JP3559474B2

JP3559474B2 - Surveying instrument

Info

Publication number: JP3559474B2
Application number: JP10481999A
Authority: JP
Inventors: 雅実白井
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: JP2000009464A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、オートフォーカス機構を有する望遠鏡を組み込んだ測量機に関する。
【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支柱部，及び、この支柱部に対して垂直方向に回転自在に設けられた望遠鏡から構成されている。さらに、測角器では、望遠鏡と支柱部との間の高度角を測定するための角度センサ（エンコーダ等），及び支柱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、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、測定対象地点に設置された反射プリズムを望遠鏡によって視準することにより、測定対象地点に設置された反射プリズムに測距光軸を合わせることができる。
【０００４】
ところで、近年におけるカメラ等のオートフォーカス技術の発展を背景として、オートフォーカス機構を組み込んだ望遠鏡も、提案されるに至っている。このようにして望遠鏡にオートフォーカス機構が組み込まれていれば、望遠鏡の視野内の中心（クロスヘアーの中心）に入っている物体に対しては常にピントが合った状態（当該物体の対物レンズによる実像が、クロスヘアー焦点板上に結像する状態）になるので、作業者は、ピント合わせを行う煩わしさから解放され、望遠鏡の視野内の中心に測定対象点（又は測定対象点に設置された反射プリズム）を入れるべく望遠鏡の方向を調整する事に、集中できるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来におけるオートフォーカス機構の望遠鏡への組み込みの提案では、オートフォーカス機構を起動させるための起動信号の生成には特に考慮はなされておらず、単純に、測量機の外表面にオートフォーカス起動スイッチを設けるものとされていた。従って、従来提案されていたオートフォーカス機構付き望遠鏡を実用化した場合には、作業者は、望遠鏡による視準を行なう都度、オートフォーカス起動スイッチを操作しなければならない。そのため、測量機の操作性が損なわれるとともに、オートフォーカス起動スイッチを押そうとして別のスイッチを誤操作してしまったり、オートフォーカス起動スイッチを押す力によって望遠鏡の向きがズレてしまう等の問題が生じる。
【０００６】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、望遠鏡を用いた視準が開始されたことを所定基準に従って検知して、望遠鏡に組み込まれたオートフォーカス機構を自動的に起動することができる測量機の提供を、課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、望遠鏡の向きを大まかに合わせた後で望遠鏡を用いた視準がなされることに着目して、なされたものである。
【０００８】
即ち、請求項１による測量機は、対物レンズと接眼レンズとを有するとともに測量対象点を視準するために用いられる望遠鏡と、前記対物レンズの光軸上に位置する物体の前記対物レンズによる像の結像位置を調整するオートフォーカス機構と、前記望遠鏡を回転自在に保持する台と、前記望遠鏡の回転状況を検出する回転検出装置と、この回転検出装置によって検出された回転状況に連動して前記オートフォーカス機構の作動を制御する制御装置とを、備えることを特徴とする。
【０００９】
このように構成されると、回転検出装置によって検出される回転状況に応じて、制御装置がオートフォーカス機構を作動させる。従って、オートフォーカス機構を適時に作動させるために、何れのスイッチを押す操作も必要ない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１の回転検出装置によって検出される回転状況が、前記望遠鏡の角速度であることで、特定したものである。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２の制御装置が、前記望遠鏡の角速度を一又は複数の判定基準値によって複数段階に分け、前記回転検出装置によって検出された角速度が含まれる段階に応じて前記オートフォーカス機構を制御することで、特定したものである。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１の回転検出装置によって検出される回転状況が、前記望遠鏡の速度であることで、特定したものである。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４の制御装置が、前記望遠鏡の速度を一又は複数の判定基準値によって複数段階に分け、前記回転検出装置によって検出された速度が含まれる段階に応じて前記オートフォーカス機構を制御することで、特定したものである。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１の望遠鏡が、前記対物レンズとともに前記物体の像を結像させる合焦レンズを有し、前記オートフォーカス機構が、前記合焦レンズを前記対物レンズの光軸に沿って駆動することで、特定したものである。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１の望遠鏡が、前記接眼レンズによって拡大観察される指標を有し、前記オートフォーカス機構が、前記対物レンズによる結像位置が前記指標と重なるように調整することで、特定したものである。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項１のオートフォーカス機構が、前記対物レンズによる結像位置を検出するピント位置検出機構を有することで、特定したものである。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項３の制御装置が、前記望遠鏡の角速度を第１判定基準値，及びこの第１判定基準値を超える第２判定基準値によって３段階に分け、前記回転検出装置によって検出された角速度が一旦第１判定基準値を超えた後は、当該角速度が第２判定基準値以下である間のみ、前記オートフォーカス機構を作動させることで、特定したものである。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項９の制御装置が、前記回転角速度検出装置によって検出された前記角速度が前記第１判定基準値を超え且つ前記第２判定基準値以下である時には、前記オートフォーカス機構を作動させ続けることで、特定したものである。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、請求項１０の制御装置が、前記回転角速度検出装置によって検出された前記角速度が一旦前記第１判定基準値を超えた後に前記第１判定基準値以下となった時に、前記オートフォーカス機構を所定回数だけ作動させることで、特定したものである。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、請求項１において、台に対して第１の軸を中心に回転するとともに、前記第１の軸に直交する第２の軸を中心に回転自在に前記望遠鏡を支持する中間部材を更に備えることで、特定したものである。
【００２１】
請求項１３記載の発明は、請求項１２の回転角速度検出装置が、前記中間部材と前記望遠鏡との相対角速度を検出する第１エンコーダ，及び、前記台と前記中間部材との相対角速度を検出する第２エンコーダを有することで、特定したものである。
【００２２】
請求項１４記載の発明は、請求項９乃至１１の何れかにおける第１判定基準値が角速度０であることで、特定したものである。
【００２３】
請求項１５記載の発明は、請求項３の制御装置が、前記望遠鏡の角速度を第１判定基準値，この第１判定基準値を超える第２判定基準値，この第２判定基準値を超える第３判定基準値によって４段階に分け、前記回転検出装置によって検出された前記角速度が前記第１判定基準値を超え且つ前記第２判定基準値以下である時には、前記オートフォーカス機構を第１基準サイクルにて間欠的に作動させ続け、前記回転検出装置によって検出された前記角速度が前記第２判定基準値を超え且つ前記第３判定基準値以下である時には、前記オートフォーカス機構を第２基準サイクルにて間欠的に作動させ続けることで、特定したものである。
【００２５】
請求項１６記載の発明は、請求項３の制御装置が、前記望遠鏡の角速度を第１判定基準値によって２段階に分け、前記回転検出装置によって検出された角速度が第１判定基準値以下である場合のみ、前記オートフォーカス機構を作動させることで、特定したものである。
【００２６】
【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。以下に示す各実施形態は、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。
【００２７】
【実施形態１】
最初に、本発明の第１実施形態について説明する。
＜トータルステーションの機械構成＞
図１は、本第１実施形態によるトータルステーションの外観を示す一部破断正面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面を一部示す側面図である。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、整準ブロック４，基台部３，支柱部２，及び、取手部５を、下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支柱部２のＵ字状凹部２ａ内には、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。
【００２８】
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させるための望遠鏡１１，及びこの望遠鏡１１の対物レンズ１１１を介して測距のための変調光を送受光して望遠鏡１１の光軸上に存する物体までの距離を測定する光波測距ユニット１２を、内蔵している。
【００２９】
望遠鏡１１は、図２に示すように、物体側（図２の左側）から順に、対物レンズ１１１，ダイクロイックプリズム１１２，合焦レンズ１１３，ＡＦセンサ用ビームスプリッタ１１４，カバーガラス１１５，クロスヘアー焦点板１１６，及び、接眼レンズ１１７から、構成されている。
【００３０】
対物レンズ１１１は、その光軸（視準線）Ｌ１上に存在している物体の像（物体像）を形成する正レンズである。
【００３１】
ダイクロイックプリズム１１２は、視準線Ｌ１に対して４５度傾いた分離面１１２ａを有している。この分離面１１２ａは、赤外光を１００％反射するとともに、可視光を１００％透過する特性を有している。
【００３２】
合焦レンズ１１３は、対物レンズ１１１よりも焦点距離が短い負レンズであり、視準線Ｌ１に沿ってのみ進退可能な鏡筒１４内に保持されている。この鏡筒１４の外周面には、視準線Ｌ１と平行なラックギア１４ａが形成されている。このラックギア１４ａは、図１に示す制御回路２６によって制御される合焦レンズ駆動ユニット１５が回転駆動するピニオンギア１５ａに噛合している。従って、合焦レンズ駆動ユニット１５がピニオンギア１５ａを回転させることによって、合焦レンズ１１３は、視準線Ｌ１に沿って進退する。このようにして合焦レンズ１１３が進退することにより、対物レンズ１１１によって結ばれた物体の実像（物体像）の結像位置が、視準線Ｌ１に沿って移動する。
【００３３】
ＡＦセンサ用ビームスプリッタ１１４は、視準線Ｌ１に対して４５度傾いた分離面を有している。この分離面は、入射光の一部を反射して残りを透過する特性を有している。
【００３４】
クロスヘアー焦点板１１６は、視準線Ｌ１の位置を示すクロスヘアー（指標としての十字線）がカバーガラス１１５側の面（焦点面）に描かれた平行平面ガラス板である。このカバーガラス１１５は、クロスヘアー焦点板１１６の焦点面に埃等が付着するのを防止するための平行平面ガラス板である。
【００３５】
接眼レンズ１１７は、クロスヘアー焦点板１１６の焦点面に描かれたクロスヘアー及びこの焦点面に結像された物体像を、拡大して観察させるための正レンズ群である。
【００３６】
一方、ダイクロイックプリズム１１２によって分離された光路上には、光波測距ユニット１２が配置されている。この光波測距ユニット１２は、図１に示す制御回路２６（光波測距制御部１２１〔図３参照〕）による制御に応じて、所定周期で振幅変調された赤外光（測距用変調光）をダイクロイックプリズム１１２に向けて出射するとともに、視準線Ｌ１上に位置する反射プリズムによって反射されたこの測距用変調光の反射光を受光し、測距用変調光の出射時と受光時における位相差を検出し、検出された位相差情報を制御回路２６（光波測距制御部１２１）へ送信する。なお、上述の対物レンズ１１１は、この光波測距ユニット１２から出射される測距用変調光を照射するためのコリメータレンズ及び測距用変調光の反射光を集光するための集光レンズとしても、機能する。
【００３７】
また、ＡＦセンサ用ビームスプリッタ１１４によって分離された光路上には、ピント位置検出機構としてのピント位置検出センサ１６が配置されている。このピント位置検出センサ１６は、一眼レフカメラ等において一般に用いられている位相差検出方式によるセンサであり、クロスヘアー焦点板１１６の焦点面（と共役な面）に対する物体像のズレ量（デフォーカス量）を検出する。このピント位置検出センサ１６によって検出されたデフォーカス量を示すデフォーカス信号は、制御回路２６に入力される。
【００３８】
望遠鏡部１の外側について説明すると、この望遠鏡部１における望遠鏡１１の光軸と平行な上下両面には、視準線Ｌ１と平行な光軸を有する照準器１３，１３が取り付けられている。また、この望遠鏡部１の両側面には、同軸の一対の垂直回動軸１ａ，１ｂ（第２の軸）が、この望遠鏡部１の筐体から突出形成されている。
【００３９】
中間部材としての支柱部２は、望遠鏡部１を（第２の軸としての垂直回動軸１ａ，１ｂを中心として）垂直方向に回転自在に支持するためのＵ字状凹部２ａを、有している。このＵ字状凹部２ａの内側面の一方（図１の右側内面）には、望遠鏡部１の一方の垂直回転軸１ｂを軸支するための軸受（図示略）が形成されている。また、Ｕ字状凹部２ａの内側面の他方において、支柱部２の筐体には、上記垂直回転軸１ａが貫通する円型穴２ｂが穿たれている。この円形穴２ｂ内には、略円筒状のスリーブ２１が挿入されている。さらに、このスリーブ２１内には、このスリーブ２１の内径と略同じ外形を有する有底円筒部２２ａ及びこの有底円筒部２２ａの開口に対して一体に連なるリング状の外方フランジ部２２ｂからなる回転部材２２の上記有底円筒部２２ａが、回転自在にはめ込まれている。なお、この回転部材２２の有底円筒部２２ａにおける底側の端面には、この有底円筒部２２と同軸且つ上記垂直回転軸１ａの外径と同じ内径を有する嵌合円筒２２ｃが、突出形成されている。そして、この嵌合円筒２２ｃの外面に形成された雄ねじには、スリーブ２１からの有底円筒部２２ａの抜けを防止するため、スリーブ２１の内径よりも大きい外径を有する抜け止めリング２５が、螺合している。また、この嵌合円筒２２ｃ内には上記垂直回転軸１ａが嵌入しており、両者が一体に固定されている。以上の構成により、望遠鏡部１は、支柱部２のＵ字状凹部２ａ内において垂直方向（図１の上下方向）に回転自在に支持されているとともに、望遠鏡１が垂直方向に回転すると、回転部材２２も一体に回転する。
【００４０】
回転部材２２の外方フランジ部２２ｂの外縁には、平行平面透明部材からなるリング状の回転スケール板２３が填められている。この回転スケール板２３には、放射状のコードパターンが、均一ピッチで描かれている。
【００４１】
また、スリーブ２１の外面に一体形成された外方フランジには、この回転スケール板２３のコードパターンを読み取るための垂直エンコーダユニット２４が、固着されている。この垂直エンコーダユニット２４は、回転スケール板２３に対してその片面側から光を照射するための発光ダイオード２４４及びコリメータレンズ２４３と、回転スケール板２３を挟んでコリメータレンズ２４３とは逆側に位置するサブスケール板２４１と、これら回転スケール板２３及びサブスケール板２４２を透過した光を受光する受光回路２４２とを、フレームによって保持する構造を有している。上記サブスケール板２４１は、平行平面透明部材から構成され、回転スケール板２３上のコードパターンと同じピッチのコードパターンが描かれている。このコードパターンは、回転スケール板２３の回転中心軸から放射した形状であり、径方向に二分されており、内側のコードパターンの位相と外側のコードパターンの位相とは、１／４周期ずらして形成されている。また、上記受光回路２４２には、以上のようにして径方向に二分されたコードパターンを夫々透過した光を個別に受光する２つの受光素子が、搭載されている。これら２つの受光素子からの出力信号は、夫々、制御回路２６に入力される。
【００４２】
以上の構成により、望遠鏡部１と一体に回転スケール板２３が回転すると、図３に示すように１／４周期ずれた２つの正弦波状の出力信号が、垂直エンコーダユニット２４から制御回路２６に入力される。制御回路２６は、入力された二つの出力信号の位相差及び変化量（位相）を検知することにより、回転スケール板２３，従って望遠鏡部１の回転方向及び回転量を、知ることができる。即ち、これら回転スケール板２３及び垂直エンコーダユニット２４が、第１エンコーダを構成している。
【００４３】
一方、上記基台部３の中心には、垂直方向（図１の上下方向）を向いた円形穴３ａが、上面側から穿たれている。この円形穴３ａには、その上端にリング状の外方フランジ部３０ａが一体に形成されている円筒部材３０の下端が挿入されて固定されている。この円筒部材３０における外方フランジ部３０ａの外縁には、平行平面透明部材からなるリング状のメインスケール板３１が填められている。このメインスケール板３１には、放射状のコードパターンが、均一ピッチで描かれている。
【００４４】
上記円筒部材３０内には、この円筒部材３０の内径と略同じ外径を有する第１の軸としての回転軸部材２７が、回転自在に挿入されている。この回転軸部材２７の下端は、円筒部材３０の下端から突出して、基台部３の円形穴３ａ内に露出している。この回転軸部材２７における円筒部材３０の下端から突出した部分には、雄ねじが形成されており、この雄ねじには、円筒部材３０の内径よりも大きい外形を有する抜止リング３２が螺合している。また、この円筒部材３０の上端は、支柱部２の筐体の内面に形成された嵌合凹部２ｃにはめ込まれて固定されている。以上の構成により、支柱部２は、基台部３に対して水平方向（図１の左右方向）に回転自在に支持されているとともに、支柱部２が水平方向に回転すると、回転スケール板３１が回転軸部材２７に対して相対的に回転する。
【００４５】
この回転軸部材２７の上端近傍には、円筒部材３０の外方フランジ部３０ａに重なる外方フランジ部２７ａが、一体に形成されている。この外方フランジ部２７ａの外縁には、メインスケール板３１と略同型状の平行平面透明板からなるサブスケール板２８がはめ込まれている。このサブスケール板２８には、メインスケール板３１上のコードパターンと同じピッチの放射状のコードパターンが描かれている。このコードパターンは、径方向に二分されており、内側のコードパターンの位相と外側のコードパターンの位相とは、１／４周期ずらして形成されている。
【００４６】
また、回転軸部材２７の外方フランジ部２７ａには、このメインスケール板３１上のコードパターンを読み取るための水平エンコーダユニット２９が、固着されている。この水平エンコーダユニット２９は、メインスケール板３１に対してその片面側（外方フランジ部２７ａとは逆の側）から光を照射するための発光ダイオード２９１及びコリメータレンズ２９２と、メインスケール板３１及びサブスケール板２８を透過した光を受光する受光回路２９３とを、フレームによって保持する構造を有している。この受光回路２９３には、上述したようにして径方向に二分されたコードパターンを夫々透過した光を個別に受光する２つの受光素子が、搭載されている。これら２つの受光素子からの出力信号は、夫々、制御回路２６に入力される。
【００４７】
以上の構成により、支柱部２と一体に水平エンコーダユニット２９がメインスケール板３１に対して相対回転すると、図３に示すように１／４周期ずれた２つの正弦波状の出力信号が、水平エンコーダユニット２９から制御回路２６に入力される。制御回路２６は、入力された二つの出力信号の位相差及び変化量（位相）を検知することにより、水平エンコーダユニット２９，従って支柱部２の回転方向及び回転量を、知ることができる。即ち、メインスケール板３１，サブスケール板２８，及び水平エンコーダユニット２９が、第２エンコーダを構成している。
【００４８】
支柱部２の前後両面には、図２に示すように、制御回路２６に各種データや操作コマンドを入力したり制御回路２６によって出力される各種データや操作指示を表示するための入力表示部６，６が、設けられている。
【００４９】
また、支柱部２の後面に設けられた高度分度固定ツマミ７は、望遠鏡部１の垂直回動軸１ｂの支柱部２に対する回動を規制する図示せぬブレーキ機構を、作動させるためのツマミである。この高度分度固定ツマミ７を締めて図示せぬブレーキ機構を作動させると、手で掴んで望遠鏡部１を回転させることが、不可能となる。
【００５０】
同様に、支柱部２の側面に設けられた水平分度固定ツマミ９は、支柱部２の基台部３の円筒部材３０に対する相対回動を規制する図示せぬブレーキ機構を、作動させるためのツマミである。この水平分度固定ツマミ９を締めて図示せぬブレーキ機構を作動させると、手で掴んで支柱部２を回転させることが、不可能となる。
【００５１】
また、高度分度固定ツマミ７と同軸に取り付けられている高度分度微動ツマミ８は、上記した図示せぬブレーキ機構自体を支柱部２に対して回転させる図示せぬ垂直微調整機構を、作動させるためのツマミである。この高度分度微動ツマミ８を捻って図示せぬ垂直微調整機構を作動させると、望遠鏡部１が支柱部２に対して微調整される。
【００５２】
同様に、水平分度固定ツマミ９と同軸に取り付けられている水平分度微動ツマミ１０は、上記した図示せぬブレーキ機構自体を基台部３の円筒部材３０に対して回転させる図示せぬ水平微調整機構を、作動させるためのツマミである。この水平分度微動ツマミ１０を捻って図示せぬ水平微調整機構を作動させると、支柱部２が基台部３に対して微調整される。
【００５３】
支柱部２の上部には、そのＵ字状凹部２ａをまたぐように、取手部５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５が視準線Ｌ１を遮ってしまうので、この取手部５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、望遠鏡１１の接眼レンズ１１７が支柱部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、望遠鏡１１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５を取り外す。
【００５４】
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４０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４０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、回転軸部材２７の回転中心軸Ｌ２を、鉛直方向に向けさせることができる。
【００５５】
以上の機械構成により、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、この時の望遠鏡１１の方向は、垂直エンコーダユニット２４及び水平エンコーダユニット２９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構成を説明する。
【００５６】
上記したように、制御回路２６には、回転部材２２の有底円筒部２２ａの中心を貫通して望遠鏡部１内まで引き通された信号線ｌを通じて、望遠鏡部１内の光波測距ユニット１２，合焦レンズ駆動ユニット１５及びピント位置検出センサ１６が接続されているとともに、垂直エンコーダユニット２４及び水平エンコーダユニット２９，並びに、各入力表示部６，６が、接続されている。
【００５７】
この制御回路２６は、各入力表示部６，６から入力された各種データ及びコマンドに従って、光波測距ユニット１２を動作させ、視準線Ｌ１上に存在する物体までの距離に相当する位相差情報の入力を受ける。そして、この位相差情報に基づいて、視準線Ｌ１上に存在する物体までの距離を算出して、各入力表示部６，６上に表示する。
【００５８】
また、制御回路２６は、垂直エンコーダユニット２４及び水平エンコーダユニット２９から入力される出力信号に基づいて、視準線Ｌ１の高度角及び水平角（リセットがなされた際の方向を基準方向とした相対角）を算出する。
【００５９】
さらに、制御回路２６は、図３に示すブロック図のように、内挿処理部２６１，単位計測時間測定部２６２，回転角度測定部２６３，回転速度計算部２６４，及び、ＡＦ（オートフォーカス）制御部２６５を、含んでいる。
【００６０】
これらのうち内挿処理部２６１は、個々のエンコーダユニット２４，２９から入力された二つ一組の出力信号（正弦波）の値に基づいて、これら出力信号の位相を認識し、１周期を４分割して得た４個の基準位相の何れかに達する毎に、回転角度測定部２６３に対してパルスを出力する。従って、受光信号の値が１周期分変化する間に、４個のパルスが出力される。
【００６１】
単位計測時間測定部２６２は、タイマを有しており、単位時間（ｔ）当たり１２個（任意設定数）のパルスを回転角度測定部２６３に対して出力する。
【００６２】
回転角度測定部２６３は、単位計測時間測定部２６２からパルスが１２個入力される間に内挿処理部２６１から入力されるパルス数を数える。即ち、単位時間（ｔ）当たりの回転角度（ｐ）を測定する。そして、回転角度測定部２６３は、測定した単位時間（ｔ）当たりの回転角度（ｐ），即ち、パルス数を、回転角速度計算部２６４に入力する。
【００６３】
回転角速度計算部２６４は、回転角度測定部２６３から入力されたパルス数に基づいて望遠鏡部１の支柱部２に対する垂直｜回転角速度｜，及び、支柱部２の基台部３に対する水平｜回転角速度｜を、夫々算出する。そして、このようにして算出された各｜回転角速度｜のうち大きい方（Ｖ）を、ＡＦ制御部２６５に入力する。
【００６４】
ＡＦ制御部２６５は、ピント位置検出センサ１６及び合焦レンズ駆動ユニット１５とともにオートフォーカス機構を構成するとともに、制御装置としても機能する。即ち、ＡＦ制御部２６５は、主電源が投入された後、回転角速度計算部２６４によって入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を所定の第１判定基準値Ｖ１（＝０’／ｓ）及び第２判定基準値Ｖ２（＝１０’／ｓ）と比較し、｜回転角速度｜（Ｖ）が一旦Ｖ１を超えると、ピント位置検出センサ１６を起動させるとともに、ピント位置検出センサ１６から入力されたデフォーカス信号に基づいて、このデフォーカス信号によって示されるデフォーカス量を打ち消すための合焦レンズ１１３の移動量及び移動方向を算出し、この「移動方向」の方へ「移動量」だけ合焦レンズ１１３を移動させることを、合焦レンズ駆動ユニット１５に指示する。
【００６５】
具体的には、ＡＦ制御部２６５は、図４のフローチャートに従ったシーケンスで、制御を行う。即ち、ＡＦ制御部２６５は、主電源が投入されると（スタート）、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出し（Ｓ０１）、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１（＝０’／ｓ）を超えているか否かをチェックする（Ｓ０２）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超える場合には、Ｓ０６に進める。
【００６６】
これに対して、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下であった場合には、ＡＦ制御を一回実行する（Ｓ０３）。即ち、ピント位置センサ１６を起動させてデフォーカス信号を出力させ、このデフォーカス信号に応じた移動量を算出して、この移動量だけ合焦レンズ１１３を移動させることを合焦レンズ駆動ユニット１５に指示し、ピントズレ量が許容量以下になった時点でＡＦ制御を終了し、Ｓ０４に進める。
【００６７】
Ｓ０４では、ＡＦ制御部２６５は、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出する。そして、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１（＝０’／ｓ）を超えているか否かをチェックする（Ｓ０５）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えるまで、Ｓ０４の回転角速度検出及びＳ０５の判定を繰り返す。これに対して、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えると、Ｓ０６に進める。
【００６８】
Ｓ０６では、ＡＦ制御部２６５は、再度、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出する。そして、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下であるか否かをチェックする（Ｓ０７）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えると、ＡＦ制御部２６５は、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えているが第２判定基準値Ｖ２（＝１０’／ｓ）以下であるか否かを、チェックする（Ｓ０８）。
