用于導(dǎo)向至少一個(gè)光學(xué)透鏡的光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)，該光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)用于將例如至少一個(gè)光學(xué)透鏡導(dǎo)向在如全站儀或視距儀的光學(xué)儀器的變焦布置內(nèi)。
【背景技術(shù)】
[0002]變焦布置和聚集布置用作光學(xué)透鏡的合適的布置，以便適當(dāng)?shù)卦O(shè)置光學(xué)儀器的焦距。這些布置可以用來(lái)設(shè)置通過(guò)光學(xué)儀器可實(shí)現(xiàn)的放大倍率。為此，通常使用如透鏡或透鏡組的光學(xué)元件的布置，其中至少一個(gè)透鏡或透鏡組被布置成沿著該布置的光軸可移動(dòng)。例如，在合適的布置中，可以設(shè)置可移動(dòng)的透鏡組用于適當(dāng)?shù)淖兘?，以及可移?dòng)的透鏡組用于設(shè)置焦點(diǎn)。通過(guò)設(shè)置該可移動(dòng)的透鏡相對(duì)于光軸的位置，從而設(shè)定了透鏡系統(tǒng)的焦距以及光學(xué)儀器的放大倍率。這種類(lèi)型的變焦布置用在顯微鏡、相機(jī)中，還特別用在全站儀或視距儀中。
[0003]特別在全站儀和視距儀的領(lǐng)域中，在設(shè)定可移動(dòng)透鏡的位置時(shí)高水平的精確度和再現(xiàn)性是非常重要的。在相關(guān)透鏡布置的設(shè)計(jì)中，有必要將公差保持得盡可能小，該公差例如由可移動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)電機(jī)或相應(yīng)的透鏡安裝引起。尤其已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果可調(diào)節(jié)透鏡例如將要從不同的開(kāi)始方向移入期望參考位置，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置誤差特別地可以對(duì)期望位置的定位精度和再現(xiàn)性有影響。因此尤其期望的是，可移動(dòng)透鏡或透鏡組總是從相同的方向移入期望位置或參考位置中。
[0004]例如用在全站儀或視距儀中的現(xiàn)代的變焦布置和聚集布置通常非常緊湊地設(shè)計(jì)。因此還可以期望的是，用于可移動(dòng)透鏡或可移動(dòng)透鏡組的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使在該變焦布置和聚焦布置內(nèi)透鏡的緊湊布置成為可能。
[0005]在專(zhuān)利申請(qǐng)EP I 510 846 Al中描述了常規(guī)的透鏡安裝的示例。其中，描述了一種用于光學(xué)系統(tǒng)的導(dǎo)向系統(tǒng)，其中透鏡或透鏡組可以相對(duì)于彼此移動(dòng)。其中提出的該系統(tǒng)具有沿光軸延伸的外殼，在該外殼中布置有用于容置光學(xué)透鏡的合適的導(dǎo)向托架。這些導(dǎo)向托架具有套筒段或圓柱段的形式，該套筒段或圓柱段在它們抵靠于外殼的對(duì)應(yīng)的內(nèi)導(dǎo)向表面上的外表面上具有滑動(dòng)元件。其中提出的套筒段至少部分地由可磁化的材料制成且在外殼的導(dǎo)向表面上通過(guò)合適的磁力作用被導(dǎo)向。
[0006]在申請(qǐng)WO 2013/135313A1中描述了光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)的另一示例。其中，提出了用于容置光學(xué)元件的基本上圓柱形的導(dǎo)向托架并且該導(dǎo)向托架在圓柱形的外殼內(nèi)被導(dǎo)向。如其中所描述的，導(dǎo)向托架在成對(duì)的滑動(dòng)元件(其中滑動(dòng)元件對(duì)通過(guò)旋轉(zhuǎn)是可調(diào)節(jié)的)的幫助下被安裝，以便確保無(wú)間隙安裝。導(dǎo)向托架通過(guò)合適的聯(lián)接件連接至驅(qū)動(dòng)裝置，導(dǎo)向托架通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置在外殼內(nèi)沿著光軸是可移動(dòng)的。
[0007]在申請(qǐng)US 2007/0122136 Al中，公開(kāi)了一種用于確定導(dǎo)向托架在對(duì)應(yīng)的外殼內(nèi)的位置的裝置。為此，在外殼處和在導(dǎo)向托架處、在合適的中斷元件處設(shè)置了光柵形式的傳感器。其中該中斷元件被設(shè)置成使得在導(dǎo)向托架沿著光軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，中斷元件中斷光柵，以便例如利用光柵的相應(yīng)信號(hào)來(lái)確定外殼內(nèi)的導(dǎo)向托架的期望參考位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)并提供一種光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)，利用該光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)，光學(xué)元件(如光學(xué)透鏡或透鏡組)得以在導(dǎo)向外殼內(nèi)以高精確度再現(xiàn)定位，并且例如可以移入?yún)⒖嘉恢谩?br>[0009]該目的是通過(guò)權(quán)利要求1的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中描述了優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)，所述光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)置成用于將至少一個(gè)光學(xué)透鏡沿著導(dǎo)向系統(tǒng)的光軸導(dǎo)向。