CN100567892C

CN100567892C - 测量装置用觇标

Info

Publication number: CN100567892C
Application number: CNB2005101085169A
Authority: CN
Inventors: 大友文夫; 古平纯一
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: CN1766527A; US20060077380A1; JP4446850B2; JP2006090947A; US7130035B2

Abstract

本发明的测量装置用觇标包括：由测量装置接受表示位置的激光测点光和测量距离的测距光，并反射扩散测距光的反射扩散层；将透射该反射扩散层的激光测点光有选择地透射的滤波层；以及使透射该滤波层的激光测点光沿特定方向放大透射的透射扩散层，可确认所述激光测点光的照射位置。

Description

测量装置用觇标

技术领域

本发明涉及在测量工作例如确定测设点(survey setting point)等的测量工作中引导工作人的测量工作引导装置。

背景技术

在测量工作例如测设作业中，测定从设于已知点的测量装置侧的工作人(以下称为侧距员)到觇标侧的工作人(以下称为打桩员)的觇标位置，并将打桩员引导至测设点(打桩点)，将觇标的位置设定于测设点后进行打桩，测设作业成为测距员和打桩员两个人的工作。

测量装置中，作为觇标使用设于杆上的棱镜的棱镜测定方式的测量装置得到普及。

测设作业用的测量装置中，一般设有发出测距用的测距光和表示照准方向的可见光的激光测点光的装置，以视觉上可看到激光测点光地在杆上设置觇板，通过对该觇板照射激光测点光，可知道激光测点光的照射位置，当激光测点光与觇板中心一致时，识为觇板中心与照准方向一致。

用以测定距离的棱镜设于所述觇板上，在激光测点光照射觇板中心的状态下，使棱镜与照准方向一致。

一直以来，以两人进行测量工作时，觇标侧的工作人根据激光测点光照射的觇板上的位置确认左右方向、上下方向的偏差，并通过闪烁光确认距离，当照射位置偏离觇板中心时，校正觇标位置。

以往，采用激光测点光和测距光，激光测点光表示位置，且测距光为了测定距离而平行照射。觇标由在视觉上可以看到激光测点光地进行扩散的觇板和反射测距光的棱镜构成。最近可以作出的测距光有随着无棱镜化使激光测点光与测距光同轴发射的类型，以及测距光本身具备可见的激光测点光的类型。

激光测点光表示位置的觇标，能够用扩散透射激光测点光的半透明构件制作，且通过入射扩散来由透射侧确认。测距光能够通过棱镜回射来测定。

无棱镜测距也同样，由于用测距对象即物体的表面反射光测定距离，不需要反射光。一般来自物体的反射光量少，因此与棱镜使用型相比，无棱镜测距的测定距离极短。并且，激光测点光可通过扩散透射来辨认，因此透射光量少时难以确认。

还有，在日本公开特许公报特开平11-83484号公报中公开了通过作为觇标安装棱镜的棱镜杆进行测设作业的测量装置，另外，特开平10-221073号公报中公开了采用设有觇板和棱镜的觇标，并采用表示照准方向的激光测点光的距离测定装置。

发明内容

本发明的目的在于提供不仅确保与激光测点光同轴的无棱镜型测量装置的测距光量，而且能够高效率地辨认透射的激光测点光的觇标。还有，本发明的目的是提供通过确保稳定的测距光量来延长测量距离的觇标。

为了达成上述目的，本发明的测量装置用觇标包括：从测量装置接受表示位置的激光测点光和测量距离的测距光，并反射扩散测距光的反射扩散层；将透射该反射扩散层的激光测点光有选择地透射的滤波层；以及使透射该滤波层的激光测点光沿上下方向扩散并透射的透射扩散层，可从所述激光测点光相对于光轴方向在上下方向偏移的方向确认照射位置。或者，本发明的测量装置用觇标中，所述透射扩散层是将透射光沿上下方向扩散的光纤阵列；或者本发明的测量装置用觇标中，从激光测点光与测距光的入射侧开始排列各反射扩散层、滤波层、透射扩散层；或者本发明的测量装置用觇标中，从激光测点光与测距光的入射侧开始排列各反射扩散层、透射扩散层、滤波层；或者本发明的测量装置用觇标中，所述滤波层是将从所述测量装置发射的可见的激光测点光的波长透射，而反射测距光的带通滤波片；或者本发明的测量装置用觇标中，所述反射扩散层形成在所述滤波层的表面；或者本发明的测量装置用觇标中，所述透射扩散层是形成在所述滤波层表面的光纤阵列。

