JP2000275042A - 自動測量機 - Google Patents
自動測量機Info
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- JP2000275042A JP2000275042A JP11083435A JP8343599A JP2000275042A JP 2000275042 A JP2000275042 A JP 2000275042A JP 11083435 A JP11083435 A JP 11083435A JP 8343599 A JP8343599 A JP 8343599A JP 2000275042 A JP2000275042 A JP 2000275042A
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- optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】自動測量機に於いて追尾光学系の経時的なずれ
を検出できる様にし、視準の信頼性を向上すると共に測
量精度の向上を図る。 【解決手段】追尾光学系３１を有する自動測量機に於い
て、前記追尾光学系が発光部３６と、受光部４０と、前
記発光部から発せられた追尾光の位置を示す光学部材４
２とを有し、該光学部材により前記受光部に形成された
追尾光の像位置に基づき前記追尾光学系の誤差を検出す
る自動測量機。
を検出できる様にし、視準の信頼性を向上すると共に測
量精度の向上を図る。 【解決手段】追尾光学系３１を有する自動測量機に於い
て、前記追尾光学系が発光部３６と、受光部４０と、前
記発光部から発せられた追尾光の位置を示す光学部材４
２とを有し、該光学部材により前記受光部に形成された
追尾光の像位置に基づき前記追尾光学系の誤差を検出す
る自動測量機。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は目標を自動的に追尾
する自動測量機に関し、特に反射光を追尾光、測距光、
可視光に分割する望遠光学系を有する自動測量機に関す
るものである。
する自動測量機に関し、特に反射光を追尾光、測距光、
可視光に分割する望遠光学系を有する自動測量機に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は自動測量機の要部を示しており、
自動測量機は一般の測量機と同様に三脚に取付けられる
整準部１、該整準部１に設けられた基盤部２、該基盤部
２に鉛直軸心を中心に回転可能に設けられた托架部３、
該托架部３に水平軸心を中心に回転可能に設けられた望
遠鏡部４から構成される。更に、自動測量機では前記托
架部３、望遠鏡部４は図示しない内蔵のモータにより回
転駆動される様になっており、遠隔で又は自動で操作が
可能となっている。
自動測量機は一般の測量機と同様に三脚に取付けられる
整準部１、該整準部１に設けられた基盤部２、該基盤部
２に鉛直軸心を中心に回転可能に設けられた托架部３、
該托架部３に水平軸心を中心に回転可能に設けられた望
遠鏡部４から構成される。更に、自動測量機では前記托
架部３、望遠鏡部４は図示しない内蔵のモータにより回
転駆動される様になっており、遠隔で又は自動で操作が
可能となっている。
【０００３】前記望遠鏡部４は視準光学系の他に測距
光、追尾光を含む測定光を照射し、更に目標対象物から
の反射を受光する測距光学系、追尾光学系を有してお
り、受光した反射光に基づき目標対象物を視準する視準
手段、目標対象物を検出し追尾する追尾手段、及び目標
対象物迄の距離を測定する測距手段を具備している。
光、追尾光を含む測定光を照射し、更に目標対象物から
の反射を受光する測距光学系、追尾光学系を有してお
り、受光した反射光に基づき目標対象物を視準する視準
手段、目標対象物を検出し追尾する追尾手段、及び目標
対象物迄の距離を測定する測距手段を具備している。
【０００４】而して、前記望遠鏡部４から照射された測
定光が目標対象物に設けられたミラーで反射され、前記
望遠鏡部４が反射光を受光することで測量者が測量機を
目標対象物に対して視準を行い、或は距離測定を行い、
或は目標対象物の自動追尾が行われる。
定光が目標対象物に設けられたミラーで反射され、前記
望遠鏡部４が反射光を受光することで測量者が測量機を
目標対象物に対して視準を行い、或は距離測定を行い、
或は目標対象物の自動追尾が行われる。
【０００５】自動測量機は、近地点での測定で視準誤差
を生じない様、測距光学系、追尾光学系、視準光学系を
一体に構成している。
を生じない様、測距光学系、追尾光学系、視準光学系を
一体に構成している。
【０００６】前述した目標を自動的に追尾する測量機で
は、照射する測定光には追尾用、測距用の異なる波長帯
が含まれ、目標対象物で反射され受光した反射光を追尾
用、測距用、視準用と目的毎に波長分割し、分割された
測距光、追尾光を用いて距離測定、自動追尾を行ってい
る。斯かる波長分割は前記望遠鏡部４の光学系の光路上
に配置される光学手段により行われる。複数の波長帯に
分割する光学手段としてはダイクロイックプリズムが多
く使用される。
は、照射する測定光には追尾用、測距用の異なる波長帯
が含まれ、目標対象物で反射され受光した反射光を追尾
用、測距用、視準用と目的毎に波長分割し、分割された
測距光、追尾光を用いて距離測定、自動追尾を行ってい
る。斯かる波長分割は前記望遠鏡部４の光学系の光路上
に配置される光学手段により行われる。複数の波長帯に
分割する光学手段としてはダイクロイックプリズムが多
く使用される。
【０００７】図３により波長を３分割する光学手段を有
する従来の自動測量機の光学系について説明する。
する従来の自動測量機の光学系について説明する。
【０００８】該光学系は対物レンズ５、合焦レンズ６、
正立プリズム７、焦点鏡８、接眼レンズ９から成り、前
記対物レンズ５と合焦レンズ６との間に光学手段である
