JP4335271B2 - 鉛直判定センサ及び鉛直測量システム - Google Patents

Description

本発明は、鉛直判定センサに関し、特に円形型気泡管を用いて鉛直度を判定するのに適した鉛直判定センサ及び鉛直測量システムに関するものである。本発明は、鉛直判定センサに関し、特に円形型気泡管の傾斜角度に応じて鉛直度を判定するのに適した円形型気泡管を備えた鉛直判定センサ及び鉛直測量システムに関するものである。

一般に、水平センサでは、気泡管内の気泡位置を検出して水平度合いや傾斜度合いを検知、判定する。この水平センサを用いて気泡位置の検出方法として、気泡管に向って、光源（例えば赤外色発光ダイオード（ＬＥＤ））から光を照射し気泡の投影光の位置を受光素子で検出する光学透過式が知られている。

このような従来の光学透過式水平センサとして、特許文献１に示されているように、主として発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる光源、円形型気泡管、４個の受光素子等から素子部品で構成される水平センサが広く知られている。

この特許文献１に示されている水平センサは、水平度（水平方向の２軸であるＸ、Ｙ軸）を中心に判定するセンサであり、鉛直度（鉛直方向に１軸であるＺ軸）の判定のみに特化したものでないのでその構成は複雑であった。

また、特許文献１に示されている水平センサは、水平方向（Ｘ軸とＹ軸の２軸）測定のために構成上４個の受光素子を設けていた。

また、特許文献１に示されている水平センサにおいて、正確な鉛直度の確認又は鉛直度の許容できる範囲（鉛直度許容公差範囲）の検知、判定については何ら考慮されていなかった。
特開２００７−７１８７０号公報

一般に知られている発光素子及び受光素子を構成上有していない気泡管は、その上面に気泡の位置許容範囲を確認する真円状のマークを気泡管面上に備えている。しかしながら、気泡管内の気泡の位置が測量者の見る角度によって、上記マークの中心に合っている（中心に入っている）ように見える弊害があった。この気泡管を用いた測量では、水平度のみに注目しており、鉛直度及び鉛直度の許容できる範囲（鉛直度許容公差範囲）は、測量者の目視で行っているので、その確認は測量者の裁量に任されており、場合によって測量者の鉛直度の検知、判定に疑問が生じていた。

また、上記気泡管の構成においては、背景光の影響、即ち気泡管の周囲の光の強さによって変化する受光量の影響、又は気泡管の傾きが同じでも背景光の強さによって変化する受光量の影響を受けていた。

一般に知られている気泡管を用いて、発注者から与えられる測量作業規程として国土交通省公共測量作業規程がある。この公共測量作業規程に適合した円形型気泡管の性能には、例えばＴＳ（トータルステーション）による距離の測定（円形型気泡管の感度３０分/２ｍｍ）、水準測量（１級標尺（円形型気泡管の感度１５分−２５分/２ｍｍ）、２級標尺（円形型気泡管の感度１５分−２５分/２ｍｍ）、箱尺（円形型気泡管の感度３０分/２ｍｍ））及びＧＰＳ測量（ＧＰＳ衛星電波受信アンテナポールに装着する円形型気泡管の感度４５分/２ｍｍ以上の感度）等がある。測量作業は測量者の目視で行っているので、上述に規程された気泡管の感度に適格に沿った鉛直度が保たれているかどうかは測量者の判断に任されていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は鉛直度の判定のみに特化した鉛直判定センサ及び鉛直測量システムを提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は１個の受光素子のみで構成された鉛直判定センサ及び鉛直測量システムを提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は発光部の発光素子を点滅させ、この発光部の発光素子の点滅成分による受光部の受光素子の受光量の大きさを検出する鉛直判定センサ及び鉛直測量システムを提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、背景光の影響を除去した鉛直判定センサ及び鉛直測量システムを提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は鉛直度の確認又は鉛直度の許容できる範囲（鉛直度許容公差範囲）を目的に応じて自由に設定できる鉛直判定センサ及び鉛直測量システムを提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は鉛直度の確認又は鉛直度の許容できる範囲（鉛直度許容公差範囲）を容易に検知、判断できる鉛直判定センサ及び鉛直測量システムを提供することにある。

