(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合焦レンズを保持する摺動筒をモータ駆動により光軸方向に移動可能とし、前記モータをモータ駆動制御回路を介して駆動する測量機の合焦制御装置に於いて、前記モータ駆動制御回路への入力手段として、同心に構成され、それぞれ独立して回転可能な第１の制御スイッチと、第２の制御スイッチとを具備し、前記第１の制御スイッチは回転角度に比例した速度で前記合焦レンズを光軸方向に移動させ、前記第２の制御スイッチは回転角に応じた光軸方向の位置に前記合焦レンズを移動させる様構成したことを特徴とする測量機の合焦制御装置。
【請求項２】
前記第２の制御スイッチは回転自在に設けられた回転位置制御スイッチであり、前記第１の制御スイッチは前記第２の制御スイッチの周囲に設けられ、所要角度回転可能な回転速度制御スイッチであり、前記第１の制御スイッチ、前記第２の制御スイッチの発する信号に基づき前記合焦レンズの合焦を制御する請求項１の測量機の合焦制御装置。
【請求項３】
前記回転速度制御スイッチが正逆所要角度回転可能なポテンショメータであり、前記回転位置制御スイッチが正逆回転自在なロータリエンコーダである請求項２の測量機の合焦制御装置。
【請求項４】
前記回転速度制御スイッチが正逆回転可能なロータリエンコーダであり、前記回転位置制御スイッチが正逆所要角度回転自在なポテンショメータである請求項２の測量機の合焦制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は測量機に設けられる視準望遠鏡の合焦制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３、図４に於いて従来の測量機の合焦制御装置について説明する。
【０００３】
最近の電子化された測量機に於いても目標物を視準する為の視準望遠鏡が具備されている。視準望遠鏡は、測定者が目標物を視準する場合に必要な合焦装置を具備している。
【０００４】
水準儀１は三脚２上に取付けられ、目標地点には標尺３が立設される。水準測量は前記水準儀１が水平に整準され、該水準儀１の視準望遠鏡５により前記標尺３の目盛を読み、標尺３の目盛パターン４に基づき高低差を測量する。
【０００５】
前記標尺３を視準して高低差を測量する場合、標尺３に対する合焦操作が必要であり、視準望遠鏡５の合焦精度も測量精度に影響する。
【０００６】
図４により、従来の合焦装置７について説明する。
【０００７】
鏡筒１０の手元側には接眼レンズ１１が設けられ、鏡筒１０の手先側には対物レンズ１２が設けられている。前記鏡筒１０の内部には摺動筒１３が摺動自在に設けられている。該摺動筒１３には合焦レンズ（図示せず）が設けられると共に前記摺動筒１３には外面に母線方向に延びるラック１４が刻設されている。
【０００８】
前記鏡筒１０の軸心に対して直角方向にピニオン軸１５が回転自在に貫通し、該ピニオン軸１５の先端部にはギア歯が刻設され、前記ラック１４に噛合するピニオンギア１６となっている。前記ピニオン軸１５の露出する端部には合焦ノブ１７が嵌着されている。
【０００９】
合焦操作は測量者が前記接眼レンズ１１から標尺３を視準した状態で、前記合焦ノブ１７を回す。前記ピニオン軸１５が回転し、前記ラック１４を介して前記摺動筒１３が光軸に沿って移動し、最適な合焦状態が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の水準機では標尺３の目盛パターン４を読取る。細かい数値の読取りは、測定者の熟練度に依存しているが、測定値の平均値を取ることにより測定者のバラツキが生じなくなっており、数値処理により初心者と熟練者との間で測定値精度がかなり異なるという不具合はそれほど多くない。ところが前記した様に合焦装置は依然として手動操作であるので、初心者と熟練者とでは操作の要領、素早さ等に差があり、合焦操作が不慣れな場合は、水準儀自体を振動させたり、或は動かす等して水準儀の整準状態を狂わしたりする等の不具合があった。更に整準状態の狂いは直接測定精度に影響するという問題があった。
