JP5466807B2 - レーザスキャナ - Google Patents

Description

本発明は、測距光を測定対象物に照射して、測定対象物からの反射光を受光して測定対象物迄の距離を測定し、更に測定時の測距光の照射方向を検出することで、測定対象物の３次元データを取得するレーザスキャナに関するものである。

測定対象物についての多数点の測定を実施するものにレーザスキャナがあり、該レーザスキャナは測距光として、パルスレーザ光線を測定対象物を含む所定の測定エリアに走査し、パルスレーザ光線毎の測定対象物からの反射光を受光して、距離測定を行うと共に距離測定時のパルスレーザ光線の方向、即ち水平角、高低角を検出して３次元データの取得を行う様にしたものである。

レーザスキャナによる測定を行う場合、測定する範囲、即ちパルスレーザ光線を走査する範囲を設定する必要がある。従来は、ＰＣ等の外部制御装置を前記レーザスキャナに接続し、前記ＰＣ側で測定範囲を確定する点、例えば測定範囲が矩形の場合は、４頂点について水平角、高低角を数値入力により設定していた。

数値入力により測定範囲を設定する場合、測定対象物が前記レーザスキャナに対してどの方向にあるのか測定者には数値的には認知できないので、数値入力と測定とを繰返し、試行錯誤して最終的な測定範囲を設定していた。

或は、前記レーザスキャナが撮像装置を具備している場合は、該撮像装置により取得した視界画像を前記ＰＣの表示装置に表示し、該ＰＣの画像上で測定範囲を設定することができるが、該ＰＣにレーザスキャナから画像を取込む場合、取込む範囲はやはり前記ＰＣから数値設定する必要があり煩雑な作業は避けられず、又測定範囲より充分広い範囲の画像を取得する必要が生じ、画像取得に時間が掛るという問題があった。

特表２０００−５０９１５０号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、ＰＣ等の外部制御装置を必要とせず、レーザスキャナ単体で簡便に、測定範囲の設定を可能とし、測定作業の効率化を図るものである。

本発明は、回動可能に設けられたミラーと、該ミラーを回動する駆動部と、前記ミラーを介して測距光を測定エリアに走査し、前記測距光の反射光を受光して位置データを求める距離測定部と、前記測距光の射出方向を示す測定方向観察手段と、該測定方向観察手段で得られる測定方向の観察結果に基づき少なくとも２方向の測定方向を指定して測定範囲を設定する操作部を具備するレーザスキャナに係り、又前記測定方向観察手段が、前記ミラーに取付けられた照準器であるレーザスキャナに係り、又前記照準器は視準方向を偏向する光路偏向手段を具備したレーザスキャナに係り、又前記測定方向観察手段は、前記ミラーを介して画像データを取得するデジタル撮像部と、取得した画像を表示する表示部を具備するレーザスキャナに係り、又測定方向の指定は、前記表示部に表示された表示画面上で指定されるレーザスキャナに係り、又前記ミラーは水平、高低方向に回動可能であり、水平角を検出する水平角検出器、高低角を検出する高低角検出器、前記測定方向の指定は前記水平角検出器が検出した水平角、前記高低角検出器で検出した高低角に基づき設定されるレーザスキャナに係り、更に又前記ミラーは水平、高低方向に回動可能であり、水平角を検出する水平角検出器、高低角を検出する高低角検出器、前記測定方向の指定は前記水平角検出器が検出した水平角、前記高低角検出器で検出した高低角、及び画面上の位置に基づいて設定されるレーザスキャナに係るものである。

本発明によれば、回動可能に設けられたミラーと、該ミラーを回動する駆動部と、前記ミラーを介して測距光を測定エリアに走査し、前記測距光の反射光を受光して位置データを求める距離測定部と、前記測距光の射出方向を示す測定方向観察手段と、該測定方向観察手段で得られる測定方向の観察結果に基づき少なくとも２方向の測定方向を指定して測定範囲を設定する操作部を具備するので、ＰＣ等の外部制御装置を用いることなく、測定範囲の設定が可能となり、更に測定範囲の設定は測定方向を確認しつつ行われるので、作業性がよい。