本発明では、上記目的を達成するために、気泡を封入した円形型気泡管を有する気泡部、発光素子を有する発光部、前記発光素子からの光を電気信号に変換する受光素子を有する受光部、前記受光素子の前記円形型気泡管の傾きに対応する受光量を検出する受光量検出部とを備え、前記発光素子と前記受光素子とを直線上に配置し、前記発光素子と前記受光素子との間に前記気泡を配置した鉛直判定センサにおいて、前記発光素子、前記受光素子、及び前記気泡は、それぞれ1個であり、前記発光素子を所定回数点滅させ、点灯状態と消灯状態における受光量の差を求める点滅成分検出手段を備え、前記点滅成分検出手段により求めた受光量の差（Ａ）を、前記鉛直判定センサを用いて、前記傾きの所定範囲で予め求めた前記受光量の差を基に、任意に設定された受光量の差（Ｂ）と比較して、ＡがＢ以下のときに鉛直と判定することを特徴とする鉛直判定センサにある。

さらに本発明においては、上記目的を達成するために、傾きが前記鉛直度許容公差範囲内にあるか、前記鉛直度許容公差範囲外にあるかを表示する表示素子を設けたことを特徴とする鉛直判定センサにある。

また、前記気泡部に加えてさらに他の気泡管を取り付けたことを特徴とする鉛直判定センサにある。

また、前記鉛直判定センサをポールに装着し、前記ポールをトータルステーションに組み合わせ、前記鉛直判定センサの鉛直度の判定結果を表示する信号を前記トータルステーションで受け取ることを特徴とする鉛直測量システムにある。

また、前記鉛直判定センサをプリズム反射鏡を取り付けたポールに装着し、前記ポールをトータルステーションに組み合わせ、前記鉛直判定センサの鉛直度の判定結果を表示する表示素子からの信号を前記トータルステーションの望遠鏡で受け取ることを特徴とする鉛直測量システムにある。

また、前記鉛直判定センサを水準標尺に装着し、前記水準標尺を水準儀に組み合わせ、前記鉛直判定センサの鉛直度の判定結果を表示する信号を前記水準儀で受け取ることを特徴とする鉛直測量システムにある。

また、前記鉛直判定センサを水準標尺に装着し、前記気泡管の前記傾きが前記鉛直度許容公差範囲内にあるか、前記鉛直度許容公差範囲外にあるかを前記水準標尺に組み込まれた発光素子の発光によって表示することを特徴とする水準標尺にある。

本発明によれば、鉛直度の判定のみに特化した鉛直判定センサ及び鉛直測量システムが得られた。

本発明によれば、１個の受光素子で構成された鉛直判定センサ及び鉛直測量システムが得られた。

本発明によれば、背景光の影響を除去した鉛直判定センサ及び鉛直測量システムが得られた。

本発明によれば、鉛直度の確認又は鉛直度の許容できる範囲（鉛直度許容公差範囲）が容易に設定できる鉛直判定センサ及び鉛直測量システムが得られた。

本発明の一実施例（第１の実施例）である円形型気泡管を有する鉛直判定センサについて、図面に基づいて以下説明する。

図１は、本発明の一実施例（第１の実施例）を示す円形型気泡管を有する鉛直判定センサの側面図であり、円形型気泡管を有する鉛直判定センサ１００Ａは、主として気泡管及びセンサ取り付け部１０、この気泡管及びセンサ取り付け部１０に取り付けられた円形型気泡管部２０、この気泡管部２０の下方部に取り付けられたセンサ部３０とから構成されている。図２は鉛直判定センサ１００Ａの断面図、図３は鉛直判定センサ１００Ａの平面図、図４は鉛直判定センサ１００Ａの受光部の配置図である。

鉛直判定センサ１００Ａの気泡管及びセンサ取り付け部１０は、主として気泡管及びセンサ取り付け本体１１と、このセンサ取り付け本体１１の上端に一体的に形成された円筒容器固定部（円形型気泡管本体固定部）１２とで構成されている。図１、図２及び図３に示すように、気泡管部２０は、円筒容器（円形型気泡管本体）２１を有し、この気泡管本体２１は、気泡管本体固定部１２に固定されている。鉛直判定センサ１００Ａの気泡管及びセンサ取り付け部１０に布製のバンド４０を設けている。気泡管本体２１の内部は空洞であり、ほぼ透明な液体（例えば、アルコール）２２を封入しており、上部に移動可能な一個の気泡２３が存在している。気泡管本体２１の気泡２３の位置は上部の円い透明部を通して確認する。

