JP3517304B2 - Total station - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、視準望遠鏡を備えたト
ータルステーションに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a total station equipped with a collimation telescope.

【０００２】[0002]

【従来の技術】土地等の測量を行うために現在主として
用いられている測量機は、光波測距儀と電子セオドライ
トである。この光波測距儀は、測定対象地点に配置した
コーナーキューブに変調光を送光するとともにこのコー
ナーキューブによって反射された反射光の位相変化を測
定することにより、測定対象地点までの距離を測量する
ものである。また、電子セオドライトは、測定対象地点
の方向に向いた視準望遠鏡の水平方向の相対角及び垂直
方向の相対角を検出することにより、測定対象地点の水
平角及び高度角を測量するものである。トータルステー
ションは、これらの光波測距儀の機能と電子セオドライ
トの機能とを一体化するとともに、それぞれの測量結
果，即ち測距値及び測角値に対して演算処理を施して各
種データを出力できるようにしたものである。2. Description of the Related Art Surveying instruments currently mainly used for surveying land or the like are a light wave rangefinder and an electronic theodolite. This light-wave rangefinder measures the distance to the measurement target point by sending modulated light to the corner cube placed at the measurement target point and measuring the phase change of the reflected light reflected by this corner cube. It is a thing. The electronic theodolite measures the horizontal angle and altitude angle of the measurement target point by detecting the horizontal relative angle and the vertical relative angle of the collimation telescope facing the direction of the measurement target point. . The total station integrates the functions of these light-wave rangefinders and the functions of the electronic theodolite, and it is possible to output various data by performing arithmetic processing on each survey result, that is, ranging and angle measurements. It is the one.

【０００３】このトータルステーションでは、測量に際
して、視準望遠鏡による測定対象地点の視準が行われ
る。即ち、視準望遠鏡の光軸は、変調光の送光／受光光
軸と同軸又は平行に構成されている。そのため、視準望
遠鏡によってコーナーキューブを視準することにより
（即ち、視準用望遠鏡自体の向きを微調整して、視準望
遠鏡の視野中心にコーナーキューブを合わせることによ
り）、送光／受光光軸をコーナーキューブに合致させ、
光波測距をし得る状態とするのである。また、視準望遠
鏡と測点に固定された基準台との間には、両者の水平方
向の相対角及び垂直方向の相対角を測角するためのエン
コーダが組み込まれている。そのため、視準望遠鏡によ
ってターゲットを視準することにより、視準望遠鏡の方
向をターゲットの方向に合致させ、基準台に対するター
ゲットの水平角及び高度角を測定するのである。In this total station, collimation of a measurement target point by a collimation telescope is performed during surveying. That is, the optical axis of the collimation telescope is configured to be coaxial or parallel to the light transmitting / receiving optical axis of the modulated light. Therefore, by collimating the corner cube with a collimating telescope (that is, by finely adjusting the orientation of the collimating telescope itself and aligning the corner cube with the center of the sight of the collimating telescope) Match the corner cube,
The condition is such that light wave distance measurement can be performed. Further, an encoder for measuring the horizontal relative angle and the vertical relative angle of the two is incorporated between the collimating telescope and the reference table fixed to the measuring point. Therefore, by collimating the target with the collimating telescope, the direction of the collimating telescope is matched with the direction of the target, and the horizontal angle and the altitude angle of the target with respect to the reference table are measured.

【０００４】但し、トータルステーションによると数キ
ロ単位の測距が行われたり秒単位の精度の測角が行われ
ることから、視準望遠鏡の視準は、ごく精密に行われな
ければならない。そのため、視準に際しては、視準望遠
鏡の微調整が必要となる。However, since the total station measures a distance in a unit of several kilometers or an angle in a unit of a second, the collimation of the collimation telescope must be performed very precisely. Therefore, in collimation, fine adjustment of the collimation telescope is required.

【０００５】従来のトータルステーションでは、かかる
視準望遠鏡の微調整のために、水平方向微調整用の回転
つまみ，及び垂直方向微調整用の回転つまみを備えてい
た。そして、作業者は、視準望遠鏡を覗きながら、コー
ナーキューブの中心が視野の中心に重なるように、各回
転つまみを夫々回転させるようになっていた。In the conventional total station, a rotary knob for fine adjustment in the horizontal direction and a rotary knob for fine adjustment in the vertical direction are provided for fine adjustment of the collimating telescope. Then, while looking through the collimation telescope, the worker rotates each rotary knob so that the center of the corner cube overlaps the center of the visual field.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水平方
向微調整用の回転つまみと垂直方向用の回転つまみとが
別個に設けられていると、それらを個別に操作しなけれ
ばならない。即ち、斜め方向に微調整する場合には、何
れか一方の回転つまみを操作した後に他方の回転つまみ
を操作するか、両手で２つの回転つまみを各々操作しな
ければならない。このように、従来のトータルステーシ
ョンでは、視準望遠鏡の斜め方向への微調整のために２
アクションが必要であったので、視準に手間と時間が掛
かっていた。However, when the rotary knob for fine adjustment in the horizontal direction and the rotary knob for the vertical direction are provided separately, they must be operated individually. That is, when performing fine adjustment in the oblique direction, either one of the rotary knobs must be operated first, and then the other rotary knob must be operated, or the two rotary knobs must be operated with both hands. In this way, in the conventional total station, it is necessary to adjust the collimation telescope in the diagonal direction by fine adjustment.
Since it required action, collimation took time and effort.

【０００７】また、従来のトータルステーションを用い
た視準作業は、作業者の目でコーナーキューブの動きを
確認しながら作業を行うというものであり、フィードバ
ックシステムの中に作業者自身が組み込まれているのと
等価となっている。従って、作業者の熟練度によって視
準の精度や作業時間が大幅に左右されるという問題があ
った。つまり、未熟練者であると、１回の操作でコーナ
ーキューブが視野の中心に合うのは希で、視野中心近傍
で何回かコーナーキューブを行ったり来たりさせないと
両者を重ねることはできない。Further, the collimation work using the conventional total station is to carry out the work while confirming the movement of the corner cube with the eyes of the operator, and the operator himself is incorporated in the feedback system. Is equivalent to. Therefore, there has been a problem that the accuracy of collimation and the working time greatly depend on the skill level of the operator. That is, an unskilled person rarely matches the corner cube with the center of the visual field by one operation, and the corner cube cannot be overlapped unless the corner cube is moved back and forth several times in the vicinity of the visual field center.

