JP2012058189A - 電子レベル及び電子レベル用標尺 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に測定可能範囲を広げて長距離測定及び短距離測定の両方を測定でき、従来の電子レベル用標尺と混在させて使用しても誤った測定をしないようにする。
【解決手段】電子レベル用標尺（１）は、第１の距離範囲での測定のために所定の規則に従って濃淡が形成された第１パターン（１Ａ）と、第１の距離範囲とは異なる第２の距離範囲での測定のために第１パターンの濃淡を逆にしたもの（１Ｒ）を拡大又は縮小した第２パターン（１Ｂ）とを有する。電子レベルは、第１パターンに対応してラインセンサの出力信号から視準点の高さを測定する高さ測定手段と、第２パターンに対応するために、ラインセンサの出力信号の濃淡を反転させる濃淡反転手段と、第２パターンの第１パターンに対する縮尺に応じて前記高さ測定手段で測定した高さを補正する高さ補正手段とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子レベル（水準儀）及び電子レベル用標尺（以下、単に標尺と記載する）に関する。

電子レベルとは、目盛りとしてバーコードの付された標尺を用いることにより、バーコードを読んで自動的に測定点の高さを求めるものである。このような電子レベルでは、外乱の影響を受けやすく、例えば標尺の背景や標尺と電子レベルとの間の障害物により測定不能になりやすいという不具合がある。

出願人は、前記不具合を解消するため、外乱の影響を受け難い電子レベルに関する出願をしている（下記特許文献１参照）。まず、この電子レベルについて説明する。

図１に示したように、この電子レベル２は、標尺１を視準し、視準位置の高さｈを測定するためのものである。標尺１には、白地の表面に黒色のマーク１１が描かれたバーコードが表示されている。標尺１は通常、正立状態でセットされるが、図示のように天井面Ｃを基準にして、標尺１を上下方向に反転させた倒立状態でセットする場合がある。この場合には天井面Ｃから視準位置までの距離ｈを測定する。マーク１１の上下方向の幅寸法は、全て同じ寸法ではなく、複数種類の寸法のものが所定の順序で配列されている。

図２にバーコードパターンを示す。標尺１に表示されているマーク１１は、一定のピッチＰで配列されている。標尺１の全長を４ｍとし、ピッチＰを１６ｍｍとすると、標尺１には２４９本のマーク１１を表示することができる。マーク１１の上下方向の幅寸法としては、３ｍｍ・４ｍｍ・７ｍｍ・８ｍｍ・１１ｍｍ・１２ｍｍの６種類を用いる。電子レベル２は、マーク１１の幅寸法を求めると、図２のＮに示すように、０，１，２，３，４，５の６種類の整数に対応させることにした。従って、マーク１１から作られる数列は、６種類の整数で表されることになり、例えば、次のような数列（１）になる。

・・・０，５，１，２，４，０，５，３，１，０，４，３，２，・・・（１）

ここで、数列（１）から任意の個数の整数を取り出して順列を作成した場合に、１カ所から取り出して作成した順列が他のいずれの場所から取り出して作成した順列に対しても異なるようにする必要がある。また、標尺１の倒立状態で得られる順列が、標尺１の正立状態で得られる順列のいずれに対しても相違する必要がある。そこで、前記数列（１）から整数を取り出す個数を５個とした。例えば、数列（１）の左端から、５個の整数を取り出すと、次のような順列（２）が得られる。

０，５，１，２，４ （２）

但し、５個の整数を取り出す場合に、これらの整数は必ずしも連続している必要はなく、例えば標尺１と電子レベル２との間の障害物等により左から３番目の整数に対応するマーク１１が隠された場合には、隠されて不明な整数を＊として、次のような順列を得るようにしても良い。

０，５，＊，２，４，０ （３）

一方、電子レベル２は、上記数列（１）と同じものをテーブル値として記憶しており、そのテーブル値のどの部分に、取り出した順列（２）または（３）が一致しているかを求め、その位置から視準位置の高さｈを求めるようにしている。

また、標尺１が倒立状態であれば、前記順列（２）の部分から取り出した整数の順列（４）は次のようになる。

４，２，１，５，０ （４）

順列（４）は、上記数列（１）のいずれの部分にも一致しないように設定されている。したがって、標尺１が倒立状態であれば一致する部分が無いことから、マイコン３は、標尺１が倒立状態であることを判断でき、その旨を表示すると共に、取り出した順列（４）の順序を反転させて、反転させた順列を前記数列（１）と比較することによって、高さｈを求めることができる。

