DE10125709A1 - Elektronischer Entfernungsmesser - Google Patents

Abstract

Ein elektronischer Entfernungsmesser enthält ein Zielfernrohr mit Objektivlinse zum Anvisieren eines Objektes, ein hinter der Objektivlinse angeordnetes Reflexionselement, einen optischen Entfernungsmesser mit einer Sendeoptik zum Aussenden von Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse und einer Empfangsoptik zum Empfangen eines Teils des Messlichtes, der an dem Objekt reflektiert wird, durch die Objektivlinse tritt und durch das Reflexionselement nicht an der Lichtausbreitung gehindert ist, eine Schärfenerfassungsvorrichtung, die einen Scharfstellzustand aus der Korrelation zwischen zwei Bildern erfasst, die von zwei Lichtbündeln erzeugt werden, die durch zwei verschiedene Pupillenbereiche der Objektivlinse treten, sowie mindestens ein außerhalb der beiden Pupillenbereiche angeordnetes optisches Element, das den Teil des Messlichtes auf eine optische Achse der Empfangsoptik hinlenkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Entfernungsmesser mit einem Zielfern­ rohr und einer Schärfenerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Scharfstellzu­ standes des Zielfernrohrs.

Wenn ein Vermessungstechniker die Entfernung zwischen zwei Punkten vermisst, setzt er üblicherweise einen elektronischen Entfernungsmesser (EDM) ein. Ein solcher elektronischer Entfernungsmesser berechnet die Entfernung über den Phasenunterschied zwischen projiziertem, d. h. ausgesendetem Licht und reflek­ tiertem Licht sowie über die Anfangsphase internen Referenzlichtes oder aber über die Zeitdifferenz zwischen projiziertem Licht und reflektiertem Licht.

Ein typischer elektronischer Entfernungsmesser hat hinter der Objektivlinse eines Zielfernrohrs einen auf der optischen Achse des Zielfernrohrs angeordneten Sendespiegel, um das Messlicht durch die Mitte der Eintrittspupille der Objektivlin­ se des Zielfernrohrs auf ein Zielobjekt zu senden. Das Licht, das an dem Zielob­ jekt reflektiert wird und durch die Objektivlinse des Zielfernrohrs tritt, tritt durch den den Sendespiegel umgebenden Raum, um so von einem wellenlängenselektiven Filter und einem Empfangsspiegel eingefangen zu werden.

In einem solchen elektronischen Entfernungsmesser wird das Licht, das an dem Zielobjekt reflektiert wird und durch die Objektivlinse des Zielfernrohrs tritt, von dem vorstehend genannten Sendespiegel um so mehr gesperrt, je näher sich das Zielobjekt an dem Entfernungsmesser befindet. Wird das an dem Zielobjekt reflektierte und durch die Objektivlinse des Zielfernrohrs tretende Licht von dem Sendespiegel in großem Ausmaß gesperrt, so verringert sich die Lichtmenge des auf den Empfangsspiegel treffenden Lichtes, wodurch die Genauigkeit der Entfer­ nungsmessung beeinträchtigt wird. Befindet sich das Zielobjekt sehr nahe dem Entfernungsmesser, so trifft das an dem Zielobjekt reflektierte und durch die Objektivlinse des Zielfernrohrs tretende Licht unter Umständen überhaupt nicht auf ein Lichtempfangselement, wodurch die Entfernungsmessung unmöglich wird. Um das vorstehend erläuterte Problem zu vermeiden, sind verschiedene Verfah­ ren vorgeschlagen worden.

In der Vergangenheit wurden Fortschritte in der Entwicklung von Vermessungs­ instrumenten gemacht, die mit einem Zielfernrohr mit Autofokussystem ausgestattet sind, wobei für die Autofokusoperation weitläufig ein nach dem Prinzip der Pha­ sendifferenzerfassung arbeitendes Autofokussystem eingesetzt wird. Mit einem solchen System wird der Scharfstellzustand auf Grundlage der Korrelation zwi­ schen zwei Bildern erfasst, die von zwei Lichtbündeln erzeugt werden, die beim Durchtritt durch verschiedene Teile der Objektivlinse des Zielfernrohrs durch zwei verschiedene Pupillenbereiche gehen, um so das Zielfernrohr entsprechend dem erfassten Scharfstellzustand scharfzustellen.