【００１１】
本発明は斯かる実情に鑑み、測点の合焦を迅速且つ高精度に行え、個人差が生じない様な測量機の合焦制御装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、合焦レンズを保持する摺動筒をモータ駆動により光軸方向に移動可能とし、前記モータをモータ駆動制御回路を介して駆動する測量機の合焦制御装置に於いて、前記モータ駆動制御回路への入力手段として、同心に構成され、それぞれ独立して回転可能な第１の制御スイッチと、第２の制御スイッチとを具備し、前記第１の制御スイッチは回転角度に比例した速度で前記合焦レンズを光軸方向に移動させ、前記第２の制御スイッチは回転角に応じた光軸方向の位置に前記合焦レンズを移動させる様構成した測量機の合焦制御装置に係り、又前記第２の制御スイッチは回転自在に設けられた回転位置制御スイッチであり、前記第１の制御スイッチは前記第２の制御スイッチの周囲に設けられ、所要角度回転可能な回転速度制御スイッチであり、前記第１の制御スイッチ、前記第２の制御スイッチの発する信号に基づき前記合焦レンズの合焦を制御する測量機の合焦制御装置に係り、又前記回転速度制御スイッチが正逆所要角度回転可能なポテンショメータであり、前記回転位置制御スイッチが正逆回転自在なロータリエンコーダである測量機の合焦制御装置に係り、更に又前記回転速度制御スイッチが正逆回転可能なロータリエンコーダであり、前記回転位置制御スイッチが正逆所要角度回転自在なポテンショメータである測量機の合焦制御装置に係るものである。
【００１３】
粗制御用の回転速度制御スイッチを回転させることで、回転速度制御スイッチの回転角度に比例した速度で合焦レンズを移動させ、又微制御用の回転位置制御スイッチを回転させることで回転位置制御スイッチの回転角度に対応した位置に合焦レンズを移動させる。
【００１４】
【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。
【００１５】
平面形状が箱形の筐体２０の中央部を貫通する如く鏡筒２１が形成され、該鏡筒２１の先端部には対物レンズ２２が設けられ、前記鏡筒２１の基端部には接眼レンズ２３が設けられると共に該接眼レンズ２３の対物レンズ２２側にはレチクル２４が配設される。該レチクル２４の更に対物レンズ２２側には補正光学系２５が設けられている。
【００１６】
前記鏡筒２１内部、前記対物レンズ２２と前記補正光学系２５との間に摺動筒２６を摺動自在に嵌合し、該摺動筒２６には合焦レンズ２７を設け、該合焦レンズ２７が前記摺動筒２６の摺動により前記対物レンズ２２、接眼レンズ２３、補正光学系２５の光軸上を移動する様にする。前記摺動筒２６の一部には光軸と平行にラック３５が形成されている。
【００１７】
前記鏡筒２１の一側面に前記光軸と直交する筒状のギアホルダ部２８が突設され、該ギアホルダ部２８には軸受部２９が嵌設されている。ギア軸３３を前記軸受部２９を介してギアホルダ部２８に回転自在に設ける。
【００１８】
前記ギア軸３３は一端がピニオンギア３０、他端がギア支持部３１、中央が回転支承部３２となっており、該回転支承部３２が前記軸受部２９に回転自在に嵌合する。前記ピニオンギア３０は鏡筒２１内部に突出し、前記ラック３５に噛合する。前記ギア支持部３１は鏡筒２１と筐体２０が成す空間に突出し、前記ギア支持部３１には従動ギア３７が嵌着されている。
【００１９】
該従動ギア３７に対向するギア支持板３８が筐体２０に固着され、該ギア支持板３８には小歯車と大歯車が一体となった減速ギア３９が回転自在に支持されている。又、該減速ギア３９と対向して合焦モータ４０が設けられ、該合焦モータ４０の出力軸には駆動ギア４１が設けられ、該駆動ギア４１は前記減速ギア３９の大歯車に噛合し、又該減速ギア３９の小歯車は前記従動ギア３７に噛合する。
【００２０】
