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JPH0451766B2 - - Google Patents
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JPH0451766B2 - - Google Patents

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JPH0451766B2
JPH0451766B2 JP62146421A JP14642187A JPH0451766B2 JP H0451766 B2 JPH0451766 B2 JP H0451766B2 JP 62146421 A JP62146421 A JP 62146421A JP 14642187 A JP14642187 A JP 14642187A JP H0451766 B2 JPH0451766 B2 JP H0451766B2
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JP
Japan
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light
servo
collimating
collimation
lights
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JP62146421A
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Japanese (ja)
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JPS63309814A (en
Inventor
Yoshiisa Narutaki
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OPUTETSUKU KK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動視準装置に関し、特に陸上局に光
波距離計を備えて沿岸作業船台の位置を測定し、
高精度の位置決めを行う海洋作業システムに用い
て好適なものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an automatic sighting device, in particular, a land station equipped with a light wave distance meter to measure the position of a coastal work platform,
It is suitable for use in marine work systems that perform highly accurate positioning.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

目標点の反射器に送光した略平行二軸の視準サ
ーボ光の戻り光の量でもつて、視準光軸のずれの
量及び方向を検知して、ずれを修正するようにし
た自動視準装置である。
Automatic vision that detects the amount and direction of deviation of the collimation optical axis and corrects the deviation even in the amount of return light of the almost parallel two-axis collimation servo light sent to the reflector at the target point. It is a semi-equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

土木工事、港湾工事、沿岸工事等において、ブ
ルトーザー、浚渫船、作業船台等の移動体の位置
又は距離を固定位置から計測するシステムが求め
られている。
BACKGROUND ART In civil engineering work, port construction work, coastal construction work, etc., there is a need for a system that measures the position or distance of a movable object such as a bulltozer, dredger, or work platform from a fixed position.

従来、固定位置及び移動体の一方に光波距離
計、他方に反射器(コーナキユーブプリズム等)
を設け、これらの光軸をお互いに一致させる自動
視準式にして、船台等の移動体が揺動しても支障
無く位置計測ができるようにしたシステムが知ら
れている(例えば実公昭59−8221号公報)。
Conventionally, a light wave distance meter is used on one side of a fixed position and a moving object, and a reflector (corner cube prism, etc.) on the other side.
There is a known system in which the optical axes are automatically collimated so that the position can be measured without any trouble even if a moving object such as a ship's platform swings (for example, -8221 Publication).

公知の自動視準式光波距離計は、距離系と平行
な視準サーボ用光軸を有し、測定目標点からの視
準サーボ光を4分割受光素子(受光面を水平、垂
直の4象限に分割したホトダイオード等)受け
て、上下左右の入射角度のずれを検出し、その検
出出力を水平、垂直の首振りモータにフイードバ
ツクして、受光素子の原点にサーボ光を結像させ
るようなサーボ系を備えている。
A known automatic collimation type optical distance meter has a collimation servo optical axis parallel to the distance system, and divides the collimation servo light from the measurement target point into four light receiving elements (the light receiving surface is divided into four horizontal and vertical quadrants). A servo that detects deviations in the angle of incidence in the vertical and horizontal directions (e.g., a photodiode divided into It has a system.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来の自動視準式光波距離計に設けられている
自動視準装置は、反射器側から発信される視準サ
ーボ光を受信して対物レンズの光軸を相手局のサ
ーボ光軸と一致させる構成であるので、相手局に
視準サーボ光用光源を設ける必要があつた。
The automatic collimation device installed in conventional automatic collimation type optical distance meters receives the collimation servo light emitted from the reflector side and aligns the optical axis of the objective lens with the servo optical axis of the other station. Because of this configuration, it was necessary to provide a collimation servo light source in the partner station.

そこで視準サーボ光を自局から発信し、反射器
で反射して戻つてきたサーボ光を受信して対物レ
ンズの光軸を反射器に視準させるようにすること
が考えられる。この場合発信したサーボ光を自局
に確実に戻すために、反射器にコーナーキユーブ
プリズムを用いる必要がある。しかし反射器とし
てコーナーキユーブプリズムを用いる場合、視準
光軸が幾分ずれていても、発信光が平行に戻つて
来るため、戻り光が光軸の角度ずれに関する情報
を含まない。従つて4分割フオトダイオードでは
光軸のずれを検出することができないので、自動
視準を行うためのサーボ系を構成することができ
ない。
Therefore, it is conceivable to transmit collimated servo light from the local station, receive the servo light reflected by a reflector, and then collimate the optical axis of the objective lens to the reflector. In this case, it is necessary to use a corner cube prism as a reflector to ensure that the transmitted servo light is returned to the own station. However, when a corner cube prism is used as a reflector, even if the collimated optical axis is slightly shifted, the emitted light returns in parallel, so the returned light does not contain information regarding the angular shift of the optical axis. Therefore, since the four-part photodiode cannot detect the deviation of the optical axis, it is not possible to configure a servo system for automatic collimation.

本発明は、反射器で反射して戻つてきたサーボ
光により光軸のずれを検出して自動視準を行える
ようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to enable automatic collimation by detecting a shift in the optical axis using servo light reflected by a reflector and returned.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の自動視準式光波距離計は、略平行二軸
の視準サーボ光25a,25cを目標点に送光す
る手段(発光素子20a,20c)と、目標点の
反射器4からの戻り視準サーボ光を受光する手段
(受光素子19)と、各視準サーボ光に対応した
二つの受光レベルに基いて視準すべき光軸21の
ずれを検出する手段(サーボ回路2a)と、上記
検出手段の出力によつて光軸角度を修正する機構
(X軸及びY軸ギヤモータ11,12)とを具備
している。
The automatic collimating optical distance meter of the present invention includes means (light emitting elements 20a, 20c) for transmitting substantially parallel biaxial collimating servo lights 25a and 25c to a target point, and a means for transmitting collimated servo lights 25a and 25c to a target point, and A means for receiving the collimating servo light (light receiving element 19), a means for detecting the deviation of the optical axis 21 to be collimated based on two light reception levels corresponding to each collimating servo light (servo circuit 2a), The apparatus includes a mechanism (X-axis and Y-axis gear motors 11, 12) that corrects the optical axis angle based on the output of the detection means.

上記二軸の視準サーボ光は互に搬送周波数又は
波長が異なり、また上記視準サーボ光を受光する
手段は、搬送周波数又は視準サーボ光を弁別して
二光に対応する受光信号を分離導出する弁別手段
(フイルターアンプ27a〜27d)を備える。
The collimating servo lights of the two axes have different carrier frequencies or wavelengths, and the means for receiving the collimating servo lights discriminates between the carrier frequencies or the collimating servo lights and separates and derives received light signals corresponding to the two lights. A discriminating means (filter amplifiers 27a to 27d) is provided.

