JPH07174557A - 光射出ユニット及び測量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】レーザ光３９の光路中にシリンドリカルレンズ
３４を、該レーザ光３９を光軸ＣＴ１を中心にして上下
方向に角度α分だけ拡散して、鉛直方向に照射面３９ａ
を形成し得るように設け、ハーフミラー３５を介して回
転ミラー３６を、該照射面３９ａ上のレーザ光３９を照
射面３９ａと平行な回転軸ＣＴ２を中心にして水平方向
に回転走査し得る形で設けたレーザユニット３を２ヶ、
位置が既知な基準点Ｐ１、Ｐ２に設置する。 【効果】反射部７にリトロレフレクター９を装着したタ
ーゲット５を、測位点ＰＸｎに設置して、２ヶのレーザ
ユニット３、３からレーザ光３９をそれぞれ照射する
と、確実に反射光３９’が各レーザユニット３に再帰出
来るので、２ヶの入射角度θ１、θ１をそれぞれ検出し
て、ターゲット５の位置を演算算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光等の測量用光
を用いてターゲットが位置する地点を測位検出するため
の、光射出ユニット及び測量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、地点の位置を測位検出する際に、
新規な測量技術によって作業の省力化を図ろうとする試
みがいろいろとなされている。例えば、レーザ光を用い
て、少なくとも２台のレーザユニットから、該レーザ光
を所定平面内に走査する形で射出し、その表面に反射部
材を被着したターゲットに該レーザ光をそれぞれ照射
し、該ターゲットに反射したレーザ光の反射光を各々の
レーザユニット位置で捉えることによって、レーザユニ
ットの位置とこれが捉えた反射光の入射角度に基づい
て、ターゲットが位置する地点を特定する形で、該ター
ゲットが指示する地点の座標位置を検出せんとする測位
方法が試案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした方法
では、レーザユニットが射出したレーザ光の照射平面内
に、前記ターゲットの反射部材が配置していないと、該
レーザ光の反射光が得られず、測位が出来ない。従っ
て、２台のレーザユニットが、ターゲットの反射部材に
向けて正確にレーザ光を照射することが出来るように、
各レーザユニットとターゲットの位置の取り合いを調整
しなければならず、煩雑である。さらに、測位すべき地
点が複数あって、該地点にターゲットを次々と移動させ
ていくとき、該複数の地点はそれぞれ高さ位置が違うこ
とに起因して、該地点を指示するターゲットの反射部材
の高さも次々と変わってしまう。すると、レーザ光の照
射平面内に、ターゲットの反射部材が入らない地点が出
てきてしまう可能性がある。これを避ける為には、極力
長いターゲットを用いて、その全長に亙って反射部材を
被着しておかなければならないので、非常に煩わしい、
という不都合もあった。そこで本発明は、上記事情に鑑
み、レーザユニット等の光射出ユニットとターゲットと
の位置の取り合いが容易で、また、ターゲットの全長に
反射部材を被着しておく必要がない、光射出ユニット及
び測量装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、直進性を
有する測量光（３９）を射出し得る光源（３３）を有
し、前記光源（３３）による前記測量光（３９）の光路
中に光拡散手段（３４）を、該測量光（３９）を光拡散
平面（３９ａ）上に拡散し得る形で設け、測量光走査手
段（３６）を、前記光拡散平面（３９ａ）上に拡散され
た前記測量光（３９）を該光拡散平面（３９ａ）と平行
な軸（ＣＴ２）を中心にして回転走査自在な形で設け
て、光射出ユニット（３）が構成される。また、本発明
において、前記測量光走査手段（３６）は前記測量光
（３９）の光路上において前記光拡散手段（３４）の前
方に、前記光拡散平面（３９ａ）と平行な軸（ＣＴ２）
を中心にして回転駆動自在に設けられた反射鏡であるよ
うにして、構成される。また、本発明は、測位すべき地
点（ＰＸｎ）を指示し得るターゲット（５）を有し、前
記ターゲット（５）に測量光反射部（７）を設け、ま
た、２ヶの既知位置地点（Ｐ１）、（Ｐ２）に光射出ユ
ニット（３）をそれぞれ設置し、前記光射出ユニット
（３）は、直進性を有する測量光（３９）を射出し得る
光源（３３）を有し、前記光源（３３）による前記測量
光（３９）の光路中に光拡散手段（３４）を、該測量光
（３９）を光拡散平面（３９ａ）上に拡散し得る形で設
け、測量光走査手段（３６）を、前記光拡散平面（３９
ａ）上に拡散された前記測量光（３９）を該光拡散平面
（３９ａ）と平行な軸（ＣＴ２)を中心にして回転走査
自在な形で設け、前記ターゲット（５）の測量光反射部
（７）が反射した前記測量光（３９）の反射光（３
９’）を検知し得る反射光検知手段（３７）が設けられ
ており、前記２ヶの光射出ユニット（３）、（３）の各
反射光検知手段（３７）が検知した前記反射光（３
９’）の、前記測量光走査手段（３６）の走査方向（矢
印Ａ、Ｂ方向）の入射角度（θ１、θ１）に基づいて、
前記ターゲット（５）の位置を演算算出する位置演算手
段（１３）を設けて、測量装置（２）が構成される。ま
た、本発明において、前記ターゲット（５）の測量光反
射部（７）には、リトロレフレクター（９）を装着し
て、構成される。なお、（ ）内の番号等は、図面にお
ける対応する要素を示す、便宜的なものであり、従っ
て、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではな
い。以下の作用の欄についても同様である。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、光拡散平面
（３９ａ）上に拡散された測量光（３９）を測量光走査
手段（３６）を介して該光拡散平面（３９ａ）と平行な
軸（ＣＴ２）を中心にして回転走査することによって、
該測量光（３９）を所定の照射領域（３９ｂ）中に照射
するように作用する。また、本発明において、測量光走
査手段（３６）は反射鏡の回転駆動動作によって測量光
（３９）を回転走査するように作用する。また、本発明
は、２ヶの既知位置地点（Ｐ１）、（Ｐ２）に設置した
各光射出ユニット（３）によって、光拡散平面（３ａ）
上に拡散した測量光（３９）を該光拡散平面（３ａ）と
平行な軸（ＣＴ２）を中心にして回転走査する形で、タ
ーゲット（５）の各測量光反射部（７）に照射し、該測
量光（３９）をターゲット（５）の測量光反射部（７）
に反射させ、反射光（３９’）を反射光検知手段（３
７）に検知させるように作用する。そして、反射光（３
９’）の入射角度（θ１）に基づいて、位置演算手段
（１３）にターゲット（５）の位置を演算させる形で、
該ターゲット（５）が指示する測位すべき地点の座標位
置（Ｘｎ、Ｙｎ）を検出するように作用する。また、本
発明において、測量光反射部（７）に測量光（３９）が
照射されると、リトロレフレクター（９）の高い反射効
率をもって、反射光（３９’）が反射されるように作用
する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明による測量装置の１実施例を示
す全体斜視図、図２は図１に示す測量装置の側面図、図
３は本発明による光射出ユニットの１実施例を示す平面
図、図４は図３に示す光射出ユニットの側面図、図５は
図１に示す測量装置に用いられるターゲットの一例を示
す側面図、図６は図５に示すターゲットの平面図、図７
は図１に示す測量装置による測位点位置検出方法を示す
平面図、図８は本発明による光射出ユニットの別の例を
用いて指示点の高さを検出する方法を示す図、図９は図
８に示す光射出ユニットを用いてターゲットの高さを検
出する方法を示す図である。

