JP2018066656A - トランシット用カメラ装置及びその調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トランシットに着脱自在なカメラユニットを提供する。
【解決手段】トランシットに対して着脱自在に連結されるカメラユニットを含むトランシット用カメラ装置であって、カメラユニットＵは、鏡筒４ｃに対して同軸上に嵌合されてその光軸の方向に位置決め固定される第１筒部材１０及び第２筒部材２０、撮像素子を含むカメラモジュール３０、カメラモジュールの光軸を第２筒部材と同軸上に位置付けるべくカメラモジュールを第２筒部材の内側に保持しつつ第２筒部材の端部に連結される閉塞部材４０を含む。これによれば、装置の小型化、簡略化、低コスト化等を達成しつつ、既存のトランシット（又はセオドライト）に対して容易に取り付け及び取り外しを行うことができ、又、トランシットのレンズ光学系に対して光軸の軸心合わせや焦点合わせ等の調整作業を容易に行うことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、角度の測量を行うトランシット（セオドライトとも称する）に適用されるトランシット用カメラ装置及びその調整方法に関し、特に、建築、土木等の工事現場等における測量の際に、例えばスピーダー工法等の推進工法により掘削する際に、先導管内のターゲットを視準するトランシットに適用されるトランシット用カメラ装置及びその調整方法に関する。

従来の推進工法においては、セオドライトの接眼部に接眼レンズを介してＣＣＤカメラを取り付け、ＣＣＤカメラによるターゲットの撮像をカメラアンプにより増幅し、カメラ画像におけるセオドライトの十字線にクロスライン発生器による十字線を重ねてモニタ画面上に表示し、画面上のターゲットを視認しつつパイロット管を推進するようにしたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記特許文献１においては、セオドライトに対するＣＣＤカメラの取付け構造が明確に開示されておらず、又、セオドライトの望遠鏡の軸線（光軸）に対して垂直方向に屈曲して伸長する軸線上にＣＣＤカメラが配置された形態をなすように形成されている。
したがって、セオドライトの鏡筒を支軸回りに回転させて調整作業等を行う際にその回転動作が制約を受ける虞がある。

また、他の推進工法においては、セオドライトの望遠鏡に含まれる焦点鏡の後方に撮像系を配置し、撮像系として、直角プリズム→合焦レンズ→直角プリズム→ＣＣＤカメラから成る構成を採用し、望遠鏡の像をＣＣＤカメラに取り込んで、パーソナルコンピュータに転送し、画像処理により掘削ヘッドの中心位置及びその刃先位置を検出するようにしたものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、上記特許文献２においては、セオドライトに対するＣＣＤカメラの取付け構造が明確に開示されておらず、又、セオドライトの望遠鏡の光軸に対して複数回屈曲した軸線上にＣＣＤカメラが配置された形態をなすように形成されている。
したがって、撮像系の構造が複雑であり、大型化、高コスト化等を招き、又、セオドライトの望遠鏡を支軸回りに回転させて調整作業等を行う際にその回転動作が制約を受ける虞がある。

特開２０００−３８８９８号公報 特開２０００−８７７１号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、装置の小型化、簡略化、低コスト化等を図りつつ、既存のトランシット（又はセオドライト）に対して容易に取り付け及び取り外しを行うことができ、又、トランシットの望遠鏡のレンズ光学系に対して光軸の軸心合わせや焦点合わせ等の調整作業を容易に行うことができるトランシット用カメラ装置及びその調整方法を提供することにある。

