JP2010066183A - 電子レベル - Google Patents

Abstract

【課題】補助望遠鏡で視準対象を視準することで、補助望遠鏡の視野内の視準対象を主望遠鏡の視野の中心に合わせること。
【解決手段】主望遠鏡１４の焦点板上に結像する目盛パターンを電気信号に変換し、変換された電気信号を基に主望遠鏡１４の視準対象となる標尺の目盛パターンを識別して標尺上の視準位置を求める電子レベルであって、補助望遠鏡４８は、補助視準光学系の光軸Ｌ２が、主望遠鏡１４における正立視準光学系の光軸Ｌ１と同一の鉛直面において互いに平行に配置されている。この際、補助望遠鏡４８で標尺を視準すると、主望遠鏡１４を覗いて標尺を視準することなく、主望遠鏡１４の焦点板の十字線上に標尺の目盛パターンを結像させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、標尺を視準対象とする望遠鏡を備え、標尺の目盛パターン（バーコード）を識別して標尺上の視準位置を求めることができる電子レベルに関する。

電子レベルとして、標尺のパターン像を光電変換部により電気信号に変換し、変換された電気信号によりコントラストのピークを検出し、この検出値を基に合焦制御を行うようにしたものがある。例えば、標尺のパターンの像を形成するための合焦光学系を含む望遠鏡光学系と、この望遠鏡光学系からの光を受けてパターン信号に変換する光電変換部と、この光電変換部上にパターンを形成するための合焦駆動部と、光電変換部の出力信号に基づき、合焦を検出し、合焦駆動部を制御する合焦制御部を備えたものがある（特許文献１参照）。

この電子レベルにおいては、合焦制御部でコントラストのピークを検出するための粗測定と精測定を行うに際して、コントラストの値が一定の値以上のときには、粗測定を省略して精測定のみを行い、合焦に要する時間を短縮するように構成されている。

一方、電子レベルには、標尺を視準するために、高倍率で視野が狭い望遠鏡の他に、倍率１で視野の広い照星・照門あるいはピープサイトが設けられている。

しかし、この種の照星・照門あるいはピープサイトは、一般的に、望遠鏡の視野内に目標を捕らえることを目的としているので、望遠鏡よりも視準精度が悪い。

このため、照星・照門あるいはピープサイトを備えた電子レベルを用いて水準測量を行う場合、まず、照星・照門あるいはピープサイトを用いて望遠鏡の視野内に標尺（スタッフ）を捕らえ、望遠鏡を標尺（スタッフ）に向けた後、望遠鏡を覗き、望遠鏡の視野内の標尺（スタッフ）を視野中央部（計測可能範囲内）の中心（視準軸）に合わせる操作が必要である。

また、電子レベルは、視準作業と画像処理を行う必要があるために照星・照門またはピープサイトのようなものでは、電子レベルの動作に入るのに手間がかかってしまうという問題点があった。

特開２００１−９１２５５号公報（第４から第７頁、図１および図５参照）

従来技術においては、照星・照門あるいはピープサイトを備えた電子レベルを用いて水準測量を行う場合、まず照星・照門あるいはピープサイトを用いて望遠鏡の視野内に標尺（スタッフ）を捕らえ、望遠鏡を標尺（スタッフ）に向けた後、望遠鏡を覗き、望遠鏡の視野内の標尺（スタッフ）を視野中央部（計測可能範囲内）の中心に合わせる操作が必要であり、操作が面倒である。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたもので、その目的は、補助望遠鏡で視準対象を視準することで、補助望遠鏡の視野内の視準対象を主望遠鏡の視野の中心に合わせることができる電子レベルを提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る電子レベルは、対物レンズと接眼レンズとの間に配置された焦点板と、前記焦点板上に結像する視準対象の合焦状態を調整するための合焦レンズが光軸に沿って配列された正立視準光学系を有する主望遠鏡と、補助対物レンズと視準軸を示す焦点板および補助接眼レンズが光軸に沿って配列された、正立像形の補助視準光学系を有する補助望遠鏡と、前記焦点板上に結像する視準対象を電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段の出力による電気信号を基に前記主望遠鏡の視準対象となる標尺の目盛パターンを識別して前記標尺上の視準位置を演算する演算手段を備え、前記正立視準光学系の光軸と前記補助視準光学系の光軸は同一の鉛直面において互いに平行に配置されてなる構成とした。

