JPH10104501A - 測量機の合焦方法及び合焦装置 - Google Patents
測量機の合焦方法及び合焦装置Info
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- JPH10104501A JPH10104501A JP8258481A JP25848196A JPH10104501A JP H10104501 A JPH10104501 A JP H10104501A JP 8258481 A JP8258481 A JP 8258481A JP 25848196 A JP25848196 A JP 25848196A JP H10104501 A JPH10104501 A JP H10104501A
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- focusing
- distance
- function
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 トータルステーション、光波測距儀等の測量
機において、ＡＦ機能による利便性は失うことなく、測
量機と目標物の間に測距ノイズとなる物体がある測量環
境下においても、確実に目標物に合焦させることができ
る測量機の合焦方法及び合焦装置を得る。 【構成】 目標物を視準する視準望遠鏡と、その目標物
までの距離を測定する測距手段とを有する測量機におい
て、視準望遠鏡の焦点状態を検出してその焦点調節光学
系を目標物に合焦させる自動合焦機能と；測距手段で測
定した目標物迄の距離に基づいて、上記視準望遠鏡の焦
点調節光学系を駆動する距離優先合焦機能と；を有し、
この自動合焦機能と距離優先合焦機能とを選択使用する
測量機。
機において、ＡＦ機能による利便性は失うことなく、測
量機と目標物の間に測距ノイズとなる物体がある測量環
境下においても、確実に目標物に合焦させることができ
る測量機の合焦方法及び合焦装置を得る。 【構成】 目標物を視準する視準望遠鏡と、その目標物
までの距離を測定する測距手段とを有する測量機におい
て、視準望遠鏡の焦点状態を検出してその焦点調節光学
系を目標物に合焦させる自動合焦機能と；測距手段で測
定した目標物迄の距離に基づいて、上記視準望遠鏡の焦
点調節光学系を駆動する距離優先合焦機能と；を有し、
この自動合焦機能と距離優先合焦機能とを選択使用する
測量機。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、視準望遠鏡と測距手段を有する
測量機の合焦方法及び合焦装置に関する。
測量機の合焦方法及び合焦装置に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】光波測距儀、トータルステ
ーションなどの測量機は、目標（目標物）を視準するた
めの視準望遠鏡を備え、目標点を測量する際には、先
ず、視準望遠鏡を目標点に向けて、その目標点に対して
手動で焦点調節ノブを回転させてその目標点に対して合
焦調節を行っていた。しかし、手動での焦点調節は、視
準に集中できない、焦点調節操作に長時間を有するなど
の問題があった。
ーションなどの測量機は、目標（目標物）を視準するた
めの視準望遠鏡を備え、目標点を測量する際には、先
ず、視準望遠鏡を目標点に向けて、その目標点に対して
手動で焦点調節ノブを回転させてその目標点に対して合
焦調節を行っていた。しかし、手動での焦点調節は、視
準に集中できない、焦点調節操作に長時間を有するなど
の問題があった。
【０００３】そこで最近、自動合焦機能（ＡＦ機能）を
備えた視準望遠鏡を有する測量機が開発されている。こ
のＡＦ機能は、視準望遠鏡の焦点調節用のフォーカスレ
ンズを透過した物体光を焦点面と共役な共役面に導き、
その共役面での焦点状態を検出してフォーカスレンズの
デフォーカス量を演算し、そのデフォーカス量に基づい
てフォーカスレンズを合焦位置に移動させるものであ
る。このＡＦの原理そのものは、よく知られており、Ａ
Ｆ一眼レフカメラに広く用いられている。
備えた視準望遠鏡を有する測量機が開発されている。こ
のＡＦ機能は、視準望遠鏡の焦点調節用のフォーカスレ
ンズを透過した物体光を焦点面と共役な共役面に導き、
その共役面での焦点状態を検出してフォーカスレンズの
デフォーカス量を演算し、そのデフォーカス量に基づい
てフォーカスレンズを合焦位置に移動させるものであ
る。このＡＦの原理そのものは、よく知られており、Ａ
Ｆ一眼レフカメラに広く用いられている。
【０００４】このＡＦ機能を備えた測量機は、便利であ
るが、実際に使用してみると、次の問題点がある。ＡＦ
は、視準望遠鏡の視野内の合焦エリア内の物体に対して
行なわれる。このため、視準望遠鏡と目標物との間に、
ノイズとなる物体、例えば、金網や、揺れ動く木々の葉
等がある場合、目標物に対する合焦が行なわれず、ある
いはハンチングを起こす。
るが、実際に使用してみると、次の問題点がある。ＡＦ
は、視準望遠鏡の視野内の合焦エリア内の物体に対して
行なわれる。このため、視準望遠鏡と目標物との間に、
