JP3615846B2 - 測量機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の表示装置を選択的に使用可能とした測量機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土地の距離や高低等を測量する測量機として、従来より、光波測距儀のような測距儀や電子セオドライトのような測角器が一般に用いられている。光波測距儀は、特定の測点から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を、特定の測点を中心とした水平角及び高度角として測量するものである。また、最近では、この光波測距儀と電子セオドライトとを一体に組み合わせたトータルステーションが実用化されるに至っている。
【０００３】
これらの測量機は、一般的に、基台部，この基台部に対して水平方向に回転自在に設けられた本体部，及び、この本体部に対して鉛直方向に回転自在に設けられた視準望遠鏡から構成されている。さらに、測角器では、視準望遠鏡と本体部との間の鉛直角を測定するための角度センサ（エンコーダ等），及び本体部と基台部との間の相対的水平角を測定するための角度センサ（エンコーダ等）が設けられている。従って、この視準望遠鏡によって測定対象地点を視準すると、この基台部に対する視準望遠鏡の水平角及び高度角として、測定対象地点の方向が測角できる。また、測距儀では、視準望遠鏡の視準光軸が、測距光軸と同軸になるように構成されている。従って、この視準望遠鏡によって測定対象地点を視準することにより、測距光軸を測定対象地点に合わせることができる。
【０００４】
ところで、このような測量機では、測量の結果として得られた測量値（測距値，測角値，等）や操作の指示を表示するために、表示装置が備えられている。この場合、上述したように、視準望遠鏡が本体部に対して鉛直方向に回転自在であること，即ち、視準望遠鏡の接眼部が本体部の表側にも裏側にも向くことができることを考慮すると、本体部の表側と裏側とに夫々表示装置を設けて、同じデータを表示するのが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２つの表示装置に夫々同じデータを表示するとなると、表示装置が一個の場合に比して消費電力が大きくなる。特に、各表示装置に照明用のバックライトを設ける場合には、測量機全体としての消費電力が絶対的に大きくなり、測量機のバッテリーの使用可能時間が短くなってしまう。それにも拘わらず、一人の作業者が一度に観察することができる表示装置は、２つのうちのどちらか１個のみである。従って、作業者によって観察されていない側の表示装置は、電力を無駄に消費していることになっていた。
【０００６】
本発明の課題は、以上の問題点に鑑み、作業者による操作の支障となることなく複数の表示装置での消費電力を抑えることができる測量機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多くの場合において作業者は視準望遠鏡の接眼部側で測量機の操作を行うことに着目して、なされたものである。
【０００８】
即ち、請求項１による測量機は、測量対象点を視準するための視準望遠鏡と、この視準望遠鏡を傾動自在に保持する測量機本体と、情報を表示するために前記測量機本体上の異なった箇所に夫々配置された複数の表示装置と、前記測量機本体に対する前記視準望遠鏡の傾動角を測定する傾動角測定手段と、この傾動角測定手段によって測定された前記傾動角に基づいて前記視準望遠鏡の接眼部の位置を認識し、この接眼部に最も近い表示装置のみによって前記情報の表示を行わしめる制御手段とを備えたことを、特徴とする。
【０００９】
この測量機とは、電子セオドライトのような測角器であっても良いし、光波測距儀のような測距儀であっても良いし、これらの機能を併せ持つトータルステーションであっても良い。
【００１０】
測量機は視準望遠鏡を水平方向に傾動自在に保持しても良いし、鉛直方向に傾動自在に保持しても良い。
