用于导向至少一个光学透镜的光学导向系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光学导向系统，该光学导向系统用于将例如至少一个光学透镜导向在如全站仪或视距仪的光学仪器的变焦布置内。
【背景技术】
[0002]变焦布置和聚集布置用作光学透镜的合适的布置，以便适当地设置光学仪器的焦距。这些布置可以用来设置通过光学仪器可实现的放大倍率。为此，通常使用如透镜或透镜组的光学元件的布置，其中至少一个透镜或透镜组被布置成沿着该布置的光轴可移动。例如，在合适的布置中，可以设置可移动的透镜组用于适当的变焦，以及可移动的透镜组用于设置焦点。通过设置该可移动的透镜相对于光轴的位置，从而设定了透镜系统的焦距以及光学仪器的放大倍率。这种类型的变焦布置用在显微镜、相机中，还特别用在全站仪或视距仪中。
[0003]特别在全站仪和视距仪的领域中，在设定可移动透镜的位置时高水平的精确度和再现性是非常重要的。在相关透镜布置的设计中，有必要将公差保持得尽可能小，该公差例如由可移动透镜的驱动电机或相应的透镜安装引起。尤其已经发现，如果可调节透镜例如将要从不同的开始方向移入期望参考位置，则驱动电机的位置误差特别地可以对期望位置的定位精度和再现性有影响。因此尤其期望的是，可移动透镜或透镜组总是从相同的方向移入期望位置或参考位置中。
[0004]例如用在全站仪或视距仪中的现代的变焦布置和聚集布置通常非常紧凑地设计。因此还可以期望的是，用于可移动透镜或可移动透镜组的驱动系统使在该变焦布置和聚焦布置内透镜的紧凑布置成为可能。
[0005]在专利申请EP I 510 846 Al中描述了常规的透镜安装的示例。其中，描述了一种用于光学系统的导向系统，其中透镜或透镜组可以相对于彼此移动。其中提出的该系统具有沿光轴延伸的外壳，在该外壳中布置有用于容置光学透镜的合适的导向托架。这些导向托架具有套筒段或圆柱段的形式，该套筒段或圆柱段在它们抵靠于外壳的对应的内导向表面上的外表面上具有滑动元件。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壳的导向表面上通过合适的磁力作用被导向。
[0006]在申请WO 2013/135313A1中描述了光学导向系统的另一示例。其中，提出了用于容置光学元件的基本上圆柱形的导向托架并且该导向托架在圆柱形的外壳内被导向。如其中所描述的，导向托架在成对的滑动元件(其中滑动元件对通过旋转是可调节的)的帮助下被安装，以便确保无间隙安装。导向托架通过合适的联接件连接至驱动装置，导向托架通过驱动装置在外壳内沿着光轴是可移动的。
[0007]在申请US 2007/0122136 Al中，公开了一种用于确定导向托架在对应的外壳内的位置的装置。为此，在外壳处和在导向托架处、在合适的中断元件处设置了光栅形式的传感器。其中该中断元件被设置成使得在导向托架沿着光轴运动时，中断元件中断光栅，以便例如利用光栅的相应信号来确定外壳内的导向托架的期望参考位置。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是改进现有技术并提供一种光学导向系统，利用该光学导向系统，光学元件(如光学透镜或透镜组)得以在导向外壳内以高精确度再现定位，并且例如可以移入参考位置。
[0009]该目的是通过权利要求1的主题来实现的。在从属权利要求中描述了优选的实施方式。
[0010]根据本发明，提供了一种光学导向系统，所述光学导向系统设置成用于将至少一个光学透镜沿着导向系统的光轴导向。在一个优选实施方式中，所述透镜可以是全站仪的光学布置的一部分。在一个实施方式中，光学导向系统还可适于将多个透镜的光学布置导向。根据本发明，所述光学导向系统具有导向外壳，所述导向外壳用于在所述导向外壳内容置导向托架，其中，所述导向外壳的内导向表面沿着所述光轴延伸，换句话说，基本上平行于所述光轴。所述导向外壳可以全部或部分地包围导向托架。根据本发明，所述导向托架沿着所述光轴在初始位置和终止位置之间可移动地设置在所述导向外壳内，且适合于固定所述至少一个光学透镜。初始位置和终止位置可以通过导向外壳的几何结构预确定，并优选地对应于包括安装的透镜的透镜布置的广角设置和窄角设置。导向托架内的光学透镜的固定可以以本领域技术人员已知的常规方式执行，例如通过使用合适的可螺钉固定的或可拉紧的保持环。
[0011]根据本发明，所述导向托架具有与所述导向外壳的内导向表面相接触的至少一个滑动元件，所述至少一个滑动元件能够使得或允许所述导向托架在所述导向外壳内沿着所述光轴滑动。至少一个滑动元件可以配置为与导向托架成一体或可以设置为以合适的方式安装在导向托架上的单独的滑动元件。如果设置了多个滑动元件，它们可以被配置为与导向托架成一体并且还以单独的滑动元件的形式。
