(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距光を射出して距離測定を行う測距部と、該測距部を制御すると共に該測距部からの測定データの処理を行う制御部と、測距方向に測定データを含む通信光を発する送信部と、本体表示部と、本体操作部とを有する装置本体と、ターゲット表示部と、ターゲット操作部と、前記通信光を受光する受光部とを有するターゲット部とから構成され、該ターゲット部は必要に応じて測距対象となる様に前記装置本体とターゲット部とは着脱可能であり、ターゲット部が分離した状態で装置本体を操作可能としたことを特徴とする携帯型測距装置。
【請求項２】
前記装置本体とターゲット部とは単独で動作可能な様に、それぞれ電源部と制御部を有する請求項１の携帯型測距装置。
【請求項３】
前記測距光が通信光を兼ね、前記送信部が測定データを測距光に重合する変調回路を有し、前記ターゲット部が前記測距光から測定データを分離抽出する復調回路を具備する請求項１の携帯型測距装置。
【請求項４】
前記装置本体とターゲット部の少なくとも一方が測距データを基に所望の測量結果を求める演算プログラムを具備した請求項１の携帯型測距装置。
【請求項５】
装置本体とターゲット部を一体化した状態で、両者間での測距データの授受が測距光により行われる請求項１の携帯型測距装置。
【請求項６】
測距光は可視光であってポインタ機能を有する請求項１の携帯型測距装置。
【請求項７】
測距光の射出方向と反対方向に可視レーザポインタ光線を射出する請求項１の携帯型測距装置。
【請求項８】
装置本体に測距光の水平を検出する気泡管を設けた請求項１の携帯型測距装置。
【請求項９】
前記気泡管は傾斜を検出する電気気泡管であり、傾斜に応じた出力により前記本体表示部又は前記ターゲット表示部に傾斜角を表示する請求項８の携帯型測距装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は簡便に測量が可能である携帯型測距装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光波測距機能を備えた携帯型測距装置が製品化されている。従前も携帯型測距装置は存在したが、光波測距機能を具備した携帯型測距装置は反射プリズムを目標物とする高性能な測距装置であり、携帯型測距装置とは言い難いものであった。又、超音波を用いた携帯型測距装置もあったが、精度が低く測距可能な距離範囲が狭い等、実際の測量をするには性能が不充分であった。
【０００３】
近年製品化された光波測距機能を備えた携帯型測距装置は、電磁波型の光を使用し、パルス光のパルス数と位相を用いて高精度に目標物迄の距離を測定することが可能であり、近距離（１００ｍ程度）であれば目標物に反射プリズムを必要としないノンプリズム型として使用され、更に反射プリズムを用いることで遠距離の測距が可能なものである。
【０００４】
従来の携帯型測距装置を図７に於いて説明する。
【０００５】
携帯型測距装置１は片手で持てる程度の大きさ、形状であり、反射プリズムを使用しないノンプリズム型の携帯型測距装置である。
【０００６】
前記携帯型測距装置１は測距部（図示せず）、方位計、電池等の電源部を内蔵し、該測距部からの測距光は携帯型測距装置１の一面に設けられた射出部２から射出される。又、前記携帯型測距装置１の上面には表示部３、操作部４が設けられている。該操作部４は電源スイッチ、操作スイッチ等の各種押しボタンを有し、これら押しボタンを操作することで、前記射出部２から目標物の測定面５に測距光６が照射される。該測距光６としては可視光が使用され、測定者は前記測定面５に於ける測距光６の照射位置を目視で確認できる。前記測定面５で反射された測距光６は前記射出部２から測距部に入射し、該測距部によって前記携帯型測距装置１と前記測定面５（目標物）迄の距離が測定され、測定結果は前記表示部３に表示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の携帯型測距装置は光波距離計であり、高精度に目標物、測定面迄の距離測定が可能であるが、携帯性が考慮されノンプリズム型となっている。光波距離計は、測定面（目標物）からの反射光を受光して距離を測定するものであるから、測定面の存在を前提とし、測定面が携帯型測距装置１と相対して存在している場合は、有効な測定が可能である。この為、目標物がない場合は、携帯型測距装置１から所定距離離れた位置を決定することができない。或は、測距光の照射方向に沿って所定間隔で位置を決定することができないという問題があった。
