JPH1019563A

JPH1019563A - 受光装置

Info

Publication number: JPH1019563A
Application number: JP19162796A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Sawaguchi; 茂之沢口; Ko Iwadare; 講岩垂
Original assignee: Sokkia Co Ltd
Current assignee: Sokkia Co Ltd
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、水滴に起因した測定
誤差の生ずることのない受光装置を提供する。【解決手段】受光装置Ｓは、磁気式スケール２５が
配設された長尺部材２０と、磁気式スケール２５に対向
する磁気検出ヘッド，この磁気検出ヘッドの検出した信
号をカウントし、カウントした信号を高さデータに変換
する演算処理部，この演算処理部からの出力信号をデジ
タル表示する表示部５０，平面設定機からの光を受光し
てこれを報知する報知手段をそれぞれ備えて長尺部材２
０に沿ってスライドできる受光器３０と、から構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水平面設定
機の水平回転照射光を受光できる位置に標尺を立て、標
尺に沿って受光器を移動させ、受光器が光を受光（自動
の場合受光した時停止する）した時の受光器の位置を標
尺目盛を読み取ることで、各種の測量を行う受光装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から水平面設定機の水平回転照射光
を受光する受光装置において、目盛面に光電交換可能な
コード目盛１０３を有する標尺１０２を設けると共に、
この標尺１０２にスライド自在に取付可能とした検出器
箱１０１を設け、この検出器箱１０１に、二次元レベル
１０５からの水平光束を受光する受光素子１０４と、受
光素子１０４により受光したときその受光を報知する報
知手段と、受光時にコード目盛１０３を読み取る光電変
換器１０８と、この光電変換器１０８により読み取った
目盛数値に基づき受光点の目盛数値をデジタル表示する
表示器１０９とを設けた技術である。

【０００３】この検出器箱１０１に設けた受光素子１０
４によって受光を検出すると同時に受光点における標尺
１０２の目盛の読みを自動的にデジタル表示し、読み取
り誤差を生ずることなく迅速かつ正確に読み取り可能と
すると共に、その読みを機械的にも記録しうる技術が知
られている（実公平４−４１７６号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】測量は野外で行うこと
が多く、雨天の場合もある。上記従来技術では、光学的
に目盛を読み取る方式であるため、コード目盛１０３と
光電変換器１０８との間に水が侵入し、水滴が光電変換
器１０８の読み取りを妨げるので、雨天の時は水に濡れ
ないように注意する必要があった。

【０００５】本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、水滴に起因した測定誤差の生
ずることのない受光装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る受光装置
は、磁気式スケールが配設された長尺部材と、前記磁気
式スケールに対向する磁気検出ヘッド，該磁気検出ヘッ
ドの検出した信号をカウントし、カウントした信号を高
さデータに変換する演算処理部，該演算処理部からの出
力信号をデジタル表示する表示部，平面設定機からの光
を受光してこれを報知する報知手段をそれぞれ備えて前
記長尺部材に沿ってスライドできる受光器と、から構成
されたことを特徴とする。

【０００７】請求項２では、受光器には、水準測量に関
するリストが内蔵されたメモリーカードを用いたデータ
収録手段が配設されるように構成している。

【０００８】請求項３においては、請求項１記載の受光
装置において、前記長尺部材は標尺又は棒状材であるよ
うにしたものである。請求項４においては、請求項１記
載の受光装置において、磁気式スケールは、長尺部材の
位置側面に貼着されたリボン状スケールであるようにし
たものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の受光装置Ｓは、磁気式ス
ケール２５が配設された長尺部材２０と、磁気式スケー
ル２５に対向する磁気検出ヘッド１０，この磁気検出ヘ
ッド１０の検出した信号をカウントし、カウントした信
号を高さデータに変換する演算処理部８０，この演算処
理部８０からの出力信号をデジタル表示する表示部５
０，平面設定機９０からの光を受光してこれを報知する
報知手段をそれぞれ備えて長尺部材２０に沿ってスライ
ドできる受光器３０と、から構成されている。

【００１０】本発明によれば、受光器３０に配設された
磁気検出ヘッド１０が、長尺部材２０に形成された磁気
スケール２５のＮ極又はＳ極を読み取り、演算処理部８
０が計数して、この計数値の高さ位置を算出し、表示部
５０にその値がデジタル表示される。このとき、磁気検
出ヘッド１０による磁気スケール２５の読み取りは、光
学式ではないので、水滴によって妨げられることがな
く、雨天等天候に左右されず、安定した計測が可能であ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明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、配置等は本発明を
限定するものでなく、本発明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。

【００１２】図１乃至図４は本発明に係る受光装置の一
実施例を示すものであり、図１は概略斜視図、図２は磁
気式スケールの読取部分を概略説明する部分断面図、図
３は受光器の構成を示すブロック構成図、図４は磁気検
出ヘッドの構成を示す系統図である。