〔作用〕[Effect]

各二軸視準サーボ光の戻り光の相対受光レベル
により修正すべき光軸のずれ方向が判るので、ず
れを修正する方向に光軸を偏向させる。また光軸
のずれに対する受光レベル分布が、二軸の間隔に
対応した双峰特性を示す。双峰の中間点が視準点
となるので、双峰特性のクロス点、谷部の所定レ
ベル範囲、オーバーラツプ部分等の検出を行つて
視準点を検出する。
Since the direction of the optical axis deviation to be corrected can be determined from the relative reception level of the return light of each biaxial collimated servo light, the optical axis is deflected in the direction in which the deviation is corrected. Furthermore, the received light level distribution with respect to the deviation of the optical axis exhibits a bimodal characteristic corresponding to the interval between the two axes. Since the midpoint between the two peaks becomes the collimation point, the collimation point is detected by detecting the cross point of the bimodal characteristics, a predetermined level range of the valley, an overlapping portion, etc.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例を示す海洋作業船台
用の自動視準測定システムの全体のブロツク図
で、第2図及び第3図は光波距離系及び反射器の
正面図である。陸上側の光波距離計3は基台1上
に設けられた視準装置2内に配置されている。船
台側には、コーナーキユーブプリズム7を備える
反射器4が配置される。
FIG. 1 is an overall block diagram of an automatic collimation measurement system for a marine work platform showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are front views of a light wave distance system and a reflector. The light wave distance meter 3 on the land side is arranged in a collimation device 2 provided on the base 1. A reflector 4 including a corner cube prism 7 is arranged on the ship's platform side.

視準装置2は、水平面内で回動自在の水平架腕
8及び垂直面内で回動自在の垂直架腕9を備え、
夫々X軸ギヤモータ11及びY軸ギヤモータ12
によつて駆動される。垂直架腕9上には、送光レ
ンズ13a〜13d及び受光レンズ14を備える
送受光ユニツト15が取付けられている。
The collimation device 2 includes a horizontal arm 8 that is rotatable in a horizontal plane and a vertical arm 9 that is rotatable in a vertical plane,
X-axis gear motor 11 and Y-axis gear motor 12, respectively
driven by. A light transmitting/receiving unit 15 comprising light transmitting lenses 13a to 13d and a light receiving lens 14 is mounted on the vertical arm 9.

送光レンズ13a〜13dは第4図に示すよう
に受光レンズ14の周囲の上下左右に夫々設けら
れており、各送光レンズ13a〜13dは第1図
に示すように吸光用凸レンズ16a〜16dと偏
向用のシリンドリカルレンズ17a〜17dとを
組合せて構成されている。各凸レンズ16a〜1
6dの焦点にはLED等の発光素子20a〜20
dが配置され、受光レンズ14の焦点にはホトダ
イオード等の受光素子19が配置されている。
The light transmitting lenses 13a to 13d are provided around the light receiving lens 14 on the upper, lower, left and right sides, respectively, as shown in FIG. and deflection cylindrical lenses 17a to 17d. Each convex lens 16a-1
At the focal point of 6d are light emitting elements 20a to 20 such as LEDs.
d is arranged, and a light receiving element 19 such as a photodiode is arranged at the focal point of the light receiving lens 14.

測定時には、測定局側に設けられている視準望
遠鏡41で反射局に設けられているターゲツト4
2を見ながら垂直微調ツマミ43及び水平微調ツ
マミ44を調整して対物レンズ13a〜13d、
14の光軸をコーナーキユーブプリズム7に視準
させる。
During measurement, a collimating telescope 41 provided at the measuring station is used to locate the target 4 provided at the reflecting station.
2, adjust the vertical fine adjustment knob 43 and the horizontal fine adjustment knob 44 to adjust the objective lenses 13a to 13d,
14 is collimated onto the corner cube prism 7.

受光レンズ14の光軸をコーナーキユーブプリ
ズム7に視準させた後に図示しない電源スイツチ
を投入すると、視準装置2及び光波距離計3が動
作状態となる。これにより視準サーボ回路2aが
動作し、発振器24a〜24dの発振出力がドラ
イブ回路23a〜23dを介して各発光素子20
a〜20dに与えられる。発振器24a〜24d
の発振周波数は、例えば2.5KHz、4KHz、5.5KHz、
7KHzのように変えられている。これにより、異
なる周波数で振幅変調された視準サーボ光25a
〜25dが送光レンズ13a〜13dを通つて船
台側に配置された反射器4に向けて投射される。
When a power switch (not shown) is turned on after collimating the optical axis of the light-receiving lens 14 to the corner cube prism 7, the collimation device 2 and the optical distance meter 3 are put into operation. As a result, the collimation servo circuit 2a operates, and the oscillation outputs of the oscillators 24a to 24d are transmitted to each light emitting element 20 via the drive circuits 23a to 23d.
a to 20d. Oscillators 24a-24d
The oscillation frequency is, for example, 2.5KHz, 4KHz, 5.5KHz,
It has been changed to 7KHz. As a result, the collimated servo light 25a is amplitude-modulated at different frequencies.
25d is projected toward the reflector 4 arranged on the ship's platform side through the light transmitting lenses 13a to 13d.

垂直対の凸レンズ16a及び16cの前に配置
されたシリンドリカルレンズ17a,17cは、
視準サーボ光25a,25cを垂直方向にのみ収
束させる。また水平対の凸レンズ16b及び16
dの前に配置されたシリンドリカルレンズ17
b,17dは、視準サーボ光25b,25dを水
平方向にのみ収束させる。従つてこれらの視準サ
ーボ光25a〜25dは互いに略平行な偏平光と
なつて反射器4のコーナーキユーブプリズム7に
入光する。各視準サーボ光25a〜25dはほぼ
平行光線であるが、発光素子20a〜20dの面
積等によつて幾分発散し、中心部の光量が大で周
辺に行くに従つて減衰する。
The cylindrical lenses 17a and 17c arranged in front of the vertical pair of convex lenses 16a and 16c are
The collimated servo lights 25a and 25c are focused only in the vertical direction. Also, a horizontal pair of convex lenses 16b and 16
Cylindrical lens 17 placed in front of d
b, 17d converge the collimated servo lights 25b, 25d only in the horizontal direction. Therefore, these collimating servo lights 25a to 25d become substantially parallel flat lights and enter the corner cube prism 7 of the reflector 4. Each of the collimated servo lights 25a to 25d is a substantially parallel light beam, but it diverges somewhat depending on the area of the light emitting elements 20a to 20d, and the amount of light is large at the center and attenuates toward the periphery.

コーナーキユーブプリズム7の受光面は、対物
レンズ13a〜13d,14の光軸が第5図に示
すようにコーナーキユーブプリズム7を視準して
いる時には、各視準サーボ光25a〜25dの大
光量部分が入光できるように大きく形成されてい
る。従つて光軸がずれていない場合には、視準サ
ーボ光25a〜25dの大光量部分がコーナーキ
ユーブプリズム7によつて測定局側に戻され、
夫々第6図に示すような光束となつて受光レンズ
14に入光する。
When the optical axes of the objective lenses 13a to 13d and 14 are collimating the corner cube prism 7 as shown in FIG. It is formed large enough to allow a large amount of light to enter. Therefore, when the optical axis is not deviated, the large light intensity portion of the collimating servo lights 25a to 25d is returned to the measurement station side by the corner cube prism 7.
The light enters the light-receiving lens 14 as a light beam as shown in FIG. 6, respectively.

受光レンズ14に入光した各視準サーボ光25
a〜25dは、第1図に示すように受光レンズ1
4の焦点に配置された受光素子19で受光され
る。各視準サーボ光25a〜25dは受光素子1
9によつて光電変換され、受光量に比例した受光
出力が受光素子19から出力される。
Each collimated servo light 25 entering the light receiving lens 14
a to 25d are light receiving lenses 1 as shown in FIG.
The light is received by the light receiving element 19 placed at the focal point of No. 4. Each collimating servo light 25a to 25d is connected to the light receiving element 1.
9 performs photoelectric conversion, and the light receiving element 19 outputs a received light output proportional to the amount of received light.