又本発明によれば、前記測定方向観察手段が、前記ミラーに取付けられた照準器であるので、構造が簡単であると共に測定方向と測定方向観察との関連付けが容易である。

又本発明によれば、前記照準器は視準方向を偏向する光路偏向手段を具備したので、測定方向の如何に関わらず、測定者による視準が可能となる。

又本発明によれば、前記測定方向観察手段は、前記ミラーを介して画像データを取得するデジタル撮像部と、取得した画像を表示する表示部を具備するので、測定方向の如何に関わらず、測定者による測定範囲の設定が可能となる。

又本発明によれば、前記ミラーは水平、高低方向に回動可能であり、水平角を検出する水平角検出器、高低角を検出する高低角検出器、前記測定方向の指定は前記水平角検出器が検出した水平角、前記高低角検出器で検出した高低角に基づき設定されるので、レーザスキャナが持つ機能を利用して測定範囲の設定が可能であり、機器構成が簡単になる。

又本発明によれば、前記ミラーは水平、高低方向に回動可能であり、水平角を検出する水平角検出器、高低角を検出する高低角検出器、前記測定方向の指定は前記水平角検出器が検出した水平角、前記高低角検出器で検出した高低角、及び画面上の位置に基づいて設定されるので、レーザスキャナが持つ機能を利用して測定範囲の設定が可能であり、機器構成が簡単になる等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

先ず、本発明が実施されるレーザスキャナについて説明する。

図１、図２は第１の実施の形態である位置測定装置を示している。

レーザスキャナ１は主に、整準部２、該整準部２に設置された回転機構部３、該回転機構部３に支持され、測距部４、撮像部５、制御部６等を含む測定装置本体部７、該測定装置本体部７の上部に設けられた回転照射部８から構成されている。尚、図２は便宜上、図１に対して前記回転照射部８のみ側方から見た状態を示している。

前記整準部２について、説明する。

台盤１１にピン１２が立設され、該ピン１２の上端は曲面に形成され、下部ケーシング１３の底面に形成された凹部に傾動自在に嵌合している。又、前記底面の他の２カ所には、調整螺子１４が螺合貫通しており、該調整螺子１４の下端部には脚部材１５が固着されており、該脚部材１５の下端は、尖端又は曲面に形成され、前記台盤１１に当接している。前記調整螺子１４の上端には整準従動ギア１６が嵌着されている。前記下部ケーシング１３は前記ピン１２と２つの前記調整螺子１４により３点で前記台盤１１に支持され、前記ピン１２の先端を中心に傾動可能となっている。尚、前記台盤１１と前記下部ケーシング１３とは離反しない様に、前記台盤１１と前記下部ケーシング１３との間にはスプリング１９が設けられている。

前記下部ケーシング１３の内部には、２個の整準モータ１７が設けられ、該整準モータ１７の出力軸に整準駆動ギア１８が嵌着され、該整準駆動ギア１８は前記整準従動ギア１６に噛合している。２個の前記整準モータ１７は前記制御部６によって独立して駆動され、前記整準モータ１７の駆動により前記整準駆動ギア１８、前記整準従動ギア１６を介して前記調整螺子１４が回転され、該調整螺子１４の下方への突出量が調整される様になっている。又、前記下部ケーシング１３の内部には傾斜センサ５６（図４参照）が設けられており、該傾斜センサ５６の検出信号に基づき２個の前記整準モータ１７が駆動されることで、前記整準部２の整準がなされる。

前記回転機構部３について説明する。

前記下部ケーシング１３は、前記回転機構部３のケーシングを兼ねており、内部には水平回動モータ２０が設けられ、該水平回動モータ２０の出力軸には水平回動駆動ギア２１が嵌着されている。

前記下部ケーシング１３の上端には、軸受２２を介して回転基盤２３が設けられ、該回転基盤２３の中心には、下方に突出する回転軸２４が設けられ、該回転軸２４には水平回動ギア２５が設けられ、該水平回動ギア２５に前記水平回動駆動ギア２１が噛合されている。

