JP2000111340A - 測量機の光通信装置 - Google Patents

測量機の光通信装置

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JP2000111340A
JP2000111340A JP10286411A JP28641198A JP2000111340A JP 2000111340 A JP2000111340 A JP 2000111340A JP 10286411 A JP10286411 A JP 10286411A JP 28641198 A JP28641198 A JP 28641198A JP 2000111340 A JP2000111340 A JP 2000111340A
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郁夫 石鍋
Kazuyoshi Yahagi
和義 矢作
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光をデータ通信の媒体としたデータ通信部を具
備する測量機の光通信装置に於いて、受光部の受光素子
を大型化することなく、近距離でも遠距離でも測量機と
目標対象物間のデータ通信が良好に行える様にする。 【解決手段】光通信手段を備える測量機１に於いて、通
信光を受光する受光手段と、該受光手段上に通信光を結
像させる光学手段とを有し、該光学手段は少なくとも０
次光を有する回折光学部材を具備する測量機の光通信装
置に係るものであり、前記回折光学部材は光線の平行成
分である０次光をそのまま透過すると共に集光作用もあ
るので、測量機と目標対象物が近距離にあり受光素子へ
の入射光が傾いていても、或は遠距離にあっても受光素
子には充分な光量が入射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測距光を照射して
測距を行う光波距離計を内蔵した測量機の光通信装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の測量機、特に経緯儀では測角の読
取り方式が光学読取り方式から電気読取り方式に替わ
り、更に反射プリズムを有する目標対象物に対して測定
の為の光線、測距光を照射し、該目標対象物から反射さ
れた測距光により測距を行う光波距離機能を内蔵した電
子式測量機が主流になっている。又、近年の光波距離測
量機では照射する測距光に通信用のデータを合成し、測
量機から目標対象物側に作業指示用のデータ、測定結果
等の各種情報を伝達する光通信装置を具備するものがあ
る。
【０００３】図４は前記電子式測量機及び反射プリズム
を具備した目標対象物とで測距及び位置の設定を行って
いる状態を示している。
【０００４】図中、１は既地点に設置された測量機であ
り、設定地点には該測量機１の目標対象物２が設けられ
ている。該目標対象物２は測距光５を前記測量機１に対
して反射するプリズム部３とデータ通信部４とから成っ
ている。
【０００５】前記測量機１から前記目標対象物２を視準
し、光波距離測定を行う。前記測量機１から発せられた
前記測距光５は、前記目標対象物２の前記プリズム部３
で反射され、前記測量機１が反射測距光を受光し、距離
測定が行われる。測距は例えば１秒間に数十回行われ、
その平均値が測定値として算出される。測定値が所望の
設定値と異なる場合は前記目標対象物２側にいる作業者
に位置の変更指示が伝達される。
【０００６】変更指示は前記測距光５を利用して行わ
れ、前記測量機１で得られた測距角等の測量データ、或
は測量データに基づく設定位置に関するデータ、例えば
右方向に移動等の変更指示の情報が、前記測距光５を変
調すること等で該測距光５に合成され、該測距光５は通
信光を兼ねる光として前記目標対象物２に送信される。
【０００７】前記データ通信部４は前記測距光５を受光
し、該測距光５に合成された情報を分離して表示する。
或は必要に応じ更に前記データ通信部４から測量機１側
に通信を行う。
【０００８】図５に於いて、従来の目標対象物２のデー
タ通信部４について説明する。
【０００９】データ通信部４は主に、受光素子７、信号
検出部８、演算処理部９、表示部１０、操作部１１から
構成されている。前記測距光５は前記受光素子７に入射
し、該受光素子７は光電変換して受光信号を信号検出部
８に出力する。該信号検出部８では受光信号の内、変調
信号等データ信号を分離検出し、前記演算処理部９に出
力する。該演算処理部９ではデータ信号に基づき前記表
示部１０に所要の表示、例えば測量結果であるとか或は
作業指示についての表示を行わせる。前記操作部１１は
表示部１０の表示の切替え或は前記測量機１に送信をす
る場合のデータを入力する。
【００１０】図６に於いて、従来の他のデータ通信部１
３について説明する。
【００１１】図６に示すデータ通信部１３は図５で示し
たデータ通信部４と略同様な構成であるが、受光素子７
の前面に凸レンズを具備する集光光学手段１４を設けた
