JPH07103753A - 光測角器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の方位角測定を簡易に行える測角器を
提供する。 【構成】 投光器１１に対し、測定目標方位上の点に円
筒状凸面をもつ反射器１５を設け、投光器１１とそれか
ら投射される光ビームの反射光を受光する受光器１２と
を一体に回動させる。受光光量が最大となった回動角度
を検出することによって測定目標の方位角を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は方位角の測定に使用す
る測角器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の測角器として従来はセオドライ
トが一般に使用されている。セオドライトは小型望遠鏡
が水平軸及び垂直軸の回りにそれぞれ回動自在に据えつ
けられたものであり、このセオドライトによる測定目標
の方位角の測定は測定目標方位上の一点に配設したマー
カを、望遠鏡を回動させてその視野の中央にとらえ、そ
の時の望遠鏡の基準方位に対する回動角度を読みとるこ
とによって行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】セオドライトを用いる
従来の方位角の測定では、望遠鏡の視野の中央に目視に
てマーカを位置合わせしなければならず、測定作業は人
手によるため、例えば測定結果に個人差が生じるものと
なっていた。従って、高精度の測定を行うためには、一
般に熟練者を必要とし、かつその測定は時間がかかるも
のとなっていた。

【０００４】この発明の目的は従来の欠点を除去し、熟
練者でなくても高精度の方位角測定を簡易に行うことの
できる光測角器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は光ビームを投
射する投光器と、光ビームのその投射方向からの反射光
を受光する受光器と、上記投射方向を回動させるよう
に、投光器と受光器とを一体にして回動させる手段と、
その回動角度を検出する手段と、投光器に対し、測定目
標方位上の点に設けられ、円筒状凸面をもつ反射器とを
具備するものである。

【０００６】

【作用】上記のように構成されたこの発明では、受光光
量と回動角度とを検出しながら、投光器と受光器とを一
体に回動させ、受光光量が最大となった回動角度を検出
することによって、測定目標の方位角を得ることができ
る。

【０００７】

【実施例】この発明による光測角器の一実施例の外観を
図１に示す。投光器１１とその投光器１１から投射され
る光ビームのその投射方向からの反射光を受光する受光
器１２とが取付台１３に一体に取付けられる。取付台１
３は匡体１４に回動自在に支持されており、その回動に
より投光器１１の投射方向が回動する。匡体１４内には
取付台１３を回動させる手段及びその回動角度を検出す
る手段としてモータとロータリーエンコーダ（共に図示
せず）とが収容されている。

【０００８】図１Ｂに示した反射器１５は、投光器１１
に対し、測定目標方位上の点に設置されるもので、円筒
状凸面とされた反射部１５ａを有し、その反射部１５ａ
が軸心を鉛直方向とされて三脚１５ｂにより支持された
構造とされている。図２はこの実施例の機能ブロック図
を示したものである。投光器１１の光源にはレーザダイ
オードや発光ダイオードなどが用いられる。この例では
光源にレーザダイオードを用いており、レーザ駆動回路
１１ａによりレーザダイオード１１ｂが駆動され、これ
から放射される光ビームの広がり角がレンズ１１ｃによ
って制御されている。投光器１１から投射された光ビー
ム１６は反射器１５によって反射され、その反射光１７
が受光器１２に入射する。入射した反射光１７はレンズ
１２ａによって集光され、その光量がフォトダイオード
１２ｂによって検出される。

【０００９】投光器１１と受光器１２とはモータ１８に
よって一体に回動され、その回動角度がロータリーエン
コーダ１９によって検出される。なお、この例では受光
光量信号２１及び回動角度信号２２はコンピュータ２３
に入力され、受光光量（光パワー）と回動角度との関係
が表示部２３ａに表示される構成としている。また、モ
ータ１８はその回転がコンピュータ２３によって制御さ
れる。