【００１３】本例の受光装置Ｓは、長尺部材２０と、受
光器３０を主要構成部材としており、長尺部材２０には
磁気式スケール２５が配設されている。

【００１４】本例の長尺部材２０は、標尺兼用のもので
あり、一端部に不図示の石突きが配設され、側面２１に
は後述する受光器の摺動するときの凹部からなるガイド
溝２２が形成されている。そして正面２３側には磁気式
スケール２５が配設されている。符号２４は標尺におけ
る目盛りである。

【００１５】本例の磁気式スケール２５は、リボン状ス
ケールであり、ステンレスベースと保護ステンレスカバ
ーで、帯状或いは棒状等の磁気媒体（例えばゴム磁石）
を挟持した構成からなるもので、両面接着テープによっ
て上記長尺部材２０に貼付されている。そして上記磁気
媒体には、一定波長λ（例えばλ＝２００μｍ）の矩形
波信号又は正弦波信号がコード目盛として記録されたも
のである。

【００１６】本例の受光器３０は、受光器本体３１と、
受光センサ４０と、表示部５０と、入力部６０と、報知
手段（図示せず）と、磁気検出ヘッド１０と、ＣＰＵ
（演算処理部）８０と、を主要構成要素としている。

【００１７】この受光器本体３１は、両側に係合腕３
２、３２が形成され、この係合腕３２、３２の内側に
は、前記長尺部材２０の凹部からなるガイド溝２２と係
合する係合部３３、３３が形成された断面コ状をしてい
る。又、受光器本体３１には、長尺部材２０と圧着して
係止する係止部材（図示せず）が形成されている。

【００１８】この係合部３３、３３により、ガイド溝２
２に案内されて受光器３０は長尺部材２０に沿って円滑
にスライドでき、長尺部材の所定位置で係止部材により
係止するように構成されている。

【００１９】そして係合腕３２、３２を連結する正面３
４の内側に磁気検出ヘッド１０が形成されている。また
受光器本体３１の正面３４には、受光センサ４０と、表
示部５０と、入力部６０が形成されており、下面（図２
では右側）３５にはカード挿入口３６が形成されてい
る。

【００２０】このカード挿入口３６の内部には、リーダ
及びライタが配設されており、データ収録手段として、
メモリカードＫに記録された情報を読み込み、さらには
カードＫの記録領域に情報を記録できるように構成され
ている。本例で使用するカードＫには、水準測量に関す
るリストが内蔵されている。そして、このカードＫに
は、特定の測量内容によって測定ができるよう、手順が
含まれている。

【００２１】本例の受光センサ４０は、ＰＳＤ（Positi
oning Sensor Device）で構成され、受光器３０の正面
３４に配設されている。この受光センサ４０の中心線と
磁気検出ヘッド１０が一致若しくは所定値ずらした位置
にくるようにしておく。受光センサ４０の中心線に対応
するＰＳＤの素子の番地は、ＣＰＵ内のＲＯＭに入力し
ておく。ＰＳＤは受光量を棒グラフ化でき、これは、レ
ーザのスポット光の中心をピークとする山の形をした受
光レベルを検出することが可能であることを意味する。
よって、この山の面積を計算してその重心を求めればそ
こがレーザのスポット光の中心となる。レーザのスポッ
ト光の中心位置が求まれば後は、受光センサ４０の中心
線に対応するＰＳＤの素子と受光レベルがピークの素子
との位置関係を計算すればよい。こうすれば、レーザの
スポット光が受光センサ４０に入射しさえすれば、レー
ザのスポット光を受光センサ４０の中心線まで持ってく
る必要がないため、受光器３０の微妙な位置決めがいら
ず、素早く測量することができる。受光センサを二分割
されたＳＰＤ（Silicon Photo Diode）で構成すること
も可能であるが、これだと、受光センサ４０の中心線に
対するレーザのスポット光の位置関係はわかるが、距離
まではでないため、ブザー音、矢印等のディスプレイ表
示で、どの方向に受光器本体３０を動かすか示し、受光
センサ４０の中心線にレーザのスポット光の中心がくる
よう、受光器本体３０を動かす。

【００２２】本例の表示部５０は、例えば液晶表示装置
から構成されており、後述するＣＰＵ８０で高さデータ
を演算して出力した信号をデジタル表示したり、入力状
態を表示したり、各種演算状態を表示したり、各種の状
態を表示するものである。図１では表示部５０は受光体
本体３１の正面３４に存在する例を示したが、測定者の
視認性及び操作性を考慮して受光体本体３１の側面３７
に配置しても良い。

【００２３】本例の入力部６０は、測量メニュー等の指
示を与える数値キー及び文字キーからなるキーボード
と、各種ファンクションキーから構成されており、これ
らの各種キーからなる入力部６０は、従来公知のものと
同様構成にすることができる。