【０００７】測量作業が行われている現場１は、図１に
示すように、測量上設定された所定のＸ、Ｙ、Ｚ座標系
を有する地面上に造成された形で、該座標系と現場１の
地形が対応する形になっており、現場１には、測位すべ
き測位点ＰＸｎの高さ座標（Ｚｎ）の値を除いた、平面
座標位置（Ｘｎ、Ｙｎ）を測位検出するための、測量装
置２が設けられている。測量装置２は、測位点ＰＸｎを
指示するためのターゲット５と２ヶのレーザユニット
３、３及び、これ等２ヶのレーザユニット３、３とター
ゲット５によって得られるデータを処理し、測位点ＰＸ
ｎの座標位置（Ｘｎ、Ｙｎ）の各値を算出するためのデ
ータ処理装置１０によって構成されている。

【０００８】即ち、現場１の作業範囲外には、図１に示
すように、その各々の座標位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の値が既
知なる基準点Ｐ１、Ｐ２が、既知位置地点としてそれぞ
れ設けられており、座標位置（Ｘ１、Ｙ１）の基準点Ｐ
１と座標位置（Ｘ２、Ｙ１）の基準点Ｐ２は、現場１に
設定された座標系上においてＸ軸方向に並ぶ形で、一致
したＹ軸上の座標値（Ｙ１）を保有する形になってい
る。各基準点Ｐ１、Ｐ２には、レーザ射出ユニットであ
るレーザユニット３がそれぞれ設置されており、従って
２ヶのレーザユニット３、３は、基準点Ｐ１、Ｐ２間の
距離と一致した分だけの間隔をなす形で、図７に示すよ
うに水平方向に距離Ｌ１だけ離れた形になっている。な
お、２ヶのレーザユニット３は、それぞれのレーザユニ
ット３毎に固有な基準軸心ＣＴ０を有しており、各レー
ザユニット３は、図２に示すように、その基準軸心ＣＴ
０をＸ軸方向と一致させた形で基準点Ｐ１又はＰ２に設
置されている。