【００６９】
そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えているが第２判定基準値Ｖ２以下である場合には、ＡＦ制御部２６５は、ＡＦ制御を実行する（Ｓ０９）。即ち、ピント位置検出センサ１６を起動させてデフォーカス信号を出力させ（一旦、デフォーカス信号を出力するとピント位置検出センサ１６は１サイクルの動作を完了する）、このデフォーカス信号に応じた移動量を算出して、この移動量だけ合焦レンズ１１３を移動させることを合焦レンズ駆動ユニット１５に指示する。その後で、ＡＦ制御部２６５は、再度、回転角速度計算部２６５から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出し（Ｓ１０）、Ｓ０８の判定を行う。一方、Ｓ０８の判定で、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下であった場合、若しくは、｜回転角速度｜（Ｖ）が第２判定基準値Ｖ２を超えた場合には、ＡＦ制御部２６５は、Ｓ０６の回転角速度検出に戻る。このように、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えているが第２判定基準値Ｖ２以下である場合には、ＡＦ制御部２６５は、Ｓ０９でのＡＦ制御を繰り返す。これに対して、｜回転角速度｜（Ｖ）が第２判定基準値Ｖ２を超えている場合には、ＡＦ制御部２６５は、ＡＦ制御を行わない（一旦行っていたＡＦ制御を中止する）。
【００７０】
一方、Ｓ０７での判定で、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下であった場合には、ＡＦ制御部２６５は、ＡＦ制御を実行する（Ｓ１１）。即ち、ピント位置検出センサ１６を起動させてデフォーカス信号を出力させ、このデフォーカス信号に応じた移動量を算出して、この移動量だけ合焦レンズ１１３を移動させることを合焦レンズ駆動ユニット１５に指示する。その後で、ＡＦ制御部２６５は、Ｓ０４の回転角速度検出に戻る。
＜トータルステーションの動作＞
次に、以上のように構成されたトータルステーションを用いた測量の手順及び、トータルステーションの動作を説明する。
【００７１】
最初に、作業者は、測定対象点に反射プリズムを設置するとともに、トータルステーションを測点に設置する。そして、作業者は、トータルステーションに主電源を投入する。
【００７２】
次に、作業者は、望遠鏡１１の視準作業を行う。但し、望遠鏡１１は、高倍率故に視野が狭いので、視準作業の初期においては、望遠鏡１１そのものは用いずに、視野が広い照準器１３を用いる。また、各微調整ツマミ８，１０による調整量は僅かであるので、各固定ツマミ７，９を緩めて、手で支柱部２及び望遠鏡部１を掴んで、望遠鏡１１の向きを調整する。
【００７３】
この調整中、各エンコーダユニット２４，２９からの出力に基づいて、制御回路２６（回転角速度計算部２６４）は、望遠鏡部１の支柱部２に対する｜回転角速度｜及び支柱部２の基台部３に対する｜回転角速度｜を算出する。このとき、上述したようにして手で掴んで望遠鏡１１の向きが調整されると、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第２判定基準値Ｖ２（＝１０’／ｓ）を上回る（Ｓ０５，Ｓ０７，Ｓ０８，Ｓ０７，Ｓ０８，…）。従って、この間においては、ＡＦ制御は実行されないので、ピント位置検出センサ１６はデフォーカス量の検出行わず、合焦レンズ駆動ユニット１５は合焦レンズ１１３の移動を行わない。
【００７４】
この照準器１３を用いた視準の結果、望遠鏡１１の方向がおおよそ反射プリズムの方向に合うと、作業者は、両固定ツマミ７，９を締めて、外力によって望遠鏡１１の方向が変わらないようにする。この間、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準値Ｖ１（＝０’／秒）以下となる（Ｓ０８，Ｓ０７）。従って、制御回路２６（ＡＦ制御部２６５）は、作業者が最初に望遠鏡１１の接眼レンズ１１７を覗いた時に視準線Ｌ１上の物体がクロスヘアーと同位置で明瞭に見えるように、一回だけ、ＡＦ制御を実行する（Ｓ１１）。
【００７５】
次に、作業者は、望遠鏡１１の接眼レンズ１１７を覗く。このとき、上述したように、合焦レンズ１１３の移動は済んでいるので、クロスヘアーの中心に重なった状態で、視準線Ｌ１上の物体が明瞭に見える。そして、作業者は、両微調整ツマミ８，１０を適宜回転することにより、測定対象点に設置した反射プリズムがクロスヘアーの中心に重なって見えるように、望遠鏡１１の方向を調整する。この微調整を行っている間、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準値Ｖ１を超えるが第２判定基準値Ｖ２未満となる（Ｓ０５，Ｓ０７，Ｓ０８，Ｓ０８，…）。従って、この間においては、制御部２６（ＡＦ制御部２６５）は、繰り返しＡＦ制御を実行する（Ｓ０９）。その結果、クロスヘアーの中心には、視準線Ｌ１上に存在する物体の像が、常に、明瞭に見えるようになる。
【００７６】
以上の視準作業（微調整作業）の結果、測定対象点に設置した反射プリズムがクロスヘアー中心に重なると、作業者は、各微調整ツマミ８，１０の回転を終了する。すると、上述したように、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準値Ｖ１以下となる（Ｓ０８，Ｓ０７）。従って、制御回路２６（ＡＦ制御部２６５）は、最後に一回だけＡＦ制御を実行し（Ｓ１１）、その後はＡＦ制御を中断する（Ｓ０５）。
【００７７】
この間に両エンコーダユニット２４，２９から出力される受光信号に基づいて、制御回路２６は、測定対象点に設置した反射プリズムの向きを、視準線Ｌ１の高度角及び水平角として算出しており、この算出された高度角及び水平角を入力表示部６に表示している。作業者は、更に、入力表示部６を介して測距開始コマンドを入力する。すると、制御回路２６は、光波測距ユニット１２に対して測距開始を指示する。そして、この指示に応じて位相差信号が光波測距ユニット１２から入力されると、制御回路２６は、位相差信号に基づいて、反射プリズムまでの距離を算出し、算出した距離を入力表示部６上に表示する。
【００７８】
なお、一つの測定対象点に対する測量が完了した後で、次の測定対象点に対する測量を行う場合には、作業者は、各固定ねじ７，９を緩めて、手で支柱部２及び望遠鏡部１を掴んで望遠鏡１１の方向を調整し直す。この場合にも、上述した通り、制御回路２６は、ピント位置検出センサ１６にデフォーカス量の検出を行わせず、合焦レンズ駆動ユニット１５による合焦レンズ１１３の駆動を行わない。また、作業者によっては、照準器１３により望遠鏡１１を測定対象点に概略合わせて、両固定ツマミ７，９を締めた後、電源を入れる作業者もいる。この場合でも、｜回転角速度｜は第１判定基準値Ｖ１以下になり（Ｓ０１，Ｓ０２）、ＡＦ制御は実行される（Ｓ０３）。
【００７９】
このように、本実施形態のトータルステーションによれば、メイン電源投入後、望遠鏡１１自体を使用せずに視準器を使用して望遠鏡１１の向きを調整する際には、オートフォーカス機構（ピント位置検出センサ１６及び合焦レンズ駆動ユニット１５）は作動せず、望遠鏡１１の位置を停止した時点で、一回だけオートフォーカス機構（ピント位置検出センサ１６及び合焦レンズ駆動ユニット１５）が作動し、作業者が望遠鏡１１を覗いた時に視準線Ｌ１上の物体がクロスヘアーと同位置に見えるようになる。その後は、望遠鏡１１を使用しながら微調整ねじ８，１０を回転させて視準している間だけ、オートフォーカス機構（ピント位置検出センサ１６及び合焦レンズ駆動ユニット１５）が作動し続ける。また、熟練作業者などは、微調整ネジ８，１０を使用せず手動にて望遠鏡部１を回転させ微調整する場合があるが、その場合においても、回転角速度が条件を満足していれば、同様に、ＡＦは作動する。
【００８０】
従って、ＡＦを起動させるスイッチを押す操作をしなくても、オートフォーカス機構（ピント位置検出センサ１６及び合焦レンズ駆動ユニット１５）は、必要な時には必ず作動し、不必要な時には作動しない。そのため、トータルステーションの操作性が向上して作業能率が向上するとともに、スイッチの誤動作や望遠鏡１１の向きの意に反したズレが防止される。
【００８１】
本実施形態においては、第１判定基準値Ｖ１以下においてもＡＦ制御を単動（１回の）ＡＦとしたが、任意回数のＡＦとしても良い。
【００８２】
【実施形態２】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本第２実施形態は、上述した第１実施形態と比較して、ＡＦ制御部２６５が実行する制御のシーケンスのみが異なり、それ以外のハードウェア構成が同一となっている。従って、ここでは、このＡＦ制御部２６５が実行する制御のシーケンスの説明のみを行い、その他の説明を省略する。
【００８３】
図５のフローチャートに示すように、ＡＦ制御部２６５は、主電源が投入されると（スタート）、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出し（Ｓ２０）、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１（＝０’／ｓ）を超えているか否かをチェックする（Ｓ２１）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超える場合には、Ｓ２５に進める。
【００８４】
これに対して、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下であった場合には、ＡＦ制御を一回実行する（Ｓ２２）。即ち、ピント位置センサ１６を起動させてデフォーカス信号を出力させ、このデフォーカス信号に応じた移動量を算出して、この移動量だけ合焦レンズ１１３を移動させることを合焦レンズ駆動ユニット１５に指示し、ピントズレ量が許容量以下になった時点でＡＦ制御を終了し、Ｓ２３に進める。
【００８５】
Ｓ２３では、ＡＦ制御部２６５は、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出する。そして、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１（＝０’／ｓ）を超えているか否かをチェックする（Ｓ２４）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えるまで、Ｓ２３の回転角速度検出及びＳ２４の判定を繰り返す。これに対して、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えると、ＡＦ制御部２６５は、Ｓ２５に進める。
【００８６】
Ｓ２５では、ＡＦ制御部２６５は、再度、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出する。そして、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第３判定基準値Ｖ３（＝２０ ’／Ｓ）以下であるか否かをチェックする（Ｓ２６）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第３判定基準値Ｖ３を超えている場合には、｜回転角速度｜（Ｖ）が第３判定基準値Ｖ３以下となるまで、Ｓ２５の回転角速度検出及びＳ２６の判定を繰り返す。これに対して、｜回転角速度｜（Ｖ）が第３判定基準値Ｖ３以下となると、ＡＦ制御部２６５は、Ｓ２７に進める。
【００８７】
Ｓ２７では、ＡＦ制御部２６５は、｜回転角速度｜（Ｖ）が第２判定基準値Ｖ２（＝１０’／ｓ）を超えているか否かを、チェックする。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第２判定基準値Ｖ２を超えているが第３判定基準値Ｖ３以下の場合には、ＡＦ制御部２６５は、処理をＳ２８に進める。これまでのＳ２５乃至Ｓ２８のループに入って最初にＳ２８を実行したときには、ＡＦ制御部２６５は、このＳ２８において、直ぐにＡＦ制御を実行、２回目以降にＳ２８を実行した時には、第２基準サイクルタイムａ２（＝１秒）経過後にＡＦ制御を実行する。この結果、ＡＦ制御部２６５は、｜回転角速度｜（Ｖ）が第２判定基準値Ｖ２を超えているが第３判定基準値Ｖ３以下となった場合、最初のみ直ぐにＡＦ制御を行い、その後は、｜回転角速度｜（Ｖ）が第２判定基準値Ｖ２を超えているが第３判定基準値Ｖ３以下である限り、第２基準サイクルタイムａ２（＝１回／秒）にて間欠ＡＦ制御を繰り返す。
【００８８】
これに対して、｜回転角速度｜が第２判定基準値Ｖ２以下である場合には、ＡＦ制御部２６５は、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えているか否かを、チェックする（Ｓ２９）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えている場合には、ＡＦ制御部２６５は、処理をＳ３０に進める。これまでのＳ２５乃至Ｓ２７，Ｓ２９，Ｓ３０のループに入って最初にＳ３０を実行したときには、ＡＦ制御部２６５は、このＳ３０において、直ぐにＡＦ制御を実行、２回目以降にＳ３０を実行した時には、第１基準サイクルタイムａ１（＝０．５秒）経過後にＡＦ制御を実行する。この結果、ＡＦ制御部２６５は、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えているが第２判定基準値Ｖ２以下となった場合、最初のみ直ぐにＡＦ制御を行い、その後は、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えているが第２判定基準値Ｖ２以下である限り、第１基準サイクルタイムａ１（＝０．５回／秒）にて間欠ＡＦ制御を繰り返す。
【００８９】
これに対して、｜回転角速度｜が第１判定基準値Ｖ１以下である場合には、ＡＦ制御部２６５は、ＡＦ制御を実行する（Ｓ３１）。即ち、ピント位置検出センサ１６を起動させてデフォーカス信号を出力させ、このデフォーカス信号に応じた移動量を算出して、この移動量だけ合焦レンズ１１３を移動させることを合焦レンズ駆動ユニット１５に指示する。その後で、ＡＦ制御部２６５は、Ｓ２３の回転角速度検出に戻る。
なお、上記シーケンスでは、判定基準値としえ回転角速度を使用しているが、回転速度を用いて判定を行っても良い。
【００９０】
＜トータルステーションの動作＞
最初に、作業者は、測定対象物に反射プリズムを設置するとともに、ト−タルステーションを測点に設置する。そして、作業者は、ト−タルステーションに電源を投入する。この時｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下ならば１回だけＡＦ制御を実行する（Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２）。これは、照準器による初期の照準作業終了後に電源を投入するケースがあり得るからである。
【００９１】
次に、作業者は、望遠鏡１１の視準作業をおこなう。但し、望遠鏡１１は、高倍率故に視野が狭いので、視準作業の初期においては、望遠鏡１１そのものを用いずに、視野が広い照準器１３を用いる。また、各微調ツマミ８，１０による調整量は僅かであるので、各固定ツマミ７，９を緩めて、手で支柱部２及び望遠鏡部１を掴んで望遠鏡１１の向きを調整する。この調整中、各エンコーダーユニット２４，２９からの出力に基づいて、制御回路２６（回転角速度計算部２６４）は、望遠鏡部１の支柱部２に対する｜回転角速度｜（Ｖ）及び支柱部２の基台部３に対する｜回転角速度｜（Ｖ）を算出する。このとき、上述したようにして手で掴んで望遠鏡１１の向きが調整されると、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第３判定基準Ｖ３を上回る（Ｓ２５，Ｓ２６）。従って、この間においては、ＡＦ制御は実行されないので、ピント位置検出センサ１６はデフォーカス量の検出は行わず、合焦レンス駆動ユニット１５は合焦レンス１１３の移動を行わない。
【００９２】
この照準器１３を用いた視準の結果、望遠鏡１１の方向がおおよそ反射プリズムの方向に合うと、作業者は両固定ツマミ７，９を締めて、外力によって望遠鏡１１の方向が変わらないようにする。この間、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準Ｖ１以下となる（Ｓ２９）。従って、制御回路２６（ＡＦ制御部２６５）は、作業者が最初に望遠鏡１１の接眼レンズ１１７を覗いた時に視準線Ｌ１上の物体か、クロスヘア−と同位置で明瞭に見えるように、１回だけ、ＡＦ制御を実行する（Ｓ３１）。
【００９３】
次に、作業者は、望遠鏡１１の接眼レンズ１１７を覗く。この時、上述したように合焦レンズ１１３の移動は済んでいるので、クロスヘアーの中心に重なった状態で、視準線Ｌ１上の物体が明瞭に見える。そして、作業者は、両微調ツマミ８，１０を適宜回転することにより測定対象点に設置した反射プリズムがクロスヘアー中心に重なって見えるように、望遠鏡１１の方向を調整する。この微調整を行っている間、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準Ｖ１を超えるが第３判定基準Ｖ３以下となる。最近の測量機には、微調ツマミ８，１０によって粗動と微動の２通りの回転スピードで調整可能な方式のものが存在する。そこで、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準Ｖ１を越えるが第２判定基準Ｖ２以下である場合（即ち、回転スピードが微動である場合）には基準サイクルタイムａ１回／秒（Ｓ３０）で、また、第２判定基準Ｖ２を超えている場合（即ち、回転スピードが粗動である場合）には基準サイクルタイムをａ２回／秒（Ｓ２８）で間欠ＡＦ制御を繰り返すので、回転角速度にあったＡＦ駆動によって視準線Ｌ１上に存在する物体の像が明瞭に見えるようになる（Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ３０）。
【００９４】
以上の視準作業（微調整作業）の結果、測定対象点に設置した反射プリズムがクロスヘア−中心と重なると、作業者は、各微調ツマミ８，１０の回転を終了する。すると、上述したように制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準Ｖ１以下となる（Ｓ２９）。従って、制御回路２６（ＡＦ制御部２６５）は、最後に１回だけＡＦ制御を実行し（Ｓ３１）、その後はＡＦ制御を中断する（Ｓ２３，Ｓ２４）。
【００９５】
この間に両エンコーダユニット２４，２９から出力される受光信号に基づいて、制御回路２６は、測定対象点に設置した反射プリズムの向きを、視準線Ｌ１の高度角及び水平角として算出しており、この算出された高度角及び水平角を入力表示部６に表示している。作業者は、更に、入力表示部６を介して測距開始コマンドを入力する。すると、制御回路２６は、光波測距ユニット１２に対して測距開始を指示する。そして、この指示に応じて位相差信号が光波測距ユニット１２から入力されると、制御回路２６は、位相差信号に基づいて、反射プリズムまでの距離を算出し、算出した距離を入力表示部６上に表示する。
【００９６】
なお、一つの測定対象点に対する測量が完了した後で、次の測定対象点に対する測量を行う場合には、作業者は、各固定ねじ７，９を緩めて、手で支柱部２及び望遠鏡部１を掴んで望遠鏡１１の方向を調整し直す。この場合にも、上述した通り、制御回路２６は、ピント位置検出センサ１６にデフォーカス量の検出を行わせず、合焦レンズ駆動ユニット１５による合焦レンズ１１３の駆動を行わない。
【００９７】
本第２実施形態においては、回転状況の検出として角速度を使用したが、速度に換算した値を使用しても良い。また、第３判定基準Ｖ３を超えた場合にはＡＦ制御を行わないようにしたが、極めて長い基準サイクルタイムにて間欠ＡＦ制御を行うようにしても良い。また、本第２実施形態では、回転角速度の判定基準値を３段としたが、分割段数は３段に限らず、もっと細かく分割して判定基準値を増やしても良いし、減らしても良い。また、第１判定基準Ｖ１以下の場合、ＡＦ制御の回数を一回（単動）としたが、任意回数のＡＦ制御を行っても良い。
【００９８】
【実施形態３】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。本第３実施形態は、上述した第１実施形態と比較して、ＡＦ制御部２６５が実行する制御のシーケンスのみが異なり、それ以外のハードウェア構成が同一となっている。従って、ここでは、このＡＦ制御部２６５が実行する制御のシーケンスの説明のみを行い、その他の説明を省略する。
【００９９】
図６のフローチャートに示すように、ＡＦ制御部２６５は、主電源が投入されると（スタート）、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出し（Ｓ４０）、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１（＝０’／ｓ）を超えているか否かをチェックする（Ｓ４１）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超える場合には、Ｓ４５に進める。
【０１００】
これに対して、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下であった場合には、ＡＦ制御を一回実行する（Ｓ４２）。即ち、ピント位置センサ１６を起動させてデフォーカス信号を出力させ、このデフォーカス信号に応じた移動量を算出して、この移動量だけ合焦レンズ１１３を移動させることを合焦レンズ駆動ユニット１５に指示し、ピントズレ量が許容量以下になった時点でＡＦ制御を終了し、Ｓ４３に進める。
【０１０１】
Ｓ４３では、ＡＦ制御部２６５は、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出する。そして、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１（＝０’／ｓ）を超えているか否かをチェックする（Ｓ４４）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えるまで、Ｓ４３の回転角速度検出及びＳ４４の判定を繰り返す。これに対して、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えると、Ｓ４５に進める。
【０１０２】
Ｓ４５では、ＡＦ制御部２６５は、再度、回転角速度計算部２６４から入力された｜回転角速度｜（Ｖ）を検出する。そして、この｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下であるか否かをチェックする（Ｓ４６）。そして、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１を超えると、ＡＦ制御部２６５は、Ｓ４５の回転角速度検出に戻る。一方、｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下であった場合には、ＡＦ制御部２６５は、ＡＦ制御を実行する（Ｓ４７）。即ち、ピント位置検出センサ１６を起動させてデフォーカス信号を出力させ、このデフォーカス信号に応じた移動量を算出して、この移動量だけ合焦レンズ１１３を移動させることを合焦レンズ駆動ユニット１５に指示する。その後で、ＡＦ制御部２６５は、Ｓ４３の回転角速度検出に戻る。
【０１０３】
＜トータルステーションの動作＞
最初に、作業者は、測定対象物に反射プリズムを設置するとともに、ト−タルステーションを測点に設置する。そして、作業者は、ト−タルステーションに電源を投入する。この時｜回転角速度｜（Ｖ）が第１判定基準値Ｖ１以下ならば１回だけＡＦ制御を実行する（Ｓ４０，Ｓ４１，Ｓ４２）。これは、照準器による初期の照準作業終了後に、電源を投入するケースもあり得るからである。
【０１０４】
次に、作業者は、望遠鏡１１の視準作業をおこなう。但し、望遠鏡１１は、高倍率故に視野が狭いので、視準作業の初期においては、望遠鏡１１そのものを用いずに、視野が広い照準器１３を用いる。また、各微調ツマミ８，１０による調整量は僅かであるので、各固定ツマミ７，９を緩めて、手で支柱部２及び望遠鏡部１を掴んで望遠鏡１１の向きを調整する。この調整中、各エンコーダーユニット２４，２９からの出力に基づいて、制御回路２６（回転角速度計算部２６４）は、望遠鏡部１の支柱部２に対する回転角速度及び支柱部２の基台部３に対する回転角速度を算出する。このとき、上述したようにして手で掴んで望遠鏡１１の向きが調整されると、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準Ｖ１を上回る（Ｓ４３，Ｓ４４）。従って、この間においては、ＡＦ制御は実行されないので、ピント位置検出センサ１６はデフォーカス量の検出は行わず、合焦レンス駆動ユニット１５は合焦レンス１１３の移動を行わない。
【０１０５】
この照準器１３を用いた視準の結果、望遠鏡１１の方向がおおよそ反射プリズムの方向に合うと、作業者は、両固定ツマミ７，９を締めて、外力によって望遠鏡１１の方向が変わらないようにする。この間、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準Ｖ１以下となる（Ｓ４５，Ｓ４６）。従って、制御回路２６（ＡＦ制御部２６５）は、作業者が最初に望遠鏡１１の接眼レンズ１１７を覗いた時に視準線Ｌ１上の物体がクロスヘア−と同位置で明瞭に見えるように、１回だけ、ＡＦ制御を実行する（Ｓ４７）。
【０１０６】
次に、作業者は、望遠鏡１１の接眼レンズ１１７を覗く。この時、上述したように合焦レンズ１１３の移動は済んでいるので、クロスヘアーの中心に重なった状態で、視準線Ｌ１上の物体が明瞭に見える。そして、作業者は、両微調ツマミ８，１０を適宜回転することにより測定対象点に設置した反射プリズムがクロスヘアー中心に重なって見えるように、望遠鏡１１の方向を調整する。この微調整を行っている間、制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は第１判定基準Ｖ１を超えるため、ＡＦ制御は行われない。
【０１０７】
以上の視準作業（微調整作業）の結果、測定対象点に設置した反射プリズムが、クロスヘア−中心と重なると、作業者は、各微調ツマミ８，１０の回転を終了する。すると、上述したように制御部２６（回転角速度計算部２６４）によって計算された｜回転角速度｜（Ｖ）は、第１判定基準Ｖ１以下となる（Ｓ４６）。従って、制御回路２６（ＡＦ制御部２６５）は、最後に１回だけＡＦ制御を実行し（Ｓ４７）、その後はＡＦ制御を中断する（Ｓ４３，Ｓ４４）。また、照準器１３にて合わせた概略の位置より測量対象点までの途中において再度ＡＦをかけたい場合は、微動ツマミ８，１０の回転を止めれば（Ｓ４６，Ｓ４７）、ＡＦを起動する事ができる。
【０１０８】
この間に両エンコーダユニット２４，２９から出力される受光信号に基づいて、制御回路２６は、測定対象点に設置した反射プリズムの向きを、視準線Ｌ１の高度角及び水平角として算出しており、この算出された高度角及び水平角を入力表示部６に表示している。作業者は、更に、入力表示部６を介して測距開始コマンドを入力する。すると、制御回路２６は、光波測距ユニット１２に対して測距開始を指示する。そして、この指示に応じて位相差信号が光波測距ユニット１２から入力されると、制御回路２６は、位相差信号に基づいて、反射プリズムまでの距離を算出し、算出した距離を入力表示部６上に表示する。
【０１０９】
なお、一つの測定対象点に対する測量が完了した後で、次の測定対象点に対する測量を行う場合には、作業者は、各固定ねじ７，９を緩めて、手で支柱部２及び望遠鏡部１を掴んで望遠鏡１１の方向を調整し直す。この場合にも、上述した通り、制御回路２６は、ピント位置検出センサ１６にデフォーカス量の検出を行わせず、合焦レンズ駆動ユニット１５による合焦レンズ１１３の駆動を行わない。
【０１１０】
本第３実施形態においては、回転状況の検出として角速度を使用したが、速度に換算した値を使用しても良い。また、第１判定基準Ｖ１を超えた場合、ＡＦ制御を行わないようにしているが、極めて長い極めて長い基準サイクルタイムにて間欠ＡＦ制御を行うようにしても良い。また、第１判定基準Ｖ１以下の場合、ＡＦ制御の回数を一回（単動）としたが、任意回数のＡＦ制御を行っても良い。
【０１１１】
【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、望遠鏡による視準が開始されたことを所定基準に従って検知して、望遠鏡に組み込まれたオートフォーカス機構を自動的に起動することができる。その結果、オートフォーカス機構を起動するためには何れのスイッチの操作も必要ないので、測量作業を迅速に行うことができるとともに、他のスイッチを誤操作してしまうこともなく、スイッチを押圧する力で望遠鏡の向きをずらしてしまうこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるトータルステーションの一部破断正面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を一部示す側面図
【図３】図１の制御回路の一部構成を示すブロック図
【図４】図３のＡＦ制御部２６５での処理内容を示すフローチャート
【図５】本発明の第２実施形態によるトータルステーションのＡＦ制御部２６５での処理内容を示すフローチャート
【図６】本発明の第３実施形態によるトータルステーションのＡＦ制御部２６５での処理内容を示すフローチャート
【符号の説明】
１望遠鏡部
２支柱部
３基台部
１１望遠鏡
１５合焦レンズ駆動ユニット
１６ピント位置検出センサ
２４垂直方向エンコーダ
２６制御回路
２９水平方向エンコーダ
１１１対物レンズ
１１３合焦レンズ
１１６クロスヘアー焦点板
１１７接眼レンズ
２６３回転角度測定部