【０００８】そこで、本発明の課題は、１個の操作部材
を操作するだけで視準望遠鏡の傾動方向及び傾動量を予
め指定することができ、短時間で視準作業を行うことが
できるトータルステーションを提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a total station capable of preliminarily designing a tilting direction and a tilting amount of a collimation telescope by operating one operating member, and performing collimation work in a short time. Is to provide.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によるトータルス
テーションの第１の態様は、上記課題を解決するため
に、基台に対して任意方向に傾動自在に設けられた視準
望遠鏡を有するトータルステーションにおいて、前記基
台と、対物光学系，この対物光学系の焦点位置近傍にそ
の光軸に直交して配置された透明な表示板，及び、前記
対物光学系によって形成された実像を拡大する接眼光学
系を含む前記視準望遠鏡と、前記基台に対して前記視準
望遠鏡を任意方向に傾動駆動する傾動駆動手段と、前記
表示板上に定義された２次元の座標空間に視準ポインタ
を表示する表示手段と、２次元の方向及び動作量を入力
する２次元方向指示入力手段と、この２次元方向指示入
力手段によって入力された２次元の方向及び動作量に従
って前記表示手段によって前記表示板に表示されている
前記視準ポインタの表示位置を移動する表示移動手段
と、前記表示板上における前記視準ポインタの表示位置
の当該表示板の中心との差分に基づいて、前記傾動駆動
手段による前記視準望遠鏡の傾動方向及び傾動量を算出
し、算出した傾動方向及び量に基づいて前記傾動駆動手
段を制御して、前記視準望遠鏡を前記視準ポインタによ
って示される方向に当該視準ポインタによって示される
量だけ傾動させる制御手段とを、備えたことを特徴とす
る。同様に、本発明によるトータルステーションの第２
の態様は、上記課題を解決するために、基台に対して任
意方向に傾動自在に設けられた視準望遠鏡を有するトー
タルステーションにおいて、前記基台と、対物光学系，
前記対物光学系によって形成された実像を拡大する接眼
光学系，この対物光学系の焦点位置と前記接眼光学系と
の間に配置されたハーフミラー，及び、このハーフミラ
ーに関して前記対物光学系の焦点位置と光学的等価な位
置に配置された表示板を含む前記視準望遠鏡と、前記基
台に対して前記視準望遠鏡を任意方向に傾動駆動する傾
動駆動手段と、前記表示板上に定義された２次元の座標
空間に視準ポインタを表示する表示手段と、２次元の方
向及び動作量を入力する２次元方向指示入力手段と、こ
の２次元方向指示入力手段によって入力された２次元の
方向及び動作量に従って前記表示手段によって前記表示
板に表示されている前記視準ポインタの表示位置を移動
する表示移動手段と、前記表示板上における前記視準ポ
インタの表示位置の当該表示板の中心との差分に基づい
て、前記傾動駆動手段による前記視準望遠鏡の傾動方向
及び傾動量を算出し、算出した傾動方向及び量に基づい
て前記傾動駆動手段を制御して、前記視準望遠鏡を前記
視準ポインタによって示される方向に当該視準ポインタ
によって示される量だけ傾動させる制御手段とを、備え
たことを特徴とする。 The first aspect of the total station according to the present invention is, in order to solve the above-mentioned problems, a total station having a collimating telescope that is tiltable in any direction with respect to a base, The base
The table, the objective optical system, and the objective optical system near the focus position
A transparent display plate arranged orthogonal to the optical axis of
Eyepiece optics that magnify the real image formed by the objective optical system
Said collimating telescope containing system, a tilt driving means for tilting driven in an arbitrary direction of the collimating telescope relative to the base, the
Collimation pointer in the two-dimensional coordinate space defined on the display board
Display means for displaying a two-dimensional direction instruction input means for inputting the direction and amount of operation of the two-dimensional, follow Tsu <br/> in a two-dimensional direction and the operation amount input by the two-dimensional direction instruction input means Is displayed on the display plate by the display means.
Display moving means for moving the display position of the collimation pointer, and the display position of the collimation pointer on the display plate
Of the tilting drive based on the difference from the center of the display plate
The tilt direction and tilt amount of the collimating telescope by means
And, by controlling the tilting drive means based on the calculated tilt direction and amounts, indicated by the collimation pointer the collimating telescope in the direction indicated I <br/> by the collimation pointer
And a control means for tilting by an amount . Similarly, the second of the total stations according to the present invention.
In order to solve the above-mentioned problems,
A toe with a collimating telescope that is tiltable in any direction
In the tal station, the base, the objective optical system,
Eyepiece that magnifies the real image formed by the objective optical system
An optical system, a focal position of the objective optical system, and the eyepiece optical system
Half mirror placed between and this half mirror
The optical position equivalent to the focal position of the objective optical system with respect to
And a collimation telescope including a display plate arranged in
A tilt for driving the collimation telescope in an arbitrary direction with respect to the table.
Dynamic driving means and two-dimensional coordinates defined on the display board
Display means for displaying a collimation pointer in space and two-dimensional one
Two-dimensional direction input means for inputting direction and amount of movement,
Of the two-dimensional
The display by the display means according to the direction and the movement amount
Move the display position of the collimation pointer displayed on the plate
Display moving means and the collimation point on the display plate.
Based on the difference between the display position of the interface and the center of the display board
The tilting direction of the collimation telescope by the tilting drive means.
And the tilt amount is calculated, and based on the calculated tilt direction and amount
The tilting drive means to control the collimation telescope
The collimation pointer in the direction indicated by the collimation pointer
Control means for tilting by an amount indicated by
It is characterized by that.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説
明する。各実施例の詳細な説明を行う前に、本発明の各
構成要件の概念を説明する。 （視準望遠鏡）視準望遠鏡は、光波測距用の送光光軸及
び受光光軸と平行な光軸を有する望遠鏡とすることがで
きる。この視準望遠鏡の光軸は、送光光軸及び受光光軸
と同軸であっても別個の光軸であっても良い。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Before giving a detailed description of each embodiment, the concept of each constituent element of the present invention will be described. Collimating telescope (collimating telescope) is that-out <br/> in that a telescope having an optical axis parallel to the optical beam axis and the light receiving optical axis feed for optical distance. The optical axis of this collimating telescope may be coaxial with the light-transmitting optical axis and the light-receiving optical axis or may be separate optical axes.

【００１１】（傾動駆動手段）傾動駆動手段は、基台と
視準望遠鏡とを可撓管によって接続する構造に基づいて
構成されても良いし、基台と視準望遠鏡とをボールジョ
イントによって接続する構造に基づいて構成されても良
い。しかしながら、機械強度や制御の容易性を考慮する
と、直交する２軸を有するユニバーサルジョイントとす
ることが望ましい。(Tilt Drive Means) The tilt drive means may be constructed based on a structure in which the base and the collimation telescope are connected by a flexible tube, or the base and the collimation telescope are connected by a ball joint. It may be configured based on the structure. However, in consideration of mechanical strength and easiness of control, it is desirable to use a universal joint having two orthogonal axes.

【００１２】その場合、傾動駆動手段は、基台と視準望
遠鏡との間に設けられた中間部材と、第１の軸回りに基
台と中間部材とを相対回転させる第１回転手段と、第１
の軸に直交する方向を向いた第２の軸回りに中間部材と
視準望遠鏡とを相対回転させる第２回転手段とから構成
することができる。これら第１回転手段及び第２回転手
段は、電磁力，磁力，空気圧にて作動するアクチュエー
タとすることができる。電磁力で作動するアクチュエー
タとする場合には、サーボモータ，ステップモータ，パ
ルスモータ等のモータとすることができる。なお、ここ
でいう「直交」とは、ねじれの位置を含む概念である。
即ち、視準望遠鏡の視野内において、各軸の回転による
視野の移動方向が直交していれば良い。In this case, the tilting drive means includes an intermediate member provided between the base and the collimating telescope, and a first rotating means for relatively rotating the base and the intermediate member around the first axis. First
Ru can configure the intermediate member to the second axis facing the direction orthogonal to the axis and a collimating telescope and a second rotating means for relatively rotating. The first rotating means and the second rotating means may be actuators that operate by electromagnetic force, magnetic force, or air pressure. When the actuator is operated by electromagnetic force, it can be a motor such as a servo motor, a step motor, or a pulse motor. The term "orthogonal" as used herein is a concept including the position of twist.
That is, in the field of view of the collimating telescope, the directions of movement of the field of view due to the rotation of the respective axes may be orthogonal to each other.

【００１３】傾動駆動手段がこのように構成される場合
には、制御手段は、指示表示が表示される座標位置を示
す各座標軸の値のうち、一方の値に基づいて前記第１回
転手段を回転させ、他方の値に基づいて前記第２回転手
段を回転させるように構成することができる。 When the tilt drive means is constructed in this way, the control means controls the first rotation means based on one of the values of each coordinate axis indicating the coordinate position at which the instruction display is displayed. rotate, Ru can be configured to rotate the second rotating means based on other values.

【００１４】（表示手段）表示手段は、視準望遠鏡を構
成する対物レンズによる物体像の結像位置に配置されて
いることが望ましいが、物体像の結像位置は物体距離に
より前後するので、結像位置近傍にあれば十分である。
この表示手段は、視準用のピント板を兼ねていても良
い。この場合には、表示手段の表面に視準線が描かれ
る。これに対して、表示手段と視準用のピント板が別個
に設けられていても良い。この場合には、ハーフミラー
等を用いて、表示手段による指示表示と視準用の視準線
が重なって見えるように構成される。(Display Means) It is desirable that the display means is arranged at the image formation position of the object image by the objective lens forming the collimation telescope, but since the image formation position of the object image moves back and forth according to the object distance. It suffices if it is near the image formation position.
This display means may also serve as a focusing plate for collimation. In this case, a collimation line is drawn on the surface of the display means. On the other hand, the display means and the focusing plate for collimation may be separately provided. In this case, a half mirror or the like is used so that the instruction display by the display means and the collimation line for collimation can be seen to overlap.

【００１５】表示手段によって表示される指示表示は、
矢印やその他の記号のポインタとすることができる。 （２次元方向指示入力手段）２次元方向指示入力手段
は、２次元の動作方向及び動作量を入力するポインティ
ングデバイスとすることができる。このポインティング
デバイスとしては、トラックボールの他に、マウス，ジ
ョイスティック，タブレット（digitizing pad），等を
使用しても良い。この２次元方向指示手段は、トータル
ステーション本体に内蔵されていても良いし、有線又は
無線でトータルステーションに接続された外部装置とし
て構成されていても良い。The instruction display displayed by the display means is
It can be a pointer to an arrow or other symbol. (2 dimensional direction instruction input means) 2-dimensional direction instruction input means, Ru can be a pointing device for inputting an operation direction and operation amount of the two-dimensional. As the pointing device, in addition to the track ball, a mouse, a joystick, a tablet (digitizing Pad), and the like may be used. The two-dimensional direction indicating means may be built in the main body of the total station, or may be configured as an external device connected to the total station by wire or wirelessly.

【００１６】（記憶手段）指示表示の座標値を保持する
記憶手段を更に備えていても良い。この場合、表示手段
はこの記憶手段から読み出した座標値に対応した座標位
置に指示表示を行うとともに、表示移動手段は２次元方
向指示入力手段によって入力された２次元の方向指示に
従って記憶手段に保持された座標値を更新するように構
成することができる。 (Storage Means) A storage means for holding the coordinate values of the instruction display may be further provided. In this case, the display means performs instruction display at the coordinate position corresponding to the coordinate value read from the storage means, and the display moving means is two-dimensional .
Ru can be configured to update the coordinate values stored in the storage means in accordance with a two-dimensional direction instruction input by direction instruction input means.

【００１７】（分解手段）２次元方向指示入力手段によ
って入力された方向指示を直交する２方向成分に分解す
る分解手段を備えていても良い。この場合、表示移動手
段は、この分解手段によって分解された２方向成分の夫
々に応じて、前記座標値の各座標軸の値を更新するよう
に構成することができる。 (Decomposition means) Decomposition means may be provided for decomposing the direction indication input by the two-dimensional direction indication input means into two orthogonal direction components. In this case, the display moving means, in response to each of the two directions components decomposed by the decomposing means, Ru can be configured to update the value of each coordinate axis of the coordinate values.

