JP2002156230A

JP2002156230A - Ａｆ測量機

Info

Publication number: JP2002156230A
Application number: JP2001248696A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kaneko; 健治金子; Shinichi Suzuki; 新一鈴木; Mochiyume Takayama; 抱夢高山; Tadahisa Hoshino; 格久星野; Takanori Yanai; 孝徳谷内; Masayuki Ueno; 政幸上野
Original assignee: Asahi Seimitsu KK
Current assignee: Pentax Precision Co Ltd
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】測設作業を迅速に完了させることができ、信
頼度と操作性の良好なＡＦ測量機を得る。【解決手段】視準望遠鏡２と、測定対象物６までの距
離を測定する測距機構３と、視準望遠鏡２の焦点調節レ
ンズ２２の位置を調整するＡＦ機構４とを備えたＡＦ測
量機１において、測距機構３を介して求めた距離データ
又はＡＦ機構４が測定対象物６の焦点状態から求めた物
体像データのいずれかに基づき、焦点調節レンズ２２を
合焦位置へ移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は、測定対象物の位置に応じて視
準望遠鏡の焦点調節レンズを移動調整するＡＦ機構付き
測量機に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】トータルステーション等
の測量機では、一般に、反射プリズム（コーナーキュー
ブ）を用いて測定対象物までの距離を測定している。即
ち、使用者は、測定対象物付近に目標物となる反射プリ
ズムを設置し、この反射プリズムを視準望遠鏡で視準し
た後、測距開始ボタンをオン操作して測距機構を動作さ
せる。この測距機構は、反射プリズムに向けて測距光
（レーザー光）を送光すると共に反射プリズムで反射さ
れた反射光を測距センサで受光し、測距光と反射光の位
相差及び内部参照光での初期位相、又は測距光と反射光
の時間差から目標物までの距離を演算する。

【０００３】また近年では、トータルステーション等の
測量機において視準望遠鏡のＡＦ（オートフォーカス）
化が進行している。ＡＦ機構を備えた測量機では、視準
望遠鏡を測定対象物に向けてセットした状態でＡＦ開始
ボタンをオン操作すれば、測定対象物に自動的にピント
を合わせることができる。しかし、位相差方式のＡＦ機
構を備えた測量機では、測定対象物の種類などによって
は、合焦しづらい場合がある。特に、測定対象物が、例
えば無地の壁面、コントラストの低い物体、或いは反射
プリズム（コーナーキューブ）等である場合には、合焦
しづらい傾向がある。

【０００４】一方、上述の測距動作については、測距作
業及びＡＦ作業の双方の効率化を図るため、反射プリズ
ムを用いずに測距動作を行いたいという要望がある。し
かし、反射プリズムを使用せずに測距を行うと、測距点
での測距光の反射位置を目視で確認できないため、測距
点がどこかを特定できずに不都合を生じる場合があっ
た。

【０００５】また、ＡＦ装置を備えた測量機におけるト
ラッキング測距（繰り返し測距）は、図９に示すよう
に、以下の操作手順で行われる。先ず、設計値入力手段
又は設計値距離手段を介して、これから行うトラッキン
グ測距作業での設計距離や設計上の各種データを、制御
部へ入力する（ＳＡ１）。次に、測距開始ボタンをオン
してトラッキング測距モードを設定する（ＳＡ２）。ト
ラッキング測距モードが設定されると、ターゲットから
測距に必要な測距光が反射されてきたときに測距光が確
定し、距離値とその距離値から設計値を減じた較差とが
適宜の表示手段に表示される。続いて、視準望遠鏡に付
属した図示外の視準器から測定対象物を覗いて視準望遠
鏡の光軸を概ねターゲットに合致させ、ターゲットにピ
ントが合っている状態であれば、さらに、視準望遠鏡２
の光軸をターゲット中心に合致させる（ＳＡ３）。

【０００６】ＳＡ３の視準操作は、以下のＳＡ４〜ＳＡ
９の動作に並行して行われる。ＳＡ４では、ＡＦ機構に
よる合焦動作を開始させるＡＦボタンがオンしているか
否かが判断される。ＡＦボタンがオンしているときは、
ＡＦ機構による合焦動作が成功したか否かが判断され
（ＳＡ４；Ｙ、ＳＡ５）、合焦に失敗したと判断された
場合は、予め設定された位置に焦点調節レンズが移動さ
れる（ＳＡ５；Ｎ、ＳＡ６）。ＡＦボタンがオンしてい
ないとき（ＳＡ４；Ｎ）、または合焦に成功したと判断
されたときは（ＳＡ５；Ｙ）、ＳＡ６をスキップする。

