WO2024071287A1 - ツイストリングポリゴンミラー、送光器、および測量システム - Google Patents

ツイストリングポリゴンミラー、送光器、および測量システム Download PDF

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WO2024071287A1
WO2024071287A1 PCT/JP2023/035363 JP2023035363W WO2024071287A1 WO 2024071287 A1 WO2024071287 A1 WO 2024071287A1 JP 2023035363 W JP2023035363 W JP 2023035363W WO 2024071287 A1 WO2024071287 A1 WO 2024071287A1
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WO
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light
unit
polygon mirror
ring
tracking
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/035363
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English (en)
French (fr)
Inventor
信幸 西田
Original Assignee
株式会社トプコン
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/02—Means for marking measuring points
    • G01C15/06—Surveyors' staffs; Movable markers

Definitions

  • the present invention relates to a twist-ring polygon mirror, a light transmitter, and a surveying system that facilitates continuous tracking by a surveying instrument.
  • Patent Document 1 There are surveying instruments that have an automatic tracking function (for example, Patent Document 1).
  • a guide light transmitter that scans a fan beam that is wide in the horizontal direction and narrow in the vertical direction as a guide light in the vertical direction is provided on the target, and the horizontal direction of the center of the transmitter is detected by receiving the fan beam with a direction detection unit provided in the surveying instrument.
  • Patent Document 1 can only scan about 5 degrees horizontally, so it takes a considerable amount of time for the surveying instrument to detect the fan beam.
  • a twist ring polygon mirror is configured such that the cross section of an n-sided polygon is formed into a ring shape by twisting it at a predetermined angle and rotating and extruding it 360 degrees, the surface of which is configured as a reflective surface, and the mirror is rotated around a central axis so that when ring-shaped light is incident on the central axis, it is reflected by the reflective surface and scans in the direction of the central axis as light that spreads in a circular shape when viewed from the direction of the central axis.
  • light can be emitted in a circular pattern over 360 degrees for scanning. If this light is used as guide light and received by a surveying instrument, the instrument can detect the direction from which the guide light is coming.
  • the light transmitter is configured to include a light source, an axicon lens that receives the light emitted from the light source, converts it into ring light, and emits it; a twist ring polygon mirror that has an n-sided cross section and is formed into a ring shape by being twisted at a predetermined angle and rotated and extruded 360 degrees, with the surface configured as a reflective surface; and a rotation drive unit that rotates the twist ring polygon mirror.
  • the rotation axis of the twist ring polygon mirror is located on the optical axis of the axicon lens, and the ring light emitted from the axicon lens is incident on the rotationally driven twist ring polygon mirror, reflected by the reflective surface, and scanned in the vertical direction as a fan beam that spreads 360 degrees when viewed from above.
  • the cross-sectional shape is a regular n-sided polygon
  • the light transmitter is configured so that the twist ring polygon mirror is formed by being twisted 360 degrees/n ⁇ A (A is a divisor and multiple of n) and rotated and extruded 360 degrees.
  • a surveying system is configured to include a surveying instrument having the light transmitter, a prism arranged on the rotation axis of the light transmitter, a tracking unit that receives tracking light reflected by the prism and automatically tracks the prism, a horizontal rotation drive unit that horizontally rotates the tracking unit, a light receiving unit that receives the fan beam and detects the horizontal direction of the center of the light transmitter, and a control unit that receives the fan beam with the light receiving unit, detects the horizontal direction of the center of the light transmitter, and drives the horizontal rotation drive unit to rotate so that the tracking light of the tracking unit is directed toward the light transmitter.
  • this relates to a twist ring polygon mirror, light transmitter, and surveying system that facilitates continued tracking.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a surveying system including a target unit having a light transmitter according to a preferred embodiment of the present invention, and a surveying instrument.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal structure of the surveying instrument.
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram of a controller.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of surveying work and a display screen.
  • FIG. 2 is a block diagram of a light transmitter.
  • FIG. 2 is an optical diagram of a light sender.
  • 9A shows a twist ring polygon mirror
  • Fig. 9B is a perspective view of the twist ring polygon mirror
  • Fig. 9C is a perspective view of a cross section taken along the dashed line in Fig.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a surveying system 1 including a target unit 70 including a light transmitter 90 according to a preferred embodiment of the present invention, and a surveying instrument 10. As shown in FIG.
  • the surveying system 1 includes a surveying instrument 10, a target unit 70 including a light transmitter 90, and a controller 80.
  • the surveying instrument 10 is a total station equipped with distance and angle measurement functions and a tracking function.
  • the surveying instrument 10 also has an imaging function for acquiring an image in front of the surveying instrument 10, and a light receiving unit 60.
  • the target unit 70 has a total reflection prism 72, which is the target of the surveying instrument 10, at the upper end of the pole 71, and is used by installing the lower end of the pole 71 approximately vertically to the measurement point Pn.
  • the light transmitter 90 uses a fan beam B that is narrow in the vertical direction and spreads in the horizontal direction as a tracking guide light Lc, scanning in the vertical direction.
  • the fan beams B are configured in pairs, and are circular when viewed from above.
  • the pair of fan beams B that spread 360 degrees horizontally are scanned in the vertical direction.
  • the pair of fan beams B are point-symmetrical at 180 degrees in the circumferential direction, do not overlap horizontally, and each spread 180 degrees horizontally.
  • the light receiving unit 60 receives the fan beam B and detects the horizontal direction of the center of the light transmitter 90 that transmits the fan beam B.
  • the surveying instrument 10 points its visual axis in the detected horizontal direction and locks (aims) the prism 72.
  • the controller 80 is a controller that remotely controls the surveying instrument 10.
  • the light transmitter 90 of the target unit 70 is also controlled by the controller 80.
  • the operator wears the controller 80 on his/her arm or attaches it to the target unit 70, and carries it with him/her during surveying work, together with the target unit 70.
  • the controller 80 is provided with a touch panel display unit 82, which displays the operator's own position information and measurement points in real time.
  • the operator can operate the surveying instrument 10 by inputting appropriate commands while checking the information on the display unit 82. Images captured by the surveying instrument 10 can also be displayed on the display unit 82.
  • the controller 80 is equipped with a GPS device 85, which allows the positional relationship between the controller 80 and the operator holding the prism 72, and the surveying instrument 10 to be roughly grasped.
  • the GPS device 85 allows the surveying instrument 10 to grasp the general direction of the prism 72, and therefore allows the prism 72 to be locked quickly.
  • FIG. 1 is a front view of the surveying instrument 10.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing the internal structure of the surveying instrument 10.
  • the surveying instrument 10 is composed of a base portion 13, a surveying instrument body 15 consisting of a rotating base 14 that rotates horizontally relative to the base portion 13, and a cover member 16.
  • the base unit 13 is roughly composed of a fixed base 13a that is fixed to the tripod base 2, a leveling base 13b that has a leveling screw (not shown), and a case 13c that houses a drive mechanism such as a horizontal rotation drive unit M1 that drives the rotating base 14 to rotate in the horizontal direction around a vertical axis V.
  • a support section 17 consisting of a pair of support members is erected on the rotating base 14.
  • a lens barrel section 18 of the distance measurement optical system and the tracking optical system is arranged between the support members.
  • the lens barrel section 18 is supported so as to be rotatable in the vertical direction by a horizontal shaft 18A provided on the support section 17.
  • a vertical rotation drive unit M2 that drives and rotates the lens barrel unit 18 in the vertical direction is fixed to one end of the horizontal shaft 18A, and a vertical angle detector 22 for detecting the rotation angle of the lens barrel unit 18 is provided at the other end.
  • a horizontal plate 19 is fixed to the upper end of the support section 17 and is positioned horizontally across a pair of support members.
  • a survey instrument control section 29, a light receiving section 60, and an imaging section 40 are attached to the upper surface of the horizontal plate 19.
  • the light receiving unit 60 receives the tracking guide light Lc and detects the horizontal direction of the center of the light transmitter 90.
  • the light receiving unit 60 is equipped with a cylindrical lens (not shown), one rectangular light receiving sensor, and a slit in the vertical direction that limits the horizontal light receiving range, so that it can detect the direction of the tracking guide light Lc even if there is a difference in height between the surveying instrument 10 and the light transmitter 90.
  • the rotating base 14 is rotated horizontally by the horizontal rotation drive unit M1
  • the tracking guide light Lc is received and the horizontal direction of the center of the tracking guide light Lc is detected.
  • the cover member 16 has a protrusion 16a that protrudes from the upper surface, and the front surface of the protrusion is flush with the front surface of the cover part.
  • the imaging unit 40 is positioned in the center of the horizontal plate 19, inside the protrusion 16a.
  • the surveying instrument control unit 29 is based on the control circuit board and is located at the center of the horizontal plate 19, behind the imaging unit 40.
  • the front surface of the cover member 16 is provided with four windows: an imaging window 16d located on the front surface of the protrusion 16a, a lens barrel window 16b extending vertically in the center of the front surface, and a light receiving unit window 16e located on the right side of the front surface.
  • the lens barrel window 16b is formed on the optical axis of the lens barrel section 18, and transmits infrared laser light from the optical systems of the distance measuring section 23 and the tracking section 24.
  • the imaging window 16d is formed in front of the imaging section 40, which captures an image of the area in front of the surveying instrument 10 through the imaging window 16d.
  • the light receiving section window 16e is formed in front of the light receiving section 60, which receives light that is incident on the light receiving section window 16e.
  • a sealing member (not shown) is provided at the contact point between the rotating base 14 and the cover member 16 to prevent rainwater and other water from entering.