Ist in einem elektronischen Entfernungsmesser ein nach dem Prinzip der Phasen­ differenzerfassung arbeitendes Autofokussystem untergebracht, so können das Problem, dass die auf das vorstehend genannte Lichtempfangselement auftref­ fende Lichtmenge bei nahe an dem Entfernungsmesser angeordnetem Zielobjekt abnimmt, und das Problem, dass die Genauigkeit der Entfernungsmessung durch die Abnahme der auf das Lichtempfangselement treffenden Lichtmenge beein­ trächtigt wird, nur schwer überwunden werden. Der Erfindung liegt angesichts der oben erläuterten Probleme die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Entfer­ nungsmesser mit einem Zielfernrohr und einer Schärfenerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Scharfstellzustandes des Zielfernrohrs anzugeben, bei dem die Probleme, dass die auf das Lichtempfangselement treffende Lichtmenge bei nahe an dem Zielobjekt angeordnetem Entfernungsmesser abnimmt und dass die Genauigkeit der Entfernungsmessung beeinträchtigt ist, überwunden sind.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den elektronischen Entfernungsmesser mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen, mit einem Autofo­ kussystem ausgestatteten elektronischen Entfernungsmessers,

Fig. 2 eine Schärfenerfassungsvorrichtung und ein Porroprismenaufricht­ system in Blickrichtung des in Fig. 1 dargestellten Pfeils II,

Fig. 3 eine Darstellung einer Objektivlinse eines Zielfernrohrs in Blickrich­ tung der in Fig. 1 dargestellten Pfeile III, in der die relative Anord­ nung von zwei auf der Objektivlinse festgelegten Pupillenbereichen, eines Sende/Empfangsspiegels und eines Lichtempfangsleiters ge­ zeigt ist,

Fig. 4 eine Darstellung eines wellenlängenselektiven Filters in Blickrichtung der in Fig. 1 dargestellten Pfeile IV, in der die relative Anordnung der beiden auf der Objektivlinse gezeigten Pupillenbereiche und zweier an der Objektivlinse ausgebildeter Fresnelspiegel gezeigt ist,

Fig. 5 eine Darstellung einer Optik eines optischen Entfernungsmessers des in Fig. 1 gezeigten elektronischen Entfernungsmessers,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines grundlegenden Teils der in Fig. 5 gezeigten Optik, in der die Eintrittsfläche eines Lichtempfangsleiters und dessen Peripherie gezeigt sind,

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 5, die ein nicht erwünschtes Beispiel für den grundlegenden Teil der Optik des in dem elektroni­ schen Entfernungsmesser vorgesehenen optischen Entfernungs­ messers zeigt,

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 3, welche die relative Anord­ nung zweier auf der Objektivlinse festgelegter Pupillenbereiche, ei­ nes Sende/Empfangsspiegels und eines Lichtempfangsleiters in dem in Fig. 7 dargestellten optischen Entfernungsmesser zeigt, und

Fig. 9 eine Schnittansicht eines in der Erfindung eingesetzten Fresnelspie­ gels in Blickrichtung der in Fig. 4 dargestellten Pfeile VI.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen, mit einem Autofo­ kussystem ausgestatteten elektronischen Entfernungsmessers. Der elektronische Entfernungsmesser hat ein Zielfernrohr 10 als Zieloptik und einen optischen Entfernungsmesser 20. Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält das Zielfernrohr 10 eine Objektivlinse 11, eine Scharfstelllinse (Schärfeneinstelllinse) 18, ein Porropris­ menaufrichtsystem 12, eine Bildebenenplatte (Fadenkreuzplatte) 13 und ein Okular 14, die in der genannten Reihenfolge vom Objekt her gesehen, d. h. in Fig. 1 von links nach rechts angeordnet sind. Auf der Bildebenenplatte 13 ist ein Fadenkreuz 15 ausgebildet. Die Scharfstelllinse 18 ist längs der optischen Achse des Zielfernrohrs 10 geführt. Das Bild eines Zielobjektes 16, das durch die Objek­ tivlinse 11 erzeugt wird, kann genau auf die der Objektivlinse 11 zugewandte Vorderfläche der Bildebenenplatte 13 scharfgestellt werden, indem die axiale Position der Scharfstelllinse 18 entsprechend der Entfernung des Zielobjektes 16 bezüglich des Zielfernrohrs 10 eingestellt wird. Der Benutzer des Vermessungsin­ strumentes visiert über das Okular 14 ein vergrößertes Bild des Zielobjektes 16 an, das auf die Bildebenenplatte 13 scharfgestellt ist.

