JP3748112B2 - 測量機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、望遠鏡の視準軸から外れた箇所に反射対象が存在する場合でも基準方向に対する反射対象の存在する方向の測角値を認識できる測量機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、測量機においては、望遠鏡を覗いてコーナキューブ等の反射対象を視認し、望遠鏡の視準軸を反射対象に合致させることにより、基準方向に対する反射対象の存在する方向の測角値を測定する手動式のものがある。
【０００３】
また、測量機には、コーナーキューブに向けて走査光束を投光し、そのコーナキューブからの走査光束を受光素子により受光し、その受光素子の受光情報と走査情報とに基づいてコーナーキューブの存在する方向に対して望遠鏡の視準軸のずれ角としての角度偏差を演算し、望遠鏡の視準軸をモータによりコーナーキューブの存在する方向に向ける自動追尾式のものも知られている（例えば、特願平２−２９４１０号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの測量機の場合でも、反射対象が望遠鏡の視準軸から外れた箇所に存在する場合、基準方向に対して反射対象の存在する方向の角度（測角値）を認識できないという不都合があり、このため、例えば、従来の手動式の測量機は、測角作業に熟練を要すると共に測角作業に時間がかかるという問題点がある。
【０００５】
また、従来の自動追尾式の測量機は、望遠鏡の視準軸を測定対象が存在する方向に合致したときに基準方向に対して測定対象が存在する方向の測角値を表示することにしており、望遠鏡の視準軸を反射対象が存在する方向に向けるのに時間がかかるるため、演算により得られた角度偏差に基づいて望遠鏡の視準軸をコーナーキューブの存在していた方向に向けたときには、そのコーナーキューブが別の場所に移動していてすでにそこになく、望遠鏡の視準軸がコーナーキューブから外れている場合があり、基準方向に対してコーナーキューブの存在する方向の角度をリアルタイムで認識できないという不都合がある。また、機械的なガタ、停止目標位置に対するモータサーボ系特有の定常偏差、測角値のばらつき、振動等によりコーナーキューブに対して望遠鏡の視準軸がずれることもある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、反射対象が望遠鏡の視準軸から外れた箇所に存在する場合でも、基準方向に対して反射対象が存在する方向の測角値を測量作業者が認識できる測量機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の測量機は、望遠鏡の水平方向と垂直方向の測角値を検出する測角部と、反射対象を捕捉するため望遠鏡から光束を投光する投光手段と、前記望遠鏡を通り前記反射対象から反射された光束が結像するように設けられたＣＣＤからなる二次元位置検出素子と、該二次元位置検出素子の結像位置から前記望遠鏡の視準軸に対する水平方向の角度偏差と垂直方向の角度偏差を演算する演算手段とを備え、該演算手段により求められた前記角度偏差を、前記測角部の検出した測角値であって前記視準軸と基準方向との為す測角値に対して加算又は減算することにより、前記反射対象の水平方向と垂直方向の測角値として表示部に表示することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明に係わる測量機によれば、望遠鏡から光束が反射対象に向けて投光される。反射対象から反射された光束は望遠鏡を通り二次元位置検出素子に結像される。演算手段は、その二次元位置検出素子の結像位置から視準軸に対する水平方向の角度偏差と垂直方向の角度偏差とを演算する。
そして、演算手段はその各角度偏差を視準軸と基準方向との為す角度に対して加算又は減算することにより、反射対象の水平方向と垂直方向との測角値を演算してこれを表示部に表示させる。
【０００９】
【実施例】
以下に、本発明に係わる測量機の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１は本発明に係わる測量機の正面図を示し、この図１において、１は基盤、２は托架部、３は望遠鏡、Ｏはその望遠鏡の視準軸である。托架部２は基盤１に対して鉛直軸４の回りに回転可能であり、これにより、望遠鏡３は図２に矢印Ｘで示すように水平面内で回転される。望遠鏡３は水平軸５に回動可能に支持されており、望遠鏡３は図３に矢印Ｙで示すように垂直面内で回転される。