  • Gaps are provided between the cover member 16 and the imaging unit 40, the lens barrel 18, and the light receiving unit 60. This prevents the cover member 16 from coming into contact with the imaging unit 40 and the lens barrel 18 when the cover member 16 is attached or removed.
  • the cover member 16 is spaced apart from and covers the imaging unit 40, the light receiving unit 60, and the lens barrel 18, so there is no need to adjust the optical axis of each even when the cover member 16 is removed.
  • (Block Diagram) 4 is a control block diagram of the surveying instrument 10.
  • the surveying instrument 10 has a horizontal angle detector 21, a vertical angle detector 22, a horizontal rotation drive unit M1, a vertical rotation drive unit M2, a distance measurement unit 23, a tracking unit 24, a surveying instrument communication unit 25, a memory unit 26, an imaging unit 40, a light receiving unit 60, and a surveying instrument control unit 29 to which all of these are connected.
  • the horizontal angle detector 21 and the vertical angle detector 22 are absolute or incremental encoders that have a rotating disk, slits, light-emitting diodes, and an image sensor.
  • the horizontal angle detector 21 is provided on the rotation axis of the rotating base 14 and detects the horizontal angle of the rotating base 14.
  • the vertical angle detector 22 is provided on the horizontal axis 18A of the telescope tube section 18 and detects the vertical angle of the telescope tube section 18.
  • the horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M2 are motors. Controlled by the survey instrument control unit 29, the horizontal rotation drive unit M1 moves the rotation axis of the rotating base 14, and the vertical rotation drive unit M2 moves the horizontal axis 18A of the telescope tube unit 18. The orientation of the telescope tube unit 18 is changed by the cooperation of both drive units.
  • the horizontal angle detector 21 and the vertical angle detector 22 make up the angle measurement unit.
  • the horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M2 make up the drive unit.
  • the distance measurement unit 23 has a light transmitting unit and a light receiving unit, and aims at the target, a total reflection prism 72, and emits distance measurement light, such as infrared laser light, onto the prism 72, and receives the reflected light at the light receiving unit, and measures the distance from the phase of the distance measurement light and the internal reference light.
  • distance measurement light such as infrared laser light
  • the tracking unit 24 has a tracking light transmitting system that emits tracking light such as infrared laser light of a different wavelength from the distance measuring light, and a tracking light receiving system that has an image sensor such as a CCD sensor or CMOS sensor.
  • the tracking unit 24 acquires a landscape image including the tracking light and a landscape image excluding the tracking light, and sends both images to the survey instrument control unit 29.
  • the survey instrument control unit 29 finds the center of the target image from the difference between the two images, detects it as the target position, and automatically tracks the target so that the distance between the center of the target image and the center of the visual axis of the telescope tube unit 18 is within a certain value and the telescope tube unit 18 is always facing the direction of the target.
  • the survey instrument communication unit 25 enables communication with an external network, for example, it connects to the Internet using the Internet Protocol (TCP/IP) and transmits and receives information to and from the target unit 70 and the controller 80.
  • Wireless communication is not limited to this, and any known wireless communication can be used.
  • the measurement results (distance and angle measurement) performed by the survey instrument 10 are sent to the controller 80 via the survey instrument communication unit 25. Since the input unit of the survey instrument 10 is the input unit of the controller 80, commands input from the controller 80 are also input to the survey instrument control unit 29 via the survey instrument communication unit 25. Images acquired by the imaging unit 40 are also sent to the controller 80 via the survey instrument communication unit 25.
  • the light receiving unit 60 is equipped with a cylindrical lens, a rectangular light receiving sensor, and a slit that limits the horizontal light receiving range, and is positioned in front of the surveying instrument 10. It receives the tracking guide light Lc and detects the horizontal direction of the center of the light transmitter 90.
  • the surveying instrument control unit 29 is a microcontroller with, for example, a CPU, ROM, RAM, etc. implemented in an integrated circuit, and is connected to and controls all of the equipment of the surveying instrument 10. For example, it controls the horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M2, controls the light emission of the distance measurement unit 23 and the tracking unit 24, automatic tracking of the prism 72, automatic aiming, distance measurement and angle measurement, processing of data received and acquired by the light receiving unit 60, imaging by the imaging unit 40, and sending and receiving measurement data and commands via the surveying instrument communication unit 25.
  • a microcontroller with, for example, a CPU, ROM, RAM, etc. implemented in an integrated circuit, and is connected to and controls all of the equipment of the surveying instrument 10. For example, it controls the horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M2, controls the light emission of the distance measurement unit 23 and the tracking unit 24, automatic tracking of the prism 72, automatic aiming, distance measurement and angle measurement, processing of data received and acquired by the light receiving unit 60, imaging
  • the storage unit 26 is a storage medium such as a hard disk drive, and stores the programs for the above-mentioned calculation control. It also stores the acquired measurement data.
  • the imaging unit 40 has an imaging element such as a CCD or CMOS, and can capture moving images in real time.
  • the imaging unit 40 in this embodiment is a so-called wide camera with a wide angle of view.
  • the scenery captured by the imaging unit 40 is sent to the controller 80 via the survey instrument communication unit 25 and displayed on the display unit 82.
  • the surveying system 1 is designed to perform surveying work by a single worker, and a worker located away from the surveying instrument 10 can check the situation in front of the surveying instrument 10 in real time using images captured by the imaging unit 40.
  • controller 5 is a block diagram of the controller 80.
  • the controller 80 is an operation terminal that remotely operates the surveying instrument 10. Furthermore, the controller 80 is configured to be able to instruct the light transmitter 90 to transmit the tracking guide light Lc.
  • the controller 80 includes an input unit 81, a display unit 82, a memory unit 83, a controller communication unit 84, a GPS device 85, a direction sensor 86, and a controller control unit 89.
  • the input unit 81 and the display unit 82 are interfaces for the controller 80.
  • the operator can operate the surveying instrument 10 and input information from the input unit 81.
  • the display unit 82 is a touch panel type liquid crystal screen, and is integrated with the input unit 81.
  • the storage unit 83 is a storage medium such as a hard disk drive, and stores programs for the calculation and control of the controller control unit 89. It also stores the acquired measurement data.
  • the controller communication unit 84 has a configuration equivalent to that of the survey instrument communication unit 25, and is capable of sending and receiving information to and from the survey instrument 10. Commands are also sent from the controller communication unit 84 to the light transmitter 90.
  • the GPS device 85 is a device that receives GPS signals transmitted from GPS satellites, and the current location is determined from the received GPS signals.
  • the GPS device 85 may be a device that is only capable of independent positioning.
  • the orientation sensor 86 is an electronic compass that uses semiconductors. It detects the north-south geomagnetism to calculate the direction. Any known type can be used, such as those that use MR elements or GMR elements.
  • the controller 80 is assumed to be a smartphone, tablet, or the like, and may use a GPS device, electronic compass, or three-axis gyro that is originally installed on such a device.
  • the GPS device 85 mounted on the controller 80 roughly grasps the positional relationship between the controller 80 and the surveying instrument 10 (described later). As the operator moves while holding the controller 80 and the target unit 70, the positional relationship between the surveying instrument 10 and the prism 72 is also roughly grasped. Even when the tracking of the surveying instrument 10 is lost by the GPS device 85, the surveying instrument 10 can grasp the general direction of the prism 72 by using the GPS device 85, and can quickly lock the prism 72 again by directing the visual axis of the telescope tube 18 horizontally toward the GPS device 85, receiving the fan beam B to detect the horizontal center of the tracking guide light Lc, and then scanning the telescope tube 18 vertically.
  • Figure 6 shows an explanatory diagram of the surveying work and the display screen of the controller 80.
  • the memory unit 83 stores, for example, input surveying data (design data).
  • the display unit 82 has the function of displaying a surveying map corresponding to the measurement data.
  • the controller control unit 89 has the function of constructing a map to be displayed on the screen of the display unit 82 based on the position information of the GPS device 85, the orientation signal of the orientation sensor 86, and the design data.
  • the controller control unit 89 has the current position of the surveying instrument 10 and the design data for measurement points P1, P2, P3, ... Pn, so it can calculate the horizontal rotation angle for each measurement point.
  • the controller control unit 89 has the function of sending a command to the surveying instrument 10 via the controller communication unit 84 and driving the horizontal rotation drive unit M1 to rotate the telescope tube unit 18 in the horizontal direction of measurement point Pn.
  • the image captured by the imaging unit 40 is also displayed on the display unit 82.
  • the image captured by the imaging unit 40 and the surveying map displayed on the display unit 82 can be switched automatically or manually. For example, when the distance between the worker's current position and the measurement point Pn becomes a certain distance, for example 5 m or less, the displayed image is automatically switched from the surveying map to the image captured by the imaging unit 40.
  • the input unit 81 can also be used to give a command to move the viewpoint of the image captured by the imaging unit 40 in either the left or right direction from the current viewpoint. For example, if the operator wishes to shift the viewpoint to the right of the current image, the operator can flick the display unit 82 to the right, thereby rotating the horizontal rotation drive unit M1 of the surveying instrument 10 to the right and pointing the rotating base 14 to the right, causing the imaging unit 40 to face in a direction to the right of the current position, and the imaging unit 40 is configured to capture an image to the right of the current position.
  • the controller control unit 89 displays the direction as a compass on the display unit 82 based on the direction data acquired by the direction sensor 86. Furthermore, it has a function to display the distance and direction from the worker's current position to the next measurement point Pn+1 by calculating the distance and angle from the worker's current position (measurement point Pn) obtained by the distance and angle measurement of the surveying instrument 10, and a function to display the direction of travel on the display unit 82.