【００２４】本例の報知手段は、平面設定機９０からの
光を、上記受光センサ４０で受光したときに、これを報
知するものであり、本例では音声回路がＯＮ状態にな
り、音声が出るように構成している。公知手段を用いる
ことができる音声としてはブザー、チャイム、その他音
楽的要素の音声の他に、言葉等を用いることもできる。
またこの音声と共に或いは単独で所定の光（例えば発光
ダイオード等）を点滅させるように構成することもでき
る。また、表示部５０上に矢印のマーク等で表示するよ
うにしてもよい。

【００２５】本例の磁気検出ヘッド１０は、受光器本体
３１の正面３４の前記磁気式スケール２５に対向する面
に配設されているものであり、本例の磁気検出ヘッド１
０は、磁気を電気変換して位相変調信号を得て、さらに
この位相変調信号を矩形波に整形し、デジタル変換して
デジタル化するものである。

【００２６】即ち、磁気検出ヘッド１０は、磁気式スケ
ール２５の着磁数（Ｎ−Ｓ数）をピックアップするもの
であり、図４で示すように、２個の磁気ヘッド１４、１
５を（ｎプラスマイナス１／４）λ（但しｎ＝０，１，
２，３・・・、またλは上述の磁気式スケール２５の記
録信号の波長である）の間隔を保って配して形成される
ものであり、これら磁気ヘッド１４、１５は、いわゆる
磁気変調型磁気ヘッド（磁束応答型磁気ヘッド）が使用
される。

【００２７】これらの磁気ヘッド１４、１５は、出力を
大きくするために、それぞれマルチギャプヘッドを使用
しても良い。図中、符号１４ａ、１５ａは夫々磁気ヘッ
ド１４、１５の可飽和コア部に巻回された励磁巻線、符
号１４ｂ、１５ｂは夫々磁気ヘッド１４、１５の出力取
り出し用巻線である。

【００２８】符号１６は発振器で、この発振器１６から
の出力を周波数逓減器１７に依り逓減して、ω₀／２角
周波数の信号を得て、これを励磁信号として直接一方の
磁気ヘッド１４の励磁巻線１４ａに供給すると共に、こ
の ω₀／２の角周波数の信号を移相器１８によりπ／４
だけ移行させ、他方の磁気ヘッド１５の励磁巻線１５ａ
に供給する。

【００２９】なおこれら磁気ヘッド１４、１５の励磁巻
線１４ａ、１５ａに供給される励磁信号は必要に応じて
夫々増幅して供給する。

【００３０】以上のようにして、磁気ヘッド１４、１５
の出力巻線１４ｂ、１５ｂより、磁気スケール２５と磁
気ヘッド１４、１５との間の相対変位量Ｘに応じた各励
磁信号の平衡変調信号が得られる。

【００３１】これら磁気ヘッド１４、１５より得られた
各平衡変調信号を混合回路１９にて混合した後、その信
号の第２次高調波（一般に４，６，８・・・次高調波も
可）のみを通過させる帯域通過炉波器１９ａに供給して
相対変位量に応じた移相量を有する基準搬送波（励磁信
号の角周波数の２倍の角周波数即ち、角周波数ω₀の信
号）の位相変調信号を得る。

【００３２】この得られた位相変調信号は、図示しない
シュミットトリガー回路等から構成される矩形波処理部
１１により矩形波に整形する。そしてこの矩形波処理部
１１で処理された矩形波をデジタル変換器１２によりデ
ジタル化する。

【００３３】本例のＣＰＵ８０（演算処理部）は、カウ
ント処理部８１と、受光位置演算部８２と、を備えてお
り、前述のように受光センサ４０で平面設定機９０から
のレーザ光を受光すると、磁気検出ヘッド１０で、磁気
スケール２５における磁気を電気変換して位相変調信号
を得て、さらにこの位相変調信号を矩形波に整形し、デ
ジタル変換され、この出力信号をカウント処理部８１で
カウントする。

【００３４】そして上記デジタル化された信号をカウン
ト処理部８１でカウントして、受光センサ４０で受光し
た位置に対応する高さ値を受光位置演算部８２演算す
る。本例では予め所定位置が０設定されており、この０
設定位置の所定の位置から磁気式スケール２５が配設さ
れているため、例えば標尺の石突きを０値として、石突
きから３０ｃｍの位置から磁気式スケール２５を配設す
るとすると、出力されたデジタル信号で、高さ数値をカ
ウントした値に３０ｃｍを加算する。これにより磁気式
スケール２５の数値読み込みが完了する。