依据本发明，由于包括从测量装置接受表示位置的激光测点光与测量距离的测距光，并反射扩散侧距光的反射扩散层；将透射该反射扩散层的激光测点光有选择地透射的滤波层；以及使透射该滤波层的激光测点光沿上下方向扩散并透射的透射扩散层，可从所述激光测点光相对于光轴方向在上下方向偏移的方向确认照射位置，因而在无棱镜型测量装置的测设作业等两人作业时，可在觇标侧确认照射位置，改善了作业性。

另外，依据本发明，由于所述透射扩散层是将透射光沿上下方向扩散的光纤阵列，使透射光沿上下方向扩散，即使激光测点光的光轴与工作人的视线不一致，也能确认激光测点光的照射位置，改善了作业性。

另外，依据本发明，由于所述滤波层是将从所述测量装置发射的可见的激光测点光的波长透射，并反射测距光的带通滤波片，因测距光不透射觇标而安全。

另外，依据本发明，由于在所述滤波层的表面形成反射扩散层，其结构简单，能够制作低价的测量装置用觇标。

另外，依据本发明，由于在所述滤波层表面形成光纤阵列，并将该光纤阵列作为透射扩散层，因而其结构变得简单，同时用觇标能有效反射测距光。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的整体简略透视图。

图2是表示一例本实施例使用的测量装置的无棱镜方式的测量装置的简略结构图。

图3是本发明的实施例1的觇板说明图。

图4是本发明的实施例2的觇板说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，就实施本发明的最佳方式进行说明。

图1表示本发明采用的测量装置1以及本发明的觇标50。

所述测量装置1由以下部分构成：安装于三脚架(未图示)的校平部2、设于该校平部2上的底座部3、在该底座部3上以垂直轴心为中心可旋转地设置的托架部4以及在该托架部4上以水平轴心为中心可旋转地设置的望远镜部5。该望远镜部5中收纳了后述的光学系统。

首先，参照图2，就本发明中使用的无棱镜方式的测量装置进行说明。

图中，6表示光源部，7表示投射光学系统，8表示内部参照光学系统，9表示受光光学系统，10表示目镜光学系统(望远镜)，20表示激光测点光源部。

首先，对所述光源部6进行说明。

激光源11出射例如780nm的红外光的测距光61(参照图3)。所述激光源11的光轴12上配置了第一准直透镜13、光束分离器14。

该光束分离器14将所述光轴12分支成投射光轴15和内部参照用光轴16，在所述投射光轴15上构成所述投射光学系统7。

在所述投射光轴15上配置了凹透镜17、第一光路偏向构件18、第二光路偏向构件19、物镜21，在所述光束分离器14和所述凹透镜17之间设有投射光量调整部件22。

该投射光量调整部件22通过步进马达等的具有定位功能的光量调整马达23旋转，具备使透射光量在圆周方向连续变化的光量调整板24，该光量调整板24可遮挡所述投射光轴15地设置。

所述凹透镜17配置成使该凹透镜17的焦点位置与所述物镜21的焦点位置一致，与该物镜21一起构成扩束器，扩束器可对传输到所述凹透镜17的平行光束进行放大并加以投射。因此，能够抑制所述光束分离器14、所述光量调整板24等的光学构件导致的影响最小。并且，与将所述激光源11配置在所述物镜21的焦点位置的结构相比，提高了投射效率。

所述光束分离器14使来自所述激光源11的测距光(红外光)几乎全部透射，同时将测距光的一部分反射。所述第一光路偏向构件18及所述第二光路偏向构件19是将测距光部反射的反射镜等。

对所述内部参照光学系统8进行说明。

该内部参照光学系统8设于所述光源部6和后述的所述受光光学系统9之间，所述内部参照光学系统8通过在所述内部参照用光轴16上配置聚光透镜25、浓度滤波片26、分色棱镜27来构成。

在所述投射光轴15和所述内部参照用光轴16之间架设遮光部件28。该遮光部件28中设有遮挡所述投射光轴15和所述内部参照用光轴16的遮光片29和旋转该遮光片29并可进行定位的遮光马达31。在所述遮光片29遮挡所述投射光轴15的状态下，所述内部参照用光轴16成为通过状态，在所述遮光片29遮挡所述内部参照用光轴16的状态下，所述投射光轴15成为通过状态。