（作用）主望遠鏡の焦点板上に結像する視準対象を電気信号に変換し、変換された電気信号を基に主望遠鏡の視準対象となる標尺の目盛パターンを識別して標尺上の視準位置を演算するに先だって、補助望遠鏡で前記標尺を視準する。この際、補助望遠鏡は、補助視準光学系の光軸が、主望遠鏡における正立視準光学系の光軸と同一の鉛直面において互いに平行に配置されているので、補助望遠鏡で標尺を視準すると、主望遠鏡を覗いて標尺を視準することなく、焦点板の十字線上に標尺の目盛パターンを結像させることができ、結果として、補助望遠鏡の視野内の視準対象である標尺の目盛パターンを、主望遠鏡の視野の中心に合わせることができる。

請求項２に係る電子レベルは、請求項１に記載の電子レベルにおいて、前記合焦レンズを前記正立視準光学系の光軸方向に沿って移動させる駆動手段と、前記正立視準光学系における前記合焦レンズの位置を検出する位置検出手段と、前記駆動手段の駆動を制御して前記合焦レンズをその移動可能範囲に亘って移動させる駆動制御手段と、前記光電変換手段の出力による電気信号から前記目盛パターンのコントラスト値を算出するコントラスト値算出手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記位置検出手段の検出出力と前記コントラスト値算出手段の算出結果を互いに関連づけて監視し、この監視結果を基に前記駆動手段に対して、前記コントラスト値算出手段の算出値が最大値または極大値を示すときの合焦レンズ位置に前記合焦レンズを位置決めさせる制御を実行してなる構成とした。

（作用）駆動手段の駆動に伴って合焦レンズを正立視準光学系の光軸方向に沿って移動させる過程で、正立視準光学系における合焦レンズの位置を位置検出手段によって検出するとともに、光電変換手段の出力による電気信号から目盛パターンのコントラスト値をコントラスト算出手段によって算出する。このとき、駆動制御手段は、位置検出手段の検出出力とコントラスト値算出手段の算出結果を互いに関連づけて監視し、この監視結果を基に駆動手段に対して、コントラスト値算出手段の算出値が最大値または極大値を示すときの合焦レンズ位置に合焦レンズを位置決めさせる制御を実行する。これにより、合焦レンズを合焦点の合焦レンズ位置に自動で位置決めさせることができる。この状態、すなわち、ピントが自動的に合った状態で、主望遠鏡の視準対象となる標尺の目盛パターンを識別して標尺上の視準位置を演算することで、標尺上の視準位置を自動計測することができ、測量に要する測定時間を短縮することができる。

請求項３に係る電子レベルは、請求項１または２のうちいずれか１項に記載の電子レベルにおいて、前記補助望遠鏡は、前記正立視準光学系の光軸と平行に配置された取っ手に固定されてなる構成とした。

（作用）補助望遠鏡を、正立視準光学系の光軸と平行に配置された取っ手に固定することで、構成の簡素化を図ることができる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る電子レベルによれば、補助望遠鏡で視準対象を視準することで、補助望遠鏡の視野内の視準対象を主望遠鏡の視野の中心に合わせることができる。

請求項２に係る電子レベルによれば、合焦レンズを合焦点の合焦レンズ位置に自動で位置決めさせることができるとともに、水準測量に要する測定時間を短縮することができる。

請求項３に係る電子レベルによれば、構成の簡素化を図ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例を示す電子レベルの斜視図、図２は、標尺の正面図、図３は、主望遠鏡とオートフォーカス制御系のブロック図、図４は、ラインセンサの出力波形図、図５は、合焦レンズ位置とコントラスト値との関係を説明するための特性図、図６は、補助望遠鏡の光路図、図７は、電子レベルによる水準測量方法を説明するためのフローチャート、図８（ａ）は、本発明の第２実施例を示す電子レベルの正面図、図８（ｂ）は、本発明の第２実施例を示す電子レベルの側面図である。

