JP2017058556A - ポリゴンミラーとファンビーム出力装置と測量システム - Google Patents

Abstract

【課題】シリンドリカルレンズを使用せずにファンビームを形成して走査することが可能なポリゴンミラーを提供する。【解決手段】周面に沿って複数の反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ６が等間隔に形成されたポリゴンミラー２２であって、入射してくるレーザ光を所定方向に広がりを持つファンビームＢに形成して反射させる表面処理が施された表面処理部Ｇ１〜Ｇ６を各反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ６に設けた。【選択図】図３

Description

この発明は、ポリゴンミラーとファンビーム出力装置と測量システムとに関する。

従来から、ファンビームを出力するファンビーム出力装置が知られている（特許文献１参照）。

かかるファンビーム出力装置は、レーザ光を発光するレーザ光源と、発光されたレーザ光を平行光束にするリレーレンズと、この平行光束のレーザ光を水平方向に拡大してファンビームを形成するためのシリンドリカルレンズとから構成されている。

また、このファンビーム出力装置をターゲット装置に設け、ファンビーム出力装置からファンビームを測量機側に向けて出力するとともにこのファンビームを鉛直方向に走査することにより、測量機の望遠鏡をターゲットに向けさせる測量システムが知られている（特許文献２参照）。

特開２０００-３５６５１８号公報 特開２００５-２１４８５４号公報

ところで、このようなファンビーム出力装置にあっては、ポリゴンミラーとリレーレンズ（コリメートレンズ）との間にシリンドリカルレンズを配置することになる。

このように、シリンドリカルレンズを配置するため、ファンビーム出力装置を構成する部品点数が多くなり、また、シリンドリカルレンズの配置スペースを確保しなければならない。

この発明の目的は、シリンドリカルレンズを使用せずにファンビームを形成して走査することが可能なポリゴンミラーと、このポリゴンミラーを用いたファンビーム出力装置と、このファンビーム出力装置を用いた測量システムを提供することにある。

この発明は、周面に沿って複数の反射面が等間隔に形成されたポリゴンミラーであって、
入射してくるレーザ光を所定方向に広がりを持つファンビームに形成して反射させる表面処理が施された表面処理部を前記各反射面に設けたことを特徴とする。

この発明によれば、シリンドリカルレンズを使用せずにファンビームを形成するとともにこのファンビームを走査することができる。

この発明に係る実施例のポリゴンミラーを搭載したターゲット装置と測量機とを備えた第１実施例の測量システムの構成を示した説明図である。 図１に示すターゲット装置と測量機の実施例の構成を示したブロック図である。 この発明に係る実施例のファンビーム出力装置の光学系の構成を示した斜視図である。 図２に示すターゲット装置のファンビーム出力装置の制御系の構成を示したブロック図である。 図４に示すファンビーム出力装置から射出されるファンビームの傾きを示した説明図である。 ターゲット装置と測量機の処理動作を示したフロー図である。 （Ａ）は測量機に対してターゲット装置が正面に向いた状態を示した説明図、（Ｂ）は測量機に対してターゲット装置が所定角度傾いた状態を示した説明図、（Ｃ）は（Ａ）の状態のときにターゲット装置の表示部に表示される画面を示した説明図、（Ｄ）は（Ｂ）の状態のときにターゲット装置の表示部に表示される画面を示した説明図である。 ターゲット装置の表示部に表示される基準線を所定角度回転させた状態を示した説明図である。 ８角形のポリゴンミラーを示した説明図である。 ファンビームの傾きの組み合わせを示した表である。 ターゲット装置を２つ使用した場合を示す説明図である。 第２実施例の測量システムを示した説明図である。 第２実施例の測量システムのファンビーム出力装置の構成を示したブロック図である。 表示部にターゲット装置の現在位置と基準線と測量機の方向を示す方向線とを表示した説明図である。 第３実施例の測量システムの構成を示した説明図である。 第３実施例の測量機の構成を示したブロック図である。 第３実施例のターゲット装置を示した外観図である。 第３実施例のターゲット装置の構成を示したブロック図である。 測設点を示す測設画像の投影状態を示す平面図である。 第３実施例の測量システムの測量機とターゲット装置の座標系を示した説明図である。 測設画像の具体的な例を示した説明図である。 測設情報標示装置が投影する測設画像を示した説明図である。 投影面の形状によって、測設点像の投影位置が平面視における測設点の位置からずれることを示した説明図である。 案内画像を示した説明図である。 測設画像を部分的に欠落させた状態を示した説明図である。 測設情報標示装置の処理動作を示したフロー図である。 測量機の処理動作を示したフロー図である。 測設作業内容を示したフロー図である。 杭打ちが適正に行われたか否かを確認するための説明図である。 床面に構造物画像を投影した状態を示した説明図である。 天井に構造物画像を投影した状態を示した説明図である。 壁に構造物画像を投影した状態を示した説明図である。 第４実施例の測設情報標示装置の構成を示したブロック図である。

以下、この発明に係るポリゴンミラーを用いたファンビーム出力装置を使用する測量システムの実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

［第１実施例］
図１に示す測量システム１は、ターゲット装置１０と測量機５０とを備えている。
［測量機］
測量機５０は、三脚５１の上に固定された整準台５２と、この整準台５２の上に水平回転可能（鉛直軸線回りに回転可能）に設けた測量機本体５３と、測量機本体５３に鉛直回転可能（水平軸線回りに回転可能）に設けた望遠鏡部５４とを有している。測量機本体５３の上部には後述するファンビームＢ１〜Ｂ６（図３及び図５参照）を受光するガイド光受光部５５が設けられ、測量機本体５３の前側の下部には表示部５６と操作部５７とが設けられている。

また、測量機本体５３には、図２に示すように、ターゲット装置１０のターゲット３０に向けて追尾光を照射する追尾光送光部６０と、ターゲット３０で反射される追尾光を受光してターゲット３０を自動追尾するための追尾光受光部６１と、この追尾光受光部６１の受光に基づいて水平基準線(図示せず)に対するターゲット３０の水平方向の水平角を検出する水平角検出部６８と、ターゲット３０に向けて測距光を射出すると共にターゲット３０で反射した測距光を受光してターゲット３０までの距離を求める測距部６３と、測距部６３で求めた距離と水平角検出部６８で検出した水平角とでターゲット３０の位置を演算する演算制御部７０と、この演算制御部７０が演算したターゲット３０の位置を示す位置データを送信する通信部６５とが設けられている。

自動追尾は、追尾光受光部６１の受光像が所定位置となる方向へ望遠鏡部５４を向けていくことによって、ターゲット装置１０のターゲット３０に追尾させていくものである。

また、測量機本体５３には、測距部６３で求めた距離や水平角検出部６８で検出した水平角や演算制御部７０が演算した位置などを記憶する記憶部６４と、測量機本体５３（図１参照）を水平回転させる水平回転駆動部６６と、望遠鏡部５４を鉛直回転させる鉛直回転駆動部６７と、測量機本体５３の水平回転の回転角度を検出する水平角検出部６８と、望遠鏡部５４の鉛直回転の回転角度を検出する鉛直角検出部６９とが設けられている。

演算制御部７０は、水平回転駆動部６６や鉛直回転駆動部６７を駆動制御したり、ガイド光受光部５５が受光するファンビームＢ（図７（Ａ）,（Ｂ）参照）の受光タイミングに基づいて、予め設定された基準方向を示す基準線Ｒ１（図７（Ｃ）参照）に対して、ターゲット３０から測量機５０に向かう測量機方向の角度θを求めたりする。
［ターゲット装置］
ターゲット装置１０は、ポール１１と、ポール１１の上部に着脱可能に設けた筺体部１２と、予め設定されている基準方向を示す基準線Ｒ１（図７（Ｃ）,（Ｄ）参照）と取得されている目標位置Ｅ１とが表示される表示部１３と、ガイド光送光部２０と、入射してくる追尾光をその入射方向へ反射するターゲット３０とを有している。ターゲット３０は、ポール１１の上部に設けられている。

筺体部１２には、表示部１３とガイド光送光部２０とが一体的に設けられている。

ターゲット３０は、複数のコーナーキューブプリズムを全周に渡って設けて構成したものであり、全周（３６０°）プリズムとなっている。このため、ターゲット３０は、３６０°の全周囲のいずれかの方向から測距光や追尾光が入射されても、その入射方向に測距光や追尾光を反射する。