この受光出力はプリアンプ26で増幅されてか
ら弁別手段29に与えられ、夫々の視準サーボ光
25a〜25dに対応する受光出力が弁別され
る。第1図に示した例は各視準サーボ光25a〜
25dが振幅変調されているので、フイルターア
ンプ27a〜27dと検波器28a〜28dとで
弁別手段29を構成してある。即ち、プリアンプ
26の出力がフイルターアンプ27a〜27dに
与えられ、ここで視準サーボ光25a〜25dに
対応する受光出力毎に増幅される。フイルターア
ンプ27a〜27dの出力は検波器28a〜28
dに与えられて検波され、受光出力に対応したレ
ベル値のDCレベル信号に変換される。これらの
DCレベル信号がA/D変換器30でデイジタル
値に変換されてから、上下(U、D)及び左右
(L、D)の受光強度の差を検出する信号として
システムコントローラ(マイクロコンピユータ)
31に与えられる。
This light reception output is amplified by a preamplifier 26 and then given to a discrimination means 29, where the light reception output corresponding to each of the collimated servo lights 25a to 25d is discriminated. In the example shown in FIG. 1, each collimating servo light 25a~
Since the signal 25d is amplitude modulated, the discrimination means 29 is composed of the filter amplifiers 27a to 27d and the detectors 28a to 28d. That is, the output of the preamplifier 26 is given to filter amplifiers 27a to 27d, where it is amplified for each received light output corresponding to the collimated servo lights 25a to 25d. The outputs of the filter amplifiers 27a to 27d are sent to the detectors 28a to 28.
d, is detected, and converted into a DC level signal with a level value corresponding to the received light output. these
After the DC level signal is converted into a digital value by the A/D converter 30, the system controller (microcomputer) uses it as a signal to detect the difference in received light intensity between the upper and lower (U, D) and left and right (L, D) sides.
Given to 31.

システムコントローラ31内では、上下左右の
受光強度において光軸のずれが演算される。この
演算はX軸方向及びY軸方向について夫々行わ
れ、演算結果に基いて各軸のモータドライブ回路
32X,32Yに駆動パルスが導出される。これ
によりX軸、Y軸のギヤモータ11,12が夫々
駆動されて光軸が調整される。受光素子19から
モータ11,12に至るサーボループは、例えば
受光素子19の受光強度を上下の対(U、D)及
び左右の対(L、R)の夫々において等しくする
ように動作する。
In the system controller 31, the deviation of the optical axis is calculated based on the received light intensity in the upper, lower, left, and right directions. This calculation is performed in the X-axis direction and the Y-axis direction, and drive pulses are derived to the motor drive circuits 32X and 32Y for each axis based on the calculation results. This drives the X-axis and Y-axis gear motors 11 and 12, respectively, and adjusts the optical axis. The servo loop from the light receiving element 19 to the motors 11 and 12 operates, for example, to make the received light intensity of the light receiving element 19 equal in each of the upper and lower pairs (U, D) and the left and right pairs (L, R).

第7図は視準サーボ光25a,25cの受光レ
ベルを示しており、対物レンズの光軸21がずれ
ていない時には、例えば垂直対の視準サーボ光2
5a及び25cが受光レベルが同じになりレベル
差が生じない。第5図においてコーナーキユーブ
プリズム7が上方に移動して光軸21が下側にず
れたとする。この場合、コーナーキユーブプリズ
ム7に入光する下側の視準サーボ光25cの光量
が減少し、上側の視準サーボ光25aの光量が増
加する。従つて第7図に示すように下側の視準サ
ーボ光25cの受光レベルが減少するので、上側
の視準サーボ光25aの受光レベルE1と下側の
視準サーボ光25cの受光レベルE2との間にレ
ベル差Δeが生じ、ずれ角Δθが検出される。この
レベル差Δeを無くすようにY軸のギヤモータ1
2が駆動されて光軸21のずれが修正される。
FIG. 7 shows the light reception levels of the collimating servo lights 25a and 25c. When the optical axis 21 of the objective lens is not shifted, for example, the vertical pair of collimating servo lights 25a and 25c
5a and 25c have the same light reception level, and no level difference occurs. In FIG. 5, it is assumed that the corner cube prism 7 moves upward and the optical axis 21 shifts downward. In this case, the light amount of the lower collimating servo light 25c entering the corner cube prism 7 decreases, and the light amount of the upper collimating servo light 25a increases. Therefore, as shown in FIG. 7, the light receiving level of the lower collimating servo light 25c decreases, so that the light receiving level E1 of the upper collimating servo light 25a and the light receiving level E1 of the lower collimating servo light 25c decrease. 2 , a level difference Δe occurs, and a deviation angle Δθ is detected. Y-axis gear motor 1 is adjusted so as to eliminate this level difference Δe.
2 is driven to correct the deviation of the optical axis 21.

光軸21が上側にずれた場合、或いはX軸方向
の左右両側の何れかにずれた場合も同じような動
作が行われて修正される。
If the optical axis 21 is shifted upward or to either the left or right side in the X-axis direction, a similar operation is performed to correct it.

受光素子19によつて検出された光軸のずれ等
は、システムコントローラ31に連なる表示器3
3A〜33Cに表示される。表示器33A,33
Bの各指針がX軸(水平方向)及びY軸(垂直方
向)の原点からのずれを示し、表示器33Cの指
針は受光素子19の総合受光レベル(受光強度)
を示す。なおこの受光レベルはLEDを用いたバ
ーグラフで表示するようにしてもよい。
The deviation of the optical axis detected by the light receiving element 19 is displayed on the display 3 connected to the system controller 31.
3A to 33C. Indicators 33A, 33
Each pointer B indicates the deviation from the origin of the X axis (horizontal direction) and Y axis (vertical direction), and the pointer of the display 33C indicates the overall light reception level (light reception intensity) of the light receiving element 19.
shows. Note that this light reception level may be displayed as a bar graph using an LED.

サーボが利いている状態では、陸上局に設けた
視準装置2の光軸が船台局の反射器4に正しく向
けられて側距が可能となる。
When the servo is active, the optical axis of the collimation device 2 provided at the land station is correctly directed toward the reflector 4 of the platform station, allowing for side range.

視準状態で光波距離計3の回路部34が作動す
ると、対物レンズの焦点位置に置かれた送受光ユ
ニツト36により、約15KHz(FM)の測距光3
7の発信及び測定点からの反射光の受信が行われ
る。これらの発信光と受信光との位相差が回路部
34で測定され、それに基いて局間距離が算出さ
れる。算出された距離データはインターフエイス
38を介してシステムコントローラ31に送ら
れ、表示されたりプリントアウトされる。
When the circuit section 34 of the light wave distance meter 3 is activated in the collimated state, the light transmitting/receiving unit 36 placed at the focal position of the objective lens emits a distance measuring light 3 of about 15 KHz (FM).
7 transmission and reception of reflected light from the measurement point is performed. The phase difference between the transmitted light and the received light is measured by the circuit section 34, and the inter-office distance is calculated based on it. The calculated distance data is sent to the system controller 31 via the interface 38 and displayed or printed out.