図１において、電子レベル１０は、略箱型に成型された樹脂製本体１２を備え、本体１２の略中心部には、主望遠鏡１４が本体１２の中心部を貫通するように配置されている。

主望遠鏡１４は、例えば、視野１°２０′、倍率×３２の合焦式望遠鏡であって、図２に示すように、数ｍ〜数十ｍ或いは数百ｍの距離を隔てて存在する標尺１を視準対象として構成されている。

標尺１には、白地の表面に黒色のマーク１１が複数個、標尺１の上下方向（軸方向）に沿って、その中心位置間隔が等ピッチで表示されている。各マーク１１の上下方向の幅寸法は、全て同じ寸法ではなく、複数種類の寸法のマーク１１が所定の順序で標尺１上に配置されている。すなわち、標尺１上には、各マーク１１による複数のパターン（目盛パターン）がバーコードパターンとして、等間隔で形成されている。

また、主望遠鏡１４は、図３に示すように、正立視準光学系として、対物レンズ１６、合焦レンズ１８、自動補償機構（コンペンセータ）２０、ビームスプリッタ２２、焦点板２４、接眼レンズ２６を備えており、合焦レンズ１８、自動補償機構２０、ビームスプリッタ２２および焦点板２４は、対物レンズ１６と接眼レンズ２６とを結ぶ、正立視準光学系の光軸Ｌ１上に配列されている。自動補償機構２０は、電子レベル１０の視準軸（光軸Ｌ１）が傾いても自動的に水平方向（視準面）を補正する機構を備えている。

正立視準光学系を有する主望遠鏡１４で標尺１などの視準対象を視準すると、この視準によって受光された光信号は、対物レンズ１６、合焦レンズ１８、自動補償機構２０、ビームスプリッタ２２を介して焦点板２４上に目盛パターンとして結像する。

焦点板２４上に結像する目盛パターンの合焦状態、例えば、合焦・非合焦を標尺１との距離に応じて調整するために、合焦レンズ１８が設けられている。この合焦レンズ１８は、正立視準光学系の光軸Ｌ１に沿って所定の範囲に亘って移動できるように、正立視準光学系の光軸Ｌ１に沿って往復動自在に配置されている。この合焦レンズ１８を正立視準光学系の光軸Ｌ１に沿って移動させるために、合焦レンズ１８には、ラックアンドピニオンなどの機構（図示せず）を介してステッピングモータ２８が接続されている。

このステッピングモータ２８は、合焦レンズ１８を駆動する駆動手段として、合焦レンズ１８に機械的に接続され、駆動回路３０からのパルス信号に応答して合焦レンズ１８を正立視準光学系の光軸Ｌ１に沿って往復移動させるようになっている。駆動回路３０は、マイコン３２の生成によるパルス信号を増幅してステッピングモータ２８に出力するようになっている。

この際、マイコン３２は、ステッピングモータ２８を正逆回転させるためのパルス信号を生成し、生成したパルス信号を基にステッピングモータ２８のステップ数を計数し、この計数値から合焦レンズ１８の正立視準光学系における位置を検出する位置検出手段として構成されている。

具体的には、マイコン３２は、ステッピングモータ２８の駆動により、合焦レンズ１８を、その移動可能範囲のうち接眼レンズ２６側の端まで一旦移動させ、その位置で主望遠鏡１４が無限遠の位置に合焦したときに、そのときのステッピングモータ２８のステップ数を０点として記憶し、その後、合焦レンズ１８を接眼レンズ２６から離れる正方向に移動させるためのパルス信号を生成する毎に、ステップ数を増加させ、合焦レンズ１８を逆方向に移動させるためのパルス信号する毎に、ステップ数を減少させ、ステップ数の計数値（０点を基準としたステップ数の合計）から合焦レンズ１８の正立視準光学系における位置を検出するようになっている。

また、主望遠鏡１４の近傍には、焦点板２４と共役の位置にラインセンサ３４が配置されている。ラインセンサ３４は、対物レンズ１６、合焦レンズ１８、自動補償機構２０、ビームスプリッタ２２とともに映像光学系を構成し、ビームスプッリタ２２で分岐された光信号をその受光面で受光し、受光面上に形成された標尺上の目盛パターン（焦点板２４の十字線上に結像する目盛パターン）を、その明暗に応じて電気信号に変換する光電変換手段として構成されている。