２６５ＡＦ制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surveying instrument incorporating a telescope having an autofocus mechanism.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a surveying instrument for measuring the distance and height of a land, a ranging instrument such as a lightwave ranging instrument and a goniometer such as an electronic theodolite have been generally used. The lightwave rangefinder measures a distance from a specific measurement point to a measurement target point. Further, the electronic theodolite measures the direction of a measurement target point as a horizontal angle and an altitude angle around a specific measurement point. Also, recently, a total station in which the lightwave range finder and the electronic theodolite are combined integrally has been put to practical use.
[0003]
In general, these surveying instruments are provided with a base, a support rotatably provided in a horizontal direction with respect to the base, and a support rotatable in a direction perpendicular to the support. It consists of a telescope. Further, in the goniometer, an angle sensor (encoder or the like) for measuring an altitude angle between the telescope and the support, and an angle for measuring a relative horizontal angle between the support and the base. A sensor (such as an encoder) is provided. Therefore, when the measurement target point is collimated by the telescope, the direction of the measurement target point can be measured as the horizontal angle and the altitude angle of the telescope with respect to the base. Further, in the rangefinder, the collimating optical axis of the telescope is configured to be coaxial with the ranging optical axis. Therefore, by collimating the reflection prism installed at the measurement target point with the telescope, the distance measuring optical axis can be adjusted to the reflection prism installed at the measurement target point.
[0004]
By the way, with the recent development of autofocus technology for cameras and the like, telescopes incorporating an autofocus mechanism have been proposed. If the autofocus mechanism is incorporated in the telescope in this manner, an object in the center of the field of view of the telescope (the center of the crosshair) is always in focus (by the objective lens of the object). Since the real image is formed on the crosshair reticle, the operator is released from the trouble of focusing, and the measurement target point (or the measurement target point is set at the center in the field of view of the telescope). You can concentrate on adjusting the direction of the telescope to accommodate the reflected prism.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional proposal of incorporating the autofocus mechanism into the telescope, no special consideration is given to generation of a start signal for activating the autofocus mechanism, and the autofocus start is simply performed on the outer surface of the surveying instrument. A switch was to be provided. Therefore, when the conventionally proposed telescope with an autofocus mechanism is put into practical use, the operator must operate the autofocus start switch every time the telescope is collimated. As a result, the operability of the surveying instrument is impaired, and another switch is erroneously operated in an attempt to press the autofocus start switch, and the telescope is displaced by the force of pressing the autofocus start switch. .
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and detects that collimation using a telescope has been started according to a predetermined criterion, and automatically activates an autofocus mechanism incorporated in the telescope. The task is to provide a surveying instrument that can do this.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made by focusing on the fact that the telescope is collimated after roughly adjusting the direction of the telescope.
[0008]
That is, a surveying instrument according to claim 1 has a telescope having an objective lens and an eyepiece and used for collimating a survey target point, and an image of the object located on the optical axis of the objective lens by the objective lens. An autofocus mechanism for adjusting the image forming position, a table for rotatably holding the telescope, a rotation detection device for detecting the rotation status of the telescope, and interlocking with the rotation status detected by the rotation detection device. A control device for controlling operation of the autofocus mechanism.
[0009]
With this configuration, the control device activates the autofocus mechanism according to the rotation state detected by the rotation detection device. Therefore, there is no need to press any switch to operate the autofocus mechanism in a timely manner.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the rotation state detected by the rotation detection device according to the first aspect is specified by an angular velocity of the telescope.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, the control device according to the second aspect controls the angular velocity of the telescope by one or more Judgment criteria The value is specified by dividing into a plurality of stages according to values and controlling the autofocus mechanism in accordance with a stage including the angular velocity detected by the rotation detecting device.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the rotation state detected by the rotation detection device according to the first aspect is specified as being the speed of the telescope.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, the control device of the fourth aspect divides the speed of the telescope into a plurality of stages according to one or a plurality of criterion values, and according to a stage including the speed detected by the rotation detecting device. This is specified by controlling the autofocus mechanism.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the telescope of the first aspect, the telescope has a focusing lens for forming an image of the object together with the objective lens, and the autofocus mechanism switches the focusing lens to the light of the objective lens. It is specified by driving along the axis.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, the telescope of the first aspect has an index that is magnified and observed by the eyepiece, and the autofocus mechanism adjusts an image formation position of the objective lens so as to overlap the index. That is what was specified.
[0016]
According to an eighth aspect of the present invention, the automatic focusing mechanism according to the first aspect has a focus position detecting mechanism for detecting an image forming position by the objective lens.
[0017]
According to a ninth aspect of the present invention, the control device according to the third aspect divides the angular velocity of the telescope into three stages according to a first criterion value and a second criterion value exceeding the first criterion value, and detects the rotation. The angular velocity detected by the device Once Exceeded the first judgment reference value After that, the angular velocity Less than or equal to the second judgment reference value while Only, it is specified by operating the autofocus mechanism.
[0018]
According to a tenth aspect of the present invention, when the angular velocity detected by the rotational angular velocity detection device is greater than the first determination reference value and equal to or less than the second determination reference value, the control device of the ninth aspect provides the automatic This is specified by continuing to operate the focus mechanism.
[0019]
According to an eleventh aspect of the present invention, the control device of the tenth aspect is configured such that when the angular velocity detected by the rotational angular velocity detection device once falls below the first determination reference value after exceeding the first determination reference value. , By operating the autofocus mechanism a predetermined number of times.
[0020]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the first aspect, the telescope is supported on the table so as to rotate about a first axis and to be rotatable about a second axis orthogonal to the first axis. This is specified by further providing an intermediate member that performs the following.
[0021]
According to a thirteenth aspect of the present invention, the rotational angular velocity detecting device of the twelfth aspect detects a first encoder for detecting a relative angular velocity between the intermediate member and the telescope, and a relative angular velocity between the table and the intermediate member. This is specified by having the second encoder.
[0022]
According to a fourteenth aspect of the present invention, the first criterion value in any one of the ninth to eleventh aspects is specified by an angular velocity of zero.
[0023]
According to a fifteenth aspect of the present invention, the control device according to the third aspect is configured such that the angular velocity of the telescope is set to a first criterion value, a second criterion value exceeding the first criterion value, and a second criterion value exceeding the second criterion value. The angular velocity detected by the rotation detecting device is divided into four stages based on three determination reference values. When the value exceeds the first determination reference value and is equal to or less than the second determination reference value, the autofocus mechanism is continuously operated intermittently in a first reference cycle, and the angular velocity detected by the rotation detection device is the same as the angular velocity. When the value exceeds the second determination reference value and is equal to or less than the third determination reference value, the autofocus mechanism is continuously operated intermittently in the second reference cycle. By doing so, it is specified.
[0025]
Claim 16 According to the invention, the control device according to claim 3 divides the angular velocity of the telescope into two stages according to a first determination reference value, and only when the angular velocity detected by the rotation detection device is equal to or less than the first determination reference value, Specified by operating the autofocus mechanism.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment shown below shows an example in which the surveying instrument according to the present invention is applied as a total station.
[0027]
Embodiment 1
First, a first embodiment of the present invention will be described.
<Machine configuration of total station>
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing the appearance of the total station according to the first embodiment, and FIG. 2 is a side view partially showing a longitudinal section taken along line II-II of FIG. As is clear from FIGS. 1 and 2, the total station is configured by stacking a leveling block 4, a base 3, a support 2, and a handle 5 in order from below. The telescope unit 1 is rotatably held in the U-shaped recess 2a of the column unit 2 having a substantially U-shape. Hereinafter, these components will be described.
[0028]
The telescope unit 1 transmits modulated light for distance measurement via a reflecting prism (corner cube) or a telescope 11 for collimating a target disposed at an angle measurement target point, and an objective lens 111 of the telescope 11. A built-in lightwave distance measurement unit 12 that receives light and measures the distance to an object existing on the optical axis of the telescope 11 is provided.
[0029]
As shown in FIG. 2, the telescope 11 includes an objective lens 111, a dichroic prism 112, a focusing lens 113, a beam splitter 114 for an AF sensor, a cover glass 115, and a crosshair reticle in order from the object side (left side in FIG. 2). 116 and an eyepiece 117.
[0030]
The objective lens 111 is a positive lens that forms an image (object image) of an object existing on the optical axis (collimation line) L1.
[0031]
The dichroic prism 112 has a separation surface 112a inclined by 45 degrees with respect to the collimation line L1. The separation surface 112a has a characteristic of reflecting infrared light by 100% and transmitting visible light by 100%.
[0032]
The focusing lens 113 is a negative lens having a shorter focal length than the objective lens 111, and is held in the lens barrel 14 that can advance and retreat only along the collimation line L1. On the outer peripheral surface of the lens barrel 14, a rack gear 14a parallel to the collimation line L1 is formed. The rack gear 14a meshes with a pinion gear 15a that is driven by the focusing lens drive unit 15 controlled by the control circuit 26 shown in FIG. Therefore, when the focusing lens driving unit 15 rotates the pinion gear 15a, the focusing lens 113 moves forward and backward along the collimation line L1. As the focusing lens 113 advances and retreats in this manner, the imaging position of the real image (object image) of the object formed by the objective lens 111 moves along the collimation line L1.
[0033]