X軸及びY軸には第2図に示すようにロータリ
ーエンコーダ39,40が夫々設けられていて、
トランシツト(セオドライト)として使用するこ
とができる。例えば第8図において実線で示した
船台22が或る時間経過後に点線で示した位置に
移動したとする。この場合、船台22を自動視準
しているので実線で示した位置を原点として移動
後の角度θ1を自動的に測定でき、測定した角度θ1
を読む込むことにより移動後の角度位置を即座に
検出することができる。
As shown in FIG. 2, rotary encoders 39 and 40 are provided on the X-axis and Y-axis, respectively.
Can be used as a transit (theodolite). For example, assume that the boat platform 22 shown by the solid line in FIG. 8 moves to the position shown by the dotted line after a certain period of time. In this case, since the platform 22 is automatically sighted, the angle θ 1 after movement can be automatically measured using the position shown by the solid line as the origin, and the measured angle θ 1
By reading , the angular position after movement can be immediately detected.

なおこの測距システムは距離及び角度の両方を
測定できるにしてあるので、移動前の絶対位置が
判つていれば、移動後の角度及び距離データの両
方を読む込むことにより、演算によつて絶対位置
を検出することができる。
This distance measurement system is designed to measure both distance and angle, so if the absolute position before movement is known, it can be calculated by reading both the angle and distance data after movement. Absolute position can be detected.

またY軸に設けたロータリーエンコーダ40に
より、第9図に示すように水平面に対する傾斜角
度θ2を検出することができ、斜距離を水平距離に
変換することができる。
Further, the rotary encoder 40 provided on the Y-axis can detect the inclination angle θ 2 with respect to the horizontal plane, as shown in FIG. 9, and convert the inclination distance into a horizontal distance.

このように自動視準装置2とロータリーエンコ
ーダ39,40とを組合わせると、移動体を自動
追尾して原点からの角度を自動的に測定すること
ができるので動くものに対するトランシツトを構
成できる。また距離及び原点からの角度を検出で
きるので移動体の軌跡をリアルタイムで得ること
ができる。
When the automatic sighting device 2 and the rotary encoders 39, 40 are combined in this manner, it is possible to automatically track a moving object and automatically measure the angle from the origin, thereby constructing a transit for a moving object. Furthermore, since the distance and angle from the origin can be detected, the trajectory of the moving object can be obtained in real time.

各視準サーボ光25a〜25dの受光レベルが
所定の基準レベル以下となるように対物レンズの
光軸を垂直及び水平方向に振ることによつて視準
させるようにすることもできる。この場合各視準
サーボ光25a〜25dの大光量部分がコーナー
キユーブプリズム7の周辺に位置するようにす
る。第10図は視準サーボ光25a,25cの大
光量部分がコーナーキユーブプリズム7の周辺に
当たるように送光レンズ13a,13cの光軸を
外側に向けて所定の角度だけ開いた例を示してい
る。なおこのようにする場合にはシリンドリカル
レンズは必ずしも設けなくともよい。
Collimation can also be achieved by swinging the optical axis of the objective lens vertically and horizontally so that the light receiving level of each of the collimating servo lights 25a to 25d is below a predetermined reference level. In this case, a large light amount portion of each of the collimating servo lights 25a to 25d is positioned around the corner cube prism 7. FIG. 10 shows an example in which the optical axes of the light transmitting lenses 13a and 13c are opened by a predetermined angle toward the outside so that the large light intensity portions of the collimated servo lights 25a and 25c hit the periphery of the corner cube prism 7. There is. Note that in this case, the cylindrical lens does not necessarily need to be provided.

各送光レンズ13a〜13dの光軸をこのよう
に調整しておくと、第11図に示すような対の受
光出力が得られる。従つて予め基準レベルVref
を設定しておき、各受光出力25a,25cが基
準レベルVref以下となるように制御すれば、受
光出力が対の出力レベルの谷部になるように設定
できるので、コーナーキユーブプリズム7に視準
させることができる。
By adjusting the optical axes of the respective light transmitting lenses 13a to 13d in this manner, a pair of light receiving outputs as shown in FIG. 11 can be obtained. Therefore, the reference level Vref
is set and the received light outputs 25a and 25c are controlled to be below the reference level Vref, so that the received light outputs can be set to be at the trough of the pair of output levels. can be made compliant.

第12図及び第14図、第15図は視準位置を
検出する具体例を示す要部回路図である。
FIG. 12, FIG. 14, and FIG. 15 are principal circuit diagrams showing a specific example of detecting a collimation position.

対の受光出力A、Bのレベルの一致点を検出す
る場合は、第12図Aに示すようにコンパレータ
55に受光出力A、Bを入力する。この場合、コ
ンパレータ55の出力側から得られる出力信号S1
は、同図Cに示すように受光出力A>Bの時に
“1”(高レベル)の信号P1が出力され、A<B
の時に“0”(低レベル)の信号P2出力される。
A>Bの時には対物レンズの光軸21が第12図
Bにおいて右方向にずれているので、P1を制御
信号にして光軸21を左方向に移動させる左移動
パルスがX軸ギヤモータ11に発信される。反対
に受光出力B>Aの時には光軸21が左方向にず
れているので、制御信号P2により光軸21を右
方向に移動させる右移動パルスがX軸ギヤモータ
11に発信され、光軸21が対の受光出力レベル
A、Bの一致点56を視準する。なおこのように
一致点検出を行う場合には、左または右移動パル
スのどちらかが常に出力されて視準点の両側近傍
で動的に安定する。
When detecting a point where the levels of the pair of received light outputs A and B match, the received light outputs A and B are input to the comparator 55 as shown in FIG. 12A. In this case, the output signal S 1 obtained from the output side of the comparator 55
As shown in Figure C, when the received light output A>B, a signal P1 of "1" (high level) is output, and when A<B
At this time, a signal P2 of "0" (low level) is output.
When A>B, the optical axis 21 of the objective lens is shifted to the right in FIG . Sent. On the other hand, when the received light output B>A, the optical axis 21 is deviated to the left, so a right movement pulse for moving the optical axis 21 to the right is transmitted to the X-axis gear motor 11 by the control signal P2 , and the optical axis 21 is shifted to the right. collimates the matching point 56 of the pair of received light output levels A and B. Note that when detecting a coincident point in this manner, either the left or right moving pulse is always output and is dynamically stabilized near both sides of the collimation point.

また第13図に示すように各視準サーボ光25
a,25cの大光量部分に略全てが完全に受光レ
ンズ14に入光している場合には、二つの受光出
力は第14図Bに示すようにずれ角が0度の周り
では共に略ピーク値でオーバーラツプしているの
で一致点の検出が困難である。
In addition, as shown in FIG. 13, each collimating servo light 25
When almost all of the light enters the light receiving lens 14 completely in the large light intensity portions a and 25c, the two light receiving outputs both reach a near peak around the deviation angle of 0 degrees, as shown in FIG. 14B. Since the values overlap, it is difficult to detect matching points.