【０００９】各レーザユニット３は、図３又は図４に示
すように、レーザ射出部３１を有しており、レーザ射出
部３１は、三脚３２によって、基準点Ｐ１又はＰ２上に
おいて水準状態をなすように保持されている。レーザ射
出部３１には、レーザ光３９を射出し得る光源３３が設
けられており、即ち光源３３は、直進性を有するレーザ
光３９を、前記基準軸心ＣＴ０と直角な光軸ＣＴ１に沿
って直進させるように発振する形になっている。光源３
３の図右方に示す前方の光軸ＣＴ１上には、シリンドリ
カルレンズ３４が、光軸ＣＴ１と直角な方向に伸延する
形で、レーザ光３９の光路中に設けられており、シリン
ドリカルレンズ３４は、光源３３が発振したレーザ光３
９を、光軸ＣＴ１を中心にして上下方向に所定の角度α
だけ拡散させる形で、該レーザ光３９を、該光軸ＣＴ１
を含む光拡散平面として鉛直方向に形成された照射面３
９ａ上に拡散し得るようになっている。

【００１０】また、レーザ射出部３１には、図３又は図
４に示すように、シリンドリカルレンズ３４の図右方に
示す前方にハーフミラー３５が、照射面３９ａ上のレー
ザ光３９を、前記基準軸心ＣＴ０に沿うように反射し得
る形で設けられており、ハーフミラー３５の図３上方に
示す側方には、板状に形成された反射鏡である回転ミラ
ー３６が、基準軸心ＣＴ０と直角で照射面３９ａと平行
な回転軸ＣＴ２を中心にして、レーザ走査方向である矢
印Ａ、Ｂ方向に示す水平方向に回転駆動自在な形で設け
られている。回転ミラー３６には反射面３６ａが、ハー
フミラー３５が反射したレーザ光３９を反射し得る形
で、鉛直方向に形成されており、従って、回転ミラー３
６は、照射面３９ａ上に拡散されたレーザ光３９を、該
回転ミラー３６の回転動作を介して、該照射面３９ａと
平行な回転軸ＣＴ２を中心にして回転させることによっ
て、矢印Ａ、Ｂ方向に走査し得る形で、測量光走査手段
を構成する形になっている。

【００１１】また、レーザ射出部３１には、図４に示す
ように、回転ミラー３６の下側に位置する形で、反射光
検知部３７が設けられており、反射光検知部３７は、レ
ーザ射出部３１から射出されたレーザ光３９の反射光３
９’を光センサ３７ａにキャッチさせて、そのときの前
記回転ミラー３６の回転軸ＣＴ２の回転角度を検出する
ことによって、図３に示すように反射面３６ａの基準軸
心ＣＴ０に対する角度βを求め、これによって、図７に
示すように、該反射光３９’の基準軸心ＣＴ０（即ちＸ
軸方向）に対する入射角度θ１を検出し、これを角度デ
ータＤＡＴ１として出力し得るように構成されている。

【００１２】一方、現場１内の測位すべき測位点ＰＸｎ
には、図５に示すように、ターゲット５が設置されてお
り、ターゲット５は、中空ポール状に形成された本体６
を有している。ターゲット５は、本体６の先端６ｂが当
接する地点を測位点ＰＸｎとして指示する形で、地面上
に鉛直に立設されており、また、本体６の所定高さ位置
には反射部７が、レーザ光３９を反射光３９’として反
射させ得る測量光反射部として設けられている。反射部
７には、図５又は図６に示すように、レーザ光３９を照
射方向と一致した反射方向に反射し得る光線再帰形の反
射部材であるリトロレフレクター９が、該反射部７の外
周面に沿って装着されている。

【００１３】さらに、先に述べた各レーザユニット３の
反射光検知部３７には、図１に示すように、ケーブル
（図示せず）等を介してデータ処理装置１０が接続して
おり、データ処理装置１０は、入力ポート１１、主制御
部１２や、２基のレーザユニット３、３の各反射光検知
部３７が出力する反射光３９’の角度データＤＡＴ１、
ＤＡＴ１を演算処理することによって、ターゲット５の
位置する平面座標位置（Ｘｎ、Ｙｎ）の各値を算出する
ための演算プロセッサ１３や、該演算プロセッサ１３に
よって演算される平面座標位置（Ｘｎ、Ｙｎ）の各値
を、位置データＤＡＴ２として出力するための出力部１
６等によって構成されている。従って、演算プロセッサ
１３は、先に述べた２ヶのレーザユニット３、３の各反
射光検知部３７が検出した反射光３９’の、矢印Ａ、Ｂ
方向（回転ミラー３６の走査方向）の入射角度θ１、θ
１に基づいて、ターゲット５の位置を演算算出し得る形
で、測量装置２における位置演算手段を構成する形にな
っている。

