JP2010002402A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でコストが低く、かつ、測定点を効率よく測定できる測定装置を提供すること。
【解決手段】空間の任意の位置に設置され、入射光に平行な反射光を返す反射体２Ａを有したターゲット２と、空間の他の任意の位置に設置されるとともに、第１の基準軸線Ｌ_１上の基準点Ｐから略扇形に広がる測定光Ｂ_３を発生してターゲット２を照射する照射手段２２と、ターゲット２からの反射光Ｂ_４を受光して受光位置を検出する受光素子２３と、基準点Ｐおよびターゲット２を結ぶ線と第１の基準軸線Ｌ_１との交わる仰角αを、受光位置から演算する演算処理手段５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定光を用いてターゲットの位置情報を測定する測定装置に関する。

従来、レーザ光などの測定光を用いてターゲットの位置情報を測定する測定装置として、ターゲットにレトロリフレクタを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の測定装置では、レトロリフレクタに向けてレーザ光を照射する照射手段が、２軸を中心に回転自在に設けられている。照射手段からターゲットまでの光軸方向の距離は、レーザ干渉によって測定される。また、レトロリフレクタが移動した際には、照射手段を２軸周りに回転させて、レーザ光がレトロリフレクタを追従するように制御する。照射手段の２軸周りの回転角度は、ロータリーエンコーダによって測定される。このようにして、各測定箇所を移動するターゲットを追従しながら、測定箇所毎に、照射手段とターゲットとの距離および照射手段の２軸周りの回転角度を取得して、ターゲットの位置座標を算出するようになっている。

また、ターゲットに受信機能を持たせて、その受信情報からターゲットの位置情報を測定する測定装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の測定装置では、建物の壁や天井などの地上設備に固定した複数の送信機が、それぞれ扇型のレーザ光を照射し、受信機能をもつターゲットが複数の送信機からのレーザ光を検出する。具体的には、送信機は２つの扇形のレーザ光を照射しながら回転するとともに、１回転毎にストロボ光を発光する。２つの扇形のレーザ光は、平行ではなく互いに傾斜した角度で２方向に照射される。受信機は、２つの扇形のレーザ光を順次検出し、２つのレーザ光の受信時刻の差から仰角を算出する。また、ストロボ光の受光からレーザ光（例えば最初のレーザ光）の受信までの時間から方位角を算出する。これを異なる位置に設けられた複数の送信機からの各光に対して行うことにより、受信機の位置座標を算出するようになっている。

特開２００８−５８３１８号公報 米国特許第５１１０２０２号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の測定装置では、照射手段をターゲットに追従させながら、ターゲットの位置情報を測定点毎に測定するため、測定点が多数ある場合には、測定中に処理しなければならない情報量が多くなるため、処理効率が悪化してしまう可能性がある。
また、特許文献２に記載の測定装置では、ターゲットの受信情報を通信手段で授受する必要があり、装置の構成が煩雑となってしまう。また、複数のターゲットを用いて一度に複数個所の測定点を測定する場合には、受信機能を有するターゲットを複数用いなければならず、装置のコストが上がってしまう。

本発明の目的は、簡単な構成でコストが低く、かつ、測定点を効率よく測定できる測定装置を提供することである。

本発明の測定装置は、空間の任意の位置に設置され、入射光に平行な反射光を返す反射体を有したターゲットと、前記空間の他の任意の位置に設置されるとともに、第１の基準軸線上の基準点を中心とした略扇形に広がる測定光を発生して前記ターゲットを照射する照射手段と、前記ターゲットからの反射光を受光して当該反射光の受光位置を検出する受光手段と、前記基準点および前記ターゲットを結ぶ線と前記第１の基準軸線との交わる仰角を、前記受光位置から演算する演算処理手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、第１の基準軸線は、例えば、略扇形の測定光の光軸（照射方向の中心軸）と一致していてもよいし、あるいは、第１の基準軸線に対して所定の角度で交差してもよい。また、略扇形の測定光とは、第１の基準軸線を通る平面上に広がる平坦な光であり、かつ、基準点を中心としてターゲットに向かって略扇形に広がる光のことを意味する。

この構成によれば、ターゲットに反射体を用いているので、従来のようにターゲット側からの電気的な信号を受信する機能が不要となり、また、ターゲットを移動させた際に、ターゲットを追従する機能も不要となり、装置の構成を簡単にできるとともに測定の迅速化を図ることができる。そして、本発明では、基準点を中心とした略扇形に広がる測定光を用いているので、従来の円錐状に広がる測定光に比べて測定距離に対する測定光の強度を大きく維持でき、高精度な測定を実現できる。従って、簡単な構成でコストが低く、かつ、測定点を効率よく測定することができる。

