(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ポイントに位置設定されるターゲットを利用して測量を行う測量装置に用いられ、前記ターゲットの測定ポイントを指示するための測定ポイント指示装置であって、前記ターゲットに向けて光源からの光を当該測定ポイント指示装置の指示光軸に沿って所要の広がり角度で投射する光投射手段と、前記ターゲットからの前記光源の反射光を受光して前記指示光軸に対する前記ターゲットの前記広がり角度方向に沿った位置ずれ量を検出し、その位置ずれ量に対応する信号を出力する位置検出手段と、出力された位置ずれ量の信号に基づいて前記光源を点灯制御するための信号を生成する制御回路とを備え、前記制御回路は前記指示光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じて前記光投射手段の前記光源の点灯状態を変化させるように構成したことを特徴とする測定ポイント指示装置。
【請求項２】
前記制御回路は、ターゲットが前記指示光軸上に位置されていないときに前記位置検出手段から出力されるターゲットの位置ずれ量に応じて光源の点滅周波数を変化させる回路と、ターゲットが前記指示光軸上に位置されたときに光源を連続点灯させる回路とを備える請求項１に記載の測定ポイント指示装置。
【請求項３】
前記位置検出手段は、前記指示光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じた電圧を出力する構成とされ、前記制御回路は、前記位置検出手段からの電圧を基準電圧と比較してターゲットが前記指示光軸上に位置されているか否かを検出する光軸一致検出回路と、位置検出手段からの電圧と基準電圧との電圧差に応じた周波数信号を発生する電圧・周波数変換回路と、一定電圧の信号を出力する連続点灯信号発生回路と、前記光軸一致検出回路における検出結果に基づいて前記電圧・周波数変換回路と連続点灯信号発生回路との出力を選択して光源に出力し、これらの出力で前記光源を点灯駆動させる切替手段とを備える請求項１または２に記載の測定ポイント指示装置。
【請求項４】
測量装置に設けられる測距用光学系に、前記測定ポイント指示装置を一体的に設け、前記測距用光学系の光軸に前記指示光軸を一致させてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の測定ポイント指示装置。
【請求項５】
前記位置検出手段は前記測距用光学系の光軸に対して左右方向及び上下方向の位置ずれ量を検出する請求項４に記載の測定ポイント指示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は測量補助者が持つターゲットを利用して測量を行う測量機に設けられ、測量機の視準方向を測量補助者から認識してターゲットを正しい測定ポイントに位置することを可能にした測定ポイント指示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、土木工事等に杭打ち作業等を行うとき、測量機を用いて杭打ちポイントを設定する作業が必要とされる。この場合、測距測角儀（トータルステーション）等の測量機で設定すべきポイント方向を視準し、コーナキューブプリズム等で構成される測距用のターゲットをその視準方向で移動してポイントに設定することが行われる。従来、このポイントの設定には、例えば測量機を操作する測量者と、ターゲットを保持する測量補助者とがトランシーバ等で連絡を取り合いながら、測量者からの指示により測量補助者がターゲットを光軸に対して左右、上下に移動させる方法がとられている。
【０００３】
しかしながら、この方法では、ターゲットを左右移動、上下移動させる度にトランシーバを利用して指示を行なわなければならず、その利用頻度が高く、操作が面倒になるという問題がある。そこで、最近ではターゲットを移動させる一部については測量補助者の側の判断のみでポイント設定を行うようにした各種の試みがなされている。例えば、測量機においてターゲットの位置を認識した上で、その位置情報を光或いは電波等の信号で送出し、ターゲット側にはその信号を受信する受信機を設けておき、この受信機に位置情報を表示することで、測量補助者はこの位置情報に基づいてターゲットの位置を認識し、正しいポイント設定を行うようにしたものがある。このような技術として、特開平６−７４７７０号公報、実開平３−２８１２号公報、実開平５−５９２３２号公報等がある。
