(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測量機本体内に、測量機本体の真下周辺の画像を撮像するＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラを内蔵すると共に、該ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラの撮像した画像を表示するディスプレイとを備え、該ディスプレイは測量機の機械中心に対応する指標を表示可能に構成され、測量機本体は中空円筒状の鉛直軸を備え、該鉛直軸の軸線上に前記ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラを設け、鉛直軸の中空部を通して測量機本体の真下周辺の画像を撮像することを特徴とする測量機。
【請求項２】
該鉛直軸の軸線上で且つ前記ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラの下方に測量機本体の下方から鉛直軸の中空部を通過してきた光を透過及び反射させるビームスプリッタを設け、ビームスプリッタを透過した光をＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラに受光させて測量機本体の真下周辺の画像を撮像すると共に、ビームスプリッタで反射した光を肉眼で観測可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の測量機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測点（基準点等）に測量機を正確かつ容易に配置させるための求心機構を有する測量機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
測量機で測量を行う場合、測量の準備段階において、地上の基準点等の測点の鉛直線上に測量機の機械中心を一致させる、すなわち機械の求心をする必要がある。一般に、この求心をするための求心機構を有する測量機として、測量機に内蔵された求心望遠鏡によって測点を視準して求心を行うものが知られている。
【０００３】
しかしながら、この求心望遠鏡を用いた測量機では、求心望遠鏡を覗きながら測量機を三脚に対してスライド等させて求心作業を行うことになる。この求心作業中、作業者は求心望遠鏡を覗き続けるために中腰の姿勢を維持しなければならないので、作業者が疲労すると共に作業時間がかかるといった問題があった。
【０００４】
そのため、出願人は、特開平１１−３０５２１号公報に記載されている、測量機に内蔵された求心望遠鏡の接眼レンズ側から測量機の外部にＣＣＤカメラを装着し、このＣＣＤカメラで撮像した画像を測量機の備えるディスプレイに表示するようにした測量機を開発した。この測量機では、ディスプレイを見ながら測量機をスライド等させて求心作業をするので、求心作業が簡単になると共に、作業者が中腰の姿勢を維持する必要がなく楽な姿勢で求心作業をすることができ、作業性が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この外部にＣＣＤカメラを装着した測量機で求心作業を行うと、ＣＣＤカメラが測量機から大きく水平に突出しているため、測量機をスライド等させる場合に作業者の測量機を把持する手や体とＣＣＤカメラとが干渉してしまうといった問題があった。また、求心作業終了後に測量する場合にはＣＣＤカメラを取り外して測量を行えば上記問題は生じないが、求心作業毎にＣＣＤカメラの脱着作業が必要となり作業効率が落ちてしまう。また、取り外したＣＣＤカメラはその保管場所の確保が必要であり、測量機の携帯性を損なうと行った問題も生じていた。
【０００６】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、測点に測量機を正確かつ容易に配置させることができ、さらに、求心作業及び測量の作業性及び作業効率が良い測量機を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、測量機本体内に、測量機本体の真下周辺の画像を撮像するＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラを内蔵すると共に、該ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラの撮像した画像を表示するディスプレイとを備え、該ディスプレイは測量機の機械中心に対応する指標を表示可能に構成され、測量機本体は中空円筒状の鉛直軸を備え、該鉛直軸の軸線上に前記ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラを設け、鉛直軸の中空部を通して測量機本体の真下周辺の画像を撮像することを特徴とする。
【０００８】
これによれば、ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラが測量機本体に内蔵されるので、測量機をスライド等させる場合に作業者の測量機を把持する手や体とＣＣＤカメラ等とが干渉することがない。また、ＣＣＤカメラ等の脱着作業が不要なので作業効率が落ちることがなく、ＣＣＤカメラ等の保管場所の確保が不要となるので測量機の携帯性が損なわれない。
【０００９】