ものである。該集光光学手段１４を設けることで前記受
光素子７は入射する測距光５の光束が広る測定距離が遠
い場合でも対処することができ、又より小さな受光素子
７でもよい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図５で示した前記デー
タ通信部４では、入射する前記測距光５は略平行光線で
あり、前記受光素子７の全面に入射する。又、前記受光
素子７の受光面は前記測距光５の光軸に対して傾いてい
る場合もあるが、前記受光素子７の傾きは前記測距光５
を受光する点については特に問題は生じなく、受光に関
する視野は広いという利点がある。ところが、前記測量
機１と前記目標対象物２とが遠距離であると前記測距光
５は略平行といっても光束は広がってしまい、前記受光
素子７の受光光量が足りなくなり、前記信号検出部８に
対して信号を出力することができなくなる。受光光量を
増大させるには前記受光素子７の受光面積を増大させて
対応することも可能であるが、該受光素子７は高価であ
り、該受光素子７を大きくすることはコスト上昇の原因
となる。
【００１３】又、図６で示した前記データ通信部１３は
前記集光光学手段１４を設けているので、前記測量機１
が遠距離にあり、入射する前記測距光５の光束が広がっ
ても前記集光光学手段１４により集光するので前記受光
素子７が前記信号検出部８に対して信号を出力するに充
分な光量が得られるという利点がある。然し、前記測量
機１と前記データ通信部１３が正面からずれ、前記測距
光５の入射光軸が前記集光光学手段１４の光軸に対して
傾斜した場合、前記測距光５の集光位置が移動し、前記
受光素子７で受光できなくなる。図４に見られる様に、
前記データ通信部４はプリズム部３に隣接して設けられ
ており、前記測量機１と目標対象物２が近距離にある場
合は前記光軸のずれは避けられなく、場合によっては該
測量機１、目標対象物２間のデータ通信ができなくなる
という問題が生じる。
【００１４】本発明は斯かる実情に鑑み、受光素子７を
大型化することなく、近距離でも遠距離でも測量機１と
目標対象物２間のデータ通信が良好に行える様にするも
のである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、光通信手段を
備える測量機に於いて、通信光を受光する受光手段と、
該受光手段上に通信光を結像させる光学手段とを有し、
該光学手段は少なくとも０次光を有する回折光学部材を
具備する測量機の光通信装置に係り、又プリズム部に隣
接してデータ通信部が設けられ、該データ通信部は測量
機から発せられるデータ用の光線を受光し、受光信号よ
り通信データを検出する測量機の光通信装置に於いて、
前記データ通信部は前記データ用の光線を受光する受光
素子を具備し、該受光素子の前面に回折光学部材を設け
た測量機の光通信装置に係り、更に前記回折光学部材は
受光手段上に、少なくとも０次光と１次光を形成する測
量機の光通信装置に係り、更に又前記光通信装置は受光
状態を示すＬＥＤランプを有する測量機の光通信装置に
係り、前記回折光学部材は光線の平行成分である０次光
をそのまま透過すると共に集光作用もあるので、測量機
と目標対象物が近距離にあり、受光素子への入射光が傾
いていても、或は遠距離にあっても受光素子には充分な
光量が入射する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
【００１７】先ず図１に於いて、本発明の実施の形態に
係る光通信装置の目標対象物２の概略について説明す
る。
【００１８】ポール１５に対してプリズム部３が摺動可
能に設けられ、該プリズム部３にデータ通信部１６が隣
接して設けられる。該データ通信部１６は前記プリズム
部３と一体に構成してもよく、或は着脱可能としてもよ
い。
【００１９】前記データ通信部１６は前面に受光窓１７
が設けられ、該受光窓１７の光軸は前記プリズム部３の
光軸と同一水平面内となっている。又、前記データ通信
部１６の前面にはデータが受信されたかどうかの判別確
認の為の受光確認発光素子１８，１９が設けられてお
り、該受光確認発光素子１８，１９は一方の受光確認発
光素子１８が受光状態を示す赤色を点灯するＬＥＤであ
り、他方の受光確認発光素子１９が非受光状態を示すオ
レンジ色を点灯するＬＥＤである。
【００２０】図２は前記データ通信部１６の概略構成ブ
ロック図であり、図２中、図５中で示したものと同一の
ものには同符号を付してある。
【００２１】前記データ通信部１６の主たる構成は、前
述した前記データ通信部４と同様であり、受光素子７、
信号検出部８、演算処理部９、表示部１０、操作部１１
から構成され、前記受光素子７に入射した前記測距光５
は光電変換され、受光信号として前記信号検出部８に出
力される。該信号検出部８では受光信号の内、変調信号
等データ信号を分離検出し、前記演算処理部９に出力す
る。該演算処理部９ではデータ信号に基づき前記表示部
１０に所要の表示、例えば測量結果であるとか或は作業
指示についての表示を行わせる。前記操作部１１は表示
