CN101275823A - 3维位置测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的3维位置测定装置具备：旋转光学部(3)，其相对于主体(2)进行旋转并具备能够控制垂直偏转角的旋转反射镜(302)。利用数据传送装置(400)以及电力传送装置(500)进行主体(2)和旋转光学部(3)之间的数据信号的交换、以及从主体(2)向旋转光学部(3)的电力供给。这些传送装置在主体(2)侧和旋转光学部(3)侧具备以旋转中心为轴的线圈，并稍稍离开。与旋转光学部(3)的旋转无关地通过线圈间的互感进行数据信号以及电力的传送。

Description

3维位置测定装置
技术领域
本发明涉及一种进行3维位置测定装置的旋转部中的数据传送的结构。
背景技术
使用激光光线的3维位置测定装置已为人所知(例如，参照日本专利公表公报2000-509150号)。该3维位置测定装置一边使利用激光的测距装置进行3维扫描，一边进行3维空间的位置测定。3维位置测定装置因为需要使激光一边进行3维扫描一边对周围进行照射，所以如在日本专利公表公报2000-509150号中所记述的那样，做成了具备能相对于主体进行旋转的成为激光照射部兼受光部的测定部的构造。
如上述那样，该测定部需要相对于主体进行旋转，但是另一方面还需要进行来自主体的电源供给以及与主体之间的各种信号的收发。因此，在主体侧和测定部侧，在相对于旋转轴的同圆周位置上配置电极，以确保当测定部相对于主体进行旋转时，对应的电极彼此之间的电接触。
但是，通过上述机械式触点来确保主体和相对于该主体进行旋转的测定部之间的电接触的构造中，因为会发生触点的磨耗，所以在耐久性这一点上存在问题。特别是当测定部的旋转速度变快时这个问题更加突出。此外，该问题也是装置的高成本化、维护成本变高等的重要原因。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种构成，该构成是在具有测定部旋转的构造的3维位置测定装置中，可以非接触地进行测定部和主体之间的信号的收发。
第一发明的3维位置测定装置其特征在于，具备：主体；旋转光学部，能相对于上述主体进行旋转，并进行对垂直方向的偏转控制；主体侧数据收发部，配置在上述主体上，并具备以上述旋转光学部的旋转轴为轴的第一线圈；以及旋转光学部侧数据收发部，配置在上述旋转光学部上，并具备与上述第一线圈共有轴且与上述第一线圈磁耦合的第二线圈。
根据第一发明，在主体和旋转的旋转光学部之间，能够进行非接触的数据传送。即，因为第一线圈和第二线圈同轴状地配置，所以当高频信号流到第一线圈时，通过互感使该高频信号被感应到第二线圈中。反过来当高频信号流到第二线圈时，通过互感使该高频信号被感应到第一线圈中。通过利用该现象，就能够进行在非接触状态的第一、第二线圈之间的数据传送。由此，就不需要电极的接触。再有，同轴状指的是2个线圈共有相同的轴的状态。
根据第一发明的第二发明其特征在于，具备：第一圆环部，以圆环形状的磁性材料构成，并具有一部分呈开放状的收容形状的截面；以及第二圆环部，以圆环形状的磁性材料构成，并具有一部分呈开放状的收容形状的截面，上述第一线圈收纳在上述第一圆环部的上述收容形状的内部，上述第二线圈收纳在上述第二圆环部的上述收容形状的内部，上述第一圆环部和上述第二圆环部以使上述各个收容形状的开放的部分对置的位置关系而配置在同轴上。
根据第二发明，当第一线圈和第二线圈发生互感时，形成了在第一以及第二圆环部中封闭的磁路，能够提高两线圈间的磁耦合的效率。因此，能够低损失地进行数据的传送，能够追求低功耗化。在第二发明中，一部分呈开放状的收容形状的截面指的是凹型、U字形、L字形、ㄑ字形、以及V字形等某个方向被开放并且能够收纳线圈的形状。
根据第一发明的第三发明其特征在于，还具备：电力供给部，配置在主体上，并具备以旋转光学部的旋转轴为轴的第三线圈；以及电力输入部，配置在上述旋转光学部上，并具备与上述第三线圈共有轴且与上述第三线圈磁耦合的第四线圈。
