JPWO2010047146A1 - 視準アシスト装置を備えた手動式測量機 - Google Patents

Abstract

【課題】楽に視準操作を行えるとともに高精度の測定を短時間に行えるようにした手動式測量機を提供する。【解決手段】測定点に設置したターゲットに向けて視準軸（Ｏ）に沿って視準光（Ｒ）を出射する視準光送光系と、視準望遠鏡（３）の視野内に捉えた情景の画像を得るエリアセンサ（８０）と、画像を表示する表示部（４８）と、ターゲットで反射してきた視準光をエリアセンサで受光することによりターゲットを検出する視準光検出部（８２）と、視準軸から所定偏差内で距離測定可能なエリア（９４）及びターゲットを示す記号を表示部にアニメ画像として表示させ、視準望遠鏡の手動操作により、ターゲットを距離測定可能なエリア内に捉えらたときに視準完了と判断して測距測角を行うとともに、測角値をターゲットの視準軸からの偏差に応じて補正する演算制御部（４６）とを有する視準アシスト装置（７０）を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、手動式測量機（主にトータルステーション）の視準操作を容易にする視準アシスト装置を備えた手動式測量機に関する。トータルステーションとは、光波による測距部、測角部、視準望遠鏡部及び整準部を備えていて、測点までの距離及び方位角を計測するものである。

前記手動式測量機では、測定の際にプリズム等のターゲットが視準軸上に位置するようにする視準操作が必要である。視準操作とは、視準望遠鏡を上下左右に回転させてターゲットに向け、視準望遠鏡の視野内にターゲットを捉え、さらに測量機に設けられた粗微動機構により、視準望遠鏡の視野内に見える十字線の中心（視準軸）にターゲットを一致させることである。

ところで、上記手動式測量機では、観測者の熟練等に応じた視準誤差があり、不慣れな観測者の場合、せっかくの高精度の測量機を用いても、誤差の多い測定しかできないという問題があった。また、陽炎等の揺らぎが多い大気中では、熟練した観測者であっても正確な視準が困難で、誤差の多い測定しかできないという問題もあった。

このような問題を解決するため、下記特許文献１では、ターゲットの視準がいくらか不完全でも正確な測角値を得ることができる測量機が提案されている。この測量機について、図４に基づいて説明する。

この測量機の視準望遠鏡３は、視準軸Ｏ上に対物レンズ１１、合焦レンズ１４、焦点板１５、接眼レンズ１２を備える。焦点板１５には十字線が描かれており、観測者は接眼レンズ１２を覗いて手動視準を行うことができる。
また、この測量機は、視準軸Ｏに沿って赤外線のレーザ光Ｐを送光するため、レーザダイオード１７、集光レンズ１８、リレーレンズ１９、ビームスプリッタ２０、ダイクロイックミラー１３を備えている。さらに、この測量機は、プリズム等のターゲット２３で反射してきたレーザ光を受光するため、ダイクロイックミラー１３、ビームスプリッタ２０、フィルタ２１、ＣＣＤエリアセンサ等の受光素子２２を備えている。

正確に視準軸Ｏ上にターゲット２３が位置する場合は、ターゲット２３で反射したレーザ光Ｐは、視準軸Ｏに沿って戻ってきて、受光素子２２の中心Ｃ上にターゲット２３が結像するようになっている。このときは、図示しない測角部で測定された測角値（鉛直角、水平角）は、正確である。

一方、ターゲット２３を正確に視準できてなくて、視準軸Ｏの方向からターゲット２３の方向が水平角偏差ΔＨを有している場合、測角部で測定された測角値は、不正確である。しかし、受光素子２２上でのターゲット２３の結像位置の受光素子２２の中心Ｃからの水平方向偏差Δｈにより、水平角偏差ΔＨを算出することができる。すると、測角部から得られた水平角Ｈに水平角偏差ΔＨを所定の関数に代入して加減算補正することにより、正確な水平角を得ることができる。正確な鉛直角も同様に得ることができる。

したがって、この測量機は、いくらか不完全な視準でも正確な測角値を得ることができ、しかも測定に要する時間を短縮できるという効果を奏する。

別の公知技術の例としては、下記特許文献２に、自動視準装置に視準望遠鏡と広角デジタルカメラが設けられていて、まず広角デジタルカメラでターゲットを視準軸付近に捕捉した後に、撮像装置（エリアセンサ）と視準望遠鏡への切換えを行い、ターゲットを正確に自動視準するものも開示されている。
特許第３７４８１１２号 特開２００７−２１２２９号