ところで、標尺１と電子レベル２との距離が離れると、視準光学系の視野内に位置するマーク１１の個数は増加するが、マーク１１の画像は小さくなり、幅寸法の識別精度が低下する。そこで、標尺１の画像の大きさから、スタジア測量により標尺１と電子レベル２との距離が所定値を超えたと判断すると、図２のＦに示すように、３ｍｍと４ｍｍとを同じ寸法と識別して０に対応させ、７ｍｍと８ｍｍとを同じ寸法として１に対応させ、１１ｍｍと１２ｍｍとを同じ寸法と識別して２に対応させることとした。このようにすると、３種類の整数で表わされた次のような数列（５）が得られる。

・・・０，２，０，１，２，０，２，１，０，０，２，１・・・ （５）

電子レベル２は、数列（１）の他にこの数列（５）も記憶している。ところで、このように数列（５）を構成する整数の種類が３種類になると、確実な高さ測定のためには、取り出す整数の個数を５個から増加させる必要があるので、８個取り出すこととした。

例えば、数列（５）の左端から８個の整数を取ると、次のような順列（６）が得られる。

０，２，０，１，２，０，２，１ （６）

また、いくつか（例えば２つ）のマーク１１が隠れて識別できない場合には、連続しない８個の整数を取り出して順列（７）を形成しても良い。

０，２，０，＊，２，０，＊，１，０，０ （７）

そして、順列（６）または（７）が、電子レベル２が記憶している数列（５）のどの部分に一致するかを求めて、視準位置の高さｈを求める。また、標尺１が倒立状態の場合には得られた順列（６）または（７）を反転させて、反転させた順列と数列（５）とから視準位置の高さｈを求める。

ところで、図３に示したように、電子レベル２の内部には、対物光学系（対物レンズ及び合焦レンズ）２１及び傾斜自動補償機構（コンペンセータ）２２が設けられており、受光された標尺１の画像はビームスプリッタ２３によってラインセンサ２４に分岐される。ビームスプリッタ２３を通過するものが視準光学系であり、ラインセンサ２４へと分岐されたものが映像光学系となる。

視準光学系は、対物光学系２１と傾斜自動補償機構２２とビームスプリッタ２３と焦点板２０ａと接眼レンズ２０ｂとで構成されている。映像光学系は対物光学系２１と傾斜自動補償機構２２とビームスプリッタ２３とラインセンサ２４とで構成されている。ラインセンサ２４は受光した標尺１の画像を電気信号に変換しアンプ２５に出力する。アンプ２５で増幅された信号は、クロックドライバ２６のクロック信号に同期してＡ・Ｄ変換器２７でサンプルホールドされ、デジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された信号は、ＲＡＭ２８に記憶される。マイコン３は、ＲＡＭ２８に記憶されている信号を基に、視準光学系の視野内に捉えた各マーク１１の幅寸法を求め、視準点を中心にして所定数のマーク１１から所定数の整数の順列を求める。例えば、所定距離以内の測定の場合には、図４に示したように、Ｎ−２番目、Ｎ−１番目、Ｎ番目、Ｎ＋１番目、Ｎ＋２番目のマーク１１の幅寸法から５個の整数からなる順列を求める。そして、ＲＯＭ３１内に予め格納された数列（１）または（５）のテーブル値と照合して視準位置の高さｈを求める。駆動回路２９は、ラインセンサ２４の作動を制御する回路である。また、上記視準光学系の光軸と映像光学系の光軸とは互いに一致させているので、標尺１上の視準点と映像光学系の視準点とは互いに一致する。

この電子レベル２で高さ測定を行うためにマイコン３が行う測定プログラムについては、図５のフローチャートで説明する。

測定プログラムをスタートさせると、ステップＳ１に進んで、ラインセンサ２４からの出力信号を取得する。次に、ステップＳ２に進んで、取得した出力信号に対して周波数測定を行う。マーク１１は、標尺１上に一定のピッチＢで配置されているため、マーク１１の配列による周波数成分を検出できる。その周波数は、すなわちラインセンサ２４上の所定の画素数に結像したマーク１１の数であるので、その数で前記所定の画素数を除算すれば、ラインセンサ２４上に結像したマーク１１のピッチＰを画素を単位とした長さとして求めることができる。次にステップＳ３に進んで、周波数測定に成功したか否か調べる。周波数測定に失敗すれば標尺１までの距離算出ができないので、ステップＳ８に進んで、測距エラーを表示して測定プログラムを終了する。