【００１８】（確定手段）制御手段が制御タイミングを
確定する確定手段を更に備えても良い。このように構成
すると、制御手段は、確定手段によって確定される以前
においては傾動駆動手段を動作させず、確定後に一挙に
動作させる。従って、その間に入力された２次元方向指
示に逐一応じて無駄な動作をすることが防止される。[0018] (determining means) the control means also have good further comprising a determination means for determining the control timing. According to this structure, the control means does not operate the tilting drive means before being determined by the determining means, but operates the tilting driving means at once after the determination. Therefore, it is possible to prevent useless movements corresponding to the two-dimensional direction instructions input during that time.

【００１９】[0019]

【実施例１】以下、図面に基づいて本発明の第１実施例
を説明する。 ＜トータルステーションの外形＞図１は、トータルステ
ーションの外観を示す正面図である。この図１から明ら
かなように、トータルステーションは、大きく分けて、
視準望遠鏡部１，本体部２，基台部３，及び整準ブロッ
ク４から構成されている。First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Outline of Total Station> FIG. 1 is a front view showing the appearance of the total station. As is clear from FIG. 1, the total stations are roughly divided into
It includes a collimation telescope unit 1, a main body unit 2, a base unit 3, and a leveling block 4.

【００２０】中間部材としての本体部２は、正面から見
て略Ｕ字状の外形を有しており、その正面に、２次元位
置情報入力部５が着脱自在に取り付けられている。視準
望遠鏡部１は、視準望遠鏡，並びに、光波測距を行うた
めの送光装置及び受光装置を、一体に有している。図１
では、視準望遠鏡の接眼レンズ１ａが手前を向いている
状態が示されている。また、視準望遠鏡部１は、軸６に
よって本体部２のＵ字状凹部２ａ内に軸支され、紙面の
上下方向に沿って立てた面内で回転可能となっている。The main body 2 as an intermediate member has a substantially U-shaped outer shape when viewed from the front, and a two-dimensional position information input unit 5 is detachably attached to the front. The collimating telescope unit 1 integrally includes a collimating telescope, and a light transmitting device and a light receiving device for performing lightwave distance measurement. Figure 1
Shows a state in which the eyepiece lens 1a of the collimating telescope faces forward. Further, the collimating telescope unit 1 is pivotally supported by the shaft 6 in the U-shaped recess 2a of the main body unit 2 and is rotatable in a plane standing up and down along the vertical direction of the paper surface.

【００２１】この軸６の一端には円盤状の透明スケール
７ａが固着されており、本体部２内にて回転可能となっ
ている。一方、本体部２内には、この透明スケール７ａ
上に描かれたパターンを読み取る検出装置７ｂが固設さ
れている。これら透明スケール７ａ及び検出装置７ｂか
ら垂直方向エンコーダ７が構成されて、視準望遠鏡部１
と本体部２との間の相対角度が検出されるのである。A disk-shaped transparent scale 7a is fixed to one end of the shaft 6, and is rotatable inside the main body 2. On the other hand, in the main body 2, the transparent scale 7a
A detection device 7b for reading the pattern drawn above is fixed. The transparent scale 7a and the detection device 7b constitute a vertical encoder 7, and the collimation telescope unit 1
The relative angle between the body 2 and the main body 2 is detected.

【００２２】また、本体部２内には、第２の軸としての
軸６を回転させて視準望遠鏡部１の高度角調整を行う第
１回転手段としての高度角回転駆動部８が固設されてい
る。この高度角駆動部８は、パルスモータと軸６を回転
させるための減速ギヤ列とからなっている。なお、パル
スモータと軸６との間には、図示せぬ摩擦クラッチが介
在している。従って、視準望遠鏡部１を手で掴んで強制
的に回転させることも可能である。Further, in the main body 2, an altitude angle rotation drive unit 8 as a first rotating means for fixing the altitude angle of the collimating telescope unit 1 by rotating a shaft 6 as a second shaft is fixed. Has been done. The altitude angle drive unit 8 includes a pulse motor and a reduction gear train for rotating the shaft 6. A friction clutch (not shown) is interposed between the pulse motor and the shaft 6. Therefore, it is possible to forcibly rotate the collimating telescope unit 1 by grasping it by hand.

【００２３】基台部３は、円柱状の形状を有している。
基台部３は、軸６の方向に直交する方向を向いた軸９に
よって本体部２の底面２ｂに軸支され、紙面の左右方向
に沿って立てた面内で回転可能となっている。The base 3 has a cylindrical shape.
The base portion 3 is axially supported by the bottom surface 2b of the main body portion 2 by a shaft 9 oriented in a direction orthogonal to the direction of the shaft 6, and is rotatable in a plane standing along the left-right direction of the paper surface.

【００２４】基台部３内には、第１の軸としての軸９を
回転させて本体部２の水平角調整を行う第２回転手段と
しての水平角回転駆動部１０が固設されている。この水
平角駆動部１０は、パルスモータと軸９を回転させるた
めの減速ギヤ列とからなっている。なお、パルスモータ
と軸９との間には、図示せぬ摩擦クラッチが介在してい
る。従って、本体部２を手で掴んで強制的に回転させる
ことも可能である。A horizontal angle rotation drive unit 10 is fixedly installed in the base unit 3 as a second rotating means for adjusting the horizontal angle of the main body unit 2 by rotating the shaft 9 as the first shaft. . The horizontal angle drive unit 10 includes a pulse motor and a reduction gear train for rotating the shaft 9. A friction clutch (not shown) is interposed between the pulse motor and the shaft 9. Therefore, it is possible to grab the main body 2 by hand and forcibly rotate it.

【００２５】なお、基台部３の上面には円盤状のスケー
ル１１ａが設けられている。一方、本体部２内には、こ
のスケール１１ａ上に描かれたパターンを読み取る検出
装置１１ｂが固設されている。これらスケール１１ａ及
び検出装置１１から水平方向エンコーダ１１が構成され
て、基台部３と本体部２との間の相対角度が検出される
のである。A disc-shaped scale 11a is provided on the upper surface of the base portion 3. On the other hand, a detection device 11b for reading the pattern drawn on the scale 11a is fixedly installed in the main body 2. The scale 11a and the detection device 11 constitute the horizontal encoder 11, and the relative angle between the base 3 and the main body 2 is detected.

【００２６】整準ブロック４は、基台部３と同軸の円柱
形状を有している。この整準ブロック４には、基台部３
との間の間隔を調整するための図示せぬ整準ネジが、そ
の周方向の等角度間隔の３点に設けられている。従っ
て、整準ブロック４と基台部３との間を、相対的にあら
ゆる方向に傾けることができる。即ち、整準ブロック４
がどのような方向に傾いていても、本体部２及び視準望
遠鏡部１の水平方向回転面を水平に保つことができる。The leveling block 4 has a cylindrical shape coaxial with the base 3. The leveling block 4 includes a base 3
Leveling screws (not shown) for adjusting the interval between the and are provided at three points at equal angular intervals in the circumferential direction. Therefore, the leveling block 4 and the base part 3 can be relatively tilted in all directions. That is, the leveling block 4
No matter what direction the lens tilts, the horizontal planes of rotation of the main body 2 and the collimating telescope unit 1 can be kept horizontal.

【００２７】以上の機械構成により、視準望遠鏡部１
は、地面に対して固定された基台部３に対してあらゆる
方向を向くことができる。即ち、本体部２，軸６，９，
高度角回転駆動部８，及び水平角回転駆動部１０によ
り、傾動手段が構成される。そして、この時の視準望遠
鏡の方向は、垂直方向エンコーダ７及び水平方向エンコ
ーダ１１によって測定される。 ＜視準望遠鏡の構成＞次に、視準望遠鏡部１内の視準望
遠鏡の光学構成を説明する。図２は、その視準望遠鏡の
光学構成の概略を示す光学構成図である。図２におい
て、視準望遠鏡は、視準光軸ｌに沿って物体（測定対
象）側から順に、対物光学系１６，ダイクロイックプリ
ズム１７，液晶表示板２２，接眼光学系１８から構成さ
れている。With the above mechanical construction, the collimation telescope unit 1
Can face any direction with respect to the base part 3 fixed to the ground. That is, the main body 2, the shafts 6, 9,
The altitude angle rotation drive unit 8 and the horizontal angle rotation drive unit 10 constitute tilting means. The direction of the collimating telescope at this time is measured by the vertical encoder 7 and the horizontal encoder 11. <Configuration of Collimation Telescope> Next, the optical configuration of the collimation telescope in the collimation telescope unit 1 will be described. FIG. 2 is an optical configuration diagram showing an outline of the optical configuration of the collimation telescope. In FIG. 2, the collimation telescope is composed of an objective optical system 16, a dichroic prism 17, a liquid crystal display panel 22, and an eyepiece optical system 18 in order from the object (measurement target) side along the collimation optical axis 1.

【００２８】対物光学系１６は、物体からの光を収束さ
せて、物体の実像を結像させる結像レンズである。ダイ
クロイックプリズム１７は、光軸ｌに対して斜めに傾斜
した接合面を有している。この接合面には、特定の波長
域の光のみを反射するとともにその他の波長の光を全て
透過する反射コーティングが施されている。従って、物
体からの光の殆どは、このダイクロイックプリズム１７
を透過する。The objective optical system 16 is an imaging lens that converges light from an object and forms a real image of the object. The dichroic prism 17 has a cemented surface that is inclined with respect to the optical axis 1. The joint surface is provided with a reflective coating that reflects only light of a specific wavelength range and transmits all light of other wavelengths. Therefore, most of the light from the object is generated by the dichroic prism 17
Through.