The AF sensor beam splitter 114 has a separation surface inclined by 45 degrees with respect to the collimation line L1. The separation surface has a characteristic of reflecting a part of incident light and transmitting the rest.
[0034]
The crosshair reticle 116 is a plane-parallel glass plate in which a crosshair (a cross line as an index) indicating the position of the collimation line L1 is drawn on a surface (focal plane) on the cover glass 115 side. The cover glass 115 is a parallel flat glass plate for preventing dust and the like from adhering to the focal plane of the crosshair reticle 116.
[0035]
The eyepiece 117 is a positive lens group for enlarging and observing the crosshair drawn on the focal plane of the crosshair reticle 116 and the object image formed on the focal plane.
[0036]
On the other hand, on the optical path separated by the dichroic prism 112, an optical distance measuring unit 12 is arranged. The lightwave distance measuring unit 12 is configured to control the control of the control circuit 26 (lightwave distance control unit 121 [see FIG. 3]) shown in FIG. ) Is emitted toward the dichroic prism 112 and receives the reflected light of the modulated light for distance measurement reflected by the reflecting prism positioned on the collimation line L1. , And transmits the detected phase difference information to the control circuit 26 (lightwave distance measurement control unit 121). The objective lens 111 is a collimator lens for irradiating the modulated light for distance measurement emitted from the lightwave distance measuring unit 12 and a condensing lens for condensing the reflected light of the modulated light for distance measurement. Also works.
[0037]
A focus position detection sensor 16 as a focus position detection mechanism is disposed on the optical path separated by the AF sensor beam splitter 114. The focus position detection sensor 16 is a sensor based on a phase difference detection method generally used in a single-lens reflex camera or the like, and shifts (defocus) of an object image with respect to a focal plane (and a conjugate plane) of the crosshair reticle 116. Amount). A defocus signal indicating the defocus amount detected by the focus position detection sensor 16 is input to the control circuit 26.
[0038]
Describing the outside of the telescope unit 1, sighting units 13, 13 having an optical axis parallel to the collimation line L1 are attached to both upper and lower surfaces of the telescope unit 1 parallel to the optical axis of the telescope 11. A pair of coaxial vertical rotation shafts 1 a and 1 b (second axes) are formed on both sides of the telescope unit 1 so as to protrude from the housing of the telescope unit 1.
[0039]
The column 2 as an intermediate member has a U-shaped recess 2a for rotatably supporting the telescope 1 in the vertical direction (about the vertical rotation axes 1a and 1b as second axes). ing. A bearing (not shown) for supporting one of the vertical rotation shafts 1b of the telescope unit 1 is formed on one of the inner surfaces of the U-shaped concave portion 2a (the inner surface on the right side in FIG. 1). On the other side of the inner surface of the U-shaped concave portion 2a, a circular hole 2b through which the vertical rotation shaft 1a penetrates is drilled in the housing of the column portion 2. A substantially cylindrical sleeve 21 is inserted into the circular hole 2b. Further, inside the sleeve 21, a bottomed cylindrical portion 22a having substantially the same outer shape as the inner diameter of the sleeve 21 and a ring-shaped outer flange portion 22b integrally connected to an opening of the bottomed cylindrical portion 22a are formed. The bottomed cylindrical portion 22a of the rotating member 22 is rotatably fitted. A fitting cylinder 22c, which is coaxial with the bottomed cylindrical portion 22 and has the same inner diameter as the outer diameter of the vertical rotation shaft 1a, protrudes from the bottom end surface of the bottomed cylindrical portion 22a of the rotating member 22. Have been. The external thread formed on the outer surface of the fitting cylinder 22c has a retaining ring 25 having an outer diameter larger than the inner diameter of the sleeve 21 in order to prevent the bottomed cylindrical portion 22a from coming off from the sleeve 21. It is screwed. The vertical rotation shaft 1a is fitted into the fitting cylinder 22c, and both are fixed integrally. With the above configuration, the telescope unit 1 is supported rotatably in the vertical direction (up and down direction in FIG. 1) in the U-shaped concave portion 2a of the support unit 2, and rotates when the telescope 1 rotates in the vertical direction. The member 22 also rotates integrally.
[0040]
A ring-shaped rotary scale plate 23 made of a parallel plane transparent member is fitted on the outer edge of the outer flange portion 22b of the rotary member 22. Radial code patterns are drawn on the rotating scale plate 23 at a uniform pitch.
[0041]
A vertical encoder unit 24 for reading the code pattern of the rotary scale plate 23 is fixed to an outer flange integrally formed on the outer surface of the sleeve 21. The vertical encoder unit 24 is located on the opposite side of the collimator lens 243 with the light emitting diode 244 and the collimator lens 243 for irradiating light to the rotary scale plate 23 from one side thereof and the rotary scale plate 23 interposed therebetween. The sub-scale plate 241 and the light receiving circuit 242 for receiving the light transmitted through the rotary scale plate 23 and the sub-scale plate 242 are held by a frame. The sub-scale plate 241 is made of a parallel plane transparent member, and a code pattern having the same pitch as the code pattern on the rotary scale plate 23 is drawn. This code pattern has a shape radiated from the rotation center axis of the rotary scale plate 23 and is bisected in the radial direction. The phase of the inner code pattern and the phase of the outer code pattern are shifted by １／ period. Is formed. Further, the light receiving circuit 242 is provided with two light receiving elements that individually receive light that has passed through the code pattern bisected in the radial direction as described above. Output signals from these two light receiving elements are input to the control circuit 26, respectively.
[0042]
With the above configuration, when the rotary scale plate 23 rotates integrally with the telescope unit 1, two sine-wave-like output signals shifted by 1/4 cycle are input from the vertical encoder unit 24 to the control circuit 26 as shown in FIG. Is done. By detecting the phase difference and the amount of change (phase) between the two input output signals, the control circuit 26 can know the rotation direction and the amount of rotation of the rotary scale plate 23, and thus the telescope unit 1. That is, the rotary scale plate 23 and the vertical encoder unit 24 constitute a first encoder.
[0043]
On the other hand, a circular hole 3a oriented in the vertical direction (up and down direction in FIG. 1) is formed in the center of the base portion 3 from the upper surface side. The lower end of a cylindrical member 30 having a ring-shaped outer flange portion 30a integrally formed at the upper end thereof is inserted into and fixed to the circular hole 3a. A ring-shaped main scale plate 31 made of a parallel plane transparent member is fitted on the outer edge of the outer flange portion 30a of the cylindrical member 30. On the main scale plate 31, radial code patterns are drawn at a uniform pitch.
[0044]
A rotary shaft member 27 as a first shaft having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical member 30 is rotatably inserted into the cylindrical member 30. The lower end of the rotating shaft member 27 projects from the lower end of the cylindrical member 30 and is exposed in the circular hole 3 a of the base 3. A male screw is formed at a portion of the rotary shaft member 27 protruding from the lower end of the cylindrical member 30, and a retaining ring 32 having an outer shape larger than the inner diameter of the cylindrical member 30 is screwed to the male screw. . The upper end of the cylindrical member 30 is fitted and fixed in a fitting recess 2c formed on the inner surface of the housing of the column 2. With the above configuration, the column 2 is supported rotatably in the horizontal direction (the left-right direction in FIG. 1) with respect to the base 3, and when the column 2 rotates in the horizontal direction, the rotating scale plate 31 is rotated. Rotates relative to the rotation shaft member 27.
[0045]
In the vicinity of the upper end of the rotary shaft member 27, an outer flange portion 27a overlapping with the outer flange portion 30a of the cylindrical member 30 is formed integrally. A sub-scale plate 28 made of a parallel flat transparent plate having substantially the same shape as the main scale plate 31 is fitted into the outer edge of the outer flange portion 27a. A radial code pattern having the same pitch as the code pattern on the main scale plate 31 is drawn on the sub-scale plate 28. This code pattern is bisected in the radial direction, and the phase of the inner code pattern and the phase of the outer code pattern are formed so as to be shifted by １／ period.
[0046]
A horizontal encoder unit 29 for reading a code pattern on the main scale plate 31 is fixed to the outer flange portion 27a of the rotary shaft member 27. The horizontal encoder unit 29 includes a light emitting diode 291 and a collimator lens 292 for irradiating the main scale plate 31 with light from one side thereof (the side opposite to the outer flange portion 27a); The light receiving circuit 293 for receiving the light transmitted through the sub-scale plate 28 is held by a frame. The light receiving circuit 293 is provided with two light receiving elements that individually receive light that has passed through the code pattern bisected in the radial direction as described above. Output signals from these two light receiving elements are input to the control circuit 26, respectively.
[0047]
With the above configuration, when the horizontal encoder unit 29 rotates relative to the main scale plate 31 integrally with the support 2, the two sine-wave output signals shifted by 1/4 cycle as shown in FIG. The data is input from the unit 29 to the control circuit 26. By detecting the phase difference and the amount of change (phase) between the two input output signals, the control circuit 26 can know the rotation direction and the amount of rotation of the horizontal encoder unit 29, and therefore, the support column 2. That is, the main scale plate 31, the sub-scale plate 28, and the horizontal encoder unit 29 constitute a second encoder.
[0048]
As shown in FIG. 2, input and display units 6 for inputting various data and operation commands to the control circuit 26 and displaying various data and operation instructions output by the control circuit 26 are provided on both front and rear surfaces of the support unit 2. , 6 are provided.
[0049]
An altitude gradient fixing knob 7 provided on the rear surface of the column 2 is a knob for operating a brake mechanism (not shown) that restricts the vertical rotation shaft 1b of the telescope unit 1 from rotating with respect to the column 2. It is. If the brake mechanism (not shown) is operated by tightening the altitude degree fixing knob 7, it becomes impossible to rotate the telescope unit 1 by hand.
[0050]
Similarly, the horizontal degree fixing knob 9 provided on the side surface of the support portion 2 operates a brake mechanism (not shown) for restricting relative rotation of the support portion 2 with respect to the cylindrical member 30 of the base portion 3. It is a knob. When the horizontal degree fixing knob 9 is tightened and a brake mechanism (not shown) is operated, it becomes impossible to rotate the column 2 by grasping it by hand.
[0051]
Further, the finely divided elevation knob 8 mounted coaxially with the fixedly divided elevation knob 7 activates the vertical fine adjustment mechanism (not shown) for rotating the above-mentioned brake mechanism itself with respect to the column 2. It is a knob to make it. When the vertical fine adjustment mechanism (not shown) is actuated by twisting the altitude degree fine movement knob 8, the telescope unit 1 is finely adjusted with respect to the column 2.
[0052]
Similarly, the horizontal degree fine movement knob 10 mounted coaxially with the horizontal degree fixed knob 9 rotates the brake mechanism itself (not shown) with respect to the cylindrical member 30 of the base 3 (not shown). This is a knob for operating the fine adjustment mechanism. When the horizontal fine adjustment knob 10 is twisted to operate a horizontal fine adjustment mechanism (not shown), the column 2 is finely adjusted with respect to the base 3.
[0053]
A handle 5 is detachably attached to the upper part of the support 2 so as to straddle the U-shaped recess 2a. That is, when the distance is measured at a point located above the total station, the handle portion 5 blocks the collimation line L1, so the handle portion 5 is removed. When measuring the angle between the point located on the upper rear side of the total station and the point located on the upper front side, the state in which the eyepiece 117 of the telescope 11 faces the same side as the front surface of the support 2 is used. The telescope 11 must be rotated so that it moves to the same side as the rear surface. Therefore, the handle portion 5 is removed so as not to hinder the rotation operation.