センサ部３０は、発光部６０と受光部７０とから構成されている。また、気泡管本体２１の上面に光源となる発光部６０を形成する赤外色ＬＥＤ（発光ダイオード）６１が取り付けられている。センサ部３０は、気泡管本体２１の下方に取り付けられ、１個の受光素子７１は受光部７０の内部に収納されている。１個の受光素子７１は、発光部６０を形成する赤外色ＬＥＤ６１の光を電気信号に変換する。

図５は、発光部６０である赤外色ＬＥＤ６１、気泡管部２０、受光部７０である受光素子７１、表示ＬＥＤ（発光ダイオード）８０と制御回路５０の関連を示す模式図、図６は、気泡管部２０、発光部６０と受光部７０の関連を示す模式図である。図５の制御回路５０は、図６に示す発光部６０と受光部７０とで構成されている。この制御回路５０は、発光部６０の赤外色ＬＥＤ６１の光源の信号処理を行う制御回路である。図６は、制御回路５０の発光部６０及び受光部７０の概念を整理、分離して示している。

上記発光部６０と上記受光部７０とは、発光回路部６０Ａ及び受光回路部７０Ａとで構成されている。発光回路部６０Ａは、赤外色ＬＥＤ６１、マイクロコンピュータ６２、バッテリ（電池）６３、抵抗（Ｒ１）６４等とで構成されている。受光回路部７０Ａは、フォトトランジスタ（Ｔｒ）（受光素子）７１、電圧測定器（ボルトメータ）（ＶＭ）７２、バッテリ（電池）７３、抵抗（Ｒ２）７４等で構成されている。

この実施例では、表示ＬＥＤ８０は、気泡管本体２１の移動可能な気泡２３を見ることができる円状の透明部分で点灯する。表示ＬＥＤ８０は、鉛直判定センサ１００Ａが鉛直度許容公差範囲内（基準範囲内）であるときは緑色点灯表示を行い、鉛直判定センサ１００Ａが鉛直度許容公差範囲外（基準範囲外）であるときは赤色点灯表示を行う。

図７は、本発明の一実施例である鉛直判定センサ１００Ａの円形型気泡管２１の傾き度合い（傾斜角度（曲率半径）：ｄｅｇ）とボルトメータ（ＶＭ）７２の電圧（ｍＶ）との関係を示す一例のグラフである。なお、円形型気泡管２１として、３０分／２ｍｍの感度のものを使用した。

本発明に一実施例である鉛直判定センサ１００Ａでは、気泡管本体２１の傾斜角度に応じて、受光素子７１の受光量を検出する。気泡管本体２１の上方から光源である赤外色ＬＥＤ６１から１ＫＨｚの赤外色ＬＥＤ光を所定回数点滅させて、気泡管本体２１に断続的に照射し、気泡管本体２１の下方で、照射光を受光素子であるフォトトランジスタ（Ｔｒ）７１で受光している。対称的で滑らかな曲線が得られた。

この場合、図７の曲線（グラフ）のほぼ直線部分は、気泡管２１の傾斜角度０．６（ｄｅｇ）の範囲で電圧差７０ｍＶである。即ち７０ｍＶ/０．６ｄｅｇ＝１６７ｍＶ/ｄｅｇで鉛直度の測定が可能となった。７０ｍＶは曲線の直線部分のボルトメータ（ＶＭ）７２の電圧の最大値と最小値との差であり、０．６ｄｅｇはこの７０ｍＶに相当する気泡管２１の傾斜角度の度合いである。

図７の曲線（グラフ）では、気泡管本体２１の傾き（角度）が零度（傾いていない）の場合受光量は最小であり、この受光量が最小の場合を中心に左右対称になっている。そして、曲線は、気泡管本体２１の傾き（角度）が約０．６ｄｅｇ内の範囲までは、ほぼ直線状を呈している。本発明の鉛直判定センサ１００Ａでは、この受光量が最小の場合を中心にした左右のＶ字状の直線部分であるＷ１の範囲を、鉛直度の確認又は鉛直度許容公差範囲として活用する。この場合、鉛直度許容公差範囲Ｗ１は、ボルトメータ（ＶＭ）７２の電圧は６０ｍＶの上限とした。

