JPH1019561A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JPH1019561A JPH1019561A JP8171122A JP17112296A JPH1019561A JP H1019561 A JPH1019561 A JP H1019561A JP 8171122 A JP8171122 A JP 8171122A JP 17112296 A JP17112296 A JP 17112296A JP H1019561 A JPH1019561 A JP H1019561A
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- measuring light
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光波測距装置および視準望遠鏡を備えた測量機
において、測距光を目標点に当てることを容易にするこ
と。 【構成】視準光学系で視準された被測定物に向かって測
距光を射出し、その被測定物で反射した測距光を受光し
てその被測定物までの距離を測定する測距装置であっ
て、上記射出する測距光の拡がり角を調整する測距光拡
がり角調整装置４１を備えた。
において、測距光を目標点に当てることを容易にするこ
と。 【構成】視準光学系で視準された被測定物に向かって測
距光を射出し、その被測定物で反射した測距光を受光し
てその被測定物までの距離を測定する測距装置であっ
て、上記射出する測距光の拡がり角を調整する測距光拡
がり角調整装置４１を備えた。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、光波によって距離を測定
する測距装置に関する。
する測距装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】光波測距儀、トータルス
テーションなどの測距機能を有する測量機は、例えば発
光ダイオード、レーザダイオードなどの光源が発した測
距光を被測定物（目標物）に対して射出し、被測定物で
反射した測距光を受光して、射出測距光と受光測距光の
位相差、時間差などを検出する位相差検出方法などの方
法によって被測定物までの距離を測定している。従来の
光波測距儀には、測距光を被測定物に対して正確に照射
するために、視準望遠鏡が備えられている。
テーションなどの測距機能を有する測量機は、例えば発
光ダイオード、レーザダイオードなどの光源が発した測
距光を被測定物（目標物）に対して射出し、被測定物で
反射した測距光を受光して、射出測距光と受光測距光の
位相差、時間差などを検出する位相差検出方法などの方
法によって被測定物までの距離を測定している。従来の
光波測距儀には、測距光を被測定物に対して正確に照射
するために、視準望遠鏡が備えられている。
【０００３】しかし、従来の測距用ビームは、近距離か
ら、たとえば１Km以上の遠距離測定を可能にするため
に、測距光の拡がりを抑えていた。そのため、被測定物
を視準望遠鏡の視野中心付近でとらえていても少しずれ
ている場合には、測距光がその被測定物体に全く当たら
ないか一部しか当たらずに、測距できないか誤測距して
しまう虞れがあった。
ら、たとえば１Km以上の遠距離測定を可能にするため
に、測距光の拡がりを抑えていた。そのため、被測定物
を視準望遠鏡の視野中心付近でとらえていても少しずれ
ている場合には、測距光がその被測定物体に全く当たら
ないか一部しか当たらずに、測距できないか誤測距して
しまう虞れがあった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、光波測距装置および視準望遠
鏡を備えた測量機において、測距光を目標点に当てるこ
とを容易にすることを目的とする。
鏡を備えた測量機において、測距光を目標点に当てるこ
とを容易にすることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】この目的を達成する本発明は、視準光学
系で視準された被測定物に向かって測距光を射出し、そ
の被測定物で反射した測距光を受光してその被測定物体
までの距離を測定する測距装置であって、上記射出する
測距光の拡がりを調整する測距光拡がり角調整手段を備
えたことに特徴を有する。本発明は、上記測距光の拡が
りではなく、測距光の光束の径を調整する調整手段を備
えることもできる。要するに本発明は、被測定物を照射
する測距光の照射面積を調整可能としたことに特徴を有
する。
系で視準された被測定物に向かって測距光を射出し、そ
の被測定物で反射した測距光を受光してその被測定物体
までの距離を測定する測距装置であって、上記射出する
測距光の拡がりを調整する測距光拡がり角調整手段を備
えたことに特徴を有する。本発明は、上記測距光の拡が
りではなく、測距光の光束の径を調整する調整手段を備
えることもできる。要するに本発明は、被測定物を照射
