能であるという利点を提供する。
【００５５】
該弾性カップリング部材が該物体と一体的に形成されている場合には特に簡単な構成が得られる。特に、該物体及び該弾性カップリング部材の少なくとも一部を適宜のポリマー物質の圧縮成形又は射出成形により形成することが可能である。
【００５６】
ネジ山の形態における該物体における該相補的係合構造体は異なる態様で与えることが可能である。該物体は開口を有することが可能であり、該物体のネジ山は該開口内に設けられる。特に、該ネジ山は該開口の表面に刻設することが可能であり、それは該物体がポリマーから構成されている場合には極めて簡単である。
【００５７】
代替的に、該物体はブロック及び該ブロック内に配置されており且つ該スピンドルを受納するための内部ネジ山を具備するスリーブを有することが可能である。特に、該スリーブは、該スピンドルの該係合構造体による磨耗に対して抵抗性であり及び／又は該スピンドルの該係合構造体と係合する場合に低い摩擦を発生するに過ぎない物質から構成することが可能である。特に、適切な金属から構成したスリーブを使用することが可能である。このように、非常にロバストな構成を達成することが可能である。
【００５８】
該スピンドルの該係合構造体と該物体の該相補的係合構造体との摩擦を減少させるために、該物体における該ネジ山はネジ山を有することのない１つのセクションにより離隔されたネジ山の２つのセクションを有することが可能である。同時に、該スピンドル上の該物体の安定な装着が得られる。
【００５９】
好適には、該スピンドルに対して平行な方向に沿って該位置決めされる部材を案内するためのガイドが設けられ、特に、該ガイドは該物体を案内する。この場合には、該弾性カップリングは該位置決めされる部材を案内することは必要ではなく、従って該位置決めされる部材の非常に正確な案内を行う簡単な構成、従って該位置決めされる部材の非常に正確な運動を得ることが可能である。該ガイドは、特に、上述した第一ガイドとすることが可能である。
【００６０】
通常、別個の要素を固定要素として使用することが可能である。然しながら、好適には、該ガイドは該スピンドル周りの回転に対して該物体を固定する。従って、該ガイドは、又、該スピンドルにより回転されることから該物体を固定するための固定要素を表わしている。従って、該ガイドは２つの異なる機能を提供し、そのことは本位置決め装置の構成を簡単化させる。
【００６１】
該位置決めされる部材の正確な案内動作を確保するために、好適には、該ガイドはロッドを有しており且つ該位置決めされる部材は該ロッドを受納する開口を有している。このように、該位置決めされる部材の案内が達成され、そのことは該位置決めされる部材の自由度１の並進運動を残すに過ぎず、それは直線運動である。
【００６２】
該物体が両方の回転方向において該スピンドルでの回転から固定されていることを確保するために、該物体は、好適には、該ガイドを受納するための凹所を有している。
【００６３】
本発明の第三の側面によれば、位置決め装置が提供され、該位置決め装置は、位置決めされる部材と、該位置決めされる部材の第一セクションを第一案内軸に沿って案内するための第一ガイドと、該第一ガイド軸と平行に延在する案内表面を具備しており且つ該位置決めされる部材の第二セクションを案内するための第二ガイドと、該位置決めされる部材の該第二セクションを該第二ガイドの該案内表面に向かって付勢させる磁石装置とを有している。
【００６４】
該第一ガイドは該位置決めされる部材の並進を該第一案内軸に沿っての並進へ制限することが可能であるが、通常、該位置決めされる部材のその他の運動ではない。該第二ガイド及び該位置決めされる部材の該第二セクションを該第二ガイドの該案内表面に向かって付勢する該磁石装置の組合わせは、バックラッシュ又は遊びが殆ど又は全くない該位置決めされる部材の運動の自由度を更に制限することを確保し、従って該位置決めされる部材は該第二ガイドの案内表面に沿って正確に案内される。特に、該磁石装置の付勢力が充分に強い場合には、該案内表面に沿っての該位置決めされる部材の正確な案内を幾つかのオリエンテーション、好適には、重力に関しての本位置決め装置の任意のオリエンテーションにおいて得ることが可能である。このことは位置決め装置を具備するテレスコープユニットを有する測量装置にとって特に重要である場合があり、該テレスコープユニットは任意の角度だけ水平軸周りに回転させることが可能である。
【００６５】
本発明の第三の側面に基づく位置決め装置は、本発明の第一の側面に基づく位置決め装置及び／又は本発明の第二の側面に基づく位置決め装置の特徴のうちのいずれかを有することが可能である。逆に、本発明の第一の側面に基づく位置決め装置は、更に、位置決めされる部材と、第一案内軸に沿って該位置決めされる部材の第一セクションを案内するための第一ガイドと、該第一案内軸に平行に延在する案内表面を具備しており且つ該位置決めされる部材の第二セクションを案内するための第二ガイドと、該位置決めされる部材の該第二セクションを該第二ガイドの該案内表面に向かって付勢する磁石装置とを有することが可能である。
【００６６】
本発明の第一の側面に基づく位置決め装置は、更に、位置決めされる部材と、該スピンドルに沿って移動可能であり且つ該スピンドルの係合構造体と係合可能な相補的係合構造体を具備している物体であって該物体がスピンドルにより回転されることから固定されている場合に該スピンドルの回転を該物体の並進へ変換させる物体と、該スピンドルと相対的に該物体を傾斜させるためにトルクを付与し且つ該物体の運動を該位置決めされる部材へ伝達する弾性カップリング部材と、該第一案内軸に沿って該位置決めされる部材の第一セクションを案内する第一ガイドと、該第一案内軸と平行に延在する案内表面を具備しており且つ該位置決めされる部材の第二セクションを案内するための第二ガイドと、該位置決めされる部材の該第二セクションを該第二ガイドの該案内表面に向かって付勢する磁石装置とを有することが可能である。本発明の第二の側面に基づく位置決め装置は、更に、第一案内軸に沿って該位置決めされる部材の第一セクションを案内するための第一ガイドと、該第一案内軸と平行である案内表面軸を具備しており該位置決めされる部材の第二セクションを案内するための第二ガイドと、該第二ガイドの該案内表面に向かって該位置決めされる部材の該第二セクションを付勢する磁石装置とを有することが可能である。
【００６７】
通常、少なくとも１個の磁石を有する該磁石装置が該位置決めされる部材の該第二セクションを該第二ガイドの該案内表面に向かって付勢させるので充分である。該第一ガイドに関して該位置決めされる部材の遊び又はバックラッシュを回避することが可能であるために、該磁石装置は、好適には、該案内表面に対する垂線に関して傾斜される付勢力を発生する。
【００６８】
好適には、該第一ガイドは、該位置決めされる部材の運動を該第一案内軸に沿っての運動及び該第一案内軸周りの回動運動へ制限する。特に、該第一ガイドは案内ロッドを有することが可能である。その場合に、滑らかであるが正確な案内を得ることが可能である。
【００６９】
更に、該位置決めされる部材は該案内ロッドを受納する案内開口を有することが可能である。このように、該第一ガイドは、該位置決めされる部材の運動を該第一案内軸に沿っての並進且つ単に１つの更なる自由度、即ち該第一案内軸周りの回動運動へ制限し、従って該第二ガイド及び該磁石装置と結合して、該位置決めされる部材の精密な案内が達成される。
【００７０】
該位置決めされる部材の該第二セクションと該案内表面との間の摩擦を減少させるために、本位置決め装置は、更に、該位置決めされる部材の該第二セクションに装着されており且つ該案内表面上を転動する外部部材を有している転がり軸受を有している。
【００７１】
該磁石装置は適宜の対応するアーマチュア要素と共に付勢力を発生するための磁石を有している。１実施例においては、該磁石装置は該位置決めされる部材に締着されている磁石を有している。このことは小型の磁石を使用することを可能とし、そのことは重量を減少し且つ本位置決め装置の他の部品と干渉する場合のある該磁石によって発生される磁界の拡張を可能とする。
【００７２】
特に、この場合には、軟磁性又は強磁性のアーマチュア要素が該第二ガイドへ装着し、該磁石装置が該アーマチュア要素と相互作用を行い且つ該第二セクションを該案内表面に向けて牽引することが望ましい。この実施例は、該アーマチュア要素及び該第二ガイドに対して異なる物質を使用することを可能とし、従ってこれらはそれらの夫々の機能に対して最適化させることが可能である。
【００７３】
代替的に、該第二ガイドは軟磁性又は強磁性物質から構成することが可能であり、該磁石装置はアーマチュア要素としての該第二ガイドと相互作用を行い且つ該第二セクションを該表面に向けて牽引する。この実施例は、本位置決め装置を構成するより少ない数の部品が必要とされるという利点を有している。
【００７４】
該位置決め部材へ締着される磁石に対する代替として、代替的に又は補充的に、該磁石装置は該第二ガイドと相対的に固定して装着されている長手方向に延在する磁石を有することが可能であり、且つ該位置決めされる部材は軟磁性又は強磁性のセクションを有することが可能である。該磁石装置と該軟磁性又は強磁性セクション、即ち該位置決めされる部材との間に発生される力が該第二セクションを該案内表面に向かって牽引するように該強磁性セクションを該磁石装置に関して配置することが可能である。この実施例は、該位置決めされる部材に対する磁石の装着が困難であるか又は不可能である場合に好適である場合がある。