本発明に係るトランシット用カメラ装置は、トランシットの接眼レンズを保持する鏡筒に対して着脱自在に連結されるカメラユニットを含むトランシット用カメラ装置であって、上記カメラユニットは、鏡筒に対して同軸上に嵌合されてその光軸（又は視準軸）の方向に位置決め固定される筒部材と、撮像素子を含むカメラモジュールと、カメラモジュールの光軸を筒部材と同軸上に位置付けるべくカメラモジュールを筒部材の内側に保持しつつ筒部材の端部に連結される閉塞部材を含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、カメラユニットの筒部材をトランシットの鏡筒に嵌め込むだけで、接眼レンズの光軸（視準軸）とカメラモジュールの光軸との軸心合わせを行うことができ、又、筒部材を光軸方向に適宜移動させて位置決め固定することによりトランシットの接眼レンズを通して見える十字線が撮像素子で明確に見えるように焦点合わせ（合焦）を行うことができる。
そして、トランシットの接眼レンズを介して撮像素子で撮影された視準対象物の撮影画像を、例えば携帯用端末モニタ等で確認しつつ、トランシットの合焦ネジで視準対象物に焦点を合わせ十字線と視準対象物との位置ずれを確認することができる。
特に、カメラユニットの筒部材が、トランシットの鏡筒に対して着脱自在で、かつ、光学的な調整（光軸の調心、焦点合わせ、光軸回りの角度合わせ等）を容易に行えるため、既存のトランシットに対して簡単に適用することができる。
したがって、カメラユニットが予めトランシットに一体的に組み込まれたものに比べて、小型化、低コスト化、構造の簡素化等を達成しつつ、トランシットを使用する場合において、直接肉眼で視準する場合とカメラユニットを用いて視準する場合とを状況に応じて適宜選択することができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、筒部材は、鏡筒の外周に嵌合されて固定される第１筒部材と、第１筒部材に嵌合されて位置決め固定される第２筒部材を含む、構成を採用してもよい。
この構成によれば、カメラユニットの筒部材が、第１筒部材と第２筒部材の二段構造をなすため、第１筒部材を鏡筒に固定した後に、第２筒部材を第１筒部材に対して適宜調整することにより、光学的な調整（焦点合わせ、光軸回りの角度合わせ等）を行うことができる。
したがって、トランシットの種類が異なる場合は、それぞれのトランシットの鏡筒に対応する第１筒部材をそれぞれ準備し、第２筒部材及びカメラモジュール並びに閉塞部材は共用することができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、筒部材は、その外周において、鏡筒近傍の所定指標に対して光軸回りの角度位置を位置決めする目印を有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、カメラユニットをトランシットの鏡筒に組み付ける際に、筒部材の目印をトランシットの指標に合わせるように組み付けることで、トランシットの十字線に対してカメラモジュールの光軸回りの角度位置を、所望される位置（撮像素子の水平及び垂直方向が十字線と重なる位置）又はその近傍に容易に位置決めすることができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、筒部材は、鏡筒の外周面に当接するべく螺合された調整ネジを有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、筒部材を鏡筒に嵌め込み、筒部材を適宜回転及び光軸方向に移動させて光学的な調整（焦点合わせ、光軸回りの角度合わせ等）を行った後に、調整ネジを締め付けることで、カメラユニットをトランシットに対して容易に固定することができ又光学的に調整することができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、第１筒部材は、鏡筒の外周面に当接するべく螺合された第１調整ネジと、第２筒部材の外周面に当接するべく螺合された第２調整ネジを有する、構成を採用してもよい。
この構成によれば、第１筒部材を鏡筒に嵌め込んで第１調整ネジを締め付けて固定した後に、第２筒部材を第１筒部材に対して適宜回転及び光軸方向に移動させて光学的な調整（焦点合わせ、光軸回りの角度合わせ等）を行った後に、第２調整ネジを締め付けることで、カメラユニットをトランシットに対して容易に固定することができ又光学的に容易に調整することができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、閉塞部材は、筒部材又は第２筒部材の端面に沿って位置合わせしつつ締結する締結ネジを含む、構成を採用してもよい。
この構成によれば、カメラモジュールを保持する閉塞部材を筒部材又は第２筒部材に固定する際に、筒部材又は第２筒部材の中心軸線にカメラモジュールの光軸を一致させて締結ネジを締め付けることにより、調心作業を容易に行うことができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、閉塞部材は、カメラモジュールを押え込んで保持する押え部材と、押え部材を締結する締結ネジを含む、構成を採用してもよい。
この構成によれば、押え部材でカメラモジュールを押えつつ閉塞部材に対して押え部材を締結ネジで締め付けることにより、簡単な構造で容易にカメラモジュールを固定することができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、カメラユニットに電気的に接続されて撮像情報を送信するべく、トランシットの本体に対して着脱自在に固定され得る無線送信器をさらに含む、構成を採用してもよい。
この構成によれば、カメラモジュールで撮影された撮影画像を、無線送信器を介して無線受信器を備えた携帯用端末モニタ等に送ることにより、トランシットから離れた位置において、操作者は携帯用端末モニタを眺めながら、視準対象物の位置ずれ等を確認することができる。
また、カメラユニット及び無線送信器が、トランシットに対して着脱自在となっているため、種々のトランシットに対して適用することができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、カメラユニット及び無線送信器に電気的に接続されて電力を供給するべく、トランシットの本体に対して着脱自在に固定され得る電源をさらに含む、構成を採用してもよい。
この構成によれば、カメラ装置として専用の電源を備えるため、この電源によりカメラモジュール及び無線送信器を起動させることができ、トランシットに内蔵された電源はトランシット専用として利用することができる。
また、カメラユニット及び無線送信器並びに電源が、トランシットに対して着脱自在となっているため、種々のトランシットに対して適用することができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置において、無線送信器及び電源は、面ファスナーを介してトランシットの本体に固定される、構成を採用してもよい。
この構成によれば、面ファスナーを使用することで、トランシトの本体に対する無線送信器及び電源の取付け及び取り外しを容易に行うことができる。

本発明に係るトランシット用カメラ装置の調整方法は、トランシットの接眼レンズを保持する鏡筒に対して着脱自在に連結される筒部材を含むカメラユニット、カメラユニットの撮像情報を送信する無線送信器を少なくとも備えたトランシット用カメラ装置の調整方法であって、上記カメラユニットの筒部材を鏡筒に嵌め込み、無線送信器により送信される信号を受信可能な携帯用端末モニタを確認しつつ、トランシットの十字線が所定方向を向くようにかつ十字線に焦点が合うようにカメラユニットの筒部材を回転及び光軸方向に移動させて位置合わせした後に調整ネジを締結して固定する、ことを特徴としている。
この構成によれば、簡単な取付け作業と、簡単な調整作業により、カメラユニットをトランシットに取り付けることができる。そして、携帯用端末モニタを眺めながら、トランシットの合焦ネジを適宜回転させて視準対象物に焦点を合わせた後に、カメラユニットを通して得られる撮影画像を確認しつつ視準対象物の位置ずれ等を確認することができる。

