JP2003262522A - 測量機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 本発明は、距離、角度等を計測するための測
量機に係わり、特に、距離、角度等の測量データを記憶
し、撮像素子からの映像又は、映像及び測量データを表
示器に表示させることのできる測量機を提供することを
目的とする。 ［構成］ 本発明は、合焦光学系を含む望遠鏡光学系
が、測定点に設置された目標物の像を形成し、撮像素子
が、望遠鏡光学系からの光を受け、目標物の像を信号に
変換し、記憶手段が、撮像素子の映像と共に、距離、角
度等の測量データを記憶し、表示器が、撮像素子からの
映像又は、映像及び測量データを表示することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、距離、角度等を計測す
るための測量機に係わり、特に、距離、角度等の測量デ
ータを記憶し、撮像素子からの映像又は、映像及び測量
データを表示器に表示させることのできる測量機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の測量作業は、測定点に設置された
ターゲット等を望遠鏡で視準したり、測定点にコーナー
キューブを設置して、光波距離計により距離を測定する
ことが通常であった。そして距離等のデータは、測量機
本体で演算されるため、この演算結果は外部に接続され
ているデータコレクターに転送して記憶されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら測量作業
は、単に距離等の測量結果を記録するだけでは不十分で
あり、その作業名、気象条件、ポイントナンバー等と共
に、測定データを記録する必要がある。このため従来の
測量作業では、測量者は、望遠鏡を覗きながら測量機本
体及びキーボード等の操作を行って測量し、得られた測
量データをデータコレクタに転送し、更にデータコレク
タを操作して、キーボードから作業名、気象条件、ポイ
ントナンバー等を入力して記憶させる必要があった。

【０００４】これらの作業は、通常、１人の作業者によ
り実施されており、望遠鏡による視準作業、測量機本体
の表示器を確認した後のキーボード操作、そしてデータ
コレクタの表示器を確認しながらのキーボード操作とい
う、３つの作業を連続して実施する必要があり、作業時
間が長期化し、作業効率が低下するという深刻な問題点
があった。

【０００５】従って、これらの３つの作業を省力化する
ことができ、測量作業効率を向上させることのできる測
量システムの出現が強く望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、距離、角度等を測量するための測量
機において、測定点に設置された目標物の像を形成する
ための合焦光学系を含む望遠鏡光学系と、この望遠鏡光
学系からの光を受け、前記目標物の像を信号に変換する
ための撮像素子と、前記撮像素子の映像と共に、前記距
離、角度等の測量データを記憶するための記憶手段と、
前記撮像素子からの前記映像又は、前記映像及び前記測
量データを表示するための表示器とから構成されてい
る。

【０００７】また本発明の撮像素子が固体素子であり、
この固体素子に結像させる合焦機構が、オートフォーカ
ス機能を有する構成にすることもできる。

【０００８】更に本発明は、表示器に表示される映像に
従って、合焦機構が動作可能な構成にすることもでき
る。

【０００９】そして本発明は、望遠鏡光学系を垂直面内
に回動可能に支持した支持部材と、前記望遠鏡光学系を
水平面内に回動可能にするための基盤部とを有し、前記
支持部材と該基盤部とを回動させるための駆動手段を備
えており、表示器に表示される映像に従って、目標物の
視準が可能な構成にすることもできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明は、
距離、角度等を測量するための測量機であって、合焦光
学系を含む望遠鏡光学系が、測定点に設置された目標物
の像を形成し、撮像素子が、望遠鏡光学系からの光を受
け、目標物の像を信号に変換し、記憶手段が、撮像素子
の映像と共に、距離、角度等の測量データを記憶し、表
示器が、撮像素子からの映像又は、映像及び測量データ
を表示することができる。