ダイクロイックプリズム１０が配設され、更に追尾光射
出用の反射ミラー１１が前記対物レンズ５とダイクロイ
ックプリズム１０の間に配設されている。
正立プリズム７、焦点鏡８、接眼レンズ９から成り、前
記対物レンズ５と合焦レンズ６との間に光学手段である
ダイクロイックプリズム１０が配設され、更に追尾光射
出用の反射ミラー１１が前記対物レンズ５とダイクロイ
ックプリズム１０の間に配設されている。
【０００９】前記合焦レンズ６は光軸Ｏ上を移動可能に
設けられ、前記対物レンズ５を経て入光したレーザ光線
を前記焦点鏡８上に結像し、前記正立プリズム７は前記
焦点鏡８に結像される像を正立像とし、前記焦点鏡８は
目標対象物を視準中心に捉えるスケールを有し、前記接
眼レンズ９は前記焦点鏡８に結像された目標対象物の像
を前記スケールと共に測量者の網膜上に結像する。前記
反射ミラー１１の反射光軸上には図示しない追尾光学系
が配設され、追尾光のレーザ光線を前記反射ミラー１１
を介して目標対象物に対して照射する様になっている。
設けられ、前記対物レンズ５を経て入光したレーザ光線
を前記焦点鏡８上に結像し、前記正立プリズム７は前記
焦点鏡８に結像される像を正立像とし、前記焦点鏡８は
目標対象物を視準中心に捉えるスケールを有し、前記接
眼レンズ９は前記焦点鏡８に結像された目標対象物の像
を前記スケールと共に測量者の網膜上に結像する。前記
反射ミラー１１の反射光軸上には図示しない追尾光学系
が配設され、追尾光のレーザ光線を前記反射ミラー１１
を介して目標対象物に対して照射する様になっている。
【００１０】前記ダイクロイックプリズム１０は光路を
横断する２つの第１ダイクロイックミラー面１５、第２
ダイクロイックミラー面１６を有し、前記第１ダイクロ
イックミラー面１５に対向して追尾受光部（図示せず）
が配設され、該第２ダイクロイックミラー面１６に対向
して測距光学系の受発光分割ミラー１７が配置されてい
る。該測距光学系は前記受発光分割ミラー１７を介して
測距用レーザ光線を目標対象物に対して照射し、又該受
発光分割ミラー１７を介して測距用反射レーザ光線を受
光する様になっている。
横断する２つの第１ダイクロイックミラー面１５、第２
ダイクロイックミラー面１６を有し、前記第１ダイクロ
イックミラー面１５に対向して追尾受光部（図示せず）
が配設され、該第２ダイクロイックミラー面１６に対向
して測距光学系の受発光分割ミラー１７が配置されてい
る。該測距光学系は前記受発光分割ミラー１７を介して
測距用レーザ光線を目標対象物に対して照射し、又該受
発光分割ミラー１７を介して測距用反射レーザ光線を受
光する様になっている。
【００１１】上記した様に、照射する測定光には視準
用、追尾用、測距用の異なる波長帯が含まれる。波長帯
としては例えば視準用には４００〜６５０nmの可視光
線、追尾用としては６５０nmの赤外光、測距用としては
８００nmの赤外光が使用される。
用、追尾用、測距用の異なる波長帯が含まれる。波長帯
としては例えば視準用には４００〜６５０nmの可視光
線、追尾用としては６５０nmの赤外光、測距用としては
８００nmの赤外光が使用される。
【００１２】前記対物レンズ５より入射した反射光は前
記第１ダイクロイックミラー面１５により追尾反射光が
反射され、追尾光が他の測距光、可視光から分離され
る。前記追尾受光部は追尾反射光を受光し、受光結果に
より自動測量機本体の制御部（図示せず）はモータを駆
動して測量機の視準中心に目標対象物が位置する様に姿
勢を自動調整する。
記第１ダイクロイックミラー面１５により追尾反射光が
反射され、追尾光が他の測距光、可視光から分離され
る。前記追尾受光部は追尾反射光を受光し、受光結果に
より自動測量機本体の制御部（図示せず）はモータを駆
動して測量機の視準中心に目標対象物が位置する様に姿
勢を自動調整する。
【００１３】前記第１ダイクロイックミラー面１５を透
過したレーザ光線は、前記第２ダイクロイックミラー面
１６により更に測距光が反射され、測距光と可視光とが
分離される。分離された測距光は、前記測距光学系によ
り受光され、距離測定がなされる。又、前記第２ダイク
ロイックミラー面１６を透過した可視光は前記接眼レン
ズ９を介して測量者に視認され、自動測量機の設置時の
視準、測定時の視準が行われる。
過したレーザ光線は、前記第２ダイクロイックミラー面
１６により更に測距光が反射され、測距光と可視光とが
分離される。分離された測距光は、前記測距光学系によ
り受光され、距離測定がなされる。又、前記第２ダイク
ロイックミラー面１６を透過した可視光は前記接眼レン
ズ９を介して測量者に視認され、自動測量機の設置時の
視準、測定時の視準が行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の自動測
量機では、反射ミラー１１を介して追尾光を射出し、目
標対象物で反射され前記対物レンズ５を通して入射した
前記追尾光は前記第１ダイクロイックミラー面１５で反
射され追尾受光部（図示せず）で検出される様になって
いる。ところが、追尾光の投光光学系、追尾受光部等追
尾系の光軸等が、経時的にずれる可能性があり、ずれた
場合、水平、垂直方向の角度測定に誤差が生じる。更に
ずれがある場合には、測距もできないことがある。
量機では、反射ミラー１１を介して追尾光を射出し、目
標対象物で反射され前記対物レンズ５を通して入射した
前記追尾光は前記第１ダイクロイックミラー面１５で反
射され追尾受光部（図示せず）で検出される様になって
いる。ところが、追尾光の投光光学系、追尾受光部等追
尾系の光軸等が、経時的にずれる可能性があり、ずれた
場合、水平、垂直方向の角度測定に誤差が生じる。更に
ずれがある場合には、測距もできないことがある。
【００１５】又、上記した自動測量機では可視光、追尾
光、測距光の波長帯に分割するダイクロイックプリズム
１０が、望遠鏡部４の光軸上で入射した反射光を追尾反
射光、測距反射光、可視光に順次分割する構成である。