【００２９】表示手段としての液晶表示板２２は、視準
用焦点板を兼用する透明部材である。即ち、この液晶表
示板２２の接眼光学系側の面は、対物光学系１６の焦点
に位置し、無限遠にある物体の実像が結像する。この面
上には、図３に示すような十字線ｒが描かれている。こ
の十字線ｒの交点は、光軸ｌの位置と一致している。従
って、物体の実像がこの十字線ｒの交点に位置する時に
は、この物体が光軸ｌ上に位置しているということが判
る。また、液晶表示板２２は、その全面がドットマトリ
ックス状のセルからなる液晶ディスプレイとなってい
る。即ち、液晶表示板２２を構成する各セルは、電荷が
与えられてない時には対物光学系１６からの光を透過す
るが、電荷が与えられた時には対物光学系１６からの光
を遮断する。従って、各セルに選択的に電荷が与えられ
ることにより、図３に示すような指示表示としての矢印
型の視準ポインタ（カーソル）Ｐが、影として表示され
るのである。The liquid crystal display plate 22 as a display means is a transparent member which also serves as a collimation focusing plate. That is, the surface of the liquid crystal display plate 22 on the eyepiece optical system side is located at the focal point of the objective optical system 16 and a real image of an object at infinity is formed. A cross line r as shown in FIG. 3 is drawn on this surface. The intersection of this cross line r coincides with the position of the optical axis l. Therefore, when the real image of the object is located at the intersection of the cross line r, it is understood that the object is located on the optical axis l. The liquid crystal display plate 22 is a liquid crystal display whose entire surface is composed of dot matrix cells. That is, each cell constituting the liquid crystal display panel 22 transmits light from the objective optical system 16 when no electric charge is applied, but blocks light from the objective optical system 16 when electric charge is applied. Therefore, when the electric charge is selectively applied to each cell, the arrow-shaped collimation pointer (cursor) P as an instruction display as shown in FIG. 3 is displayed as a shadow.

【００３０】接眼光学系１８は、液晶表示板２２上の十
字線ｒ及び視準ポインタＰ，並びに液晶表示板２２表面
近傍に結像された物体の実像を拡大観察するための正レ
ンズ群である。The eyepiece optical system 18 is a positive lens group for magnifying and observing the cross line r and the collimation pointer P on the liquid crystal display plate 22 and the real image of the object formed near the surface of the liquid crystal display plate 22. .

【００３１】なお、対物光学系１６は、光波測距用測距
光の送光／受光系によって兼用されている。即ち、光波
測距ユニット１９は、ダイクロイックプリズム１７の接
合面において反射される波長域内の測距光を、所定周波
数で変調しつつ出射する。すると、この測距光は、ダイ
クロイックプリズム１７の接合面にて反射され、対物光
光学系１６により光軸ｌと平行にされて、送光される。
測定対象点に配置されたコーナーキューブによって測距
光が反射されると、その戻り光が光軸ｌに沿って対物光
学系１６に再入射する。この戻り光は、ダイクロイック
プリズム１７にて反射されて、光波測距ユニット１９に
よって受光される。この戻り光によって、光波測距ユニ
ット１９は、測距光出射時の変調位相と戻り光の位相と
の位相差を検出する。 ＜２次元位置情報入力部の構成＞図１に戻り、２次元方
向指示入力手段としての２次元位置情報入力部５につい
て説明する。この２次元位置情報入力部５は、回転操作
されるトラックボール５１の回転方向及び回転量とし
て、２次元位置情報を入力するポインティングデバイス
である。図４は、この２次元位置情報入力部５を図１の
矢印IV方向から見た状態を示す平面図である。The objective optical system 16 is also used as a light-transmitting / light-receiving system for distance-measuring light for light-wave distance measurement. That is, the optical distance measuring unit 19 emits the distance measuring light within the wavelength range reflected on the cemented surface of the dichroic prism 17 while modulating it at a predetermined frequency. Then, the distance measuring light is reflected by the joint surface of the dichroic prism 17, is made parallel to the optical axis 1 by the objective light optical system 16, and is transmitted.
When the distance measuring light is reflected by the corner cube arranged at the measurement target point, the returning light is re-incident on the objective optical system 16 along the optical axis l. The return light is reflected by the dichroic prism 17 and received by the lightwave distance measuring unit 19. Based on this return light, the lightwave distance measurement unit 19 detects the phase difference between the modulation phase when the distance measurement light is emitted and the phase of the return light. <Structure of Two-Dimensional Position Information Input Unit> Returning to FIG. 1, the two-dimensional position information input unit 5 as the two-dimensional direction instruction input means will be described. The two-dimensional position information input unit 5 is a pointing device that inputs two-dimensional position information as a rotation direction and a rotation amount of the trackball 51 that is rotated. FIG. 4 is a plan view showing a state in which the two-dimensional position information input unit 5 is viewed in the direction of arrow IV in FIG.

【００３２】２次元位置情報入力部５は、その側面５ａ
によって本体部２に着脱自在となっている。また、この
２次元位置情報入力部５の上面中央には、トラックボー
ル５１が全方向に回転自在，且つ脱落不能な状態ではめ
込まれている。また、トラックボール５１を挟んで本体
部２と反対側には、確定キー（クリックボタン）５５が
設けられている。なお、２次元位置情報入力部５と本体
部２との間ではケーブル５６によってデータ授受がなさ
れているので、２次元位置情報入力部５を本体部２から
外して使用することが可能である。The two-dimensional position information input section 5 has a side surface 5a.
It is detachable from the main body 2. Further, a track ball 51 is fitted in the center of the upper surface of the two-dimensional position information input unit 5 in a state where it is rotatable in all directions and cannot fall off. Further, an enter key (click button) 55 is provided on the opposite side of the main body 2 with the trackball 51 interposed therebetween. Since data is transmitted and received between the two-dimensional position information input section 5 and the main body section 2 by the cable 56, the two-dimensional position information input section 5 can be detached from the main body section 2 and used.

【００３３】このトラックボール５１の回転方向及び回
転量についての情報（２次元位置情報）は、液晶表示板
２２上の視準ポインタ（カーソル）Ｐを移動させるのに
用いられる。即ち、トラックボール５１を図４における
下側（前側）から上側（後側）へ回転させると、視準ポ
インタＰが視野内（液晶表示板２２上）で上方に移動す
る。反対に、トラックボール５１を図４における上側
（後側）から下側（前側）へ回転させると、視準ポイン
タＰが視野内（液晶表示板２２上）で下方に移動する。
また、トラックボール５１を図４における左側から右側
へ回転させると、視準ポインタＰが視野内（液晶表示板
２２上）で右方に移動する。反対に、トラックボール５
１を図４における右側から左側へ回転させると、視準ポ
インタＰが視野内（液晶表示板２２上）で左方に移動す
る。なお、トラックボール５１を斜め方向に回転させる
と、この回転方向に応じて、視準ポインタＰが斜め方向
に移動する。Information (two-dimensional position information) about the direction and amount of rotation of the trackball 51 is used to move the collimation pointer (cursor) P on the liquid crystal display plate 22. That is, when the trackball 51 is rotated from the lower side (front side) to the upper side (rear side) in FIG. 4, the collimation pointer P moves upward within the field of view (on the liquid crystal display plate 22). On the contrary, when the trackball 51 is rotated from the upper side (rear side) to the lower side (front side) in FIG. 4, the collimation pointer P moves downward within the field of view (on the liquid crystal display plate 22).
When the trackball 51 is rotated from the left side to the right side in FIG. 4, the collimation pointer P moves to the right within the field of view (on the liquid crystal display plate 22). On the contrary, trackball 5
When 1 is rotated from the right side to the left side in FIG. 4, the collimation pointer P moves leftward within the field of view (on the liquid crystal display plate 22). When the trackball 51 is rotated in the diagonal direction, the collimation pointer P moves in the diagonal direction according to the rotation direction.

【００３４】この２次元位置情報入力部５の内部構成
を、図５のブロック図に示す。図５における鉛直方向パ
ルスカウント部５２は、任意の方向に回転するトラック
ボール５１の前後方向の回転成分に応じてパルスを発生
するエンコーダである。即ち、この鉛直方向パルスカウ
ント部５２は、前後方向成分における回転量及び回転の
向きに応じて、この向きを示すパルスを所定個数発生す
るのである。鉛直方向パルスカウント部５２にて発生し
たパルスは、移動量計算部通信部５４に入力される。The internal structure of the two-dimensional position information input unit 5 is shown in the block diagram of FIG. The vertical pulse counting unit 52 in FIG. 5 is an encoder that generates a pulse in accordance with a front-back rotation component of the trackball 51 that rotates in an arbitrary direction. That is, the vertical pulse counting section 52 generates a predetermined number of pulses indicating this direction according to the amount of rotation and the direction of rotation in the front-back direction component. The pulse generated by the vertical pulse count unit 52 is input to the movement amount calculation unit communication unit 54.