【００１４】測位作業中の現場１及び測量装置２は、以
上のような構成を有しているので、該現場１において、
測位点ＰＸｎの測位を行うには、まず、現場１に設定さ
れた座標平面上のＸ軸上に基準点Ｐ１、Ｐ２を設定し
て、各基準点Ｐ１、Ｐ２の座標位置を正確に求め、ここ
にレーザユニット３、３を、それぞれの三脚３２によっ
て水準状態をなすように設置する。（或いは、各レーザ
ユニット３を設置してから、該設置地点を基準点Ｐ１、
Ｐ２として、該基準点Ｐ１、Ｐ２の位置座標が（Ｘ１、
Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ１）になるように現場座標系を設定
する。）またこの際、レーザユニット３、３は、図２又
は図７に示すように、その各々の基準軸心Ｃ０が、現場
１の座標平面上においてＸ軸方向に向くように設置す
る。こうしてレーザユニット３をセットする一方で、測
位したい測位点ＰＸｎにはターゲット５を、その本体６
の先端６ｂによって、該測位点ＰＸｎ地点を指示させる
形で、鉛直に設置する。

【００１５】こうしておいて、各レーザユニット３に、
図１に示すようにレーザ走査指令Ｓ１を発信し、レーザ
射出部３１からレーザ光３９を射出させる。即ち、レー
ザ走査指令Ｓ１を受けたレーザ射出部３１は、図３又は
図４に示すように、光源３３にレーザ光３９を、光軸Ｃ
Ｔ１に沿って発振させる。これによって、レーザ光３９
は光軸ＣＴ１上を直進し、光源３３の図右方に示す前方
の該光軸ＣＴ１上に設けられたシリンドリカルレンズ３
４に入射する。すると、シリンドリカルレンズ３４は、
その伸延方向を光軸ＣＴ１と直角な方向に向けた形で屈
折面が円柱状になっていることによって、該レーザ光３
９を、光軸ＣＴ１を中心にして上下方向に所定の角度α
だけ拡散させた形で、透過させる。該透過したレーザ光
３９によって、シリンドリカルレンズ３４の前方側に
は、光軸ＣＴ１を含む照射面３９ａが、鉛直方向に展開
する形の光拡散平面として形成される。

【００１６】そして、照射面３９ａ上を直進するレーザ
光３９は、図３に示すように、ハーフミラー３５によっ
て反射する形で、光路を９０度方位変えし、光軸ＣＴ１
と直角な方向即ち基準軸心ＣＴ０に沿って直進する。す
ると、ハーフミラー３５の側方には回転ミラー３６が、
基準軸心ＣＴ０と直角で照射面３９ａと平行な回転軸Ｃ
Ｔ２を中心にして、矢印Ａ、Ｂ方向に示す水平方向に回
転駆動自在な形で設けられている。そこで、該回転ミラ
ー３６を、所定の角速度で回転させると、反射面３６ａ
に反射した、照射面３９ａ上のレーザ光３９が、該回転
ミラー３６の回転動作によって、矢印Ａ、Ｂ方向に帯状
に走査された形になる。

【００１７】このようにして、光軸ＣＴ１を中心にして
角度α分だけ上下方向に拡散して帯状にしたレーザ光３
９を、２ヶのレーザユニット３、３の各レーザ射出部３
１から射出させ、該帯状のレーザ光３９を矢印Ａ、Ｂ方
向に走査する。すると、該レーザユニット３、３が射出
したレーザ光３９は、図１に示すように、各レーザユニ
ット３のレーザ射出部３１を中心にした所定の照射領域
３９ｂ中に照射される。この際に、照射領域３９ｂは、
上下方向に角度α分拡散されたレーザ光３９を水平方向
に回転走査して形成されるものであるため、広範な３次
元空間になる。そして、該照射領域３９ｂ中のレーザ光
３９が、先に測位点ＰＸｎに設置したターゲット５の反
射部７に照射されたときに、ここに装着されたリトロレ
フレクター９によって、反射光３９’として反射する。
この際、ターゲット５には反射部７が、本体６の所定の
高さに位置する形で、その一部にしか設けられていない
が、各レーザユニット３のレーザ射出部３１が走査する
レーザ光３９は、広範な３次元空間である照射領域３９
ｂに照射された形になることによって、反射部７が小さ
くても、該レーザ光３９は必ず反射部７に照射される。
また、反射部７には、リトロレフレクター９が装着され
ていることによって、レーザ光３９を、高い反射光率で
反射させることが出来る。従って、シリンドリカルレン
ズ３４によって角度α分だけ拡散されたレーザ光３９
は、当該拡散分だけ照射レベルが減衰してしまうが、該
リトロレフレクター９によって、入射方向と一致した反
射方向をなす光路で、該レーザ光３９が射出されたレー
ザユニット３側に向けて反射光３９’が的確に反射す
る。

