JPH08313255A

JPH08313255A - レーザ測量装置

Info

Publication number: JPH08313255A
Application number: JP7141298A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Takada; 知典高田
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】検出点の二次元位置の検出を手間をかけずに行
う。【構成】三脚３とケーシング５に、走査駆動部１７によ
り回転軸Ｑ１を中心に回転駆動自在な回転ミラー１６に
よりレーザ光を走査平面ＳＨ１上で走査射出し、外部の
レーザ反射点で反射されたレーザ光を捕捉し、回転軸Ｑ
１を中心としたレーザ反射点に向かう角度方向を検出し
得るレーザ測角装置５０と、回転軸Ｑ１を基準として回
転ミラー１６よりレーザ光を射出し、外部のレーザ反射
点で反射されたレーザ光を受信して、回転軸Ｑ１とレー
ザ反射点との間の距離を測定演算し得るレーザ測距装置
５１を設け、レーザ測角装置５０が、外部で反射された
レーザ光を捕捉した際に、レーザ測距装置５１に距離の
測定演算を指令する距離測定演算指令手段を設け、検出
された角度方向及び、測定演算された距離に基づいて、
レーザ反射点の二次元位置を演算し得る二次元位置演算
部３０を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を利用して二
次元位置を検出する形で測量を行うのに好適なレーザ測
量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｘ−Ｙ二次元座標等における二次
元位置が既知である２つの既知点に公知のレーザ測角装
置（即ち、レーザ光を、回転駆動自在な反射鏡により、
走査平面上で走査させる形で外部に射出し、射出されて
外部で反射されたレーザ光を捕捉し、前記反射鏡の回転
角度によって、装置の測量基準点から外部のレーザ反射
点に向かう角度方向を検出し得る装置）をそれぞれ設置
し、これらレーザ測角装置により、レーザ光を反射させ
得るターゲット等を設置した検出点の、前記２つの既知
点に対する相対二次元位置を幾何学的に求め、該求めら
れた相対二次元位置と前記２つの既知点の二次位置とに
より、この検出点のＸ−Ｙ二次元座標等における二次元
位置を検出するレーザ測量が提案され実施されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来のレーザ測
量では、検出点の二次元位置の検出は、２つの既知点及
び該検出点でできる三角形の性質を利用して幾何学的に
演算する形で行うことから、検出点の位置がこれら２つ
の既知点を結ぶ直線の位置に近ければ近いほど精度が低
くなる。また、検出点の位置がこれら２つの既知点を結
ぶ直線上に存在する場合には二次元位置を求めることは
幾何学的にも不可能となる。従って、従来のレーザ測量
では、検出点の二次元位置の検出を高精度で行うために
は、２つの既知点を結ぶ直線の位置から検出点が極力遠
くなるように、これら２つの既知点を選定しておかねば
ならない。しかしこの選定は、２つの既知点を結ぶ直線
等を想定する必要があり、単に既知点から検出点までの
距離の遠近を考慮するだけではできないので、結局、レ
ーザ測量の作業に手間がかかる。また、多数の検出点の
二次元位置の検出を、ターゲットを移動させながら行う
レーザ測量では、ターゲットを移動させる速度を速くし
ても、これら検出点の二次元位置の検出を容易に行うこ
とのできるレーザ測量装置が望まれている。

【０００４】そこで本発明は上記事情に鑑み、検出点の
二次元位置の検出を手間をかけずに行うことができ、ま
た多数の検出点の二次元位置の検出を、ターゲットを移
動させながら行う測量では、ターゲットを移動させる速
度を速くしても、これら検出点の二次元位置の検出を容
易に行うことのできるレーザ測量装置を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明のうち第一の
発明は、本体（３、５、７０）を有し、レーザ光（Ｌ
Ｓ）を、鉛直な基準回転軸（Ｑ１、Ｑ２）により回転駆
動自在な反射鏡（１６、７５）により、走査平面（ＳＨ
１）上で走査させる形で外部に射出し、射出されて外部
のレーザ反射点（Ｒ１）で反射されたレーザ光（ＬＳ）
を捕捉し、前記反射鏡（１６、７５）の回転角度（θ
Ａ）によって前記基準回転軸（Ｑ１、Ｑ２）を中心とし
た前記レーザ反射点（Ｒ１）に向かう角度方向（ＫＨ）
を検出し得るレーザ測角装置（５０、７２）を前記本体
（５、７０）に設け、所定のレーザ射出基準点（Ｑ１、
Ｑ２）を基準としてレーザ射出部（１６、７７ａ）より
レーザ光（ＬＴ、ＬＳ）を射出すると共に、外部のレー
ザ反射点（Ｒ２、Ｒ１）で反射されたレーザ光（ＬＴ、
ＬＳ）を受信する形で、前記レーザ射出基準点（Ｑ１、
Ｑ２）と前記レーザ反射点（Ｒ２、Ｒ１）との間の距離
（ＫＹ）を測定演算し得るレーザ測距装置（５１、６
１、７３、８１）を前記本体（５、７０）に設け、前記
レーザ測距装置（５１、６１、７３、８１）のレーザ射
出基準点（Ｑ１、Ｑ２）を、前記レーザ測角装置（５
０、７２）の基準回転軸（Ｑ１、Ｑ２）上に配置し、前
記レーザ測距装置（５１、６１、７３、８１）に、前記
レーザ射出部（１６、７７ａ）を前記基準回転軸（Ｑ
１、Ｑ２）を中心に、回転駆動させ得るレーザ射出部駆
動手段（１７、７０ａ）を設け、前記レーザ測角装置
（５０、７２）が、外部のレーザ反射点（Ｒ１）で反射
されたレーザ光（ＬＳ）を捕捉した際に、前記レーザ測
距装置（５１、６１、７３、８１）に、前記レーザ射出
基準点（Ｑ１、Ｑ２）と前記レーザ反射点（Ｒ２、Ｒ
１）との間の距離（ＫＹ）の測定演算を指令する距離測
定演算指令手段（４０）を設け、前記レーザ測角装置
（５０、７２）により検出された角度方向（ＫＨ）及
び、前記レーザ測距装置（５１、６１、７３、８１）に
より測定演算された距離（ＫＹ）に基づいて、前記レー
ザ反射点（Ｒ１、Ｒ２）の二次元位置（ＮＴｘ、ＮＴ
ｙ）を演算し得る二次元位置演算部（３０）を設けて構
成される。

【０００６】また本発明のうち第二の発明は、第一の発
明によるレーザ測量装置（２Ｘ）において、前記レーザ
測角装置（５０）及び前記レーザ測距装置（６１）は共
有のレーザ発振手段（１１）を有し、前記レーザ測角装
置（５０）の反射鏡（１６）は、前記レーザ測距装置
（６１）のレーザ射出部（１６）を兼ねている。

【０００７】また本発明のうち第三の発明は、第一の発
明によるレーザ測量装置（２、２Ｘ、２Ｙ、２Ｚ）にお
いて、前記レーザ測角装置（５０、７２）の基準回転軸
（Ｑ１、Ｑ２）に対するレーザ射出方向の位相と、前記
レーザ測距装置（５１、６１、７３、８１）の基準回転
軸（Ｑ１、Ｑ２）に対するレーザ射出方向の位相が一致
している。

【０００８】なお、（）内の番号等は、図面における
対応する要素を示す、便宜的なものであり、従って、本
記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以
下の作用の欄についても同様である。

【０００９】

【作用】上記した構成により本発明のうち第一の発明で
は、検出点（Ｋｘ、Ｋｙ）であるレーザ反射点（Ｒ１、
Ｒ２）の二次元位置（ＮＴｘ、ＮＴｙ）の検出は、レー
ザ測量装置（２、２Ｘ、２Ｙ、２Ｚ）の基準回転軸（Ｑ
１、Ｑ２）が対応配置される１つの既知点（Ｋ０）から
検出点（Ｋｘ、Ｋｙ）の角度方向（ＫＨ）及び距離（Ｋ
Ｙ）により演算される。

