JPH088409Y2 - 測量機器のデジタル表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は測量機器のデジタル表示装置に係り、特に望
遠鏡部に備えた測量機器のデジタル表示装置に関する。

［従来の技術及びその問題点］ 測量機、例えば光波距離計、デジタルセオドライト、
測距測角儀等（以下単に「測量機器」という）において
は、両側の托架に回転自在に軸支される望遠鏡部等に、
距離或るいは測距測角値表示用の液晶表示装置を設けて
いる。

液晶の電気光学効果を利用した表示装置は、電力消費
が少なく寿命も長いうえ薄型構造に構成し易いために、
事務機器や測定機類において、表示用として広く用いら
れている。その動作原理として種々の形式が実用化され
ているが、普通に用いられている液晶表示素子は、液晶
駆動電圧が印加された場合には光の透過を遮断し、印加
されない場合には光を透過させる、あるいは前記と逆の
動作をさせることによって、文字や数字、記号等を表示
するようになっている。

このときの輝度と印加電圧との関係は複雑であるが、
視角の範囲は一般に10〜40度程度に限定されることが知
られている。従って、測量機器の望遠鏡部、例えば望遠
鏡部に液晶表示を設けた場合、望遠鏡部の回転に伴って
測量者の視線がずれ、液晶表示部の表示の読取りが困難
になり、これを読むには測量作業者がその都度、目を移
動させ視線を最も液晶濃度の高い範囲に位置させるため
頭部を移動させなければならないという不便を伴う。

これを第1A図及び第２図に基づいてさらに説明する。
なお、第1A図及び第２図のＸ−Ｘは水平軸３の中心軸で
あり、Ｙ−Ｙ′は垂直軸を図示するものである。

第1A図で示すように、トランシットの縦軸１に支持さ
れた両側の托架2a,2bに回転可能に水平軸３によって軸
支された望遠鏡部４に、望遠鏡の接眼部５の近傍に液晶
表示部６が設けられている。この望遠鏡部４が第1A図で
示す実線の位置にあるとき、第２図で示すように、測量
作業者の視線７は液晶表示部６の視角θ１とθ２との範
囲内に位置する。このため液晶表示部６の表示を確認で
きるが、望遠鏡部４がＸ−Ｘ軸を中心として回転して破
線の位置になると、視角範囲はθ２′，θ１′となり、
視線７からずれたり、視覚位置における液晶表示素子の
液晶濃度が落ちることとなり、液晶表示部６の表示が見
にくくなる。

本考案は上記のような液晶表示部の位置が移動するこ
とによって視認が困難である等の従来技術の有する問題
点を解決することを目的とする。即ち、本考案は測量機
器の望遠鏡部に、液晶表示素子からなる液晶表示部を設
けても、目の位置を替えることなく液晶表示部の内容を
明確に視認することができ、しかも読み易い測量機器の
デジタル表示装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案に係る測量機器のデジタル表示装置は、距離検
出手段と該距離検出手段に用いられる望遠鏡部の回転角
を検出する回転角検出手段を備えた測量機器において、
前記望遠鏡部に取り付けられた液晶表示部と、該液晶表
示部を構成する液晶表示素子と、該液晶表示素子に印加
する液晶駆動電圧の制御手段と、を備えてなり、前記望
遠鏡部の回転角検出手段によって得た回転角に応じて、
予め記録された液晶表示素子の駆動電圧と液晶表示部の
視角変動の関係に基づき液晶表示素子の駆動電圧を調整
して変化作動させてなることを特徴とする。

［作用］ 本考案に係る測量機器のデジタル表示装置によれば、
測量機器の本来有する回転角検出手段をそのまま利用で
き、望遠鏡部の回転角検出手段によって得た回転角に応
じて、予め記録された結晶表示素子の駆動電圧と液晶表
示部の視角変動の関係に基づき液晶表示素子の駆動電圧
を調整して変化作動させるので、液晶表示部のコントラ
ストを望遠鏡部の回転角を検出する回転角検出手段に応
じて自動的に変化させ、これによって視準後の数値の読
み取りについて視線の移動、即ち頭部の移動を大きくし
ないで、苦労せずに読み取ることができ、またコントラ
ストを強くすることによって、視角も広がり、液晶表示
部の数字を容易に捕らえることができるので測量作業の
作業性は著しく向上し、作業能率も良くなる。また望遠
鏡部を備えた測量機器において、測量のために位置させ
た視線に極めて近い箇所にデジタル表示装置を配置する
ことができ、このような位置にデジタル表示装置を配設
しても、液晶表示部は回転するにも拘らず測量作業者は
容易に液晶表示部の内容を視認することができる。

