(57)【要約】【課題】  ターゲットが移動するとき、精度を保ちながら、レーザービームをターゲットに、より高速で追従させるレーザートラッカーを提供する。【解決手段】  レーザートラッカー１は、角度検出手段４により検出された検出角度および距離測定手段６で測定した測定距離をそれぞれ処理する情報処理手段７とを有する。情報処理手段７は、角度検出手段４で検出された検出角度または距離測定手段６で測定された測定距離の出力であるパルス数をカウントする複数のカウンタを含み、これら複数のカウンタをターゲットの移動速度に応じて切換可能とする。角度検出手段４または距離測定手段６と、情報処理手段７におけるいずれかのカウンタとの間に、前記カウンタに入力するパルスを整数分の１に分周するプリスケーラ８を設けた。【選択図】      図２
2013083546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定物上に設けられた一つのターゲットの空間座標を求めるレーザートラッカーであって、
前記ターゲットに対しレーザービームを照射するレーザー光源と、
移動するターゲットに対し、前記レーザービームを直交する２軸回りにそれぞれ角度調整可能な角度調整手段と、
この角度調整手段で調整した角度を検出して検出角度をパルスで出力する角度検出手段と、
前記ターゲットで反射されたレーザービームの反射光の位置情報を認識する受光部と、
前記ターゲットで反射されたレーザービームの反射光を受光し、前記レーザー光源の照射するレーザービームと受光した反射光とから前記ターゲットまでの距離を測定して測定距離をパルスで出力する距離測定手段と、
前記角度検出手段により検出された検出角度および前記距離測定手段で測定した測定距離をそれぞれ処理する情報処理手段とを有し、
この情報処理手段は、前記角度検出手段で検出された検出角度または前記距離測定手段で測定された測定距離の出力であるパルス数をカウントする複数のカウンタを含み、これら複数のカウンタをターゲットの移動速度に応じて切換可能とし、
前記角度検出手段または前記距離測定手段と、情報処理手段におけるいずれかのカウンタとの間に、前記カウンタに入力するパルスを整数分の１に分周するプリスケーラを設けたことを特徴とするレーザートラッカー。
【請求項２】
請求項１において、前記情報処理手段は、複数のカウンタの同期を取るものとしたレーザートラッカー。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記情報処理手段は、複数のカウンタに代えて、一つのカウンタと一つのパラレルポートを含むものとし、プリスケーラを前記カウンタに接続すると共に前記パラレルポートに接続したレーザートラッカー。
【請求項４】
請求項３において、前記情報処理手段は、ターゲットの移動速度に応じて、プリスケーラの分周比を切替可能に構成したレーザートラッカー。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記カウンタおよびプリスケーラを、測定原点でリセットするものとしたレーザートラッカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザートラッカーに関し、例えば、生産分野、計測分野において、素材、生産物や建築物、自然物等の物体の空間的座標を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガイドとなるレーザー光の方向を、２軸のモータで制御し、移動するターゲットに追従させるレーザートラッキング技術が公知である（特許文献１）。この場合、モータに取り付けた２軸のエンコーダを用いて、移動するターゲットの空間的な方向を知ることができる。
ターゲットはレトロリフレクターあるいは単にリフレクターと呼ばれるそれぞれ直交する３枚の鏡を使用した反射鏡を用いるのが一般的である。このリフレクターは、どのような場合でも入射した方向に光を返すことができる。
【０００３】
また、レーザーで距離を測る技術は確立されており、例えば、アジレント社(旧ヒューレット・パッカード社)、レニショー社等のレーザー干渉計では、数メートルの距離を、ナノメートル単位の分解能で測定することができる（特許文献２）。
