JP4343648B2 - Surveying instrument - Google Patents

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Description

本発明は測量機に関し、特に視野角の小さい望遠鏡の光学系を利用して視準を行う測量機に関する。   The present invention relates to a surveying instrument, and more particularly to a surveying instrument that performs collimation using an optical system of a telescope having a small viewing angle.

従来の測量機においては、測点を視認するための望遠鏡光学系を分岐して視準用の光学系を構成していた。   In a conventional surveying instrument, a collimating optical system is configured by branching a telescope optical system for viewing a measurement point.

特許第３０３９８０１号公報Japanese Patent No. 3039801

上述の望遠鏡の光学系は視野角が狭い（例えば１度３０分程度）ため、この光学系から分岐した視準用光学系においては、視準範囲が狭いため順次走査して視準範囲をずらして測点を視準しなければならず、視準に長い時間を要していた。   Since the optical system of the telescope described above has a narrow viewing angle (for example, about 1 degree 30 minutes), the collimating optical system branched from this optical system has a narrow collimating range, so that the collimating range is shifted by sequentially scanning. The station had to be collimated, and it took a long time for collimation.

上記問題点を解決するために、本発明は、測点を視準するための第１視準光学系を有し、鉛直軸及び水平軸を中心に回動可能な測量機本体と、この測量機本体に搭載された第２視準光学系と、を有し、第１視準光学系で視準を行った後、第２視準光学系によって視準を行う測量機であって、第１視準光学系が全方位ミラーを有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention includes a surveying instrument main body having a first collimating optical system for collimating a surveying point and capable of rotating about a vertical axis and a horizontal axis, and the surveying and a second collimating optical system mounted on the machine body, and after the collimated by the first collimating optical system, a collimated by the second collimating optical system a row intends surveying instrument, The first collimating optical system has an omnidirectional mirror.

第２視準光学系はイメージセンサに結像可能であることが好ましい。   The second collimating optical system is preferably capable of forming an image on an image sensor.

第１視準光学系に入射しそのイメージセンサに結像した測点の位置情報に基づき、測量機本体を水平軸を中心に回転駆動して第２視準光学系の視野内に測点を位置させることが好ましい。Based on the position information of the measuring point incident on the first collimating optical system and imaged on the image sensor, the surveying instrument main body is rotationally driven around the horizontal axis to place the measuring point in the field of view of the second collimating optical system. It is preferable to position.

第１視準光学系及び第２視準光学系がそれぞれ視準のための光源を有することが好ましい。   It is preferable that the first collimating optical system and the second collimating optical system each have a light source for collimation.

本発明の測量機においては、望遠鏡光学系に加えて視野角の広い視準光学系を用いることによって視準終了までの時間を大幅に短縮することができ、自動視準機においても操作時間を短縮することができる。また、測点の検出と視準とを広角と望遠の二つの光学系で行うことによって、迅速な検出と精確な視準を実現することができる。   In the surveying instrument of the present invention, by using a collimating optical system with a wide viewing angle in addition to the telescope optical system, the time to the end of collimation can be greatly shortened. It can be shortened. Further, by performing detection of a measuring point and collimation with two optical systems of wide angle and telephoto, quick detection and accurate collimation can be realized.

第１実施形態
図１に示すように、第１実施形態にかかる測量機は、測量機本体１、望遠鏡光学系１０、第１視準光学系３０、第２視準光学系１１０を備えており、測量機本体１内の光源２９から射出されコーナーキューブ（測点）６０で反射した光を第１視準光学系３０で受光することによってコーナーキューブ６０のイメージセンサ５０上における位置を検出し、その位置情報に基づいて測量機本体を移動させることによって望遠鏡光学系１０（第２視準光学系１１０）の視野内にコーナーキューブ６０を位置させて視準を行う。 First Embodiment As shown in FIG. 1, a surveying instrument according to a first embodiment includes a surveying instrument main body 1, a telescope optical system 10, a first collimating optical system 30, and a second collimating optical system 110. The position of the corner cube 60 on the image sensor 50 is detected by receiving the light emitted from the light source 29 in the surveying instrument body 1 and reflected by the corner cube (measurement point) 60 by the first collimating optical system 30. The collimator performs collimation by moving the surveying instrument main body based on the position information to position the corner cube 60 in the field of view of the telescope optical system 10 (second collimation optical system 110).