【００７５】
該位置決めされる部材の該第二セクションを該案内表面に向かって牽引し且つ同時に該位置決めされる部材を該第一案内軸に対して直交するか又は傾斜した方向に付勢させるために、該磁石装置は、好適には、該位置決めされる部材の該第一及び第二セクションを接続する直線と相対的に傾斜している力を発生する。
【００７６】
本発明に基づく位置決め装置は、任意の目的のために使用することが可能であるが、好適には、位置決めされるべきレンズを具備する光学装置に対して使用することが可能である。この場合には、本発明の第二及び／又は第三の側面に基づく位置決め装置及びその対応する好適及び特別の実施例に対して、該位置決めされる部材がレンズフォルダーであることが望ましい。この場合において、対応する光学装置の非常に簡単な構成を得ることが可能である。
【００７７】
本発明の更なる側面によれば、先行する請求項のいずれかに基づく位置決め装置を有する光学装置が提供される。該光学装置は、特に、例えば、レベリング装置、テオドライト（ＴＨＥＯＤＯＬＩＴＥ）又は好適にはタキメーター等の測量装置とすることが可能である。
【００７８】
この場合には、該光学装置は、好適には、本位置決め装置に結合されている少なくとも１個のレンズを有している。このことはレンズの非常に正確で及び／又は低ノイズで及び／又はバックラッシュがなく及び／又は遊びのない位置決めを可能とする。
【００７９】
好適には、該光学装置は対物レンズとフォーカシングレンズとを有することが可能であり、該フォーカシングレンズは被写体をイメージングし且つ本位置決め装置へ結合されている光学系を形成するために該対物レンズに関して配置されており、従って該光学系により画像形成される被写体をフォーカスすることが可能である。従って、対応する光学装置はモータ、特に、電気モータによりフォーカスを行うことを可能とする。更に、適宜の自動フォーカシングセンサー及びエレクトロニクスが使用される場合にはオートフォーカシングが容易に可能である。
【００８０】
該光学装置はテレスコープ、特に、測量装置に使用するテレスコープとすることが可能である。
【００８１】
代替的に、該光学装置はカメラ、特に例えばビデオタキメーター等の測量装置に使用するカメラとすることが可能である。
【００８２】
該光学装置は、特に、更に、垂直軸周りに回転可能なアリダードを有することが可能であり、該テレスコープ又は該カメラは、夫々、垂直軸に対して実質的に直交する傾斜軸周りに傾斜可能に該アリダードに装着されている。このような光学装置は、特に、レベリング装置、テオドライト又はタキメーター等の測量装置とすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８３】
トータルステーションとも呼称される図１乃至３に示したタキメーターは、測地における測量目的のために使用することが可能である。このような測量動作においては、水平面内における及び垂直面内におけるターゲットの角度位置及び前記ターゲットからタキメーターへの距離が決定され、次いで、それらはターゲットの位置データ又は座標を夫々決定するために使用することが可能である。ターゲットとして、フィールドのどこかに存在する被写体又は被写体のセクションを使用することが可能である。然しながら、原理的には、多くの場合において、例えば反射器等の人工的なターゲットも使用され、それは測量者により測量すべき所定の位置に配置される。前記人工的なターゲットは例えば境界石等の土地の表面上の所定の点にマークを付け、且つタキメーターによってその位置を決定するために使用することが可能である。然しながら、ターゲットの位置は測量することが可能であるばかりでなく、ある既知の座標又は位置を有している点をフィールド内において見つけ出し且つマークを付けることも可能である。この目的のために、タキメーターを使用して、座標により与えられる位置にターゲットを配置させることが可能であり、その場合には、固定されたマークが据え付けられる。
【００８４】
角度位置及びタキメーターへのターゲットからの距離を容易且つ迅速に決定するため、及びターゲットを検知するために、タキメーターはこの例においては６個の光学装置を有している。それらは、ターゲットの視準のためのテレスコープ、該テレスコープで視準されたターゲットの水平及び垂直角度を決定するための２個の角度測定装置、該テレスコープで視準されたターゲットのタキメーターからの距離を決定するための距離測定装置、前記ターゲットが例えば測量期間中に人により１つの位置から別の位置へ移動される場合に反射器等の所定のターゲットを追跡するためのトラッカーとも呼称される追跡装置、及び測量者によってセットアップされた人工的なターゲットのタキメーターでの正確な整合を容易化させる「トラックライト（ｔｒａｃｋ  ｌｉｇｈｔ）」とも呼称されるステーキングアウトエイド（ｓｔａｋｉｎｇ−ｏｕｔ  ａｉｄ）即ち縄張り補助である。更なる２つの装置は、水平面と相対的にタキメーターの傾斜を決定するための傾斜センサー又はクリノメーター、及び土地又は土地上の与えられた点と相対的にタキメーターを配向させ及び／又は位置決めさせるために役立つ光学的下げ振りである。
【００８５】
図１乃至３はタキメーターの構造を模式的に且つ簡単化した表現で示している。
【００８６】
アリダード３が図中に示していないスタンドによって支持されている三脚１上に配置されている。アリダード３は垂直スピンドル即ち垂直軸２の周りに回転可能であり、その軸はタキメーターが正確にセットアップされた場合には地面に対して垂直に延在する。アリダード３はテレスコープユニット即ち望遠鏡５を担持しており、それはハウジング６と永久的にビルトインされたテレスコープとを有しており、前記テレスコープユニット５は垂直軸２に対して直交する傾斜軸４周りに回転可能である。アリダード３は垂直軸即ちスピンドル２の周りに回転可能であり且つテレスコープユニット５は任意の所望の角度、即ち３６０度を超える角度であっても傾斜軸４の周りに回転可能である。タキメーターはアリダード３上に設けられているハンドル７によって運ぶことが可能である。
【００８７】
テレスコープをフォーカシング即ち焦点合わせしている場合、測定値の検知、及びスタッキングアウトエイド等の前述した光学装置の幾つかの作動の場合を除いて、タキメーターのコンポーネントの何等かの動きは電子的に行われる。図３はブロック線図を示しており、そこではタキメーターの種々の機能的ブロックが模式的に示されており、それらの互いの接続が含まれている。破線は、夫々のコンポーネント及び装置が配置されている物理的単位を表わしている。
【００８８】
制御ユニットの中心的な要素は装置制御コンピュータ８であり、それはアリダード３内に配置されており且つ個々のコンポーネント及び装置へ接続されている。
【００８９】
アリダード３内に配置されており且つ電源ユニット１０へ電力を供給するバッテリ９はタキメーター及び、特に、装置制御コンピュータ８へ電源ユニット１０を介して電力を供給する。電源ユニット１０はアリダード３及びテレスコープユニット５内の全てのコンポーネント及び装置、及びそれに接続されている全てのモジュールへ所要の動作電圧を供給する。説明の便宜上、これらの接続線は図示していない。アリダード３内に示されるように、個々のコンポーネントは別々のラインを介して装置制御コンピュータ８及び電源ユニット１０へ個別的に接続させることが可能である。然しながら、テレスコープユニット５に対して示したように、コンポーネントを全てのデータ及び電源線を包含している中央バス１１へ接続させることも可能である。
【００９０】
バス１１と接続されており且つそれを介してテレスコープユニット５内の電気的又は電子的コンポーネントに電源を供給することが可能であり且つアリダード３内のコンポーネントとデータを交換することが可能なスリップリング１２が傾斜軸４上に配置されている。
【００９１】
垂直軸２上のスリップリング１２′は、図示していないプラグを介して外部からの電源及び外部装置への又は外部装置からのデータ転送を可能とさせる。
【００９２】
タキメーターの制御又は動作のために、タキメーターは着脱自在な制御パネル１３及びアリダード３上に配置されている操作ノブを具備する角度エンコーダの形態における操作要素１４及び１５が設けられている。
【００９３】
制御パネル１３はオペレータとタキメーターとの間の通信を司り且つ入力用のキーボード１６、データ出力のための例えばＬＣＤ等のディスプレイ１７、及びディスプレイ１７とキーボード１６とに接続されているコンピュータ８が設けられている。制御パネル１３は装置制御コンピュータ８及び電源ユニット１０へ解除可能な接続部１９を介して接続されている。制御パネル１３は着脱自在であるので、それはそれ自身のバッテリが装備されており、該バッテリは、制御パネル１３が取り外された場合にもコンピュータ１８が継続して動作することを確保する。コンピュータ１８は接続部１９を介して装置制御コンピュータ８へ接続されており且つそのプログラム及びデータメモリによってそれ自身既知である多数の測地アプリケーションを稼動させることが可能である。
【００９４】
操作要素１４及び１５は対応するインターフェース２０を介して装置制御コンピュータ８へ接続されている。インターフェース２０は、夫々、操作要素１４及び１５の回転位置に対応するパラメータ値の入力を可能とする。
【００９５】
