JPH10221073A - 位置検出測量機 - Google Patents

位置検出測量機

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JPH10221073A
JPH10221073A JP9033217A JP3321797A JPH10221073A JP H10221073 A JPH10221073 A JP H10221073A JP 9033217 A JP9033217 A JP 9033217A JP 3321797 A JP3321797 A JP 3321797A JP H10221073 A JPH10221073 A JP H10221073A
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春彦 小林
Shinji Yamaguchi
伸二 山口
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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 本発明は、ターゲットの位置を検出するため
の位置検出測量機に係わり、特に、自動測量装置に最適
であり、高価な音響光学素子を使用することなく、省電
力、小型化が可能な位置検出測量機を提供することを目
的とする。 ［構成］ 本発明は、発光手段が、上下方向に扇状とな
る光をターゲットに対して照射し、受光手段が、ターゲ
ットからの反射光を受光し、回動手段が、少なくとも発
光手段と受光手段とを備えた部分を水平方向に回動さ
せ、演算処理手段が、受光手段の受光信号に基づき、タ
ーゲットの位置を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ターゲットの位置
を検出するための位置検出測量機に係わり、特に、自動
測量装置に最適であり、高価な音響光学素子を使用する
ことなく、省電力、小型化が可能な位置検出測量機に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ターゲットの位置を検出すること
のできる自動測量装置が開発され、測量のワンマン化が
進んでいる。この自動測量装置は、走査部や、測距部、
測角部等を備えており、本体を水平方向に回転させるた
めの駆動手段や、鏡筒を垂直回転させるための駆動手段
等から構成されていた。
【０００３】ターゲットに設けられているプリズムの検
出には、走査部からターゲットに向けて射出された光の
反射光を利用しており、受光された反射光を受光部で、
受光信号に変換し、回転手段や駆動手段にフィードバッ
ク制御することにより、自動測量装置をターゲットの方
向に向ける構成となっている。
【０００４】走査部から射出されたレーザー光は、音響
光学素子により、水平方向、及び垂直方向に偏向され、
射出方向の特定の部分を例えば、リサージュ走査する様
になっている。
【０００５】ここで、図１５に基づいて、音響光学素子
を利用した偏向手段について説明する。
【０００６】レーザーダイオード２１は、走査光として
赤外レーザー光を出射し、コリメータレンズにより平行
光束に変換される。水平偏向素子２３と垂直偏向素子２
４とが、音響光学素子であり、水平偏向素子２３は赤外
レーザーを水平方向Ｈに偏向させ、垂直偏向素子２４
は、赤外レーザー光を垂直方向Ｖに偏向させる様になっ
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記音
響光学素子を利用した偏向手段は、非常に高価でコスト
アップの原因となる上、発熱を伴うので、消費電力が増
大し、小型電池による駆動が事実上困難となるという問
題点があった。
【０００８】従って、ライン電源や、大型のバッテリー
パックを持参する必要があり、携帯性に劣る上、測量の
作業効率も低下するという深刻な問題点があった。
【０００９】更に音響光学素子は、偏向角に限界があ
り、走査範囲を広げるためには、鏡筒を鉛直方向に回転
させる必要があるという問題点があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、上下方向に扇状となる光をターゲッ
トに対して照射するための発光手段と、該ターゲットか
らの反射光を受光するための受光手段と、少なくとも前
記発光手段と該受光手段とを備えた部分を水平方向に回
動させるための回動手段と、この受光手段の受光信号に
基づき、前記ターゲットの位置を検出するための演算処
理手段とから構成されている。
【００１１】また本発明は、上下方向に扇状となる光
と、水平方向に扇状となる光とをターゲットに対して照
射するための発光手段と、該ターゲットからの反射光を
受光するための受光手段と、少なくとも前記発光手段と
該受光手段とを備えた部分を水平方向及び鉛直方向に回
動させるための回動手段と、上下方向に扇状となる光に
よる反射光の受光信号に基づき、前記ターゲットとの水
平角を検出すると共に、水平方向に扇状となる光による
反射光の受光信号に基づき、前記ターゲットとの高度角
を検出するための演算処理手段とから構成されている。
【００１２】更に本発明は、上下方向に扇状となる光を
ターゲットに対して照射するための発光手段と、該ター