  • the controller control unit 89 receives a notification from the surveying instrument 10 that tracking has been lost, it automatically sends a command to the light transmitter 90 to emit tracking guide light Lc.
  • a configuration in which the surveying instrument 10 directly sends a command to the light transmitter 90 may also be used.
  • the worker measures points P1, P2, P3, etc. in order, following the display based on the survey data.
  • the target unit 70 has a prism 72 attached to the upper end of a pole.
  • the target unit 70 has a prism 72 attached to the upper end of a pole 71.
  • the optical center of the prism 72 passes through the central axis X of the pole 71, and the distance (mounting height) from the optical center of the prism 72 to the lower end of the pole 71 is known.
  • a light transmitter 90 having a cylindrical housing is attached to the top of the prism 72 with the central axis of the housing coinciding with the central axis X of the pole 71.
  • the upper peripheral side and top surface of the housing are made of a transparent material that transmits light, and when the light transmitter 90 transmits the tracking guide light Lc, it passes through the transparent material and is irradiated to the outside.
  • the tracking guide light Lc emitted from the light transmitter 90 is infrared light with a different wavelength from the distance measurement light and the tracking light.
  • the light is received by the light receiving unit 60 of the surveying instrument 10, the center of the light transmitter 90 is detected in the horizontal direction, and the horizontal rotation drive unit M1 of the surveying instrument 10 is driven so that the optical axis direction of the telescope tube unit 18 (the optical axis direction of the tracking unit 24 and the optical axis direction of the distance measurement unit 23) is directed horizontally to the center of the light transmitter 90.
  • the light receiving method and horizontal detection method may be conventional methods, and a description thereof will be omitted.
  • Figure 7 is a block diagram of the control system for light transmitter 90.
  • Figure 8 is an optical diagram of light transmitter 90.
  • Figure 8 shows only a portion of the fan beam B being scanned. In reality, as shown in the lower part of Figure 8, it has a circular shape when viewed from above (a pair of fan beams that spread 360 degrees horizontally).
  • the light transmitter 90 includes a light transmitter communication unit 91, a light transmitter rotation drive unit 92, a light source 93, and a light transmitter control unit 99 to which these are connected.
  • the light transmitter communication unit 91 has a configuration equivalent to the controller communication unit 84 and the surveying instrument communication unit 25, and is capable of sending and receiving information to and from the controller communication unit 84 and the surveying instrument 10. When it receives a command from the controller communication unit 84, it outputs the command to the light transmitter control unit 99.
  • the light transmitter rotation drive unit 92 from the surveying instrument 10 is connected to the twist ring polygon mirror 97 (see Figure 8) and drives the twist ring polygon mirror 97 to rotate.
  • the light source 93 is the light source of the light transmitter 90, and its lighting is controlled by the light transmitter control unit 99.
  • the light transmitter control unit 99 is a microcontroller that implements, for example, a CPU, ROM, RAM, etc., in an integrated circuit, and performs rotation control of the light transmitter rotation drive unit 92, lighting control of the light source 93, and sending and receiving measurement data and commands via the survey instrument communication unit 25.
  • the light transmitter 90 has an optical system including a light source 93, a condenser lens 94, an axicon lens 95, and a twist ring polygon mirror 97.
  • the optical axis L3 of the axicon lens 95, the vertical axis (ring central axis) of the twist ring polygon mirror 97, and the rotation axis of the twist ring polygon mirror 97 are all coaxial and are arranged to coincide with the central axis X of the pole 71.
  • the light source 93 is a laser diode, and a current is passed through the semiconductor to cause laser oscillation.
  • the focusing lens 94 is a collimating lens.
  • the axicon lens 95 has the property of converting collimated light into ring light and emitting it. The diameter of the ring-shaped beam generated becomes larger as the irradiation distance becomes longer.
  • the twist ring polygon mirror 97 is ring-shaped with a hole in the center, twisted at a specified angle, and has a reflective surface. It is rotated by the light transmitter rotation drive unit 92.
  • the laser light emitted from the light source 93 is collimated by the condenser lens 94, and emitted by the axicon lens 95 as a ring-shaped light cross-section of the optical axis, which is incident on the twist ring polygon mirror 97.
  • the ring light is reflected on the surface of the twist ring polygon mirror 97, and is scanned in the vertical direction as a pair of fan beams B that form a circle when viewed from above and spread 360 degrees in the horizontal direction.
  • twist Ring Polygon Mirror The twist ring polygon mirror 97 will be described in detail with reference to the drawings.
  • FIG. 9 shows the twist ring polygon mirror 97.
  • FIG. 9(A) is a bottom view of the twist ring polygon mirror.
  • FIG. 9(B) is a perspective view of the twist ring polygon mirror.
  • FIG. 9(C) is a perspective view of a cross section taken along the dashed line in FIG. 9(A), and is an explanatory diagram showing the structure of the twist ring polygon mirror.
  • FIG. 9(C) also shows a line CL connecting the centers of the hexagonal cross section, and a line EL connecting one corner of the hexagonal cross section (i.e., one side of the twist ring polygon mirror 97).
  • the dashed double-dotted line in FIG. 9(A) indicates the ring light that exits from the axicon lens 95 and enters the twist ring polygon mirror 97.
  • twist ring polygon mirror 97 when the twist ring polygon mirror 97 is cut at any position in the circumferential direction around the central axis X3 of the twist ring polygon mirror 97, the cut surface will be the same regular hexagon.
  • the twist ring polygon mirror 97 has a shape extruded by twisting a regular hexagon, which is the cross section, 1/3 of a revolution (120 degrees around the center of the hexagon) while rotating 360 degrees around the central axis X3 to form a ring shape.
  • the ring light incident on the twist ring polygon mirror 97 from below is reflected in an approximately horizontal direction by the reflecting surface of the twist ring polygon mirror 97, and is scanned in the vertical direction as multiple fan beams B that are circular when viewed from above and long in the horizontal direction but short in the vertical direction.
  • the twist ring polygon mirror 97 rotates 360 degrees while twisting 120 degrees (1/3 rotation). This splits the circular reflected light when viewed from above into two equal parts, each of which spreads 180 degrees horizontally and scans vertically as a pair of fan beams B that extend short in the vertical direction.
  • the shape of the twist ring polygon mirror 97 is not limited to this.
  • the twist ring polygon mirror 97 only needs to have an n-sided cross section and be formed by a 360-degree rotary extrusion with even a slight twist, and is driven to rotate around the axis of rotation of the rotary extrusion.
  • a ring-shaped light is incident on the axis of rotation, the light that spreads in a circular shape when viewed from the axis of rotation is scanned in the direction of the axis of rotation.
  • the axis of rotation is a vertical axis, and a fan beam that spreads in a circular shape in the horizontal direction when viewed from above is scanned in the vertical direction.
  • the cross-sectional shape is a regular n-sided polygon.
  • the twist ring polygon mirror which is formed by twisting a regular n-gon in cross section at a twist angle tw while rotating 360 degrees in the circumferential direction, transmits the incoming ring light in the vertical direction as a fan beam that is circular when viewed from above and is divided horizontally into A equal parts, spreading 360/A degrees horizontally.
  • the pair of scanned fan beams B are tracking guide light Lc, which inform the surveying instrument 10 of the position of the target unit 70.
  • the light receiving unit 60 of the surveying instrument 10 receives the tracking guide light Lc, and the surveying instrument control unit 29 controls the horizontal rotation drive unit M1 so that the optical axis of the telescope tube unit 18 (the optical axis of the distance measuring unit 23 and the optical axis of the tracking unit 24) is oriented in the horizontal direction of the center of the light transmitter 90.
  • the fan beam of this embodiment has a nearly uniform light intensity.
  • a guide light is scanned using a conventional polygon mirror, the emitted light is spread horizontally using a cylindrical lens or the like, which causes the problem that the light is weaker (lower in luminance) at the horizontal ends compared to the center.
  • the axicon lens 95 is used to convert collimated light into ring light, so the light intensity of the ring light is uniform at any position, and the tracking guide light Lc, which is reflected light, also has a nearly uniform light intensity. This prevents the occurrence of problems where some of the light in the fan beam is weak and difficult to find.
  • the surveying instrument 10 has a function (prism lock function) of automatically finding, locking, and tracking a prism when the tracking unit 24 starts tracking the prism 72 or when tracking is lost.
  • a collimation light is emitted from the telescope, and the telescope rotates horizontally while repeatedly rotating up and down, scanning all directions with the collimation light, and receiving the reflected light to find and collimate the prism.
  • scanning since scanning is performed without knowing the location of the prism at all, it may scan all directions, which takes time to find the prism.
  • the surveying instrument 10 is first pointed in a rough direction and then scanned in a fine direction, so that the prism 72 can be quickly locked.
  • Fig. 10 is a flowchart of prism lock.
  • Fig. 11 is an image diagram of steps S101 to S102.
  • Fig. 12 is an image diagram of steps S103 to S107.
  • step S101 as a pre-process, the surveying instrument 10 is installed at an arbitrary point P0 (preferably a known point), and then the controller 80 and the surveying instrument 10 are aligned.
  • the surveying instrument 10 may be provided with an installation position for the controller 80 for alignment purposes.
  • the GPS device 85 acquires the latitude and longitude of the controller 80, and also acquires the latitude and longitude of the installation position of the surveying instrument 10.
  • step S102 proceed to step S102 to make it possible to obtain the relative direction between the surveying instrument 10 and the controller 80.