Der elektronische Entfernungsmesser hat hinter der Objektivlinse 11 des Zielfern­ rohrs 10 einen Sende/Empfangsspiegel (Reflexionselement) 21 und einen wel­ lenlängenselektiven Spiegel (wellenlängenselektives Filter) 22, die in der ge­ nannten Reihenfolge vom Objekt her betrachtet angeordnet sind. Der Sen­ de/Empfangsspiegel 21 besteht aus einem Parallelplattenspiegel, dessen Vorder­ fläche und dessen hierzu parallele Rückfläche auf der optischen Achse der Ob­ jektivlinse 11 angeordnet sind. Die der Objektivlinse 11 zugewandte Vorderfläche des Parallelplattenspiegels ist als Lichtsendespiegel (Transmissionsspiegel) 21a ausgebildet, während die dem wellenlängenselektiven Filter 22 zugewandte Rückfläche des Parallelplattenspiegels als Lichtempfangsspiegel 21b ausgebildet ist. Der Empfangsspiegel 21b und der wellenlängenselektive Spiegel 22 bilden grundlegende optische Elemente einer Empfangsoptik des optischen Entfer­ nungsmessers 20.

Der optische Entfernungsmesser 20 hat ein Lichtaussendeelement 23, z. B. eine Laserdiode, das Licht (Messlicht) einer bestimmten Wellenlänge ausgibt. Das von dem Lichtaussendeelement 23 ausgegebene Messlicht trifft über eine Kollimator­ linse 24 und einen festen Spiegel 25 auf den Sendespiegel 21a. Das von dem Lichtaussendeelement 23 auf den Sendespiegel 21a ausgegebene Messlicht wird dabei längs der optischen Achse der Objektivlinse 11 auf das Zielobjekt 16 reflek­ tiert. Die Kollimatorlinse 24, der feste Spiegel 25 und der Sendespiegel 21a (Sen­ de/Empfangsspiegel 21) bilden grundlegende optische Elemente einer Sendeoptik (Transmissionsoptik) des optischen Entfernungsmessers 20.

Der Teil des Messlichtes, der an dem Zielobjekt 16 reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse 11 geht und von dem Sende/Empfangsspiegel 21 nicht gesperrt wird, wird schließlich an dem wellenlängenselektiven Spiegel 22 zurück auf den Empfangsspiegel 21b reflektiert. Der Empfangsspiegel 21b reflektiert das auf ihn einfallende Messlicht so, dass dieses an eine Eintrittsfläche 26a eines lichtempfangenden Lichtleiters 26 gelangt, der im Folgenden als Lichtempfangs­ leiter bezeichnet wird. Eine Lichtleiterhalterung 27 hält das mit der Eintrittsfläche 26a versehene Eintrittsende des Lichtempfangsleiters 26. Die Lichtleiterhalterung 27 ist über eine nicht dargestellte Befestigungsvorrichtung, die in einem Raum hinter der Objektivlinse 11 angeordnet ist, gemeinsam mit dem Sen­ de/Empfangsspiegel 21 unbeweglich gehalten.

Der elektronische Entfernungsmesser hat zwischen dem Lichtaussendeelement 23 und dem festen Spiegel 25 in einem Entfernungsmessstrahlengang einen Umschaltspiegel 28 und ein ND-Filter 29. Das von dem Lichtaussendeelement 23 ausgegebene Licht trifft als Messlicht auf den festen Spiegel 25, wenn der Um­ schaltspiegel 28 aus dem Entfernungsmessstrahlengang zwischen der Kollimator­ linse 24 und dem festen Spiegel 25 zurückgezogen ist. Dagegen wird das von dem Lichtaussendeelement 23 ausgegebene Messlicht an dem Umschaltspiegel 28 als internes Referenzlicht direkt auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtempfangs­ leiters 26 reflektiert, wenn der Umschaltspiegel 28 in dem Entfernungsmessstrah­ lengang zwischen der Kollimatorlinse 24 und dem festen Spiegel 25 angeordnet ist. Das ND-Filter 29 dient dazu, die Menge des auf das Zielobjekt 16 treffenden Messlichtes einzustellen.

Der elektronische Entfernungsmesser hat zwischen einer Austrittsfläche 26b des Lichtempfangsleiters 26 und einem Lichtempfangselement 31 eine Kondensorlin­ se 32, ein ND-Filter 33 und ein Bandpassfilter 34, die in dieser Reihenfolge von der Austrittsfläche 26b zum Lichtempfangselement 31 hin angeordnet sind. Das Lichtempfangselement 31 ist an eine arithmetische Steuerschaltung (Steuerung) 40 angeschlossen. Die Steuerschaltung 40 ist mit einem Stellglied 41, das den Umschaltspiegel 28 ansteuert, und einer Anzeigevorrichtung 42, z. B. einem LCD- Feld verbunden, die die berechnete Entfernung anzeigt.