各表示装置は、全く同じ情報内容を表示することが望ましいが、例えば、一方がデジタル表示をするとともに他方がアナログ表示をするように構成されても良い。この情報とは、測量機による測量結果や操作指示等の情報である。
【００１１】
傾動角測定手段は、視準望遠鏡と測量機本体との間の相対回転角を検出しても良いし、視準望遠鏡自体の傾斜角を測定しても良い。前者の場合、視準望遠鏡に接続された可変抵抗器の抵抗値変化として傾動角を測定しても良いし、ロータリーエンコーダによって傾動角を測定しても良い。
【００１２】
制御手段は、傾斜角の範囲を複数範囲に予め分けておいても良い。各傾斜角の範囲は、夫々、その範囲に対応する表示装置が視準望遠鏡の接眼部に対して他のどの表示装置よりも近づく傾斜角の範囲である。このようにすれば、制御手段は、現時点での傾斜角がどの範囲に入っているかを判断するだけで、対応する表示装置に情報の表示を行わしめることができる。測量機本体が前後両面を備えるとともにこれら前後両面に夫々表示装置を配置している場合には、視準望遠鏡が鉛直方向を向いたときの傾動角が、二つの傾動角の範囲の中間点とすることができる。
【００１３】
制御手段は、表示を行う表示装置に対しては表示データを出力するとともに他の表示装置に対しては情報表示を停止させる停止信号を出力するように構成することができる。また、各表示装置が夫々バックライトを備えている場合には、表示を行う表示装置のバックライトのみを点灯させるとともに、それ以外の表示装置のバックライトを消灯させても良い。
【００１４】
請求項２による測量機は、請求項１の測量機本体が、互いに反対側を向いた前面及び後面を有し、視準望遠鏡が、その接眼部が前記測量機本体の前面と同じ側を向く状態とその接眼部が前記測量機本体の後面と同じ側を向く状態との間で傾動自在となっており、表示装置が、前記測量機本体の前面と後面とに夫々配置されていることで、特定したものである。
【００１５】
請求項３による測量機は、請求項２の視準望遠鏡と測量機本体との間が軸によって回動自在となっているとともに、傾動角測定手段が、この軸回りにおける前記視準望遠鏡と前記測量機本体の相対角を検出することで、特定したものである。
【００１６】
請求項４による測量機は、請求項３の傾動角測定手段が、エンコーダを有していることで、特定したものである。
請求項５による測量機は、請求項３の視準望遠鏡が、前記測量機の使用状態において鉛直方向に傾動することで、特定したものである。
【００１７】
請求項６による測量機は、請求項１の制御手段が、前記情報の表示を行う表示装置に対しては前記情報を表示するための表示データを出力するとともに、それ以外の表示装置に対しては表示を停止させるための停止信号を出力することで、特定したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態は、本発明による測量機をトータルステーションとして適用した例を、示すものである。
＜トータルステーションの機械構成＞
図１は、このトータルステーションの外観を示す正面図であり、図２は、図１の左側から見た状態を示すトータルステーションの側面である。これら図１及び図２から明らかなように、トータルステーションは、取手部１１，本体部２，基台部３，及び、整準ブロック４を、図面上上方から順に積載して構成されている。また、略Ｕ字状の形状を有している本体部２のＵ字状凹部２ａ内には、視準望遠鏡部１が回転自在に保持されている。以下、これら各構成部分の説明を行う。
【００１９】
視準望遠鏡部１は、測角対象地点に配置された反射プリズム（コーナキューブ）やターゲットを視準するための視準望遠鏡１ａを内蔵しており、その接眼部１ｂ及び対物部１ｃが、この視準望遠鏡部１の前後の端面から露出している。この視準望遠鏡１ａは、光波測距のための変調光の送光光学系，及び受光光学系を兼ねている。その他、視準望遠鏡部１内には、この変調光を出射する発光素子，反射プリズムからの変調光の戻り光を受光する受光素子，等が内蔵されている。
【００２０】