ラインセンサ３４は、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）を用いて構成されており、ラインセンサ３４の出力による電気信号はアンプ３６で増幅されたあと、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器３８に入力されるようになっている。

Ａ／Ｄ変換器３８は、クッロクドライバ４０のクッロク信号に同期して入力信号をサンプルホールドするとともに、ホールドされたアナログ信号をデジタル信号に変換してＲＡＭ４２に出力するようになっている。Ａ／Ｄ変換器３８の変換動作により得られたデジタル信号はデジタルのデータとして、ＲＡＭ４２の指定のエリアに順次記録され、記録されたデータはマイコン３２に転送されるようになっている。

この場合、マイコン３２は、焦点板２４の十字線上に標尺１の視準像が結像されている状態にあるときに、ラインセンサ３４の出力信号（図４参照）から目盛パターンのコントラスト値を演算する。この際、マイコン３２は、合焦レンズ位置とコントラスト値の演算結果を監視し、コントラスト値のピークが検出されたときには、コントラスト値のピークが検出されたときの合焦レンズ位置を記憶し、コントラスト値のピークが検出されたときの合焦レンズ位置に合焦レンズ１８を位置決めするためのオートフォーカス制御を実行する駆動制御手段として構成されている。

具体的には、マイコン３２は、合焦レンズ１８を合焦レンズ位置まで移動させるためのオートフォーカス制御を実行するに際して、図５に示すように、合焦レンズ１８を移動させる過程で、ラインセンサ３４の出力信号を順次サンプリングして微分し、各微分値をコントラスト値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、……として記憶するとともに、合焦レンズ位置ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５、ＧＬ６、……に対応づけて記憶する。この場合、ラインセンサ３４の出力信号は、明暗が変化する交流信号であるので、ラインセンサ３４の出力信号の微分値が大きい程、コントラスト値は大きな値を示す。

マイコン３２は、コントラスト値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、……と合焦レンズ位置ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５、ＧＬ６、……とを対応づけて記憶した後、コントラスト値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、……と合焦レンズ位置ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５、ＧＬ６、……との関係を多項式、例えば、二次関数による合焦点判定近似曲線ｆ（ｘ）に変換し、この合焦点判定近似曲線ｆ（ｘ）を基にコントラスト値の最大値あるいは極大値をコントラスト値のピークＣＰとして演算し、コントラスト値のピークＣＰに対応した合焦レンズ位置ＬＰを合焦点の合焦レンズ位置ＬＰとして演算する。
この後、マイコン３２は、コントラスト値のピークＣＰに対応した合焦レンズ位置ＬＰを合焦点の合焦レンズ位置ＬＰとして、駆動回路３０を介してステッピングモータ２８を駆動し、合焦レンズ１８を合焦レンズ位置ＬＰまで移動させて、合焦レンズ１８を合焦点の合焦レンズ位置ＬＰに位置決めし、オートフォーカス制御を終了する。

オートフォーカス制御を終了した後、マイコン３２は、合焦レンズ１８が合焦点の合焦レンズ位置ＬＰに位置決めされたことを条件に、ラインセンサ３４の出力信号を基に標尺１上の目盛パターン１１を読み取って、レベルを求めるための演算を実行する。

この場合、マイコン３２は、ラインセンサ３４の出力による電気信号を基に主望遠鏡１４の視準対象となる標尺１の目盛パターン１１を識別して標尺１上の視準位置を演算する演算手段を構成することになる。

一方、電子レベル１０の本体１２上部側には、矩形形状の取っ手４６が主望遠鏡１４の長手方向（正立視準光学系の光軸Ｌ１方向）に沿って本体１２と一体に形成されている。取っ手４６には、補助望遠鏡４８が取り付けられている。

補助望遠鏡４８は、例えば、視野３°、倍率×４．５の固定焦点式補助望遠鏡として、対物ユニット５０と接眼ユニット５２を備え、対物ユニット５０と接眼ユニット５２が互いに分かれて取っ手４６に取り付けられている。また、接眼鏡のアイポイントを長くしているため、接眼レンズに近づけなくとも容易に像をとらえることができる。