根据第三发明，能够将在旋转光学部所需要的电力从第三线圈传送到第四线圈。该电力传送的原理也是利用了与在第一线圈、第二线圈间的数据传送同样的互感的原理。因为该电力传送也利用了线圈间的互感，所以能够在非接触状态下进行。
根据第一发明的第四发明其特征在于，在上述主体侧数据收发部和上述旋转光学部侧数据收发部之间，进行由相互不同的多个频率实现的数据信号的传送。
根据第四发明，能够不增加线圈数就同时传送多个数据信号。由此，能够从主体向旋转光学部传送多个信号来作为控制旋转光学部的工作的控制信号，可以使更复杂的控制成为可能。此外，还能不增加线圈数就从旋转光学部向主体传送多个数据信号。
即，在第一线圈和第二线圈之间进行的数据信号的传送因为利用线圈间的互感来进行，所以即使信号是不同频率的多个也没有问题。不同频率的信号只要使用具有陡峭的带通特性的晶体滤波器或陶瓷滤波器等就能够个别地分离。因此，在第一线圈和第二线圈之间能够进行传送的信号的多路复用，进而能够进行双向通信。
根据第一～第四发明的任何一个的第五发明其特征在于，旋转光学部具备计测旋转光学部所具备的反射板的垂直偏转角的角度的计测单元，从主体侧数据收发部向旋转光学部侧数据收发部发送决定上述垂直偏转角的值的控制数据，从旋转光学部侧数据收发部向主体侧数据收发部发送上述计测单元的输出。
根据第五发明，与反射板的垂直偏转角有关的角度数据从旋转光学部送到主体，基于该角度数据进行旋转光学部的反射板的垂直偏转角的控制。旋转光学部通过一边水平旋转一边使反射板的垂直偏转角可变，能够进行3维的距离和角度的测定。
根据本发明，3维位置测定装置具有将进行距离测定的光的轴朝向任意方向的测定部进行旋转的构造，其中，能够非接触地进行测定部和主体之间的信号的收发。因此，不再有电极接触的问题，能使耐久性提高，而且能降低部件成本和维护成本。
附图说明
图1是表示利用了发明的3维位置测定装置的概念图。
图2是表示数据传送装置和电力传送装置的外观的立体图。
图3是表示数据传送装置和电力传送装置的截面构造的立体截面图。
图4是表示图1所示的3维位置测定装置的电气电路构成的一部分的框图。
图5A以及5B是表示数据传送装置和电力传送装置的截面构造的立体截面图。
具体实施方式
(1)第一实施方式
(概要)
图1是表示利用了本发明的3维位置测定装置的概要的概念图。在图1中示出了3维位置测定装置1。3维位置测定装置1具备主体2和能够相对于该主体2进行旋转的旋转光学部3。旋转光学部3以经由旋转轴承41和42而相对于主体2旋转自由的状态固定。
即，旋转光学部3具备可以控制垂直偏转角的旋转反射镜302，并相对于主体2进行旋转。主体2和旋转光学部3之间的数据信号的交换以及从主体2向旋转光学部3的电力供给，利用数据传送装置400以及电力传送装置500进行。这些传送装置在主体2侧和旋转光学部3侧具备以旋转中心作为轴的线圈，两线圈稍稍离开。与旋转光学部3的旋转无关地通过线圈间的互感进行数据信号以及电力的传送。
(旋转机构)
在主体2配置有定子201。该定子201具备在圆周上配置被线圈卷绕的多个磁极的构造。在与定子201对置的旋转光学部3的部分上配置有转子301。转子301具有在圆周上具备多个永久磁铁的构造。通过以未图示的控制电路来切换对定子201的多个磁极的通电，从而产生使转子301相对于定子201欲旋转的力，使旋转光学部3相相对于主体2进行旋转。定子201和转子301构成了利用DC无刷电动机的原理的DD(直接驱动)电动机。
(主体2的构成)
以下，对主体2的构成进行说明。主体2具备主透镜系统202。主透镜系统202是为了得到规定的光学特性而将多个透镜组合的构造。在主透镜系统202的后面(图的下方)，配置有第一副反射镜203。第一副反射镜203的两面都是反射面。在图1中，在第一副反射镜203的右侧配置有第二副反射镜204，在左侧配置有第三副反射镜205。