【００３５】同様に、水平方向パルスカウント部５３
は、任意の方向に回転するトラックボール５１の左右方
向の回転成分に応じてパルスを発生するエンコーダであ
る。即ち、この水平方向パルスカウント部５３は、水平
方向成分における回転量及び回転の向きに応じて、この
向きを示すパルスを所定個数発生するのである。水平方
向パルスカウント部５３にて発生したパルスは、移動量
計算部通信部５４に入力される。Similarly, the horizontal pulse counting section 53
Is an encoder that generates a pulse according to a horizontal rotation component of the trackball 51 that rotates in an arbitrary direction. That is, the horizontal pulse counting section 53 generates a predetermined number of pulses indicating this direction according to the amount of rotation and the direction of rotation in the horizontal component. The pulse generated by the horizontal pulse count unit 53 is input to the movement amount calculation unit communication unit 54.

【００３６】これら鉛直方向パルスカウント部５２及び
水平方向パルスカウント部５３は、トラックボール５１
の回転を、夫々の方向成分としてパルスに変換するの
で、分解手段として機能する。The vertical pulse counting section 52 and the horizontal pulse counting section 53 are provided in the trackball 51.
The rotation of is converted into a pulse as each directional component, and thus functions as a decomposing unit.

【００３７】また、確定手段としての確定キー５５は、
押下された時に一個のパルス（確定パルス）を移動量計
算部通信部５４に入力する。移動量計算部通信部５４
は、受信したパルスを所定のフォーマットに変換して、
ケーブル５６（図１参照）を通じて本体部２内の演算処
理部に送信する回路である。 ＜トータルステーションの内部回路＞次に、２次元位置
情報入力部５からの２次元位置情報を受信して高度角回
転駆動部８及び水平角回転駆動部１０を制御するための
回路の構成を、図６のブロック図に基づいて説明する。The confirmation key 55 as the confirmation means is
When pressed, one pulse (determined pulse) is input to the movement amount calculation unit communication unit 54. Moving amount calculation unit Communication unit 54
Converts the received pulse into a predetermined format,
It is a circuit for transmitting to the arithmetic processing unit in the main body 2 through the cable 56 (see FIG. 1). <Internal Circuit of Total Station> Next, a configuration of a circuit for receiving the two-dimensional position information from the two-dimensional position information input unit 5 and controlling the altitude angle rotation drive unit 8 and the horizontal angle rotation drive unit 10 is shown in FIG. A description will be given based on the block diagram of No. 6.

【００３８】図６において、２次元位置情報入力部５
は、分割部１２を介して演算処理部１３に接続されてい
る。この演算処理部１３には、高度角回転駆動部８，水
平角回転駆動部１０，視準ポインタ座標位置メモリ１
４，及び望遠鏡内視準ポインタ表示装置１５が接続され
ている。In FIG. 6, the two-dimensional position information input unit 5
Are connected to the arithmetic processing unit 13 via the dividing unit 12. The arithmetic processing unit 13 includes an altitude angle rotation drive unit 8, a horizontal angle rotation drive unit 10, a collimation pointer coordinate position memory 1
4, and a telescope internal collimation pointer display device 15 is connected.

【００３９】分割部１２は、２次元位置情報入力部５か
ら送信された２次元入力情報を、１次元づつのパルス
（鉛直方向パルスカウント部５２にて発生した前後方向
の回転成分を示すパルス，水平方向パルスカウント部５
３にて発生した左右方向の回転成分を示すパルス）及び
確定パルスに分離する回路である。The dividing unit 12 converts the two-dimensional input information transmitted from the two-dimensional position information input unit 5 into one-dimensional pulses (pulses indicating the rotation component in the front-rear direction generated in the vertical pulse counting unit 52, Horizontal pulse counting unit 5
3 is a circuit that separates the pulse indicating the horizontal rotation component generated in 3) and the definite pulse.

【００４０】表示手段としての望遠鏡内視準ポインタ表
示装置１５は、液晶表示板２２に視準ポインタＰの表示
を行うドライバである。記憶手段としての視準ポインタ
座標位置メモリ１４は、液晶表示板２２上にて現在視準
ポインタＰが表示されている座標位置についてのデータ
（ｘ，ｙ）を格納しているメモリである。この座標位置
とは、図３に示すように液晶表示板２２の表面に描かれ
ている十字線の一方をＸ軸，他方をＹ軸，交点を原点と
して座標空間を定義した場合における視準ポインタＰの
表示位置である。The telescope internal collimation pointer display device 15 as a display means is a driver for displaying the collimation pointer P on the liquid crystal display plate 22. The collimation pointer coordinate position memory 14 as a storage means is a memory that stores data (x, y) about the coordinate position where the collimation pointer P is currently displayed on the liquid crystal display plate 22. This coordinate position is a collimation pointer in the case where a coordinate space is defined with one of the cross lines drawn on the surface of the liquid crystal display panel 22 as the X axis, the other as the Y axis, and the intersection as the origin, as shown in FIG. This is the display position of P.

【００４１】演算処理部１３は、トータルステーション
全体の制御を行う処置装置であり、光波測距ユニット１
９からの位相差データに基づく測距値の算出，垂直方向
エンコーダ７からのデータ及び水平方向エンコーダ１１
からのデータに基づく測角値の算出，これら測距値及び
測角値に対するデータ処理，等を実行する。The arithmetic processing unit 13 is a treatment device for controlling the entire total station, and the light wave distance measuring unit 1
Calculation of the distance measurement value based on the phase difference data from 9, the data from the vertical encoder 7 and the horizontal encoder 11
The calculation of the angle measurement value based on the data from, the data processing for the distance measurement value and the angle measurement value, and the like are executed.

【００４２】演算処理部１３は、また、視準ポインタ座
標位置メモリ１４に格納されているデータ（ｘ，ｙ）を
読み出し、望遠鏡内視準ポインタ表示装置１５に対し
て、液晶表示板２２上の当該データが示す座標位置に視
準ポインタＰを表示させる。表示移動手段としての演算
処理部１３は、分割部１２から各次元のパルスが入力さ
れた時には、この各次元のパルスの数及びそれが示す向
きに従って視準ポインタ座標位置メモリ１４内のデータ
（ｘ，ｙ）を更新するとともに、この更新後のデータ
（ｘ，ｙ）に従って、液晶表示板２２上の視準ポインタ
Ｐを移動させる。制御手段としての演算処理部１３は、
分割部１２から確定パルスが入力された時には、その時
点における視準ポインタ座標位置メモリ１４内のデータ
（ｘ，ｙ）に基づいて、各駆動部８，１０内パルスモー
タの駆動量及び駆動の向きを算出し、この駆動量及び駆
動の向きに応じた駆動パルスをこれら各駆動部８，１０
に送出する。 ＜表示駆動制御処理＞図７は、望遠鏡内視準ポインタ表
示装置１５に液晶表示板２２上での視準ポインタ表示を
行わせるとともに各駆動部８，１０内パルスモータを駆
動するために図６の制御演算部１３において実行される
処理の内容を示すフローチャートである。The arithmetic processing unit 13 also reads out the data (x, y) stored in the collimation pointer coordinate position memory 14 and, with respect to the telescope internal collimation pointer display device 15, the liquid crystal display plate 22. The collimation pointer P is displayed at the coordinate position indicated by the data. When the pulse of each dimension is input from the dividing unit 12, the arithmetic processing unit 13 as the display moving means receives data (x) in the collimation pointer coordinate position memory 14 according to the number of pulses of each dimension and the direction indicated by the pulse. , Y), and the collimation pointer P on the liquid crystal display panel 22 is moved according to the updated data (x, y). The arithmetic processing unit 13 as the control means,
When a definite pulse is input from the division unit 12, the drive amount and the drive direction of the pulse motor in each of the drive units 8 and 10 are based on the data (x, y) in the collimation pointer coordinate position memory 14 at that time. Is calculated, and a drive pulse corresponding to the drive amount and the drive direction is calculated.
Send to. <Display Drive Control Process> FIG. 7 is a diagram for causing the telescope internal collimation pointer display device 15 to perform collimation pointer display on the liquid crystal display plate 22 and driving the pulse motors in the respective drive units 8 and 10. 5 is a flowchart showing the contents of processing executed in the control calculation unit 13 of FIG.

【００４３】このフローチャートは、トータルステーシ
ョンに電源を投入することによりスタートする。そし
て、最初のＳ０１において、初期設定を行う。即ち、視
準ポインタ座標位置メモリ１４内に、原点を示すデータ
（ｘ＝０，ｙ＝０）を設定する。This flow chart starts when the total station is turned on. Then, in the first S01, initialization is performed. That is, data (x = 0, y = 0) indicating the origin is set in the collimation pointer coordinate position memory 14.