無線通信モジュール２１が装置制御コンピュータ８へ接続されており且つアンテナ２２を具備しており、遠隔制御等の遠隔装置とデータを交換することを司る。例えば、タキメーターは、図には示していないがターゲット測定点に位置されている遠隔制御部又はステーションにより遠隔制御することが可能である。
【００９６】
タキメーターの種々のコンポーネント及び装置は、夫々、以下に説明する２，３の例外を除いて、アリダード３内及びテレスコープユニット５内に配置されている。
【００９７】
制御装置コンピュータ８に加えて、装置制御コンピュータ８へ接続されている全てのコンポーネントはアリダード３の中及び上に位置されている。これらは、傾斜センサー即ちクリノメーター２３、光学的下げ振り２４、アンテナ２２を具備する無線通信モジュール２１、インターフェース２０を包含する水平及び垂直調節のための操作要素１４及び１５を包含している。
【００９８】
テレスコープユニット５内に位置されている装置は距離測定装置２５、追跡装置２６及びスタッキングアウトエイド２７である。オプションとして必要とされる制御又は評価手段がアリダード３内に配置されている装置制御コンピュータ８により与えられる。この目的のために、前記装置はバス１１及びスリップリング１２を介して装置制御コンピュータ８へ接続されている。前記装置の各々は、個別的に、ターンオンさせることが可能であり、且つ必要である場合には装置制御コンピュータ８を介して測定の読みに対してポーリング又はチェックすることが可能である。この目的は詳細には示していないコンポーネントにより行われるものであり、何故ならばそれらは動作は当業者にとって既知であるからである。
【００９９】
アリダード３内の制御回路３０及び３１を介して制御される駆動部２８及び２９が、夫々、垂直軸２周りにテレスコープユニット５を含むアリダード３を回転させるため及び傾斜軸４周りにテレスコープユニット５を回転させるために設けられている。該角度測定装置による角度測定は駆動部２８及び２９を制御するために使用することが可能である。
【０１００】
回転角度即ち垂直軸２周りの水平角度の測定のために、水平角度用のメモリ盤３２が使用されており、前記メモリ盤３２は垂直軸２と同心状であり且つ検知ヘッド３３が使用されており、それはアリダード３に保持されており且つそれにより、アリダード３、従ってテレスコープユニット５のメモリ盤３２と相対的な角度位置を検知することが可能である。
【０１０１】
傾斜軸４周りの回転角度、即ち垂直角度の測定のために、垂直角度用のメモリ盤３４が傾斜軸４上に且つそれと同軸上に対応して保持されており、前記メモリ盤３４の角度位置は垂直角度用の検知ヘッド３５によって検知され、その検知ヘッド３５はアリダード３上に保持されている。
【０１０２】
駆動部２８及び２９は角度測定装置、即ち水平角度用のメモリ盤３２及び検知器ヘッド３３、又は垂直角度用のメモリ盤３４及び検知器ヘッド３５の夫々と既知の態様で協働し、テレスコープユニット５と共にアリダード３は垂直軸２周りに測定可能な態様で所望により回転させることが可能であり且つテレスコープユニット５は測定可能な態様で傾斜軸４周りに回転させることが可能であり且つ所望の水平及び垂直角度位置とさせることが可能である。この目的は、就中、装置制御コンピュータ８により達成され、それは検知器ヘッド３３及び３５から信号を受取り且つ前記信号の関数として水平駆動部２９用の制御回路３０及び垂直駆動部２８用の制御回路３１を制御する。アリダード３が垂直軸２周りに回転されるべき且つテレスコープユニット５が傾斜軸４周りに回転されるべき角度は３つの態様で与えることが可能である。第一に、操作要素１４及び１５が、インターフェース２０を介して装置制御コンピュータ８へ接続されており且つ装置制御コンピュータ８への対応する角度の入力を可能とする角度エンコーダの形態における水平及び垂直面の夫々における回転に対してアリダード上に設けられている。代替的に、装置制御コンピュータ８はタキメーターのその他のコンポーネントからのデータの関数として設定すべき角度を決定することも可能であり、且つ夫々制御ユニット３０及び３１を制御することが可能である。第三の可能性は、無線通信モジュール２１によって無線通信を介し遠隔ステーションから又は制御パネル１３を介して角度を入力することである。
【０１０３】
以下においては、上述した個々の装置についてより詳細に説明する。
【０１０４】
アリダード３内に配置されている光学的下げ振り２４は地面上の点の情報にタキメーターを中心とさせ又は位置決めさせるべく作用する。それは垂直方向において下方へ指向する小型のテレスコープを有している。該小型のテレスコープの光軸は実質的に垂直軸２と同軸上である。従って、光学的下げ振り２４は、例えば境界石等の地面の上の点情報にタキメーターを芯合わせ即ち位置決めするために使用することが可能である。代替として、垂直方向下方へビームを射出する光学的下げ振りを使用することが可能であり、前記ビームは垂直軸２に対して実質的に同軸上に延在する。
【０１０５】
傾斜センサー即ちクリノメーター２３もアリダード３内に配置されており、アリダード３、従ってタキメーターの互いに直交する２つの方向における傾斜を測定し、従って垂直軸２が垂直位置にあるか否か及び傾斜軸４が地面と相対的に水平軸にあるか否かをチェックすることを可能とする。
【０１０６】
その他の装置が図１における正面から且つ図２における横方向断面図において示されているテレスコープユニット５内に配置されている。
【０１０７】
最初に、テレスコープユニット５のハウジング６はターゲットを視覚的に視準するのに役立つテレスコープを収容している。該テレスコープは、対物レンズ３６、光路内において対物レンズ３６に続いて配置されており且つ以下においては単にフォーカシングレンズとして呼称するが１個を超えるレンズを有することが可能なフォーカシングレンズシステム３７、反転用プリズム３８、及びその上に対物レンズ３６とフォーカシングレンズ３７と反転用プリズム３８とがアイピース４０を介して観察することが可能な画像を発生させる交差線グリッド又はクロスヘア３９を有している。交差線グリッド３９上に発生される画像は、図２における双方向矢印によって示されるように、光軸に沿ってフォーカシングレンズ３７を変位させることによりフォーカス即ち焦点合せさせることが可能である。該テレスコープの光軸は対物レンズ３６の光軸と同軸上に延在している。
【０１０８】
テレスコープの光路内において、更にプリズム４１、ダイクロイックミラー４２及び可視範囲におけるラジエーションに対しては透明であり従ってテレスコープ機能、即ち画像形成に影響を与えるものではない分割層４４を有する分割プリズム４３が配置されている。
【０１０９】
距離測定装置２５は、変調したラジエーションをターゲットに対して指向させ且つターゲットにより反射されたラジエーションを受取ることによりターゲットとタキメーターとの間の距離を測定する。従って、距離測定装置２５は射出し変調した光学的ラジエーションと受取った光学的ラジエーションとの間の位相差を決定し且つ使用したラジエーションの速度を使用して位相差から前記距離を決定することによりターゲットへの距離を決定することが可能である。距離測定装置の別の実施例においては、光学的ラジエーションがパルスの形態で射出され、且つ距離測定装置からターゲットへの及び距離測定装置へ戻るパルスの飛行時間が決定され、前記飛行時間に基づいて、使用したラジエーションの速度を使用して距離が決定される。その距離は、距離測定装置２５の対応する評価エレクトロニクスにおいて又は装置制御コンピュータ８の使用によってその位相差から又はその飛行時間から決定することが可能である。
【０１１０】
この例においては、距離測定装置２５はテレスコープのコンポーネント及び更なるコンポーネントによって形成されている。図２には明示的に示していない赤外線光源、例えばレーザダイオードが所定の波長範囲内でパルス動作される態様で赤外線ラジエーションを射出する。射出された赤外線ラジエーションは、送信／受信オプティックス４５によりフォーカスされた後に、赤外線光源によって射出された光に対して反射性であるプリズム４１の表面へ指向され、且つそこから、距離測定装置２５の赤外線光源からの赤外線の光に対して反射性のダイクロイックミラー４２へ指向され、従って該赤外線は対物レンズ３６上へ偏向される。該赤外線光源及び送信／受信オプティックス４５は、赤外線光源により射出される光線束が対物レンズ３６の焦点幅である対物レンズ３６からのある距離において距離測定装置２５の光路に沿ってフォーカスされ、従って近似平行光線束が対物レンズ３６により射出されるように配置され且つ形成されており、従って前記光線束は例えばトリプルミラーである反射器等のターゲット又は例えば家の壁等の自然のターゲット上に入射する。反射された光線束はターゲットから対物レンズ、ダイクロイックミラー４２及びプリズム４１を介して送信／受信オプティックス４５へ同一の経路に沿って通過し、該オプティックスは光線束をラジエーションを検知する距離測定装置２５の受信要素（図２には示していない）上にフォーカスさせる。従って、ターゲットへの距離は射出と受信との間のパルスの飛行時間から決定され、その飛行時間は対応する電子回路によって決定される。該光線束は対物レンズ３６の光軸に沿って射出されるので、テレスコープによって視準されるターゲットへの距離がその光軸上で決定される。
【０１１１】