在第二副反射镜204的下方配置有跟踪光发光部206和测距光发光部207。跟踪光发光部206具有发生用于跟踪(探索)被称为角形反射器(corner cube)的反射装置的光(跟踪光)的功能。测距光发光部207具有发生被照射到先前的角形反射器的距离测定用的光(测距光)的功能。跟踪光发光部206具备半透明反射镜(half mirror)，能够引导来自测距光发光部207的测距光到第二副反射镜204。再有，跟踪光和测距光选择不同的波长。
在第三副反射镜205的下方配置有接收测距光的测距光受光部208。在第一副反射镜203的下方配置有选择反射镜209。选择反射镜209具有将测距光向上方反射、将跟踪光向图的左方向反射并使其它的光(跟踪光和测距光以外的波长的光)向下方透射的功能。在选择反射镜209的下方配置有对由旋转反射镜302映出的图像进行摄像的摄像用CCD210，在左侧配置有检测跟踪光的跟踪光用CCD211。
主体2具备用于检测旋转光学部3所指的方向(水平测角(方位角))的旋转编码器(rotary encoder)的角度读取部212。该角度读取部212在コ字形构件的一方的壁部具备发光二极管，在另一方的壁部具备光电晶体管，通过在其间经过的后述角度被读取部310狭缝的脉冲光(pulsedlight)由光电晶体管进行检测，由此，输出角度信息的信号。角度被读取部310和角度读取部212构成了通过与通常的旋转编码器相同的原理来检测角度的角度检测装置。
此外，除了以上说明了的构成之外，主体2还具备省略了图示的电源、控制系统以及后述的图4所示的电路系统。再有，省略了图示的控制系统具备CPU、存储器、以及各种接口电路，进行后述的工作控制以及距离计算的运算。此外，在控制系统的存储器中，存储有各种计测数据和图像数据等。
(旋转光学部3的构成)
接着对旋转光学部3的构成进行说明。旋转光学部3在与主体2的定子201对置的位置上具备转子301。转子301具有在圆周上具备多个永久磁铁的构造。此外，旋转光学部3具备旋转反射镜302。旋转反射镜302通过垂直偏转角控制用旋转轴303以垂直偏转角可变化的状态固定在旋转光学部3上。垂直偏转角控制用旋转轴303通过旋转轴承304以及305而支撑在旋转光学部3上。此外，虽然没有图示，但在旋转反射镜302的正面设置有开口，其构成是能向外部照射光，还能将来自外部的光引入。根据该构造，就能通过旋转反射镜302实现对垂直方向的偏转控制。对垂直方向的偏转控制指的是使从主体2侧输出的跟踪光和测距光能够对垂直面内的任意方向(即上下的方向)进行照射的光轴控制。再有，垂直偏转角定义为以垂直偏转角控制用旋转轴303为轴的旋转反射镜302的旋转角。
在旋转光学部3上配置有定子306。该定子306具备在圆周上配置了卷绕有线圈的多个磁极的构造。在与定子306对置的旋转反射镜302侧配置有转子307。转子307具有在圆周上具备了多个永久磁铁的构造。定子306和转子307构成了利用DC无刷电动机的原理的DD(直接驱动)电动机。通过以未图示的控制电路来切换对定子306的多个磁极的通电，从而产生使转子307相对于定子306欲旋转的力。由此，能够进行旋转反射镜302的垂直偏转角控制。
在垂直偏转角控制用旋转轴303的另一端，安装有在圆周方向上形成了狭缝的角度被读取部308。此外，旋转光学部3具备角度读取部309。角度读取部309在コ字形构件的一方的壁部具备发光二极管，在另一方的壁部具备光电晶体管，通过在其间经过的角度被读取部308狭缝的脉冲光由光电晶体管进行检测，由此，输出角度信息的信号。角度被读取部308和角度读取部309构成了通过与通常的旋转编码器相同的原理来检测角度的角度检测装置。此外，旋转光学部3具备后述的图4所示的电路系统。
(非接触传送系统的构成)
接着，对用于进行主体2和旋转光学部3之间的非接触数据传送以及非接触电力传送的构成进行说明。图1所示的3维位置测定装置1具备数据传送装置400和电力传送装置500。图2是表示数据传送装置400和电力传送装置500的外观的立体图。