前記ダイクロイックプリズム１０には、前記対物レンズ
５を透過した光束が入射するに必要とされる大きさと、
追尾反射光、測距反射光をそれぞれ反射するに必要な長
さの第１ダイクロイックミラー面１５、第２ダイクロイ
ックミラー面１６とが要求される。この為、前記ダイク
ロイックプリズム１０は必然的にかなりの大きさにな
る。大きなダイクロイックプリズム１０は高価であり、
望遠鏡部４を大型化する。望遠鏡部４が大型化すると電
気系、測距系の電気回路の一部は托架部３側に設けられ
ることになり、測量機自体が大きく、重くなってしまう
問題があり、重量の増大に伴い駆動電力も増大し、別電
源を用意しなければならない等の問題も生じていた。
光、測距光の波長帯に分割するダイクロイックプリズム
１０が、望遠鏡部４の光軸上で入射した反射光を追尾反
射光、測距反射光、可視光に順次分割する構成である。
前記ダイクロイックプリズム１０には、前記対物レンズ
５を透過した光束が入射するに必要とされる大きさと、
追尾反射光、測距反射光をそれぞれ反射するに必要な長
さの第１ダイクロイックミラー面１５、第２ダイクロイ
ックミラー面１６とが要求される。この為、前記ダイク
ロイックプリズム１０は必然的にかなりの大きさにな
る。大きなダイクロイックプリズム１０は高価であり、
望遠鏡部４を大型化する。望遠鏡部４が大型化すると電
気系、測距系の電気回路の一部は托架部３側に設けられ
ることになり、測量機自体が大きく、重くなってしまう
問題があり、重量の増大に伴い駆動電力も増大し、別電
源を用意しなければならない等の問題も生じていた。
【００１６】更に、前記ダイクロイックプリズム１０の
第１ダイクロイックミラー面１５では赤外光、可視光の
内一部の赤外光のみ分割するものである為、第１ダイク
ロイックミラー面１５に生成される光学膜は複雑で高価
なものとなる。
第１ダイクロイックミラー面１５では赤外光、可視光の
内一部の赤外光のみ分割するものである為、第１ダイク
ロイックミラー面１５に生成される光学膜は複雑で高価
なものとなる。
【００１７】本発明は斯かる実情に鑑み、視準光学系の
経時的なずれを検出できる様にし、視準の信頼性を向上
させると共に測量精度の向上を図るものであり、又、視
準光学系を含み光学手段の小型化を図り、又光学手段の
反射面に生成する光学膜を簡略化し、光学手段のコスト
ダウン或は自動測量機の小型化を図るものである。
経時的なずれを検出できる様にし、視準の信頼性を向上
させると共に測量精度の向上を図るものであり、又、視
準光学系を含み光学手段の小型化を図り、又光学手段の
反射面に生成する光学膜を簡略化し、光学手段のコスト
ダウン或は自動測量機の小型化を図るものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、追尾光学系を
有する自動測量機に於いて、前記追尾光学系が発光部
と、受光部と、前記発光部から発せられた追尾光の位置
を示す光学部材とを有し、該光学部材により前記受光部
に形成された追尾光の像位置に基づき前記追尾光学系の
誤差を検出する自動測量機に係り、又追尾光を追尾光学
系に向け反射する光束分離手段の追尾光軸上に孔明ミラ
ーを配設し、該孔明ミラーの透過光軸上に追尾光源を配
設し、前記孔明ミラーの反射光軸上に受光素子を配設
し、前記孔明ミラーと前記光学手段との間に追尾光の位
置を示す光学部材を挿脱可能に配設した自動測量機に係
り、又前記光学部材は、追尾光を拡散反射することで位
置を示す拡散部材である自動測量機に係り、更に又検出
した誤差に基づき、追尾目標の像の位置を補正する自動
測量機に係るものであり、初期設定として、前記光学部
材での拡散反射光は前記受光部の基準位置に合致する様
調整しておき、所定時間経過後、前記受光部に投影され
た反射光の位置が基準位置とずれていた場合は、このず
れが追尾光学系に発生した経時的な光誤差となる。
有する自動測量機に於いて、前記追尾光学系が発光部
と、受光部と、前記発光部から発せられた追尾光の位置
を示す光学部材とを有し、該光学部材により前記受光部
に形成された追尾光の像位置に基づき前記追尾光学系の
誤差を検出する自動測量機に係り、又追尾光を追尾光学
系に向け反射する光束分離手段の追尾光軸上に孔明ミラ
ーを配設し、該孔明ミラーの透過光軸上に追尾光源を配
設し、前記孔明ミラーの反射光軸上に受光素子を配設
し、前記孔明ミラーと前記光学手段との間に追尾光の位
置を示す光学部材を挿脱可能に配設した自動測量機に係
り、又前記光学部材は、追尾光を拡散反射することで位
置を示す拡散部材である自動測量機に係り、更に又検出
した誤差に基づき、追尾目標の像の位置を補正する自動
測量機に係るものであり、初期設定として、前記光学部
材での拡散反射光は前記受光部の基準位置に合致する様
調整しておき、所定時間経過後、前記受光部に投影され
た反射光の位置が基準位置とずれていた場合は、このず
れが追尾光学系に発生した経時的な光誤差となる。
【００１９】
【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。
実施の形態を説明する。
【００２０】図１中、図３中で示したものと同様のもの
には同符号を付し、その説明は省略する。
には同符号を付し、その説明は省略する。
【００２１】光軸Ｏ上に対物レンズ５、合焦レンズ６、
正立プリズム７、焦点鏡８、接眼レンズ９を順次配設
し、前記対物レンズ５と合焦レンズ６との間に光学手
段、好ましくはダイクロイックプリズム２０を配設す
る。
正立プリズム７、焦点鏡８、接眼レンズ９を順次配設
し、前記対物レンズ５と合焦レンズ６との間に光学手
段、好ましくはダイクロイックプリズム２０を配設す
る。
【００２２】前記ダイクロイックプリズム２０はペンタ
型プリズム２１の対向する面に楔型プリズム２２，２３
を貼付け、第１ダイクロイックミラー面２４、第２ダイ
クロイックミラー面２５を形成したものである。
型プリズム２１の対向する面に楔型プリズム２２，２３