また、本発明に係るトランシット用カメラ装置の調整方法は、トランシットの接眼レンズを保持する鏡筒に対して着脱自在に連結される第１筒部材及び第１筒部材に嵌合されて位置決め固定される第２筒部材を含むカメラユニット、カメラユニットの撮像情報を送信する無線送信器を少なくとも備えたトランシット用カメラ装置の調整方法であって、上記カメラユニットの第１筒部材を鏡筒に嵌め込んで第１調整ネジにより固定し、第２調整ネジを一旦緩めて、無線送信器により送信される信号を受信可能な携帯用端末モニタを確認しつつ、トランシットの十字線が所定方向を向くようにかつ十字線に焦点が合うように第２筒部材を回転及び光軸方向に移動させて位置合わせした後に第２調整ネジを締結して固定する、ことを特徴としている。
この構成によれば、簡単な取付け作業と、簡単な調整作業により、カメラユニットをトランシットに取り付けることができる。そして、携帯用端末モニタを眺めながら、トランシットの合焦ネジを適宜回転させて視準対象物に焦点を合わせた後に、カメラユニットを通して得られる撮影画像を確認しつつ視準対象物の位置ずれ等を確認することができる。

上記構成をなすトランシット用カメラ装置及びその調整方法によれば、装置の小型化、簡略化、低コスト化等を達成しつつ、既存のトランシット（又はセオドライト）に対して容易に取り付け及び取り外しを行うことができ、又、トランシットのレンズ光学系に対して光軸の軸心合わせや焦点合わせ等の調整作業を容易に行うことができる。

本発明に係るトランシット用カメラ装置をトランシットに取り付けた状態を示す外観斜視図である。 本発明に係るトランシット用カメラ装置を取り付ける前のトランシットを示す外観斜視図である。 本発明に係るトランシット用カメラ装置に含まれるカメラユニットを示す分解斜視図である。 図３に示すカメラユニットをトランシットの鏡筒に取付けた状態を示す断面図である。 本発明に係るトランシット用カメラ装置（カメラユニット、無線送信器、電源）をトランシットに取り付けた状態で、携帯用端末モニタを用いて位置ずれの確認を行う状態を示す図である。 本発明に係るトランシット用カメラ装置を取り付けたトランシットを用いて、スピーダー工法により掘削作業を行う状態を示す模式図である。 図６に示すスピーダー工法において、トランシットによる調整作業を示す図であり、（ａ）はトランシットの対物レンズを鉛直上方の水糸に方向付けた状態を示す模式図、（ｂ）はトランシットの対物レンズを水平方向に位置するスピーダーヘッドのターゲットに方向付けた状態を示す模式図である。 本発明に係るトランシット用カメラ装置に含まれるカメラユニットの他の実施形態を示す分解斜視図である。 図８に示すカメラユニットをトランシットの鏡筒に取付けた状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
先ず、本発明が適用されるトランシット（又はセオドライトとも称する）Ｔは、図１及び図２に示すように、略Ｕ字状の形態をなす本体１、本体１の下方に位置する底板２、整準ネジ３、水平軸ＨＬ回りに回転自在に支持された望遠鏡４、鉛直調整ネジ５、水平調整ネジ６、操作パネル７、水平気泡管８、本体１内に内蔵されたバッテリ９等を備えている。

ここで、望遠鏡４は、図２に示すように、主鏡筒４ａ、光軸（視準軸）Ｌをもつ接眼レンズ４ｂを同軸上に保持する鏡筒４ｃ、主鏡筒４ａの先端側に保持された対物レンズ（不図示）、合焦ネジ４ｄ、鏡筒４ｃの近傍に設けられた指標（例えば、ネジ頭、突起物等）４ｅ等により構成されている。

上記のトランシットＴに適用されるトランシット用カメラ装置は、図１に示すように、カメラユニットＵ、無線送信器Ｒ、電源Ｂ、カメラユニットＵと無線送信器Ｒとを電気的に接続する配線Ｃ１、無線送信器Ｒと電源Ｂとを電気的に接続する配線Ｃ２等を備えている。

カメラユニットＵは、図３及び図４に示すように、筒部材としての第１筒部材１０及び第２筒部材２０、カメラモジュール３０、閉塞部材４０、押え部材５０、第１調整ネジ６０、第２調整ネジ７０、締結ネジ８０、締結ネジ９０等を備えている。