【００１８】こうして、ターゲット５の反射部７が反射
光３９’を反射すると、このとき、各レーザユニット３
の反射光検知部３７においては、図３に示すように、該
反射光３９’を光センサ３７ａが検知する。そこで、反
射光検知部３７は、反射光３９’をキャッチしたときの
回転ミラー３６の反射面３６ａの法線ＣＬ１の基準軸心
ＣＴ０に対する角度βを検出することによって、該角度
βを２倍する形で、該反射光３９’の、基準軸心ＣＴ０
に対する入射角度θ１を検出し、これを角度データＤＡ
Ｔ１として、それぞれ出力する。このようにして２ヶの
レーザユニット３、３にそれぞれ入射角度θ１を検出さ
せると、基準点Ｐ１、Ｐ２の各平面座標位置（Ｘ１、Ｙ
１）、（Ｘ２、Ｙ１）は既知であり、また、各レーザユ
ニット３の基準軸心ＣＴ０は現場１のＸ軸と一致した向
きになっているところから、図７に示すように、該基準
点Ｐ１、Ｐ２における反射光３９’の各入射角度θ１
と、基準点Ｐ１、Ｐ２間の距離Ｌ１に基づいて、ターゲ
ット５の位置（測位点ＰＸｎの座標位置）が特定され
る。

【００１９】そこで、データ処理装置１０を用いて演算
処理を行うために、各レーザユニット３の反射光検知部
３７に出力させた各角度データＤＡＴ１を、入力ポート
１１から演算プロセッサ１３に入力させる。なお、デー
タ処理装置１０のメモリ１５には、演算プロセッサ１３
が行う演算に必要な、基準点Ｐ１、Ｐ２の位置（Ｘ１、
Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ１）を、基準点位置データとして格
納しておく。そして主制御部１２によって、該メモリ１
５内の基準点位置データを読み出し、該基準点位置デー
タ（即ち、これによって特定される距離Ｌ１）と、各レ
ーザユニット３による角度データＤＡＴ１（即ち、反射
光３９’の、矢印Ａ、Ｂ方向に示す走査方向の各入射角
度θ１）に基づいて、演算プロセッサ１３に、ターゲッ
ト５の位置を演算させる。即ち、演算プロセッサ１３
は、距離Ｌ１と２ヶの角度データＤＡＴ１、ＤＡＴ１に
基づく当該演算によってターゲット５の基準点Ｐ１、Ｐ
２に対する相対位置を検出し、該相対位置に基づいて、
ターゲット５の座標位置を算出する形で、該ターゲット
５が指示する測位点ＰＸｎの平面座標位置（Ｘｎ、Ｙ
ｎ）を演算算出する。そこで、該演算によって算出され
た平面座標位置（Ｘｎ、Ｙｎ）の各値を、位置データＤ
ＡＴ２として出力部１６から出力させることが出来る。

【００２０】このようにして、２ヶのレーザユニット
３、３を用いてレーザ光３９をターゲット５に照射し、
その反射光３９’の入射角度θ１、θ１をそれぞれ検出
することによって、該ターゲット５に指示させた測位点
ＰＸｎの位置（Ｘｎ、Ｙｎ）を手間なく測位検出するこ
とが出来る。従って、測位作業に際し、レーザユニット
３とターゲット５は、帯状の照射面３９ａ上のレーザ光
３９を回転走査することによって形成される照射領域３
９ｂ中に反射部７が位置し得るように、両者３、５が配
置されていれば、測位点ＰＸｎの測位が可能である。よ
って、レーザユニット３とターゲット５の位置の取り合
いが簡単である。また、照射領域３９ｂは上下方向に所
定の範囲をなすことによって、ターゲット５は、その本
体６の全長に亙って反射部が形成されていなくとも、該
照射領域３９ｂ中に配置し得る形で所定箇所にのみ反射
部が形成されていれば、レーザ光３９の反射が可能であ
る。また、現場１内に複数の測位点ＰＸｎがあって、該
複数の測位点ＰＸｎの各高さが異なるときにも、照射領
域３９ｂ中に反射部７が位置することさえ出来れば、該
測位点ＰＸｎの位置を検出することが出来る。従って、
極力長い本体６のターゲット５を用いて、その全長に亙
って反射部７を設けておく必要はない。

【００２１】なお、上述した実施例においては、レーザ
ユニット３のレーザ射出部３１は、光源３３に射出させ
たレーザ光３９をシリンドリカルレンズ３４によって上
下方向に角度αをなすように拡散させてから、矢印Ａ、
Ｂ方向に示す水平方向に回転走査して、ターゲット５が
指示する測位点ＰＸｎの平面座標位置（Ｘｎ、Ｙｎ）の
各値を測位検出するようにした例を述べたが、レーザユ
ニット３によるレーザ光３９の照射領域３９ｂは、当該
実施例において述べたものに限定されない。即ち、図８
又は図９に示すレーザユニット３’においては、そのレ
ーザ射出部３１に先に述べたシリンドリカルレンズ３４
が、レーザ光３９を水平方向に所定角度γ分だけ拡散し
得るように設けられており、そして、回転ミラー３６
が、該拡散されたレーザ光３９をレーザユニット３’の
回転軸ＣＴ４を中心にして矢印Ｃ、Ｄ方向に回転走査し
得るように設けられている。