本発明の鉛直判定センサ１００Ａでは、光源である赤外色ＬＥＤ６１からの赤外色ＬＥＤ光を所定回数点滅させて、つまりオン・オフを行う所定の大きさの方形波パルスを所定時間（所定回数）発生させて、気泡管本体２１に断続的に照射して得られる図７の曲線を活用し、受光量が最小の場合を中心にしたＶ字状の直線部分を、鉛直度の確認又は鉛直度許容公差範囲の基準範囲として、鉛直度許容公差範囲を自由に設定、鉛直度を検知、判断する。

図８は、本発明の一実施例である鉛直判定センサ１００Ａの時間と発光部６０の１ＫＨｚの赤外色ＬＥＤ光６１の所定回数点滅による成分とを示すグラフである。図８で、横軸は時間、縦軸は鉛直判定センサ１００Ａの発光部６０の赤外色ＬＥＤ光６１の所定回数点滅による成分を示している。鉛直判定センサ１００Ａのセンサ部３０の発光部６０の赤外色ＬＥＤ光６１の点滅による成分は、図５の受光回路部７０Ａの抵抗（Ｒ２）７４の端子間電圧である。

本発明の鉛直判定センサ１００Ａでは、気泡管２１内の気泡２３の位置に応じてフォトトランジスタ（Ｔｒ）（受光素子）７１の受光量は変化する。ボルトメータ（ＶＭ）７２の電圧は、フォトトランジスタ（Ｔｒ）（受光素子）７１の受光量に比例するので、ボルトメータ（ＶＭ）７２の電圧をモニタすることによって、気泡２３が中心にあるかどうか判定することができる。しかし背景光が混入すると、背景光に比例してボルトメータ（ＶＭ）７２の電圧が上昇し正確な測定ができなくなる。そこで、ボルトメータ（ＶＭ）７２の電圧に現れる背景光の影響を除去するため、赤外色ＬＥＤ６１を所定回数点滅させて測定を行なっている。

赤外色ＬＥＤ光６１の点滅による成分は、赤外色ＬＥＤ光６１が点灯している時の受光量の大きさ（背景光の大きさを含む）と赤外色ＬＥＤ光６１が消灯している時の受光量の大きさ（背景光の大きさを含む）との差を示している。赤外色ＬＥＤ光６１の点滅による成分を採用することによって、背景光の大きさ（鉛直判定センサ１００Ａの周囲の光の強さ）の影響を除去している。このように、本発明のこの実施例の鉛直判定センサ１００Ａは、背景光の大きさによって変化する受光量の影響、即ち気泡管の傾きが同じでも背景光の強さによって変化する受光量の影響を除去している。

図８において、横軸の時間単位は１目盛り０．５ｍｓｅｃ、縦軸の設定電圧単位は１目盛り２０ｍＶである。図８において、赤外色ＬＥＤ光６１の点滅によって発生する赤外色ＬＥＤ光６１の点滅による成分は、上下４０ｍＶである。図８で、設定電圧値の上限設定電圧値（Ｖ１）と下限設定電圧値（Ｖ２）が示されている。この場合、設定電圧値の大きさは６０ｍＶである。

図８で、Ｈは赤外色ＬＥＤ光６１の点滅による成分の鉛直度許容公差範囲の最大範囲を示している。この最大範囲Ｈの最上部が鉛直度許容交差範囲の上限値であり、そして上限設定電圧値（Ｖ１）になる。鉛直判定センサ１００Ａの表示ＬＥＤ８０は、例えば、緑色で点灯する。本発明の一実施例である鉛直判定センサ１００Ａでは、この表示ＬＥＤ８０の緑色点灯によって、鉛直判定センサ１００Ａの鉛直度許容公差範囲内にあることが容易に検知、判断できる。

図８において、鉛直度許容公差範囲の設定基準である範囲Ｈの上限値を超えたとき（外れたとき）は、例えば鉛直判定センサ１００Ａの表示ＬＥＤ８０が赤色で点灯表示する。このように、表示ＬＥＤ８０の赤色点灯表示によって、鉛直度許容公差範囲外にあることが容易に検知、判断できる。

図７を用いて、図８で得られたグラフの現象を説明する。図７の気泡管本体２１の傾き（傾斜角度）の範囲Ｗ１では、表示ＬＥＤ８０の動作により、表示ＬＥＤ８０が緑色点灯し、気泡管本体２１の傾き（角度）の範囲Ｗ１を超えた（外れた）左右の範囲では、表示ＬＥＤ８０の動作により、表示ＬＥＤ８０が赤色点灯する。