【００１１】また本発明の撮像素子が固体素子であり、
この固体素子に結像させる合焦機構が、オートフォーカ
ス機能を有することもできる。

【００１２】更に本発明は、表示器に表示される映像に
従って、合焦機構が動作可能にすることもできる。

【００１３】そして本発明は、支持部材が、望遠鏡光学
系を垂直面内に回動可能に支持し、基盤部が、望遠鏡光
学系を水平面内に回動可能にし、駆動手段が、支持部材
と基盤部とを回動させる様になっており、表示器に表示
される映像に従って、目標物の視準を可能にすることも
できる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本実施例の測量機１０００と、こ
の測量機１０００に接続するためのデータコレクタ２０
００を示す図である。

【００１６】測量機１０００は、望遠鏡１００と、望遠
鏡１００を垂直面内に回動可能に支持するための支持部
材２００と、望遠鏡１００を水平面内に回動可能にする
ための基盤部３００と、望遠鏡１００を回動させるため
の第１の駆動手段４００と、基盤部３００に形成され、
支持部材２００を回動させるための第２の駆動手段５０
０と、データコレクタ２０００と接続するための入出力
端子６００とから構成されている。

【００１７】第１の駆動手段４００は、第１の減速手段
４１０と高低用モータ４２０とから構成されている。第
２の駆動手段５００は、第２の減速手段５１０と水平用
モータ５２０とから構成されている。なお本実施例の第
１の減速手段４１０及び第２の減速手段５１０は、歯車
減速機構が採用されているが、歯車減速機構に限らずベ
ルト駆動等、その他の減速機構を採用することもでき
る。

【００１８】図２は、本実施例の測量機１０００と、こ
の測量機１０００に接続するためのデータコレクタ２０
００の電気的構成を示す図である。

【００１９】測量機１０００は、光波距離計７００と、
目標物の像を電気信号に変換するための固体撮像素子８
１０と、この固体撮像素子８１０を駆動させるための撮
像素子駆動手段８２０と、固体撮像素子８１０の出力信
号を増幅するためのプリアンプ８３０と、マイクロコン
ピュータ９００と、高低用モータ４２０、水平用モータ
５２０等のモータを駆動するための駆動回路９１０と、
高低用エンコーダ９２０と、水平用エンコーダ９３０と
から構成されている。

【００２０】次に図３及び図４に基づいて、測量機１０
００の構成を詳細に説明する。

【００２１】望遠鏡１００は、測定点に設置された目標
物の像を形成するためのもので、望遠鏡光学系１１０を
備えている。望遠鏡光学系１１０は、対物レンズ１１１
とコリメートレンズ１１２とから構成されている。望遠
鏡１００は、軸部材１２０により支持部材２００に回動
可能に軸止されており、垂直面内（上下方向）に回動さ
せることができる。この軸部材１２０は第１の駆動手段
４００に連結されている。即ち、軸部材１２０に形成さ
れた歯部と、第１の減速手段４１０の歯車とが噛合する
様に構成されており、高低用モータ４２０の回転力を、
第１の減速手段４１０を介して軸部材１２０に伝達する
様になっており、望遠鏡１００を上下方向,に回動させ
ることができる。

【００２２】また軸部材１２０には、高低用エンコーダ
９２０が連結されており、望遠鏡１００の上下方向の回
転角を検出することができる様に構成されている。

【００２３】そして支持部材２００の下端部には、回転
中心軸２１０が形成されており、基盤部３００に挿入係
止されている。従って支持部材２００は、基盤部３００
に対して水平面内に回動可能となっている。なお支持部
材２００には、望遠鏡１００が取り付けられているの
で、望遠鏡１００も、基盤部３００に対して水平面内に
回動可能とされている。

【００２４】コリメートレンズ１１２の合焦点には、固
体撮像素子８１０が配置されている。この固体撮像素子
８１０は撮像素子に該当するもので、目標物の像を電気
信号に変換するためのものである。本実施例では、ＣＣ
Ｄによる撮像素子が採用されているが、光電変換できる
素子であれば、何れの受光素子を採用することができ
る。なお、対物レンズ１１１とコリメートレンズ１１２
とは合焦光学系に該当するものである。

