JP3705889B2 - 電子レベル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動的に高さを求める電子レベルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のものとして、例えば、特公平５−１８０４２号公報や特開平７−４９５９号公報により、複数のバー状のマークが長手方向に並設された標尺を電子レベルで視準し、電子レベル内で視準位置のマークの配列パターン（マークパターン）から求められる波形を予め電子レベル内に記憶されている波形と比較し、波形が一致する部分の位置から視準位置の高さを求めるようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電子レベルでは、略垂直に保持された標尺の画像をラインセンサ上に結像させ、ラインセンサから得られる画像データを基に上記マークパターンを認識するようになっている。従って、標尺の画像をラインセンサ上に結像しなければならず、そのため、標尺が常に視野中心に位置するように作業者は電子レベルを調節する必要があった。特に標尺が電子レベルから遠く離れると標尺の像が細くなり、標尺を視野中心に一致させておく作業は困難であった。
【０００４】
そこで本発明は、上記不具合に鑑み、標尺を視野中心に一致させる作業を作業者が行わなくてよい電子レベルを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、略垂直に保持された標尺を視準して視準位置の高さを自動的に求める電子レベルにおいて、標尺を視準可能かつ標尺の像を第１の検出手段及び第２の検出手段に結像可能なプリズム群と、第１の検出手段が検出した垂直方向の画像に基づいて視準位置の高さを求めるとともに、第２の検出手段が検出した水平方向の画像に基づいて電子レベルを水平方向に回動する回動手段を制御する演算制御部とを備え、標尺を視野中心に位置するように電子レベルを回動し、標尺を視準しながら視準位置の高さを自動的に測定することを特徴とする。
【０００６】
尚、上記第２の検出手段の出力信号から得られる標尺の周囲の光度情報を基に、視準位置の高さを求める際の補正を行うことができる。
【０００７】
水平線上の画像データを検出する第２の検出手段を用いれば、標尺が視野内にある限り標尺の位置を検出することができる。そこで、第２の検出手段の出力信号から標尺の位置を求め、標尺が視野中心に位置するように電子レベルを回動することによって、例え標尺が横に移動しても電子レベルは自動的に標尺を追尾する。
【０００８】
ところで、第２の検出手段からは標尺の周囲の光度情報を得ることができる。そこで、周囲の光度情報から、例えば逆光状態であることを検知した場合には標尺に付されたマークの画像のコントラストを鮮明にする補正を行い、測定不能にならないようにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、Ｔは標尺であり、電子レベル１で標尺Ｔを視準し、視準位置の高さＨを自動的に測定する。電子レベル１にはサーボモータ２が取り付けられており、ウオーム機構２１を介して電子レベル１を水平方向の両方向に回動する。
【００１０】
図２に示すように、電子レベル１内には対物レンズ１１と合焦レンズ５とを備え、該合焦レンズ５と接眼レンズ１２との間に、光軸上に位置するようにプリズム群３Ａが配設されている。該プリズム群３Ａには略半分の量の光を反射するビームスプリッタ３１・３２と、全反射する反射面３３・３４・３５とが形成されている。また、プリズム群３Ａの側方にはラインセンサ４１と検出手段であるラインセンサ４２とが、上下方向に並べて配設されている。対物レンズ１１から入光する標尺Ｔの画像は上下方向に長手となっており、ビームスプリッタ３１で反射されラインセンサ４１上に結像する。ラインセンサ４１は受光された標尺Ｔの画像を電気信号に変換し演算制御部４に出力する。演算制御部４ではラインセンサ４１からの信号から標尺Ｔの画像の視準位置におけるマークパターンを求める。このようにして求めたマークパターンに対して予め記憶しているパターンの中から一致するものを選び出し視準位置の高さを求める。尚、演算結果は表示部４３に表示される。
【００１１】