またターゲット装置１０は、図２に示すように、測量機５０と通信を行う通信部１４と、測量機５０から送信されてくる測定データなどを記憶する記憶部１５と、演算制御部４０と、ファンビーム出力装置４５とを有している。

そして、通信部１４と送光制御部３１と演算制御部４０とファンビーム出力装置４５（ガイド光送光部２０を除く）などは筺体部１２内に設けられている。

表示部１３は、図７（Ｃ）,（Ｄ）に示すように、目標位置Ｅ１の他にターゲット装置１０の現在位置Ｏａと、表示部１３上に予め設定されている基準線Ｒ１とが表示されるようになっている。ここでは、基準線Ｒ１は、表示部１３の中心を通る縦方向に一致され、且つ、後述するファンビームＢの中心線Ｂａ（図７（Ａ）参照）と同方向となっている。

ファンビーム出力装置４５は、左右方向に広がりを持つ扇状のファンビームＢを発生させるとともに、該ファンビームＢを上下方向に走査させるもので、図２及び図４に示すように、ガイド光送光部２０と、後述するポリゴンミラー２２を回転させる回転駆動部２１と、後述するポリゴンミラーの回転位置を検出する回転位置検出部２５と、送光制御部３１とを有している。

ガイド光送光部２０には、図３及び図４に示すように、ポリゴンミラー２２と、レーザ光を発光するレーザ光源２３と、レーザ光源２３で発光されたレーザ光を平行光束にしてポリゴンミラー２２の反射面へ入射させるコリメートレンズ２４とが設けられている。
［ポリゴンミラー］
ポリゴンミラー２２は、図３に示すように、周面に例えば６つの反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ６が等間隔に形成された６角形となっており、各反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ６の表面には表面処理部Ｇ１〜Ｇ６が設けられている。

表面処理部Ｇ１〜Ｇ６は、各反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ６に直接処理加工して反射型グレーティング（反射型回折格子）を施したものや、反射型グレーティングを施した表面処理部Ｇ１〜Ｇ６を表面に設けたシート部材(図示せず)を貼り付けたものでもよい。

反射面２２Ｈ１の表面処理部Ｇ１は、反射面２２Ｈ１に向かって入射してくるレーザ光を反射して、ポリゴンミラー２２の回転軸２２Ｊに平行な軸線（水平線）２２Ｊａに対して角度−αだけ傾いた左右方向に広がりを持つガイド光としてのファンビーム（扇形状のビーム）Ｂ１を形成する。

表面処理部Ｇ２はファンビームＢ１とは逆方向に角度＋αだけ傾いた左右方向に広がりを持つファンビームＢ２（図５参照）を形成し、反射型グレーティングＧ３はファンビームＢ１と同じ角度−αだけ傾いたファンビームＢ３を形成する。

表面処理部Ｇ４〜Ｇ６は、軸線２２Ｊａと同方向である左右方向に広がりを持つファンビームＢ４〜Ｂ６を形成する。

各ファンビームＢ１〜Ｂ６は、ポリゴンミラー２２の矢印Ｐ１方向（図３参照）の回転により、上から下へ走査されていくが、下から上に走査するようにしてもよい。

また、ポリゴンミラー２２の側面２２Ａには、図３に示すように、反射面２２Ｈ４〜２２Ｈ６に対応してマークＭが形成されている。
［回転位置検出部］
回転位置検出部２５は、ポリゴンミラー２２の側面２２Ａに向けて発光する発光ダイオード２５Ｄと、その側面２２Ａで反射する反射光を受光する受光ダイオード２５Ｈとを有し、後述するポリゴンミラー２２の側面２２Ａに設けたマークＭを検出することにより、ポリゴンミラー２２の回転位置を検出するものである。

回転位置検出部２５は、発光ダイオード２５Ｄ及び受光ダイオード２５Ｈで構成するが、これに限らず、例えば円環状の摺動抵抗器をポリゴンミラー２２の側面２２Ａに設け、ポリゴンミラー２２の回転とともに手動抵抗器上を相対的に摺動移動する接触子を設け、この接触子の摺動移動による摺動抵抗器の抵抗値からポリゴンミラー２２の回転位置を求めるようにしてもよい。

送光制御部３１は、回転位置検出部２５によるポリゴンミラー２２の回転位置、すなわちマークＭの検出に基づいてレーザ光源２３のオン・オフを制御する。この実施例では、回転位置検出部２５がマークＭを検出していないとき、レーザ光源２３をオンさせ、回転位置検出部２５がマークＭを検出しているときレーザ光源２３をオフさせるようになっている。

マークＭを検出しているときレーザ光源２３をオフにすると、ファンビームＢ１〜Ｂ３のみが発生して走査される。逆に、回転位置検出部２５がマークＭを検出しているときだけ、レーザ光源２３をオンにすれば、ファンビームＢ４〜Ｂ６のみが発生して走査される。

また、ポリゴンミラー２２を一定速度で回転させていることにより、回転位置検出部２５がマークＭを検出し始めた時点や、マークＭを検出しなくなった時点を基準にして、レーザ光源２３のオン・オフを制御することにより、ファンビームＢ１〜Ｂ６のうち所望のファンビームのみを発生させて走査することができる。
［動 作］
次に、上記のように構成される測量システム１の動作について、図６に示すフロー図に基づいて説明する。

先ず、図１に示すように、測量機５０を所定位置に設置するとともにターゲット装置１０を目標位置（測設点）の近傍と思われる位置に移動させて、測量システム１をスタートさせる。これにより、測量機５０はステップ１に進む。

ステップ１では、追尾光送光部６０（図２参照）から略平行光である追尾光を照射するとともに、測量機本体５３(図１参照)を水平回転させながら望遠鏡部５４を鉛直回転させていく。これにより、望遠鏡部５４が所定範囲を走査していき、追尾光受光部６１の受光像すなわちプリズム像の中心位置と所定位置との差がなくなる方向に望遠鏡部５４を向けていくことによって、ターゲット装置１０のターゲット３０に追尾させていく。

ステップ２では、ターゲット装置１０の表示部１３の基準線Ｒ１に対して、ターゲット３０から測量機５０の方向に向かう測量機方向の角度θを求めるための方向検出開始指示を測量機５０から通信部６５（図２参照）を介してターゲット装置１０へ送信される。

ターゲット装置１０の通信部１４が方向検出開始指示を受信すると、ステップ１０１の処理動作が開始される。

ステップ１０１では、演算制御部４０（図２参照）がファンビーム出力装置４５を動作させるとともに、回転駆動部２１を動作させてポリゴンミラー２２を一定速度で回転させていく。

一方、ファンビーム出力装置４５の送光制御部３１は、回転位置検出部２５が検出するポリゴンミラー２２の回転位置の検出に基づいて、レーザ光源２３のオン・オフを制御していく。すなわち、回転位置検出部２５の発光ダイオード２５Ｄを発光させて、ポリゴンミラー２２の側面２２Ａで反射する反射光を受光ダイオード２５Ｈに受光させ、この受光ダイオード２５Ｈの受光量が所定以下のとき、すなわち回転位置検出部２５がマークＭを検出しているとき、レーザ光源２３をオフさせる。受光ダイオード２５Ｈの受光量が所定より大きいとき、すなわち、マークＭを検出していないときレーザ光源２３をオンさせる。

このレーザ光源２３のオンにより、図５に示すファンビームＢ１〜Ｂ３が出力されることになる。

ステップ３では、測量機５０の測距部６３から測距光が照射されてターゲット装置１０のターゲット３０の位置までの距離と、測量機５０の水平基準線に対するターゲット３０の方向を示す角度の測定（測角）が行われる。測角は、追尾光受光部６１のプリズム像の中心位置が所定位置に位置したときの、水平角検出部６８が検出する測量機本体５３の水平回転の角度であり、少なくともこの水平方向の測角を行えばよい。