【０００８】
更に、測定面が測距光に対し傾斜している面、例えば地面である場合等では、測距光が照射されている部分の内、反射が多い箇所が測定点となる等、照射されている部分の表面の性状によって測定値がばらつくという問題があった。
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み、測定に適した目標物がある場合はノンプリズム型の測距装置として、又目標物がない或は測定に適した目標物がない場合はプリズム型の測距装置として測距を可能とした携帯型測距装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測距光を射出して距離測定を行う測距部と、該測距部を制御すると共に該測距部からの測定データの処理を行う制御部と、測距方向に測定データを含む通信光を発する送信部を有する装置本体と、表示部、操作部、前記通信光を受光する受光部を有するターゲット部とから構成され、該ターゲット部は必要に応じて測距対象となる様に前記装置本体とターゲット部とは着脱可能である携帯型測距装置に係り、又前記装置本体が表示部、操作部を更に有し、ターゲット部が分離した状態で装置本体を操作可能とした携帯型測距装置に係り、又前記装置本体とターゲット部とは単独で動作可能な様に、それぞれ電源部と制御部を有する携帯型測距装置に係り、又前記測距光が通信光を兼ね、前記送信部が測定データを測距光に重合する変調回路を有し、前記ターゲット部が前記測距光から測定データを分離抽出する復調回路を具備する携帯型測距装置に係り、又前記装置本体とターゲット部の少なくとも一方が測距データを基に所望の測量結果を求める演算プログラムを具備した携帯型測距装置に係り、又装置本体とターゲット部を一体化した状態で、両者間での測距データの授受が測距光により行われる携帯型測距装置に係り、又測距光は可視光であってポインタ機能を有する携帯型測距装置に係り、又測距光の射出方向と反対方向に可視レーザポインタ光線を射出する携帯型測距装置に係り、又装置本体に測距光の水平を検出する気泡管を設けた携帯型測距装置に係り、更に又前記気泡管は傾斜を検出する電気気泡管であり、傾斜に応じた出力により前記表示部に傾斜角を表示する携帯型測距装置に係るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１、図２に示される様に、携帯型測距装置１０は装置本体１１とターゲット部１２から構成され、該ターゲット部１２は前記装置本体１１に対して着脱可能となっており、該装置本体１１、前記ターゲット部１２は個々に又一体化した状態のいずれでも片手で把持でき、容易に持運びが可能な大きさ、形状となっている。又一体化された状態では該装置本体１１と前記ターゲット部１２とは電気的に接続される様になっている。
【００１３】
前記装置本体１１、ターゲット部１２を説明する。
【００１４】
前記ターゲット部１２はターゲット表示部１３、ターゲット操作部１４、反射部を兼ねる受光部１５を具備し、単体では該受光部１５を前記装置本体１１に向けた状態で自立可能となっている。
【００１５】
前記装置本体１１は前記ターゲット部１２が装着される装着面に、本体表示部１６、本体操作部１７が設けられる。尚、該本体操作部１７については各操作ボタンが前記ターゲット部１２の装着に支障ない様前記装着面より凹んでいる。又、前記ターゲット部１２と前記装置本体１１とにはそれぞれ装着状態で相互に結合するコネクタ部１８，１９が設けられている。又、前記装置本体１１の前記ターゲット部１２が装着される部分以外の部分に電気気泡管２０が設けられ、該電気気泡管２０によって検出された傾斜は前記ターゲット表示部１３又は前記本体表示部１６に表示される様になっている。電気気泡管としては静電容量式のもの、抵抗式のもの、或は電気気泡管以外の傾斜検出器として振り子式等の機械的なものでもよい。