于是，通过旋转所述遮光片29，进行择一选择，即，来自所述光源部6的测距光沿所述投射光轴15照射，或使测距光在所述内部参照用光轴16上作为内部参照光进行照射。

所述浓度滤波片26调整内部参照光的光强度，使来自觇板52(参照图1)的反射测距光和内部参照光的光强度大致相等。

对所述受光光学系统9进行说明。

该受光光学系统9具备与所述内部参照用光轴16的延长一致的受光光轴32，在该受光光轴32上配置了所述分色棱镜27、聚光透镜33、受光光纤34、第二准直透镜35、干涉滤波片36、聚光透镜37、受光元件38。作为该受光元件38采用例如雪崩光电二极管(APD)，所述干涉滤波片36具有使所述激光源11振荡波段的光透射的特性。当所述受光元件38接受反射测距光时，受光信号发送到运算部41，该运算部41中基于受光信号，计算到所述觇板52即所述觇标50的距离。

所述物镜21在平行光束入射时，在所述受光光纤34的入射面会聚光束。

对所述目镜光学系统10进行说明。

该目镜光学系统10具有目镜光轴43，该目镜光轴43与透射所述分色棱镜27的所述物镜21的光轴延长线一致。在所述目镜光轴43上，设有可沿着该目镜光轴43移动的聚焦透镜44、变换为正立像的正立棱镜45、设有十字等的照准线的照准片46以及目镜47。

所述激光测点光源部20具有位于所述内部参照用光轴16的所述光束分离器14的通过延长线上的激光测点光轴42，具备配置在该激光测点光轴42上的激光测点光发光元件48、聚光透镜49。所述激光测点光发光元件48发射红色激光线或绿色激光线等的可见激光线，所述聚光透镜49通过所述凹透镜17、所述物镜21将从所述激光测点光发光元件48发射的激光测点光62(参照图3)变换成平行光束后沿所述投射光轴15投射。

接着，参照图1、图3，对觇标50进行说明。

该觇标50由杆51和设于该杆51的上端的觇板52构成，图3表示该觇板52的一部分。

该觇板52由3层构成，第一层是反射扩散测距光的反射扩散层53；第二层是使可见激光测点光透射的滤波层54；第3层是使透射光束沿特定方向例如沿上下方向放大透射的透射扩散层55。

所述反射扩散层53例如表面由细的凹凸构成，高效率地扩散反射测距光，并使激光测点光透射。激光测点光与测距光为同一激光时，经分割激光使扩散反射的激光成为测距光，而透射的激光成为激光测点光。

所述滤波层54是使激光测点光有选择地高效率透射的透射滤波片，例如，使红色激光的波长透射的滤色片。另外，该滤波层54最好是可确认具有指向性的激光的稍微半透明的材料构成。

所述透射扩散层55使透射的激光沿上下方向扩展，是放大上下方向的辨认性的、例如将光纤连续并排的光纤阵列。

还有，所述反射扩散层53反射扩散入射激光，因此可在滤色片的表面构成。

另外，在所述觇板52的反测量装置侧的面(以下称为背面)，用刻印、印刷等必要的手段画出表示觇标中心的十字线57、包围中心附近的圆形线58。

于是，从所述测量装置1出射的激光测点光62照射所述觇板52时，透射所述反射扩散层53并扩散，且通过透射所述滤波层54来发出红色，透过所述透射扩散层55，能够由所述觇板52的背面确认所述激光测点光62的照射位置。另外，能够通过与所述十字线57、所述圆形线58进行比较确认觇标中心与照射位置的偏差，即便没有测距员的引导，打桩员自己也能校正觇标50的位置。通过所述透射扩散层55，透射所述滤波层54的激光测点光63上下扩散，因此根据激光测点光相对光轴方向的上下偏差的方向，也能确认所述激光测点光62的照射位置。

以下，说明其操作。

由所述激光测点光发光元件48发射激光测点光62，参照角度显示，按预定方向对齐所述测量装置1的角度。在觇标侧指示使觇标位于激光线上。觇标位于激光线上时开始测距。根据距离误差，进行基于激光测点光的指示，并将觇标引导到预定的位置。

所述激光测点光62透射所述反射扩散层53，并且透射所述滤波层54而发出红色，从而表示位置，由所述觇板52的背面，打桩员可知激光测点光的照射位置。

另外，所述透射扩散层55使透射所述滤波层54的所述激光测点光63沿上下方向扩散，打桩员可根据激光测点光相对光轴方向的上下偏差的方向，也能确认所述激光测点光63的照射位置，改善了作业性。

由于打桩员自己能够确认所述激光测点光62在觇板52上的照射位置，即使没有所述测量装置1的测距员的指示，也能设定所述杆51的位置，使所述激光测点光62成为所述觇板52的中心即所述十字线57的交点。