第１筒部材１０は、アルミニウム材料等を用いて、図３及び図４に示すように、大径円筒部１１及び小径円筒部１２が連続する二段円筒状に形成されている。
大径円筒部１１は、鏡筒４ｃの外周面に嵌合される大径内周面１１ａ、２つの第１調整ネジ６０がそれぞれ螺合される２つのネジ孔１１ｂ、トランシットＴの指標４ｅに位置合わせする際の目印１１ｃを有する。
２つのネジ孔１１ｂは、周方向に等間隔（ここでは１８０度間隔ごと）に配置され径方向に貫通するように形成されている。尚、ネジ孔１１ｂの個数は、２つに限らず、１つ、３つあるいはそれ以上であってもよい。
小径円筒部１２は、第２筒部材２０を内側に嵌合させる小径内周面１２ａ、４つの第２調整ネジ７０がそれぞれ螺合される４つのネジ孔１２ｂを有する。
４つのネジ孔１２ｂは、周方向に等間隔（ここでは９０度間隔ごと）に配置され径方向に貫通するように形成されている。尚、ネジ孔１２ｂの個数は、４つに限らず、１ないし３つあるいは５つ以上であってもよい。
ここで、第１筒部材１０の中心軸線、すなわち、大径内周面１１ａ及び小径内周面１２ａの中心軸線は、大径円筒部１１が鏡筒４ｃに嵌合されることで、接眼レンズ４ｂの光軸（視準軸）Ｌと一致する同軸上に位置付けられるように形成されている。
尚、ここでは、第１筒部材１０が大径円筒部１１及び小径円筒部１２を備える二段円筒形状を示したが、これに限定されるものではなく、同一の内径をなす単一の円筒形状を採用してもよい。

第２筒部材２０は、アルミニウム材料等を用いて、図３及び図４に示すように、円筒状に形成され、小径内周面１２ａに嵌合される外周面２１、閉塞部材３０が当接して連結される端部２２、端部２２に開けられて２つの締結ネジ８０をそれぞれ捩じ込む２つのネジ穴２３、カメラモジュール３０に接続された配線Ｃ１を通すべく貫通孔に嵌め込まれたゴム製のグロメット（不図示）の等を有する。
第２筒部材２０の中心軸線、すなわち、外周面２１の中心軸線は、外周面２１が第１筒部材１０の小径内周面１２ａに嵌合されることで、第１筒部材１０の中心軸線と一致する同軸上に位置付けられるように形成されている。
端部２２は、図３及び図４に示すように、中心軸線に対して垂直な面上に位置する円環状の端面として形成されている。

ここでは、筒部材として第１筒部材１０及び第２筒部材２０を採用しているため、トランシットＴの種類が異なる場合は、それぞれのトランシットＴの鏡筒４ｃに対応する第１筒部材１０をそれぞれ準備し、第２筒部材２０及びカメラモジュール３０並びに閉塞部材４０等は共用することができる。

カメラモジュール３０は、図４に示すように、ハウジング３１、ハウジング３１の中央に配置されたレンズ３２、ハウジング３１の内部でレンズ３２の後方に配置された撮像素子３３、撮像素子３３を実装した回路基板３４等を備えている。
撮像素子３３は、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等のイメージセンサである。
ここで、カメラモジュール３０としては、画角４０度〜７０度の範囲、好ましくは６０度程度、焦点距離としては無限大のものが使用される。
尚、上記カメラモジュール３０の構成は一例であり、要求される特性に応じて、レンズの枚数及び形状等が異なる仕様をなすカメラモジュールを適用することができる。

閉塞部材４０は、アルミニウム材料、ステンレス材料、鋼材料等を用いて、図３及び図４に示すように、第２筒部材２０の端部２２側の開口を閉塞するように円板状に形成され、２つの締結ネジ８０をそれぞれ通す２つの円孔４１、２つの締結ネジ９０をそれぞれ通す２つの円孔４２を有する。
２つの円孔４１は、カメラモジュール３０を押え部材５０で固定した状態で、閉塞部材４０を第２筒部材２０に連結して固定する際に、カメラモジュール３０の光軸が第２筒部材２０の中心軸線と一致するように調心しつつ位置決めできるように、締結ネジ８０のネジ外径よりも所定量だけ大きい内径に形成されている。

押え部材５０は、アルミニウム材料、ステンレス材料、鋼材料等を用いて、図３及び図４に示すように、略コ字状に屈曲して形成され、カメラモジュール３０のレンズ３２を露出させると共にハウジング３１の円筒部を通す円孔５１、ハウジング３１の段差部を押える押え部５２、閉塞部材４０に接合される２つの脚部５３、２つの脚部５３にそれぞれ設けられた２つのナット５４等を備えている。

ここで、上記構成をなすカメラユニットＵの組付け手順について説明する。
先ず、第１筒部材１０、第２筒部材２０、カメラモジュール３０、閉塞部材４０、押え部材５０、２つの第１調整ネジ６０、４つの第２調整ネジ７０、２つの締結ネジ８０、２つの締結ネジ９０を準備する。
そして、カメラモジュール３０を押え部材５０で閉塞部材４０に押えつつ、締結ネジ９０を締め付け、カメラモジュール３０を閉塞部材４０に固定する。
このように、押え部材５０でカメラモジュール３０を押えつつ、閉塞部材４０に対して押え部材５０を締結ネジ９０で締め付けることにより、簡単な構造で容易にカメラモジュール３０を固定することができる。

続いて、カメラモジュール３０が第２筒部材２０の内側に配置されるように、閉塞部材４０を第２筒部材２０の端部２２に接合させる。そして、締結ネジ８０を、円孔４１を通してネジ穴２３に所定量だけ捩じ込む。次に、所定の測定機器を用いて、カメラモジュール３０の光軸が第２筒部材２０の中心軸線と一致するように調心を行い、その後、締結ネジ８０を締め込んで固定する。
このように、カメラモジュール３０を保持した閉塞部材４０を締結ネジ８０で第２筒部材２０に締め付けて固定するため、第２筒部材２０の中心軸線にカメラモジュール３０の光軸を一致させて締結ネジ８０を締め付けることにより、調心作業を容易に行うことができる。