【００１０】次に、図３に示した作業フローチャートを
参照して上述した光測角器による方位角の測定作業につ
いて説明し、併せてその測定結果の一例について説明す
る。なお、使用した光測角器の主要諸元を以下に示す。 レーザダイオード（１１ｂ）：波長６７０ｎｍの半導体
レーザダイオード フォトダイオード（１２ｂ）：受光面積３ｍｍ² ロータリーエンコーダ（１９）：分解能０．０２° 反射部（１５ａ）：円筒半径５０ｍｍ、反射シート貼付 投光器１１に対し、測定目標方位上の点に反射器１５を
設置する（Ｓ１）。図１Ａに示した光測角器本体の電源
をオンにし（Ｓ２）、投光器１１、受光器１２、モータ
１８及びロータリーエンコーダ１９の各部を作動させ、
まず粗角度検出（Ｓ３〜Ｓ５）を行う。粗角度検出は、
コンピュータ２３によりロータリーエンコーダ１９の回
動角度と受光器１２の光パワーとを２°ピッチで読取り
ながら、モータ１８を約１回転（３６０°）回転させ
（Ｓ３）、ピークパワーを検出して（Ｓ４）、その角度
位置を検出（Ｓ５）するものであり、これにより反射器
１５のおおよその設置方位がわかる。

【００１１】次に、粗角度検出で得られた角度位置に投
光器１１の投射方向を設定し（Ｓ６）、微角度検出（Ｓ
７〜Ｓ１０）を行う。微角度検出では粗角度検出で得ら
れた角度位置を中心として約５°の範囲でモータ１８を
回転させ、回動角度と光パワーとを０．０２°ピッチで
読取る（Ｓ７）。図４は表示部２３ａの表示の一例を示
したものであり、微角度検出で得られた回動角度と光パ
ワーとの関係の実測データ２４は図中破線で表示されて
いる。

【００１２】次に、この光パワーの実測データ２４を近
似曲線に補正する（Ｓ８）。この補正は屋外でのこのよ
うな反射光を利用する方位角の測定において、例えば外
乱光の入射により光パワーにノイズ成分がのって、測定
誤差が生じるのを防止するために行うものである。この
例では実測データ２４のピークパワー値の１／１０ピッ
チのスライスで実測データ２４をスライスして、ピーク
前後の光パワーを図４中、白丸で示したようにサンプリ
ングし、このサンプリング点２５に対し、近似式を外挿
することによって近似曲線２６を得ている。

【００１３】そして、この近似曲線２６のピークパワー
を検出して（Ｓ９）、その角度位置を検出（Ｓ１０）す
ることにより、測定目標の基準方位からの方位角が測定
され、その方位角が表示部２３ａに表示される（Ｓ１
１）。上述した測定作業による結果、反射器１５を投光
器１１から約５０ｍの領域内に設置した場合、同じ領域
で熟練者がセオドライトを用いて測定を行った場合と同
等の±０．１°の測角精度を得ることができた。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
測定目標方位上の点に反射器を設け、投光器から投射し
た光ビームの反射光を受光器で受光しながら、投光器と
受光器とを一体に回動させ、受光光量が最大となった回
動角度を検出することによって、測定目標の方位角を得
ることができるため、熟練者でなくても高精度の方位角
測定を簡易に行うことができる。また、従来のセオドラ
イトを用いる測定のように、人が目視にてマーカを位置
合わせするものではないため、測定結果に個人差が発生
せず、かつくり返し測定精度も良好なものとなる。

【００１５】なお、実施例に示したように、光パワーと
回動角度の読取り及びモータの回転制御をコンピュータ
を用いて自動化すれば、測定作業は人手によらず、さら
に簡易なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による光測角器の一実施例の外観を示
す図、Ａは本体の斜視図、Ｂは反射器の正面図。

【図２】この発明による光測角器の一実施例の機能ブロ
ック図。

【図３】この発明による光測角器の一実施例を用いた測
定作業を説明するための作業フローチャート。

【図４】この発明による光測角器の一実施例による測定
結果の一例を示す図。

【符号の説明】

１１ 投光器 １２ 受光器 １５ 反射器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森谷 万寿夫 東京都渋谷区道玄坂１丁目21番６号 日本 航空電子工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを投射する投光器と、 上記光ビームのその投射方向からの反射光を受光する受
   光器と、 上記投射方向を回動させるように、上記投光器と上記受
   光器とを一体にして回動させる手段と、 その回動角度を検出する手段と、 上記投光器に対し、測定目標方位上の点に設けられ、円
   筒状凸面をもつ反射器と、 を具備してなる光測角器。