この視準望遠鏡部１は、本体部２のＵ字状凹部２ａ内に掛け渡された軸６によって軸支され、図１の紙面の上下方向に沿って立てた垂直面内で回転（傾動）可能となっている。視準望遠鏡部１と一体に回転する軸６の端部には円盤状の透明スケール７ａが固着されている。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７ｃ（図３参照）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は、インクリメンタル方式の鉛直方向エンコーダ７を構成し、軸６回りにおける視準望遠鏡部１と本体部２との間の相対回転方向を示すパルスを、その相対回転角度に対応する個数だけ発生する。また、透明スケール７ａ上には原点検出用パターン７ｄ（図３参照）が描かれている。この原点検出用パターン７ｄは、視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂを本体部２の後面（図１に示されている面）側に向け且つこの視準望遠鏡１ａの光軸を水平方向を向けた時に検出装置７ｂによって検出される位置に、描かれている。この原点検出パターン７ｄを検出すると、検出装置７ｂは、原点検出を示すパルス（原点検出パルス）を出力する。
【００２１】
基台部３は、図２に示すように、トータルステーションの使用時において鉛直方向に向けられる軸９によって、本体部２の底面に軸支される。この軸９は、軸６の方向に直交する方向を向くように、配置されている。このような構成により、基台部３は、図１及び図２の紙面の左右方向に沿って立てた面内で、本体部２に対して相対回転可能となっている。この基台部３と一体に回転する軸９の端部には円盤状のスケール１０ａが設けられている。一方、本体部２内には、このスケール１０ａ上に描かれたパターンを読み取る検出装置１０ｂが固設されている。これらスケール１０ａ及び検出装置１０ｂは、インクリメンタル方式の水平方向エンコーダ１０を構成し、基台部３と本体部２との間の相対回転方向を示すパルスを、その相対回転角に対応する個数だけ発生する。
【００２２】
測量機本体としての本体部２は、上述した鉛直方向エンコーダ７及び水平方向エンコーダ１０の他、トータルステーション全体の制御を行うための回路を内蔵している。そして、その後面には、この回路によって出力される各種データや操作指示を表示する第１表示装置１２ａが設けられている。また、その前面には、第１表示装置１２ａと同じ内容の表示を行える第２表示装置１２ｂが設けられている。これら第１表示装置１２ａ及び第２表示装置１２ｂは、共に、液晶表示素子（ＬＣＤ）である。そして、第１表示装置１２ａは、その背後（本体部２の内部）に設けられた第１バックライト１４ａによって照明される。同様に、第２表示装置１２ｂは、その背後（本体部２の内部）に設けられた第２バックライト１４ｂによって照明される。これら各表示装置１２ａ，１２ｂの下側には、各種データや操作コマンドを本体部２の内部回路に入力するための入力操作部１３が設けられている。なお、本体部２の後面に設けられた鉛直方向微調整ネジ２ｂは、視準望遠鏡部１の本体部２に対する回転量を微調整するためのネジである。また、本体部２の下部近傍に設けられた水平方向微調整ネジ２ｃは、本体部２の基台部３に対する回転量を微調整するためのネジである。
【００２３】
本体部２の上部には、そのＵ字状凹部２ａをまたぐように、取手部１１が着脱自在に取り付けられている。即ち、トータルステーションの上方に位置する地点を測距する場合には、この取手部１１が測距光軸を遮ってしまうので、この取手部１１を取り外す。また、トータルステーションの上方後側に位置する点と上方前側に位置する点との間の角度を測角する場合には、視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂが本体部２の前面と同じ側を向く状態から後面と同じ側を向く状態へ移動するように、視準望遠鏡１ａを回転させねばならない。従って、この回転操作の邪魔にならないよう、この取手部１１を取り外す。
【００２４】