［実施例］ 以下本考案に係る一実施例を図面を参照して説明す
る。なお、以下の説明例に記載し、または図示している
構成部品，その他の部材，配置等は、本考案を限定する
趣旨ではなく、説明例であり、本考案の趣旨に反しない
範囲で種々改変することができるものである。

第１図は本考案の一実施例を示すものであり、第1A図
は測量機器としてのトランシットの概略斜視図であり、
第1B図は本考案の構成説明図、第1C図はTNモード表示の
視角依存性を説明するもので、各視角における印加電圧
と液晶濃度との関係を示すグラフ図であり、第1D図は水
平軸の回転角を示す信号系統のブロック図であり、第1E
図はロータリーエンコーダの配設位置を示す概略断面説
明図である。

本例のトランシットＳは縦軸１と、托架2a,2bと、望
遠鏡部４と、この望遠鏡部４に設けられた望遠鏡の接眼
部５及び液晶表示部６等からなり、トランシットＳの縦
軸１に支持された両側の托架2a,2bに軸受16によって、
回転可能に水平軸３が配設され、該水平軸３によって軸
支された望遠鏡部４に望遠鏡の接眼部５が設けられ、こ
の望遠鏡の接眼部５の上部に並置して液晶表示部６が設
けられている。

液晶表示部６を構成する液晶表示素子としては、偏光
形の電解制御複屈折形（ECB），捩れネマティック（T
N），ハイブリット配列ネマティック（HAN）等から成
り、第1B図で示すように、２枚のポラロイド板（偏光
板）12a,12bの間に液晶セル13が配設されるものであ
り、液晶セル13は共通基板（コモン電極側）13aとセグ
メント基板（セグメント電極側）13bの２枚のガラス板
の間に所定厚さの液晶層を厳重に封入したものである。
両基板13a,13bの内側は透明電極で被覆されており、セ
グメント基板13bは、電極（図示せず）が７つに分割さ
れてセグメントが「日の字」状に配置されているもので
ある。この「日の字」のどの線を点灯するかによって０
〜９までの数字を作ることができる。本例で使用される
液晶表示素子としては、例えばH2532Aが用いられる。

セグメント基板13bの各電極は駆動電圧調節回路14を
介して駆動電源15に接続されている。この駆動電圧調節
回路14は、D/Aコンバータ10からなり、CPU9を介して次
に述べる望遠鏡部の回転角検出手段と連結されている。
本例において駆動電圧調節回路14に用いられるのは、D/
Aコンバータ10として、例えばDAC0800を、また液晶表示
に対しドライバーIC11としては、例えばHD43160AHが用
いられる。

回転角検出手段としては、望遠鏡部４にポテンショメ
ータやロータリーエンコーダ等の回転角検出手段を取付
けたものである。本例ではインクリメンタル式のロータ
リーエンコーダ８を用いており、第1E図で示すように、
水平軸３を軸支する軸受16に、光を透過するように円周
上に等間隔の目盛が形成されたディスク目盛17を取付
け、このディスク目盛17と対向してマスク目盛18がマス
ク目盛保持部材19を介して取付けられている。したがっ
て、水平軸３の回転と共にマスク目盛18も回転するよう
に構成されている。なおマスク目盛18にはディスク目盛
17と同じピッチで互いに1/4（90゜）の位相差をもって
２種類の目盛（cos目盛,sin目盛）が設けられている。
そしてディスク目盛17及びマスク目盛18の両側には、発
光素子111と受光素子112からなる光学系が配置されてい
る。

また上記駆動電圧調節回路14は、望遠鏡部４外の適宜
箇所、例えば托架2a（又は2b）内に置き、エンコーダと
の信号伝達は公知のスリップリングを介して行う。

次に上記構成からなる実施例の動作を第1D図及び第２
図に基づいて説明する。

第２図は視角位置を説明するものであり、鎖線状態か
ら実線の状態に望遠鏡部４を回転すると、この回転に従
って液晶表示部６も回転する。このとき回転角度をエン
コーダ８で検出する。第1D図で示すように、発光素子11
1は、発光量調整回路114と接続されており、この発光量
調節回路114は発光素子111の温度特性等を補償する。発
光素子111で発光した光は、コリメーターレンズ110で平
行にされてディスク目盛17及びマスク目盛18に照射され
る。ディスク目盛17及びマスク目盛18を介して発光素子
111と反対側の位置には、このディスク目盛17及びマス
ク目盛18を通過した光を受ける受光素子112が配設され
ており、この受光素子112はcos,sin,REF用の各素子から
なる。受光素子112によって得た信号は、HVアンプボー
ド及びCPUボードに配設された処理回路によってCPU9に
導かれる。すなわち、HVアンプボードには受光素子112
で変換された光電流を電圧に変換する素子113と、発光
量調節回路114とが配設されている。またCPUボードには
UP/DOWNカウンタ117と、比較回路116と、A/Dコンバータ
115等が配設されている。一方電源120は、バッテリー11
8と電源回路119等から構成されており、所定のバッテリ
ー118から所定電圧電流を発光素子111及び各ボード，液
晶表示素子へ供給するものである。上記のように、発光
素子111からコリメータレンズ110を通った平行光が、デ
ィスク目盛17及びマスク目盛18のスリットの間を通り、
このスリットを通るたびに光の断続が生じ、HVアンプで
電気記号に変換する。