【００２２】すると、図８又は図９に示したレーザユニ
ット３’においては、ターゲット５の本体６を上下方向
にスキャンする形になる。従って、図８に示すように、
ターゲット５の反射部７が反射する反射光３９’をキャ
ッチすることによって、該反射部７の基準光軸ＣＴ５に
対する高さＨ１を検出することが出来る。すると、レー
ザユニット３’を設置した基準点Ｐ３における基準光軸
ＣＴ５の高さＨ２、及びターゲット５の反射部７の高さ
Ｈ３は既知値であるところから、該基準点Ｐ３の高さ座
標位置（Ｚ１）の値を用いれば、ターゲット５の本体６
の先端６ｂが指示する測位点ＰＸｎの高さ座標位置（Ｚ
ｎ）の値を、簡単に演算検出することが出来る。従っ
て、先に述べたように測量装置２を用いて測位点ＰＸｎ
の平面座標位置（Ｘｎ、Ｙｎ）を測位検出する際に、こ
うしたレーザユニット３’を併用すれば、測位点ＰＸｎ
の３次元座標位置を検出することが可能となる。また、
図９に示すように、その全長に亙って反射部７を設けた
ターゲット５を用いれば、反射光３９’を検知出来ない
上限高さ位置Ｐ４を求めることが出来る。すると、基準
点Ｐ３における基準光軸ＣＴ５の高さＨ２、及びターゲ
ット５の本体６の全長Ｌ１は既知値であるところから、
上述した図８の場合と同様に、測位点ＰＸｎの高さ座標
位置（Ｚｎ）の値を検出することが出来る。

【００２３】このように、レーザユニット３によるレー
ザ光３９の回転走査方向及び照射面３９ａ等の光拡散平
面の形成方向は任意である。また、レーザ光３９を回転
走査するための測量光走査手段は、回転ミラー３６等の
反射鏡に限定されるものでない。即ち、レーザ射出部３
１の本体部分自体が回転駆動することによって、レーザ
光３９が回転走査されても差し支えない。また、レーザ
ユニット３等の光射出ユニットが測量に用いる測量光
は、レーザ光３９に限定されるものではなく、直進性を
有するその他の光線であっても良い。また、該直線性を
有する測量光を、照射面３９ａ等の光拡散平面上に拡散
するための光拡散手段は、シリンドリカルレンズ３４に
限定されるものではない。もちろん、レーザユニット３
等の光射出ユニットの使用用途は実施例で述べたものに
限定されない。

【００２４】さらに、測量装置２において反射光３９を
検知するために設けられる反射光検知手段は、各レーザ
ユニット３のレーザ射出部３１に設けられた形で実施例
で述べたような反射光検知部３７に限定されるものでは
なく、また、ターゲット５の位置を演算算出する位置演
算手段は、反射光３９’の走査方向（実施例で述べた矢
印Ａ、Ｂ方向）の入射角度θ１に基づいて該ターゲット
５の位置（Ｘｎ、Ｙｎ）を演算算出することが出来るよ
うに構成されているものであれば、データ処理装置１０
に設けられた演算プロセッサ１３に限定されるものでは
ない。また、実施例においては、ターゲット５は、その
本体６が中空ポール状に形成されて、所定高さ位置に設
けられた反射部７にリトロレフレクター９が装着されて
いる例を述べたが、ターゲット５は、測量光を反射し得
る反射部が設けられていれば、必ずしもこの構成に限定
されるものではない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
進性を有するレーザ光３９等の測量光を射出し得る光源
３３を有し、前記光源３３による前記測量光の光路中に
シリンドリカルレンズ３４等の光拡散手段を、該測量光
を照射面３９ａ等の光拡散平面上に拡散し得る形で設
け、回転ミラー３６等の測量光走査手段を、前記光拡散
平面上に拡散された前記測量光を該光拡散平面と平行な
回転軸ＣＴ２等の軸を中心にして回転走査自在な形で設
けて構成したので、レーザユニット３等の光射出ユニッ
トは、光拡散平面上に拡散された測量光を測量光走査手
段を介して該光拡散平面と平行な軸を中心にして回転走
査することによって、該測量光を所定の照射領域３９ｂ
中に照射することが出来る。従って、光射出ユニットが
形成する測量光の照射領域３９ｂ中に、反射部が形成さ
れたターゲットが位置していれば、該ターゲットの反射
部に測量光を反射させることが出来る。この際、照射領
域３９ｂは、光源が光路上に射出した測量光を光拡散手
段によって光拡散平面上に拡散してから、測量光走査手
段によって該光拡散平面と平行な軸を中心にして回転走
査することによって形成されたものであるため、広範囲
な３次元空間になる。従って、こうした光射出ユニット
を２ヶ、既知位置地点にそれぞれ設置する形で用いて、
ターゲットの反射部に測量光をそれぞれ照射し、該光射
出ユニット位置においてターゲットからの反射光を捉
え、該反射光の入射角度に基づいてターゲット位置を演
算算出する際に、該２ヶの光射出ユニットとターゲット
は、上記したように広範囲な３次元空間である照射領域
３９ｂ中にターゲットの反射部が位置することが出来る
ように、該光射出ユニットとターゲットが配置されてい
れば良いので、光射出ユニットの設置箇所の自由度が高
い。即ち、光射出ユニットとターゲットの位置の取り合
いが簡単である。また、測量光の照射領域３９ｂは３次
元空間状になることによって、ターゲットの反射部は、
該ターゲットの１か所に設けられていれば良い。また、
測位すべき地点が複数あって、該地点にターゲットを次
々と移動させていくとき、該複数の地点はそれぞれ高さ
位置が違うことに起因して、該地点を指示するターゲッ
トの反射部の高さも次々と変わってしまうが、本発明に
よる光射出ユニットを用いれば、該反射部の高さが変わ
っても差し支えない。従って、長いターゲットを用い
て、その全長に亙って反射部材を被着しておく必要はな
い。