続いて、第２筒部材２０を第１筒部材１０の小径内周面１２ａに嵌合させ、第２調整ネジ７０をネジ孔１２ｂに捩じ込んで締め付け固定する。これにより、カメラモジュール３０の光軸は、第１筒部材１０の中心軸線と一致するように組み込まれた状態となる。さらに、第１調整ネジ６０をネジ孔１１ｂに捩じ込む。

また、カメラユニットＵには、配線Ｃ１を介して無線送信器Ｒが接続され、さらに、無線送信器Ｒに接続された配線Ｃ２を介して電源Ｂが接続される。
これにより、カメラユニットＵ、無線送信器Ｒ、及び電源Ｂを備えたトランシット用カメラ装置が完成する。
尚、無線送信器Ｒとしては、無線ＬＡＮが行える送信器であり、例えばＷｉＦｉルータ、その他の送信器を適用することができる。また、電源Ｂとしては、モバイルバッテリであり、乾電池、リチウムイオンバッテリ、その他のモバイルバッテリを適用することができる。

ここでは、カメラユニットＵ、無線送信器Ｒ、電源Ｂが、トランシットＴに対して着脱自在となっているため、種々のトランシットＴに対して適用することができる。また、専用の電源Ｂを備えるため、電源Ｂによりカメラモジュール３０及び無線送信器Ｒを起動させることができ、トランシットＴに内蔵されたバッテリ９はトランシット専用として利用することができる。

次に、上記のようにして完成したトランシット用カメラ装置を、トランシットＴに組み付ける手順について説明する。
予め、トランシットＴの本体１に対して、図２に示すように、無線送信器Ｒを固定するための面ファスナーＦ１及び電源Ｂを固定するための面ファスナーＦ２を貼付し、又、無線送信器Ｒの表面に対応する面ファスナーＦ１及び電源Ｂの表面に対応する面ファスナーＦ２を貼付する。
そして、カメラユニットＵの第１筒部材１０をトランシットＴの鏡筒４ｃに嵌め込みつつ、目印１１ｃを指標４ｅに合わせ、第１調整ネジ６０により固定する。
このように、第１筒部材１０の目印１１ｃをトランシットＴの指標４ｅに合わせるように組み付けることで、トランシットＴの十字線に対してカメラモジュール３０の光軸回りの角度位置を、所望される位置（撮像素子３３の水平及び垂直方向が十字線と重なる位置）又はその近傍に容易に位置決めすることができる。

続いて、図２に示すように、無線送信器Ｒ及び電源Ｂを面ファスナーＦ１，Ｆ２を介してトランシットＴの本体１に固定する。
続いて、電源Ｂをオンにする。
続いて、図５に示すように、携帯用端末モニタＭを使用し、インストール済みのアプリケーションソフト（例えば、ＡＶＩＮ等のメディアプレーヤー）を起動する。

そして、予め第２調整ネジ７０を緩めて、携帯用端末モニタＭを確認しつつ、トランシットＴの十字線が水平・垂直に向くように第２筒部材２０を回転させると共に、十字線が明確に見えるように第２筒部材２０を中心軸線の方向に移動させてフォーカス調整を行った後に、第２調整ネジ７０を締めて固定する。
これにより、トランシットＴへの取付けが完了する。このように、簡単な取付け作業と、簡単な調整作業により、トランシット用カメラ装置をトランシットＴに容易に取り付けることができる。

次に、上記トランシット用カメラ装置が取り付けられたトランシットＴを、スピーダー工法による横穴掘削の際の誤差測定に使用する場合について説明する。
先ず、図６に示すように、発進立坑１００及び到達立坑１０１が掘られ、両方の立坑１００，１０１の間に埋設管用の掘削穴１０２の中心線となる計画線Ｓが設定される。
そして、発進立坑１００には、推進機１０３が設置され、地上には、推進機１０３に油圧を供給する油圧ユニット１０４等が設置される。
また、地上には、計画線Ｓ上に位置する基準点（２点）間に水糸１０５が張られ、下降りが降ろされる。

さらに、推進機１０３には、所定位置にある台座に対して、トランシット用カメラ装置が取り付けられたトランシットＴが、所定方向に位置付けられて設置される。
また、内部に視準対象物としてのターゲットを取り付けたスピーダーヘッドを接続したリード管１０６が、推進機１０３に取り付けられる。尚、ターゲットとしては、高輝度の発光ダイオード等が使用される。
ここで、トランシットＴの望遠鏡４（の対物レンズ）が、リード管１０６の軸線方向に方向付けられると、リード管１０６の内部を通してスピーダーヘッド内に設けられたターゲットを視準できるようになっている。

また、発進立坑１００内において、推進機１０３を水平に位置付けるために、推進機１０３に設けられた所定のマークに下降りが一致するように、推進機１０３の調整ネジが適宜調整される。
続いて、図７（ａ）に示すように、望遠鏡４の対物レンズが鉛直上方を向くように望遠鏡４が回転させられる。そして、水糸が十字線の縦線に一致するように、推進機１０３の水平方向における向きが調整される。尚、この調整は、携帯用端末モニタＭにおいて、表示画像を適宜拡大して確認しつつ行われる。
この調整の際に、カメラユニットＵは、小型化されているため、トランシットＴのＵ字状をなす本体１に干渉することなく、鉛直方向に向けて調整作業や測量作業を容易に行うことができる。