ゲットからの反射光を受光するための受光手段と、前記
ターゲットまでの距離を測定するための距離測定手段
と、少なくとも前記発光手段と前記受光手段と該距離測
定手段とを備えた部分を水平方向及び鉛直方向に回動さ
せるための回動手段と、前記受光手段の受光信号に基づ
き、前記ターゲットとの水平角を検出すると共に、前記
距離測定手段の測定信号に基づき、前記ターゲットとの
高度角を検出するための演算処理手段とから構成されて
いる。
【００１３】そして本発明は、上下方向に扇状となる光
と、水平方向に扇状となる光とをターゲットに対して照
射するための発光手段と、該ターゲットからの反射光を
受光するための受光手段と、前記ターゲットまでの距離
を測定するための距離測定手段と、少なくとも前記発光
手段と該受光手段と該距離測定手段とを備えた部分を水
平方向及び鉛直方向に回動させるための回動手段と、上
下方向に扇状となる光による反射光の受光信号に基づ
き、前記ターゲットとの水平角を検出すると共に、水平
方向に扇状となる光による反射光の受光信号に基づき、
前記ターゲットとの高度角を検出するための演算処理手
段とから構成されている。
【００１４】更に本発明の演算処理手段は、前記距離測
定手段の測定信号の重心位置を演算することにより、前
記ターゲットの高度角及び水平角を検出する構成にする
こともできる。
【００１５】また本発明の受光手段は、前記発光手段を
挟んで、１対配置する構成にすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明は、
発光手段が、上下方向に扇状となる光をターゲットに対
して照射し、受光手段が、ターゲットからの反射光を受
光し、回動手段が、少なくとも発光手段と受光手段とを
備えた部分を水平方向に回動させ、演算処理手段が、受
光手段の受光信号に基づき、ターゲットの位置を検出す
ることができる。
【００１７】また本発明は、発光手段が、上下方向に扇
状となる光と、水平方向に扇状となる光とをターゲット
に対して照射し、受光手段が、ターゲットからの反射光
を受光し、回動手段が、少なくとも発光手段と受光手段
とを備えた部分を水平方向及び鉛直方向に回動させ、演
算処理手段が、上下方向に扇状となる光による反射光の
受光信号に基づき、ターゲットとの水平角を検出すると
共に、水平方向に扇状となる光による反射光の受光信号
に基づき、ターゲットとの高度角を検出することができ
る。
【００１８】そして本発明は、発光手段が、上下方向に
扇状となる光をターゲットに対して照射し、受光手段
が、ターゲットからの反射光を受光し、距離測定手段
が、ターゲットまでの距離を測定し、回動手段が、少な
くとも発光手段と受光手段と距離測定手段とを備えた部
分を水平方向及び鉛直方向に回動させ、演算処理手段
が、受光手段の受光信号に基づき、ターゲットとの水平
角を検出すると共に、距離測定手段の測定信号に基づ
き、ターゲットとの高度角を検出することができる。
【００１９】また本発明は、発光手段が、上下方向に扇
状となる光と、水平方向に扇状となる光とをターゲット
に対して照射し、受光手段が、ターゲットからの反射光
を受光し、距離測定手段が、ターゲットまでの距離を測
定し、回動手段が、少なくとも発光手段と受光手段と距
離測定手段とを備えた部分を水平方向及び鉛直方向に回
動させ、演算処理手段が、上下方向に扇状となる光によ
る反射光の受光信号に基づき、ターゲットとの水平角を
検出すると共に、水平方向に扇状となる光による反射光
の受光信号に基づき、ターゲットとの高度角を検出する
ことができる。
【００２０】更に本発明の演算処理手段は、距離測定手
段の測定信号の重心位置を演算することにより、ターゲ
ットの高度角及び水平角を検出することもできる。
【００２０】そして本発明の受光手段は、発光手段を挟
んで、１対配置することもできる。
【００２１】
【実施例】
【００２２】「原理」
【００２３】まず、本発明の「上下方向に扇状となる
光」を照射させる発光手段１００の原理を図１３（ａ）
及び図１３（ｂ）に基づいて説明する。
【００２４】発光手段１００は、図１３（ａ）及び図１
３（ｂ）に示す様に、光源１１０と、コリメートレンズ
１２０と、シリンドリカルレンズ１３０とから構成され
ている。
【００２５】光源１１０はレーザー光源を発生させるも
ので、本実施例では、レーザーダイオードが採用されて
いる。
【００２６】コリメートレンズ１２０は、光源１１０か
らのレーザー光を平行光束に変換するためのものであ
る。
【００２７】シリンドリカルレンズ１３０は、図１３
（ａ）に示す様に、側面から見ると１面が凸レンズとな
っているものか、或いは、図１３（ｂ）に示す様に側面
から見ると、１面が凹レンズとなっているものを使用す
ることができる。
【００２８】従って、図１３（ａ）に示す様に、シリン
ドリカルレンズ１３０に平行光束を入射させると、焦点
距離Ｆで集光されるが、焦点距離Ｆより離れた位置で
は、上下方向に扇状となる光となる。
【００２９】また、図１３（ｂ）に示す様に、シリンド
リカルレンズ１３０に平行光束を入射させると、上下方
向に扇状となる光が射出される。
【００３０】「第１実施例」
【００３１】本発明の第１実施例を図面に基づいて説明
する。
【００３２】図１（ａ）は、本第１実施例の自動測量機