本発明の測定装置では、前記第１の基準軸線に略直交するとともに前記略扇形の測定光を含む面と平行で、かつ、前記基準点を通る、第２の基準軸線を中心に前記測定光を旋回させる旋回手段と、前記旋回手段の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、を備えることが好ましい。

この構成によれば、測定光を旋回させる旋回手段を備え、旋回角度検出手段が旋回手段の旋回角度を検出するので、旋回する測定光によってターゲットをスキャンすることができ、ターゲットの方位角を測定することができる。従って、複数のターゲットを使用する場合であっても、各ターゲットの仰角および方位角を旋回する測定光によって簡単に測定することができる。

本発明の測定装置では、前記反射体は、屈折率が２である略球状に形成されていることが好ましい。

この構成によれば、反射体がいわゆるキャッツアイレンズであるので、測定光に平行な反射光を返し、これによって照射手段自身の照射した測定光の反射光だけを受信手段が受信するので、外乱の影響を小さくできて、測定精度の向上化を図ることができる。

本発明の測定装置では、前記基準点を通り、前記第１の基準軸線に直交する面に沿ってピンホール板が設けられ、このピンホール板には、前記第１の基準軸線に沿って貫通するピンホールが形成されていることが好ましい。

この構成によれば、反射光は、ピンホールを通過した後、受光手段に照射する。反射光以外の光は、ピンホールでカットされるので、ピンホールを通過する反射光は、１本のビーム状の反射光のまま受光手段に到達できる。これによって、反射光以外の光と反射光との干渉を防ぐことができ、より高い精度の測定が可能となる。

本発明の測定装置では、前記照射手段および前記受光手段は、少なくとも２つの位置にそれぞれ設けられ、前記ターゲットに対して前記少なくとも２つの位置から前記測定光を照射することが好ましい。

この構成によれば、少なくとも２つの位置に設けられた照射手段および受光手段にてターゲットの仰角を基準軸毎に測定できる。さらに、少なくとも２つの位置の相対距離および、各位置からターゲットに照射される測定光の方位角を予め取得しておけば、それぞれの測定光同士の交点を特定できるので、ターゲットの三次元位置座標を測定できる。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本実施形態の測定装置１の構成を模式的に示す側面図および上面図である。なお、図１では、説明の便宜上、紙面上下方向をＺ軸とし、このＺ軸に直交する２軸をＸ軸（紙面左右方向）、Ｙ軸（紙面垂直方向）とする。
測定装置１は、空間の任意の位置に設置され、入射光に平行な反射光を返す反射体２Ａを有するターゲット２と、空間の他の任意の位置に設置されたステーション３とを備え、図１および図２に示すようにステーション３を基準にターゲット２の位置情報（仰角αおよび方位角β）を測定するための装置である。本実施形態では、例えば、ターゲット２は、検査台などに載置された被測定物の所定の測定箇所に設けられるものとし、ステーション３は、被測定物から所定距離の位置の床上などに設置されるものとする。

図１にて、ステーション３は、旋回支持台１０と、旋回支持台１０に対して旋回自在に設けられた旋回部２０と、この旋回部２０を旋回させる駆動手段３０と、旋回部２０の旋回角度を検出する旋回角度検出手段４０とを有する。
ここで、旋回部２０は、Ｚ軸に平行な旋回中心軸を中心に旋回するものとする。この旋回中心軸を通り、Ｘ-Ｙ平面上の線を第１の基準軸線Ｌ_１とし、旋回部２０の旋回中心軸を第２の基準軸線Ｌ_２とする。各基準軸線Ｌ_１，Ｌ_２の交点を基準点Ｐとする。なお、旋回部２０の旋回に応じて第１の基準軸線Ｌ_１が基準点Ｐを中心にＸ-Ｙ平面上を旋回するものとして、以下の説明を行う。

駆動手段３０は、例えば、旋回支持台１０の内部に収納されたモータであり、旋回部２０と駆動手段３０とから本発明の旋回手段が構成される。
旋回角度検出手段４０は、例えば、ロータリーエンコーダであって、図２に示すように基準点ＰからＸ軸方向を基準に、旋回部２０（第１の基準軸線Ｌ_１）の旋回角度を検出して、演算処理手段５０に出力する。