【００４４】次のＳ０２では、トラックボールの移動量
に応じた視準ポインタの位置を計算する。即ち、分割部
１２から前後方向の回転成分を示すパルスが入力されて
いる時には、前後方向パルスカウント値に第１の定数を
掛けて座標上の距離値に変換し、これを視準ポインタ座
標位置メモリ１４内のＸ軸座標値（ｘ）に加算する。こ
の前後方向パルスカウント値は、正負両極性をとり、前
側から後側への向きを示すパルスが入力された場合にイ
ンクリメントされ、後側から前側への向きを示すパルス
が入力された場合にデクリメントされ、このＳ０２の計
算が完了するとクリアされる。同様に、分割部１２から
左右方向の回転成分を示すパルスが入力されている時に
は、左右方向パルスカウント値に第１の定数を掛て座標
上の距離値に変換し、これを視準ポインタ座標位置メモ
リ１４内のＹ軸座標値（ｙ）に加算する。この左右方向
パルスカウント値も、正負両極性をとり、左側から右側
への向きを示すパルスが入力された場合にインクリメン
トされ、右側から左側への向きを示すパルスが入力され
た場合にデクリメントされ、このＳ０２の計算が完了す
るとクリアされる。なお、第１の定数は、トラックボー
ル５１の回転に対する視準ポインタＰの移動のレスポン
スを可変とするために変更可能となっている。In the next step S02, the position of the collimation pointer according to the amount of movement of the trackball is calculated. That is, when the pulse indicating the rotation component in the front-rear direction is input from the dividing unit 12, the front-rear direction pulse count value is multiplied by the first constant to be converted into the coordinate distance value, which is converted to the collimation pointer coordinate position. It is added to the X-axis coordinate value (x) in the memory 14. This front-back pulse count value has both positive and negative polarities and is incremented when a pulse indicating the direction from the front side to the rear side is input, and decremented when a pulse indicating the direction from the rear side to the front side is input. When the calculation of S02 is completed, it is cleared. Similarly, when the pulse indicating the rotation component in the left-right direction is input from the dividing unit 12, the left-right pulse count value is multiplied by the first constant to be converted into the distance value on the coordinate, and this is converted into the collimation pointer coordinate. It is added to the Y-axis coordinate value (y) in the position memory 14. This left-right pulse count value also has both positive and negative polarities and is incremented when a pulse indicating the direction from left to right is input, and decremented when a pulse indicating the direction from right to left is input. It is cleared when the calculation in S02 is completed. The first constant can be changed in order to make the response of the movement of the collimation pointer P to the rotation of the trackball 51 variable.

【００４５】次のＳ０３では、Ｓ０２によって更新され
た視準ポインタ座標位置メモリ１４内の座標位置データ
（ｘ，ｙ）に従って、望遠鏡内視準ポインタ表示装置１
５に対して、液晶表示板２２上での視準ポインタＰの表
示を行わしめる（表示移動手段に対応）。電源投入後に
未だパルスの入力がない時には、液晶表示板２２の中心
に視準ポインタＰが表示されることになる。In the next step S03, the telescope collimation pointer display device 1 is operated according to the coordinate position data (x, y) in the collimation pointer coordinate position memory 14 updated in step S02.
5, the collimation pointer P is displayed on the liquid crystal display plate 22 (corresponding to display moving means). When there is no pulse input after the power is turned on, the collimation pointer P is displayed at the center of the liquid crystal display panel 22.

【００４６】次のステップＳ０４では、確定キー５５が
押されたかどうかをチェックする。即ち、分割部１２か
ら確定パルスの入力があったか否かをチェックする。そ
して、確定キー５５が押されていない場合，即ち確定パ
ルスの入力がない場合には、処理をＳ０２に戻し、今回
のＳ０２処理後にカウントされたパルスカウント値に応
じた処理を行う。In the next step S04, it is checked whether the confirm key 55 has been pressed. That is, it is checked whether or not the definite pulse is input from the dividing unit 12. Then, when the confirm key 55 is not pressed, that is, when the confirm pulse is not input, the process is returned to S02, and the process according to the pulse count value counted after the current S02 process is performed.

【００４７】これに対して、確定キー５５が押された場
合，即ち確定パルスの入力があった場合には、ステップ
Ｓ０５において視準ポインタＰと望遠鏡の中心との間の
距離を求める。この演算では、原点の座標値（０，０）
から現時点において視準ポインタ座標位置メモリ１４内
に格納されているデータの座標値（ｘ，ｙ）を減算する
ことによって、各座標軸上での距離が算出される。従っ
て、Ｘ座標軸上の距離は（−ｘ）となり、Ｙ軸座標上の
距離は（−ｙ）となる。On the other hand, when the confirmation key 55 is pressed, that is, when the confirmation pulse is input, the distance between the collimating pointer P and the center of the telescope is obtained in step S05. In this calculation, the coordinate value of the origin (0,0)
The distance on each coordinate axis is calculated by subtracting the coordinate value (x, y) of the data currently stored in the collimation pointer coordinate position memory 14 from. Therefore, the distance on the X coordinate axis is (-x), and the distance on the Y axis coordinate is (-y).

【００４８】次のＳ０６では、求めた距離を元に、高度
角及び水平角の回転量を求める。即ち、Ｘ座標軸上の距
離値に第２の定数を掛けることにより、高度角回転駆動
部８内のパルスモータの駆動量（鉛直方向回転量）を算
出する。また、Ｙ軸座標上の距離値に第３の定数を掛け
ることにより、水平角回転駆動部１０内のパルスモータ
の駆動量（水平方向回転量）を算出する。In the next step S06, the rotation amounts of the altitude angle and the horizontal angle are calculated based on the calculated distance. That is, by multiplying the distance value on the X coordinate axis by the second constant, the driving amount (vertical rotation amount) of the pulse motor in the altitude angle rotation driving unit 8 is calculated. Further, by multiplying the distance value on the Y-axis coordinate by the third constant, the drive amount (horizontal rotation amount) of the pulse motor in the horizontal angle rotation drive unit 10 is calculated.

【００４９】次のＳ０７では、Ｓ０６にて計算した回転
量に基づいて、水平方向又は／及び鉛直方向の回転を行
う。即ち、Ｓ０６にて計算した鉛直方向回転量に応じた
駆動パルスを発生し、高度角回転駆動部８に向けて出力
する。同時に、水平方向回転量に応じた駆動パルスを発
生し、水平角回転駆動部１０に向けて出力する。このス
テップを実行した後、次回の測量に備えて、処理をＳ０
１に戻す。 ＜実施例の作用＞以上に説明した構成を有する本実施例
のトータルステーションの視準動作の手順を、図８のフ
ローチャートに基づいて説明する。なお、この視準動作
を始める前提として、作業者は、予め整準ブロック４に
よる整準を行うとともに視準望遠鏡の視度調整及びピン
ト合わせを行って、ターゲット（コーナーキューブ）が
明瞭に見え得るようにしておくものとする。In the next S07, the horizontal or vertical rotation is performed based on the rotation amount calculated in S06. That is, a drive pulse corresponding to the vertical rotation amount calculated in S06 is generated and output to the altitude angle rotation drive unit 8. At the same time, a drive pulse corresponding to the horizontal rotation amount is generated and output to the horizontal angle rotation drive unit 10. After executing this step, S0 is performed in preparation for the next survey.
Return to 1. <Operation of Embodiment> The procedure of the collimation operation of the total station of the present embodiment having the above-described configuration will be described based on the flowchart of FIG. As a premise to start this collimation operation, the operator can perform the leveling by the leveling block 4 in advance and adjust the diopter of the collimation telescope and adjust the focus so that the target (corner cube) can be clearly seen. Shall be kept.

【００５０】トータルステーションに電源を投入した後
で、作業者は、本体部２を基台部３に対して手動回転さ
せるとともに視準望遠鏡部１を本体部２に対して手動回
転させて、視準望遠鏡部１の方向を適宜調整し、視準望
遠鏡の視野内にターゲット（コーナーキューブ）を捉え
る（Ｓ１１）。なお、この時点において、視準ポインタ
Ｐは、視野の中央（視準線ｒの交点位置）に表示されて
いる。After the total station is powered on, the operator manually rotates the main body 2 with respect to the base 3 and the collimating telescope 1 with respect to the main body 2 to collimate. The target (corner cube) is captured within the visual field of the collimating telescope by appropriately adjusting the direction of the telescope unit 1 (S11). At this point, the collimation pointer P is displayed at the center of the visual field (the intersection point of the collimation line r).

【００５１】ターゲット（コーナーキューブ）を視野内
に捉えると、作業者は、トラックボール５１を回転させ
て視準ポインタＰを移動させる。即ち、作業者は、視野
の面内おいて、視準ポインタＰからターゲット（コーナ
ーキューブ）像へ向かう方向に合わせて、トラックボー
ル５１を対応方向へ回転させる。すると、このトラック
ボール５１の回転量の各方向成分（前後方向成分，左右
方向成分）に応じたパルスが演算処理部１３に入力さ
れ、視準ポインタ座標メモリ１４内の座標位置データ
（ｘ，ｙ）が更新されるとともに、視準ポインタＰがタ
ーゲット（コーナーキューブ）の方へ移動される。な
お、トラックボール５１を回転させすぎて、視準ポイン
タＰがターゲット（コーナーキューブ）中心を越えてし
まった場合は、トラックボール５１を逆向きに回転させ
る。すると、この向きの変化が検出されて、視準ポイン
タＰが逆向きに移動される。作業者は、このトラックボ
ール５１の回転作業を、視準ポインタＰがターゲット
（コーナーキューブ）の中心と重なるまで行う（Ｓ１
２）。従って、この時点において視準ポインタ座標メモ
リ１４内に格納されている座標位置データ（ｘ，ｙ）
は、液晶表示画面２２上におけるターゲット（コーナー
キューブ）中心の座標に対応していることになる。When the target (corner cube) is captured within the field of view, the operator rotates the trackball 51 to move the collimation pointer P. That is, the worker rotates the trackball 51 in the corresponding direction in the plane of the visual field in accordance with the direction from the collimation pointer P toward the target (corner cube) image. Then, a pulse corresponding to each direction component (front-back direction component, left-right direction component) of the rotation amount of the trackball 51 is input to the arithmetic processing unit 13, and coordinate position data (x, y in the collimation pointer coordinate memory 14). ) Is updated, and the collimation pointer P is moved toward the target (corner cube). When the trackball 51 is rotated too much and the collimation pointer P goes beyond the center of the target (corner cube), the trackball 51 is rotated in the opposite direction. Then, this change in orientation is detected, and the collimation pointer P is moved in the opposite direction. The worker performs the rotation work of the trackball 51 until the collimation pointer P overlaps with the center of the target (corner cube) (S1).
2). Therefore, the coordinate position data (x, y) stored in the collimation pointer coordinate memory 14 at this point
Corresponds to the coordinates of the center of the target (corner cube) on the liquid crystal display screen 22.