部１０の表示の切替え或は前記測量機１に送信をする場
合のデータを入力する。
【００２２】前記受光素子７の前面に（前記受光窓１７
に）回折光学部材２０を具備する受光光学手段を設け
る。
【００２３】前記回折光学部材２０は集光機能が有ると
共に入射する光束の内、平行成分をそのまま透過する。
従って、近距離に斜め方向から測距光５が前記回折光学
部材２０に入射した場合平行成分が透過し、前記受光素
子７に到達する。近距離に於いては光束の広がりが小さ
いので光束密度が高く、平行成分が前記測距光５の一部
であっても前記受光素子７が作動するに充分な光量とな
っている。
【００２４】次に、前記測量機１と目標対象物２とが遠
距離にあり、前記測距光５の光束が広がった状態で前記
回折光学部材２０に入射した場合、該回折光学部材２０
は前記受光素子７の受光面に測距光５を集光させる。従
って、遠距離に於いても受光素子７には充分な光量が入
射する。
【００２５】図３は前記回折光学部材２０を透過して前
記受光素子７の受光面に集光された光束の光度分布を示
している。図３中、ｐは回折光学部材２０の焦点であ
る。
【００２６】前記受光素子７の受光面には、前記回折光
学部材２０をそのまま透過した前記測距光５の平行成分
が到達し、その光度分布は０次光度分布２２として示さ
れ、前記回折光学部材２０の集光作用で集光した光束に
ついては１次光度分布２３として示され、更に前記回折
光学部材２０の回折作用で分散して透過した光束は２次
光度分布２４として示されている。
【００２７】図３中の受光面での光度分布で分る様に、
光軸が傾き前記１次光度分布２３で示す光束が受光面に
入射しない場合でも０次光度分布２２、２次光度分布２
４で示す光束が受光素子７に入射し、特に０次光度分布
２２で示す光束により充分な受光光量が得られる。光軸
が傾いていない場合、１次光度分布２３で示される集光
光束が受光素子７に入射するので、遠距離で測距光５の
光束が広がっている場合にも充分な受光光量が得られ
る。
【００２８】前記回折光学部材２０の具体例しては、フ
レネルレンズ、或は回折格子等が挙げられる。
【００２９】尚、前記実施の形態ではデータ通信用のレ
ーザ光線として測距光５を用いたが、データ通信用にト
ラックライト、投光レーザを用いてもよく、更にプリズ
ムと組合せた目標対象物のみでなく、データ通信部単体
で、又データ通信部は測量機側に設けてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、目標対
象物と測量機とが、近距離であっても或は遠距離であっ
ても、更にデータ通信部に対する入射光軸が傾いていて
も、光を媒体としたデータ通信が支障なく行えるという
優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。
【図２】該実施の形態のデータ通信部の概略構成ブロッ
ク図である。
【図３】該実施の形態で使用される回折光学部材の集光
状態を示す説明図である。
【図４】測量機と目標対象物とを示す説明図である。
【図５】従来例のデータ通信部の概略構成ブロック図で
ある。
【図６】従来例の他のデータ通信部の概略構成ブロック
図である。
【符号の説明】
１ 測量機 ５ 測距光 ７ 受光素子 ８ 信号検出部 ９ 演算処理部 １０ 表示部 １１ 操作部 １６ データ通信部 ２０ 回折光学部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F073 AA40 AB03 AB08 AB12 BB01 BC04 CC01 CC07 DD01 FF08 GG01 5J084 AA05 AB20 AC08 AD11 EA21 FA03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光通信手段を備える測量機に於いて、通
    信光を受光する受光手段と、該受光手段上に通信光を結
    像させる光学手段とを有し、該光学手段は少なくとも０
    次光を有する回折光学部材を具備することを特徴とする
    測量機の光通信装置。
  2. 【請求項２】 プリズム部に隣接してデータ通信部が設
    けられ、該データ通信部は測量機から発せられるデータ
    用の光線を受光し、受光信号より通信データを検出する
    測量機の光通信装置に於いて、前記データ通信部は前記
    データ用の光線を受光する受光素子を具備し、該受光素
    子の前面に回折光学部材を設けたことを特徴とする測量
    機の光通信装置。
  3. 【請求項３】 前記回折光学部材は受光手段上に、少な
    くとも０次光と１次光を形成する請求項１、請求項２の
    うちいずれか１つの測量機の光通信装置。
  4. 【請求項４】 前記光通信装置は受光状態を示すＬＥＤ
    ランプを有する請求項１、請求項２のうちいずれか１つ
    の測量機の光通信装置。
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