【００３５】また、ＣＰＵの受光位置演算部８２では、
受光センサ４０としてＰＳＤを使用した場合、受光セン
サ４０の中心線とレーザのスポット光中心との距離を演
算し、カウント処理部８１での演算結果に前記演算結果
を加算又は減算する。また、受光センサ４０の中心線と
磁気検出ヘッド１０とが所定値ずれている場合は、所定
値分だけ前記演算結果から加減算する。こうして得られ
た数値を受光位置として出力し、この出力が表示部５０
で表示される。

【００３６】また測定終了後、カードＫを抜き出し、イ
ンターフェース８３を介して室内のコンピュータ等に接
続することで、データの分析を行うことができる。さら
にカードＫに予め水準測量に関するソフトが内蔵されて
おり、ユーザは測定結果を必要とされる内容にそって出
力整理できる。

【００３７】図５は他の受光装置の例を示す概略斜視図
であり、本例では、長尺部材２０としてバカ棒に磁気式
スケール２５を貼付した例を示すものであり、本例の受
光器本体３１は、このバカ棒の形状に合わせて形成され
ている。他の構成は前記実施例と同様である。

【００３８】上記実施例では、手動により受光器３０と
長尺部材２０とを摺動できるように構成しているがリモ
ートコントロールによって受光器３０が長尺部材２０を
自動的に摺動するように構成することもできる。

【００３９】例えば、長尺部材２０を２つの回転ローラ
で挟持し、この回転ローラを駆動装置によって回転させ
ている。つまり受光器本体３１に駆動装置、例えばモー
タを配設し、このモータの出力軸に減速装置を配設し
て、減速装置からの出力によってローラが回転し、この
ローラによって受光器本体３１が移動できるように構成
することができる。

【００４０】そして駆動装置としてもモータのＯＮ、Ｏ
ＦＦを遠隔操作により行うように構成する。さらに、受
光センサ４０をＰＳＤで構成した場合には、受光センサ
にレーザのスポット光が入射されたときに、二分割され
たＳＰＤで構成した場合には、それぞれの受光量が一致
したときに、ＣＰＵから信号を発し、モータをＯＦＦと
してもよい。モータとしては可変する出力に応じて回転
を調整できるものや、リニアモータ、超音波モータ等を
利用することもできる。

【００４１】このように受光器３０を自走させることに
より、図６で示すように、予め測点に複数の長尺部材２
０と受光器３０を配置して、平面設定機９０を、複数配
置された長尺部材２０及び受光器３０の中において、リ
モートコントロールで受光器３０を長尺部材２０に対し
て摺動させて平面設定を行うことが出来、作業効率や作
業人員の省力化を図ることができる。特に手の届かない
高さではこのシステムは有効である。また、受光器３０
が、測量に必要な受光レベルを受けた時、自動的に近ま
るので受光のための受光器の上げ下げが素早く行えると
いう効果も有している。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る受光装置によれば、磁気式スケールと検出ヘッド
間に付着している水滴によって検出ヘッドによる目盛の
検出が妨げられず、正確な目盛の読み取りが出来るの
で、雨天等天候に左右されることなく使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る受光装置の概略斜視図である。

【図２】磁気式スケールの読み取り部分を概略説明する
部分断面図である。

【図３】受光器の構成を示すブロック構成図である。

【図４】磁気検出ヘッドの構成を示す系統図である。

【図５】他の受光装置の例を示す概略斜視図である。

【図６】使用例を示す概略説明図である。

【図７】従来例を示す腰部説明図である。

【符号の説明】

１０磁気検出ヘッド１４，１５磁気ヘッド１４ａ，１５ａ励磁巻線１４ｂ，１５ｂ出力取り出し用巻線１６発振器１７周波数逓減器１８移相器１９混合回路１９ａ帯域通過炉波器２０長尺部材２１側面２２ガイド溝２３正面２５磁気式スケール３０受光器３１受光器本体３２係合腕３３係合部３４正面３５下面３６カード挿入口３７側面４０受光センサ４１，４２センサ５０表示部６０入力部８０演算処理部（ＣＰＵ）９０平面設定機Ｓ受光装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気式スケールが配設された長尺部材
と、前記磁気式スケールに対向する磁気検出ヘッド，該
磁気検出ヘッドの検出した信号をカウントし、カウント
した信号を高さデータに変換する演算処理部，該演算処
理部からの出力信号をデジタル表示する表示部，水平面
設定機からの光を受光してこれを報知する報知手段をそ
れぞれ備えて前記長尺部材に沿ってスライドできる受光
器と、から構成されたことを特徴とする受光装置。
【請求項２】前記受光器には、水準測量に関するリス
トが内蔵されたメモリーカードを用いたデータ収録手段
が配設されたことを特徴とする請求項１記載の受光装
置。
【請求項３】前記長尺部材は標尺又は棒状材であるこ
とを特徴とする請求項１記載の受光装置。
【請求項４】前記磁気式スケールは、長尺部材の一側
面に貼着されたリボン状スケールであることを特徴とす
る請求項１記載の受光装置。