(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体を水平回転させ鏡筒を垂直回転させてターゲットの位置を検出するための位置検出測量機において、前記鏡筒は、光波距離計と、前記ターゲットに向けて上下方向に扇状光を照射するための発光部と、前記ターゲットからの反射光を検出する受光部とを備え、この受光部が前記ターゲットからの反射光を検出することにより、前記装置本体の水平回転を前記ターゲットに向けて停止させ、前記光波距離計が前記ターゲットからの反射光を検出することにより、前記鏡筒の垂直回転を前記ターゲットに向けて停止させるための演算処理手段とからなる位置検出測量機。
【請求項２】
受光部は、発光部を挟んで水平方向に一対の受光部が配置され、装置本体の水平回転方向と一対の受光部のどちらが先に受光されたかによって、ターゲットであるか、不要反射体であるかを識別する請求項１記載の位置検出測量機。
【請求項３】
発光部の扇状光は、ポインタービームに切り替え可能であって、水平回転と垂直回転を、ターゲットに向けて停止させた後、扇状光からポインタービームに切り替えて、前記ターゲットに向けてポインタービームを投射する請求項１記載の位置検出測量機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターゲットの位置を検出するための位置検出測量機に係わり、特に、自動測量装置に最適であり、高価な音響光学素子を使用することなく、省電力、小型化が可能な位置検出測量機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ターゲットの位置を検出することのできる自動測量装置が開発され、測量のワンマン化が進んでいる。この自動測量装置は、走査部や、測距部、測角部等を備えており、本体を水平方向に回転させるための駆動手段や、鏡筒を垂直回転させるための駆動手段等から構成されていた。
【０００３】
ターゲットに設けられているプリズムの検出には、走査部からターゲットに向けて射出された光の反射光を利用しており、受光された反射光を受光部で、受光信号に変換し、回転手段や駆動手段にフィードバック制御することにより、自動測量装置をターゲットの方向に向ける構成となっている。
【０００４】
走査部から射出されたレーザー光は、音響光学素子により、水平方向、及び垂直方向に偏向され、射出方向の特定の部分を例えば、リサージュ走査する様になっている。
【０００５】
ここで、図１５に基づいて、音響光学素子を利用した偏向手段について説明する。
【０００６】
レーザーダイオード２１は、走査光として赤外レーザー光を出射し、コリメータレンズにより平行光束に変換される。水平偏向素子２３と垂直偏向素子２４とが、音響光学素子であり、水平偏向素子２３は赤外レーザーを水平方向Ｈに偏向させ、垂直偏向素子２４は、赤外レーザー光を垂直方向Ｖに偏向させる様になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記音響光学素子を利用した偏向手段は、非常に高価でコストアップの原因となる上、発熱を伴うので、消費電力が増大し、小型電池による駆動が事実上困難となるという問題点があった。
【０００８】
従って、ライン電源や、大型のバッテリーパックを持参する必要があり、携帯性に劣る上、測量の作業効率も低下するという深刻な問題点があった。
【０００９】
更に音響光学素子は、偏向角に限界があり、走査範囲を広げるためには、鏡筒を鉛直方向に回転させる必要があるという問題点があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、装置本体を水平回転させ鏡筒を垂直回転させてターゲットの位置を検出するための位置検出測量機において、前記鏡筒は、光波距離計と、前記ターゲットに向けて上下方向に扇状光を照射するための発光部と、前記ターゲットからの反射光を検出する受光部とを備え、この受光部が前記ターゲットからの反射光を検出することにより、前記装置本体の水平回転を前記ターゲットに向けて停止させ、前記光波距離計が前記ターゲットからの反射光を検出することにより、前記鏡筒の垂直回転を前記ターゲットに向けて停止させるための演算処理手段とからなる位置検出測量機。
【００１１】
また本発明の受光部は、発光部を挟んで水平方向に一対の受光部が配置され、装置本体の水平回転方向と一対の受光部のどちらが先に受光されたかによって、ターゲットであるか、不要反射体であるかを識別する構成にすることもできる。
【００１２】