対物ユニット５０は、図６に示すように、補助対物レンズ５４と、ウェッジガラス５６を備え、取っ手４６の脚部４６ａに固定されている。接眼ユニット５２は、補助接眼レンズ５８と、焦点板６０と、正立プリズム６２を備え、取っ手４６の脚部４６ａ、４６ｂに固定されている。

補助対物レンズ５４とウェッジガラス５６は、対物ユニット５０に属する補助視準光学系の要素として構成され、補助接眼レンズ５８と焦点板６０および正立プリズム６２は、接眼ユニット５２に属する、正立像形の補助視準光学系の要素として構成され、補助視準光学系の各要素は、補助視準光学系の光軸Ｌ２に沿って配列されている。この際、補助視準光学系の光軸Ｌ２は、主望遠鏡１４における正立視準光学系の光軸Ｌ１と同一の鉛直面において互いに平行となるように配置されている。

ウェッジガラス５６は、電子レベル１０の操作に先立って、電子レベル１０の光軸Ｌ１に対し、光軸調整つまみ６４を回転操作することで、補助視準光学系の光軸Ｌ２と主望遠鏡１４の光軸Ｌ１とを水平面上で方向を合致させるように調整できる。補助接眼レンズ５８は、視度調整つまみ６６を回転操作することで、補助接眼レンズ５８ａ、５８ｂ間の距離が変化して、焦点板６０の視準軸を示すマーク点上に視度が調整できるようになっている。なお、脚部４６ａ、４６ｂに形成されている、光軸Ｌ２上の穴６８には、防水処理が施されているとともに透明ガラス５９が装着されている。

また、本体１２の上部には、円形水準器７０、電源スイッチ７２が配置され、本体１２の両側面には、合焦つまみ７４、微動つまみ７６、ＵＳＢ端子７８が配置されている。本体１２の底部側には、整準台８０が連結されており、整準台８０と本体１２底部との間には、整準台８０の傾きを調整するための整準台つまみ８２が複数個配置されている。

次に、電子レベル１０による水準測量を図７のフローチャートに従って説明する。

電子レベル１０を用いて水準測量を行うに際して、例えば、標高が既知である既知点Ａ、例えば、１等または２等水準点から求点Ｂの標高を求める場合、まず、既知点Ａと求点Ｂとの間に電子レベル１０を設置する（Ｓ１）。この際、電子レベル１０を、脚頭が略水平に調整された三脚の上に配置し、円形水準器７０の気泡の半分以上が○印内に入るまで、電子レベル１０を三脚上で移動させた後、三脚の定心桿を締め、電子レベル１０を固定する。このとき、気泡のずれが大きいときには、整準台つまみ８２で気泡の位置を調整し、電子レベル１０を水平にする。

この後、既知点Ａに標尺１を立てる（Ｓ２）。次に、補助望遠鏡４８を覗いて、既知点Ａに立てられた標尺１の目盛パターン１１を読み取るための後視（進行方向に対して後方向に視準すること。）を行う（Ｓ３）。この際、補助望遠鏡４８は、固定焦点式望遠鏡であるので、合焦動作を行うことなく、標尺１を視準することができる。しかも、補助望遠鏡４８は、照星・照門やピープサイトよりも倍率が高く、主望遠鏡１４よりも視野が広いため、標尺１を容易に視準することができる。

すなわち、補助望遠鏡４８を覗いて、標尺１を後視するだけで、主望遠鏡１４を覗いて標尺１を視準することなく、焦点板２４の十字線上に標尺１の視準像を結像させることができ、結果として、補助望遠鏡４８の視野内の視準対象である標尺１の目盛パターンを、主望遠鏡１４の視野の中心に合わせることができる。

次に、電子レベル１０によるオートフォーカス制御を実行する（Ｓ４）。具体的には、焦点板２４の十字線上に標尺１の目盛パターンが結像されている状態でオートフォーカス制御が指令されると、マイコン３２は、ラインセンサ３４の出力信号から物体像のコントラスト値を演算する。この際、マイコン３２は、合焦レンズ位置とコントラスト値の演算結果を監視し、コントラスト値のピークが検出されたときには、コントラスト値のピークが検出されたときの合焦レンズ位置を記憶し、コントラスト値のピークが検出されたときの合焦レンズ位置に合焦レンズ１８を位置決めするための制御を実行する。

