(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズから入射する光をコンペンセータを通過させた後イメージセンサに導いて画像信号に変換し、演算処理部に画像信号を取り込んで視準位置を演算する電子レベルにおいて、電子レベルの本体内に振動検知手段を設け、振動検知手段により検知される振動の振幅の大小に応じて上記演算処理部に取り込む画像信号の取込回数を増減変更することを特徴とする電子レベル。
【請求項２】
対物レンズから入射する光をコンペンセータを通過させた後イメージセンサに導いて画像信号に変換し、演算処理部に画像信号を取り込んで視準位置を演算する電子レベルにおいて、電子レベルの本体内に振動検知手段を設け、振動検知手段により検知される振動の周期の長短に応じて上記演算処理部に取り込む画像信号の取込周期を長短変更することを特徴とする電子レベル。
【請求項３】
上記イメージセンサを、当該イメージセンサの画像信号から認識される画像の座標値が変動することに基づき、振動検知手段とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子レベル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、望遠鏡内に設けられたコンペンセータで補償された光をイメージセンサで受光し、視準位置を演算により求める電子レベルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の電子レベルとして、例えば、特開平７−４９５９号公報により、対物レンズから入射する光をコンペンセータを通過させた後イメージセンサに導いて画像信号に変換し、演算処理部に画像信号を取り込んで視準位置の高さを演算するようにしたものが知られている。
【０００３】
尚、コンペンセータは周知のごとく、吊り線により揺動自在に吊り下げた揺動反射鏡を備えている。対物レンズから入射した光を一旦揺動反射鏡により反射させることにより、望遠鏡が前後に傾いても揺動反射鏡が望遠鏡の傾きに比例した量だけ傾くことで望遠鏡の傾きを補償する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電子レベルでは、コンペンセータを備えているため、望遠鏡が振動するとコンペンセータが揺動し、イメージセンサに到達する光が揺れて安定しない状態になる。すると、演算処理部が画像信号を取り込むタイミングによっては視準すべき位置からずれた位置の画像信号を取り込むことになり、演算される視準位置の誤差がきわめて大きくなるおそれが生じる。尚、このような場合には演算処理部が画像信号を取り込む時間を長くしたり取込回数を増やして、演算処理部に取り込む画像信号の個数を増加させればよいものの、揺動反射鏡が揺動していない場合でも不必要に画像信号を取り込む時間が長くなり好ましくない。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、不必要に測定時間を長くすることなく振動による演算結果の誤差を小さくし得る電子レベルを提供することを課題とする。
【０００６】
【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、対物レンズから入射する光をコンペンセータを通過させた後イメージセンサに導いて画像信号に変換し、演算処理部に画像信号を取り込んで視準位置を演算する電子レベルにおいて、電子レベルの本体内に振動検知手段を設け、振動検知手段により検知される振動の振幅の大小に応じて上記演算処理部に取り込む画像信号の取込回数を増減変更することを特徴とする。
【０００７】
また、対物レンズから入射する光をコンペンセータを通過させた後イメージセンサに導いて画像信号に変換し、演算処理部に画像信号を取り込んで視準位置を演算する電子レベルにおいて、電子レベルの本体内に振動検知手段を設け、振動検知手段により検知される振動の周期の長短に応じて上記演算処理部に取り込む画像信号の取込周期を長短変更することを特徴とする。
【０００９】
振動検知手段を設けることにより電子レベルに実際に作用する振動を検知し、振動の振幅が大きい場合には演算処理部に取り込む画像信号の取込回数を増加させることにより振動が作用したことによる誤差を少なくし、一方、振動の振幅が小さく振動に起因する誤差が生じるおそれのない場合には、演算処理部に取り込む画像信号の取込回数を減少させ、演算に要する時間を短縮することとした。
【００１０】