ここで、第１視準光学系３０は、望遠鏡光学系１０又は第２視準光学系１１０による視準の前に、望遠鏡光学系１０又は第２視準光学系１１０の視野内にコーナーキューブ６０からの反射光を入れるために用いられ、対物レンズ３１、視準光用プリズム３２、光源２９、第２シャッタ３８、及び、ハーフプリズム３３から構成される。一方、手動視準に用いる望遠鏡光学系１０は、対物レンズ１１、光源１９、視準光用プリズム１２、分岐プリズム１３、焦点調節レンズ１４、ポロプリズム１５、焦点板１６、及び、接眼レンズ１７から構成されている。これに対して、自動視準に用いる第２視準光学系１１０は、対物レンズ１１、光源１９、視準光用プリズム１２、分岐プリズム１３、第１シャッタ１８、及び、ハーフプリズム３３から構成され、対物レンズ１１、光源１９、視準光用プリズム１２、及び、分岐プリズム１３を望遠鏡光学系１０と共用している。   Here, the first collimation optical system 30 has a corner cube 60 in the field of view of the telescope optical system 10 or the second collimation optical system 110 before collimation by the telescope optical system 10 or the second collimation optical system 110. And is composed of an objective lens 31, a collimating light prism 32, a light source 29, a second shutter 38, and a half prism 33. On the other hand, the telescope optical system 10 used for manual collimation includes an objective lens 11, a light source 19, a collimation light prism 12, a branching prism 13, a focus adjustment lens 14, a Porro prism 15, a focusing plate 16, and an eyepiece lens 17. It is configured. On the other hand, the second collimation optical system 110 used for automatic collimation includes an objective lens 11, a light source 19, a collimation light prism 12, a branching prism 13, a first shutter 18, and a half prism 33. The objective lens 11, the light source 19, the collimating light prism 12, and the branching prism 13 are shared with the telescope optical system 10.

望遠鏡光学系１０においては、対物レンズ１１を経て入射し、分岐プリズム１３を透過した光束（光軸２０）は、焦点調節レンズ１４、ポロプリズム１５を経て焦点板１６に結像され、焦点板１６上に描いた視準線等と一緒に接眼レンズ１７によって観察することができる。一方、第２視準光学系１１０においては、対物レンズ１１を経て入射し、分岐プリズム１３によって垂直に反射された反射光束は開閉可能な第１シャッタ１８、ハーフプリズム３３を経てイメージセンサ５０（ＣＣＤ）に結像する。   In the telescope optical system 10, the light beam (optical axis 20) incident through the objective lens 11 and transmitted through the branching prism 13 is imaged on the focusing screen 16 through the focusing lens 14 and the Porro prism 15. It can be observed with the eyepiece 17 together with the line of sight drawn above. On the other hand, in the second collimating optical system 110, the reflected light beam incident through the objective lens 11 and vertically reflected by the branching prism 13 passes through the first shutter 18 and the half prism 33 that can be opened and closed, and then the image sensor 50 (CCD ).

望遠鏡光学系１０及び第２視準光学系１１０とは別個に設けられた第１視準光学系３０においては、対物レンズ３１を経て入射した光束（光軸４０）は、開閉可能な第２シャッタ３８を経てハーフプリズム３３で垂直に反射されてイメージセンサ５０に結像される。このイメージセンサ５０は、分岐プリズム１３からの反射光及びハーフプリズム３３からの反射光の結像に共用されている。シャッタ駆動機構５により第１シャッタ１８及び第２シャッタ３８は同時には開かないようになっているため、イメージセンサ５０に結像されるのは、分岐プリズム１３からの反射光及びハーフプリズム３３からの反射光のうちの一方のみとなっている。   In the first collimating optical system 30 provided separately from the telescope optical system 10 and the second collimating optical system 110, the light beam (optical axis 40) incident through the objective lens 31 can be opened and closed. Through 38, the light is reflected vertically by the half prism 33 and formed on the image sensor 50. The image sensor 50 is commonly used for imaging reflected light from the branch prism 13 and reflected light from the half prism 33. Since the first shutter 18 and the second shutter 38 are not opened simultaneously by the shutter driving mechanism 5, the image sensor 50 is focused on the reflected light from the branch prism 13 and the half prism 33. Only one of the reflected light is present.

図２に示すように、イメージセンサ５０にはターゲット認識処理回路５５及び位置認識処理回路５９が接続されている。ターゲット認識処理回路５５は、イメージセンサ５０がコーナーキューブ６０からの反射光を受光したか否かを判断する回路である。このターゲット認識処理回路５５により、イメージセンサ５０がコーナーキューブ６０からの反射光を受光したと判断される場合は、第１視準光学系３０の視野内にコーナーキューブ６０が位置しているときである。位置認識処理回路５９は、ターゲット認識処理回路５５によりイメージセンサ５０がコーナーキューブ６０からの反射光を受光したと判断されたとき（第１視準光学系３０の視野内にコーナーキューブ６０があるとき）に、イメージセンサ５０の出力（コーナーキューブ６０からの反射光）に基づき、コーナーキューブ６０の位置と視野枠の中央との位置ずれを検出する。コーナーキューブ６０からの反射光を受光していないとターゲット認識処理回路５５により判断された場合、及び位置認識処理回路５９がコーナーキューブ６０の位置と視野枠の中央との位置ずれを検出した場合は、ターゲット認識処理回路５５及び位置認識処理回路５９にそれぞれ接続された水平方向駆動機構５６及び鉛直方向駆動機構５７によって測量機本体１を移動させる。   As shown in FIG. 2, a target recognition processing circuit 55 and a position recognition processing circuit 59 are connected to the image sensor 50. The target recognition processing circuit 55 is a circuit that determines whether or not the image sensor 50 has received reflected light from the corner cube 60. When it is determined by the target recognition processing circuit 55 that the image sensor 50 has received the reflected light from the corner cube 60, the corner cube 60 is positioned within the field of view of the first collimating optical system 30. is there. When the target recognition processing circuit 55 determines that the image sensor 50 has received reflected light from the corner cube 60, the position recognition processing circuit 59 (when the corner cube 60 is within the field of view of the first collimating optical system 30). ) Based on the output of the image sensor 50 (reflected light from the corner cube 60), the positional deviation between the position of the corner cube 60 and the center of the field frame is detected. When the target recognition processing circuit 55 determines that the reflected light from the corner cube 60 is not received, and when the position recognition processing circuit 59 detects a positional deviation between the position of the corner cube 60 and the center of the field frame. The surveying instrument main body 1 is moved by the horizontal direction driving mechanism 56 and the vertical direction driving mechanism 57 connected to the target recognition processing circuit 55 and the position recognition processing circuit 59, respectively.