更に本発明の発光部の扇状光は、ポインタービームに切り替え可能であって、水平回転と垂直回転を、ターゲットに向けて停止させた後、扇状光からポインタービームに切り替えて、前記ターゲットに向けてポインタービームを投射する構成にすることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以上の様に構成された本発明は、装置本体を水平回転させ鏡筒を垂直回転させてターゲットの位置を検出するための位置検出測量機であって、発光部が、ターゲットに向けて上下方向に扇状光を照射させ、受光部が、ターゲットからの反射光を検出する様になっており、演算処理手段が、受光部がターゲットからの反射光を検出することにより、装置本体の水平回転をターゲットに向けて停止させ、光波距離計がターゲットからの反射光を検出することにより、鏡筒の垂直回転をターゲットに向けて停止させることができる。
【００１７】
また本発明の受光部は、発光部を挟んで水平方向に一対の受光部が配置され、装置本体の水平回転方向と一対の受光部のどちらが先に受光されたかによって、ターゲットであるか、不要反射体であるかを識別することもできる。
【００１８】
更に本発明の発光部の扇状光は、ポインタービームに切り替え可能であって、水平回転と垂直回転を、ターゲットに向けて停止させた後、扇状光からポインタービームに切り替えて、ターゲットに向けてポインタービームを投射することもできる。
【００２１】
【実施例】
【００２２】
「原理」
【００２３】
まず、本発明の「上下方向に扇状となる光」を照射させる発光手段１００の原理を図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に基づいて説明する。
【００２４】
発光手段１００は、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す様に、光源１１０と、コリメートレンズ１２０と、シリンドリカルレンズ１３０とから構成されている。
【００２５】
光源１１０はレーザー光源を発生させるもので、本実施例では、レーザーダイオードが採用されている。
【００２６】
コリメートレンズ１２０は、光源１１０からのレーザー光を平行光束に変換するためのものである。
【００２７】
シリンドリカルレンズ１３０は、図１３（ａ）に示す様に、側面から見ると１面が凸レンズとなっているものか、或いは、図１３（ｂ）に示す様に側面から見ると、１面が凹レンズとなっているものを使用することができる。
【００２８】
従って、図１３（ａ）に示す様に、シリンドリカルレンズ１３０に平行光束を入射させると、焦点距離Ｆで集光されるが、焦点距離Ｆより離れた位置では、上下方向に扇状となる光となる。
【００２９】
また、図１３（ｂ）に示す様に、シリンドリカルレンズ１３０に平行光束を入射させると、上下方向に扇状となる光が射出される。
【００３０】
「第１実施例」
【００３１】
本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１（ａ）は、本第１実施例の自動測量機１０００を示す斜視図であり、自動測量機１０００は、自動測量機本体１１００と、発光手段１００と、受光手段２００と、光波距離計３００と、鏡筒４００とから構成されている。
【００３３】
本第１実施例では、光波距離計３００と視準望遠鏡が同軸に構成されている。
【００３４】
発光手段１００は、図１（ｂ）に示すターゲット２０００のプリズム２１００を検知するために照射するものである。本実施例の発光手段１００は、上述した「原理」で説明した様に、「上下方向に扇状となる光」を照射させるものであれば、何れのものを使用することができる。
【００３５】
受光手段２００は、ターゲット２０００のプリズム２１００で反射された反射光を受光するためのものである。反射光を電気信号に変換することのできる素子であれば、何れの素子を利用することができる。
【００３６】
光波距離計３００は、ターゲット２０００までの距離を測定するための距離測定手段に該当するものである。例えば、本実施例の光波距離計３００は、位相差測定方式又はパルス測定方式を利用した距離計等を使用することができる。
【００３７】
ここで図１４に基づいて、光波距離計３００の一例を説明する。
【００３８】
光波距離計３００は、測距光を出射方向に向けて反射させるためのプリズム２１００と、測距光を発光させるための発光部３１０と、プリズム２１００からの反射光を受光するための受光部３２０と、発光部３１０からの測距光をプリズム２１００に向けて反射させると共に、プリズム２１００からの反射光を受光部３２０に向けるためのミラー３３０と、測距光をコリメートして反射光を受光部３２０に合焦させるための対物レンズ３４０とを備えている。