しかしながら、前記特許文献１に開示された測量機では、測定の度に視準望遠鏡３を片目で覗くことが観測者に疲労を与え、視準操作が楽ではないという問題が残っている。

一方、前記特許文献２に開示された自動視準式測量機では、視準望遠鏡を片目で覗く必要がなく、不慣れな観測者でも楽に高精度の測定が可能になるが、視準望遠鏡の視野内にターゲットを捕捉し、さらに視準完了までに時間がかかり、手動式測量機に比べて測定に要する時間がかかるという問題があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、楽に視準操作を行えるとともに高精度の測定を短時間に行えるようにした手動式測量機を提供することを課題とする。

前記課題を達成するために、請求項１に係る発明の手動式測量機では、測定点に設置したターゲットに向けて視準軸に沿って視準光を出射する視準光送光系と、視準望遠鏡の視野内に捉えた情景の画像を得るエリアセンサと、画像を表示する表示部と、前記ターゲットで反射してきた視準光を前記エリアセンサで受光することにより前記ターゲットを検出する視準光検出部と、前記視準軸から所定偏差内を示すエリア及び前記ターゲットを示す記号を前記表示部にアニメ画像として表示し、前記視準望遠鏡の手動操作により、前記ターゲットが前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に捉えられたときに視準完了と判断して測角操作を行うとともに、前記ターゲットの前記視準軸からの偏差に応じて測角値を補正する演算制御部とを有する視準アシスト装置を備えた。

請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記アニメ画像は、前記視準軸に近づくにつれて、前記視準軸からの偏差が拡大して表示されるようにした。

請求項３に係る発明では、請求項１又は２に係る発明において、前記ターゲットを示す記号は、前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に入ると、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるようにされた。

請求項４に係る発明では、請求項１、２又は３に係る発明において、前記ターゲットを示す記号は、前記ターゲットが前記視準望遠鏡の視野外に出ると、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるとともに、前記視準望遠鏡を戻す方向を示すようにされた。

請求項５に係る発明では、請求項１、２、３又は４に係る発明において、前記ターゲットを示す記号は、前記ターゲットから反射してくる視準光が弱過ぎるとき又は強過ぎるときは、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるようにされた。

請求項６に係る発明では、請求項１、２、３、４又は５に係る発明において、広角デジタルカメラを備え、前記演算制御部は、最初に前記広角デジタルカメラから得られた画像を前記表示部に表示させ、かつ前記視準望遠鏡の視野を前記表示部に表示させ、前記ターゲットが前記視準望遠鏡の視野内に捉えられたと判断したときに、前記広角デジタルカメラから得られた画像から前記アニメ画像へと切換えるようにした。

請求項７に係る発明では、請求項１、２、３、４、５又は６に係る発明において、前記視準望遠鏡の光学系に測距部を備え、前記視準軸から所定偏差内を示すエリアが前記測距部による距離測定が可能になるエリアにより定められた。

請求項８に係る発明では、請求項７に係る発明において、前記ターゲットを示す記号が前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に入ったとき、自動的に距離測定を行うことができるようにした。

請求項９に係る発明では、請求項１から８のいずれかに係る発明において、前記ターゲットを視準軸上に位置させるために、前記表示部に視準望遠鏡の回転方向を示すイラストが表示されるようにした。

請求項１０に係る発明では、請求項９に係る発明において、前記視準望遠鏡の回転方向を示すイラストは、視準望遠鏡のイラストと視準望遠鏡の回転方向を示す矢印、または、微動ねじのイラストと微動ねじの回転方向を示す矢印とした。

請求項１に係る発明では、測定点に設置したターゲットに向けて視準軸に沿って視準光を出射する視準光送光系と、視準望遠鏡の視野内に捉えた情景の画像を得るエリアセンサと、画像を表示する表示部と、前記ターゲットで反射してきた視準光を前記エリアセンサで受光することにより前記ターゲットを検出する視準光検出部と、前記視準軸から所定偏差内を示すエリア及び前記ターゲットを示す記号を前記表示部にアニメ画像として表示し、前記視準望遠鏡の手動操作により、前記ターゲットが前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に捉えられたときに視準完了と判断して測角操作を行うとともに、前記ターゲットの前記視準軸からの偏差に応じて測角値を補正する演算制御部とを有する視準アシスト装置を備えたから、観測者が表示部のアニメ画像を両目で見ながらターゲットを視準できるとともに、いくらか不完全な視準でもよく、楽な視準操作で高精度の角度測定を迅速に行える。