  • the operator holds the controller 80 and the target unit 70 and moves to an arbitrary location NP1 at a certain distance, acquires the latitude and longitude on the spot using the GPS device 85, and has the surveying instrument 10 measure the distance and angle of the prism 72.
  • the operator then moves to a different arbitrary location NP2, acquires the latitude and longitude again using the GPS device 85, and has the surveying instrument 10 measure the distance and angle of the prism 72.
  • the controller 80 may be attached to the top surface of the target unit 70 to perform distance and angle measurements.
  • the direction (relative direction) of the controller 80 as seen from the surveying instrument 10 is grasped from the azimuth angles of the two locations NP1 and NP2.
  • This method is not limited to this method, and the surveying instrument 10 may be configured to perform calibration so that it can detect the relative direction of the controller 80 by tracking the prism 72 of the target unit 70 held by the operator and performing distance and distance measurements as needed while the operator moves. Additionally, absolute three-dimensional coordinates can be obtained by placing the surveying instrument 10 at a known point and using the intersection method to set a reference point and reference direction.
  • steps S101 to S102 in the previous process is to allow the surveying instrument 10 to determine the rough direction of the operator holding the target unit 70 and the controller 80. For this reason, the acquisition of position information by the GPS device 85 can be performed by standalone positioning, and it is not necessary to detect the strict relative direction by acquiring highly accurate three-dimensional information.
  • the worker moves around while working, carrying the target unit 70 and the controller 80.
  • the GPS device 85 continues to acquire GPS signals even while moving, so even if the worker is moving or is on the move, as long as the GPS signal can be acquired, the azimuth angle of the controller 80 relative to the surveying instrument 10 can be roughly determined.
  • steps S103 to S108 will be described, which involve prism locking to start tracking by the tracking unit 24 or to resume tracking if tracking is lost.
  • step S103 first, based on the position information of the GPS device 85, the telescope tube 18 of the surveying instrument 10 is directed toward the GPS device 85, i.e., toward the operator holding the target unit 70 and controller 80.
  • the difference between the current horizontal angle and the calculated azimuth angle of the GPS device 85 is calculated as an angle, and the horizontal rotation drive unit M1 is driven to rotate the rotating base 14 horizontally.
  • step S104 the light transmitter 90 is caused to emit the tracking guide light Lc.
  • a pair of fan beams B which are circular in top view and centered on the light transmitter 90, are scanned in the vertical direction as the tracking guide light Lc.
  • step S105 the light receiving unit 60 receives the tracking guide light Lc and the horizontal direction of the center of the light transmitter 90 is detected.
  • step S106 the instrument control unit 29 drives the horizontal rotation drive unit M1 to align the optical axis of the telescope tube unit 18 with the horizontal direction of the center of the detected light transmitter 90.
  • step S107 the vertical rotation drive unit M2 drives the lens barrel unit 18 in the vertical direction, causing the tracking light of the tracking unit 24 to scan vertically, and find the prism 72.
  • step S108 the prism 72 is locked and the flow ends.
  • steps S101 to S108 are carried out. If tracking is lost, a message to that effect is displayed on the display unit 82, and the above steps S103 to S108 are carried out automatically.
  • step S103 the surveying instrument 10 is directed horizontally with rough accuracy
  • step S104 a pair of fan beams B (tracking guide light Lc) that spread widely in the horizontal direction are received by the light receiving unit 60 to detect the horizontal direction of the center of the light transmitter 90, and the telescope tube unit 18 is directed horizontally with precision.
  • the direction is grasped with rough accuracy by the GPS device 85
  • the tracking guide light Lc is a pair of fan beams B that are circular when viewed from above and are scanned in the vertical direction, so the light receiving unit 60 is configured to receive the tracking guide light Lc very easily.
  • the light-transmitting section of the tracking unit emits tracking light, and the light-receiving section receives the reflected light to perform scanning. In this case, the light-receiving section receives reflected light, so the amount of light received is small.
  • the tracking guide light Lc transmitted from the light-transmitting device 90 is received by the light-receiving section 60, so the amount of light received is large and detection is easy. This allows the prism 72 to be locked more quickly.
  • Tracking is easy to start, and even if tracking is lost, it quickly searches and locks onto the prism, and tracking resumes.
  • the light transmitter 90 and surveying system 1 make it easy for the surveying instrument 10 to continue tracking.
  • Fig. 13 shows a process flow of a surveying work using the surveying system 1. See also Fig. 6.
  • step S201 as preprocessing, information about the survey site, including CAD data and measurement point data, is input to the controller 80.
  • the input information is stored in the memory unit 83 of the controller 80.
  • step S202 proceed to step S202, where the surveying instrument 10 is placed at a known point and three-dimensional coordinates are obtained using the intersection method or the like.
  • step S203 the controller 80 and the surveying instrument 10 are aligned.
  • Step S203 corresponds to step S101 described above.
  • Step S204 the surveying instrument 10 is enabled to acquire the relative orientation of the controller 80 with respect to the controller 80.
  • Step S203 corresponds to step S102 described above.
  • step S205 the position information of the measurement points P1, P2, P3, ... Pn is calculated, and the display unit 82 displays a survey map corresponding to the input data, as well as the position information of the measurement point Pn to be measured.
  • step S206 the surveying instrument 10 drives the horizontal rotation drive unit M1 to point the telescope tube unit 18 toward the measurement point Pn.
  • the operator moves toward the measurement point Pn while checking the survey map on the display unit 82.
  • the surveying instrument 10 drives the telescope tube unit 18 in the vertical direction to scan the tracking light.
  • step S207 the process moves to step S207, and when the operator reaches the straight line connecting the measurement point Pn and the surveying instrument 10, the tracking unit 24 locks the prism 72 and starts tracking.
  • step S208 the worker moves to the measurement point Pn while checking the specific distance to the measurement point Pn obtained by tracking on the display unit 82.
  • step S209 If tracking is lost during the movement in step S107, the process moves to the tracking resumption flow in step S210. Specifically, when tracking is lost, the surveying instrument 10 sends a message to the light transmitter 90 to inform the operator. Steps S103 to S108, which are the main prism locking process, are automatically performed, the prism 72 is locked, and tracking is resumed. When tracking is resumed, the process returns to step S208. When the operator reaches the measurement point Pn while still being tracked, the process moves to step S210.
  • step S211 the process moves to step S211.
  • the target unit 70 is set up approximately vertically at the measurement point Pn, and the surveying instrument 10 measures the distance and angle of the prism 72 set up at the measurement point Pn.
  • step S212 proceed to step S212. If there is a next measurement point Pn+1, proceed to step S205 and repeat steps S205 to S211 for the next measurement point Pn+1. When there is no next measurement point, the survey ends.
  • the light transmitter 90 makes it easy to lock the prism when tracking begins, and even if tracking is lost, the light transmitter 90 automatically and immediately scans the tracking guide light Lc, making it easy to resume tracking and continue tracking.