【０００４】
また、測量機側からポイントに向けて異なる色や点滅周期等のように、測量補助者がその相違を認識可能な２種類以上の光を射出し、これらの光の射出領域が測量機の視準方向を境にして異なるように設定することで、測量補助者がこの光を見たときに、その色や点滅周期に基づいてポンイトを認識するようにしたものがある。例えば、特開平５−２８０９８４号公報、実開平５−２８９２５号公報、実開平５−７３５１４号公報等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の送受信機を用いて位置情報を伝送表示する装置では、測量補助者は位置情報に基づいて正確にポイント設定は可能であるが、測量機側に送信機を、ターゲット側に受信機をそれぞれ備える必要があるために、システム構成が複雑化され、装置全体が高価なものになるという問題がある。また、測量補助者はターゲットと共に受信機を保持する必要があり、これらの物を保持した状態で移動しながらポイント設定動作を行わなければならないため、その作業負担が大きなものになるという問題がある。
【０００６】
また、後者の光の種類を認識することでポイントを認識する装置では、装置構成が簡略化できる点では有利であるが、その光の見える状態が変化される境界位置を正確に認識するためには多少の熟練が必要とされ、初心者等が直ちにこの装置を利用してポイント設定を行うことが難しいという問題がある。また、この場合、測量補助者の目の位置をターゲットと同一光軸上に位置させないと、両者間の位置のずれによって正確なポイント設定ができないという問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、装置を複雑化、大型化することなく、しかもターゲットを保持する測量補助者側に何らの熟練を要することなく正確なポイント設定を可能にしたポイント指示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の測定ポイント指示装置は、測定ポイントに位置設定されるターゲットを利用して測量を行う測量装置に用いられ、前記ターゲットの測定ポイントを指示するための装置であって、前記ターゲットに向けて光源からの光を当該測定ポイント指示装置の指示光軸に沿って所要の広がり角度で投射する光投射手段と、前記ターゲットからの前記光源の反射光を受光して前記指示光軸に対する前記ターゲットの前記広がり角度方向に沿った位置ずれ量を検出し、その位置ずれ量に対応する信号を出力する位置検出手段と、出力された位置ずれ量の信号に基づいて前記光源を点灯制御するための信号を生成する制御回路とを備え、前記制御回路は前記指示光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じて光投射手段の光源の点灯状態を変化させるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
制御回路は、ターゲットが光軸上に位置されていないときに位置検出手段から出力されるターゲットの位置ずれ量に応じて光源の点滅周波数を変化させる回路と、ターゲットが光軸上に位置されたときに光源を連続点灯させる回路とを備える。
【００１０】
位置検出手段は、光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じた電圧を出力する構成とされ、制御回路は、位置検出手段からの電圧を基準電圧と比較してターゲットが光軸上に位置されているか否かを検出する光軸一致検出回路と、位置検出手段からの電圧と基準電圧との電圧差に応じた周波数信号を発生する電圧・周波数変換回路と、一定電圧の信号を出力する連続点灯信号発生回路と、前記光軸一致検出回路における検出結果に基づいて前記電圧・周波数変換回路と連続点灯信号発生回路との出力を選択して光源に出力し、これらの出力で前記光源を点灯駆動させる切替手段とを備える。
【００１１】