[0054]
The leveling block 4 is composed of an upper plate 4a and a lower plate 4b, and has three leveling screws 40 whose amount of protrusion from the lower plate 4b can be finely adjusted at equal angular intervals in the circumferential direction. I have. By finely adjusting the amount of protrusion of these leveling screws 40, the upper plate 4a is tilted relative to the lower plate 4b in an arbitrary direction and at an arbitrary angle, and the rotation center axis L2 of the rotation shaft member 27 is vertically Can be oriented.
[0055]
With the above mechanical configuration, the telescope unit 1 can face all directions with respect to the base unit 3. The direction of the telescope 11 at this time is measured by the vertical encoder unit 24 and the horizontal encoder unit 29.
<Internal circuit of the total station>
Next, the configuration of the internal circuit of the total station will be described.
[0056]
As described above, the control circuit 26 supplies the lightwave distance measuring unit 12 in the telescope unit 1 to the control unit 26 through the signal line 1 that passes through the center of the bottomed cylindrical portion 22a of the rotating member 22 and extends into the telescope unit 1. , The focus lens drive unit 15 and the focus position detection sensor 16 are connected, and the vertical encoder unit 24, the horizontal encoder unit 29, and the input display units 6, 6 are connected.
[0057]
The control circuit 26 operates the lightwave distance measuring unit 12 in accordance with various data and commands input from the input display units 6 and 6, and outputs phase difference information corresponding to a distance to an object existing on the collimation line L1. Receives the input of Then, based on the phase difference information, the distance to the object existing on the collimation line L1 is calculated and displayed on each of the input display units 6 and 6.
[0058]
In addition, the control circuit 26, based on the output signals input from the vertical encoder unit 24 and the horizontal encoder unit 29, the altitude angle and the horizontal angle of the collimation line L1 (relative to the direction at the time when the reset was performed. Angle).
[0059]
Further, as shown in the block diagram of FIG. 3, the control circuit 26 includes an interpolation processing unit 261, a unit measurement time measurement unit 262, a rotation angle measurement unit 263, a rotation speed calculation unit 264, and AF (auto focus) control. A part 265 is included.
[0060]
Among these, the interpolation processing unit 261 recognizes the phases of these two output signals (sine waves) input from the individual encoder units 24 and 29 based on the values of the pair of output signals (sine waves), and changes one cycle. Each time the pulse reaches one of the four reference phases obtained by dividing the signal into four, a pulse is output to the rotation angle measuring unit 263. Therefore, four pulses are output while the value of the light receiving signal changes by one period.
[0061]
The unit measurement time measurement unit 262 has a timer, and outputs 12 pulses (arbitrarily set number) to the rotation angle measurement unit 263 per unit time (t).
[0062]
The rotation angle measurement unit 263 counts the number of pulses input from the interpolation processing unit 261 while 12 pulses are input from the unit measurement time measurement unit 262. That is, the rotation angle (p) per unit time (t) is measured. Then, the rotation angle measurement unit 263 inputs the measured rotation angle (p) per unit time (t), that is, the number of pulses, to the rotation angular velocity calculation unit 264.
[0063]
The rotation angular velocity calculator 264 calculates the vertical rotation angle of the telescope unit 1 with respect to the column 2 and the horizontal rotation angle velocity of the column 2 with respect to the base 3 based on the number of pulses input from the rotation angle measuring unit 263. Are calculated respectively. Then, the larger one (V) of the | rotational angular velocities | thus calculated is input to the AF control unit 265.
[0064]
The AF control unit 265 configures an autofocus mechanism together with the focus position detection sensor 16 and the focusing lens drive unit 15, and also functions as a control device. That is, after the main power is turned on, the AF control unit 265 calculates the | rotational angular velocity | (V) input by the rotational angular velocity calculation unit 264 as the predetermined first determination reference value V1 (= 0 ′ / s) and the 2 When the | rotational angular velocity | (V) once exceeds V1, the focus position detection sensor 16 is activated and the data input from the focus position detection sensor 16 are compared with the determination reference value V2 (= 10 '/ s). Based on the focus signal, the moving amount and moving direction of the focusing lens 113 for canceling the defocus amount indicated by the defocus signal are calculated, and the focusing lens is moved toward the “moving direction” by the “moving amount”. It instructs the focusing lens drive unit 15 to move 113.
[0065]
Specifically, the AF control unit 265 performs control in a sequence according to the flowchart of FIG. That is, when the main power is turned on (start), the AF control unit 265 detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 264 (S01), and this | rotational angular velocity | (V) Is greater than or equal to the first determination reference value V1 (= 0 ′ / s) (S02). Then, when | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the process proceeds to S06.
[0066]
On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) is equal to or less than the first determination reference value V1, the AF control is performed once (S03). That is, the focus position sensor 16 is activated, a defocus signal is output, a moving amount corresponding to the defocus signal is calculated, and the focusing lens 113 is moved by the moving amount. When the out-of-focus amount becomes equal to or less than the allowable amount, the AF control is ended, and the process proceeds to S04.
[0067]
In S04, AF control section 265 detects | rotational angular velocity | (V) input from rotational angular velocity calculation section 264. Then, it is checked whether this | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 (= 0 '/ s) (S05). Until | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the detection of the rotational angular velocity in S04 and the determination in S05 are repeated. On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the process proceeds to S06.
[0068]
In S06, the AF control unit 265 detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 264 again. Then, it is checked whether this | rotational angular velocity | (V) is equal to or less than the first determination reference value V1 (S07). When the | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the AF control unit 265 determines that the | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 but the second determination reference value. It is checked whether it is V2 (= 10 '/ s) or less (S08).
[0069]
Then, when | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 but is equal to or less than the second determination reference value V2, the AF control unit 265 executes the AF control (S09). That is, the focus position detection sensor 16 is activated to output a defocus signal (once the defocus signal is output, the focus position detection sensor 16 completes one cycle of operation), and the amount of movement corresponding to this defocus signal Is calculated, and the focusing lens driving unit 15 is instructed to move the focusing lens 113 by this moving amount. After that, the AF control unit 265 again detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 265 (S10), and performs the determination of S08. On the other hand, when | Rotation angular velocity | (V) is equal to or less than the first determination reference value V1 or | Rotation angular velocity | (V) exceeds the second determination reference value V2 in the determination of S08, The AF control unit 265 returns to the rotation angular velocity detection in S06. As described above, when | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 but is equal to or less than the second determination reference value V2, the AF control unit 265 repeats the AF control in S09. On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) exceeds the second determination reference value V2, the AF control unit 265 does not perform the AF control (stops the AF control that has been performed once).
[0070]
On the other hand, when the | rotational angular velocity | (V) is equal to or less than the first determination reference value V1 in the determination in S07, the AF control unit 265 executes the AF control (S11). That is, the focusing lens drive unit activates the focus position detection sensor 16 to output a defocus signal, calculates a moving amount according to the defocus signal, and moves the focusing lens 113 by the moving amount. Instruct 15. After that, the AF control unit 265 returns to the rotational angular velocity detection in S04.
<Operation of total station>
Next, a surveying procedure using the total station configured as described above and an operation of the total station will be described.
[0071]
First, the operator installs the reflecting prism at the measurement target point and also installs the total station at the measurement point. Then, the operator turns on the main power supply to the total station.
[0072]
Next, the worker performs collimation work of the telescope 11. However, since the telescope 11 has a narrow field of view due to the high magnification, the sighting device 13 having a wide field of view is used in the initial stage of the collimation work without using the telescope 11 itself. In addition, since the amount of adjustment by the fine adjustment knobs 8 and 10 is small, the fixing knobs 7 and 9 are loosened, and the support 2 and the telescope 1 are grasped by hand to adjust the direction of the telescope 11.
[0073]
During this adjustment, based on the outputs from the encoder units 24 and 29, the control circuit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) calculates the | rotational angular velocity | | Rotation angular velocity | At this time, when the direction of the telescope 11 is adjusted by grasping with the hand as described above, the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) becomes the second determination reference value. V2 (= 10 ′ / s) (S05, S07, S08, S07, S08,...). Accordingly, during this time, since the AF control is not executed, the focus position detection sensor 16 does not detect the defocus amount, and the focusing lens driving unit 15 does not move the focusing lens 113.
[0074]
As a result of collimation using the sight 13, when the direction of the telescope 11 substantially matches the direction of the reflecting prism, the operator tightens both the fixing knobs 7 and 9 so that the direction of the telescope 11 is not changed by an external force. To During this time, the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) is equal to or less than the first determination reference value V1 (= 0 ′ / sec) (S08, S07). Therefore, the control circuit 26 (the AF control unit 265) performs the operation once so that the object on the collimation line L1 can be clearly seen at the same position as the crosshair when the operator first looks into the eyepiece 117 of the telescope 11. Only the AF control is executed (S11).
[0075]
Next, the operator looks into the eyepiece 117 of the telescope 11. At this time, as described above, since the focusing lens 113 has been moved, the object on the collimation line L1 can be clearly seen while overlapping the center of the crosshair. Then, the operator adjusts the direction of the telescope 11 by appropriately rotating the two fine adjustment knobs 8 and 10 so that the reflection prism set at the measurement target point can be seen overlapping the center of the cross hair. During this fine adjustment, the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) exceeds the first determination reference value V1 but falls below the second determination reference value V2. (S05, S07, S08, S08, ...). Therefore, during this time, the control unit 26 (AF control unit 265) repeatedly executes AF control (S09). As a result, the image of the object present on the collimation line L1 is always clearly visible at the center of the crosshair.
[0076]
As a result of the above collimation work (fine adjustment work), when the reflection prism set at the measurement target point overlaps the center of the cross hair, the operator ends the rotation of each of the fine adjustment knobs 8 and 10. Then, as described above, | rotational angular velocity | (V) calculated by control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) becomes equal to or less than first determination reference value V1 (S08, S07). Therefore, the control circuit 26 (AF control unit 265) finally executes the AF control only once (S11), and thereafter suspends the AF control (S05).