図６に示したように、予め決まっている標尺１上におけるマーク１１のピッチＢと、対物レンズの焦点距離ｆと、周波数測定から求めたラインセンサ２４上に結像したマーク１１のピッチＰから、標尺１までの距離Ｄは、次式で求まる。

Ｄ＝ｆＢ/Ｐ （８）

ステップＳ３で周波数測定に成功したときは、ステップ４に進んで、後述するように高さ測定を行う。次に、高さ測定が成功したか否か調べる。高さ測定が成功すれば、ステップＳ６に進んで、高さ及び距離の測定値を表示して、この測定プログラムを終了する。高さ測定に失敗したときは、ステップＳ７に進んで、測高エラーを表示して、この測定プログラムを終了する。

ステップＳ４における高さ測定については、図７及び図８によってさらに詳細に説明する。ステップＳ３からは、ステップＳ４１に進んで、黒のマーク１１の幅寸法を測定する。図８の（Ａ）ようにマーク１１がラインセンサ２４上に結像すると、ラインセンサ２４からの出力信号は図８の（Ｂ）ように変化する。そこで、ラインセンサ２４からの出力信号を微分すると、図８の（Ｃ）に示したように、立下りパルス及び立上りパルスが検出できるので、両パルスの間隔ｗから各マーク１１の幅寸法を検出できる。

次にステップＳ４２に進んで、各マーク１１の幅を整数に変換するコード化処理を行う（図２参照）。次に、ステップＳ４３に進んで、各マーク１１の幅を整数化して得られた順列と予め記憶してある数列との間で一致する箇所を探す。次にステップＳ４４に進んで、一致する箇所が見つかったら高さ測定を行い、次のステップＳ５に進み、一致する箇所が見つからなかったら高さ測定失敗と記憶して、やはり次のステップＳ５に進む。

このような標尺１と電子レベル２によれば、マーク１１を等ピッチで配列し、マーク１１の幅寸法を変えることにより整数の順列を得るようにしたので、１つのマーク１１が障害物等に隠され検出できない場合でも高さｈ測定が可能である。

また、電子レベル２と標尺１との距離が所定距離より短い場合、全ての種類のマーク１１の幅寸法を確実に識別できるので、整数の順列を生成するために取り出すマーク１１の個数が少なくて済み、それだけ標尺１と電子レベル２との距離を縮めることができる。

また、標尺１と電子レベル２との距離が所定距離より長い場合には、幅寸法が近い少なくとも２種類のマーク１１を同じ寸法と認識して同じ整数を意味させたことにより、マーク１１を識別し得る距離を長くしている。この場合、各マーク１１に対応する整数の種類が少なくなり、視準位置を特定するために必要とするマーク１１の本数が増えるが、標尺１と電子レベル２との距離が離れている場合には、視準光学系の視野内に入るマーク１１の本数が多くなるので、長距離測定も確実に行うことができる。

さらに、各マーク１１から取り出された順列を反転して得られる順列も、前記数列（１）のいずれの位置から取り出した順列に対しても異なるようにしてあるので、標尺１が倒立状態の場合に得られる順列は、前記数列（１）に一致する箇所が存在しないことから、標尺１が倒立状態でセットされているかもしれないと判断できる。そこで、取り出した順列を逆方向に反転させた逆順列なら一致する部分が存在するなら、標尺１が倒立しているものと判断して高さを測定する。

以上の説明から明らかなように、この電子レベル２は、マーク１１の幅寸法を基に整数の順列を求め視準位置の高さを求めるので外乱の影響を受けにくい。また、標尺１と電子レベル２との距離の長短により順列を構成する整数の種類を増減させたので、標尺１と電子レベル２との間の測定可能範囲を広げることができる。

