JP2015034726A - 電子レベル - Google Patents

Abstract

【課題】測定可能な範囲を確認可能とした電子レベルを提供する。【解決手段】標尺に刻印されたパターンからの反射光を受光し、視準位置の高さ及び標尺迄の距離を求める電子レベル１であって、電子レベル１は電子レベル本体２と、電子レベル本体２に収納され標尺を視準する視準光学系と、電子レベル本体２の上面に設けられた照準器３とを具備し、照準器３は少なくとも２方向を照準可能であり、２方向が成す角度は視準光学系の画角と一致又は略一致する。【選択図】図１

Description

本発明は、標尺のパターン像を電気信号に変換し、得られた電気信号から視準高さ及び前記標尺迄の距離を求める電子レベルに関するものである。

レベルは高低差を測定する測量装置であり、従来のレベルは測定目標地点に設置した標尺を作業者が望遠鏡で視準し、標尺に描かれた数値を目視で読取る測量装置であった為、作業者が標尺の目盛を読み間違う虞れがあった。

標尺の目盛りの読み間違いを防止する為、標尺を照準し、描かれたパターンを受光素子で受光し、電気信号に変換して位置を計算し、数値として表示する電子レベルや電子レベル用標尺も開発されている。

従来の電子レベルの照準器はガンサイト方式であり、電子レベル後方に隣接して設けられた２つの断面三角形の突条の間から、前方に設けられた断面三角形の突条を覗き込み、電子レベル用標尺の照準を行う構成となっていた。この為、斜め後方から覗込んだ場合には前記突条の側面により視界が遮られ、照準することができなかった。従って、従来の照準器では正面の１方向のみしか照準を行うことができなかった。

又、近年では所要の範囲で同時に複数の標尺について測定ができるものが提案されているが、従来の電子レベルの照準器では測定可能範囲を確認することができず、電子レベルの機能に対応したものとなっていなかった。

特開２０１２−１４５４６３号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、測定可能な範囲を確認可能とした電子レベルを提供するものである。

本発明は、標尺に刻印されたパターンからの反射光を受光し、視準位置の高さ及び前記標尺迄の距離を求める電子レベルであって、該電子レベルは電子レベル本体と、該電子レベル本体に収納され前記標尺を視準する視準光学系と、前記電子レベル本体の上面に設けられた照準器とを具備し、該照準器は少なくとも２方向を照準可能であり、２方向が成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致する電子レベルに係るものである。

又本発明は、前記照準器は、テーブル部と、該テーブル部上面の周縁部に隣接して設けられた２本の照準ピンと、前記テーブル部上面の前記照準ピンと対向する周縁部に設けられた照準合わせピンと、該照準合わせピンから円周方向に所定距離だけ離れた位置に設けられた２本の測定範囲確認ピンとを有し、前記照準ピン間の中点に対して２本の前記測定範囲確認ピンが成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致する電子レベルに係るものである。

又本発明は、前記照準器は、基準位置から左右方向に所定角度だけ回転可能に設けられたテーブル部と、該テーブル部上面の周縁部に隣接して設けられた２本の照準ピンと、前記テーブル部上面の前記照準ピンと対向する周縁部に設けられた照準合わせピンとを有し、前記照準ピン間の中点に対して、前記基準位置から左右方向に所定角度回転させた前記照準合わせピンが成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致する電子レベルに係るものである。

更に又本発明は、前記照準ピンと前記照準合わせピンとは円錐形状である電子レベルに係るものである。

本発明によれば、標尺に刻印されたパターンからの反射光を受光し、視準位置の高さ及び前記標尺迄の距離を求める電子レベルであって、該電子レベルは電子レベル本体と、該電子レベル本体に収納され前記標尺を視準する視準光学系と、前記電子レベル本体の上面に設けられた照準器とを具備し、該照準器は少なくとも２方向を照準可能であり、２方向が成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致するので、測定可能範囲内に前記標尺が設置されていることが確認できれば、最初の測定位置から移動した該標尺に対して再度照準を合わせることなく測定が可能であり、又前記測定可能範囲内に設置された複数の前記標尺を同時に測定することができ、作業効率を向上させることができる。

