(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視準望遠鏡の視野内に太陽が入ったか又は入る直前であることを検出する受光素子と、
前記受光素子を含んで回路を構成する受光素子回路と、
前記受光素子回路の電源をＯＦＦとする受光素子回路保護手段と、
前記受光素子の検出結果に基づき、太陽が前記視準望遠鏡の視野内に入った瞬間又は入る直前から出るまでの間であると判断したときには、前記受光素子回路保護手段を制御して、前記受光素子回路の電源をＯＦＦとする制御手段と、
を備えたことを特徴とする測量機。
【請求項２】
前記受光素子が、自動視準装置に備えられた受光素子である請求項１に記載の測量機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記受光素子からの出力が最大値に達したことにより該受光素子が太陽を検出したと判断するように設定されている請求項２に記載の測量機。
【請求項４】
前記受光素子が、前記視準望遠鏡と平行で前記視準望遠鏡よりやや広い視野を有する太陽検出望遠鏡内に配置された受光素子である請求項１に記載の測量機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測量機の視準望遠鏡の視野内に太陽が入った際に受光素子を含む受光素子回路又は観測者の目を太陽光から保護することができる測量機に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の測量機では、ターゲットを自動視準したり、移動するターゲットを自動追尾したりする機能を有する測量機が普及してきた。自動視準機能を有する測量機としては、下記特許文献１に開示されたようなものが知られている。この測量機を図１及び図２に基づいて以下に説明する。
【０００３】
図１に示したように、この測量機の視準望遠鏡３８は、視準軸（光軸）Ｏ上に配置された対物レンズ４１、合焦レンズ４３、正立プリズム４４、焦点板４７、接眼レンズ４８からなる。この測量機においては、対物レンズ４１で集光された可視光は、ダイクロイックプリズム４２を透過して、ターゲット付近の様子を焦点板４７上に結像させる。観測者は、ターゲット付近の様子を接眼レンズ４８を覗いて見ることができ、手動でも視準作業を行うことができる。
【０００４】
この測量機に備えられた自動視準装置４０は、光学系として、赤外線の視準光を出射する発光部２４、赤外線の視準光を平行光線にするコリメータレンズ２６、赤外線の視準光を視準軸Ｏ方向へ反射する反射鏡４５及び反射プリズム４６、対物レンズ４１、ダイクロイックプリズム４２、受光素子であるＣＣＤエリアセンサ（以下、単にＣＣＤと記載する）２０とを備え、制御系として、図２のブロック図に示したように、発光部２４とＣＣＤ２０の他に、ＣＣＤ２０から取得した画像を処理する画像処理装置２１と、視準望遠鏡３８を回転させる水平駆動部（水平サーボモータ）２８及び垂直駆動部（垂直サーボモータ）３０と、これらに接続されたマイコン（演算制御部）３２と、測定値やＣＣＤ２０から取得した画像等を表示するための表示部２２とを備えている。
【０００５】
発光部２４から出射された赤外線の視準光は、コリメータレンズ２６を経て、反射鏡４５と反射プリズム４６で直角に光路が曲げられ、視準軸Ｏに沿って送光される。送光された赤外線の視準光は、測定点に設置されたターゲットで反射して、視準軸Ｏに沿って戻り、対物レンズ４１で集光され、ダイクロイックプリズム４２で直角方向に反射され、ＣＣＤ２０に入射する。
【０００６】
マイコン３２は、ＣＣＤ２０に写ったターゲット像を画像処理装置２１で処理した後、ターゲット像の画像の中心からの水平偏差及び垂直偏差を求める。それから、マイコン３２は、水平偏差及び垂直偏差が零になるまで、水平駆動部２８と垂直駆動部３０によって視準望遠鏡３８を回転させて、ターゲットを自動視準する。
【０００７】
なお、受光素子としては、ＣＣＤ２０の替りに、十字形に配置したＣＣＤラインセンサや４分割センサ等が設けられることもある。ＣＣＤラインセンサや４分割センサは安価で自動視準の方法も簡単であり、この場合には高価な画像処理装置２１が不要になる。
【０００８】