ステップ４では、ガイド光受光部５５（図１参照）がファンビームＢ１〜Ｂ３を受光するタイミングパターンを抽出する。

ここで、図７（Ａ）に示すように、ターゲット装置１０と測量機５０とが互いに真正面に向いている場合、すなわちターゲット装置１０のガイド光送光部２０（図１参照）から測量機５０のガイド光受光部５５へ向かう方向線Ｆ１と、ファンビームＢの中心線Ｂａとが一致している場合、ガイド光受光部５５がファンビームＢ１〜Ｂ３を受光するタイミングパターンは、図５の（ａ）に示すように、時点ｔ１,ｔ２,ｔ３で受光するパターンとなり、各時点間の時間はΔｔ１,Δｔ２となり、Δｔ１,Δｔ２は同一時間となる。

また、図７（Ｂ）に示すように、ターゲット装置１０が測量機５０に対して真正面に向いていない場合、すなわち、方向線Ｆ１とファンビームＢの中心線Ｂａとが角度θだけずれている場合、図５の（ｂ）に示すように、時点ｔ１ａ,ｔ２ａ,ｔ３ａで受光するタイミングパターンとなる。各時点間の時間はΔｔ１ａ,Δｔ２ａとなり、角度θが大きいほど時間Δｔ１ａは長くなり、時間Δｔ２ａは短くなる。

これら時間Δｔ１ａ,Δｔ２ａの比（Δｔ１ａ/Δｔ２ａ）から角度θを求めることができる。

ステップ５では、受光のタイミングパターンに基づいて、すなわち、上記の時間Δｔ１ａ,Δｔ２ａの比から演算制御部７０が角度（方向角）θを算出する。

ステップ６では、ステップ３で求めた距離と測角のデータと、ステップ５で算出した角度θのデータがターゲット装置１０へ通知、すなわち通信部６５を介してターゲット装置１０へ送信される。

ターゲット装置１０の通信部１４が上記の距離と測角のデータと、角度θのデータを受信するとステップ１０２の処理が行われる。

ステップ１０２では、送信されてきた距離及び測角のデータと、予め取得していた測設点の位置情報とからターゲット装置１０の現在位置Ｏａに対する測設点（目標位置）との差を求める。なお、この差は測量機５０で求め、その差のデータをターゲット装置１０へ送信するようにしてもよい。

ターゲット装置１０と測量機５０との位置関係が図７（Ｂ）のようになっている場合、図７（Ｄ）に示す表示部１３には、ターゲット装置１０の現在位置Ｏａと、目標位置Ｅ１とが表示される。

目標位置Ｅ１は、現在位置Ｏａと目標位置Ｅ１との差と、角度θとから表示部１３の座標上の位置を求める。表示部１３の座標は、基準線Ｒ１をＹ軸、基準線Ｒ１に直交する線をＸ軸、現在位置Ｏａを原点とする座標である。

ステップ１０３では、図７（Ｄ）に示すように、表示部１３に実線で示す基準線Ｒ１を角度θだけ回転させた鎖線位置に表示する。この回転は現在位置Ｏａを中心にして行なわれる。また、鎖線で示す基準線Ｒ１上に、その測量機５０の位置を示すグラフィックＧＦを表示する。このグラフィックＧＦは測量機５０の形状を模したものである。

すなわち、図８に示すように、表示部１３にターゲット装置１０の現在位置Ｏａと、回転された基準線Ｒ１と、目標位置Ｅ１と、グラフィックＧＦと、現在位置Ｏａから目標位置Ｅ１までの距離が表示される。この表示は、例えば、基準線Ｒ１方向の距離「２.２０５ｍ」と、基準線Ｒ１と直交する方向の距離「０.１４８ｍ」とが表示される。

他方、ステップ７では、追尾継続するか否かが判断される。この判断は、別なターゲット装置１０があるか否かで判断されるものであり、イエスであればステップ３に戻り、ステップ３〜ステップ６の処理動作が繰り返し行われる。

ステップ７でノーと判断されるとステップ８へ進み、ステップ８では追尾動作が終了される。

ステップ９では、角度θを求める方向検出が終了したことを指示する方向検出終了指示が通信部６５を介してターゲット装置１０へ送信される。

ターゲット装置１０の通信部１４が方向検出終了指示を受信すると、ステップ１０４の処理動作が行われる。

ステップ１０４では、演算制御部４０がファンビーム出力装置４５の動作を停止させて、ファンビームＢ１〜Ｂ３の出力を停止させる。

上述のように、図８に示すように、表示部１３に表示される基準線Ｒ１は、現在位置Ｏａから測量機５０の方向に向かう方向と一致され、作業者が測量機５０を見る方向と一致することになる。このため、表示部１３には、測設点の目標位置Ｅ１が実際の見かけと同じように表示されることになる。このため、作業者は直感的に目標位置Ｅ１の正しい方向を知ることができ、目的地への到達が早くなり、作業効率の効率化を図ることができる。

ところで、上記実施例のポリゴンミラー２２は、図３に示すように、６面の反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ６を有しているが、実際に使用するのは反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ３だけなので、ポリゴンミラーを三角形にして３面の反射面だけにしてもよい。この場合、ファンビームＢを鉛直方向に広範囲に渡って走査することが可能となる。

また、上記実施例では、図５に示すように、３つのファンビームＢ１〜Ｂ３を軸線２２Ｊａ（図３参照）に対して傾斜させているが、この３つのファンビームＢ１〜Ｂ３のうち少なくとも１つだけを傾斜させれば、角度θを求めることができる。

また、傾斜させた１つの例えばファンビームＢ１だけでも角度θを求めることができる。この場合、回転位置検出部２５がマークＭを検出しなくなった時点を基準にして、この時点からファンビームＢ１を受光する時点までの時間を測定することにより、角度θを求めることができる。

上記実施例では、ポリゴンミラー２２の反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ６に反射型グレーティングを施した表面処理部Ｇ１〜Ｇ６を設けたものであるから、従来のようにシリンドリカルレンズを用いなくてもファンビームＢを形成して走査することができる。このため、ファンビーム出力装置４５の部品点数を減らすことができ、しかも、シリンドリカルレンズを配置するスペースの確保が不要となるので、小型軽量化を図ることができる。

上記実施例では、ポリゴンミラー２２の反射面２２Ｈ１〜２２Ｈ６に反射型グレーティングを施した表面処理部Ｇ１〜Ｇ６を設けているが、これに限らず、レンチキュラーレンズ（シリンドリカルレンズをアレイ状に密に配したもの）を施した表面処理部を設けてもよい。

また、ターゲット装置１０のポール１１から、表示部１３及びガイド光送光部２０を設けた筺体部１２を取り外せば、筺体部１２をあまり移動させずに、ターゲット３０を設けたポール１１だけを移動させるだけで、目標位置Ｅ１へ誘導することができる。このため、作業効率を向上させることができる。

上記実施例では、表示部１３の基準線Ｒ１を表示部１３の縦方向に且つ前方に向けているが、表示部１３上にどのように設定してもよい。例えば、横方向や後ろ方向に設定してもよい。
［ポリゴンミラーの他の例］
図９は、８つの反射面１２２Ｈ１〜１２２Ｈ８を有するポリゴンミラー１２２を示す。各反射面１２２Ｈ１〜１２２Ｈ８には、図１０の表に示すように、ファンビームＢ１ａ〜Ｂ８ａが形成されるように、図３に示すポリゴンミラー２２と同様に表面処理部が設けられている。

奇数番目のファンビームＢ１ａ,Ｂ３ａ,Ｂ５ａ,Ｂ７ａは、ポリゴンミラー１２２の回転軸１２２Ｊに平行な軸線１２２Ｊａに対して角度−αだけ傾いた方向に広がりを持つファンビームであり、偶数番目のファンビームＢ２ａ,Ｂ４ａ,Ｂ６ａ,Ｂ８ａは、ポリゴンミラー１２２の回転軸１２２Ｊに平行な軸線１２２Ｊａに対して角度＋αだけ傾いた方向に広がりを持つファンビームである。

そして、回転位置検出部２５がポリゴンミラー１２２の側面１２２ＡのマークＭ１を検出しないとき、レーザ光源２３をオンにすれば、図１０の表のＡ１欄に示すように、ファンビームＢ１ａ〜Ｂ４ａのみを発生させて走査することができる。