１０００を示す斜視図であり、自動測量機１０００は、
自動測量機本体１１００と、発光手段１００と、受光手
段２００と、光波距離計３００と、鏡筒４００とから構
成されている。
【００３３】本第１実施例では、光波距離計３００と視
準望遠鏡が同軸に構成されている。
【００３４】発光手段１００は、図１（ｂ）に示すター
ゲット２０００のプリズム２１００を検知するために照
射するものである。本実施例の発光手段１００は、上述
した「原理」で説明した様に、「上下方向に扇状となる
光」を照射させるものであれば、何れのものを使用する
ことができる。
【００３５】受光手段２００は、ターゲット２０００の
プリズム２１００で反射された反射光を受光するための
ものである。反射光を電気信号に変換することのできる
素子であれば、何れの素子を利用することができる。
【００３６】光波距離計３００は、ターゲット２０００
までの距離を測定するための距離測定手段に該当するも
のである。例えば、本実施例の光波距離計３００は、位
相差測定方式又はパルス測定方式を利用した距離計等を
使用することができる。
【００３７】ここで図１４に基づいて、光波距離計３０
０の一例を説明する。
【００３８】光波距離計３００は、測距光を出射方向に
向けて反射させるためのプリズム２１００と、測距光を
発光させるための発光部３１０と、プリズム２１００か
らの反射光を受光するための受光部３２０と、発光部３
１０からの測距光をプリズム２１００に向けて反射させ
ると共に、プリズム２１００からの反射光を受光部３２
０に向けるためのミラー３３０と、測距光をコリメート
して反射光を受光部３２０に合焦させるための対物レン
ズ３４０とを備えている。
【００３９】光波距離計３００は、位相差測定による距
離測定装置であり、発光部３１０と受光部３２０とを備
えている。そして受光部は、受光部からの光量を捕らえ
ることは容易に行うことができる。
【００４０】鏡筒４００は、鉛直方向に回動可能に構成
されており、発光手段１００と受光手段２００と光波距
離計３００とが取り付けられている。
【００４１】次に図４に基づいて、本第１実施例の自動
測量機１０００の電気的構成を説明する。
【００４２】本第１実施例の自動測量機１０００は、レ
ーザーダイオード１１０と、レーザーダイオード駆動部
１１１と、受光部２００と、光波距離計３００と、同期
検出回路５００と、クロック回路６００と、信号処理部
７００と、制御部８００と、回転駆動部９００とから構
成されている。
【００４３】レーザーダイオード１１０とレーザーダイ
オード駆動部１１１とは、発光手段１００を構成するも
ので、レーザーダイオード駆動部１１１が、クロック回
路６００のクロック信号に基づき、レーザーダイオード
１１０を駆動し、レーザー光を発生する様になってい
る。
【００４４】同期検出回路５００は、クロック回路６０
０のクロック信号に基づき、受光部２００の受光信号か
ら反射レーザー光の受光信号を検出するための同期検波
のための回路である。
【００４５】クロック回路６００は、同期検出回路５０
０が同期検波するためのタイミング及びレーザーダイオ
ード駆動部１１１を駆動するタイミングを決定するクロ
ック信号を形成するためのものである。
【００４６】信号処理部７００は、波形整形等の信号処
理を行うためのものである。
【００４７】制御手段８００は、演算処理手段に該当す
るもので、ＣＰＵを含み、全体の制御を司ると共に、角
度の決定等の各種演算等を行うためのものである。
【００４８】信号処理部７００からの処理信号に基づい
て制御手段８００は演算を行い、自動測量機本体１１０
０をプリズム２１００に向ける様にフィードバック制御
を行う。
【００４９】回転駆動部９００は、自動測量機本体１１
００を水平方向に回転させるための制御を行うためのも
のである。
【００５０】ここで、図５に基づいて、自動測量機本体
１１００を水平方向及び鉛直方向に回転させるための機
構を説明する。なお、この機構が回動手段に該当するも
のである。
【００５１】この自動測量機１０００は、図５に示す様
に、固定台４と、この固定台４に取り付けられた基台５
とを備えている。基台５はその平面５ａと固定台４の平
面４ａとのなす角度がレベリングスクリューＳ、Ｓ、Ｓ
によって調整できる様になっている。
【００５２】基台５には、鉛直方向に延びた軸受部６を
有する軸受部材７が固定され、この軸受部材７には鉛直
方向に延びた回転軸８が回転自在に取り付けられてい
る。回転軸８には測量機本体１１００が取り付けられて
いて、回転軸８と共に測量機本体１１００が基台５に対
して水平方向に回転可能に構成されている。測量機本体
１１００には、高低角を微調整するための調整ノブと水
平角を調整するための調整ノブが設けられている。
【００５３】測量機本体１１００は、両方から上方へ膨
出した２つの膨出部５１、５２が形成されており、この
膨出部５１、５２の間の凹部５３には鏡筒４００が配置
されている。この鏡筒４００の側板６１、６２には水平
方向に延びた水平軸６３、６４が設けられており、この
水平軸６３、６４が膨出部６１、６２の側板６５、６６
に軸受６７、６８を介して回転可能に保持されていて鏡
筒部４００が鉛直方向に回転できる様に構成されてい
る。
【００５４】測量機本体１１００の回転は、測量機本体