以上の構成において、図３に示す手順で本実施形態にかかる測量機による視準を行う。すなわち、コーナーキューブ６０を測点に配置（ステップＳ１）した後、第１シャッタ１８を閉じて第２シャッタ３８を開いてイメージセンサ５０を駆動させる。光源２９から、視準光用プリズム３２を経て測量機外部に視準のための光束を送光する（ステップＳ２）。   In the above configuration, collimation by the surveying instrument according to the present embodiment is performed according to the procedure shown in FIG. That is, after the corner cube 60 is arranged at the measurement point (step S1), the first shutter 18 is closed and the second shutter 38 is opened to drive the image sensor 50. A light beam for collimation is transmitted from the light source 29 to the outside of the surveying instrument through the collimation light prism 32 (step S2).

イメージセンサ５０によってコーナーキューブ６０からの反射光を受光した場合（ステップＳ３でＹＥＳ）は、第１視準光学系３０の視野枠内にコーナーキューブ６０が存在するとしてイメージセンサ５０上における反射光の位置を検出する。一方、イメージセンサ５０によってコーナーキューブ６０からの反射光を受光できなかった場合（ステップＳ３でＮＯ）は、第１視準光学系３０の視野枠内にコーナーキューブ６０が存在しないとして、反射光を受光するまで測量機本体１を水平方向と鉛直方向に移動し（ステップＳ４）、反射光を受光したところでイメージセンサ５０上における反射光の位置を検出する（ステップＳ３）。   When the reflected light from the corner cube 60 is received by the image sensor 50 (YES in step S3), the reflected light on the image sensor 50 is assumed to be present in the field frame of the first collimating optical system 30. Detect position. On the other hand, when the reflected light from the corner cube 60 cannot be received by the image sensor 50 (NO in step S3), the reflected light is assumed that the corner cube 60 does not exist in the field frame of the first collimating optical system 30. The surveying instrument main body 1 is moved in the horizontal direction and the vertical direction until light is received (step S4), and the position of the reflected light on the image sensor 50 is detected when the reflected light is received (step S3).

つづいて、上述のステップＳ３で検出したイメージセンサ５０上の反射光位置情報に基づいて測量機本体１を水平方向と鉛直方向に移動して反射光をイメージセンサ５０の中央に位置させる（ステップＳ５）。そして第２シャッタ３８を閉じ、光源２９及びイメージセンサ５０を停止させる。これにより、コーナーキューブ６０（測点）を第２視準光学系１１０及び望遠鏡光学系１０の視野枠内に位置させることができる。   Subsequently, based on the reflected light position information on the image sensor 50 detected in step S3 described above, the surveying instrument main body 1 is moved in the horizontal direction and the vertical direction so that the reflected light is positioned at the center of the image sensor 50 (step S5). ). Then, the second shutter 38 is closed, and the light source 29 and the image sensor 50 are stopped. Thereby, the corner cube 60 (measurement point) can be positioned within the field frame of the second collimating optical system 110 and the telescope optical system 10.

次に、上記ステップＳ３でコーナーキューブ６０を検出した第１視準光学系３０に代えて望遠鏡光学系１０又は第２視準光学系１１０を用いて（ステップＳ６）視準を行う。   Next, collimation is performed using the telescope optical system 10 or the second collimation optical system 110 instead of the first collimation optical system 30 that detected the corner cube 60 in step S3 (step S6).

さらに、以下のように視準を行うことができる。
手動で視準を行う場合は、作業者が望遠鏡光学系１０の接眼レンズ１７を覗きながらコーナーキューブ６０が視野枠の中心に位置するように測量機本体１を水平方向と鉛直方向に回動させることによって行う（ステップＳ７）。 Furthermore, collimation can be performed as follows.
When collimating manually, the operator rotates the surveying instrument main body 1 in the horizontal and vertical directions so that the corner cube 60 is positioned at the center of the field frame while looking into the eyepiece 17 of the telescope optical system 10. (Step S7).

自動で視準を行う場合は、まず、第１シャッタ１８を開いて、イメージセンサ５０を駆動し、光源１９を発光させる。つづいて、第２視準光学系１１０を介してイメージセンサ５０上に入射するコーナーキューブ６０の反射光のイメージセンサ５０上における位置を検出し、反射光が視野枠の中心に位置するように測量機本体１を水平方向と鉛直方向に回動させることによって視準を行う（ステップＳ７）。   When collimating automatically, first, the first shutter 18 is opened, the image sensor 50 is driven, and the light source 19 is caused to emit light. Subsequently, the position of the reflected light of the corner cube 60 incident on the image sensor 50 via the second collimating optical system 110 is detected, and surveying is performed so that the reflected light is positioned at the center of the field frame. Collimation is performed by rotating the machine body 1 in the horizontal and vertical directions (step S7).