【００１１】
托架部２の内部には、図４（イ）に示すＣＰＵ６、モータードライバー部７、測角部８としてのエンコーダー、発光ドライバー部９、検出処理回路10が設けられている。
【００１２】
望遠鏡３は図４（ロ）に示すように、対物レンズ11と接眼レンズ12との間に、ダイクロイックミラー13、合焦レンズ14、焦点板15を有する。ダイクロイックミラー13は可視光を透過し、赤外光を反射する特性を有する。ダイクロイックミラー13を透過した可視光は焦点板15に結像され、測量作業者は接眼レンズ12を覗くことにより外界を視認できる。
【００１３】
望遠鏡３の内部には投光手段16の一部を構成するレーザーダイオード17、集光レンズ18、リレーレンズ19、ビームスプリッタ20、フィルタ21、受光素子22としての２次元ＣＣＤが設けられている。レーザーダイオード17は発光ドライバー部９によって発振駆動されて赤外光を出射し、集光レンズ18はそのレーザー光を集光し、リレーレンズ19はそのレーザー光Ｐを所定の光軸位置Ｐ１に一旦結像させる役割を果たす。ビームスプリッタ20は反射面20aを有し、レーザー光はその反射面20aによりダイクロイックミラー13に向けられ、このダイクロイックミラー13により対物レンズ11に導かれる。
【００１４】
光軸位置Ｐ１は対物レンズ11の焦点位置Ｆよりも若干対物レンズ11よりとされ、対物レンズ11から出射されるレーザー光Ｐは、望遠鏡の視準軸Ｏから外れた箇所に存在する反射対象（例えば、コーナーキューブ）23を捕捉する光束としての発散光とされる。この実施例では、レーザー光Ｐは単なる発散光であるが、このレーザー光Ｐを走査させる構造としてもよい。
【００１５】
反射対象23により反射されたレーザー光Ｐ´の一部は、対物レンズ11に戻り、ダイクロイックミラー13により反射されてビームスプリッタ20に向けられ、このビームスプリッタ20を透過してフィルタ21に導かれる。フィルタ21はレーザー光Ｐの波長以上の波長域の外乱光をカットする役割を果たす。
【００１６】
ビームスプリッタ20を透過した反射レーザー光Ｐ´は、フィルター21を透過して受光素子22に結像され、フィルタ21、受光素子22は受光手段24の一部を構成している。受光素子22の受光出力は検出処理回路10を介してＣＰＵ６に入力される。
【００１７】
この受光素子にはＣＣＤ等の二次元位置検出素子が使用される。
【００１８】
望遠鏡３の視準軸Ｏが反射対象23に合致しているときには、受光素子22の中央Ｃにレーザー光Ｐ´が結像される。望遠鏡３の視準軸Ｏに対する反射対象３の外れが角度偏差にしてΔ（水平方向の角度偏差を符号ΔＨ、垂直方向の角度偏差を符号ΔＶ）だけある場合には、その角度偏差Δに相当する分だけレーザー光Ｐ´の結像位置が中央ＣからΔ´だけずれる。
【００１９】
ＣＰＵ６は受光素子22の受光情報Δ´に基づいて視準軸Ｏに対する反射対象23のずれである角度偏差Δを演算する。
【００２０】
今、図２に示すように例えば基準方向をＮとし、望遠鏡３の視準軸Ｏの存在する方向がその基準方向Ｎに対して角度Ｈであるとする。また、同様にして、望遠鏡３の視準軸Ｏが図３に示すように基準方向としての水平に対してＶだけ傾いていたとする。測角部８はこの角度Ｈ、Ｖ情報をＣＰＵ６に出力し、ＣＰＵ６は角度情報を表示部25に向けて出力し、表示部25はその角度Ｈ、Ｖを表示している。
【００２１】
図４（イ）に示すように、反射対象23の移動により望遠鏡３の視準軸Ｏに対して反射対象23の存在する方向が角度偏差にしてΔＨだけずれたとすると、その角度偏差ΔＨに対応する受光素子23の受光情報Δ´がＣＰＵ６に入力される。ＣＰＵ６はその受光情報Δ´に基づいて角度偏差ΔＨを演算し、この角度偏差ΔＨを測角部８により得られた角度Ｈに加算し、その加算出力を表示部25に出力する。表示部25は基準方向に対して測定対象の存在する水平方向の測角値「Ｈ＋ΔＨ」を表示する。同様に、望遠鏡３の視準軸Ｏが垂直方向に角度偏差にしてΔＶだけずれたときには、表示部25は基準方向に対して測定対象の存在する垂直方向の測角値「Ｖ＋ΔＶ」を表示する。同時に、ＣＰＵ６は角度偏差ΔＶ、ΔＨの情報に基づき視準軸Ｏが反射対象23に合致するようにモータードライバー部７を制御し、モーター26が托架部２、水平軸５を駆動し、望遠鏡３の視準軸Ｏが反射対象23の存在する方向に合致され、このモーター26の駆動により測角部８が角度情報を検出する。
【００２２】
本発明によれば、望遠鏡３の視準軸Ｏが反射対象23から外れている場合でも、基準方向に対してその反射対象23が存在する方向の測角値を認識することができ、従って、測量作業者はリアルタイムで角度を認識できる。
【００２３】
なお、レーザー光Ｐを走査させて反射対象23の測角値を得る自動測量機にあっては、走査情報と受光情報とに基づいて角度偏差Δを求めることができる。
【００２４】
また、自動測量機でない測量機に本発明を適用した場合には、反射対象が望遠鏡の視準軸から外れた箇所に存在する場合でも、熟練を要せず基準方向に対して反射対象の存在する方向の測角値を迅速にかつ正確に測定できる。
【００２５】
【効果】
本発明に係わる測量機は、以上説明したように構成したので、望遠鏡の視準軸から外れた箇所に反射対象が存在する場合でも基準方向に対して反射対象の存在する方向の正確な測角値を認識できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる測量機の正面図である。
【図２】本発明に係わる測量機の平面図である。
【図３】本発明に係わる測量機の側面図である。
【図４】本発明に係わる測量機の要部を示し、（イ）はその測量機の望遠鏡の光学系を示し、（ロ）はその測量機のブロック回路を示す。
【符号の説明】
３…望遠鏡
６…ＣＰＵ（演算手段）
８…測角部
１６…投光手段
２２…受光素子
２３…反射対象
２５…表示手段
【産業上の利用分野】
本発明は、望遠鏡の視準軸から外れた箇所に反射対象が存在する場合でも基準方向に対する反射対象の存在する方向の測角値を認識できる測量機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、測量機においては、望遠鏡を覗いてコーナキューブ等の反射対象を視認し、望遠鏡の視準軸を反射対象に合致させることにより、基準方向に対する反射対象の存在する方向の測角値を測定する手動式のものがある。
【０００３】
また、測量機には、コーナーキューブに向けて走査光束を投光し、そのコーナキューブからの走査光束を受光素子により受光し、その受光素子の受光情報と走査情報とに基づいてコーナーキューブの存在する方向に対して望遠鏡の視準軸のずれ角としての角度偏差を演算し、望遠鏡の視準軸をモータによりコーナーキューブの存在する方向に向ける自動追尾式のものも知られている（例えば、特願平２−２９４１０号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの測量機の場合でも、反射対象が望遠鏡の視準軸から外れた箇所に存在する場合、基準方向に対して反射対象の存在する方向の角度（測角値）を認識できないという不都合があり、このため、例えば、従来の手動式の測量機は、測角作業に熟練を要すると共に測角作業に時間がかかるという問題点がある。
【０００５】
また、従来の自動追尾式の測量機は、望遠鏡の視準軸を測定対象が存在する方向に合致したときに基準方向に対して測定対象が存在する方向の測角値を表示することにしており、望遠鏡の視準軸を反射対象が存在する方向に向けるのに時間がかかるるため、演算により得られた角度偏差に基づいて望遠鏡の視準軸をコーナーキューブの存在していた方向に向けたときには、そのコーナーキューブが別の場所に移動していてすでにそこになく、望遠鏡の視準軸がコーナーキューブから外れている場合があり、基準方向に対してコーナーキューブの存在する方向の角度をリアルタイムで認識できないという不都合がある。また、機械的なガタ、停止目標位置に対するモータサーボ系特有の定常偏差、測角値のばらつき、振動等によりコーナーキューブに対して望遠鏡の視準軸がずれることもある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、反射対象が望遠鏡の視準軸から外れた箇所に存在する場合でも、基準方向に対して反射対象が存在する方向の測角値を測量作業者が認識できる測量機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の測量機は、望遠鏡の水平方向と垂直方向の測角値を検出する測角部と、反射対象を捕捉するため望遠鏡から光束を投光する投光手段と、前記望遠鏡を通り前記反射対象から反射された光束が結像するように設けられたＣＣＤからなる二次元位置検出素子と、該二次元位置検出素子の結像位置から前記望遠鏡の視準軸に対する水平方向の角度偏差と垂直方向の角度偏差を演算する演算手段とを備え、該演算手段により求められた前記角度偏差を、前記測角部の検出した測角値であって前記視準軸と基準方向との為す測角値に対して加算又は減算することにより、前記反射対象の水平方向と垂直方向の測角値として表示部に表示することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明に係わる測量機によれば、望遠鏡から光束が反射対象に向けて投光される。反射対象から反射された光束は望遠鏡を通り二次元位置検出素子に結像される。演算手段は、その二次元位置検出素子の結像位置から視準軸に対する水平方向の角度偏差と垂直方向の角度偏差とを演算する。
そして、演算手段はその各角度偏差を視準軸と基準方向との為す角度に対して加算又は減算することにより、反射対象の水平方向と垂直方向との測角値を演算してこれを表示部に表示させる。
【０００９】
【実施例】
以下に、本発明に係わる測量機の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１は本発明に係わる測量機の正面図を示し、この図１において、１は基盤、２は托架部、３は望遠鏡、Ｏはその望遠鏡の視準軸である。托架部２は基盤１に対して鉛直軸４の回りに回転可能であり、これにより、望遠鏡３は図２に矢印Ｘで示すように水平面内で回転される。望遠鏡３は水平軸５に回動可能に支持されており、望遠鏡３は図３に矢印Ｙで示すように垂直面内で回転される。
【００１１】
托架部２の内部には、図４（イ）に示すＣＰＵ６、モータードライバー部７、測角部８としてのエンコーダー、発光ドライバー部９、検出処理回路10が設けられている。
【００１２】
望遠鏡３は図４（ロ）に示すように、対物レンズ11と接眼レンズ12との間に、ダイクロイックミラー13、合焦レンズ14、焦点板15を有する。ダイクロイックミラー13は可視光を透過し、赤外光を反射する特性を有する。ダイクロイックミラー13を透過した可視光は焦点板15に結像され、測量作業者は接眼レンズ12を覗くことにより外界を視認できる。
【００１３】
望遠鏡３の内部には投光手段16の一部を構成するレーザーダイオード17、集光レンズ18、リレーレンズ19、ビームスプリッタ20、フィルタ21、受光素子22としての２次元ＣＣＤが設けられている。レーザーダイオード17は発光ドライバー部９によって発振駆動されて赤外光を出射し、集光レンズ18はそのレーザー光を集光し、リレーレンズ19はそのレーザー光Ｐを所定の光軸位置Ｐ１に一旦結像させる役割を果たす。ビームスプリッタ20は反射面20aを有し、レーザー光はその反射面20aによりダイクロイックミラー13に向けられ、このダイクロイックミラー13により対物レンズ11に導かれる。
【００１４】
光軸位置Ｐ１は対物レンズ11の焦点位置Ｆよりも若干対物レンズ11よりとされ、対物レンズ11から出射されるレーザー光Ｐは、望遠鏡の視準軸Ｏから外れた箇所に存在する反射対象（例えば、コーナーキューブ）23を捕捉する光束としての発散光とされる。この実施例では、レーザー光Ｐは単なる発散光であるが、このレーザー光Ｐを走査させる構造としてもよい。
【００１５】
反射対象23により反射されたレーザー光Ｐ´の一部は、対物レンズ11に戻り、ダイクロイックミラー13により反射されてビームスプリッタ20に向けられ、このビームスプリッタ20を透過してフィルタ21に導かれる。フィルタ21はレーザー光Ｐの波長以上の波長域の外乱光をカットする役割を果たす。
【００１６】
ビームスプリッタ20を透過した反射レーザー光Ｐ´は、フィルター21を透過して受光素子22に結像され、フィルタ21、受光素子22は受光手段24の一部を構成している。受光素子22の受光出力は検出処理回路10を介してＣＰＵ６に入力される。
【００１７】
この受光素子にはＣＣＤ等の二次元位置検出素子が使用される。
【００１８】
望遠鏡３の視準軸Ｏが反射対象23に合致しているときには、受光素子22の中央Ｃにレーザー光Ｐ´が結像される。望遠鏡３の視準軸Ｏに対する反射対象３の外れが角度偏差にしてΔ（水平方向の角度偏差を符号ΔＨ、垂直方向の角度偏差を符号ΔＶ）だけある場合には、その角度偏差Δに相当する分だけレーザー光Ｐ´の結像位置が中央ＣからΔ´だけずれる。
【００１９】
ＣＰＵ６は受光素子22の受光情報Δ´に基づいて視準軸Ｏに対する反射対象23のずれである角度偏差Δを演算する。
【００２０】
今、図２に示すように例えば基準方向をＮとし、望遠鏡３の視準軸Ｏの存在する方向がその基準方向Ｎに対して角度Ｈであるとする。また、同様にして、望遠鏡３の視準軸Ｏが図３に示すように基準方向としての水平に対してＶだけ傾いていたとする。測角部８はこの角度Ｈ、Ｖ情報をＣＰＵ６に出力し、ＣＰＵ６は角度情報を表示部25に向けて出力し、表示部25はその角度Ｈ、Ｖを表示している。
【００２１】
図４（イ）に示すように、反射対象23の移動により望遠鏡３の視準軸Ｏに対して反射対象23の存在する方向が角度偏差にしてΔＨだけずれたとすると、その角度偏差ΔＨに対応する受光素子23の受光情報Δ´がＣＰＵ６に入力される。ＣＰＵ６はその受光情報Δ´に基づいて角度偏差ΔＨを演算し、この角度偏差ΔＨを測角部８により得られた角度Ｈに加算し、その加算出力を表示部25に出力する。表示部25は基準方向に対して測定対象の存在する水平方向の測角値「Ｈ＋ΔＨ」を表示する。同様に、望遠鏡３の視準軸Ｏが垂直方向に角度偏差にしてΔＶだけずれたときには、表示部25は基準方向に対して測定対象の存在する垂直方向の測角値「Ｖ＋ΔＶ」を表示する。同時に、ＣＰＵ６は角度偏差ΔＶ、ΔＨの情報に基づき視準軸Ｏが反射対象23に合致するようにモータードライバー部７を制御し、モーター26が托架部２、水平軸５を駆動し、望遠鏡３の視準軸Ｏが反射対象23の存在する方向に合致され、このモーター26の駆動により測角部８が角度情報を検出する。
【００２２】
本発明によれば、望遠鏡３の視準軸Ｏが反射対象23から外れている場合でも、基準方向に対してその反射対象23が存在する方向の測角値を認識することができ、従って、測量作業者はリアルタイムで角度を認識できる。
【００２３】
なお、レーザー光Ｐを走査させて反射対象23の測角値を得る自動測量機にあっては、走査情報と受光情報とに基づいて角度偏差Δを求めることができる。
【００２４】
また、自動測量機でない測量機に本発明を適用した場合には、反射対象が望遠鏡の視準軸から外れた箇所に存在する場合でも、熟練を要せず基準方向に対して反射対象の存在する方向の測角値を迅速にかつ正確に測定できる。
【００２５】
【効果】
本発明に係わる測量機は、以上説明したように構成したので、望遠鏡の視準軸から外れた箇所に反射対象が存在する場合でも基準方向に対して反射対象の存在する方向の正確な測角値を認識できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる測量機の正面図である。
【図２】本発明に係わる測量機の平面図である。
【図３】本発明に係わる測量機の側面図である。
【図４】本発明に係わる測量機の要部を示し、（イ）はその測量機の望遠鏡の光学系を示し、（ロ）はその測量機のブロック回路を示す。
【符号の説明】
３…望遠鏡
６…ＣＰＵ（演算手段）
８…測角部
１６…投光手段
２２…受光素子
２３…反射対象
２５…表示手段
Claims (1)
- 望遠鏡の水平方向と垂直方向の測角値を検出する測角部と、反射対象を捕捉するため望遠鏡から光束を投光する投光手段と、前記望遠鏡を通り前記反射対象から反射された光束が結像するように設けられたＣＣＤからなる二次元位置検出素子と、該二次元位置検出素子の結像位置から前記望遠鏡の視準軸に対する水平方向の角度偏差と垂直方向の角度偏差を演算する演算手段とを備え、該演算手段により求められた前記角度偏差を、前記測角部の検出した測角値であって前記視準軸と基準方向との為す測角値に対して加算又は減算することにより、前記反射対象の水平方向と垂直方向の測角値として表示部に表示する測量機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22993793A JP3748112B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 測量機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22993793A JP3748112B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 測量機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0783657A JPH0783657A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3748112B2 true JP3748112B2 (ja) | 2006-02-22 |
Family
ID=16900065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22993793A Expired - Lifetime JP3748112B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 測量機 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3748112B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2789972A1 (de) | 2013-04-12 | 2014-10-15 | Hexagon Technology Center GmbH | Vermessungsgerät mit verformbarem optischem Element |
| EP3502617A1 (de) | 2017-12-21 | 2019-06-26 | Leica Geosystems AG | Vermessungsgerät mit messstrahlhomogenisierung |
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| JP3937154B2 (ja) * | 2002-06-28 | 2007-06-27 | 株式会社トプコン | 位置検出装置 |
| JP5889594B2 (ja) | 2011-10-13 | 2016-03-22 | シリンクス株式会社 | 光学的位置検出装置 |
| JP6221197B2 (ja) * | 2013-08-06 | 2017-11-01 | 株式会社東京精密 | レーザトラッカ |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP22993793A patent/JP3748112B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| DE112009002286B4 (de) | 2008-10-21 | 2020-07-02 | Topcon Corporation | Manuelles Vermessungsinstrument mit Kollimationsunterstützungsvorrichtung |
| EP2789972A1 (de) | 2013-04-12 | 2014-10-15 | Hexagon Technology Center GmbH | Vermessungsgerät mit verformbarem optischem Element |
| US9791272B2 (en) | 2013-04-12 | 2017-10-17 | Hexagon Technology Center Gmbh | Surveying device |
| EP3502617A1 (de) | 2017-12-21 | 2019-06-26 | Leica Geosystems AG | Vermessungsgerät mit messstrahlhomogenisierung |
| US11703591B2 (en) | 2017-12-21 | 2023-07-18 | Leica Geosystems Ag | Measuring device with measurement beam homogenization |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0783657A (ja) | 1995-03-28 |
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