JPH0610247Y2 - 求心望遠鏡付測量機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、測点となる測量機自身の機械高を簡単かつ正
確に知ることができる求心望遠鏡付測量機に関する。

［従来の技術］ 周知のように測量機による測定、例えば角測定は、地上
あるいは構造物上の１点から他の方向を視準して計器目
盛り等を読定するものであり、トランシットの鉛直軸を
通る仮想線を、地上にある構造物の１点である基準点に
合わせる必要がある。これを第６図に基づいて説明する
と、従来の測量機では、中心に定心桿３０が垂直に設け
られており、この定心桿３０内に対物レンズ３１が配置
されている。さらに定心桿３０の上方に求心望遠鏡３２
の先端が臨ませてあり、この先端部にはプリズム３３が
配置されている。求心望遠鏡３２の筒体内にはクロスヘ
アー３４が配置され、この筒体の後端には接眼レンズ３
５が設けられている。

この測量機による位置合わせは、まず、地上に測量基準
点３６を設定した後、機械を整準し、整準状態を保ちな
がら求心望遠鏡３２を覗き、測量基準点３６の真上に定
心桿３０の鉛直軸３７を置いて、クロスヘアー３４に測
量基準点３６を合致させるように、求心移動したり、整
準と求心移動を交互に繰り返したりしている。

このようにして求心望遠鏡によって測量機の位置の設定
を行った後に、測点となる測量機の機械中心高さを求め
ていた。この求心望遠鏡は、測点までの距離が近いため
に、焦点合せのために、対物レンズ自体を移動して行っ
ていた。そして、測点上に測量機を設定した後で、この
基準点（測点）から機械中心までの高さ、すなわち機械
高は、巻尺等を用いて手作業で測定していた。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、従来の機械高の測定方法によれば、求心望遠鏡
によって機械高自体を測定することはなく、手作業で行
うので、測定作業が面倒で能率が悪いのみならず、測定
精度も低いという問題点があり、測量精度を低下させる
原因ともなっていた。

本願考案は上記課題を解決することを目的として、機械
高の測定作業を簡単かつ高い精度で行うことができる求
心望遠鏡付測量機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため本願考案は、求心望遠鏡の光路
に沿って移動可能に配設された合焦レンズと、該合焦レ
ンズの検出基準位置からの移動量を検出するエンコーダ
と、前記合焦レンズ位置と測量基準位置から前記求心望
遠鏡までの距離とにおける相関データを予め記憶した記
憶手段と、前記エンコーダからの出力に基づいて前記合
焦レンズの移動量に対応して鏡前記測量基準位置から前
記求心望遠鏡までの高さを算出する演算回路と、前記求
心望遠鏡から測量機の機中心までの距離を加算して機械
高を表示してなることを特徴とするものである。

上記合焦レンズは、求心望遠鏡の対物レンズと接眼レン
ズとの間の筒体内に配置され、手動、電動等により移動
される。従って、対物レンズを垂直部分に設けたもので
は、この垂直部分に合焦レンズを配置することも可能で
ある。またこの合焦レンズの検出基準位置は、任意に定
めることができ、定位置として与えられるものであれば
よい。さらに、この合焦レンズの移動量を検出するエン
コーダは、前記移動量をデジタル信号として取り出せる
ものであればよく、その構造が限定されるものではな
い。例えば光や磁気を利用したものを用いることができ
る。

また記録手段には、合焦レンズ位置と測量基準位置から
求心望遠鏡までの距離との相関データが各種手段により
記録されており、このデータは幾何光学などによって予
め得られ、テーブルとして、あるいは演算手順を示すも
のとして記録されている。上記記録手段としては、不揮
発性ＩＣメモリ等が例示されるものであり、前記相関デ
ータがデジタル信号として記録されており、コンピユー
タのＣＰＵで直接アクセスできるように構成されてい
る。

次に、演算回路としては、例えばコンピユータのＣＰＵ
が用いられ、前記記録手段にアクセスして、合焦レンズ
の移動量に基づいて、測量基準位置から求心望遠鏡まで
の高さが演算される。そして求心望遠鏡と測量機械中心
を加算して、機械高を表示する。ここで高さを表すため
の求心望遠鏡における基準点は、任意に定めることも可
能であるが、一般には測量基準位置を通る鉛直線との交
差点で表される。

［作用］ この考案によれば、求心望遠鏡で、測量基準位置を求め
ながら、合焦レンズで焦点を合わせる。そして合焦レン
ズの検出基準位置からの移動量はエンコーダで検出され
る。このとき求心望遠鏡は従来のように対物レンズを直
接動かすのではなく、合焦レンズを備えており、合焦レ
ンズの移動により、エンコーダの出力を得るので分解能
が高く容易に測定することができる。即ち測点を求めた
求心望遠鏡で、直接機械高を測定することができる。