この調整が終わると、図７（ｂ）に示すように、望遠鏡４が水平方向に回転させられて、スピーダーヘッドのターゲットに方向付けられる。そして、携帯用端末モニタＭの表示画像を確認しつつ、合焦ネジ４ｄを適宜調整して、ターゲットに対して焦点が合わせられる。この調整作業により、リード管１０６が計画線Ｓ上に方向付けられる。
その後、スピーダー工法の工程において、カメラユニットＵを通して得られる撮影画像を、携帯用端末モニタＭで確認し、適宜画像を拡大してターゲットの位置ずれ等を確認しつつ、適宜補正量をフィードバックして掘削作業が進められる。

ここでは、トランシットＴを作業者が直接覗き込むのではなく、カメラユニットＵの撮影画像が、無線送信器Ｒで携帯用端末モニタＭに送信されるため、作業者は、携帯用端末モニタＭを眺めて、又、適宜拡大して表示しつつ確認することができる。
したがって、作業者は、狭い発進立坑１００内に留まることなく、地上において確認作業を行うことができる。

上記実施形態に係るトランシット用カメラ装置によれば、カメラユニットＵの筒部材が第１筒部材１０と第２筒部材２０の二段構造をなすため、第１筒部材１０を鏡筒４ｃに固定した後に、第２筒部材２０を第１筒部材１０に対して適宜調整することにより、光学的な調整（焦点合わせ、光軸回りの角度合わせ等）を行うことができる。
したがって、トランシットＴの種類が異なる場合は、それぞれのトランシットＴの鏡筒４ｃに対応する第１筒部材１０をそれぞれ準備し、第２筒部材２０及びカメラモジュール３０並びに閉塞部材４０等は共用することができる。
また、トランシットＴの接眼レンズ４ｂを介して撮像素子３３で撮影された視準対象物の撮影画像を、例えば携帯用端末モニタＭ等で表示画像を適宜拡大しながら、トランシットＴの合焦ネジ４ｄで視準対象物に焦点を合わせ、十字線と視準対象物との位置ずれを確認することができる。
特に、カメラユニットの第１筒部材１０が、トランシットＴの鏡筒４ｃに対して着脱自在でかつ光学的な調整（光軸の調心、焦点合わせ、光軸回りの角度合わせ等）を容易に行えるため、既存のトランシットＴに対して簡単に適用することができる。
したがって、カメラユニットが予めトランシットに一体的に組み込まれたものに比べて、小型化、低コスト化、構造の簡素化等を達成しつつ、トランシットを使用する場合において、直接肉眼で視準する場合とカメラユニットを用いて視準する場合とを状況に応じて適宜選択することができる。

図８及び図９は、本発明に係るトランシット用カメラ装置に含まれるカメラユニットの他の実施形態を示すものである。尚、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態に係るカメラユニットＵ´は、図８及び図９に示すように、筒部材１０´、カメラモジュール３０、閉塞部材４０、押え部材５０、調整ネジ６０´、締結ネジ８０、締結ネジ９０等を備えている。

筒部材１０´は、アルミニウム材料等を用いて、図８及び図９に示すように、大径円筒部１１´及び小径円筒部１２´が連続する二段円筒状に形成されている。
大径円筒部１１´は、鏡筒４ｃの外周面に嵌合される大径内周面１１ａ´、４つの調整ネジ６０´がそれぞれ螺合される４つのネジ孔１１ｂ´、トランシットＴの指標４ｅに位置合わせする際の目印１１ｃ´を有する。
４つのネジ孔１１ｂ´は、周方向に等間隔（ここでは９０度間隔ごと）に配置され径方向に貫通するように形成されている。尚、ネジ孔１１ｂ´の個数は、４つに限らず、１つ、２つ、３つあるいは５つ以上であってもよい。

小径円筒部１２´は、閉塞部材３０が当接して連結される端部１３´、端部１３´に開けられて２つの締結ネジ８０をそれぞれ捩じ込む２つのネジ穴１４´、カメラモジュール３０に接続された配線Ｃ１を通すべく貫通孔に嵌め込まれたゴム製のグロメット（不図示）の等を有する。
端部１３´は、図８及び図９に示すように、筒部材１０´の中心軸線に対して垂直な面上に位置する円環状の端面として形成されている。
ここで、筒部材１０´の中心軸線、すなわち、大径内周面１１ａ´の中心軸線は、大径円筒部１１´が鏡筒４ｃに嵌合されることで、接眼レンズ４ｂの光軸（視準軸）Ｌと一致する同軸上に位置付けられるように形成されている。