この場合、測量機本体は中空円筒状の鉛直軸を備え、該鉛直軸の軸線上に前記ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラを設け、鉛直軸の中空部を通して測量機本体の真下周辺の画像を撮像するのが好ましい。さらに、鉛直軸の軸線上で且つ前記ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラの下方に測量機本体の下方から鉛直軸の中空部を通過してきた光を透過及び反射させるビームスプリッタを設け、ビームスプリッタを透過した光をＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラに受光させて測量機本体の真下周辺の画像を撮像すると共に、ビームスプリッタで反射した光を肉眼で観測可能に構成しても良い。
【００１０】
また、測量機本体は中空円筒状の鉛直軸を備え、該鉛直軸の軸線からオフセットした位置に前記ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラを設けると共に、測量機本体の下方から鉛直軸の中空部を通過してきた光を屈折又は反射させて前記ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラに受光させる光路変更手段を備えるようにしても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１を参照して、１は測距測角を行うためのトータルステーションであり、該トータルステーション１は本体ケーシング２を備えている。本体ケーシング２は２本の支柱３を備えており、該２本の支柱３間には図示しない水平軸が回動可能に軸支されている。水平軸にはその軸方向に対して垂直に視準望遠鏡４が固定されており、これにより視準望遠鏡４は鉛直方向に回動可能となっている。
【００１３】
本体ケーシング２の下部にはディスプレイユニット５が配設されており、該ディスプレイユニット５は、ディスプレイ５ａと、操作キー群５ｂとで構成されている。ディスプレイ５ａは、測距測角を行うときには、測距測角データを表示し、求心作業時には、後述する指標及び基準点の周辺の画像を表示する。ディスプレイ５ａと隣接した操作キー群５ｂは、必要な設定条件等を入力するためのものである。
【００１４】
また、本体ケーシング２は整準台６上に配設されて整準されており、この整準台６を図示しない三脚上に載置した状態で測距測角作業を行う。図２を参照して、整準台６には、上下方向に延びる軸筒７が垂設されており、この軸筒７内に、本体ケーシング２に設けられた鉛直軸８が挿通配置され、ボールベアリングを介して回動可能に支承されている。これにより、本体ケーシング２は整準台６と一体化されており、該整準台６に対して水平方向に回動可能となっている。
【００１５】
軸筒７の上端部と鉛直軸８の上端部には、互いに対向するフランジ部７ａ、８ａがそれぞれ形成され、これらフランジ部７ａ、８ａには円環形状のメインスケール７ｂとサブスケール８ｂとがそれぞれ取着されている。両スケール７ｂ、８ｂは微小隙間を隔てて対向配置されており、鉛直軸８の回動によってサブスケール８ｂがメインスケール７ｂに対し回動する。また両スケール７ｂ、８ｂを挾んで図示しない発光素子と受光素子とが対向配置されている。これら発光素子、受光素子及び両スケール７ｂ、８ｂによって、本体ケーシング２の回動量を検出する水平角センサーである光学式ロータリエンコーダーＥが構成されている。
【００１６】
上記本体ケーシング２に設けられた鉛直軸８は中空円筒状に形成されおり、その上端には、ＣＣＤカメラ９が、カメラの光軸が鉛直軸８の軸線Ｌと一致するように鉛直下方に向けて固設されている。これにより、ＣＣＤカメラ９は、鉛直軸８の中空部を通してトータルステーション１の真下周辺の画像を撮像可能となっている。また、ＣＣＤカメラ９は、本体ケーシング２内の図示しない配線によってディスプレイユニット５と接続されており、ＣＣＤカメラ９で撮像したトータルステーション１の真下周辺の画像をディスプレイユニット５のディスプレイ５ａに表示可能になっている。
【００１７】
図３を参照して、ディスプレイ５ａは、鉛直軸８の軸線Ｌ、すなわちトータルステーション１の機械中心であって、ＣＣＤカメラ９の光軸に対応する指標１０を表示可能になっている。指標１０は予め入力設定され、ＣＣＤカメラ９の図示しないスイッチをオンにしたときにカメラ画像とともに表示される。指標１０は、円形１０ａと、Ｘ−Ｙ座標からなる十字線１０ｂとから構成されており、十字線１０ｂの交点Ｐがトータルステーション１の機械中心に正確に対応している。
【００１８】
この十字線１０ｂの交点Ｐと測点、例えば基準点Ａとを一致させることで、トータルステーション１の求心が行われる。そして、交点Ｐと基準点Ａとが一致していないときには、交点Ｐと基準点Ａとの間の距離を示す数字１０ｃや、交点Ｐを基準点Ａに一致させるための移動方向等が表示される。
【００１９】
図４を参照して、トータルステーション１の制御系は、測距測角を行う測距測角部１１と、この測距測角部からのデータを演算処理する演算処理部（ＣＰＵ）１２と、演算処理部で処理されたデータを表示する表示画面としてのディスプレイ１３とから構成される。
【００２０】
次に、図５に示したフローチャートを参照して、上記トータルステーション１の機械中心を基準点Ａに一致させるように求心する場合のトータルステーション１の動作について説明する。なお、本実施の形態では、予めトータルステーション１の電源が投入されているか、あるいは電源が投入されているが待機モード（ディスプレイ５ａには表示がなにもされていない状態）になっている。
【００２１】