ノイズとなる物体、例えば、金網や、揺れ動く木々の葉
等がある場合、目標物に対する合焦が行なわれず、ある
いはハンチングを起こす。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、ＡＦ機能による利便性は失う
ことなく、このようなノイズがあるような測量環境下に
おいても、確実に目標物に合焦させることができる測量
機の合焦方法及び合焦装置を得ることを目的とする。
ことなく、このようなノイズがあるような測量環境下に
おいても、確実に目標物に合焦させることができる測量
機の合焦方法及び合焦装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、トータルステーション、光波
測距儀等の測量機は、極めて精確な測距機能を有するこ
とに着目し、測距情報による合焦機能（距離優先合焦機
能と呼ぶ）と、自動合焦機能とを切替使用すれば、より
利便性が高い合焦を行なうことができるという着眼に基
づいてなされたものである。
測距儀等の測量機は、極めて精確な測距機能を有するこ
とに着目し、測距情報による合焦機能（距離優先合焦機
能と呼ぶ）と、自動合焦機能とを切替使用すれば、より
利便性が高い合焦を行なうことができるという着眼に基
づいてなされたものである。
【０００７】本発明は、方法の表現によると、目標物を
視準する視準望遠鏡と、その目標物までの距離を測定す
る測距手段とを有する測量機において、視準望遠鏡の焦
点状態を検出してその焦点調節光学系を目標物に合焦さ
せる自動合焦機能と；測距手段で測定した目標物迄の距
離に基づいて、上記視準望遠鏡の焦点調節光学系を駆動
する距離優先合焦機能と；を有し、この自動合焦機能と
距離優先合焦機能とを選択使用することを特徴としてい
る。
視準する視準望遠鏡と、その目標物までの距離を測定す
る測距手段とを有する測量機において、視準望遠鏡の焦
点状態を検出してその焦点調節光学系を目標物に合焦さ
せる自動合焦機能と；測距手段で測定した目標物迄の距
離に基づいて、上記視準望遠鏡の焦点調節光学系を駆動
する距離優先合焦機能と；を有し、この自動合焦機能と
距離優先合焦機能とを選択使用することを特徴としてい
る。
【０００８】本発明は、装置の表現によると、目標物を
視準する視準望遠鏡と、その目標物までの距離を測定す
る測距手段とを有する測量機において、視準望遠鏡の焦
点状態を検出してその焦点調節光学系を目標物に合焦さ
せる自動合焦機能と；測距手段で測定した目標物迄の距
離に基づいて、視準望遠鏡の焦点調節光学系を駆動する
距離優先合焦機能と；この自動合焦機能と距離優先合焦
機能とを選択する合焦態様選択手段と；を有することを
特徴としている。
視準する視準望遠鏡と、その目標物までの距離を測定す
る測距手段とを有する測量機において、視準望遠鏡の焦
点状態を検出してその焦点調節光学系を目標物に合焦さ
せる自動合焦機能と；測距手段で測定した目標物迄の距
離に基づいて、視準望遠鏡の焦点調節光学系を駆動する
距離優先合焦機能と；この自動合焦機能と距離優先合焦
機能とを選択する合焦態様選択手段と；を有することを
特徴としている。
【０００９】測距手段は、例えば光波測距儀とすること
ができ、この光波測距儀が目標物からの反射光を受光す
るか否かに応じて、距離優先合焦機能と自動合焦機能と
を切り替えることができる。また、光波測距儀が目標物
からの反射光を受光しなくなったとき、反射光を受光し
なくなる直前の目標物迄の距離情報に基づき、自動合焦
機能の焦点調節範囲を該距離情報を含む狭い範囲に制限
することができる。測量機がさらに測角機能と該測角情
報のメモリ機能とを持つ場合には、特定の測角位置にお
いて、自動合焦機能から距離優先合焦機能に切り替える
ことができる。勿論、自動合焦機能と距離優先合焦機能
に加えて、手動合焦機能による手動合焦も可能とするの
が実際的である。さらに、合焦距離入力手段を設け、そ
の入力距離に応じた位置に合焦させることもできる。具
体的には、例えば、キーボードや通信端子などから合焦
距離を入力させ、その合焦距離に焦点調節光学系を移動
させる。
ができ、この光波測距儀が目標物からの反射光を受光す
るか否かに応じて、距離優先合焦機能と自動合焦機能と
を切り替えることができる。また、光波測距儀が目標物
からの反射光を受光しなくなったとき、反射光を受光し
なくなる直前の目標物迄の距離情報に基づき、自動合焦
機能の焦点調節範囲を該距離情報を含む狭い範囲に制限
することができる。測量機がさらに測角機能と該測角情
報のメモリ機能とを持つ場合には、特定の測角位置にお
いて、自動合焦機能から距離優先合焦機能に切り替える
ことができる。勿論、自動合焦機能と距離優先合焦機能
に加えて、手動合焦機能による手動合焦も可能とするの
が実際的である。さらに、合焦距離入力手段を設け、そ
の入力距離に応じた位置に合焦させることもできる。具
体的には、例えば、キーボードや通信端子などから合焦
距離を入力させ、その合焦距離に焦点調節光学系を移動
させる。
【００１０】視準望遠鏡は、より具体的には、目標物側