【００１０】また本発明のうち第二の発明では、レーザ
測角装置（５０）とレーザ測距装置（６１）の間でレー
ザ発振手段（１１）等を別個に設けなくても済み、また
レーザ測角装置（５０）の反射鏡（１６）と、レーザ測
距装置（６１）のレーザ射出部（１６）を別個に設けな
くても済む。

【００１１】また本発明のうち第三の発明では、レーザ
測角装置（５０、７２）の基準回転軸（Ｑ１、Ｑ２）に
対するレーザ射出方向の位相と、前記レーザ測距装置
（５１、６１、７３、８１）の基準回転軸（Ｑ１、Ｑ
２）に対するレーザ射出方向の位相が一致しているの
で、レーザ測角装置（５０、７２）による角度方向（Ｋ
Ｈ）の検出と共に、レーザ測距装置（５１、６１、７
３、８１）による、レーザ射出基準点（Ｑ１、Ｑ２）と
レーザ反射点（Ｒ２、Ｒ１）との間の距離（ＫＹ）の測
定演算も遅滞なく行われる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明によるレーザ測量装置の一例を示し
た模式図、図２は、図１に示すレーザ測量装置が有して
いる各制御手段等を示したブロック図、図３は、図１の
Ｉ矢視図、図４は、図１に示すレーザ測量装置を用いて
測量を行っている様子を示した図、図５乃至図７は、本
発明によるレーザ測量装置の別の一例を示した模式図で
ある。

【００１３】測量現場１には、図１及び図４に示すよう
に、所定のＸ−Ｙ二次元座標（平面座標）における既知
点Ｋ０が設けられており、測量現場１には、該既知点Ｋ
０に対応する形で本発明によるレーザ測量装置２が設置
されている。レーザ測量装置２は、図１に示すように、
測量現場１の地面に立設された三脚３を有しており、三
脚３上にはケーシング５が支持固定されている。なお、
図１はレーザ測量装置２の側面図であるが、ケーシング
５については、便宜上その内部を示している。ケーシン
グ５にはレーザ測角装置５０が設けられている。即ち、
レーザ測角装置５０は、ケーシング５の内部に設けられ
たレーザ発振部１１、ハーフミラー１２、光センサ１５
を有しており、レーザ発振部１１により水平方向である
図１の矢印Ａ方向に発振されたレーザ光ＬＳは、ハーフ
ミラー１２の反射面１２ａに当たって、鉛直上方向であ
る図１の矢印Ｃ方向に屈曲反射するようになっている。
また、矢印Ｃ方向に屈曲反射した該レーザ光ＬＳはケー
シング５の天板部５ａ等に形成されたレーザ通過穴６を
通ってケーシング５の上方に矢印Ｃ方向に進むようにな
っている。

【００１４】更にレーザ測角装置５０は、図１及び図３
に示すように、ケーシング５の上部に適宜な支持部材９
ａを介して支持されたレーザ反射ミラー９を有してお
り、上述したようにケーシング５のレーザ通過穴６を通
ってケーシング５の上方に矢印Ｃ方向に進んできたレー
ザ光ＬＳは、レーザ反射ミラー９の反射面９ｂに当たっ
て、前記水平方向である図の矢印Ａ方向とは反対方向の
矢印Ｂ方向に屈曲反射するようになっている。またレー
ザ測角装置５０は、ケーシング５内に設けられた電動モ
ータ等の走査駆動部１７を有しており、走査駆動部１７
には、該走査駆動部１７により軸回転駆動され得る回転
軸部材１７ｂが上方向（即ち、矢印Ｃ方向）に伸延した
形で接続されている。回転軸部材１７ｂの上端側は、ケ
ーシング５の天板部５ａを貫通して該ケーシング５の上
方に突出しており、回転軸部材１７ｂのうちケーシング
５の上方に突出した部位には、平板状で表裏両面に反射
面１６ａ、１６ａが形成された回転ミラー１６が、反射
面１６ａ、１６ａを鉛直に向けた形で接合されている。
即ち、走査駆動部１７により回転軸部材１７ｂを軸回転
駆動させることにより、回転ミラー１６が、回転軸部材
１７ｂの軸心である回転軸Ｑ１を中心に図１の矢印Ｇ方
向に回転駆動され得るようになっている。また、回転ミ
ラー１６等は、レーザ反射ミラー９に当たって矢印Ｂ方
向に屈曲反射するレーザ光ＬＳの経路の延長線上に、前
記回転軸Ｑ１が位置するように配置されている。従っ
て、レーザ反射ミラー９に当たって矢印Ｂ方向に屈曲反
射したレーザ光ＬＳは回転ミラー１６に到達するように
なっており、該回転ミラー１６のどちらか一方の反射面
１６ａのうち前記回転軸Ｑ１と略等しい位置の反射点Ｐ
１に当たり、該反射点Ｐ１において、水平な矢印Ｅ方向
に反射するようになっている。

【００１５】ところで、回転ミラー１６で反射して矢印
Ｅ方向に進んだレーザ光ＬＳが、所定のターゲット６０
（後述）で反射した場合、このレーザ光ＬＳは、図３或
いは図４に示すように、該ターゲット６０から前記矢印
Ｅ方向と反対方向の矢印Ｆ方向に進んで再び回転ミラー
１６に到達する。この時の回転ミラー１６の位置状態
は、このレーザ光ＬＳが矢印Ｅ方向に反射したときの位
置状態と略同じ位置状態であるので（なぜならレーザ光
ＬＳの速度に比べて回転ミラー１６の回転速度は無視で
きるほど小さいから）、該回転ミラー１６に矢印Ｆ方向
で到達したレーザ光ＬＳは、該回転ミラー１６で反射し
て、前記矢印Ｂ方向とは反対方向の矢印Ａ方向に、回転
ミラー１６に向かって矢印Ｂ方向で進んで来た経路と同
一経路を進む。矢印Ａ方向に進んだレーザ光ＬＳは、レ
ーザ反射ミラー９で矢印Ｃ方向と反対方向である矢印Ｄ
方向に反射し、反射後、矢印Ｄ方向に進むレーザ光ＬＳ
はハーフミラー１２に到達するようになっている。とこ
ろで、ハーフミラー１２の反射面１２ａに到達したレー
ザ光ＬＳの一部は該ハーフミラー１２を透過直進して、
該ハーフミラー１２の矢印Ｄ側に配置されている前記光
センサ１５Ｐの受光部に受光されるようになっている。

【００１６】また、前記走査駆動部１７には、回転ミラ
ー１９の現在の位置状態における回転角度θＡ（例えば
図３に示すように、矢印Ｂ方向と反射面１６ａの法線方
向である矢印Ｊ方向のなす角）を瞬時に検知し、該回転
角度θＡを、レーザの射出方向である矢印Ｅ方向と矢印
Ｂ方向とのなす角である走査角θＢに補正して、外部
（後述する測角制御手段１９側）に出力し得る走査角度
検出手段３２が設けられている。更にレーザ測角装置５
０には、図２に示すように、測角制御手段１９が設けら
れている。測角制御手段１９は主制御部２０を有してお
り、主制御部２０にはバス線を介して、受光検出部２
１、レーザ制御部２２、走査駆動部制御部２３、角度方
向検出部２４が接続されている。また、受光検出部２１
は、前記光センサ１５に接続しており、レーザ制御部２
２は前記レーザ発振部１１に接続しており、走査駆動部
制御部２３は前記走査駆動部１７に接続しており、ま
た、主制御部２０にはバス線を介して前記走査角度検出
手段３２が接続されている。