する測距光の照射面積を調整可能としたことに特徴を有
する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明を説明
する。図１は、本発明を適用した光波測距儀の一実施の
形態の要部をブロックで示す図である。
する。図１は、本発明を適用した光波測距儀の一実施の
形態の要部をブロックで示す図である。
【０００７】この光波測距儀は、光波測距部として、測
距光を送出する送光部１１、測距光を反射するダイクロ
イックプリズム１３、測距光を目標物（被測定物）に対
して射出する投光レンズおよび目標物で反射した測距光
を受光する受光レンズとしても機能する対物レンズ１
５、この対物レンズ１５から入射し、ダイクロイックプ
リズム１３で反射した測距光を反射するミラー１７およ
びミラー１７で反射した測距光を受光する受光部１９
と、送光部１１および受光部１９を制御すると共に測距
値を検知する測距部２１を備えている。送光部１１は測
距ビーム発光手段として発光ダイオードあるいはレーザ
ダイオードや、これらの素子を組み込んだ光学系を含む
送光ユニットなどで構成できる。ダイクロイックプリズ
ム１３は、測距光は反射するが、自然光（可視光）は透
過するように形成されている。そのため測距光としては
通常、可視光領域から外れた、例えば赤外光領域の光が
使用される。なお、目標物として、コーナーキューブや
ミラーなどが使用される場合もあるが、ノンプリズムの
光波測距儀であれば、被測定物体の表面の反射を利用す
る。
距光を送出する送光部１１、測距光を反射するダイクロ
イックプリズム１３、測距光を目標物（被測定物）に対
して射出する投光レンズおよび目標物で反射した測距光
を受光する受光レンズとしても機能する対物レンズ１
５、この対物レンズ１５から入射し、ダイクロイックプ
リズム１３で反射した測距光を反射するミラー１７およ
びミラー１７で反射した測距光を受光する受光部１９
と、送光部１１および受光部１９を制御すると共に測距
値を検知する測距部２１を備えている。送光部１１は測
距ビーム発光手段として発光ダイオードあるいはレーザ
ダイオードや、これらの素子を組み込んだ光学系を含む
送光ユニットなどで構成できる。ダイクロイックプリズ
ム１３は、測距光は反射するが、自然光（可視光）は透
過するように形成されている。そのため測距光としては
通常、可視光領域から外れた、例えば赤外光領域の光が
使用される。なお、目標物として、コーナーキューブや
ミラーなどが使用される場合もあるが、ノンプリズムの
光波測距儀であれば、被測定物体の表面の反射を利用す
る。
【０００８】測距部２１は、送光部１１が射出した測距
光（内部参照光）および受光部１９が受光した測距光に
基づいて、位相差測定法、光レーダ法などによる公知の
アルゴリズムによって目標物までの距離を算出する。算
出した距離は、図示しないが、表示パネルなどに表示す
る。
光（内部参照光）および受光部１９が受光した測距光に
基づいて、位相差測定法、光レーダ法などによる公知の
アルゴリズムによって目標物までの距離を算出する。算
出した距離は、図示しないが、表示パネルなどに表示す
る。
【０００９】また、光波測距儀は、測距する目標物を視
準するための視準望遠光学系として目標物側から順に、
対物レンズ１５、ダイクロイックプリズム１３、焦点レ
ンズ３１、正立プリズム３３、焦点板３５および接眼レ
ンズ３７を備えている。これらの視準望遠鏡および光波
測距部は、図示しないが一体に本体に組み付けられてい
て、この本体は、鉛直軸および水平軸を軸として方位、
俯仰角調節自在に基盤に装着されている。
準するための視準望遠光学系として目標物側から順に、
対物レンズ１５、ダイクロイックプリズム１３、焦点レ
ンズ３１、正立プリズム３３、焦点板３５および接眼レ
ンズ３７を備えている。これらの視準望遠鏡および光波
測距部は、図示しないが一体に本体に組み付けられてい
て、この本体は、鉛直軸および水平軸を軸として方位、
俯仰角調節自在に基盤に装着されている。
【００１０】対物レンズ１５から入射した目標物光束
（可視光）は、ダイクロイックプリズム１３を透過し、
焦点レンズ３１、正立プリズム３３を介して、正立実像
として焦点板３５上あるいはその前後近傍に結像され
る。作業者は、この像を、接眼レンズ３７を介して拡大
観察する。焦点板３５には、測距光を照射する目標とな
る測距マークおよびその他測量に必要な十字線などが設
けられていて、作業者は、目標物の像を測距マークなど
と重なった状態で観察し、目標物が測距マーク内に入る
ように、つまり測距光が視準物に当たるように視準望遠
鏡の方位、俯仰角を調節する。
（可視光）は、ダイクロイックプリズム１３を透過し、
焦点レンズ３１、正立プリズム３３を介して、正立実像
として焦点板３５上あるいはその前後近傍に結像され
る。作業者は、この像を、接眼レンズ３７を介して拡大
観察する。焦点板３５には、測距光を照射する目標とな
る測距マークおよびその他測量に必要な十字線などが設
けられていて、作業者は、目標物の像を測距マークなど
