專利名稱：具備準直輔助裝置的手動式測量機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及一種具備準直輔助裝置的手動式測量機，該準直輔助裝置使得手動式測量機(主要為全站儀)的準直操作容易進行。全站儀具備采用光波的測距部、測角部、準直望遠鏡部及整準部，對到測點的距離及方位角進行測量。
背景技術(shù)：
在手動式測量機中，在測定時，需要進行使棱鏡等目標物位于準直軸上的準直操作。準直操作是指，使準直望遠鏡上下左右旋轉(zhuǎn)，朝向目標物，在準直望遠鏡的視場內(nèi)捕捉到目標物，進一步通過設(shè)置于測量機上的粗微動機構(gòu)，使準直望遠鏡的視場內(nèi)看到的十字線的中心(準直軸)對準目標物。但是，在上述手動式測量機中，存在如下問題存在與觀測者的熟練度等相應(yīng)的準直誤差，對于不熟練的觀測者，即使特意使用了高精度的測量機，也只能進行誤差大的測定。并且，還存在如下問題在熱浪等波動較多的大氣中，即使是熟練的觀測者，也很難進行正確的準直，只能進行誤差大的測定。為了解決這種問題，在下述專利文獻1中，提出了一種測量機，即使目標物的準直有些不充分，仍能夠得到正確的測角值。根據(jù)圖4，說明該測量機。該測量機的準直望遠鏡3在準直軸0上具備物鏡11、對焦透鏡14、焦點板15、目鏡 12。在焦點板15上描繪有十字線，觀測者能夠觀察目鏡12，進行手動準直。并且，為了沿著準直軸0發(fā)送紅外線的激光P，該測量機具備激光二極管17、聚光透鏡18、轉(zhuǎn)向透鏡19、分光鏡20、二向色鏡13。此外，為了接受被棱鏡等目標物23反射來的激光，該測量機具備二向色鏡13、分光鏡20、濾光片21、CCD區(qū)域傳感器等感光元件22。在目標物23正確地位于準直軸0上的情況下，被目標物23反射的激光P沿著準直軸0返回，目標物23在感光元件22的中心C上成像。此時，由未圖示的測角部測定到的測角值(鉛垂角、水平角)正確。另一方面，在不能正確地對目標物23進行準直，目標物23的方向距離準直軸0的方向存在水平角偏差ΔΗ的情況下，由測角部測定到的測角值不正確。但是，通過感光元件 22上的目標物23距離成像位置的感光元件22的中心C的水平方向偏差A(yù)h，能夠計算水平角偏差ΔΗ。這樣，將水平角偏差ΔΗ代入到預(yù)定的函數(shù)，對由測角部得到的水平角H進行加減補正，從而能夠得到正確的水平角。同樣能夠得到正確的鉛垂角。因此，該測量機發(fā)揮如下效果即使準直有些不充分，也能夠得到正確的測角值， 而且能夠縮短測定所需的時間。作為其他公知技術(shù)的例子，在下述專利文獻2中公開了如下技術(shù)在自動準直裝置上設(shè)置準直望遠鏡和廣角數(shù)字攝像機，首先，用廣角數(shù)字攝像機將目標物捕捉到準直軸附近之后，切換到攝像裝置(區(qū)域傳感器)和準直望遠鏡，正確地對目標物進行自動準直。專利文獻1 日本專利第3748112號專利文獻2 日本特開2007-21229號
但是，在上述專利文獻1中公開的測量機中存在如下問題每次測定時，都要用單眼觀察準直望遠鏡3，給觀測者帶來疲勞，準直操作不輕松。另一方面，在上述專利文獻2中公開的自動準直式測量機中存在如下問題雖然無需用單眼觀察準直望遠鏡，即使不熟練的觀測者也能夠輕松地進行高精度的測定，但是， 將目標物捕捉到準直望遠鏡的視場內(nèi)，進而到準直結(jié)束為止，耗費時間，與手動式測量機相比，測定所需的時間較多
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而進行的，其目的在于，提供一種手動式測量機，能夠輕松地進行準直操作，并且能夠在短時間進行高精度的測定。為了解決上述課題，技術(shù)方案1所涉及的發(fā)明的手動式測量機具備準直輔助裝置，該準直輔助裝置包括準直光發(fā)送系統(tǒng)，朝向設(shè)置在測定點的目標物，沿著準直軸射出準直光；區(qū)域傳感器，取得在準直望遠鏡的視場內(nèi)捕捉到的情景的圖像；顯示部，顯示圖像；準直光檢測部，通過用所述區(qū)域傳感器對被所述目標物反射來的準直光進行感光，從而檢測所述目標物；以及運算控制部，將表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域和表示所述目標物的符號，作為動畫圖像顯示到所述顯示部上，通過所述準直望遠鏡的手動操作，所述目標物被捕捉到距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)時，判斷為準直結(jié)束，進行測角操作，并且根據(jù)所述目標物距離所述準直軸的偏差，對測角值進行補正。在技術(shù)方案2所涉及的發(fā)明中，所述動畫圖像隨著靠近所述準直軸，距離所述準直軸的偏差被放大顯示。