又、前記回転軸２４には水平角検出器２６、例えばエンコーダが設けられ、該水平角検出器２６により、前記下部ケーシング１３に対する前記回転軸２４の相対回転角が検出され、検出結果（水平角）は前記制御部６に入力され、該検出結果に基づき前記制御部６により前記測定装置本体部７の水平角が所望の値となる様に前記水平回動モータ２０の駆動が制御される様になっている。

前記測定装置本体部７について説明する。

前記回転基盤２３に本体部ケーシング２７が固着され、該本体部ケーシング２７の内部に鏡筒２８が設けられる。該鏡筒２８は、前記本体部ケーシング２７の回転中心と同心の中心線を有し、該本体部ケーシング２７に所要の手段で取付けられる。例えば、前記鏡筒２８の上端にフランジ２９が形成され、該フランジ２９が前記本体部ケーシング２７の天井部に固着される。

前記鏡筒２８は軸心と合致する発光光軸３２を有し、前記発光光軸３２上に光学的分離手段であるビームスプリッタ３０が設けられる。該ビームスプリッタ３０は、可視光を透過し、赤外光を反射するものであり、前記ビームスプリッタ３０により、前記発光光軸３２から反射光軸３８が分離されている。

該反射光軸３８上に前記測距部４が設けられる。

前記反射光軸３８上に発光素子３１が設けられ、前記反射光軸３８上に孔明きミラー３３、コリメートレンズ４０が配設されている。前記孔明きミラー３３は前記反射光軸３８を分岐し、該分岐光軸上には測距受光部３９が設けられている。

前記発光素子３１からはパルスビームが発せられる。該発光素子３１は、例えば半導体レーザ等であり、測距光３７としての赤外光のパルスレーザ光線を発し、前記制御部６によって所要の状態でパルスレーザ光線が発光される様に制御される。該パルスレーザ光線は前記孔明きミラー３３を通過し、前記ビームスプリッタ３０により高低回動ミラー３５に向け反射され、該高低回動ミラー３５を経て測定対象物に照射される様になっている。該高低回動ミラー３５は偏向光学部材であり、前記発光光軸３２上に配設され、該発光光軸３２には集光レンズ３４が配設されている。前記高低回動ミラー３５は鉛直方向の前記発光光軸３２を水平方向の投光光軸３６に偏向する。

前記測距受光部３９には測定対象物からの反射測距光が前記高低回動ミラー３５、前記孔明きミラー３３を経て入射される。又、前記測距受光部３９には、前記測距光３７の分割された一部が内部参照光（図示せず）として入射する様になっており、反射測距光と内部参照光とに基づき測定対象物迄の距離を測定する様になっている。

前記発光素子３１、前記孔明きミラー３３、前記集光レンズ３４、前記高低回動ミラー３５、前記反射光軸３８等は前記測距部４を構成する。

前記発光光軸３２の前記ビームスプリッタ３０を通過、貫通した通過光軸には画像受光部４３が設けられ、該画像受光部４３は前記鏡筒２８の底部に位置する。

前記画像受光部４３は多数の画素が平面上に集合されたもの、例えばＣＣＤであり、各画素は前記通過光軸を中心として位置が特定されている。又画素の位置の特定は、例えば光軸を原点としたＸ−Ｙ座標が想定され、Ｘ座標、Ｙ座標によって特定される。

更に、前記測距受光部３９に入射する光線の角度は前記画像受光部４３の画素の位置によって特定され、画角として表される。

前記高低回動ミラー３５、前記集光レンズ３４、前記画像受光部４３等は、前記撮像部５を構成する。

前記回転照射部８について説明する。

上部ケーシング４１の側壁及び天井の所要部分は、ガラス等の透明部材で構成され、透過窓４２となっており、該透過窓４２を通って前記測距光３７が射出、入射し、又撮像の為の外部光が入射する様になっている。