演算回路では、この移動量に基づき、記録手段の相関デ
ータを用いて、測量基準位置からの求心望遠鏡までの高
さを算出し、この高さと、求心望遠鏡と機械中心との距
離とを加算する。算出結果である機械高は、表示手段に
より表示させることが可能であり、また、後の測量（角
測定等）でのデータとして用いるものである。

［実施例］ 以下本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。なお
以下に説明する部材，配置等は本考案を限定するもので
はなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変することがで
きるものである。

測点における測量機Ｓの設置は、第１図で示すように、
三脚（図示せず）の脚頭１上に整準台４，測量機Ｓを載
置して行なうものでる。即ち、三脚（図示しない）の脚
頭１の中央には、大径な丸孔１ａが形成されており、こ
の脚頭１上に、下盤２が摺動可能に配置されている。下
盤２の下面中央には、定心桿３が垂下されて前記丸孔１
ａを貫通している。また定心桿３は、脚頭１の下面に回
転可能に取り付けたレバー１ｂの定心桿摺動用長孔１ｃ
に、嵌合されている。

さらに前記下盤２の上面には、長さ調整可能な複数の整
準脚を有する整準台４を介して、測量機本体５が配置さ
れている。この測量機本体５の下方部には、定心桿３の
中心を通る鉛直線と先端部が交差するように求心望遠鏡
６が取り付けられている。また測量機本体５の上方部に
は、前記鉛直線と交差する水平回転軸（測点に相当）を
有する測量用望遠鏡７が回転可能に取り付けられてい
る。

第３図で示すように、求心望遠鏡６は、その筒体６ａの
前端に、タハプリズム８が配置されており、定心桿３の
中心を通る垂直光を水平に偏向させる。さらに筒体６ａ
には、順次、後方に、対物レンズ９、合焦レンズ１０、
焦点１１、接眼レンズ１２が配置されている。前記合焦
レンズ１０は、筒体６に対し、移動可能に配置したラッ
ク１３に連結部材１３ａを介して固定されている。

このラック１３には合焦ツマミ（図示しない）を取り付
けたピニオン１４が噛合されており、合焦ツマミでピニ
オン１４を回転させることによりラック１３すなわち、
合焦レンズ１０が水平移動できるように構成されてい
る。

また、合焦レンズ１０には、エンコーダ（後述する）の
一部を構成するリニアスケール１５の相対移動部材１５
ａが連結されている。

リニアスケール１５を利用したエンコーダには、演算回
路であるＣＰＵ１６が接続されており、このＣＰＵ１６
には記録装置１７およびデイスプレイ１８が接続されて
いる。

リニアスケール１５は、第４図及び第５図で示すよう
に、多数のスリツトが形成された前記相対移動部材１５
ａと検出目盛用スリットが形成された固定部材１５ｂと
により構成されている。

相対移動部材１５ａ側には、発光素子１９が配置され、
発光素子１９と相対移動部材１５ａとの間にはコリメー
タレンズ２０が配設されている。

一方固定部材１５ｂ側には、ｃｏｓ，ｓｉｎ，ＲＥＦ用
各受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃが配設されている。

各受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、それぞれＨＶア
ンプ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの入力側に接続されてお
り、受光素子により発生した電流を電圧に変換してい
る。また、各アンプの出力側は、それぞれコンパレータ
２３と、Ａ／Ｄコンバータ２４に接続されている。前記
コンパレータ２３の出力は、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ２
５に入力され、このＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ２５の出力
および前記Ａ／Ｄコンバータ２４の出力はＣＰＵ１６に
入力されている。

次に、この測量機Ｓの機械高の測定方法を説明する。

測量機Ｓを測量基準位置に置くべく、測量基準位置上に
定心桿３を位置させる。求心望遠鏡６を視準して、視野
図中心に測量基準地点が位置するように、脚頭１上で下
盤２を摺動させることにより測量機本体５を移動させ
る。さらに、合焦ツマミを回して、合焦レンズ１０を移
動させ、焦点鏡１１上に測量基準位置３６の外景を結像
させる。

この合焦レンズ１０の移動量は、エンコーダで検出され
る。これをさらに詳細に説明すると、発光量調整回路２
６で発光量を調整された発光素子１０からは、リニアス
ケール１５に向けて光線が照射される。この光線はコリ
メータレンズ２０で平行にされ、リニアスケール１５の
相対移動部材１５ａに照射される。相対移動部材１５ａ
は合焦レンズ１０と共に移動しており、この移動の際
に、相対移動部材１５ａのスリットと固定部材１５ｂの
検出目盛り用スリットとの重ね合わせにより生ずる光量
変化が受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃでそれぞれ光電
流に変換される。ここでＲＥＦ素子は、ＨＶアンプ２２
ａを通った後、発光量調整回路２６に導かれ、温度特性
等の補償を行う。