１１００内に設けたモータ７０によって行なうもので、
このモータ７０は測量機本体１１００の側板７１に取り
付けられている。モータ７０の駆動軸７２にはギア７３
が設けられており、ギア７３は軸受部６に固定された平
歯車７４に噛合している。平歯車７４は回転軸８と同心
状となっている。これにより、モータ７０の駆動によっ
て平歯車７４の回りをギア７３が回転移動していき、測
量機本体１１００が回転軸８と共に回転することにな
る。
【００５５】回転軸８の上部には水平角目盛用目盛板７
５が取り付けられており、その水平角目盛を読む水平角
読取エンコーダ７６が平歯車７４に設けられている。水
平角読取エンコーダ７６は水平角目盛用目盛板７５が微
小角回転する毎にパルスを発生させるためのものであ
る。
【００５６】鏡筒部４００の回転は、膨出部５２に設け
たモータ８０によって行うもので、このモータ８０の駆
動軸８１にはギア８２が設けられており、ギア８２は水
平軸６４に固定した平歯車８３に噛合している。これに
より、モータ８０の駆動によって、平歯車８３が回転し
て水平軸６３、６４が鏡筒部４００と共に回転する。
【００５７】水平軸６３には、高低角目盛用目盛板８４
が取り付けられており、高低角目盛を読む高低角読取用
エンコーダ８５が膨出部５１に設けられている。高低角
読取用エンコーダ８５は、高低角目盛用目盛板８４が微
小角回転する毎にパルスを発生させるためのものであ
る。
【００５８】次に本第１実施例の動作を図６に基づいて
具体的に説明する。
【００５９】初めに、図７に示す様に、自動測量機１０
００を三脚上に配置する。
【００６０】まずステップ１（以下Ｓ１と略する。）
で、電源を投入し、測定を開始する。Ｓ２では、レーザ
ーダイオード駆動部１１１が、クロック回路６００のタ
イミング信号に基づき、レーザーダイオード１１０を駆
動し、シリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状
となる光（上下ファンビーム）が射出される。
【００６１】そしてＳ３では、制御手段８００が回転駆
動部９００を制御駆動し、モータ７０を回転させて測量
機本体１１００を水平方向に回転させる。
【００６２】次にＳ４では、制御手段８００が、ターゲ
ット２０００からの反射光が、受光部２００で検出され
るかを判断する。シリンドリカルレンズ１３０から上下
方向に扇状となる光（上下ファンビーム）が射出されて
いるので、ターゲット２０００のプリズム２１００と相
対する位置になった場合には、プリズム２１００に入射
した光が反射され、反射光が、受光部２００に入射され
る。
【００６３】受光部２００に反射光が入射されると、受
光信号は、信号処理部７００で波形整形等の信号処理が
施された後、制御手段８００に入力される。そして制御
手段８００が、反射光の入力を認識した場合には、Ｓ５
に進み、Ｓ５では、制御手段８００が回転駆動部９００
を制御し、モータ７０の回転を停止させて測量機本体１
１００の回転を中止させ、水平角を決定する。
【００６４】またＳ４で、制御手段８００が、受光部２
００に反射光の入射を認識しない場合には、Ｓ３に戻
り、測量機本体１１００の水平方向の回転を継続させ
る。
【００６５】Ｓ５で、測量機本体１１００の回転を中止
させた後、Ｓ６に進む。Ｓ６では、制御手段８００が光
波距離計３００を駆動させる。そしてＳ７では、制御手
段８００が回転駆動部９００を制御駆動し、モータ８０
を回転させて鏡筒４００を鉛直方向に回転させる。
【００６６】次にＳ８では、制御手段８００が、光波距
離計３００で反射光検出が行われたか否かを判断する。
そしてＳ８で反射光の検出を認識した場合には、Ｓ９に
進み、Ｓ９では、制御手段８００が回転駆動部９００を
制御し、モータ８０の回転を停止させて鏡筒４００の回
転を中止させる。
【００６７】そして、図９に示す様に、光波距離計３０
０の反射光量とエンコーダ８５に基づく角度位置から重
心を演算し、この重心位置から高度角を検出する。
【００６８】なおＳ８で、光波距離計３００の反射光検
出が認められない場合には、Ｓ７に戻り、鏡筒４００の
鉛直方向の回転を継続させる。
【００６９】Ｓ５で水平角を、Ｓ９で鉛直角を決定した
後、Ｓ１０に進み、シリンドリカルレンズ１３０を切り
替えて外し、ポインタービームを出力させる。そしてＳ
１１で、光波距離計３００による測距を行う。
【００７０】ポインタービームは、ターゲット２０００
のターゲット板２２００の中心に投射され、測量機本体
１１００がプリズム２１００に相対したことが判る。
【００７１】以上の様に構成された本第１実施例は、自
動的に自動測量機１０００をターゲット２０００のプリ
ズム２１００に向けるて位置決めすることができる。
【００７２】なお、光波距離計３００は、自動測量機１
０００に初めから装備されていてもよいが、従来の光波
距離計３００に対して、本第１実施例の構成を付加させ
るタイプのものであってもよい。
【００７３】また本第１実施例は、本発明の位置検出装
置を自動測量機１０００に応用したものであるが、自動
測量機１０００に限ることなく、何れの測量装置に応用
することができる。
【００７４】更に、光波距離計３００の光ビームは、５
分から７分程度の広がりを有するので、更に、光波距離