【００２５】なお本実施例では、図４及び図５に示す様
に合焦機構１３０が装備されている。この合焦機構１３
０は、対物レンズ１１１を固定するための対物レンズ枠
１３１と、この対物レンズ枠１３１の開口端部の内周壁
に形成されたリードネジ部１３１１と、コリメートレン
ズ１１２を固定するためのコリメートレンズ枠１３２
と、このコリメートレンズ枠１３２の外周壁に形成さ
れ、リードネジ１３１１と噛合するためネジ部１３２１
と、コリメートレンズ枠１３２を回動させるための合焦
用モータ１３３とからなっている。

【００２６】合焦用モータ１３３は、適宜の歯車減速手
段を介して、コリメートレンズ枠１３２と噛合する様に
構成されており、コリメートレンズ枠１３２が回動する
と、コリメートレンズ枠１３２のネジ部１３２１と噛合
されたリードネジ１３１１により、対物レンズ枠１３１
が前後に移動する様になっている。従って合焦用モータ
１３３を回動させることにより、対物レンズ１１１を前
後に移動させることができる。即ち、固体撮像素子８１
０に結像させる合焦動作を電気的に行うことができる。
なお合焦機構１３０は、オートフォーカスにすることも
可能であるが、合焦用モータ１３３を省略して、手動に
よるピント合わせを行う構成にすることもできる。

【００２７】基盤部３００は支持部材２００を回動自在
に固定するためのもので、支持部材２００の回転中心軸
２１０が挿入係止されており、望遠鏡１００を水平面内
に回動させることができる。

【００２８】基盤部３００には第２の駆動手段５００が
形成されており、水平用モータ５２０が固定されてい
る。第２の減速手段５１０の歯車は、支持部材２００の
回転中心軸２１０に形成された歯車と噛合する様に構成
されており、水平用モータ５２０の回転力を、第２の減
速手段５１０を介して、支持部材２００の回転中心軸２
１０に伝達する様になっており、支持部材２００を水平
面内に回動させることができる。従って、基盤部３００
内の第２の駆動手段５００を駆動させることにより、望
遠鏡１００及び支持部材２００を水平面内に回動させる
ことができる。

【００２９】また回転中心軸２１０には、水平用エンコ
ーダ９３０が連結されており、望遠鏡１００及び支持部
材２００の水平方向の回転角を検出することができる様
になっている。

【００３０】更に基盤部３００の外壁部には、データコ
レクタ２０００と連結するための入出力端子６００が形
成されている。この入出力端子６００は、接続手段に該
当するものである。

【００３１】そして基盤部３００の下端には、水準装置
３１０が設けられており、三脚に測量機１０００を固定
すると共に、測量機１０００を水平に保つ様に調整する
ことができる。

【００３２】なお測量機１０００には光波距離計７００
が内臓されている。この光波距離計７００は、測定点に
設置された目標物に対して、光を送出し、目標物からの
反射光を受光し、この光の発光時間と反射光の受光時間
の時間差により、目標物までの距離を測定するものであ
る。なお距離測定の演算には、マイクロコンピュータ９
００を使用してもよく、光波距離計７００独自に演算処
理手段を備えてもよい。

【００３３】次に、測量機１０００に接続するデータコ
レクタ２０００を説明する。データコレクタ２０００
は、測量機１０００で計測された距離、角度等の測量デ
ータ、及び固体撮像素子８１０で撮像された映像を記憶
するためのメモリ２１００と、測量機１０００の固体撮
像素子８１０で撮像された映像及び測量データを表示す
るための表示器２２００と、キーボード２３００と、デ
ータコレクタ用ＣＰＵ２４００とから構成されている。

【００３４】データコレクタ２０００のデータコレクタ
用ＣＰＵ２４００と、測量機１０００のマイクロコンピ
ュータ９００とは、適宜のインターフェースを介して接
続される。この際、データコレクタ２０００のケーブル
２５００を測量機１０００の入出力端子６００に連結す
ることにより、接続を行う様になっている。