以上のように手動又は自動で視準を行った後、位置検出手段（不図示）により、測量機からコーナーキューブ６０までの距離及び角度を測定することができる。   After collimating manually or automatically as described above, the distance and angle from the surveying instrument to the corner cube 60 can be measured by position detection means (not shown).

この第１視準光学系３０では、第１視準光学系の焦点距離を従来の視準光学系より短くすることにより、その視野角を従来の１度３０分よりも広角に設定している。よって、図４に示すように、第１視準光学系３０の視野４１は第２視準光学系１１０の視野２１よりも広いため、コーナーキューブ６０は視野２１に入らなくても視野４１には入りやすくなる。この構成により、第１視準光学系３０で一度に広範囲を捉えることができるため、視準終了までの時間を大幅に短縮することができ、従来より視準動作を速めることができる。さらに、第１視準光学系３０の視野角が広角であるため、視準時の現況を広範囲に渡ってイメージセンサ５０に記録することができる。また、コーナーキューブ６０の検出と視準とを広角と望遠の二つの光学系で切り換えて行うことによって、迅速な検出と精確な視準を実現することができる。なお、上述の効果をより高めるためには、視準光学系の視野角は望遠鏡光学系の視野角の１０倍以上であることが好ましい。   In the first collimating optical system 30, the focal angle of the first collimating optical system is set shorter than that of the conventional collimating optical system, so that the viewing angle is set wider than the conventional one degree 30 minutes. . Therefore, as shown in FIG. 4, the field of view 41 of the first collimating optical system 30 is wider than the field of view 21 of the second collimating optical system 110. Easy to enter. With this configuration, since the first collimation optical system 30 can capture a wide range at a time, it is possible to significantly shorten the time until the collimation is completed, and it is possible to speed up the collimation operation than before. Furthermore, since the viewing angle of the first collimating optical system 30 is wide, the current state at the time of collimation can be recorded in the image sensor 50 over a wide range. In addition, the detection and collimation of the corner cube 60 can be performed by switching between the two wide-angle and telephoto optical systems, thereby realizing rapid detection and accurate collimation. In order to further enhance the above-described effect, it is preferable that the viewing angle of the collimating optical system is not less than 10 times the viewing angle of the telescope optical system.

第１実施形態の変形例としては、図５に示すように、イメージセンサ５０とは別個の第２イメージセンサ５１を第１視準光学系３０に設けて、ハーフプリズム３３及び第２シャッタ３８、第１シャッタ１８を省略することができる。この構成により、二つのシャッタの開閉制御を不要とすることができる。   As a modification of the first embodiment, as shown in FIG. 5, a second image sensor 51 that is separate from the image sensor 50 is provided in the first collimation optical system 30, and the half prism 33 and the second shutter 38, The first shutter 18 can be omitted. With this configuration, opening / closing control of the two shutters can be made unnecessary.

この変形例においては、イメージセンサ５１にターゲット認識処理回路５５と位置認識処理回路５９が接続されている。ターゲット認識処理回路５５は、イメージセンサ５１がコーナーキューブ６０からの反射光を受光したか否かを判断する。上述したようにターゲット認識処理回路５５によりイメージセンサ５１がコーナーキューブ６０からの反射光を受光したと判断される場合は、第１視準光学系３０の視野内にコーナーキューブ６０が位置しているときである。位置認識処理回路５９は、ターゲット認識処理回路５５によりイメージセンサ５１がコーナーキューブ６０からの反射光を受光したと判断されたとき（第１視準光学系３０の視野内にコーナーキューブ６０があるとき）、及び第１視準光学系３０と第２視準光学系１１０又は望遠鏡光学系１０に切り替えたときに、イメージセンサ５１の出力（コーナーキューブ６０からの反射光）に基づき、コーナーキューブ６０の位置と視野枠の中央との位置ずれを検出する。コーナーキューブ６０からの反射光を受光していないとターゲット認識処理回路５５により判断された場合、及び位置認識処理回路５９がコーナーキューブ６０の位置と視野枠の中央との位置ずれを検出した場合は、ターゲット認識処理回路５５及び位置認識処理回路５９にそれぞれ接続された水平方向駆動機構５６及び鉛直方向駆動機構５７によって測量機本体１を移動させる。   In this modification, a target recognition processing circuit 55 and a position recognition processing circuit 59 are connected to the image sensor 51. The target recognition processing circuit 55 determines whether or not the image sensor 51 has received the reflected light from the corner cube 60. As described above, when the target recognition processing circuit 55 determines that the image sensor 51 has received the reflected light from the corner cube 60, the corner cube 60 is positioned within the field of view of the first collimating optical system 30. Is the time. When the target recognition processing circuit 55 determines that the image sensor 51 has received the reflected light from the corner cube 60, the position recognition processing circuit 59 (when the corner cube 60 is within the field of view of the first collimating optical system 30). ), And the first collimating optical system 30 and the second collimating optical system 110 or the telescope optical system 10, the output of the image sensor 51 (reflected light from the corner cube 60) A positional shift between the position and the center of the field frame is detected. When the target recognition processing circuit 55 determines that the reflected light from the corner cube 60 is not received, and when the position recognition processing circuit 59 detects a positional deviation between the position of the corner cube 60 and the center of the field frame. The surveying instrument main body 1 is moved by the horizontal direction driving mechanism 56 and the vertical direction driving mechanism 57 connected to the target recognition processing circuit 55 and the position recognition processing circuit 59, respectively.