【０００７】ＳＡ７では、測距値が確定したか否かが判
断される。測距値は、測定対象物から測距に必要な光量
の測距光が反射してきたときに、確定する。測距値が確
定していない場合は、ＳＡ８をスキップする（ＳＡ７；
Ｎ）。測距値が確定した場合は、確定した測距値及びこ
の測距値から設計値を減算した較差が求められ、表示手
段に表示される（ＳＡ７；Ｙ、ＳＡ８）。使用者は、Ｓ
Ａ８で表示された較差により、現在のターゲット位置が
測設したい位置からどの程度ずれているかを認識でき
る。

【０００８】そしてＳＡ９では、測距終了ボタンがオン
しているか否かが判断され、オンしていない場合はＳＡ
４からＳＡ８の処理が繰り返される（ＳＡ９；Ｎ）、オ
ンしている場合はトラッキング測距動作が停止され（Ｓ
Ａ９；Ｙ、ＳＡ１０）。使用者は、表示手段に表示され
た較差がゼロとなった時に、測設点にターゲットが測設
されたと認識し、測設作業を終了させるため測距終了ボ
タンをオン操作する。

【０００９】上述のトラッキング測距や、複数箇所での
連続した杭打ち測定（測設）、直線ｎ等分測定などを行
う場合には、測距動作を複数回連続して行い、この測距
動作中にＡＦボタンを頻繁に操作する必要があるので、
操作が非常に煩雑になるだけでなく、追従操作の妨げに
もなっていた。また従来では、測設作業中にターゲット
から視準が外れてオートフォーカスできなくなった場合
は、測設位置または距離に拘わらず、予め設定された特
定の位置にピントを合わせていたため、効果的な測設作
業を行うことが難しかった。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、上記事情に鑑み、測設作業を
迅速に完了させることができ、信頼度と操作性の良好な
ＡＦ測量機を得ることを目的とする。

【００１１】

【発明の概要】本発明のＡＦ測量機は、測定対象物を視
準する視準望遠鏡と、測定対象物までの距離を測定して
距離データを求める測距機構と、測定対象物の焦点状態
を検出して物体像データを求める焦点検出機構と、上記
距離データ又は物体像データのいずれかに基づき、視準
望遠鏡の焦点調節レンズを合焦位置へ移動させるＡＦ機
構とを備えたことを特徴としている。

【００１２】この構成によれば、測定対象物が低コント
ラスト又は高反射率である場合など物体像データを得ら
れないときは、距離データに基づいて合焦動作を行うの
で、確実に合焦状態を得ることができる。また、測定対
象物までの距離が遠すぎる場合など距離データを得られ
ないときは、物体像データに基づいて合焦動作を行うの
で、この場合にも合焦状態を得られるようになる。従っ
て、ＡＦ動作に失敗するという事態を大幅に減少でき、
測設作業を迅速に完了させることができる。

【００１３】ＡＦ機構は、上記距離データ及び物体像デ
ータの信頼性を判断する判断手段を備え、上記距離デー
タ及び物体像データのうち、この判断手段によって信頼
しうると判断されたデータに基づき、合焦動作を実行す
る。特に、距離データ及び物体像データの両方とも信頼
しうると判断された場合は、検出精度の高い距離データ
に基づいて合焦動作を実行することが好ましい。なお、
距離データ及び物体像データの両方とも信頼できないと
判断された場合は、焦点調節レンズをデフォルト位置へ
移動させる。

【００１４】また本発明のＡＦ測量機は、測定対象物を
視準する視準望遠鏡と、測定対象物までの距離を測定す
る測距機構と、視準望遠鏡の焦点調節レンズを合焦位置
へ移動させるＡＦ機構と、上記測距機構の測距動作を複
数回連続して行わせる連続測距モードを設定するモード
設定手段と、この連続測距モードが設定された場合は、
上記ＡＦ機構による合焦動作を、測距機構の測距動作に
連動させる制御手段とを備えたことを特徴としている。

【００１５】この構成によれば、連続測距モードが設定
された場合は、測距動作とＡＦ動作が一連の動作として
複数回連続して行われる。これにより、使用者は、測設
作業中にＡＦ動作を実行させる操作部材を操作する必要
がなく、追従操作に専念することができる。