前記フランジ２９の上端にミラーホルダ４７が設けられ、該ミラーホルダ４７に回動軸４８を介して前記高低回動ミラー３５が回転自在に設けられ、該高低回動ミラー３５の一方の軸端に高低回動ギア５１が嵌着され、前記高低回動ミラー３５の他方の軸端には高低角検出器５２が設けられている。該高低角検出器５２は、例えばエンコーダであり、前記高低回動ミラー３５の回動角（回動位置）を検出し、前記制御部６に検出結果を送出する様になっている。

前記フランジ２９又は前記ミラーホルダ４７には高低回動モータ５３が取付けられ、該高低回動モータ５３の出力軸に高低回動駆動ギア５４が嵌着され、該高低回動駆動ギア５４は前記高低回動ギア５１に噛合している。前記高低回動モータ５３は、前記高低角検出器５２の検出結果に基づき前記制御部６により前記高低回動ミラー３５が所望の角度となる様に駆動が制御される。又、前記制御部６は、前記水平回動モータ２０及び前記高低回動モータ５３を独立して駆動、或は同期して駆動制御可能となっている。

前記高低回動ミラー３５の上面、即ち反射面でない面に、測定方向観察手段である照準器４６が取付けられている。該照準器４６は、測定者が測定方向、即ちレーザ光線の照射方向を観察するものであり、前記照準器４６の光軸は、前記発光光軸３２、前記投光光軸３６を含む平面内に含まれる様配置される。尚、前記照準器４６としては照星照門、望遠鏡等が用いられる。

該照準器４６は前記透過窓４２を透して、測定者が測定方向を視準可能となっており、前記高低回動ミラー３５を所要角度（補正角度）回転させることで、前記照準器４６の視準光軸が前記投光光軸３６に合致する様になっている。例えば、図１では、前記高低回動ミラー３５を図中時計方向に４５°回転することで、前記照準器４６の視準光軸が前記投光光軸３６に合致する。

図３は、前記照準器４６の一例である照星照門７１を示している。

該照星照門７１は主に、望遠鏡部７２と光路偏向手段７３を具備している。

前記望遠鏡部７２は、概略の構成として、鏡筒７４、該鏡筒７４内に設けられた対物レンズ７５、倒立画像を正立画像に変更するイメージローテイタ７６、接眼レンズ７７から構成される。又前記光路偏向手段７３は、前記接眼レンズ７７に隣接して設けられるペンタプリズム７８、該ペンタプリズム７８に貼設された楔プリズム７９から構成され、前記ペンタプリズム７８と前記楔プリズム７９との境界面８０はハーフミラーとなっている。尚、該境界面８０はハーフミラーとせず光学的に非接触状態としてもよい。

前記ペンタプリズム７８は、前記視準光軸に対して直角な光軸を前記視準光軸に偏向し、又前記楔プリズム７９は視準光軸と同方向からの光軸を前記ペンタプリズム７８によって方向が偏向しない様に修正する。尚、視準光軸に対して所要の角度傾斜した方向から視準してもよい場合は、前記楔プリズム７９を省略してもよい。更に、前記光路偏向手段７３はハーフミラー単体であってもよい。

而して、前記光路偏向手段７３を介して前記望遠鏡部７２の光軸と同方向Ｈから視準可能であると共に前記望遠鏡部７２の光軸に対して直交する方向Ｖから、それぞれ前記望遠鏡部７２より測定方向を視準可能となっている。

図４に於いて、前記レーザスキャナ１の制御系の構成について説明する。

前記制御部６には前記水平角検出器２６、前記高低角検出器５２、前記傾斜センサ５６からの検出信号が入力されると共に操作部５７から指令信号が入力される。測定者は、該操作部５７から前記レーザスキャナ１を測定を開始するのに必要な条件、測定開始の指令等を入力する。尚、前記操作部５７は前記本体部ケーシング２７等の筐体に設けられてもよく、或は別途独立して設けられ、無線、赤外線等により遠隔操作可能としてもよい。

前記制御部６は前記水平回動モータ２０、前記高低回動モータ５３、前記整準モータ１７を駆動すると共に作業状況、測定結果、前記撮像部５で撮像した画像等を表示する表示部５８を駆動制御する。又、前記制御部６には、メモリカード、ＨＤＤ等の外部記憶装置５９が設けられ、或は該外部記憶装置５９が着脱可能に設けられている。