[0077]
During this time, based on the light receiving signals output from the encoder units 24 and 29, the control circuit 26 calculates the orientation of the reflecting prism installed at the measurement target point as the altitude angle and the horizontal angle of the collimation line L1. The calculated altitude angle and horizontal angle are displayed on the input display unit 6. The operator further inputs a distance measurement start command via the input display unit 6. Then, the control circuit 26 instructs the lightwave distance measurement unit 12 to start distance measurement. When the phase difference signal is input from the lightwave distance measuring unit 12 in response to the instruction, the control circuit 26 calculates the distance to the reflecting prism based on the phase difference signal, and displays the calculated distance in the input display unit. 6 is displayed.
[0078]
When the surveying for the next measuring point is performed after the surveying for one measuring point is completed, the operator loosens each of the fixing screws 7 and 9 and hands the supporting column 2 and the telescope unit by hand. Grasp 1 and adjust the direction of the telescope 11 again. Also in this case, as described above, the control circuit 26 does not detect the defocus amount by the focus position detection sensor 16 and does not drive the focusing lens 113 by the focusing lens driving unit 15. In addition, some workers turn the power on after the telescope 11 is roughly adjusted to the point to be measured by the sight 13 and the fixed knobs 7 and 9 are tightened. Also in this case, the | rotational angular velocity | becomes equal to or less than the first determination reference value V1 (S01, S02), and the AF control is executed (S03).
[0079]
As described above, according to the total station of the present embodiment, when the direction of the telescope 11 is adjusted using the collimator without using the telescope 11 itself after the main power is turned on, the autofocus mechanism (focus position) is used. The detection sensor 16 and the focusing lens drive unit 15) do not operate, and when the position of the telescope 11 is stopped, the autofocus mechanism (the focus position detection sensor 16 and the focusing lens drive unit 15) operates only once, When the operator looks into the telescope 11, the object on the collimation line L1 becomes visible at the same position as the crosshair. Thereafter, the autofocus mechanism (the focus position detection sensor 16 and the focusing lens drive unit 15) continues to operate only while the fine adjustment screws 8 and 10 are rotated and collimated while using the telescope 11. In some cases, a skilled worker or the like manually rotates the telescope unit 1 without using the fine adjustment screws 8 and 10 to make fine adjustments. In this case, if the rotation angular velocity satisfies the condition. Similarly, the AF operates.
[0080]
Therefore, even if the switch for activating AF is not pressed, the autofocus mechanism (the focus position detection sensor 16 and the focusing lens driving unit 15) always operates when necessary, and does not operate when unnecessary. Therefore, the operability of the total station is improved, the work efficiency is improved, and malfunction of the switch and misalignment of the direction of the telescope 11 are prevented.
[0081]
In the present embodiment, the AF control is a single-action (one-time) AF even when the AF is equal to or less than the first determination reference value V1, but may be an arbitrary number of times.
[0082]
Embodiment 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment differs from the above-described first embodiment only in the control sequence executed by the AF control unit 265, and has the same other hardware configuration. Therefore, here, only the control sequence executed by the AF control unit 265 will be described, and the other description will be omitted.
[0083]
As shown in the flowchart of FIG. 5, when the main power is turned on (start), the AF control unit 265 detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 264 (S20). It is checked whether or not | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 (= 0 '/ s) (S21). If the | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the process proceeds to S25.
[0084]
On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) is equal to or smaller than the first determination reference value V1, the AF control is executed once (S22). That is, the focus position sensor 16 is activated, a defocus signal is output, a moving amount corresponding to the defocus signal is calculated, and the focusing lens 113 is moved by the moving amount. , And the AF control is ended when the amount of defocus becomes equal to or less than the allowable amount, and the process proceeds to S23.
[0085]
In S23, the AF control unit 265 detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 264. Then, it is checked whether this | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 (= 0 '/ s) (S24). Until | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the rotation angular velocity detection in S23 and the determination in S24 are repeated. On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the AF control unit 265 proceeds to S25.
[0086]
In S25, the AF control unit 265 detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 264 again. Then, it is checked whether this | rotational angular velocity | (V) is equal to or less than the third determination reference value V3 (= 20 '/ S) (S26). If the | rotational angular velocity | (V) exceeds the third determination reference value V3, the rotation angular velocity detection in S25 and the S26 until the | rotational angular velocity | (V) becomes equal to or less than the third determination reference value V3. Is repeated. On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) becomes equal to or less than the third determination reference value V3, the AF control unit 265 proceeds to S27.
[0087]
In S27, the AF control unit 265 checks whether or not | rotational angular velocity | (V) exceeds the second determination reference value V2 (= 10 ′ / s). If the | rotational angular velocity | (V) exceeds the second determination reference value V2 but is equal to or less than the third determination reference value V3, the AF control unit 265 advances the process to S28. When S28 is executed for the first time after entering the loop of S25 to S28, the AF control unit 265 immediately executes the AF control in S28, and executes the second reference cycle time when executing S28 for the second and subsequent times. AF control is executed after elapse of a2 (= 1 second). As a result, when the | rotational angular velocity | (V) exceeds the second determination reference value V2 but becomes equal to or less than the third determination reference value V3, the AF control unit 265 performs the AF control immediately only at the beginning, and thereafter performs AF control. , As long as | rotational angular velocity | (V) exceeds the second determination reference value V2 but is equal to or less than the third determination reference value V3, the intermittent AF control is performed at the second reference cycle time a2 (= 1 time / second). repeat.
[0088]
On the other hand, when | rotational angular velocity | is equal to or less than the second determination reference value V2, the AF control unit 265 determines whether or not | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1. Is checked (S29). Then, when | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the AF control unit 265 advances the process to S30. When the process enters the loop of S25 to S27, S29, and S30 and executes S30 for the first time, the AF control unit 265 immediately executes the AF control in S30 and executes S30 for the second and subsequent times. AF control is executed after one reference cycle time a1 (= 0.5 seconds) has elapsed. As a result, when the | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 but falls below the second determination reference value V2, the AF control unit 265 performs the AF control immediately only at the beginning, and thereafter performs AF control. , | Rotation angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 but is equal to or less than the second determination reference value V2, and the intermittent AF is performed at the first reference cycle time a1 (= 0.5 times / second). Repeat the control.
[0089]
On the other hand, when | rotational angular velocity | is equal to or smaller than the first determination reference value V1, the AF control unit 265 executes the AF control (S31). That is, the focusing lens drive unit activates the focus position detection sensor 16 to output a defocus signal, calculates a moving amount according to the defocus signal, and moves the focusing lens 113 by the moving amount. Instruct 15. After that, the AF control unit 265 returns to the rotation angular velocity detection in S23.
In the above sequence, the rotational angular velocity is used as the determination reference value, but the determination may be performed using the rotational speed.
[0090]
<Operation of total station>
First, an operator installs a reflecting prism on a measurement object and also installs a total station at a measurement point. Then, the operator turns on the power to the total station. At this time, if the | rotational angular velocity | (V) is equal to or less than the first determination reference value V1, the AF control is executed only once (S20, S21, S22). This is because there may be a case where the power is turned on after the initial aiming operation by the aiming device.
[0091]
Next, the operator performs collimation work of the telescope 11. However, since the telescope 11 has a narrow field of view due to high magnification, the sighting device 13 having a wide field of view is used in the initial stage of the collimation work without using the telescope 11 itself. In addition, since the amount of adjustment by each of the fine adjustment knobs 8 and 10 is small, each of the fixed knobs 7 and 9 is loosened, and the direction of the telescope 11 is adjusted by grasping the column 2 and the telescope 1 by hand. During this adjustment, based on the outputs from the encoder units 24 and 29, the control circuit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) determines the | rotational angular velocity | (V) for the column 2 of the telescope unit 1 and the base of the column 2 | Rotation angular velocity | (V) with respect to the base 3 is calculated. At this time, when the direction of the telescope 11 is adjusted by grasping with the hand as described above, the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) becomes the third determination criterion V3. (S25, S26). Accordingly, during this time, since the AF control is not executed, the focus position detection sensor 16 does not detect the defocus amount, and the focusing lens driving unit 15 does not move the focusing lens 113.
[0092]
As a result of collimation using the sight 13, when the direction of the telescope 11 substantially matches the direction of the reflecting prism, the operator tightens both the fixing knobs 7 and 9 so that the direction of the telescope 11 is not changed by external force. I do. During this time, the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) is equal to or less than the first determination reference V1 (S29). Therefore, the control circuit 26 (AF control unit 265) determines whether the object on the collimation line L1 or the object at the same position as the crosshair is clearly visible when the operator first looks into the eyepiece 117 of the telescope 11. The AF control is executed only once (S31).
[0093]
Next, the operator looks into the eyepiece 117 of the telescope 11. At this time, since the focusing lens 113 has been moved as described above, the object on the collimation line L1 can be clearly seen while overlapping the center of the crosshair. Then, the operator adjusts the direction of the telescope 11 by appropriately rotating the fine adjustment knobs 8 and 10 so that the reflection prism installed at the measurement target point can be seen overlapping the center of the cross hair. During this fine adjustment, the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) exceeds the first criterion V1 but falls below the third criterion V3. In recent surveying instruments, there is a surveying instrument of a type which can be adjusted by fine adjustment knobs 8 and 10 at two kinds of rotation speeds of coarse movement and fine movement. Therefore, when the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) exceeds the first determination reference V1 but is equal to or less than the second determination reference V2 (that is, the rotation speed is slight movement). Case), the reference cycle time is a1 times / second (S30). If the second cycle exceeds the second determination reference V2 (that is, the rotation speed is coarse), the reference cycle time is a2 times / second. Since the intermittent AF control is repeated in (S28), the image of the object existing on the collimation line L1 can be clearly seen by the AF driving at the rotational angular velocity (S25, S26, S27, S28, S29, S30). .