【００５２】次に、作業者は確定キー５５を押す（Ｓ１
３）。すると、ターゲット（コーナーキューブ）中心の
座標位置に対応している座標データ（ｘ，ｙ）に基づい
て、この座標位置と座標中心との間の距離を解消するよ
うに、高度角回転駆動部８及び水平角回転駆動部１０が
所定方向に所定量回転される。その結果、ターゲット
（コーナーキューブ）中心が視野中心に合致して、視準
作業が完了する。Next, the operator presses the confirm key 55 (S1
3). Then, based on the coordinate data (x, y) corresponding to the coordinate position of the center of the target (corner cube), the altitude angle rotation drive unit 8 is arranged to eliminate the distance between this coordinate position and the coordinate center. And the horizontal angle rotation drive unit 10 is rotated in a predetermined direction by a predetermined amount. As a result, the center of the target (corner cube) matches the center of the visual field, and the collimation work is completed.

【００５３】このように、本実施例によれば、視準望遠
鏡を斜め方向に微調整する場合でも、斜め方向に視準望
遠鏡を調整（回転）する指示を、２次元位置情報入力部
５によって一動作だけで入力することができる。また、
予め正確な指示を入力した後で、一挙に両駆動部８，１
０を回転させるので、各駆動部８，１０の正転・反転を
繰り返してターゲット（コーナーキューブ）中心を視野
中心に追い込むといった無駄な駆動をする必要がない。
従って、作業者は、片手の指一本でも短時間で視準微調
整作業を行うことができる。As described above, according to this embodiment, even when the collimation telescope is finely adjusted in the oblique direction, the two-dimensional position information input section 5 gives an instruction to adjust (rotate) the collimation telescope in the oblique direction. It can be entered with only one action. Also,
After inputting accurate instructions in advance, both drive units 8, 1
Since 0 is rotated, it is not necessary to perform unnecessary driving such as repeating the normal rotation / reversal of the drive units 8 and 10 to drive the center of the target (corner cube) to the center of the visual field.
Therefore, the operator can perform the collimation fine adjustment work with a single finger of one hand in a short time.

【００５４】[0054]

【実施例２】本発明の第２実施例は、第１実施例に比較
して、液晶表示板が視準用望遠鏡の光軸ｌから外れて設
けられている点のみが相違し、その他の構成を同一とす
る。以下では、この相違点についてのみ説明し、その他
の構成の説明を省略する。 ＜視準望遠鏡の構成＞次に、視準望遠鏡部１内の視準望
遠鏡の光学構成を説明する。図９は、その視準望遠鏡の
光学構成の概略を示す光学構成図である。図２におい
て、ダイクロイックプリズム１７と接眼光学系１８との
間には、光軸ｌに対して４５゜傾けたハーフミラー２０
が固設されている。このハーフミラー２０は、その接眼
側の面が反射面となっている。この反射面に関して、対
物光学系１６の焦点位置と光学的透過位置には、液晶表
示板２１が固設されている。この液晶表示板２１のハー
フミラー側面には、図３に示すような十字線ｒが描かれ
ている。この十字線ｒの交点は、光軸ｌの位置と光学的
に等価な位置となっている。従って、接眼光学系１８を
覗くと、光軸ｌ上の物体とこの十字線ｒの交点が重なっ
て見える。この液晶表示板２１は、その全面がドットマ
トリックス状のセルからなる液晶ディスプレイとなって
いるとともに、その背面に外部光が導入されている。そ
して、この液晶表示板２１は、望遠鏡内視準ポインタ表
示装置１５によって駆動される。従って、各セルに選択
的に電荷が与えられることにより、接眼光学系１８を覗
いた時に図３に示すような矢印型の視準ポインタ（カー
ソル）Ｐの影が物体像に重なって見えるようになるので
ある。 ＜実施例の作用＞本第２実施例によると、第１実施例と
同じ作用を奏することができる。Second Embodiment The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment only in that the liquid crystal display plate is provided off the optical axis 1 of the collimating telescope, and other configurations are provided. Are the same. Hereinafter, only this difference will be described, and description of the other configurations will be omitted. <Configuration of Collimation Telescope> Next, the optical configuration of the collimation telescope in the collimation telescope unit 1 will be described. FIG. 9 is an optical configuration diagram showing an outline of the optical configuration of the collimation telescope. In FIG. 2, between the dichroic prism 17 and the eyepiece optical system 18, a half mirror 20 tilted by 45 ° with respect to the optical axis l.
Is fixed. The surface of the half mirror 20 on the eyepiece side is a reflecting surface. With respect to this reflecting surface, a liquid crystal display plate 21 is fixed at the focal position and the optically transmitting position of the objective optical system 16. A cross line r as shown in FIG. 3 is drawn on the side surface of the half mirror of the liquid crystal display plate 21. The intersection of this cross line r is a position optically equivalent to the position of the optical axis l. Therefore, when the eyepiece optical system 18 is looked into, the object on the optical axis 1 and the intersection of the cross line r appear to overlap. The liquid crystal display plate 21 is a liquid crystal display whose entire surface is composed of dot matrix cells, and external light is introduced to the back surface thereof. The liquid crystal display plate 21 is driven by the telescope internal collimation pointer display device 15. Therefore, the electric charge is selectively applied to each cell so that the shadow of the arrow-shaped collimation pointer (cursor) P as shown in FIG. It will be. <Operation of Embodiment> According to the second embodiment, the same operation as that of the first embodiment can be achieved.

【００５５】以上説明した各実施例では、視準ポインタ
Ｐの初期位置が座標原点であるとしたが、それに対応す
る座標データが視準ポインタ座標位置メモリ１４内に格
納されている限り、視準ポインタＰの初期位置はどこで
あっても良い。In each of the embodiments described above, the initial position of the collimation pointer P is the coordinate origin, but as long as the corresponding coordinate data is stored in the collimation pointer coordinate position memory 14, the collimation pointer P is collimated. The initial position of the pointer P may be anywhere.

【００５６】[0056]

【発明の効果】以上のように構成した本発明のトータル
ステーションによると、２次元方向指示入力手段によっ
て方向指示を入力するだけで、視準望遠鏡の傾動方向及
び傾動量を予め指定することができる。そして、指定さ
れた傾動方向及び傾動量に基づいて、傾動駆動手段が視
準望遠鏡を傾動駆動するので、短時間で視準作業を行う
ことができる。According to the total station of the present invention configured as described above, the tilting direction and the tilting amount of the collimating telescope can be designated in advance only by inputting the direction indication by the two-dimensional direction indication input means. Then, the tilting drive means tilts and drives the collimation telescope based on the designated tilting direction and tilting amount, so that the collimation work can be performed in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明の第１実施例によるトータルステーシ
ョンの外観を示す正面図FIG. 1 is a front view showing the appearance of a total station according to a first embodiment of the present invention.

【図２】 図１の視準望遠鏡部内の光学構成図FIG. 2 is an optical configuration diagram in the collimation telescope section of FIG.

【図３】 接眼光学系を介して見た液晶表示板を示す図FIG. 3 is a diagram showing a liquid crystal display panel viewed through an eyepiece optical system.

【図４】 図１のIV方向から２次元位置情報入力部を見
た平面図FIG. 4 is a plan view of the two-dimensional position information input unit viewed from the IV direction in FIG.

【図５】 ２次元位置情報入力部の内部回路を示すブロ
ック図FIG. 5 is a block diagram showing an internal circuit of a two-dimensional position information input unit.

【図６】 トータルステーションの内部回路を示すブロ
ック図FIG. 6 is a block diagram showing an internal circuit of the total station.

【図７】 図６の演算処理部で実行される視準制御処理
を示すフローチャート7 is a flowchart showing a collimation control process executed by the arithmetic processing unit of FIG.

【図８】 本発明の第１実施例による視準作業の手順を
示すフローチャートFIG. 8 is a flowchart showing a procedure of collimation work according to the first embodiment of the present invention.