を貼付け、第１ダイクロイックミラー面２４、第２ダイ
クロイックミラー面２５を形成したものである。
【００２３】前記第１ダイクロイックミラー面２４は入
射した反射光の内、可視光を透過し、赤外光を反射する
ものであり、前記第２ダイクロイックミラー面２５は測
距光を透過し、追尾光を反射するものである。前記第１
ダイクロイックミラー面２４で反射された反射光軸上に
測距光学系（図示せず）を設け、前記第２ダイクロイッ
クミラー面２５で反射される追尾光軸３０上に追尾光学
系３１を設ける。
射した反射光の内、可視光を透過し、赤外光を反射する
ものであり、前記第２ダイクロイックミラー面２５は測
距光を透過し、追尾光を反射するものである。前記第１
ダイクロイックミラー面２４で反射された反射光軸上に
測距光学系（図示せず）を設け、前記第２ダイクロイッ
クミラー面２５で反射される追尾光軸３０上に追尾光学
系３１を設ける。
【００２４】尚、図中２６は測距光学系の受発光分割ミ
ラーであって光束を紙面に対して垂直な方向に分割する
様横向きに配置されている。
ラーであって光束を紙面に対して垂直な方向に分割する
様横向きに配置されている。
【００２５】前記第１ダイクロイックミラー面２４は、
例えば４００〜６５０nmの可視光を透過し、６５０〜８
５０nmの赤外光を反射する。前記第２ダイクロイックミ
ラー面２５は、６５０〜７２０nmの追尾光を反射し、７
２０〜８５０nmの測距光を透過する。
例えば４００〜６５０nmの可視光を透過し、６５０〜８
５０nmの赤外光を反射する。前記第２ダイクロイックミ
ラー面２５は、６５０〜７２０nmの追尾光を反射し、７
２０〜８５０nmの測距光を透過する。
【００２６】前記光軸Ｏ上に配置されるダイクロイック
ミラー面は前記第１ダイクロイックミラー面２４の一面
でよく、他の第２ダイクロイックミラー面２５は光軸Ｏ
から外れた位置となる。この為、前記ダイクロイックプ
リズム２０の光軸方向の寸法が短くなる。従って、該ダ
イクロイックプリズム２０を前記合焦レンズ６に接近さ
せた位置に配置させることで、前記ダイクロイックプリ
ズム２０と対物レンズ５間の距離を大きくすることがで
きる。このことで、前記ダイクロイックプリズム２０に
入射するレーザ光線の光束径が小さくなり、該ダイクロ
イックプリズム２０も小型化できる。
ミラー面は前記第１ダイクロイックミラー面２４の一面
でよく、他の第２ダイクロイックミラー面２５は光軸Ｏ
から外れた位置となる。この為、前記ダイクロイックプ
リズム２０の光軸方向の寸法が短くなる。従って、該ダ
イクロイックプリズム２０を前記合焦レンズ６に接近さ
せた位置に配置させることで、前記ダイクロイックプリ
ズム２０と対物レンズ５間の距離を大きくすることがで
きる。このことで、前記ダイクロイックプリズム２０に
入射するレーザ光線の光束径が小さくなり、該ダイクロ
イックプリズム２０も小型化できる。
【００２７】前記追尾光学系３１について説明する。
【００２８】前記追尾光軸３０上に孔明ミラー３３が配
設され、該孔明ミラー３３の透過光軸３４上にリレーレ
ンズ３５を介して追尾用レーザ光線を発する追尾光源３
６が設けられ、前記リレーレンズ３５は光軸に沿って移
動可能となっており、追尾用レーザ光線の光束の広がり
を調整できる様になっている。
設され、該孔明ミラー３３の透過光軸３４上にリレーレ
ンズ３５を介して追尾用レーザ光線を発する追尾光源３
６が設けられ、前記リレーレンズ３５は光軸に沿って移
動可能となっており、追尾用レーザ光線の光束の広がり
を調整できる様になっている。
【００２９】前記孔明ミラー３３の反射光軸３７上には
リレーレンズ３８、バンドパスフィルタ３９、受光素子
４０が配設されている。該受光素子４０は、例えば４分
割受光素子であり、分割受光素子の受光比の割合で、該
受光素子４０の受光位置を検出することができる。又前
記受光素子４０がＰＳＤ等の位置センサである場合に
は、受光中心である基準位置からの受光位置を検出する
ことで、視準中心である光軸Ｏとのずれ量が得られる。
リレーレンズ３８、バンドパスフィルタ３９、受光素子
４０が配設されている。該受光素子４０は、例えば４分
割受光素子であり、分割受光素子の受光比の割合で、該
受光素子４０の受光位置を検出することができる。又前
記受光素子４０がＰＳＤ等の位置センサである場合に
は、受光中心である基準位置からの受光位置を検出する
ことで、視準中心である光軸Ｏとのずれ量が得られる。
【００３０】前記ペンタ型プリズム２１と前記孔明ミラ
ー３３との間にリレーレンズ４１が設けられ、該リレー
レンズ４１と前記ペンタ型プリズム２１との間にはリフ
ァレンス板４２が配設され、該リファレンス板４２は挿
入手段４３により前記追尾光軸３０に対して挿脱可能と
なっている。前記リファレンス板４２は前記追尾光源３
６に対峙する面が、拡散面となっており、前記ペンタ型
プリズム２１に対峙する面には遮光塗料が塗布されてい
る。尚、前記孔明ミラー３３は他の反射部材、例えばハ
ーフミラーであっても良い。又、拡散反射し、追尾光源
３６から発せられた追尾光の位置を示す光学部材である
前記リファレンス板４２の設けられる位置は前記リレー
レンズ４１と前記孔明ミラー３３との間であっても良
い。
ー３３との間にリレーレンズ４１が設けられ、該リレー
レンズ４１と前記ペンタ型プリズム２１との間にはリフ
ァレンス板４２が配設され、該リファレンス板４２は挿
入手段４３により前記追尾光軸３０に対して挿脱可能と
なっている。前記リファレンス板４２は前記追尾光源３
６に対峙する面が、拡散面となっており、前記ペンタ型
プリズム２１に対峙する面には遮光塗料が塗布されてい
る。尚、前記孔明ミラー３３は他の反射部材、例えばハ
ーフミラーであっても良い。又、拡散反射し、追尾光源
３６から発せられた追尾光の位置を示す光学部材である
前記リファレンス板４２の設けられる位置は前記リレー
レンズ４１と前記孔明ミラー３３との間であっても良
い。
【００３１】以下、作用を説明する。