と重なった状態で観察し、目標物が測距マーク内に入る
ように、つまり測距光が視準物に当たるように視準望遠
鏡の方位、俯仰角を調節する。
【００１１】以上の構成は、従来の光波測距装置と同様
の構成であるが、本実施の形態の特徴である構成につい
て説明する。本発明は、対物レンズ１５から射出される
測距光の拡がりを調整する、測距光拡がり角調整装置４
１を備えている。この測距光拡がり角調整装置４１は、
作業者が操作する操作手段４３を備えていて、この操作
手段４３が操作されたときに、送光部１１から射出する
測距光の光拡がり角を変更する。送光部１１から射出さ
れる測距光の光拡がり角が大きくなれば、対物レンズ１
５から射出される測距光も拡がる（図１の一点鎖線参
照）。このようにして測距光の拡がりを調整すること
で、測距光を容易に目標物に当てることが可能になる。
の構成であるが、本実施の形態の特徴である構成につい
て説明する。本発明は、対物レンズ１５から射出される
測距光の拡がりを調整する、測距光拡がり角調整装置４
１を備えている。この測距光拡がり角調整装置４１は、
作業者が操作する操作手段４３を備えていて、この操作
手段４３が操作されたときに、送光部１１から射出する
測距光の光拡がり角を変更する。送光部１１から射出さ
れる測距光の光拡がり角が大きくなれば、対物レンズ１
５から射出される測距光も拡がる（図１の一点鎖線参
照）。このようにして測距光の拡がりを調整すること
で、測距光を容易に目標物に当てることが可能になる。
【００１２】そうして本実施の形態では、測距部２１が
演算した距離に基づいて、その距離にある物体（目標
物）の像を焦点板３５上に形成する焦点レンズ３１の位
置を、焦点レンズ位置演算部２３が演算する。そして、
焦点レンズ位置演算部２３が演算したレンズ位置データ
と、焦点レンズ位置検知装置２９が検知した焦点レンズ
３１のレンズ位置データとに基づいて、焦点レンズ位置
制御部２５が、モータなどを駆動源とする焦点レンズ駆
動装置２７を動作させて焦点レンズ３１を合焦位置に移
動させる。
演算した距離に基づいて、その距離にある物体（目標
物）の像を焦点板３５上に形成する焦点レンズ３１の位
置を、焦点レンズ位置演算部２３が演算する。そして、
焦点レンズ位置演算部２３が演算したレンズ位置データ
と、焦点レンズ位置検知装置２９が検知した焦点レンズ
３１のレンズ位置データとに基づいて、焦点レンズ位置
制御部２５が、モータなどを駆動源とする焦点レンズ駆
動装置２７を動作させて焦点レンズ３１を合焦位置に移
動させる。
【００１３】ここで、視準望遠鏡が目標物に正確に合焦
しない場合には、測距光が目標物に正確に当たっていな
いことがある。このような場合には、作業者は操作手段
４３を操作して、測距光拡がり角調整装置４１によって
測距光が拡がるように調整する。これによって、測距光
が目標物に当たるようになり、測距および自動焦点調節
がなされて、視準望遠鏡が目標物に正確に合焦する。目
標物の像が鮮明になれば、視準望遠鏡の向き調整をより
正確に実施できるので、測距光の光拡がり角を狭める方
向に操作手段４３を操作する。測距光の拡がりが狭まれ
ば測距光の光束密度が高くなり強度が高くなるので、よ
り正確な測距が可能になる。なお、測距光拡がり角調整
装置４１は、初期状態では測距光の光拡がり角が最も狭
い状態とし、適切な目標物の距離が得られないときに自
動的に測距光拡がり角を大きくする方向に調整する構成
も可能である。
しない場合には、測距光が目標物に正確に当たっていな
いことがある。このような場合には、作業者は操作手段
４３を操作して、測距光拡がり角調整装置４１によって
測距光が拡がるように調整する。これによって、測距光
が目標物に当たるようになり、測距および自動焦点調節
がなされて、視準望遠鏡が目標物に正確に合焦する。目
標物の像が鮮明になれば、視準望遠鏡の向き調整をより
正確に実施できるので、測距光の光拡がり角を狭める方
向に操作手段４３を操作する。測距光の拡がりが狭まれ
ば測距光の光束密度が高くなり強度が高くなるので、よ
り正確な測距が可能になる。なお、測距光拡がり角調整
装置４１は、初期状態では測距光の光拡がり角が最も狭
い状態とし、適切な目標物の距離が得られないときに自
動的に測距光拡がり角を大きくする方向に調整する構成
も可能である。
【００１４】測距光の拡がりは、視準望遠鏡の全視野を
カバーできる程度にする。一般の視準望遠鏡のピント
は、１００ｍ以上では殆ど動かないから、１００ｍまで
自動合焦できれば、それ以上の距離は１００ｍ以上無限
遠までの間のある距離まで焦点調節できるようにしてお
く。この構成により、実用上、視準望遠鏡は、最短距離
から無限遠までピントが合うことになる。
カバーできる程度にする。一般の視準望遠鏡のピント
は、１００ｍ以上では殆ど動かないから、１００ｍまで
自動合焦できれば、それ以上の距離は１００ｍ以上無限
遠までの間のある距離まで焦点調節できるようにしてお
く。この構成により、実用上、視準望遠鏡は、最短距離
から無限遠までピントが合うことになる。