また、視準のための光束は光源１９、２９の一方のみから送光することとしてもよい。さらに、測量機本体１内には光源１９、２９を設けずに測量機本体１とは別体の外部光源を設け、この外部光源から送光してコーナーキューブ６０の視準を行ってもよい。   The collimated light beam may be transmitted from only one of the light sources 19 and 29. Further, the light source 19, 29 may not be provided in the surveying instrument main body 1, but an external light source separate from the surveying instrument main body 1 may be provided, and the corner cube 60 may be collimated by transmitting light from this external light source. .

第２実施形態
本実施形態においては、第１実施形態と同じ部材については同じ参照符号を使用する。
図６に示すように、第１視準光学系８０は、測量機本体１の上部に配置され、少なくとも測量機本体１の略半球全体の光を入射可能な全方位ミラー７０、イメージセンサ５２上に結像させるための結像レンズ７１、視準光用プリズム７２を有する。この構成において、全方位ミラー７０の上方に設けられた光源７９から出射された光束は、全方位ミラー７０上に設けられた視準光用プリズム７２により反射されて、測量機外部に出射される。一方、測量機外部から全方位ミラー７０に入射した光束は全方位ミラー７０上で反射されて結像レンズ７１によりイメージセンサ５２に結像される。また、測量機本体１は、鉛直軸３を中心に水平方向に回動可能であり、水平軸６を中心に鉛直方向に揺動可能である。 Second Embodiment In the present embodiment, the same reference numerals are used for the same members as in the first embodiment.
As shown in FIG. 6, the first collimating optical system 80 is arranged on the upper part of the surveying instrument main body 1, and on the omnidirectional mirror 70 and the image sensor 52 capable of entering at least light of substantially the entire hemisphere of the surveying instrument main body 1. A collimating light prism 72 and a collimating light prism 72. In this configuration, the light beam emitted from the light source 79 provided above the omnidirectional mirror 70 is reflected by the collimating light prism 72 provided on the omnidirectional mirror 70 and emitted outside the surveying instrument. . On the other hand, the light beam incident on the omnidirectional mirror 70 from the outside of the surveying instrument is reflected on the omnidirectional mirror 70 and imaged on the image sensor 52 by the imaging lens 71. The surveying instrument main body 1 can rotate in the horizontal direction about the vertical axis 3 and can swing in the vertical direction about the horizontal axis 6.

望遠鏡光学系１０は、第１実施形態と同様に、対物レンズ１１、光源１９、視準光用プリズム１２、分岐プリズム１３、焦点調節レンズ１４、ポロプリズム１５、焦点板１６、及び、接眼レンズ１７から構成されている。一方、第２視準光学系１２０は、対物レンズ１１、光源１９、視準光用プリズム１２、及び、分岐プリズム１３から構成され、構成要素すべてを望遠鏡光学系１０と共用している。   Similarly to the first embodiment, the telescope optical system 10 includes an objective lens 11, a light source 19, a collimating light prism 12, a branching prism 13, a focusing lens 14, a Porro prism 15, a focusing plate 16, and an eyepiece 17. It is composed of On the other hand, the second collimating optical system 120 includes an objective lens 11, a light source 19, a collimating light prism 12, and a branching prism 13, and all the components are shared with the telescope optical system 10.

第２実施形態においては、イメージセンサ５２にターゲット認識処理回路５５及び位置認識処理回路５９が接続されている。   In the second embodiment, a target recognition processing circuit 55 and a position recognition processing circuit 59 are connected to the image sensor 52.

第２実施形態にかかる測量機による視準は図３に示す手順で行われる。すなわち、コーナーキューブ６０を測点に配置（ステップＳ１）した後、イメージセンサ５２を駆動させる。光源７９から、視準光用プリズム７２を経て測量機外部に視準のための光束を送光する（ステップＳ２）。   The collimation by the surveying instrument according to the second embodiment is performed according to the procedure shown in FIG. That is, the image sensor 52 is driven after the corner cube 60 is arranged at the measurement point (step S1). A light beam for collimation is transmitted from the light source 79 to the outside of the surveying instrument through the collimation light prism 72 (step S2).