前記制御部６の概略を説明する。

該制御部６は、ＣＰＵで代表される演算部６１と、測距、高低角の検出、水平角の検出をする為に必要な、シーケンスプログラム、演算プログラム、測定データの処理を実行する測定データ処理プログラム、画像処理をする画像処理プログラム、データを前記表示部５８に表示させる為の画像表示プログラム等のプログラム、或はこれらプログラムを統合管理するプログラム等を格納し、測定データ、画像データ等のデータを格納する記憶部６２と、前記水平回動モータ２０を駆動制御する為の水平駆動部６３と、前記高低回動モータ５３を駆動制御する為の高低駆動部６４と、前記整準モータ１７を駆動制御する為の整準駆動部６５、及び前記測距部４により得られた距離データを処理する為の距離データ処理部６６と、前記撮像部５により得られた画像データを処理する画像データ処理部６７等を具備している。

尚、前記距離データ処理部６６、前記画像データ処理部６７の機能を前記演算部６１に実行させてもよく、この場合前記距離データ処理部６６と前記画像データ処理部６７は省略できる。又、前記距離データ処理部６６、前記画像データ処理部６７を個別に具備することで、距離データ処理と、画像データ処理とを平行して実行でき、高速処理が可能となる。

又、前記距離データ処理部６６と前記画像データ処理部６７とを別途設けてもよい。例えば、別途ＰＣを具備し、該ＰＣに前記距離データ処理部６６と前記画像データ処理部６７の機能を実行させる様にしてもよい。この場合、距離データ、画像データを前記外部記憶装置５９に格納し、格納後、該外部記憶装置５９をＰＣに接続し、該ＰＣで距離データ処理、画像データ処理を実行する様にしてもよい。尚、無線ＬＡＮ等所要の通信手段で、前記レーザスキャナ１で取得したデータを前記ＰＣに送信する様にすれば、前記外部記憶装置５９は省略できる。

尚、前記記憶部６２には、前記照準器４６の光軸を前記投光光軸３６に合致させる為の補正角（例えば、図示では４５°）が予め記憶、設定されている。

以下、上記レーザスキャナ１による測定の作用について、図５〜図７を参照して説明する。

前記レーザスキャナ１を既知点等所要の位置に設置し、前記操作部５７より整準作動を指示する。

前記整準駆動部６５を介して前記整準モータ１７が駆動され、前記レーザスキャナ１の傾斜は前記傾斜センサ５６によって検出され、該傾斜センサ５６の検出結果が前記制御部６にフィードバックされる。前記傾斜センサ５６が水平を検出する様に、前記整準モータ１７により前記調整螺子１４が回転される。

整準が完了すると、前記表示部５８に整準完了の表示がなされ、或は警告音等によって告知される。

次に、測定範囲を設定する。

前記操作部５７より測定範囲設定モードを選択すると、前記高低回動モータ５３により前記高低回動ミラー３５が補正角度だけ回転され、前記照準器４６の視準光軸が、測定状態での前記投光光軸３６に合致される。上記した様に前記高低回動ミラー３５の回転角は、予め設定されており、又該高低回動ミラー３５の回転角は前記高低角検出器５２によって検出され、前記高低回動ミラー３５が補正角度だけ正確に回転される様に前記制御部６によって制御される。

測定者が前記照準器４６を視準し、前記操作部５７より前記水平回動モータ２０、前記高低回動モータ５３を駆動させ、視準方向を水平回転、上下方向に回転させ視準方向を移動させる。視準方向は、補正角度で補正することで、レーザ光線の照射方向、即ち測定方向に合致するので、前記操作部５７より測定範囲設定の為に測定方向を操作することができる。

而して、視準しながら、前記測定範囲を形成する少なくとも３点を、前記操作部５７より設定する。例えば、図７に示す様に測定対象物８１を含む矩形の測定範囲８２を設定する場合は、矩形の４つの頂点となる指示点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを前記操作部５７より設定する。