また、下記特許文献２にも、測定可能範囲を広げることができる電子レベルと標尺が開示されている。ただし、これは、本発明との関連が少ないため、説明を省略する。

特許第３７８９６２５号公報 特許第２８３８２４６号公報

前記特許文献１に開示された電子レベル２では、バーコードのマーク１１の幅寸法を整数に変換するために、バーコードパターンの寸法仕様と、電子レベル２の対物光学系の焦点距離や視野角、ラインセンサ２４の画角や画素サイズが互いに依存関係にあって、遠距離又は近距離に測定可能範囲を簡単に広げることができないという問題があった。測定可能範囲を広げるには、バーコードパターンの新規なパターン規則と、これを認識する演算処理プログラムが必要になるからである。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、簡単に測定可能範囲を広げて長距離測定及び短距離測定の両方を測定でき、従来の電子レベル用標尺と混在させて使用しても誤った測定をしないようにすることを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数のバー状のマークを等ピッチで長手方向に沿って配列して濃淡を形成したパターンを有する電子レベル用標尺において、前記パターンとして、第１の距離範囲での測定のために所定の規則に従って濃淡が形成された第１パターンと、前記第１の距離範囲とは異なる第２の距離範囲での測定のために前記第１パターンの濃淡を逆にしたものを拡大又は縮小した第２パターンとを有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記電子レベル用標尺は、向きが異なる第１面と第２面とを有し、前記第１面に前記第１パターンが形成され、前記第２面に前記第２パターンが形成されたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２のいずれかに記載の電子レベル用標尺に形成された前記第１パターン又は前記第２パターンに応じて出力信号を発生するラインセンサと、前記第１パターンに対応して前記ラインセンサの出力信号から視準点の高さを測定する高さ測定手段を有する電子レベルにおいて、前記第２パターンに対応するために、前記ラインセンサからの出力信号の濃淡を反転させる濃淡反転手段と、前記第２パターンの前記第１パターンに対する縮尺に応じて前記高さ測定手段で測定した高さを補正する高さ補正手段とを備え、請求項１又は２のいずれかに記載の電子レベル用標尺を用いても高さ測定できることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記高さ測定手段で視準点の高さを測定できなかった場合に、前記第１パターンへの対応を前記第２パターンへの対応に変更し、または、前記第２パターンへの対応を前記第１パターンへの対応に変更して、再測定を行わせる再測定手段を備えたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記第１パターン又は前記第２パターンのいずれで高さ測定できたかを記憶するパターン記憶手段を備え、記憶しているパターンに対応させて次回の最初の測定を行うことを特徴とする。

請求項１に係る発明の電子レベル用標尺によれば、第１パターンと該第１パターンの濃淡を逆にしたものを拡大又は縮小した第２パターンとを有するから、請求項３に係る発明の電子レベルを用いると、第１パターンと第２パターンのいずれを用いても高さ測定できるため、第１パターンを用いて第１の距離範囲の測定ができ、第２パターンを用いて第１の距離範囲より長距離又は短距離の第２の距離範囲の測定を行うことができ、簡単に測定範囲を広げることができる。

請求項２に係る発明によれば、前記電子レベル用標尺は、向きが異なる第１面と第２面とを有し、前記第１面に前記第１パターンが形成され、前記第２面に前記第２パターンが形成されたから、１本の電子レベル用標尺で測定範囲を広げることができて便利である。

請求項３に係る発明の電子レベルによれば、第１パターンに対応してラインセンサの出力信号から視準点の高さを測定する高さ測定手段を有するから、前記第１パターンを用いて測定すれば従来どおりの測定ができる。前記第２パターンを用いて測定するときは、濃淡反転手段によって前記ラインセンサからの出力信号の濃淡を反転させることによって、前記高さ測定手段で第２パターンから高さを読むことができる。ただし、第２パターンは第１パターンに対して拡大又は縮小しているので、このままでは正確な高さが得られない。そこで、第２パターンに対応させてラインセンサからの出力信号の濃淡を反転させたときは、高さ補正手段によって、前記第２パターンの前記第１パターンに対する縮尺に応じて前記高さ測定手段で測定した高さを補正させて、正しい高さを得ることができる。こうして、第１パターンを用いて第１の距離範囲の測定ができ、第２パターンを用いて第１パターンを用いたときよりも長距離又は短距離の第２の距離範囲の測定を行うことによって、電子レベルのハードウェアを変更することなく、簡単に測定範囲を広げることができる。しかも、従来の電子レベル用標尺と混在させて使用しても誤った測定をしない。