【００１６】
図３を参照して、更に説明する。
【００１７】
前記装置本体１１は、光波測定を行う為のシーケンスプログラムが内蔵された本体制御部２１、該本体制御部２１によって駆動制御される測距部２２、前記本体制御部２１に駆動制御され前記測距部２２から照射される測距光３０を変調し通信データを前記測距光３０に重合させる変調回路２３、主電源部２４及び前述した本体表示部１６、本体操作部１７、電気気泡管２０及び方位計２５等から主に構成されている。
【００１８】
前記ターゲット部１２は前記コネクタ部１８，１９を介して前記本体制御部２１に接続されるターゲット制御部２６、該ターゲット制御部２６に接続され、測距データを記憶保存するデータ記憶部２７、前記主電源部２４に前記コネクタ部１８，１９を介して接続され、前記主電源部２４によって充電されるターゲット電源部２８及び前記ターゲット表示部１３、ターゲット操作部１４、受光部１５により主に構成され、前記ターゲット制御部２６には測距データを基に２点間の距離の演算、或は測距データ、方位角により所定範囲の面積の演算を行う為の測量プログラムが内蔵されている。尚、前記データ記憶部２７を装置本体１１に設け、本体制御部２１に前記測量プログラムを内蔵してもよい。或は前記装置本体１１、ターゲット部１２双方が記憶部、測量プログラムを具備していてもよい。
【００１９】
上記測距部２２から発せられる前記測距光３０には、ポインタ機能に加え、遠距離の測定を可能とし、視認性の高い可視レーザ光線が用いられている。
【００２０】
以下作動について説明する。
【００２１】
先ず、図１で示される様な、測定に適した前記測定面５がある場合の測定について説明する。
【００２２】
測定に適した該測定面５がある場合、前記装置本体１１、ターゲット部１２が一体化され、ノンプリズム方式で測距が行われる。
【００２３】
前記装置本体１１に設けられた電気気泡管２０で水平を確認する。前記装置本体１１の水平を出すと前記測距光３０も水平になる。つまり、測定対象即ち前記測定面５迄の水平距離を測定する。
【００２４】
尚、傾斜が分かれば傾斜距離を水平距離に換算することができる。前記気泡管として傾斜角を電気的に出力する電気気泡管２０を用い、前記装置本体１１の傾きを検出し表示装置に傾斜角を表示させる。その表示に基づいて水平距離を算出する。更に演算プログラムを組込み、スイッチ一つで傾斜距離を水平距離に換算する機能を組込むことも容易にできる。
【００２５】
前記ターゲット操作部１４により電源スイッチをＯＮとし、又測定開始ボタンにより測定を開始する等、必要な操作を行う。
【００２６】
前記ターゲット操作部１４から入力された作業者の指示は、前記ターゲット制御部２６、コネクタ部１８，１９を介して前記本体制御部２１に入力される。該本体制御部２１は前記測距部２２に測定指令を出力する。
【００２７】
前記測距部２２は前記本体制御部２１からの測定指令により駆動され、前記測距光３０を照射し、又前記測定面５で反射された反射測距光３０′を受光し、光波距離測定を行う。測距データは前記本体制御部２１に入力され、該本体制御部２１は測距データ、及び前記方位計２５で検出した方位角を前記コネクタ部１８，１９を介して前記ターゲット制御部２６に入力する。
【００２８】
該ターゲット制御部２６は前記本体制御部２１からの測距データを前記データ記憶部２７に記憶させ、又前記ターゲット表示部１３に測距結果を表示させる。
【００２９】
複数点について測定を行った場合、測距結果は順次前記データ記憶部２７に保存され、測定途中、全ての点についての測定が完了した時等、任意の時に呼出し、前記ターゲット表示部１３に表示させることができる。尚、表示は測定順序、方位角と共に表示され、測定点についての区別化が行われる。又、前記ターゲット制御部２６は内蔵されている測量プログラムにより、複数点の測距データ、方位角より測量した範囲の面積を演算する。