【００３５】表示器２２００は液晶ディスプレイ等から
構成されており、プリアンプ８３０を介して測量機１０
００の固体撮像素子８１０と接続されている。この接続
も、上述のケーブル２５００を使用して、測量機１００
０の入出力端子６００に連結することにより行ってい
る。また表示器２２００には、表示用調整回路２２２１
が接続されており、表示画面を調整することができる。
また表示器２２００は、適宜のメッセージを表示するこ
ともできる。

【００３６】キーボード２３００は、指示データ等を入
力するための入力手段に該当するものであり、入力手段
はキーボード２３００に限らず、手書き入力装置や、他
の情報処理機器等から入力する様な構成にすることもで
きる。

【００３７】以上の様に構成された本実施例の作用を説
明する。

【００３８】まず三脚上に測量機１０００を設置し、水
平の調整等を行う。次に、データコレクタ２０００のケ
ーブル２５００を測量機１０００の入出力端子６００に
連結する。そして測定点に設置された目標物を望遠鏡１
００を視準する。望遠鏡光学系１１０により得られた目
標物の像は、固体撮像素子８１０により電気信号に変換
され、プリアンプ８３０で増幅された後、入出力端子６
００に出力される。そして入出力端子６００に連結され
たケーブル２５００を介して、データコレクタ２０００
の表示器２２００に送出され、表示器２２００に撮影さ
れた画像が表示される。

【００３９】作業者は表示器２２００を確認しながら、
データコレクタ２０００のキーボード２３００を操作し
て、ピント合わせを行う。即ち、データコレクタ２００
０のキーボード２３００から入力された合焦指令は、デ
ータコレクタ用ＣＰＵ２４００に送出され、データコレ
クタ用ＣＰＵ２４００は、ケーブル２５００を介して測
量機１０００のマイクロコンピュータ９００に合焦制御
信号を出力する。更に測量機１０００のマイクロコンピ
ュータ９００は、データコレクタ用ＣＰＵ２４００から
の合焦制御信号に基づき、駆動回路９１０を制御し、合
焦用モータ１３３を回動させる。この結果、データコレ
クタ２０００のキーボード２３００を操作することによ
り、測量機１０００の合焦機構１３０を制御することが
でき、合焦動作を実施することができる。

【００４０】そして作業者が、合焦動作の完了を確認し
た後、キーボード２３００を操作すれば、測量機１００
０の固体撮像素子８１０で撮像した目標物の像をメモリ
２１００に記憶することができる。従ってメモリ２１０
０には、作業名、気象条件、ポイントナンバー等のデー
タが記録されることになる。

【００４１】次に光波距離計７００を作動させ、測定点
に設置された目標物までの距離を測定する。マイクロコ
ンピュータ９００は、高低用エンコーダ９２０と水平用
エンコーダ９３０とにより、水平方向及び垂直方向の角
度を測角する。光波距離計７００より出力された斜距離
データは、水平距離又は座標値等に変換された後、マイ
クロコンピュータ９００から入出力端子６００に出力さ
れ、更にケーブル２５００を介して、データコレクタ２
０００のデータコレクタ用ＣＰＵ２４００に送られる。
データコレクタ用ＣＰＵ２４００は、受信した距離デー
タを表示器２２００に表示すると共に、メモリ２１００
に記憶させる。

【００４２】また測量機１０００の高低用エンコーダ９
２０と水平用エンコーダ９３０とによって得られた測角
データも、距離データと同様に、データコレクタ２００
０に送られ、表示器２２００に表示すると共に、メモリ
２１００に記憶される様になっている。

【００４３】作業者は、データコレクタ２０００のキー
ボード２３００を操作して望遠鏡１００を水平方向及び
垂直方向に動かして、他の目標物を視準することもでき
る。即ち、データコレクタ２０００のキーボード２３０
０から入力された望遠鏡回動指令は、データコレクタ用
ＣＰＵ２４００に送出され、データコレクタ用ＣＰＵ２
４００は、ケーブル２５００を介して測量機１０００の
マイクロコンピュータ９００に望遠鏡回動指令を出力す
る。更に測量機１０００のマイクロコンピュータ９００
は、入出力端子６００を介して受信されたデータコレク
タ用ＣＰＵ２４００からの望遠鏡回動指令に基づき、駆
動回路９１０を制御し、高低用モータ４２０と水平用モ
ータ５２０とを回動させる様になっている。この結果、
データコレクタ２０００のキーボード２３００を操作す
ることにより、測量機１０００の第１の駆動手段４００
と第２の駆動手段５００とを制御することができ、望遠
鏡１００を所望の方向に向けることができる。

