具有用于校准要按照距离相关的方式设置的聚焦光学单元位置的功能的测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1和权利要求10的前序部分的包括在对准(targeting)单元中集成的同轴相机的测量装置(surveying apparatus)，特别是视频经玮仪或视频测速仪(tachymeter)。
【背景技术】
[0002]为了测量目标点，自古以来已知知道多种大地测量方法和大地测量装置。在这种情况中，对从测量装置到要测量的目标点的距离和角度进行记录，具体地，对测量装置的位置与可能存在的参考点一起进行检测，作为空间标准数据。
[0003]这种测量装置或大地测量装置的一个普遍公知的示例是经玮仪、测速仪或全站仪，其也被指定为电子测速仪或计算机测速仪。例如，在公开文献EP 1 686 350中描述了现有技术中的一种这样的大地测量测量装置。这种装置具有基于电传感器的角度和距离测量功能，所述角度和距离测量功能使得能够针对选择的目标来确定方向和距离。在这种情况中，在该装置的内部参考系统中确定角度和距离变量，并且如果适当的话，则还必须将所述角度和距离变量与用于绝对位置确定的外部参考系统结合。
[0004]现代的全站仪具有用于数字化地进一步处理并且存储检测的测量数据的微处理器。该装置通常具有紧凑且集成的设计，其中，同轴测距系统以及角度测量元件、计算、控制和存储单元通常被集成在一个装置中。根据全站仪的发展阶段，集成有用于使对准光学单元机动化的装置、用于无反射器(reflectorless)距离测量的装置、用于自动目标搜寻和目标追踪的装置、以及用于远程控制整个装置的装置。从现有技术已知的全站仪还具有用于建立到外围组件的无线电链路的无线电数据接口(诸如，例如数据获取装置)，其能够被具体地设计为手持数据记录器、现场(field)计算机、笔记本计算机、微型计算机或PDA。借助于数据接口，能够输出由全站仪获取并存储的测量数据以在外部进一步处理，能够读取在外部获取的测量数据以在全站仪中进行存储和/或进一步处理，能够输入或输出远程控制信号以对全站仪或者特别是在现场移动使用的另外的外部组件进行远程控制，并且能够将控制软件传送到全站仪中。
[0005]可在测量处理期间实现的测量精度根据要测量的目标点的实现而改变。例如，如果目标点由为测量而特别设计的目标反射器(诸如全向棱镜)组成，则例如针对房屋墙上的要被测量的点，能够实现比无反射器测量的情况显著更精确的测量结果。除其它因素以夕卜，这归因于这样的事实:发射的光学测量光束具有平面的光束横截面，而不是点状的光束横截面，因此，不仅接收到在实际要测量的目标点处分散的测量辐射，而且接收到来自由测量辐射也撞击(impinge)到的、目标点的中间视场环境中的点的测量辐射。通过示例的方式，要测量的点的表面的粗糙度以已知的方式影响无反射器测量的精度。
[0006]为了瞄准(sighting)或对准要测量的目标点，大地测量类型的测量装置具有对准装置(诸如望远镜)。在一个简单的实施形式变型中，瞄准装置被例如实现为望远镜瞄准器。现代的装置能够附加地具有用于检测图像的相机，所述相机被集成在望远镜瞄准器中，其中，所检测的图像能够在全站仪的显示器上和/或在用于远程控制的外围装置(诸如数据记录器)的显示器上被具体地显示为实时图像。
[0007]除直接观看通道之外而设置的同轴相机(例如，具有(XD或CMOS区域传感器)能够被布置在望远镜光学单元中提供的另外的图像平面中，为此，能够提供部分光束经由分束器的耦合输出，使得可借助于相机通过物镜来记录图像。
[0008]对准装置的光学系统或光学观看通道尤其包含物镜组、聚焦透镜组(聚焦光学单元)以及目镜，它们从物体侧按这个顺序而布置。在这种情况中，聚焦光学单元具有位置测量装置和位置传送器(电机)。
[0009]精确地瞄准目标的先决条件是在集成相机的显示器上以及在望远镜的目镜处这二者的视场的清晰成像。
[0010]在一个非常简单的实施方式中，可以通过手动聚焦(例如，用于改变聚焦光学单元的位置的调整螺钉)来实现聚焦。手动聚焦(即，聚焦光学单元的可手动设置的位置)总是取决于用户的个人清晰度感知，并且取决于观测装置(例如，目镜、相机显示器)。