また、回転位置検出部２５がマークＭ１を検出するタイミングや、マークＭ１を検出しなくなったタイミングに基づいて、レーザ光源２３をオン・オフ制御することにより、図１０の表のＡ２欄に示すように、ファンビームＢ１ａ,Ｂ２ａ,Ｂ５ａ,Ｂ６ａのみを発生させて走査すれば、ファンビームＢ１ａ〜Ｂ８ａの出力パターンにＩＤコードを持たせることができる。同様に、図１０の表のＡ３欄に示すように、ファンビームＢ１ａ,Ｂ３ａ,Ｂ４ａ,Ｂ６ａ,Ｂ７ａのみを発生させて走査すれば、ファンビームＢ１ａ〜Ｂ８ａの出力パターンにＩＤコードを持たせることができる。

例えば、図１１に示すように、測量機５０に対して２つのターゲット装置１０,１１０を使用する場合、ターゲット装置１０から図１０の表のＡ１欄に示すように、ファンビームＢ１ａ〜Ｂ４ａを出力させ、ターゲット装置１１０から図１０の表のＡ２欄に示すように、ファンビームＢ１ａ,Ｂ２ａ,Ｂ５ａ,Ｂ６ａを出力させれば、測量機５０のガイド光受光部５５のファンビームＢの受光タイミングのパターンによって、ターゲット装置１０からのファンビームＢなのか、ターゲット装置１１０からのファンビームＢなのかを認識することができる。

すなわち、測量機５０の測量機本体５３がターゲット装置１０,１１０の方向に振り向いたとき、どちらのターゲット装置１０,１１０であるかを認識することができる。
［第２実施例］
図１２は第２実施例の測量システム２００を示す。この測量システム２００は、ターゲット装置１６０と測量機２５０とを備えている。
［ターゲット装置］
ターゲット装置１６０は、三脚１４８と、三脚１４８上に固定された整準台１６１と、表示部１１３と、ターゲット１６２と、筺体１６６とを有している。ターゲット１６２と筺体１６６は整準台１６１に取り付けられており、表示部１１３は筺体１６６の上面に設けられている。

ターゲット１６２は、測量機２５０の望遠鏡部２５４（後述する）から出射される視準光を入射して測量機２５０に向けて反射するようになっている。

筺体１６６内には、図１３に示すように、ファンビーム出力装置１４５が設けられている。

ファンビーム出力装置１４５は、図４に示すファンビーム出力装置４５と同様に、ガイド光送光部２０と、回転駆動部２１と、回転位置検出部２５と、送光制御部１３１とを有している。

ファンビーム出力装置１４５は、図５に示すファンビームＢ１〜Ｂ６を発生して、上から下へ走査していくようになっている。

送光制御部１３１は、測量機２５０側で水平方向の水平角を検出する際に、回転位置検出部２５がポリゴンミラー２２（図３参照）のマークＭを検出しているときレーザ光源２３をオンさせて、ファンビームＢ４〜Ｂ５（図５参照）を発生させる。

測量機２５０に対するターゲット装置１６０の向きを検出する場合には、回転位置検出部２５がポリゴンミラー２２のマークＭを検出していないとき、送光制御部１３１はレーザ光源２３をオンさせて、ファンビームＢ１〜Ｂ３を発生させる。

表示部１１３には、図１４に示すようにターゲット１６２の現在位置Ｏｂと、基準線Ｒ２と、ターゲット１６２から測量機２５０の方向を示す方向線Ｖ１が表示されるようになっている。

基準線Ｒ２は、予め設定されているものであり、この第２実施例ではターゲット装置１６０の正面の方向、すなわちターゲット１６２の光軸方向と同方向に設定されている。
［測量機］
測量機２５０は、三脚２４８の上に固定された整準台(図示せず)に水平回転可能に設けられた測量機本体２５２と、測量機本体２５２に鉛直回転可能に設けられた望遠鏡２５４とを有している。

測量機本体２５２には、ターゲット装置１６０のファンビーム出力装置１４５から出力されるガイド光であるファンビームＢを受光するガイド光受光部２５６が設けられている。

また、測量機本体２５２には、ガイド光受光部２５６のファンビームＢ１〜Ｂ３の受光タイミングに基づいて、ターゲット装置１６０の表示部１１３の基準線Ｒ２（図１３参照）に対して、ターゲット１６２から測量機２５０に向かう測量機方向の角度βを求めたりする演算制御部(図示せず)が設けられている。

測量機２５０は、測量機５０と同様な構成を有し、その他の構成は、特開２００５-２１４８５４号公報に記載されたものと同じなので、その詳細な説明は省略する。
［動 作］
次に、測量システム２００の動作について簡単に説明する。

先ず、測量システム２００をスタートさせてターゲット装置１６０のファンビーム出力装置１４５を動作させる。

ファンビーム出力装置１４５は、回転位置検出部２５がポリゴンミラー２２（図３参照）のマークＭを検出しているときレーザ光源２３をオンさせて、ファンビームＢ４〜Ｂ５（図５参照）を発生させるとともに上から下に走査していく。

一方、測量機２５０は、測量機本体２５２を水平回転させていき、ガイド光受光部２５６のファンビームＢ４〜Ｂ５の受光量が最大となる水平方向位置を求めていく。その受光量が最大となる水平方向の位置に望遠鏡２５４の向きを位置合わせしていき、位置合わせが完了したら測量機本体２５２の回転を停止させる。

この後、測量機２５０は、通信部(図示せず)を介してターゲット装置１６０に望遠鏡２５４の水平方向位置合わせが完了したことを通知する。

ターゲット装置１６０が上記通知を受信部(図示せず)が受信すると、ターゲット装置１６０のファンビーム出力装置１４５は、回転位置検出部２５がポリゴンミラー２２（図３参照）のマークＭを検出しないときレーザ光源２３をオンさせて、ファンビームＢ１〜Ｂ３（図５参照）を発生させるとともに上から下に走査していく。

このファンビームＢ１〜Ｂ３の走査により、測量機２５０のガイド光受光部２５６がファンビームＢ１〜Ｂ３を受光していく。

測量機２５０の演算制御部(図示せず)は、ガイド光受光部２５６の受光タイミングに基づいて、表示部１１３の基準線Ｒ２に対する測量機２５０の方向である角度β（図１４参照）を求める。この角度βが求められると、測量機２５０は通信部を介してその角度βのデータをターゲット装置１６０へ送信する。

ターゲット装置１６０の通信部が角度βのデータを受信すると、ターゲット装置１６０の演算制御部(図示せず)は、図１４に示すように表示部１１３に、基準線Ｒ２から角度βずれた位置に方向線Ｖ１を表示させる。

表示部１１３の基準線Ｒ２及び方向線Ｖ１の表示により、ターゲット装置１６０を測量機２５０に対して正確に向けることができることになる。

ターゲット装置１６０を測量機２５０の方向に正確に向け直すことにより、測量機２５０はターゲット装置１６０に対して測距・測角を正確に行うことができることになる。

測量機２５０が行った測距・測角のデータは通信部を介してターゲット装置１６０に送信される。ターゲット装置１６０は、送信されてきた測距・測角データに基づいて、表示部１１３にその測距値、測角値などの測量結果を表示して測量を終了する。

上述のように、測量機２５０の水平方向の位置合わのためのファンビームＢ４〜Ｂ６と、測量機２５０の方向を求めるためのファンビームＢ１〜Ｂ３とを１つのファンビーム出力装置１４５から発生させているので、安価な測量システム２００を提供することができる。
［第３実施例］
図１５は第３実施例の測量システム１０１０を示す。この測量システム１０１０は、測量機１０２０とターゲット装置である測設情報標示装置１０５０とを備えている。
［測量機］
測量機１０２０は、三脚１０２５の上に固定された整準台１０２１と、この整準台１０２１に基盤部１０２２を介して水平回転可能に設けられた測量機本体１０２３と、測量機本体１０２３に鉛直回転可能に設けられた望遠鏡部１０２４とを有している。望遠鏡部１０２４には望遠鏡２８が設けられている。