そして比較回路116へ導入され、この比較回路116で波
形整形された位相差を持つ矩形波の出力は、UP/DOWNカ
ウンタ117によって信号化され、CPU9へ導入される。一
方、受光素子用REF素子は上記発光量調節回路114に導か
れ、発光素子111の温度特性等を補償する基準信号にし
たり、cos,sin信号を比較回路116で矩形波に整形する基
準信号等としたりする。

そして、このように検出した結果をマイクロコンピュ
ータのCPU9に導き、実行命令をする。この実行は液晶表
示素子の駆動電圧と液晶表示部６の視角変動の関係を予
め試験し、その結果をマイクロコンピュータのCPU9の記
憶素子内に、プログラムとして格納しておくものであ
る。そしてエンコーダ８から検出した回転角で、予め第
1C図の角度と電圧の特性を取っておき、これらのデータ
を記憶させて角度に応じて液晶濃度の信号をバッファー
により液晶に与える。一方、表示の指示はCPU9の指令を
ドライバーIC11により行い、その内容をCPU9で確認する
ようにしている。例えば第1C図はTNモード表示の視角依
存性を説明するもので、各視角における印加電圧と液晶
濃度との関係を示すグラフ図であるが、図中V10（40
゜）は視角範囲が40°における相対輝度10％の電圧を示
すものであり、本例では、望遠鏡部４の回転によって40
°の位置に視線が位置するときは、V100に近づくように
印加電圧を上げるようにする。この関係は視角範囲が10
°,0°であっても、常に液晶濃度が濃い状態となるよう
に印加電圧を調節することにより、液晶表示部を明確に
視認できるようになることを示すものである。

このように望遠鏡部の回転に応じて、コントラスト
（濃淡）を調整するよう液晶表示素子の駆動電圧を調整
する。

なお、上記実施例において液晶表示素子としては、反
射式，透過式の表示を問わず適用することができるもの
である。

［考案の効果］ 本考案は、上述のように構成されているので、測定値
を読むたびに液晶のコントラストを手動等で変えること
なく、測量機器が備える特有の機能である望遠鏡部の回
転角を検出する回転各検出手段を利用して、液晶のコン
トラストを回転角検出手段に応じて自動的に変化させ、
これによって視準後の数値の読み取りについて視線の移
動を大きくしないで、苦労せずに読み取ることができ
る。

またコントラストを強くすることによって、視角も広
がり、液晶の数字を容易に捕えることができる。従って
測量のために位置させた視線に極めて近い箇所にデジタ
ル表示装置を配置することができ、液晶表示部が回転す
るにも拘らず測量作業者の測量作業中における視覚範囲
に位置させて、測量作業者に見易くなり、測量作業の作
業性は著しく向上し、作業能率も良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すものであり、第1A図は
概略斜視図、第1B図は構成説明図、第1C図はグラフ図、
第1D図はブロック図、第1E図は概略断面説明図、第２図
は視角位置の説明図である。 2a,2b……托架、３……水平軸、４……望遠鏡部、６…
…液晶表示部 ５……望遠鏡の接眼部、７……視線、８……エンコー
ダ、９……CPU、10……D/Aコンバータ、11……ドライバ
ーIC、Ｓ……測量機器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】距離検出手段と該距離検出手段に用いられ
   る望遠鏡部の回転角を検出する回転角検出手段を備えた
   測量機器において、前記望遠鏡部に取り付けられた液晶
   表示部と、該液晶表示部を構成する液晶表示素子と、該
   液晶表示素子に印加する液晶駆動電圧の制御手段と、を
   備えてなり、前記望遠鏡部の回転角検出手段によって得
   た回転角に応じて、予め記録された液晶表示素子の駆動
   電圧と液晶表示部の視角変動の関係に基づき液晶表示素
   子の駆動電圧を調整して液晶表示部の液晶濃度を変化作
   動させてなることを特徴とする測量機器のデジタル表示
   装置。