【００３９】
光波距離計３００は、位相差測定による距離測定装置であり、発光部３１０と受光部３２０とを備えている。そして受光部は、受光部からの光量を捕らえることは容易に行うことができる。
【００４０】
鏡筒４００は、鉛直方向に回動可能に構成されており、発光手段１００と受光手段２００と光波距離計３００とが取り付けられている。
【００４１】
次に図４に基づいて、本第１実施例の自動測量機１０００の電気的構成を説明する。
【００４２】
本第１実施例の自動測量機１０００は、レーザーダイオード１１０と、レーザーダイオード駆動部１１１と、受光部２００と、光波距離計３００と、同期検出回路５００と、クロック回路６００と、信号処理部７００と、制御部８００と、回転駆動部９００とから構成されている。
【００４３】
レーザーダイオード１１０とレーザーダイオード駆動部１１１とは、発光手段１００を構成するもので、レーザーダイオード駆動部１１１が、クロック回路６００のクロック信号に基づき、レーザーダイオード１１０を駆動し、レーザー光を発生する様になっている。
【００４４】
同期検出回路５００は、クロック回路６００のクロック信号に基づき、受光部２００の受光信号から反射レーザー光の受光信号を検出するための同期検波のための回路である。
【００４５】
クロック回路６００は、同期検出回路５００が同期検波するためのタイミング及びレーザーダイオード駆動部１１１を駆動するタイミングを決定するクロック信号を形成するためのものである。
【００４６】
信号処理部７００は、波形整形等の信号処理を行うためのものである。
【００４７】
制御手段８００は、演算処理手段に該当するもので、ＣＰＵを含み、全体の制御を司ると共に、角度の決定等の各種演算等を行うためのものである。
【００４８】
信号処理部７００からの処理信号に基づいて制御手段８００は演算を行い、自動測量機本体１１００をプリズム２１００に向ける様にフィードバック制御を行う。
【００４９】
回転駆動部９００は、自動測量機本体１１００を水平方向に回転させるための制御を行うためのものである。
【００５０】
ここで、図５に基づいて、自動測量機本体１１００を水平方向及び鉛直方向に回転させるための機構を説明する。なお、この機構が回動手段に該当するものである。
【００５１】
この自動測量機１０００は、図５に示す様に、固定台４と、この固定台４に取り付けられた基台５とを備えている。基台５はその平面５ａと固定台４の平面４ａとのなす角度がレベリングスクリューＳ、Ｓ、Ｓによって調整できる様になっている。
【００５２】
基台５には、鉛直方向に延びた軸受部６を有する軸受部材７が固定され、この軸受部材７には鉛直方向に延びた回転軸８が回転自在に取り付けられている。回転軸８には測量機本体１１００が取り付けられていて、回転軸８と共に測量機本体１１００が基台５に対して水平方向に回転可能に構成されている。測量機本体１１００には、高低角を微調整するための調整ノブと水平角を調整するための調整ノブが設けられている。
【００５３】
測量機本体１１００は、両方から上方へ膨出した２つの膨出部５１、５２が形成されており、この膨出部５１、５２の間の凹部５３には鏡筒４００が配置されている。この鏡筒４００の側板６１、６２には水平方向に延びた水平軸６３、６４が設けられており、この水平軸６３、６４が膨出部６１、６２の側板６５、６６に軸受６７、６８を介して回転可能に保持されていて鏡筒部４００が鉛直方向に回転できる様に構成されている。
【００５４】
測量機本体１１００の回転は、測量機本体１１００内に設けたモータ７０によって行なうもので、このモータ７０は測量機本体１１００の側板７１に取り付けられている。モータ７０の駆動軸７２にはギア７３が設けられており、ギア７３は軸受部６に固定された平歯車７４に噛合している。平歯車７４は回転軸８と同心状となっている。これにより、モータ７０の駆動によって平歯車７４の回りをギア７３が回転移動していき、測量機本体１１００が回転軸８と共に回転することになる。
【００５５】
回転軸８の上部には水平角目盛用目盛板７５が取り付けられており、その水平角目盛を読む水平角読取エンコーダ７６が平歯車７４に設けられている。水平角読取エンコーダ７６は水平角目盛用目盛板７５が微小角回転する毎にパルスを発生させるためのものである。
【００５６】
鏡筒部４００の回転は、膨出部５２に設けたモータ８０によって行うもので、このモータ８０の駆動軸８１にはギア８２が設けられており、ギア８２は水平軸６４に固定した平歯車８３に噛合している。これにより、モータ８０の駆動によって、平歯車８３が回転して水平軸６３、６４が鏡筒部４００と共に回転する。
