JP3574479B2

JP3574479B2 - Measurement point indicating device

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Publication number: JP3574479B2
Application number: JP24075494A
Authority: JP
Inventors: 浩二津田
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JPH0875467A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は測量補助者が持つターゲットを利用して測量を行う測量機に設けられ、測量機の視準方向を測量補助者から認識してターゲットを正しい測定ポイントに位置することを可能にした測定ポイント指示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、土木工事等に杭打ち作業等を行うとき、測量機を用いて杭打ちポイントを設定する作業が必要とされる。この場合、測距測角儀（トータルステーション）等の測量機で設定すべきポイント方向を視準し、コーナキューブプリズム等で構成される測距用のターゲットをその視準方向で移動してポイントに設定することが行われる。従来、このポイントの設定には、例えば測量機を操作する測量者と、ターゲットを保持する測量補助者とがトランシーバ等で連絡を取り合いながら、測量者からの指示により測量補助者がターゲットを光軸に対して左右、上下に移動させる方法がとられている。
【０００３】
しかしながら、この方法では、ターゲットを左右移動、上下移動させる度にトランシーバを利用して指示を行なわなければならず、その利用頻度が高く、操作が面倒になるという問題がある。そこで、最近ではターゲットを移動させる一部については測量補助者の側の判断のみでポイント設定を行うようにした各種の試みがなされている。例えば、測量機においてターゲットの位置を認識した上で、その位置情報を光或いは電波等の信号で送出し、ターゲット側にはその信号を受信する受信機を設けておき、この受信機に位置情報を表示することで、測量補助者はこの位置情報に基づいてターゲットの位置を認識し、正しいポイント設定を行うようにしたものがある。このような技術として、特開平６−７４７７０号公報、実開平３−２８１２号公報、実開平５−５９２３２号公報等がある。
【０００４】
また、測量機側からポイントに向けて異なる色や点滅周期等のように、測量補助者がその相違を認識可能な２種類以上の光を射出し、これらの光の射出領域が測量機の視準方向を境にして異なるように設定することで、測量補助者がこの光を見たときに、その色や点滅周期に基づいてポンイトを認識するようにしたものがある。例えば、特開平５−２８０９８４号公報、実開平５−２８９２５号公報、実開平５−７３５１４号公報等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の送受信機を用いて位置情報を伝送表示する装置では、測量補助者は位置情報に基づいて正確にポイント設定は可能であるが、測量機側に送信機を、ターゲット側に受信機をそれぞれ備える必要があるために、システム構成が複雑化され、装置全体が高価なものになるという問題がある。また、測量補助者はターゲットと共に受信機を保持する必要があり、これらの物を保持した状態で移動しながらポイント設定動作を行わなければならないため、その作業負担が大きなものになるという問題がある。
【０００６】
また、後者の光の種類を認識することでポイントを認識する装置では、装置構成が簡略化できる点では有利であるが、その光の見える状態が変化される境界位置を正確に認識するためには多少の熟練が必要とされ、初心者等が直ちにこの装置を利用してポイント設定を行うことが難しいという問題がある。また、この場合、測量補助者の目の位置をターゲットと同一光軸上に位置させないと、両者間の位置のずれによって正確なポイント設定ができないという問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、装置を複雑化、大型化することなく、しかもターゲットを保持する測量補助者側に何らの熟練を要することなく正確なポイント設定を可能にしたポイント指示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の測定ポイント指示装置は、測定ポイントに位置設定されるターゲットを利用して測量を行う測量装置に用いられ、前記ターゲットの測定ポイントを指示するための装置であって、前記ターゲットに向けて光源からの光を当該測定ポイント指示装置の指示光軸に沿って所要の広がり角度で投射する光投射手段と、前記ターゲットからの前記光源の反射光を受光して前記指示光軸に対する前記ターゲットの前記広がり角度方向に沿った位置ずれ量を検出し、その位置ずれ量に対応する信号を出力する位置検出手段と、出力された位置ずれ量の信号に基づいて前記光源を点灯制御するための信号を生成する制御回路とを備え、前記制御回路は前記指示光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じて光投射手段の光源の点灯状態を変化させるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
制御回路は、ターゲットが光軸上に位置されていないときに位置検出手段から出力されるターゲットの位置ずれ量に応じて光源の点滅周波数を変化させる回路と、ターゲットが光軸上に位置されたときに光源を連続点灯させる回路とを備える。
【００１０】
位置検出手段は、光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じた電圧を出力する構成とされ、制御回路は、位置検出手段からの電圧を基準電圧と比較してターゲットが光軸上に位置されているか否かを検出する光軸一致検出回路と、位置検出手段からの電圧と基準電圧との電圧差に応じた周波数信号を発生する電圧・周波数変換回路と、一定電圧の信号を出力する連続点灯信号発生回路と、前記光軸一致検出回路における検出結果に基づいて前記電圧・周波数変換回路と連続点灯信号発生回路との出力を選択して光源に出力し、これらの出力で前記光源を点灯駆動させる切替手段とを備える。
【００１１】
ここで、測量装置に設けられる測距用光学系に、前記光源、位置検出手段、制御回路等を一体的に設け、前記測距用光学系の光軸と前記光源および位置検出手段の光軸とを一致させることが好ましい。また、位置検出手段は光軸に対して左右方向及び上下方向の位置ずれ量を検出することが好ましい。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例の概略説明図であり、例えば光学的な測距機能を有する測量機１は三脚２に設置され測量者ＭＭにより操作される。また、測定ポイント位置には補助者ＳＭがターゲット３を保持して立たさせる。このターゲット３はコーナキューブプリブムで構成され、前記測量機１から射出される光を１８０度方向を変えて反射させ、測量機１ではこの反射光を受光することでターゲット３までの測距が可能となる。この第１実施例では、本発明のポイント指示装置１０は前記測量機１の上部に一体的に搭載されている。
【００１３】
図２は前記ポイント指示装置１０の要部の構成図である。光源１１はＬＥＤ等で構成され、後述する制御回路によって連続点灯状態、或いは設定された周期で点滅されるように制御される。この光源の前方位置にはハーフミラー１３とコリメータレンズ１２が配置され、このコリメータレンズ１２の焦点位置に前記光源１１を配置することで、光源１１からの光を平行光束として前記ターゲット３に向けて投射させる。この場合、光源１１は有限の大きさであるため、コリメータレンズ１２からの光は所要の角度で拡げられた状態で投射される。また、この場合、コリメータレンズ１２の光軸、即ちポイント指示装置１０の光軸ＳＯ（以下、指示光軸と称する）は前記測量機１の光軸Ｏと上下方向に平行で左右方向には一致されるように設定される。また、ハーフミラー１３は指示光軸ＳＯに対して４５度の角度で傾斜されている。
【００１４】
ここで、前記ハーフミラー１３はビームスプリッタで構成されても良く、前記指示光軸ＳＯに沿って前記コリメータレンズ１２から光源１１に向けられた光を反射するように構成される。このハーフミラー１３の反射面側には、前記指示光軸ＳＯの左右方向に対応するようにその長さ方向が向けられた位置検出素子としてＰＳＤ或いはＣＣＤ等の光素子１４が配設され、かつこの位置検出素子１４には位置検出信号処理回路１５が接続され、これらで位置検出手段１６を構成している。この位置検出手段１６は前記指示光軸ＳＯに対するターゲット３の位置を検出するためのものであり、ターゲット３が指示光軸ＳＯ上にあるときにはその出力は予め設定された基準電圧となり、指示光軸ＳＯからのずれ量に応じて基準電圧から正または負の方向に偏った電圧とされる。