首先，对数据传送装置400进行说明。数据传送装置400具备：在主体2侧配置的主体侧数据收发部401、和在旋转光学部3侧配置的旋转光学部侧数据收发部402。主体侧数据收发部401和旋转光学部侧数据收发部402均由磁体(铁氧体)构成，截面具有凹形的圆环形状。虽然在图1以及图2中省略了，但在凹形截面的内侧配置有线圈。
图3是表示数据传送装置400和电力传送装置500的外观以及截面构造的立体截面图。如图3所示那样，在主体侧数据收发部401的凹形截面的内侧收容(收纳)有线圈403，在旋转光学部侧数据收发部402的凹形截面的内侧收容有线圈404。而且，主体侧数据收发部401与旋转光学部侧数据收发部402的位置形式是，使主体侧数据收发部401的凹形截面的开口部与旋转光学部侧数据收发部402的凹形截面的开口部对置，而且在两者间设置了规定的间隙(数十μm～数百μm)的状态。在此，线圈403和线圈404，其轴均以与旋转光学部3的旋转轴一致的方式来调整位置关系。
根据该构成，因为线圈403和线圈404磁耦合，所以当高频电流流到一方的线圈时，通过互感使相同频率的高频电流在另一方的线圈中流动。利用该原理就能进行非接触的数据传送。此外在该互感时，因为形成了贯穿由磁性材料构成的主体侧数据收发部401和旋转光学部侧数据收发部402的内部的封闭磁路，所以能够降低传送损失。
接着，对电力传送装置500进行说明。电力传送装置500具备：在主体2侧配置的主体侧电力发送部501、和在旋转光学部3侧配置的旋转光学部侧电力接收部502。主体侧电力发送部501和旋转光学部侧电力接收部502均由磁体(铁氧体)构成，截面具有凹形的圆环形状。
如图3所示那样，在主体侧电力发送部501的凹形截面的内侧收容有线圈503，在旋转光学部侧电力接收部502的凹形截面的内侧收容有线圈504。而且，主体侧电力发送部501与旋转光学部侧电力接收部502的位置形式是，使主体侧电力发送部501的凹形截面的开口部与旋转光学部侧电力接收部502的凹形截面的开口部对置，而且两者间设置规定的间隙(数十μm～数百μm)的状态。
根据该构成，当高频电流流到一方的线圈时，通过互感使相同频率的高频电流在另一方的线圈中流动。利用该原理就能进行非接触的电力传送。此外在该互感时，因为形成了贯穿由磁性材料构成的主体侧电力发送部501和旋转光学部侧电力接收部502的内部的封闭磁路，所以能够降低传送损失。
(电路构成)
接着，对用于进行主体2和旋转光学部3之间的非接触数据传送以及非接触电力传送的电路构成进行说明。图4是表示图1所示的3维位置测定装置1的电气电路构成的一部分的框图。在图4中记载有用于进行非接触数据传送以及非接触电力传送的电路构成的一个例子。
在该例子中，从主体2向旋转光学部3传送2种数据信号(这时是2种控制信号)和电源电力(旋转光学部3的电源电力)。此外，从旋转光学部3向主体2传送1种数据信号。
从主体2被发送到旋转光学部3的数据信号，是用于进行旋转反射镜302的垂直偏转角控制的控制信号(数据信号1)、和用于按任意定时来进行垂直偏转角的数据测定的控制信号(控制信号2)。此外，从旋转光学部3被发送到主体2的数据信号是旋转反射镜302的垂直偏转角数据的信号(数据信号3)。再有，在这个例子中，数据信号2是发送定时的脉冲波形，其它的数据信号是数字数据。由此，可以传送上述数据以外的控制数据。
首先，对主体2侧的用于进行数据传送的电路构成进行说明。如图4所示，主体2具备：载波振荡装置(Osc1)601、调制装置602、载波振荡装置(Osc2)603、调制装置604、带通滤波器(BPF3)605、以及解调装置606。载波振荡装置(Osc1)601生成调制数据信号1的载波。载波频率例如选择5MHz附近的频率。载波振荡装置的振荡电路利用公知的使用晶体元件或陶瓷元件的振荡电路、PLL振荡电路等。
调制装置602对数据信号1进行振幅调制。作为调制装置的电路利用AND门或各种混频电路等。载波振荡装置603(Osc2)生成调制数据信号2的载波。载波振荡装置603(Osc2)所生成的载波频率选择与载波振荡装置601(Osc1)所生成的载波频率不同的频率(以滤波器能够分离的频率差的频率)。具体是，载波振荡装置603(Osc2)所生成的载波频率选择与载波振荡装置601(Osc1)所生成的载波频率以数十～数百kHz不同的频率。调制装置604对数据信号1进行振幅调制。在此，作为调制装置604与调制装置602相同。