【００２６】また、本発明において、前記回転ミラー３
６等の測量光走査手段は、前記レーザ光３９等の測量光
の光路上において、前記シリンドリカルレンズ３４等の
光拡散手段の前方に、前記照射面３９ａ等の光拡散平面
と平行な回転軸ＣＴ２等の軸を中心にして回転駆動自在
に設けられた反射鏡であるようにして、レーザユニット
３等の光射出ユニット構成すると、測量光走査手段は反
射鏡の回転駆動動作によって測量光を回転走査すること
が出来る。従って、光射出ユニットは、上述したような
効果が得られることに加えて、小型の反射鏡を回転駆動
するだけで、広範囲の照射領域３９ｂ中に測量光を照射
することが出来、該測量光の回転走査が簡単である。ま
た、光射出ユニット位置において、測量光の反射光３
９’をキャッチし、該反射光３９’の入射角度θ１を検
出する際に、該反射光３９’をキャッチした時点におけ
る回転鏡の反射面３６ａの向き（即ち該反射面３６ａの
法線ＣＬ１が基準となる軸ＣＴ０との間になす角度β）
を検出することによって、容易に該入射角度θ１を検出
することが出来る。この結果、ターゲットの位置を演算
する際の演算プロセスが簡単ですむ。

【００２７】また、本発明は、測位すべき測位点ＰＸｎ
等の地点を指示し得るターゲット５を有し、前記ターゲ
ット５に反射部７等の測量光反射部を設け、また、２ヶ
の基準点Ｐ１、Ｐ２等の既知位置地点にレーザユニット
３等の光射出ユニットをそれぞれ設置し、前記光射出ユ
ニットは、直進性を有するレーザ光３９等の測量光を射
出し得る光源３３を有し、前記光源３３による前記測量
光の光路中にシリンドリカルレンズ３４等の光拡散手段
を、該測量光を照射面３９ａ等の光拡散平面上に拡散し
得る形で設け、回転ミラー３６等の測量光走査手段を、
前記光拡散平面上に拡散された前記測量光を該光拡散平
面と平行な回転軸ＣＴ２等の軸を中心にして回転走査自
在な形で設け、前記ターゲットの測量光反射部が反射し
た前記測量光の反射光３９’を検知し得る反射光検知部
３７等の反射光検知手段が設けられており、前記２ヶの
光射出ユニットの各反射光検知手段が検知した前記反射
光３９’の、前記測量光走査手段の走査方向（矢印Ａ、
Ｂ方向）の入射角度θ１に基づいて、前記ターゲット５
の位置を演算算出する演算プロセッサ１３等の位置演算
手段を設けて、測量装置２を構成したので、２ヶの既知
位置地点に設置した各光射出ユニットによって、光拡散
平面上に拡散した測量光を該光拡散平面と平行な軸を中
心にして回転走査する形で、ターゲット５の各測量光反
射部に照射することが出来る。そして、該測量光をター
ゲット５の測量光反射部に反射させ、反射光３９’を反
射光検知手段に検知させることが出来る。さらに、反射
光３９’の入射角度θ１に基づいて、位置演算手段にタ
ーゲット５の位置を演算させる形で、該ターゲット５が
指示する測位すべき地点の座標位置（Ｘｎ、Ｙｎ）を検
出することが出来る。従って、こうした直進性を有する
測量光を用いた測位方法では、該測量光の照射平面内
に、前記ターゲット５の反射部が配置していないと、該
測量光の反射光を反射光検知手段に検知させることが出
来ないが、本発明による測量装置においては、光射出ユ
ニットが測量光を、光拡散平面上に拡散させて帯状にし
てから該光拡散平面と平行な軸を中心にして回転走査す
ることによって、広範囲な３次元空間状をなす照射領域
３９ｂに照射出来るので、２ヶの光射出ユニットとター
ゲット５の位置の取り合いが容易である。また、ターゲ
ット５の全長に亙って反射部が設けられている必要がな
い。また、測位すべき地点の高さが変わることによっ
て、該地点を指示するターゲットの測量光反射部の高さ
が変わっても、該照射領域３９ｂ上の測量光はターゲッ
ト５の反射部に照射されて、反射し得るので、様々な高
さをなす複数の地点の測位が可能である。この際に、極
力長いターゲットを用いる必要はない。従って、省力的
な測位作業が可能となる。