【００３２】図示しない測距光学系より測定光が発せら
れると共に、前記追尾光源３６より追尾光が発せられ、
測定光は前記ペンタ型プリズム２１に反射されて、前記
対物レンズ５を通して目標対象物（図示せず）に投射さ
れ、前記追尾光は前記孔明ミラー３３を通過し、前記ペ
ンタ型プリズム２１で反射され、前記対物レンズ５を通
して目標対象物に投射される。前述した様に、前記リレ
ーレンズ３５は照射する追尾レーザ光線の光束の広がり
を調整するものであり、目標対象物が近い場合は、前記
リレーレンズ３５を前記追尾光源３６に近づけて広がり
を大きくし、目標対象物の検出を容易にし、目標対象物
の距離が遠い場合は前記リレーレンズ３５を前記追尾光
源３６から遠ざけて広がりを小さくし、追尾レーザ光線
の到達距離を長くする。
れると共に、前記追尾光源３６より追尾光が発せられ、
測定光は前記ペンタ型プリズム２１に反射されて、前記
対物レンズ５を通して目標対象物（図示せず）に投射さ
れ、前記追尾光は前記孔明ミラー３３を通過し、前記ペ
ンタ型プリズム２１で反射され、前記対物レンズ５を通
して目標対象物に投射される。前述した様に、前記リレ
ーレンズ３５は照射する追尾レーザ光線の光束の広がり
を調整するものであり、目標対象物が近い場合は、前記
リレーレンズ３５を前記追尾光源３６に近づけて広がり
を大きくし、目標対象物の検出を容易にし、目標対象物
の距離が遠い場合は前記リレーレンズ３５を前記追尾光
源３６から遠ざけて広がりを小さくし、追尾レーザ光線
の到達距離を長くする。
【００３３】目標対象物で反射された反射測定光が前記
対物レンズ５より入射すると、前記第１ダイクロイック
ミラー面２４で赤外光、即ち追尾反射光と測距反射光が
反射され、可視光は透過する。透過した可視光は前記合
焦レンズ６により前記焦点鏡８で結像し、結像した像は
該焦点鏡８のスケールと共に再び測量者の網膜上に結像
され、視準が行われる。
対物レンズ５より入射すると、前記第１ダイクロイック
ミラー面２４で赤外光、即ち追尾反射光と測距反射光が
反射され、可視光は透過する。透過した可視光は前記合
焦レンズ６により前記焦点鏡８で結像し、結像した像は
該焦点鏡８のスケールと共に再び測量者の網膜上に結像
され、視準が行われる。
【００３４】前記第１ダイクロイックミラー面２４、第
２ダイクロイックミラー面２５はいずれも波長を所定の
波長で２分割する構成であるので、形成する光学膜は簡
単で、安価である。更に、ダイクロイックミラー面は波
長を選択して透過し、それ以外を反射するものである
が、完全に透過するわけではない。従って、光線が複数
回ダイクロイックミラー面を透過した場合はその分減衰
効果が大きく透過光線の光量が少なくなる。本発明では
可視光は第１ダイクロイックミラー面２４を一度透過す
るだけであるので、透過の光量が多くなり、明瞭な視準
を行える。
２ダイクロイックミラー面２５はいずれも波長を所定の
波長で２分割する構成であるので、形成する光学膜は簡
単で、安価である。更に、ダイクロイックミラー面は波
長を選択して透過し、それ以外を反射するものである
が、完全に透過するわけではない。従って、光線が複数
回ダイクロイックミラー面を透過した場合はその分減衰
効果が大きく透過光線の光量が少なくなる。本発明では
可視光は第１ダイクロイックミラー面２４を一度透過す
るだけであるので、透過の光量が多くなり、明瞭な視準
を行える。
【００３５】前記第２ダイクロイックミラー面２５では
前記第１ダイクロイックミラー面２４で反射された赤外
光の内、追尾光が反射され、測距光が透過される。前記
第２ダイクロイックミラー面２５を透過した測距反射光
は図示しない測距光学系に受光されて距離測定がなされ
る。
前記第１ダイクロイックミラー面２４で反射された赤外
光の内、追尾光が反射され、測距光が透過される。前記
第２ダイクロイックミラー面２５を透過した測距反射光
は図示しない測距光学系に受光されて距離測定がなされ
る。
【００３６】通常の状態では前記リファレンス板４２は
前記追尾光軸３０より外れている。前記対物レンズ５よ
り入光した前記追尾反射光は、前記光軸Ｏと交差する方
向にペンタ型プリズム２１の第１ダイクロイックミラー
面２４、第２ダイクロイックミラー面２５で反射され、
前記孔明ミラー３３で反射された後、前記リレーレンズ
３８により、前記受光素子４０に集光される。前記バン
ドパスフィルタ３９は追尾反射光以外の外乱光を遮断
し、前記受光素子４０での追尾反射光の検出精度を向上
する。正確に視準されていると、前記受光素子４０に投
影された追尾反射光は前記受光素子４０の中心、又は基
準位置と合致している。視準がずれていると、該受光素
子４０の受光位置は基準位置よりずれている。前述した
と同様該受光素子４０で受光された結果に基づき、測量
機の視準中心に目標対象物が位置する様自動測量機の姿
勢が自動調整される。
前記追尾光軸３０より外れている。前記対物レンズ５よ
り入光した前記追尾反射光は、前記光軸Ｏと交差する方
向にペンタ型プリズム２１の第１ダイクロイックミラー
面２４、第２ダイクロイックミラー面２５で反射され、
前記孔明ミラー３３で反射された後、前記リレーレンズ
３８により、前記受光素子４０に集光される。前記バン
ドパスフィルタ３９は追尾反射光以外の外乱光を遮断
し、前記受光素子４０での追尾反射光の検出精度を向上
する。正確に視準されていると、前記受光素子４０に投
影された追尾反射光は前記受光素子４０の中心、又は基
準位置と合致している。視準がずれていると、該受光素
子４０の受光位置は基準位置よりずれている。前述した
と同様該受光素子４０で受光された結果に基づき、測量
機の視準中心に目標対象物が位置する様自動測量機の姿
勢が自動調整される。
【００３７】次に、前記追尾光学系３１の経時的な光軸
のずれ検出について説明する。
のずれ検出について説明する。
【００３８】前記挿入手段４３により前記リファレンス
板４２を前記追尾光軸３０に挿入する。