測量機本体１０２３の上部にはガイド光受光部１２００が設けられ、測量機本体１０２３の前側の下部には表示部１０２６と操作部１０２７とが設けられている。

測量機本体１０２３には、図１６に示すように、後述するターゲット１０１２を自動追尾するための追尾部１０３２と、この追尾部１０３２の受光に基づいて水平基準線に対するターゲット１０１２の水平方向の水平角を検出する水平角検出部１０３４と、ターゲット１０１２に向けて測距光を射出するとともにターゲット１０１２で反射した測距光を受光してターゲット１０１２までの距離を求める測距部１０３１と、この測距部１０３１で求めた距離及び水平角検出部１０３４で検出した水平角とでターゲットの位置を演算する演算制御部（測量機側演算制御部）１０３７と、この演算制御部１０３７が演算したターゲット１０１２の位置を示す位置データを送信する通信部１０４１とを有する。

また、測量機本体１０２３には、望遠鏡１０２８を介して視準方向の被写体を撮像する撮像部１０２９と、測距データなどを記憶する記憶部１０３８と、測量機本体１０２３を水平回転させる水平回転駆動部１０３３と、望遠鏡部１０２４を鉛直回転（水平軸線回りに回転）させる鉛直回転駆動部１０３５と、望遠鏡部１０２４の鉛直回転の回転角度を検出する鉛直角検出部１０３６と、望遠鏡部１０２４の傾きを検出する傾斜センサ１０３９とが設けられている。
［測設情報標示装置］
測設情報標示装置１０５０は、図１７に示すように、ポール１０１１と、ポール１０１１の上部に設けた筺体部１０５１と、筺体部１０５１の上部に設けたターゲット１０１２と、このターゲット１０１２の後方の筺体部１０５１の上面に設けた表示部１０５８とを有している。

表示部１０５８には、予め設定されている基準方向を示す基準線Ｒ３と後述する方向線Ｆ３とが表示されるようになっている。

筺体部１０５１内には、測設点を示す画像を投影するプロジェクタなどである投影部１０５６と、ファンビームＢを生成して上下方向に走査するファンビーム出力装置１２４５とが設けられている。基準線Ｒ３は筺体部１０５１の長手方向（測設情報標示装置１０５０の正面方向：Ｙ軸方向）と同方向に設定されている。

また筺体部１０５１内には、図１８に示すように、水平面に対する筺体部１０５１の傾きを検出する傾斜センサ１０５４と、距離画像センサ１０５５と、各種のデータを記憶する記憶部１０５３と、測量機１０２０と通信を行う通信部１０５７と、演算制御部（端末側演算御部）１０５２とが設けられている。

また、測設情報標示装置１０５０には、測距等に必要な各種の操作を行うための操作部１０５９が設けられている。なお、この操作部１０５９は図１５及び図１７において省略してある。

投影部１０５６は、測設点の位置を示す画像として、例えば図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示す形状の目標位置画像１０７８,１０７８Ａ,１０７８Ｂのいずれかを有する目標情報画像１０７７（図２２,図２３参照）を投影するものである。

投影部１０５６の投影光軸１０５６ａは、図１７に示すように、表示部１０５８の基準線Ｒ３と直交する直交軸（Ｘ軸）に対して所定角度だけ傾斜されている。すなわち、投影部１０５６の投影光軸１０５６ａは、Ｙ軸と直交する面内にあり、この面内のＸ軸に対して所定角度傾斜している。

傾斜センサ１０５４（図１６参照）は、互いに直交するｕｖｗ軸（図２０参照）の３方向の加速度を検出する３軸加速度センサである。

距離画像センサ１０５５は、投影部１０５６が画像を投影する投影面上の各部位、例えば地表上の凹凸面の各部位の３次元位置を取得するものである。投影面は、投影光軸１０５６ａ（図１７参照）を中心とする所定の範囲の領域面であり、この実施例では投影光軸１０５６ａと距離画像センサ１０５５の検出光軸が一致されている。

距離画像センサ１０５５は、２つのカメラを使用するステレオ法や、レンズのピント調整やボケ具合を用いるレンズ焦点法や、物体に投射した光が反射により戻ってくるまでの時間から距離を求める光飛行時間法や、所定のパターンの光を物体に投射してその反射像におけるパターンの歪み具合から距離を求めるパターン光投映法等を用いて各部位の３次元位置を取得するものである。

測設情報標示装置１０５０の演算制御部１０５２は、測量機１０２０から送信されてくる測設情報標示装置１０５０の現在位置データと、送信されてくる目標座標情報（目標位置：測設点の位置情報）とに基づいて目標情報画像１０７７（図２０参照）を生成する。この目標情報画像１０７７は、投影面が平面と仮定した場合、その平面上の目標位置にこの目標位置を示す目標位置画像１０７８（図２１参照）が投影される画像である。

また、演算制御部１０５２は、距離画像センサ１０５５が取得した距離画像情報と傾斜センサ１０５４が取得した傾斜角情報とに基づいて、投影面の凹凸に拘りなく、後述する目標位置画像１０７８Ｇ１,１０７８Ｇ２,１０７８Ｇ３（図２３参照）が目標位置１０７８ｆ,１０７８ａ,１０７８ｂの真上の位置、すなわち図１９に示す測設点の位置１７２１〜１７２３に投影されるように上記の目標情報画像１０７７を補正する画像補正部２０００を有している。

ファンビーム出力装置１２４５は、第１実施例の図４に示すファンビーム出力装置４５と同じ構成なのでその説明は省略する。
［動 作］
次に、上記のように構成される測量システム１０１０の動作について、図２６及び図２７のフロー図を参照しながら説明する。

先ず、測設情報標示装置１０５０の動作を図２６に示すフロー図に基づいて説明する。

ステップ２０１では、測量機１０２０の演算制御部１０３７（図１６参照）から目標座標情報（各測設点の位置情報）１０７１を取得する。すなわち、測量機１０２０の通信部１０４１から送信される目標座標情報１０７１を測設情報標示装置１０５０の通信部１０５７が受信することにより取得する。

ステップ２０２では、演算制御部１０３７から現在座標情報（測設情報標示装置１０５０の現在位置）１０７５（図１９参照）を取得する。すなわち、測量機１０２０の通信部１０４１から送信される現在位置情報１０７５を測設情報標示装置１０５０の通信部１０５７が受信することにより取得する。

ステップ２０２Ａでは、ファンビーム出力装置１２４５の動作を開始させる。

ステップ２０３では、傾斜センサ１０５４から傾斜情報１０６１を取得する。すなわち、水平面に対する筺体部１０５１の傾きを取得する。

ステップ２０３Ａでは、表示部１０５８の基準線Ｒ３に対する測量機１０２０の方向を示す角度θ（図１７参照）を取得し、表示部１０５８に測量機１０２０が位置している方向を示す方向線Ｆ３を表示する。これは、測量機１０２０から送信されてくる角度θのデータを受信することより取得して、方向線Ｆ３を表示するものである。角度θは、第１実施例と同様にして求めるものである。

ステップ２０３Ｂでは、ステップ２０１,２０２で取得した目標座標情報１０７１と現在位置情報１０７５とに基づいて、測設点と現在位置との差分を計算する。

ステップ２０３Ｃでは、測設情報標示装置１０５０の表示部１０５８に表示される方向線Ｆ３の方向に測設情報標示装置１０５０を向ける。すなわち、方向線Ｆ３と基準線Ｒ３とが一致するように測量機１０２０の向きを変える。

ステップ２０４では、距離画像センサ１０５５から距離画像情報１０６２を取得する。この距離画像情報１０６２は、投影面上における例えば地表上の凹凸面の各部位の３次元位置情報である。

ステップ２０５では、投影部１０５６の投影面１０１３の範囲内に目標位置（測設点）が存在するか否かが判断される。これは、ステップ２０３Ｂで求めた差分に基づいて判断される。例えば、投影光軸１０５６ａと地表面との交点を中心にして、この中心から投影面１０１３の境界線までの距離内に上記差分が入るか否かで判断する。

ステップ２０５でイエスと判断されたとき、すなわち、投影部１０５６の投影面１０１３の範囲内に目標位置（測設点）が存在する場合、ステップ２０６へ進む。

ステップ２０６では、ステップ２０４で取得した距離画像情報１０６２に基づいて目標情報画像１０７７（図２０参照）としての測設画像１０８１を生成する。

ここで、測設画像１０８１について説明する。

図２３に示すように、平面１０７３上に測設点１０７８ｆ,１０７８ａ,１０７８ｂがある場合、この測設点１０７８ｆ,１０７８ａ,１０７８ｂの平面座標位置に基づいて、その平面１０７３上にその測設点１０７８ｆ,１０７８ａ,１０７８ｂを示す目標位置画像１０７８Ｇ１,１０７８Ｇ２,１０７８Ｇ３が投影されるように、演算制御部１０５２が測設画像１０８１を生成する。