ところで、電子レベルに作用する振動の振幅が変わらなければ演算処理部に取り込む画像信号の取込回数を増減する必要はないが、振動の周期が短いと振動の周期に合わせて演算処理部に取り込む画像信号の取込周期を短くしても測定精度は変わらない。このように画像信号の取込周期を短くすると測定結果を得るまでの時間を短縮することができる。一方、振動の周期が長い場合には画像信号の取込周期を長くする必要がありそのため測定結果を得るまでの時間が長くなるが、振動の周期に応じて画像信号の取込周期を延長変更しない従来のものより測定精度を向上させることができる。
【００１１】
尚、電子レベルに作用する振動の状態、例えば振幅や周期が、測定不能として予め設定した所定の限界状態を超えると、測定結果が表示されなかったり、あるいは表示されても信頼できる数値ではない。しかし、ある程度時間が経過するまでそのような状態になっているか否かの判断をすることは困難である。そこで、検知手段により検知される振動状態が所定の状態を超えた場合に、演算するまでもなく直ちにその旨を報知させることとした。
【００１２】
ところで、上記振動検知手段として、望遠鏡に振動センサを別途設けても良い。
【００１３】
また、揺動反射鏡が揺動していればイメージセンサに到達する画像が振動するので、画像信号から振動状態を検知することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は望遠鏡の光学系を示し、前方の測定点に垂直に配置された標尺２を視準するものである。該望遠鏡は標尺２の画像を電気信号である画像信号に変換し、演算処理部３に出力する。本発明にかかる電子レベルは望遠鏡と演算処理部３とにより構成されている。望遠鏡内には前方から対物レンズ１１・合焦レンズ１２・ビームスプリッタ１３・焦点板１４・接眼レンズ１５の順に配置され、且つ、合焦レンズ１２とビームスプリッタ１３との間にコンペンセータ４が配設されている。望遠鏡が前後に多少傾いてもコンペンセータ４で補償され標尺２を視準できるようになっている。尚、図示しないが焦点板１４には視準用の十字線が設けられている。また、望遠鏡の光軸に対して側方に配置されたイメージセンサ１６に標尺２の画像をビームスプリッタ１３を介して分岐するように構成されている。該イメージセンサ１６は視準されている標尺２の画像を電気信号である画像信号に変換し、演算処理部３へ出力する。イメージセンサ１６から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器３１でデジタル化された後、ＲＡＭ３２に格納される。該演算処理部３には演算処理を行うマイコン３０に対して上記ＲＡＭ３２の他にＲＯＭ３３及びイメージセンサ１６の駆動回路３４が接続されている。尚、イメージセンサ１６として、例えばＣＣＤやＭＯＳ型ＣＣＤを用いる。また、本実施の形態では振動検知手段として振動センサ５を望遠鏡に取り付け、振動センサ５の検知信号をマイコン３０に入力するようにした。
【００１５】
上記演算処理部３はイメージセンサ１６から画像信号を取り込む際に、誤差を少なくするため、画像信号を所定時間継続して取り込み、画像信号そのものを平均化させている。また、該所定時間継続した画像信号の取り込みを所定回数行い、各取り込み回数毎の演算結果の平均値を求めている。一方、マイコン３０は画像信号の取り込みタイミングに先行して振動センサ５の出力信号を監視している。
【００１６】
図２を参照して、画像信号を取り込む際には、画像信号の取り込みに先立って画像信号を取り込む時点での振動を検知する。そして、該振動の振幅が所定値以上であるかを判断する（Ｓ１）。振動の振幅が所定値未満であれば揺動反射鏡４１が揺動していないものと判断することができ、従って、取込回数を減少させて演算に要する時間を短縮する（Ｓ２）。逆に、振幅が所定値以上である場合にはその振幅の振動が作用している状態で測定が可能であるかを判断し（Ｓ３）、測定不能であると判断するとその後の演算作業を中止し、エラー表示を行う（Ｓ５）。尚、測定可能であるか否かの判断は、例えば上記所定位置より大きな限界値を予め設定しておき、検知される振幅が限界値を超えた場合に測定不能と判断する。一方、測定可能であると判断すると振動の影響による誤差を減少させるため取込回数を増加させる（Ｓ４）。このように、取込回数の増減が決まると検知された振動の周期が所定周期より短いか否かの判断を行う（Ｓ６）。振動の周期が長いと、画像信号の取込周期が短い場合には画像信号を取り込む際の状態が偏り測定結果がずれるおそれがある。そこで、振動の周期が長い場合には画像信号の取込周期を長くする（Ｓ７）。一方、振動の周期が短くなり限界周期を超えると測定不能になるため、その場合にはその後の演算処理を中止してエラー表示を行う（Ｓ８・Ｓ５）。測定可能であれば画像信号を取り込むが、その際、振動の周期が短いと取込周期を短くしても画像信号の取込時点の状態が偏ることはない。そこで、振動の周期が短い場合には画像信号の取込周期を短縮することとした（Ｓ９）。尚、図２に示した処理フローでは振動の振幅や周期を所定値や所定周期と比較したが（Ｓ１・Ｓ６）、更に細分化した値を設定し、各値に対応する取込回数や取込周期をテーブル値として記憶しておくようにしても良い。