Bekanntlich arbeitet ein optischer Entfernungsmesser wie der Entfernungsmesser 20 in zwei verschiedenen Betriebszuständen: In einem Zustand wird das von dem Lichtaussendeelement 23 ausgegebene Messlicht dem festen Spiegel 25 zuge­ führt. Im anderen Zustand wird das gleiche Licht als internes Referenzlicht direkt der Eintrittsfläche 26a des Lichtempfangsleiters 26 zugeführt. Die beiden vorste­ hend genannten Zuständen sind dabei durch den Umschaltzustand des Um­ schaltspiegels 28 festgelegt, der von der Steuerschaltung 40 über das Stellglied 41 angesteuert wird. Wie oben erläutert, wird das dem festen Spiegel 25 zuge­ führte Messlicht über den Sendespiegel 21a und die Objektivlinse 11 auf das Zielobjekt 16 gesendet. Das an dem Zielobjekt 16 reflektierte Messlicht fällt über die Objektivlinse 11, den wellenlängenselektiven Spiegel 22 und den Empfangs­ spiegel 21b auf die Eintrittsfläche 26a. Anschließend werden sowohl das Mess­ licht, das an dem Zielobjekt 16 reflektiert wird und schließlich auf die Eintrittsfläche 26a trifft, als auch das interne Referenzlicht, das der Eintrittsfläche 26a über den Umschaltspiegel 28 direkt zugeführt wird, von dem Lichtempfangselement 31 empfangen. Die arithmetische Steuerschaltung 40 erfasst die Phasendifferenz zwischen dem projizierten, d. h. ausgesendeten Licht und dem reflektierten Licht sowie die Anfangsphase des internen Referenzlichtes oder aber die Zeitdifferenz zwischen dem projizierten Licht und dem reflektierten Licht, um daraus die Entfer­ nung des elektronischen Entfernungsmessers zu dem Zielobjekt 16 zu berechnen. Die berechnete Entfernung wird an der Anzeigevorrichtung 42 angezeigt. Das Berechnen der Entfernung aus der Phasendifferenz zwischen projiziertem und reflektiertem Licht und der Anfangsphase des internen Referenzlichtes oder aber aus der Zeitdifferenz zwischen projiziertem und reflektiertem Licht sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Das Porroprismenaufrichtsystem 21 hat eine Strahlteilerfläche, die das eintreten­ de Licht in zwei Lichtbündel teilt, von denen eines auf eine nach dem Prinzip der Phasendifferenzerfassung arbeitende AF-Sensoreinheit (Phasendifferenz- Schärfenerfassungsvorrichtung) 50 zuläuft, während das andere auf das Okular 14 zuläuft. Zwischen dem Porroprismenaufrichtsystem 12 und der AF- Sensoreinheit 50, die im Folgenden kurz als AF-Einheit bezeichnet wird, befindet sich eine Referenzbildebene 51, die an einer Stelle angeordnet ist, die optisch äquivalent zu der Position ist, an der sich das Fadenkreuz 15 der Bildebenenplatte 13 befindet. Die AF-Einheit 50 erfasst den Scharfstellzustand, d. h. den Defokus­ wert und die Richtung der Fokusverschiebung, in der Referenzbildebene 51. Fig. 2 zeigt die AF-Einheit 50 und das Porroprismenaufrichtsystem 12. Die AF-Einheit 50 enthält eine Kondensorlinse 52, ein Paar Separatorlinsen 53, ein Paar Separa­ tormasken 55, die in enger räumlicher Nähe zu dem Paar Separatorlinsen 53 angeordnet sind, sowie ein Paar Liniensensoren 54, z. B. Mehrsegment-CCD- Sensoren, die hinter den jeweiligen Separatorlinsen 53 angeordnet sind. Die beiden Separatorlinsen 53 sind um die Basislänge voneinander beabstandet. Das in der Referenzbildebene 51 erzeugte Bild des Zielobjektes 11 wird von den beiden Separatorlinsen 53 in zwei Bilder getrennt. Diese beiden Bilder werden auf den beiden Liniensensoren 54 erzeugt. Die beiden Liniensensoren 54 enthalten jeweils eine Anordnung fotoelektrischer Wandlerelemente. Jedes dieser Wand­ lerelemente wandelt das empfangene Licht eines Bildes in elektrische Ladungen, die dann integriert, d. h. gesammelt werden und als integrierte elektrische Ladung an die arithmetische Steuerschaltung 40 ausgegeben werden. Diese integrierte elektrische Ladung stellt AF-Sensordaten dar. Die arithmetische Steuerschaltung 40 berechnet in einer vorbestimmten Defokusoperation einen Defokuswert ent­ sprechend einem Paar von AF-Sensordaten, das von dem Paar Liniensensoren 54 ausgegeben wird. In einer Autofokusoperation steuert die Steuerschaltung 40 die Scharfstelllinse 18 entsprechend dem berechneten Defokuswert über einen in Fig. 1 gezeigten Linsenantrieb 43 so an, dass auf das Zielobjekt scharfgestellt wird. Die Defokusoperation ist aus dem Stand der Technik bekannt. Ein AF- Schalter 44 zum Starten der AF-Operation und ein Entfernungsmessschalter 45 zum Starten der Entfernungsmessung sind an die Steuerschaltung 40 ange­ schlossen.