テレスコープユニット５における更なる装置は夫々追跡即ちトラッカー２６によって構成されており、それはターゲット点に位置されている反射器を自動的に視準し且つそれが１つの点から別の点へ運ばれる場合にそれを追跡すべく作用する。トラッカー２６は光学的ラジエーションの幅狭を射出する送信器、それを介して該光線束が送信方向において入射し且つターゲットからの反射の後に受信方向において入射する対物レンズ３６、受信オプティックス、ターゲットにより反射され且つ該受信オプティックスによってその上にフォーカスされた該光線束の位置を検知する受信器４６、及びターゲットにより反射された該光線束の位置が該受信器上において一定に留まるようにテレスコープユニット５及びアリダード３を夫々案内する閉ループ制御部を有している。
【０１１２】
より詳細に説明すると、トラッカー２６の送信器は例えばレーザダイオード等の光学的、好適には赤外線のラジエーションを射出するためのラジエーション供給源４７、及び第一コリメーターオプティックス４８及びその傾斜表面においてラジエーションの供給源４７から来るものであり且つ第一コリメーターオプティックス４８によりコリメートされた該光線束が該物レンズ３８の光軸の方向に反射されるプリズム４１を有している送信器オプティックスを有している。受信オプティックスは分割プリズム４３及び第二コリメーターオプティックス４９によって形成されている。最後に、受信器４６は幾つかの検知要素を有しており、それらは送信器からのラジエーションに対して感応性がある。受信器４６に対しては、例えば、４分割ダイオード又はカメラ回路を使用することが可能である。
【０１１３】
トラッカー２６の送信器は光線束を送信しそれはラジエーション供給源４７により射出され第一コリメーターオプティックス４８によりコリメートされ且つ対物レンズ３６の中心を介してターゲットに対してプリズム４１により対物レンズ３６の光軸上へ偏向される。
【０１１４】
該光線束は、例えば、夫々、トリプルミラー又は反射器等のターゲットによってタキメーターへ反射して戻され、次いで再度対物レンズ３６を介してテレスコープユニット５へ入る。そのターゲットへの及びそれから戻る途中に、最初に幅狭であった該光線束はターーゲットから充分に大きな距離においてかなり幅広となり、その帰路において対物レンズ３６の直径全体を満たし、従ってプリズム４１上に入射せず且つ更にそこから第一コリメーターオプティックス４８に向かって反射される該光線束の部分はダイクロイックミラー４２上に入射する。該送信器及びダイクロイックミラー４２によって夫々射出された光線束の波長は、該光線束が実質的な反射なしでダイクロイックミラー４２を通過するように選択されており、従って前記ミラーは実際上前記光線束に関して何等影響を有するものではない。ダイクロイックミラー４２を通過した光線束は、次いで、受信オプティックスに入射する。第一に、該光線束は分割プリズム４３に入射する。その分割層４４は該送信器により射出されたラジエーションの波長において選択的に反射され、従ってそれは分割プリズム４３内に入射した光線束を第二コリメーターオプティックス４９の方向に偏向をさせるか可視光が通過することを許容する。第二コリメーターオプティックス４９は該送信器からの光線束であってターゲットにより反射された光線束をトラッカー２６の受信器４６上にフォーカスさせる。受信器４６上のターゲットの画像の位置が所定の位置、例えば中心から逸れると、トラッカーはこのような逸れの量及び方向に関する信号を装置制御コンピュータ８（図１には示していない）へ供給し、それは受信器４６上の画像が再度所定の位置、この例においては中心にあるように、必要である場合にアリダード３と共にテレスコープユニット５を回転させるべく駆動部２８及び２９を制御する。テレスコープユニット５内の更なる装置はスタッキングアウトエイド２７である。スタッキングアウトエイド２７は、就中、反射器の形態における移動可能なターゲットを対物レンズ３６の光軸と整合させるべく作用する。スタッキングアウトエイド２７は２個の発光ダイオード４０と、ミラーエッジ５１と、対物レンズ４９′とを有している。図２においては互いに後方に配置されており、従って別々に図示することが不可能であり且つそれらのうちで一方が緑色の光を射出し且つ他方が赤色の光を射出する発光ダイオード５０からの光がミラーエッジ５１において再結合される。そのようにすることにより、光線が対物レンズ４９′によりタキメーターのターゲット点へ投影される。該光線の片側は緑色に光り且つ反対側は赤色に光る。人がターゲット点に存在し且つタキメーターの方向を見ると、その人は一方の色から他方の色への急激な変化によって対物レンズ３６の従ってテレスコープの光軸に彼又は彼女があるか否かを決定することが可能である。このような装置を使用して、好適には赤外領域において動作する発光ダイオード５０のうちの１つからのビーム上にデータを変調させ且つ前記データをターゲット点へ送信することも可能である。
【０１１５】
重要な光学系、即ちテレスコープ、距離測定装置２５及びトラッカー２６は、同一の光軸上で動作するものであり、何故ならばそれらは全て対物レンズ３６を使用するからである。
【０１１６】
テレスコープとのターゲットの正確な視準、従って対物レンズ３６の光軸とのアライメント即ち整合は距離測定装置の正しい機能又はトラッカーの開始にとって前提条件である。然しながら、ターゲットがテレスコープにおいてシャープな画像として表わされている場合にのみ精密な視準が可能であり、従ってフォーカシングは特に重要なものである。
【０１１７】
この目的のために、図４乃至６に例示した従来技術に従って、夫々、フォーカシングレンズシステム即ちフォーカシングレンズ３７はその光軸に沿って且つ対物レンズ３６の光軸に沿ってその位置が調節可能である。図４はフォーカシングレンズ３７及び図２に基づく部分断面図におけるテレスコープユニット５におけるその位置決め装置の動作を示しており、従ってそれは従来技術に対応している。該駆動装置は内側の螺旋形状溝５３を具備する溝付き筒５２を有しており、前記筒は光軸周りに回転可能であるようにテレスコープユニット５のハウジング６内に配置されており、且つ該駆動装置はレンズフォルダー５４を有しており、それは直線的に移動可能であるように案内され且つ溝付き筒５２の溝５３内に案内される係合要素５５を有している。溝付き筒５２はフォーカシングノブ５６と剛的に接続されており、それにより溝付き筒５２はそれ自身の軸周りに回転可能である。フォーカシングレンズ３７はレンズフォルダー５４内のマウント内に保持されており、その光軸は溝付き筒５２の回転軸と、従って、対物レンズ３６の光軸に対して実質的に同軸上に延在している。レンズフォルダー５４は２つの案内表面５７上でテレスコープの光軸と平行に案内されており、それらの表面はテレスコープユニット５のハウジング６内に固定的に配置されており且つそのうちの後部案内表面のみが図４に示した断面図において見ることが可能である。
【０１１８】
図５はレンズフォルダー５４を切断しない状態で示している。フォーカシングレンズ３７を収容する円形状の円筒部分において、レンズフォルダー５４は第一アーム状に形成した連結要素５５及び水平第二アーム状の案内要素５８及び５８′を有しており、該第二アームは該円形状円筒部分の円筒軸と平行に延在しており、且つ前記部分において、案内要素５８及び５８′が案内表面５７と接触している。図４から明らかなように、連結要素５５は筒５２の溝５３内を走行する。図６は溝５３を有する溝付き筒の切断していない表示であり、該溝は破線で示してあり且つ案内表面５７に対して平行な光軸周りに螺旋形状に延在している。
【０１１９】
フォーカシング即ち焦点合わせは以下の如くに動作する。オペレータがテレスコープユニット５の後端部に配置されているフォーカシングノブ５６を回転させると、溝付き筒５２も回転され、従って溝５３内を走行する連結要素５５がレンズフォルダー５４を変位させ、従って案内表面５７がレンズフォルダー５４の回転を阻止するので、テレスコープの光軸に沿ってフォーカシングレンズ３７を変位させる。
【０１２０】
フォーカシングレンズ３７を位置決めさせるためのこの解決はテレスコープにおいて多くの空間を必要とし且つモジュール型構造を与えることを困難なものとしている。溝付き筒５２を調節するのに必要な比較的高いトルクのために、この解決はモータ駆動に対して適したものとは言えない。
【０１２１】
高い動作速度を達成するためには、特に、フォーカシングレンズ３７のバックラッシュのない運動を有することが望ましい。
【０１２２】
本発明の好適実施例に基づくタキメーターは、フォーカシングレンズ又はフォーカシングレンズシステム夫々の位置決めにより図１乃至３に示したタキメーターとは異なっている。前記調節はモータ駆動され且つ実際的にバックラッシュなしである。この目的のために、フォーカシングレンズ用の位置決め装置は本発明の好適実施例に基づく位置決め装置で置換されておりサーボフォーカスと呼称される。前と同じように、フォーカシングレンズという用語は個別的なレンズ又はレンズシステムのいずれかを意味することが可能なものとして以下において使用する。
【０１２３】
本発明の好適実施例に基づくタキメーターは、上述したタキメーターとは異なっており、第一に、フォーカシングレンズ３７のフォルダー及び駆動部が異なっており、第二に修正した装置制御コンピュータ８′が異なっている。更に、インターフェース２０′を介して装置制御コンピュータ８′へ接続されている操作要素５９がフォーカシングを制御するために設けられている（図７参照）。このインターフェース２０′は、それが操作要素５９の位置を付加的に検知し且つそれを装置制御コンピュータ８′へ出力することが可能であるという点においてのみインターフェース２０とは異なっている。本タキメーターのその他の全てのコンポーネントは上述したタキメーターと比較して異なるものではなく、従ってそれに対しては同一の参照番号を使用し且つ前記コンポーネントに関して与えられた説明をここでも適用する。