【００１５】
例えば、この例では図３にブロック回路図を示すように、位置検出素子１４としてＰＳＤを用いており、このＰＳＤ１４の素子中心部にバイアス電圧ＢＶを印加し、素子左右両端部からそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ２を取りだし、これをアンプ１７，１８で増幅して位置検出信号処理回路１５に入力し、この位置検出信号処理回路１５からは前記電流により求められる電圧を出力させるように構成している。前記ＰＳＤ１４では、光が入射された位置に応じて左右の電流Ｉ１，Ｉ２の出力に偏りが生じるため、位置検出信号処理回路１５ではこの偏り量に対応する電圧を発生させ、これを予め設定されている基準電圧に対して加わえ、或いは減ずることで、ＰＳＤの中心に対するずれ量に応じた電圧を出力することができる。
【００１６】
制御回路２０は前記位置検出手段１６と前記光源１１との間に接続される。この制御回路２０に設けられる光軸一致検出回路２１は、前記位置検出信号処理回路１５からの出力電圧を基準電圧と比較し、両者が一致したとき、即ち位置検出素子１４の中央素子に光が投射されたときに信号を出力する。そして、この出力信号によりスイッチ切替回路２２を駆動してスイッチ２３を切り替え駆動する。また、電圧・周波数変換回路２４は、前記位置検出信号処理回路１５から出力される電圧の変化に応じて周波数が変化される信号を出力する。この場合、出力電圧が基準電圧に近い電圧の場合には低周波のうちでも比較的に高い側の周波数の信号を出力し、出力電圧が基準電圧から離れている場合には低周波のうちでも比較的に低い側の周波数の信号を出力するように構成される。
【００１７】
一方、連続点灯信号発生回路２５は一定の電圧を出力する回路として構成され、例えば定電圧源で構成される。そして、前記電圧・周波数変換回路２４の出力と連続点灯信号発生回路２５の出力は前記スイッチ２３により選択されるように構成される。即ち、前記光軸一致検出回路２１の出力によりスイッチ切替回路２２が、位置検出手段１６に入射される光が指示光軸ＳＯ上の位置の場合には光軸一致検出回路２１の出力によりスイッチ２３を連続点灯信号発生回路２５の出力を選択し、指示光軸位置から外れている場合にはスイッチ２３を電圧・周波数変換回路２４の出力を選択するように構成される。
【００１８】
そして、前記スイッチ２３には前記光源１１としてのＬＥＤを駆動するための駆動用トランジスタＴＲが接続されており、スイッチ２３からの出力により駆動用トランジスタＴＲをオンさせてＬＥＤを発光させるように構成される。この場合、前記スイッチ２３と駆動用トランジスタＴＲとの間には変調回路２６を設けており、高周波信号を出力する発振回路２７と、この発振回路２７の出力と前記スイッチ２３からの出力との論理積をとるアンドゲート２８とで構成される。なお、前記スイッチ２３からの出力の一部は前記位置検出信号処理回路１５に入力されており、スイッチ２３の出力とタイミングが一致される位置検出素子１４からの信号のみを取り込んで前記位置検出動作を行うように構成される。
【００１９】
以上の構成のポイント指示装置の動作を図４の概念図と図５の信号波形図を参照して説明する。図１に示した測量機１によりターゲット３までの距離を測定する際に、ポイント指示装置１０を駆動して測定補助者ＳＭに指示を行い、要求される測定ポイントにターゲット３を移動させる。即ち、光源１１を駆動させてＬＥＤを点灯させ、このＬＥＤから光を射出させることで、この光はコリメータレンズ１２によってその指示光軸ＳＯが測量機１の光軸Ｏに沿うように、かつ多少光束が拡げられた状態でターゲット３に向けて投射される。ターゲット３は測量機１の光軸Ｏに近い位置に位置されるため、前記光はターゲット３に投射され、ターゲット３により１８０度の方向に反射される。この反射された光はコリメータレンズ１２を逆行し、ハーフミラー１３により反射されて位置検出素子１４に結像される。
【００２０】
位置検出素子１４では、ターゲット３が指示光軸ＳＯ上に位置しているときには、その素子中央部に光が結像されるため、前記したように位置検出信号処理回路１５からの出力は基準電圧に等しくなる。また、ターゲット３が指示光軸ＳＯに対して左右方向にずれているときには、位置検出素子１４では素子中央部を外れた箇所に光が結像されるため、位置検出信号処理回路１５からは位置検出素子１４における素子中央部からのずれ量、換言すればターゲット３が指示光軸ＳＯからずれているずれ量に応じて基準電圧に対して偏った電圧、ここでは基準電圧に偏差電圧が加算された電圧が出力される。
【００２１】
いま、図４のＡのようにターゲット３が指示光軸ＳＯ上に位置されているとすると、位置検出信号処理回路１５からは基準電圧が出力されるため、光軸一致検出回路２１は基準電圧との電圧比較結果によりスイッチ切替回路２２を駆動させ、スイッチ２３を図５（Ｅ）のようにａ側に切り替えて連続点灯信号発生回路２５に接続する。このため、図５（Ｄ）のように、連続点灯信号発生回路２５から出力される一定電圧はスイッチ２３を通して変調回路２６に入力され、ここにおいて図５（Ｂ）のような発振回路２７の高周波信号が乗算されて図５（Ｃ）のａ′ように変調され、この変調された信号はＬＥＤの駆動用トランジスタＴＲに入力される。これにより、ＬＥＤは高周波で点滅されるが、この高周波点滅は人間の眼では判別できないため、人間の眼には連続点灯しているように見える。したがって、ターゲット３を保持する測量補助者ＳＭは光源１１からの光をみることで光源１１が連続点灯していることが確認でき、ターゲット３が指示光軸ＳＯ上に位置していることが認識できる。
【００２２】
一方、図４のＢまたはＣのように、ターゲット３が指示光軸ＳＯに対して左または右にずれて位置されているとすると。位置検出信号処理回路１５からは基準電圧に対して正方向に偏った電圧が出力される。したがって、光軸一致検出回路２１はターゲット３が指示光軸上に位置していないことを検出し、スイッチ２３を図５（Ｅ）のようにｂ側に切り替えて電圧・周波数変換回路側２４に接続する。また、これと同時に電圧・周波数変換回路２４では、位置検出信号処理回路１５からの出力と基準電圧との差をとり、例えば図５（Ａ）のように、その電圧差に応じた周波数の信号を出力する。そして、この周波数信号はスイッチ２３により選択されて変調回路２６に入力され、ここで図５（Ｂ）の発振回路２７からの高周波信号で変調され、ＬＥＤの駆動トランジスタＴＲに入力される。したがって、ＬＥＤは電圧・周波数変換回路２４から出力される低周波数の範囲内の周波数信号に応じて図５（Ｃ）のｂ′のように点滅されることになる。この場合にも変調による高周波の点滅は人間の眼には判別できないため、低周波による点滅のみが判別でき、したがって、ターゲット３を保持する測量補助者ＳＭは光源１１が点滅していることで、ターゲット３が指示光軸ＳＯ上に位置していないことが認識できる。
【００２３】
そして、この場合、ターゲット３が指示光軸ＳＯに近い位置にある場合には、位置検出信号処理回路１５からの電圧と基準電圧との電圧差が小さいために、相対的に高い周波数でＬＥＤが点滅し、逆に指示光軸ＳＯから離れている場合には相対的に低い周波数でＬＥＤが点滅するために、測量補助者ＳＭはＬＥＤの点滅周波数が高くなる方向に移動することでターゲット３をより指示光軸ＳＯに近づけることができる。そして、最終的にターゲット３が指示光軸ＳＯに位置されたときには、前記したようにＬＥＤは連続点灯状態とされるため、測量補助者ＳＭはこの連続点灯を確認するまでターゲット３を移動させるようにすればよい。
【００２４】
なお、前記実施例では変調回路２６を設けてＬＥＤを高周波で点滅させているが、その理由は、外部光が位置検出素子１４に入射されたときに、その光をターゲット３で反射された光源からの光として誤検出することが原因とされる位置検出手段１４、及び制御回路２０における誤作動を防止するためである。そのため、この実施例では変調回路２６により高周波成分が加えられたＬＥＤ駆動信号の一部を位置検出信号処理回路１５に入力させ、ここでこのＬＥＤ駆動信号と位置検出素子１４で検出される光信号とのタイミングを比較することで、この検出された光信号がＬＥＤから投射されてターゲット３で反射された光であることを確認している。したがって、外部光の影響による誤作動が生じるおそれがない場合には、変調回路は不要である。