【０００４】
これら二つの技術を組み合わせた装置は、レーザートラッカーと称されて、その装置からターゲットまでの距離と空間的な角度を測定し、その装置を基準とした、ターゲットの空間位置を特定することが可能である。それらは、API(Automated Precision Inc.)社、FARO社等から商品化されており、その原理が公開されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１６５１１４号公報
【特許文献２】特開平５−２６４２１５号公報
【特許文献３】特表２００３−５０６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示すレーザートラッカーにおいて、ターゲットＴｇが高速で水平方向に移動する場合、レーザービームＬｂをターゲットＴｇに追従させるため、θ軸モータ５０を高速で回転させ、エンコーダ５１により高速な位置情報を得なければならない。
また、ターゲットＴｇが高速で垂直方向に移動する場合、レーザービームＬｂをターゲットＴｇに追従させるため、ψ軸モータ５２を高速で回転させ、エンコーダ５３により高速な位置情報を得なければならない。
さらに、ターゲットＴｇが高速で接近、あるいは遠ざかる場合は、レーザー測長器５４により高速な位置情報を得なければならない。
【０００７】
いずれの場合も、通常レーザートラッカーでは、位置信号をパルスで出力する場合、分解能を細かく設定している。そのため、各エンコーダ５１，５３やレーザー測長器５４の出力パルス周波数は大きな値となる。そのため、その信号を入力する情報処理手段のカウンタの最高周波数を超えて、誤った位置情報となる場合がある。
したがって、これらの３点から、ターゲットＴｇの移動速度は制限を受けており、測定器として使用する場合不都合となる。
【０００８】
この発明の目的は、ターゲットが移動するとき、精度を保ちながら、レーザービームをターゲットに、より高速で追従させるレーザートラッカーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のレーザートラッカー１は、測定物Ｗ上に設けられた一つのターゲットＴｇの空間座標を求めるレーザートラッカー１であって、前記ターゲットＴｇに対しレーザービームＬｂを照射するレーザー光源２と、移動するターゲットＴｇに対し、前記レーザービームＬｂを直交する２軸回りにそれぞれ角度調整可能な角度調整手段３と、この角度調整手段３で調整した角度を検出して検出角度をパルスで出力する角度検出手段４と、前記ターゲットＴｇで反射されたレーザービームＬｂの反射光の位置情報を認識する受光部５と、前記ターゲットＴｇで反射されたレーザービームＬｂの反射光を受光し、前記レーザー光源２の照射するレーザービームＬｂと受光した反射光とから前記ターゲットＴｇまでの距離を測定して測定距離をパルスで出力する距離測定手段６と、前記角度検出手段４により検出された検出角度および前記距離測定手段６で測定した測定距離をそれぞれ処理する情報処理手段７とを有する。
この情報処理手段７は、前記角度検出手段４で検出された検出角度または前記距離測定手段６で測定された測定距離の出力であるパルス数をカウントする複数のカウンタ２３Ａ，２３Ｂ、２４Ａ，２４Ｂ、２５Ａ，２５Ｂを含み、これら複数のカウンタをターゲットＴｇの移動速度に応じて切換可能とし、前記角度検出手段４または前記距離測定手段６と、情報処理手段７におけるいずれかのカウンタとの間に、前記カウンタに入力するパルスを整数分の１に分周するプリスケーラ８を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、レーザー光源２から発せられたレーザービームＬｂは、角度調整手段３を経由してターゲットＴｇに到達する。このターゲットＴｇで反射されたレーザービームＬｂの反射光は、略同じ経路を通り照射元のレーザートラッカー１に戻る。受光部５は、反射光の位置情報、つまり反射光の基準位置に対する位置ずれ量を認識する。角度検出手段４は、角度調整手段３で調整した角度を検出して検出角度をパルスで出力する。距離測定手段６は、レーザー光源２の照射するレーザービームＬｂと受光した反射光とからターゲットＴｇまでの距離を測定して測定距離をパルスで出力する。情報処理手段７は、前記検出角度および前記測定距離のパルスによる位置信号を処理してターゲットＴｇの空間座標に換算する。