板４２を前記追尾光軸３０に挿入する。
【００３９】前記リファレンス板４２のペンタ型プリズ
ム２１側の面には遮光塗料が塗布されているので、ペン
タ型プリズム２１側からの光線は遮断される。
ム２１側の面には遮光塗料が塗布されているので、ペン
タ型プリズム２１側からの光線は遮断される。
【００４０】前記追尾光源３６から追尾光を発すると、
前記リファレンス板４２の拡散面で拡散され像を形成す
る。拡散面で形成された像が新たな光源となって、前記
孔明ミラー３３で反射され、前記リレーレンズ３８を通
して前記受光素子４０に投影される。
前記リファレンス板４２の拡散面で拡散され像を形成す
る。拡散面で形成された像が新たな光源となって、前記
孔明ミラー３３で反射され、前記リレーレンズ３８を通
して前記受光素子４０に投影される。
【００４１】初期設定として、前記リファレンス板４２
での反射光は前記受光素子４０の基準位置に合致する様
調整しておく。従って、所定時間経過後、前記リファレ
ンス板４２を挿入し、前記受光素子４０に投影された反
射光の位置が基準位置とずれていた場合は、追尾光学系
３１に経時的な光軸のずれが発生したことになる。ずれ
ることにより、目標対象物が視準中心より常に外れた追
尾となり、正確な視準が行えない。
での反射光は前記受光素子４０の基準位置に合致する様
調整しておく。従って、所定時間経過後、前記リファレ
ンス板４２を挿入し、前記受光素子４０に投影された反
射光の位置が基準位置とずれていた場合は、追尾光学系
３１に経時的な光軸のずれが発生したことになる。ずれ
ることにより、目標対象物が視準中心より常に外れた追
尾となり、正確な視準が行えない。
【００４２】前記受光素子４０で検出された光軸のずれ
は、図示しない測量機の制御部に入力記憶され、以後の
目標対象物からの反射光の位置が補正されることにな
る。補正により、目標対象物は視準中心となることがで
きる。
は、図示しない測量機の制御部に入力記憶され、以後の
目標対象物からの反射光の位置が補正されることにな
る。補正により、目標対象物は視準中心となることがで
きる。
【００４３】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、追尾光
学系の経時的に発生する誤差を検出できるので、検出し
た誤差に基づき追尾光学系の光軸の誤差を修正でき、精
度の高い測量が維持でき、測量の信頼性が向上するとい
う優れた効果を発揮する。
学系の経時的に発生する誤差を検出できるので、検出し
た誤差に基づき追尾光学系の光軸の誤差を修正でき、精
度の高い測量が維持でき、測量の信頼性が向上するとい
う優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の実施の形態を示す要部構成図である。
【図２】本発明が実施される自動測量機の要部外観図で
ある。
ある。
【図３】従来例を示す要部構成図である。
１ 整準部 ２ 基盤部 ３ 托架部 ４ 望遠鏡部 ５ 対物レンズ ６ 合焦レンズ ７ 正立プリズム ８ 焦点鏡 ９ 接眼レンズ ２０ ダイクロイックプリズム ２１ ペンタ型プリズム ２２ 楔型プリズム ２３ 楔型プリズム ２４ 第１ダイクロイックミラー面 ２５ 第２ダイクロイックミラー面
Claims (4)
- 【請求項１】 追尾光学系を有する自動測量機に於い
て、前記追尾光学系が発光部と、受光部と、前記発光部
から発せられた追尾光の位置を示す光学部材とを有し、
該光学部材により前記受光部に形成された追尾光の像位
置に基づき前記追尾光学系の誤差を検出することを特徴
とする自動測量機。 - 【請求項２】 追尾光を追尾光学系に向け反射する光束
分離手段の追尾光軸上に孔明ミラーを配設し、該孔明ミ
ラーの透過光軸上に追尾光源を配設し、前記孔明ミラー
の反射光軸上に受光素子を配設し、前記孔明ミラーと前
記光学手段との間に追尾光の位置を示す光学部材を挿脱
可能に配設した請求項１の自動測量機。 - 【請求項３】 前記光学部材は、追尾光を拡散反射する
ことで位置を示す拡散部材である請求項１又は請求項２
の自動測量機。 - 【請求項４】 検出した誤差に基づき、追尾目標の像の
位置を補正する請求項１の自動測量機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08343599A JP4236326B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 自動測量機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08343599A JP4236326B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 自動測量機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275042A true JP2000275042A (ja) | 2000-10-06 |
| JP4236326B2 JP4236326B2 (ja) | 2009-03-11 |
Family
ID=13802365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08343599A Expired - Fee Related JP4236326B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 自動測量機 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4236326B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101900528A (zh) * | 2009-03-31 | 2010-12-01 | 株式会社拓普康 | 自动跟踪方法和测量装置 |