本発明の一実施例である鉛直判定センサ１００Ａの作用を説明する。測量者は、鉛直判定センサ１００Ａを例えば測量用ポ−ルにバンド４０を利用して装着し、鉛直度の確認、測量、判定する。赤外色ＬＥＤ６１から光が点滅し、断続的に照射される。この赤外色ＬＥＤ６１からの光は、気泡管本体２１の液体２２と気泡２３との界面に当たり、この界面で屈折又は反射され、気泡管本体２１から射出され、受光部７０のフォトトランジスタ（Ｔｒ）（受光素子）７１に入射する。

この発光回路部６０Ａの赤外色ＬＥＤ６１からの光によって照射された気泡２３の投影光は、受光部７０に投影され、１個の受光素子７１で受光される。そして、気泡管本体２１が傾斜し気泡管本体２１内の気泡２３が移動すると、受光素子７１に投影された気泡２３の気泡影の位置が変化する。このように、気泡管本体２１の傾斜角度（傾斜度合い）に応じて受光素子７１の受光量が変化する。

受光回路部７０Ａのフォトトランジスタ（Ｔｒ）７１（受光素子）に光が入ると受光回路部７０Ａに電流が流れ、抵抗（Ｒ２）７４に至る。抵抗（Ｒ２）７４の端子間の電圧は、電圧測定器（ボルトメータ）（ＶＭ）７２で測定される。このように、フォトトランジスタ（Ｔｒ）７１の電圧の大小（高低）で、気泡管本体２１の気泡２３の傾き度合いとフォトトランジスタ（Ｔｒ）（受光素子）７１の受光量の関係が図７のように測定される。

一方、鉛直判定センサ１００Ａの発光回路部６０Ａを動作させ、赤外色ＬＥＤ６１の光の点滅による成分を、図８に示すように０．５ｍｓｅｃ単位で電気信号であるパルスで発生させる。本発明の一実施例では、赤外色ＬＥＤ６１の光の点滅による成分の最大範囲（Ｈ）を、鉛直度許容公差範囲の基準範囲の上限（即ち上限値）に設定する。

このように、鉛直判定センサ１００Ａの発光回路部６０Ａを動作させ、赤外色ＬＥＤ６１の光の点滅による成分が、鉛直度許容公差範囲の基準範囲内にあるときは、鉛直判定センサ１００Ａの表示ＬＥＤ８０が緑色点灯表示する。一方、赤外色ＬＥＤ６１の光の点滅による成分が、鉛直度許容公差範囲の基準範囲外のときは、鉛直判定センサ１００Ａの表示ＬＥＤ８０が赤色点灯表示する。

このように、本発明の一実施例である鉛直判定センサ１００Ａでは、この表示ＬＥＤ８０の緑色点灯によって、鉛直度の確認又は鉛直度許容公差範囲の基準範囲が容易に検知、判断できる。

一方、鉛直判定センサ１００Ａの発光回路部６０Ａを動作させ、赤外色ＬＥＤ光６１の点滅による成分が、鉛直度許容公差範囲の設定基準を超えたとき（即ち設定基準の上限値を外れたとき）は、鉛直判定センサ１００Ａの表示ＬＥＤ８０が赤色点灯する。

図９、図１０、及び図１１は、本発明の他の実施例（第２の実施例）である。鉛直判定センサ１００Ｂを示すもので、図９は鉛直判定センサ１００Ｂの断面図、図１０は発光部の断面図、図１１は鉛直判定センサ１００Ｂの平面図である。この実施例（第２の実施例）では、赤外色ＬＥＤ６０ｂは発光部６０Ｂに収納され、受光部７０Ｂの１個の受光素子７０ｂは円形型気泡管本体２１ｂに取り付けられている。１個の受光素子７０ｂは、気泡２３ｂの上部に配置されている。

本発明のさらに他の実施例（第３の実施例）である鉛直判定センサを有する鉛直判定測量システムについて説明する。この鉛直判定センサは、前述の実施例（第１の実施例）である鉛直判定センサ１００Ａの構成に、さらにもう１個の円形型気泡管本体を有する気泡管部を設けた構成である。つまり、この他の実施例（第３の実施例）の鉛直判定センサは、鉛直判定センサ１００Ａの円形型気泡管本体２１とこの円形型気泡管本体２１の上方に設けた円形型気泡管本体とよりなる２個の円形型気泡管本体を有する構成である。