請求項４に係る発明によれば、前記高さ測定手段で視準点の高さを測定できなかった場合に、第１パターンへの対応を第２パターンへの対応に変更し、または、第２パターンへの対応を第１パターンへの対応に変更して、再測定を行わせる再測定手段を備えたから、第１パターン又は第２パターンのいずれで測定するか人手で指示しなくても、自動的に第１パターン又は第２パターンのいずれかを判断して測定できて便利である。

請求項５に係る発明によれば、第１パターン又は第２パターンのいずれで高さ測定できたかを記憶するパターン記憶手段を備え、記憶しているパターンに対応させて次回の最初の測定を行うから、無駄な測定をすることが少なくなって、迅速に測定を完了することができる。

従来の電子レベルと標尺の使い方を説明する図 従来の標尺のバーコードを説明する図 従来の電子レベルのブロック図 従来の電子レベルで標尺を視準した状態を示す図 従来の電子レベルで高さ測定を行う測定プログラムのフローチャート 距離測定の原理を説明する図 前記測定プログラムの一部を詳しく説明したフローチャート 従来の電子レベルでマークの幅を検出する方法を説明する図 本発明の一実施例の標尺を説明する図 本発明の一実施例の電子レベルが備える測定プログラムを説明する図 前記実施例で濃淡反転したマークの幅を検出する方法を説明する図 前記実施例で濃淡反転処理を行う場合の要件をまとめた表 前記実施例で再測定を行う場合の要件をまとめた表

以下、図面を参照して、本発明の一実施例に係る電子レベル及び標尺について説明する。本実施例の標尺１は、図９に示したように、前記特許文献１に開示された標尺１と同じバーコードパターンである第１パターン１Ａの他に、第１パターン１Ａの白黒（濃淡）を反転させたもの１Ｒを縮小させた相似形の第２パターン１Ｂを有する。２つのパターン１Ａ、１Ｂは、それぞれ１本の標尺１の表裏に描かれていてもよいし、それぞれ２本の標尺１の一面に描かれていてもよいし、それぞれ多角形断面の標尺１の異なる方向を向いている第１面及び第２面に描かれていてもよい。

一方、本実施例の電子レベル２は、標尺１に描かれた第１パターン１Ａだけでなく、第２パターン１Ｂからも高さ測定できるようにした測定プログラムを備える点以外は、前記特許文献１に開示された電子レベル２と同じである。

それでは、マイコン３が行う前記測定プログラムについて説明する。図１０に示すように、前記測定プログラムをスタートさせると、ステップＳ１に進んで、ラインセンサ２４からの出力信号を取得し、次にステップＳ２に進んで、取得した出力信号に対して周波数測定を行い、次にステップＳ３に進んで、周波数測定が成功したか否かを調べる。ここまでと、周波数測定に失敗したとき、ステップＳ８に進んで、測距エラーを表示して測定を終了することは、前記特許文献１に開示されたものと同じである。

ステップＳ３で周波数測定に成功したときは、ステップＳ１０に進んで、制御変数Ｊ，Ｋを初期化する。制御変数Ｊとは、第１パターン１Ａ（Ｊ＝１）に対応するため設定（従来と同じ設定）と、第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）に対応するための設定のいずれかを指示するものである。第２パターン１Ｂに対応するためには、ラインセンサ２４の出力信号を取得した（図１１のＢ参照）後に、ラインセンサ２４の出力信号を反転させる（図１１のＢ’参照）。それからは、従来と同じく反転した出力信号を微分すれば（図１１のＣ参照）、マーク１１の幅ｗを得ることができる。制御変数Ｋとは、ある測定点に関する最初の測定（Ｋ＝１）と再測定（Ｋ＝２）のどちらを行うかを指示するものである。ステップＳ１０では、制御変数Ｋについては、Ｋ＝１が設定され、制御変数Ｊについては、後述するように、前回の測定で第１パターン１Ａ（Ｊ＝１）又は第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）のうち高さ測定ができたほうが設定される。

次に、ステップＳ１１に進んで、最初に第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）が指示されているか否か調べる。第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）が指示されているときは、ステップＳ１２に進んで、ラインセンサ２４からの出力信号を反転させる処理をしてから、ステップＳ４に進んで高さ測定を行う。このステップＳ４は、特許文献１に開示された従来のものと同じである。第１パターン１Ａ（Ｊ＝１）が指示されているときは、そのままステップＳ４に進んで高さ測定を行う。ここで、ステップＳ１０〜Ｓ１２は、請求項３に記載の濃淡反転手段に相当し、ステップＳ４は、請求項３に記載の高さ測定手段に相当する。