【００１７】
ところで、上記実施の形態では振動センサ５を用いたが該振動センサ５では揺動反射鏡４１の揺動状態を直接検出することができない。そこで、図３に示すように、コンペンセータ４の揺動反射鏡４１を上下両面共に反射面とすると共に、揺動反射鏡４１の下面に光を照射する投光部６１と、該投光部６１から照射され揺動反射鏡４１の下面で反射した光を受光するラインセンサ６２とを設け、揺動反射鏡４１の揺動状態を直接検出するようにしても良い。揺動反射鏡４１が静止状態であればラインセンサ６２への光の到達位置は動かないが、揺動反射鏡４１が揺動状態であればラインセンサ６２上の光の到達位置が変動する。そこで、揺動反射鏡４１が揺動せず制止している場合には上記Ｓ２と同じく取込回数を減少させ、揺動幅（振幅）が大きい場合にはＳ４と同じく取込回数を増加させる。尚、揺動幅が更に大きい場合にはＳ５と同様にエラー表示を行ってその後の画像信号の取り込みを行わないようにする。ところで、上記実施の形態では揺動反射鏡４１の下面で投光部６１の光を反射させたが、対物レンズ１１から入射した光と同じく揺動反射鏡４１の上面で反射させるようにしても良い。
【００１８】
また、揺動反射鏡４１が揺動していればイメージセンサ１６から出力される画像信号から認識される画像の座標値が変動する。そこで、イメージセンサ１６を振動検知手段として利用し、揺動反射鏡４１が揺動しているか否かに係わりなく一旦画像信号を取り込んで画像信号から認識される画像の座標値から揺動反射鏡４１の揺動状態を検出するようにしても良い。
【００１９】
ところで、揺動反射鏡４１が揺動すると直ちに揺動反射鏡４１を制動する必要がある。そこで、例えばアルミニウムのように導電性を有する非磁性体材料からなる制動板を揺動反射鏡４１に対して一体に設け、該制動板に永久磁石を非接触状態で対峙させる制動装置を従来より設けている。揺動反射鏡が揺動すると永久磁石が形成する磁界を制動板が横切り、制動板内に渦電流が誘導されて制動板に制動力が作用する。ただし、従来のもののように永久磁石を用いると、制動板に作用させる制動力を可変制御することができない。そこで、図４に示すように制動板４２に電磁石７を対峙させ、電磁石７の電磁コイル７１に通電する電流値をマイコン３０により制御することにより、制動板４２に作用させる制動力を増減制御できるようにした。従って、揺動反射鏡４１の揺動幅が大きい場合や頻繁に振動が伝わる場合には電磁コイル７１に通電する電流値を増大させて制動板４２を特に強く制動する。尚、７２は磁束を制動板４２に直角に作用させるためのコアである。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、電子レベルの望遠鏡に伝達される振動状態によって演算処理部に取り込む画像信号の取込回数を増減し、あるいは取込周期を長短変更するので、振動状態に応じて測定時間を短縮したり精度を担保したりすることができる。また、測定不能であればその後の演算処理を行うことなく直ちにその旨を報知するようにしたので、測定不能であることをいち早く知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される電子レベルの概略構成を示す図
【図２】画像信号の取込状態を変更する処理フロー図
【図３】揺動反射鏡の揺動状態を検出する構成を示す図
【図４】制動板に対して制動力を作用させる構成を示す図
【符号の説明】
１  （望遠鏡の）光学系
２  標尺
３  演算処理部
４  コンペンセータ
５  振動センサ
４１  揺動反射鏡
４２  制動板
６１  投光部
６２  ラインセンサ
【図１】
0003796535.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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