ここでは、筒部材として一つの筒部材１０´を採用しているため、カメラユニットＵ´の筒部材１０´をトランシットＴの鏡筒４ｃに嵌め込むだけで、接眼レンズ４ｂの光軸（視準軸）Ｌとカメラモジュール３０の光軸との軸心合わせを行うことができ、又、筒部材１０´を光軸Ｌ方向に適宜移動させて位置決め固定することにより、トランシットＴの接眼レンズ４ｂを通して見える十字線が撮像素子３３で明確に見えるように焦点合わせ（合焦）を行うことができる。
特に、筒部材１０´が一つの部材で構成されているため、部品点数を削減でき、又、カメラユニットとしての組立工数等を削減でき、低コスト化を達成できる。
尚、ここでは、筒部材１０´が二段円筒状をなすものを示したが、これに限定されるものではなく、単一の円筒状をなす形態を採用してもよい。

次に、上記のようにして完成したトランシット用カメラ装置を、トランシットＴに組み付ける手順について説明する。
前述同様に、トランシットＴの本体１に対して、図２に示すように、予め無線送信器Ｒを固定するための面ファスナーＦ１及び電源Ｂを固定するための面ファスナーＦ２を貼付し、又、無線送信器Ｒの表面に対応する面ファスナーＦ１及び電源Ｂの表面に対応する面ファスナーＦ２を貼付する。
そして、カメラユニットＵ´の筒部材１０´をトランシットＴの鏡筒４ｃに嵌め込みつつ、目印１１ｃを指標４ｅに合わせる。

続いて、図２に示すように、無線送信器Ｒ及び電源Ｂを面ファスナーＦ１，Ｆ２を介してトランシットＴの本体１に固定する。
続いて、電源Ｂをオンにする。
続いて、図５に示すように、携帯用端末モニタＭを使用し、インストール済みのアプリケーションソフト（例えば、ＡＶＩＮ等のメディアプレーヤー）を起動する。

そして、携帯用端末モニタＭを確認しつつ、トランシットＴの十字線が水平・垂直に向くように筒部材１０´を回転させると共に、十字線が明確に見えるように筒部材１０´を中心軸線の方向に移動させてフォーカス調整を行った後に、調整ネジ６０´を締めて固定する。
これにより、トランシットＴへの取付けが完了する。このように、簡単な取付け作業と、簡単な調整作業により、トランシット用カメラ装置をトランシットＴに容易に取り付けることができる。
尚、上記トランシット用カメラ装置が取り付けられたトランシットＴを、スピーダー工法による横穴掘削の際の誤差測定に使用する場合については、前述の実施形態と同様であるため説明を省略する。

上記実施形態に係るトランシット用カメラ装置によれば、カメラユニットＵ´の筒部材１０´がトランシットＴの鏡筒４ｃに対して着脱自在でかつ光学的な調整（光軸の調心、焦点合わせ、光軸回りの角度合わせ等）を容易に行えるため、既存のトランシットＴに対して簡単に適用することができる。
したがって、カメラユニットが予めトランシットに一体的に組み込まれたものに比べて、小型化、低コスト化、構造の簡素化等を達成しつつ、トランシットを使用する場合において、直接肉眼で視準する場合とカメラユニットを用いて視準する場合とを状況に応じて適宜選択することができる。

上記実施形態においては、筒部材１０´、第１筒部材１０及び第２筒部材２０、閉塞部材４０、押え部材５０等として、例えばアルミニウム材料、ステンレス材料、鋼材料等により形成されたものを示したが、これに限定されるものではなく、変形が少なく寸法精度を高精度に維持できるものであれば、樹脂材料、その他の材料を用いて形成することができる。

上記実施形態において、筒部材１０´又は第１筒部材１０を鏡筒４ｃに固定する手段として調整ネジ６０´及び第１調整ネジ６０を示したが、これに限定されるものではなく、着脱自在に固定できるものであれば、ネジ以外の手段を用いてもよい。
上記実施形態において、第１筒部材１０に対して第２筒部材２０を固定する手段として、第２調整ネジ７０を示したが、これに限定されるものではなく、着脱自在に固定できるものであれば、ネジ以外の手段を用いてもよい。

上記実施形態において、カメラモジュール３０を閉塞部材４０に固定する手段として、押え部材５０及び締結ネジ９０を示したが、これに限定されるものではなく、固定できるものであれば、接着剤、その他の手段を用いてもよい。
上記実施形態において、閉塞部材４０を第２筒部材２０又は筒部材１０´に固定する手段として、締結ネジ８０を示したが、これに限定されるものではなく、高精度に軸心合わせを行いつつ固定できるものであれば、接着剤、その他の手段を用いてもよい。

上記実施形態においては、トランシット用カメラ装置として、電源Ｂを備えた構成を示したが、これに限定されるものではなく、トランシットＴに内蔵された電源を兼用する構成としてもよい。
上記実施形態においては、トランシット用カメラ装置を取り付けたトランシットＴをスピーダー工法における測定のために使用する場合を示したが、これに限定されるものではなく、トランシットを用いて測定する分野であれば、その他の建築、土木等の分野においても使用され得るものである。
尚、ここでは、測量機としてトランシット（セオドライトとも称する）を示しているが、これに限定されるものではなく、接眼レンズを保持する鏡筒を含む測量機であれば、その他の測量機にも適用できるものであり、ここで述べるトランシットの範疇に含まれるものである。