から順に、対物レンズ、可視光を透過するダイクロイッ
クプリズム、焦点調節用のフォーカスレンズ系、正立光
学系、光束分岐系、焦点板及び接眼レンズ系から構成す
ることができ、光波測距儀は、測距光を射出する送出部
および目標物で反射した測距光を受光する受光部を備え
る。そして、この送出部から射出された測距光は、ダイ
クロイックプリズムで反射し、対物レンズを透過して目
標物で反射した後、対物レンズを透過してダイクロイッ
クプリズムで反射し、ミラーで反射して受光部に入射す
る。一方、光束分岐系で分割された光路上には、焦点板
と共役な共役面上の焦点状態を検出する焦点検出センサ
を設け、この焦点検出センサの出力によって共役面上に
合焦させるに必要なフォーカスレンズ系の移動量を演算
する。
から順に、対物レンズ、可視光を透過するダイクロイッ
クプリズム、焦点調節用のフォーカスレンズ系、正立光
学系、光束分岐系、焦点板及び接眼レンズ系から構成す
ることができ、光波測距儀は、測距光を射出する送出部
および目標物で反射した測距光を受光する受光部を備え
る。そして、この送出部から射出された測距光は、ダイ
クロイックプリズムで反射し、対物レンズを透過して目
標物で反射した後、対物レンズを透過してダイクロイッ
クプリズムで反射し、ミラーで反射して受光部に入射す
る。一方、光束分岐系で分割された光路上には、焦点板
と共役な共役面上の焦点状態を検出する焦点検出センサ
を設け、この焦点検出センサの出力によって共役面上に
合焦させるに必要なフォーカスレンズ系の移動量を演算
する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に示す測量機（トータルステ
ーションあるいは光波測距儀）は、光波測距儀と視準望
遠鏡を有する。光波測距儀は、測距光を送出する送光部
１１、測距光を反射するダイクロイックプリズム１３、
測距光を目標物に対して射出する投光レンズおよび目標
物（例えばコーナーキューブ）Ｏで反射した測距光を受
光する受光レンズとしても機能する対物レンズ１５、こ
の対物レンズ１５から入射し、ダイクロイックプリズム
１３で反射された測距光を反射するミラー１７、ミラー
１７で反射された測距光を受光する受光部１９、及び送
光部１１と受光部１９を制御すると共に測距値を検知す
る測距演算部２１を備えている。送光部１１は、測距ビ
ーム発光手段として発光ダイオードあるいはレーザダイ
オードと、これらの素子を組み込んだ光学系を含む送光
ユニットなどで構成されている。ダイクロイックプリズ
ム１３は、測距光は反射するが、自然光（可視光）は透
過するように形成されている。そのため測距光としては
通常、可視光領域から外れた、例えば赤外光領域の光が
使用される。なお、目標に上述のコーナーキューブＯや
ミラーなどを置く他、ノンプリズム（ノンコーナーキュ
ーブ）の光波測距儀であれば、目標物体の表面の反射を
利用する。
ーションあるいは光波測距儀）は、光波測距儀と視準望
遠鏡を有する。光波測距儀は、測距光を送出する送光部
１１、測距光を反射するダイクロイックプリズム１３、
測距光を目標物に対して射出する投光レンズおよび目標
物（例えばコーナーキューブ）Ｏで反射した測距光を受
光する受光レンズとしても機能する対物レンズ１５、こ
の対物レンズ１５から入射し、ダイクロイックプリズム
１３で反射された測距光を反射するミラー１７、ミラー
１７で反射された測距光を受光する受光部１９、及び送
光部１１と受光部１９を制御すると共に測距値を検知す
る測距演算部２１を備えている。送光部１１は、測距ビ
ーム発光手段として発光ダイオードあるいはレーザダイ
オードと、これらの素子を組み込んだ光学系を含む送光
ユニットなどで構成されている。ダイクロイックプリズ
ム１３は、測距光は反射するが、自然光（可視光）は透
過するように形成されている。そのため測距光としては
通常、可視光領域から外れた、例えば赤外光領域の光が
使用される。なお、目標に上述のコーナーキューブＯや
ミラーなどを置く他、ノンプリズム（ノンコーナーキュ
ーブ）の光波測距儀であれば、目標物体の表面の反射を
利用する。
【００１２】測距演算部２１は、送光部１１が射出した
測距光（内部参照光）および受光部１９が受光した測距
光に基づいて、位相差測定法、光レーダ法などによる公
知のアルゴリズムによって目標物までの距離を算出す
る。算出した距離は、図示しないが、表示パネルなどに
表示する。フォーカスレンズ位置演算部２３は、この測
距演算部２１が演算した距離に基づいて、その距離にあ
る目標物に合焦するに必要なフォーカスレンズ３１の移
動位置を演算する。
測距光（内部参照光）および受光部１９が受光した測距
光に基づいて、位相差測定法、光レーダ法などによる公
知のアルゴリズムによって目標物までの距離を算出す
る。算出した距離は、図示しないが、表示パネルなどに
表示する。フォーカスレンズ位置演算部２３は、この測
距演算部２１が演算した距離に基づいて、その距離にあ
る目標物に合焦するに必要なフォーカスレンズ３１の移
動位置を演算する。
【００１３】一方、視準望遠鏡は、目標物側から順に、