ステップＳ４で高さ測定を行うと、ステップＳ２１に進んで、高さ測定が成功したか否か調べる。高さ測定に失敗した場合は、ステップＳ２２に進んでコード化エラー以外のエラーか否か調べる。コード化エラーとは、マーク１１の検出失敗、マーク１１の幅寸法を整数化することの失敗、整数化した順列と予め記憶している数列との一致点を発見できなかったことである。コード化エラー以外のエラーのときは、ステップＳ７に進んで測高エラーを表示して終了する。コード化エラーのときは、ステップＳ２３に進んで再測定（Ｋ＝２）か否か調べる。再測定の場合は、ステップＳ７に進んで測高エラーを表示して終了する。再測定でない場合（Ｋ＝１のとき）は、ステップＳ２４に進んで再測定の設定（Ｋ＝２、Ｊ＝１ならＪ＝２へ変更、Ｊ＝２ならＪ＝１へ変更）をして、ステップＳ１１に戻る。ここで、ステップＳ２１〜Ｓ２４は、請求項４に記載の再測定手段に相当する。

ステップＳ２１で高さ測定成功と判断した場合は、ステップＳ３１に進んで、第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）に対応しているか否か調べる。第２パターン１Ｂは、第１パターン１Ａに対して縮小されているので、第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）に対応している場合は、ステップＳ３２へ進んで、第２パターン１Ｂの第１パターン１Ａに対する縮尺に応じて、ステップＳ４で測定した高さの補正処理を行って正しい高さを求め、それからステップＳ４０に進む。第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）に対応していない場合、すなわち第１パターン１Ａ（Ｊ＝１）に対応している場合は、そのままステップＳ４０に進む。ここで、ステップＳ３１〜３２は、請求項３に記載の高さ補正手段に相当する。

そして、ステップＳ４０に進むと、制御変数Ｊの値を記憶する。これは、次回の測定でも、標尺1を隣接する測定点に移動させるため、同じパターンが使われることが多いと考えられるからである。そして、ステップＳ６に進んで測定結果を表示して終了する。ここで、ステップ４０は、請求項５に記載されたパターン記憶手段に相当する。

なお、表１２には、どのような場合にラインセンサ２４の出力信号を反転させるか、表１３には、どのような場合に再測定を行うかがまとめてある。

本実施例の標尺１及び電子レベル２によれば、第１パターン１Ａを用いて測定すれば従来どおりの測定ができる。第２パターン１Ｂを用いて測定するときは、ラインセンサ２４からの出力信号の濃淡を反転させることによって、第２パターン１Ｂから高さを読むことができる。ただし、第２パターン１Ｂは第１パターン１Ａに対して縮小しているので、このままでは正確な高さは得られない。そこで、第２パターン１Ｂを用いたときは、第２パターン１Ｂの第１パターン１Ａに対する縮尺に応じて高さを補正して正しい高さを得るようにしてある。こうして、第１パターン１Ａを用いて第１の距離範囲の測定ができ、第２パターン１Ｂを用いて第１の距離範囲よりも近距離測定を簡単にできるようになる。しかも、従来の標尺と混在させて使用しても誤った測定をしないようにできる。

また、ラインセンサ２４の出力信号から視準点の高さを測定できなかった場合には、第１パターン１Ａへの対応を第２パターン１Ｂへの対応に変更するか、または、第２パターン１Ｂへの対応を第１パターン１Ａへの対応に変更して、再測定を行わせたから、第１パターン１Ａか第２パターン１Ｂのいずれで測定するか人手で指示しなくても、自動的に第１パターン１Ａか第２パターン１Ｂのいずれかを判断して測定できて便利である。

さらに、第１パターン１Ａ又は第２パターン１Ｂのいずれで高さ測定できたかを記憶して、記憶したパターンに対応させて次回の最初の測定を行うから、無駄な測定をすることが少なくなって、迅速に測定を完了することができる。