なお、この測量機は、トータルステーション（電子式測距測角儀）であるから、光波距離計も備えられる。光波距離計の光学系は、測距用発光部６０、ビームスプリッタ６２、ダイクロイックプリズム６４、対物レンズ４１、受光素子６６、測距光を測距用発光部６０から受光素子６６へ直接導く参照光路６８から構成される。なお、光波距離計については、従来のものと同じであるから、説明を省略する。この測量機には、さらに、図示しない水平測角部（水平エンコーダ）及び垂直測角部（垂直エンコーダ）が備えられるが、これらも従来のものと同じであるから説明を省略する。
【特許文献１】特開２００７−２１２２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記特許文献１に開示された測量機では、ターゲットを自動視準する際に、太陽が視準望遠鏡３８の視野内に入ってしまうことがある。このような場合、測量機の視準望遠鏡３８は普通のカメラに比べて極めて高倍率であるので、太陽光によってＣＣＤ２０又は受光素子６６を含む受光素子回路に過大電流が流れて、受光素子回路が損傷を受けるという問題がある。また、観測者が手動で視準する際にも、観測者の意に反して太陽を視準望遠鏡３８の視野内に入れてしまうことがある。このような場合には、観測者の目を痛めるという問題もある。
【００１０】
本発明は、前記問題を解決するため、観測者の意に反して測量機の視準望遠鏡の視野内に太陽が入った場合に、受光素子を含む受光素子回路又は観測者の目を保護することができる測量機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
【００１２】
以上の課題を達成するために、請求項１に係る発明の測量機においては、
視準望遠鏡の視野内に太陽が入ったか又は入る直前であることを検出する受光素子と、
前記受光素子を含んで回路を構成する受光素子回路と、
前記受光素子回路の電源をＯＦＦとする受光素子回路保護手段と、
前記受光素子の検出結果に基づき、太陽が前記視準望遠鏡の視野内に入った瞬間又は入る直前から出るまでの間であると判断したときには、前記受光素子回路保護手段を制御して、前記受光素子回路の電源をＯＦＦとする制御手段と、
を備えている。
【００１３】
【００１４】
請求項２に係る発明の測量機では、請求項１に係る発明の測量機において、
前記受光素子が、自動視準装置に備えられた受光素子である。
【００１５】
請求項３に係る発明の測量機では、請求項２に係る発明の測量機において、
前記制御手段は、前記受光素子からの出力が最大値に達したことにより該受光素子が太陽を検出したと判断するように設定されている。
【００１６】
請求項４に係る発明の測量機では、請求項１に係る発明の測量機において、
前記受光素子が、前記視準望遠鏡と平行で前記視準望遠鏡よりやや広い視野を有する太陽検出望遠鏡内に配置された受光素子である。
【発明の効果】
【００１７】
【００１８】
請求項１に係る発明では、視準望遠鏡の視野内に太陽が入ったか又は入る直前であることを検出する受光素子と、太陽が前記視準望遠鏡の視野内に入った瞬間又は入る直前から出るまで受光素子回路の電源をＯＦＦとする受光素子回路保護手段とを備えたから、観測者の意に反して視準望遠鏡の視野内に太陽が入った場合に、受光素子回路に過大電流が流れることを防止して、受光素子回路を保護することができる。この場合、遮蔽物等の特別な部品を追加する必要はない。
【００１９】
【００２０】
請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記受光素子が、自動視準装置に備えられた受光素子であることから、特別な部品を追加することなく、安価で簡単に請求項１に係る発明を実施できる。
請求項３に係る発明では、請求項２に係る発明において、前記制御手段は、前記受光素子からの出力が最大値に達したことにより該受光素子が太陽を検出したと判断するように設定されていることから、太陽の検出が特に簡単になって、一層安価で簡単に請求項２に係る発明を実施できる。
【００２１】
請求項４に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記受光素子が、前記視準望遠鏡と平行で前記視準望遠鏡よりやや広い視野を有する太陽検出望遠鏡内に配置された受光素子であることから、一層確実に受光素子回路を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。まず、図１〜図４に基づいて、本発明の第１実施例に係る測量機について説明する。