【００１５】測距距離と、その測距距離の目標物に合焦
する（その距離の目標物の像が焦点板３５上に形成され
る）焦点レンズ３１のレンズ位置との関係は、例えば予
め光学系設計値かから計算により求め、あるいは目標物
の実測により求めておいて、これらの関係を多数のゾー
ンに分割してテーブルデータ化してＲＯＭなどのメモリ
手段に格納しておく。そして、測距部２１が演算した距
離データでテーブルデータを参照してレンズ位置を求め
る。また、測距距離とその距離の目標物に合焦する焦点
レンズ３１のレンズ位置との関係を演算式化して演算式
をＲＯＭなどにメモリしておき、測距時にその演算式を
使用して演算により求めることもできる。
する（その距離の目標物の像が焦点板３５上に形成され
る）焦点レンズ３１のレンズ位置との関係は、例えば予
め光学系設計値かから計算により求め、あるいは目標物
の実測により求めておいて、これらの関係を多数のゾー
ンに分割してテーブルデータ化してＲＯＭなどのメモリ
手段に格納しておく。そして、測距部２１が演算した距
離データでテーブルデータを参照してレンズ位置を求め
る。また、測距距離とその距離の目標物に合焦する焦点
レンズ３１のレンズ位置との関係を演算式化して演算式
をＲＯＭなどにメモリしておき、測距時にその演算式を
使用して演算により求めることもできる。
【００１６】焦点レンズ３１の位置を検出する焦点レン
ズ位置検知装置２９は、焦点レンズ３１の移動方向に沿
って延びるコード板およびこのコード板上に形成された
位置コードを読取手段で読みとる絶対位置検知手段、ま
たは焦点レンズ３１の基準位置からの移動量を焦点レン
ズ駆動装置２７のモータの回転数をカウントして検知す
る相対位置検知手段によって検知できる。また、焦点レ
ンズ３１の位置を、絶対位置検知手段で粗検知し、相対
位置検知手段で精密検知する構成も可能である。
ズ位置検知装置２９は、焦点レンズ３１の移動方向に沿
って延びるコード板およびこのコード板上に形成された
位置コードを読取手段で読みとる絶対位置検知手段、ま
たは焦点レンズ３１の基準位置からの移動量を焦点レン
ズ駆動装置２７のモータの回転数をカウントして検知す
る相対位置検知手段によって検知できる。また、焦点レ
ンズ３１の位置を、絶対位置検知手段で粗検知し、相対
位置検知手段で精密検知する構成も可能である。
【００１７】以上の図示実施の形態の光学系、制御系な
ど光波測距儀の構成は一例であって図示実施の形態に限
定されないことはいうまでもない。また、図示実施の形
態では本発明を光波測距儀に適用したが、本発明は、測
距装置および視準光学系を備えた測量機、例えばトータ
ルステーションにも適用できる。以上、図示実施の形態
では本発明を光波測距儀に適用したが、本発明は、測距
装置および視準光学系を備えた測量機、例えばトータル
ステーションにも適用できる。
ど光波測距儀の構成は一例であって図示実施の形態に限
定されないことはいうまでもない。また、図示実施の形
態では本発明を光波測距儀に適用したが、本発明は、測
距装置および視準光学系を備えた測量機、例えばトータ
ルステーションにも適用できる。以上、図示実施の形態
では本発明を光波測距儀に適用したが、本発明は、測距
装置および視準光学系を備えた測量機、例えばトータル
ステーションにも適用できる。
【００１８】本実施の形態では、測距光拡がり角調整装
置４１によって測距光の拡がりを調整したが、測距光拡
がり角調整装置４１としては、送出部１１の図示しない
発光部材と対物レンズ１５との光学距離を変更する構
成、または発光部材の前面にレンズを進出、退避させる
構成、あるいは発光部材の前面にレンズを配置してこの
レンズと発光部材とを接離移動させる構成などがある。
測距光としてレーザ光を使用する場合には、ビームウエ
ストを調整する光学系を利用してレーザ光の拡がり角を
調整することもできる。
置４１によって測距光の拡がりを調整したが、測距光拡
がり角調整装置４１としては、送出部１１の図示しない
発光部材と対物レンズ１５との光学距離を変更する構
成、または発光部材の前面にレンズを進出、退避させる
構成、あるいは発光部材の前面にレンズを配置してこの
レンズと発光部材とを接離移動させる構成などがある。
測距光としてレーザ光を使用する場合には、ビームウエ
ストを調整する光学系を利用してレーザ光の拡がり角を
調整することもできる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明は、
視準光学系で視準された被測定物に向かって測距光を射
出し、その被測定物で反射した測距光を受光してその被
測定物体までの距離を測定する測量機に、射出する測距
光の拡がりを調整する測距光拡がり調整手段を備えたの
で、測距光が被測定物からずれていても、測距光拡がり
調整手段によって測距光を拡げることにより、測距光を
被測定物に当てて、測距することが可能になる。
視準光学系で視準された被測定物に向かって測距光を射
出し、その被測定物で反射した測距光を受光してその被