そこで第14A図に示すようにコンパレータ5
5を減算器として使用し、同図Cのような出力S1
を得る。この出力S1が正の所定レベル以上の部分
P1では光軸を左方向に振り、また出力S1が負の
所定レベル以下の部分P2では光軸を右方向に振
る。更に出力S1をウインドコンパレータ57に与
えて、出力零の近傍範囲±Δx(第14図C)を検
出する。この範囲では同図Dに示す出力S2が得ら
れる。この出力信号S2はA≒Bを示すので、この
出力により左右の光軸移動を禁止すると、視準点
0度を中心として所定の微小角度範囲±α度の視
準範囲60にて視準を達成することができる。な
お±α度の区間は対の出力A、Bの差の絶対値の
谷部に相当している。
Therefore, as shown in FIG. 14A, the comparator 5
5 as a subtracter, the output S 1 as shown in C in the same figure
get. The part where this output S 1 is above a positive predetermined level
At P 1 , the optical axis is swung to the left, and at P 2 , where the output S 1 is below a negative predetermined level, the optical axis is swung to the right. Furthermore, the output S 1 is given to the window comparator 57 to detect the range ±Δx near the zero output (FIG. 14C). In this range, the output S2 shown in figure D is obtained. This output signal S2 indicates A≒B, so if the left and right optical axis movement is prohibited by this output, the sighting range 60 is set within a predetermined minute angle range ±α degrees with the sighting point 0 degrees as the center. can be achieved. Note that the ±α degree section corresponds to the valley of the absolute value of the difference between the pair of outputs A and B.

第15図Aは視準範囲60を検出する他の例を
示している。この場合、受光出力A、Bは夫々コ
ンパレータ61,62に入力される。各コンパレ
ータ61,62には基準レベル電圧Vrefが与え
られており、夫々のコンパレータの出力信号S3
S4は同図Dに示すように基準レベル電圧Vref以
上の時に“1”となり、基準レベル電圧Verf以
下の時に“0”となる。これらの出力信号S3、S4
がアンド回路63に与えられ、出力信号S3、S4
両方共“1”の時にアンド回路63から視準範囲
検出信号S5が出力されて視準範囲60の検出が行
われる。同図Fに示すように視準範囲60におい
ては左右の移動パルスP1、P2が発信されず、光
軸21の移動が停止される。
FIG. 15A shows another example of detecting the collimation range 60. In this case, the light reception outputs A and B are input to comparators 61 and 62, respectively. A reference level voltage Vref is given to each comparator 61, 62, and the output signal S3 ,
As shown in Figure D, S4 becomes "1" when the voltage is higher than the reference level voltage Vref, and becomes "0" when it is lower than the reference level voltage Verf. These output signals S 3 , S 4
is applied to the AND circuit 63, and when the output signals S 3 and S 4 are both "1", the AND circuit 63 outputs the collimation range detection signal S 5 and the detection of the collimation range 60 is performed. As shown in FIG. F, the left and right movement pulses P 1 and P 2 are not transmitted in the collimation range 60, and the movement of the optical axis 21 is stopped.

反射器4で戻される視準サーボ光25a,25
cの大光量部分の一部だけが受光レンズ14に入
光している場合には第15図Cに示すような受光
出力A′、B′が得られる。この場合コンパレータ
61,62から出力される信号S3、S4は同図Eに
示すようになるので、アンド回路63の代りに、
ノア回路を設けて二つの出力信号S3、S4が両方共
“0”の時に視準範囲検出信号S5を出力させる。
Collimated servo light 25a, 25 returned by reflector 4
When only a part of the large light amount portion c enters the light receiving lens 14, light receiving outputs A' and B' as shown in FIG. 15C are obtained. In this case, the signals S 3 and S 4 output from the comparators 61 and 62 are as shown in FIG. E, so instead of the AND circuit 63,
A NOR circuit is provided to output a collimation range detection signal S5 when the two output signals S3 and S4 are both "0".

なお上記は水平方向について説明したが、垂直
方向についても同様にして行う。
Note that although the above description has been made in the horizontal direction, the same applies to the vertical direction.

第15図Cの如くに視準サーボ光25a〜25
dの光束の一部だけをコーナーキユーブプリズム
7に入光させて双峰受光特性を得るために、コー
ナーキユーブプリズム7の受光範囲を二軸サーボ
光の間隔よりも狭くしてもよい。また各視準サー
ボ光の二軸の発散角を大きくしてもよい。
Collimation servo lights 25a to 25 as shown in Fig. 15C.
In order to obtain bimodal light receiving characteristics by allowing only a part of the light beam d to enter the corner cube prism 7, the light receiving range of the corner cube prism 7 may be made narrower than the interval between the two-axis servo lights. Further, the biaxial divergence angle of each collimated servo light may be increased.

第16図は1つの受光レンズ14を視準サーボ
系と光波距離計とで兼用するようにした自動視準
測距システムのブロツク図を示している。
FIG. 16 shows a block diagram of an automatic collimation and distance measuring system in which one light receiving lens 14 is used both as a collimation servo system and as a light wave distance meter.

この自動視準測距システムは第17図に示すよ
うに、受光レンズ14の周囲に測距光用送光レン
ズ3aを設けている。この送光レンズ3aの焦点
に配置された測距光用発光素子46から放射され
た測距光37は、反射局のコーナーキユーブプリ
ズム7で反射されて受光レンズ14に入光する。
受光レンズ14の光軸には45°の角度でビームス
プリツタ48が挿入されており、測距光37はビ
ームスプリツタ48で反射されて測距光用受光素
子47に集光される。この受光出力が距離系回路
34に送られて距離が算出される。なお測距光3
7の波長に合わせたダイクロイツクミラーをビー
ムスプリツタ48として用いることにより、損失
の少い光学系を構成することができる。
As shown in FIG. 17, this automatic collimation and distance measuring system is provided with a light transmitting lens 3a for distance measuring light around a light receiving lens 14. The distance measuring light 37 emitted from the distance measuring light emitting element 46 disposed at the focal point of the light transmitting lens 3a is reflected by the corner cube prism 7 of the reflection station and enters the light receiving lens 14.
A beam splitter 48 is inserted into the optical axis of the light receiving lens 14 at an angle of 45°, and the distance measuring light 37 is reflected by the beam splitter 48 and focused on the distance measuring light receiving element 47. This light reception output is sent to the distance system circuit 34 to calculate the distance. Note that distance measuring light 3
By using a dichroic mirror tuned to the wavelength of 7 as the beam splitter 48, an optical system with low loss can be constructed.

なお第16図に示した測距システムでは光軸の
向きを微調する手段としてジヨイステイツク49
を設けてある。ジヨイステイツク49をX方向Y
方向に操作すると、それに対応した電圧出力が
A/D変換器50を介してシステムコントローラ
31に送られ、コントローラ31からモータドラ
イブ回路32X,32Yに微調用駆動パルスが導
出されて各モータ11,12が微動される。従つ
てオペレータは例えば光波距離計3の視準望遠鏡
41を覗きながら、ジヨイステイツク49を操作
して相手局を視準することができる。
In addition, in the ranging system shown in FIG. 16, a joystick 49 is used as a means to finely adjust the direction of the optical axis.
is provided. Move the joy stick 49 in the X direction and Y.
When the operation is performed in the direction, the corresponding voltage output is sent to the system controller 31 via the A/D converter 50, and fine adjustment drive pulses are derived from the controller 31 to the motor drive circuits 32X, 32Y to drive each motor 11, 12. is slightly shaken. Therefore, the operator can sight the target station by operating the joystick 49 while looking through the sighting telescope 41 of the optical distance meter 3, for example.

1個のコーナーキユーブプリズム7で約30°の
範囲から入光する光をその光源に向けて反射させ
ることができる。しかし移動体は30°の範囲を越
えて連続的に移動することがあり、また360°方向
に全回転することもある。このような場合、コー
ナーキユーブプリズム7を1個設けただけでは反
射器4の向きを測定局側に向ける作業が必要とな
る。第18図はコーナーキユーブプリズム7を取
り付ける支持体5を円筒状に形成し、その全周面
にわたつてコーナーキユーブプリズム7を設けた
例を示している。このようにする場合、コーナー
キユーブプリズム7を30°間隔で12個設けてもよ
いが、安全率を考慮して20°間隔で18個程度設け
るようにするのがよい。
One corner cube prism 7 can reflect light incident from an approximately 30° range toward its light source. However, a moving object may move continuously over a range of 30 degrees, or may rotate completely in a 360 degree direction. In such a case, if only one corner cube prism 7 is provided, it will be necessary to orient the reflector 4 toward the measuring station. FIG. 18 shows an example in which the support body 5 to which the corner cube prism 7 is attached is formed into a cylindrical shape, and the corner cube prism 7 is provided over the entire circumferential surface of the support body 5. In this case, 12 corner cube prisms 7 may be provided at 30° intervals, but in consideration of the safety factor, it is preferable to provide about 18 corner cube prisms 7 at 20° intervals.

1個のコーナーキユーブプリズム7で上下左右
の視準サーボ光25a〜25d及び測距光37を
測定局側に反射させることができる。しかし1個
のコーナーキユーブプリズム7で反射させると入
射光と反射光とが上下及び左右で反転する。そこ
で第19図に示すように、小さなコーナーキユー
ブプリズム7a〜7dをケーシング52内の上下
左右に設け、各送光レンズ13a〜13dとコー
ナーキユーブプリズム7a〜7dとを一体一で対
応させた反射体53を形成してもよい。このよう
にすることにより、各視準サーボ光25a〜25
dを受光レンズ14に夫々独立的に戻すことが可
能となる。なおこの場合、測距光37は各コーナ
ーキユーブプリズム7a〜7dによつて反射され
るが、測距光37専用のコーナーキユーブプリズ
ムを設けてもよい。
One corner cube prism 7 can reflect the vertical, horizontal, and horizontal collimating servo lights 25a to 25d and the ranging light 37 toward the measurement station. However, when the light is reflected by one corner cube prism 7, the incident light and the reflected light are reversed vertically and horizontally. Therefore, as shown in FIG. 19, small corner cube prisms 7a to 7d are provided at the top, bottom, left and right inside the casing 52, and each of the light transmitting lenses 13a to 13d corresponds to the corner cube prisms 7a to 7d as one unit. A reflector 53 may also be formed. By doing this, each collimated servo light 25a to 25
d can be returned to the light receiving lens 14 independently. In this case, the distance measuring light 37 is reflected by each of the corner cube prisms 7a to 7d, but a corner cube prism exclusively for the distance measuring light 37 may be provided.

第20図は発光素子20a及び20cから夫々
放射された視準サーボ光25a,25cが送光側
に反射される様子を示している。上側の視準サー
ボ光25aは上部のコーナーキユーブプリズム7
aで反射されて受光レンズ14の上側部分に入光
する。また下側の視準サーボ光25cは下部のコ
ーナーキユーブプリズム7cで反射されて受光レ
ンズ14の下側部分に入光する。図示していない
が左右の視準サーボ光25a,25cも同様に、
反射体の左右に設けられたコーナーキユーブプリ
ズム7b,7dで反射されて受光レンズ14の左
側部分及び右側部分に入光する。
FIG. 20 shows how the collimated servo lights 25a and 25c emitted from the light emitting elements 20a and 20c, respectively, are reflected to the light transmitting side. The upper collimating servo light 25a is connected to the upper corner cube prism 7.
The light is reflected by a and enters the upper portion of the light receiving lens 14. Further, the lower collimating servo light 25c is reflected by the lower corner cube prism 7c and enters the lower portion of the light receiving lens 14. Although not shown, the left and right collimating servo lights 25a and 25c are also
The light is reflected by the corner cube prisms 7b and 7d provided on the left and right sides of the reflector and enters the left and right parts of the light receiving lens 14.

このように各視準サーボ光25a〜25dを区
分して受光レンズ14に戻すことができると、受
光素子として4分割受光素子54を使用すること
が可能となる。4分割受光素子54を用いれば、
各視準サーボ光25a〜25dの受光出力を夫々
独立して取り出すことができるので、これらの視
準サーボ光25a〜25dを異る周波数で変調す
る必要がなくなる。従つて送光側における発振器
24a〜24dや受光側における電気的なフイル
タ等の電気的な弁別手段が不要となり回路構成を
簡素化できる。
If each of the collimated servo lights 25a to 25d can be divided and returned to the light receiving lens 14 in this way, it becomes possible to use the four-divided light receiving element 54 as a light receiving element. If the 4-split light receiving element 54 is used,
Since the light reception output of each of the collimating servo lights 25a to 25d can be extracted independently, there is no need to modulate these collimating servo lights 25a to 25d at different frequencies. Therefore, the oscillators 24a to 24d on the light transmitting side and electrical discrimination means such as electric filters on the light receiving side are not required, and the circuit configuration can be simplified.

この場合、視準サーボ光25a〜25dの波長
を例えば770nm、850nm、900nm、1000nmのよ
うに変え、4分割受光素子54の前に光学バンド
パスフイルタを設けて光学的弁別を行う。
In this case, the wavelengths of the collimated servo lights 25a to 25d are changed to, for example, 770 nm, 850 nm, 900 nm, and 1000 nm, and an optical bandpass filter is provided in front of the 4-division light receiving element 54 to perform optical discrimination.

なお本実施例においては、垂直方向及び水平方
向で対となる視準サーボ光として4光放射するよ
うにした例を示した。しかし第21図に示すよう
に送光レンズ13a,13cを垂直方向に配置
し、これらの送光レンズから送光される視準サー
ボ光で垂直方向の視準サーボ光の対を形成すると
共に、送光レンズ13c(または13a)の水平
方向に送光レンズ13bを配置して、送光レンズ
13c,13bから送光される視準サーボ光で水
平方向の視準サーボ光の対を形成するようにして
もよい。
In this embodiment, an example is shown in which four collimated servo lights are emitted as pairs in the vertical and horizontal directions. However, as shown in FIG. 21, the light transmitting lenses 13a and 13c are arranged vertically, and the collimating servo lights transmitted from these light transmitting lenses form a pair of vertical collimating servo lights. The light transmitting lens 13b is arranged in the horizontal direction of the light transmitting lens 13c (or 13a), so that the collimated servo lights transmitted from the light transmitting lenses 13c and 13b form a pair of horizontal collimated servo lights. You can also do this.

第23図〜第25図は一対の視準サーボ光、即
ち2光を用いて自動視準させるようにした例を示
している。この場合、2つの送光レンズ13a,
13bを第22図に示すように水平方向(垂直方
向)に対して45度に設けておくのがよい。
FIGS. 23 to 25 show an example in which automatic collimation is performed using a pair of collimating servo lights, that is, two lights. In this case, two light transmitting lenses 13a,
13b is preferably provided at 45 degrees with respect to the horizontal direction (vertical direction) as shown in FIG.

第23図に示した例は送光レンズ13aから投
射される視準サーボ光67を周波数f1とf2とで交
互に振幅変調すると共に、送光レンズ13bから
投射される視準サーボ光68を周波数f2とf4とで
交互に振幅変調してある。これらの変調は視準サ
ーボ光67,68とで同期させており、受光素子
19には周波数はf1、f3の視準サーボ光と、周波
数f2、f4の視準サーボ光とが交互に入光する。受
光素子19の受光出力は弁別手段29を構成する
フイルターアンプ70a〜70dに夫々与えられ
て弁別される。周波数f1とf3の対の視準サーボ光
の受光出力はコンパレータ71に与えられ、その
差電圧がモータドライブ回路32Xに導出され
る。これにより差電圧の値が略零になるようにX
軸ギヤモータ11が駆動されて水平方向の自動視
準が行われる。
In the example shown in FIG. 23, the collimating servo light 67 projected from the light transmitting lens 13a is amplitude-modulated alternately at frequencies f 1 and f 2 , and the collimating servo light 68 projected from the light transmitting lens 13b is is amplitude-modulated alternately at frequencies f 2 and f 4 . These modulations are synchronized with collimated servo lights 67 and 68, and the light receiving element 19 receives collimated servo lights with frequencies f 1 and f 3 and collimated servo lights with frequencies f 2 and f 4 . Light enters alternately. The light receiving output of the light receiving element 19 is applied to filter amplifiers 70a to 70d constituting the discriminating means 29 and discriminated. The light reception outputs of the pair of collimating servo lights of frequencies f 1 and f 3 are given to the comparator 71, and the difference voltage therebetween is derived to the motor drive circuit 32X. As a result, the value of the differential voltage becomes approximately zero.
The shaft gear motor 11 is driven to perform horizontal automatic collimation.

また周波数f2とf4の対の視準サーボ光の受光出
力はコンパレータ72に与えられ、その差電圧が
モータドライブ回路32Yに導出されてY軸ギヤ
モータが駆動されることによつて垂直方向の自動
視準が行われる。
In addition, the received light output of the pair of collimating servo lights with frequencies f 2 and f 4 is given to the comparator 72, and the difference voltage is led to the motor drive circuit 32Y to drive the Y-axis gear motor, thereby causing the vertical direction. Automatic aiming is performed.

第24図に示した例では、送光レンズ13aか
ら投射される視準サーボ光74を周波数f1で振幅
変調すると共に、送光レンズ13bから投射され
る視準サーボ光75を周波数f2で振幅変調してい
る。受光素子19の受光出力はフイルターアンプ
70a,70bに与えられて夫々の視準サーボ光
74,75に対応する受光出力が弁別される。弁
別された各受光出力はコンパレータ76に夫々与
えられ、検出された差電圧が切換器77の可動端
子77cに与えられる。切換器77は切換パルス
発生器78から出力される切換パルス78aで可
動端子77cを固定端子77a,77bに交互に
切換える。これにより固定端子77a,77bに
夫々接続されたモータ駆動回路32X,32Yに
コンパレータ76の差電圧が時分割で供給され、
水平方向及び垂直方向において夫々検出レベルの
差が無くなるように対物レンズの光軸が振られ
る。
In the example shown in FIG. 24, the collimating servo light 74 projected from the light transmitting lens 13a is amplitude-modulated at a frequency f 1 , and the collimating servo light 75 projected from the light transmitting lens 13b is modulated at a frequency f2 . The amplitude is modulated. The light receiving output of the light receiving element 19 is applied to filter amplifiers 70a and 70b, and the light receiving outputs corresponding to the respective collimated servo lights 74 and 75 are discriminated. Each of the discriminated light reception outputs is applied to a comparator 76, and the detected differential voltage is applied to a movable terminal 77c of a switch 77. The switch 77 alternately switches the movable terminal 77c to the fixed terminals 77a and 77b using a switching pulse 78a output from a switching pulse generator 78. As a result, the differential voltage of the comparator 76 is supplied in a time-sharing manner to the motor drive circuits 32X and 32Y connected to the fixed terminals 77a and 77b, respectively.
The optical axis of the objective lens is swung so that there is no difference in detection levels in the horizontal and vertical directions.

第25図は第20図と同様に4分割受光素子5
4を用いて2光の周波数を同じにした例である。
この場合、左右方向に位置する受光部54b,5
4dの受光出力をコンパレータ80に与え、検出
したエラー電圧をモータドライブ回路32Xに導
出する。これにより受光部54b,54dの受光
出力が同じになるように対物レンズの光軸が水平
方向に振られて水平方向の視準が行われる。
Figure 25 shows a four-division light-receiving element 5 similar to Figure 20.
This is an example in which the frequencies of two lights are made the same using 4.
In this case, the light receiving parts 54b and 5 located in the left and right direction
The light reception output of 4d is given to the comparator 80, and the detected error voltage is derived to the motor drive circuit 32X. As a result, the optical axis of the objective lens is swung horizontally so that the light receiving outputs of the light receiving sections 54b and 54d are the same, and horizontal collimation is performed.

同様に上下方向に位置する受光部54a,54
cの受光出力をコンパレータ81に与え、検出さ
れたエラー電圧がモータドライブ回路32Yに導
出されて垂直方向の視準が同様に行われる。
Similarly, light receiving sections 54a and 54 located in the vertical direction
The received light output of c is applied to the comparator 81, the detected error voltage is derived to the motor drive circuit 32Y, and collimation in the vertical direction is similarly performed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は上述の如く、搬送周波数又は波長を異
ならせた略平行二軸の視準サーボ光を目標点に送
光し、目標点の反射器で反射された各視準サーボ
光に対応した二つの受光信号を周波数又は波長の
弁別により得て、弁別した受光出力のレベルに基
いて視準すべき光軸のずれを検出して自動視準す
るようにしたので、反射器側にサーボ光源を置く
必要が無くなり、自動視準システムの構成が簡略
になる。
As described above, the present invention transmits substantially parallel two-axis collimated servo lights with different carrier frequencies or wavelengths to a target point, and generates two collimated servo lights corresponding to each collimated servo light reflected by a reflector at the target point. Since two received light signals are obtained by frequency or wavelength discrimination, and the deviation of the optical axis to be collimated is detected based on the level of the discriminated received light output, automatic collimation is performed, so a servo light source is installed on the reflector side. There is no need to set the automatic sighting system, which simplifies the configuration of the automatic sighting system.

また二軸視準サーバ光の間隔に対応して戻りサ
ーボ光の受光強度が視準角度位置の両側に分布す
る双峰特性を示すので、個々の受光出力をずれの
方向に対応させることができると共に、二つの受
光出力レベルの相対関係により双峰特性の中間点
において視準点を設定することができる。よつて
個々の受光信号が角度に関する情報を全く含んで
いなくても、或いは入射角度を検出しなくても、
二つの受光信号のレベル関係のみに基く非常に簡
単な検出回路及び制御回路でもつて視準サーボ系
を構成することができる。
In addition, since the received light intensity of the return servo light exhibits a bimodal characteristic that is distributed on both sides of the collimation angle position in accordance with the interval between the two-axis collimated server light, it is possible to make each received light output correspond to the direction of deviation. At the same time, the collimation point can be set at the midpoint of the bimodal characteristic based on the relative relationship between the two received light output levels. Therefore, even if each received light signal does not contain any information regarding the angle, or even if the angle of incidence is not detected,
The collimation servo system can be configured with a very simple detection circuit and control circuit based only on the level relationship between two light reception signals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す自動視準測距
システムの全体ブロツク図、第2図及び第3図は
光波距離計及び反射器の正面図、第4図は対物レ
ンズの配置図、第5図は視準サーボ光の光路線
図、第6図は反射光束と受光レンズとを示す線
図、第7図は受光レベルの一例を示すグラフ、第
8図は水平面内角度測定の一例を示す線図、第9
図は水平面に対する傾斜角度測定の一例を示す線
図、第10は視準サーボ光の大光量部をコーナー
キユーブプリズムの周辺に当てるようにした例を
示す線図、第11図は視準サーボ光を第10図に
示したように投射した時の受光レベルの一例を示
すグラフ、第12図Aは対の出力レベルの一致点
を検出する要部回路図、同図Bは対の出力レベル
の一致点を示すグラフ、同図Cは出力信号S1を説
明する波形図、第13図は反射光が受光レンズに
入光する状態を示す線図、第14図Aは所定の視
準範囲を検出する例を示す要部回路図、同図Bは
検出する視準範囲を示すグラフ、同図Cは出力信
号S1を説明する波形図、同図Dは出力信号S2を示
す波形図、第15図Aは視準範囲を検出する他の
例を示す要部回路図、同図B及びCは視準サーボ
光の受光レベルを示すグラフ、同図D及びEは出
力信号S3、S4を説明する波形図、同図F及びGは
出力S5を示す波形図、第16図は自動視準測距シ
ステムの変形例を示す全体ブロツク図、第17図
は対物レンズの配置態様の変形例を示す配置図、
第18図は反射器の変形例を示す正面図、第19
図はコーナーキユーブプリズムを複数個組み合わ
せた例を示す配置図、第20図は各視準サーボ光
の送光及び反射を示す光路線図、第21図は送光
レンズの配置態様の変形例を示す配置図、第22
図は一対の視準サーボ光を送光する場合の送光レ
ンズの配置図、第23図は2光4周波方式の要部
ブロツク図、第24図は2光2周波方式の要部ブ
ロツク7図、第25図は2光単周波方式の要部ブ
ロツク図である。 なお図面に用いた符号において、2……視準装
置、2a……視準サーボ回路、3……光波距離
計、4……反射器、7……コーナーキユーブプリ
ズム、8……水平架腕、9……垂直架腕、11…
…X軸ギヤモータ、12……Y軸ギヤモータ、1
3a〜13d……送光レンズ、14……受光レン
ズ、15……送受光ユニツト、19……受光素
子、20a〜20d……発光素子、25a〜25
d……視準サーボ光、29……弁別手段、35…
…対物レンズ、39,40……ロータリーエンコ
ーダである。
Fig. 1 is an overall block diagram of an automatic sighting and ranging system showing an embodiment of the present invention, Figs. 2 and 3 are front views of the optical distance meter and reflector, and Fig. 4 is a layout diagram of the objective lens. , Fig. 5 is an optical path diagram of the collimating servo light, Fig. 6 is a line diagram showing the reflected light flux and the light receiving lens, Fig. 7 is a graph showing an example of the received light level, and Fig. 8 is a diagram showing the angle measurement in the horizontal plane. Diagram showing an example, No. 9
Figure 10 is a diagram showing an example of inclination angle measurement with respect to a horizontal plane. Figure 10 is a diagram showing an example in which the high-intensity part of the collimation servo light is applied to the periphery of a corner cube prism. Figure 11 is a diagram showing an example of the collimation servo A graph showing an example of the received light level when light is projected as shown in Fig. 10, Fig. 12A is a circuit diagram of the main part for detecting the matching point of the output level of the pair, and Fig. 12B is the output level of the pair. Figure C is a waveform diagram explaining the output signal S1 , Figure 13 is a line diagram showing the state in which reflected light enters the light receiving lens, Figure 14 A is a graph showing the predetermined collimation range. Figure B is a graph showing the collimation range to be detected, Figure C is a waveform diagram explaining the output signal S1 , Figure D is a waveform diagram showing the output signal S2. , FIG. 15A is a main circuit diagram showing another example of detecting the collimation range, B and C in the same figure are graphs showing the light reception level of the collimation servo light, D and E in the same figure are output signals S 3 , Waveform diagrams explaining S4 , F and G in the figure are waveform diagrams showing output S5 , Figure 16 is an overall block diagram showing a modification of the automatic sighting and ranging system, and Figure 17 is the arrangement of the objective lens. A layout diagram showing a modification of
Figure 18 is a front view showing a modified example of the reflector, Figure 19 is a front view showing a modified example of the reflector;
The figure is a layout diagram showing an example of a combination of multiple corner cube prisms, Figure 20 is an optical path diagram showing transmission and reflection of each collimating servo light, and Figure 21 is a modification of the arrangement of the light transmission lens. Layout diagram showing, No. 22
The figure shows the arrangement of the light transmitting lens when transmitting a pair of collimated servo lights, Figure 23 is a block diagram of the main parts of the two-light, four-frequency system, and Figure 24 shows the main part block 7 of the two-light, two-frequency system. 25 are block diagrams of the main parts of the two-light single-frequency system. In addition, in the symbols used in the drawings, 2...Collimation device, 2a...Collimation servo circuit, 3...Light wave distance meter, 4...Reflector, 7...Corner cube prism, 8...Horizontal arm , 9... Vertical arm, 11...
...X-axis gear motor, 12...Y-axis gear motor, 1
3a to 13d...Light transmitting lens, 14...Light receiving lens, 15...Light transmitting/receiving unit, 19...Light receiving element, 20a to 20d...Light emitting element, 25a to 25
d... Collimation servo light, 29... Discrimination means, 35...
...objective lens, 39, 40...rotary encoder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 略平行二軸の視準サーボ光を目標点に送光す
る送光手段と、 目標点の反射器からの戻り視準サーボ光を受光
する受光手段と、 各視準サーボ光に対応した二つの受光レベルに
基いて視準すべき光軸のずれを検出する検出手段
と、 上記検出手段の出力によつて光軸角度を修正す
る機構とを具備し、 上記二軸の視準サーボ光は互に搬送周波数又は
波長が異なり、 上記視準サーボ光を受光する受光手段は、上記
搬送周波数又は波長を弁別して二光に対応する受
光信号を分離導出する弁別手段を備えることを特
徴とする自動視準装置。
[Scope of Claims] 1. Light transmitting means for transmitting collimated servo light on two substantially parallel axes to a target point, light receiving means for receiving collimated servo light returned from a reflector at the target point, and each collimation A detection means for detecting a deviation of the optical axis to be collimated based on two received light levels corresponding to the servo light, and a mechanism for correcting the optical axis angle based on the output of the detection means, The collimating servo lights have different carrier frequencies or wavelengths, and the light receiving means for receiving the collimating servo light includes a discriminating means for discriminating the carrier frequency or wavelength to separate and derive received light signals corresponding to the two lights. An automatic sighting device characterized by:
JP14642187A 1987-06-12 1987-06-12 Automatic collimating device Granted JPS63309814A (en)

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