JP5576763B2 - オートフォーカス式測量機 - Google Patents

Description

本発明は、オートフォーカス式測量機に関し、さらに詳細には自動的にオートフォーカスを開始する電子レベル（電子式水準儀）に関する。

図３に示したように、電子レベル２とは、目盛としてバーコード１１が付された標尺１を用いて、このバーコード１１を読んで高さｈを測定するものである。近年、オートフォーカス式電子レベルも出現している。オートフォーカス式電子レベルとしては、後記特許文献１又は２に開示されたようなものが知られている。オートフォーカス式電子レベルの一例として、図４に後記特許文献１に開示されたもののブロック図を示す。

この電子レベルは、視準望遠鏡２０と電子装置部１０とからなる。視準望遠鏡２０は、対物レンズ２１ａと、合焦レンズ２１ｂと、自動水平補正機構２２と、ビームスプリッタ２３と、焦点板２０ａと、接眼レンズ２０ｂとを備える。

電子装置部１０は、ビームスプリッタ２３で分けられた光を受光するラインセンサ２４と、ラインセンサ２４の出力を増幅する増幅器２５と、増幅器２５の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２７と、Ａ／Ｄ変換器２７の出力を記憶するＲＡＭ２８と、ＣＣＤラインセンサ２４を駆動するＣＣＤ駆動回路２９と、Ａ／Ｄ変換器２７とＲＡＭ２８と駆動回路２９へクロック信号を送るクロックドライバ２６と、合焦レンズ２１ｂを移動させるステッピングモータ４１と、ステッピングモータ４１を駆動するモータ駆動回路４と、モータ駆動回路４及びＣＣＤ駆動回路２９を制御するマイコン３と、マイコン３に接続されたＲＯＭ３１及び表示部３２とを備える。

オートフォーカスは、次のように行われる。まず、合焦レンズ２１ｂを最も接眼レンズ２０ｂよりに位置させると、合焦レンズ２１ｂが合焦位置にないため、ラインセンサ２４の出力は、図５の（ａ）に示したように平坦に近い。そこで、マイコン３からの指示で合焦レンズ２１ｂを対物レンズ２１ａ側へ移動させていくと、ラインセンサ２４の出力には、しだいに目盛位置に対応する画像データが検出されるようになる。そして、図５の（ｂ）に示したように、ラインセンサ２４の出力が基準値α以上になったとき、合焦レンズ２１ｂを停止する。ここで、各山の中心線ＣＬを求め、この中心線ＣＬの間隔の平均値を求めると、この平均値から標尺までの距離が求まる。この中心線ＣＬの間隔の平均値を求めるには、フーリエ変換のような周波数解析を用いてもよい。標尺までの距離が求まれば、合焦レンズ２１ｂを正確な合焦位置に移動させることができる。合焦レンズ２１ｂが正確な合焦位置に位置すると、ラインセンサ２４からの出力は、図５の（ｃ）に示したようにいっそう明瞭となり、標尺１に付されたバーコード１１が確実に読めて、測定値が得られる。

特開２００１−１２９４９号公報 特開２００６−２３４６１４号公報

ところで、前記特許文献1に開示された電子レベルでは、標尺を視準した後にオートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押すことによって、オートフォーカスを開始させていた。このため、標尺を視準してからオートフォーカスボタンや測定開始ボタンが押されるまでの時間が、測定時間を長くしてしまうという問題があった。また、オートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押すと、電子レベルに衝撃や振動を与えて測定誤差を発生させるという問題もあった。本発明は、前記問題を解決するため、測定物を視準すると自動的にオートフォーカスを開始するオートフォーカス式測量機を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明のオートフォーカス式測量機は、視準望遠鏡の角度を測定するエンコーダを備え、該エンコーダから送られてくる角度を読み込み、前回読み込んだ角度と今回読み込んだ角度との角度差の絶対値が所定値以下か否か判断し、前記角度差の絶対値が所定値以下なら一定時間読み込みを遅延して、前記一定時間の累積で、前記角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過後も前記角度差の絶対値が所定値以下のときオートフォーカスを開始するオートフォーカス手段を備えた。請求項２に係る発明のオートフォーカス式電子レベルは、視準望遠鏡の水平角を測定するエンコーダを備え、該エンコーダから送られてくる水平角を読み込み、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下か否か判断し、前記角度差の絶対値が所定値以下なら一定時間読み込みを遅延して、前記一定時間の累積で、前記角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過後も前記角度差の絶対値が所定値以下のときオートフォーカスを開始するオートフォーカス手段を備えた。

請求項１に係る発明によれば、エンコーダから送られてくる角度が所定時間以上一定のときオートフォーカスを開始するので、測定物を視準した後にオートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押す必要がなくなり、測定時間を短縮できる。また、オートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押すことによって、測量機に衝撃や振動を与えて測定誤差を発生させることもなくなる。

請求項２に係る発明も、エンコーダから送られてくる水平角が所定時間以上一定のときオートフォーカスを開始するので、請求項１に係る発明と同じ効果を奏する。

本発明の一実施例に係るオートフォーカス式電子レベルのブロック図である。 前記電子レベルの測定手順を説明するフローチャートである。 電子レベルと標尺を説明する図である。 従来のオートフォーカス式電子レベルのブロック図である。 オートフォーカスの原理を説明する図である。

以下、図１及び図２に基づいて、本発明の電子レベルの一実施例を説明する。この電子レベルは、図１に示したように、電子レベルに視準望遠鏡２０の水平角を測定するエンコーダ３０を備える。