【００１１】
ここで、ターゲットＴｇの各軸の移動速度をｖ、分解能をｒとすると、位置パルス周波数ｆはｆ＝ｒｖの関係にあり、移動速度ｖを上げると、位置パルス周波数ｆが大きくなる関係になる。また、制御部は一般的に最大入力周波数ｆmaxが決まっており、常に、ｆ＜ｆmaxでなければならない。ただし、移動速度ｖを上げるために、分解能ｒを落とすことは、精度が低下するため好ましくない。
【００１２】
この問題を解決するため、この発明のレーザートラッカー１では、角度検出手段４または距離測定手段６と、情報処理手段７におけるいずれかのカウンタとの間に、パルスを分周するプリスケーラ８を設けている。プリスケーラ８の分周数をｎとすると、プリスケーラ８の出力周波数は１／ｎとなり、情報処理手段７での信号周波数ｆinが低下する。
ｆin＝ｆ／ｎ
これは、最大入力周波数ｆmaxがｎ倍になったものに相当し、最大移動速度ｖがｎ倍になる。つまりプリスケーラ８を設けることで、検出角度および測定距離の速度がそれぞれｎ倍になり、ターゲットＴｇの移動可能速度がｎ倍になる。換言すれば、プリスケーラ８から出力されるパルスが入力されるカウンタでは、従来の１／ｎの分解能、ｎ倍の速度で処理することができる。他のカウンタでは、従来と同等の分解能、従来と同等の速度で処理することができる。
【００１３】
前記情報処理手段７は、複数のカウンタＡ，Ｂの同期を取るものとしても良い。具体的には、一方のカウンタＢにて出力されるパルスのエッジＥｇ、つまりパルスの「Ｈ１」信号と「Ｌ１」信号との境において、カウンタＡでカウントするパルス数のカウント値をリセットする。情報処理手段７が、角度検出手段４または距離測定手段６に直接接続されたカウンタＡと、角度検出手段４または距離測定手段６にプリスケーラ８を介して接続されたカウンタＢとを有する場合、ターゲットＴｇの移動速度が低速のとき、カウンタＡを使用して従来と同等の分解能で処理する。ターゲットＴｇの移動速度が高速のときには、カウンタＢを使用し、プリスケーラ８の分周数倍の速度で処理することができる。
例えば、情報処理手段７は、常時、カウンタＢのエッジＥｇを検出しておき、エンコーダ等から出力されるパルスに基づき、単位時間当たりのパルス数つまり移動速度が高速から低速に移行したとの判断により、カウンタＢのエッジＥｇでカウンタＡのカウント値をリセットする。これにより、高速時に最大入力周波数ｆmaxを超え、データの信頼性の無くなったカウンタＡと、分解能の粗いカウンタＢの同期を取り、高分解能で信頼性の高いデータとすることができる。
【００１４】
前記情報処理手段７Ａは、複数のカウンタに代えて、一つのカウンタと一つのパラレルポート２６を含むものとし、プリスケーラ８を前記カウンタに接続すると共に前記パラレルポート２６に接続したものとしても良い。この場合、プリスケーラ８からのパルスを入力したカウンタでは、従来の１／ｎの分解能、ｎ倍の速度で処理することができる。またプリスケーラ８からは、ｎ分周した余りのパルスをパラレルデータとして出力する。このパラレルデータは、情報処理手段７Ａにおけるパラレルポート２６に入力される。したがって情報処理手段７Ａは、必要に応じて、カウンタの値とパラレルデータとを組み合わせて、カウンタだけでは従来の１／ｎに低下した分解能を従来と同等の分解能にして処理することができる。
前記情報処理手段７，７Ａは、ターゲットＴｇの移動速度に応じて、プリスケーラ８の分周比を切替可能に構成しても良い。この場合、最適な分周比で運用することができる。
【００１５】