ところで、本発明は実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。以下に、変形例のいくつかを示す。

（１）前記実施例では、標尺１に描くパターンとして、前記特許文献１に開示されたパターンを採用したが、電子レベル用標尺として用いられているパターンであって、パターンの濃淡が反転した状態を識別できる手段があれば、どのようなパターンでも採用可能である。例えば、前記特許文献２に開示されたパターンでも採用可能である。

（２）前記実施例では、標尺１に描かれた第２パターン１Ｂは、第１パターン１Ａの白黒（濃淡）を反転させたもの１Ｒを縮小させた相似形としたが、逆に拡大させた相似形としてもよい。この場合は、第２パターン１Ｂを用いることにより、いっそう遠距離測定が可能になる。また、標尺１を三角柱状として、第１面に第１パターン１Ａを、第２面に第１パターン１Ａの白黒（濃淡）を反転させたもの１Ｒを縮小させた相似形の第２パターン１Ｂを、第３面に第１パターン１Ａの白黒（濃淡）を反転させたもの１Ｒを拡大した相似形の第３パターンを描いてもよい。

（３）前記実施例の測定プログラムにおいて、ステップＳ４０を省略してもよい。この場合は、ステップＳ１０でＪ＝１と設定する。すると、最初の測定では第１パターン１Ａ（Ｊ＝１）に対応してラインセンサ２４からの出力信号をそのまま用いて高さ測定し、これで高さ測定に失敗して再測定する場合は、第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）に対応してラインセンサ２４からの出力信号を反転させて高さ測定することになる。

（４）前記実施例の測定プログラムにおいて、ステップＳ１０では、作業員が手動で第１パターン１Ａ（Ｊ＝１）又は第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）のいずれかを入力するようにしてもよい。この場合は、ステップＳ４０を省略できることはもちろん、高さ測定に失敗する可能性が小さいので、ステップＳ２２〜２４を省略することも可能である。

（５）前記実施例の測定プログラムにおいて、第１パターン１Ａ（Ｊ＝１）又は第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）のいずれに対応すべきか、自動的に決定してもよい。これには、黒いマーク１１が等ピッチに揃っているか否かから判断する。等ピッチであれば、第１パターン１Ａ（Ｊ＝１）を設定し、等ピッチでなければ、第２パターン１Ｂ（Ｊ＝２）を設定する。この場合は、ステップＳ４０を省略できるが、ステップＳ２２〜２４は残したほうが無難である。

１ 標尺
２ 電子レベル
１１ マーク
２４ ラインセンサ

Claims (5)

1. 複数のバー状のマークを等ピッチで長手方向に沿って配列して濃淡を形成したパターンを有する電子レベル用標尺において、
   前記パターンとして、第１の距離範囲での測定のために所定の規則に従って濃淡が形成された第１パターンと、前記第１の距離範囲とは異なる第２の距離範囲での測定のために前記第１パターンの濃淡を逆にしたものを拡大又は縮小した第２パターンとを有することを特徴とする電子レベル用標尺。
2. 前記電子レベル用標尺は、向きが異なる第１面と第２面とを有し、前記第１面に前記第１パターンが形成され、前記第２面に前記第２パターンが形成されたことを特徴とする請求項１記載の電子レベル用標尺。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載の電子レベル用標尺に形成された前記第１パターン又は前記第２パターンに応じて出力信号を発生するラインセンサと、前記第１パターンに対応して前記ラインセンサの出力信号から視準点の高さを測定する高さ測定手段を有する電子レベルにおいて、
   前記第２パターンに対応するために、前記ラインセンサからの出力信号の濃淡を反転させる濃淡反転手段と、前記第２パターンの前記第１パターンに対する縮尺に応じて前記高さ測定手段で測定した高さを補正する高さ補正手段とを備え、
   請求項１又は２のいずれかに記載の電子レベル用標尺を用いても高さ測定できることを特徴とする電子レベル。
4. 前記高さ測定手段で視準点の高さを測定できなかった場合に、前記第１パターンへの対応を前記第２パターンへの対応に変更し、または、前記第２パターンへの対応を前記第１パターンへの対応に変更して、再測定を行わせる再測定手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の電子レベル。
5. 前回に前記第１パターン又は前記第２パターンのいずれで高さ測定できたかを記憶するパターン記憶手段を備え、記憶しているパターンに対応させて次回の最初の測定を行うことを特徴とする請求項４に記載の電子レベル。

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