計３００の光ビームを利用して、上述した原理により、
正確な位置決めを行うこともできる。
【００７５】「第２実施例」
【００７６】本発明の第２実施例を図面に基づいて説明
する。
【００７７】図２（ａ）は、本第２実施例の自動測量機
１０００を示す斜視図であり、自動測量機１０００は、
自動測量機本体１１００と、発光手段１００と、第１の
受光部２００Ａと、第２の受光部２００Ｂと、光波距離
計３００と、鏡筒４００とから構成されている。
【００７８】本第２実施例では、光波距離計３００と視
準望遠鏡が同軸に構成されている。
【００７９】発光手段１００は、図２（ｂ）に示すター
ゲット２０００のプリズム２１００に向けて光を照射さ
せるためのものである。本実施例の発光手段１００は、
上述した「原理」で説明した様に、「上下方向に扇状と
なる光」を照射させるものであれば、何れのものを使用
することができる。
【００８０】受光手段２００は、ターゲット２０００の
プリズム２１００で反射された反射光を受光するための
ものである。反射光を電気信号に変換することのできる
素子であれば、何れの素子を利用することができる。
【００８１】本第２実施例の受光手段２００は、図３
（ａ）及び図３（ｂ）に示す様に、発光手段１００を挟
んで１対配置されている。即ち、受光手段２００は、第
１の受光部２００Ａと第２の受光部２００Ｂとから構成
されている。
【００８２】ここで、図３（ａ）に示す様に、自動測量
機本体１１００が反時計回りに回転した場合のプリズム
２１００からの受光状態を示し、図３（ｂ）は同様に反
時計回りした場合の不要反射面からの受光状態を示して
いる。
【００８３】再帰反射部材であるプリズム２１００で反
射された反射光は、第２の受光手段２００Ｂより先に第
１の受光手段２００Ａに入射する。
【００８４】図３（ｂ）の様な不要反射面、例えば、相
対するミラー等で反射された場合には、先に第２の受光
手段２００Ｂに入射する。
【００８５】自動測量機本体１０００が時計回りをした
場合、プリズム２１００で反射された反射光は、先に第
２の受光部２００Ｂに入射し、不要反射面で反射された
反射光は、先に第１の受光部２００Ａに入射する。
【００８６】従って反射光が、第１の受光部２００Ａ及
び第２の受光部２００Ｂのどちらが先に入射したことを
認識することにより、不要反射を識別することができ
る。
【００８７】次に図９に基づいて、本第２実施例の自動
測量機１０００の電気的構成を説明する。
【００８８】本第２実施例の自動測量機１０００は、レ
ーザーダイオード１１０と、レーザーダイオード駆動部
１１１と、第１の受光部２００Ａと第２の受光部２００
Ｂと、光波距離計３００と、同期検出回路５００と、ク
ロック回路６００と、信号処理部７００と、制御部８０
０と、回転駆動部９００とから構成されている。
【００８９】レーザーダイオード１１０とレーザーダイ
オード駆動部１１１とは、発光手段１００を構成するも
ので、レーザーダイオード駆動部１１１が、クロック回
路６００のクロック信号に基づき、レーザーダイオード
１１０を駆動し、レーザー光を発生する様になってい
る。
【００９０】同期検出回路５００は、クロック回路６０
０のクロック信号に基づき、第１の受光部２００Ａと第
２の受光部２００Ｂの受光信号から反射レーザー光の受
光信号を検出するための同期検波のための回路である。
【００９１】クロック回路６００は、同期検出回路５０
０が同期検波するためのタイミング及びレーザーダイオ
ード駆動部１１１を駆動するタイミングを決定するクロ
ック信号を形成するためのものである。
【００９２】信号処理部７００は、第１の受光部２００
Ａと第２の受光部２００Ｂの差を取ると共に、波形整形
等の信号処理を行うためのものである。
【００９３】制御手段８００は、演算処理手段に該当す
るもので、ＣＰＵを含み、全体の制御を司ると共に、角
度の決定等の各種演算等を行うためのものである。
【００９４】信号処理部７００からの処理信号に基づい
て制御手段８００は演算を行い、自動測量機本体１１０
０をプリズム２１００に向ける様にフィードバック制御
を行う。
【００９５】回転駆動部９００は、自動測量機本体１１
００を水平方向に回転させるための制御を行うためのも
のである。
【００９６】次に本第２実施例の動作を図１０に基づい
て具体的に説明する。
【００９７】初めに、図７に示す様に、自動測量機１０
００を三脚上に配置する。
【００９８】まずステップ１（以下Ｓ１と略する。）
で、電源を投入し、測定を開始する。Ｓ２では、レーザ
ーダイオード駆動部１１１が、クロック回路６００のタ
イミング信号に基づき、レーザーダイオード１１０を駆
動し、シリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状
となる光（上下ファンビーム）が射出される。
【００９９】そしてＳ３では、制御手段８００が回転駆
動部９００を制御駆動し、モータ７０を回転させて測量
機本体１１００を水平方向に回転させる。
【０１００】次にＳ４では、制御手段８００が、ターゲ
ット２０００からの反射光が、第１の受光部２００Ａか
又は第２の受光部２００Ｂで検出されるかを判断する。
シリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状となる