請求項２に係る発明では、さらに、前記アニメ画像は、前記視準軸に近づくにつれて、前記視準軸からの偏差が拡大して表示されるようにしたから、いっそう視準操作が楽である。

請求項３に係る発明では、さらに、前記ターゲットを示す記号は、前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に入ると、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるようにされたから、視準完了が分かり、いっそう視準操作が楽である。

請求項４に係る発明では、さらに、前記ターゲットを示す記号は、前記ターゲットが前記視準望遠鏡の視野外に出ると、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるとともに、前記視準望遠鏡を戻す方向を示すようにされたから、ターゲットが視準望遠鏡の視野外に出たことが直ぐに分かり、即座にターゲットを視準望遠鏡の視野内に戻す操作ができ、いっそう視準操作が楽である。

請求項５に係る発明では、さらに、前記ターゲットを示す記号は、前記ターゲットから反射してくる視準光が弱過ぎるとき又は強過ぎるときには、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるようにされたから、充分な精度の測定ができないことを予め知ることができる。

請求項６に係る発明では、さらに、前記視準望遠鏡の光学系とは別の広角デジタルカメラを備え、前記演算制御部は、最初に前記広角デジタルカメラから得られた画像を前記表示部に表示させ、かつ前記視準望遠鏡の視野を前記表示部に表示させ、前記ターゲットが前記視準望遠鏡の視野内に捉えられたと判断したときに、前記広角デジタルカメラから得られた画像から前記アニメ画像へと切換えるようにしたから、ターゲットを迅速に視準望遠鏡の視野内に捉えることができ、いっそう視準操作が楽で、しかも迅速な測定が可能になる。

請求項７に係る発明では、さらに、前記視準望遠鏡の光学系に測距部を備え、前記視準軸から所定偏差内を示すエリアが前記測距部による距離測定が可能になるエリアにより定められたから、楽な視準操作で高精度の距離測定も迅速に行える。

請求項８に係る発明では、さらに、前記ターゲットを示す記号が前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に入ったとき、自動的に距離測定を行うので、なおいっそう視準操作が楽で、しかも迅速な測定が可能になる。

請求項９に係る発明では、さらに、ターゲットを視準軸上に位置させるために、前記表示部に視準望遠鏡の回転方向を示すイラストが表示されるようにしたから、初心者でも視準望遠鏡を回転させる方向を誤ることがなくなり、視準操作がいっそう楽になる。

請求項１０に係る発明では、さらに、視準望遠鏡の回転方向を示すイラストは、視準望遠鏡のイラストと視準望遠鏡の回転方向を示す矢印、または、微動ねじのイラストと微動ねじの回転方向を示す矢印としたから、初心者でも常に適切な視準操作ができる。

本発明の第１実施例に係る測量機のブロック図である。 図２は、前記測量機の表示部に広角デジタルカメラで捉えた画像が表示された状態を示す図である。 図３は、前記表示部に視準操作を容易にするためのアニメ画像が表示された状態を示す図である。 従来の測量機の光路図である。 本発明の第２実施例に係る測量機の表示部に視準操作を容易にするためのアニメ画像が表示された状態を示す図である。

３ 視準望遠鏡
３０ 測距部
４６ 演算制御部
４８ 表示部
６０ 広角デジタルカメラ
７０ 視準アシスト装置
８０ エリアセンサ
８４ ターゲット
８８ 視準望遠鏡の視野
９０ 視準軸を示す点
９２ ターゲットを示す記号
９４ 距離測定可能なエリア
Ｏ 視準軸

以下、本発明の第１実施例に係る手動式測量機（以下、単に測量機と記載する。）として、トータルステーションを例にして、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この測量機のブロック図である。図２は、表示部に広角デジタルカメラで捉えた画像が表示された状態を示す図である。図３は、表示部に手動視準を容易にするためのアニメ画像が表示された状態を示す図である。

図１に示したように、この測量機は、手動視準のための視準望遠鏡３として、視準軸Ｏ上に対物レンズ１１、合焦レンズ１４、正立プリズム１６と、焦点板１５、接眼レンズ１２とを備える。観測者は、接眼レンズ１２を覗いて手動視準を行うことができる。