带通滤波器(BPF3)605是将从旋转光学部3送来的调制后的数据信号3分离的频率选择滤波器。作为带通滤波器605利用陶瓷滤波器或晶体滤波器。解调装置606基于在带通滤波器605所选择的信号(从旋转光学部3送来的调制后的数据信号3)，对原来的数据信号3进行解调。虽然省略了图示，但作为解调装置606，可以采用进行二极管检波等AM解调的电路构成。
接着对主体2侧的用于进行电力传送的电路构成进行说明。主体2具备电力发生装置607。电力发生装置607利用直流电源生成20kHz左右的交流电流。电力发生装置具备用于此的振荡电路和H桥式电路以及驱动电路。
接着对旋转光学部3侧的用于进行数据传送的电路构成进行说明。旋转光学部3具备载波振荡装置(Osc3)701、调制装置702、带通滤波器(BPF3)703、解调装置704、带通滤波器(BPF2)705、以及解调装置706。
载波振荡装置(Osc3)701生成用于调制数据信号3的载波。在载波振荡装置(Osc3)701所生成的载波频率，虽然选择与载波振荡装置601(Osc1)以及载波振荡装置603(Osc2)所生成的频率同样的5MHz附近的频率，但是要选择与那些频率以数十～数百kHz不同的频率。
调制装置702以载波振荡装置(Osc3)701所生成的载波来调制数据信号3。调制装置702可以利用与调制装置602或604相同的电路。带通滤波器(BPF1)703使从调制装置602输出的调制后的数据信号1的频率选择地通过。解调装置704对调制后的数据信号1进行解调。带通滤波器(BPF2)705使从调制装置604输出的调制后的数据信号2的频率选择地通过。解调装置706对在调制装置604中调制后的数据信号2进行解调。
作为带通滤波器703以及705，采用具有应选择频率的滤波器特性的晶体滤波器或陶瓷滤波器。解调装置704以及706只是与用于解调的基准信号的频率不同，使用与解调装置606相同的电路构成。
接着对旋转光学部3侧的用于进行电力传送的电路构成进行说明。旋转光学部3具备整流电路707。整流电路707对电力发生装置607所输出的20kHz左右的交流电流进行整流，得到DC电压。
(工作例)
(电源电力供给工作例)
以下，对图1所示的3维位置测定装置1的工作的一个例子进行说明。首先，对从主体2向旋转光学部3供给电源电力的工作的一个例子进行说明。当图1所示的3维位置测定装置1的省略图示的主电源接通时，图4所示的电力发生装置607开始工作，输出20kHz的交流电流。该交流电流对线圈503(参照图3)进行供给，通过互感将相同频率的交流电流感应到线圈504中。感应到线圈504中的交流电流利用整流电路707被整流而成为DC电压，该DC电压对旋转光学部3内的必要处进行供给。因为该从主体2到旋转光学部3的电力传送是非接触地进行的，所以从主体2向旋转光学部3的电力供给与旋转光学部3的旋转无关地进行。
(数据信号传送的工作例)
用于图1的控制旋转反射镜302的垂直偏转角的数据信号1，利用图4的调制装置602被调制，调制后的信号经由电阻对线圈403(参照图3)供给。该调制后的数据信号1通过互感出现在线圈404中，以带通滤波器703(参照图4)对其进行选择，并发送到解调装置704。解调装置704从被调制了的数据信号1解调数据信号1，对省略图示的电动机控制电路输出。该省略图示的控制电路基于数据信号1对图1的转子306输出驱动电流。由此，进行旋转反射镜302的垂直偏转角控制。
用于在任意定时测定垂直偏转角的数据信号2，在图4的调制装置604被调制，调制后的信号经由电阻对线圈403(参照图3)供给。该调制了的数据信号2通过互感出现在线圈404中，以带通滤波器705(参照图4)对其进行选择，并发送到解调装置706。解调装置706从被调制了的数据信号2解调数据信号2，对省略图示的垂直偏转角的测定电路输出。