【００２３】
本実施例の測量機は、光学系及びブロック図では、図１及び図２に示した従来の測量機と同じある。ただし、本実施例の測量機は、太陽が視準望遠鏡３８の視野内に入って、太陽検出手段である受光素子のＣＣＤ２０に太陽光線が入射した場合に、ＣＣＤ２０を含む受光素子回路及び受光素子６６を含む受光素子回路を保護するための受光素子回路保護手段が備えられている。受光素子回路保護手段は、受光素子回路の電源をＯＮ・ＯＦＦする図示しないスイッチで、マイコン３２によって制御される。
【００２４】
それでは、図３に基づいて、マイコン３２によって受光素子回路保護手段を制御しながら行う自動視準の手順ついて説明する。
【００２５】
測量機が自動視準を開始すると、ステップＳ１に進んで、太陽７６又はターゲット７４を視準望遠鏡３８の視野内に検出したか否か、言い換えれば、ＣＣＤ２０の撮像範囲７８内に太陽７６又はターゲット７４が入ったか否か、すなわちＣＣＤ２０に太陽７６又はターゲット７４が写ったか否かを調べる。ターゲット７４を検出すれば、ステップＳ６に進んで、ターゲット７４の探索を終了して自動視準を実行する。太陽７６を検出すれば、ステップＳ３に進む。ターゲット７４も太陽７６も検出しない場合は、ステップＳ２に進んで、図４に一例を示したような探索ルート７０に沿って視準望遠鏡３８をＣＣＤ２０の撮像範囲７８の幅７８ａよりやや小さな角度回転させて、ターゲット７４の探索を行う。本実施例では、探索ルート７０は、探索開始点７２からターゲット７４までの略正方形の渦巻き状とした。
【００２６】
太陽７６の検出は、太陽７６がＣＣＤ２０に写ると、太陽７６が写った部分のＣＣＤ２０のピクセルからの出力が飽和して上限値（８ビットの場合２５５、ただし、受光素子の種類によっては０になるものもある。）になることを利用する。すなわち、ＣＣＤ２０のある範囲のピクセルからの出力が全て上限値になったとき、太陽７６がＣＣＤ２０に写っているか、太陽７６がＣＣＤ２０の極めて近くに写っていると判断するのである。
【００２７】
ステップＳ３に進むと、受光素子回路保護手段を動作させ、すなわちＣＣＤ２０含む受光素子回路及び受光素子６６を含む受光素子回路の電源をＯＦＦとして、両受光素子回路の動作を停止させる。続いてステップＳ４に進み、ＣＣＤ２０に太陽７６が写らなくなるまで視準望遠鏡３８を図４に示した探索ルート７０に沿って回転させる。視準望遠鏡３８を探索ルート７０に沿ってＣＣＤ２０の撮像範囲７８の幅７８ａに太陽の視直径（約３２’）を加えた分よりわずかに大きく回転させれば、ＣＣＤ２０に太陽７６は写らなくなる。
【００２８】
次に、ステップＳ５に進んで、ＣＣＤ２０を含む受光素子回路及び受光素子６６を含む受光素子回路の電源をＯＮとして、両受光素子回路の動作を再開させる。それから、ステップＳ１に戻り、以下、ターゲット７４を検出するまでステップＳ１〜Ｓ５を繰り返す。
【００２９】
本実施例によれば、ターゲット７４を探索中に太陽７６が視準望遠鏡３８の視野に入った瞬間から出るまでの間、ＣＣＤ２０含む受光素子回路及び受光素子６６を含む受光素子回路の電源をＯＦＦとして、受光素子回路に過大電流が流れることを防止するから、特別な部品等を追加することなく、受光素子回路の損傷を防止でき、安全性を高めることができる。なお、本実施例の場合、ＣＣＤ２０に太陽７６が写った瞬間には、受光素子回路に一瞬だけ過大電流が流れるが、極めて短時間であるから、受光素子回路は安全である。
【００３０】
次に、本発明の第２実施例を図５及び図６に基づいて説明する。本実施例では、ＣＣＤ２０の前方、受光素子６６の前方及び接眼レンズ４８の前方にそれぞれ、受光素子回路又は観測者の目を保護する太陽防御手段である遮光板又は減衰板８０を図示しないサーボ装置等で進退自在に配置している。通常、遮光板又は減衰板８０はＣＣＤ２０、受光素子６６及び接眼レンズ４８の前方からそれぞれ後退しているが（図６のステップＳ５ａ参照）、ＣＣＤ２０が太陽を検出した場合には、マイコン３２からの指令で遮光板又は減衰板８０をＣＣＤ２０、受光素子６６及び接眼レンズ４８それぞれの前方へ移動させて（図６のステップＳ３ａ参照）、太陽光がＣＣＤ２０、受光素子６６及び観測者の目に入らないようにしている。もちろん、第１実施例で用いられた受光素子回路保護手段は不要となる。これ以外は、前記第１実施例と同じである。