１個の円形型気泡管本体２１のみで構成される鉛直判定センサ１００Ａでは、発光部６０を形成する赤外色ＬＥＤ６１と気泡２３が重なって、気泡２３が見にくい場合がある。しかしながら、さらにもう１個の円形型気泡管本体を追加した２個の円形型気泡管本体を有するこの実施例（第３の実施例）の鉛直判定センサでは、円形型気泡管本体２１の上部に追加した円形型気泡管本体は発光部を有さないので追加した円形型気泡管本体の気泡が見易い。

図１２は、本発明の実施例（第１の実施例）である鉛直判定センサ１００Ａをトータルステーション（ＴＳ）に組み合わせた実施例である鉛直判定センサを有する鉛直判定測量システムの概略図を示す。図１２において、ポ−ル２００には、プリズム反射鏡２０１が取り付けられている。鉛直判定センサ１００Ａは、ポ−ル２００に取り付けられている。鉛直判定センサ１００Ａの制御回路５０を形成する表示ＬＥＤ８０とポ−ル２００に取り付けられたプリズム反射鏡２０１とは電気的に連動する。トータルステーション（ＴＳ）３００は望遠鏡３０１を備えている。

鉛直判定センサ１００Ａの発光部６０からの電気信号がポ−ル２００に取り付けらたプリズム２０１反射鏡に送られ、鉛直度許容公差範囲にあるときは、プリズム２０１反射鏡が緑色点灯する。又、鉛直度許容公差範囲でないときは、プリズム反射鏡２０１が赤色点灯する。このポール２００からプリズム反射鏡２０１の緑色点灯又は赤色点灯をトータルステーション（ＴＳ）３００の望遠鏡３０１で確認する。

このように、本発明の他の実施例である鉛直判定センサを有する鉛直判定測量システムでは、鉛直判定センサ１００Ａを用いて、トータルステーション（ＴＳ）３００でポ−ル２００に取り付けたプリズム２０１反射鏡を視準して、プリズム反射鏡２０１の緑色発光を確認してから距離測定作業ができる。従来の距離測定作業は、観測者が目標のプリズム反射鏡を視準し、ポールの左右の傾きがあれば正しく鉛直方向に立て直させることは可能であったが、ポールの前後の傾きに関しては観測者側から確認できないために、測定された距離にはポールの前後傾斜による不定誤差が常に含まれていた。

このように、本発明の他の実施例である鉛直判定センサを有する鉛直判定測量システムでは、距離測定の分野において、本発明の鉛直判定センサを備えたポールを用いることにより正確な距離測定ができる。

図１３は、本発明の実施例（第１の実施例）である鉛直判定センサ１００Ａを水準標尺に組み合わせた実施例である鉛直判定センサを有する鉛直判定測量システムを示す。図１３において、水準標尺４００は、目盛面と発光体４０１を備えている。鉛直判定センサ１００Ａは、水準標尺４００に取り付けられている。鉛直判定センサ１００Ａの表示ＬＥＤ８０と水準標尺４００に取り付けられた発光体４０１とは電気的に連動する。

鉛直判定センサ１００Ａの表示ＬＥＤ８０からの電気信号が水準標尺４００に取り付けられた発光体４０１に送られ、鉛直度許容公差範囲内にあるときは、発光体４０１が緑色点灯する。又、鉛直度許容公差範囲外にあるときは、発光体４０１が赤色点灯する。

この鉛直判定測量システムでは、水準標尺４００の設置個所から離れた個所に望遠鏡を取り付けた水準儀（図示せず）を有する。そして鉛直判定センサ１００Ａを取り付けた水準標尺４００の発光体４０１の発光を、水準儀の望遠鏡を覗いて発光体４０１の点灯を確認する。発光体４０１が緑色点灯であれば観測を開始しデータを取得する。一方、発光体４０１が赤色点灯であれば、緑色点灯を待ってから観測する。このシステムを用いることにより水準標尺の傾きによる誤差を排除でき、精度を向上させることができる。

図１４は、本発明のさらに他の実施例である鉛直判定センサを有する鉛直判定測量システムである。鉛直判定センサ１００Ａは、先端にアンテナ５０１を取り付けたＧＰＳ衛星電波受信アンテナポール５００に取り付けられている。そして、本発明の鉛直判定センサ１００Ａの表示ＬＥＤ８０を緑色、赤色等を発光（点灯）させて、アンテナポール５００が鉛直度許容公差範囲にあることを緑色の点灯によって観測者（ポールマン）に伝達して正確な観測ができる。