【００１６】上記ＡＦ測量機には、さらに、測距機構の
測距動作を開始させる操作部材を備えることができる。
この構成において制御手段は、連続測距モードが設定さ
れている場合は上記操作部材が操作された時に測距動作
とＡＦ動作を同時に開始させ、この測距動作及びＡＦ動
作を所定の間隔で繰り返し実行させることが好ましい。
ＡＦ機構は、ＡＦ動作しても合焦状態を得られなかった
場合は、焦点調節レンズをデフォルト位置へ移動させる
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について添
付図面に基づき説明する。図１は、本発明を適用したＡ
Ｆ測量機（トータルステーション）１を示している。Ａ
Ｆ測量機１は、視準望遠鏡２と、測距機構３と、測角機
構（図略）と、ＡＦ機構４と、制御部５とを備えてい
る。なお、図１において、ハッチング部分は一対の瞳範
囲に対応する部分（光路）を概念的に示す。

【００１８】視準望遠鏡２は、物体側（前方側）から順
に、対物レンズ２１、焦点調節レンズ２２、正立光学系
（ポロプリズム）２３、焦点板２４、接眼レンズ２５を
備えている。焦点調節レンズ２２は、光軸方向に可動で
あり、測定対象物６の距離に応じてその像を正しく焦点
板２４に結像させるため、後述するＡＦ機構４の駆動機
構４５によって自動的に位置調整される。使用者は、焦
点板２４に結像された像を接眼レンズ２５を介して観察
することができる。なお本実施形態では、手動操作や電
動操作でも位置調節が行えるように、図示外のマニュア
ルフォーカス（ＭＦ）機構やパワーフォーカス（ＰＦ）
機構を備えている。

【００１９】正立光学系（ポロプリズム）２３には、対
物レンズ２１からの光束のうち、一対の瞳範囲を通過し
た光束（ＡＦ用光束）をＡＦユニット４３（後述する）
へ導く光路分割プリズム４２が斜面に取り付けられてい
る。対物レンズ２１からの光束のうち、上記ＡＦ用光束
以外の光束（光路分割プリズム４２に入射しない光束）
は、ポロプリズム２３に入射し、ポロプリズム２３の反
射面で反射して焦点板２４に導かれる。焦点板２４上に
は、その中心に、視準の際の目印となる十字線ヘアライ
ン（視準線）２４Ａが描かれている。

【００２０】測距機構３は、ＡＦ測量機１とは別個に形
成された図示外の反射プリズムを目標地点に設置し、測
距光を反射プリズムに向けて出射すると共に反射プリズ
ムからの反射光を受光して測距するプリズム方式と、反
射プリズムを使用せずに直接目標物に向けて測距光を出
射すると共に目標物からの反射光を受光して測距するノ
ンプリズム方式との両方行えるものであり、目標となる
測定対象物６の種類や特徴に応じて適宜選択することが
できる。

【００２１】測距機構３には、光波距離計３０が設けら
れている。光波距離計３０は、視準望遠鏡２の対物レン
ズ２１の後方に、送受光ミラー３１と、測距光を反射し
可視光を透過する波長選択フィルタ３２と、特定波長の
測距光（レーザー光）を発する発光素子３３と、受光フ
ァイバ３４と、受光素子３５とを備えている。

【００２２】送受光ミラー３１は、対物レンズ２１の光
軸上に位置する平行平面ミラーからなり、その対物レン
ズ２１側の面が送光ミラー３１Ａ、波長選択フィルタ３
２側の面が受光ミラー３１Ｂを構成している。発光素子
３３から発せられた測距光は、コリメータレンズ３３Ａ
及び固定ミラー３３Ｂを介して送光ミラー３１Ａに入射
し、送光ミラー３１Ａから測定対象物６に向けて送光さ
れ、対物レンズ２１の光軸上を進む。

【００２３】波長選択フィルタ３２は、測定対象物６で
反射し対物レンズ２１を透過した測距光をさらに反射さ
せて受光ミラー３１Ｂに戻す作用をし、受光ミラー３１
Ｂは、その反射光を受光ファイバ３４の入射端面３４Ａ
に入射させる。受光ファイバ３４は、入射端面３４Ａ側
がホルダ３４Ｃで保持されており、ホルダ３４Ｃは送受
光ミラー３１とともに図示外の固定手段で対物レンズ２
１の後方空間に固定されている。

【００２４】発光素子３３と固定ミラー３３Ｂとの間の
測距光路上には、切換ミラー３６と送光用のアッテネー
タ３７が配置されている。切換ミラー３６は、発光素子
３３からの測距光を固定ミラー３３Ｂに与えるか、直接
受光ファイバ３４の入射端面３４Ａに与えるかの切換を
行う。送光用アッテネータ３７は、測定対象物６に送光
する測距光の光量調節を行う。