ここで、測量装置に設けられる測距用光学系に、前記光源、位置検出手段、制御回路等を一体的に設け、前記測距用光学系の光軸と前記光源および位置検出手段の光軸とを一致させることが好ましい。また、位置検出手段は光軸に対して左右方向及び上下方向の位置ずれ量を検出することが好ましい。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例の概略説明図であり、例えば光学的な測距機能を有する測量機１は三脚２に設置され測量者ＭＭにより操作される。また、測定ポイント位置には補助者ＳＭがターゲット３を保持して立たさせる。このターゲット３はコーナキューブプリブムで構成され、前記測量機１から射出される光を１８０度方向を変えて反射させ、測量機１ではこの反射光を受光することでターゲット３までの測距が可能となる。この第１実施例では、本発明のポイント指示装置１０は前記測量機１の上部に一体的に搭載されている。
【００１３】
図２は前記ポイント指示装置１０の要部の構成図である。光源１１はＬＥＤ等で構成され、後述する制御回路によって連続点灯状態、或いは設定された周期で点滅されるように制御される。この光源の前方位置にはハーフミラー１３とコリメータレンズ１２が配置され、このコリメータレンズ１２の焦点位置に前記光源１１を配置することで、光源１１からの光を平行光束として前記ターゲット３に向けて投射させる。この場合、光源１１は有限の大きさであるため、コリメータレンズ１２からの光は所要の角度で拡げられた状態で投射される。また、この場合、コリメータレンズ１２の光軸、即ちポイント指示装置１０の光軸ＳＯ（以下、指示光軸と称する）は前記測量機１の光軸Ｏと上下方向に平行で左右方向には一致されるように設定される。また、ハーフミラー１３は指示光軸ＳＯに対して４５度の角度で傾斜されている。
【００１４】
ここで、前記ハーフミラー１３はビームスプリッタで構成されても良く、前記指示光軸ＳＯに沿って前記コリメータレンズ１２から光源１１に向けられた光を反射するように構成される。このハーフミラー１３の反射面側には、前記指示光軸ＳＯの左右方向に対応するようにその長さ方向が向けられた位置検出素子としてＰＳＤ或いはＣＣＤ等の光素子１４が配設され、かつこの位置検出素子１４には位置検出信号処理回路１５が接続され、これらで位置検出手段１６を構成している。この位置検出手段１６は前記指示光軸ＳＯに対するターゲット３の位置を検出するためのものであり、ターゲット３が指示光軸ＳＯ上にあるときにはその出力は予め設定された基準電圧となり、指示光軸ＳＯからのずれ量に応じて基準電圧から正または負の方向に偏った電圧とされる。
【００１５】
例えば、この例では図３にブロック回路図を示すように、位置検出素子１４としてＰＳＤを用いており、このＰＳＤ１４の素子中心部にバイアス電圧ＢＶを印加し、素子左右両端部からそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ２を取りだし、これをアンプ１７，１８で増幅して位置検出信号処理回路１５に入力し、この位置検出信号処理回路１５からは前記電流により求められる電圧を出力させるように構成している。前記ＰＳＤ１４では、光が入射された位置に応じて左右の電流Ｉ１，Ｉ２の出力に偏りが生じるため、位置検出信号処理回路１５ではこの偏り量に対応する電圧を発生させ、これを予め設定されている基準電圧に対して加わえ、或いは減ずることで、ＰＳＤの中心に対するずれ量に応じた電圧を出力することができる。
【００１６】
制御回路２０は前記位置検出手段１６と前記光源１１との間に接続される。この制御回路２０に設けられる光軸一致検出回路２１は、前記位置検出信号処理回路１５からの出力電圧を基準電圧と比較し、両者が一致したとき、即ち位置検出素子１４の中央素子に光が投射されたときに信号を出力する。そして、この出力信号によりスイッチ切替回路２２を駆動してスイッチ２３を切り替え駆動する。また、電圧・周波数変換回路２４は、前記位置検出信号処理回路１５から出力される電圧の変化に応じて周波数が変化される信号を出力する。この場合、出力電圧が基準電圧に近い電圧の場合には低周波のうちでも比較的に高い側の周波数の信号を出力し、出力電圧が基準電圧から離れている場合には低周波のうちでも比較的に低い側の周波数の信号を出力するように構成される。
【００１７】