【００５７】
水平軸６３には、高低角目盛用目盛板８４が取り付けられており、高低角目盛を読む高低角読取用エンコーダ８５が膨出部５１に設けられている。高低角読取用エンコーダ８５は、高低角目盛用目盛板８４が微小角回転する毎にパルスを発生させるためのものである。
【００５８】
次に本第１実施例の動作を図６に基づいて具体的に説明する。
【００５９】
初めに、図７に示す様に、自動測量機１０００を三脚上に配置する。
【００６０】
まずステップ１（以下Ｓ１と略する。）で、電源を投入し、測定を開始する。Ｓ２では、レーザーダイオード駆動部１１１が、クロック回路６００のタイミング信号に基づき、レーザーダイオード１１０を駆動し、シリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状となる光（上下ファンビーム）が射出される。
【００６１】
そしてＳ３では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御駆動し、モータ７０を回転させて測量機本体１１００を水平方向に回転させる。
【００６２】
次にＳ４では、制御手段８００が、ターゲット２０００からの反射光が、受光部２００で検出されるかを判断する。シリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状となる光（上下ファンビーム）が射出されているので、ターゲット２０００のプリズム２１００と相対する位置になった場合には、プリズム２１００に入射した光が反射され、反射光が、受光部２００に入射される。
【００６３】
受光部２００に反射光が入射されると、受光信号は、信号処理部７００で波形整形等の信号処理が施された後、制御手段８００に入力される。そして制御手段８００が、反射光の入力を認識した場合には、Ｓ５に進み、Ｓ５では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御し、モータ７０の回転を停止させて測量機本体１１００の回転を中止させ、水平角を決定する。
【００６４】
またＳ４で、制御手段８００が、受光部２００に反射光の入射を認識しない場合には、Ｓ３に戻り、測量機本体１１００の水平方向の回転を継続させる。
【００６５】
Ｓ５で、測量機本体１１００の回転を中止させた後、Ｓ６に進む。Ｓ６では、制御手段８００が光波距離計３００を駆動させる。そしてＳ７では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御駆動し、モータ８０を回転させて鏡筒４００を鉛直方向に回転させる。
【００６６】
次にＳ８では、制御手段８００が、光波距離計３００で反射光検出が行われたか否かを判断する。そしてＳ８で反射光の検出を認識した場合には、Ｓ９に進み、Ｓ９では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御し、モータ８０の回転を停止させて鏡筒４００の回転を中止させる。
【００６７】
そして、図９に示す様に、光波距離計３００の反射光量とエンコーダ８５に基づく角度位置から重心を演算し、この重心位置から高度角を検出する。
【００６８】
なおＳ８で、光波距離計３００の反射光検出が認められない場合には、Ｓ７に戻り、鏡筒４００の鉛直方向の回転を継続させる。
【００６９】
Ｓ５で水平角を、Ｓ９で鉛直角を決定した後、Ｓ１０に進み、シリンドリカルレンズ１３０を切り替えて外し、ポインタービームを出力させる。そしてＳ１１で、光波距離計３００による測距を行う。
【００７０】
ポインタービームは、ターゲット２０００のターゲット板２２００の中心に投射され、測量機本体１１００がプリズム２１００に相対したことが判る。
【００７１】
以上の様に構成された本第１実施例は、自動的に自動測量機１０００をターゲット２０００のプリズム２１００に向けるて位置決めすることができる。
【００７２】
なお、光波距離計３００は、自動測量機１０００に初めから装備されていてもよいが、従来の光波距離計３００に対して、本第１実施例の構成を付加させるタイプのものであってもよい。
【００７３】
また本第１実施例は、本発明の位置検出装置を自動測量機１０００に応用したものであるが、自動測量機１０００に限ることなく、何れの測量装置に応用することができる。
【００７４】
更に、光波距離計３００の光ビームは、５分から７分程度の広がりを有するので、更に、光波距離計３００の光ビームを利用して、上述した原理により、正確な位置決めを行うこともできる。
【００７５】
「第２実施例」
【００７６】
本発明の第２実施例を図面に基づいて説明する。
【００７７】