すなわち、マイコン３２は、合焦レンズ１８が移動するときに、図４に示すように、ラインセンサ３４の出力信号を順次サンプリングして微分し、各微分値をコントラスト値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、……として記憶するとともに、合焦レンズ位置ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５、ＧＬ６、……に対応づけて記憶する。

マイコン３２は、コントラスト値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、……と合焦レンズ位置ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５、ＧＬ６、……とを対応づけて記憶した後、コントラスト値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、……と合焦レンズ位置ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、ＧＬ５、ＧＬ６、……との関係を多項式、例えば、二次関数による合焦点判定近似曲線ｆ（ｘ）に変換し、この合焦点判定近似曲線ｆ（ｘ）を基にコントラスト値の最大値あるいは極大値をコントラスト値のピークＣＰとして演算し、コントラスト値のピークＣＰに対応した合焦レンズ位置ＬＰを合焦点の合焦レンズ位置ＬＰとして演算する。

この後、マイコン３２は、コントラスト値のピークＣＰに対応した合焦レンズ位置ＬＰを合焦点の合焦レンズ位置ＬＰとして、駆動回路３０を介してステッピングモータ２８を駆動し、合焦レンズ１８を合焦レンズ位置ＬＰまで移動させて、合焦レンズ１８を合焦点の合焦レンズ位置ＬＰに位置決めし、オートフォーカス制御を終了する。

次に、マイコン３２は、合焦レンズ１８が合焦点の合焦レンズ位置ＬＰに位置決めされたことを条件に、ラインセンサ３４の出力信号を基に標尺１上の目盛パターン１１を読み取り、既知点Ａのレベルａを求める（Ｓ５）。

次に、補助望遠鏡４８を覗いて、求点Ｂに立てられた標尺１の目盛パターン１１を読み取るための前視（進行方向に対して前方向に視準すること。）を行う（Ｓ６）。この際、補助望遠鏡４８は、固定焦点式望遠鏡であるので、合焦動作を行うことなく、標尺１を視準することができる。しかも、補助望遠鏡４８は、照星・照門やピープサイトよりも倍率が高く、主望遠鏡１４よりも視野が広いため、標尺１を容易に視準することができる。

すなわち、補助望遠鏡４８を覗いて、標尺１を前視するだけで、主望遠鏡１４を覗いて標尺１を視準することなく、焦点板２４の十字線上に、標尺１の視準像を結像させることができ、結果として、補助望遠鏡４８の視野内の視準対象である標尺１の目盛パターン１１を、主望遠鏡１４の視野の中心に合わせることができる。

次に、電子レベル１０によるオートフォーカス制御を実行する（Ｓ７）。この際、マイコン３２は、ステップＳ４と同様な処理を実行する。

すなわち、マイコン３２は、ラインセンサ３４の出力信号を基にコントラスト値のピークＣＰに対応した合焦レンズ位置ＬＰを合焦点の合焦レンズ位置ＬＰとして演算し、その後、コントラスト値のピークＣＰに対応した合焦レンズ位置ＬＰを合焦点の合焦レンズ位置ＬＰとして、駆動回路３０を介してステッピングモータ２８を駆動し、合焦レンズ１８を合焦レンズ位置ＬＰまで移動させて、合焦レンズ１８を合焦点の合焦レンズ位置ＬＰに位置決めし、オートフォーカス制御を終了する。

次に、マイコン３２は、合焦レンズ１８が合焦点の合焦レンズ位置ＬＰに位置決めされたことを条件に、ラインセンサ３４の出力信号を基に標尺１上の目盛パターン１１を読み取り、求点Ｂのレベルｂを求める（Ｓ８）。この場合、レベルａからレベルｂを引くことで、既知点Ａと求点Ｂの比高は（ａ−ｂ）であるとして求めることができる。

本実施例によれば、補助望遠鏡４８を覗いて、標尺１を視準するだけで、主望遠鏡１４を覗いて標尺１を視準することなく、主望遠鏡１４の焦点板２４の十字線上に標尺１の目盛パターン１１を結像させることができ、結果として、補助望遠鏡４８の視野内の視準対象である標尺１の目盛パターン１１を、主望遠鏡１４の視野の中心に合わせることができる。