Abstract

測量機による自動視準を容易にするポリゴンミラー、送光器、および測量システムに関する。光源と、前記光源から出射した光を入射し、リング光に変換して出射するアキシコンレンズと、ｎ角形状を断面形状として、所定角度ひねられつつ３６０度に回転押し出しされてリング状に形成され、表面が反射面として構成されるツイストリングポリゴンミラーと、前記ツイストリングポリゴンミラーを回転駆動する回転駆動部と、を備え、前記ツイストリングポリゴンミラーの回転軸は、前記アキシコンレンズの光軸上に配置され、前記アキシコンレンズから出射した前記リング光が、回転駆動される前記ツイストリングポリゴンミラーに入射し、前記反射面で反射され、上面視３６０度に広がるファンビームとして上下方向に走査される、送光器を提供する。

Description

ツイストリングポリゴンミラー、送光器、および測量システム
　本願発明は、測量機による追尾継続を容易にするツイストリングポリゴンミラー、送光器、および測量システムに関する。
　自動追尾機能を備えている測量機がある（例えば特許文献１）。追尾が外れた場合、特許文献１では、ガイド光として水平方向に幅広で上下方向に狭いファンビームを鉛直方向に走査するガイド光送光器がターゲットに備えられており、測量機に備えられた方向検知部でファンビームを受光することにより、送光器の中心の水平方向を検知していた。
特許４１７７７６５号
　しかし、特許文献１のファンビームは、水平方向には約５度程度しか走査されないため、測量機側がファンビームを検出するにも、それなりの時間がかかっていた。
　本件は、このような問題に鑑みてなされたものであり、追尾継続を容易にするツイストリングポリゴンミラー、送光器、および測量システムに関する。
　上記問題を解決するため、本開示のある態様においては、ｎ角形状を断面形状として、所定角度ひねられつつ３６０度に回転押し出しされてリング状に形成されて、表面が反射面として構成され、中心軸を中心として回転駆動されて、前記中心軸を中心とするリング状の光に入射されると、前記反射面で反射して、前記中心軸方向から見て円形状に広がる光として前記中心軸方向に走査せるように、ツイストリングポリゴンミラーを構成した。
　この態様によれば、円形状に光を３６０度に出射して走査させることができる。この光をガイド光とし、測量機が受光すれば、測量機はガイド光の到来方向を検知できる。
　また、ある態様においては、光源と、前記光源から出射した光を入射し、リング光に変換して出射するアキシコンレンズと、ｎ角形状を断面形状として、所定角度ひねられつつ３６０度に回転押し出しされてリング状に形成され、表面が反射面として構成されるツイストリングポリゴンミラーと、前記ツイストリングポリゴンミラーを回転駆動する回転駆動部とを備え、前記ツイストリングポリゴンミラーの回転軸は、前記アキシコンレンズの光軸上に配置され、前記アキシコンレンズから出射した前記リング光が、回転駆動される前記ツイストリングポリゴンミラーに入射し、前記反射面で反射され、上面視３６０度に広がるファンビームとして上下方向に走査されるように送光器を構成した。
　また、ある態様においては、前記断面形状は、正ｎ角形状であり、前記ツイストリングポリゴンミラーは、３６０度／ｎ×Ａ（Ａはｎの約数および倍数）ひねられつつ３６０度に回転押し出しされて形成されるように送光器を構成した。
　また、ある態様においては、前記送光器と、前記送光器の前記回転軸上に配置されるプリズムと、前記プリズムで反射される追尾光を受光して前記プリズムを自動追尾する追尾部と、前記追尾部を水平回転させる水平回転駆動部と、前記ファンビームを受光して前記送光器の中心の水平方向を検知する受光部と、前記ファンビームを前記受光部で受光し、前記送光器の中心の水平方向を検知して、前記追尾部の前記追尾光が前記送光器へ向かうように前記水平回転駆動部を回転駆動させる制御部と、を有する測量機とを備えるように測量システムを構成した。
　以上の説明から明らかなように、追尾継続を容易にするツイストリングポリゴンミラー、送光器、および測量システムに関する。
本発明の好適な実施形態に係る送光器を有するターゲットユニット、および測量機を含む測量システムの概略構成を示す図である。 測量機の正面図である。 測量機の内部構造を模式的に示す概略図である。 測量機のブロック図である。 コントローラのブロック図である。 測量作業と表示画面の説明図である。 送光器のブロック図である。 送光器の光学図である。 ツイストリングポリゴンミラーを示す。図９（Ａ）はツイストリングポリゴンミラーの底面図である。図９（Ｂ）はツイストリングポリゴンミラーの斜視図である。図９（Ｃ）は、図９（Ａ）の一点鎖線を切断線として切断した断面の斜視図であり、ツイストリングポリゴンミラーの構造を示すための説明図である。 プリズムロックのフローである。 プリズムロックの前工程のイメージ図である。 プリズムロックの本工程のイメージ図である。 測量作業の工程フローである。
　以下、本発明の具体的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、以下の実施形態および変形例の説明において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
　（測量システム）
　図１は、本発明の好適な実施形態にかかる送光器９０を含むターゲットユニット７０、および測量機１０を備える測量システム１の概要構成を示す図である。
　測量システム１は、測量機１０、送光器９０を含むターゲットユニット７０、およびコントローラ８０を含んで構成される。
　測量機１０は、測距・測角機能および追尾機能を備えたトータルステーションである。さらに、測量機１０は測量機１０の前方の画像を取得する撮像機能、および受光部６０も備える。
　ターゲットユニット７０は、ポール７１の上端に測量機１０のターゲットである全周反射のプリズム７２を有し、ポール７１の下端を測定点Ｐｎに概ね鉛直に設置して使用される。
　送光器９０は、測量機１０によるプリズム７２のロック（追尾）が外れた場合に、追尾ガイド光Ｌｃとして、鉛直方向に狭く、水平方向に広がりを有したファンビームＢを上下方向に走査する。ファンビームＢは一対に構成され、上面視円形状で、水平方向に３６０度に広がる一対のファンビームＢが、上下方向に走査される。一対のファンビームＢは周方向に１８０度点対称となり、水平方向には重ならず、それぞれ水平方向に１８０度に広がっている。
　受光部６０はファンビームＢを受光し、ファンビームＢを送光する送光器９０の中心の水平方向を検知する。測量機１０が検知された水平方向に視軸を向け、プリズム７２をロック（視準）する。
　コントローラ８０は、測量機１０の遠隔操作を行うコントローラである。ターゲットユニット７０の送光器９０もコントローラ８０で操作される。作業者はコントローラ８０を腕に装着する、またはターゲットユニット７０に取付けるなどして、ターゲットユニット７０とともに、測量作業中は自身とともに持ち運ぶ。
　コントローラ８０にはタッチパネル式の表示部８２が設けられており、自身の位置情報や計測点などがリアルタイムに表示される。作業者は、表示部８２で情報を確認しながら、適宜命令を入力して、測量機１０を操作できる。測量機１０で撮像された画像も表示部８２に表示させることができる。
　コントローラ８０にはＧＰＳ装置８５が搭載されており、ＧＰＳ装置８５によりコントローラ８０およびプリズム７２を持つ作業者と、測量機１０との位置関係が概略把握される。測量機１０にプリズム７２を視準させたい場合、ＧＰＳ装置８５により測量機１０はプリズム７２のおおまかな方向を把握しているため、迅速にプリズム７２をロックすることができる。
　（測量機）
　測量機１０について、図２～図４を用いて説明する。図２は、測量機１０の正面図である。図３は測量機１０の内部構造を模式的に示す概略図である。
　図２および図３に示すように、測量機１０は、基盤部１３と、この基盤部１３に対して水平方向に回転される回転台座１４とからなる測量機本体１５と、カバー部材１６とを含んで構成されている。
　基盤部１３は、三脚台２に固定される固定座１３ａと、整準ネジ（図示せず）を有する整準台１３ｂと、回転台座１４を鉛直軸Ｖ回りに水平方向に回転駆動する水平回転駆動部Ｍ１などの駆動機構を内蔵するケース１３ｃとから概略構成されている。
　回転台座１４には、一対の支持部材で構成される托架部１７が立設している。支持部材の間に測距光学系と追尾光学系の鏡筒部１８が配置されている。鏡筒部１８は、托架部１７に設けられた水平軸１８Ａにより、垂直方向に回転可能に支持されている。
　水平軸１８Ａの一方の端部には、鏡筒部１８を垂直方向に回転駆動する鉛直回転駆動部Ｍ２が固定され、他方の端部には、鏡筒部１８の回転角度を検出するための鉛直角検出器２２が設けられている。
　托架部１７の上端部には、一対の支持部材にまたがって水平に配置される水平板１９が固定されている。水平板１９の上面には、測量機制御部２９、受光部６０、および撮像部４０が取付けられている。
　受光部６０は、追尾ガイド光Ｌｃを受光して送光器９０の中心の水平方向を検出する。受光部６０は、図示しないシリンドリカルレンズと１つの長方形の受光センサと水平受光範囲を制限するスリットを鉛直方向に設けて、測量機１０と送光器９０との間に高低差があっても、追尾ガイド光Ｌｃの方向を検出できるようにしている。水平回転駆動部Ｍ１により回転台座１４が水平回転したとき、追尾ガイド光Ｌｃを受光することにより追尾ガイド光Ｌｃの中心の水平方向を検知する。
　カバー部材１６は、上面に突出する突出部１６ａを有し、突出部の前面は、カバー部の前面と面一となっている。撮像部４０は、水平板１９の中央で、突出部１６ａの内側となるように配置されている。
　測量機制御部２９は、制御回路基板をベースとして、水平板１９の中央で、撮像部４０の背面に配置されている。
　カバー部材１６の前面には、突出部１６ａの前面の設けられた撮像用窓１６ｄ、前面の中央に上下方向に伸びる鏡筒用窓１６ｂ、前面の右側に設けられた受光部用窓１６ｅの、合計４つの窓が設けられている。