投影部１０５６は、その平面１０７３上に生成された測設画像１０８１（図２２参照）を投影する。

しかし、平面１０７３上に階段部１０７４が設けられていると、図２２及び図２３に示すように、目標位置画像１０７８Ｇ２,１０７８Ｇ３の投影位置が測設点１０７８ａ,１０７８ｂの位置（平面座標位置）からずれることになる。

そこで、このずれが生じないように、距離画像センサ１０５５によって求めた投影面上における各部位の３次元位置情報と、傾斜センサ１０５４が取得した傾斜角情報とに基づいて、目標情報画像１０７７を補正して、測設点１０７８ａ,１０７８ｂの真上の位置に目標位置画像１７２２,１７２３が投影される測設画像１０８１を生成するものである。測設画像の補正は演算制御部１０５２の画像補正部２０００が演算処理して行う。

測設画像１０８１は、距離画像センサ１０５５が取得した３次元位置情報に基づいて端末側演算制御部１０５２が演算処理して生成される。

ステップ２０５でノーと判断されたとき、すなわち、投影部１０５６の投影面１０１３の範囲内に目標位置（測設点）がない場合、ステップ２０７へ進む。

ステップ２０７では、図２４に示すように、目標位置のある方向を示す案内画像１０８４を生成する。この案内画像１０８４は、ステップ２０１及びステップ２０２で取得した目標位置と測設情報標示装置１０５０の現在位置とに基づいて、測設情報標示装置１０５０の位置から見て目標位置を示す矢印画像１０８４ａを生成する。

ステップ２０８では、ステップ２０６またはステップ２０７で生成した目標情報画像１０７７である測設画像１０８１または案内画像１０８４を投影する。

ステップ２０９では、目標情報画像１０７７の投影を継続するか否かが判断される。すなわち、測設情報標示装置１０５０が目標位置(測設点)へ移動されていないとき、または、他のターゲット装置を他の目標位置へ移動させる必要があるとき、イエスと判断されてステップ２０２へ戻り、ステップ２０２からステップ２０８の処理動作が繰り返し行われる。

ステップ２０９でノーと判断されたときステップ２１０へ進む。

ステップ２１０では、測設情報標示装置１０５０の他の目標位置への切り替え操作がなされたか否かが判断され、イエスであればステップ２１１へ進む。

ステップ２１１では、案内する対象を他の目標位置に切り替えてステップ２０２へ戻り、上記の処理動作が行われることになる。

ステップ２１０でノーと判断されたとき、図２６に示すフロー図の処理動作は終了する。

ところで、図２５に示すように、距離画像センサ１０５５が取得した階段部１７４１の投影面１０１３の３次元位置に基づいて、投影部１０５６（図１７参照）が投影する範囲内において投影最大距離１０８５を越える箇所がある場合、その箇所を投影する画像を部分的に欠落させた目標情報画像１０７７（測設画像１０８１）にして投影する。

次に、測量機１０２０の動作を図２７のフロー図に基づいて説明する。

ステップ２２１では、測量機１０２０の通信部１０４１（図１６参照）により、例えば記憶部１０３８に記憶され、あるいは操作部１０２７によって入力された目標座標情報１０７１を測設情報標示装置１０５０へ送信する。

ステップ２２２では、追尾光を投射させながら水平回転駆動部１０３３及び鉛直回転駆動部１０３５を制御して、望遠鏡部１０２４(図１５参照)を水平方向及び垂直方向に移動させて所定範囲を走査させる。

ステップ２２３では、追尾対象物（ターゲット１０１２）を検出したか否かが判断され、ノーであればステップ２２２へ戻り、ターゲット１０１２を検出するまでステップ２２２,２２３の処理動作が繰り返し行われることになる。ステップ２２３でノーと判断されるとステップ２２４へ進む。

ステップ２２４では、検出したターゲット１０１２の追尾動作を行う。

ステップ２２５では、ターゲット１０１２の現在位置情報である現在座標情報１０７５を取得する。

ステップ２２６では、通信部１０４１によりターゲット１０１２の現在位置である現在位置情報を測設情報標示装置１０５０へ送信する。

ステップ２２７では、測設情報標示装置１０５０の表示部１０５８の基準線Ｒ３と、測量機１０２０の方向を示す方向線Ｆ３（図１７参照）とのなす角度θを求めるための方向検出開始指示が測量機１０２０から通信部１０４１を介して測設情報標示装置１０５０へ送信される。

この送信により、測設情報標示装置１０５０のファンビーム出力装置１２４５からファンビームＢが出力されて、このファンビームＢが上から下へ走査されていく。ここでは、図５に示すファンビームＢ１〜Ｂ３が出力されて走査される。

ステップ２２８では、測量機１０２０の測距部１０３１から測距光が照射されて測設情報標示装置１０５０の位置までの距離と、水平角検出部１０３４及び鉛直角検出部１０３６により水平及び鉛直方向の測角を行う。なお、ここでは、方向線Ｆ３の水平方向の角度θを求めるものであるから、鉛直方向の測角は必ずしも必要ではない。

ステップ２２９では、測量機１０２０のガイド光受光部１２００がファンビームＢ１〜Ｂ３（図５参照）を受光するタイミングパターンを抽出する。

ステップ２３０では、抽出したタイミングパターンに基づいて測量機１２０の演算制御部１０３７が角度θを算出する。

ステップ２３１では、ステップ２２８で求めた距離と測角と、ステップ２３０で算出した角度θを通信部６５を介して測設情報標示装置１０５０へ送信する。

ステップ２３２では、測設作業を終了するか否かが判断される。この判断は、例えば測量機１０２０の操作部１０２７の終了スイッチの操作に基づいて行われる。ステップ２３２でノーと判断されるとステップ２２４へ戻り、測設作業を終了するまでステップ２２４〜２３２の処理動作が繰り返し行われる。ステップ２３２でイエスと判断されると終了する。
［測設作業］
次に、測量システム１０１０を用いた測設作業を図２８に示すフロー図に基づいて説明する。

ステップ２３１では、測設情報標示装置１０５０を任意の位置に配置し、測設情報標示装置１０５０の表示部１０５８の基準線Ｒ３を測量機１０２０へ向ける。一方、測量機１０２０は目標座標情報１０７１（図２７のステップ２２１参照）を測設情報標示装置１０５０へ送信し、測設情報標示装置１０５０は目標座標情報１０７１を取得する。

測量機１０２０は、図２７に示すステップ２２２,２２３の処理が繰り返し行われることにより、測設情報標示装置１０５０のターゲット１０１２を検出する。この後、測量機１０２０は、ターゲット１０１２を追尾してターゲット１０１２の現在位置情報１０７５を取得して測設情報標示装置１０５０へ送信する(ステップ２２４〜２２６参照)。

測設情報標示装置１０５０は、現在座標情報１０７５を取得し、図２６に示すステップ２０３〜ステップ２０９の処理動作が行われて、測設点１０７２へ案内する案内画像１０８４（図２４参照）を投影部１０５６から投影させる。

ステップ２３２では、案内画像１０８４の矢印画像１０８４ａが示す方向に測設情報標示装置１０５０を移動させていく。この移動の際、測量機１０２０は、図２７に示すステップ２２４〜ステップ２３２の処理動作が繰り返し行われることにより、ターゲット１０１２の追尾と現在位置情報の取得が繰り返し行われていく。

測設情報標示装置１０５０は、図２６に示すステップ２０３〜ステップ２０９の処理動作が繰り返し行われることにより、測設情報標示装置１０５０の移動位置に応じて、測設点１０７２を案内する案内画像１０８４を更新して投影部１０５６から投影させる。このようにして、投影部１０５６の投影面１０１３（図２０参照）の範囲内に測設点１０７２（図１９参照）が存在する位置まで測設情報標示装置１０５０を移動させる。