[0012]至少一个滑动元件与导向托架可以由例如合适的塑料材料制成。在一个优选的实施方式中，至少一个滑动元件为基本上无油的塑料滑动元件。例如，这种材料选择能够使滑动元件简单地适应于内导向表面的形状并且能够使滑动元件在导向托架运动的过程中沿着导向表面有利地滑动。同时，通过无需用油而确保光学元件(如可移动的透镜)不会被油弄脏。优选地，滑动元件作为单独的滑动元件安装在所示导向托架上。
[0013]如果导向托架容置在导向外壳内，则至少一个滑动元件与导向外壳的内导向表面相接触，并允许导向托架沿着光轴滑动。如通过本领域技术人员可以合适地设置的，导向托架的运动可以大致平行于系统的光轴或相对于光轴以合适的设置角度发生。优选地，导向托架在导向外壳内的运动大致平行于光轴发生。如本领域技术人员认为合理的，在此所使用的表述“平行”或““垂直”能够被认为在正常的技术公差内，其优选地在近似0.1%至10%的范围内，优选地在0.1%至I %的范围内。
[0014]根据本发明，光学导向系统还具有机械连接至所述导向托架的悬挂元件，并且通过所述悬挂元件，所述导向托架穿过所述导向外壳中的切口部机械地联接至所述导向外壳外侧的驱动装置。驱动装置优选地为步进电机，其通过设置步数的可能性，能够使在导向外壳内的导向托架可再现位置设置。
[0015]根据本发明的光学导向系统还具有设置在所述导向外壳外侧且与所述悬挂元件相配合的拉紧元件，从而产生作用在所述导向托架上的拉紧力，使得所述至少一个滑动元件抵靠在所述导向外壳的内导向表面上，优选地被挤压在导向外壳的内导向表面上，以便产生导向元件与导向表面之间的合适的无间隙接触。
[0016]换句话说，设置在导向外壳外侧的拉紧元件以这种方式与悬挂元件相配合，例如使得拉紧元件将导向外壳内的导向托架挤压在内导向表面上，以便使得至少一个滑动元件被挤压在该内导向表面上。拉紧力被设置成使得导向托架在导向外壳内在初始位置和终止位置之间的滑动是可能的。
[0017]导向托架的这种安装使得导向托架仅仅通过至少一个滑动元件与内导向外壳相接触是可能的。这使得特别稳定的防倾斜布置成为可能，该防倾斜布置有助于导向托架在导向外壳内位置设置的高精度和再现性。这种安装还以有利的方式有助于当导向托架在导向外壳内移动时不会卡在导向外壳上。
[0018]在一个优选的实施方式中，步进电机以这种方式配置来驱动所述导向托架，使得所述导向托架在所述导向外壳内沿着所述光轴的运动的所述初始位置与所述终止位置分别表示所述透镜的广角设置与窄角设置。通过使用步进电机，在该实施方式中通过规定合适的步数能够再现地移动至透镜的广角设置和窄角设置。
[0019]为了进一步提高导向托架在导向外壳内的位置设置的再现性，例如在导向外壳内总是从同一侧移动至期望的参考位置是有利的。这样，例如当在导向外壳内设置导向托架的位置时驱动电机的定位误差，以及由此透镜位置的定位误差被最小化。
[0020]在本发明的优选实施方式中，为了使其成为可能，光学导向系统包括光栅和中断元件，所述光栅设置在所述导向外壳上或所述导向托架上，且所述中断元件设置在对应的其他导向外壳上或导向托架上，其中，所述中断元件被设置并配置成这样，使得在所述导向托架从所述初始位置运动至所述终止位置的过程中，所述中断元件在所述光栅的发光部和光线接收部之间被导向，从而通过所述光栅的光束的至少部分透射或至少部分中断改变所述光栅的信号，使得当所述导向托架处于所述初始位置时与当所述导向托架处于所述终止位置时相比，所述光栅发射出不同的信号。
[0021]所述中断元件还被设置并配置成这样，使得在所述导向托架在所述初始位置与所述终止位置之间单向运动的过程中，所述光栅的信号至少部分地翻转至少三次。
[0022]通过以这种方式提供中断元件，在该实施方式中，在导向托架单向运动时光栅能够输出不对称信号，其中当所述导向托架处于所述初始位置时所述光栅的信号不同于当所述导向托架处于所述终止位置时所述光栅的信号。在此期间，信号至少翻转三次。因此，在导向外壳内将导向托架总是从同一侧移入参考位置是可能的。
[0023]因此，如果总是从相同的方向接近，则当接近参考位置时可以实现提高的再现性和精确度。根据本发明，对于本领域技术人员是显然的，能够独立地设置光栅和中断元件例如用于变焦布置或聚焦布置，其中以已知的方式设置有可移动的透镜或透镜组。
【附图说明】
[0024]图1示出了根据本发明的实施方式的用于导向至少一个光学透镜的光学导向系统的不意图；
[0025]图2示出了图1的光学导向系统的剖视图；