又本発明によれば、前記照準器は、テーブル部と、該テーブル部上面の周縁部に隣接して設けられた２本の照準ピンと、前記テーブル部上面の前記照準ピンと対向する周縁部に設けられた照準合わせピンと、該照準合わせピンから円周方向に所定距離だけ離れた位置に設けられた２本の測定範囲確認ピンとを有し、前記照準ピン間の中点に対して２本の前記測定範囲確認ピンが成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致するので、測定可能範囲の確認を簡易な構成で、又低コストで行うことができる。

又本発明によれば、前記照準器は、基準位置から左右方向に所定角度だけ回転可能に設けられたテーブル部と、該テーブル部上面の周縁部に隣接して設けられた２本の照準ピンと、前記テーブル部上面の前記照準ピンと対向する周縁部に設けられた照準合わせピンとを有し、前記照準ピン間の中点に対して、前記基準位置から左右方向に所定角度回転させた前記照準合わせピンが成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致するので、測定可能範囲の確認を簡易な構成で、又低コストで行うことができる。

更に又本発明によれば、前記照準ピンと前記照準合わせピンとは円錐形状であるので、前記照準ピン間を斜め方向から覗込んだ場合であっても、該照準ピンの側壁に視界を遮られることなく、視認性を向上させることができるという優れた効果を発揮する。

本発明の第１の実施例に係る電子レベルの背面斜視図である。 本発明の第１の実施例に係る電子レベルの正面斜視図である。 前記電子レベルにより測定される標尺に刻印されたパターンの一例を示す説明図である。 前記電子レベルの光学系を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施例に係る電子レベルの照準器を示す平面図である。 前記照準器を説明する要部拡大図であり、（Ａ）は照準ピン間から照準合わせピンを覗込んだ状態を示し、（Ｂ）は照準ピン間から左測定範囲確認ピンを覗込んだ状態を示し、（Ｃ）は照準ピン間から右測定範囲確認ピンを覗込んだ状態を示している。 本発明の第１の実施例に係る電子レベルにより、複数の標尺を同時に測定する場合を示す説明図である。 本発明の第２の実施例に係る電子レベルを示す背面斜視図である。 本発明の第２の実施例に係る電子レベルの照準器を説明する説明図であり、（Ａ）はテーブル部を左方向に回転させた場合を示し、（Ｂ）はテーブル部を右方向に回転させた場合を示している。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１、図２に於いて、本発明の第１の実施例に係る電子レベル１について説明する。

該電子レベル１は、電子レベル本体２と、目標地点を照準する為の照準器３と、前記電子レベル本体２を支え整準する基盤部４と、目標地点にある電子レベル用標尺５（以下標尺５、図３参照）を視準する接眼レンズ部６と、目標地点に焦点を合わせる合焦ノブ７と、視準方向を調整する方向調整ノブ８と、前記標尺５からの反射光が入射する望遠鏡の対物レンズ部９と、電源スイッチや測定モードの切替えを行うメニューボタン等が配置される操作部１１と、測定を行う為の測定開始ボタン１２と、測定結果等が表示される表示部１３等から構成されている。

図３に示される様に、前記標尺５は、真直な基体に所定のパターン、例えばバーコード１４が印刷或は刻設（以下、刻印）されたものである。前記基体に刻印される前記バーコード１４はいくつかの種類が用いられ、該バーコード１４の種類を判別することで、前記標尺５の個別認識が可能となっている。尚、標尺５は、巻取り可能な帯状の基体に前記バーコード１４を刻印した巻尺タイプであってもよい。

例えば、前記バーコード１４は、第１のパターンＡと第２のパターンＢと第３のパターンＲが等間隔（ｐ）で繰返し配置されている。即ち、３種のパターンを１ブロックとして各ブロックが連続して形成されており、最も下側に配置されたブロックを０ブロックと定義し、Ｒ（０）、Ａ（０）、Ｂ（０）と刻印すれば、前記バーコード１４は下からＲ（１）、Ａ（１）、Ｂ（１）、Ｒ（２）、Ａ（２）、Ｂ（２）、…と繰返し配置されている。
尚、全てのパターンが等間隔ｐで繰返されているので、この間隔に対応した信号を基準信号とし、該基準信号を基に視準高さを取得することができる。

次に、図４に於いて、本発明に係る前記電子レベル１の概略構成を説明する。

該電子レベル１は、視準光学系１５、ラインセンサ１６、制御演算部１７を有しており、更に前記視準光学系１５は合焦レンズ９ａを含む前記対物レンズ部９、光軸の自動補償機構であるコンペンセータ１８、ビームスプリッタ１９、前記接眼レンズ部６を有している。前記ビームスプリッタ１９は、前記視準光学系１５に入射する前記標尺５からの反射光を分割し、前記ラインセンサ１６に受光させる。