イメージセンサ５２によってコーナーキューブ６０からの反射光を受光した場合（ステップＳ３でＹＥＳ）は、第１視準光学系８０の視野枠内にコーナーキューブ６０が存在するとしてイメージセンサ５２上における反射光の位置を検出する。一方、イメージセンサ５２によってコーナーキューブ６０からの反射光を受光できなかった場合（ステップＳ３でＮＯ）は、第１視準光学系８０の視野枠内にコーナーキューブ６０が存在しないとして、反射光を受光するまで測量機本体１を鉛直方向に移動し（ステップＳ４）、反射光を受光したところでイメージセンサ５２上における反射光の位置を検出する（ステップＳ３）。   When the reflected light from the corner cube 60 is received by the image sensor 52 (YES in step S3), the reflected light on the image sensor 52 is assumed to be present in the field frame of the first collimating optical system 80. Detect position. On the other hand, when the reflected light from the corner cube 60 cannot be received by the image sensor 52 (NO in step S3), the reflected light is assumed that the corner cube 60 does not exist in the field frame of the first collimating optical system 80. The surveying instrument main body 1 is moved in the vertical direction until light is received (step S4), and when the reflected light is received, the position of the reflected light on the image sensor 52 is detected (step S3).

つづいて、上述のステップＳ３で検出したイメージセンサ５２上の反射光位置情報に基づいて測量機本体１を水平方向と鉛直方向に移動して反射光をイメージセンサ５２の中央に位置させる（ステップＳ５）。そして、光源７９及びイメージセンサ５２を停止させる。これにより、コーナーキューブ６０（測点）を第２視準光学系１２０及び望遠鏡光学系１０の視野枠内に位置させることができる。   Subsequently, based on the reflected light position information on the image sensor 52 detected in the above step S3, the surveying instrument main body 1 is moved in the horizontal direction and the vertical direction so that the reflected light is positioned at the center of the image sensor 52 (step S5). ). Then, the light source 79 and the image sensor 52 are stopped. Thereby, the corner cube 60 (measurement point) can be positioned in the field frame of the second collimating optical system 120 and the telescope optical system 10.

次に、上記ステップＳ３でコーナーキューブ６０を検出した第１視準光学系８０に代えて望遠鏡光学系１０又は第２視準光学系１２０を用いて（ステップＳ６）視準を行う。   Next, collimation is performed using the telescope optical system 10 or the second collimation optical system 120 in place of the first collimation optical system 80 that detected the corner cube 60 in step S3 (step S6).

さらに、以下のように視準を行うことができる。
手動で視準を行う場合は、作業者が望遠鏡光学系１０の接眼レンズ１７を覗きながらコーナーキューブ６０が視野枠の中心に位置するように測量機本体１を水平方向と鉛直方向に回動させることによって行う（ステップＳ７）。 Furthermore, collimation can be performed as follows.
When collimating manually, the operator rotates the surveying instrument main body 1 in the horizontal and vertical directions so that the corner cube 60 is positioned at the center of the field frame while looking into the eyepiece 17 of the telescope optical system 10. (Step S7).

自動で視準を行う場合は、まず、イメージセンサ５０を駆動し、光源１９を発光させる。つづいて、第２視準光学系１２０を介してイメージセンサ５０上に入射するコーナーキューブ６０の反射光のイメージセンサ５０上における位置を検出し、反射光が視野枠の中心に位置するように測量機本体１を水平方向と鉛直方向に回動させることによって視準を行う（ステップＳ７）。   When collimating automatically, first, the image sensor 50 is driven to cause the light source 19 to emit light. Subsequently, the position of the reflected light of the corner cube 60 incident on the image sensor 50 via the second collimating optical system 120 is detected, and surveying is performed so that the reflected light is positioned at the center of the field frame. Collimation is performed by rotating the machine body 1 in the horizontal and vertical directions (step S7).

以上のように手動又は自動で視準を行った後、位置検出手段（不図示）により、測量機からコーナーキューブ６０までの距離及び角度を測定することができる。   After collimating manually or automatically as described above, the distance and angle from the surveying instrument to the corner cube 60 can be measured by position detection means (not shown).

以上の構成により、測量機の周囲３６０度の範囲を一度に捉えることができることにより、コーナーキューブ６０を検出するために測量機本体１を水平方向に回動させる必要はないため、従来より自動視準動作を速めることができる。また、視準は、望遠鏡光学系１０又は第２視準光学系１２０ではなく第１視準光学系８０で行ってもよい。また、視準のための光束は光源１９、７９の一方のみから送光することとしてもよい。さらに、光源１９、７９を設けずに、外部光源による反射光を用いてコーナーキューブ６０の視準を行ってもよい。なお、その他の構成、作用、効果は第１実施形態と同様である。   With the above configuration, since it is possible to capture a 360-degree range around the surveying instrument at a time, there is no need to rotate the surveying instrument body 1 in the horizontal direction in order to detect the corner cube 60. Quasi-motion can be accelerated. The collimation may be performed by the first collimating optical system 80 instead of the telescope optical system 10 or the second collimating optical system 120. The collimating light beam may be transmitted from only one of the light sources 19 and 79. Further, the corner cube 60 may be collimated using the reflected light from the external light source without providing the light sources 19 and 79. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.