一方、連続点灯信号発生回路２５は一定の電圧を出力する回路として構成され、例えば定電圧源で構成される。そして、前記電圧・周波数変換回路２４の出力と連続点灯信号発生回路２５の出力は前記スイッチ２３により選択されるように構成される。即ち、前記光軸一致検出回路２１の出力によりスイッチ切替回路２２が、位置検出手段１６に入射される光が指示光軸ＳＯ上の位置の場合には光軸一致検出回路２１の出力によりスイッチ２３を連続点灯信号発生回路２５の出力を選択し、指示光軸位置から外れている場合にはスイッチ２３を電圧・周波数変換回路２４の出力を選択するように構成される。
【００１８】
そして、前記スイッチ２３には前記光源１１としてのＬＥＤを駆動するための駆動用トランジスタＴＲが接続されており、スイッチ２３からの出力により駆動用トランジスタＴＲをオンさせてＬＥＤを発光させるように構成される。この場合、前記スイッチ２３と駆動用トランジスタＴＲとの間には変調回路２６を設けており、高周波信号を出力する発振回路２７と、この発振回路２７の出力と前記スイッチ２３からの出力との論理積をとるアンドゲート２８とで構成される。なお、前記スイッチ２３からの出力の一部は前記位置検出信号処理回路１５に入力されており、スイッチ２３の出力とタイミングが一致される位置検出素子１４からの信号のみを取り込んで前記位置検出動作を行うように構成される。
【００１９】
以上の構成のポイント指示装置の動作を図４の概念図と図５の信号波形図を参照して説明する。図１に示した測量機１によりターゲット３までの距離を測定する際に、ポイント指示装置１０を駆動して測定補助者ＳＭに指示を行い、要求される測定ポイントにターゲット３を移動させる。即ち、光源１１を駆動させてＬＥＤを点灯させ、このＬＥＤから光を射出させることで、この光はコリメータレンズ１２によってその指示光軸ＳＯが測量機１の光軸Ｏに沿うように、かつ多少光束が拡げられた状態でターゲット３に向けて投射される。ターゲット３は測量機１の光軸Ｏに近い位置に位置されるため、前記光はターゲット３に投射され、ターゲット３により１８０度の方向に反射される。この反射された光はコリメータレンズ１２を逆行し、ハーフミラー１３により反射されて位置検出素子１４に結像される。
【００２０】
位置検出素子１４では、ターゲット３が指示光軸ＳＯ上に位置しているときには、その素子中央部に光が結像されるため、前記したように位置検出信号処理回路１５からの出力は基準電圧に等しくなる。また、ターゲット３が指示光軸ＳＯに対して左右方向にずれているときには、位置検出素子１４では素子中央部を外れた箇所に光が結像されるため、位置検出信号処理回路１５からは位置検出素子１４における素子中央部からのずれ量、換言すればターゲット３が指示光軸ＳＯからずれているずれ量に応じて基準電圧に対して偏った電圧、ここでは基準電圧に偏差電圧が加算された電圧が出力される。
【００２１】
いま、図４のＡのようにターゲット３が指示光軸ＳＯ上に位置されているとすると、位置検出信号処理回路１５からは基準電圧が出力されるため、光軸一致検出回路２１は基準電圧との電圧比較結果によりスイッチ切替回路２２を駆動させ、スイッチ２３を図５（Ｅ）のようにａ側に切り替えて連続点灯信号発生回路２５に接続する。このため、図５（Ｄ）のように、連続点灯信号発生回路２５から出力される一定電圧はスイッチ２３を通して変調回路２６に入力され、ここにおいて図５（Ｂ）のような発振回路２７の高周波信号が乗算されて図５（Ｃ）のａ′ように変調され、この変調された信号はＬＥＤの駆動用トランジスタＴＲに入力される。これにより、ＬＥＤは高周波で点滅されるが、この高周波点滅は人間の眼では判別できないため、人間の眼には連続点灯しているように見える。したがって、ターゲット３を保持する測量補助者ＳＭは光源１１からの光をみることで光源１１が連続点灯していることが確認でき、ターゲット３が指示光軸ＳＯ上に位置していることが認識できる。
【００２２】
一方、図４のＢまたはＣのように、ターゲット３が指示光軸ＳＯに対して左または右にずれて位置されているとすると。位置検出信号処理回路１５からは基準電圧に対して正方向に偏った電圧が出力される。したがって、光軸一致検出回路２１はターゲット３が指示光軸上に位置していないことを検出し、スイッチ２３を図５（Ｅ）のようにｂ側に切り替えて電圧・周波数変換回路側２４に接続する。また、これと同時に電圧・周波数変換回路２４では、位置検出信号処理回路１５からの出力と基準電圧との差をとり、例えば図５（Ａ）のように、その電圧差に応じた周波数の信号を出力する。そして、この周波数信号はスイッチ２３により選択されて変調回路２６に入力され、ここで図５（Ｂ）の発振回路２７からの高周波信号で変調され、ＬＥＤの駆動トランジスタＴＲに入力される。したがって、ＬＥＤは電圧・周波数変換回路２４から出力される低周波数の範囲内の周波数信号に応じて図５（Ｃ）のｂ′のように点滅されることになる。この場合にも変調による高周波の点滅は人間の眼には判別できないため、低周波による点滅のみが判別でき、したがって、ターゲット３を保持する測量補助者ＳＭは光源１１が点滅していることで、ターゲット３が指示光軸ＳＯ上に位置していないことが認識できる。
【００２３】
そして、この場合、ターゲット３が指示光軸ＳＯに近い位置にある場合には、位置検出信号処理回路１５からの電圧と基準電圧との電圧差が小さいために、相対的に高い周波数でＬＥＤが点滅し、逆に指示光軸ＳＯから離れている場合には相対的に低い周波数でＬＥＤが点滅するために、測量補助者ＳＭはＬＥＤの点滅周波数が高くなる方向に移動することでターゲット３をより指示光軸ＳＯに近づけることができる。そして、最終的にターゲット３が指示光軸ＳＯに位置されたときには、前記したようにＬＥＤは連続点灯状態とされるため、測量補助者ＳＭはこの連続点灯を確認するまでターゲット３を移動させるようにすればよい。
【００２４】
なお、前記実施例では変調回路２６を設けてＬＥＤを高周波で点滅させているが、その理由は、外部光が位置検出素子１４に入射されたときに、その光をターゲット３で反射された光源からの光として誤検出することが原因とされる位置検出手段１４、及び制御回路２０における誤作動を防止するためである。そのため、この実施例では変調回路２６により高周波成分が加えられたＬＥＤ駆動信号の一部を位置検出信号処理回路１５に入力させ、ここでこのＬＥＤ駆動信号と位置検出素子１４で検出される光信号とのタイミングを比較することで、この検出された光信号がＬＥＤから投射されてターゲット３で反射された光であることを確認している。したがって、外部光の影響による誤作動が生じるおそれがない場合には、変調回路は不要である。
【００２５】
なお、ターゲット３が光源１１から投射される光束の範囲の外にあるときには、位置検出素子１４には反射光が入力されず、位置検出信号処理回路１５からは基準電圧から大きく偏った電圧が出力されるため、電圧・周波数変換回路２４の出力は極めて低周波数の信号となり、測量補助者ＳＭからみれば光源１１が極めて長い周期で点灯と消灯を繰り返していることが見えるため、これで測量補助者ＳＭはターゲット３が光束の範囲外にあり、指示光軸ＳＯから大きく外れている位置であることが認識できる。
【００２６】
このように、このポイント指示装置では、ターゲット３を保持している測量補助者ＳＭは、光源１１から出力される光の点滅状態を確認し、光源１１が点滅状態にあるときにはターゲット３が指示光軸ＳＯ上になく、したがってこの点滅周波数が高くなる方向にターゲット３を移動させれば指示光軸ＳＯに近づけることができ、最終的に光源１１が連続点灯する状態にすればよい。したがって、指示装置としては、測量補助者ＳＭに対して右或いは左方向に移動させる等の指示を行う必要がなく、構成が簡略化できるとともに、一方では測量補助者ＳＭも左右方向については考える必要がなく、単に点滅周波数が高くなる方向に移動すればよいので、測量補助者が未経験者の場合でも正確なポイント指示が可能となる。
【００２７】
また、この装置では、ＬＥＤの点灯状態はあくまでもターゲットの位置を基準にしており、測量補助者の眼の位置を基準とするものではないから、測量補助者がターゲットに対してずれた位置にいる場合でも、ターゲットを正確に基準光軸に位置させることができる。したがって、測量補助者は自分の眼の位置をターゲットと共に正確に基準光軸上に位置させた上で、眼を左右に動かしながらポイント指示を受けるような作業が不要であり、簡単な位置設定が可能となる。
【００２８】
図６は本発明の第２実施例の要部を示すブロック図であり、この実施例では本発明のポイント指示装置を測量機と一体に構成した例を示している。ここで、この測量機１は、例えば特定の波長の光をターゲット３に向けて投射する一方、その光がターゲット３から反射された光を受光し、これら投射光と受信光との位相差を測定し、この位相差と波長とに基づいて演算を行うことでターゲットまでの距離を測定する測量機として構成されているものとする。同図において、３１は前記した測距を行う際に光を投射するための測距用光源、３２はその反射光を受光する測距用受光素子である。そして、測距用光源３１から射出される光は反射プリブム３３により反射され、対物レンズ３４により集光されてターゲット３に投射される。また、ターゲット３からの反射光は対物レンズ３４により集光され、ハーフミラー３５を透過したのち反射プリブム３３により反射されて測距用受光素子により受光される。
【００２９】
このような測量機内に、第１実施例と基本的には同様な構成をしたポイント指示装置１０を一体的に組み込んでおり、特にポイント指示装置１０の指示光軸ＳＯを測量機１の光軸Ｏに一致させている。なお、ポイント指示装置１０に用いられるコリメータレンズは、前記対物レンズ３４により兼用される。また、ポイント指示装置１０の光源１１と位置検出素子１４は測量機１の光学系に介挿されたハーフミラー３５により測量機１の光学系に光学的に結合される。
【００３０】
更に、この実施例ではポイント指示装置１０の位置検出素子１４として２次元構成のＰＳＤを用いており、これを指示光軸ＳＯと垂直な面上に位置し、指示光軸ＳＯに対するターゲット３の左右方向及び上下方向の位置ずれを検出するように構成している。そして、位置検出信号処理回路１５では、位置検出素子１４における左右方向及び上下方向のそれぞれの位置ずれを総合させた基準光軸からの位置ずれに基づく電圧を出力するように構成している。例えば、図７に示すように、指示光軸ＳＯを中心とする円の半径方向の位置ずれに応じて基準電圧に対して偏った電圧を出力するように構成する。
【００３１】
このポイント指示装置１０では、指示光軸ＳＯが即ち測量機１の光軸Ｏとなるため、ターゲット３を指示光軸ＳＯに一致させれば、そのまま測量機１の光軸Ｏにターゲット３を位置させることになる。したがって、ポイント指示装置１０の指示光軸ＳＯに対してターゲット３が左右に位置ずれを生じている場合に光源１１が点滅され、指示光軸ＳＯ上に位置されたときに光源１１が連続点灯されることは第１実施例と同じである。また、図７に示されるように、ターゲット３が指示光軸ＳＯよりも上側位置Ｄ或いは下側位置Ｅにあるときには、ターゲット３からの反射光は位置検出素子１４において上または下方向の位置ずれとして検出されるため、その場合でも光源１１が点滅されることになる。なお、実際にはターゲット３の高さ位置は測量機１の光軸Ｏの高さ位置に等しくされているため、この上下方向の位置ずれは、ターゲット３が傾斜されたとき、或いは測量機１とターゲット３との地形高さが相違しているような場合となる。
【００３２】
このポイント指示装置においても、結局、測量補助者ＳＭは光源１１の点滅周波数が高くなるようにターゲット３を左右方向及び上下方向に移動させ、最終的に光源１１が連続点灯される位置にターゲット３を設定することで、ターゲット３を指示光軸ＳＯに位置させることができる。そして、この位置は同時にターゲット３が測量機１の光軸Ｏに位置されたことになるため、測量者ＭＭは測量機１を操作すれば、測距用光源３１からの投射光は確実にターゲット３に投射され、かつこれにより反射されて測距用受光素子３２により受光され、測距が実行されることになる。
【００３３】
この実施例では、ポイント指示装置１０を測量機１と一体に組み込んでいるため、第１実施例のように測量機１に別体に設けたポイント指示装置１０を付設する必要がなく、測量機およひポイント指示装置の全体構成をコンパクト化することができ、取り扱いに有利となる。また、この実施例ではポイント指示装置１０と測量機１の各光軸ＳＯ，Ｏを一致させることができるので、光軸に対するターゲット３の左右方向および上下方向のいずれについてもポイント指示を行うことができる。また、この場合でも、第１実施例と同様に、測量補助者ＳＭは、光源１１の点滅状態に基づいてターゲット３を移動させ、光源１１が連続点灯した位置にターゲット３を位置させればよく、位置設定を簡単に行うことが可能となる。
【００３４】
図８は本発明の第３実施例の要部のブロック構成図であり、第１実施例と等価な部分には同一符号を付してある。この実施例では、位置検出用に使用する光源１１とポイント指示用の光源４１とを区別して設け、位置検出用の光源１１は前記第１実施例と同様に光をターゲット３に向けて投射させる構成とし、電源４３により連続点灯或いは変調させて点灯させるように構成する。また、ポイント指示用の光源４１は光をコリメータレンズ４２を通して指示光軸ＳＯと平行に投射させ、測量補助者ＳＭに向けて投射するように構成する。そして、この実施例では、ポイント指示用光源４１として多色ＬＥＤ、例えば赤色と緑色のＬＥＤを一体的にパッケージし、これらのＬＥＤを選択的或いは同時に点灯させることで赤色、黄色、緑色の光源として利用できるＬＥＤを用いており、この多色ＬＥＤは制御回路２０Ａに設けた発色切替回路４４により駆動させるように構成している。
【００３５】
例えば、制御回路２０Ａには、光軸一致検出回路２１と、電圧比較回路４５とを設けており、この電圧比較回路４５では位置検出信号処理回路１５から出力される電圧を予め設定した標準電圧と比較し、その比較結果を出力する。そして、前記光軸一致検出回路２１と電圧比較回路４５の出力をそれぞれ前記発色切替回路４４に入力させ、多色ＬＥＤからなる光源４１の点灯色を切り替えるように構成している。
【００３６】
このように構成すれば、例えば、ターゲット３が指示光軸ＳＯに対して離れた位置にあるときには電圧比較回路４５では位置検出信号処理回路１５からの電圧が標準電圧よりも大きいことを検出し、その出力で発色切替回路４４を駆動して光源４１を赤色に点灯させる。また、ターゲット３が指示光軸ＳＯに近づくと位置検出信号処理回路１５からの電圧が標準電圧よりも小さくなり、電圧比較回路４５の出力により発色切替回路４４を駆動して光源４１を黄色に点灯させる。そして、ターゲット３が指示光軸ＳＯに位置されたときには光軸一致検出回路２１の出力により発色切替回路４４を駆動して光源４１を緑色に点灯させる。これにより、測量補助者ＳＭは光源４１の点灯色に基づいてターゲット３の位置設定を容易に行うことができる。この場合、制御回路２０Ａ内に第１実施例と同様に電圧・周波数変換回路を設けておき、光源４１を各色で点灯させると同時にその点滅を行うことで、更に細かいポイント指示を行うことも可能である。
【００３７】
なお、この第３実施例では、位置検出を行うための光源１１と、ポイント指示を行うための光源４１とを別体に構成しているが、位置検出素子１４における光検出感度に各色にわたって均一な特性が得られるものであれば、各光源１１，４１を１つの多色ＬＥＤで構成して両者の光源を兼用させることも可能である。
【００３８】
また、前記各実施例では、いずれもターゲットからの反射光をハーフミラーやビームスプリッタにより分光しているが、図９のように、反射プリズム５３を利用した構成も可能である。即ち、光源５１からの光を反射プリズム５３の一方の面で反射させ、コリメータレンズ５４を通してターゲットに投射する。また、ターゲットからの反射光はコリメータレンズ５４を通した後、反射プリズム５３の他方の面で反射させ位置検出素子５２に結像させる。この場合には光源５１の前側にハーフミラーを配置する必要がないため、光源５１から射出される光を１００％利用した位置検出動作が可能となり、より遠い距離でのポイント指示が可能となる。
【００３９】
更に、前記各実施例においては、ターゲットが光軸上に位置されたときに光源を連続点灯させているが、ターゲットが光軸上にない場合との区別をつけることができればよいのであるから、光軸上にない場合とは明確に異なる周波数での点灯や消灯の動作を行うように構成してもよい。また、各光学系に設けたコリメータレンズは光の射出用と受光用とで個別に設けてもよい。
【００４０】