また、この測量機は、図示しないターゲットまでの距離を測定するため測距部３０として、赤外線レーザ光の測距光Ｌを出射する発光ダイオード等の発光素子３２と、この測距光Ｌを視準軸Ｏに沿って送光するための集光レンズ３４及びハーフミラー３６、ミラー３８からなる測距光送光系と、ターゲットから反射してくる測距光Ｌを選択して反射させるダイクロイックミラー４０と、ダイクロイックミラー４０で反射した測距光Ｌを受光するホトダイオード等の受光素子４２とからなる測距光受光系と、発光素子３２の発光を制御するとともに受光素子４２からの電気信号によりターゲットまでの距離を算出する距離検出部（測距ＣＰＵ）４４とを備える。

発光素子３２から出射された測距光Ｌは、集光レンズ３４、ハーフミラー３６、ミラー３８、対物レンズ１１を経て、ターゲットに向けて送光される。そして、ターゲットで反射された測距光Ｌは、今来た光路を逆進して、ダイクロイックミラー４０に入射する。ダイクロイックミラー４０は、測距光Ｌのみを選択して反射するので、測距光Ｌのみが受光素子４２に入射する。受光素子４２は、測距光Ｌを電気信号にして、距離検出部４４に送る。距離検出部４４は、測距光Ｌを変調するための変調信号を発光素子３２へ送っており、発光素子３２へ送った変調信号と受光素子４２から送られてきた電気信号の位相差から、ターゲットまでの距離を算出し、この距離を演算制御部（メインＣＰＵ）４６に送る。演算制御部４６は、測定した距離を表示部４８に表示する。

演算制御部４６には、鉛直測角部（鉛直エンコーダ）５０及び水平測角部（水平エンコーダ）５２から鉛直角及び水平角も送られてきている。演算制御部４６は、受け取った鉛直角及び水平角も表示部４８に表示する。演算制御部４６には、記憶部５４と通信部５６も接続されており、測定値等を記憶部５４に記憶したり、通信部５６を介して図示しない外部機器と送受信したりできるようにもなっている。

以上に説明したことは、従来のトータルステーションと同じであるが、この測量機は、さらに広角デジタルカメラ６０と視準アシスト装置７０とを備える。

広角デジタルカメラ６０は、対物レンズ６２、合焦レンズ６４及びＣＣＤエリアセンサ等のエリアセンサ６６とからなり、視準軸Ｏと平行な光軸Ｏ１を有している。そして、エリアセンサ６６の受光面の中心は、光軸Ｏ１上に位置させてある。エリアセンサ６６で得られた画像は、演算制御部４６に送られ、さらに表示部４８に送られ、図２に示したように表示される。この広角デジタル画像には、視準軸Ｏを示すために十字線８６と、視準望遠鏡３の視野８８も表示される。視準望遠鏡３の十字線８６の中心８６ｃが視準軸Ｏを示す。

広角デジタルカメラ６０の光軸Ｏ１は視準軸Ｏからオフセットされているので、演算制御部４６は、このオフセットを考慮して十字線８６を表示部４８に表示する。広角デジタルカメラ６０がオートフォーカス機能を有している場合は、その光学系のフォーカス位置からターゲット８４までの距離を推測し、この距離も考慮して十字線８６を表示部４８に表示する。もちろん、広角デジタルカメラ６０から得た画像の十字線８６を概略視準するのであるから、単に広角デジタルカメラ６０の光軸Ｏ１に一致させて十字線８６を表示してもよいし、十字線８６を表示しなくてもよい。

従って、観測者は、表示部４８に表示された画像を見ながら、ターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８内に捉えるように視準望遠鏡３を回転させる。ここで、演算制御部４６は、ターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８内に捉えたと判断すると、視準アシスト装置７０を始動させ、表示部４８に表示する画像を広角デジタルカメラ６０で捉えた画像から視準望遠鏡３で捉えたアニメ画像に切替える。もちろん、ターゲット８４を十字線８６の中心８６ｃ付近に捉えたとき、図示しない測定開始ボタンを押すことによって、視準アシスト装置７０を始動させるようにしてもよい。視準アシスト装置７０が始動すると、表示部４８の画像は、図３に示したように、視準望遠鏡３で捉えた画像に基づくアニメ画像に切換わるともに、ビープ音、人の声又は適当な音声で知らせるようにようにする。