ステップ２３３では、投影部１０５６の投影面１０１３の範囲内に測設点１０７２が存在することにより、作業者は測設点１０７２の位置を把握することができる。

ステップ２３４では、図２２に示す測設画像１０８１における測設点１０７２（図１９参照）を示す測設点画像（目標位置画像）１０７８の位置に杭１０８６を打ち込んでいく（図２９参照）。

ステップ２３５では、測設点１０７２の杭打ちが終了したか否かが判断される。この判断は、測設情報標示装置１０５０の操作部１０５９の終了スイッチの操作に基づいて行われる。

他の測設点１０７２に対して杭打ちを行う場合や、杭打ちの位置が正しい位置であるかを確認する場合にはステップ２３６へ進む。

ステップ２３６では、継続する測設作業に応じた設定をする。この設定は、測設情報標示装置１０５０の操作部１０５９の図示しないタッチパネルのタッチ操作やキー操作などで行う。

この測量システム１０１０によれば、測設情報標示装置１０５０の位置から目標位置としての測設点１０７２までの距離が遠い場合、図２４に示すように、その測設点１０７２の方向を示す矢印画像１０８４ａを有する案内画像１０８４が投影されるので、測設情報標示装置１０５０を速やかに測設点１０７２の方向へ誘導することができる。さらに、測設情報標示装置１０５０が測設点１０７２の近傍に近づくと、測設点１０７２の位置を示す測設点画像１０７８がその測設点１０７２上に投影されるので、その測設点１０７２の位置に適切に杭１０８６を打ち込むことができ、杭打ちの作業効率を向上させることができる。
［杭打ちの確認作業］
次に、杭打ちが正しく行われたか否かの確認作業について説明する。

杭打ちが終了したら、確認する杭１０８６の近傍に測設情報標示装置１０５０を移動させる。この後、図２６に示すステップ２０３〜ステップ２０９の処理動作を行わせる。この処理動作によって、図２９に示すように、目標情報画像１０７７である測設画像１０８１を測設情報標示装置１０５０の投影部１０５６（図１７参照）が投影する。

演算制御部１０５２の画像補正部２０００は、距離画像センサ１０５５が取得した投影面の距離画像情報と傾斜センサ１０５４が取得した傾斜角情報に基づいて、図２３に示すように、測設点１０７８ａ,１０７８ｂの真上の位置に測設点像（目標位置画像）１７２２,１７２３が投影されるように、測設画像１０８１（平面１０７３上に投影する測設画像）を補正するものであるから、図２９に示すように、正しく杭打ちされた杭１０８６の上面に測設点像１７２１,１７２３が投影され、測設点１０７８ａ（図２３参照）の位置からずれた位置に杭打ちされた杭１０８６Ａの上面には測設点像１７２２は投影されず、階段部１０７４の一段目の上面１０７４ａに投影されてしまう。

このため、杭１０８６が適正に杭打ちされたか否かを一目で確認することができる。
［応用例１］
図３０は、測設情報標示装置１０５０によって床の下側に設けられた配管（構造物）の形状や位置を示す目標標示画像１０７９を床面に投影した例を示すものである。

測設情報標示装置１０５０は、床の下側にある配管の形状や位置のデータを予め記憶しておくものであり、このデータと、投影部１０５６（図１８参照）の床面上の投影面１０１３の位置とに基づいて、この投影面１０１３の真下にある配管(図示せず)の形状と位置を示す構造物画像１０８２を演算制御部１０５２が生成して、投影部１０５６（図１８参照）から投影するものである。

測設情報標示装置１０５０の向きは、第３実施例の図２６に示すステップ２０２Ａ〜２０３Ｃの処理を行って測設情報標示装置１０５０を測量機１０２０の方向に向けておく。

投影面１０１３の位置は、測量機１０２０（図２０参照）の位置に対する測設情報標示装置１０５０の位置と、投影部１０５６の投影光軸の傾斜角などに基づいて求める。

構造物画像１０８２は、配管の形状を示す目標標示画像１０７９と、配管のメンテナンスを行った最終日を示す構造物情報画像１０８３とを含むものであり、この目標標示画像１０７９は配管の真上に投影されることになる。

目標標示画像１０７９は、斜め方向に投影されると歪むので、この歪が生じないように投影光軸の傾斜角や投影距離に応じて、画像補正部２０００により補正されることになる。

この例によれば、床下にある配管等の位置や形状が分かるので、工事やメンテナンスがし易いものとなる。
［応用例２］
図３１は、測設情報標示装置１０５０によって天井裏に設けられた配管（構造物）の形状や位置を示す目標標示画像１０７９を天井面に投影した例を示すものである。

図３１に示す測設情報標示装置１０５０は、筺体部１０５１を裏返して設けたものである。この場合、上面となる裏面に表示部１０５８やターゲット１０１２を設ける。

また、測設情報標示装置１０５０は、天井裏にある配管の形状や位置のデータを予め記憶しておくものである。他は、応用例１と同じなのでその説明は省略する。この例も天井裏にある配管の形状や位置が分かるので、工事やメンテナンスがし易いものとなる。
［応用例３］
図３２は、測設情報標示装置１０５０によって壁に、これから取り付ける手摺（構造物）の形状や位置を示す目標標示画像１０７９を投影した例を示すものである。

図３２に示す測設情報標示装置１０５０は、筺体部１０５１の側面から目標標示画像１０７９を投影するようしたものである。

また、測設情報標示装置１０５０は、壁に取り付ける手摺の位置と形状のデータを予め記憶しておくものである。他は応用例１と同じなのでその説明は省略する。

この例によれば、手摺を実際に取り付ける前に、壁に取り付ける手摺の位置や形状や大きさが分かるので、実際に取り付けた場合の状態を把握することができる。
［第４実施例］
図３３は第４実施例の測設情報標示装置１０５０Ａの構成を示したブロック図である。

測設情報標示装置１０５０Ａは、方位センサ１０８７を設けて距離画像センサ１０５５の検出光軸及び投影部１０５６の投影光軸の方位を検出できるようにしたものである。

方位センサ１０８７は、筺体部１０５１に固定され、これにより、筺体部１０５１の基準線Ｒ３がどの方位を向いているかを検出することができる。この基準線Ｒ３の方位に基づいて距離画像センサ１０５５の検出光軸及び投影部１０５６の投影光軸の方位を検出することができる。これは、基準線Ｒ３に対する距離画像センサ１０５５の検出光軸及び投影部１０５６の投影光軸の方向が予め設定されていることによる。

この第４実施例の測設情報標示装置１０５０Ａによれば、距離画像センサ１０５５の検出光軸及び投影部１０５６の投影光軸がいずれの方位を向いているのかが分かるため、筺体部１０５１（図３０参照）を測量機１０２０（図２０参照）に向けることなく、測設情報標示装置１０５０Ａの座標位置と、この座標位置に対する各目標位置（測設点１０７２：図１９参照）の位置(距離及び方向)を求めることができる。

このため、投影面１０１３（図２３参照）の凹凸や傾斜に拘らず目標位置に関連する目標情報画像１０７７をより適切に投影面１０１３に投影することができる。

また、この第４実施例の測設情報標示装置１０５０Ａでは、ファンビーム出力装置１２４５からファンビームＢを出力することにより、上述と同様にして、測量機１０２０の方向を示す角度θを求めて、表示部１０５８に基準線Ｒ３と方向線Ｆ３とが表示される。

この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。

１,２００,１０１０ 測量システム
１０,１６０ ターゲット装置
１０５０ 測設情報表示装置（ターゲット装置）
１３,１１３,１０５８ 表示部
２１ 回転駆動部
２２，１２２ ポリゴンミラー
２２Ｈ１〜２２Ｈ６ 反射面
２２Ｊ 回転軸
２４ コリメートレンズ
２５ 回転位置検出部
Ｇ１〜Ｇ６ 表面処理部
２３ レーザ光源
３０,１６２,１０１２ ターゲット
３１,１３１,１２４５ 送光制御部
４５,１４５ ファンビーム出力装置
５０,２５０,１０２０ 測量機
１４,６５,１０４１,１０５７ 通信部
４０,７０,１０３７,１０５２ 演算制御部
５５,２５６,１２００ ガイド光受光部
６１ 追尾光受光部
６３ 測距部
６８,１０３４ 水平角検出部
Ｒ１,Ｒ２,Ｒ３ 基準線
１０３２ 追尾部
１０３９,１０５４ 傾斜センサ
１０５５ 距離画像センサ
１０５５ａ 検出光軸
１０５６ 投影部
１０５６ａ 投影光軸
Ｆ３ 方向線
１０７７ 目標情報画像
１０７８,１０７８Ａ,１０７８Ｂ 目標位置画像
１７２２,１７２３ 目標位置画像
１０７８Ｇ１〜１０７８Ｇ３ 目標位置画像
１０８２ 構造物画像
１０８４ 案内画像