前記制御演算部１７は、前記ラインセンサ１６からの信号を取込むと共に、信号の取込みを制御しており、取込んだ信号を処理し、前記バーコード１４のパターンを読取り、視準位置の高さを演算し、更にパターンの像の大きさから前記標尺５迄の距離を演算する様になっている。

又、前記制御演算部１７による前記バーコード１４の種類の判別を組合わせることで、複数の前記標尺５の個別認識と個々の前記標尺５の測量とを同時に行える。

次に、図５、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に於いて、前記照準器３について説明する。尚、以下の説明に於いては、前記電子レベル１の前記対物レンズ部９側を前方、前記接眼レンズ部６側を後方としている。

前記電子レベル本体２の上面にテーブル部２１が固定的に設けられている。該テーブル部２１上には、周縁に沿って円錐形状の照準ピン２２，２３、照準合わせピン２４、左測定範囲確認ピン２５、右測定範囲確認ピン２６が設けられている。前記テーブル部２１周縁部後方に前記照準ピン２２，２３が隣接して設けられ、該照準ピン２２，２３と対向する前記テーブル部２１の周縁部前方に、前記照準合わせピン２４が設けられている。該照準合わせピン２４から前記照準ピン２２，２３間に引いた垂線は、前記視準光学系１５の光軸と平行又は略平行となっている。

又、前記テーブル部２１上の、前記照準合わせピン２４から円周方向に所定距離だけ離れた位置には、それぞれ前記左測定範囲確認ピン２５と前記右測定範囲確認ピン２６が設けられている。前記照準ピン２２，２３の間の中点を中心として、前記左測定範囲確認ピン２５と前記右測定範囲確認ピン２６が成す角度θは、所定の角度、例えば約４０°となっており、前記中点を中心に前記左測定範囲確認ピン２５と前記右測定範囲確認ピン２６が成す角度θは、前記視準光学系１５の画角と一致又は略一致し、前記電子レベル１の測定可能範囲２７（後述）と一致又は略一致している。

前記電子レベル１により前記標尺５の測定を行う際には、先ず前記電子レベル１の概略方向を前記標尺５に向けた後、図６（Ａ）に示される様に、前記照準器３を用いて前記照準ピン２２，２３の間に前記照準合わせピン２４が見える様、前記照準ピン２２，２３間を覗込む。その後、前記照準合わせピン２４と前記標尺５とが重なる様に、前記方向調整ノブ８により前記電子レベル本体２を回転させる。

前記角度θが前記視準光学系１５の画角と一致又は略一致していることから、図６（Ｂ）に示される様に、前記照準ピン２２，２３の間から前記左測定範囲確認ピン２５を覗込み照準した際の、該左測定範囲確認ピン２５よりも右側の領域が前記電子レベル１の前記測定可能範囲２７（図７参照）となる。又、図６（Ｃ）に示される様に、前記照準ピン２２，２３の間から前記右測定範囲確認ピン２６を覗込み照準した際の、該右測定範囲確認ピン２６よりも左側の領域が前記電子レベル１の前記測定可能範囲２７となる。

従って、前記照準ピン２２，２３間から左右２方向を照準することで前記測定可能範囲２７を確認でき、該測定可能範囲２７内に設置されている標尺５であれば測定できると共に、前記測定可能範囲２７内の複数の前記標尺５を同時に測定し、視準高さ及び該標尺５迄の距離を求めることができる。

図７は、第１の実施例の前記電子レベル１を用い、例えば３箇所に設置された標尺５ａ，５ｂ，５ｃを測定する場合を示している。尚、該標尺５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれ異なる前記バーコード１４を有し、画像処理により識別可能となっている。

先ず、図７中、中央の前記標尺５ａに対して前記電子レベル１の照準を合わせる。即ち、前記照準ピン２２，２３の間から前記照準合わせピン２４を覗込み、該照準合わせピン２４と前記標尺５ａとが重なる様に、前記方向調整ノブ８により前記電子レベル本体２を回転させる。

次に、前記照準ピン２２，２３間から前記左測定範囲確認ピン２５、前記右測定範囲確認ピン２６とを覗込むことで前記測定可能範囲２７を確認し、該測定可能範囲２７内に前記標尺５ａ，５ｂ，５ｃが設置されていることを確認する。