【００１７】一方、ケーシング５には、図１に示すよう
にレーザ測距装置５１が設けられている。即ち、レーザ
測距装置５１は、ケーシング５の内部に設けられた測距
レーザ発振・受信部１３を有しており、測距レーザ発振
・受信部１３により鉛直上方向である図１の矢印Ｃ方向
に発振された測距レーザ光ＬＴはケーシング５の天板部
５ａ等に形成された測距レーザ通過穴７（前記レーザ通
過穴６とは別の穴）を通ってケーシング５の上方に矢印
Ｃ方向に進むようになっている。更にレーザ測距装置５
１は、図１及び図３に示すように、ケーシング５の上部
に適宜な支持部材１０ａを介して支持された測距レーザ
反射ミラー１０を有しており、上述したようにケーシン
グ５の測距レーザ通過穴７を通ってケーシング５の上方
に矢印Ｃ方向に進んできた測距レーザ光ＬＴは、測距レ
ーザ反射ミラー１０の反射面１０ｂに当たって、図１の
矢印Ｂ方向に屈曲反射するようになっている。なお、レ
ーザ反射ミラー９に当たって矢印Ｂ方向に屈曲反射する
上述したレーザ光ＬＳの経路と、測距レーザ反射ミラー
１０に当たって矢印Ｂ方向に屈曲反射する測距レーザ光
ＬＴの経路とは、互いに上下方向、即ち図の矢印Ｃ、Ｄ
方向に対応して位置している。即ち、矢印Ｂ方向に進む
レーザ光ＬＳの真上を測距レーザ光ＬＴが矢印Ｂ方向に
進むようになっている。

【００１８】また、測距レーザ反射ミラー１０に当たっ
て矢印Ｂ方向に屈曲反射する測距レーザ光ＬＴの経路の
延長線上には、前記回転ミラー１６の回転軸Ｑ１が位置
するようになっている。従って、測距レーザ反射ミラー
１０に当たって矢印Ｂ方向に屈曲反射した測距レーザ光
ＬＴは回転ミラー１６に到達するようになっており、該
回転ミラー１６のどちらか一方の反射面１６ａのうち前
記回転軸Ｑ１と略等しい位置の反射点Ｐ２（前記反射点
Ｐ１の上方）に当たり、該反射点Ｐ２において、水平な
矢印Ｅ方向に反射するようになっている。つまり、レー
ザ測距装置５１のレーザ射出基準点は前記回転軸Ｑ１と
略等しい位置に配置された反射点Ｐ２となっており、前
記レーザ測距装置５０の回転ミラー１６はレーザ測距装
置５１のレーザ射出部を兼ねている。また、レーザ測距
装置５１のレーザ射出部である回転ミラー１６を、前記
回転軸Ｑ１を中心に回転駆動させるのは上述した走査駆
動部１７であることから、該走査駆動部１７はレーザ射
出部駆動手段を兼ねている。ところで、回転ミラー１６
で反射して矢印Ｅ方向に進んだ測距レーザ光ＬＴが、所
定のターゲット６０（後述）で反射した場合、この測距
レーザ光ＬＴは、該ターゲット６０から矢印Ｆ方向に進
んで再び回転ミラー１６に到達する。回転ミラー１６に
到達した測距レーザ光ＬＴは、該回転ミラー１６で矢印
Ａ方向に反射して、回転ミラー１６に向かって矢印Ｂ方
向で来た経路と同一経路を反対方向に進む。矢印Ａ方向
に進んだ測距レーザ光ＬＴは測距レーザ反射ミラー１０
で矢印Ｄ方向に反射し、反射後、矢印Ｄ方向に進む測距
レーザＬＴは測距レーザ発振・受信部１３に到達するよ
うになっている。測距レーザ発振・受信部１３に到達し
た測距レーザＬＴは、該測距レーザ発振・受信部１３に
より受信されるようになっている。

【００１９】更にレーザ測距装置５１には、図２に示す
ように、測距制御手段２５が設けられている。測距制御
手段２５は主制御部２６を有しており、主制御部２６に
はバス線を介して、測距レーザ制御部２７、位相差検出
部２８、距離演算部２９が接続されている。また、測距
レーザ制御部２７及び位相差検出部２８は前記測距レー
ザ発振・受信部１３に接続している。なお、回転ミラー
１６の周囲近傍には障害物が殆どないので（前記レーザ
反射ミラー９或いは前記測距レーザ反射ミラー１０だけ
しかないので）、回転ミラー１６で反射したレーザ光Ｌ
Ｓ及び測距レーザ光ＬＴは、回転ミラー１６の位置が略
３６０度どの位置にあっても、該ケーシング５の周囲側
方に進むことができる。つまり、レーザ測角装置５０
は、ケーシング５の回り略３６０度において、レーザ光
ＬＳを、水平な走査平面ＳＨ１上で走査させ得るように
なっており、レーザ測距装置５１は、ケーシング５の回
り略３６０度の範囲で、任意の角度方向において、測距
レーザ光ＬＴを外部に射出させ得るようになっている。
また、レーザ測量装置２は測量現場１の既知点Ｋ０に対
応する形で設置されていると述べたが、更に具体的に
は、前記回転ミラー１６におけるレーザ光ＬＳ及び測距
レーザ光ＬＴの反射点Ｐ１、Ｐ２、即ち該回転ミラー１
６の回転軸Ｑ１が既知点Ｋ０の真上に対応するように設
置されている。また、レーザ測量装置２における前記矢
印Ｂ方向が、測量現場１における前記所定のＸ−Ｙ二次
元座標のＸ軸方向に一致するように設置されている。

【００２０】以上説明したレーザ測角装置５０及びレー
ザ測距装置５１以外にレーザ測量装置２は、図２に示す
ように、距離測定演算指令手段４０、二次元位置演算部
３０、出力部３１、入力部３３、メモリ部３５を、それ
ぞれバス線を介して前記測角制御手段１９及び前記測距
制御手段２５に接続された形で有している。一方、測量
現場１には、図４に示すように公知のレーザ測量用のタ
ーゲット６０が設置されている。ターゲット６０は、鉛
直上下方向に伸延した棒状に形成されており（図示せ
ず）、その外周側部には、レーザ光を反射し得る反射面
（図示せず）が被着配設されている。この反射面は、レ
ーザ光が当たった場合、このレーザ光を入射経路と同一
の経路で反対方向に反射させる再帰性を有したものであ
る。

【００２１】レーザ測量装置２及びターゲット６０等は
以上のように構成されているので、該レーザ測量装置２
を用いて測量現場１での測量作業を行うと次のようにな
る。まず測量現場１のうち、図４に示すように、これか
ら二次元位置を検出しようとしている検出点Ｋｘ、Ｋｙ
等が存在する近辺の適宜な点を選択し、該点の二次元位
置ＮＴ１（即ち、Ｘ−Ｙ二次元座標上の座標位置）を適
宜の測量方法（従来の測量方法でよい）により検出す
る。検出により該点は二次元位置ＮＴ１が既知なる既知
点Ｋ０となった。次いで、前記レーザ測量装置２を、図
１及び図４に示すように、既知点Ｋ０に対応する形、即
ち前記回転ミラー１６の回転軸Ｑ１が既知点Ｋ０の真上
に対応する形で設置する。また、適宜な方位検出手段等
によりＸ−Ｙ二次元座標のＸ軸方向を検出し（この検出
法は従来行われている任意の方法でよい）、レーザ測量
装置２における前記矢印Ｂ方向が、前記Ｘ軸方向に一致
するように該レーザ測量装置２を配置する。また、測量
現場１において、これから二次元位置ＮＴｘを検出しよ
うとしている検出点Ｋｘにターゲット６０を設置する。