【００３１】
本実施例によれば、ＣＣＤ２０又は受光素子６６を含む受光素子回路の損傷を防止できるとともに、観測者が視準望遠鏡３８を覗いていた場合にも、観測者の目を保護して安全性を高めることができる。なお、太陽防御手段としては、遮光板又は減衰板のどちらを用いてもよいが、減衰板を用いた場合は、観測者が太陽を見ることができるため、太陽方向を検出する必要がある測量機（例えば、真北測定装置等）にも使用することができる。
【００３２】
次に、本発明の第３実施例を図７及び図８に基づいて説明する。本実施例の測量機の光学系及びブロック図は、それぞれ図１及び図２に示した従来の測量機と同じある。ただし、本実施例では、測量機が自動視準を開始して、図７に示したように、探索ルート７０に沿ってターゲット７４をサーチしているとき、太陽７６が視準望遠鏡３８の視野内に入った場合に、太陽７６を回避するように視準望遠鏡３８を回転させる太陽回避手段を備える。
【００３３】
太陽回避手段は、マイコン３２、水平駆動部２８及び垂直駆動部３０とから構成される。太陽７６を回避するには、太陽７６が視準望遠鏡３８の視野に入った瞬間に、マイコン３２から水平駆動部２８及び垂直駆動部３０に指令を送って、本来の探索ルート７０（視準望遠鏡３８の回転方向）から直角方向にＣＣＤ２０の撮像範囲７８の幅７８ａに太陽の視直径を加えた分よりわずかに大きく回転させ、次に本来の探索ルート７０と平行にＣＣＤ２０の撮像範囲７８の幅７８ａに太陽の視直径を加えた分よりわずかに大きく回転させ、それから本来の探索ルート７０に戻せばよい。
【００３４】
図８に基づいて、太陽回避をしながら自動視準を行う手順ついて説明する。測量機が自動視準を開始すると、ステップＳ１１に進んで、視準望遠鏡３８の回転方向を検出する。次に、ステップＳ１２に進んで、視準望遠鏡３８の視野内に太陽７６を検出したか否かを調べる。太陽７６を検出すれば、ステップＳ１３に進んで、太陽回避手段によって太陽７６を回避するように視準望遠鏡を回転させる。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１３からなる太陽回避サブルーチンＳ１０は、視準作業をしていないときも常に働くようにされていて、受光素子回路及び観測者の目を常時保護している。
【００３５】
ステップＳ１２で太陽を検出しない場合は、ステップＳ１４に進んで、ターゲット７４を視準望遠鏡３８の視野内に検出したか否か調べる。ターゲット７４を検出すれば、ステップＳ１５に進んで、ターゲット７４の探索を終了して自動視準を実行する。ターゲット７４を検出しない場合は、ステップＳ１６に進んで、図７に一例を示したような探索ルート７０に沿って視準望遠鏡３８を所定角回転させて、ステップＳ１１に戻る。これ以外は、前記第１実施例と同じである。
【００３６】
本実施例でも、特別な部品等を追加することなく、ＣＣＤ２０又は受光素子６６を含む受光素子回路の損傷を防止できるとともに、観測者が視準望遠鏡３８を覗いていた場合にも、観測者の目を保護して安全性を高めることができる。
【００３７】
次に、本発明の第４実施例を図９に基づいて説明する。本実施例では、視準望遠鏡３８と平行で、対物レンズ８６を有するとともに視準望遠鏡３８よりやや広い視野を有する太陽検出望遠鏡８２を備え、太陽検出望遠鏡８２内に自動視準装置４０のＣＣＤ２０とは別の受光素子８４を備えている。この受光素子８４は、１個又は複数のホトダイオードでよく、特に強い光にのみに感応する低感度のものを用いる。受光素子８４に太陽が写った場合は、第１実施例と同様にＣＣＤ２０を含む受光素子回路及び受光素子６６を含む受光素子回路の電源をＯＦＦとする。これ以外は、前記第１実施例と同じである。
【００３８】
本実施例によれば、第１実施例と同じ効果を奏するうえ、太陽検出望遠鏡８２の視野がＣＣＤ２０も含めた視準望遠鏡３８の視野より広いので、太陽が視準望遠鏡３８の視野に入る直前を検出でき、一瞬でも受光素子回路に過大電流が流れることを完全に防止でき、いっそう安全性を高めることができる。
【００３９】