在技術(shù)方案3所涉及的發(fā)明中，若表示所述目標物的符號進入到表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)，則改變顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種。在技術(shù)方案4所涉及的發(fā)明中，若所述目標物移動到所述準直望遠鏡的視場外， 則改變表示所述目標物的符號的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且示出所述準直望遠鏡返回的方向。在技術(shù)方案5所涉及的發(fā)明中，當(dāng)從所述目標物反射來的準直光過弱或過強時， 改變表示所述目標物的符號的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種。在技術(shù)方案6所涉及的發(fā)明中，具有廣角數(shù)字攝像機，所述運算控制部最初將從所述廣角數(shù)字攝像機得到的圖像顯示到所述顯示部上，并且將所述準直望遠鏡的視場顯示到所述顯示部上，當(dāng)判斷出所述目標物被捕捉到所述準直望遠鏡的視場內(nèi)時，從由所述廣角數(shù)字攝像機得到的圖像切換為所述動畫圖像。在技術(shù)方案7所涉及的發(fā)明中，所述準直望遠鏡的光學(xué)系統(tǒng)具備測距部，表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域通過能夠由所述測距部測定距離的區(qū)域來決定。在技術(shù)方案8所涉及的發(fā)明中，當(dāng)表示所述目標物的符號進入到表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)時，能夠自動進行距離測定。在技術(shù)方案9所涉及的發(fā)明中，為了使所述目標物位于所述準直軸上，在所述顯示部上顯示表示準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的圖標。在技術(shù)方案10所涉及的發(fā)明中，表示所述準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的圖標是指，準直望遠鏡的圖標和表示所述準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭，或者微動螺旋的圖標和表示所述微動螺旋的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭。發(fā)明的效果在技術(shù)方案1所涉及的發(fā)明中，該準直輔助裝置包括準直光發(fā)送系統(tǒng)，朝向設(shè)置在測定點的目標物，沿著準直軸射出準直光；區(qū)域傳感器，取得在準直望遠鏡的視場內(nèi)捕捉到的情景的圖像；顯示部，顯示圖像；準直光檢測部，通過用所述區(qū)域傳感器對被所述目標物反射來的準直光進行感光，從而檢測所述目標物；以及運算控制部，將表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域和表示所述目標物的符號，作為動畫圖像顯示到所述顯示部上，通過所述準直望遠鏡的手動操作，所述目標物被捕捉到距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)時，判斷為準直結(jié)束，進行測角操作，并且根據(jù)所述目標物距離所述準直軸的偏差，對測角值進行補正。因此，觀測者能夠一邊用雙眼觀看顯示部的動畫圖像，一邊對目標物進行準直，并且即使是有些不充分的準直，也能夠以輕松的準直操作迅速地進行高精度的角度測定。在技術(shù)方案2所涉及的發(fā)明中，所述動畫圖像隨著靠近所述準直軸，距離所述準直軸的偏差被放大顯示。因此，準直操作更加輕松。在技術(shù)方案3所涉及的發(fā)明中，若表示所述目標物的符號進入到表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)，則改變顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種。因此，能夠知道準直結(jié)束，準直操作更加輕松。 在技術(shù)方案4所涉及的發(fā)明中，若所述目標物移動到所述準直望遠鏡的視場外， 則改變表示所述目標物的符號的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且示出所述準直望遠鏡返回的方向。因此，能夠立即知道目標物移動到準直望遠鏡的視場外，能夠立即進行使目標物返回到準直望遠鏡的視場內(nèi)的操作，準直操作更加輕松。在技術(shù)方案5所涉及的發(fā)明中，當(dāng)從所述目標物反射來的準直光過弱或過強時， 改變表示所述目標物的符號的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種。因此，能夠預(yù)先知道不能進行足夠精度的測定。在技術(shù)方案6所涉及的發(fā)明中，具有廣角數(shù)字攝像機，所述運算控制部最初將從所述廣角數(shù)字攝像機得到的圖像顯示到所述顯示部上，并且將所述準直望遠鏡的視場顯示到所述顯示部上，當(dāng)判斷出所述目標物被捕捉到所述準直望遠鏡的視場內(nèi)時，從由所述廣角數(shù)字攝像機得到的圖像切換為所述動畫圖像。因此，能夠迅速地將目標物捕捉到準直望遠鏡的視場內(nèi)，準直操作更加輕松，而且能夠迅速進行測定。在技術(shù)方案7所涉及的發(fā)明中，所述準直望遠鏡的光學(xué)系統(tǒng)具備測距部，表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域通過能夠由所述測距部測定距離的區(qū)域來決定。因此， 能夠以輕松的準直操作迅速進行高精度的距離測定。在技術(shù)方案8所涉及的發(fā)明中，當(dāng)表示所述目標物的符號進入到表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)時，能夠自動進行距離測定。因此，準直操作更加輕松，而且能夠迅速進行測定。在技術(shù)方案9所涉及的發(fā)明中，為了使所述目標物位于所述準直軸上，在所述顯示部上顯示表示準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的圖標。因此，即使是初學(xué)者，也不會將旋轉(zhuǎn)準直望遠鏡的方向弄錯，準直操作更加輕松。在技術(shù)方案10所涉及的發(fā)明中，表示所述準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的圖標是指，準直望遠鏡的圖標和表示所述準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭，或者微動螺旋的圖標和表示所述微動螺旋的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭。因此，初學(xué)者也能夠進行適當(dāng)?shù)臏手辈僮鳌?br>

圖1是本發(fā)明的第一實施例所涉及的測量機的框圖。圖2是表示在所述測量機的顯示部上顯示了 由廣角數(shù)字攝像機捕捉到的圖像的狀態(tài)的圖。圖3是表示在所述顯示部上顯示了用于使準直操作容易進行的動畫圖像的狀態(tài)的圖。圖4是現(xiàn)有測量機的光路圖。圖5是表示在本發(fā)明的第二實施例所涉及的測量機的顯示部上顯示了用于使準直操作容易進行的動畫圖像的狀態(tài)的圖。附圖標記說明3準直望遠鏡；30測距部；46運算控制部；48顯示部；60廣角數(shù)字攝像機；70準直輔助裝置；80區(qū)域傳感器；84目標物；88準直望遠鏡的視場；90表示準直軸的點；92表示目標物的符號；94能夠測定距離的區(qū)域；0準直軸
具體實施例方式下面，作為本發(fā)明的第一實施例所涉及的手動式測量機(下面簡稱為測量機。)， 以全站儀為例，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1是該測量機的框圖。圖2 是在顯示部上顯示了由廣角數(shù)字攝像機捕捉到的圖像的狀態(tài)的圖。圖3是在顯示部上顯示了用于使手動準直容易進行的動畫圖像的狀態(tài)的圖。如圖1所示，在該測量機中，作為用于手動準直的準直望遠鏡3，在準直軸0上具備物鏡11、對焦透鏡14、正像棱鏡16、焦點板15及目鏡12。觀測者能夠觀察目鏡12，進行手動準直。并且，在該測量機中，作為用于測定到未圖示的目標物的距離的測距部30，具備 測距光發(fā)送系統(tǒng)，由射出紅外線激光的測距光L的發(fā)光二極管等發(fā)光元件32、及用于將該測距光L沿著準直軸0發(fā)送的聚光透鏡34、半反射鏡36、反射鏡38構(gòu)成；測距光感光系統(tǒng)， 由二向色鏡40和光電二極管等感光元件42構(gòu)成，所述二向色鏡40選擇從目標物反射來的測距光L并進行反射，所述感光元件42對二向色鏡40反射的測距光L進行感光；以及距離檢測部(測距CPU) 44，對發(fā)光元件32的發(fā)光進行控制，并且根據(jù)來自感光元件42的電信號，計算到目標物的距離。從發(fā)光元件32射出的測距光L，經(jīng)由聚光透鏡34、半反射鏡36、反射鏡38、物鏡 11，朝向目標物發(fā)送。然后，被目標物反射的測距光L，沿著剛才發(fā)送來的光路逆行，入射到二向色鏡40。二向色鏡40僅選擇測距光L來進行反射，所以只有測距光L入射到感光元件 42。感光元件42將測距光L轉(zhuǎn)換為電信號，發(fā)送到距離檢測部44。距離檢測部44將用于對測距光L進行調(diào)制的調(diào)制信號發(fā)送給發(fā)光元件32，根據(jù)發(fā)送給發(fā)光元件32的調(diào)制信號和從感光元件42發(fā)送來的電信號的相位差，計算到目標物的距離，將該距離發(fā)送到運算控制部(主CPU)46。運算控制部46將測定到的距離顯示到顯示部48上。
運算控制部46還從鉛垂測角部(鉛垂編碼器)50和水平測角部(水平編碼器)52 接收鉛垂角和水平角。運算控制部46將接收到的鉛垂角和水平角顯示到顯示部48上。在運算控制部46上還連接有存儲部54和通信部56，能夠?qū)y定值等存儲到存儲部54中，或者能夠經(jīng)由通信部56，與外部設(shè)備收發(fā)信號。以上說明的內(nèi)容與現(xiàn)有的全站儀相同，但該測量機還具備廣角數(shù)字攝像機60和準直輔助裝置70。廣角數(shù)字攝像機60由物鏡62、對焦透鏡64及CXD區(qū)域傳感器等區(qū)域傳感器66構(gòu)成，具有與準直軸O平行的光軸01。而且，區(qū)域傳感器66的感光面的中心位于光軸01上。 通過區(qū)域傳 感器66獲得的圖像被發(fā)送給運算控制部46，進一步被發(fā)送給顯示部48，如圖2 所示方式進行顯示。在該廣角數(shù)字圖像上，為了表示準直軸0，還顯示十字線86和準直望遠鏡3的視場88。準直望遠鏡3的十字線86的中心86c表示準直軸0。由于廣角數(shù)字攝像機60的光軸01從準直軸0偏移，所以運算控制部46考慮該偏移，將十字線86顯示到顯示部48上。在廣角數(shù)字攝像機60具有自動對焦功能的情況下， 推測從該光學(xué)系統(tǒng)的焦點位置到目標物84的距離，考慮該距離，將十字線86顯示到顯示部 48上。當(dāng)然，由于對從廣角數(shù)字攝像機60得到的圖像的十字線86進行大致準直，所以可以僅對準廣角數(shù)字攝像機60的光軸01來顯示十字線86，也可以不顯示十字線86。因此，觀測者一邊觀看顯示到顯示部48上的圖像，一邊旋轉(zhuǎn)準直望遠鏡3，以便將目標物84捕捉到準直望遠鏡3的視場88內(nèi)。在此，運算控制部46若判斷出將目標物84 捕捉到準直望遠鏡3的視場88內(nèi)，則起動準直輔助裝置70，將顯示在顯示部48上的圖像， 從廣角數(shù)字攝像機60所捕捉到的圖像，切換為由準直望遠鏡3捕捉到的動畫圖像。當(dāng)然， 也可以采用如下方式在十字線86的中心86c附近捕捉到目標物84時，通過按下未圖示的測定開始按鈕來起動準直輔助裝置70。若準直輔助裝置70起動，則如圖3所示，顯示部48 的圖像切換為基于由準直望遠鏡3捕捉到的圖像的動畫圖像，并且以嘟嘟聲、人的語音、或適當(dāng)?shù)穆曇暨M行告知。如圖1所示，準直輔助裝置70由如下部分構(gòu)成準直光發(fā)送系統(tǒng)，由射出波長與測距光L不同的紅外線激光的準直光R的發(fā)光二極管等發(fā)光元件72、以及用于將該準直光R 沿著準直軸0發(fā)送的聚光透鏡74、反射鏡76、38構(gòu)成；準直光感光系統(tǒng)，由二向色鏡78和 CCD區(qū)域傳感器等區(qū)域傳感器80構(gòu)成，所述二向色鏡78選擇性地反射從目標物84沿準直軸0反射來的準直光R，所述區(qū)域傳感器80對由二向色鏡78反射的準直光R進行感光；準直光檢測部(準直CPU) 82，對發(fā)光元件72的發(fā)光進行控制，并且根據(jù)區(qū)域傳感器80所得到的圖像，檢測目標物84距離準直軸0的水平角偏差ΔΗ(圖示省略)和鉛垂角偏差Δ V(圖示省略)；以及上述的運算控制部46和顯示部48。而且，運算控制部46能夠執(zhí)行如下動作在顯示部48上顯示廣角數(shù)字攝像機60 的圖像，并且在該圖像上顯示準直望遠鏡3的視場88 ；當(dāng)判斷出目標物84被捕捉到準直望遠鏡3的視場88內(nèi)時，從通過廣角數(shù)字攝像機60得到的圖像，切換為基于通過準直望遠鏡 3得到的圖像的動畫圖像，用嘟嘟聲、人的語音或適當(dāng)?shù)穆曇暨M行告知，在該動畫圖像上，根據(jù)準直望遠鏡3的視場88內(nèi)的來自目標物84的反射光，顯示表示目標物84的方向的符號 92，進一步還顯示能夠測定距離的區(qū)域94 ；在顯示部48上，若表示目標物84的符號92進入到所述區(qū)域94內(nèi)，則改變表示目標物84的符號92的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且用嘟嘟聲、人的語音或適當(dāng)?shù)穆曇暨M行告知；在從目標物84反射來的準直光過弱或過強的情況下，改變表示目標物84的符號92的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且用嘟嘟聲、人的語音或適當(dāng)?shù)穆曇暨M行告知；若目標物84在準直望遠鏡3的視場 88夕卜，則改變表示目標物84的符號92的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且表示準直望遠鏡3返回的方向，進一步用嘟嘟聲、人的語音或適當(dāng)?shù)穆曇暨M行告知。從發(fā)光元件72射出的準直光R，經(jīng)由聚光透鏡74、反射鏡76、36、38、物鏡11，朝向目標物84發(fā)送。被目標物84反射的準直光R在剛才發(fā)送來的光路上逆行，透過物鏡11及二向色鏡40、對焦透鏡14，入射到二向色鏡78。二向色鏡78將準直光R選擇性地反射，入射到區(qū)域傳感器80。區(qū)域傳感器80設(shè)置成，使得在準直軸0上逆行的準直光R入射到感光面的中心。由區(qū)域傳感器80得到的圖像被發(fā)送給準直光檢測部82，進一步由運算控制部46轉(zhuǎn)換成容易看到目標物84的動畫圖像之后，如圖3的(A) (B) (C) (D)所示，顯示到顯示部48上。
圖3 (A)表示剛剛從由廣角數(shù)字攝像機60捕捉到的圖像轉(zhuǎn)換為由準直望遠鏡3捕捉到的圖像的情況。表示目標物84的符號92以帶顏色的四邊形醒目顯示。當(dāng)然，符號92 的形狀還可以是圓形、三角形、及其他適當(dāng)形狀。為了從由區(qū)域傳感器80得到的圖像轉(zhuǎn)換為動畫圖像，準直光檢測部82求出目標物84距離準直軸0的水平角偏差Δ H和鉛垂角偏差Δ V，將兩個偏差Δ H、Δ V發(fā)送給運算控制部46。運算控制部46根據(jù)兩個偏差ΔΗ、Δν， 將表示目標物84的符號92顯示到顯示部48上。并且，在顯示部48上，還以數(shù)值方式顯示水平角偏差Δ H、鉛垂角偏差Δ V、根據(jù)兩個偏差Δ H、Δ V進行了補正的水平角H及鉛垂角 V。此外，在顯示部48上，能夠通過測距部30進行距離測定的區(qū)域94與表示準直軸0的點 90 一起顯示。該區(qū)域94通常是以表示準直軸0的點90為中心的圓，表示距離準直軸0在預(yù)定偏差內(nèi)，但是因情況而異，也可以選擇四邊形等適當(dāng)形狀。在顯示部48上，距離表示準直軸0的點90的偏差r，并不是以與實際的偏差成正比地顯示，隨著靠近表示準直軸0的點 90，放大偏差r，例如以與實際的偏差的對數(shù)成正比的方式顯示。觀測者旋轉(zhuǎn)準直望遠鏡3， 使得表示目標物84的符號92進入到能夠測定距離的區(qū)域94內(nèi)。這是因為，在光波距離計中，若目標物84不在距離準直軸0的預(yù)定偏移量以內(nèi)，則發(fā)生周期性錯誤，導(dǎo)致產(chǎn)生誤差。運算控制部46監(jiān)視表示目標物84的符號92是否進入到能夠測定距離的區(qū)域94 內(nèi)，判斷出符號92進入了能夠測定距離的區(qū)域94內(nèi)的情況下，如圖3 (B)所示，改變符號92 的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且用嘟嘟聲、人的語音或適當(dāng)?shù)穆曇暨M行告知，進一步向距離檢測部44發(fā)送指令，自動進行距離測定。當(dāng)然，距離測定也可以不采用自動方式進行，而通過按下未圖示的測定按鈕來進行。在多個表示目標物84的符號92進入到能夠測定距離的區(qū)域94內(nèi)的情況下，在顯示部48上顯示警報的同時，還通過聲音進行報警，中止測距作業(yè)。若距離測定結(jié)束，則通過聲音輸出部58，用聲音通知測定結(jié)束。由距離檢測部44得到的距離S被發(fā)送給運算控制部46。運算控制部46對從鉛垂測角部50和水平測角部52發(fā)送來的鉛垂角和水平角，將從準直光檢測部82發(fā)送來的鉛垂角偏差A(yù)V和水平角偏差ΔΗ代入到預(yù)定的函數(shù)，進行加減運算補正，從而計算出正確的鉛垂角V和水平角H。這些距離S、鉛垂角V、水平角H、鉛垂角偏差Δν、水平角偏差ΔΗ也以數(shù)值方式顯示到顯示部48上。這些測定值也存儲到存儲部54中。若因目標物84過遠等的理由，導(dǎo)致反射來的準直光R過弱的情況下，如圖3 (C)所示，改變符號92的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，發(fā)出聲音警報，預(yù)先告知距離測定的精度變差。相反，若因目標物84過近等的理由，導(dǎo)致反射來的準直光R過強的情況下，改變符號92的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，發(fā)出聲音警報，預(yù)先告知距離測定的精度變差。在錯誤地導(dǎo)致目標物84從準直望遠鏡3的視場88脫離的情況下，如圖3 (D)所示， 改變符號92的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，發(fā)出聲音警報，并且在目標物84 從準直望遠 鏡3的視場88脫離之前的位置，以表示準直望遠鏡3的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向的三角形或箭頭等符號顯示。若目標物84剛剛從準直望遠鏡3的視場88脫離，則使準直望遠鏡3向符號92所表示的方向旋轉(zhuǎn)，能夠簡單地再次將目標物84捕捉到準直望遠鏡3的視場88內(nèi)。根據(jù)本實施例，具備準直輔助裝置70，將表示準直軸0的點90和表示目標物84的符號92作為動畫圖像顯示到顯示部48上，通過準直望遠鏡3的手動操作，將表示目標物84 的符號92捕捉到距離表示準直軸0的點90的預(yù)定偏差內(nèi)時，判斷為準直結(jié)束，進行測距測角，并且根據(jù)目標物84距離準直軸0的偏差，對測角值進行補正之后，觀測者可以一邊用雙眼觀察顯示部48的動畫圖像，一邊對目標物84進行準直，而且即使是有些不充分的準直， 也能夠通過輕松的準直操作，在短時間內(nèi)進行高精度的測距測角。尤其，動畫圖像由表示準直軸0的點90、能夠通過測距部30測定距離的區(qū)域94及表示目標物84的符號92構(gòu)成，由于隨著靠近準直軸0，放大顯示距離準直軸0的偏差r，所以準直操作變得更加輕松。并且，表示目標物84的符號92若進入到能夠通過測距部30測定距離的區(qū)域94 內(nèi)，則改變顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且用聲音進行告知，所以能夠知道準直結(jié)束，準直操作更加輕松。此外，若目標物84移動到準直望遠鏡3的視場88外，則表示目標物84的符號92改變顏色和形狀(例如，箭頭)或者顏色和形狀的任意一種，發(fā)出聲音警報，并且表示出準直望遠鏡3的返回方向，所以能夠馬上知道目標物84移動到準直望遠鏡3的視場88外，能夠立即進行使目標物84返回到準直望遠鏡3的視場88內(nèi)的操作， 準直操作更加輕松。此外，當(dāng)從目標物84反射來的準直光R過弱或過強時，表示目標物84 的符號92改變顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且發(fā)出聲音警報，所以能夠預(yù)先知道難以進行足夠精度的測定，能夠防止進行精度差的測定。 此外，具備廣角數(shù)字攝像機60，運算控制部46最初將從廣角數(shù)字攝像機88得到的圖像顯示到顯示部48上，判斷出在顯示到顯示部48上的準直望遠鏡3的視場88內(nèi)捕捉到目標物84時，從由廣角數(shù)字攝像機60得到的圖像，切換為基于由準直望遠鏡3得到的圖像的動畫圖像，所以能夠?qū)⒛繕宋?4迅速地捕捉到準直望遠鏡3的視場88內(nèi)進行準直，準直操作更加輕松，并且能夠在短時間內(nèi)進行測定。接著，根據(jù)圖5，說明本發(fā)明的第二實施例。本實施例的測量機，還將表示旋轉(zhuǎn)準直望遠鏡的方向的圖標顯示到顯示部48上，除此之外，與第一實施例的測量機基本相同。在此，對于與第一實施例相同的部分，在圖5中賦予與第一實施例相同的符號，并省略說明， 僅對不同于第一實施例的部分進行說明。如圖5(A)所示，在目標物距離準直軸的鉛垂角偏差和水平角偏差均小于預(yù)定值的情況下顯示的圖標如下，除了表示準直軸的點90、表示目標物的符號92及能夠測定距離的區(qū)域94之外，還包括表示鉛垂微動螺旋的圖標102、表示水平微動螺旋的圖標104、表示各微動螺旋102、104的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭102a、104a。此外，還在顯示部48上顯示表示目標物距離準直軸的鉛垂角偏差和水平角偏差的數(shù)值。觀測者只要將各微動螺旋102、104向箭頭102a、104a的方向旋轉(zhuǎn)即可。另外，在本實施例中，將能夠測定距離的區(qū)域94設(shè)為正方形。這是因為，簡化程序，縮短測定時間。并且，為了使觀測者容易進行手動準直，還在顯示部48上顯示十字線96。如圖5(C)所示，在目標物距離準直軸的 鉛垂角偏差和水平角偏差均在預(yù)定值以上的情況下顯示的圖標有表示準直望遠鏡的圖標106、108 ；以及表示準直望遠鏡的鉛垂方向和水平方向的各個旋轉(zhuǎn)方向的箭頭106a、108a。觀測者只要直接用手握住準直望遠鏡， 向箭頭106a、108a的方向旋轉(zhuǎn)即可。準直望遠鏡向準直軸方向旋轉(zhuǎn)，目標物距離準直軸的鉛垂角偏差或水平角偏差小于預(yù)定值時，表示準直望遠鏡的圖標106、108切換為表示微動螺旋的圖標102、104，并且能夠用嘟嘟聲、人的語音或適當(dāng)?shù)穆曇暨M行告知。圖5(B)示出，目標物距離準直軸的鉛垂角偏差和水平角偏差的一方在預(yù)定值以上，且另一方小于預(yù)定值的情況。該圖中示出鉛垂角偏差在預(yù)定值以上、水平角偏差小于預(yù)定值的情況，對于具有預(yù)定值以上的偏差的鉛垂方向，顯示準直望遠鏡的圖標106和表示準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭106a，對于具有小于預(yù)定值的偏差的水平方向，顯示微動螺旋的圖標104和表示微動螺旋104的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭104a。但是，圖5㈧ (C)中示出的是準直望遠鏡處于正位置的情況，示出從目鏡側(cè)觀看準直望遠鏡時的圖標。在準直望遠鏡被反轉(zhuǎn)的情況下，如圖5(D)所示，準直望遠鏡3的圖標也變更為從物鏡側(cè)看到的圖標。但是，無論準直望遠鏡位于正反哪一位置，都可以使用相同的圖標。無論在哪一情況下，表示目標物距離準直軸的鉛垂角偏差和水平角偏差的數(shù)值也都顯示到顯示部48上。當(dāng)然，在本實施例中，觀測者覺得不需要圖5所示的圖標的情況下，也可以設(shè)定不顯示這種圖標。根據(jù)本實施例，無論是直接旋轉(zhuǎn)準直望遠鏡、還是旋轉(zhuǎn)微動螺旋，其旋轉(zhuǎn)方向以圖標顯示到顯示部48上，所以即使是初學(xué)者也幾乎不會錯誤地進行準直操作，準直操作更加輕松。但是，本發(fā)明不限于上述實施例，可以進行各種變更。例如，在上述實施例中，將本發(fā)明適用于全站儀，但是本發(fā)明也能夠應(yīng)用于電子經(jīng)緯儀(測角儀)。該情況下，將電子經(jīng)緯儀的準直望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)替換為上述實施例的準直望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)，將電子經(jīng)緯儀的顯示部替換為上述實施例的顯示部，從而能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。并且，在上述實施例中，顯示表示準直軸0的點90和能夠由測距部30測定距離的區(qū)域94，但是也可以不顯示能夠測定距離的區(qū)域94。此外，在上述實施例中，具備廣角數(shù)字攝像機60，容易將目標物84捕捉到準直望遠鏡3的視場88內(nèi)，但是為了節(jié)約費用，也可以省略廣角數(shù)字攝像機60，而采用瞄準裝置 (設(shè)置準星和后瞄準器、或光學(xué)瞄準器，使目標物84進入到準直望遠鏡3的視場88內(nèi))，將目標物84捕捉到準直望遠鏡3的視場88內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具備準直輔助裝置的手動式測量機，該準直輔助裝置包括準直光發(fā)送系統(tǒng)，朝向設(shè)置在測定點的目標物，沿著準直軸射出準直光；區(qū)域傳感器，取得在準直望遠鏡的視場內(nèi)捕捉到的情景的圖像；顯示部，顯示圖像；準直光檢測部，通過用所述區(qū)域傳感器對被所述目標物反射來的準直光進行感光，從而檢測所述目標物；以及運算控制部，將表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域和表示所述目標物的符號， 作為動畫圖像顯示到所述顯示部上，通過所述準直望遠鏡的手動操作，所述目標物被捕捉到距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)時，判斷為準直結(jié)束，進行測角操作，并且根據(jù)所述目標物距離所述準直軸的偏差，對測角值進行補正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機，所述動畫圖像隨著靠近所述準直軸，距離所述準直軸的偏差被放大顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機，若表示所述目標物的符號進入到表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)，則改變顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或者3所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機，若所述目標物移動到所述準直望遠鏡的視場外，則改變表示所述目標物的符號的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種，并且示出所述準直望遠鏡返回的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或者4所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機，當(dāng)從所述目標物反射來的準直光過弱或過強時，改變表示所述目標物的符號的顏色和形狀，或者顏色和形狀的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機，具有廣角數(shù)字攝像機，所述運算控制部最初將從所述廣角數(shù)字攝像機得到的圖像顯示到所述顯示部上，并且將所述準直望遠鏡的視場顯示到所述顯示部上，當(dāng)判斷出所述目標物被捕捉到所述準直望遠鏡的視場內(nèi)時，從由所述廣角數(shù)字攝像機得到的圖像切換為所述動畫圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或者6所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機，所述準直望遠鏡的光學(xué)系統(tǒng)具備測距部，表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域通過能夠由所述測距部測定距離的區(qū)域來決定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機，當(dāng)表示所述目標物的符號進入到表示距離所述準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的區(qū)域內(nèi)時，能夠自動進行距離測定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8的任意一項所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機，為了使所述目標物位于所述準直軸上，在所述顯示部上顯示表示準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的圖標。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具備準直輔助裝置的手動式測量機， 表示所述準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的圖標是指，準直望遠鏡的圖標和表示所述準直望遠鏡的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭，或者微動螺旋的圖標和表示所述微動螺旋的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭。
全文摘要
本發(fā)明提供一種手動式測量機，能夠輕松進行準直操作，并且能夠在短時間內(nèi)進行高精度的測定。手動式測量機具備準直輔助裝置(70)，該準直輔助裝置(70)包括準直光發(fā)送系統(tǒng)，朝向設(shè)置在測定點的目標物，沿著準直軸(O)射出準直光(R)；區(qū)域傳感器(80)，取得在準直望遠鏡(3)的視場內(nèi)捕捉到的情景的圖像；顯示部(48)，顯示圖像；準直光檢測部(82)，通過用區(qū)域傳感器對被目標物反射來的準直光進行感光，從而檢測目標物；以及運算控制部(46)，將表示距離準直軸在預(yù)定偏差內(nèi)的可測距的區(qū)域(94)和表示目標物的符號，作為動畫圖像顯示到顯示部上，通過準直望遠鏡的手動操作，目標物被捕捉到可測距的區(qū)域內(nèi)時，判斷為準直結(jié)束，進行測距測角操作，并且根據(jù)目標物距離準直軸的偏差進行補正。
文檔編號G01C15/00GK102159921SQ20098013588
公開日2011年8月17日 申請日期2009年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者中村豐, 彌延聰 申請人:株式會社索佳拓普康