【００２２】次いで、レーザ測量装置２の入力部３３を
介して測量作業開始の指示を入力する。入力された指示
は、図２に示すようにバス線を介して測角制御手段１９
の主制御部２０に伝送され、主制御部２０はレーザ制御
部２２にレーザ発振を命令する。レーザ制御部２２は該
レーザ発振の命令を受けて、レーザ発振部１１を始動さ
せてレーザ光ＬＳの発振を開始させる。その結果、レー
ザ発振部１１からは、以降継続してレーザ光ＬＳが発振
される。発振されたレーザ光ＬＳは図１の矢印Ａ方向に
進んでハーフミラー１２に反射して矢印Ｃ方向に進み、
更にレーザ反射ミラー９に反射して矢印Ｂ方向に進み、
回転ミラー１６に到達する。更に主制御部２０は、前記
測量作業開始の指示を受けて、走査駆動部制御部２３に
回転ミラー１６の駆動を命令し、走査駆動部制御部２３
は該命令を受けて走査駆動部１７を始動させて、回転ミ
ラー１６の回転駆動を開始させる。その結果、回転ミラ
ー１６は以降継続して矢印Ｇ方向に回転駆動され続け
る。よって、回転ミラー１６に到達したレーザ光ＬＳ
は、回転により刻一刻と反射面１６ａ、１６ａの向きを
変えている回転ミラー１６のうち、どちらか一方の反射
面１６ａの反射点Ｐ１において反射して、前記走査平面
ＳＨ１上で走査される形で外部に矢印Ｅ方向に射出され
る。

【００２３】レーザ測量装置２の回り、従って前記回転
軸Ｑ１の回りを略３６０度において走査平面ＳＨ１上を
走査しているレーザ光ＬＳは、図４に示すように、レー
ザ測量装置２の回り３６０度のうちいずれかの方向に存
在している前記ターゲット６０に到達する。ターゲット
６０に到達したレーザ光ＬＳは、再帰性を有した反射面
に当たり、当たったレーザ反射点Ｒ１において矢印Ｆ方
向に反射して、該ターゲット６０までの往路と同一経路
を進んで再び回転ミラー１６に到達する。レーザ光ＬＳ
が再び回転ミラー１６に到達した時点での回転ミラー１
６の位置状態は、上述したように該レーザ光ＬＳが直前
に該回転ミラー１６において矢印Ｅ方向に反射した時点
での回転ミラー１６の位置状態と略同じであるため、こ
のレーザ光ＬＳは回転ミラー１６の反射面１６ａの反射
点Ｐ１において反射して往路と同一経路を矢印Ａ方向に
進み、レーザ反射ミラー９で矢印Ｄ方向に反射され、ハ
ーフミラー１２に到達する。従って、ハーフミラー１２
に到達した該レーザ光ＬＳの一部は該ハーフミラー１２
を透過して光センサ１５に受け取られる（即ち捕捉され
る。）。

【００２４】ところで、光センサ１５はレーザ光ＬＳを
受け取る、即ち捕捉することによって、図２に示すよう
に、受光検出部２１に所定の電圧を出力し、受光検出部
２１は、光センサ１５より出力された前記所定の電圧を
検出して、レーザ光ＬＳを受光したことを示す受光信号
Ｓ１を角度方向検出部２４に伝送する。一方、走査角度
検出手段３２は、随時、回転ミラー１６の前記回転角度
θＡを検出し、この回転角度を上述したように走査角θ
Ｂに補正した後、該走査角θＢを逐次、角度方向検出部
２４に伝送している。よって、角度方向検出部２４は、
光センサ１５からの受光信号Ｓ１を受け取った際に、走
査角度検出手段３２より伝送された最新の走査角θＢ
を、ターゲット６０に対応した走査角θＢであると判定
し、該走査角θＢに基づいて、前記回転軸Ｑ１を中心と
したターゲット６０のレーザ反射点Ｒ１に向かう角度方
向ＫＥ（例えば具体的には、回転軸Ｑ１を中心として走
査角θＢの方向、即ち矢印Ｅ方向に向かう二次元座標上
の方向ベクトル）を演算検出する。演算検出した角度方
向ＫＥはバス線を介して二次元位置演算部３０に伝送す
る。

【００２５】更に、受光検出部２１は前記受光信号Ｓ１
を角度方向検出部２４に伝送するだけでなく、距離測定
演算指令手段４０にも伝送する。受光信号Ｓ１を受け取
った距離測定演算指令手段４０は、距離測定演算の命令
を測距制御手段２５に伝送する。即ち、伝送された距離
測定演算の命令は、測距制御手段２５の主制御部２６に
受け取られ、該主制御部２６は距離測定演算を開始す
る。即ち、主制御部２６は、測距レーザ制御部２７に測
距レーザ発振の命令を伝送し、測距レーザ制御部２７
は、該命令を受けて測距レーザ発振・受信部１３に測距
レーザ光ＬＴの発振を実行させる。その結果、測距レー
ザ発振・受信部１３は測距レーザ光ＬＴを、図１に示す
ように矢印Ｃ方向に発振し、矢印Ｃ方向に発振された測
距レーザ光ＬＴは測距レーザ反射ミラー１０に反射して
矢印Ｂ方向に進み、回転ミラー１６に到達する。ところ
で、上述したレーザ光ＬＳが光センサ１５に捕捉され、
距離測定演算指令手段４０の命令に基づいて測距レーザ
発振・受信部１３から測距レーザ光ＬＴが発振されるま
でにかかる時間は非常に短く、この時間の間で回転ミラ
ー１６が回転移動する角度は無視できる程度に小さい
（即ち、回転ミラー１６は殆ど回転移動していな
い。）。よって、測距レーザ光ＬＴが到達した回転ミラ
ー１６は、上述したレーザ光ＬＳ（即ち、回転ミラー１
６で反射してターゲット６０に当たったレーザ光ＬＳ）
が矢印Ｅ方向に反射した際の位置状態と略同一の位置状
態にある。即ち、レーザ測角装置５０の回転軸Ｑ１に対
するレーザ射出方向（従って矢印Ｅ方向）の位相（具体
的には該矢印Ｅ方向でレーザ光ＬＳを射出する際の回転
ミラー１６の回転角度θＡ）と、レーザ測距装置５１の
回転軸Ｑ１に対するレーザ射出方向（従って矢印Ｅ方
向）の位相（具体的には該矢印Ｅ方向で測距レーザ光Ｌ
Ｔを射出する際の回転ミラー１６の回転角度θＡ）が一
致している。つまり、測距レーザ光ＬＴは回転ミラー１
６の反射面１６ａの反射点Ｐ２において反射して、上述
したレーザ光ＬＳと同一の方向である矢印Ｅ方向に射出
される。

【００２６】矢印Ｅ方向に射出された測距レーザ光ＬＴ
は、図４に示すように、該矢印Ｅ方向に存在している前
記ターゲット６０に到達する。ターゲット６０に到達し
た測距レーザ光ＬＴは、再帰性を有した反射面に当た
り、当たったレーザ反射点Ｒ２（即ち、前記レーザ反射
点Ｒ１の真上の位点）において矢印Ｆ方向に反射して、
該ターゲット６０までの往路と同一経路を進んで再び回
転ミラー１６に到達する。測距レーザ光ＬＴが再び回転
ミラー１６に到達した時点での回転ミラー１６の位置状
態は、該測距レーザ光ＬＴが直前に該回転ミラー１６に
おいて矢印Ｅ方向に反射した時点での回転ミラー１６の
位置状態と略同じであるため、この測距レーザ光ＬＴは
回転ミラー１６の反射面１６ａの反射点Ｐ２において反
射して往路と同一経路を矢印Ａ方向に進み、測距レーザ
反射ミラー１０で矢印Ｄ方向に反射され、測距レーザ発
振・受信部１３に受信される。測距レーザ発振・受信部
１３では、測距レーザ光ＬＴについての発振レーザ光
（即ち参照光）と受信レーザ光（即ち送信光）をそれぞ
れ電気信号に変換して位相差検出部２８に伝送し、位相
差検出部２８ではこれら電気信号に変換された発振レー
ザ光と受信レーザ光から、これら発振レーザ光と受信レ
ーザ光の位相差ＹＳを検出する。検出された位相差ＹＳ
は距離演算部２９に伝送され、距離演算部２９では該位
相差ＹＳに基づいて、ターゲット６０のレーザ反射点Ｒ
２と、反射点Ｐ２、即ちレーザ射出基準点である回転軸
Ｑ１の間の距離ＫＹを演算する（なぜなら、測距レーザ
発振・受信部１３のレーザ発振・受信位置と回転ミラー
１６の反射点Ｐ２との間の距離は既知なる一定値である
から。）。その後、演算した距離ＫＹは二次元位置演算
部３０に伝送される。