[0011]因此，瞄准装置的相机具有自动聚焦单元，其中，聚焦光学单元的调整例如通过伺服电机来实现，并且例如借助于CMOS传感器的特定阵列上的对比度评估或者通过相位比较来进行控制。例如从DE 19710722,DE 19926706或者DE 19949580知道大地测量装置的望远镜瞄准器的自动聚焦装置。相机自动聚焦利用对到达相机传感器上的光束的评价而运行。在基于对比度的自动聚焦的情况中，利用所发现的对比度最大值来得到聚焦光学单元的位置。
[0012]另外，以技术上简化的方式，在基于距离的自动聚焦功能的背景下，聚焦光学单元的位置能够根据通过光电测距装置测量的物体距离而设置，使得在布置在聚焦平面中的相机传感器或者具有对准标志(特别是标线或格子线、或者具有十字线标志和线标志的板)的光学元件上出现清晰的物体图像。于是能够通过目镜观看到具有在所述平面中产生的图像的所述光学元件。在基于距离的自动聚焦期间，由光电测距装置测量的距离被直接转换成聚焦光学单元的位置。例如，这例如借助于查找表、图或者曲线来完成，其中，存储目标距离与将要设置的聚焦光学单元位置之间的相互关系(correlat1n)。
[0013]在该测量装置中，可以针对同轴电子距离测量而提供附加的分离的发送和接收通道分支。此外，常规的测量装置同时具有自动目标追踪功能(ATR:“自动目标识别”)，为此，在望远镜中附加地集成有进一步分离的ATR光源(例如，多模式光纤输出，其发射具有另外限定的波长的光)以及特定的ATR相机。
[0014]通过示例的方式，在公开文献EP 1 081 459或者EP 1 662 278中公开了大地测量装置的一般望远镜瞄准器的构造。
[0015]望远镜的高复杂性需要用于光学组件的高精度安装和对准的高开销，这些光学组件可以包括透镜、棱镜和分束器。因此，在生产期间执行外部控制的、简单的校准，使得在首先基于手动聚焦并且其次基于相机自动聚焦和/或距离自动聚焦来对相同的目标进行聚焦之后，能够在直观式取景器(direct-view viewfinder)处以及在显示器上看见同样清晰的图像。
[0016]在生产的背景下，基于例如多项式系数存储的标准化的自动聚焦参考曲线被用于目标距离相关的(target-distance-dependent)自动聚焦功能，根据经验或者如在大多数的装置中统计上证明的，该参考曲线导致最好可能的聚焦结果。所述曲线将可由光电测距装置测量的目标距离指派给要设置的聚焦光学单元位置。利用少数目的校准测量，对于每个装置，确定可能存在的装置特定的焦点偏移，然后将该装置特定的焦点偏移计算为对于所述自动聚焦参考曲线的总偏移。
[0017]然而，通过制造校准消除的这些误差随着时间的推移不会保持稳定。关于这一点，它们例如受到物理振动(例如在运输期间)的影响，受到温度的影响或者受到按照时间指定的方式而改变的其它材料性质的影响。其一种可能的结果是，在借助于测距装置进行聚焦之后或者在借助于相机的自动聚焦进行聚焦之后，清晰地呈现仅在望远镜的直观式取景器中的图像或者仅在相机显示器上的图像，或者这两种图像都不被清晰地呈现。为了通过聚焦光学单元的致动轮进行手动重新聚焦以在望远镜的直观式取景器处或者在电子取景器上或者在相机的显示器上获得清晰的图像，于是需要另外的时间支出。
【发明内容】
[0018]本发明的目的在于提供一种用于测量装置的重新校准功能，其简单且快速地使在工厂校准期间存储并且已经随时间和/或在特定的影响(例如，振动)下相对于聚焦光学单元位置而变得不一致或不准确的校准系数进行更新，使得在目标距离相关的自动聚焦期间避免聚焦误差。
[0019]本发明的另外的目的在于消除在相机受控制的自动聚焦期间由相同的原因导致的聚焦误差。
[0020]通过实现独立权利要求的特定特征来达到该目的。能够从从属的专利权利要求得到以另选的或有利的方式开发本发明的特征。
[0021]本发明提供了一种重新校准功能，其使得用户能够基于在装置软件的管理下执行的特定的试验测量序列，借助于相机自动聚焦和/或手动聚焦而适应(adapt)或更新目标距离相关的自动聚焦参考曲线。以这种精确的方式，相机自动聚焦也能够借助于手动聚焦来进行校正。这种校准的优点在于，用户能够在现场单独地校准相应的自动聚焦系统，而无需依赖特定的校准环境或者为此必须将测量装置带到服务中心。因此，根据需要，这种重新校准的实施使得能够在任何时间确保作为基于距离的自动聚焦的结果，可在目镜处以及在相机显示器上这二者获得清晰的图像，或者相机自动聚焦使得可至少在相机传感器平面处获得清晰的图像。可以在重复检查的背景下定期地或者根据需要执行该处理，以便消除已经被识别的清晰度误差。
[0022]由于