【００２５】
なお、ターゲット３が光源１１から投射される光束の範囲の外にあるときには、位置検出素子１４には反射光が入力されず、位置検出信号処理回路１５からは基準電圧から大きく偏った電圧が出力されるため、電圧・周波数変換回路２４の出力は極めて低周波数の信号となり、測量補助者ＳＭからみれば光源１１が極めて長い周期で点灯と消灯を繰り返していることが見えるため、これで測量補助者ＳＭはターゲット３が光束の範囲外にあり、指示光軸ＳＯから大きく外れている位置であることが認識できる。
【００２６】
このように、このポイント指示装置では、ターゲット３を保持している測量補助者ＳＭは、光源１１から出力される光の点滅状態を確認し、光源１１が点滅状態にあるときにはターゲット３が指示光軸ＳＯ上になく、したがってこの点滅周波数が高くなる方向にターゲット３を移動させれば指示光軸ＳＯに近づけることができ、最終的に光源１１が連続点灯する状態にすればよい。したがって、指示装置としては、測量補助者ＳＭに対して右或いは左方向に移動させる等の指示を行う必要がなく、構成が簡略化できるとともに、一方では測量補助者ＳＭも左右方向については考える必要がなく、単に点滅周波数が高くなる方向に移動すればよいので、測量補助者が未経験者の場合でも正確なポイント指示が可能となる。
【００２７】
また、この装置では、ＬＥＤの点灯状態はあくまでもターゲットの位置を基準にしており、測量補助者の眼の位置を基準とするものではないから、測量補助者がターゲットに対してずれた位置にいる場合でも、ターゲットを正確に基準光軸に位置させることができる。したがって、測量補助者は自分の眼の位置をターゲットと共に正確に基準光軸上に位置させた上で、眼を左右に動かしながらポイント指示を受けるような作業が不要であり、簡単な位置設定が可能となる。
【００２８】
図６は本発明の第２実施例の要部を示すブロック図であり、この実施例では本発明のポイント指示装置を測量機と一体に構成した例を示している。ここで、この測量機１は、例えば特定の波長の光をターゲット３に向けて投射する一方、その光がターゲット３から反射された光を受光し、これら投射光と受信光との位相差を測定し、この位相差と波長とに基づいて演算を行うことでターゲットまでの距離を測定する測量機として構成されているものとする。同図において、３１は前記した測距を行う際に光を投射するための測距用光源、３２はその反射光を受光する測距用受光素子である。そして、測距用光源３１から射出される光は反射プリブム３３により反射され、対物レンズ３４により集光されてターゲット３に投射される。また、ターゲット３からの反射光は対物レンズ３４により集光され、ハーフミラー３５を透過したのち反射プリブム３３により反射されて測距用受光素子により受光される。
【００２９】
このような測量機内に、第１実施例と基本的には同様な構成をしたポイント指示装置１０を一体的に組み込んでおり、特にポイント指示装置１０の指示光軸ＳＯを測量機１の光軸Ｏに一致させている。なお、ポイント指示装置１０に用いられるコリメータレンズは、前記対物レンズ３４により兼用される。また、ポイント指示装置１０の光源１１と位置検出素子１４は測量機１の光学系に介挿されたハーフミラー３５により測量機１の光学系に光学的に結合される。
【００３０】
更に、この実施例ではポイント指示装置１０の位置検出素子１４として２次元構成のＰＳＤを用いており、これを指示光軸ＳＯと垂直な面上に位置し、指示光軸ＳＯに対するターゲット３の左右方向及び上下方向の位置ずれを検出するように構成している。そして、位置検出信号処理回路１５では、位置検出素子１４における左右方向及び上下方向のそれぞれの位置ずれを総合させた基準光軸からの位置ずれに基づく電圧を出力するように構成している。例えば、図７に示すように、指示光軸ＳＯを中心とする円の半径方向の位置ずれに応じて基準電圧に対して偏った電圧を出力するように構成する。
【００３１】
このポイント指示装置１０では、指示光軸ＳＯが即ち測量機１の光軸Ｏとなるため、ターゲット３を指示光軸ＳＯに一致させれば、そのまま測量機１の光軸Ｏにターゲット３を位置させることになる。したがって、ポイント指示装置１０の指示光軸ＳＯに対してターゲット３が左右に位置ずれを生じている場合に光源１１が点滅され、指示光軸ＳＯ上に位置されたときに光源１１が連続点灯されることは第１実施例と同じである。また、図７に示されるように、ターゲット３が指示光軸ＳＯよりも上側位置Ｄ或いは下側位置Ｅにあるときには、ターゲット３からの反射光は位置検出素子１４において上または下方向の位置ずれとして検出されるため、その場合でも光源１１が点滅されることになる。なお、実際にはターゲット３の高さ位置は測量機１の光軸Ｏの高さ位置に等しくされているため、この上下方向の位置ずれは、ターゲット３が傾斜されたとき、或いは測量機１とターゲット３との地形高さが相違しているような場合となる。
【００３２】
このポイント指示装置においても、結局、測量補助者ＳＭは光源１１の点滅周波数が高くなるようにターゲット３を左右方向及び上下方向に移動させ、最終的に光源１１が連続点灯される位置にターゲット３を設定することで、ターゲット３を指示光軸ＳＯに位置させることができる。そして、この位置は同時にターゲット３が測量機１の光軸Ｏに位置されたことになるため、測量者ＭＭは測量機１を操作すれば、測距用光源３１からの投射光は確実にターゲット３に投射され、かつこれにより反射されて測距用受光素子３２により受光され、測距が実行されることになる。
【００３３】
この実施例では、ポイント指示装置１０を測量機１と一体に組み込んでいるため、第１実施例のように測量機１に別体に設けたポイント指示装置１０を付設する必要がなく、測量機およひポイント指示装置の全体構成をコンパクト化することができ、取り扱いに有利となる。また、この実施例ではポイント指示装置１０と測量機１の各光軸ＳＯ，Ｏを一致させることができるので、光軸に対するターゲット３の左右方向および上下方向のいずれについてもポイント指示を行うことができる。また、この場合でも、第１実施例と同様に、測量補助者ＳＭは、光源１１の点滅状態に基づいてターゲット３を移動させ、光源１１が連続点灯した位置にターゲット３を位置させればよく、位置設定を簡単に行うことが可能となる。
【００３４】
図８は本発明の第３実施例の要部のブロック構成図であり、第１実施例と等価な部分には同一符号を付してある。この実施例では、位置検出用に使用する光源１１とポイント指示用の光源４１とを区別して設け、位置検出用の光源１１は前記第１実施例と同様に光をターゲット３に向けて投射させる構成とし、電源４３により連続点灯或いは変調させて点灯させるように構成する。また、ポイント指示用の光源４１は光をコリメータレンズ４２を通して指示光軸ＳＯと平行に投射させ、測量補助者ＳＭに向けて投射するように構成する。そして、この実施例では、ポイント指示用光源４１として多色ＬＥＤ、例えば赤色と緑色のＬＥＤを一体的にパッケージし、これらのＬＥＤを選択的或いは同時に点灯させることで赤色、黄色、緑色の光源として利用できるＬＥＤを用いており、この多色ＬＥＤは制御回路２０Ａに設けた発色切替回路４４により駆動させるように構成している。
【００３５】
例えば、制御回路２０Ａには、光軸一致検出回路２１と、電圧比較回路４５とを設けており、この電圧比較回路４５では位置検出信号処理回路１５から出力される電圧を予め設定した標準電圧と比較し、その比較結果を出力する。そして、前記光軸一致検出回路２１と電圧比較回路４５の出力をそれぞれ前記発色切替回路４４に入力させ、多色ＬＥＤからなる光源４１の点灯色を切り替えるように構成している。
【００３６】
このように構成すれば、例えば、ターゲット３が指示光軸ＳＯに対して離れた位置にあるときには電圧比較回路４５では位置検出信号処理回路１５からの電圧が標準電圧よりも大きいことを検出し、その出力で発色切替回路４４を駆動して光源４１を赤色に点灯させる。また、ターゲット３が指示光軸ＳＯに近づくと位置検出信号処理回路１５からの電圧が標準電圧よりも小さくなり、電圧比較回路４５の出力により発色切替回路４４を駆動して光源４１を黄色に点灯させる。そして、ターゲット３が指示光軸ＳＯに位置されたときには光軸一致検出回路２１の出力により発色切替回路４４を駆動して光源４１を緑色に点灯させる。これにより、測量補助者ＳＭは光源４１の点灯色に基づいてターゲット３の位置設定を容易に行うことができる。この場合、制御回路２０Ａ内に第１実施例と同様に電圧・周波数変換回路を設けておき、光源４１を各色で点灯させると同時にその点滅を行うことで、更に細かいポイント指示を行うことも可能である。
【００３７】