旋回部２０は、内部に収納空間を有する筐体であり、外側面にレーザ光を透過する光透過窓２１を有する。
次に、旋回部２０の内部構造について説明する。
旋回部２０の収納空間には、照射手段２２と、受光素子２３とが収納されている。
照射手段２２は、光源３１と、第１の円筒レンズ３２と、ビームスプリッタ３３と、第２の円筒レンズ３４と、ピンホール板３５とを備える。基準点Ｐにピンホール板３５が配設され、このピンホール板３５から第１の基準軸線Ｌ_１に沿って、光透過窓２１側とは反対側へ順に第２の円筒レンズ３４、ビームスプリッタ３３、受光素子２３が配設される。

光源３１は、ビームスプリッタ３３に向かって、第２の基準軸線Ｌ_２に平行にレーザ光Ｂ_１を照射する姿勢で配設される。具体的に、光源３１は、略扇形に広がるライン状のレーザ光Ｂ_１を発生して、ビームスプリッタ３３に向かって照射する。
光源３１とビームスプリッタ３３の間に、第１の円筒レンズ３２が配設され、光源３１からのレーザ光Ｂ_１を平行光Ｂ_２にする。
ビームスプリッタ３３は、第１の円筒レンズ３２からの平行光Ｂ_２を基準点Ｐ側に反射して、平行光Ｂ_２の進行方向を第１の基準軸線Ｌ_１に平行な方向にする。
第２の円筒レンズ３４は、ビームスプリッタ３３からの平行光Ｂ_２を基準点Ｐに集光する。
なお、第１の円筒レンズ（cylindrical lens）３２および第２の円筒レンズ３４は、レンズの二面が円筒の一部を形成するレンズである。第１の円筒レンズ３２、第２の円筒レンズ３４としては、レンズの一面が円筒の一部を形成するレンズであってもよい。

ピンホール板３５には、基準点Ｐに集光されたレーザ光を通過させるピンホール３６が形成されている。そして、ピンホール３６から光透過窓２１を透過して旋回部２０の外部に測定光Ｂ_３が照射される。測定光Ｂ_３がターゲット２に照射された際、ターゲット２からの反射光Ｂ_４は、再び光透過窓２１を透過して旋回部２０の内部に入射されるようになっている。反射光Ｂ_４は、１本のビーム状の光となる。
なお、ピンホール３６は、外部から光透過窓２１を通って旋回部２０の内部に入射される光のうち、反射光Ｂ_４以外の光をカットするために設けられている。
ターゲット２からの反射光Ｂ_４は、ピンホール３６を通過した後、第２の円筒レンズ３４で第１の基準軸線Ｌ_１に平行な反射光Ｂ_５とされ、さらに反射光Ｂ_５は、ビームスプリッタ３３を真っ直ぐに進行して受光素子２３に到達するようになっている。

受光手段である受光素子２３には、反射光Ｂ_５の受光位置を検出可能なＰＳＤ（Position−Sensitive Detectors）が用いられている。具体的に、受光素子２３は、反射光Ｂ_５を受光すると、第２の基準軸線Ｌ_２と平行な方向（図１における上下方向）の受光位置を検出して、演算処理手段５０に出力するようになっている。なお、受光素子２３としては、ＰＳＤに限らず、直線状に配設されたラインセンサでもよい。
演算処理手段５０は、取得した受光位置の情報に基づいて、基準点Ｐおよびターゲット２を結ぶ線と、第１の基準軸線Ｌ_１との交わる仰角α（図１）を演算処理して算出するようになっている。

図３は、ターゲット２の機能を示す図である。
ターゲット２の反射体２Ａとしては、図３に示すように、屈折率が２である材料から略球状に形成されたキャッツアイレンズを用いている。キャッツアイレンズは照射された測定光Ｂ_３の一部を反射して、測定光Ｂ_３に平行な一本のビーム状の反射光Ｂ_４をステーションに向けて返す機能を備えた光学素子である。なお、反射体２Ａとしては、キャッツアイレンズに限らず、いわゆるレトロリフレクタと呼ばれる再帰反射体を用いてもよい。図３では図示を省略するが、ターゲット２は、キャッツアイレンズを保持するとともに、所定の測定箇所にキャッツアイレンズを設置可能な保持部材を備えているものとする。