Die AF-Einheit 50 erfasst einen Scharfstellzustand aus den beiden Bildern, welche die beiden Lichtbündel, die durch die beiden verschiedenen Pupillenbereiche 11A und 11B der Objektivlinse 11 treten, auf den beiden Liniensensoren 54 erzeugen. Die Form jedes der beiden Pupillenbereiche 11A und 11B ist durch die Form der an der zugehörigen der beiden Separatormasken 55 ausgebildeten Apertur fest­ gelegt. Die beiden Separatormasken 55 sind dabei zwischen der Kondensorlinse 52 und den beiden Separatorlinsen 53 in der Nähe der Separatorlinsen 53 ange­ ordnet. Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten schraffierten Bereiche geben Berei­ che an, die den durch die Aperturen der beiden Separatormasken 55 festgelegten Pupillenbereichen entsprechen.

Fig. 3 zeigt die relative Anordnung der beiden Pupillenbereiche 11A und 11B sowie die relative Anordnung des Sende/Empfangsspiegels 21 und des Licht­ empfangsleiters 26 (erste Lichtleiterhalterung 27) des optischen Entfernungsmes­ sers 20. Obgleich die Positionen, die Formen und die Ausrichtungen der beiden Pupillenbereiche 11A und 11B durch die Kondensorlinse 52, die beiden Separa­ torlinsen 53, die beiden Separatormasken 55 und die Anordnung der fotoelektri­ schen Wandlerelemente jedes Liniensensors 54 so festgelegt sind, dass die Autofokus-Leistungsanforderungen erfüllt werden, können die Positionen der beiden Pupillenbereiche 11A und 11B bezüglich des Zentrums der Objektivlinse 11 vergleichsweise frei festgelegt werden. Ferner sind die Positionen der beiden Pupillenbereiche 11A und 11B so festgelegt, dass sie den Strahlengang des an dem Sendespiegel 21a reflektierten Messlichtes nicht stören. Der Sen­ de/Empfangsspiegel 21 ist mit anderen Worten so angeordnet, dass er nicht in Konflikt mit den beiden Pupillenbereichen 11A und 11B kommt.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem oben erläuterten Aufbau ist der wellenlängenselektive Spiegel 22 mit zwei Fresnelspiegeln (optischen Elementen) 19 versehen, die an seiner dem Sende/Empfangsspiegel 21 zugewandeten Vor­ derfläche ausgebildet sind, so dass eine ausreichende Menge an Messlicht, das an dem Zielobjekt reflektiert wird, durch die Objektivlinse 11 tritt und an dem wellenlängenselektiven Spiegel 22 reflektiert wird, auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtempfangsleiters 26 trifft, insbesondere wenn sich das Zielobjekt 16 in gerin­ ger Entfernung befindet. Wie in Fig. 9 gezeigt, hat jeder der beiden Fresnelspiegel 19 die Funktion eines durch die gestrichelte Linie angedeuteten geneigten, ebe­ nen Spiegels 19b, der zu einer optischen Achse Oa der Empfangsoptik nicht normal und bezüglich dieser optischen Achse geneigt ist. Der geneigte, ebene Spiegel 19b enthält eine Reihe von Spiegelabschnitten 19a ähnlich der Fläche einer Fresnellinse, die eine Reihe von einfachen Linsenabschnitten enthält, so dass das auf den jeweiligen Fresnelspiegel 19 auftreffende Licht an diesem reflektiert und dabei auf die optische Achse Oa der Empfangsoptik des optischen Entfernungsmessers 20 zu umgelenkt wird. Mit dem Begriff "Fresnelspiegel" ist in dieser Beschreibung ein Spiegel gemeint, der eine Reihe von Spiegelabschnitten 19a hat, die jeweils als Einzelspiegel wirken, so dass die Gesamtdicke des Spie­ gels in Richtung der optischen Achse im Vergleich zu einem äquivalenten Einzel­ spiegel verringert ist. Alternativ kann der Fresnelspiegel 19 ein konkaver Fresnel­ spiegel sein, der als Konkavspiegel mit positiver Wirkung fungiert. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die beiden Fresnelspiegel 19 zwischen zwei Pupillenbereichen 11A' und 11B' an dem wellenlängenselektiven Spiegel 22 auf entgegengesetzten Seiten angeordnet, d. h. in Fig. 4 bezüglich der optischen Achse Oa oben und unten, so dass sie nicht in Konflikt mit den beiden Pupillenbereichen 11A' und 11B' kommen und sich damit nicht nachteilig auf die Genauigkeit der AF-Einheit 50 beim Messen der Objektentfernung auswirken.