なお、この第３実施例では、位置検出を行うための光源１１と、ポイント指示を行うための光源４１とを別体に構成しているが、位置検出素子１４における光検出感度に各色にわたって均一な特性が得られるものであれば、各光源１１，４１を１つの多色ＬＥＤで構成して両者の光源を兼用させることも可能である。
【００３８】
また、前記各実施例では、いずれもターゲットからの反射光をハーフミラーやビームスプリッタにより分光しているが、図９のように、反射プリズム５３を利用した構成も可能である。即ち、光源５１からの光を反射プリズム５３の一方の面で反射させ、コリメータレンズ５４を通してターゲットに投射する。また、ターゲットからの反射光はコリメータレンズ５４を通した後、反射プリズム５３の他方の面で反射させ位置検出素子５２に結像させる。この場合には光源５１の前側にハーフミラーを配置する必要がないため、光源５１から射出される光を１００％利用した位置検出動作が可能となり、より遠い距離でのポイント指示が可能となる。
【００３９】
更に、前記各実施例においては、ターゲットが光軸上に位置されたときに光源を連続点灯させているが、ターゲットが光軸上にない場合との区別をつけることができればよいのであるから、光軸上にない場合とは明確に異なる周波数での点灯や消灯の動作を行うように構成してもよい。また、各光学系に設けたコリメータレンズは光の射出用と受光用とで個別に設けてもよい。
【００４０】
また、前記した実施例のうち、図３，図８に示した回路構成に代えて、マイクロコンピュータを利用したプログラム処理によって光源の点灯状態を制御することが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ターゲットに向けて光源からの光を指示光軸に沿って所要の広がり角度で投射する光投射手段と、このターゲットによる光源の反射光を受光して指示光軸に対するターゲットの当該広がり角度方向に沿った位置ずれ量を検出し、その位置ずれ量に対応する信号を出力する位置検出手段と、出力された位置ずれ量の信号に基づいて光投射手段の光源を点灯制御するための信号を生成する制御回路とを備えており、この制御回路では指示光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じて光源の点灯状態を変化させるように構成しているので、ターゲットを保持する測量補助者は光源の点灯状態を確認することでターゲットが指定された測定ポイント位置にあるか否かを判断できるため、光源が所定の点灯状態となるようにターゲットを移動させるだけで測定ポイントに位置設定することができる。また、この場合、光源は測量補助者の眼の位置に関係なくターゲットの位置に基づいてその点灯状態が変化されるため、測量補助者の姿勢等にかかわらず正確なポイント位置の指定が実現される効果がある。
【００４２】
また、本発明では、制御回路に、ターゲットが光軸上に位置されていないときに位置検出手段から出力されるターゲットの位置ずれ量に応じて光源の点滅周波数を変化させる回路と、ターゲットが光軸上に位置されたときに光源を連続点灯させる回路とを備えることにより、測量補助者は光源が点滅しているときはターゲットが光軸位置になく、光源が連続点灯しているときはターゲットが光軸位置にあることを容易に認識することが可能となる。
【００４３】
更に、位置検出手段では光軸に対するターゲットの位置ずれ量に応じた電圧を出力し、制御回路では、位置検出手段からの電圧を基準電圧と比較してターゲットが光軸上に位置されているか否かを光軸一致検出回路において検出し、また位置検出手段からの電圧と基準電圧との電圧差に応じた周波数信号を電圧・周波数変換回路で発生し、光軸一致検出回路における検出結果に基づいて電圧・周波数変換回路と一定電圧を出力する連続点灯信号発生回路との出力を切替選択して光源に出力することで、ターゲットが光軸位置にあるときには光源を連続点灯し、ターゲットが光軸位置にないときにはその光軸からのずれ量に応じて異なる点滅周波数で光源を点滅させることが可能となり、測量補助者におけるターゲットの位置の認識を更に細かく指示することが可能となる。
【００４４】
また、測量装置に設けられる測距用光学系に、ポイント指示装置の光源、位置検出手段、制御回路等を一体的に設け、かつ測距用光学系の光軸とポイント指示装置の光源および位置検出手段の光軸とを一致させることで、測量装置にポイント指示装置を一体的に構成でき、これら装置のコンパクト化を図り、かつポイント位置指示の精度を更に高めることが可能となる。
【００４５】
ここで、位置検出手段は光軸に対して左右方向及び上下方向の位置ずれ量を検出することで、ターゲットが光軸に対して左右方向及び上下方向に位置ずれを生じている場合でもポイント指示を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測定ポイント指示装置を使用する状況を示す模式的な外観図である。
【図２】本発明の測定ポイント指示装置の第１実施例の要部の模式的な概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施例の要部の構成を示すブロック回路図である。
【図４】本発明の第１実施例における測定ポイント指示動作を説明するための概念図である。
【図５】図２における制御回路の各部の信号波形図である。
【図６】本発明の第２実施例の構成を示すブロック構成図である。
【図７】第２実施例における測定ポイント指示動作を説明するための概念図である。
【図８】本発明の第３実施例の要部の構成を示すブロック構成図である。
【図９】本発明の変形例の一部の構成図である。
【符号の説明】
１測量機
３ターゲット
ＭＭ測量者
ＳＭ測量補助者
１０ポイント指示装置
１１光源
１４位置検出素子
１５位置検出信号処理回路
２０制御回路
２１光軸一致検出回路
２３スイッチ
２４電圧・周波数変換回路
２５連続点灯信号発生回路
２６変調回路[0001]
[Industrial applications]
The present invention is provided in a surveying instrument that performs surveying using a target possessed by a surveying assistant, and makes it possible to recognize the collimating direction of the surveying instrument from the surveying assistant and to position the target at a correct measurement point. It relates to a pointing device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, when performing a stakeout operation or the like in civil engineering work or the like, an operation of setting a stakeout point using a surveying instrument is required. In this case, collimate the direction of the point to be set with a surveying instrument such as a distance measuring and angle measuring instrument (total station), and move the distance measuring target composed of a corner cube prism etc. in the collimating direction to the point. Setting is done. Conventionally, for setting this point, for example, a surveyor operating a surveying instrument and a surveying assistant holding a target communicate with each other via a transceiver or the like, and the surveying assistant moves the target to the optical axis according to an instruction from the surveyor. To move left and right and up and down.