　鏡筒用窓１６ｂは鏡筒部１８の光軸上に形成され、測距部２３および追尾部２４の光学系の赤外レーザ光を透過する。撮像用窓１６ｄは、撮像部４０の前方に形成されており、撮像部４０は、撮像用窓１６ｄ越しに、測量機１０前方の画像を取得する。受光部用窓１６ｅは、受光部６０の前方に形成されており、受光部６０は、受光部用窓１６ｅに入射した光を受光する。
　回転台座１４のカバー部材１６との接点には、雨水などが侵入するのを防止するシール部材（図示を略す）が設けられている。
　カバー部材１６と撮像部４０、鏡筒部１８、受光部６０との間には隙間が設けられている。これにより、カバー部材１６の取付け、取外しの際に、カバー部材１６が撮像部４０、鏡筒部１８に接触するのを防止できる。カバー部材１６は撮像部４０、受光部６０、および鏡筒部１８から離間してこれを被覆しており、カバー部材１６を外してもそれぞれの光軸を調整する必要がない。
　（ブロック図）
　図４は、測量機１０の制御ブロック図である。測量機１０は、水平角検出器２１、鉛直角検出器２２、水平回転駆動部Ｍ１、鉛直回転駆動部Ｍ２、測距部２３、追尾部２４、測量機通信部２５、記憶部２６、撮像部４０、受光部６０およびこれら全てが接続される測量機制御部２９を有する。
　水平角検出器２１と鉛直角検出器２２は、回転円盤、スリット、発光ダイオード、イメージセンサを有するアブソリュートエンコーダまたはインクリメンタルエンコーダである。水平角検出器２１は回転台座１４の回転軸に設けられ、回転台座１４の水平角を検出する。鉛直角検出器２２は、鏡筒部１８の水平軸１８Ａに設けられ、鏡筒部１８の鉛直角を検出する。
　水平回転駆動部Ｍ１と鉛直回転駆動部Ｍ２はモータである。測量機制御部２９に制御され、水平回転駆動部Ｍ１は回転台座１４の回転軸を動かし、鉛直回転駆動部Ｍ２は、鏡筒部１８の水平軸１８Ａを動かす。両駆動部の協働により、鏡筒部１８の向きが変更される。水平角検出器２１と鉛直角検出器２２とで、測角部を構成する。水平回転駆動部Ｍ１および鉛直回転駆動部Ｍ２とで、駆動部を構成する。
　測距部２３は、送光部と受光部を備え、ターゲットである全周反射のプリズム７２を視準して、例えば赤外レーザ光などの測距光をプリズム７２に射出してその反射光を受光部で受光し、測距光と内部参照光の位相から測距する。
　追尾部２４は、測距光とは異なる波長の赤外レーザ光などを追尾光として出射する追尾送光系と、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサを有する追尾受光系を有する。追尾部２４は、追尾光を含む風景画像と追尾光を除いた風景画像を取得し、両画像を測量機制御部２９に送る。測量機制御部２９は、両画像の差分からターゲット像の中心を求め、ターゲット位置として検出し、ターゲット像の中心と鏡筒部１８の視軸中心からの隔たりが一定値以内に収まるように、常に鏡筒部１８がターゲットの方向を向くように、自動追尾する。
　測量機通信部２５は、外部ネットワークとの通信を可能にするものであり、例えば、インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を用いてインターネットに接続し、ターゲットユニット７０およびコントローラ８０と情報の送受信を行う。無線通信はこれに制限されず、既知の無線通信を使用することができる。測量機１０が測定（測距・測角）した測定結果は、測量機通信部２５を介してコントローラ８０へ送られる。測量機１０の入力部はコントローラ８０の入力部であるため、コントローラ８０から入力された命令も測量機通信部２５を介して測量機制御部２９に入力される。撮像部４０で取得された画像も測量機通信部２５を介してコントローラ８０へ送られる。
　受光部６０は、前述の通り、シリンドリカルレンズと、長方形の受光センサと、水平受光範囲を制限するスリットとを備え、測量機１０の正面に配置され、追尾ガイド光Ｌｃを受光して送光器９０の中心の水平方向を検出する。
　測量機制御部２９は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭなどを集積回路に実装したマイクロコントローラであり、測量機１０の機器がすべて接続され、これらを制御する。例えば、水平回転駆動部Ｍ１，鉛直回転駆動部Ｍ２の制御、測距部２３および追尾部２４の発光制御、プリズム７２の自動追尾、自動視準、測距および測角、受光部６０の受光および取得したデータの処理、撮像部４０の撮像、測量機通信部２５を介した測定データや命令の送受信などである。
　記憶部２６は、例えばハードディスクドライブなどの記憶媒体であり、上記演算制御のためのプログラムが格納されている。取得した測定データも記憶される。
　撮像部４０は、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子を有し、動画像がリアルタイムで取得可能である。本実施形態の撮像部４０は、画角の広い、いわゆるワイドカメラである。撮像部４０で撮像された風景は、測量機通信部２５を介してコントローラ８０へ送られ、表示部８２に表示される。測量システム１では、作業者一人（ワンマン）で測量作業を行うことを想定しており、測量機１０から離れた場所にいる作業者は、測量機１０前方の様子を、撮像部４０で撮像された画像で、リアルタイムに確認することができる。
　（コントローラ）
　図５は、コントローラ８０のブロック図である。コントローラ８０は、測量機１０を遠隔操作する操作端末である。さらに、コントローラ８０は、送光器９０へ追尾ガイド光Ｌｃの送光の命令も可能に構成されている。
　図５に示すように、コントローラ８０は、入力部８１、表示部８２、記憶部８３、コントローラ通信部８４、ＧＰＳ装置８５、方位センサ８６、コントローラ制御部８９を備える。
　入力部８１、表示部８２は、コントローラ８０のインターフェースである。作業者は、入力部８１から、測量機１０の操作や情報を入力できる。本実施形態においては、表示部８２は、タッチパネル式の液晶画面であり、入力部８１と一体となっている。
　記憶部８３は、例えばハードディスクドライブなどの記憶媒体であり、コントローラ制御部８９の演算制御のためのプログラムが格納されている。取得した測定データも記憶される。
　コントローラ通信部８４は、測量機通信部２５と同等の構成を備え、測量機１０と情報の送受信が可能となっている。コントローラ通信部８４から、送光器９０へも命令が送信される。
　ＧＰＳ装置８５は、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ信号を受信する装置であり、受信したＧＰＳ信号から、現在位置が把握される。本実施形態においては、ＧＰＳ装置８５は、単独測位のみ可能な装置でも問題ない。
　方位センサ８６は、半導体を用いた電子コンパスである。南北の地磁気を検出して方角を算出する。ＭＲ素子を使用したものやＧＭＲ素子を使用したものなど、公知のものを使用し、種類は問わない。
　本実施形態においては、コントローラ８０は、スマートフォンやタブレットなどを想定しており、これらに最初から搭載されているＧＰＳ装置や電子コンパス、もしくは３軸ジャイロを用いてよい。
　コントローラ８０に搭載されるＧＰＳ装置８５により、コントローラ８０と測量機１０との位置関係が概略把握される（後述）。作業者はコントローラ８０とターゲットユニット７０を保持して移動しているため、測量機１０とプリズム７２との位置関係も概略把握される。ＧＰＳ装置８５により測量機１０の追尾が外れた際も、測量機１０はＧＰＳ装置８５により、プリズム７２のおおまかな方向を把握することができ、鏡筒部１８の視軸を水平方向にはＧＰＳ装置８５へ向け、ファンビームＢを受光して追尾ガイド光Ｌｃの水平方向の中心を検知し、ついで鏡筒部１８を鉛直方向に走査することで、迅速に再びプリズム７２をロックすることができる。
　図６に測量作業の説明図、およびコントローラ８０の表示画面を示す。記憶部８３には、例えば入力された測量データ（設計データ）が収納される。表示部８２は計測データに対応する測設地図を表示する機能を有する。コントローラ制御部８９は、ＧＰＳ装置８５の位置情報、方位センサ８６の方位信号と設計データとに基づいて、表示部８２の画面に表示すべき地図を構築する機能を有する。
　コントローラ制御部８９は、測量機１０の現在位置と、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・Ｐｎの設計データとを有しているので、各測定点に対する水平方向回動角度を演算できる。コントローラ制御部８９は、コントローラ通信部８４を介して命令を測量機に１０送付し、水平回転駆動部Ｍ１を駆動させて鏡筒部１８を、測定点Ｐｎの水平方向に回動させる機能を有する。
　撮像部４０が撮像した画像も、表示部８２に表示される。表示部８２に表示される撮像部４０の映像と測設地図とは、自動または手動で切り替え可能に構成される。例えば、作業者の現在位置と測定点Ｐｎとが、一定距離、例えば５ｍ以下になると、表示画像は、測設地図の表示から、撮像部４０の撮像する画像に自動で切替えられる。
　また、撮像部４０が撮像する画像の視点を、現在の視点よりも左右のいずれかの方向に移動するように入力部８１で命令することもできる。例えば、作業者が現在の画像より右側に視点を移して見たい場合、表示部８２を右にフリックすることで、測量機１０の水平回転駆動部Ｍ１を右に回動させて、回転台座１４を右側に向けることで、撮像部４０を現在よりも右方向に向けさせ、撮像部４０が現在よりも右側を撮像するように構成される。
　コントローラ制御部８９は、方位センサ８６の取得する方位データに基づいて、方位をコンパスとして表示部８２に表示させる。さらに、測量機１０の測距・測角により求められた作業者の現在位置（測定点Ｐｎ）から、次の測定点Ｐｎ＋１までの距離と角度を演算することで、作業者の現在地点から次の測定点までの距離と方向を表示させる機能、および進行方向表示を表示部８２に表示させる機能を有する。コントローラ制御部８９は、追尾が外れた旨を測量機１０から受けると、自動で送光器９０に追尾ガイド光Ｌｃを送光するように命令を送る。測量機１０が直接に送光器９０へ命令を送る構成としてもよい。
　作業者は、測設データに基づいて、表示される表示に従い、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・と、順に測定を行う。