【００２５】受光ファイバ３４の出射端面３４Ｂと受光
素子３５との間には、集光レンズ３５Ａ、受光用アッテ
ネータ３８、バンドパスフィルタ３５Ｂが順に配置され
ている。受光素子３５は、制御部５に接続されている。
なお、対物レンズ２１上の一対の瞳範囲は、光波距離計
３０の送受光ミラー３１、受光ファイバ３４、ホルダ３
４Ｃ及びこれらの支持部材や固定手段（ともに図示せ
ず）に干渉しないように設定されている。

【００２６】以上のように構成された光波距離計３０
は、周知のように、制御部５がアクチュエータ３６Ａを
介して切換ミラー３６を駆動し、発光素子３３からの測
距光を固定ミラー３４Ｂに与える状態と、受光ファイバ
３４の入射端面３４に直接与える状態とを作り出す。固
定ミラー３４Ｂに与えられた測距光は、上述のように、
送光ミラー３１Ａと対物レンズ２１を介して測定対象物
６に投光され、その反射光が対物レンズ２１、波長選択
フィルタ３２及び受光ミラー３１Ｂを介して入射端面３
４Ａに入射する。そして、この測定対象物６で反射して
入射端面３４Ａに入射する測距光と、切換ミラー３６を
介して入射端面３４Ａに直接与えられた内部参照光とが
受光素子３５によって受光される。制御部５では、受光
素子３５の出力に基づいて測距光と内部参照光との位相
差を検出し、測定対象物６までの距離を演算して、その
測距結果（距離データ）を測距結果表示器８に表示す
る。

【００２７】ＡＦ機構４には、上述の光路分割プリズム
４２と、該分割光路上に配置された位相差方式のＡＦユ
ニット４３と、焦点調節レンズ２２をモータにより移動
させる駆動機構４５と、ＡＦ開始ボタン５２などが備え
られている。

【００２８】ＡＦユニット４３は、焦点板２４と光学的
に等価な焦点検出面４４の焦点状態、即ち、前ピン、後
ピン等のデフォーカス量を検出するもので、図２にその
概念図を示す。焦点検出面４４上に結像する対物レンズ
２１による物体像は、集光レンズ４３Ａ及び基線長だけ
離間して配置した一対のセパレータレンズ（結像レン
ズ）４３Ｂによって分割され、この分割された一対の物
体像がＡＦセンサ（一対のＣＣＤラインセンサ）４３Ｃ
上に再結像する。ＡＦセンサ４３Ｃは、多数の光電変換
素子をライン上に配設したものであって、各光電変換素
子が受光した物体像を光電変換してその変換した電荷を
積分（蓄積）し、その蓄積した電荷をＡＦセンサデータ
（物体像データ）として制御部５へ出力する。

【００２９】ＡＦ開始ボタン５２は、制御部５によるＡ
Ｆ動作を１度だけ実行する単発フォーカスモードと、Ａ
Ｆ動作を時系列的に複数回実行する連続フォーカスモー
ドとを、ＡＦ開始ボタン５２をオンする回数（１回また
は２回）あるいはオンする時間の長さ（通常の押圧動作
または長押し動作）に応じて切り替えることができる。
本実施形態では、ＡＦ開始ボタン５２が１回オンされた
とき単発フォーカスモードが設定され、ＡＦ開始ボタン
５２が２回オンされるか若しくは長押しされたとき連続
フォーカスモードが設定される。

【００３０】単発フォーカスモードが設定された場合
は、制御部５が、例えばＡＦユニット４３の積分動作を
実行させて物体像データを入力し、この物体像データに
基づいて測距演算を行い、この演算結果に基づいて駆動
機構４５を動作させて焦点調節レンズ２２を移動させる
合焦処理を１度だけ行う。この合焦処理により合焦状態
が得られると、合焦ブザー５５がなる。そして、ＡＦ動
作終了後、ＡＦ機構４の電源が自動的にオフになる。連
続フォーカスモードが設定された場合は、制御部５が、
上述の合焦処理が時系列的に複数回実行する。すなわ
ち、焦点調節レンズ２２は、ＡＦユニット４３による焦
点検出時における合焦位置へ毎回移動される。従って、
測定対象物６が移動体であっても、次々に合焦動作を行
うことが可能である。このような合焦動作では、合焦状
態が得られる毎に、合焦ブザーが鳴動する。そして、最
後の合焦動作が完了した後にＡＦ機構４の電源が自動的
にオフになる。

【００３１】制御部５には、上述した受光素子３５、Ａ
Ｆセンサ４３Ｃ、切換ミラー３６のアクチュエータ３６
Ａ、測距結果表示器８、測距開始ボタン５１、ＡＦ開始
ボタン５２及び合焦ブザー５５のほか、タイマー５３、
デフォルト位置設定手段５４及び測距終了ボタン５６が
接続されている。使用者は、デフォルト位置設定手段５
４を介して、合焦状態を得られなかった場合に焦点調節
レンズ２２を移動させるデフォルト位置を任意に設定す
ることができる。