整準ブロック４は、上部板４ａ及び下部板４ｂから構成されて、下部板４ｂからの突出量が微調整可能な３個の整準ネジ８をその周方向における等角度間隔位置に有している。そして、これら整準ネジ８の突出量を微調整することにより、上部板４ａを下部板４ｂに対して任意の向き及び角度に相対傾動させて、軸９を鉛直方向に向けさせることができる。なお、基台部３と上部板４ａとの間は、相互に水平方向にシフト可能な求心軸受となっており、軸９を所定の測点上に移動させる求心作業ができるようになっている。図２に示すように本体部２の側面からその接眼部が突出するように設けられた求心望遠鏡２ｄは、軸９と同軸の対物光軸を有し、上述の求心作業を行うためのガイドとして機能する。また、上部板４ａに設けられた固定ネジ４ｃは、基台部３と上部板４ａとの間の動きを固定するためのネジである。
【００２５】
以上の機械構成により、視準望遠鏡部１は、基台部３に対してあらゆる方向を向くことができる。そして、この時の視準望遠鏡１ａの方向は、鉛直方向エンコーダ７及び水平方向エンコーダ１０によって測角される。
＜トータルステーションの内部回路＞
次に、トータルステーション内部回路の主要部を、図３のブロック図を用いて説明する。
【００２６】
図３において、ＣＰＵ１５は、鉛直方向エンコーダ７の検出装置７ｂに接続された鉛直角測定回路１６，第１表示装置１２ａ及び第１バックライト１４ａに接続された第１駆動回路１７ａ，及び、第２表示装置１２ｂ及び第２バックライト１４ｂに接続された第２駆動回路１７ｂに、夫々接続されている。なお、この図３においては、視準望遠鏡部１内に内蔵されている光波測距用回路，水平方向エンコーダ１０，及び入力操作部１３の図示が省略されている。
【００２７】
上述の鉛直角測定回路１６は、鉛直方向エンコーダ７の検出装置７ｂから出力される各種パルスをカウントすることにより、視準望遠鏡１ａの鉛直角（傾動角）を測角する。詳しく述べると、図２に示すように、視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂを本体部２の後面側に向けた状態でこの視準望遠鏡１ａの光軸を水平方向を向けた状態では、上述した如く、鉛直方向エンコーダ７の検出装置７ｂから原点検出パルスが出力される。鉛直角測定回路１６は、この原点検出パルスを検出すると、内部カウンタをリセットして、視準望遠鏡１ａの鉛直角を示しているそのカウント値を“０”にする。従って、この時の視準望遠鏡１ａの鉛直角は、０度であると測角される。
【００２８】
そして、視準望遠鏡１ａが図２の状態から時計方向に回転すると、＋方向の回転を示すパルスが、その回転角度に応じた個数だけ検出回路７ｂから出力される。鉛直角測定回路１６は、このパルスを検出する毎に、内部カウンタのカウント値を＋方向にカウントアップする。従って、その回転角が＋方向の角度として測角される。例えば、視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂが下方を向いた時には、その鉛直角が＋９０度であると測角され、視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂが本体部２の前側にて水平方向を向いた時には、その鉛直角が＋１８０度であると測角される。
【００２９】
これに対して、視準望遠鏡１ａが図２の状態から反時計方向に回転すると、−方向の回転を示すパルスが、その回転角度に応じた個数だけ検出回路７ｂから出力される。鉛直角測定回路１６は、このパルスを検出する毎に、内部カウンタのカウント値を−方向にカウントダウンする。従って、その回転角が−方向の角度として測角される。例えば、視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂが上方を向いた時には、その鉛直角が−９０度であると測角される。即ち、これら鉛直方向エンコーダ７及び鉛直角測定回路１６が、傾動角測定手段を構成する。
【００３０】
制御手段としてのＣＰＵ１５は、このトータルステーション全体の制御を行う中央処理装置である。即ち、このＣＰＵ１５は、入力操作部１３からの入力に応じて、図示せぬ光波測距用回路に対して測距開始命令を発行するとともに、この光波測距用回路にて測距された測距値を受信する。また、このＣＰＵ１５は、鉛直角測定回路１６にて測角された鉛直角，及び、水平方向エンコーダ１０に接続された図示せぬ水平角測定回路にて測角された水平角を、受信する。ＣＰＵ１５は、受信したこれらデータに対して所定のデータ処理を施すことにより、種々の情報を算出する。