第３実施形態
本実施形態においては、第１実施形態と同じ部材については同じ参照符号を使用する。
図７に示すように、第３実施形態においては、第１実施形態における第１視準光学系３０及び第２視準光学系１１０に代えて視準光学系１３０を備えている。すなわち、視準光学系１３０は、対物レンズ１１、光源１９、視準光用プリズム１２、分岐プリズム１３、及び、ズーム機構９０から構成され、対物レンズ１１、光源１９、視準光用プリズム１２、及び、分岐プリズム１３を望遠鏡光学系１０と共用している。 3rd Embodiment In this embodiment, the same referential mark is used about the same member as 1st Embodiment.
As shown in FIG. 7, the third embodiment includes a collimation optical system 130 instead of the first collimation optical system 30 and the second collimation optical system 110 in the first embodiment. That is, the collimating optical system 130 includes the objective lens 11, the light source 19, the collimating light prism 12, the branching prism 13, and the zoom mechanism 90. The objective lens 11, the light source 19, the collimating light prism 12, In addition, the branching prism 13 is shared with the telescope optical system 10.

視準光学系１３０においては、分岐プリズム１３とイメージセンサ５０の間に設けられているズーム機構９０により、視準光学系１３０は広角から望遠まで切り替え可能であって、対物レンズ１１から入射した光束は、分岐プリズム１３で一部が反射されイメージセンサ５０に結像する。したがって、ひとつの光学系で視野角の大きい光学系と視野角の小さな光学系とを兼用することができるため、測量機本体１をコンパクトにすることができる。   In the collimation optical system 130, the collimation optical system 130 can be switched from wide angle to telephoto by a zoom mechanism 90 provided between the branching prism 13 and the image sensor 50, and the light beam incident from the objective lens 11. Is partially reflected by the branching prism 13 and forms an image on the image sensor 50. Therefore, since the optical system having a large viewing angle and the optical system having a small viewing angle can be used together with one optical system, the surveying instrument main body 1 can be made compact.

第３実施形態にかかる測量機による視準は以下の手順で行われる。すなわち、コーナーキューブ６０を測点に配置した後、イメージセンサ５０を駆動させ、ズーム機構９０を広角側にする。光源１９から、視準光用プリズム１２を経て測量機外部に視準のための光束を送光する。   The collimation by the surveying instrument according to the third embodiment is performed according to the following procedure. That is, after the corner cube 60 is arranged at the measurement point, the image sensor 50 is driven to bring the zoom mechanism 90 to the wide angle side. A light beam for collimation is transmitted from the light source 19 to the outside of the surveying instrument through the collimation light prism 12.

イメージセンサ５０によってコーナーキューブ６０からの反射光を受光した場合は、視準光学系１３０の視野枠内にコーナーキューブ６０が存在するとしてイメージセンサ５０上における反射光の位置を検出する。一方、イメージセンサ５０によってコーナーキューブ６０からの反射光を受光できなかった場合は、視準光学系１３０の視野枠内にコーナーキューブ６０が存在しないとして、反射光を受光するまで測量機本体１を水平方向と鉛直方向に移動し、反射光を受光したところでイメージセンサ５０上における反射光の位置を検出する。   When the reflected light from the corner cube 60 is received by the image sensor 50, the position of the reflected light on the image sensor 50 is detected on the assumption that the corner cube 60 exists in the field frame of the collimation optical system 130. On the other hand, when the reflected light from the corner cube 60 cannot be received by the image sensor 50, it is assumed that the corner cube 60 does not exist in the field frame of the collimating optical system 130, and the surveying instrument main body 1 is moved until the reflected light is received. The position of the reflected light on the image sensor 50 is detected when the reflected light is received by moving in the horizontal direction and the vertical direction.

つづいて、検出したイメージセンサ５０上の反射光位置情報に基づいて測量機本体１を水平方向と鉛直方向に移動して反射光をイメージセンサ５０の中央に位置させる。そして、光源１９及びイメージセンサ５０を停止させる。これにより、コーナーキューブ６０（測点）を視準光学系１３０及び望遠鏡光学系１０の視野枠内に位置させることができる。   Subsequently, based on the detected reflected light position information on the image sensor 50, the surveying instrument main body 1 is moved in the horizontal direction and the vertical direction so that the reflected light is positioned at the center of the image sensor 50. Then, the light source 19 and the image sensor 50 are stopped. Thereby, the corner cube 60 (measurement point) can be positioned in the field frame of the collimating optical system 130 and the telescope optical system 10.

次に、望遠鏡光学系１０又は視準光学系１３０を用いて視準を行う。   Next, collimation is performed using the telescope optical system 10 or the collimation optical system 130.

さらに、以下のように視準を行うことができる。
手動で視準を行う場合は、作業者が望遠鏡光学系１０の接眼レンズ１７を覗きながらコーナーキューブ６０が視野枠の中心に位置するように測量機本体１を水平方向と鉛直方向に回動させることによって行う。 Furthermore, collimation can be performed as follows.
When collimating manually, the operator rotates the surveying instrument main body 1 in the horizontal and vertical directions so that the corner cube 60 is positioned at the center of the field frame while looking into the eyepiece 17 of the telescope optical system 10. By doing.

自動で測定を行う場合は、まず、イメージセンサ５０を駆動し、ズーム機構９０をテレ側にし、光源１９を発光させる。つづいて、視準光学系１３０を介してイメージセンサ５０上に入射するコーナーキューブ６０の反射光のイメージセンサ５０上における位置を検出し、反射光が視野枠の中心に位置するように測量機本体１を水平方向と鉛直方向に回動させることによって視準を行う。   When performing measurement automatically, first, the image sensor 50 is driven, the zoom mechanism 90 is set to the tele side, and the light source 19 is caused to emit light. Subsequently, the position of the reflected light of the corner cube 60 incident on the image sensor 50 via the collimating optical system 130 is detected on the image sensor 50, and the surveying instrument main body so that the reflected light is positioned at the center of the field frame. Collimation is performed by rotating 1 in the horizontal and vertical directions.