図１に示したように、視準アシスト装置７０は、測距光Ｌとは異なる波長の赤外線レーザ光の視準光Ｒを出射する発光ダイオード等の発光素子７２と、この視準光Ｒを視準軸Ｏに沿って送光するための集光レンズ７４、ミラー７６、３８とからなる視準光送光系と、ターゲット８４から視準軸Ｏに沿って反射してくる視準光Ｒを選択的に反射させるダイクロイックミラー７８と、ダイクロイックミラー７８で反射した視準光Ｒを受光するＣＣＤエリアセンサ等のエリアセンサ８０からなる視準光受光系と、発光素子７２の発光を制御するとともにエリアセンサ８０で得られた画像からターゲット８４の視準軸Ｏからの水平角偏差ΔＨ（図示省略）及び鉛直角偏差ΔＶ（図示省略）を検出する視準光検出部（視準ＣＰＵ）８２と、前述した演算制御部４６及び表示部４８とからなる。

そして、演算制御部４６は、表示部４８に広角デジタルカメラ６０の画像を表示するとともに、この画像上に視準望遠鏡３の視野８８を表示すること、ターゲット８４が視準望遠鏡３の視野８８内に捉えられたと判断したときに、広角デジタルカメラ６０で得られた画像から視準望遠鏡３で得られた画像に基づくアニメ画像に切換えるとともに、ビープ音、人の声又は適当な音声で知らせ、このアニメ画像には、視準望遠鏡３の視野８８内でのターゲット８４からの反射光に応じてターゲット８４の方向を示す記号９２を表示し、さらに距離測定が可能となるエリア９４も表示すること、表示部４８においてターゲット８４を示す記号９２が前記エリア９４内に入るとターゲット８４を示す記号９２の色、形状又は色及び形状のいずれかを変えるとともに、ビープ音、人の声又は適当な音声で知らせるようにようにすること、ターゲット８４から反射してくる視準光が弱すぎるか又は強過ぎる場合にターゲット８４を示す記号９２の色、形状又は色及び形状のいずれかを変えるとともに、ビープ音、人の声又は適当な音声で知らせるようにようにすること、ターゲット８４が視準望遠鏡３の視野８８外に出ると、ターゲット８４を示す記号９２は、色、形状又は色及び形状のいずれかを変えるとともに、視準望遠鏡３を戻す方向を示し、さらにビープ音、人の声又は適当な音声で知らせるようにようにすること等を実行できるようにされている。

発光素子７２から出射された視準光Ｒは、集光レンズ７４、ミラー７６、３６、３８、対物レンズ１１を経て、ターゲット８４に向けて送光される。ターゲット８４で反射された視準光Ｒは、今来た光路を逆進して、対物レンズ１１及びダイクロイックミラー４０、合焦レンズ１４を透過して、ダイクロイックミラー７８へ入射する。ダイクロイックミラー７８は、視準光Ｒを選択的に反射してエリアセンサ８０に入射させる。エリアセンサ８０は、視準軸Ｏ上を逆進してきた視準光Ｒが受光面の中心に入射するようにセットされている。エリアセンサ８０で得られた画像は、視準光検出部８２に送られ、さらに、演算制御部４６でターゲット８４を見易くしたアニメ画像に変換された後に、図３の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示したように表示部４８に表示される。

図３の（Ａ）は、広角デジタルカメラ６０で捕らえた画像から視準望遠鏡３で捉えた画像に切替わった直後を示す。ターゲット８４を示す記号９２は、着色された四角形で目立つようにされる。もちろん、記号９２の形状は、円、三角形、その他の適宜形状でもよい。エリアセンサ８０から得られた画像からアニメ画像に変換するには、視準光検出部８２は、ターゲット８４の視準軸Ｏからの水平角偏差ΔＨ及び鉛直角偏差ΔＶを求め、両偏差ΔＨ、ΔＶを演算制御部４６に送る。演算制御部４６は、両偏差ΔＨ、ΔＶに基づいて、ターゲット８４を示す記号９２を表示部４８に表示する。また、表示部４８には、水平角偏差ΔＨ、鉛直角偏差ΔＶ、両偏差ΔＨ、ΔＶにも基づいて補正した水平角Ｈ及び鉛直角Ｖが、数値でも表示される。さらに、表示部４８には、測距部３０により距離測定可能なエリア９４が、視準軸Ｏを示す点９０とともに表示される。このエリア９４は、通常は視準軸Ｏを示す点９０を中心とする円で、視準軸Ｏから所定偏差内であることを表わしているが、場合によっては、四角形等の適宜形状を選択することも可能である。表示部４８においては、視準軸Ｏを示す点９０からの偏差ｒは、実際の偏差に比例して表示されるのではなく、視準軸Ｏを示す点９０に近づくにつれて偏差ｒを拡大して、例えば実際の偏差の対数に比例するように表示する。観測者は、ターゲット８４を示す記号９２が距離測定可能なエリア９４内に入るように視準望遠鏡３を回転させる。これは、光波距離計では、ターゲット８４が視準軸Ｏから所定のずれ量以内でないと、サイクリックエラーが発生して、誤差を生じる原因となるからである。