而して、前記合焦モータ４０の回転は、前記駆動ギア４１、前記減速ギア３９、従動ギア３７を経て減速されて前記ギア軸３３、ピニオンギア３０に伝達され、該ピニオンギア３０の回転により前記ラック３５を介して前記摺動筒２６が光軸に沿って移動する。前記従動ギア３７、減速ギア３９、駆動ギア４１、合焦モータ４０等から成る駆動系の特定のギアの回転数に基づき前記合焦レンズ２７の位置情報を所定ビットのパルス信号として出力するエンコーダ（図示せず）が設けられ、該エンコーダからの信号は後述するモータ駆動制御回路４２に入力される。
【００２１】
前記合焦モータ４０の駆動は前記モータ駆動制御回路４２により制御される。前記摺動筒２６の行程端にはリミットスイッチ４３，４４が設けられ、前記摺動筒２６がリミットスイッチ４３，４４のいずれかに当接することで、リミットスイッチ４３，４４からの信号が前記モータ駆動制御回路４２に入力され、前記合焦モータ４０が停止される様になっている。尚、リミットスイッチに替えて、駆動部分にトルクリミッタを設けて駆動力を物理的にカットしてもよい。
【００２２】
前記モータ駆動制御回路４２に入力する合焦操作信号は、合焦ノブ４５と該合焦ノブ４５の回転に応じた電気信号を発する制御スイッチ４８から成る合焦位置制御スイッチ４９により与えられる。
【００２３】
前記合焦ノブ４５はそれぞれ独立して回転可能な粗動ノブ４６、微動ノブ４７から成り、又前記制御スイッチ４８は後述する粗制御スイッチ５０、微制御スイッチ５１から成り、前記粗動ノブ４６、粗制御スイッチ５０によって粗調整用の回転制御スイッチが構成され、前記微動ノブ４７、微制御スイッチ５１によって微調整用の回転位置制御スイッチが構成される。
【００２４】
前記微動ノブ４７は盤状であり、前記粗動ノブ４６は該微動ノブ４７の周囲に設けられた円筒状である。前記粗動ノブ４６は所定位置から正逆方向に所要角度回転可能であり、微動ノブ４７は正逆方向に自在に回転可能となっている。前記粗制御スイッチ５０、微制御スイッチ５１は前記粗動ノブ４６、微動ノブ４７の回転状態に比例した電気信号を発する様になっており、粗動ノブ４６、微動ノブ４７、粗制御スイッチ５０、微制御スイッチ５１は同心に設けられている。
【００２５】
図２はモータ駆動制御回路４２の制御ブロック図を示している。前記制御スイッチ４８はポテンショメータである粗制御スイッチ５０、ロータリエンコーダである微制御スイッチ５１から成る。前記粗制御スイッチ５０は＋Ｖボルト、−Ｖボルトの電源に接続され、前記粗制御スイッチ５０は比較器５２、Ｖ／Ｆ変換器５３を介して正逆判定回路５４に接続され、該正逆判定回路５４はゲート回路５５及びゲート回路５６を介してパルスモータドライバ５８に接続され、該パルスモータドライバ５８は前記合焦モータ４０を駆動する。
【００２６】
前記Ｖ／Ｆ変換器５３は入力された電圧の絶対値に比例した周波数のパルスを出力し、前記比較器５２は入力電圧が正か負かを判定し、Ｖ／Ｆ変換器５３の出力を正転パルスにするか、逆転パルスにするかの指示信号を前記正逆判定回路５４に出力する。
【００２７】
前記微制御スイッチ５１は９０°位相の異なった２相を出力するロータリエンコーダであり、前記微制御スイッチ５１は正逆判定回路５７に接続され、該正逆判定回路５７は正転パルス、逆転パルスを出力する。該正逆判定回路５７はゲート回路５６及びゲート回路５５を介して前記パルスモータドライバ５８に接続され、該パルスモータドライバ５８は前記合焦モータ４０を駆動する。
【００２８】
以下、作動を説明する。
【００２９】
測定者は前記合焦ノブ４５の内、粗動ノブ４６を所要角度回転し、粗調整を行う。粗動ノブ４６の回転で前記粗制御スイッチ５０が所定角度回転される。該粗制御スイッチ５０が一定角度回転されると、その回転角度に比例した電圧が出力され、該出力電圧は前記Ｖ／Ｆ変換器５３及び比較器５２に出力される。前記Ｖ／Ｆ変換器５３は出力電圧を絶対値に対応した周波数のパルスに変換し、前記比較器５２は出力電圧の正負を前記正逆判定回路５４に入力する。前記正逆判定回路５４は比較器５２、Ｖ／Ｆ変換器５３からの入力に応じて正転パルス、又は逆転パルスを前記ゲート回路５５、ゲート回路５６を介して前記パルスモータドライバ５８に入力し、前記合焦モータ４０を正転、逆転の所要の方向に、所要の早さで回転する。正転パルス又は逆転パルスが駆動モータ４０に供給され、粗制御スイッチ５０の回転角度に比例した速度で駆動モータ４０が回転し続ける。略合焦した位置で前記粗動ノブ４６を離して粗調節を終える。
【００３０】
次に、微調整は前記微動ノブ４７を回転して行う。
【００３１】
微動ノブ４７の回転により微制御スイッチ５１が回転される。該微制御スイッチ５１が一定角度回転されると、回転量に対応した数のパルス信号が出力される。前記正逆判定回路５７は出力されたパルス信号の正負判定を行い、前記ゲート回路５５、ゲート回路５６を介して前記パルスモータドライバ５８にパルス信号を入力し、入力パルス数に応じた角度前記合焦モータ４０を回転する。該合焦モータ４０の回転量は図示しないロータリエンコーダにより検出され、前記摺動筒２６の位置決めがなされる。而して、測定者は微妙な位置合せを前記微動ノブ４７の回転により容易に行い得る。
【００３２】
前記リミットスイッチ４３は前記駆動モータ４０の回転により前記摺動筒２６が前記対物レンズ２２の方向に移動した場合、摺動筒２６がリミットスイッチ４３を押すことにより駆動モータ４０の回転を止める。前記リミットスイッチ４４は駆動モータ４０の回転により摺動筒２６が前記補正光学系２５の方向に移動した場合、摺動筒２６がリミットスイッチ４４を押すことにより駆動モータ４０の回転を止める。
【００３３】
又、前述した様に粗制御スイッチ５０を回転させることによって、その回転角度に比例した速度で合焦レンズ２７を移動させることができる。即ち、粗制御スイッチ５０を回転させることによって比較的高速に望遠鏡の焦点を粗調節することができる。
【００３４】
又、微制御スイッチ５１を回転させることによって、その回転角度に対応した角度位置に前記合焦レンズ２７を移動させることができる。即ち、微動制御スイッチ５１を回転させることによって、望遠鏡の焦点を微調節することができる。
【００３５】
上記実施の形態では粗制御スイッチ５０がポテンショメータであって、微制御スイッチ５１がロータリエンコーダであったが、粗制御スイッチ５０がロータリエンコーダであって、微制御スイッチ５１がポテンショメータであってもよい。又、パルスモータに替えてサーボモータ、サーボモータドライバで構成してもよい。
【００３６】
又、本発明と目標物を自動的に合焦するオートフォーカス機構と組合せることにより、初心者でもより精度の高い測量が可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、回転速度制御スイッチを回転させることで比較的短時間で望遠鏡の焦点を測点近傍に合わせることができ、又回転位置制御スイッチを回転させることによって、望遠鏡の焦点を微調節することができる。従って、測量機による測点の合焦を迅速且つ高精度に行え、合焦操作に熟練度が影響しなくなるという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平断面図である。
【図２】同前実施の形態に於ける合焦制御ブロック図である。
【図３】水準儀と標尺との関連を示す斜視説明図である。
【図４】従来の合焦制御装置を具備した水準儀の概略説明図である。
【符号の説明】
１            水準儀
２２          対物レンズ
２６          摺動筒
２７          合焦レンズ
３５          ラック
３９          減速ギア
４０          合焦モータ
４２          モータ駆動制御回路
４５          合焦ノブ
４６          粗動ノブ
４７          微動ノブ
４８          制御スイッチ
４９          合焦位置制御スイッチ
５０          粗制御スイッチ
５１          微制御スイッチ
【図１】
0003783812.tif 000002
【図２】
0003783812.tif 000003
【図３】
0003783812.tif 000004
【図４】
0003783812.tif 000005