【００２８】また、本発明において、前記ターゲット５
の反射部７等の測量光反射部には、リトロレフレクター
９を装着するようにして、測量装置２を構成すると、測
量光反射部にレーザ光３９等の測量光が照射されると、
リトロレフレクター９の高い反射効率をもって、反射光
３９’が反射されることになる。すると、測量装置２に
おいては、先に述べたように、測量作業の省力化の為
に、測量光を広範囲な３次元空間である照射領域３９ｂ
に照射するようにしたために、シリンドリカルレンズ３
４等の光拡散手段によって拡散させた分だけ、測量光の
照射レベルが減衰することを余儀なくされる。しかし、
ターゲット５の測量光反射部に装着されたリトロレフレ
クター９は、測量光の照射レベルが減衰した場合におい
ても、入射方向と一致した反射方向をなす光路に向け
て、高い反射光率で測量光を反射させることが出来る。
従って、測量装置２のように直進性を有する測量光を拡
散させて用いる場合で、各光射出ユニットとターゲット
５の距離が遠く離れている場合においても、該光射出ユ
ニットによって照射された測量光をリトロレフレクター
９によって確実に光射出ユニット側に再帰させることが
出来る。よって、ターゲット５の測量光反射部にリトロ
レフレクター９を用いた測量装置２によれば、上述した
効果が得られることに加えて、広範囲な現場１での測位
作業が可能になり、さらなる測位作業の省力化が出来
る。また、測量光の再帰性が高いことによって、測位精
度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による測量装置の１実施例を示す全体斜
視図である。

【図２】図１に示す測量装置の側面図である。

【図３】本発明による光射出ユニットの１実施例を示す
平面図である。

【図４】図３に示す光射出ユニットの側面図である。

【図５】図１に示す測量装置に用いられるターゲットの
一例を示す側面図である。

【図６】図５に示すターゲットの平面図である。

【図７】図１に示す測量装置による測位点位置検出方法
を示す平面図である。

【図８】本発明による光射出ユニットの別の例を用いて
指示点の高さを検出する方法を示す図である。

【図９】図８に示す光射出ユニットを用いてターゲット
の高さを検出する方法を示す図である。

【符号の説明】

２……測量装置 ３……光射出ユニット（レーザユニット） ３３……光源 ３４……光拡散手段（シリンドリカルレンズ） ３６……測量光走査手段（回転ミラー） ３７……反射光検知手段（反射光検知部） ３９……測量光（レーザ光） ３９’……反射光 ３９ａ……光拡散平面（照射面） ５……ターゲット ７……測量光反射部（反射部） １３……位置演算手段（演算プロセッサ） ９……リトロレフレクター ＰＸｎ……測位すべき地点（測位点） Ｐ１、Ｐ２……既知位置地点（基準点） θ１……入射角度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直進性を有する測量光を射出し得る光源を
   有し、 前記光源による前記測量光の光路中に光拡散手段を、該
   測量光を光拡散平面上に拡散し得る形で設け、 測量光走査手段を、前記光拡散平面上に拡散された前記
   測量光を該光拡散平面と平行な軸を中心にして回転走査
   自在な形で設けて構成した、光射出ユニット。
2. 【請求項２】前記測量光走査手段は前記測量光の光路上
   において前記光拡散手段の前方に、前記光拡散平面と平
   行な軸を中心にして回転駆動自在に設けられた反射鏡で
   ある、請求項１記載の光射出ユニット。
3. 【請求項３】測位すべき地点を指示し得るターゲットを
   有し、 前記ターゲットに測量光反射部を設け、 また、２ヶの既知位置地点に光射出ユニットをそれぞれ
   設置し、 前記光射出ユニットは、 直進性を有する測量光を射出し得る光源を有し、 前記光源による前記測量光の光路中に光拡散手段を、該
   測量光を光拡散平面上に拡散し得る形で設け、 測量光走査手段を、前記光拡散平面上に拡散された前記
   測量光を該光拡散平面と平行な軸を中心にして回転走査
   自在な形で設け、 前記ターゲットの測量光反射部が反射した前記測量光の
   反射光を検知し得る反射光検知手段が設けられており、 前記２ヶの光射出ユニットの各反射光検知手段が検知し
   た前記反射光の、前記測量光走査手段の走査方向の入射
   角度に基づいて、前記ターゲットの位置を演算算出する
   位置演算手段を設けて構成した、測量装置。
4. 【請求項４】前記ターゲットの測量光反射部に、リトロ
   レフレクターを装着して構成した、請求項３記載の測量
   装置。