対物レンズ１５、ダイクロイックプリズム１３、フォー
カスレンズ３１、正立プリズム３３、ハーフミラー（光
束分岐系）３４、焦点板３５及び接眼レンズ３７を備え
ている。これらの視準望遠鏡と光波測距部は、図示しな
いが一体に測量機本体に組み付けられていて、この本体
は、鉛直軸および水平軸を軸として方位、俯仰角調節自
在に基盤に装着されている。
対物レンズ１５、ダイクロイックプリズム１３、フォー
カスレンズ３１、正立プリズム３３、ハーフミラー（光
束分岐系）３４、焦点板３５及び接眼レンズ３７を備え
ている。これらの視準望遠鏡と光波測距部は、図示しな
いが一体に測量機本体に組み付けられていて、この本体
は、鉛直軸および水平軸を軸として方位、俯仰角調節自
在に基盤に装着されている。
【００１４】対物レンズ１５から入射した目標物光束
（可視光）は、ダイクロイックプリズム１３を透過し、
フォーカスレンズ３１、正立プリズム３３を介して、正
立実像として焦点板３５上あるいはその前後近傍に結像
される。作業者は、この像を、接眼レンズ３７を介して
拡大観察する。焦点板３５には、測距光を照射する目標
となる測距マークおよびその他測量に必要な十字線など
が設けられていて、作業者は、目標物の像を測距マーク
などと重なった状態で観察し、目標物が測距マーク内に
入るように、つまり測距光が視準物に当たるように視準
望遠鏡の方位、俯仰角を調節する。
（可視光）は、ダイクロイックプリズム１３を透過し、
フォーカスレンズ３１、正立プリズム３３を介して、正
立実像として焦点板３５上あるいはその前後近傍に結像
される。作業者は、この像を、接眼レンズ３７を介して
拡大観察する。焦点板３５には、測距光を照射する目標
となる測距マークおよびその他測量に必要な十字線など
が設けられていて、作業者は、目標物の像を測距マーク
などと重なった状態で観察し、目標物が測距マーク内に
入るように、つまり測距光が視準物に当たるように視準
望遠鏡の方位、俯仰角を調節する。
【００１５】ハーフミラー３４によって分岐した光路上
には、焦点板３５と共役な共役面３５Ｃにおける焦点状
態（デフォーカス量）を検出する焦点検出センサ４１が
設けられている。焦点検出センサ４１は、共役面３５Ｃ
の近傍に置いたラインセンサで受光した受光信号を、焦
点状態（デフォーカス量）演算部４２に出力するもの
で、具体的構成は種々知られている。図２は、その原理
の一例を示すもので、共役面３５Ｃの後方に、集光レン
ズ４１ａ、一対のセパレータレンズ４１ｂ、及び、各セ
パレータレンズ４１ｂの後方にそれぞれ位置するＣＣＤ
等の一対のラインセンサ４１ｃが配置されている。
には、焦点板３５と共役な共役面３５Ｃにおける焦点状
態（デフォーカス量）を検出する焦点検出センサ４１が
設けられている。焦点検出センサ４１は、共役面３５Ｃ
の近傍に置いたラインセンサで受光した受光信号を、焦
点状態（デフォーカス量）演算部４２に出力するもの
で、具体的構成は種々知られている。図２は、その原理
の一例を示すもので、共役面３５Ｃの後方に、集光レン
ズ４１ａ、一対のセパレータレンズ４１ｂ、及び、各セ
パレータレンズ４１ｂの後方にそれぞれ位置するＣＣＤ
等の一対のラインセンサ４１ｃが配置されている。
【００１６】この一対のラインセンサ４１ｃに対する物
体像の入射位置は、目標物の像が共役面３５Ｃ上に正確
に結像しているとき（合焦）、共役面３５Ｃより前方に
結像しているとき（前ピン）、及び共役面３５Ｃより後
方に結像しているとき（後ピン）とでそれぞれ異なり、
かつ、合焦位置からのずれ量も、一対のラインセンサ４
１ｃ上への物体像の結像位置によって判断できる。一対
のラインセンサ４１ｃの出力を受けた焦点状態演算部４
２は、この出力をプリアンプ（図示せず）で増幅した
後、演算回路（図示せず）で演算することにより、合
焦、非合焦、前ピン、後ピンを検出し、共役面３５Ｃ上
でのデフォーカス量、及び合焦させるに必要なフォーカ
スレンズ３１の移動量を検出する。
体像の入射位置は、目標物の像が共役面３５Ｃ上に正確
に結像しているとき（合焦）、共役面３５Ｃより前方に
結像しているとき（前ピン）、及び共役面３５Ｃより後
方に結像しているとき（後ピン）とでそれぞれ異なり、
かつ、合焦位置からのずれ量も、一対のラインセンサ４
１ｃ上への物体像の結像位置によって判断できる。一対
のラインセンサ４１ｃの出力を受けた焦点状態演算部４
２は、この出力をプリアンプ（図示せず）で増幅した
後、演算回路（図示せず）で演算することにより、合
焦、非合焦、前ピン、後ピンを検出し、共役面３５Ｃ上
でのデフォーカス量、及び合焦させるに必要なフォーカ
スレンズ３１の移動量を検出する。
【００１７】上記フォーカスレンズ位置演算部２３と焦
点状態演算部４２によるフォーカスレンズ３１の移動量
（移動位置）のデータは、合焦態様選択スイッチ４５を
介して、いずれか一方がフォーカスレンズ位置制御部４
４に与えられる。フォーカスレンズ位置制御部４４は、
フォーカスレンズ位置演算部２３と焦点状態演算部４２
のいずれか一方の出力と、フォーカスレンズ位置検知装
置２９が検知したフォーカスレンズ３１のレンズ位置デ