光（上下ファンビーム）が射出されているので、ターゲ
ット２０００のプリズム２１００と相対する位置になる
までフィードバック制御される。
【０１０１】第１の受光部２００Ａか又は第２の受光部
２００Ｂに反射光が入射されると、受光信号は、信号処
理部７００で波形整形等の信号処理が施された後、制御
手段８００に入力される。そして制御手段８００が、反
射光の入力をターゲットからの反射光であると認識した
場合には、Ｓ５に進み、Ｓ５では、制御手段８００が回
転駆動部９００を制御し、モータ７０の回転を停止させ
て測量機本体１１００の回転を中止させ、水平角を決定
する。なお、不要反射であると判断した場合には、Ｓ５
に進まず回転を継続する。
【０１０２】またＳ４で、制御手段８００が、反射光の
入射を認識しない場合には、Ｓ３に戻り、測量機本体１
１００の水平方向の回転を継続させる。
【０１０３】Ｓ５で、測量機本体１１００の回転を中止
させた後、Ｓ６に進む。Ｓ６では、制御手段８００が光
波距離計３００を駆動させる。そしてＳ７では、制御手
段８００が回転駆動部９００を制御駆動し、モータ８０
を回転させて鏡筒４００を鉛直方向に回転させる。
【０１０４】次にＳ８では、制御手段８００が、光波距
離計３００で反射光検出が行われたか否かを判断する。
そしてＳ８で反射光の検出を認識した場合には、Ｓ９に
進み、Ｓ９では、制御手段８００が回転駆動部９００を
制御し、モータ８０の回転を停止させて鏡筒４００の回
転を中止させる。
【０１０５】そして、図８に示す様に、光波距離計３０
０の反射光量とエンコーダ８５に基づく角度位置から重
心を演算し、この重心位置から高度角を検出する。
【０１０６】なおＳ８で、光波距離計３００の反射光検
出が認められない場合には、Ｓ７に戻り、鏡筒４００の
鉛直方向の回転を継続させる。
【０１０７】Ｓ５で水平角を、Ｓ９で鉛直角を決定した
後、Ｓ１０に進み、シリンドリカルレンズ１３０を切り
替えて外し、ポインタービームを出力させる。そしてＳ
１１で、光波距離計３００による測距を行う。
【０１０８】ポインタービームは、ターゲット２０００
のターゲット板２２００の中心に投射され、測量機本体
１１００がプリズム２１００に相対したことが判る。
【０１０９】以上の様に構成された本第２実施例は、自
動的に自動測量機１０００をターゲット２０００のプリ
ズム２１００に向けて位置決めすることができる。
【０１１０】なお、本第２実施例のその他の構成、作用
は、第１実施例と同様であるから説明を省略する。
【０１１１】「第３実施例」
【０１１２】本発明の第３実施例を説明する。
【０１１３】上述の第１実施例又は第２実施例は、「上
下方向に扇状となる光」をターゲット２０００に向けて
照射し、この反射光から水平角を決定し、鉛直角は、光
波距離計の光を利用し、光波距離計の反射光の重心位置
を利用して鉛直角を求めていた。
【０１１４】本第３実施例は、光波距離計の光を利用せ
ず、第１実施例及び第２実施例の水平角を決定する方法
を鉛直角に応用したものである。
【０１１５】次に図１１に基づいて、本第３実施例の自
動測量機１０００の電気的構成を説明する。
【０１１６】本第３実施例は、第１レーザーダイオード
１１０と、第２のレーザーダイオード１１５と、第１の
レーザーダイオード駆動部１１１と、第２のレーザーダ
イオード駆動部１１６と、第１の受光部２００Ａと第２
の受光部２００Ｂと、第３の受光部２００Ｃと第４の受
光部２００Ｄと、光波距離計３００と、同期検出回路５
００と、クロック回路６００と、信号処理部７００と、
制御部８００と、回転駆動部９００とから構成されてい
る。
【０１１７】第１レーザーダイオード１１０は、第１の
実施例と同様に、「上下方向に扇状となる光」を照射さ
せる第１の発光手段１００の構成の一つであって、第１
のシリンドリカルレンズ１３０により、「上下方向に扇
状となる光」を射出する様に構成されている。
【０１１８】第２レーザーダイオード１１５は、「水平
方向に扇状となる光」を照射させる第２の発光手段１１
９の構成の一つであって、第２のシリンドリカルレンズ
１３９により、「水平方向に扇状となる光」を射出する
様に構成されている。
【０１１９】即ち第２の発光手段１１９は、第１の発光
手段１００を９０度回転させて配置し、「水平方向に扇
状となる光」を射出させるものである。
【０１２０】第１の受光部２００Ａと第２の受光部２０
０Ｂは、第１の実施例と同様に、第１の発光手段１００
の第１レーザーダイオード１１０から射出された「上下
方向に扇状となる光」の反射光を受光するためのもので
ある。
【０１２１】第３の受光部２００Ｃと第４の受光部２０
０Ｄは、第２の発光手段１０９の第２レーザーダイオー
ド１１５から射出された「水平方向に扇状となる光」の
反射光を受光するためのものである。
【０１２２】第１のレーザーダイオード駆動部１１１
は、第１実施例と同様に、第１レーザーダイオード１１
０を駆動して、「上下方向に扇状となる光」を射出させ
るためのものである。
【０１２３】第２のレーザーダイオード駆動部１１６
は、第２レーザーダイオード１１５を駆動して、「水平
方向に扇状となる光」を射出させるためのものである。
【０１２４】以上の様に構成された第３実施例の自動測
量機１０００の動作を図１２に基づいて具体的に説明す