　（ターゲットユニット）
　次にターゲットユニット７０について図面と共に説明する。図１に示すように、ターゲットユニット７０は、ポール上端にプリズム７２が取付けられている。ターゲットユニット７０は、ポール７１の上端にプリズム７２が取付けられている。プリズム７２の光学中心は、ポール７１の中心軸Ｘを通過し、プリズム７２の光学中心とポール７１下端までの距離（取付高）は既知となっている。
　さらに、プリズム７２の上部には、円柱状の筐体を有する送光器９０が、筐体の中心軸をポール７１の中心軸Ｘに一致させて、取付けられている。筐体の上部周側面および上面は、光を透過する透明部材で構成されており、送光器９０が追尾ガイド光Ｌｃを送光すると、透明部材を通過して、外部に照射される。
　送光器９０から送光される追尾ガイド光Ｌｃは、測距光や追尾光とも異なる波長の赤外光となっている。測量機１０の受光部６０で受光して、送光器９０の中心が水平方向に検知され、測量機１０は、鏡筒部１８の光軸方向（追尾部２４の光軸および測距部２３の光軸方向）を送光器９０の中心に水平方向に向けるように、水平回転駆動部Ｍ１が駆動される。受光方法や水平方向の検知方法などは従来の方法で構わず、説明は省略する。
　図７は、送光器９０の制御系のブロック図である。図８は、送光器９０の光学図である。図８は走査されるファンビームＢの一部のみを表示する。実際には図８下部に示すように、上面視円形状（一対で水平方向に３６０度広がるファンビーム）となる。
　図７に示すように、送光器９０は、送光器通信部９１、送光器回転駆動部９２、光源９３、およびこれらが接続される送光器制御部９９を備える。
　送光器通信部９１は、コントローラ通信部８４および測量機通信部２５と同等の構成を備え、コントローラ通信部８４および測量機１０と情報の送受信が可能となっている。コントローラ通信部８４からの命令を受信すると送光器制御部９９へ出力する。測量機１０から送光器回転駆動部９２は、ツイストリングポリゴンミラー９７（図８参照）に連結され、ツイストリングポリゴンミラー９７を回転駆動させる。
　光源９３は、送光器９０の光源であり、送光器制御部９９に点灯制御される。
　送光器制御部９９は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭなどを集積回路に実装したマイクロコントローラであり、送光器回転駆動部９２の回転制御、光源９３の点灯制御、測量機通信部２５を介した測定データや命令の送受信などを実行する。
　図８に示すように、送光器９０は、光学系として、光源９３、集光レンズ９４、アキシコンレンズ９５、およびツイストリングポリゴンミラー９７を有する。アキシコンレンズ９５の光軸Ｌ３と、ツイストリングポリゴンミラー９７の鉛直軸（リング中心軸）、およびツイストリングポリゴンミラー９７の回転軸は、全て同軸であり、かつ、ポール７１の中心軸Ｘと一致するように配置されている。
　光源９３は、レーザーダイオードであり、半導体に電流を流してレーザ発振させる。集光レンズ９４はコリメートレンズである。アキシコンレンズ９５は、コリメート光をリング光に変換して出射する特性を有する。生成されるリング状のビームの直径は、照射距離が長くなる程、大きくなる。
　ツイストリングポリゴンミラー９７は、中央に孔が形成されたリング形状であり、所定角度だけひねられており、表面が反射面で構成され、送光器回転駆動部９２により回転駆動される。
　光源９３から出射したレーザ光は集光レンズ９４でコリメートされ、アキシコンレンズ９５で光軸横断面リング状の光として出射され、ツイストリングポリゴンミラー９７に入射する。ツイストリングポリゴンミラー９７の表面でリング光は反射して、一対で上面視円形状となる水平方向に３６０度広がるファンビームＢとして上下方向に走査される。
　（ツイストリングポリゴンミラー）
　ツイストリングポリゴンミラー９７について、図と共に詳しく説明する。
　図９は、ツイストリングポリゴンミラー９７を示す。図９（Ａ）がツイストリングポリゴンミラーの底面図である。図９（Ｂ）がツイストリングポリゴンミラーの斜視図である。図９（Ｃ）は、図９（Ａ）の一点鎖線を切断線として切断した断面の斜視図であり、ツイストリングポリゴンミラーの構造を示すための説明図である。図９（Ｃ）には、断面である六角形状の中心を結んだ線ＣＬおよび、断面である六角形のある一つの角部を結んだ線ＥＬ（即ち、ツイストリングポリゴンミラー９７の一辺）も共に示す。また、図９（Ａ）の二点鎖線は、アキシコンレンズ９５から出射して、ツイストリングポリゴンミラー９７に入射するリング光を示す。
　図９に示すように、ツイストリングポリゴンミラー９７は、ツイストリングポリゴンミラー９７の中心軸Ｘ３を中心とした円周方向のどの位置で切断しても、その切断面は同一の正六角形となる。ツイストリングポリゴンミラー９７は、断面となる正六角形を、リング状となるように中心軸Ｘ３を中心として３６０度に回転しつつ、１／３周（六角形の中心を中心として１２０度）ひねりながら、押し出した形状となっている。
　ツイストリングポリゴンミラー９７に下方から入射したリング光は、ツイストリングポリゴンミラー９７の反射面で、略水平方向に反射され、上面視円形となる複数の水平方向に長く鉛直方向に短いファンビームＢとして上下方向に走査される。
　本実施形態においては、ツイストリングポリゴンミラー９７は、３６０度回転しつつ１２０度（１／３回転）だけひねられる形態となっている。これにより上面視円形の反射光は２等分割されて、それぞれが１８０度に水平方向にひろがり、鉛直方向に短く伸びる一対のファンビームＢとして上下方向に走査される。
　ツイストリングポリゴンミラー９７の形態は、これに限られない。ツイストリングポリゴンミラー９７は、ｎ角形の断面形状で、わずかでもひねられて３６０度回転押し出しにより形成されていればよく、回転押し出しの回転軸を中心に回転駆動されて、この回転軸を中心としたリング状の光が入射すると、回転軸からみて円形状に広がる光を回転軸方向に走査せる。本実施形態においては、回転軸は鉛直軸であり、上面視すると水平方向に円形状に広がるファンビームが鉛直方向に走査される。
　好ましくは、断面形状は、正ｎ角形がよい。さらに、好ましくは、ひねり角度ｔｗは、
　ひねり角度ｔｗ＝３６０度／ｎ×Ａ（Ａはｎの約数および倍数）
　とすると、上面視リング状のファンビームが等分割されるため、好ましい。例えば、断面形状が正六角形ならば、ひねり角度ｔｗは、６０度（Ａ＝１，１／６回転）、１２０度（Ａ＝２，１／３回転）、１８０度（Ａ＝３，１／２回転）、３６０度（Ａ＝６，１／１回転）、７２０度（Ａ＝１２，２回転）・・・だけ、中心線ＣＬを中心としてひねられつつ、中心軸Ｘ３で３６０度に回転しながら押し出しされた形状が好ましい。
　断面形状の正ｎ角形が、周方向に３６０度回転しながらひねり角度ｔｗでひねられて形成されたツイストリングポリゴンミラーは、入射したリング光を、上面視円形状の光で、水平方向にＡ個に等分割された、水平方向に３６０／Ａ度広がるファンビームとして上下方向に送光する。
　走査される一対のファンビームＢは追尾ガイド光Ｌｃであり、測量機１０にターゲットユニット７０の位置を知らせるものである。測量機１０の受光部６０が追尾ガイド光Ｌｃを受光して、測量機制御部２９は送光器９０の中心の水平方向に、鏡筒部１８の光軸（測距部２３の光軸、および追尾部２４の光軸）が向くように水平回転駆動部Ｍ１を制御する。
　本実施形態のファンビームは、光の強さが略均一となっている。従来のポリゴンミラーを使用してガイド光を走査させる場合、出射光をシリンドリカルレンズなどで水平方向に広げているため、水平方向の端部側は中央に比べて光が弱い（光度が低い）という問題があった。本実施形態においては、アキシコンレンズ９５を用いてコリメート光をリング光としているため、リング光の、光の強さはのどの位置においても均一であり、反射光である追尾ガイド光Ｌｃでも光の強さは略均一である。このため、ファンビームの一部の光が弱く見つけにくいという問題の発生が抑制される。
　（プリズムロック機能）
　測量機１０は、追尾部２４によるプリズム７２の追尾を開始する場合、もしくは追尾が外れた場合、自動でプリズムを見つけ出してロックし、追尾する機能（プリズムロック機能）を有する。従来のプリズムロック機能においては、鏡筒から視準光を出射し、鏡筒が水平方向に回転しながら上下に回動を繰り返すことで、全方向を視準光で走査し、反射光を受光することでプリズムを見つけ出して視準していた。しかし、まったくプリズムの場所がわからずに走査するため、全方向を走査することもあることから、プリズムを見つけるのに時間がかかった。本実施形態においては、測量機１０にまずは粗方向を向け、ついで精方向で走査を行うことで、プリズム７２を迅速にロックすることができる。
　測量システム１におけるプリズムロックのフローを図１０～図１２を用いて説明する。図１０はプリズムロックのフローチャートである。図１１は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０２のイメージ図である。図１２は、ステップＳ１０３～Ｓ１０７のイメージ図である。
　最初に、ステップＳ１０１で、前工程として、まず測量機１０を任意の点Ｐ０（好ましくは既知点）に設置し、ついでコントローラ８０と測量機１０の位置合わせを行う。測量機１０に位置合わせ用のコントローラ８０の設置位置を設けてもよい。ＧＰＳ装置８５により、コントローラ８０の緯度経度が取得され、測量機１０の設置位置の緯度経度も取得される。
　次に、ステップＳ１０２に移行して、測量機１０とコントローラ８０との相対方向を取得可能にする。作業者はコントローラ８０とターゲットユニット７０を持ち、ある程度離れた任意の場所ＮＰ１に移動し、その場でＧＰＳ装置８５にて緯度経度を取得するとともに、測量機１０にプリズム７２の測距・測角をさせる。さらに異なる任意の場所ＮＰ２に移動して、再びＧＰＳ装置８５にて緯度経度を取得するとともに、測量機１０にプリズム７２の測距・測角をさせる。このとき、ターゲットユニット７０の上面にコントローラ８０を取付けて、測距・測角を行ってもよい。二つの場所ＮＰ１，ＮＰ２の方位角から、測量機１０からみたコントローラ８０の方向（相対方向）が把握される。この方法に限られず、作業者の持ったターゲットユニット７０のプリズム７２を追尾させ、作業者が移動しながら、随時測距・測距を実施することで、測量機１０がコントローラ８０の相対方向を検知できるよう校正を行うように構成してもよい。また、測量機１０を既知点に設置し、基準点と基準方向を設定する、後方交会法を用いて、絶対三次元座標を取得してもよい。