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die Strahlengänge der beiden Lichtbündel des Messlich­ tes, die jeweils an einem der beiden Fresnelspiegel 19 reflektiert und abgelenkt werden. In den Fig. 5 und 6 ist jeweils der über den Empfangsspiegel 21b laufen­ de Strahlengang zwischen dem wellenlängenselektiven Spiegel 22 und der Ein­ trittsfläche 26a aus Gründen der einfacheren Darstellung als geradliniger Strah­ lengang dargestellt. Auch ist in den Fig. 5 und 6 der einfacheren Darstellung wegen der mit den beiden Fresnelspiegeln 19 versehene wellenlängenselektive Spiegel 22 nicht gezeigt, sondern lediglich seine Position mit einer gestrichelten Linie angedeutet, die mit dem Bezugszeichen 22' versehen ist. In Fig. 6 sind die Positionen der beiden Fresnelspiegel 19 jeweils durch eine mit 19' bezeichnete durchgezogene Linie angedeutet. Der obere schraffierte Bereich und der untere schraffierte Bereich, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind, stellen den oberen bzw. den unteren Strahlengang der beiden Lichtbündel des Messlichtes dar, die jeweils an dem Zielobjekt 16 reflektiert werden, durch die Objektivlinse 11 treten und anschließend an dem oberen bzw. dem unteren Fresnelspiegel 19 reflektiert und abgelenkt werden. In den Fig. 5 und 6 bezeichnet jeweils die zweifachge­ punktete Linie X den obersten, d. h. äußersten Lichtstrahl des an dem wellenlän­ genselektiven Spiegel 22 reflektierten Lichtes für den Fall, dass an dem Spiegel 22 kein dem Fresnelspiegel 19 entsprechender Spiegel ausgebildet ist. Wie aus den Fig. 5 und 6 klar hervorgeht, werden die beiden Lichtbündel des Messlichtes, die auf den oberen bzw. den unteren Fresnelspiegel 19 treffen, um einen Ablenk­ winkel θ (vgl. Fig. 6) auf die optische Achse Oa zu abgelenkt, um so in korrekter Weise auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtempfangsleiters 26 zu treffen.

Die Größe und der Neigungswinkel (bzw. die Spiegelwirkung im Falle eines kon­ kaven Fresnelspiegels) des jeweiligen Fresnelspiegels 19 sind vorzugsweise so festgelegt, dass eine ausreichende Menge des an dem Zielobjekt 16 reflektierten Messlichtes auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtempfangsleiters 26 trifft, ohne dabei in Konflikt mit den beiden Pupillenbereichen 11A' und 11B' auf dem wellen­ längenselektiven Spiegel 22 zu geraten.

Der elektronische Entfernungsmesser, der mit einem wie oben erläutert aufge­ bauten Autofokussystem ausgestattet ist, führt eine Entfernungsmessung in nachfolgend beschriebener Weise durch.

Im ersten Schritt visiert der Benutzer mit dem Zielfernrohr 10 das Zielobjekt 16 so an, dass die optische Achse des Zielfernrohrs 10 im Wesentlichen auf das Ziel­ objekt 16 ausgerichtet ist, während er das Zielobjekt 16 durch einen nicht gezeig­ ten Kollimator betrachtet, der an dem Zielfernrohr 10 angebracht ist. Im zweiten Schritt drückt der Benutzer den AF-Schalter 44, um die oben erläuterte Autofoku­ soperation auszuführen und so die Scharfstelllinse 18 in ihre Scharfstellposition relativ zu dem Zielobjekt 16 zu bringen. Im dritten Schritt stellt der Benutzer bei auf das Zielobjekt 16 scharfgestelltem Zielfernrohr 10 die Ausrichtung des Ziel­ fernrohrs 10 so ein, dass das durch das Okular 14 betrachtete Fadenkreuz 15 präzise auf das Zielobjekt 16 zentriert ist. Dabei blickt er in das Okular 14. Im vierten Schritt drückt der Benutzer den Entfernungsmessschalter, um die vorste­ hend erläuterte Entfernungsberechnung durchzuführen. Die berechnete Entfer­ nung wird an der Anzeigevorrichtung 42 angezeigt.