図２（ａ）は、本第２実施例の自動測量機１０００を示す斜視図であり、自動測量機１０００は、自動測量機本体１１００と、発光手段１００と、第１の受光部２００Ａと、第２の受光部２００Ｂと、光波距離計３００と、鏡筒４００とから構成されている。
【００７８】
本第２実施例では、光波距離計３００と視準望遠鏡が同軸に構成されている。
【００７９】
発光手段１００は、図２（ｂ）に示すターゲット２０００のプリズム２１００に向けて光を照射させるためのものである。本実施例の発光手段１００は、上述した「原理」で説明した様に、「上下方向に扇状となる光」を照射させるものであれば、何れのものを使用することができる。
【００８０】
受光手段２００は、ターゲット２０００のプリズム２１００で反射された反射光を受光するためのものである。反射光を電気信号に変換することのできる素子であれば、何れの素子を利用することができる。
【００８１】
本第２実施例の受光手段２００は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す様に、発光手段１００を挟んで１対配置されている。即ち、受光手段２００は、第１の受光部２００Ａと第２の受光部２００Ｂとから構成されている。
【００８２】
ここで、図３（ａ）に示す様に、自動測量機本体１１００が反時計回りに回転した場合のプリズム２１００からの受光状態を示し、図３（ｂ）は同様に反時計回りした場合の不要反射面からの受光状態を示している。
【００８３】
再帰反射部材であるプリズム２１００で反射された反射光は、第２の受光手段２００Ｂより先に第１の受光手段２００Ａに入射する。
【００８４】
図３（ｂ）の様な不要反射面、例えば、相対するミラー等で反射された場合には、先に第２の受光手段２００Ｂに入射する。
【００８５】
自動測量機本体１０００が時計回りをした場合、プリズム２１００で反射された反射光は、先に第２の受光部２００Ｂに入射し、不要反射面で反射された反射光は、先に第１の受光部２００Ａに入射する。
【００８６】
従って反射光が、第１の受光部２００Ａ及び第２の受光部２００Ｂのどちらが先に入射したことを認識することにより、不要反射を識別することができる。
【００８７】
次に図９に基づいて、本第２実施例の自動測量機１０００の電気的構成を説明する。
【００８８】
本第２実施例の自動測量機１０００は、レーザーダイオード１１０と、レーザーダイオード駆動部１１１と、第１の受光部２００Ａと第２の受光部２００Ｂと、光波距離計３００と、同期検出回路５００と、クロック回路６００と、信号処理部７００と、制御部８００と、回転駆動部９００とから構成されている。
【００８９】
レーザーダイオード１１０とレーザーダイオード駆動部１１１とは、発光手段１００を構成するもので、レーザーダイオード駆動部１１１が、クロック回路６００のクロック信号に基づき、レーザーダイオード１１０を駆動し、レーザー光を発生する様になっている。
【００９０】
同期検出回路５００は、クロック回路６００のクロック信号に基づき、第１の受光部２００Ａと第２の受光部２００Ｂの受光信号から反射レーザー光の受光信号を検出するための同期検波のための回路である。
【００９１】
クロック回路６００は、同期検出回路５００が同期検波するためのタイミング及びレーザーダイオード駆動部１１１を駆動するタイミングを決定するクロック信号を形成するためのものである。
【００９２】
信号処理部７００は、第１の受光部２００Ａと第２の受光部２００Ｂの差を取ると共に、波形整形等の信号処理を行うためのものである。
【００９３】
制御手段８００は、演算処理手段に該当するもので、ＣＰＵを含み、全体の制御を司ると共に、角度の決定等の各種演算等を行うためのものである。
【００９４】
信号処理部７００からの処理信号に基づいて制御手段８００は演算を行い、自動測量機本体１１００をプリズム２１００に向ける様にフィードバック制御を行う。
【００９５】
回転駆動部９００は、自動測量機本体１１００を水平方向に回転させるための制御を行うためのものである。
【００９６】
次に本第２実施例の動作を図１０に基づいて具体的に説明する。
【００９７】
初めに、図７に示す様に、自動測量機１０００を三脚上に配置する。
【００９８】
まずステップ１（以下Ｓ１と略する。）で、電源を投入し、測定を開始する。Ｓ２では、レーザーダイオード駆動部１１１が、クロック回路６００のタイミング信号に基づき、レーザーダイオード１１０を駆動し、シリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状となる光（上下ファンビーム）が射出される。
【００９９】