前記カウンタおよびプリスケーラ８を、測定原点でリセットするものとしても良い。測定原点において、カウンタだけでなく、プリスケーラ８もリセットして、カウント値と余りを「０」にすることで、測定原点からの絶対値も相対値と同様に小さな誤差とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のレーザートラッカーは、測定物上に設けられた一つのターゲットの空間座標を求めるレーザートラッカーであって、前記ターゲットに対しレーザービームを照射するレーザー光源と、移動するターゲットに対し、前記レーザービームを直交する２軸回りにそれぞれ角度調整可能な角度調整手段と、この角度調整手段で調整した角度を検出して検出角度をパルスで出力する角度検出手段と、前記ターゲットで反射されたレーザービームの反射光の位置情報を認識する受光部と、前記ターゲットで反射されたレーザービームの反射光を受光し、前記レーザー光源の照射するレーザービームと受光した反射光とから前記ターゲットまでの距離を測定して測定距離をパルスで出力する距離測定手段と、前記角度検出手段により検出された検出角度および前記距離測定手段で測定した測定距離をそれぞれ処理する情報処理手段とを有する。この情報処理手段は、前記角度検出手段で検出された検出角度または前記距離測定手段で測定された測定距離の出力であるパルス数をカウントする複数のカウンタを含み、これら複数のカウンタをターゲットの移動速度に応じて切換可能とし、前記角度検出手段または前記距離測定手段と、情報処理手段におけるいずれかのカウンタとの間に、前記カウンタに入力するパルスを整数分の１に分周するプリスケーラを設けたため、ターゲットが移動するとき、精度を保ちながら、レーザービームをターゲットに、より高速で追従させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るレーザートラッカーの原理を概略示す図である。
【図２】同レーザートラッカーの制御系のブロック図である。
【図３】同レーザートラッカーの制御系の要部のブロック図である。
【図４】同レーザートラッカーにおいて、プリスケーラと２つのカウンタを用いる例のタイミングチャートである。
【図５】この発明の他の実施形態に係るレーザートラッカーの制御系の要部のブロック図である。
【図６】従来例のレーザートラッカーの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。
この実施形態に係るレーザートラッカーは、測定物上に設けられた一つのターゲットの動きに追従し、空間座標を求めるものである。以下の説明は、空間座標測定方法についての説明をも含む。図１に示すように、この例では、前記ターゲットＴｇは、測定物Ｗ上の一箇所に静止した状態で取り付けられるものである。ターゲットＴｇとして、例えば、球状のレトロリフレクターが用いられる。ただし、球状のレトロリフレクターに限定されるものではない。
【００１９】
レーザートラッカー１は、主に、レーザー光源２、角度調整手段３、角度検出手段４、受光部５、距離測定手段６、情報処理手段７（図２）、プリスケーラ８（図２）、および制御手段９を有する。レーザー光源２は、ターゲットＴｇにレーザービームＬｂを照射させるものであり、距離測定手段６は、前記ターゲットＴｇで反射したレーザービームＬｂを用いて前記ターゲットＴｇまでの距離を測定するものである。距離測定手段６として、例えば、干渉計または絶対距離計等から成る測長器が使用される。前記レーザー光源２および測長器は、一体化した機器であるレーザー測長器を構成して例えば筒状のケーシング１０の内部に収容される。
【００２０】
前記角度調整手段３は、移動するターゲットＴｇに対し、レーザービームＬｂを直交する２軸回りにそれぞれ角度調整可能なものであり、θ軸モータ１１、ψ軸モータ１２、および光学機器であるハーフミラー１３，ミラー１４を有する。θ軸モータ１１，ψ軸モータ１２におけるθ軸（Ｙ軸），ψ軸（Ｘ軸）は直交する２軸であり、θ軸が筒状の前記ケーシング１０の軸心と平行に配置される。回転体１５は、ケーシング１０の上端部において旋回軸受等を介してこのケーシング１０に対し相対的にθ軸回りに角変位可能に構成されている。回転体１５は、θ軸モータ１１によりケーシング１０に対し相対的に回転駆動可能に構成される。例えば、θ軸モータ１１のモータ本体が、ケーシング１０の上端部における略中央部に固定され、θ軸モータ１１のモータ軸が、図示外の駆動力伝達手段等を介して回転体１５の下端部に連結される。
【００２１】