この状態で、前記測定開始ボタン１２を押下することで、３箇所に設置された前記標尺５ａ，５ｂ，５ｃを同時に測定し、距離及び高さを求めることができる。

尚、図７中では３箇所に前記標尺５ａ，５ｂ，５ｃを設置しているが、前記測定可能範囲２７内であれば、設置する前記標尺５は２本以下であってもよく、４本以上であってもよい。

上述の様に、第１の実施例では、前記照準ピン２２，２３間の中点に対する前記左測定範囲確認ピン２５、前記右測定範囲確認ピン２６の成す角度θが、前記視準光学系１５の画角と一致又は略一致し、前記電子レベル１の測定可能範囲２７と一致又は略一致する様になっているので、前記照準ピン２２，２３間から前記左測定範囲確認ピン２５、前記右測定範囲確認ピン２６を覗込むことで、前記電子レベル１の測定可能範囲２７を確認することができる。

又、１本の前記標尺５で複数箇所を測定する場合、測定を行う該標尺５が前記測定可能範囲２７に設置されていることが確認できれば、最初の測定位置から移動した前記標尺５に対して再度照準を合わせることなく測定が可能であり、作業効率を向上させることができる。又、前記測定可能範囲２７内に設置された複数の前記標尺５を同時に測定することができ、大幅に作業時間を短縮でき、作業効率を向上させることができる。

又、前記照準ピン２２，２３及び前記左測定範囲確認ピン２５、前記右測定範囲確認ピン２６が円錐形状であるので、前記照準ピン２２，２３間を斜め後方から覗込んだ場合であっても、該照準ピン２２，２３により視界を遮られることなく前記左測定範囲確認ピン２５、前記右測定範囲確認ピン２６を見ることができ、視認性を向上させることができる。

更に、第１の実施例に於ける前記照準器３は、前記電子レベル本体２の上面に固定的に設けられた前記テーブル部２１上に、前記照準ピン２２，２３、前記照準合わせピン２４、前記左測定範囲確認ピン２５、前記右測定範囲確認ピン２６を設けるだけでよいので、前記測定可能範囲２７の確認を簡易な構成で、又低コストで行うことができる。

次に、図８、図９（Ａ）（Ｂ）に於いて、本発明の第２の実施例に係る電子レベル１について説明する。尚、図８、図９（Ａ）（Ｂ）中、図１と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施例に於いては、照準器３が電子レベル本体２の上面に回転可能に設けられたテーブル部２８を有している。

該テーブル部２８上には、該テーブル部２８周縁部後方に円錐状の照準ピン２２，２３が隣接して設けられ、該照準ピン２２，２３と対向する前記テーブル部２８の周縁部前方に、円錐形状の照準合わせピン２４が設けられている。

前記テーブル部２８は、例えば基準位置（図８参照）を中心に、左方に所定角度回転させた左測定範囲確認位置（図９（Ａ）参照）と、右方に所定角度回転させた右測定範囲確認位置（図９（Ｂ）参照）の３位置間で回転可能となっており、又該３位置で前記テーブル部２８を固定可能な固定機構（図示せず）を有している。

基準位置に於いては、前記照準合わせピン２４から前記照準ピン２２，２３間に引いた垂線が、視準光学系１５（図４参照）の光軸と平行又は略平行となる様になっている。

又、前記テーブル部２８を左測定範囲確認位置に回転させた際には、前記照準合わせピン２４が第１の実施例に於ける左測定範囲確認ピン２５（図５参照）と同位置となり、前記テーブル部２８を右測定範囲確認位置に回転させた際には、前記照準合わせピン２４が第１の実施例に於ける右測定範囲確認ピン２６（図５参照）と同位置となる様になっている。

従って、前記照準ピン２２，２３間の中点に対して、前記テーブル部２８を左測定範囲確認位置に所定角度回転させた際の前記照準合わせピン２４と、前記テーブル部２８を右測定範囲確認位置に所定角度回転させた際の前記照準合わせピン２４が成す角度θは、前記視準光学系１５の画角と一致又は略一致し、前記照準ピン２２，２３間から左右２方向を照準することで測定可能範囲２７（図７参照）を確認することができる。

前記電子レベル１により前記標尺５（図３参照）の測定を行う際には、前記電子レベル１の概略方向を前記標尺５に向け、前記テーブル部２８を基準位置にセットする。その後、前記照準ピン２２，２３間から前記照準合わせピン２４を覗込み、該照準合わせピン２４が前記標尺５と重なる様、方向調整ノブ８により前記電子レベル本体２を回転させる。