演算制御部４６は、ターゲット８４を示す記号９２が距離測定可能なエリア９４内に入ったかどうか監視しており、記号９２が距離測定可能なエリア９４内に入ったと判断した場合は、図３の（Ｂ）に示したように、記号９２の色、形状又は色及び形状のいずれかを変化させるとともに、ビープ音、人の声又は適当な音声で知らせ、さらに距離検出部４４に指令を送って自動的に距離測定を行う。もちろん、距離測定は、自動的に行わずに、図示しない測定ボタンを押すことによって行えるようにしてもよい。複数のターゲット８４を示す記号９２が距離測定可能なエリア９４内に入ってしまった場合は、警報を表示部４８に表示するとともに音声でも警報して、測距作業を中止する。距離測定が完了すれば、音声出力部５８により音声でも測定完了を知らせる。距離検出部４４で得られた距離Ｓは、演算制御部４６に送られる。演算制御部４６は、鉛直測角部５０及び水平測角部５２から送られてきた鉛直角及び水平角に、視準光検出部８２から送られてきた鉛直角偏差ΔＶ及び水平角偏差ΔＨを所定の関数に代入して加減算補正して、正確な鉛直角Ｖ及び水平角Ｈを算出する。これらの距離Ｓ、鉛直角Ｖ、水平角Ｈ、鉛直角偏差ΔＶ、水平角偏差ΔＨも表示部４８に数値でも表示される。これらの測定値は、記憶部５４にも記憶される。

ターゲット８４が遠過ぎる等の理由で、反射してくる視準光Ｒが弱過ぎる場合は、図３の（Ｃ）に示したように、記号９２の色、形状又は色と形状のいずれかを変え、音声の警報を発して、距離測定の精度が悪くなることを予め知らせる。逆に、ターゲット８４が近過ぎる等の理由で、反射してくる視準光Ｒが強過ぎる場合も、記号９２の色、形状又は色及び形状のいずれかを変え、音声の警報を発して、距離測定の精度が悪くなることを予め知らせる。

誤ってターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８から外してしまった場合は、図３の（Ｄ）に示したように、記号９２の色、形状又は色及び形状のいずれかを変え、音声の警報を発するとともに、ターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８から外す直前の位置で視準望遠鏡３の回転方向と逆方向を示す三角形又は矢印等の記号で表示される。ターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８から外した直後であれば、視準望遠鏡３を記号９２の示す方向へ回転させれば、簡単にターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８内に再び捉えることができる。

本実施例によれば、視準アシスト装置７０を備えて、視準軸Ｏを示す点９０及びターゲット８４を示す記号９２を表示部４８にアニメ画像として表示させ、視準望遠鏡３の手動操作により、ターゲット８４を示す記号９２が視準軸Ｏを示す点９０から所定偏差内に捉えられたときに視準完了と判断して測距測角を行うとともに、測角値をターゲット８４の視準軸Ｏからの偏差に応じて補正したから、観測者が表示部４８のアニメ画像を両目で見ながらターゲット８４を視準をできるるともに、いくらか不完全な視準でもよく、楽な視準操作で高精度の測距測角を短時間に行える。特に、アニメ画像は、視準軸Ｏを示す点９０と、測距部３０による距離測定が可能になるエリア９４と、ターゲット８４を示す記号９２とからなり、視準軸Ｏに近づくにつれて、視準軸Ｏからの偏差ｒが拡大して表示されるようにしたから、いっそう視準操作が楽である。