| JP2014516409A (ja) * | 2011-04-15 | 2014-07-10 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | レーザトラッカの改良位置検出器 |
| US8902408B2 (en) | 2011-02-14 | 2014-12-02 | Faro Technologies Inc. | Laser tracker used with six degree-of-freedom probe having separable spherical retroreflector |
| US9007601B2 (en) | 2010-04-21 | 2015-04-14 | Faro Technologies, Inc. | Automatic measurement of dimensional data with a laser tracker |
| US9041914B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-05-26 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional coordinate scanner and method of operation |
| US9164173B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-10-20 | Faro Technologies, Inc. | Laser tracker that uses a fiber-optic coupler and an achromatic launch to align and collimate two wavelengths of light |
| US9377885B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-06-28 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for locking onto a retroreflector with a laser tracker |
| US9395174B2 (en) | 2014-06-27 | 2016-07-19 | Faro Technologies, Inc. | Determining retroreflector orientation by optimizing spatial fit |
| US9400170B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-07-26 | Faro Technologies, Inc. | Automatic measurement of dimensional data within an acceptance region by a laser tracker |
| US9453913B2 (en) | 2008-11-17 | 2016-09-27 | Faro Technologies, Inc. | Target apparatus for three-dimensional measurement system |
| US9482755B2 (en) | 2008-11-17 | 2016-11-01 | Faro Technologies, Inc. | Measurement system having air temperature compensation between a target and a laser tracker |
| US9482529B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-11-01 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional coordinate scanner and method of operation |
| US9638507B2 (en) | 2012-01-27 | 2017-05-02 | Faro Technologies, Inc. | Measurement machine utilizing a barcode to identify an inspection plan for an object |
| US9686532B2 (en) | 2011-04-15 | 2017-06-20 | Faro Technologies, Inc. | System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurement devices |
| US9772394B2 (en) | 2010-04-21 | 2017-09-26 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker |
| EP3957951A1 (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-23 | Topcon Corporation | Surveying instrument |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP08343599A patent/JP4236326B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9482755B2 (en) | 2008-11-17 | 2016-11-01 | Faro Technologies, Inc. | Measurement system having air temperature compensation between a target and a laser tracker |