【００２７】以上のように二次元位置演算部３０には、
角度方向ＫＨ及び距離ＫＹが伝送されたので、二次元位
置演算部３０は、これら角度方向ＫＨ及び距離ＫＹに基
づいてターゲット６０のレーザ反射点Ｒ１、Ｒ２の二次
元位置、即ち該ターゲット６０が設置されている検出点
Ｋｘの二次元位置ＮＴｘを演算する（なぜなら、レーザ
反射点Ｒ１、Ｒ２は検出点Ｋｘの真上に存在しているの
で、Ｘ−Ｙ二次元座標上のレーザ反射点Ｒ１、Ｒ２、検
出点Ｋｘの位置は全て同一になる。）。即ち、角度方向
ＫＨ及び距離ＫＹにより回転軸Ｑ１、即ち該回転軸Ｑ１
の真下に存在する既知点Ｋ０を中心とした、検出点Ｋｘ
に向かう二次元ベクトルが演算決定される。つまり、既
知点Ｋ０に対する検出点Ｋｘの相対二次元位置が求めら
れる。ところで、二次元位置演算部３０には、既知点Ｋ
０のＸ−Ｙ二次元座標上の二次元位置ＮＴ１が入力部３
３等を介して予め入力されているので、二次元位置演算
部３０は、該二次元位置ＮＴ１と、前記演算して求めら
れた検出点Ｋｘの相対二次元位置とにより、該検出点Ｋ
ｘのＸ−Ｙ二次元座標上の二次元位置ＮＴｘを演算す
る。その後、演算された検出点Ｋｘの二次元位置ＮＴｘ
はメモリ部３５に伝送され記憶される。

【００２８】次いで、ターゲット６０を移動して、図４
に示すように、別の検出点Ｋｙに設置し、上述した測量
動作、即ち、レーザ測角装置５０により、レーザ光ＬＳ
を走査平面ＳＨ１上で射出走査し、ターゲット６０のレ
ーザ反射点Ｒ１において反射したレーザ光ＬＳを光セン
サ１５で捕捉し、このときの回転ミラー１６の回転角度
θＡによって回転軸Ｑ１を中心としたレーザ反射点Ｒ１
に向かう角度方向ＫＥを演算検出し、またレーザ反射点
Ｒ１において反射したレーザ光ＬＳを光センサ１５で捕
捉した際に、レーザ測距装置５１により、回転軸Ｑ１と
ターゲット６０のレーザ反射点Ｒ２との間の距離ＫＹを
測定演算し、その後、検出された角度方向ＫＥ及び測定
演算された距離ＫＹ及び既知点Ｋ０に基づいて、検出点
Ｋｙの二次元位置ＮＴｙを演算しメモリ部３５に伝送し
記憶するという、この一連の動作を行う。以降、ターゲ
ット６０を移動して別の検出点に設置して上述した測量
動作を行う形で測量作業を繰り返して、二次元位置を検
出すべき全ての検出点についての二次元位置を演算しメ
モリ部３５に記憶するようにする。その後、出力部３１
を介してメモリ部３５に記憶されていた二次元位置ＮＴ
ｘ、ＮＴｙ等の二次元位置を出力し、全ての測量作業を
完了する。

【００２９】なお、レーザ測量装置２では、上述したよ
うに多数の検出点の二次元位置の検出を、ターゲット６
０を移動させながら行う測量作業において、ターゲット
６０を移動させる速度を速くしても、これら検出点の二
次元位置の検出を容易に行うことができる。即ち、ター
ゲット６０を移動させる速度をいくら速くしても、レー
ザ測角装置５０の回転軸Ｑ１を中心にした該ターゲット
６０の角速度は、通常、レーザ測角装置５０の回転ミラ
ー１６が回転軸Ｑ１を中心に回転する角速度に比べて非
常に小さい。従って、ターゲット６０を移動させる速度
をいくら速くしても、移動して１つの検出点に位置して
いる状態のターゲット６０に対し、走査平面ＳＨ１上を
走査しているレーザ光ＬＳは少なくとも１度は当たり得
ることになる。つまり、ターゲット６０を移動させる速
度をいくら速くしても、該ターゲット６０が位置する検
出点に向かう角度方向ＫＨは容易に検出され得る。ま
た、上述したようにレーザ測角装置５０の回転軸Ｑ１に
対するレーザ射出方向（従って矢印Ｅ方向）の位相（具
体的には該矢印Ｅ方向でレーザ光ＬＳを射出する際の回
転ミラー１６の回転角度θＡ）と、レーザ測距装置５１
の回転軸Ｑ１に対するレーザ射出方向（従って矢印Ｅ方
向）の位相（具体的には該矢印Ｅ方向で測距レーザ光Ｌ
Ｔを射出する際の回転ミラー１６の回転角度θＡ）が一
致しているので、レーザ測角装置５０により射出され、
外部で反射されたレーザ光ＬＳを捕捉した時点で、レー
ザ測距装置５１ではレーザ射出方向を調整することな
く、そのまま直ちに測距動作を行えばよい。即ち、前記
角度方向ＫＨの検出と共に、ターゲット６０が位置する
検出点までの距離ＫＹの測定演算が略遅滞ない形で容易
に行われる。よって、ターゲット６０を移動させる速度
をいくら速くしても、角度方向ＫＨ及び距離ＫＹが容易
に検出され、測定演算され得るので、検出点の二次元位
置の検出は容易に行われる。

【００３０】なお、本発明によるレーザ測量装置は上述
したレーザ測量装置２以外にも、次のように構成されて
もよい。例えば、本発明によるレーザ測量装置の別の一
例であるレーザ測量装置２Ｘは、図５に示すように、上
述したレーザ測量装置２と同様に本体としての三脚３及
びケーシング５を有しており、ケーシング５には上述し
たレーザ測量装置２と同様にレーザ測角装置５０が設け
られている。ところで、ケーシング５にはレーザ測距装
置６１が設けられているが、レーザ測距装置６１は、前
記レーザ測角装置５０と共有する形でレーザ発振部１１
を有している。また、前記レーザ測角装置５０の回転ミ
ラー１６は、レーザ測距装置６１のレーザ射出部を兼ね
たようになっている。即ち、レーザ測角装置５０の動作
としては、レーザ発振部１１から発振されたレーザ光Ｌ
Ｓが、ハーフミラー１２、レーザ反射ミラー９、回転ミ
ラー１６で反射されて、走査平面ＳＨ１上で走査される
形で外部に射出され、ターゲット６０で反射したレーザ
光ＬＳが再び回転ミラー１６、レーザ反射ミラー９で反
射し、ハーフミラー１２に到達し、到達した該レーザ光
ＬＳの一部が該ハーフミラー１２を透過して光センサ１
５に受け取られるようになっている。また、光センサ１
５によりレーザ光ＬＳが受け取られた際の、回転ミラー
１６の回転角度θＡが、走査角度検出手段３２等により
検出されるようになっており、該回転角度θＡから、タ
ーゲット６０のレーザ反射点Ｒ１に向かう角度方向ＫＨ
が検出自在になっている。そしてこれと共に、レーザ測
距装置６１の動作としては、レーザ発振部１１から発振
されたレーザ測角装置５０と共有のレーザ光ＬＳが、レ
ーザ測角装置５０と共有のハーフミラー１２、レーザ反
射ミラー９、回転ミラー１６で反射されて、走査平面Ｓ
Ｈ１上で走査される形で外部に射出され、ターゲット６
０で反射したレーザ光ＬＳが再び回転ミラー１６、レー
ザ反射ミラー９で反射し、ハーフミラー１２に到達し、
到達した該レーザ光ＬＳの一部が該ハーフミラー１２で
矢印Ｂ方向に反射してレーザ発振部１１に受信されるよ
うになっている。従って、この場合、レーザ発振部１１
は上述した１番目の実施例の測距レーザ発振・受信部１
３と同様に、レーザ光ＬＳについての発振レーザ光（即
ち参照光）と受信レーザ光（即ち送信光）をそれぞれ電
気信号に変換して測距制御手段２５の位相差検出部２８
等に伝送し得るようになっている。つまり、ターゲット
６０のレーザ反射点Ｒ１までの距離ＫＹが測定演算自在
になっている。なお本実施例の場合、レーザ測距装置６
１によるレーザ光ＬＳの射出は、走査平面ＳＨ１上を回
転走査する形で常に（即ち微小な時間間隔で略連続的
に）行っている。従って、ターゲット６０のレーザ反射
点Ｒ１までの距離ＫＹの測定演算は、レーザ測角装置５
０の光センサ１５がレーザ光ＬＳを捕捉した際に、距離
測定演算指令手段４０がレーザ測距装置６１に指令を送
り、レーザ測距装置６１は該指令を受けた際に射出した
レーザ光ＬＳにより、ターゲット６０のレーザ反射点Ｒ
１までの距離ＫＹを測定演算し、この距離ＫＹを求める
測定演算結果として採用する形で行う。以上のようにレ
ーザ測量装置２Ｘを構成することにより、レーザ発振部
１１とは別に測距レーザ発振・受信部１３等を設けなく
ても済むので、レーザ測量装置２Ｘ全体の軽量小型化が
実現し都合がよい。

【００３１】また、本発明によるレーザ測量装置は上述
した各実施例のレーザ測量装置以外にも、次のように構
成されてもよい。例えば、本発明によるレーザ測量装置
の別の一例であるレーザ測量装置２Ｙは、図６に示すよ
うに三脚３を有しており、三脚３上には第一ケーシング
７０が支持さている。第一ケーシング７０にはレーザ測
角装置７２及びレーザ測距装置７３が設けられている。
即ち、レーザ測角装置７２は、第一ケーシング７０内に
設けられた所定の駆動モータユニット７０ａを有してお
り、駆動モータユニット７０ａには、該駆動モータユニ
ット７０ａにより軸回転駆動され得る回転軸部材７０ｂ
が接続されている。回転軸部材７０ｂは鉛直上下方であ
る矢印Ｃ、Ｄ方向に伸延しており、回転軸部材７０ｂの
矢印Ｃ側は前記第一ケーシング７０の上方に突出してい
る。回転軸部材７０ｂの矢印Ｃ側には第二ケーシング７
１が固定されて設けられており、従って第二ケーシング
７１は駆動モータユニット７０ａにより回転軸部材７０
ｂを介して、該回転軸部材７０ｂの軸心である回転軸Ｑ
２を中心に図６の矢印Ｇ方向に回転駆動され得るように
なっている。第二ケーシング７１内には、上述した１番
目の実施例におけるものと同様のレーザ発振部１１、ハ
ーフミラー１２、光センサ１５が設けられており、本実
施例では上述した１番目の実施例の回転ミラー１６の代
わりに前記第二ケーシング７１に対して固定的に取付け
られた反射ミラー７５が設けられている。即ち、レーザ
発振部１１から発振されたレーザ光ＬＳが、ハーフミラ
ー１２、レーザ反射ミラー９、反射ミラー７５で反射さ
れて、第二ケーシング７１の外部に水平な方向で射出さ
れるよになっている。なお、反射ミラー７５におけるレ
ーザ光ＬＳの反射点Ｐ１は前記回転軸Ｑ２に位置してい
る。また、第二ケーシング７１は駆動モータユニット７
０ａにより回転軸Ｑ２を中心に矢印Ｇ方向に回転駆動さ
れるので、結局、反射ミラー７５の反射点Ｐ１で反射し
たレーザ光ＬＳは前記回転軸Ｑ２を中心にして走査平面
ＳＨ１上で回転走査される形で外部に射出される。従っ
て、外部に射出され、ターゲット６０で反射したレーザ
光ＬＳが再び反射ミラー７５で反射し、ハーフミラー１
２に到達し、到達した該レーザ光ＬＳの一部が該ハーフ
ミラー１２を透過して光センサ１５に受け取られた際
に、前記第二ケーシング７１の回転角度、即ち反射ミラ
ー７５の回転角度を検出することによって、回転軸Ｑ２
を中心としたターゲット６０のレーザ反射点に向かう角
度方向ＫＨを検出することができるようになっている。
一方、レーザ測距装置７３は、第一ケーシング７０に対
して、回転軸部材７０ｂ及び第二ケーシング７１を介し
た形で設けられている。即ち、レーザ測距装置７３は、
上述した１番目の実施例での測距レーザ発振・受信部１
３と同様の測距レーザ発振・受信部を内蔵した測距レー
ザ発振・受信ユニット７７を、第二ケーシング７１上に
固定した形で有している。測距レーザ発振・受信ユニッ
ト７７のレーザ射出基準点は前記回転軸Ｑ２上に配置さ
れており、測距レーザ発振・受信ユニット７７はこの回
転軸Ｑ２を基準としてレンズ等からなるレーザ射出部７
７ａより測距レーザ光ＬＴを水平方向に射出し得るよう
になっている。また、レーザ射出部７７ａより射出され
てターゲット６０で反射された測距レーザ光ＬＴが測距
レーザ発振・受信ユニット７７のレーザ射出部７７ａに
おいて受信され得るようになっている。なお、レーザ測
角装置７２の回転軸Ｑ２に対するレーザ射出方向、即ち
反射ミラー７５の向きと、レーザ測距装置７３の回転軸
Ｑ２に対するレーザ射出方向、即ちレーザ射出部７７ａ
の向きは一致しており、従ってレーザ測角装置７２の回
転軸Ｑ２に対するレーザ射出方向の位相と、レーザ測距
装置７３の回転軸Ｑ２に対するレーザ射出方向の位相が
一致している。即ち、ターゲット６０のレーザ反射点に
向かう角度方向ＫＨの検出と共に、ターゲット６０のレ
ーザ反射点までの距離ＫＹの測定演算が略遅滞ない形で
容易に行われ得るようになっている。

【００３２】更に、本発明によるレーザ測量装置は上述
した各実施例のレーザ測量装置以外にも、次のように構
成されてもよい。例えば、本発明によるレーザ測量装置
の別の一例であるレーザ測量装置２Ｚは、図７に示すよ
うに三脚３及びケーシング５を有しており、ケーシング
５には上述したレーザ測量装置２Ｘと同様にレーザ測角
装置５０が設けられているが、レーザ測角装置５０のレ
ーザ発振部１１、ハーフミラー１２、レーザ反射ミラー
９、回転ミラー１６等はレーザ測距装置等と共有するも
のではない。また、ケーシング５には、前記レーザ測角
装置５０の回転軸部材１７ｂ及び回転ミラー１６を介し
た形でレーザ測距装置８１が設けられている。即ち、レ
ーザ測距装置８１は、上述した３番目の実施例でのもの
と同様の測距レーザ発振・受信ユニット７７を、回転ミ
ラー１６上に固定した形で有している。測距レーザ発振
・受信ユニット７７のレーザ射出基準点は回転ミラー１
６の回転軸Ｑ１上に配置されており、測距レーザ発振・
受信ユニット７７はこの回転軸Ｑ１を基準としてレンズ
等からなるレーザ射出部７７ａより測距レーザ光ＬＴを
水平方向に射出し得るようになっている。なお、レーザ
測角装置５０の回転軸Ｑ１に対するレーザ射出方向、即
ち回転ミラー１６の向きと、レーザ測距装置８１の回転
軸Ｑ１に対するレーザ射出方向、即ちレーザ射出部７７
ａの向きは一致しており、従ってレーザ測角装置５０の
回転軸Ｑ１に対するレーザ射出方向の位相と、レーザ測
距装置８１の回転軸Ｑ１に対するレーザ射出方向の位相
が一致している。即ち、角度方向ＫＨの検出と共にター
ゲット６０のレーザ反射点までの距離ＫＹの測定演算が
略遅滞ない形で容易に行われる。

【００３３】更に上述した各実施例では、レーザ測角装
置の基準回転軸に対するレーザ射出方向の位相と、レー
ザ測距装置の基準回転軸に対するレーザ射出方向の位相
が一致している場合について説明したが、本発明による
レーザ測量装置では、これら位相が一致していなくても
よい。例えば、レーザ測角装置が、外部のレーザ反射点
で反射されたレーザ光を捕捉した際に、距離測定演算指
令手段がレーザ測距装置に指令を送り、レーザ測距装置
は該指令に基づいて、該指令を受けた際のレーザ測角装
置の基準回転軸に対するレーザ射出方向の位相を回転ミ
ラー１６等の反射鏡の回転角度等により検出し、また、
レーザ測距装置は、レーザ測角装置のレーザ射出方向の
位相を検出した後、走査駆動部１７或いは駆動モータユ
ニット７０ａ等のレーザ射出部駆動手段によりレーザ射
出部を回転駆動させ、該レーザ測距装置の基準回転軸に
対するレーザ射出方向の位相が、前記検出した位相に一
致した際に、レーザ光を射出することにより、レーザ射
出基準点とレーザ反射点との間の距離を測定演算するよ
うにすればよい。

【００３４】また例えば、レーザ測角装置の基準回転軸
に対するレーザ射出方向の位相と、レーザ測距装置の基
準回転軸に対するレーザ射出方向の位相が一定の大きさ
の位相差でズレている場合には、レーザ測角装置が、外
部のレーザ反射点で反射されたレーザ光を捕捉した際
に、距離測定演算指令手段がレーザ測距装置に指令を送
り、レーザ測距装置は該指令に基づいて、走査駆動部１
７或いは駆動モータユニット７０ａ等のレーザ射出部駆
動手段により前記一定の大きさの位相差分だけレーザ射
出部を前記回転駆動させて、レーザ光を射出することに
より、レーザ射出基準点とレーザ反射点との間の距離を
測定演算するようにすればよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第一の
発明は、三脚３、ケーシング５、第一ケーシング７０等
の本体を有し、レーザ光ＬＳ等のレーザ光を、回転軸Ｑ
１、Ｑ２等の鉛直な基準回転軸により回転駆動自在な回
転ミラー１６、反射ミラー７５等の反射鏡により、走査
平面ＳＨ１等の走査平面上で走査させる形で外部に射出
し、射出されて外部のレーザ反射点Ｒ１等のレーザ反射
点で反射されたレーザ光を捕捉し、前記反射鏡の回転角
度θＡ等の回転角度によって前記基準回転軸を中心とし
た前記レーザ反射点に向かう角度方向ＫＨ等の角度方向
を検出し得るレーザ測角装置５０、７２等のレーザ測角
装置を前記本体に設け、回転軸Ｑ１、Ｑ２等の所定のレ
ーザ射出基準点を基準として回転ミラー１６、レーザ射
出部７７ａ等のレーザ射出部より測距レーザ光ＬＴ、レ
ーザ光ＬＳ等のレーザ光を射出すると共に、外部のレー
ザ反射点Ｒ１、Ｒ２等のレーザ反射点で反射されたレー
ザ光を受信する形で、前記レーザ射出基準点と前記レー
ザ反射点との間の距離ＫＹ等の距離を測定演算し得るレ
ーザ測距装置５１、６１、７３、８１等のレーザ測距装
置を前記本体に設け、前記レーザ測距装置のレーザ射出
基準点を、前記レーザ測角装置の基準回転軸上に配置
し、前記レーザ測距装置に、前記レーザ射出部を前記基
準回転軸を中心に、回転駆動させ得る走査駆動部１７、
駆動モータユニット７０ａ等のレーザ射出部駆動手段を
設け、前記レーザ測角装置が、外部のレーザ反射点で反
射されたレーザ光を捕捉した際に、前記レーザ測距装置
に、前記レーザ射出基準点と前記レーザ反射点との間の
距離の測定演算を指令する距離測定演算指令手段４０等
の距離測定演算指令手段を設け、前記レーザ測角装置に
より検出された角度方向及び、前記レーザ測距装置によ
り測定演算された距離に基づいて、前記レーザ反射点の
二次元位置ＮＴｘ、ＮＴｙ等の二次元位置を演算し得る
二次元位置演算部３０等の二次元位置演算部を設けて構
成されるので、本発明によるレーザ測量装置により測量
を行うには、まずレーザ測角装置によりレーザ光を走査
平面上で走査させる形で外部に射出し、射出されて外部
のレーザ反射点で反射されたレーザ光を捕捉し、基準回
転軸を中心とした前記レーザ反射点に向かう角度方向を
検出する。また、距離測定演算指令手段は、レーザ測角
装置が、外部のレーザ反射点で反射されたレーザ光を捕
捉した際に、レーザ測距装置に距離の測定演算を指令
し、レーザ測距装置は該指令を受けて、レーザ射出部駆
動手段によりレーザ射出部が基準回転軸を中心に回転駆
動されて、該レーザ測距装置の基準回転軸を中心とした
レーザ射出方向が、前記外部のレーザ反射点で反射され
たレーザ光を捕捉した際のレーザ測角装置の基準回転軸
を中心としたレーザ射出方向と一致した際に、レーザ射
出基準点を基準としてレーザ射出部よりレーザ光を射出
すると共に、外部のレーザ反射点で反射されたレーザ光
を受信する形で、前記レーザ射出基準点と前記レーザ反
射点との間の距離を測定演算する。そして、これら角度
方向及び測定演算された距離に基づいて、前記レーザ反
射点の二次元位置を演算するようにする。ところで、本
発明によるレーザ測量装置で行う測量では、検出点であ
るレーザ反射点の二次元位置の検出は、レーザ測量装置
の基準回転軸が対応配置される１つの既知点Ｋ０から検
出点の角度方向及び距離により演算され検出されるの
で、検出点の二次元位置の検出を極力高精度で行うため
には、検出点の位置がこの既知点Ｋ０に近すぎて角度方
向の精度が低くなることのないように、検出点と既知点
Ｋ０との距離が所定の大きさ以上になるように、該既知
点Ｋ０を選定し、また、検出点の位置がこの既知点Ｋ０
から遠すぎて測距や測角のためのレーザ光がターゲット
６０まで到達しにくくなることのないように、検出点と
既知点Ｋ０との距離が所定の大きさ以下になるように、
該既知点Ｋ０を選定すればよい。即ち、この選定は、単
に１つの既知点Ｋ０から検出点までの距離の遠近を考慮
するだけでできるので、レーザ測量作業に手間がかから
ない。

【００３６】また本発明のうち第二の発明は、第一の発
明によるレーザ測量装置において、前記レーザ測角装置
及び前記レーザ測距装置は共有のレーザ発振部１１等の
レーザ発振手段を有し、前記レーザ測角装置の反射鏡
は、前記レーザ測距装置のレーザ射出部を兼ねているの
で、第一の発明による効果に加えて、レーザ測角装置と
レーザ測距装置の間でレーザ発振手段等を別個に設けな
くても済み、またレーザ測角装置の反射鏡と、レーザ測
距装置のレーザ射出部を別個に設けなくても済むのでレ
ーザ測量装置全体の小型化或いは軽量化が実現する。ま
た、ターゲット６０を移動させる速度をいくら速くして
も、レーザ測量装置の基準回転軸を中心にした該ターゲ
ット６０の角速度は、通常、レーザ測量装置の反射鏡が
基準回転軸を中心に回転する角速度に比べて非常に小さ
い。従って、ターゲット６０を移動させる速度をいくら
速くしても、移動して１つの検出点に位置している状態
のターゲット６０のレーザ反射点に対し、走査平面上を
走査しているレーザ光は少なくとも１度は当たり得るこ
とになる。つまり、ターゲット６０を移動させる速度を
いくら速くしても、レーザ測角装置による角度方向の検
出は容易に行われる。更に、レーザ測角装置の反射鏡は
レーザ測距装置のレーザ射出部を兼ねているので、レー
ザ測角装置の基準回転軸に対するレーザ射出方向の位相
と、レーザ測距装置の基準回転軸に対するレーザ射出方
向の位相は一致している。よって、レーザ測角装置にお
いて、外部で反射されたレーザ光を捕捉した際には、レ
ーザ測角装置の基準回転軸に対するレーザ射出方向及
び、レーザ測距装置の基準回転軸に対するレーザ射出方
向は共にターゲット６０のレーザ反射点に向いている。
つまり、レーザ測角装置において、外部で反射されたレ
ーザ光を捕捉した際に、レーザ測距装置では、レーザ射
出部である反射鏡の位置状態を調整することなく、その
まま直ちに測距動作を行えばよい。従って、前記角度方
向の検出と共に、レーザ射出基準点とレーザ反射点との
間の距離の測定演算も遅滞なく容易に行われる。即ち、
ターゲット６０を移動させる速度をいくら速くしても、
検出点の二次元位置の検出は容易に行われる。

【００３７】また本発明のうち第三の発明は、第一の発
明によるレーザ測量装置において、前記レーザ測角装置
の基準回転軸に対するレーザ射出方向の位相と、前記レ
ーザ測距装置の基準回転軸に対するレーザ射出方向の位
相が一致しているので、レーザ測角装置による角度方向
の検出と共に、レーザ測距装置による、レーザ射出基準
点とレーザ反射点との間の距離の測定演算も遅滞なく容
易に行われる。また、ターゲット６０を移動させる速度
をいくら速くしても、レーザ測量装置の基準回転軸を中
心にした該ターゲット６０の角速度は、通常、レーザ測
量装置の反射鏡が基準回転軸を中心に回転する角速度に
比べて非常に小さい。従って、ターゲット６０を移動さ
せる速度をいくら速くしても、移動して１つの検出点に
位置している状態のターゲット６０のレーザ反射点に対
し、走査平面上を走査しているレーザ光は少なくとも１
度は当たり得ることになる。つまり、ターゲット６０を
移動させる速度をいくら速くしても、レーザ測角装置に
よる角度方向の検出は容易に行われる。つまり、ターゲ
ット６０を移動させる速度をいくら速くしても、レーザ
測角装置による角度方向の検出及び、レーザ測距装置に
よる距離の測定演算が容易に行われ、従って検出点の二
次元位置の検出が容易に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるレーザ測量装置の一例を
示した模式図である。

【図２】図２は、図１に示すレーザ測量装置が有してい
る各制御手段等を示したブロック図である。

【図３】図３は、図１のＩ矢視図である。

【図４】図４は、図１に示すレーザ測量装置を用いて測
量を行っている様子を示した図である。

【図５】図５は、本発明によるレーザ測量装置の別の一
例を示した模式図である。

【図６】図６は、本発明によるレーザ測量装置の別の一
例を示した模式図である。

【図７】図７は、本発明によるレーザ測量装置の別の一
例を示した模式図である。

【符号の説明】

２……レーザ測量装置２Ｘ……レーザ測量装置２Ｙ……レーザ測量装置２Ｚ……レーザ測量装置３……本体（三脚）５……本体（ケーシング）１１……レーザ発振手段（レーザ発振部）１６……反射鏡、レーザ射出部（回転ミラー）１７……レーザ射出部駆動手段（走査駆動部）３０……二次元位置演算部４０……距離測定演算指令手段５０……レーザ測角装置５１……レーザ測距装置６１……レーザ測距装置７０……本体（第一ケーシング）７０ａ……レーザ射出部駆動手段（駆動モータユニッ
ト）７２……レーザ測角装置７３……レーザ測距装置７５……反射鏡（反射ミラー）７７ａ……レーザ射出部８１……レーザ測距装置ＫＨ……角度方向ＫＹ……距離ＬＳ……レーザ光ＬＴ……レーザ光（測距レーザ光）ＮＴｘ……二次元位置ＮＴｙ……二次元位置Ｑ１……基準回転軸、レーザ射出基準点（回転軸）Ｑ２……基準回転軸、レーザ射出基準点（回転軸）Ｒ１……レーザ反射点Ｒ２……レーザ反射点ＳＨ１……走査平面 θＡ……回転角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体を有し、レーザ光を、鉛直な基準回転軸により回転駆動自在な反
射鏡により、走査平面上で走査させる形で外部に射出
し、射出されて外部のレーザ反射点で反射されたレーザ
光を捕捉し、前記反射鏡の回転角度によって前記基準回
転軸を中心とした前記レーザ反射点に向かう角度方向を
検出し得るレーザ測角装置を前記本体に設け、所定のレーザ射出基準点を基準としてレーザ射出部より
レーザ光を射出すると共に、外部のレーザ反射点で反射
されたレーザ光を受信する形で、前記レーザ射出基準点
と前記レーザ反射点との間の距離を測定演算し得るレー
ザ測距装置を前記本体に設け、前記レーザ測距装置のレーザ射出基準点を、前記レーザ
測角装置の基準回転軸上に配置し、前記レーザ測距装置に、前記レーザ射出部を前記基準回
転軸を中心に、回転駆動させ得るレーザ射出部駆動手段
を設け、前記レーザ測角装置が、外部のレーザ反射点で反射され
たレーザ光を捕捉した際に、前記レーザ測距装置に、前
記レーザ射出基準点と前記レーザ反射点との間の距離の
測定演算を指令する距離測定演算指令手段を設け、前記レーザ測角装置により検出された角度方向及び、前
記レーザ測距装置により測定演算された距離に基づい
て、前記レーザ反射点の二次元位置を演算し得る二次元
位置演算部を設けて構成したレーザ測量装置。
【請求項２】前記レーザ測角装置及び前記レーザ測距装
置は共有のレーザ発振手段を有し、前記レーザ測角装置の反射鏡は、前記レーザ測距装置の
レーザ射出部を兼ねていることを特徴とする請求項１記
載のレーザ測量装置。
【請求項３】前記レーザ測角装置の基準回転軸に対する
レーザ射出方向の位相と、前記レーザ測距装置の基準回
転軸に対するレーザ射出方向の位相が一致していること
を特徴とする請求項１記載のレーザ測量装置。