本発明の一実施例である鉛直判定センサでは、鉛直度許容公差範囲は、気泡管の傾斜角度を±０．６ｄｅｇに設定している。しかしながら、鉛直度許容公差範囲はこれに限定されることなく、発注者から与えられる測量作業規程、例えば水準測量（１級、２級、３級等）及びＧＰＳ測量等の規程に沿って任意に適格に設定できる。

本発明の一実施例である鉛直判定センサでは、鉛直度許容公差範囲の判定は、２色（例えば、緑色と赤色）の識別サインの点灯で行われているが、２色（例えば、緑色と赤色）の識別サインの点滅でもよい。また、色の識別色の変わりに音の識別サインを用いることも可能であり、例えば鉛直度許容公差範囲でない時は警告音を発生させることも可能である。

本発明の一実施例を示す円形型気泡管を有する鉛直判定センサの側面図。 図１の鉛直判定センサの断面図。 図１の鉛直判定センサの平面図。 図１の鉛直判定センサの受光部の平面図。 赤外色ＬＥＤ、気泡管部、受光素子、表示ＬＥＤと制御回路の関連を示す模式図。 気泡管部、発光部と受光部の関連を示す模式図。 図１の鉛直判定センサの角度と電圧との関係を示すグラフ。 鉛直判定センサ１００Ａの時間と発光部６０の１ＫＨｚの赤外色ＬＥＤ光６１の所定回数点滅による成分とを示すグラフ。 鉛直判定センサ１００Bの断面図。 図９の鉛直判定センサ１００Ｂの発光部の断面図。 図９の鉛直判定センサ１００Ｂの平面図。 本発明のさらに他の実施例である鉛直判定センサをトータルステーションに組み合わせた鉛直判定センサを有する鉛直測量システムの概略部。 本発明のさらに他の実施例である鉛直判定センサを水準標尺に組み合わせた鉛直判定センサを有する鉛直測量システムの概略部。 本発明のさらに他の実施例である鉛直判定センサをアンテナポールに組み合わせた鉛直判定センサを有する鉛直測量システムの概略部。

符号の説明

１０ … 気泡菅及びセンサ取り付け部
１１ … 気泡菅及びセンサ取り付け本体
１２ … 円筒容器固定部（円形型気泡管本体固定部）
２０ … 気泡管部
２１ … 円筒容器（気泡管本体）
２２ … 液体
２３ … 気泡
３０ … センサ部
４０ … バンド
５０ … 制御回路
６０ … 発光部
６０Ａ … 発光回路部
６１ … 赤外色ＬＥＤ
６２ … マイクロコンピュータ
６３ … バッテリ（電池）
６４ … 抵抗
７０ … 受光部
７０Ａ … 受光回路部
７１ … フォトトランジスタ（受光素子）
７２ … 電圧測定器（ボルトメータ）
７３ … バッテリ（電池）
７４ … 抵抗
１００Ａ … 鉛直判定センサ
１００Ｂ … 鉛直判定センサ
２００ … ポール
２０１ … プリズム反射鏡
３００ … トータルステーション
３０１ … 望遠鏡
４００ … 水準標尺
４０１ … 発光体
５００ … アンテナポール
５０１ … アンテナ

Claims (1)

1. 気泡を封入した円形型気泡管を有する気泡部、発光素子を有する発光部、前記発光素子からの光を電気信号に変換する受光素子を有する受光部、前記受光素子の前記円形型気泡管の傾きに対応する受光量を検出する受光量検出部とを備え、前記発光素子と前記受光素子とを直線上に配置し、前記発光素子と前記受光素子との間に前記気泡を配置した鉛直判定センサにおいて、前記発光素子、前記受光素子、及び前記気泡は、それぞれ1個であり、前記発光素子を所定回数点滅させ、点灯状態と消灯状態における受光量の差を求める点滅成分検出手段を備え、前記点滅成分検出手段により求めた受光量の差（Ａ）を、前記鉛直判定センサを用いて、前記傾きの所定範囲で予め求めた前記受光量の差を基に、任意に設定された受光量の差（Ｂ）と比較して、ＡがＢ以下のときに鉛直と判定することを特徴とする鉛直判定センサ。