回転体１５の上端部に、凹形状のフレーム１６を介してψ軸モータ１２が支持されている。ψ軸モータ１２の軸心は、θ軸に直交するψ軸に平行であり、前記ミラー１４は、このψ軸モータ１２の軸に取付けられ、モータ１２によって角度が変えられる。なお、ケーシング１０の上端部、回転体１５、およびフレーム１６には、レーザービーム（反射光も含む）Ｌｂを通す孔ｈが形成されている。
【００２２】
前記角度検出手段４は、角度調整手段３で調整した角度を検出して検出角度をパルスで出力するものであり、θ軸エンコーダ１７およびψ軸エンコーダ１８を有する。θ軸エンコーダ１７は、ターゲットＴｇにおける測定原点からのθ軸回りの検出角度をパルスで出力する。ψ軸エンコーダ１８は、ターゲットＴｇにおける測定原点からのψ軸回りの検出角度をパルスで出力する。またこの例では、θ軸エンコーダ１７はθ軸モータ１１に一体に設けられ、ψ軸エンコーダ１８はψ軸モータ１２に一体に設けられている。
【００２３】
レーザー光源２から発せられたレーザービームＬｂは、ハーフミラー１３を透過し、ミラー１４で反射した後前記ターゲットＴｇに到達する。このターゲットＴｇで反射したレーザービームＬｂつまり反射光は、略同じ経路を通り照射元のレーザートラッカー１に戻り、前記ハーフミラー１３で反射され、ケーシング１０内に配置された受光部５に到達する。この受光部５は、レーザービームＬｂの反射光の位置情報を認識するものであり、例えば、半導体位置検出素子（略称ＰＳＤ）または４分割フォトダイオード等により構成される。前記反射光の「位置情報」とは、受光部５上での直交する２軸方向におけるレーザースポットの変位量を表す。制御手段９は、この受光部５に到達した反射光が同受光部５の中心に戻るように、θ軸モータ１１，ψ軸モータ１２を制御する。
【００２４】
レーザートラッカー１に戻った反射光の一部は、ハーフミラー１３で反射されずに距離測定手段６に入り、この距離測定手段６は、反射光を受光しレーザー光源２の投光するレーザービームＬｂと受光した反射光とからターゲットＴｇまでの距離を測定して測定距離をパルスで出力する。
【００２５】
図２に示すように、制御手段９は、θ軸制御部１９と、ψ軸制御部２０と、θ軸ドライバ２１と、ψ軸ドライバ２２とを有する。θ軸制御部１９，ψ軸制御部２０は、例えばマイクロコンピュータやその他の電子機器で構成される。θ軸制御部１９，ψ軸制御部２０は、それぞれ受光部５からの上記位置情報の信号に基づいて、θ軸ドライバ２１，ψ軸ドライバ２２に、常にレーザービームＬｂが受光部中心に戻るように指令する。θ軸モータ１１，ψ軸モータ１２は指令値に基づいてミラー１４を直交するθ軸，ψ軸回りに角変位させる。これによりミラー１４を常に適切な方向に向ける。θ軸制御部１９、ψ軸制御部２０には、それぞれ、固定されたゲインΚθ、Κψが設定されている。制御手段９は、受光部表面に到達したレーザースポットの位置情報に、ゲインΚθ、Κψを用いて、角度調整手段３による角度を制御する。
【００２６】
図２、図３に示すように、情報処理手段７は、角度検出手段４により検出された検出角度および距離測定手段６で測定した測定距離をそれぞれ処理するものである。この情報処理手段７は、θ軸カウンタ２３、ψ軸カウンタ２４、および位置カウンタ２５を含む。
図２に示すように、θ軸カウンタ２３は、θ軸エンコーダ１７に電気的に接続され、このθ軸エンコーダ１７で検出されたθ軸の検出角度の出力であるパルス数をカウントする。このθ軸カウンタ２３は２個のカウンタ２３Ａ，２３Ｂを含み、これらのうちカウンタ２３Ｂは、同カウンタ２３Ｂに入力するパルスを整数分の１に分周するプリスケーラ８を介して、θ軸エンコーダ１７に接続されている。
【００２７】
カウンタ２３Ａ，２３Ｂは、ターゲットＴｇのθ軸回りの移動速度に応じて切換可能に構成されている。図２に示すように、制御手段９は、θ軸エンコーダ１７から出力されるパルスに基づいて、カウンタ２３Ａ，２３Ｂのいずれか一方を選択するように切換制御する。例えば、制御手段９は、ターゲットＴｇの移動速度である単位時間あたりのパルス数に基づき、ターゲットＴｇのθ軸回りの移動速度が定められた速度（閾値）よりも低速であると判断したときカウンタ２３Ａを選択し、ターゲットＴｇのθ軸回りの移動速度が高速であると判断したときプリスケーラ８が介在するカウンタ２３Ｂを選択する。例えば、単位時間あたりのパルス数が「定められた値」以上になったと制御手段９が判断したとき、制御手段９はカウンタ２３Ｂを選択する。前記「定められた値」は任意に設定することが可能である。