在所述激光测点光62照射所述觇板52的状态下，进行测距。

由所述激光源11发射的测距光61透射所述光束分离器14，并通过所述投射光学系统7投射到所述觇板52。

测距光61从所述投射光学系统7投射到所述觇板52，并在所述觇板52反射的反射测距光，从所述物镜21入射，反射测距光因所述分色棱镜27而沿所述受光光轴32反射。

反射测距光入射所述受光光纤34，通过该受光光纤34传输到所述第二准直透镜35时，反射测距光由该第二准直透镜35变成平行光束。用所述干涉滤波片36截断干扰光，反射测距光通过所述聚光透镜37聚光到所述受光元件38。该受光元件38接受S/N比大的测距光。

所述光量调整马达23根据距离测定，旋转所述光量调整板24，用该光量调整板24调整出射的测距光的强度，不管到所述觇标50的距离，使所述受光元件38接受的反射测距光的强度都一定。另外，所述遮光部件28切换光路，使测距光投射到测定对象物，或者使测距光作为内部参照光入射到所述受光光学系统9，所述浓度滤波片26调整内部参照光的光强度，使内部参照光与反射测距光的光强度大致相同。

所述受光元件38将所述反射测距光和内部参照光的受光信号发送到所述运算部41，该运算部41根据来自所述受光元件38的受光信号，计算到所述觇标50为止的距离。如上所述，用所述干涉滤波片36除去除反射测距光的波段外的干扰光，因此所述受光元件38接受的反射测距光可进行S/N比大且精度高的测距。

当测距的值为预定值时，确定测设点并打桩。还重复进行对下一个测设点的作业。

图4表示实施例2的觇板52，第一层为透光性的反射扩散层53，第二层为使光束沿上下方向扩展的透射扩散层55，第3层为滤波层54，在实施例2中，也能由觇板52的背面确认激光测点光62的照射位置，通过所述透射扩散层55，透射所述滤波层54的激光测点光63上下扩散，也可根据激光测点光相对光轴方向的上下偏差的方向，确认所述激光测点光62的照射位置。

通过在所述反射扩散层53的后面配置由光纤阵列构成的透射扩散层55，因光纤阵列的回射效果而能够得到远距离测距的良好效果。

与实施例1的结构相比，实施例3的觇标使用带通滤波片，以取代滤色片即滤波层54。带通滤波片只让必要波长的波段的光透射，因此能够抑制多余的杂光。还有，由于带通滤波片可成膜方式形成，可在滤色片上设置。

与实施例2的结构相比，实施例4的觇标使用带通滤波片，以取代滤色片即滤波层54。使用带通滤波片的效果与上述同样。

还有，觇板52的反射扩散层53的表面只要具有扩散效果即可，因此例如可在透明的红色塑料片表面上粗糙地附着不损透光性的程度的铝等金属粉形成反射扩散层53，或者可以附着玻璃粉末形成具有回射效果的反射扩散层53。

实施例1及实施例3可将由3层构成的结构一体化。反射扩散层53对入射的激光进行反射与扩散，因此也可在滤波层54的表面构成。使激光在上下扩散的光纤阵列构成的透射扩散层55的功能，也可在带通滤波片的表面形成。例如该透射扩散层55可为形成为圆柱透镜状的双凸透镜。能够通过在滤波层54的一面形成反射扩散层53，并使另一面具有透射扩散层55的功能来一体化。

另外，上述测量装置1对无棱镜方式进行了说明，本发明当然可以在用于棱镜方式的测量装置的觇标上实施。

Claims

1.一种测量装置用觇标，其中包括：从测量装置接受表示位置的激光测点光和测量距离的测距光，并反射扩散测距光的反射扩散层；将透射该反射扩散层的激光测点光有选择地透射的滤波层；以及使透射该滤波层的激光测点光沿上下方向扩散并透射的透射扩散层，可从所述激光测点光相对于光轴方向在上下方向上偏移的方向确认照射位置。

2.如权利要求1所述的测量装置用觇标，其特征在于：所述透射扩散层是将透射光沿上下方向扩散的光纤阵列。

3.如权利要求1所述的测量装置用觇标，其特征在于：从激光测点光和测距光的入射侧开始排列各反射扩散层、滤波层、透射扩散层。

4.如权利要求1所述的测量装置用觇标，其特征在于：从激光测点光和测距光的入射侧开始排列各反射扩散层、透射扩散层、滤波层。

5.如权利要求1所述的测量装置用觇标，其特征在于：所述滤波层是带通滤波片，该带通滤波片使从所述测量装置发射的可见的激光测点光的波长透射并反射测距光。

6.如权利要求1所述的测量装置用觇标，其特征在于：所述反射扩散层形成在所述滤波层的表面。

7.如权利要求1所述的测量装置用觇标，其特征在于：所述透射扩散层是形成在所述滤波层表面的光纤阵列。