以上のように手動又は自動で視準を行った後、位置検出手段（不図示）により、測量機からコーナーキューブ６０までの距離及び角度を測定することができる。
なお、その他の構成、作用、効果は第１実施形態と同様である。 After collimating manually or automatically as described above, the distance and angle from the surveying instrument to the corner cube 60 can be measured by position detection means (not shown).
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.

次に、図８を参照しつつ上記第１〜第３実施形態の変形例を説明する。この例は、光源を測量機本体の外部に設けたものであり、コーナーキューブ６０は測量機本体１の外部のボックス６２に収容され、ボックス６２内には光源６１が配置してある。コーナーキューブ６０に隣接する光源６１からの直接光を検出することによってコーナーキューブ６０の検出を行うことができる。   Next, a modification of the first to third embodiments will be described with reference to FIG. In this example, the light source is provided outside the surveying instrument main body, the corner cube 60 is accommodated in a box 62 outside the surveying instrument main body 1, and the light source 61 is disposed in the box 62. The corner cube 60 can be detected by detecting direct light from the light source 61 adjacent to the corner cube 60.

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be improved or changed within the scope of the purpose of the improvement or the idea of the present invention.

本発明の第１実施形態にかかる測量機の構成を示した側面図である。It is the side view which showed the structure of the surveying instrument concerning 1st Embodiment of this invention. 第１実施形態にかかる測量機のイメージセンサ（ＣＣＤ）、ターゲット認識処理回路、測距機構、水平方向駆動機構及び鉛直方向駆動機構の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the image sensor (CCD) of the surveying instrument concerning 1st Embodiment, a target recognition processing circuit, a ranging mechanism, a horizontal direction drive mechanism, and a vertical direction drive mechanism. 第１実施形態における視準手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the collimation procedure in 1st Embodiment. 第１実施形態にかかる測量機の視野を示す図である。It is a figure which shows the visual field of the surveying instrument concerning 1st Embodiment. 本発明の第１実施形態の変形例にかかる測量機の構成を示した側面図である。It is the side view which showed the structure of the surveying instrument concerning the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態にかかる測量機の構成を示した側面図である。It is the side view which showed the structure of the surveying instrument concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態にかかる測量機の構成を示した側面図である。It is the side view which showed the structure of the surveying instrument concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第１〜第３実施形態の変形例にかかる測量機の構成を示した側面図である。It is the side view which showed the structure of the surveying instrument concerning the modification of the 1st-3rd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 測量機本体
１０ 望遠鏡光学系
３０ 第１視準光学系
５０ イメージセンサ
５１ イメージセンサ
５２ イメージセンサ
７０ 全方位ミラー
８０ 第１視準光学系
９０ ズーム機構
１１０ 第２視準光学系
１２０ 第２視準光学系
１３０ 視準光学系

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surveying instrument main body 10 Telescope optical system 30 1st collimation optical system 50 Image sensor 51 Image sensor 52 Image sensor 70 Omnidirectional mirror 80 1st collimation optical system 90 Zoom mechanism 110 2nd collimation optical system 120 2nd collimation Optical system 130 collimation optical system

Claims (4)

測点を視準するための第１視準光学系を有し、鉛直軸及び水平軸を中心に回動可能な測量機本体と、
この測量機本体に搭載された第２視準光学系と、
を有し、
前記第１視準光学系で視準を行った後、前記第２視準光学系によって視準を行う測量機であって、
前記第１視準光学系が全方位ミラーを有することを特徴とする測量機。 A surveying instrument main body having a first collimating optical system for collimating a measuring point and rotatable about a vertical axis and a horizontal axis;
A second collimating optical system mounted on the surveying instrument body;
Have
A surveying instrument that performs collimation with the second collimating optical system after collimating with the first collimating optical system ,
The surveying instrument, wherein the first collimating optical system has an omnidirectional mirror . 前記第２視準光学系はイメージセンサに結像可能である請求項１記載の測量機。The surveying instrument according to claim 1, wherein the second collimating optical system can form an image on an image sensor. 前記第１視準光学系に入射しそのイメージセンサに結像した測点の位置情報に基づき、上記測量機本体を上記水平軸を中心に回転駆動して第２視準光学系の視野内に測点を位置させる自動視準機構を有する請求項２記載の測量機。Based on the position information of the measuring point incident on the first collimating optical system and imaged on the image sensor, the surveying instrument main body is driven to rotate around the horizontal axis to be within the field of view of the second collimating optical system. The surveying instrument according to claim 2, further comprising an automatic collimation mechanism for positioning a survey point. 前記第１視準光学系及び前記第２視準光学系がそれぞれ前記視準のための光源を有することを特徴とする請求項１記載の測量機。The surveying instrument according to claim 1, wherein each of the first collimating optical system and the second collimating optical system includes a light source for the collimation.
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