なお、この例では、制御手段９によりカウンタ２３Ａ，２３Ｂの切換を制御しているが、情報処理手段７が、ターゲットＴｇの移動速度の判定を行うと共にカウンタ２３Ａ，２３Ｂの切換を制御する「制御部」を有する構成にしても良い。
【００２８】
図２に示すように、ψ軸カウンタ２４は、ψ軸エンコーダ１８に電気的に接続され、このψ軸エンコーダ１８で検出されたψ軸の検出角度の出力であるパルス数をカウントする。このψ軸カウンタ２４は２個のカウンタ２４Ａ，２４Ｂを含み、カウンタ２４Ｂはプリスケーラ８を介してψ軸エンコーダ１８に接続されている。前記カウンタ２４Ａ，２４Ｂは、ターゲットＴｇのψ軸回りの移動速度に応じて切換可能とされ、制御手段９は、前記と同様に、ψ軸エンコーダ１８から出力されるパルスに基づいて、ターゲットＴｇのψ軸回りの移動速度が低速であると判断したときカウンタ２４Ａを選択し、移動速度が高速であると判断したときカウンタ２４Ｂを選択する。
【００２９】
位置カウンタ２５は、前記距離測定手段６としてのレーザ測長器に電気的に接続され、このレーザ測長器で測定された測定距離の出力であるパルス数をカウントする。この位置カウンタ２５も２個のカウンタ２５Ａ，２５Ｂを含み、カウンタ２５Ｂはプリスケーラ８を介してレーザ測長器に接続されている。カウンタ２５Ａ，２５Ｂは、ターゲットＴｇがレーザートラッカー１に対し接近または遠ざかる移動速度に応じて切換可能とされ、制御手段９は、出力されるパルスに基づいて、ターゲットＴｇの移動速度が低速であると判断したときカウンタ２５Ａを選択し、移動速度が高速であると判断したときカウンタ２５Ｂを選択する。
したがって情報処理手段７は、θ軸エンコーダ１７、ψ軸エンコーダ１８、およびレーザ測長器からのパルスによる位置信号を処理してターゲットＴｇの空間座標に換算する。
【００３０】
ここで、ターゲットＴｇの各軸の移動速度をｖ、分解能をｒとすると、位置パルス周波数ｆはｆ＝ｒｖの関係にあり、移動速度ｖを上げると、位置パルス周波数ｆが大きくなる関係になる。また、制御部は一般的に最大入力周波数ｆmaxが決まっており、常に、ｆ＜ｆmaxでなければならない。ただし、移動速度ｖを上げるために、分解能ｒを落とすことは、精度が低下するため好ましくない。
【００３１】
この問題を解決するため、この実施形態に係るレーザートラッカー１では、前述のプリスケーラ８を設けている。プリスケーラ８の分周数をｎとすると、プリスケーラ８の出力周波数は１／ｎとなり、情報処理手段７での信号周波数ｆinが低下する。
ｆin＝ｆ／ｎ
これは、最大入力周波数ｆmaxがｎ倍になったものに相当し、最大移動速度ｖがｎ倍になる。つまりプリスケーラ８を設けることで、検出角度および測定距離の速度がそれぞれｎ倍になり、ターゲットＴｇの移動可能速度がｎ倍になる。換言すれば、プリスケーラ８から出力されるパルスが入力されるカウンタ２３Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂ（これらを総称して「カウンタＢ」と称す）では、従来の１／ｎの分解能、ｎ倍の速度で処理することができる。他のカウンタ２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ（これらを総称して「カウンタＡ」と称す）では、従来と同等の分解能、従来と同等の速度で処理することができる。したがって、ターゲットＴｇの移動速度が低速の場合、プリスケーラ８の介在しないカウンタＡを使用して従来と同等の分解能とし、ターゲットＴｇの移動速度が高速の場合、カウンタＢを使用して従来よりもｎ倍の速度で処理することができる。
【００３２】