【００３１】
ＣＰＵ１５は、これら受信され又は算出した各データ並びに入力指示等の表示データを、制御信号とともに、何れかの駆動回路１７ａ，１７ｂに対して出力する。この制御信号とは、各駆動回路１７ａ，１７ｂを起動させて、表示データを表示可能な状態とするための信号である。なお、ＣＰＵ１５は、表示データ及び制御信号を送信しない側の駆動回路１７ａ，１７ｂに対しては、停止信号を出力する。この停止信号とは、駆動回路１７ａ，１７ｂを停止させて情報表示を停止させるための信号である。具体的には、ＣＰＵ１５は、鉛直角測定回路１６から入力される鉛直角θが−９０度＜θ≦＋９０度の範囲内である場合，即ち、視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂが本体部２の後面側を向いている場合には、この接眼部１ｂの近傍に位置する第１表示装置１２ａを駆動するための第１駆動回路１７ａ対して、制御信号及び表示データを出力し、接眼部１ｂから離れた側に位置する第２表示装置１２ｂを駆動するための第２駆動回路１７ｂに対して、停止信号を出力する。これに対して、鉛直角測定回路１６から入力される鉛直角θが＋９０度＜θ≦＋２７０度の範囲内である場合，即ち、視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂが本体部２の前面側を向いている場合には、この接眼部１ｂの近傍に位置する第２表示装置１２ｂを駆動するための第２駆動回路１７ｂ対して、制御信号及び表示データを出力し、接眼部１ｂから離れた側に位置する第１表示装置１２ａを駆動するための第１駆動回路１７ａに対して、停止信号を出力する。
【００３２】
なお、鉛直角測定回路１６から入力される鉛直角θが＋９０度の場合，及び−９０（＋２７０）度である場合に、両駆動回路１７ａ，１７ｂに対して、制御信号及び表示データを出力しても良い。この場合両表示装置１２ａ，１２ｂによって情報表示がなされることになる。
【００３３】
各駆動回路１７ａ，１７ｂは、ＣＰＵ１５から制御信号及び表示データを受信した場合には、対応するバックライト１４ａ，１４ｂを点灯させるとともに、対応する表示装置（液晶表示板）１２ａ，１２ｂを構成する何れかの電極に、選択的に電圧を印可し、表示データに対応する情報を表示させる。一方、各駆動回路１７ａ，１７ｂは、ＣＰＵ１５から停止信号を受信した場合には、対応するバックライト１４ａ，１４ｂを消灯させるとともに、対応する表示装置（液晶表示板）１２ａ，１２ｂへの電圧印可を停止し、情報表示を中止する。
＜実施例の作用＞
次に、本実施形態による作用を、図４のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、各表示装置１２ａ，１２ｂによって情報表示を行うためにＣＰＵ１５にて実行される制御処理の内容を示すものであり、ＣＰＵ１５に電源が投入されることによりスタートする。そして、最初のＳ１において、鉛直角測定回路１６にて視準望遠鏡１ａの鉛直角を測定させ、測定された鉛直角の値を読み込む。
【００３４】
次のＳ２では、Ｓ１にて読み込んだ鉛直角に基づいて、視準望遠鏡１ａの接眼部１の向きを判定する。そして、鉛直角θが−９０度＜θ≦＋９０度の範囲にある場合には、接眼部１が本体２の後面側に位置するものと判断し、Ｓ３において、第１駆動回路１７ａに対して制御信号及び表示データを出力するとともに、第２駆動回路１７ｂに対して停止信号を出力する。その結果、図５（１）に示すように、第１表示装置１２ａのみによって表示がなされ、第２表示装置１２ｂによる表示が停止される。
【００３５】
これに対して、鉛直角θが＋９０度＜θ≦＋２７０度の範囲にある場合には、接眼部１が本体２の前面側に位置するものと判断し、Ｓ４において、第２駆動回路１７ｂに対して制御信号及び表示データを出力するとともに、第１駆動回路１７ａに対して停止信号を出力する。その結果、図５（２）に示すように、第２表示装置１２ｂのみによって表示がなされ、第１表示装置１２ａによる表示が停止される。