一方、ｃｏｓ，ｓｉｎ用の各受光素子２１ａ，２１ｂ
は、相対移動部材１５ａの移動方向を検出するために９
０度の位相差を有するように配置されている。即ち、両
素子２１ａ，２１ｂからの出力は、ＨＶアンプ２２ａ，
２２ｂで電圧変換された後、コンパレータ２３に入力さ
れる。コンパレータ２３では、ＲＥＦ用受光素子２１ｃ
による信号を基準信号として、相対移動部材１５ａの移
動方向を判別して、移動方向に基づいて計数加算もしく
は計数減算を行い、その結果はＣＰＵ１６に伝えられ
る。また、ＨＶアンプ２２ａ，２２ｂからのｃｏｓ，ｓ
ｉｎ用信号は、Ａ／Ｄコンバータ２４にも入力され、相
対移動部材１５ａ、すなわち合焦レンズ１０の移動量が
デジタル化されてＣＰＵ１６に伝えられる。ＣＰＵ１６
では、合焦レンズ１０の移動量とその移動方向により、
予め定めた基準位置からの移動量、即ち現位置を知るこ
とができる。ＣＰＵ１６は、さらに記録装置１７にアク
セスして、上記合焦レンズ１０の位置により求心望遠鏡
６の測量基準位置３６からの高さｈを算出する。なお、
求心望遠鏡６から測量機の機械中心、すなわち測量用望
遠鏡７までの距離ａをこれに加算することにより、測量
基準位置からの測量機Ｓの中心までの高さｈ＋ａが算出
される。この加算も予めＣＰＵ１６に手順として組み込
んで置くことにより、自動的に行うことが可能である。
上記算出結果は、液晶やＣＲＴなどのデイスプレイで表
示され、測量機Ｓの機械高を極めて簡単かつ迅速に得る
ことができる。

従来の求心望遠鏡は、一般に近い測量基準点を視準する
ので、小さな倍率のものが用いられる。しかし倍率が低
いと、焦点深度が大きくなるので、合焦レンズの移動量
に幅があっても、焦点鏡に鮮鋭な結像が得られるので、
合焦レンズの移動量、すなわちエンコーダからの出力は
正確とは言えないものとなる。

本願考案に係る求心望遠鏡としては、対物レンズの焦点
距離を大きくしたり、接眼レンズの焦点距離を小さくす
ることにより、求心望遠鏡の倍率を大きなものとしてお
り、測定精度を上げることができる。つまり、近距離対
象物の焦点合わせには、合焦レンズの移動量を大きく取
れるので、その移動量の信頼性が向上する。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案によれば、求心望遠鏡の光
路に沿って移動可能に配設された合焦レンズと、該合焦
レンズの検出基準位置からの移動量を検出するエンコー
ダと、前記合焦レンズ位置と測量基準位置から前記求心
望遠鏡までの距離とにおける相関データを予め記憶した
記憶手段と、前記エンコーダからの出力に基づいて前記
合焦レンズの移動量に対応して前記測量基準位置から前
記求心望遠鏡までの高さを算出する演算回路とを設け、
求心望遠鏡から測量機の機中心までの距離を加算して機
械高を表示してなるので、合焦作業と同時に測量機の機
械高が簡単かつ正確に得られる。特に求心望遠鏡に合焦
レンズを備えており、エンコーダの出力により分解能を
高くでき、測定精度を上げることができる。そして近距
離対象物の焦点合わせには、合焦レンズの移動量を大き
く取れ、その移動量の信頼性が向上する。また機械高が
リアルタイムでわかるので、測量の作業能率が飛躍的に
向上し、測量精度も向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す一部正面断面図、第２
図は同じく斜視図、第３図は同じく求心望遠鏡を示す断
面図、第４図は同じくリニアスケールを示す模式斜視
図、第５図はエンコーダからＣＰＵに至る系統図、第６
図（Ａ）は従来の測量機の一部断面図、第６図（Ｂ）は
同じく視野図である。 ６……求心望遠鏡、７……測量用望遠鏡、 １０……合焦レンズ、 １５……エンコーダ（リニアスケール）、 １８……表示装置（ディスプレイ）、 １９……エンコーダ（発光素子）、 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ……エンコーダ（受光素子）、 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ……エンコーダ（ＨＶアン
プ）、 ２３……エンコーダ（コンパレータ）、 ２４……エンコーダ（Ａ／Ｄコンバータ）、 ２５……エンコーダ（ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ）、 １６……演算回路（ＣＰＵ）、 １７……記憶手段（記録装置）、 ３６……測量基準位置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】求心望遠鏡の光路に沿って移動可能に配設
   された合焦レンズと、該合焦レンズの検出基準位置から
   の移動量を検出するエンコーダと、前記合焦レンズ位置
   と測量基準位置から前記求心望遠鏡までの距離とにおけ
   る相関データを予め記憶した記憶手段と、前記エンコー
   ダからの出力に基づいて前記合焦レンズの移動量に対応
   して前記測量基準位置から前記求心望遠鏡までの高さを
   算出する演算回路と、前記求心望遠鏡から測量機の機中
   心までの距離を加算して機械高を表示してなることを特
   徴とする求心望遠鏡付測量機。