る。
【０１２５】まずステップ１（以下Ｓ１と略する。）
で、電源を投入し、測定を開始する。Ｓ２では、第１の
レーザーダイオード駆動部１１１が、クロック回路６０
０のタイミング信号に基づき、第１レーザーダイオード
１１０を駆動し、第１のシリンドリカルレンズ１３０か
ら上下方向に扇状となる光（上下ファンビーム）が射出
される。
【０１２６】そしてＳ３では、制御手段８００が回転駆
動部９００を制御駆動し、モータ７０を回転させて測量
機本体１１００を水平方向に回転させる。
【０１２７】次にＳ４では、制御手段８００が、ターゲ
ット２０００からの反射光が、第１の受光部２００Ａか
又は第２の受光部２００Ｂで検出されるかを判断する。
第１のシリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状
となる光（上下ファンビーム）が射出されているので、
ターゲット２０００のプリズム２１００と相対する位置
になるまでフィードバック制御される。
【０１２８】第１の受光部２００Ａか又は第２の受光部
２００Ｂに反射光が入射されると、受光信号は、信号処
理部７００で波形整形等の信号処理が施された後、制御
手段８００に入力される。そして制御手段８００が、反
射光の入力をターゲット２０００からの反射光であると
認識した場合には、Ｓ５に進み、Ｓ５では、制御手段８
００が回転駆動部９００を制御し、モータ７０の回転を
停止させて測量機本体１１００の回転を中止させ、水平
角を決定する。なお、第２の受光部２００Ｂに反射光が
入射された場合には、不要反射であると判断し、Ｓ５に
進まず回転を継続する。
【０１２９】またＳ４で、制御手段８００が、反射光の
入射を認識しない場合には、Ｓ３に戻り、測量機本体１
１００の水平方向の回転を継続させる。
【０１３０】Ｓ５で、測量機本体１１００の回転を中止
させた後、Ｓ６に進む。Ｓ６では、第２のレーザーダイ
オード駆動部１１６が、クロック回路６００のタイミン
グ信号に基づき、第２レーザーダイオード１１５を駆動
し、第２のシリンドリカルレンズ１３９から水平方向に
扇状となる光（水平ファンビーム）が射出される。
【０１３１】そしてＳ７では、制御手段８００が回転駆
動部９００を制御駆動し、モータ８０を回転させて鏡筒
４００を鉛直方向に回転させる。
【０１３２】次にＳ８では、制御手段８００が、ターゲ
ット２０００からの反射光が、第３の受光部２００Ｃか
又は第４の受光部２００Ｄで検出されるかを判断する。
第２のシリンドリカルレンズ１３９から水平方向に扇状
となる光（水平ファンビーム）が射出されているので、
ターゲット２０００のプリズム２１００と相対する位置
になるまでフィードバック制御する。
【０１３３】第３の受光部２００Ｃか又は第４の受光部
２００Ｄに反射光が入射されると、受光信号は、信号処
理部７００で波形整形等の信号処理が施された後、制御
手段８００に入力される。そして制御手段８００が、反
射光の入力をターゲット２０００からの反射光であると
認識した場合には、Ｓ９に進み、Ｓ９では、制御手段８
００が回転駆動部９００を制御し、モータ８０の回転を
停止させて鏡筒４００の鉛直方向の回転を中止させ、高
度角を決定する。不要反射であると判断した場合には、
Ｓ９に進まず回転を継続する。
【０１３４】またＳ８で、制御手段８００が、反射光の
入射を認識しない場合には、Ｓ７に戻り、鏡筒４００の
鉛直方向の回転を継続させる。
【０１３５】Ｓ５で水平角を、Ｓ９で鉛直角を決定した
後、Ｓ１０に進み、シリンドリカルレンズ１３０を切り
替えて外し、ポインタービームを出力させる。そしてＳ
１１で、光波距離計３００による測距を行う。
【０１３６】ポインタービームは、ターゲット２０００
のターゲット板２２００の中心に投射され、測量機本体
１１００がプリズム２１００に相対したことが判る。
【０１３７】以上の様に構成された本第３実施例は、自
動的に自動測量機１０００をターゲット２０００のプリ
ズム２１００に向けて位置決めすることができる。
【０１３８】なお本第３実施例のその他の構成、作用等
は、第１実施例及び第２実施例と同様であるから、説明
を省略する。
【０１３９】また、第２レーザーダイオード１１５を使
用する代わりに、シリンドリカルレンズ１３０を機械的
に９０度回転する、又は、シリンドリカルレンズ１３０
を切り換えて、水平方向に扇状となる光を構成しても同
様である。
【０１４０】
【効果】以上の様に構成された本発明は、音響光学素子
に比べ、扇状となる光によってターゲットを走査するた
め、広範囲の走査を迅速に行うことができると共に、発
熱量が少なく省電力化を図ることができる上、高価な音
響光学素子を使用しないので、コストダウンが可能とな
るという効果がある。
【０１４１】更に音響光学素子を使用しないので、偏向
角に限界がなく、容易に走査範囲を広げることができる
という卓越した効果がある。
【０１４２】そして、光波距離計を有する測量機と組み
合わせた場合には、よりコストダウンをした安価で精度
の高い自動測量機が提供できる。
【０１４３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の自動測量機１０００とタ
ーゲット２０００を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２実施例の自動測量機１０００とタ