尚、指示点の設定は前記測定範囲８２を領域として設定できればよく、図８に示される様に、指示点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５点を設定しても、或は６点以上であってもよい。又、前記測定範囲８２を正方形、長方形等の形状に予め設定した場合、対角の２点、或は形状を確定する２点を設定する様にしてもよい。

前記照準器４６により前記指示点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを視準する場合、図３、図５に示される様に、水平方向、水平に近い高低角の場合は、前記照星照門７１を前記Ｈ方向から視準し、又高低角が垂直、垂直に近い場合は、図３、図６に示される様に、前記Ｖ方向から前記照準器４６を視準する。

測定者は、前記光路偏向手段７３を介在して前記照星照門７１を視準することで、該照星照門７１の姿勢に拘らず、前記指示点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの視準が可能であり、例えば指示点が天頂方向でも前記照星照門７１による視準が可能である。

前記指示点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを設定した時点での、前記水平角検出器２６によって検出された水平角、前記高低角検出器５２によって検出された高低角がそれぞれ前記記憶部６２に記憶されると共に、前記補正角に基づき測定時の前記投光光軸３６の水平角、高低角に補正される。水平角、補正された高低角に基づき前記測定範囲８２が設定され、前記記憶部６２に記憶される。

前記撮像部５により、前記測定範囲８２の撮像が行われる。該測定範囲８２の範囲が、前記撮像部５が有する画角より大きい場合は、分割して撮像され、前記測定範囲８２の画像が取得される。

尚、取得した測定範囲８２の画像を前記表示部５８に表示させる事により、前記照星照門７１による指示点の設定と同様な測定範囲の設定が行える。

前記操作部５７により測定開始を指示すると、前記制御部６は設定された測定範囲８２でパルスレーザ光線を走査して、パルス毎の測定が実施される。

前記発光素子３１から測距光がパルス発光され、前記孔明きミラー３３の孔を通過し、
前記ビームスプリッタ３０、前記高低回動ミラー３５で偏向され、前記投光光軸３６上に投射される。又、前記測定対象物８１で反射された反射測距光は前記高低回動ミラー３５、前記ビームスプリッタ３０により前記反射光軸３８上に偏向され、前記孔明きミラー３３により反射されて前記測距受光部３９に受光される。

前記水平回動モータ２０と前記高低回動モータ５３が同期駆動され、パルス発光された前記測距光３７により、前記測定エリア７２の範囲が走査される。前記測距部４に於いて反射測距光に基づき各パルス毎に距離測定がなされる。

各パルス毎に測距された距離データが取得される。又、パルス発光された時の前記水平角検出器２６の検出水平角、前記高低角検出器５２の検出高低角も同時に取得され、各距離データは高低角データ、水平角データと関連付けられて前記記憶部６２に格納される。

而して、測距、水平角、高低角に基づき３次元データが演算される。求めた３次元データと取得した画像との関連付けを行ってもよい。３次元データと画像の関連付けは、測距と撮像の光軸が同一の前記投光光軸３６であるので、座標軸の変換、傾きの修正等画像処理を必要とすることなく、容易に関連付けが実行できる。

尚、画像データを必要としない場合は、前記撮像部５による画像の取得、画像と３次元データとの関連付けは省略される。

図９は、第２の実施の形態である位置測定装置を示している。

尚、図９中、図１、図２、図３中で示したものと同等のものには同符号を付してあり、又細部については省略している。

第２の実施の形態では、測定方向観察手段を高低回動ミラー３５とは分離して設けたものである。

本体部ケーシング２７の上面に測定方向観察手段である照準器８４が設けられ、該照準器８４を介して上部ケーシング４１が前記本体部ケーシング２７に設けられている。

前記上部ケーシング４１内部には前記高低回動ミラー３５が水平（紙面に対して垂直）な回転軸を中心に回転自在に支持され、所要のアクチュエータにより回転され、又回転角は高低角として高低角検出器により検出される。尚、前記高低回動ミラー３５の支持機構、駆動機構等については、第１の実施の形態で説明したものと同様であるので、説明を省略する。