測定物体までの距離を測定する測量機に、射出する測距
光の拡がりを調整する測距光拡がり調整手段を備えたの
で、測距光が被測定物からずれていても、測距光拡がり
調整手段によって測距光を拡げることにより、測距光を
被測定物に当てて、測距することが可能になる。
【図１】本発明を適用した光波測距儀の一実施の形態の
要部をブロックで示す図である。
要部をブロックで示す図である。
１１ 送光部 １３ ダイクロイックプリズム １５ 対物レンズ １７ ミラー １９ 受光部 ２１ 測距部 ２３ 焦点レンズ位置演算部 ２５ 合焦レンズ位置制御部 ２７ 焦点レンズ駆動装置 ２９ 焦点レンズ位置検知装置 ３１ 焦点レンズ ３３ 正立プリズム ３５ 焦点板 ３７ 接眼レンズ ４１ 測距光拡がり角調整装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/105 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】 視準光学系で視準された被測定物に向か
って測距光を射出し、その被測定物で反射した測距光を
受光してその被測定物までの距離を測定する測距装置で
あって、 上記射出する測距光の拡がりを調整する測距光拡がり角
調整手段、を備えたことを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の測距光拡がり角調整手
段は、少なくとも、望遠鏡の画角にほぼ対応する拡がり
角からこれよりも狭い拡がり角の範囲で測距光の拡がり
角を調整可能であること、を特徴とする測距装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17112296A JP3609901B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 測距装置 |
| US08/885,858 US5923468A (en) | 1996-07-01 | 1997-06-30 | Surveying instrument having an automatic focusing device |
| DE19727988A DE19727988C2 (de) | 1996-07-01 | 1997-07-01 | Vermessungsinstrument mit Autofokuseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17112296A JP3609901B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019561A true JPH1019561A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3609901B2 JP3609901B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=15917401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17112296A Expired - Fee Related JP3609901B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3609901B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088566A (ja) * | 1998-09-02 | 2000-03-31 | Leica Geosystems Ag | 光学的測距装置 |
| JP2001318308A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Asahi Optical Co Ltd | 光波測距儀及びａｆ機能を有する光波測距儀 |
| JP2007309950A (ja) * | 2001-08-06 | 2007-11-29 | Nikon-Trimble Co Ltd | 合焦式距離測定装置 |
| JP2008180593A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 距離変化観測装置 |
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| JPH08129064A (ja) * | 1994-11-02 | 1996-05-21 | Yazaki Corp | 車間距離測定装置 |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP17112296A patent/JP3609901B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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