一方、視準位置を通る水平線上の画像は他方のビームスプリッタ３２で分岐され、反射面３３・３４・３５で順次反射され他方のラインセンサ４２に到達する。尚、ラインセンサ４１に分岐される光路に対してラインセンサ４２に分岐される光路が長くなるのでリレーレンズ６を取り付けて、視準位置を通る水平線上の画像がラインセンサ４２上に結像するようにした。
【００１２】
以上を視野について説明すると、図３に示すように、ラインセンサ４１は垂直方向の画像を検出し、ラインセンサ４２は水平方向の画像を検出する。ここで、標尺Ｔの画像が左右何れかにずれると、ラインセンサ４２の出力信号からずれ方向及びずれ量を求めることができる。すると演算制御部４はサーボモータ２を作動させて、標尺Ｔの画像が視野中心に位置しラインセンサ４１上に結像されるように電子レベル１を回動させる。このように制御することによって標尺Ｔの画像が視野内にあれば自動的に標尺Ｔの画像が視野中心に位置するように電子レベル１が回動される。
【００１３】
ラインセンサ４２からは標尺Ｔの位置だけではなく標尺Ｔの周囲の明るさである光度情報を得ることができる。例えば、計測時に逆光状態であれば標尺Ｔの画像は全体に暗くなりコントラストが鮮明でなくなる。その結果ラインセンサ４１からの画像データだけではマークパターンを識別できなくなる。そこで、ラインセンサ４２から得られる光度情報から逆光状態であると判断すると、演算制御部４はラインセンサ４１からの画像データからマークパターンを求める際に用いる閾値を補正し、マークパターンを識別し得るようにする。このようにラインセンサ４２からの光度情報により閾値を補正することにより、従来であれば逆光のため計測不能とされるような場合であっても計測不能にならず、計測回数が増加することを防止できる。
【００１４】
ところで、図２に示した実施の形態の他、例えば、図４に示すように、２枚のビームスプリッタ３１・３２のみを有するプリズム群３Ｂを配設し、少なくとも一方のビームスプリッタ、本実施の形態ではビームスプリッタ３２で分岐された光を光ファイバーアレイ６’を通して対応するラインセンサ、本実施の形態ではラインセンサ４２に到達させるようにしてもよい。
【００１５】
あるいは、図５に示すように、各ビームスプリッタ３１・３２から分岐された光が直接照射される位置に、対応するラインセンサ４１・４２を各々配設するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、標尺が視野内に位置すれば自動的に電子レベルが水平方向に回動され、作業者が手動で調節しなくても常に標尺が視野中心に位置する。
【００１７】
また、計測時に逆光状態になっていても計測データを自動的に補正し、従来であれば計測不能になるような場合でも計測可能になり、計測回数の増加を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に電子レベルの使用状態を示す図
【図２】電子レベルの内部構成を示す図
【図３】視野におけるラインセンサの位置を示す図
【図４】電子レベルの第２の内部構成を示す図
【図５】電子レベルの第３の内部構成を示す図
【符号の説明】
１ 電子レベル
２ サーボモータ
３Ａ プリズム群
３Ｂ プリズム群
４ 演算制御部
２１ ウオーム機構
４１ ラインセンサ
４２ ラインセンサ（検出手段）

Claims (2)

1. 略垂直に保持された標尺を視準して視準位置の高さを自動的に求める電子レベルにおいて、
   上記標尺を視準可能かつ上記標尺の像を第１の検出手段及び第２の検出手段に結像可能なプリズム群と、
   上記第１の検出手段が検出した垂直方向の画像に基づいて上記視準位置の高さを求めるとともに、上記第２の検出手段が検出した水平方向の画像に基づいて上記電子レベルを水平方向に回動する回動手段を制御する演算制御部とを備え、
   上記標尺を視野中心に位置するように電子レベルを回動し、上記標尺を視準しながら上記視準位置の高さを自動的に測定することを特徴とする電子レベル。
2. 前記第２の検出手段の出力信号から得られる標尺の周囲の光度情報を基に、視準位置の高さを求める際の補正を行うことを特徴とする請求項１記載の電子レベル。

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