| US9453913B2 (en) | 2008-11-17 | 2016-09-27 | Faro Technologies, Inc. | Target apparatus for three-dimensional measurement system |
| CN101900528A (zh) * | 2009-03-31 | 2010-12-01 | 株式会社拓普康 | 自动跟踪方法和测量装置 |
| US9377885B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-06-28 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for locking onto a retroreflector with a laser tracker |
| US10480929B2 (en) | 2010-04-21 | 2019-11-19 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker |
| US10209059B2 (en) | 2010-04-21 | 2019-02-19 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker |
| US9772394B2 (en) | 2010-04-21 | 2017-09-26 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker |
| US9007601B2 (en) | 2010-04-21 | 2015-04-14 | Faro Technologies, Inc. | Automatic measurement of dimensional data with a laser tracker |
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| US9448059B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-09-20 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional scanner with external tactical probe and illuminated guidance |
| US10119805B2 (en) | 2011-04-15 | 2018-11-06 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional coordinate scanner and method of operation |
| US9164173B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-10-20 | Faro Technologies, Inc. | Laser tracker that uses a fiber-optic coupler and an achromatic launch to align and collimate two wavelengths of light |
| US10578423B2 (en) | 2011-04-15 | 2020-03-03 | Faro Technologies, Inc. | Diagnosing multipath interference and eliminating multipath interference in 3D scanners using projection patterns |
| US9157987B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-10-13 | Faro Technologies, Inc. | Absolute distance meter based on an undersampling method |
| US9151830B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-10-06 | Faro Technologies, Inc. | Six degree-of-freedom laser tracker that cooperates with a remote structured-light scanner |
| JP2014516409A (ja) * | 2011-04-15 | 2014-07-10 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | レーザトラッカの改良位置検出器 |
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| US8908154B2 (en) | 2011-04-15 | 2014-12-09 | Faro Technologies, Inc. | Laser tracker that combines two different wavelengths with a fiber-optic coupler |
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| US10267619B2 (en) | 2011-04-15 | 2019-04-23 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional coordinate scanner and method of operation |
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