【００３６】
何れの場合においても、各信号を出力した後には、現時点における鉛直角を測定するために、処理をＳ１に戻し、以上の各処理を繰り返す。
このように、本実施形態によると、同時に情報の表示を行う表示装置１２ａ，１２ｂは一個のみに限られる。従って、これら表示装置１２ａ，１２ｂを構成する液晶表示板にて消費される電力，及びバックライト１４ａ，１４ｂにて消費される電力も、約半分に抑えることができる。その結果、トータルステーション全体の消費電力を抑えることができるので、バッテリーの使用可能期間の短縮を防止することができる。
【００３７】
なお、このようにして片方の表示装置１２ａ，１２ｂによる情報表示を停止する場合であっても、各時点において視準望遠鏡１ａの接眼部１ｂの近傍に位置する表示装置１２ａ，１２ｂによって、常に情報表示がなされている。この接眼部１ｂの近傍とは、視準を行う作業者がトータルステーションの操作を行っている蓋然性が高い側である。従って、片方の表示装置１２ａ，１２ｂによる情報表示を停止しているとしても、作業者によるトータルステーションの操作に対しては、何らの支障とならない。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明による測量機によれば、測量機に設けられた複数の表示装置のうち作業者によって観察されていない側の表示装置によるデータ表示を停止するようにしたので、作業者による操作の支障となることなく、複数の表示装置での消費電力を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるトータルステーションの正面図
【図２】図１のトータルステーションの側面図
【図３】トータルステーションの内部回路を示すブロック図
【図４】図３のＣＰＵにおいて実行される制御処理を示すフローチャート
【図５】図４の制御処理の結果としてのトータルステーションの状態を示す図
【符号の説明】
１ 視準望遠鏡部
１ａ 視準望遠鏡
２ 本体部
７ 鉛直方向エンコーダ
１２ａ 第１表示装置
１２ｂ 第２表示装置
１４ａ 第１駆動回路
１４ｂ 第２駆動回路
１６ 鉛直角測定回路

Claims (6)

1. 測量対象点を視準するための視準望遠鏡と、
   この視準望遠鏡を傾動自在に保持する測量機本体と、
   情報を表示するために前記測量機本体上の異なった箇所に夫々配置された複数の表示装置と、
   前記測量機本体に対する前記視準望遠鏡の傾動角を測定する傾動角測定手段と、
   この傾動角測定手段によって測定された前記傾動角に基づいて前記視準望遠鏡の接眼部の位置を認識し、この接眼部に最も近い表示装置のみによって前記情報の表示を行わしめる制御手段と
   を備えたことを特徴とする測量機。
2. 前記測量機本体は、互いに反対側を向いた前面及び後面を有し、
   前記視準望遠鏡は、その接眼部が前記測量機本体の前面と同じ側を向く状態とその接眼部が前記測量機本体の後面と同じ側を向く状態との間で傾動自在であり、
   前記表示装置は、前記測量機本体の前面と後面とに夫々配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の測量機。
3. 前記視準望遠鏡と前記測量機本体との間が軸によって回動自在となっているとともに、
   前記傾動角測定手段は、この軸回りにおける前記視準望遠鏡と前記測量機本体の相対角を検出する
   ことを特徴とする請求項２記載の測量機。
4. 前記傾動角測定手段は、エンコーダを有している
   ことを特徴とする請求項３記載の測量機。
5. 前記視準望遠鏡は、前記測量機の使用状態において鉛直方向に傾動する
   ことを特徴とする請求項３記載の測量機。
6. 前記制御手段は、前記情報の表示を行う表示装置に対しては前記情報を表示するための表示データを出力するとともに、それ以外の表示装置に対しては表示を停止させるための停止信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１記載の測量機。

Images