【００３０】
次に、測定に適した前記測定面５がない場合、或は遠距離の測定の場合は、図２で示される様に、前記ターゲット部１２が前記装置本体１１から分離され、ターゲットとして使用される。
【００３１】
前記ターゲット部１２が分離された状態では、前記本体操作部１７、前記ターゲット操作部１４からの操作がそれぞれ可能となる。従って、二人操作も、一人操作も可能である。
【００３２】
一人操作の場合は、前記本体操作部１７により電源を投入する。前記本体制御部２１は前記方位計２５からの検出結果を前記本体表示部１６に表示する。作業者は、測定方位を決定し、前記装置本体１１を決定した方位となる様設置し、前記本体操作部１７を操作して前記測距部２２から前記測距光３０を射出させ、測定を開始する。前記ターゲット部１２が分離された状態では、前記変調回路２３が作動し、測距結果、方位角等測量データが前記測距光３０を変調することで通信データとして該測距光３０に重合される。
【００３３】
作業者は、該測距光３０が前記受光部１５を照射する状態を保持して移動し、前記ターゲット部１２を測定点に設置する。該受光部１５は前記測距光３０を装置本体１１に向け反射し、該装置本体１１は前記受光部１５からの反射光を受光して、前記測距部２２が前記装置本体１１と前記ターゲット部１２間の距離を測定する。測距結果は前記本体制御部２１に入力され、該本体制御部２１は測距データに基づき前記変調回路２３の変調制御を行う。該変調回路２３は前記本体制御部２１からの制御指令で、測距データ等を通信データとして前記測距光３０に重合する。尚、前記受光部１５の回りは前記装置本体１１に向けて反射し易い面となっている。例えば、ある程度再帰反射性のある材料で構成されている。
【００３４】
前記受光部１５は前記測距光３０を受光し、受光信号に変換して、前記ターゲット制御部２６に入力する。該ターゲット制御部２６は受光信号から通信データを分離抽出する。分離抽出された通信データは測距データとして前記データ記憶部２７に記憶される。１箇所での測定が完了すると、前記ターゲット部１２を移動させ、前記測距光３０を案内光として直線上での測定を繰返し行う。測定結果は、測定順序と共に前記データ記憶部２７に記憶される。
【００３５】
尚、所定間隔で位置決めを行いたい場合は、間隔長を前記ターゲット操作部１４から前記ターゲット制御部２６に設定しておけば、該ターゲット制御部２６が測定結果と設定間隔長とを比較演算して、所定間隔毎にランプ（図示せず）の点灯、或は前記ターゲット表示部１３に所定間隔長移動した旨の表示をする。
【００３６】
尚、前記ターゲット部１２により測定点を決定した場合に、測定点を印す為、前記ターゲット部１２の基準となる位置に切欠等で形成した指標を設ける。又、前記ターゲット表示部１３は作業者が見易い様に、前記受光部１５の反対側、或は前記ターゲット部１２を立設した場合の上面に別途設けてもよい。又、電源は可充電式のもの、乾電池、或は両者の併用のいずれでも可能である。
【００３７】
次に、図４に於いて、測距を行う為の測距部２２の一例を説明する。ノンプリズム測距方式にはパルス方式と連続光の位相差方式等がある。可視の場合には後者が一般的である。以下位相差方式を説明する。
【００３８】
光波測距計は、発光側アナログ回路４０、受光側アナログ回路４１及びデジタル回路４２から構成される。前記発光側アナログ回路４０は、基準発振器４３、該基準発振器４３から入力し発光素子３９に出力する第１分周器４４、該第１分周器４４を入力する第２分周器４５及び前記第１分周器４４と第２分周器４５とを入力する第１混合器４６から構成される。前記受光側アナログ回路４１は、受光素子３８から入力するプリアンプ４７、該プリアンプ４７と前記第１混合器４６とを入力する第２混合器４８及び該第２混合器４８を入力し前記デジタル回路４２に出力する波形整形器４９から構成される。