[0094]
As a result of the above collimation work (fine adjustment work), when the reflection prism set at the measurement target point overlaps the center of the crosshair, the operator ends the rotation of each of the fine adjustment knobs 8 and 10. Then, | rotational angular velocity | (V) calculated by control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) as described above becomes equal to or less than first determination reference V1 (S29). Therefore, the control circuit 26 (the AF control unit 265) finally executes the AF control only once (S31), and thereafter suspends the AF control (S23, S24).
[0095]
During this time, based on the light receiving signals output from the encoder units 24 and 29, the control circuit 26 calculates the orientation of the reflecting prism installed at the measurement target point as the altitude angle and the horizontal angle of the collimation line L1. The calculated altitude angle and horizontal angle are displayed on the input display unit 6. The operator further inputs a distance measurement start command via the input display unit 6. Then, the control circuit 26 instructs the lightwave distance measurement unit 12 to start distance measurement. When the phase difference signal is input from the lightwave distance measuring unit 12 in response to the instruction, the control circuit 26 calculates the distance to the reflecting prism based on the phase difference signal, and displays the calculated distance in the input display unit. 6 is displayed.
[0096]
When the surveying for the next measuring point is performed after the surveying for one measuring point is completed, the operator loosens each of the fixing screws 7 and 9 and hands the supporting column 2 and the telescope unit by hand. Grasp 1 and adjust the direction of the telescope 11 again. Also in this case, as described above, the control circuit 26 does not detect the defocus amount by the focus position detection sensor 16 and does not drive the focusing lens 113 by the focusing lens driving unit 15.
[0097]
In the second embodiment, the angular velocity is used to detect the rotation state, but a value converted into the velocity may be used. Although the AF control is not performed when the value exceeds the third determination reference V3, the intermittent AF control may be performed with an extremely long reference cycle time. Further, in the second embodiment, the determination reference value of the rotational angular velocity is set to three steps. However, the number of division steps is not limited to three steps, and the determination reference value may be increased or decreased by finer division. . Further, when the value is equal to or less than the first determination criterion V1, the number of times of the AF control is one (single action), but the AF control may be performed an arbitrary number of times.
[0098]
Embodiment 3
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment differs from the above-described first embodiment only in the control sequence executed by the AF control unit 265, and has the same other hardware configuration. Therefore, here, only the control sequence executed by the AF control unit 265 will be described, and the other description will be omitted.
[0099]
As shown in the flowchart of FIG. 6, when the main power supply is turned on (start), the AF control unit 265 detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 264 (S40). It is checked whether or not | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 (= 0 ′ / s) (S41). If the | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the process proceeds to S45.
[0100]
On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) is equal to or less than the first determination reference value V1, the AF control is executed once (S42). That is, the focus position sensor 16 is activated, a defocus signal is output, a moving amount corresponding to the defocus signal is calculated, and the focusing lens 113 is moved by the moving amount. When the out-of-focus amount becomes equal to or less than the allowable amount, the AF control is terminated, and the process proceeds to S43.
[0101]
In S43, the AF control unit 265 detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 264. Then, it is checked whether this | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1 (= 0 '/ s) (S44). Until | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the detection of the rotational angular velocity in S43 and the determination in S44 are repeated. On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the process proceeds to S45.
[0102]
In S45, the AF control unit 265 detects the | rotational angular velocity | (V) input from the rotational angular velocity calculation unit 264 again. Then, it is checked whether this | rotational angular velocity | (V) is equal to or less than the first determination reference value V1 (S46). When the | rotational angular velocity | (V) exceeds the first determination reference value V1, the AF control unit 265 returns to the rotation angular velocity detection in S45. On the other hand, when | rotational angular velocity | (V) is equal to or smaller than the first determination reference value V1, the AF control unit 265 executes the AF control (S47). That is, the focusing lens drive unit activates the focus position detection sensor 16 to output a defocus signal, calculates a moving amount according to the defocus signal, and moves the focusing lens 113 by the moving amount. Instruct 15. After that, the AF control unit 265 returns to the rotation angular velocity detection in S43.
[0103]
<Operation of total station>
First, an operator installs a reflecting prism on a measurement object and also installs a total station at a measurement point. Then, the operator turns on the power to the total station. At this time, if the | rotational angular velocity | (V) is equal to or less than the first determination reference value V1, the AF control is executed only once (S40, S41, S42). This is because the power may be turned on after the initial aiming operation by the aiming device.
[0104]
Next, the operator performs collimation work of the telescope 11. However, since the telescope 11 has a narrow field of view due to high magnification, the sighting device 13 having a wide field of view is used in the initial stage of the collimation work without using the telescope 11 itself. In addition, since the amount of adjustment by each of the fine adjustment knobs 8 and 10 is small, each of the fixed knobs 7 and 9 is loosened, and the direction of the telescope 11 is adjusted by grasping the column 2 and the telescope 1 by hand. During this adjustment, based on the outputs from the encoder units 24 and 29, the control circuit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) controls the rotation angular velocity of the telescope unit 1 with respect to the column 2 and the rotation of the column 2 with respect to the base unit 3. Calculate the angular velocity. At this time, when the direction of the telescope 11 is adjusted by grasping with the hand as described above, the | rotational angular velocity | (S43, S44). Accordingly, during this time, since the AF control is not executed, the focus position detection sensor 16 does not detect the defocus amount, and the focusing lens driving unit 15 does not move the focusing lens 113.
[0105]
As a result of collimation using the sight 13, when the direction of the telescope 11 substantially matches the direction of the reflecting prism, the operator tightens both the fixing knobs 7 and 9 so that the direction of the telescope 11 is not changed by an external force. To During this time, the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) is equal to or less than the first determination reference V1 (S45, S46). Therefore, the control circuit 26 (the AF control unit 265) performs the operation once so that the object on the collimation line L1 can be clearly seen at the same position as the crosshair when the operator first looks into the eyepiece 117 of the telescope 11. Only the AF control is executed (S47).
[0106]
Next, the operator looks into the eyepiece 117 of the telescope 11. At this time, since the focusing lens 113 has been moved as described above, the object on the collimation line L1 can be clearly seen while overlapping the center of the crosshair. Then, the operator adjusts the direction of the telescope 11 by appropriately rotating the fine adjustment knobs 8 and 10 so that the reflection prism installed at the measurement target point can be seen overlapping the center of the cross hair. During this fine adjustment, the | rotational angular velocity | (V) calculated by the control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) exceeds the first determination criterion V1, so that the AF control is not performed.
[0107]
As a result of the above collimation work (fine adjustment work), when the reflection prism set at the measurement target point overlaps the center of the crosshair, the operator ends the rotation of each fine adjustment knob 8, 10. Then, | rotational angular velocity | (V) calculated by control unit 26 (rotational angular velocity calculation unit 264) as described above becomes equal to or less than first determination reference V1 (S46). Therefore, the control circuit 26 (the AF control unit 265) finally executes the AF control only once (S47), and thereafter suspends the AF control (S43, S44). If it is desired to perform AF again from the approximate position adjusted by the sight 13 to the survey target point, the rotation of the fine movement knobs 8 and 10 is stopped (S46, S47), and the AF can be started. it can.
[0108]
During this time, based on the light receiving signals output from the encoder units 24 and 29, the control circuit 26 calculates the orientation of the reflecting prism installed at the measurement target point as the altitude angle and the horizontal angle of the collimation line L1. The calculated altitude angle and horizontal angle are displayed on the input display unit 6. The operator further inputs a distance measurement start command via the input display unit 6. Then, the control circuit 26 instructs the lightwave distance measurement unit 12 to start distance measurement. When the phase difference signal is input from the lightwave distance measuring unit 12 in response to the instruction, the control circuit 26 calculates the distance to the reflecting prism based on the phase difference signal, and displays the calculated distance in the input display unit. 6 is displayed.
[0109]
When the surveying for the next measuring point is performed after the surveying for one measuring point is completed, the operator loosens each of the fixing screws 7 and 9 and hands the supporting column 2 and the telescope unit by hand. Grasp 1 and adjust the direction of the telescope 11 again. Also in this case, as described above, the control circuit 26 does not detect the defocus amount by the focus position detection sensor 16 and does not drive the focusing lens 113 by the focusing lens driving unit 15.
[0110]
In the third embodiment, the angular velocity is used to detect the rotation state, but a value converted to the velocity may be used. Although the AF control is not performed when the value exceeds the first determination reference V1, the intermittent AF control may be performed with an extremely long reference cycle time. Further, when the value is equal to or less than the first determination criterion V1, the number of times of the AF control is one (single action), but the AF control may be performed an arbitrary number of times.
[0111]
【The invention's effect】
According to the surveying instrument of the present invention configured as described above, the start of collimation by the telescope can be detected according to a predetermined criterion, and the autofocus mechanism incorporated in the telescope can be automatically activated. . As a result, it is not necessary to operate any of the switches to activate the auto-focus mechanism, so that the surveying operation can be performed quickly and the force of pressing the switch without erroneously operating other switches. There is no need to shift the direction of the telescope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway front view of a total station according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view partially showing a cross section taken along line II-II of FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing a partial configuration of a control circuit of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing processing contents in an AF control unit 265 of FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart showing processing contents in an AF control unit 265 of the total station according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing processing contents in an AF control unit 265 of the total station according to the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Telescope section
2 props
3 base
11 Telescope
15 Focusing lens drive unit
16 Focus position detection sensor
24 Vertical encoder
26 Control circuit
29 horizontal encoder
111 objective lens
113 Focusing Lens
116 Crosshair reticle
117 Eyepiece
263 Rotation angle measurement unit
265 AF control unit