[0003]
However, in this method, it is necessary to give an instruction using a transceiver every time the target is moved left and right and up and down, so that the use frequency is high and the operation is troublesome. Therefore, recently, various attempts have been made to set a point only for the part of moving the target by the judgment of the surveying assistant. For example, after recognizing the position of the target in the surveying instrument, the position information is transmitted as a signal such as light or radio wave, and a receiver for receiving the signal is provided on the target side. Is displayed, the survey assistant recognizes the position of the target based on the position information, and performs a correct point setting. As such techniques, there are JP-A-6-74770, JP-A-3-2812, JP-A-5-59232 and the like.
[0004]
In addition, the surveying assistant emits two or more types of light, such as different colors and blinking periods, which are different from the surveying instrument toward the point, and the emission area of these lights is determined by the surveying instrument. There is a method in which a surveying assistant recognizes a pointo based on the color and blinking cycle when the surveying assistant sees this light by setting differently at the sub-direction. For example, there are JP-A-5-280984, JP-A-5-28925, JP-A-5-73514, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former device for transmitting and displaying position information using the transmitter / receiver, the surveying assistant can accurately set points based on the position information, but the transmitter is provided on the surveyor side and the receiver is provided on the target side. Need to be provided, there is a problem that the system configuration is complicated and the entire apparatus becomes expensive. In addition, the survey assistant needs to hold the receiver together with the target, and must perform the point setting operation while moving while holding these objects. .
[0006]
Also, the latter device, which recognizes points by recognizing the type of light, is advantageous in that the device configuration can be simplified, but it is necessary to accurately recognize the boundary position where the state in which the light can be seen is changed. Requires some skill, and it is difficult for a beginner or the like to set points using this device immediately. Further, in this case, unless the position of the eye of the surveying assistant is positioned on the same optical axis as the target, there is a problem that accurate point setting cannot be performed due to a positional shift between the two.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a point indicating device that enables accurate point setting without complicating and increasing the size of the device and without requiring any skill on the part of the surveying assistant who holds the target. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The measuring point indicating device of the present invention is used for a surveying device that performs surveying using a target set at a measuring point, and is a device for indicating a measuring point of the target, and is directed toward the target. Light from the light source Instruction of measuring point indicating device Light projection means for projecting at a required spread angle along the optical axis, and receiving reflected light of the light source from the target and Instructions Position detecting means for detecting a positional shift amount of the target with respect to the optical axis along the direction of the spread angle, and outputting a signal corresponding to the positional shift amount; and the light source based on the output positional shift amount signal. A control circuit for generating a signal for lighting control, wherein the control circuit is Instructions It is characterized in that the lighting state of the light source of the light projecting means is changed according to the amount of displacement of the target with respect to the optical axis.
[0009]
The control circuit is configured to change the blinking frequency of the light source in accordance with the amount of displacement of the target output from the position detection unit when the target is not located on the optical axis, and the target is located on the optical axis. And a circuit for occasionally turning on the light source continuously.
[0010]
The position detector is configured to output a voltage corresponding to the amount of displacement of the target with respect to the optical axis, and the control circuit compares the voltage from the position detector with a reference voltage so that the target is positioned on the optical axis. Optical axis coincidence detection circuit for detecting whether or not there is, a voltage / frequency conversion circuit for generating a frequency signal according to the voltage difference between the voltage from the position detection means and the reference voltage, and continuous lighting for outputting a constant voltage signal A signal generation circuit, and outputs of the voltage / frequency conversion circuit and the continuous lighting signal generation circuit are selected and output to a light source based on a detection result of the optical axis coincidence detection circuit, and the light source is driven by these outputs. Switching means for performing the switching.
[0011]
Here, the light source, the position detecting means, the control circuit and the like are integrally provided in a distance measuring optical system provided in the surveying device, and the optical axis of the distance measuring optical system and the optical axis of the light source and the position detecting means are provided. It is preferable to match Further, it is preferable that the position detecting means detects the amount of positional deviation in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the optical axis.
[0012]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view of a first embodiment of the present invention. For example, a surveying instrument 1 having an optical distance measuring function is installed on a tripod 2 and operated by a surveyor MM. Further, the assistant SM holds the target 3 and stands at the measurement point position. The target 3 is formed of a corner cube prism, and reflects the light emitted from the surveying instrument 1 by changing its direction by 180 degrees, and the surveying instrument 1 receives the reflected light to measure the distance to the target 3. It becomes possible. In the first embodiment, the point indicating device 10 of the present invention is integrally mounted on the surveying instrument 1.
[0013]
FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of the point pointing device 10. The light source 11 is constituted by an LED or the like, and is controlled by a control circuit described later so as to be continuously turned on or blinked at a set cycle. A half mirror 13 and a collimator lens 12 are arranged in front of the light source. By arranging the light source 11 at a focal position of the collimator lens 12, the light from the light source 11 is directed toward the target 3 as a parallel light flux. Let it be projected. In this case, since the light source 11 has a finite size, the light from the collimator lens 12 is projected in a state of being spread at a required angle. Further, in this case, the optical axis of the collimator lens 12, that is, the optical axis SO of the point pointing device 10 (hereinafter, referred to as the pointing optical axis) is parallel to the optical axis O of the surveying instrument 1 in the vertical direction and coincides with the horizontal direction. Is set to The half mirror 13 is inclined at an angle of 45 degrees with respect to the pointing optical axis SO.
[0014]
Here, the half mirror 13 may be formed of a beam splitter, and is configured to reflect light directed from the collimator lens 12 to the light source 11 along the pointing optical axis SO. An optical element 14 such as a PSD or CCD is disposed on the reflection surface side of the half mirror 13 as a position detecting element whose length direction is directed to correspond to the left-right direction of the pointing optical axis SO, and The position detecting element 14 is connected to a position detecting signal processing circuit 15, which constitutes a position detecting means 16. The position detecting means 16 is for detecting the position of the target 3 with respect to the pointing optical axis SO. When the target 3 is on the pointing optical axis SO, its output becomes a preset reference voltage, The voltage is biased in the positive or negative direction from the reference voltage according to the amount of deviation from SO.
[0015]
For example, in this example, as shown in the block circuit diagram of FIG. 3, a PSD is used as the position detecting element 14, a bias voltage BV is applied to the element center of the PSD 14, and currents I1, I2 is taken out, amplified by the amplifiers 17 and 18 and input to the position detection signal processing circuit 15, from which the voltage determined by the current is output. In the PSD 14, since the outputs of the left and right currents I1 and I2 are biased depending on the position where the light is incident, the position detection signal processing circuit 15 generates a voltage corresponding to the amount of the bias and sets this voltage in advance. By adding to or subtracting from the reference voltage, a voltage corresponding to the amount of deviation from the center of the PSD can be output.