エンコーダ３０は、なるべく安価なものを使用する。マイコン３は、エンコーダ３０から送られてくる水平角が所定時間以上一定のとき、視準完了と判断して、直ちにオートフォーカスを開始し測定を行う測定プログラムを内蔵する。これ以外は、図３に示した電子レベルと略同じであるので、同じ部分に同じ符号を付すに止めて、説明を省略する。なお、電子レベルの視準望遠鏡２０は、原則として水平に保たれるものであるので、本実施例では高度角を測定するエンコーダは備えない。

この電子レベルの測定プログラムが行う測定手順を、図２に示したフローチャートに基づいて、さらに詳細に説明する。

観測者は、電子レベルと標尺を設定位置にセットして、電子レベルの電源スイッチをＯＮにすると測定プログラムがスタートする。次に、ステップＳ１に進んで、マイコン３は、観測者が視準操作を開始したか否かを判断する。視準操作開始の判断は、電源スイッチ又は測定ボタンが押されたときに視準操作開始と判断する。この他、エンコーダ３０から送られてくる水平角を定期的に読み込み、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値（例えば３０秒）以上になったときも、視準操作開始と判断する。

観測者は、ピープサイト（照準装置）を用いて標尺を視準する。もちろん、視準望遠鏡２０で標尺を視準してもよいが、オートフォーカス式電子レベルの場合は照準し易いピープサイトによる視準でも充分である。視準操作が開始されると、エンコーダ３０から送られてくる水平角が刻々変化する。

次にステップＳ２に進んで、マイコン３は、エンコーダ３０から送られてくる水平角を読み込む。次にステップＳ３に進んで、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値（例えば２秒）以下か否か判断する。その角度差の絶対値が所定値を越えていれば、視準操作中として、ステップＳ２に戻る。その角度差の絶対値が所定値以下なら、視準操作完了の可能性があるとして、ステップＳ４に進んで一定時間（例えば５０ｍ秒）遅延する。このステップＳ４は、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下になったときからの時間を計るために必要なものである。

次に、ステップＳ５に進んで、マイコン３は、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間（例えば０．５秒）以上経過したか否かを判断する。その角度差の絶対値が所定値以下になったときからの時間は、その角度差の絶対値が所定値以下になったときから、そのステップＳ５が何回目かにより分かる。ただし、その角度差の絶対値が一旦所定値以下になっても、その後、その角度差の絶対値が所定値を越えたときは、それまで計っていた時間をクリアして、その後、その角度差の絶対値が再び所定値以下になったときからの時間を計り直す。

前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間経過していないときは、視準操作が未完了の可能性があるとして、ステップＳ１〜Ｓ５を繰り返す。所定時間以上経過したときは、視準操作が完了したとして、ステップＳ６に進んで、オートフォーカスを自動的に開始する。オートフォーカスは、従来のものと同様に行われる。ここで、前述したステップＳ１〜Ｓ６が、請求項１又は２に記載のオートフォーカス手段に相当する。

オートフォーカスが完了すると次に、ステップＳ７に進んで、マイコン３は、電子レベルによる測定を行う。次に、ステップＳ８に進んで、マイコン３は、測定値を表示手段に表示する。次に、ステップＳ９に進んで、観測者は、測定停止するか否か、停止ボタンを押してマイコン３に指示する。停止ボタンが押されれば、ステップＳ１０に進んで、測定及びオートフォーカスの停止処理を行い、ステップＳ２に戻って、次の測定点での測定に備える。測定及びオートフォーカスの停止処理とは、次の測定点での測定の準備をするために、電子レベルの働きを一時停止させるとともに、今記憶している測定に関するデータ、オートフォーカスに関するデータをクリアすることである。停止ボタンが押されなければ、ステップＳ７に戻って、停止ボタンが押されるまで待つ。

この電子レベルでは、観測者が標尺を視準すると、オートフォーカスを自動的に開始するので、標尺を視準した後にオートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押す必要がなくなり、測定時間を短縮できる。しかも、オートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押すことがなくなるので、電子レベルに衝撃や振動を与えて測定誤差を発生させるという問題も起きなくなる。

また、この電子レベルは、水平角を測定するエンコーダ３０を備えているので、標尺を設置した測定点の水平角を測定できる。さらに、スタジア測量によって標尺までの距離測定ができる。レベルであるから、当然、測定点と視準点の高度差を測定できる。よって、この電子レベルは、測定点と視準点の高度差と標尺までの距離とから、測定点の高度角も測定できて、水平角、高度角、距離を測定できる簡易なトータルステーションとしても使用できる。

ところで、本発明は前記実施例に限るわけではなく、種々の変形が可能である。たとえば、前記実施例は電子レベルであったが、本発明はエンコーダを備えるその他の測量機（トータルステーション、セオドライト等）にも適用できるものである。

１ 電子レベル
２ 標尺
２０ 視準望遠鏡
３０ エンコーダ

Claims (2)

1. 視準望遠鏡の角度を測定するエンコーダを備え、該エンコーダから送られてくる角度を読み込み、前回読み込んだ角度と今回読み込んだ角度との角度差の絶対値が所定値以下か否か判断し、前記角度差の絶対値が所定値以下なら一定時間読み込みを遅延して、前記一定時間の累積で、前記角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過後も前記角度差の絶対値が所定値以下のときオートフォーカスを開始するオートフォーカス手段を備えたオートフォーカス式測量機。
2. 視準望遠鏡の水平角を測定するエンコーダを備え、該エンコーダから送られてくる水平角を読み込み、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下か否か判断し、前記角度差の絶対値が所定値以下なら一定時間読み込みを遅延して、前記一定時間の累積で、前記角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過後も前記角度差の絶対値が所定値以下のときオートフォーカスを開始するオートフォーカス手段を備えたオートフォーカス式電子レベル。
   

Images