そしてＳ３では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御駆動し、モータ７０を回転させて測量機本体１１００を水平方向に回転させる。
【０１００】
次にＳ４では、制御手段８００が、ターゲット２０００からの反射光が、第１の受光部２００Ａか又は第２の受光部２００Ｂで検出されるかを判断する。シリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状となる光（上下ファンビーム）が射出されているので、ターゲット２０００のプリズム２１００と相対する位置になるまでフィードバック制御される。
【０１０１】
第１の受光部２００Ａか又は第２の受光部２００Ｂに反射光が入射されると、受光信号は、信号処理部７００で波形整形等の信号処理が施された後、制御手段８００に入力される。そして制御手段８００が、反射光の入力をターゲットからの反射光であると認識した場合には、Ｓ５に進み、Ｓ５では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御し、モータ７０の回転を停止させて測量機本体１１００の回転を中止させ、水平角を決定する。なお、不要反射であると判断した場合には、Ｓ５に進まず回転を継続する。
【０１０２】
またＳ４で、制御手段８００が、反射光の入射を認識しない場合には、Ｓ３に戻り、測量機本体１１００の水平方向の回転を継続させる。
【０１０３】
Ｓ５で、測量機本体１１００の回転を中止させた後、Ｓ６に進む。Ｓ６では、制御手段８００が光波距離計３００を駆動させる。そしてＳ７では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御駆動し、モータ８０を回転させて鏡筒４００を鉛直方向に回転させる。
【０１０４】
次にＳ８では、制御手段８００が、光波距離計３００で反射光検出が行われたか否かを判断する。そしてＳ８で反射光の検出を認識した場合には、Ｓ９に進み、Ｓ９では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御し、モータ８０の回転を停止させて鏡筒４００の回転を中止させる。
【０１０５】
そして、図８に示す様に、光波距離計３００の反射光量とエンコーダ８５に基づく角度位置から重心を演算し、この重心位置から高度角を検出する。
【０１０６】
なおＳ８で、光波距離計３００の反射光検出が認められない場合には、Ｓ７に戻り、鏡筒４００の鉛直方向の回転を継続させる。
【０１０７】
Ｓ５で水平角を、Ｓ９で鉛直角を決定した後、Ｓ１０に進み、シリンドリカルレンズ１３０を切り替えて外し、ポインタービームを出力させる。そしてＳ１１で、光波距離計３００による測距を行う。
【０１０８】
ポインタービームは、ターゲット２０００のターゲット板２２００の中心に投射され、測量機本体１１００がプリズム２１００に相対したことが判る。
【０１０９】
以上の様に構成された本第２実施例は、自動的に自動測量機１０００をターゲット２０００のプリズム２１００に向けて位置決めすることができる。
【０１１０】
なお、本第２実施例のその他の構成、作用は、第１実施例と同様であるから説明を省略する。
【０１１１】
「第３実施例」
【０１１２】
本発明の第３実施例を説明する。
【０１１３】
上述の第１実施例又は第２実施例は、「上下方向に扇状となる光」をターゲット２０００に向けて照射し、この反射光から水平角を決定し、鉛直角は、光波距離計の光を利用し、光波距離計の反射光の重心位置を利用して鉛直角を求めていた。
【０１１４】
本第３実施例は、光波距離計の光を利用せず、第１実施例及び第２実施例の水平角を決定する方法を鉛直角に応用したものである。
【０１１５】
次に図１１に基づいて、本第３実施例の自動測量機１０００の電気的構成を説明する。
【０１１６】
本第３実施例は、第１レーザーダイオード１１０と、第２のレーザーダイオード１１５と、第１のレーザーダイオード駆動部１１１と、第２のレーザーダイオード駆動部１１６と、第１の受光部２００Ａと第２の受光部２００Ｂと、第３の受光部２００Ｃと第４の受光部２００Ｄと、光波距離計３００と、同期検出回路５００と、クロック回路６００と、信号処理部７００と、制御部８００と、回転駆動部９００とから構成されている。
【０１１７】
第１レーザーダイオード１１０は、第１の実施例と同様に、「上下方向に扇状となる光」を照射させる第１の発光手段１００の構成の一つであって、第１のシリンドリカルレンズ１３０により、「上下方向に扇状となる光」を射出する様に構成されている。
【０１１８】