ータとに基づいて、モータなどを駆動源とするフォーカ
スレンズ駆動装置２７を動作させてフォーカスレンズ３
１を合焦位置に移動させる。
点状態演算部４２によるフォーカスレンズ３１の移動量
（移動位置）のデータは、合焦態様選択スイッチ４５を
介して、いずれか一方がフォーカスレンズ位置制御部４
４に与えられる。フォーカスレンズ位置制御部４４は、
フォーカスレンズ位置演算部２３と焦点状態演算部４２
のいずれか一方の出力と、フォーカスレンズ位置検知装
置２９が検知したフォーカスレンズ３１のレンズ位置デ
ータとに基づいて、モータなどを駆動源とするフォーカ
スレンズ駆動装置２７を動作させてフォーカスレンズ３
１を合焦位置に移動させる。
【００１８】従って、フォーカスレンズ３１の移動制御
は、合焦態様選択スイッチ４５によって、焦点状態（デ
フォーカス量）演算部４２をフォーカスレンズ位置制御
部４４に接続した状態では、自動合焦モードで行なわ
れ、フォーカスレンズ位置演算部２３をフォーカスレン
ズ位置制御部４４に接続した状態では、距離優先合焦モ
ードで行なわれることになる。また、マニュアルフォー
カス装置２８によって、フォーカスレンズ駆動装置２７
を駆動し、フォーカスレンズ３１を任意位置に移動させ
ることも可能である。さらに、合焦距離入力手段３０に
より特定距離を入力し、この入力距離に合焦するよう
に、フォーカスレンズ位置制御部４４を介してフォーカ
スレンズ３１を移動させることもできる。合焦距離入力
手段３０は、例えばキーボードや、各種メモリーからの
読出情報、あるいは通信情報を用いることができる。
は、合焦態様選択スイッチ４５によって、焦点状態（デ
フォーカス量）演算部４２をフォーカスレンズ位置制御
部４４に接続した状態では、自動合焦モードで行なわ
れ、フォーカスレンズ位置演算部２３をフォーカスレン
ズ位置制御部４４に接続した状態では、距離優先合焦モ
ードで行なわれることになる。また、マニュアルフォー
カス装置２８によって、フォーカスレンズ駆動装置２７
を駆動し、フォーカスレンズ３１を任意位置に移動させ
ることも可能である。さらに、合焦距離入力手段３０に
より特定距離を入力し、この入力距離に合焦するよう
に、フォーカスレンズ位置制御部４４を介してフォーカ
スレンズ３１を移動させることもできる。合焦距離入力
手段３０は、例えばキーボードや、各種メモリーからの
読出情報、あるいは通信情報を用いることができる。
【００１９】合焦モードの変更は、作業者が合焦態様選
択スイッチ４５を手動で切り替えて行なうことができる
が、例えば次のような態様で合焦モードを変更すること
ができる。 光波測距儀の受光部１９が目標物からの反射光を受光
する前は、自動合焦モードとし、受光部１９が同反射光
を受光したことを受光検知器４７が検知すると、距離優
先合焦モードに切り替える。受光部１９が反射光を受光
したということは、視準望遠鏡が正しく目標物を視準し
たことを意味するから、その目標物の距離に合焦させれ
ば、以後、測量機と目標物との間に、ノイズとなる物体
が出入りしても、目標物に正確に合焦させておくことが
できる。 測量機が測角機能と該測角情報のメモリ機能とを持つ
トータルステーションである場合、特定の測角位置にお
いて、自動合焦モードから距離優先合焦モードに切り替
える。例えば、基準点測量などで用いられる対回観測で
は、同じ目標（複数）を複数回視準測定するため、その
都度合焦する必要がある。このような測量では、最初に
各目標に合焦したときの角度情報と位置情報をメモリー
部４６にメモリーしておき、特定の測角位置になったと
きに、距離優先合焦モードにすれば、その目標物迄の距
離データに基づいて、該目標物に合焦させることができ
る。
択スイッチ４５を手動で切り替えて行なうことができる
が、例えば次のような態様で合焦モードを変更すること
ができる。 光波測距儀の受光部１９が目標物からの反射光を受光
する前は、自動合焦モードとし、受光部１９が同反射光
を受光したことを受光検知器４７が検知すると、距離優
先合焦モードに切り替える。受光部１９が反射光を受光
したということは、視準望遠鏡が正しく目標物を視準し
たことを意味するから、その目標物の距離に合焦させれ
ば、以後、測量機と目標物との間に、ノイズとなる物体
が出入りしても、目標物に正確に合焦させておくことが
できる。 測量機が測角機能と該測角情報のメモリ機能とを持つ
トータルステーションである場合、特定の測角位置にお
いて、自動合焦モードから距離優先合焦モードに切り替
える。例えば、基準点測量などで用いられる対回観測で
は、同じ目標（複数）を複数回視準測定するため、その
都度合焦する必要がある。このような測量では、最初に
各目標に合焦したときの角度情報と位置情報をメモリー
部４６にメモリーしておき、特定の測角位置になったと
きに、距離優先合焦モードにすれば、その目標物迄の距
離データに基づいて、該目標物に合焦させることができ
る。
【００２０】また、測量作業中に、受光部１９が測距反
射光を受光していた状態から、受光しない状態に変化し
たときには、目標物（例えばコーナキューブＯ）を移動