Wird in der oben erläuterten Entfernungsmessoperation das Messlicht, das von dem Lichtaussendeelement ausgegeben wird, an dem Zielobjekt 16 reflektiert wird und durch die Objektivlinse 11 tritt, an dem wellenlängenselektiven Filter 22 re­ flektiert, so trifft es über die Fresnelspiegel 19 selbst dann in ausreichender Lichtmenge auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtempfangsleiters 26, wenn sich das Zielobjekt nur in kurzer Entfernung befindet, da jedes der beiden Lichtbündel des Messlichtes, die auf den oberen bzw. den unteren Fresnelspiegel 19 treffen, um einen Ablenkwinkel θ auf die optische Achse Oa zu abgelenkt werden und so zuverlässig auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtempfangsleiters 26 treffen. Die Entfernungsmessung kann deshalb ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit vor­ genommen werden. Je weiter das Zielobjekt 16 von dem elektronischen Entfer­ nungsmesser entfernt ist, desto kleiner ist der Eintrittswinkel, unter dem das an dem Zielobjekt 16 reflektierte Messlicht auf die Objektivlinse 11 trifft, so dass ungeachtet dessen, ob die Fresnelspiegel 19 vorhanden sind oder nicht, das Messlicht in ausreichender Lichtmenge auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtemp­ fangsleiters 26 trifft. Die Entfernungsmessung kann also auch dann ohne Beein­ trächtigung der Genauigkeit durchgeführt werden, wenn sich das Zielobjekt 16 in großer Entfernung befindet. Da die beiden Fresnelspiegel 19 zwischen den beiden Pupillenbereichen 11A' und 11B' angeordnet sind, beeinflussen sie die AF-Einheit 50, welche die durch die zugehörigen beiden Pupillenbereiche 11A und 11B tretenden Lichtbündel nutzt, nicht nachteilig, so dass eine zuverlässige Autofokus­ operation gewährleistet ist. Da der Sende/Empfangsspiegel 21 so angeordnet ist, dass er, wie oben erläutert, die beiden Pupillenbereiche 11A und 11B nicht stört, beeinflusst auch der Sende/Empfangsspiegel 21 die AF-Einheit 50 nicht nachtei­ lig.

In den Fig. 7 und 8 ist ein Vergleichsbeispiel eines grundlegenden Teils einer Optik des optischen Entfernungsmessers gezeigt, das mit dem optischen Entfer­ nungsmesser 20 des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels zu vergleichen ist. Entsprechend den Fig. 5 und 6 ist in Fig. 7 aus Gründen der einfacheren Darstellung nicht der wellenlängenselektive Spiegel 22 selbst, sondern lediglich seine Position dargestellt, und zwar durch die mit 22' bezeichnete gestrichelte Linie. In dem in Fig. 7 gezeigten Vergleichsbeispiel ist zwischen der Objektivlinse 11 und dem wellenlängenselektiven Spiegel 22 ein Einstellprisma 60 angeordnet, so dass ein Teil des Messlichtes, das an dem in geringer Entfernung angeordne­ ten Zielobjekt reflektiert wird, auf die optische Achse Oa der Empfangsoptik des optischen Entfernungsmessers 20 zu abgelenkt wird. Zwar trifft in diesem Ver­ gleichsbeispiel das Messlicht zuverlässig in ausreichender Lichtmenge auf die Eintrittsfläche 26a des Lichtempfangsleiters 26, jedoch stört das Einstellprisma 60, wie in Fig. 8 gezeigt, die beiden Pupillenbereiche 11A und 11B auf der Objek­ tivlinse 11, wenn ein nach dem Prinzip der Phasendifferenzerfassung arbeitendes Autofokussystem in dem elektronischen Entfernungsmesser enthalten ist. Da­ durch wird die Autofokusoperation nachteilig beeinflusst. In diesem Fall ist es deshalb schwierig, in das mit dem Einstellprisma 60 arbeitenden elektronischen Entfernungsmesser ein Autofokussystem einzubauen.