【００３９】
前記デジタル回路４２は、前記基準発振器４３と第２分周器４５と波形整形器４９とが入力するデジタル位相差計５０、該デジタル位相差計５０が入力するメモリ５２、前記デジタル位相差計５０及び前記メモリ５２を入力し表示器５３に出力する演算器５４から構成される。前記デジタル回路４２は更に制御回路５１を有する。以上の構成に於いて、前記受光側アナログ回路４１と発光側アナログ回路４０とはそれぞれ独立してシールドされることが望ましい。更に精度を上げることが要求されるときは、図４に示す全てのブロックをシールドすることが望ましい。
【００４０】
以上の電気回路に於いて、前記基準発振器４３からの基準周波数ｆ0 ＝３０ＭHzは、前記第１分周器４４で１／２０に分周され、ｆ1 ＝１．５ＭHzの信号を作る。この信号は前記発光素子３９に送られ、該発光素子３９は１．５ＭHzの赤外変調光を発光する。該発光素子３９からの変調光は選択的に内部参照光５６又は測距光３０となる。該測距光３０は対物レンズ３４等を介して目標点に配置された測定対象物（図示せず）に送られ、ここで反射されて再び対物レンズ３４等を介して受光素子３８に到達する。該受光素子３８に入射した光束は１．５ＭHzの成分と、距離に応じた位相差の成分とを含んでいる。
【００４１】
一方、前記第１分周器４４からの周波数ｆ1 の信号は前記第２分周器４５にも供給され、ここで１／５００に分周されてｆ2 ＝３ＫHzの信号が作られる。この信号は前記第１混合器４６に供給され、前記第１分周器４４からのｆ1 信号との差の周波数ｆ3 ＝ｆ1 −ｆ2 ＝１．４９７ＭHzの信号が作られる。この周波数ｆ3 の信号は更に前記受光側アナログ回路４１の第２混合器４８に供給される。該第２混合器４８は、前記プリアンプ４７から供給される出力信号との間でｆ1 −ｆ3 ＝ｆ2 からのビートダウン信号を作る。
【００４２】
前記受光素子３８からの信号は被測距離に応じた位相差成分を有しているから、前記第２混合器４８の出力信号はｆ2 ＝３ＫHzの信号と距離に応じた位相差とを含むものとなる。この信号は波形整形器４９で波形整形した後、前記デジタル回路４２のデジタル位相差計５０に供給される。前記第２分周器４５からの周波数ｆ2 の信号は、前記デジタル位相差計５０に参照信号として供給され、被測距離に応じた位相差を検出し、この検出した位相差の大きさを前記基準発振器４３からの周波数ｆ0 の信号によってデジタル的に測定し、その値を測距データとして前記演算器５４に供給する。該演算器５４は測距データに基づき、測定対象物迄の距離、２点の測距データに基づき、２点間の距離、所定範囲の面積等所要の演算を行う。
【００４３】
図５に於いて、前記装置本体１１が後方ポインタ機能を有する場合について説明する。
【００４４】
前記装置本体１１は後端面より後方レーザポインタ光線６１を発する様になっており、該後方レーザポインタ光線６１は、前方に射出される前記測距光３０と一直線上にある。又、後方に射出される後方レーザポインタ光線は可視レーザ光線である。前記後方レーザポインタ光線６１は、後方にある基準ポイント６２に合わせる為に使用される。後方の位置が決まれば、測定方向も確定し、前記ターゲット部１２を用いた測定も更に容易になる。
【００４５】
図６は本発明の他の実施の形態を示し、装置本体１１とターゲット部１２とを一体化した場合にも光通信により両者間での信号の授受を行う様にしたものである。
【００４６】
該他の実施の形態では一体化した場合の信号の経路となるコネクタ部１８，１９が省略できるので、構造が簡単となる。
【００４７】
具体的に説明する。
【００４８】
図６中、装置本体１１については特に測距部２２を示している。
【００４９】
図中、３２は測距光発光部を示しており、該測距光発光部３２のドライバ（図示せず、図４の発光側アナログ回路４０参照）は前記変調回路２３により変調されている。
【００５０】