させている場合が想定される。このとき、次の目標物の
位置は、測距反射光を受光していた状態から大きくは変
化しないことが多い。このため、反射光を受光しなくな
る直前の距離情報に基づき、自動合焦機能の焦点調節範
囲を、該反射光を受光しなくなる直前の距離情報を含む
狭い範囲に制限すれば、次の自動合焦をより迅速に行な
うことができる。
射光を受光していた状態から、受光しない状態に変化し
たときには、目標物（例えばコーナキューブＯ）を移動
させている場合が想定される。このとき、次の目標物の
位置は、測距反射光を受光していた状態から大きくは変
化しないことが多い。このため、反射光を受光しなくな
る直前の距離情報に基づき、自動合焦機能の焦点調節範
囲を、該反射光を受光しなくなる直前の距離情報を含む
狭い範囲に制限すれば、次の自動合焦をより迅速に行な
うことができる。
【００２１】測距距離と、その測距距離の目標物に合焦
する（その距離の目標物の像が焦点板３５上に形成され
る）フォーカスレンズ３１のレンズ位置との関係は、例
えば次のように設定する。予め光学系設計値から計算に
よって、あるいは目標物の実測により求めておいて、こ
れらの関係を多数のゾーンに分割してテーブルデータ化
してＲＯＭなどのメモリ手段に格納しておく。そして、
測距演算部２１が演算した距離データでテーブルデータ
を参照してレンズ位置を求める。また、測距距離とその
距離の目標物に合焦するフォーカスレンズ３１のレンズ
位置との関係を演算式化して演算式をＲＯＭなどにメモ
リしておき、測距時にその演算式を使用して演算により
求めることもできる。
する（その距離の目標物の像が焦点板３５上に形成され
る）フォーカスレンズ３１のレンズ位置との関係は、例
えば次のように設定する。予め光学系設計値から計算に
よって、あるいは目標物の実測により求めておいて、こ
れらの関係を多数のゾーンに分割してテーブルデータ化
してＲＯＭなどのメモリ手段に格納しておく。そして、
測距演算部２１が演算した距離データでテーブルデータ
を参照してレンズ位置を求める。また、測距距離とその
距離の目標物に合焦するフォーカスレンズ３１のレンズ
位置との関係を演算式化して演算式をＲＯＭなどにメモ
リしておき、測距時にその演算式を使用して演算により
求めることもできる。
【００２２】フォーカスレンズ３１の位置を検知するフ
ォーカスレンズ位置検知装置２９は、フォーカスレンズ
３１の移動方向に沿って延びるコード板およびこのコー
ド板上に形成された位置コードを読取手段で読みとる絶
対位置検知手段、またはフォーカスレンズ３１の基準位
置からの移動量をフォーカスレンズ駆動装置２７のモー
タの回転数をカウントして検知する相対位置検知手段に
よって検知できる。また、フォーカスレンズ３１の位置
を、絶対位置検知手段で粗検知し、相対位置検知手段で
精密検知する構成も可能である。
ォーカスレンズ位置検知装置２９は、フォーカスレンズ
３１の移動方向に沿って延びるコード板およびこのコー
ド板上に形成された位置コードを読取手段で読みとる絶
対位置検知手段、またはフォーカスレンズ３１の基準位
置からの移動量をフォーカスレンズ駆動装置２７のモー
タの回転数をカウントして検知する相対位置検知手段に
よって検知できる。また、フォーカスレンズ３１の位置
を、絶対位置検知手段で粗検知し、相対位置検知手段で
精密検知する構成も可能である。
【００２３】以上図示実施の形態では、視準望遠鏡の対
物レンズを送光ユニットから射出した測距光の射出レン
ズおよび受光レンズを視準望遠鏡の対物レンズと兼用さ
せたが、別個独立した構成でもよく、図示した光学系、
制御系など光波測距儀の構成は一例であって図示実施の
形態に限定されないことはいうまでもない。
物レンズを送光ユニットから射出した測距光の射出レン
ズおよび受光レンズを視準望遠鏡の対物レンズと兼用さ
せたが、別個独立した構成でもよく、図示した光学系、
制御系など光波測距儀の構成は一例であって図示実施の
形態に限定されないことはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】本発明の測量機は、視準望遠鏡の焦点状
態を検出してその焦点調節光学系を目標物に合焦させる
自動合焦機能と、測距手段で測定した距離に基づいて視
準望遠鏡の焦点調節光学系を駆動する距離優先合焦機能
とを持ち、この自動合焦機能と距離優先合焦機能とを選
択使用することができるので、自動合焦機能による利便
性は失うことなく、視準望遠鏡と目標物との間に測定ノ
イズとなる物体があるような測量環境下においても、確
実に目標物に合焦させることができる。
態を検出してその焦点調節光学系を目標物に合焦させる
自動合焦機能と、測距手段で測定した距離に基づいて視
準望遠鏡の焦点調節光学系を駆動する距離優先合焦機能
とを持ち、この自動合焦機能と距離優先合焦機能とを選
択使用することができるので、自動合焦機能による利便
性は失うことなく、視準望遠鏡と目標物との間に測定ノ
イズとなる物体があるような測量環境下においても、確
実に目標物に合焦させることができる。
【図１】本発明による測量機の一実施の形態の要部をブ