[0016]
The control circuit 20 is connected between the position detecting means 16 and the light source 11. An optical axis coincidence detection circuit 21 provided in the control circuit 20 compares the output voltage from the position detection signal processing circuit 15 with a reference voltage, and when the two coincide with each other, that is, light is applied to the central element of the position detection element 14. Outputs a signal when projected. Then, the switch signal is driven by the output signal to switch and drive the switch 23. Further, the voltage / frequency conversion circuit 24 outputs a signal whose frequency is changed in accordance with a change in the voltage output from the position detection signal processing circuit 15. In this case, if the output voltage is a voltage close to the reference voltage, a signal of a relatively high frequency is output even at a low frequency, and if the output voltage is far from the reference voltage, the signal is output even at a low frequency. It is configured to output a signal of a relatively lower frequency.
[0017]
On the other hand, the continuous lighting signal generation circuit 25 is configured as a circuit that outputs a constant voltage, and is configured with, for example, a constant voltage source. The output of the voltage / frequency conversion circuit 24 and the output of the continuous lighting signal generation circuit 25 are configured to be selected by the switch 23. That is, the output of the optical axis coincidence detecting circuit 21 causes the switch switching circuit 22 to switch the switch 23 by the output of the optical axis coincidence detecting circuit 21 when the light incident on the position detecting means 16 is at the position on the designated optical axis SO. The switch 23 is configured to select the output of the continuous lighting signal generation circuit 25 and to select the output of the voltage / frequency conversion circuit 24 when the output is out of the designated optical axis position.
[0018]
A driving transistor TR for driving the LED as the light source 11 is connected to the switch 23, and the driving transistor TR is turned on by an output from the switch 23 so that the LED emits light. You. In this case, a modulation circuit 26 is provided between the switch 23 and the driving transistor TR, and an oscillation circuit 27 for outputting a high-frequency signal, and a logic between an output of the oscillation circuit 27 and an output from the switch 23 are provided. And an AND gate 28 which takes the product. A part of the output from the switch 23 is input to the position detection signal processing circuit 15, and only the signal from the position detection element 14 whose timing coincides with the output of the switch 23 is taken in to perform the position detection operation. It is configured to perform.
[0019]
The operation of the point indicating device having the above configuration will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. 4 and the signal waveform diagram of FIG. When the distance to the target 3 is measured by the surveying instrument 1 shown in FIG. 1, the point instruction device 10 is driven to instruct the measurement assistant SM to move the target 3 to a required measurement point. That is, by driving the light source 11 to turn on the LED and emitting light from the LED, the light is emitted by the collimator lens 12 so that the indicated optical axis SO is along the optical axis O of the surveying instrument 1 and slightly. The luminous flux is projected toward the target 3 in a spread state. Since the target 3 is located at a position close to the optical axis O of the surveying instrument 1, the light is projected on the target 3 and reflected by the target 3 in a direction of 180 degrees. The reflected light travels back through the collimator lens 12, is reflected by the half mirror 13, and forms an image on the position detecting element 14.
[0020]
In the position detecting element 14, when the target 3 is located on the pointing optical axis SO, light is imaged at the central part of the element, and as described above, the output from the position detecting signal processing circuit 15 is the reference voltage. Is equal to When the target 3 is displaced in the left-right direction with respect to the pointing optical axis SO, light is imaged at a position outside the central portion of the position detecting element 14. A voltage deviated from the reference voltage in accordance with the amount of deviation of the detection element 14 from the central portion of the element, in other words, the amount of deviation of the target 3 from the designated optical axis SO, here the deviation voltage is added to the reference voltage. Voltage is output.
[0021]
Now, assuming that the target 3 is located on the pointing optical axis SO as shown in FIG. 4A, the reference voltage is output from the position detection signal processing circuit 15, and the optical axis coincidence detection circuit 21 outputs the reference voltage. Then, the switch switching circuit 22 is driven based on the voltage comparison result, and the switch 23 is switched to the a side as shown in FIG. For this reason, as shown in FIG. 5D, the constant voltage output from the continuous lighting signal generation circuit 25 is input to the modulation circuit 26 through the switch 23, and here, the high frequency of the oscillation circuit 27 shown in FIG. The signal is multiplied and modulated as shown by a 'in FIG. 5C, and this modulated signal is input to the LED driving transistor TR. As a result, the LED blinks at a high frequency, but the high-frequency blink cannot be discriminated by the human eye, so that the human eye appears to be continuously lit. Therefore, the survey assistant SM holding the target 3 can confirm that the light source 11 is continuously lit by looking at the light from the light source 11 and recognize that the target 3 is located on the designated optical axis SO. it can.
[0022]
On the other hand, it is assumed that the target 3 is shifted leftward or rightward with respect to the pointing optical axis SO as shown in B or C in FIG. The position detection signal processing circuit 15 outputs a voltage biased in the positive direction with respect to the reference voltage. Therefore, the optical axis coincidence detecting circuit 21 detects that the target 3 is not located on the designated optical axis, and switches the switch 23 to the b side as shown in FIG. Connecting. At the same time, the voltage / frequency conversion circuit 24 calculates the difference between the output from the position detection signal processing circuit 15 and the reference voltage, and for example, as shown in FIG. Is output. This frequency signal is selected by the switch 23 and input to the modulation circuit 26, where it is modulated by the high-frequency signal from the oscillation circuit 27 in FIG. 5B and input to the LED drive transistor TR. Accordingly, the LED blinks as indicated by b 'in FIG. 5C according to the frequency signal output from the voltage / frequency conversion circuit 24 within the low frequency range. Also in this case, the high-frequency blinking due to the modulation cannot be discriminated by the human eye, and therefore only the low-frequency blinking can be discriminated. Therefore, the survey assistant SM holding the target 3 has the light source 11 blinking. It can be recognized that the target 3 is not located on the pointing optical axis SO.
[0023]
In this case, when the target 3 is located at a position close to the pointing optical axis SO, the LED at a relatively high frequency is turned on because the voltage difference between the voltage from the position detection signal processing circuit 15 and the reference voltage is small. The LED blinks at a relatively low frequency when it is blinking and, conversely, when it is distant from the indicating optical axis SO, the surveying assistant SM moves the target 3 in a direction in which the blinking frequency of the LED increases to move the target 3. It can be closer to the instruction optical axis SO. Then, when the target 3 is finally positioned on the designated optical axis SO, the LED is continuously turned on as described above, so that the survey assistant SM moves the target 3 until confirming the continuous lighting. What should I do?
[0024]
In the above embodiment, the modulation circuit 26 is provided to blink the LED at a high frequency. The reason is that when external light is incident on the position detecting element 14, the light is reflected by the target 3 This is to prevent malfunctions in the position detection means 14 and the control circuit 20 caused by erroneous detection as light from the camera. Therefore, in this embodiment, a part of the LED drive signal to which the high frequency component is added by the modulation circuit 26 is input to the position detection signal processing circuit 15, where the LED drive signal and the optical signal detected by the position detection element 14 are detected. By comparing the timing with the above, it is confirmed that the detected optical signal is the light projected from the LED and reflected by the target 3. Therefore, when there is no possibility of malfunction due to the influence of external light, the modulation circuit is unnecessary.
[0025]
When the target 3 is out of the range of the light beam projected from the light source 11, no reflected light is input to the position detection element 14, and a voltage greatly deviated from the reference voltage is output from the position detection signal processing circuit 15. Therefore, the output of the voltage / frequency conversion circuit 24 becomes an extremely low-frequency signal, and from the viewpoint of the survey assistant SM, it can be seen that the light source 11 is repeatedly turned on and off at an extremely long cycle. The person SM can recognize that the target 3 is out of the range of the light beam and is located at a position largely deviating from the designated optical axis SO.