ーゲット２０００を示す斜視図である。
【図３（ａ）】受光手段２００を説明する図である。
【図３（ｂ）】受光手段２００を説明する図である。
【図４】本第１実施例の自動測量機１０００の電気的構
成を説明する図である。
【図５】本第１実施例の回動手段を説明する図である。
【図６】本第１実施例の動作を説明する図である。
【図７】自動測量機１０００とターゲット２０００との
位置関係を説明する図である。
【図８】光波距離計３００の反射光量の重心を演算し、
この重心位置から高度角を検出することを説明する図で
ある。
【図９】本第２実施例の自動測量機１０００の電気的構
成を説明する図である。
【図１０】本第２実施例の動作を説明する図である。
【図１１】本第３実施例の自動測量機１０００の電気的
構成を説明する図である。
【図１２】本第３実施例の動作を説明する図である。
【図１３（ａ）】本発明の原理を説明する図である。
【図１３（ｂ）】本発明の原理を説明する図である。
【図１４】光波距離計を説明する図である。
【図１５】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１０００ 第１実施例の自動測量機 １１００ 自動測量機本体 １０００ 第２実施例の自動測量機 １０００ 第３実施例の自動測量機 ２０００ ターゲット ２１００ プリズム ２２００ ターゲット板 １００ 発光手段 １１０ レーザーダイオード １１５ 第２レーザーダイオード １１１ レーザーダイオード駆動部 １１６ 第２のレーザーダイオード駆動部 １１９ 第２の発光手段 １２０ コリメートレンズ １３０ シリンドリカルレンズ １３９ 第２のシリンドリカルレンズ ２００ 受光手段 ２００Ａ 第１の受光部 ２００Ｂ 第２の受光部 ２００Ｃ 第３の受光部 ２００Ｄ 第４の受光部 ３００ 光波距離計 ４００ 鏡筒 ５００ 同期検出回路 ６００ クロック回路 ７００ 信号処理部 ８００ 制御部 ９００ 回転駆動部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上下方向に扇状となる光をターゲットに
    対して照射するための発光手段と、該ターゲットからの
    反射光を受光するための受光手段と、少なくとも前記発
    光手段と該受光手段とを備えた部分を水平方向に回動さ
    せるための回動手段と、この受光手段の受光信号に基づ
    き、前記ターゲットの位置を検出するための演算処理手
    段とから構成された位置検出測量機。
  2. 【請求項２】 上下方向に扇状となる光と、水平方向に
    扇状となる光とをターゲットに対して照射するための発
    光手段と、該ターゲットからの反射光を受光するための
    受光手段と、少なくとも前記発光手段と該受光手段とを
    備えた部分を水平方向及び鉛直方向に回動させるための
    回動手段と、上下方向に扇状となる光による反射光の受
    光信号に基づき、前記ターゲットとの水平角を検出する
    と共に、水平方向に扇状となる光による反射光の受光信
    号に基づき、前記ターゲットとの高度角を検出するため
    の演算処理手段とからなる位置検出測量機。
  3. 【請求項３】 上下方向に扇状となる光をターゲットに
    対して照射するための発光手段と、該ターゲットからの
    反射光を受光するための受光手段と、前記ターゲットま
    での距離を測定するための距離測定手段と、少なくとも
    前記発光手段と前記受光手段と該距離測定手段とを備え
    た部分を水平方向及び鉛直方向に回動させるための回動
    手段と、前記受光手段の受光信号に基づき、前記ターゲ
    ットとの水平角を検出すると共に、前記距離測定手段の
    測定信号に基づき、前記ターゲットとの高度角を検出す
    るための演算処理手段とからなる位置検出測量機。
  4. 【請求項４】 上下方向に扇状となる光と、水平方向に
    扇状となる光とをターゲットに対して照射するための発
    光手段と、該ターゲットからの反射光を受光するための
    受光手段と、前記ターゲットまでの距離を測定するため
    の距離測定手段と、少なくとも前記発光手段と該受光手
    段と該距離測定手段とを備えた部分を水平方向及び鉛直
    方向に回動させるための回動手段と、上下方向に扇状と
    なる光による反射光の受光信号に基づき、前記ターゲッ
    トとの水平角を検出すると共に、水平方向に扇状となる
    光による反射光の受光信号に基づき、前記ターゲットと
    の高度角を検出するための演算処理手段とからなる位置
    検出測量機。
  5. 【請求項５】 演算処理手段は、前記距離測定手段の測
    定信号の重心位置を演算することにより、前記ターゲッ
    トとの高度角及び水平角を検出する請求項３又は４項記
    載の位置検出測量機。
  6. 【請求項６】 前記受光手段は、前記発光手段を挟ん
    で、１対配置されている請求項１〜５記載の何れか１つ
    である位置検出測量機。
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