ロックで示す図である。
ロックで示す図である。
【図２】図１の焦点検出センサー部の具体例を示す図で
ある。
ある。
１１ 送光部 １３ ダイクロイックプリズム １５ 対物レンズ １７ ミラー １９ 受光部 ２１ 測距部 ２３ フォーカスレンズ位置演算部 ２５ フォーカスレンズ位置制御部 ２７ フォーカスレンズ駆動装置 ２９ フォーカスレンズ位置検知装置 ３１ フォーカスレンズ（焦点調節光学系） ３３ 正立プリズム ３４ ハーフミラー（光束分岐系） ３５ 焦点板 ３５Ｃ 共役面 ３７ 接眼レンズ ４１ 焦点検出センサ ４２ 焦点状態（デフォーカス量）演算部 ４４ フォーカスレンズ位置制御部 ４５ 合焦態様選択スイッチ
Claims (13)
- 【請求項１】 目標物を視準する視準望遠鏡と、その目
標物までの距離を測定する測距手段とを有する測量機に
おいて、 視準望遠鏡の焦点状態を検出してその焦点調節光学系を
目標物に合焦させる自動合焦機能と；上記測距手段で測
定した目標物迄の距離に基づいて、上記視準望遠鏡の焦
点調節光学系を駆動する距離優先合焦機能と；を有し、 この自動合焦機能と距離優先合焦機能とを選択使用する
ことを特徴とする測量機の合焦方法。 - 【請求項２】 請求項１において、測距手段は光波測距
儀であり、光波測距儀が目標物からの反射光を受光する
か否かに応じて、距離優先合焦機能と自動合焦機能とを
自動的に切り替える測量機の合焦方法。 - 【請求項３】 請求項２において、光波測距儀が目標物
からの反射光を受光しなくなったとき、反射光を受光し
なくなる直前の目標物迄の距離情報に基づき、自動合焦
機能の焦点調節範囲を該距離情報を含む狭い範囲に制限
する測量機の合焦方法。 - 【請求項４】 請求項１において、測量機はさらに測角
機能と該測角情報のメモリ機能とを持ち、特定の測角位
置において、自動合焦機能から距離優先合焦機能に切り
替える測量機の合焦方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、さらに、手動合焦機能による手動合焦が可能である
測量機の合焦方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項におい
て、さらに、合焦距離入力手段による入力距離に応じた
位置に合焦が可能である測量機の合焦方法。 - 【請求項７】 目標物を視準する視準望遠鏡と、その目
標物までの距離を測定する測距手段とを有する測量機に
おいて、 視準望遠鏡の焦点状態を検出してその焦点調節光学系を
目標物に合焦させる自動合焦機能と；上記測距手段で測
定した目標物迄の距離に基づいて、上記視準望遠鏡の焦
点調節光学系を駆動する距離優先合焦機能と；この自動
合焦機能と距離優先合焦機能とを選択する合焦態様選択
手段と；を有する測量機の合焦装置。 - 【請求項８】 請求項７において、測距手段は光波測距
儀であり、合焦態様選択手段は、光波測距儀が目標物か
らの反射光を受光するか否かに応じて、距離優先合焦機
能と自動合焦機能とを切り替える測量機の合焦装置。 - 【請求項９】 請求項８において、さらに、光波測距儀
が目標物からの反射光を受光しなくなったとき、反射光
を受光しなくなる直前の目標物迄の距離情報に基づき、
自動合焦機能による焦点調節範囲を該距離情報を含む狭
い範囲に制限するリミット機能を有する測量機の合焦装
置。 - 【請求項１０】 請求項７において、測量機はさらに測
角機能と該測角情報のメモリ機能とを持ち、合焦態様選
択手段は、特定の測角位置において、自動合焦機能から
距離優先合焦機能に切り替える測量機の合焦装置。 - 【請求項１１】 請求項７ないし１０のいずれか１項に
おいて、さらに、手動合焦機能を持つ測量機の合焦装
置。 - 【請求項１２】 請求項７ないし１１のいずれか１項に
おいて、さらに、合焦距離入力手段を備え、その入力距
離に応じた位置に合焦が可能である測量機の合焦装置。 - 【請求項１３】 請求項８において、上記視準望遠鏡
は、目標物側から順に、対物レンズ、可視光を透過する
ダイクロイックプリズム、焦点調節用のフォーカスレン
ズ系、正立光学系、光束分岐系、焦点板及び接眼レンズ
系を備え、 上記光波測距儀は、測距光を射出する送出部および目標
物で反射した測距光を受光する受光部を備え、上記送出
部から射出された測距光は、上記ダイクロイックプリズ
ムで反射し、上記対物レンズを透過して目標物で反射
し、上記対物レンズを透過して上記ダイクロイックプリ
ズムで反射し、ミラーで反射して上記受光部に入射し、 上記光束分岐系で分割された光路上には、上記焦点板と
共役な共役面上の焦点状態を検出する焦点検出センサが
備えられ、この焦点検出センサの出力によって共役面上
に合焦させるに必要なフォーカスレンズ系の移動量が演
算される測量機の合焦装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258481A JP3069893B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 測量機の合焦方法及び合焦装置 |