また、本実施例によれば、補助望遠鏡４８を覗いて、標尺１を視準して、主望遠鏡１４の焦点板２４の十字線上に標尺１の目盛パターン１１を結像させた後、オートフォーカス制御を実行することで、合焦レンズ１８を合焦点の合焦レンズ位置ＬＰに自動で位置決めさせること、すなわち、ピントを自動的に合わせることができる。

さらに、本実施例によれば、ピントを自動的に合わせた状態で、標尺１上の目盛パターン１１を読み取って、レベルａ、ｂを自動計測することができ、水準測量に要する測定時間を短縮することができる。

また、本実施例によれば、補助望遠鏡４８を、視準光学系の光軸Ｌ１と平行に配置された取っ手４６に固定しているので、構成の簡素化を図ることができる。

次に、本発明の第２実施例を図８（ａ）、（ｂ）に従って説明する。本実施例は、本体１３の上部側に矩形形状の取っ手４７を一体に形成し、取っ手４７の上部に、対物ユニット５１と接眼ユニット５３が一体化された補助望遠鏡４９を固定し、本体１３や補助望遠鏡４９等の形状を変更したものであり、各要素の機能は第１実施例と同様である。

第２実施例によれば、第１実施例と同様な機能を備えているので、第1実施例と同様な効果を奏することができる。

本発明の第１実施例を示す電子レベルの斜視図である。 標尺の正面図である。 主望遠鏡とオートフォーカス制御系のブロック図である。 ラインセンサの出力波形図である。 合焦レンズ位置とコントラスト値との関係を説明するための特性図である。 補助望遠鏡の光路図である。 電子レベルによる水準測量方法を説明するためのフローチャートである。 （ａ）本発明の第２実施例を示す電子レベルの正面図、（ｂ）本発明の第２実施例を示す電子レベルの側面図である。

符号の説明

１ 標尺
１０ 電子レベル
１２ 本体
１４ 主望遠鏡
１６ 対物レンズ
１８ 合焦レンズ
２４ 焦点板
２８ ステッピングモータ
３２ マイコン
３４ ラインセンサ
４６、４７ 取っ手
４８、４９ 補助望遠鏡
７４ 合焦つまみ

Claims (3)

1. 対物レンズと接眼レンズとの間に配置された焦点板と、前記焦点板上に結像する視準対象の合焦状態を調整するための合焦レンズが光軸に沿って配列された正立視準光学系を有する主望遠鏡と、
   補助対物レンズと視準軸を示す焦点板および補助接眼レンズが光軸に沿って配列された、正立像形の補助視準光学系を有する補助望遠鏡と、
   前記焦点板上に結像する視準対象を電気信号に変換する光電変換手段と
   前記光電変換手段の出力による電気信号を基に前記主望遠鏡の視準対象となる標尺の目盛パターンを識別して前記標尺上の視準位置を演算する演算手段を備え、
   前記正立視準光学系の光軸と前記補助視準光学系の光軸は同一の鉛直面において互いに平行に配置されてなる電子レベル。
2. 請求項１に記載の電子レベルにおいて、前記合焦レンズを前記正立視準光学系の光軸方向に沿って移動させる駆動手段と、前記正立視準光学系における前記合焦レンズの位置を検出する位置検出手段と、前記駆動手段の駆動を制御して前記合焦レンズをその移動可能範囲に亘って移動させる駆動制御手段と、前記光電変換手段の出力による電気信号から前記物体像のコントラスト値を算出するコントラスト値算出手段とを備え、
   前記駆動制御手段は、前記位置検出手段の検出出力と前記コントラスト値算出手段の算出結果を互いに関連づけて監視し、この監視結果を基に前記駆動手段に対して、前記コントラスト値算出手段の算出値が最大値または極大値を示すときの合焦レンズ位置に前記合焦レンズを位置決めさせる制御を実行してなることを特徴とする電子レベル。
3. 請求項１または２のうちいずれか１項に記載の電子レベルにおいて、前記補助望遠鏡は、前記正立視準光学系の光軸と平行に配置された取っ手に固定されてなることを特徴とする電子レベル。

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