次に、ターゲット２の位置情報（仰角αおよび方位角β）を測定する方法を説明する。
まず、図１にて駆動手段３０は、第２の基準軸線Ｌ_２を中心に旋回部２０を旋回させる。そして、旋回部２０が旋回する状態で、照射手段は、以下のようにして略扇形の測定光Ｂ_３を照射する。
光源３１は、第１の円筒レンズ３２に向かってレーザ光Ｂ_１を発光する。レーザ光Ｂ_１は、第１の円筒レンズ３２にて平行光Ｂ_２とされた後、ビームスプリッタ３３で進行方向を変え、第２の円筒レンズ３４に入射する。平行光Ｂ_２は、第２の円筒レンズ３４によって基準点Ｐに向かって集光しピンホール３６に達する。そして、ピンホール３６（基準点Ｐ）から、光透過窓２１を通って旋回部２０の外側へ向かって、略扇形に広がるライン状の測定光Ｂ_３として照射される。すなわち、測定光Ｂ_３は、基準点Ｐから第１の基準軸線Ｌ_１に沿って略扇形に広がるとともに、第１の基準軸線Ｌ_１および第２の基準軸線Ｌ_２を含む平面に沿った平坦なレーザ光として照射される。図２のように上方向（Ｚ軸方向）から見た場合、測定光Ｂ_３は基準点ＰからＸ-Ｙ平面内を広がらずに、第１の基準軸線Ｌ_１に沿って直線状に照射される。
このようにして照射手段によって照射された測定光Ｂ_３は、旋回部２０の旋回に伴って、第２の基準軸線Ｌ_２を中心に旋回する。

ステーション３が測定光Ｂ_３を照射しながら第２の基準軸線Ｌ_２を中心に旋回すると、測定光Ｂ_３がターゲット２を通過する間に反射光Ｂ_４が生じる。反射光Ｂ_４は、測定光Ｂ_３と平行にステーション３に入射する。
反射光Ｂ_４は、光透過窓２１を通って旋回部２０の内部に入射して、ピンホール３６を通過する。この際、反射光Ｂ_４以外の入射光は、ピンホール３６でカットされるので、ピンホール３６を通過する反射光Ｂ_４は、１本のビーム状のレーザ光のまま第２の円筒レンズ３４に入射され第１の基準軸線Ｌ１に平行な反射光Ｂ_５となる。そして、反射光Ｂ_５はビームスプリッタ３３を通過して受光素子２３に到達する。
受光素子２３は、反射光Ｂ_５の受光位置を検出して、演算処理手段５０に出力する。具体的に、例えば、受光素子２３における基準位置を第１の基準軸線Ｌ_１と交差する点に設定して、受光素子２３は、基準位置から受光位置までの距離情報を受光位置として出力してもよい。
そして、演算処理手段５０は、取得した受光位置に基づいて、ターゲット２の第１の基準軸線Ｌ_１に対する仰角（緯度）αを演算処理して算出する。

一方、測定光Ｂ_３が反射体２Ａを通過する間、反射光Ｂ_４の強度が変化する。これを利用して、受光素子２３が反射光Ｂ_５を受光する際、反射光Ｂ_５の強度がピークに達した瞬間を検出する。そして、図１の旋回支持台１０に内蔵された旋回角度検出手段４０が、ピーク時の旋回部２０の旋回角度を検出し、演算処理手段５０に出力する。
演算処理手段５０は、取得した旋回部２０の旋回角度、すなわち図２に示す第１の基準軸線Ｌ１の方向とＸ軸に平行な方向との交角に基づいてターゲット２の方位角（経度）βを演算処理して算出する。
このように受光素子２３での反射光Ｂ_５の受光位置に基づいて、空間の任意位置に設置されたターゲット２の仰角αが取得されるとともに、受光素子２３がターゲット２からの反射光Ｂ_４を受光するタイミングに基づいて、ターゲット２の方位角βが取得される。

上述した実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）基準点Ｐから扇形に広がる測定光Ｂ_３を用いているので、従来の円錐状に広がる測定光に比べて測定距離に対する測定光の強度を大きく維持でき、高精度な測定を実現できる。

（２）測定光Ｂ_３を旋回させる旋回手段（旋回部２０および駆動手段３０）を備え、旋回角度検出手段４０が旋回角度を検出するので、旋回する測定光Ｂ_３によってターゲット２をスキャンすることができ、ターゲット２の方位角βを測定することができる。従って、複数のターゲット２を使用する場合であっても、各ターゲット２の仰角αおよび方位角βを旋回する測定光Ｂ_３によって簡単に測定することができる。