　前工程のステップＳ１０１～ステップＳ１０２は、測量機１０に、ターゲットユニット７０とコントローラ８０を持つ作業者の粗方向を把握させるためである。このため、ＧＰＳ装置８５の位置情報の取得は単体測位で構わず、高精度な三次元情報の取得による厳密な相対方向の検出でなくても構わない。
　作業者は、作業中はターゲットユニット７０およびコントローラ８０を持って移動する。ＧＰＳ装置８５のＧＰＳ信号の取得は、移動中も随時行われているため、作業者が移動しても、また移動中であっても、ＧＰＳ信号が取得可能である限り、測量機１０に対するコントローラ８０の方位角は、おおむね把握される。
　次に、本工程として、ステップＳ１０３～Ｓ１０８で、追尾部２４による追尾開始、または追尾が外れた場合の追尾再開のためのプリズムロックについて説明する。
　ステップＳ１０３で、まず、ＧＰＳ装置８５の位置情報を基に、測量機１０の鏡筒部１８をＧＰＳ装置８５の方向、即ち、ターゲットユニット７０およびコントローラ８０を持つ作業者の方向へ鏡筒部１８を向かせる。現在の水平方向角と算出されたＧＰＳ装置８５の方位角との差分を角度として算出し、水平回転駆動部Ｍ１を駆動させて、回転台座１４を水平方向に回動させる。
　次に、ステップＳ１０４に移行して、送光器９０に追尾ガイド光Ｌｃを送光させる。送光器９０を中心として、上面視して円形となる一対のファンビームＢが、追尾ガイド光Ｌｃとして上下方向に走査される。
　次に、ステップＳ１０５に移行して、受光部６０が追尾ガイド光Ｌｃを受光し、送光器９０の中心の水平方向が検出される。
　次に、ステップＳ１０６に移行して、測量機制御部２９は、検出された送光器９０の中心の水平方向に、鏡筒部１８の光軸を合わせるために、水平回転駆動部Ｍ１を駆動させる。
　次に、ステップＳ１０７に移行して、鉛直回転駆動部Ｍ２により鏡筒部１８を上下方向に駆動させて、追尾部２４の追尾光を上下に走査させ、プリズム７２を見つけ出す。
　次に、ステップＳ１０８に移行して、プリズム７２をロックし、フローは終了する。
　追尾開始時には、ステップＳ１０１～ステップＳ１０８が実施される。追尾が外れた際には、表示部８２にその旨が表示され、自動で上記のステップＳ１０３～ステップＳ１０８が行われる。
　ステップＳ１０３により測量機１０に水平方向に粗精度で向かせ、ついでステップＳ１０４で水平方向に大きく広がる一対のファンビームＢ（追尾ガイド光Ｌｃ）を受光部６０で受光して、送光器９０の中心の水平方向を検出して、鏡筒部１８を水平方向に精精度で向かせている。本実施形態においては、ＧＰＳ装置８５により、粗精度でも方向が把握されているうえ、追尾ガイド光Ｌｃは上面視して円形となる一対のファンビームＢが上下方向に走査されるため、受光部６０は追尾ガイド光Ｌｃを非常に受光しやすい形態となっている。
　従来は、全く手掛かりのない状態でも、全方向を追尾光で走査することで、プリズムをロックすることができるが、時間がかかるという問題があった。さらにファンビームを送光する送光器であっても、ファンビームの水平方向の広がりは５度程度しかなかった。上記方法により、粗方向、精方向と順に鏡筒部１８をプリズム７２の方向に向けることができ、プリズム７２をロックするまでの時間を短縮させることができる。
　従来の測量機では、追尾部の送光部が追尾光を照射して、反射光を受光部で受光して、走査を行っていた。この場合、受光部が受光するのは反射光であるため、受光量は少ない。測量機１０は、送光器９０から送光される追尾ガイド光Ｌｃを、受光部６０で受光するため、受光量も多く検出しやすい。このため、より迅速にプリズム７２をロックすることができる。
　追尾開始しやすく、追尾が外れても素早くサーチしてプリズムロックし、追尾を再開する。送光器９０および測量システム１は測量機１０による追尾継続を容易にしている。
　（作業フロー）
　測量システム１の作業工程フローの一例を説明する。図１３は、測量システム１を用いた測量作業の工程フローである。図６も参照のこと。
　まず、ステップＳ２０１で、前処理として、ＣＡＤデータや測定点データなどを含む測量現場の情報をコントローラ８０に入力する。入力された情報は、コントローラ８０の記憶部８３に収納される。
　次に、ステップＳ２０２に移行して、測量機１０を既知点に設置し、後方交会法などにより三次元座標を取得する。
　次に、ステップＳ２０３で、コントローラ８０と測量機１０の位置合わせを行う。ステップＳ２０３は、前述のステップＳ１０１に相当する。
　次に、ステップＳ２０４に移行して、コントローラ８０に対する測量機１０が、コントローラ８０の相対方向を取得可能にする。ステップＳ２０３は、前述のステップＳ１０２に相当する。
　次に、ステップＳ２０５に移行して、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・Ｐｎの位置情報が演算され、表示部８２には、入力データに対応する測設地図が表示されるとともに、測定するべき測定点Ｐｎの位置情報が表示部８２に表示される。
　次に、ステップＳ２０６に移行して、測量機１０は水平回転駆動部Ｍ１を駆動させて測定点Ｐｎに鏡筒部１８を向ける。作業者は、表示部８２の測設地図を確認しながら、測定点Ｐｎの方向へ向かって移動する。測量機１０は、その間、鏡筒部１８を上下方向に駆動させて追尾光を走査させる。
　次に、ステップＳ２０７に移行して、作業者が測定点Ｐｎと測量機１０とを結ぶ直線上に到達すると、追尾部２４がプリズム７２をロックし、追尾を開始する。
　次に、ステップＳ２０８に移行して、作業者は、追尾による測定点Ｐｎまでの具体的な距離を表示部８２で確認しながら、測定点Ｐｎまで移動する。
　次に、ステップＳ２０９に移行して、ステップＳ１０７の移動中に追尾が外れてしまった場合、ステップＳ２１０として追尾再開フローに移行する。具体的には、追尾が外れると、測量機１０から送光器９０へその旨が送信される。プリズムロックの本工程であるステップＳ１０３～ステップＳ１０８が自動で実施され、プリズム７２がロックされて、追尾が再開される。追尾が再開すると、ステップＳ２０８に戻る。追尾されたまま作業者が測定点Ｐｎに到達すると、ステップＳ２１０に移行する。
　次に、ステップＳ２１１に移行して、作業者が測定点Ｐｎにまで到達すると、ターゲットユニット７０が測定点Ｐｎに略鉛直に立てられ、測量機１０は測定点Ｐｎに立てられたプリズム７２の測距・測角を行う。
　次に、ステップＳ２１２に移行して、次の測定点Ｐｎ＋１がある場合、ステップＳ２０５に移行し、次の測定点Ｐｎ＋１に対して、ステップＳ２０５～ステップＳ２１１を繰り返す。次の測定点がなくなると、測量は終了する。
　送光器９０のより、追尾開始のプリズムロックも容易で、追尾が外れてしまっても、自動で直ちに送光器９０により追尾ガイド光Ｌｃの走査が行われるため、追尾再開も容易で、追尾継続が容易な構成となっている。
　以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。
１　　　　：測量システム
１０　　　：測量機
２４　　　：追尾部
２９　　　：測量機制御部
６０　　　：受光部
７２　　　：プリズム
９０　　　：送光器
９２　　　：送光器回転駆動部（回転駆動部）
９３　　　：光源
９５　　　：アキシコンレンズ
９７　　　：ツイストリングポリゴンミラー
Ｂ　　　　：ファンビーム
Ｌ３　　　：光軸
Ｍ１　　　：水平回転駆動部
ｔｗ　　　：ひねり角度
Ｘ３　　　：中心軸

Claims (4)

  1. 　ｎ角形状を断面形状として、所定角度ひねられつつ３６０度に回転押し出しされてリング状に形成されて、表面が反射面として構成され、
    　中心軸を中心として回転駆動されて、前記中心軸を中心とするリング状の光に入射されると、前記反射面で反射して、前記中心軸の方向から見て円形状に広がる光として前記中心軸の方向に走査せる、
    　ことを特徴とするツイストリングポリゴンミラー。
  2. 　光源と、
    　前記光源から出射した光を入射し、リング光に変換して出射するアキシコンレンズと、
    　ｎ角形状を断面形状として、所定角度ひねられつつ３６０度に回転押し出しされてリング状に形成され、表面が反射面として構成されるツイストリングポリゴンミラーと、
    　前記ツイストリングポリゴンミラーを回転駆動する回転駆動部と、
    　を備え、
    　前記ツイストリングポリゴンミラーの回転軸は、前記アキシコンレンズの光軸上に配置され、
    　前記アキシコンレンズから出射した前記リング光が、回転駆動される前記ツイストリングポリゴンミラーに入射し、前記反射面で反射され、上面視３６０度に広がるファンビームとして上下方向に走査される、
    　ことを特徴とする送光器。
  3. 　前記断面形状は、正ｎ角形状であり、
    　前記ツイストリングポリゴンミラーは、３６０度／ｎ×Ａ（Ａはｎの約数および倍数）ひねられつつ３６０度に回転押し出しされて形成される、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の送光器。
  4. 　請求項２または請求項３に記載の送光器と、
    　前記送光器の前記回転軸上に配置されるプリズムと、
    　前記プリズムで反射される追尾光を受光して前記プリズムを自動追尾する追尾部と、前記追尾部を水平回転させる水平回転駆動部と、前記ファンビームを受光して前記送光器の中心の水平方向を検知する受光部と、前記ファンビームを前記受光部で受光し、前記送光器の中心の水平方向を検知して、前記追尾部の前記追尾光が前記送光器へ向かうように前記水平回転駆動部を回転駆動させる制御部と、を有する測量機と、
    　を備えることを特徴とする測量システム。
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