また、前記した実施例のうち、図３，図８に示した回路構成に代えて、マイクロコンピュータを利用したプログラム処理によって光源の点灯状態を制御することが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ターゲットに向けて光源からの光を指示光軸に沿って所要の広がり角度で投射する光投射手段と、このターゲットによる光源の反射光を受光して指示光軸に対するターゲットの当該広がり角度方向に沿った位置ずれ量を検出し、その位置ずれ量に対応する信号を出力する位置検出手段と、出力された位置ずれ量の信号に基づいて光投射手段の光源を点灯制御するための信号を生成する制御回路とを備えており、この制御回路では指示光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じて光源の点灯状態を変化させるように構成しているので、ターゲットを保持する測量補助者は光源の点灯状態を確認することでターゲットが指定された測定ポイント位置にあるか否かを判断できるため、光源が所定の点灯状態となるようにターゲットを移動させるだけで測定ポイントに位置設定することができる。また、この場合、光源は測量補助者の眼の位置に関係なくターゲットの位置に基づいてその点灯状態が変化されるため、測量補助者の姿勢等にかかわらず正確なポイント位置の指定が実現される効果がある。
【００４２】
また、本発明では、制御回路に、ターゲットが光軸上に位置されていないときに位置検出手段から出力されるターゲットの位置ずれ量に応じて光源の点滅周波数を変化させる回路と、ターゲットが光軸上に位置されたときに光源を連続点灯させる回路とを備えることにより、測量補助者は光源が点滅しているときはターゲットが光軸位置になく、光源が連続点灯しているときはターゲットが光軸位置にあることを容易に認識することが可能となる。
【００４３】
更に、位置検出手段では光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じた電圧を出力し、制御回路では、位置検出手段からの電圧を基準電圧と比較してターゲットが光軸上に位置されているか否かを光軸一致検出回路において検出し、また位置検出手段からの電圧と基準電圧との電圧差に応じた周波数信号を電圧・周波数変換回路で発生し、光軸一致検出回路における検出結果に基づいて電圧・周波数変換回路と一定電圧を出力する連続点灯信号発生回路との出力を切替選択して光源に出力することで、ターゲットが光軸位置にあるときには光源を連続点灯し、ターゲットが光軸位置にないときにはその光軸からのずれ量に応じて異なる点滅周波数で光源を点滅させることが可能となり、測量補助者におけるターゲットの位置の認識を更に細かく指示することが可能となる。
【００４４】
また、測量装置に設けられる測距用光学系に、ポイント指示装置の光源、位置検出手段、制御回路等を一体的に設け、かつ測距用光学系の光軸とポイント指示装置の光源および位置検出手段の光軸とを一致させることで、測量装置にポイント指示装置を一体的に構成でき、これら装置のコンパクト化を図り、かつポイント位置指示の精度を更に高めることが可能となる。
【００４５】
ここで、位置検出手段は光軸に対して左右方向及び上下方向の位置ずれ量を検出することで、ターゲットが光軸に対して左右方向及び上下方向に位置ずれを生じている場合でもポイント指示を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測定ポイント指示装置を使用する状況を示す模式的な外観図である。
【図２】本発明の測定ポイント指示装置の第１実施例の要部の模式的な概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施例の要部の構成を示すブロック回路図である。
【図４】本発明の第１実施例における測定ポイント指示動作を説明するための概念図である。
【図５】図２における制御回路の各部の信号波形図である。
【図６】本発明の第２実施例の構成を示すブロック構成図である。
【図７】第２実施例における測定ポイント指示動作を説明するための概念図である。
【図８】本発明の第３実施例の要部の構成を示すブロック構成図である。
【図９】本発明の変形例の一部の構成図である。
【符号の説明】
１  測量機
３  ターゲット
ＭＭ  測量者
ＳＭ  測量補助者
１０  ポイント指示装置
１１  光源
１４  位置検出素子
１５  位置検出信号処理回路
２０  制御回路
２１  光軸一致検出回路
２３  スイッチ
２４  電圧・周波数変換回路
２５  連続点灯信号発生回路
２６  変調回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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