図４は、このレーザートラッカーにおいて、各軸カウンタおよび位置カウンタにつき、それぞれプリスケーラ８と、２つのカウンタＡ，Ｂを用いる例のタイミングチャートである。各プリスケーラ８は、前記のようにカウンタＢに接続されるものとする。ターゲットＴｇの移動速度が高速から低速に移行した場合、同図４に示すように、カウンタＢにて出力されるパルスのエッジＥｇ、つまりパルスの「Ｈ１」信号と「Ｌ１」信号との境において、カウンタＡでカウントするパルス数のカウント値をリセットする。この場合、例えば、情報処理手段７に設けた制御部により、常時、カウンタＢのエッジＥｇを検出する。エンコーダ等から出力されるパルスに基づき移動速度が高速から低速に移行したとの前記制御部の判断により、前記制御部は、カウンタＢのエッジＥｇでカウンタＡのカウント値をリセットする。
これにより、高速時に最大入力周波数ｆmaxを超え、データの信頼性の無くなったカウンタＡと、分解能の粗いカウンタＢの同期を取り、高分解能で信頼性の高いデータとすることができる。
【００３３】
カウンタＡのカウント値をｍ、カウンタＢのカウント値をＬとすれば、総合したカウント値Ｋは、分周数ｎにカウント値Ｌを乗じたｎＬに、カウント値ｍを加えた値となる、
Ｋ＝ｎＬ＋ｍ
と表せる。
また、カウンタＢの立ち上がりエッジで、カウンタＡのカウント値をリセットする代わりに、カウンタＡに、分周数ｎにカウント値Ｌを乗じたｎＬをプリセットすれば、ターゲットＴｇの移動速度が低速時や停止時に、カウンタＡの信号はＫとなり、カウンタＢのエッジＥｇでカウンタＡのカウント値をリセットした場合と同様の作用効果を奏する。
【００３４】
この発明の他の実施形態を図５と共に説明する。
情報処理手段７Ａは、複数のカウンタに代えて、一つのカウンタＡと一つのパラレルポート２６を含むものとし、プリスケーラ８を前記カウンタＡに接続すると共に前記パラレルポート２６に接続した構成としても良い。この場合、プリスケーラ８からのパルスを入力したカウンタＡでは、従来の１／ｎの分解能、ｎ倍の速度で処理することができる。またプリスケーラ８からは、ｎ分周した余りのパルスをパラレルデータとして出力する。このパラレルデータは、情報処理手段７Ａにおけるパラレルポート２６に入力される。したがって情報処理手段７Ａは、必要に応じて、カウンタＡの値とパラレルデータとを組み合わせて、カウンタＡだけでは従来の１／ｎに低下した分解能を従来と同等の分解能にして処理することができる。
【００３５】
パラレルデータをｐ、カウンタＡのカウント値をＬとすれば、総合したカウント値Ｋは、分周数ｎにカウント値Ｌを乗じたｎＬに、パラレルデータｐを加えた値となる、
Ｋ＝ｎＬ＋ｐ
と表せる。
また、測定原点で、カウンタＡだけでなく、プリスケーラ８もリセットして、カウント値およびパラレルデータをそれぞれ「０」にすれば、測定原点からの絶対値も相対値と同様に小さな誤差とすることができる。
【００３６】
さらに、２個のカウンタを使用する代わりに、１個のカウンタＡをプリスケーラ８に接続し、ターゲットＴｇの移動速度によって分周比ｎを情報処理手段側から切換え、最適な分周比で運用できるようにすることもできる。簡単には、分周比をｎと「１」で切換える。
図２の例では、各軸エンコーダおよびレーザ測長器の次段にそれぞれプリスケーラ８を設けたが、この例に必ずしも限定されるものではない。例えば、θ軸，ψ軸エンコーダおよびレーザ測長器のいずれか一つの次段にプリスケーラ８を設けても良い。
各軸カウンタおよび位置カウンタにつき、３個以上のカウンタを設け、ターゲットＴｇの移動速度に応じてこれらのカウンタを切換えるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１…レーザートラッカー
２…レーザー光源
３…角度調整手段
４…角度検出手段
５…受光部
６…距離測定手段
７…情報処理手段
８…プリスケーラ
２３Ａ，２３Ｂ…カウンタ
２４Ａ，２４Ｂ…カウンタ
２５Ａ，２５Ｂ…カウンタ
２６…パラレルポート
Ｌｂ…レーザービーム
Ｔｇ…ターゲット
Ｗ…測定物
【図１】
2013083546.tif 000003
【図２】
2013083546.tif 000004
【図３】
2013083546.tif 000005
【図４】
2013083546.tif 000006
【図５】
2013083546.tif 000007
【図６】
2013083546.tif 000008