JPH0451766B2 - - Google Patents

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。

〔発明の概要〕

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。

〔従来の技術〕

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。

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）。

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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。

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。

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。

〔問題点を解決するための手段〕

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。

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。

〔作用〕

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。

〔実施例〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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が
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

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。