変調された測距光はチョッパ２９により内部参照光３０ｒ、測距光３０とに選択分割され、該測距光３０はプリズム３５、ハーフミラー３６を経て目標物に対して射出され、前記内部参照光３０ｒは前記プリズム３５、濃度フィルタ３１を経て測距光受光部３３に入射する。又、測距光３０の一部は前記ハーフミラー３６で分割され、分割光３０ｂはミラー３７により、前記受光部１５の受光素子３８に入射する様になっている。該受光素子３８からは受光信号がターゲット制御部２６に入力される。
【００５１】
前記装置本体１１から射出され、目標物で反射された反射測距光３０′は再び前記装置本体１１に入射し、更に前記プリズム３５で反射され、前記測距光受光部３３に入射する。濃度フィルタ３１は前記内部参照光３０ｒと反射測距光３０′の光量を一定にして測距光受光部３３に入射させる。該測距光受光部３３に入射した反射測距光３０′と前記内部参照光３０ｒとに基づき光波距離測定が行われる。測定結果は前記変調回路２３により測距光３０に通信データとして重合される。
【００５２】
前記分割光３０ｂには測距データが重合されており、前記ターゲット制御部２６は前記受光素子３８からの受光信号から測距データを分離抽出する。分離抽出された測距データは前記ターゲット表示部１３に表示され、或は前記データ記憶部２７に記憶される。
【００５３】
尚、上記装置本体１１とターゲット部１２間のデータの通信は光通信でなく、無線通信としてもよく、或は測距光とは別に光通信の為の光通信手段を設けてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、ノンプリズム方式による測距が可能であると共に適当な目標物がなくノンプリズム方式による測距が困難な場合も、ターゲット部が目標物として使用できるので、測距が測定環境に左右されることなく実施でき、又、ターゲット部には反射部が設けられているので、高効率の反射が可能であり、遠距離の測距を可能とし、又測距光を案内光として直線上に任意の測定点を設定でき、或は所定間隔で測定点を設定できる等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図であり、装置本体、ターゲット部が一体となった状態の図である。
【図２】同前本発明の実施の形態を示す斜視図であり、装置本体、ターゲット部が分離した状態の図である。
【図３】同前本発明の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図４】該実施の形態に用いられる光波測距計の測距回路図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】本発明の更に他の実施の形態を示し、一体化した装置本体とターゲット部との間での信号の授受を測距光の一部で行う場合の説明図である。
【図７】従来例の斜視図である。
【符号の説明】
５          測定面
１０        携帯型測距装置
１１        装置本体
１２        ターゲット部
１３        ターゲット表示部
１４        ターゲット操作部
１５        受光部
１６        本体表示部
１７        本体操作部
２１        本体制御部
２２        測距部
２３        変調回路
２４        主電源部
２６        ターゲット制御部
２７        データ記憶部
２８        ターゲット電源部
３０        測距光
３８        受光素子
３９        発光素子
４０        発光側アナログ回路
４１        受光側アナログ回路
４２        デジタル回路
６１        後方レーザポインタ光線
【図１】
0004614506.tif 000002
【図２】
0004614506.tif 000003
【図３】
0004614506.tif 000004
【図４】
0004614506.tif 000005
【図５】
0004614506.tif 000006
【図６】
0004614506.tif 000007
【図７】
0004614506.tif 000008