【００３２】制御部５は、ＡＦ制御方式として、物体像
検出（物体像データを利用する）方式と測距（距離デー
タを利用する）方式とを有し、測定対象物６に応じてい
ずれか一方を選択する。物体像検出方式は、測距機構３
の受光素子３５の出力に基づいて距離データを求め、こ
の距離データに基づいて駆動機構４５を動作させ、焦点
調節レンズ２２を合焦位置へ移動させる方式であり、測
距方式は、ＡＦユニット４３のＡＦセンサ４３Ｃから入
力した物体像データに基づいてデフォーカス演算を行
い、求めたデフォーカス量に基づいて駆動機構４５を動
作させ、焦点調節レンズ２２を合焦位置へ移動させる方
式である。

【００３３】より具体的に説明すると、制御部５は、先
ず、物体像データ及び距離データを入力し、これら入力
データが信頼できるか否かを判断する。そして、表１に
示すように、両方とも信頼できると判断した場合または
距離データのみ信頼できると判断した場合は、優先的
に、検出精度の高い測距方式を選択する。これに対し、
物体像データのみ信頼できると判断した場合は、物体像
検出方式を選択し、両方とも信頼できないと判断した場
合は、デフォルト位置設定手段５４を介して設定された
デフォルト位置へ焦点調節レンズ２２を移動させる。

【００３４】

【表１】

【００３５】このように本実施形態では、測定対象物６
のコントラストが低い場合や反射率が高い場合など信頼
しうる物体像データを得られないときは、距離データに
基づいて焦点調整レンズ２２を合焦位置へ移動させるの
で、ＡＦ精度を向上することができる。

【００３６】次に、図３及び図４を参照し、ＡＦ測量機
１のＡＦ動作について説明する。図３は、ＡＦ測量機１
のＡＦ動作を示すフローチャートである。このＡＦ動作
は、制御部５によって制御され、ＡＦ開始ボタン５２が
オンされた時にＡＦ機構４の電源がオンされて以下の処
理が実行される。この処理に入ると先ず、タイマー５３
をクリアしてスタートさせ（Ｓ１０１）、焦点調節レン
ズ２２を合焦位置へ移動させる合焦処理を実行する（Ｓ
１０２）。合焦処理を実行したら、合焦フラグがＯＫか
否かをチェックし（Ｓ１０３）、合焦フラグがＯＫであ
れば合焦ブザー５５を鳴らして合焦状態である旨を報知
する（Ｓ１０３；Ｙ、Ｓ１０４）。合焦フラグがＯＫで
なければ、駆動機構４５を動作させ、デフォルト位置設
定手段５４を介して設定されたデフォルト位置に焦点調
節レンズ２２を移動させる（Ｓ１０３；Ｎ、Ｓ１０
５）。

【００３７】続いて、タイマー５３を介して所定時間
（例えば、１分間）が経過したか否かをチェックし（Ｓ
１０６）、１分経過していなければ、現在のモードが連
続フォーカスであるか否かをチェックする（Ｓ１０６；
Ｎ、Ｓ１０７）。すなわち、Ｓ１０７では、ＡＦ開始ボ
タン５２が２回オンされたか否かがチェックされる。連
続フォーカスモードであれば、Ｓ１０２へ戻る（Ｓ１０
７；Ｙ）。連続フォーカスモードでなければ、ＡＦ機構
４の電源をオフし、この処理から抜ける（Ｓ１０７；
Ｎ、Ｓ１０８）。一方、Ｓ１０６にて１分経過していた
ときは、ＡＦ機構４の電源をオフし、この処理から抜け
る（Ｓ１０６；Ｙ、Ｓ１０９）。以上の処理により、単
発フォーカスモードが設定されている場合は、ＡＦ開始
ボタン５２がオンされると１回だけＡＦ動作が実行され
る。また、連続フォーカスモードが設定されている場合
は、ＡＦ開始ボタン５２が２回オンされた時から１分間
経過するまで、連続してＡＦ動作が行われる。

【００３８】図４を参照し、Ｓ１０２で実行される合焦
処理について説明する。この処理に入ると先ず、受光素
子３５の出力から距離データを求めると共に、ＡＦユニ
ット４３のＡＦセンサ４３Ｃから物体像データを入力す
る（Ｓ１）。次に、Ｓ１で求めた距離データが読み取り
可能か否か（信頼できるか否か）をチェックする（Ｓ
２）。距離データが読み取り可能である場合は（Ｓ２；
Ｙ）（表１（１）、（２））、距離データに基づき駆動
機構４５を動作させて焦点調節レンズ２２を合焦位置ま
で移動させ（Ｓ３、Ｓ４）、合焦フラグをＯＫにセット
してリターンする（Ｓ５）。