前記角度θが前記視準光学系１５の画角と一致又は略一致しているので、前記テーブル部２８を左測定範囲確認位置に回転させ、前記照準ピン２２，２３の間から前記照準合わせピン２４を覗込み照準を合わせることで、前記測定可能範囲２７の左端を確認できる。
又、前記テーブル部２８を右測定範囲確認位置に回転させ、前記照準ピン２２，２３の間から前記照準合わせピン２４を覗込み照準を合わせることで、前記測定可能範囲２７の右端を確認できる。

従って、前記照準ピン２２，２３間から左右２方向を照準することで前記測定可能範囲２７を確認でき、該測定可能範囲２７内に設置されている標尺５であれば測定できると共に、前記測定可能範囲２７内の複数の標尺５を同時に測定し、視準高さ及び該標尺５迄の距離を求めることができ、作業効率を向上させることができる。

又、前記照準器３は、前記電子レベル本体２の上面に回転可能に設けられた前記テーブル部２８上に、前記照準ピン２２，２３、前記照準合わせピン２４を設けるだけでよいので、前記測定可能範囲２７の確認を簡易な構成で、又低コストで行うことができる。

尚、第２の実施例に於いては、前記テーブル部２８が回転可能であり、前記照準ピン２２，２３から前記照準合わせピン２４迄の１方向のみを覗込めればよいので、前記照準ピン２２，２３、前記照準合わせピン２４を、従来の断面三角形の突条としてもよい。

又、第２の実施例に於いては、前記テーブル部２８を基準位置、左測定範囲確認位置、右測定範囲確認位置の３位置で固定可能な固定機構（図示せず）を設けているが、前記テーブル部２８が左測定範囲確認位置よりも左に回転しない様にし、又右測定範囲確認位置よりも右に回転しない様にするストッパ機構を設けてもよい。

又、複数の前記標尺５のうち、中央の標尺５に前記電子レベル１の照準を合わせることなく、一端にある標尺５が前記測定可能範囲２７内に設置されているかを確認し、他端にある標尺５が前記測定可能範囲２７内に設置されているかを確認することで、該測定可能範囲２７内に設置された複数の前記標尺５を同時に測定してもよい。

尚、前記測定可能範囲２７のみを確認するだけでよい場合、第１の実施例に於ける照準合わせピン２４は省略することができ、第２の実施例に於ける前記テーブル部２８は、中央の基準位置で停止させる必要はない。

１ 電子レベル
２ 電子レベル本体
３ 照準器
５ 標尺
１５ 視準光学系
２１ テーブル部
２２，２３ 照準ピン
２４ 照準合わせピン
２５ 左測定範囲確認ピン
２６ 右測定範囲確認ピン
２７ 測定可能範囲
２８ テーブル部

Claims (4)

1. 標尺に刻印されたパターンからの反射光を受光し、視準位置の高さ及び前記標尺迄の距離を求める電子レベルであって、該電子レベルは電子レベル本体と、該電子レベル本体に収納され前記標尺を視準する視準光学系と、前記電子レベル本体の上面に設けられた照準器とを具備し、該照準器は少なくとも２方向を照準可能であり、２方向が成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致することを特徴とする電子レベル。
2. 前記照準器は、テーブル部と、該テーブル部上面の周縁部に隣接して設けられた２本の照準ピンと、前記テーブル部上面の前記照準ピンと対向する周縁部に設けられた照準合わせピンと、該照準合わせピンから円周方向に所定距離だけ離れた位置に設けられた２本の測定範囲確認ピンとを有し、前記照準ピン間の中点に対して２本の前記測定範囲確認ピンが成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致する請求項１の電子レベル。
3. 前記照準器は、基準位置から左右方向に所定角度だけ回転可能に設けられたテーブル部と、該テーブル部上面の周縁部に隣接して設けられた２本の照準ピンと、前記テーブル部上面の前記照準ピンと対向する周縁部に設けられた照準合わせピンとを有し、前記照準ピン間の中点に対して、前記基準位置から左右方向に所定角度回転させた前記照準合わせピンが成す角度は前記視準光学系の画角と一致又は略一致する請求項１の電子レベル。
4. 前記照準ピンと前記照準合わせピンとは円錐形状である請求項２又は請求項３の電子レベル。

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