前記照準器８４は、望遠鏡部７２、光路偏向手段７３を具備し、該望遠鏡部７２、光路偏向手段７３は収納部８５に保持されている。

前記望遠鏡部７２は画像受光部４３の発光光軸３２と直交する光軸８６を有し、該光軸８６上に前記光路偏向手段７３が設けられている。該光路偏向手段７３は、反射鏡、反射プリズム等の光学部材であり、前記光軸８６を前記高低回動ミラー３５に向ける様偏向するものであり、偏向された前記光軸８６は前記高低回動ミラー３５の反射面上で前記発光光軸３２と合致する。前記光軸８６は前記高低回動ミラー３５によって更に水平方向に偏向され、偏向された光軸８６′は投光光軸３６と合致する。

而して、前記光路偏向手段７３の反射面は前記光軸８６′が前記投光光軸３６と合致する様に、前記光軸８６に対する角度が設定されている。

上記第２の実施の形態によれば、前記高低回動ミラー３５を回動させた場合、前記投光光軸３６、前記光軸８６′は合致した状態を維持して高低角が変化する。従って、測定者は前記高低回動ミラー３５の高低角に拘らず、常に水平方向、即ち一定の方向から視準でき、視準し易くなり、作業性が向上する。

尚、上記説明では、前記望遠鏡部７２の光軸を前記発光光軸３２と直交させたが、前記光軸８６を傾斜させ、或は別途偏向光学部材を設けて前記光軸８６を傾斜させ、前記望遠鏡部７２の取付け姿勢を傾斜させ、斜め上方から、或は斜め下方から視準できる様にしてもよい。

本発明によれば、前記レーザスキャナ１単体で、測定範囲の設定からパルスレーザ光線の走査による測定迄実行でき、更に測定範囲を測定者が目視しながら設定できるので、迅速に又確実な設定が可能となり、作業効率が向上する。

本発明の第１の実施の形態に係る位置測定装置の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る一部を回転した位置測定装置の断面図である。 第１の実施の形態に用いられる測定方向観察手段としての照星照門の概略説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る位置測定装置の構成ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に於いて、測定範囲を設定する場合の作用を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態に於いて、測定範囲を設定する場合の作用を示す説明図である。 測定範囲と測定対象物の関係を示す説明図である。 測定範囲の設定の態様を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置測定装置の概略断面図である。

符号の説明

１ レーザスキャナ
２ 整準部
３ 回転機構部
４ 測距部
５ 撮像部
６ 制御部
７ 測定装置本体部
８ 回転照射部
２６ 水平角検出器
３５ 高低回動ミラー
３６ 投光光軸
３７ 測距光
３８ 反射光軸
３９ 測距受光部
４３ 画像受光部
４６ 照準器
５２ 高低角検出器
５７ 操作部
５８ 表示部
６１ 演算部
６２ 記憶部
７１ 照星照門
７３ 光路偏向手段
８１ 測定対象物
８２ 測定範囲
８４ 照準器
８６ 光軸

Claims (3)

1. 回動可能に設けられたミラーと、該ミラーを回動する駆動部と、該駆動部により前記ミラーを回動させ前記ミラーで反射した測距光を測定範囲に走査し、前記測距光の反射光を受光して位置データを求める距離測定部と、前記ミラーの非反射面に設けられ、該ミラーを所定角度回転させることで前記測距光の射出方向を観察可能とした測定方向観察手段と、該測定方向観察手段で得られる観察結果に基づき少なくとも２点を指定して測定範囲を設定する操作部を具備することを特徴とするレーザスキャナ。
2. 前記測定方向観察手段は照準器であり、該照準器は視準方向を偏向する光路偏向手段を具備した請求項１のレーザスキャナ。
3. 前記ミラーは水平、高低方向に回動可能であり、前記ミラーの水平角を検出する水平角検出器、前記ミラーの高低角を検出する高低角検出器を具備し、前記測定範囲は前記少なくとも２点を指定した時の前記水平角検出器が検出した水平角、前記高低角検出器で検出した高低角に基づいて設定される請求項１のレーザスキャナ。

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