In dem erläuterten Ausführungsbeispiel werden die Fresnelspiegel 19 als an dem wellenlängenselektiven Spiegel 22 vorgesehene reflektierende optische Elemente eingesetzt. Für diese Elemente können jedoch auch andere optische Komponen­ ten verwendet werden. Darüber hinaus können nicht nur reflektierende optische Elemente wie Fresnelspiegel, sondern auch brechende optische Elemente, z. B. brechende Prismen, oder beugende optische Elemente, z. B. ein Beugungsgitter, eingesetzt werden, sofern diese Elemente in der Weise arbeiten, dass sie das auftreffende Licht auf die optische Achse der Empfangsoptik des optischen Ent­ fernungsmessers hinlenken.

Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass das Porroprismenaufrichtsystem 12, das als Aufrichtoptik dient, und die Strahlteileroptik, d. h. die oben genannte, an dem Porroprismenaufrichtsystem 12 ausgebildete Strahlteilerfläche, für die AF-Einheit 50 durch entsprechende optische Elemente ersetzt werden können, da im Stand der Technik unterschiedliche optische Elemente bekannt sind, die in gleicher Weise arbeiten.

Wie aus vorstehender Beschreibung hervorgeht, ist bei einem elektronischen Entfernungsmesser mit einem Zielfernrohr und einer Schärfenerfassungsvorrich­ tung zum Erfassen eines Scharfstellzustandes des Zielfernrohrs, auf den die Erfindung angewendet wird, das Problem überwunden, dass die auf das Licht­ empfangselement einfallende Lichtmenge abnimmt, wenn sich das Zielobjekt nahe dem elektronischen Entfernungsmesser befindet. Durch die Erfindung ist also das Problem überwunden, dass in vorstehendem Fall die Genauigkeit der Entfernungsmessung schlechter wird.

Claims (9)

1. Elektronischer Entfernungsmesser mit
einem Zielfernrohr mit Objektivlinse zum Anvisieren eines Objektes,
einem Reflexionselement, das hinter der Objektivlinse auf deren optischer Achse angeordnet ist,
einem optischen Entfernungsmesser mit einer Sendeoptik zum Aussenden von Messlicht über das Reflexionselement und die Objektivlinse und einer Empfangsoptik zum Empfangen eines Teils des Messlichtes, der an dem Objekt reflektiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und durch das Reflexionselement nicht an der Lichtausbreitung gehindert ist,
einer Phasendifferenz-Schärfenerfassungsvorrichtung, die einen Scharfstell­ zustand aus der Korrelation zweier Bilder erfasst, die von zwei Lichtbündeln erzeugt werden, die durch zwei verschiedene Pupillenbereiche der Objek­ tivlinse treten, und
mindestens einem außerhalb der beiden Pupillenbereiche angeordneten optischen Element, das den Teil des Messlichtes, der an dem Objekt reflek­ tiert wird, anschließend durch die Objektivlinse tritt und durch das Reflexions­ element nicht an der Lichtausbreitung gehindert ist, auf eine optische Achse der Empfangsoptik hinlenkt.

2. Entfernungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element die Funktion hat, das auftreffende Licht zu reflektieren und/oder zu brechen und/oder zu beugen.

3. Entfernungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element zwischen den beiden Pupillenbereichen ange­ ordnet ist.

4. Entfernungsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsoptik einen hinter dem Reflexionsele­ ment angeordneten wellenlängenselektiven Spiegel enthält und das optische Element zwischen den beiden verschiedenen Pupillenbereichen des wellen­ längenselektiven Spiegels angeordnet ist.

5. Entfernungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei optische Elemente vorgesehen sind, die auf entgegengesetzten Seiten der optischen Achse der Empfangsoptik angeordnet sind.

6. Entfernungsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsoptik ein Lichtempfangselement enthält und das optische Element so ausgebildet ist, dass das Lichtempfangsele­ ment eine ausreichende Menge des an dem Objekt reflektierten Teils des Messlichtes empfängt, wenn sich das Objekt in geringer Entfernung befindet.

7. Entfernungsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element ein Fresnelspiegel ist, der ei­ ner Reihe von Spiegelabschnitten hat.

8. Entfernungsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelabschnitte des Fresnelspiegels die Funktion eines geneigten, ebenen Spiegels oder eines konkaven Spiegels haben.

9. Entfernungsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionselement aus einem Parallelplatten­ spiegel mit einer Vorderfläche und einer hierzu parallelen Rückfläche besteht und gegenüber der optischen Achse geneigt ist.