【００３９】一方、距離データが読み取り可能でなかっ
た場合は、物体像データが読み取り可能であるか否か
（信頼できるか否か）をチェックする（Ｓ２；Ｎ、Ｓ
６）。距離データが読み取り可能ではなく且つ物体像デ
ータが読み取り可能であった場合は（Ｓ６；Ｙ）（表１
（３））、物体像データに基づいてデフォーカス量を算
出し（Ｓ７）、算出したデフォーカス量に基づき駆動機
構４５を動作させて焦点調節レンズ２２を合焦位置まで
移動させ（Ｓ４）、合焦フラグをＯＫにセットしてリタ
ーンする（Ｓ５）。距離データ及び物体像データの両方
とも読み取り可能でなかった場合は（Ｓ６；Ｎ）（表１
（４））、駆動機構４５を動作させ、デフォルト位置設
定手段５４を介して設定されたデフォルト位置へ焦点調
節レンズ２２を移動させ（Ｓ８）、合焦フラグをＮＧに
セットしてリターンする（Ｓ９）。

【００４０】以上のように本実施形態では、信頼できる
距離データが得られている場合には、距離データが物体
像データよりも高精度であることから、距離データを用
いて合焦処理を行う。これにより、測定対象物が低コン
トラスト又は高反射率のため信頼できる物体像データが
得られない場合であっても、確実に合焦状態を得ること
ができる。また、測距不可能な距離などに測定対象物が
ある場合には、物体像データを用いて合焦動作を行うの
で、この場合にも合焦状態を得られるようになる。この
ようにＡＦ精度が向上するから、ＡＦに失敗するという
事態を大幅に減少でき、測設作業を迅速に完了させるこ
とができる。

【００４１】以上の本実施形態では、反射プリズム（コ
ーナーキューブ）を目標物として使用せずに、測距動作
を行うことができる。反射プリズムを用いない測距で
は、測距点が不明瞭であったり、測距点を見誤ったりす
る虞があるが、本実施形態のように距離データを用いて
合焦動作を行えば、測距点に確実にピントを合わせるこ
とができる。これにより、反射プリズムを設置する作業
が不要となり、測距動作及びＡＦ動作を一連の動作とし
てスムーズに行うことができる。

【００４２】なお、図４に示す実施形態では、距離デー
タの取得作業と物体像データの取得作業とを同時に行う
ように構成してあるが、実施の合焦作業では、時系列的
に作業を行うので、例えば、図５に示すように、先に物
体像データの取り込み作業を行ってもよいし、図６に示
すように、先に距離データの取り込み作業を行ってもよ
い。

【００４３】図７は、本発明を適用したＡＦ測量機の第
２の実施形態を示している。ＡＦ測量機１’は、図１に
示すＡＦ測量機１と略同様の構成であるが、設計値入力
手段７Ａ、設計値距離手段７Ｂ、測距終了ボタン５６及
びモード設定手段５７をさらに備えている点でＡＦ測量
機１とは異なる。ＡＦ測量機１’では、杭打ち測定モー
ド、直線ｎ等分測定モード、逆打ち測定モード、幅杭設
置測定モード、連続杭打ち測定モード等の測定モード
を、使用者がモード設定手段５７を介し択一的に選択す
ることができる。

【００４４】設計値入力手段７Ａは、使用者が設定した
設定値を入力して制御部５に出力する手段である。入力
される設定値は、測定モードに応じて異なる。すなわ
ち、杭打ち測定モードでは設定距離値が入力され、直線
ｎ等分測定モードでは最長設定距離値と等分割するとき
の分割数ｎとが入力される。また、逆打ち測定モードで
は設定座標値が入力され、幅杭設置測定モードでは単距
離値と幅員数が入力される。設計値距離手段７Ｂは、使
用者が設定した所望の地点までの距離を測定し、該測定
値を制御部５に出力する手段である。例えば、直線ｎ等
分測定モードでは基準距離値が入力され、幅杭設置測定
モードでは単距離値が入力される。

【００４５】本実施形態は、例えば連続杭打ち測定モー
ドのような、測距動作を複数回連続して行わせるモード
が設定された場合に、測距動作に連動させてＡＦ動作を
実行させることに特徴がある。すなわち、測距開始ボタ
ン５１がオンした時に測距動作とＡＦ動作とを同時に開
始させ、測距終了ボタン５６がオンするまで測距動作及
びＡＦ動作を所定の間隔で繰り返し実行させる。従っ
て、使用者は、測設作業中にＡＦ開始ボタン５２を動作
する必要がなくなり、ターゲットの追従操作に専念する
ことができる。これにより、測設作業を速やかに完了さ
せることができる。

【００４６】次に、図８を参照し、ＡＦ測量機１’の連
続杭打ち測定作業について説明する。先ず、使用者は、
設計値入力手段７Ａ又は設計値距離手段７Ｂを介して、
これから行う連続杭打ち測定作業での設定距離、その他
の設計上必要な各種データを制御部５へ入力する（ＳＢ
１）。なお、例えば杭打ち、逆杭打ち、直線Ｎ等分、幅
杭など他の測設作業を行う場合には、ＳＢ１の動作前
に、対応する測定モードをモード設定手段５７により設
定しておく（ＳＢ０）。

【００４７】設計値を入力したら、測距開始ボタン５１
をオンする（ＳＢ２）。図８は連続杭打ち測定モードを
実行する場合であるため、測距開始ボタン５１のオンに
よりトラッキング測距が開始され、これと同時に連続Ａ
Ｆ動作（合焦動作）も開始される。このトラッキング測
距または連続ＡＦ動作のいずれかが実行されている間
に、視準操作を並行して行う（ＳＢ３）。この視準操作
では、ターゲットに対し視準望遠鏡２の向きが合ってい
ない場合に、視準望遠鏡２に付属した図示外の視準器か
ら測定対象物を覗き、手動により視準望遠鏡２の光軸を
概ねターゲットに合致させる。そして、ターゲットにピ
ントが合っている状態であれば、さらに、視準望遠鏡２
の光軸をターゲット中心に合致させる。

【００４８】一方、トラッキング測距及び連続ＡＦ動作
が開始されると、制御部５は、ＡＦ機構４の１回のＡＦ
動作が終了する毎に、合焦状態が得られたか否かをチェ
ックする（ＳＢ４）。合焦状態が得られなかった場合
は、デフォルト位置設定手段５４を介して設定されたデ
フォルト位置へ焦点調節レンズ２２を自動的に先回りさ
せる（ＳＢ４；Ｎ、ＳＢ５）。一方、合焦状態が得られ
た場合はＳＢ５をスキップする（ＳＢ４；Ｙ）。ＳＢ６
では、制御部５は、測距値が確定したか否かをチェック
する。測距値は、測定対象物６から測距に必要な光量の
測距光が反射したときに、確定する。測距値が確定した
場合は、確定した測距値及びこの測距値から設計値を減
算した較差が測距結果表示器８に表示される（ＳＢ６：
Ｙ、ＳＢ７）。測距値が確定していない場合は、ＳＢ７
をスキップする（ＳＢ６；Ｎ）。使用者は、測距結果表
示器８に表示された較差により、現在のターゲット位置
が測設したい位置からどの程度ずれているかを認識でき
る。

【００４９】以上のＳＢ４〜ＳＢ７の動作は、測距終了
ボタン５６がオンされるまで繰り返し実行される（ＳＢ
９；Ｎ）。すなわち、測距開始ボタン５１がオンされた
時から測距終了ボタン５６がオンされるまでの間は、測
距動作とＡＦ動作が所定の間隔で繰り返し実行される。

【００５０】そして、使用者は、測距結果表示器８に表
示された較差がゼロとなった時に、測設点にターゲット
が測設されたと認識し、測設作業を終了させるため測距
終了ボタン５６をオン操作する（ＳＢ９；Ｙ）。測距終
了ボタン５６がオンすると、制御部５は、トラッキング
測距及び連続ＡＦ動を終了させる（ＳＡ１０）。

【００５１】以上のように第２の実施形態では、測距動
作を複数回連続して行わせる測定モードが設定されてい
る場合は、測距開始ボタン５１をオンすると、測距動作
及びＡＦ動作が同時に開始され、以降、自動的に繰り返
し実行される。これにより、使用者は、測設作業中にＡ
Ｆ開始ボタン５２を操作する必要がなくなり、ターゲッ
トの追従操作に専念することができる。従って、測設作
業を速やかに完了させることができる。

【００５２】なお、第２の実施形態においても、第１の
実施形態と同様に、距離データ又は物体像データのいず
れかに基づき、ＡＦ機構４のＡＦ動作を実行させること
ができる。

【００５３】以上、図示実施形態を参照して本発明を説
明したが、本発明のＡＦ測量機は図示実施形態に限定さ
れるものではない。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、測設作業を迅速に完了
させることができ、信頼度と操作性の良好なＡＦ測量機
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＡＦ機構付き測量機の第１実
施形態を示す概略構成図である。

【図２】ＡＦ機構の要部を示す図である。

【図３】図１に示す測量機のＡＦ動作に関するフローチ
ャートである。

【図４】図１に示す測量機の合焦処理に関するフローチ
ャートである。

【図５】図４に示す合焦処理の変形例を示すフローチャ
ートである。

【図６】図４に示す合焦処理の他の変形例を示すフロー
チャートである。

【図７】本発明を適用したＡＦ機構付き測量機の第２実
施形態を示す概略構成図である。

【図８】図７に示すＡＦ機構付き測量機の動作の手順を
示すフローチャートである。

【図９】従来のトラッキング測定手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ＡＦ測量機１’ＡＦ測量機２視準望遠鏡３測距機構４ＡＦ機構５制御部（判断手段、制御手段）６測定対象物７Ａ設計値入力手段７Ｂ設計値距離手段２１対物レンズ２２焦点調節レンズ２３正立光学系（ポロプリズム）２４焦点板２５接眼レンズ３０光波距離計３１送受光ミラー３２波長選択フィルタ３３発光素子３５受光素子３６切換ミラー３６Ａアクチュエータ４１光源４２光路分割プリズム４３ＡＦユニット（焦点検出機構）４３ＣＡＦセンサ４５駆動機構５１測距開始ボタン（操作部材）５２ＡＦ開始ボタン５３タイマー５４デフォルト位置設定手段５５合焦ブザー５６測距終了ボタン５７モード設定手段

フロントページの続き (72)発明者高山抱夢東京都練馬区東大泉二丁目５番２号旭精密株式会社内 (72)発明者星野格久東京都練馬区東大泉二丁目５番２号旭精密株式会社内 (72)発明者谷内孝徳東京都練馬区東大泉二丁目５番２号旭精密株式会社内 (72)発明者上野政幸東京都練馬区東大泉二丁目５番２号旭精密株式会社内Ｆターム(参考） 2H051 AA00 BA04 CC02 DA02 DA11 DA31 DB01 DC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象物を視準する視準望遠鏡と、測定対象物までの距離を測定して距離データを求める測
距機構と、測定対象物の焦点状態を検出して物体像データを求める
焦点検出機構と、上記距離データ又は物体像データのいずれかに基づき、
視準望遠鏡の焦点調節レンズを合焦位置へ移動させるＡ
Ｆ機構と、を備えたことを特徴とするＡＦ測量機。
【請求項２】請求項１記載のＡＦ測量機において、Ａ
Ｆ機構は、上記距離データ及び物体像データの信頼性を
判断する判断手段を備え、上記距離データ及び物体像デ
ータのうち、この判断手段によって信頼しうると判断さ
れたデータに基づき、合焦動作を実行するＡＦ測量機。
【請求項３】請求項２記載のＡＦ測量機において、Ａ
Ｆ機構は、上記判断手段によって距離データ及び物体像
データの両方とも信頼しうると判断された場合は、距離
データに基づいて合焦動作を実行するＡＦ測量機。
【請求項４】請求項２または３記載のＡＦ測量機にお
いて、ＡＦ機構は、判断手段によって距離データ及び物
体像データの両方とも信頼できないと判断された場合
は、焦点調節レンズをデフォルト位置へ移動させるＡＦ
測量機。
【請求項５】測定対象物を視準する視準望遠鏡と、測定対象物までの距離を測定する測距機構と、視準望遠鏡の焦点調節レンズを合焦位置へ移動させるＡ
Ｆ機構と、上記測距機構の測距動作を複数回連続して行わせる連続
測距モードを設定するモード設定手段と、この連続測距モードが設定された場合は、上記ＡＦ機構
による合焦動作を、測距機構の測距動作に連動させる制
御手段と、を備えたことを特徴とするＡＦ測量機。
【請求項６】請求項５記載のＡＦ測量機において、さ
らに、測距機構の測距動作を開始させる操作部材を備
え、上記制御手段は、連続測距モードが設定されている場合
は、上記操作部材が操作された時に測距動作とＡＦ動作
を同時に開始させ、この測距動作及びＡＦ動作を所定の
間隔で繰り返し実行させるＡＦ測量機。
【請求項７】請求項５または６記載のＡＦ測量機にお
いて、ＡＦ機構は、ＡＦ動作しても合焦状態を得られな
かった場合は、焦点調節レンズをデフォルト位置へ移動
させるＡＦ測量機。