在角度读取部309检测图1的旋转反射镜302的垂直偏转角。该检测数据(角度数据)作为数据信号3发送到图4的调制装置702。调制装置702调制数据信号3，经由电阻将调制后的信号对线圈404(参照图3)供给。被调制了的数据信号3通过互感出现在线圈403中，以带通滤波器605对其进行选择，进而发送到解调装置606。在解调装置606中，调制了的数据信号3被进行解调，解调了的数据信号3被发送到省略图示的图1的主体2内的控制系统。
再有，在这个例子中，各数据信号是不同的频率，分别通过带通滤波器被选择，所以各数据信号的收发能够同时进行。
具体是，作为线圈采用直径10cm左右的线圈，在如图3所示的构造的情况下，可以得到具有大约7MHz的自共振频率的传送装置(变量器)。这时，作为载波频率选择5MHz附近的频率，通过利用带宽为200kHz左右的陶瓷滤波器，能够进行传送率为100～200kBPS(bit/sec)的双向多路数据传送。
(3维位置测定的工作例)
接着对如图1所示的3维位置测定装置1整体工作的一个例子进行说明。再有，以下的工作通过内置于主体2中的省略图示的控制系统来执行控制。
当3维位置测定工作开始时，首先进行搜索设置在成为目标的对象附近的角形反射器的工作。这时，跟踪光从跟踪光发光部206发出，其在第二副反射镜204以及第一副反射镜203反射到达主透镜系统202。透射了主透镜系统202的跟踪光从主体2出来到达旋转光学部3，在旋转反射镜302反射向装置的外部放射。
这时，控制电流流到定子201，旋转光学部3相对于主体2进行旋转。此外，从主体2经由数据传送装置400对旋转光学部3发送涉及旋转反射镜302的垂直偏转角控制的数据，进行在旋转反射镜302的垂直面内的朝向的控制(即，将跟踪光朝向上下的某个方向的偏转控制)。这些控制通过未图示的主体2内的控制系统来进行。此外该控制基于从角度读取部212得到的旋转光学部3的水平角数据、以及从角度读取部309得到的旋转反射镜302的垂直偏转角数据来进行。
通过将跟踪光一边使水平角以及垂直偏转角可变一边扫描，从而进行来自角形反射器的反射光的搜索。当来自角形反射器的反射光入射到旋转反射镜302时，该光线经由主透镜系统202被引入主体2内。被引入主体2内的跟踪光的反射光在选择反射镜209中，被反射到图的左方向，在跟踪光用CCD211被检测。跟踪光用CCD211所摄像的图像，在未图示的控制系统内的图像处理装置被图像处理。然后，在未图示的控制系统中，以角形反射器来到摄像图像的中央的方式对输出到定子201以及306的控制电流进行调整，对旋转光学部3的水平角以及旋转反射镜302的垂直偏转角进行微调整。
若角形反射器位于跟踪光用CCD211的摄像图像的中央，则跟踪光的发光停止，使测距光发光部207发出测距光。测距光在第二副反射镜204以及第一副反射镜203反射，经由主透镜系统202到达旋转反射镜302，在那里反射。在旋转反射镜302反射的测距光照射到上述探索的角形反射器。
上述测距光在该角形反射器反射，入射到旋转反射镜302。入射到旋转反射镜302的来自角形反射器的测距光，从主透镜系统202被引入主体2内，进而在选择反射镜209被反射到上方，在第一副反射镜203被反射到左方向。该测距光的来自角形反射器的反射光，进而在第三副反射镜205被反射到下方，在测距光受光部208被接收。
因为测距光发光部207以规定间隔反复进行脉冲发光，所以基于上述测距光用受光部208的输出和该脉冲发光的发光定时，计算出到角形反射器的距离。该计算通过未图示的控制系统进行。
如以上的方式进行到角形反射器的距离的计测。此外，在该定时，为了取得距离测定位置的图像信息，通过摄像用CCD210对该角形反射器位于中心的图像进行摄像。该图像数据存储在省略图示的存储器中。
接着对其它的角形反射器重复同样的工作。这样，计测出到多个角形反射器的距离，进行3维位置计测。