第２レーザーダイオード１１５は、「水平方向に扇状となる光」を照射させる第２の発光手段１１９の構成の一つであって、第２のシリンドリカルレンズ１３９により、「水平方向に扇状となる光」を射出する様に構成されている。
【０１１９】
即ち第２の発光手段１１９は、第１の発光手段１００を９０度回転させて配置し、「水平方向に扇状となる光」を射出させるものである。
【０１２０】
第１の受光部２００Ａと第２の受光部２００Ｂは、第１の実施例と同様に、第１の発光手段１００の第１レーザーダイオード１１０から射出された「上下方向に扇状となる光」の反射光を受光するためのものである。
【０１２１】
第３の受光部２００Ｃと第４の受光部２００Ｄは、第２の発光手段１０９の第２レーザーダイオード１１５から射出された「水平方向に扇状となる光」の反射光を受光するためのものである。
【０１２２】
第１のレーザーダイオード駆動部１１１は、第１実施例と同様に、第１レーザーダイオード１１０を駆動して、「上下方向に扇状となる光」を射出させるためのものである。
【０１２３】
第２のレーザーダイオード駆動部１１６は、第２レーザーダイオード１１５を駆動して、「水平方向に扇状となる光」を射出させるためのものである。
【０１２４】
以上の様に構成された第３実施例の自動測量機１０００の動作を図１２に基づいて具体的に説明する。
【０１２５】
まずステップ１（以下Ｓ１と略する。）で、電源を投入し、測定を開始する。Ｓ２では、第１のレーザーダイオード駆動部１１１が、クロック回路６００のタイミング信号に基づき、第１レーザーダイオード１１０を駆動し、第１のシリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状となる光（上下ファンビーム）が射出される。
【０１２６】
そしてＳ３では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御駆動し、モータ７０を回転させて測量機本体１１００を水平方向に回転させる。
【０１２７】
次にＳ４では、制御手段８００が、ターゲット２０００からの反射光が、第１の受光部２００Ａか又は第２の受光部２００Ｂで検出されるかを判断する。第１のシリンドリカルレンズ１３０から上下方向に扇状となる光（上下ファンビーム）が射出されているので、ターゲット２０００のプリズム２１００と相対する位置になるまでフィードバック制御される。
【０１２８】
第１の受光部２００Ａか又は第２の受光部２００Ｂに反射光が入射されると、受光信号は、信号処理部７００で波形整形等の信号処理が施された後、制御手段８００に入力される。そして制御手段８００が、反射光の入力をターゲット２０００からの反射光であると認識した場合には、Ｓ５に進み、Ｓ５では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御し、モータ７０の回転を停止させて測量機本体１１００の回転を中止させ、水平角を決定する。なお、第２の受光部２００Ｂに反射光が入射された場合には、不要反射であると判断し、Ｓ５に進まず回転を継続する。
【０１２９】
またＳ４で、制御手段８００が、反射光の入射を認識しない場合には、Ｓ３に戻り、測量機本体１１００の水平方向の回転を継続させる。
【０１３０】
Ｓ５で、測量機本体１１００の回転を中止させた後、Ｓ６に進む。Ｓ６では、第２のレーザーダイオード駆動部１１６が、クロック回路６００のタイミング信号に基づき、第２レーザーダイオード１１５を駆動し、第２のシリンドリカルレンズ１３９から水平方向に扇状となる光（水平ファンビーム）が射出される。
【０１３１】
そしてＳ７では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御駆動し、モータ８０を回転させて鏡筒４００を鉛直方向に回転させる。
【０１３２】
次にＳ８では、制御手段８００が、ターゲット２０００からの反射光が、第３の受光部２００Ｃか又は第４の受光部２００Ｄで検出されるかを判断する。第２のシリンドリカルレンズ１３９から水平方向に扇状となる光（水平ファンビーム）が射出されているので、ターゲット２０００のプリズム２１００と相対する位置になるまでフィードバック制御する。
【０１３３】
第３の受光部２００Ｃか又は第４の受光部２００Ｄに反射光が入射されると、受光信号は、信号処理部７００で波形整形等の信号処理が施された後、制御手段８００に入力される。そして制御手段８００が、反射光の入力をターゲット２０００からの反射光であると認識した場合には、Ｓ９に進み、Ｓ９では、制御手段８００が回転駆動部９００を制御し、モータ８０の回転を停止させて鏡筒４００の鉛直方向の回転を中止させ、高度角を決定する。不要反射であると判断した場合には、Ｓ９に進まず回転を継続する。