【図９】 本発明の第２実施例によるトータルステーシ
ョンにおける視準望遠鏡部内の光学構成図FIG. 9 is an optical configuration diagram of the collimating telescope section in the total station according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 視準望遠鏡部 ２ 本体部 ３ 基台部 ５ ２次元位置情報入力部 ６ 軸 ８ 高度角回転駆動部 ９ 軸 １０ 水平角回転駆動部 １３ 演算処理部 １４ 視準ポインタ座標位置メモリ １５ 液晶表示板 ５１ トラックボール ５２ 鉛直方向パルスカウント部 ５３ 水平方向パルスカウント部 ５５ 確定キー 1 Collimation telescope section 2 body 3 base part 5 Two-dimensional position information input section 6 axes 8 Altitude angle rotation drive 9 axes 10 Horizontal angle rotation drive 13 Arithmetic processing section 14 Collimation pointer coordinate position memory 15 Liquid crystal display board 51 trackball 52 Vertical pulse counting section 53 Horizontal pulse counting section 55 Confirm key

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】基台に対して任意方向に傾動自在に設けら
れた視準望遠鏡を有するトータルステーションにおい
て、前記基台と、 対物光学系，この対物光学系の焦点位置近傍にその光軸
に直交して配置された透明な表示板，及び、前記対物光
学系によって形成された実像を拡大する接眼光学系を含
む前記視準望遠鏡と、 前記基台に対して前記視準望遠鏡を任意方向に傾動駆動
する傾動駆動手段と、前記表示板上 に定義された２次元の座標空間に視準ポイ
ンタを表示する表示手段と、 ２次元の方向及び動作量を入力する２次元方向指示入力
手段と、 この２次元方向指示入力手段によって入力された２次元
の方向及び動作量に従って前記表示手段によって前記表
示板に表示されている前記視準ポインタの表示位置を移
動する表示移動手段と、前記表示板上における前記視準ポインタの表示位置の当
該表示板の中心との差分 に基づいて、前記傾動駆動手段
による前記視準望遠鏡の傾動方向及び傾動量を算出し、
算出した傾動方向及び傾動量に基づいて前記傾動駆動手
段を制御して、前記視準望遠鏡を前記視準ポインタによ
って示される方向に当該視準ポインタによって示される
量だけ傾動させる制御手段とを備えたことを特徴とする
トータルステーション。1. A total station having a collimating telescope that is tiltable in any direction with respect to a base, the base, an objective optical system, and an optical axis near the focal point of the objective optical system.
Transparent display plate arranged orthogonally to, and the objective light
Includes an eyepiece optical system that magnifies the real image formed by the academic system.
The collimating telescope, tilting driving means for tilting the collimating telescope with respect to the base in an arbitrary direction, and collimating point in a two-dimensional coordinate space defined on the display plate.
Display means for displaying the pointer, and a two-dimensional direction instruction input means for inputting the direction and amount of operation of the two-dimensional, the by the display means according to the two-dimensional direction and the operation amount input by the two-dimensional direction instruction input means table
The display moving means for moving the display position of the collimation pointer displayed on the display plate and the display position of the collimation pointer on the display plate.
The tilt drive means is based on the difference from the center of the display plate.
Calculate the tilt direction and tilt amount of the collimating telescope according to
By controlling the tilting drive means based on the calculated tilt direction and tilt amount, as indicated by the collimation pointer the collimating telescope in the direction indicated I <br/> by the collimation pointer
A total station, which is equipped with a control means for tilting only by an amount . 【請求項２】基台に対して任意方向に傾動自在に設けら2. A base is provided so as to be tiltable in any direction.
れた視準望遠鏡を有するトータルステーションにおいIn a total station with a collimated telescope
て、hand, 前記基台と、With the base, 対物光学系，前記対物光学系によって形成された実像をThe objective optical system, the real image formed by the objective optical system
拡大する接眼光学系，この対物光学系の焦点位置と前記Expanding eyepiece optical system, focus position of this objective optical system and
接眼光学系との間に配置されたハーフミラー，及び、こA half mirror placed between the eyepiece optical system and this
のハーフミラーに関して前記対物光学系の焦点位置と光Of the half-mirror of the objective optical system and the light
学的等価な位置に配置された表示板を含む前記視準望遠Collimated telephoto including display panels arranged at geometrically equivalent positions
鏡と、With a mirror 前記基台に対して前記視準望遠鏡を任意方向に傾動駆動Tilting the collimation telescope in any direction with respect to the base
する傾動駆動手段と、Tilting drive means, 前記表示板上に定義された２次元の座標空間に視準ポイThe collimation point is set in the two-dimensional coordinate space defined on the display board.
ンタを表示する表示手段と、Display means for displaying ２次元の方向及び動作量を入力する２次元方向指示入力Two-dimensional direction input to input two-dimensional direction and movement amount
手段と、Means and この２次元方向指示入力手段によって入力された２次元Two-dimensional input by this two-dimensional direction instruction input means
の方向及び動作量に従って前記表示手段によって前記表According to the direction and amount of movement of the table
示板に表示されている前記視準ポインタの表示位置を移Move the display position of the collimation pointer displayed on the display board.
動する表示移動手段と、Moving display moving means, 前記表示板上における前記視準ポインタの表示位置の当Align the display position of the collimation pointer on the display board.
該表示板の中心との差分に基づいて、前記傾動駆動手段The tilt drive means based on the difference from the center of the display plate.
による前記視準望遠鏡の傾動方向及び傾動量を算出し、Calculate the tilt direction and tilt amount of the collimating telescope according to
算出した傾動方向及び傾動量に基づいて前記傾動駆動手Based on the calculated tilt direction and tilt amount, the tilt drive hand is
段を制御して、前記視準望遠鏡を前記視準ポインタによThe collimation telescope with the collimation pointer by controlling a step.
って示される方向に当該視準ポインタによって示されるIs indicated by the collimation pointer in the direction indicated by
量だけ傾動させる制御手段とを備えたことを特徴とするAnd a control means for tilting by an amount.
トータルステーション。Total station. 【請求項３】前記視準ポインタの表示位置の座標値を保
持する記憶手段を更に備え、前記表示手段は前記表示板
上における前記記憶手段から読み出した座標値に対応し
た位置に前記視準ポインタを表示するとともに、前記表
示移動手段は前記２次元方向指示入力手段によって入力
された２次元の方向及び動作量に従って前記記憶手段に
保持された座標値を更新することを特徴とする請求項１
又は２記載のトータルステーション。Wherein the viewing further comprising a storage means for holding coordinates of the display position of the quasi-pointer, the display means the collimation pointer at a position corresponding to the coordinate values read from said storage means on said display panel The display moving means updates the coordinate value held in the storage means in accordance with the two-dimensional direction and the movement amount input by the two-dimensional direction instruction inputting means.
Or the total station described in 2 . 【請求項４】前記２次元方向指示入力手段によって入力
された動作量を前記２次元の方向に夫々対応した直交す
る２方向成分に分解する分解手段を更に備え、前記表示
移動手段はこの分解手段によって分解された２方向成分
の夫々に応じて、前記座標値の各座標軸の値を更新する
ことを特徴とする請求項３記載のトータルステーショ
ン。4. The disassembling means for disassembling the motion amount input by the two-dimensional direction inputting means into two orthogonal two-way components respectively corresponding to the two-dimensional directions, the display moving means being the disassembling means. 4. The total station according to claim 3 , wherein the value of each coordinate axis of the coordinate value is updated according to each of the two-direction components decomposed by. 【請求項５】前記傾動駆動手段は、前記基台に対して第
１の軸を介して回転可能に支持されるとともに、当該第
１の軸に直交する方向を向いた第２の軸を介して前記視
準望遠鏡を回転自在に支持する中間部材と、前記 第１の軸回りに前記基台に対して前記中間部材を回
転駆動する第１回転手段と、前記 第２の軸回りに前記中間部材に対して前記視準望遠
鏡を回転駆動する第２回転手段とからなることを特徴と
する請求項１又は２記載のトータルステーション。5. The tilting drive means is arranged first with respect to the base.
It is rotatably supported via the first shaft and
1 through the second axis oriented in a direction orthogonal to the first axis
An intermediate member for rotatably supporting the collimating telescope, and a first rotating unit operable to intermediate member rotating <br/> rotation driving with respect to the base in the first axis, the second axis 3. The total station according to claim 1, further comprising a second rotating unit that rotationally drives the collimation telescope with respect to the intermediate member. 【請求項６】前記制御手段は、前記視準ポインタの座標
位置を示す各座標軸の値のうち、一方の値に基づいて前
記第１回転手段を回転させ、他方の値に基づいて前記第
２回転手段を回転させることを特徴とする請求項５記載
のトータルステーション。6. The control means rotates the first rotation means based on one of the values of the coordinate axes indicating the coordinate position of the collimation pointer , and the second rotation means based on the other value. The total station according to claim 5, wherein the rotating means is rotated. 【請求項７】前記視準望遠鏡は、前記対物光学系を兼用
する光波測距ユニットを含むことを特徴とする請求項１
又は２記載のトータルステーション。7. The collimation telescope also serves as the objective optical system.
2. A light wave distance measuring unit for
Or the total station described in 2 . 【請求項８】前記２次元方向指示入力手段は２次元の方
向及び動作量を入力するポインティングデバイスである
ことを特徴とする請求項１又は２記載のトータルステー
ション。8. toward the two-dimensional direction instruction input means 2 dimensional
Total station according to claim 1 or 2, characterized in that the pointing device for inputting the direction and operation amount. 【請求項９】前記２次元方向指示入力手段はトラックボ
ールであることを特徴とする請求項１又は２記載のトー
タルステーション。9. The total station according to claim 1 or 2, wherein said two-dimensional direction instruction input means is a trackball. 【請求項１０】前記制御手段の制御タイミングを確定す
る確定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１又は
２記載のトータルステーション。10. The method of claim 1 and further comprising a determination means for determining the control timing of the control means or
Total station described in 2 .