【００４４】なお接続手段である入出力端子６００は、
固体撮像素子８１０の映像出力信号と距離データ等と
を、これらのデータを記憶するためのメモリ２１００と
固体撮像素子８１０からの映像を表示するための表示器
２２００とを備えたデータコレクタ２０００に対して送
出するものである。更に本実施例の入出力端子６００
は、データコレクタ２０００のキーボード２３００から
入力された指示データを受信することもできる。

【００４５】また距離データは測量データの一つであ
り、本発明は、光波距離計７００の距離データのみなら
ず、角度等の測量装置に適用することができる。

【００４６】

【効果】以上の様に構成された本発明は、距離、角度等
を測量するための測量機において、測定点に設置された
目標物の像を形成するための合焦光学系を含む望遠鏡光
学系と、この望遠鏡光学系からの光を受け、前記目標物
の像を信号に変換するための撮像素子と、前記撮像素子
の映像と共に、前記距離、角度等の測量データを記憶す
るための記憶手段と、前記撮像素子からの前記映像又
は、前記映像及び前記測量データを表示するための表示
器とから構成されているので、表示器に目標物の像を表
示すると共に、距離、角度等の測量データを表示するこ
とができるという効果がある。

【００４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である測量機１０００とデータ
コレクタ２０００を示す図である。

【図２】本発明の実施例の電気的構成を説明する図であ
る。

【図３】本発明の実施例の測量機１０００を説明する図
である。

【図４】本発明の実施例の測量機１０００を説明する断
面図である。

【図５】本発明の実施例の合焦機構１３０の拡大図であ
る。 １００ 望遠鏡 １１０ 望遠鏡光学系 １１１ 対物レンズ １１２ コリメートレンズ １２０ 軸部材 １３０ 合焦機構 ２００ 支持部材 ２１０ 回転中心軸 ３００ 基盤部 ４００ 第１の駆動手段 ４１０ 第１の減速手段 ４２０ 高低用モータ ５００ 第２の駆動手段 ５１０ 第２の減速手段 ５２０ 水平用モータ ６００ 入出力端子 ７００ 光波距離計 ８１０ 固体撮像素子 ８２０ 撮像素子駆動手段 ８３０ プリアンプ ９００ マイクロコンピュータ ９１０ 駆動回路 ９２０ 高低用エンコーダ ９３０ 水平用エンコーダ １０００ 測量機 ２０００ データコレクタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 距離、角度等を測量するための測量機に
   おいて、測定点に設置された目標物の像を形成するため
   の合焦光学系を含む望遠鏡光学系と、この望遠鏡光学系
   からの光を受け、前記目標物の像を信号に変換するため
   の撮像素子と、前記撮像素子の映像と共に、前記距離、
   角度等の測量データを記憶するための記憶手段と、前記
   撮像素子からの前記映像又は、前記映像及び前記測量デ
   ータを表示するための表示器とを備える測量機。
2. 【請求項２】 撮像素子が固体素子であり、この固体素
   子に結像させる合焦機構が、オートフォーカス機能を有
   する請求項１記載の測量機。
3. 【請求項３】 表示器に表示される映像に従って、合焦
   機構が動作可能な請求項２記載の測量機。
4. 【請求項４】 望遠鏡光学系を垂直面内に回動可能に支
   持した支持部材と、前記望遠鏡光学系を水平面内に回動
   可能にするための基盤部とを有し、前記支持部材と該基
   盤部とを回動させるための駆動手段を備えており、表示
   器に表示される映像に従って、目標物の視準が可能な請
   求項２記載の測量機。