【０１３４】
またＳ８で、制御手段８００が、反射光の入射を認識しない場合には、Ｓ７に戻り、鏡筒４００の鉛直方向の回転を継続させる。
【０１３５】
Ｓ５で水平角を、Ｓ９で鉛直角を決定した後、Ｓ１０に進み、シリンドリカルレンズ１３０を切り替えて外し、ポインタービームを出力させる。そしてＳ１１で、光波距離計３００による測距を行う。
【０１３６】
ポインタービームは、ターゲット２０００のターゲット板２２００の中心に投射され、測量機本体１１００がプリズム２１００に相対したことが判る。
【０１３７】
以上の様に構成された本第３実施例は、自動的に自動測量機１０００をターゲット２０００のプリズム２１００に向けて位置決めすることができる。
【０１３８】
なお本第３実施例のその他の構成、作用等は、第１実施例及び第２実施例と同様であるから、説明を省略する。
【０１３９】
また、第２レーザーダイオード１１５を使用する代わりに、シリンドリカルレンズ１３０を機械的に９０度回転する、又は、シリンドリカルレンズ１３０を切り換えて、水平方向に扇状となる光を構成しても同様である。
【０１４０】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、音響光学素子に比べ、扇状となる光によってターゲットを走査するため、広範囲の走査を迅速に行うことができると共に、発熱量が少なく省電力化を図ることができる上、高価な音響光学素子を使用しないので、コストダウンが可能となるという効果がある。
【０１４１】
更に音響光学素子を使用しないので、偏向角に限界がなく、容易に走査範囲を広げることができるという卓越した効果がある。
【０１４２】
そして、光波距離計を有する測量機と組み合わせた場合には、よりコストダウンをした安価で精度の高い自動測量機が提供できる。
【０１４３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の自動測量機１０００とターゲット２０００を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２実施例の自動測量機１０００とターゲット２０００を示す斜視図である。
【図３（ａ）】受光手段２００を説明する図である。
【図３（ｂ）】受光手段２００を説明する図である。
【図４】本第１実施例の自動測量機１０００の電気的構成を説明する図である。
【図５】本第１実施例の回動手段を説明する図である。
【図６】本第１実施例の動作を説明する図である。
【図７】自動測量機１０００とターゲット２０００との位置関係を説明する図である。
【図８】光波距離計３００の反射光量の重心を演算し、この重心位置から高度角を検出することを説明する図である。
【図９】本第２実施例の自動測量機１０００の電気的構成を説明する図である。
【図１０】本第２実施例の動作を説明する図である。
【図１１】本第３実施例の自動測量機１０００の電気的構成を説明する図である。
【図１２】本第３実施例の動作を説明する図である。
【図１３（ａ）】本発明の原理を説明する図である。
【図１３（ｂ）】本発明の原理を説明する図である。
【図１４】光波距離計を説明する図である。
【図１５】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１０００  第１実施例の自動測量機
１１００  自動測量機本体
１０００  第２実施例の自動測量機
１０００  第３実施例の自動測量機
２０００  ターゲット
２１００  プリズム
２２００  ターゲット板
１００  発光手段
１１０  レーザーダイオード
１１５  第２レーザーダイオード
１１１  レーザーダイオード駆動部
１１６  第２のレーザーダイオード駆動部
１１９  第２の発光手段
１２０  コリメートレンズ
１３０  シリンドリカルレンズ
１３９  第２のシリンドリカルレンズ
２００  受光手段
２００Ａ  第１の受光部
２００Ｂ  第２の受光部
２００Ｃ  第３の受光部
２００Ｄ  第４の受光部
３００  光波距離計
４００  鏡筒
５００  同期検出回路
６００  クロック回路
７００  信号処理部
８００  制御部
９００  回転駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
0003731021.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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