| US08/827,389 US5936736A (en) | 1996-09-30 | 1997-03-27 | Focusing method and apparatus for a surveying instrument having an AF function, and arrangement of an AF beam splitting optical system therein |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258481A JP3069893B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 測量機の合焦方法及び合焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104501A true JPH10104501A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3069893B2 JP3069893B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=17320817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8258481A Expired - Fee Related JP3069893B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 測量機の合焦方法及び合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069893B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006003098A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Topcon Corp | 光波距離測定方法及び光波距離測定装置 |
| US7014969B2 (en) | 2002-10-02 | 2006-03-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Silica fine particle, toner, two-component developer and image forming method |
| CN104076481A (zh) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 三星电子株式会社 | 自动聚焦方法及其设备 |
| CN108288836A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-07-17 | 罗毅霖 | 一种基于激光切熔的输电线路带电远程清障装置及方法 |
| CN109855609A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-06-07 | 仵明 | 一种自动全站仪以及对焦方法 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8258481A patent/JP3069893B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7014969B2 (en) | 2002-10-02 | 2006-03-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Silica fine particle, toner, two-component developer and image forming method |
| JP2006003098A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Topcon Corp | 光波距離測定方法及び光波距離測定装置 |
| CN104076481A (zh) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 三星电子株式会社 | 自动聚焦方法及其设备 |
| CN108288836A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-07-17 | 罗毅霖 | 一种基于激光切熔的输电线路带电远程清障装置及方法 |
| CN109855609A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-06-07 | 仵明 | 一种自动全站仪以及对焦方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3069893B2 (ja) | 2000-07-24 |
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