作業者はまず、基準点Ａの上方位置に、トータルステーション１がくるように概略位置合わせをする（Ｓ１）。概略位置合わせ後、作業者がＣＣＤカメラ９の図示しないスイッチをオンにすると（Ｓ２）、演算処理部の制御により、ディスプレイユニット５のディスプレイ５ａが、指標１０とＣＣＤカメラ９からの画像とを表示する（Ｓ３）。
【００２２】
指標１０及び画像が表示されると、続いてＣＣＤカメラ９からの画像内に基準点Ａがあるかどうかを判別する（Ｓ４）。ＣＣＤカメラ９からの画像内に基準点Ａがない場合には（Ｓ４：Ｎｏ）、エラー処理を行い（Ｓ５）、ＣＣＤカメラ９からの画像内に基準点Ａが位置するまでステップＳ４の処理を繰り返す。
【００２３】
上記エラー処理では、例えば各種の音声でＣＣＤカメラ９からの画像内に基準点Ａがないことを報知することができる。また、音声の他にランプを点滅させたり、ディスプレイ５ａにメッセージを表示させても良い。
【００２４】
ＣＣＤカメラ９からの画像内に基準点Ａがある場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、続いて指標１０の円形１０ａ内に基準点Ａがあるかどうかを判別する（Ｓ６）。指標１０の円形１０ａ内に基準点Ａがない場合（Ｓ６：Ｎｏ）は指標１０の円形１０ａ内に基準点Ａが位置するまでステップＳ６の処理を繰り返す。指標１０の円形１０ａ内に基準点Ａがある場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）には、続いて指標１０の中心である十字線１０ｂの交点Ｐに基準点Ａが一致しているかどうかを判別する（Ｓ７）。
【００２５】
十字線１０ｂの交点Ｐに基準点Ａが一致していないとき（Ｓ７：Ｎｏ）は、続いてディスプレイ５ａ上にて、十字線１０ｂの交点Ｐから基準点Ａまでの距離や、十字線１０ｂの交点をが基準点Ａに一致させるための移動方向等を表示して（Ｓ８）、一致するまでステップＳ７の処理を繰り返す。
【００２６】
十字線１０ｂの交点Ｐに基準点Ａが一致しているとき（Ｓ７：Ｙｅｓ）は一致の報知を行う（Ｓ９）。この一致の報知は、各種の音声により一致したことを報知することができる。また、音声の他に、前記エラー処理とは異なるランプを点滅させたり、ディスプレイ５ａにメッセージを表示させても良い。
【００２７】
なお、本実施の形態では、測距測角データ用のディスプレイ５ａにＣＣＤカメラ９で撮像した画像を表示させる構成を示したが、ＣＣＤカメラ９で撮像した画像のみを表示させる専用ディスプレイを別途設けるようにしてもよい。
【００２８】
また、本実施の形態では、中空円筒状の鉛直軸８の上端にＣＣＤカメラ９固設されているが、これは、図６（ａ）に示すように、鉛直軸８の軸線Ｌからオフセットした位置にＣＣＤカメラ９を設け、鉛直軸８の上端にトータルステーション１の下方から鉛直軸８の中空部を通過してきた光を屈折又は反射させるプリズムやミラー等の部材１４を固設し、その屈折又は反射させた光をＣＣＤカメラに受光させるようにしても良い（光路変更手段）。これにより、ＣＣＤカメラ９の設置位置の自由度が大きくなり、例えば、従来の求心望遠鏡を用いた測量機のレチクルや接眼レンズの代わりにＣＣＤカメラ９を設置することにより、簡単な工程で求心機構を構成することができる。
【００２９】
また、図６（ｂ）に示すように、鉛直軸８の軸線Ｌ上に設けたＣＣＤカメラ９の下方に、トータルステーション１の下方から鉛直軸８の中空部を通過してきた光を透過及び反射させるビームスプリッタ１５を設け、ビームスプリッタ１５を透過した光をＣＣＤカメラ９に受光させてトータルステーション１の真下周辺の画像を撮像してディスプレイ５ａに表示すると共に、ビームスプリッタ１５で反射した光を従来と同様に求心望遠鏡１６で観測可能に構成しても良い。このように構成すれば、作業者は状況に応じて求心方法を選択することができる。例えばＣＣＤカメラ９の及びディスプレイ５ａの画素数や解像度の関係で、より高精度の求心が必要な場合には、直接求心望遠鏡を覗いて求心作業を行っても良い。
【００３０】
また、本実施の形態では、トータルステーション１の真下周辺の画像を撮像するカメラとしてＣＣＤカメラ９を用いたが、これはディスプレイ５ａに表示可能な画像を撮像できるものであれば良く、例えばＣＭＯＳカメラを用いても良い。また、ディスプレイ５ａに表示される指標１０は、上記説明した形状に限らず、他の形状であっても良い。
【００３１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラが測量機本体に内蔵されるので、測量機をスライド等させる場合に作業者の測量機を把持する手や体とＣＣＤカメラ等とが干渉することがない。また、ＣＣＤカメラ等の脱着作業が不要なので作業効率が落ちることがなく、ＣＣＤカメラ等の保管場所の確保が不要となるので測量機の携帯性が損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態の外観斜視図
【図２】  本実施の形態の要部の断面図
【図３】  ディスプレイを示す図
【図４】  本実施の形態の制御系を示すブロック図
【図５】  本実施の形態の動作の一例を示すフローチャート
【図６】  他の実施の形態を示す図
【符号の説明】
２    本体ケーシング
５    ディスプレイユニット
８    鉛直軸
９    ＣＣＤカメラ
１０  指標
【図１】
0003966379.tif 000002
【図２】
0003966379.tif 000003
【図３】
0003966379.tif 000004
【図４】
0003966379.tif 000005
【図５】
0003966379.tif 000006
【図６】
0003966379.tif 000007