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述透鏡可以是全站儀的光學(xué)布置的一部分。在一個(gè)實(shí)施方式中，光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)還可適于將多個(gè)透鏡的光學(xué)布置導(dǎo)向。根據(jù)本發(fā)明，所述光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)具有導(dǎo)向外殼，所述導(dǎo)向外殼用于在所述導(dǎo)向外殼內(nèi)容置導(dǎo)向托架，其中，所述導(dǎo)向外殼的內(nèi)導(dǎo)向表面沿著所述光軸延伸，換句話(huà)說(shuō)，基本上平行于所述光軸。所述導(dǎo)向外殼可以全部或部分地包圍導(dǎo)向托架。根據(jù)本發(fā)明，所述導(dǎo)向托架沿著所述光軸在初始位置和終止位置之間可移動(dòng)地設(shè)置在所述導(dǎo)向外殼內(nèi)，且適合于固定所述至少一個(gè)光學(xué)透鏡。初始位置和終止位置可以通過(guò)導(dǎo)向外殼的幾何結(jié)構(gòu)預(yù)確定，并優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于包括安裝的透鏡的透鏡布置的廣角設(shè)置和窄角設(shè)置。導(dǎo)向托架內(nèi)的光學(xué)透鏡的固定可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)方式執(zhí)行，例如通過(guò)使用合適的可螺釘固定的或可拉緊的保持環(huán)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，所述導(dǎo)向托架具有與所述導(dǎo)向外殼的內(nèi)導(dǎo)向表面相接觸的至少一個(gè)滑動(dòng)元件，所述至少一個(gè)滑動(dòng)元件能夠使得或允許所述導(dǎo)向托架在所述導(dǎo)向外殼內(nèi)沿著所述光軸滑動(dòng)。至少一個(gè)滑動(dòng)元件可以配置為與導(dǎo)向托架成一體或可以設(shè)置為以合適的方式安裝在導(dǎo)向托架上的單獨(dú)的滑動(dòng)元件。如果設(shè)置了多個(gè)滑動(dòng)元件，它們可以被配置為與導(dǎo)向托架成一體并且還以單獨(dú)的滑動(dòng)元件的形式。
[0012]至少一個(gè)滑動(dòng)元件與導(dǎo)向托架可以由例如合適的塑料材料制成。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，至少一個(gè)滑動(dòng)元件為基本上無(wú)油的塑料滑動(dòng)元件。例如，這種材料選擇能夠使滑動(dòng)元件簡(jiǎn)單地適應(yīng)于內(nèi)導(dǎo)向表面的形狀并且能夠使滑動(dòng)元件在導(dǎo)向托架運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中沿著導(dǎo)向表面有利地滑動(dòng)。同時(shí)，通過(guò)無(wú)需用油而確保光學(xué)元件(如可移動(dòng)的透鏡)不會(huì)被油弄臟。優(yōu)選地，滑動(dòng)元件作為單獨(dú)的滑動(dòng)元件安裝在所示導(dǎo)向托架上。
[0013]如果導(dǎo)向托架容置在導(dǎo)向外殼內(nèi)，則至少一個(gè)滑動(dòng)元件與導(dǎo)向外殼的內(nèi)導(dǎo)向表面相接觸，并允許導(dǎo)向托架沿著光軸滑動(dòng)。如通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以合適地設(shè)置的，導(dǎo)向托架的運(yùn)動(dòng)可以大致平行于系統(tǒng)的光軸或相對(duì)于光軸以合適的設(shè)置角度發(fā)生。優(yōu)選地，導(dǎo)向托架在導(dǎo)向外殼內(nèi)的運(yùn)動(dòng)大致平行于光軸發(fā)生。如本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為合理的，在此所使用的表述“平行”或““垂直”能夠被認(rèn)為在正常的技術(shù)公差內(nèi)，其優(yōu)選地在近似0.1%至10%的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在0.1%至I %的范圍內(nèi)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)還具有機(jī)械連接至所述導(dǎo)向托架的懸掛元件，并且通過(guò)所述懸掛元件，所述導(dǎo)向托架穿過(guò)所述導(dǎo)向外殼中的切口部機(jī)械地聯(lián)接至所述導(dǎo)向外殼外側(cè)的驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選地為步進(jìn)電機(jī)，其通過(guò)設(shè)置步數(shù)的可能性，能夠使在導(dǎo)向外殼內(nèi)的導(dǎo)向托架可再現(xiàn)位置設(shè)置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)還具有設(shè)置在所述導(dǎo)向外殼外側(cè)且與所述懸掛元件相配合的拉緊元件，從而產(chǎn)生作用在所述導(dǎo)向托架上的拉緊力，使得所述至少一個(gè)滑動(dòng)元件抵靠在所述導(dǎo)向外殼的內(nèi)導(dǎo)向表面上，優(yōu)選地被擠壓在導(dǎo)向外殼的內(nèi)導(dǎo)向表面上，以便產(chǎn)生導(dǎo)向元件與導(dǎo)向表面之間的合適的無(wú)間隙接觸。