Claims (16)

1. 周面に沿って複数の反射面が等間隔に形成されたポリゴンミラーであって、
   入射してくるレーザ光を所定方向に広がりを持つファンビームに形成して反射させる表面処理が施された表面処理部を前記各反射面に設けたことを特徴とするポリゴンミラー。
2. 前記表面処理部は、反射型グレーティングまたはレンチキュラーレンズが形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のポリゴンミラー。
3. 前記ポリゴンミラーは少なくとも３つの反射面を有し、この３つの反射面のうち少なくとも１つの反射面の表面処理部は、前記広がりを持つ方向が前記ポリゴンミラーの回転軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポリゴンミラー。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のポリゴンミラーと、このポリゴンミラーの反射面に向けてレーザ光を射出するレーザ光源と、このレーザ光源から射出されたレーザ光を平行光束にするコリメートレンズと、前記ポリゴンミラーを回転させる回転駆動部と、前記ポリゴンミラーの回転位置を検出する回転位置検出部と、この回転位置検出部が検出する回転位置に基づいて前記レーザ光源のオン・オフを制御する送光制御部とを備え、
   前記送光制御部は、前記ポリゴンミラーの回転位置に基づくレーザ光源のオン・オフを制御することによって、前記ポリゴンミラーの複数の反射面のうち所定の反射面の表面処理部から左右方向に広がりを持つファンビームを発生させるとともに、前記ポリゴンミラーの回転により該ファンビームが上下方向に走査されることを特徴とするファンビーム出力装置。
5. 入射してくる追尾光をその入射方向へ反射するターゲットと、予め設定されている基準方向を示す基準線と取得されている目標位置とが表示される表示部と、通信部とを有するターゲット装置と、
   前記ターゲットで反射される追尾光を受光して前記ターゲットを自動追尾するための追尾光受光部と、この追尾光受光部の受光に基づいて水平基準線に対する前記ターゲットの水平方向の水平角を検出する水平角検出部と、前記ターゲットに向けて測距光を射出するとともに前記ターゲットで反射した測距光を受光して前記ターゲットまでの距離を求める測距部と、この測距部で求めた距離と前記水平角検出部で検出した水平角とで前記ターゲットの位置を演算する演算制御部と、この演算制御部が演算したターゲットの位置を示す位置データを送信する通信部とを有する測量機とを備え、
   前記位置データが前記通信部により前記ターゲット装置に送信され、この送信された位置データが前記ターゲット装置の通信部により受信されて、前記表示部にターゲットの現在位置が表示される測量システムであって、
   前記ターゲットに請求項４に記載のファンビーム出力装置を設け、
   前記測量機に、前記ファンビーム出力装置から出力されて上下方向に走査される前記ファンビームを受光するガイド光受光部を設け、
   前記ガイド光受光部が受光する各ファンビームのそれぞれの受光タイミングに基づいて、前記表示部に予め設定されている基準方向に対して、前記ターゲットから測量機に向かう測量機方向の角度が前記演算制御部により求められ、この演算制御部によって求められた前記角度のデータが前記測量機の通信部により送信されて、
   前記ターゲット装置の受信部により前記角度のデータが受信されて、前記表示部の基準線がその角度だけ回転された位置に表示されることを特徴とする測量システム。
6. 入射してくる追尾光をその入射方向へ反射するターゲットと、予め設定されている基準方向を示す基準線と取得されている目標位置とが表示される表示部と、目標位置を示す目標位置画像を有する目標情報画像を投影面に投影する投影部と、通信部とを有する測定情報標示装置と、
   前記ターゲットで反射する追尾光を受光して前記ターゲットを自動追尾するための追尾部と、この追尾部の受光に基づいて水平基準線に対する前記ターゲットの水平方向の水平角を検出する水平角検出部と、前記ターゲットに向けて測距光を射出するとともに前記ターゲットで反射した測距光を受光して前記ターゲットまでの距離を求める測距部と、この測距部で求めた距離及び前記水平角検出部で検出した水平角とで前記ターゲットの位置を演算する演算制御部と、この演算制御部が演算したターゲットの位置を示す位置データを送信する通信部とを有する測量機とを備えた測量システムであって、
   前記測定情報標示装置は、左右方向に広がりをもつファンビームを出力するとともに上下方向に走査するファンビーム出力装置と、予め設定された基準方向を示す基準線が表示される表示部とを有し、
   前記測量機に、前記ファンビーム出力装置から出力されて上下方向に走査される前記ファンビームを受光するガイド光受光部を設け、
   前記ガイド光受光部が受光する各ファンビームのそれぞれの受光タイミングに基づいて、前記表示部に予め設定されている基準方向に対して、前記ターゲットから測量機に向かう測量機方向の角度が前記演算制御部により求められ、
   前記演算制御部により求められた前記角度のデータが前記測量機の通信部により送信されて、
   前記測定情報標示装置の通信部により前記角度のデータが受信されて、前記測定情報標示装置の表示部に、前記測量機に向かう方向を示す方向線が表示されることを特徴とする測量システム。
7. 前記ファンビーム出力装置は、周面に沿って複数の反射面が等間隔に形成されたポリゴンミラーと、このポリゴンミラーの反射面に向けてレーザ光を射出するレーザ光源と、このレーザ光源から射出されたレーザ光を平行光束にするコリメートレンズと、前記ポリゴンミラーを回転させる回転駆動部と、前記ポリゴンミラーの回転位置を検出する回転位置検出部と、この回転位置検出部が検出する回転位置に基づいて前記レーザ光源のオン・オフを制御する演算制御部とを備え、
   前記ポリゴンミラーの反射面に入射してくるレーザ光を左右方向に広がりを持つファンビームに形成して反射させる表面処理が施された表面処理部を前記各反射面に設けたことを特徴とする請求項６に記載の測量システム。
8. 前記表面処理部は、反射型グレーティングまたはレンチキュラーレンズが形成されたものであることを特徴とする請求項７に記載の測量システム。
9. 前記ポリゴンミラーは少なくとも３つの反射面を有し、この３つの反射面のうち少なくとも１つの反射面の表面処理部は、前記広がりを持つ方向が前記ポリゴンミラーの回転軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の測量システム。
10. 前記測定情報標示装置は、
    前記投影面の所定範囲の距離画像情報を取得する距離画像センサと、
    前記投影部の投影光軸の鉛直線に対する傾斜角情報を取得する傾斜センサと、
    前記距離画像センサが取得した距離画像情報と前記傾斜センサが取得した傾斜角情報とに基づいて、前記投影面の凹凸に拘りなく前記目標位置画像が前記目標位置上に投影されるように前記目標情報画像を補正する画像補正部とを有することを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の測量システム。
11. 前記距離画像センサの検出光軸と、前記投影部の投影光軸とが一致されていることを特徴とする請求項１０に記載の測量システム。
12. 前記目標位置画像は、目標位置にある構造物の形状を示す構造物画像であることを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の測量システム。
13. 前記投影部は、該投影部の投影面に前記目標位置が存在しない場合、その目標位置の方向を示す案内画像を投影することを特徴とする請求項６ないし請求項１２のいずれか１項に記載の測量システム。
14. 前記投影部の投影面のうち、前記距離画像センサで取得する距離が前記投影部の最大投影距離を越える箇所では、この箇所の部分を欠落させた目標情報画像が投影されることを特徴とする請求項６ないし請求項１３のいずれか１項に記載の測量システム。
15. 前記構造物画像は、天井裏に設けられた構造物の形状を示す画像であることを特徴とする請求項１２に記載の測量システム。
16. 前記構造物画像は、床面から立ち上がる壁に設けられる構造物の形状を示す画像であることを特徴とする請求項１２に記載の測量システム。