[0026]
As described above, in this point pointing device, the surveying assistant SM holding the target 3 checks the blinking state of the light output from the light source 11, and when the light source 11 is in the blinking state, the target 3 sets the pointing light. If the target 3 is not on the axis SO and is thus moved in a direction in which the blinking frequency becomes higher, the target 3 can be brought closer to the designated optical axis SO, and finally the light source 11 may be continuously turned on. Therefore, as the pointing device, there is no need to instruct the survey assistant SM to move to the right or left direction, and the configuration can be simplified. On the other hand, the survey assistant SM also needs to consider the left-right direction. Since it is only necessary to move in the direction in which the blinking frequency increases, accurate point designation is possible even when the surveying assistant is an inexperienced person.
[0027]
Further, in this device, the lighting state of the LED is based solely on the position of the target and is not based on the position of the eye of the surveying assistant, so that the surveying assistant is at a position shifted from the target. Even in this case, the target can be accurately positioned on the reference optical axis. Therefore, the surveying assistant does not need to position his or her eyes accurately on the reference optical axis together with the target, and need to receive a point instruction while moving his or her eyes left and right. It becomes possible.
[0028]
FIG. 6 is a block diagram showing a main part of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, an example in which the point indicating device of the present invention is integrated with a surveying instrument is shown. Here, the surveying instrument 1 projects, for example, light of a specific wavelength toward the target 3, receives the light reflected from the target 3, and detects the phase difference between the projected light and the received light. It is assumed that the device is configured as a surveying instrument that measures the distance and calculates the distance to the target by performing an operation based on the phase difference and the wavelength. In the figure, reference numeral 31 denotes a distance measuring light source for projecting light when performing the above-described distance measuring, and 32 denotes a distance measuring light receiving element for receiving the reflected light. The light emitted from the distance measuring light source 31 is reflected by the reflection prism 33, collected by the objective lens 34, and projected on the target 3. The reflected light from the target 3 is condensed by the objective lens 34, passes through the half mirror 35, is reflected by the reflection prism 33, and is received by the distance measuring light receiving element.
[0029]
In such a surveying instrument, a pointing device 10 basically having the same configuration as that of the first embodiment is integrally incorporated. In particular, the pointing optical axis SO of the pointing device 10 is changed to the optical axis of the surveying instrument 1. O. The collimator lens used in the point indicating device 10 is also used by the objective lens 34. Further, the light source 11 and the position detecting element 14 of the point indicating device 10 are optically coupled to the optical system of the surveying instrument 1 by a half mirror 35 inserted in the optical system of the surveying instrument 1.
[0030]
Further, in this embodiment, a two-dimensional PSD is used as the position detecting element 14 of the point pointing device 10, which is located on a plane perpendicular to the pointing optical axis SO, and which is positioned on the left and right of the target 3 with respect to the pointing optical axis SO. It is configured to detect positional deviation in the vertical and vertical directions. The position detection signal processing circuit 15 is configured to output a voltage based on the position shift from the reference optical axis, which is obtained by integrating the position shifts of the position detection element 14 in the horizontal direction and the vertical direction. For example, as shown in FIG. 7, the configuration is such that a voltage biased with respect to the reference voltage is output in accordance with a radial displacement of a circle centered on the pointing optical axis SO.
[0031]
In the point pointing device 10, the pointing optical axis SO is the optical axis O of the surveying instrument 1. Therefore, if the target 3 is made to coincide with the pointing optical axis SO, the target 3 is positioned at the optical axis O of the surveying instrument 1 as it is. Will be. Therefore, when the target 3 is displaced left and right with respect to the pointing optical axis SO of the point pointing device 10, the light source 11 blinks, and when the target 3 is located on the pointing optical axis SO, the light source 11 is continuously turned on. This is the same as in the first embodiment. As shown in FIG. 7, when the target 3 is at the upper position D or the lower position E with respect to the pointing optical axis SO, the reflected light from the target 3 is displaced upward or downward by the position detecting element 14. Therefore, the light source 11 is also flickered in that case. In addition, since the height position of the target 3 is actually equal to the height position of the optical axis O of the surveying instrument 1, this vertical displacement is caused when the target 3 is tilted or when the surveying instrument 1 This is a case where the terrain heights of the target and the target 3 are different.
[0032]
Also in this point indicating device, the survey assistant SM eventually moves the target 3 in the left-right direction and the up-down direction so that the blinking frequency of the light source 11 increases, and finally the target 3 is moved to a position where the light source 11 is continuously turned on. Is set, the target 3 can be positioned on the pointing optical axis SO. Then, this position means that the target 3 is simultaneously positioned on the optical axis O of the surveying instrument 1. Therefore, if the surveyor MM operates the surveying instrument 1, the projection light from the distance measuring light source 31 will surely be the target. 3 and is reflected by this, received by the light receiving element 32 for distance measurement, and distance measurement is performed.
[0033]
In this embodiment, since the point indicating device 10 is integrated with the surveying instrument 1, there is no need to attach the point indicating device 10 separately provided to the surveying instrument 1 as in the first embodiment. In addition, the overall configuration of the point indicating device can be made compact, which is advantageous in handling. Further, in this embodiment, since the optical axes SO and O of the point indicating device 10 and the surveying instrument 1 can be made coincident with each other, the point instruction can be performed in both the left-right direction and the vertical direction of the target 3 with respect to the optical axis. it can. Also in this case, similarly to the first embodiment, the survey assistant SM may move the target 3 based on the blinking state of the light source 11 and position the target 3 at a position where the light source 11 is continuously turned on. In addition, the position can be easily set.
[0034]
FIG. 8 is a block diagram of a main part of the third embodiment of the present invention, in which parts equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the light source 11 used for position detection and the light source 41 for point indication are provided separately, and the light source 11 for position detection projects light toward the target 3 as in the first embodiment. The power supply 43 is configured to be continuously lit or modulated and lit. Further, the point indicating light source 41 is configured to project light through the collimator lens 42 in parallel with the indicating optical axis SO and to project the light toward the survey assistant SM. In this embodiment, a multicolor LED, for example, a red and green LED is integrally packaged as the point indicating light source 41, and these LEDs are selectively or simultaneously turned on to provide a red, yellow, and green light source. An available LED is used, and the multicolor LED is configured to be driven by a color switching circuit 44 provided in the control circuit 20A.
[0035]
For example, the control circuit 20A includes an optical axis coincidence detection circuit 21 and a voltage comparison circuit 45, and the voltage comparison circuit 45 compares the voltage output from the position detection signal processing circuit 15 with a preset standard voltage. Compare and output the comparison result. The output of the optical axis coincidence detection circuit 21 and the output of the voltage comparison circuit 45 are respectively input to the color generation switching circuit 44 to switch the lighting color of the light source 41 composed of multicolor LEDs.
[0036]
With this configuration, for example, when the target 3 is at a position distant from the pointing optical axis SO, the voltage comparison circuit 45 detects that the voltage from the position detection signal processing circuit 15 is higher than the standard voltage, The output drives the color switching circuit 44 to light the light source 41 in red. When the target 3 approaches the designated optical axis SO, the voltage from the position detection signal processing circuit 15 becomes smaller than the standard voltage, and the output of the voltage comparison circuit 45 drives the color generation switching circuit 44 to light the light source 41 yellow. Let it. Then, when the target 3 is located at the designated optical axis SO, the color switching circuit 44 is driven by the output of the optical axis coincidence detection circuit 21 to light the light source 41 in green. Thereby, the survey assistant SM can easily set the position of the target 3 based on the lighting color of the light source 41. In this case, a voltage / frequency conversion circuit is provided in the control circuit 20A in the same manner as in the first embodiment, and the light source 41 is turned on in each color and blinks at the same time, so that it is possible to give a more detailed point instruction. It is.