在该工作中，虽然旋转光学部3适当旋转，此外旋转反射镜302也进行适当的垂直偏转角的控制，但这时在数据传送装置400以及电力传送装置500中，进行在非接触状态的数据传送以及电力传送。因此，不发生起因于滑动的电极构件的磨耗等问题。由此，能够得到高的耐久性以及可靠性。此外，能够抑制维护成本和部件成本。
(2)变形例
在图1所示的构成中，也可以使用数据传送装置400进行电力传送。这时，可以采用增大被调制了的数据信号的输出并利用其整流输出的方法。但是，因为数据传送需要电力，所以在消耗功率这一点上该方法与第一实施方式所示的构成相比不利。此外，作为使用数据传送装置400进行电力传送的其他方法，也可采用对数据信号叠加电力波(例如20kHz的高频波)，以双工器等将其分离并导入到整流装置中的方法。
在第一实施方式中，说明了检测来自角形反射器的反射光从而进行距离计测的例子，但本发明也可利用于不使用角形反射器而直接检测来自被照射物的反射光以进行距离测定的3维位置测定装置。
此外，数据收发部、电力发送部、以及电力接收部的截面构造不限定于是凹形，可以采用凹形、U字形、L字形、ㄑ字形、以及V字形等某个方向开放而且可以收纳线圈的形状。
图5A以及5B是表示其它形态的截面构造的立体截面图。在图5A中，表示了作为主体侧数据收发部411、旋转光学部侧数据收发部412，采用了截面为大致L字形状的磁体时的一个例子。此外，还表示了同样的截面形状用于主体侧电力发送部511以及旋转光学部侧电力接收部512中的状态。
此外，在图5B中，表示了线圈绕线的排列方向与图5A的情况改变了的一个例子。在图5B中，表示了在截面为大致L字形状的主体侧数据收发部411中收容有主体侧的线圈423，在同样的截面形状的旋转光学部侧数据收发部412中收容有旋转光学部侧的线圈424，且两线圈磁耦合的状态。此外，还表示了在截面为大致L字形状的主体侧电力发送部511中收容有主体侧的线圈523，在同样的截面形状的旋转光学部侧电力接收部512中收容有旋转光学部侧的线圈524，且两线圈磁耦合的状态。
本发明可以用于3维位置测定装置内部的数据传送机构以及具备这样的数据传送机构的3维位置测定装置。

Claims (5)

1.一种3维位置测定装置，其特征在于，具备：
主体；
旋转光学部，能相对于上述主体在水平方向上进行旋转，并具备能进行对垂直方向的偏转控制的反射板；
主体侧数据收发部，配置在上述主体上，并具备以上述旋转光学部的旋转轴为轴的第一线圈；以及
旋转光学部侧数据收发部，配置在上述旋转光学部上，并具备与上述第一线圈共有轴且与上述第一线圈磁耦合的第二线圈。
2.根据权利要求1所述的3维位置测定装置，其特征在于，
具备：第一圆环部，以圆环形状的磁性材料构成，并具有一部分呈开放状的收容形状的截面；以及第二圆环部，以圆环形状的磁性材料构成，并具有一部分呈开放状的收容形状的截面，
上述第一线圈收纳在上述第一圆环部的上述收容形状的内部，
上述第二线圈收纳在上述第二圆环部的上述收容形状的内部，
上述第一圆环部和上述第二圆环部以使上述各个收容形状的开放的部分对置的位置关系而配置在同轴上。
3.根据权利要求1所述的3维位置测定装置，其特征在于，还具备：
电力供给部，配置在上述主体上，并具备以上述旋转光学部的旋转轴为轴的第三线圈；以及
电力输入部，配置在上述旋转光学部上，并具备与上述第三线圈共有轴且与上述第三线圈磁耦合的第四线圈。
4.根据权利要求1所述的3位置测定装置，其特征在于，在上述主体侧数据收发部和上述旋转光学部侧数据收发部之间，进行由相互不同的多个频率实现的数据信号的传送。
5.根据权利要求1～4任一项所述的3维位置测定装置，其特征在于，
上述旋转光学部具备计测上述反射板的垂直偏转角的角度的计测单元，
从上述主体侧数据收发部向上述旋转光学部侧数据收发部发送决定上述垂直偏转角的控制数据，
从上述旋转光学部侧数据收发部向上述主体侧数据收发部发送上述计测单元的输出。
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