また、ターゲット８４を示す記号９２は、測距部３０による距離測定が可能になるエリア９４内に入ると、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるとともに、音声で知らせるようにしたから、視準完了が分かり、いっそう視準操作が楽である。さらに、ターゲット８４を示す記号９２は、ターゲット８４が視準望遠鏡３の視野８８外に出ると、色、形状（例えば、矢印）又は色及び形状のいずれかを変え、音声の警報を発するとともに、視準望遠鏡３を戻す方向を示すようにしたから、ターゲット８４が視準望遠鏡３の視野８８外に出たことが直ぐに分かり、即座にターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８内に戻す操作ができ、いっそう視準操作が楽である。さらに、ターゲット８４を示す記号９２は、ターゲット８４から反射してくる視準光Ｒが弱過ぎるとき又は強過ぎるときは、色、形状又は色及び形状のいずれを変えるとともに、音声の警報を発するようにしたから、充分な精度の測定が困難なことを予め知ることができ、精度の悪い測定を防止できる。

さらに、広角デジタルカメラ６０を備え、演算制御部４６は、最初に広角デジタルカメラ８８から得られた画像を表示部４８に表示させ、ターゲット８４を表示部４８に表示した視準望遠鏡３の視野８８内に捉えたと判断したときに、広角デジタルカメラ６０で得られた画像から視準望遠鏡３で得られた画像に基づくアニメ画像へと切換えるようにしたから、ターゲット８４を迅速に視準望遠鏡３の視野８８内に捉えて視準でき、いっそう視準操作が楽でしかも測定を短時間に行える。

次に、本発明の第２実施例について、図５に基づいて説明する。本実施例の測量機は、視準望遠鏡を回転させる方向を示すイラストも表示部４８に表示したものであり、これ以外は第１実施例の測量機と略同じである。そこで、第１実施例と同じ部分には、図５に第１実施例と同じ符号を付すに止めて説明を省略し、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。

ターゲットの視準軸からの鉛直角偏差及び水平角偏差がともに所定値未満の場合に表示されるイラストは、図５の（Ａ）に示したように、視準軸を示す点９０、ターゲットを示す記号９２及び距離測定可能なエリア９４の他に、鉛直微動ねじを示すイラスト１０２と、水平微動ねじを示すイラスト１０４と、各微動ねじ１０２、１０４の回転方向を示す矢印１０２ａ、１０４ａである。さらに、表示部４８にはターゲットの視準軸からの鉛直角偏差及び水平角偏差を示す数値も表示される。観測者は、各微動ねじ１０２、１０４を矢印１０２ａ、１０４ａの方向に回転させればよい。なお、本実施例では、距離測定可能なエリア９４を正方形とした。これは、プログラムを簡素化して、測定時間を短縮させるためである。また、観測者の手動視準を容易にするため、表示部４８には十字線９６も表示した。

ターゲットの視準軸からの鉛直角偏差及び水平角偏差がともに所定値以上の場合に表示されるイラストは、図５の（Ｃ）に示したように、視準望遠鏡を示すイラスト１０６、１０８と、視準望遠鏡の鉛直方向及び水平方向それぞれの回転方向を示す矢印１０６ａ、１０８ａである。観測者は、視準望遠鏡を直接手で掴んで矢印１０６ａ、１０８ａの方向に回転させればよい。視準望遠鏡が視準軸方向に回転していって、ターゲットの視準軸からの鉛直角偏差又は水平角偏差が所定値未満になったときは、視準望遠鏡を示すイラスト１０６、１０８が微動ねじを示すイラスト１０２、１０４に切換わるとともに、ビープ音、人の声又は適当な音声で知らせるようにようにする。

ターゲットの視準軸からの鉛直角偏差及び水平角偏差の一方が所定値以上で他方が所定値未満の場合を図５の（Ｂ）に示す。この図では、鉛直角偏差が所定値以上で、水平角偏差が所定値未満の場合を示しており、所定値以上の偏差を有する鉛直方向については視準望遠鏡のイラスト１０６と、視準望遠鏡の回転方向を示す矢印１０６ａが表示され、所定値未満の偏差を有する水平方向については微動ねじのイラスト１０４と、微動ねじ１０４の回転方向を示す矢印１０４ａが表示されている。