[0037]
In the third embodiment, the light source 11 for performing the position detection and the light source 41 for performing the point instruction are formed separately. However, the light detection sensitivity of the position detection element 14 is uniform for each color. If such characteristics can be obtained, each of the light sources 11 and 41 can be constituted by one multicolor LED so that both light sources can be used.
[0038]
In each of the embodiments, the reflected light from the target is split by a half mirror or a beam splitter. However, a configuration using a reflecting prism 53 as shown in FIG. 9 is also possible. That is, the light from the light source 51 is reflected by one surface of the reflection prism 53 and projected on the target through the collimator lens 54. Further, the reflected light from the target passes through the collimator lens 54 and is reflected on the other surface of the reflecting prism 53 to form an image on the position detecting element 52. In this case, since there is no need to arrange a half mirror in front of the light source 51, a position detection operation using 100% of the light emitted from the light source 51 becomes possible, and a point instruction at a farther distance becomes possible.
[0039]
Furthermore, in each of the above embodiments, the light source is continuously turned on when the target is located on the optical axis, but it is only necessary to be able to distinguish the case where the target is not on the optical axis. It may be configured to perform the operation of turning on and off at a frequency clearly different from the case where it is not on the optical axis. Further, the collimator lenses provided in each optical system may be separately provided for emitting light and receiving light.
[0040]
In the above-described embodiment, the lighting state of the light source can be controlled by a program process using a microcomputer instead of the circuit configuration shown in FIGS.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, light from a light source is directed toward a target. Instructions A light projecting means for projecting at a required spread angle along the optical axis, and receiving light reflected from a light source by the target; Instructions Position detecting means for detecting a displacement amount of the target along the direction of the spread angle with respect to the optical axis, and outputting a signal corresponding to the displacement amount; and a light projecting means based on the output displacement amount signal. And a control circuit for generating a signal for controlling the lighting of the light source. Instructions Since the lighting state of the light source is changed according to the amount of displacement of the target with respect to the optical axis, the surveying assistant holding the target checks the lighting state of the light source to determine the measurement point at which the target is specified. Since it can be determined whether or not the light source is at the position, the position can be set at the measurement point only by moving the target so that the light source is in a predetermined lighting state. In this case, since the lighting state of the light source is changed based on the position of the target regardless of the position of the eye of the surveying assistant, accurate designation of the point position is realized regardless of the attitude of the surveying assistant. Has the effect.
[0042]
Further, in the present invention, the control circuit includes a circuit for changing a blinking frequency of the light source in accordance with the amount of displacement of the target output from the position detection means when the target is not positioned on the optical axis; By providing a circuit that continuously turns on the light source when it is positioned on the axis, the surveying assistant can make sure that the target is not at the optical axis position when the light source is blinking and that the target is not when the light source is continuously turned on. Can easily be recognized as being at the optical axis position.
[0043]
Further, the position detecting means outputs a voltage corresponding to the amount of displacement of the target with respect to the optical axis, and the control circuit compares the voltage from the position detecting means with a reference voltage to determine whether the target is positioned on the optical axis. Is detected by the optical axis coincidence detection circuit, a frequency signal corresponding to the voltage difference between the voltage from the position detection means and the reference voltage is generated by the voltage / frequency conversion circuit, and based on the detection result by the optical axis coincidence detection circuit. The output of the voltage / frequency conversion circuit and the continuous lighting signal generation circuit that outputs a constant voltage is selected and output to the light source. When the target is at the optical axis position, the light source is continuously lit, and the target is turned on. When it is not at the position, it is possible to blink the light source at different blinking frequencies according to the amount of deviation from the optical axis, making it easier for the survey assistant to recognize the position of the target. It is possible to tell.
[0044]
Further, a light source, a position detecting means, a control circuit, and the like of the point indicating device are integrally provided in the distance measuring optical system provided in the surveying device, and the optical axis of the distance measuring optical system and the light source and position of the point pointing device are provided. By matching the optical axis of the detection means, a point indicating device can be integrally formed with the surveying device, and the size of these devices can be reduced, and the accuracy of indicating the point position can be further improved.
[0045]
Here, the position detecting means detects the amount of displacement in the left-right direction and the up-down direction with respect to the optical axis, so that even if the target is displaced in the left-right direction and the up-down direction with respect to the optical axis, point designation is performed. Can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic external view showing a situation where a measurement point indicating device of the present invention is used.
FIG. 2 is a schematic schematic configuration diagram of a main part of a first embodiment of the measuring point indicating device of the present invention.
FIG. 3 is a block circuit diagram showing a configuration of a main part of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a measurement point instruction operation in the first embodiment of the present invention.
5 is a signal waveform diagram of each part of the control circuit in FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a measurement point instruction operation in the second embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a main part of a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partial configuration diagram of a modified example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Surveying instrument
3 Target
MM surveyor
SM survey assistant
10 point pointing device
11 Light source
14 Position detecting element
15 Position detection signal processing circuit
20 Control circuit
21 Optical axis coincidence detection circuit
23 switch
24 Voltage / frequency conversion circuit
25 Continuous lighting signal generation circuit
26 Modulation circuit

Claims

Used in a surveying device that performs surveying using a target set at a measurement point, a measurement point indicating device for indicating a measurement point of the target, the light from a light source toward the target is Light projection means for projecting at a required spread angle along a pointing optical axis of the measurement point pointing device, and receiving reflected light of the light source from the target and receiving light reflected from the target along the spreading angle direction of the target with respect to the pointing optical axis. A position detection unit that detects the amount of displacement and outputs a signal corresponding to the amount of displacement, and a control circuit that generates a signal for controlling lighting of the light source based on the output signal of the amount of displacement. with a configuration such that the control circuit changes the lighting state of the light source of said light projecting means in accordance with the positional deviation amount of the target with respect to the instruction optical axis Measurement points indicating device, characterized in that the.

Wherein the control circuit includes a circuit for changing the blinking frequency of the light source in accordance with the positional deviation amount of the target output from the position detecting means when the target is not located on the instruction beam axis, the target is the indication light 2. The measurement point indicating device according to claim 1, further comprising a circuit for continuously lighting the light source when the measurement point is positioned on the axis.

The position detecting means is configured to output a voltage corresponding to the amount of displacement of the target with respect to the pointing optical axis, and the control circuit compares the voltage from the position detecting means with a reference voltage to determine whether the target indicates the position. An optical axis coincidence detection circuit for detecting whether or not the optical axis is positioned, a voltage / frequency conversion circuit for generating a frequency signal corresponding to a voltage difference between a voltage from the position detection means and a reference voltage, and a constant voltage A continuous lighting signal generating circuit that outputs the signals of the above, and based on the detection result of the optical axis coincidence detecting circuit, selects the output of the voltage / frequency conversion circuit and the continuous lighting signal generating circuit and outputs the selected output to the light source. The measurement point indicating device according to claim 1, further comprising a switching unit configured to drive the light source to be turned on by an output.

4. The distance measuring optical system provided in the surveying device, the measuring point indicating device is integrally provided, and the indicating optical axis is made coincident with the optical axis of the distance measuring optical system. 3. A measuring point indicating device according to item 1.

5. The measuring point pointing device according to claim 4, wherein the position detecting means detects the amount of positional deviation in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the optical axis of the distance measuring optical system .