本実施例の場合は、受光素子８４に太陽が写った場合に、受光素子回路の電源をＯＦＦにするのではなく、第２実施例と同様に、遮光板又は減衰板８０をＣＣＤ２０の前方及び接眼レンズ４８の前方へそれぞれ移動させるか、又は第３実施例と同様に太陽７６を回避するように視準望遠鏡３８を回転させてもよい。この場合は、第２実施例又は第３実施例と同じ効果を奏するうえ、さらに観測者の目に太陽光が入射することを完全に防止でき、いっそう安全性を高めることができる。また、太陽検出望遠鏡８２の対物レンズ８６の代わりにピンホールを用いてもよい。
【００４０】
次に、本発明の第５実施例を図１０に基づいて説明する。本実施例の測量機は、視準望遠鏡３８の他に太陽検出望遠鏡８２を備えているが、自動視準装置を備えていない。そして、太陽検出望遠鏡８２内の受光素子８４に太陽が写った場合には、マイコン３２からの指令で遮蔽板又は減衰板８０を接眼レンズ４８の前方に移動させるようになっている。本実施例によれば、自動視準装置を備えない測量機において、観測者の目を保護することができる。
【００４１】
ところで、本発明は、前記実施例に限られるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、前記第１、第２及び第３実施例では太陽検出手段である受光素子としてＣＣＤエリアセンサ２０を用いているが、受光素子としては、ＣＣＤカラーエリアセンサ、ＣＭＯＳエリアセンサ、十字形ＣＣＤラインセンサ、４分割センサ等の適宜受光素子を選択することも可能である。また、前記第１、第２及び第３実施例では、ＣＣＤ２０のある部分のピクセルからの出力が皆飽和して上限値に達したことから太陽を検出したが、これに限るものではない。例えば、ＣＣＤ２０のある部分のピクセルからの出力の微分値が皆所定値を越えたことをマイコン３２で検出して、これから太陽を検出してもよい。この場合は、特別な部品を追加することなく早めに太陽を検出でき、いっそう安全となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施例に係る測量機及び従来の測量機の光学系を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る測量機及び従来の測量機が備える自動視準装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る測量機の自動視準装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施例に係る測量機の自動視準装置のターゲットを探索する経路を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る測量機の光学系を説明する図である。
【図６】前記第２実施例に係る測量機の自動視準装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施例に係る測量機の自動視準装置のターゲットを探索する経路を説明する図である。
【図８】前記第３実施例に係る測量機の自動視準装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施例に係る測量機の光学系を説明する図である。
【図１０】本発明の第５実施例に係る測量機の光学系を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
２０      ＣＣＤエリアセンサ（受光素子）
３２      マイコン（制御手段）
３８      視準望遠鏡
４０      自動視準装置
６６      受光素子
８０      遮光板又は減衰板（太陽防御手段）
８２      太陽検出望遠鏡
８４      受光素子
【図１】
0005126964.tif 000002
【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】
0005126964.tif 000008
【図８】
0005126964.tif 000009
【図９】
0005126964.tif 000010
【図１０】
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