ところで、図５の（Ａ）〜（Ｃ）に示したものは、視準望遠鏡が正位置の場合であり、視準望遠鏡を接眼レンズ側から見たイラストが示されている。視準望遠鏡が反転された場合には、図５の（Ｄ）に示したように、視準望遠鏡３のイラストも対物レンズ側から見たイラストに変更されるようになっている。ただし、視準望遠鏡が正反いずれの位置にあっても、同じイラストを用いてもよい。どのような場合でも、ターゲットの視準軸からの鉛直角偏差及び水平角偏差を示す数値も表示部４８に表示される。もちろん、本実施例では、観測者が図５に示したようなイラストを不要と感じた場合には、このようなイラストを表示しないようにもできる。

本実施例によれば、視準望遠鏡を直接回転させるか、それとも微動ねじを回転させるか、その回転方向がイラストで表示部４８に表示されるから、初心者でも視準操作を誤ることがほとんどなくなり、視準操作がいっそう楽になる。

ところで、本発明は、前記実施例に限られるわけではなく、種々の変形が可能である。たとえば、前記実施例では、本発明をトータルステーションに適用したが、本発明は電子セオドライト（測角儀）にも適用できるものである。この場合、電子セオドライトの視準望遠鏡光学系を前記実施例の視準望遠鏡光学系に置き換え、電子セオドライトの表示部を前記実施例の表示部に置き換えることにより、本発明を達成できる。また、前記実施例では、視準軸Ｏを示す点９０と、測距部３０による距離測定が可能になるエリア９４が表示されたが、距離測定が可能になるエリア９４を表示しなくてもよい。さらに、前記実施例では、広角デジタルカメラ６０を備えて、ターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８内に捉え易くしたが、費用節減のために広角デジタルカメラ６０を省いて、照準装置（照星及び照門、または、光学照準器を設けてターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８内に入るようにするもの）でターゲット８４を視準望遠鏡３の視野８８内に捉えるようにしてもよい。

Claims (10)

1. 測定点に設置したターゲットに向けて視準軸に沿って視準光を出射する視準光送光系と、視準望遠鏡の視野内に捉えた情景の画像を得るエリアセンサと、画像を表示する表示部と、前記ターゲットで反射してきた視準光を前記エリアセンサで受光することにより前記ターゲットを検出する視準光検出部と、前記視準軸から所定偏差内を示すエリア及び前記ターゲットを示す記号を前記表示部にアニメ画像として表示し、前記視準望遠鏡の手動操作により、前記ターゲットが前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に捉えられたときに視準完了と判断して測角操作を行うとともに、前記ターゲットの前記視準軸からの偏差に応じて測角値を補正する演算制御部とを有する視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
2. 前記アニメ画像は、前記視準軸に近づくにつれて、前記視準軸からの偏差が拡大して表示された請求項１に記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
3. 前記ターゲットを示す記号は、前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に入ると、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるようにされた請求項１又は２に記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
4. 前記ターゲットを示す記号は、前記ターゲットが前記視準望遠鏡の視野外に出ると、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるとともに、前記視準望遠鏡を戻す方向を示すようにされた請求項１、２又は３に記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
5. 前記ターゲットを示す記号は、前記ターゲットから反射してくる視準光が弱過ぎるとき又は強過ぎるときは、色、形状又は色及び形状のいずれかが変わるようにされた請求項１、２、３又は４に記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
6. 広角デジタルカメラを備え、前記演算制御部は、最初に前記広角デジタルカメラから得られた画像を前記表示部に表示させ、かつ前記視準望遠鏡の視野を前記表示部に表示させ、前記ターゲットが前記視準望遠鏡の視野内に捉えられたと判断したときに、前記広角デジタルカメラから得られた画像から前記アニメ画像へと切換える請求項１、２、３、４又は５に記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
7. 前記視準望遠鏡の光学系に測距部を備え、前記視準軸から所定偏差内を示すエリアが前記測距部による距離測定が可能になるエリアにより定められた請求項１、２、３、４、５又は６に記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
8. 前記ターゲットを示す記号が前記視準軸から所定偏差内を示すエリア内に入ったとき、自動的に距離測定を行うことができる請求項７に記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
9. 前記ターゲットを前記視準軸上に位置させるために、前記表示部に視準望遠鏡の回転方向を示すイラストが表示された請求項１から８のいずれかに記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
10. 前記視準望遠鏡の回転方向を示すイラストは、視準望遠鏡のイラストと前記視準望遠鏡の回転方向を示す矢印、または、微動ねじのイラストと前記微動ねじの回転方向を示す矢印である請求項９に記載の視準アシスト装置を備えた手動式測量機。
    

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