Ｔ トランシット
Ｌ 光軸（視準軸）
１ 本体
２ 底板
４ 望遠鏡
４ａ 主鏡筒
４ｂ 接眼レンズ
４ｃ 鏡筒
４ｄ 指標
Ｕ，Ｕ´ カメラユニット
Ｒ 無線送信器
Ｂ 電源
Ｒ 携帯用端末モニタ
１０ 第１筒部材
１０´ 筒部材
１１，１１´ 大径円筒部
１１ａ，１１ａ´ 大径内周面
１１ｂ，１１ｂ´ ネジ孔
１１ｃ，１１ｃ´ 目印
１２，１２´ 小径円筒部
１２ａ 小径内周面
１２ｂ ネジ孔
１３´ 端部
１４´ ネジ穴
２０ 第２筒部材
２１ 外周面
２２ 端部
２３ ネジ穴
３０ カメラモジュール
３１ ハウジング
３２ レンズ
３３ 撮像素子
３４ 回路基板
４０ 閉塞部材
４１，４２ 円孔
５０ 押え部材
５１ 円孔
５２ 押え部
５３ 脚部
５４ ナット
６０ 第１調整ネジ
６０´ 調整ネジ
７０ 第２調整ネジ
８０，９０ 締結ネジ
Ｆ１，Ｆ２ 面ファスナー
１００ 発進立坑
１０１ 到達立坑
１０２ 掘削穴
Ｓ 計画線
１０３ 推進機
１０４ 油圧ユニット
１０５ 水糸
１０６ リード管

Claims (12)

1. トランシットの接眼レンズを保持する鏡筒に対して着脱自在に連結されるカメラユニットを含むトランシット用カメラ装置であって、
   前記カメラユニットは、
   前記鏡筒に対して同軸上に嵌合されてその光軸の方向に位置決め固定される筒部材と、
   撮像素子を含むカメラモジュールと、
   前記カメラモジュールの光軸を前記筒部材と同軸上に位置付けるべく、前記カメラモジュールを前記筒部材の内側に保持しつつ前記筒部材の端部に連結される閉塞部材を含む、
   ことを特徴とするトランシット用カメラ装置。
2. 前記筒部材は、前記鏡筒の外周に嵌合されて固定される第１筒部材と、前記第１筒部材に嵌合されて位置決め固定される第２筒部材を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のトランシット用カメラ装置。
3. 前記筒部材は、その外周において、前記鏡筒近傍の所定指標に対して前記光軸回りの角度位置を位置決めする目印を有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランシット用カメラ装置。
4. 前記筒部材は、前記鏡筒の外周面に当接するべく螺合された調整ネジを有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のトランシット用カメラ装置。
5. 前記第１筒部材は、前記鏡筒の外周面に当接するべく螺合された第１調整ネジと、前記第２筒部材の外周面に当接するべく螺合された第２調整ネジを有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のトランシット用カメラ装置。
6. 前記閉塞部材は、前記筒部材又は前記第２筒部材の端面に沿って位置合わせしつつ締結する締結ネジを含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一つに記載のトランシット用カメラ装置。
7. 前記閉塞部材は、前記カメラモジュールを押え込んで保持する押え部材と、前記押え部材を締結する締結ネジを含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか一つに記載のトランシット用カメラ装置。
8. 前記カメラユニットに電気的に接続されて撮像情報を送信するべく、トランシットの本体に対して着脱自在に固定され得る無線送信器をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし７いずれか一つに記載のトランシット用カメラ装置。
9. 前記カメラユニット及び無線送信器に電気的に接続されて電力を供給するべく、トランシットの本体に対して着脱自在に固定され得る電源をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載のトランシット用カメラ装置。
10. 前記無線送信器及び電源は、面ファスナーを介してトランシットの本体に固定される、
    ことを特徴とする請求項９に記載のトランシット用カメラ装置。
11. トランシットの接眼レンズを保持する鏡筒に対して着脱自在に連結される筒部材を含むカメラユニット、前記カメラユニットの撮像情報を送信する無線送信器を少なくとも備えたトランシット用カメラ装置の調整方法であって、
    前記カメラユニットの筒部材を前記鏡筒に嵌め込み、
    前記無線送信器により送信される信号を受信可能な携帯用端末モニタを確認しつつ、トランシットの十字線が所定方向を向くようにかつ十字線に焦点が合うように前記カメラユニットの筒部材を回転及び光軸方向に移動させて位置合わせした後に前記調整ネジを締結して固定する、
    ことを特徴とするトランシット用カメラ装置の調整方法。
12. トランシットの接眼レンズを保持する鏡筒に対して着脱自在に連結される第１筒部材及び前記第１筒部材に嵌合されて位置決め固定される第２筒部材を含むカメラユニット、前記カメラユニットの撮像情報を送信する無線送信器を少なくとも備えたトランシット用カメラ装置の調整方法であって、
    前記カメラユニットの第１筒部材を前記鏡筒に嵌め込んで第１調整ネジにより固定し、
    前記第２調整ネジを一旦緩めて、前記無線送信器により送信される信号を受信可能な携帯用端末モニタを確認しつつ、トランシットの十字線が所定方向を向くようにかつ十字線に焦点が合うように前記第２筒部材を回転及び光軸方向に移動させて位置合わせした後に前記第２調整ネジを締結して固定する、
    ことを特徴とするトランシット用カメラ装置の調整方法。
    
    

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