（３）反射体２Ａがキャッツアイレンズであり、測定光Ｂ_３に平行な反射光Ｂ_４を返し、これによってステーション３が自身の照射した測定光Ｂ_３の反射光Ｂ_４だけを受信するので、外乱の影響を小さくできて、測定精度の向上化を図れる。

（４）ピンホール３６を有するピンホール板３５が配設されているので、反射光Ｂ_４以外の入射光が、ピンホール３６でカットされ、ピンホール３６を通過する反射光Ｂ_４は、１本のビーム状のレーザ光のまま第２の円筒レンズ３４に入射することができる。これによって、反射光Ｂ_４以外の光と反射光Ｂ_４との干渉を防ぐことができ、より高い精度の測定が可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態の測定装置１Ａの構成を模式的に示す側面図である。なお、測定装置１Ａは、前述の実施形態の旋回部２０に対して、照射手段２２Ａの構成が相違するもので、その他の構成は略同様である。すなわち、照射手段２２Ａは、図１の第２の円筒レンズ３４を備えず、図４に示すように光源３１およびビームスプリッタ３３の設置位置を変更し、ビームスプリッタ３３と第１の円筒レンズ３２Ａとの間に新たに第２のピンホール３６Ａを有する第２のピンホール板３５Ａを備えている。すなわち、光源３１は、略扇形のレーザ光Ｂ_１を発生して、第１の円筒レンズ３２Ａに向かって照射する。第１の円筒レンズ３２Ａは、レーザ光Ｂ_１を第２のピンホール３６Ａに集光する。ビームスプリッタ３３は、第２のピンホール３６Ａからのレーザ光Ｂ_１を光透過窓２１側に反射して、基準点Ｐを中心とした略扇形に広がる測定光Ｂ_３をターゲット２に向かって照射するようになっている。
ターゲット２からの反射光Ｂ_４は、再び旋回部２０の内部に入射され、ビームスプリッタ３３を透過する。そして、基準点Ｐである第１のピンホール３６を通過して、反射光Ｂ_４は、直接受光素子２３に到達するようになっている。
これによって、前述の実施形態で示した測定装置１の小型化を図ることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、２つのステーション３，３Ａを用いてターゲット２の空間的な位置座標を測定する方法を説明する図である。
本実施形態の測定装置は、２つのステーション３，３Ａを備えて構成される。各ステーション３，３Ａは、相対的に離れた位置に設置されている。
このような構成によれば、前述と同様の方法によって各ステーション３，３Ａにてターゲット２の仰角α_１，α_２および方位角β_１，β_２を測定できる。さらに、２つのステーション３，３Ａの相対位置および相対角度を予め取得しておけば、それぞれのステーション３，３Ａが受光した反射光Ｂ_４同士の交点を特定できるので、ターゲット２の三次元位置座標を演算処理して算出することができる。

また、ターゲット２がキャッツアイレンズであり、測定光Ｂ_３に平行な反射光Ｂ_４を返し、これによってステーション３，３Ａが自身の照射した測定光Ｂ_３の反射光Ｂ_４だけを受信するので、複数のステーション３，３Ａを同時に使用する場合であっても、ステーション３，３Ａ間の干渉を防止でき、測定精度の向上化を図れる。また、複数のターゲット２を使用する場合に、各ターゲット２での乱反射による干渉を防止でき、測定精度の向上化を図れる。

なお、ターゲット２の三次元位置座標を取得するには、少なくとも２つのステーションを用いればよいが、各ステーションにて算出される仰角および方位角にそれぞれ含まれる誤差を小さくするために、ステーションの台数を増やしてもよい。これによってさらに位置測定の高精度化を図れる。

本実施形態の変形例を図６に基づいて説明する。図６に示すように、旋回部２０ＡにＺ軸方向に沿って２つの照射手段を設けて、それぞれの基準点Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ測定光Ｂ_３を照射するようにしてもよい。このような構成によれば、それぞれの測定光Ｂ_３の反射光Ｂ_４によって、前述と同様の方法によってターゲット２の仰角α_１，α_２および方位角β_１，β_２を測定でき、ターゲット２の三次元位置座標を演算処理して算出することができる。

［本発明の変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明の目的を達成するためには、少なくとも、反射体を有するターゲットと、略扇形に広がる測定光を照射する照射手段と、ターゲットからの反射光の受光位置を検出する受光手段と、第１の基準軸線に対するターゲットの仰角を演算処理して算出する演算処理手段とを適切に配置すればよい。

図７は、前記実施形態の変形例を示す図である。
前記実施形態では、反射体２Ａは、屈折率が２である材料から略球体に形成されたキャッツアイレンズで構成されていたが、これに限らず、例えば、図７に示すように、互いに曲率の異なる半球体２Ｃ，２Ｄをそれぞれの断面同士を貼り合わせて構成した反射体２Ｂでもよい。このような形状の反射体２Ｂであれば、屈折率が２以外の材料であっても反射体を形成することができる。

また、前記実施形態では、略扇形のレーザ光を発生する光源３１を用いた場合を説明したが、通常の円錐状のレーザ光を発生する光源を用いて、この光源から光透過窓２１までの間にレーザ光を略扇形の測定光Ｂ_３に変換する光学素子を配置してもよい。すなわち、最終的に光透過窓２１から照射される測定光Ｂ_３が略扇形に広がるライン状のレーザ光であればよい。
例えば、前記第１実施形態における略扇形のレーザ光を発生する光源３１の代わりに、一般の円錐状のレーザ光を発生する光源を用いて、光源と第１の円筒レンズ３２との間にスリットを配置してもよい。そして、スリットに円錐状のレーザ光を照射して、スリットの通過光によってライン状の略扇形の測定光Ｂ_３を発生させてもよい。あるいは、通常の円錐状のレーザ光の光源を用いる場合、単に光透過窓２１をスリット状に形成することで、略扇形の測定光Ｂ_３を発生させてもよい。あるいは、光源からの円錐状のレーザ光をコリメータレンズで平行光とした後、ビームスプリッタ３３に照射される手前で、スリットを通過するようにしてもよいし、または、光源からの円錐状のレーザ光をビームスプリッタ３３で反射した後、円筒レンズ３４に照射される手前で、スリットを通過するようにしてもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、被測定物の位置を測定する位置測定装置や、被測定物の形状を測定する形状測定装置などに利用できる他、基準点から被測定物に設けられたターゲットまでの線と基準軸線との仰角を測定する測定装置に利用できる。

本発明の第１実施形態に係る測定装置を示す側面図。 前記測定装置の上面図。 前記測定装置のターゲットの機能を説明する図。 本発明の第２実施形態に係る測定装置を示す側面図。 本発明の第３実施形態に係る測定装置において２つのステーションを用いてターゲットの空間的な位置座標を測定する方法を説明する図。 前記実施形態の変形例に係る測定装置を示す図。 本発明の変形例に係るターゲットを示す図。

符号の説明

１，１Ａ…測定装置
２…ターゲット
２Ａ，２Ｂ…反射体
３，３Ａ，３Ｂ…ステーション
２０…旋回部（旋回手段）
２２…照射手段
２３…受光素子（受光手段）
３０…駆動手段（旋回手段）
３１…光源
３２…第１の円筒レンズ
３３…ビームスプリッタ
３４…第２の円筒レンズ
３５…ピンホール板
３６…ピンホール
４０…旋回角度検出手段
５０…演算処理手段。

Claims (5)

1. 空間の任意の位置に設置され、入射光に平行な反射光を返す反射体を有したターゲットと、
   前記空間の他の任意の位置に設置されるとともに、第１の基準軸線上の基準点を中心とした略扇形に広がる測定光を発生して前記ターゲットを照射する照射手段と、
   前記ターゲットからの反射光を受光して当該反射光の受光位置を検出する受光手段と、
   前記基準点および前記ターゲットを結ぶ線と前記第１の基準軸線との交わる仰角を、前記受光位置から演算する演算処理手段と、
   を備えることを特徴とする測定装置。
2. 請求項１に記載の測定装置において、
   前記第１の基準軸線に略直交するとともに前記略扇形の測定光を含む面と平行で、かつ、前記基準点を通る、第２の基準軸線を中心に前記測定光を旋回させる旋回手段と、
   前記旋回手段の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、
   を備えることを特徴とする測定装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の測定装置において、
   前記反射体は、屈折率が２である略球状に形成されていることを特徴とする測定装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の測定装置において、
   前記基準点を通り、前記第１の基準軸線に直交する面に沿ってピンホール板が設けられ、このピンホール板には、前記第１の基準軸線に沿って貫通するピンホールが形成されていることを特徴とする測定装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定装置において、
   前記照射手段および前記受光手段は、少なくとも２つの位置にそれぞれ設けられ、
   前記ターゲットに対して前記少なくとも２つの位置から前記測定光を照射する
   ことを特徴とする測定装置。

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