【０１２４】
図８は本発明の好適実施例に基づく位置決め装置の斜視図を示しており、それは点線によって示したフォーカシングレンズ３７の光軸に沿って又は対物レンズ３６の光軸に沿って夫々フォーカシングレンズ３７を移動させるため又はフォーカシングレンズ３７の位置を調節するべく動作する。本位置決め装置はモジュールユニットとしてテレスコープユニット５のハウジング６内に組み込むことが可能であり、または、別の実施例においては、ハウジング６内に直接的に形成することが可能である。
【０１２５】
本位置決め装置は、モータと、回転を並進へ変換させる部分と、案内部分とを含む駆動部分を有しており、それらの全ては共通の部品を有している。これらの部分はそれ自身において本発明の好適実施例を表わしている。
【０１２６】
本位置決め装置はフレーム６０を有しており、それはテレスコープユニット５のハウジング６へしっかりと接続されており且つそれに固定されるか又はその上に設けられるかのいずれかで本位置決め装置の駆動部品を有している。おおまかな輪郭を与えるために、本位置決め装置はモータ６１、より精密には電気モータを有しており、それはカップリング６２を介してシャフトとしてのネジが設けられたスピンドル６３を回転させ、前記ネジが設けられたスピンドル６３の回転は物体６４によって直線運動へ変換され、それを介してネジ付きスピンドル６３が延在しており且つそれはネジ付きスピンドル６３の長手軸周りの回転に対して固定されており、前記物体６４はネジ付きスピンドル６３のネジ山７０と係合する内部ネジ山８９を有している。スピンドル６３上のネジ山７０及び該物体の内部ネジ山８９は、夫々、スピンドル６３及び物体６４の係合構造体及び相補的係合構造体を表わしており、それらは係合状態において該スピンドルの回転を回転に対して固定されている物体６４の直線運動へ変換させる。この直線運動は、物体６４上に保持されている弾性カップリング部材６５を介してフォーカシングレンズ３７を保持しているレンズフォルダー６６の形態における位置決めされるべき部材へ伝達される。その光軸に沿ってのみフォーカシングレンズ３７の位置を調節することが可能であることは、レンズフォルダー６６の特別の案内動作により達成され、その場合に、レンズフォルダー６６は第一ガイド６７及び第二ガイド６８によって光軸と平行な方向に案内され且つネジ付きスピンドル６３の長手軸も該光軸と平行に延在している。
【０１２７】
該駆動部分は、駆動シャフト６９を含むモータ６１、一定のピッチを持っている外部ネジ山の形態における係合構造体を具備するスピンドル６３、ネジ付きスピンドル６３の第一端部７１をモータ６１と又はその駆動シャフト６９と夫々回転に関して剛的に弾性的に（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔｌｙ）及び／又は弾性的に（ｅｌａｓｔｉｃａｌｌｙ）結合させるカップリング６２、及びフレーム６０において弾性的に該スピンドルを支持する支持組立体を有している。該支持組立体は軸受７２及び２個の弾性要素を有している。軸受７２は弾性Ｏリング７４及び７５の形態における２個の弾性要素によりフレーム６０内の軸受着座部７３内に保持されており且つネジ付きスピンドル６３の第二端部７６を受納する。
【０１２８】
ネジ付きスピンドル６３は、その第一端部７１において、カップリング６２を介してモータ６１の駆動シャフト６９上に且つその第二端部７６において軸受７２及び弾性要素即ちＯリング７４及び７５を夫々介して弾性的に支持されており、従って軸方向及び／又は半径方向における振動がモータ６１とネジ付きスピンドル６３との間又はネジ付きスピンドル６３とフレーム６０との間において夫々制限されることなしに伝達されることはない。
【０１２９】
図９により詳細に示したように、軸受７２は円形状の円筒ケーシングを具備する従来の転がり軸受であり、前記軸受はネジ付きスピンドル６３の第二端部７６上に嵌められている。
【０１３０】
軸受着座部７３は円形状の断面を有しており且つネジ付きスピンドル６３のスピンドル軸の横断方向に指向されている接触表面７７、及びより小さな直径を有する第一円筒部分７９及びより大きな直径を有する第二円筒部分８０となる円周肩部７８を有している。第一円筒部分７９の直径は軸受７２の外部直径よりも僅かに大きいように選択されており、従って後者は第一円筒部分内において半径方向及び軸方向に移動することが可能である。弾性Ｏリング７４が軸受７２の正面と接触表面７７との間にクランプされており、それはネジ付きスピンドル６３をモータ６１に対して付勢させる。Ｏリング７４は軸受７２の振動運動を制限し、従って、それによって支持されているスピンドル６３の振動運動をスピンドル７３の軸方向において軸受着座部７３と相対的に制限し、且つ好適にはそれらを減衰させる。Ｏリング７４として、例えば、ドイツＤ−２５４２１ピネンベルグ、デヒツンクシュテックニックのＣ．  Ｏｔｔｏ  Ｇｅｈｒｃｋｅｎｓ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．ＫＧから入手可能であるようなショアＡ硬度７０を有するシリコーン天然ゴム（ＶＭＱ）のＯリングを使用することが可能である。
【０１３１】
軸受着座部７３における第二円筒部分８０の内側壁と軸受７２の円周表面との間にクランプされている第二Ｏリング７５が半径方向におけるネジ付きスピンドル６３を弾性的に支持するために設けられている。この第二円筒部分７９の内部直径及びＯリング７９の断面の直径は、軸受７２が僅かにＯリング７５を圧縮するように軸受７２の外部直径に依存して選択される。Ｏリング７５として、例えば、ドイツ、Ｄ−２５４２１ピネンベルグ、デヒツンクシュテックニックのＣ．  Ｏｔｔｏ  Ｇｅｈｒｃｋｅｎｓ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．ＫＧから入手可能であるようなショアＡ硬さ５０を有するシリコーン天然ゴム（ＶＭＱ）のＯリングを使用することが可能である。
【０１３２】
Ｏリング７４及び７５の物質は、一方においては、ネジ付きスピンドルの軸方向においてネジ付きスピンドル６３の長手軸方向においてレンズフォルダー６６の正確な調節を阻止するようなバックラッシュが発生することがないように、しかも、他方においては、モータの動作期間中に、特に短期の運動期間中に、特に可聴周波数範囲において振動がフレーム６０とネジ付きスピンドル６３との間で制限されることなく伝達されることがないように選択される。
【０１３３】
別の実施例においては、弾性物質からなるブロックをＯリングの代わりに使用することが可能であり、その場合には、転がり軸受リングの周囲上及び正面上で本発明の意味における弾性要素を形成するブロックの半径方向に対称的な配置が推奨される。
【０１３４】
図１０は分解斜視図におけるカップリング６２及びモータ６１の駆動側セクションを示している。このカップリングはモータ６１の駆動シャフト６９とネジ付きスピンドル６３との間に配置されており、振動減衰、モータ６１とネジ付きスピンドル６３との間のバックラッシュがなく且つスリップのない回転運動の伝達を可能とする。
【０１３５】
第一カップリング部分８１はモータ６１の駆動シャフト６９の端部を受納するためにその底部部分において開口を有しており、それはスリップを開示するために平坦化されている。前記底部部分上に、４個の弾性タング８２が配置されており、それらは該底部に対して実質的に直交し又は駆動シャフト６９に対して平行に、夫々延在しており、且つ正方形ソケットを形成している。前記第一カップリング部分８１は、例えば、プラスチックから構成することが可能である。第一カップリング部分８１はガラス繊維強化プラスチック物質の射出成形により構成されており、該物質は、この例においては、Ｍａｋｒｏｌｏｎ  ＰＣ−ＧＦ２５としてドイツ、レベルクーゼンのＢａｙｅｒ  ＡＧによって提供されているもののような重量で２０％のガラス繊維を含むガラス繊維強化ポリカーボネートである。
【０１３６】
ピン８４及び該ピンの両端部上に嵌め込んだ２個の弾性Ｏリング又は弾性ディスク８５によって形成されている第二カップリング部分８３が前記正方形ソケット内に挿入されている。Ｏリング８５は弾性伝達要素を表わしている。Ｏリング８５の直径は、組立状態において、第二カップリング部分８３がロッキングの形態で且つバックラッシュのない態様で第一カップリング部分８１の正方形ソケット内に嵌め込まれるように選択されており、従って駆動シャフト６９及びスピンドル６３は回転に関して剛的に結合されており且つ駆動シャフト６９の回転はバックラッシュなしでネジ付きスピンドル６３へ伝達させることが可能である。本例においてはピン８４は金属ピンであり且つＯリング８５はプラスチック物質から構成されているが、別の実施例においては、第二カップリング部分を適宜のプラスチック物質からワンピースで製造することも可能である。Ｏリング８５として、例えば、ドイツ、Ｄ−２５４２１ピネンベルグ、デヒツンクシュテックニックのＣ．  Ｏｔｔｏ  Ｇｅｈｒｃｋｅｎｓ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．ＫＧから入手可能であるもののようなショアＡ硬度７０を有するアクリロニトリルブタジエン天然ゴム（ＭＢＲ）のＯリングを使用することが可能である。
【０１３７】
図１１及び１２に示したように、ネジ付きスピンドル６３はその駆動側端部即ち第一端部７１において本例においてはＶ溝である外側へ発散する側壁を具備する溝８６を有しており、それは第二カップリング部分８３と係合するために役立ち、前記溝８６は軸方向に刻設されており且つネジ付きスピンドル６３の断面を横断して横断方向に延在している。図１２はモータ６１、カップリング６２及びネジ付きスピンドル６３の第一端部７１の部分の断面を示している。第一カップリング部分８１はモータ６１の駆動シャフト６９の平坦化させた端部上に嵌め込まれている。第二カップリング部分８３はバックラッシュがなく且つロックを形成する態様で第一カップリング部分８１の正方形ソケット内に嵌め込まれており、第二カップリング部分８３のピン８４はネジ付きスピンドル６３のＶ形状溝８６と係合しており、従ってモータ６１の回転運動を両方の回転方向においてバックラッシュ無しでネジ付きスピンドル６３へ伝達させることを可能としている。モータ６１から又は該モータの駆動シャフト６９からネジ付きスピンドル６３への半径方向の振動の伝達は存在しないか又は強く減衰された伝達が存在するに過ぎず、何故ならば第二カップリング部分８３はネジ付きスピンドル６３の第一端部７１におけるＶ形状溝８６と結合してネジ付きスピンドル６３と相対的に駆動シャフト６９の傾斜を補償することが可能だからである。
【０１３８】
軸受７２の、従ってその第二端部７６におけるネジ付きスピンドル６３の弾性支持と駆動側の第一端部７１における移動可能な支持との間の相互作用がネジ付きスピンドル６３を低ノイズで且つ回転方向においてバックラッシュなしで駆動されることを可能とする。好適には、パルス状の回転運動、即ち非常に短かい期間又は小さな角度だけの回転運動が過剰なノイズを発生することがないように物質が選択される。
【０１３９】
このノイズ減少は以下の効果のうちの少なくとも１つに起因することが可能であるが、それらは、しばしば一緒に発生する。一方においては、駆動シャフト６９及びネジ付きスピンドル６３のものから実質的に異なる弾性定数を有する弾性要素を使用することは、ネジ付きスピンドル６３の端部においての軸方向及び／又は半径方向における振動に関してあるデカップリング即ち離脱を発生し、その離脱は振動の伝搬又はシャープな共振の発生を阻止する場合がある。他方においては、該弾性要素、即ちＯリング７４及び７５及びＯリング８５は、各々、それら自身の振動の減衰を有している。このことが振動の伝搬を阻止するばかりかそれは前記振動の減衰も達成する。
【０１４０】
モータ６１（図７参照）の動作のために、インターフェース２０′を介して駆動制御コンピュータ８′で接続されている角度エンコーダの形態における操作要素５９、及び装置制御コンピュータ８′により制御可能であり、テレスコープユニット５内に配置されており且つモータ６１を制御すべく動作する制御ユニット８７が設けられている。モータ６１は、好適には、ステッピングモータである。フォーカスを調節するために、人がサーボフォーカス又は位置決め装置用の操作要素５９を操作し、その位置はインターフェース２０′を介して装置制御コンピュータ８′へ報告される。その場合に、装置制御コンピュータ８′は、バス１１を介して、対応する命令を制御ユニット８７へパスし、該制御ユニットは操作要素５９上の設定に従ってモータ６１を位置決めさせる。この場合に、モータ６１に対して定義されるステップ数は制御ユニット８７内に又は制御装置コンピュータ８′内に格納することが可能である。フォーカシングレンズ３７の開始及び／又は終了位置、従って、モータ６１の開始及び終了位置をここでは示していないセンサーによって決定することも可能である。このようなセンサーは既知であり、従って、図２においては省略してある。これらは、例えば、前記位置においてレンズフォルダー６６の又はそれに接続されている一部の位置を検知する遮光体とすることが可能である。別の実施例においては、角度エンコーダの代わりに回転ポテンシオメータを使用することが可能である。
【０１４１】
該スピンドルの回転を該物体の直線運動へ変換させるための本位置決め装置の部分を部分的に図１３及び１４に示してある。それはネジ付きスピンドル６３、開口８８を具備しており且つ相補的係合構造体として開口８８を介して延在するネジ付きスピンドル６３のこの例においては外部ネジ山７０で係合構造体と係合する内部ネジ山８９を具備している物体６４、物体６４上に保持されている弾性カップリング部材６５、位置決めされるべき部材としてのレンズフォルダー６６、及びフレーム６０に関して固定されており且つその上においてレンズフォルダー６６が案内される第一リニアガイド６７を有している。本例においては、第一ガイド６７が円筒案内ロッドとして設けられており、それはネジ付きスピンドル６３に対して平行に延在しており、該案内ロッドの長手対称軸は第一案内軸である。
【０１４２】
図８及び２０に示したレンズフォルダー６６は長尺状の形状を有しており且つその第一セクション即ち端部９０において円筒部分を有しており、それは該図中においては上端部であり、前記円筒状部分はレンズフォルダー６６の長手方向に対して横断方向に延在しており且つ案内ロッド６７を受納する案内開口９１を有しており、従ってレンズフォルダー６６は案内ロッド６７の方向に沿って、従って、ネジ付きスピンドル６３の軸に沿って直線的に移動可能であり、第一ガイド６７のみを考慮する限り、その周りに回動可能でもある。従って、案内ロッド６７の周囲表面は第一ガイド６７の案内表面９２を形成している。
【０１４３】
レンズフォルダー６６は、更に、フォーカシングレンズ３７を受納するためのマウント９３を有しており、それは案内開口９１と相対的に、案内開口９１の長手軸がレンズフォルダー６６内に保持されているフォーカシングレンズ３７の光軸と平行に延在するように配置されている。
【０１４４】
これに続くものはレンズフォルダー６６の第二セクション即ち端部９４であり、そこにおいて転がり軸受９５が配置されている（図２１参照）。
【０１４５】
レンズフォルダー６６の円筒状部分において、ネジ付きスピンドル６３に面する側上のその第一端部において、外側に発散する側壁を具備する溝９６、本例においてはＶ形状溝が形成されており、それは案内開口９１の長手軸、従って、第一ガイド６７の案内方向の横断方向に延在している。
【０１４６】
その上に保持されている弾性カップリング部材６５と結合されている物体６４は、ネジ付きスピンドル６３の回転運動をレンズフォルダー６６へ伝達すべく動作する。
【０１４７】
物体６４は、ブロック９７において、ネジ付きスリーブ９８を有しており、それは前記ブロックの外に突出しており且つ相補的係合構造体を形成するその内部ネジ山８９はスピンドル６３の係合構造体、即ちネジ付きスピンドル６３の外部ネジ山と係合する。ブロック９７は例えば短いガラス繊維で強化したポリカーボネート等の適宜のプラスチック物質から製造することが可能である。特に、この目的のために、ドイツ、レーベルクーゼンのＢａｙｅｒＡＧにより提供されているような重量で３０％のガラス繊維を有するポリカーボネートであるＭａｋｒｏｌｏｎ  ＰＣ−ＧＦ３０を使用することが可能である。然しながら、その他のプラスチック物質を使用することも可能であり、それは、好適には、非常に剛性のあるものである。従って、特に、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリオキシメチレン等の産業プラスチック、又は液晶ポリマーを使用することが可能である。
【０１４８】
ネジ付きスリーブ９８はその製造後にブロック９７内に嵌め込まれて、又は、好適には、該物体が射出成形により形成される場合にはその中にモールドされる。物体６４は、更に、図におけるその下側において、円のセグメントのような形状をした凹所９９を有しており、その形状は第一ガイド６７、即ち案内ロッドのものに対応している。凹所９９は、物体６４が第一ガイド６７上で案内されるように形成されており、従って前記ガイドは回転ロック効果を有しており、それはネジ付きスピンドル６３を回転させる場合に物体６４の同時的な回転を阻止する。
【０１４９】
物体６４の両側において、弾性カップリング部材６５を受納するための溝１００が延在しており、前記溝は、物体６４が装着される場合に、ネジ付きスピンドル６３及び案内ロッド６７が貫通する面に対して実質的に平行に延在するように凹所９９と相対的に配置されている。
【０１５０】
弾性カップリング部材６５はＵ形状部分１０１を有しており、それによりそれは、夫々、物体６４上にスナップ又は嵌め込まれ、前記「Ｕ」の２つのアームは物体６４の溝１００内に延在する。約８０゜乃至９０゜の角度において前記Ｕ形状部分に隣接してＬ形状アーム１０２が存在しており、そのＵ形状部分１０１と接続されている脚部は第一ガイド６７の又はネジ付きスピンドル６３の夫々の方向においてほぼ延在しており、且つその自由端を形成する第二アームは第一ガイド６７の横断方向即ちレンズフォルダー６６におけるＶ形状溝９６と実質的に平行に延在している。スプリングスチールから製造されている弾性カップリング部材６５は、ビルトインした条件において、Ｌ形状弾性アーム１０２が自由端においてその脚部によりレンズフォルダー６６のＶ形状溝９６内に付勢されるように寸法構成されている。そうすることにより、弾性（ｅｌａｓｔｉｃ）又は弾性（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ）アーム１０２が、特に、物体６４の内部ネジ山８９の軸を貫通して延在するものではない面内において変形される。
【０１５１】
物体６４のこの構成は幾つかの効果を有している。一方においては、トルクが物体６４上に付与され、従ってネジ付きスリーブ９８又はその中の内部ネジ山８９上に付与され、それは物体６４をネジ付きスピンドル６３と相対的に小さな角度に傾斜させる。簡単化した断面図において、図１５はネジ付きスリーブ９８とネジ付きスピンドル６３とが小さな角度で互いに相対的に傾斜された場合のネジ付きスピンドル６３の外部ネジ山７０と相対的なネジ付きスリーブ９８の内部ネジ山８９の位置を示している。より良い例示のために、その小さな角度の寸法はこの図においては誇張されている。ネジ付きスリーブ９８の、従ってネジ付きスピンドル６３上の物体６４の前記傾斜は、ネジ付きスピンドル６３の外部ネジ山７０の外部ネジ山側面がバックラッシュがない態様でネジ付きスリーブ９８の内部ネジ山８９のネジ山側部と接触することによりネジ山のバックラッシュを取除いている。このことは、ネジ付きスピンドル６３の回転方向又は物体６４の変位方向とは独立的に、ネジ付きスピンドル６３の外部ネジ山の常に同一の側部が互いに接触することとなり、従ってフォーカシングレンズ３７の光軸に沿って、遊び及びバックラッシュのない駆動が達成される。
【０１５２】
更に、物体６４のレンズフォルダー６６に対する運動の伝達はカップリング部材６５のＵ形状部分１０１へ接続されている弾性カップリング部材６５のＬ形状アーム１０２の脚部のアライメント即ち整合により達成される。この駆動も形状拘束及び力拘束の結合によって遊び及びバックラッシュがない。更に、レンズフォルダー６６は第一ガイド６７に対して付勢され、従って潜在的なバックラッシュはここでも防止される。特に、弾性カップリング部材６５の物質を選択することにより、その寸法及び第一ガイド６７と相対的なネジ付きスピンドル６３の配置、Ｖ溝９６に作用するカップリング部材６５の自由端のスプリング力は、ネジ付きスピンドル６３の回転方向を逆にした場合であっても、第一ガイド６７の回転拘束動作を阻害することのあるスピンドル６３の回転の場合に、物体６４と回転に対して物体６４を固定する第一ガイド６７との間においてバックラッシュは存在しない。
【０１５３】
弾性カップリング部材６５は対称的にＶ形状溝９６と係合するものではなく、スピンドル軸と相対的に横方向にオフセットしている面内におけるものであるから、トルクは、更に、基本的にスピンドル６３に対して直交する軸の周りの回転に対してレンズフォルダー６６に対して付与することが可能であり、前記トルクは第二ガイド６８に向かってレンズフォルダー６６を回動させる。
【０１５４】
図１６は物体６４の別の実施例を示しており、その場合には、ネジ付きスリーブ１０３が短くされている。このことは、ネジ付きスリーブ１０３の内部ネジ山とネジ付きスピンドル６３の外部ネジ山との間の摩擦を減少させており、従って調節はより少ないトルクを必要とするに過ぎない。
【０１５５】
図１７は更なる実施例に基づく物体を示しており、その場合に、ネジ付きスリーブ１０４は２つの離隔されたネジ山部分１０５を有しており、それらはネジ山を有することのない部分１０６により離隔されている。このような物体は、ネジ付きスリーブ１０４の全体的な長さがネジ付きスピンドル６３上での非常に良好な案内を与えるものであるが、該ネジ山のより少ない数の巻き数が互いに係合するものであり、そのことはネジ付きスピンドル６３の外部ネジ山とネジ付きスリーブ１０４の内部ネジ山の巻き数の間で著しく摩擦を減少させることを可能とするという利点を有している。
【０１５６】
図１８は更なる実施例に基づく物体１０７を示しており、それは、弾性カップリング部材が一体化されているという点において物体６４と異なっている。ブロック９７′は、Ｌ形状アームの形態における一体化した弾性カップリング部材１０８を有しており、それはカップリング部材６５のアーム１０２としてより小さな態様で形成されている。両者が１つの単一のコンポーネントを形成しており、それは、適宜のプラスチック物質が使用される場合には、有益的に圧縮成形により、特に、キャスティング又は射出成形により製造することが可能である。この場合には、予測される動作温度において夫々クリープ又はフローする傾向がないか又は殆どないプラスチック物質を使用することが望ましく、従ってカップリング部材１０８の弾性特性は、長く継続する変形の後であっても機能的に気が付く程度の範囲に減少されるものではない。この目的のために、好適には、高いガラス温度を有するプラスチック、及び、特に、半結晶性プラスチックを使用することが可能である。更に、繊維強化プラスチック、例えばガラス繊維強化ポリカーボネートを使用することが可能である。
【０１５７】
図１９は物体の更なる実施例を示しており、それは、図１８における物体のように、一体化した弾性部材１０８を具備するブロックを有しており、この場合においては、長さを短くしたネジ付きスリーブ１０３が配置されている。
【０１５８】
正面図において図２０に示した別の実施例においては、物体６４′が図１３，１４，１６及び１７における実施例の物体と異なっており、即ち、それは溝が位置されている側に突起１１４を有しており、前記突起１１４はアーム１０２に隣接している物体６４の側から突出しており且つその後ろ側にアーム１０２が位置されている。この実施例における該突起は、該カップリング部材６５の装着期間中にアーム１０２が物体６４から外れることを防止する。
【０１５９】
第一ガイド６７、第二ガイド６８、位置決めされるべき部材としてその上に転がり軸受９５が保持されたレンズフォルダー６６、及びレンズフォルダー６６へ取り付けられた磁石１０９を具備する磁石装置を有する本位置決め装置の案内部分はレンズフォルダー６６を案内するのに役立つ（図２１参照）。
【０１６０】
前述した如く、案内開口９１を具備するレンズフォルダー６６の第一の上側端部９０は第一ガイド６７上に案内される。レンズフォルダー６６の第二端部部分９４は第二ガイド６８上に案内される。この目的は転がり軸受９５によって司られ、それはレンズフォルダー６６の第二端部に配置されており且つその回転軸は案内開口８１の長手軸に基本的に直交する方向に延在している。
【０１６１】
更に、そのダイポールがレンズフォルダー６６の長手軸、即ち転がり軸受９５の回転軸について約３０゜の角度を形成する磁石１０９がマウント９３を形成するレンズフォルダー６６のセクション内に配置されている。
【０１６２】
第二ガイド６８は第一ガイド６７に対して平行にフレーム６０上に配置されている。それは第一案内軸即ち第一ガイド６７と平行に延在する案内表面１１１を有している。案内表面１１１に対する垂直は第一ガイド６７の長手軸及びフォーカシングレンズ３７の光軸Ｏ（図２１参照）を介しての面に対してほぼ直交しており、それは第一ガイド６７の方向におけるレンズフォルダー６６の可能な変位経路にわたり延在している。図２１に示したように、その円形状の円筒外部ケーシングを具備する転がり軸受９５は、レンズマウント６６が第一ガイド６７に沿って案内される場合に、案内表面１１１上を転動することが可能である。
【０１６３】
第二ガイド６８上において、その長手延長において、即ち第一ガイド６７の方向に対して平行に、アーマチュアプレート１１０が装着されており、それは軟磁性物質、例えば強磁性物質、好適には鉄から構成されている。アーマチュアプレート１１０に対する垂線Ｎは案内表面１１１と共に約３０゜の角度φを形成し、且つ磁石１０９のダイポールの方向に整合されている。その構成及び意図された使用に依存して、アーマチュアプレート１１０は実際に案内のために使用される第二ガイド６８の少なくとも全長にわたり延在することが可能である。
【０１６４】
ネジ付きスピンドル６３、第一ガイド６７及び第二ガイド６８又はその案内表面１１１は、夫々、レンズフォルダー６８と相対的に、それらがレンズフォルダー６６内に保持されているフォーカシングレンズ３７の光軸と平行であるように配置されている。
【０１６５】
レンズフォルダー６６とアーマチュアプレート１１０、従って、第二ガイド６８との間の磁力により行なわれる力拘束接続は、アーマチュアプレート１１０に隣接してレンズフォルダー６６上に保持されている磁石１０９及びアーマチュアプレート１１０により実現される。アーマチュアプレート１１０と磁石１０９との間の付加的な摩擦を回避するために、前記２つの部品の間に小さな空隙１１２が設けられており（図２１参照）それは、例えば、約０．５ｍｍの幅とすることが可能である。
【０１６６】
円形断面を有する案内ロッドの形態における第一ガイド６７上のレンズフォルダー６６の案内は、レンズフォルダー６６の運動に対し自由度２を可能とし、一方においては、第一ガイド６７に沿って、従って、フォーカシングレンズ３７又は対物レンズ３６の夫々の光軸に沿っての直線的変位であり、且つ他方においては、第一ガイド６７の長手軸周りの回動運動であり、然しながら、それはフォーカシングレンズ３７及び対物レンズ３６の光軸のアライメントを互いに破壊する場合がある。
【０１６７】
自由度が第二ガイド６８、磁石１０９及びアーマチュアプレート１１０によって取除かれている。レンズフォルダー６６の長手軸と相対的な磁石１０９の上述した配置及びアーマチュアプレート１１０のオリエンテーションに起因して、磁石１０９とアーマチュアプレート１１０との間の力は案内表面１１１に対して、従って、ネジ付きスピンドル６３及び第一ガイド６７を介しての面に対して約３０゜の角度で延在する。このことは、転がり軸受９５を具備するレンズフォルダー６６の第二端部９４を第二ガイド６８の案内表面１１１に向かって牽引する力又はトルクを発生させる効果を有している。このことは第二ガイド６８上又はその案内表面１１１上の夫々の第二端部においての案内がバックラッシュがないものとさせる。更に、本位置決め装置は、バックラッシュのない案内を失うことなしに、任意の所望の角度、特に約１８０゜テレスコープユニット５と共に回転させることが可能である。
【０１６８】
同時に、レンズフォルダー６６はその案内開口９１と共に第一ガイド６７上に牽引され、従ってレンズフォルダー６６と第一ガイド、即ち案内スリーブ９１における案内ロッド６７との間のバックラッシュが回避される。従って、部分的にフォーカスされない画像を発生することとなる場合のあるネジ付きスピンドル６３の長手軸又は対物レンズ３６の光軸の夫々と相対的にフォーカシングレンズ３７の光軸の対応するチルト即ち傾斜を回避することが可能である。
【０１６９】
第二ガイド６８に向かって牽引され次いでそれと接触する転がり軸受９５の使用は、レンズフォルダー６６の第二端部と第二ガイド６８の案内表面との間の摩擦を著しく減少させる。
【０１７０】
別の実施例においては、第二ガイド６８自身は磁石として設けることが可能であり、その場合には、強磁性アーマチュア要素がレンズフォルダー６６上に配置されるか又はそれにより構成される。
【０１７１】
磁石１０９を電磁石として設けることも考えられることであり、それは、就中、磁力を磁束を変化させることにより変化させることが可能であるという利点を有している。
【０１７２】
更に、例えば３０゜以外の０゜と９０゜との間の任意の値を取ることが可能な角度φも変化させることが可能である。磁石１０９は、好適には、そのダイポールが更にアーマチュアプレート１１０に対する垂線と近似的に一致するような態様でレンズフォルダー６６上に装着される。
【０１７３】
別の実施例においては、アーマチュア要素１１０はアーマチュア要素１１０と同一の寸法の長手方向に延在する磁石によって置換され且つ磁石１０９は磁石１０９と同一の形状の強磁性アーマチュア要素により置換される。
【０１７４】
代替的に、レンズフォルダーの夫々の部分は鉄等の強磁性物質から形成することが可能である。
【０１７５】
図２２に例示した位置決め装置の更に別の実施例においては、Ｏリング７４及び７５は軸受着座部７３と軸受７２との間に配置されるものではなく、ネジ付きスピンドル６３とフレームの軸受着座部７３内に剛的に保持することが可能な軸受内の着座部との間に配置される。
【０１７６】
更に、弾性カップリング６２に対する代替として、又は付加的に、モータ６１はフレーム６０上に弾性的に保持することが可能であり、その目的のために、例えば、弾性要素１１３をモータ６１上の装着手段とフレーム６０との間に設けることが可能である（図２３参照）。
【０１７７】
物体６４の相補的係合構造体はスレッド（ｔｈｒｅａｄ）即ちネジ山である必要はない。位置決めの別の実施例においては、図２４及び２５に模式的に示した物体６４″は上述した物体６４の実施例のうちの１つと異なっており、即ち、それは相補的係合構造体として物体６４″に保持されているピン１１５により形成され且つネジ付きスピンドル６３を受納する物体６４″の貫通孔１１６内に半径方向に延在している２個の突起を有している。これらのピン１１５はスピンドル６３に沿っての方向において互いに離隔されており且つ反対の半径方向において貫通孔１１６内に延在している。物体６４″のチルト即ち傾斜は相補的係合構造体としての内部ネジ山と同じ効果を有している。スピンドル６３に沿っての各方向に対して、ピン１１５のうちの１つが基本的に反対方向に面しているスピンドル６３のネジ山の溝のリブ又は壁の１つのセクションと接触し、従って両方の方向においてバックラッシュのない運動が得られる。
【０１７８】
図２６及び２７に示した更なる実施例においては、突起としての相補的係合構造体として、ピン１１７がスピンドル６３のネジ山と係合するスピンドル６３に対して接線方向における貫通孔１１６内に延在する貫通孔１１６内に配置されている。又、これらのピン１１７はスピンドル６３の方向に沿って互いに離隔されており且つスピンドル６３の長手軸に関して反対の半径位置に設けられている。
【０１７９】
更に別の実施例においては、ピン１１７の代わりに対応するリブを該物体内に形成することが可能である。
【０１８０】
更に、スピンドル６３の係合構造体はネジ山であることは必要ではない。図２８及び２９に示したように、スピンドル６３′はスピンドル６３′から反対の半径方向に延在し且つその代わりにスピンドル６３′に沿って互いに離隔されているピン１１８の形態における２個の突起を有することが可能である。該ピン１１８は物体６４の内部ネジ山と係合する先端部が設けられている。ピン１１８はスピンドル６３′における対応する孔内に圧入させることが可能である。
【０１８１】
別の実施例においては、本タキメーターにおいて、アイピースをビデオカメラのビデオセンサー部分により置換され、完全なカメラが対物レンズ３６、フォーカシングレンズ３７、ビデオセンサー部分により形成される。
【０１８２】
本発明に基づく位置決め装置は、又、タキメーター以外のその他の目的、より一般的には、光学装置のために使用することも可能であり、その場合に、レンズフォルダー６６は位置決めされる別の要素と置換させることが可能である。
【０１８３】
然しながら、特許請求の範囲から逸脱することなしに変形及び修正を行うことが可能であることは当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】タキメーターの模式的部分断面正面図。
【図２】図１のタキメーターのテレスコープユニットの模式的横断面を示した概略図。
【図３】図１のタキメーターの簡単化したブロック線図。
【図４】図１のタキメーター用のフォーカシングレンズを位置決めするための位置決め装置の部分断面概略図。
【図５】図４の位置決め装置のレンズフォルダーの斜視図。
【図６】図４の位置決め装置の湾曲した筒の概略斜視図。
【図７】本発明の好適実施例に基づくタキメーターの簡単化したブロック線図。
【図８】本発明の好適な例示的実施例に基づく図７のタキメーターのフォーカシングレンズを移動するための位置決め装置の斜視図。
【図９】図８の装置におけるネジ付きスピンドルのフレーム内に支持されている第二端部の部分断面斜視図。
【図１０】図８に示した装置のモータの及びネジ付きスピンドルの第一端部に対する弾性カップリングの分解斜視図。
【図１１】その上に保持されている図１０の弾性カップリングを具備するモータ及びネジ付きスピンドルの第一端部の斜視図。
【図１２】動作条件におけるその上に保持されているカップリング及びネジ付きスピンドルのモータの断面図。
【図１３】ネジ付きスピンドルにより駆動さ且つ第一ガイドによって案内される物体及び図８の位置決め装置における弾性カップリング部材の拡大側面図。
【図１４】第一ガイドにより案内される物体及び図１３に示した組立体における該物体上に保持されている弾性カップリング部材の斜視図。
【図１５】ネジ付きスピンドルのネジ山と前記スピンドルにより駆動される該物体の内部ネジ山の側部の相対的位置を例示した２つの拡大詳細部を有する図１３の装置の拡大断面図。
【図１６】短くさせたネジ付きスリーブを具備する物体の斜視図。
【図１７】２つの離隔されたネジ付き部分を具備するネジ付きスリーブ及び弾性カップリング部材を有する物体の斜視図。
【図１８】一体化した弾性カップリング部材を具備する物体の斜視図。
【図１９】一体化した弾性カップリング部材及び短くしたネジ付きスリーブを具備する物体の斜視図。
【図２０】別の実施例に基づく一体化した弾性カップリング部材を具備する物体の正面図。
【図２１】第一及び第二ガイド及び図８の装置のレンズフォルダーであって該第一及び第二ガイドにより案内されているレンズフォルダーの部分的概略図。
【図２２】本発明の更なる好適実施例に基づく位置決め装置においてネジ付きスピンドル及び該ネジ付きスピンドルを弾性的に支持するための支持組立体の断面を示した概略図。
【図２３】本発明の更なる好適実施例に基づく位置決め装置の弾性的に支持されたモータの概略図。
【図２４】本発明の更に別の例示的実施例に基づく位置決め装置の一部を構成しているスピンドルと物体とであってネジ付きスピンドル及び該スピンドルにより駆動され且つ相補的係合構造体としてのピンを具備している物体の模式的部分断面斜視図。
【図２５】図２４における装置の模式的部分断面側面図。
【図２６】本発明の更に別の例示的実施例に基づく位置決め装置の一部を構成するスピンドルと物体とであってネジ付きスピンドル及び該スピンドルにより駆動され且つ相補的係合構造体としてのピンを具備している物体の模式的部分断面斜視図。
【図２７】図２６における装置の模式的部分断面側面図。
【図２８】本発明の更なる例示的実施例に基づく位置決め装置の一部を構成するスピンドルと物体とであって係合構造体としての２個のピンを具備しているスピンドル及び該スピンドルにより駆動され且つ相補的係合構造体としての内部ネジ山を具備している物体の模式的部分断面斜視図。
【図２９】図２８における装置の模式的部分断面側面図。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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