[0016]換句話(huà)說(shuō)，設(shè)置在導(dǎo)向外殼外側(cè)的拉緊元件以這種方式與懸掛元件相配合，例如使得拉緊元件將導(dǎo)向外殼內(nèi)的導(dǎo)向托架擠壓在內(nèi)導(dǎo)向表面上，以便使得至少一個(gè)滑動(dòng)元件被擠壓在該內(nèi)導(dǎo)向表面上。拉緊力被設(shè)置成使得導(dǎo)向托架在導(dǎo)向外殼內(nèi)在初始位置和終止位置之間的滑動(dòng)是可能的。
[0017]導(dǎo)向托架的這種安裝使得導(dǎo)向托架僅僅通過(guò)至少一個(gè)滑動(dòng)元件與內(nèi)導(dǎo)向外殼相接觸是可能的。這使得特別穩(wěn)定的防傾斜布置成為可能，該防傾斜布置有助于導(dǎo)向托架在導(dǎo)向外殼內(nèi)位置設(shè)置的高精度和再現(xiàn)性。這種安裝還以有利的方式有助于當(dāng)導(dǎo)向托架在導(dǎo)向外殼內(nèi)移動(dòng)時(shí)不會(huì)卡在導(dǎo)向外殼上。
[0018]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步進(jìn)電機(jī)以這種方式配置來(lái)驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)向托架，使得所述導(dǎo)向托架在所述導(dǎo)向外殼內(nèi)沿著所述光軸的運(yùn)動(dòng)的所述初始位置與所述終止位置分別表示所述透鏡的廣角設(shè)置與窄角設(shè)置。通過(guò)使用步進(jìn)電機(jī)，在該實(shí)施方式中通過(guò)規(guī)定合適的步數(shù)能夠再現(xiàn)地移動(dòng)至透鏡的廣角設(shè)置和窄角設(shè)置。
[0019]為了進(jìn)一步提高導(dǎo)向托架在導(dǎo)向外殼內(nèi)的位置設(shè)置的再現(xiàn)性，例如在導(dǎo)向外殼內(nèi)總是從同一側(cè)移動(dòng)至期望的參考位置是有利的。這樣，例如當(dāng)在導(dǎo)向外殼內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向托架的位置時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定位誤差，以及由此透鏡位置的定位誤差被最小化。
[0020]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，為了使其成為可能，光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)包括光柵和中斷元件，所述光柵設(shè)置在所述導(dǎo)向外殼上或所述導(dǎo)向托架上，且所述中斷元件設(shè)置在對(duì)應(yīng)的其他導(dǎo)向外殼上或?qū)蛲屑苌?，其中，所述中斷元件被設(shè)置并配置成這樣，使得在所述導(dǎo)向托架從所述初始位置運(yùn)動(dòng)至所述終止位置的過(guò)程中，所述中斷元件在所述光柵的發(fā)光部和光線(xiàn)接收部之間被導(dǎo)向，從而通過(guò)所述光柵的光束的至少部分透射或至少部分中斷改變所述光柵的信號(hào)，使得當(dāng)所述導(dǎo)向托架處于所述初始位置時(shí)與當(dāng)所述導(dǎo)向托架處于所述終止位置時(shí)相比，所述光柵發(fā)射出不同的信號(hào)。
[0021]所述中斷元件還被設(shè)置并配置成這樣，使得在所述導(dǎo)向托架在所述初始位置與所述終止位置之間單向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所述光柵的信號(hào)至少部分地翻轉(zhuǎn)至少三次。
[0022]通過(guò)以這種方式提供中斷元件，在該實(shí)施方式中，在導(dǎo)向托架單向運(yùn)動(dòng)時(shí)光柵能夠輸出不對(duì)稱(chēng)信號(hào)，其中當(dāng)所述導(dǎo)向托架處于所述初始位置時(shí)所述光柵的信號(hào)不同于當(dāng)所述導(dǎo)向托架處于所述終止位置時(shí)所述光柵的信號(hào)。在此期間，信號(hào)至少翻轉(zhuǎn)三次。因此，在導(dǎo)向外殼內(nèi)將導(dǎo)向托架總是從同一側(cè)移入?yún)⒖嘉恢檬强赡艿摹?br>[0023]因此，如果總是從相同的方向接近，則當(dāng)接近參考位置時(shí)可以實(shí)現(xiàn)提高的再現(xiàn)性和精確度。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然的，能夠獨(dú)立地設(shè)置光柵和中斷元件例如用于變焦布置或聚焦布置，其中以已知的方式設(shè)置有可移動(dòng)的透鏡或透鏡組。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于導(dǎo)向至少一個(gè)光學(xué)透鏡的光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)的不意圖；
[0025]圖2示出了圖1的光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)的剖視圖；