Claims

A telescope having an objective lens and an eyepiece and used to collimate a survey target point,
An autofocus mechanism for adjusting an image forming position of an image of the object located on the optical axis of the objective lens by the objective lens,
A table for rotatably holding the telescope,
A rotation detection device that detects a rotation state of the telescope,
A surveying device comprising: a control device that controls the operation of the autofocus mechanism in conjunction with the rotation status detected by the rotation detection device.

The surveying instrument according to claim 1, wherein the rotation state detected by the rotation detection device is an angular velocity of the telescope.

The control device divides the angular velocity of the telescope into a plurality of stages according to one or a plurality of determination reference values, and controls the autofocus mechanism according to a stage including the angular velocity detected by the rotation detection device. The surveying instrument according to claim 2.

The surveying instrument according to claim 1, wherein the rotation state detected by the rotation detection device is a speed of the telescope.

The control device divides the speed of the telescope into a plurality of stages according to one or a plurality of determination reference values, and controls the autofocus mechanism according to a stage including the speed detected by the rotation detection device. The surveying instrument according to claim 4.

The telescope has a focusing lens that forms an image of the object together with the objective lens,
The surveying instrument according to claim 1, wherein the autofocus mechanism drives the focusing lens along an optical axis of the objective lens.

The telescope has an index that is magnified and observed by the eyepiece,
The surveying instrument according to claim 1, wherein the autofocus mechanism adjusts an image forming position of the objective lens so as to overlap the index.

The surveying instrument according to claim 1, wherein the autofocus mechanism includes a focus position detection mechanism that detects a position of an image formed by the objective lens.

The control device divides the angular velocity of the telescope into three stages based on a first determination reference value and a second determination reference value exceeding the first determination reference value, and temporarily determines the angular velocity detected by the rotation detecting device in a first determination. after exceeding the reference value, only during the angular velocity is equal to or less than the second determination reference value, Ru actuates the auto-focus mechanism
Surveying instrument according to claim 3, wherein the this.

The control device continues to operate the autofocus mechanism when the angular velocity detected by the rotational angular velocity detection device exceeds the first determination reference value and is equal to or less than the second determination reference value. The surveying instrument according to claim 9.

The control device operates the autofocus mechanism a predetermined number of times when the angular velocity detected by the rotational angular velocity detection device once falls below the first determination reference value after exceeding the first determination reference value. The surveying instrument according to claim 10, wherein:

An intermediate member that rotates about a first axis with respect to the table and that rotatably supports the telescope about a second axis orthogonal to the first axis. Item 6. The surveying instrument according to Item 1.

The rotation angular velocity detecting device has a first encoder that detects a relative angular velocity between the intermediate member and the telescope, and a second encoder that detects a relative angular velocity between the table and the intermediate member. Item 13. The surveying instrument according to Item 12.

The surveying instrument according to claim 9, wherein the first determination reference value is an angular velocity of zero.

The controller divides the angular velocity of the telescope into four stages according to a first determination reference value, a second determination reference value exceeding the first determination reference value, and a third determination reference value exceeding the second determination reference value,
When the angular velocity detected by the rotation detection device exceeds the first determination reference value and is equal to or less than the second determination reference value, the autofocus mechanism continues to operate intermittently in a first reference cycle,
When the angular velocity detected by the rotation detection device exceeds the second determination reference value and is equal to or less than the third determination reference value, the autofocus mechanism may be continuously operated intermittently in a second reference cycle. The surveying instrument according to claim 3, characterized in that:

The control device divides the angular velocity of the telescope into two stages according to a first determination reference value, and activates the autofocus mechanism only when the angular velocity detected by the rotation detection device is equal to or less than the first determination reference value. The surveying instrument according to claim 3, wherein: