JPS6097208A

JPS6097208A - 高さ測定、中でも水準測量用の装置

Info

Publication number: JPS6097208A
Application number: JP20649384A
Authority: JP
Inventors: ヴイーラント・フアイスト; ゲルハルト・ヒユーター
Original assignee: VEB Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1985-05-31
Also published as: CH665024A5; DE3428044A1; DD226066A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】見班魚１枚産業上の利用分野本発明は、可視光線を放射する光源と、測定点に配置さ
れる標尺と、測量機および標尺を水平化し且つ定方向に
指向させるための手段と、および標尺の指度を光電的に
客観測定するための手段とを有し、そして錘線に対して
水平方向の規準線を安定化するための手段が含まれた水
準測量機を有する高低測定用の装置に関する。この発明
は中でも全ての測定精度クラスの水準測置において利用
することができる。

従来の技術高低測量は周知のように、肉眼ａ測によって行われる。

観測者は厳密に水平方向へ向けた望遠鏡の視野の中で測
定点に立てた標尺の表示およびその垂直方向標尺目盛の
中の視準点目盛線を読み取る。この表示光は成る空気中
距離を通過するが、これは全く定常的な媒体と言うわけ
ではなくて、例えば太陽光線、地表面近くの空気層の温
度勾配および風の影響等の種々の大気条件の影響を受け
る。このような揺れ動き１つ変形する標尺目盛の映像の
観測や標尺の読み取りに対する種々の外部的影響は肉眼
測定を困難にするものであり、と言うのは、一つの測量
過程においては常に一連の多数回の読み取りが必要であ
り、そして測定者はその上に規準の調節や標尺目盛読み
取りの結果の記録等を行わなければならないからである
。標尺の読み取りを光検出体列（Ｐｈｏｔｏｅｍｐｆａ
ｅｎｇｅｒｚｅｉｌｅ）で置き換え、そして水準測量機
から放射される水平方向のレーザー光線を標尺の上で指
標として使用することが知られている。

ドイツ特許出願公告第２７５６３６４号公報には光電的
な水準測量用標尺が記述されており、その測定範囲は」
１下に配置された多数のフォトダイオードの光感受性小
片を含んでおり、これらが水準測量機として用いられる
レーザービーム放射装置からの光線のパルスを検出する
ようになっている。

東ドイツ特許ＧＯＩＤ　２１８９８８には任意の測定範
囲を観測するための、任意に多数のＣＣＤ列が並べて配
置されていてもよいような、長さ測定用のＣＣＯ系が記
述されている。

光電的多水型測量用標尺は、多数の光検出部材を線状に
配置することが非常に高経費となり、そしてそれによっ
て大きな測定範囲をカバーするように作ることができな
いと言う欠点を有している。

この測定システムの解像度はその光検出部材の大きさに
左右される。大きな解像度を得るためには多数の光検出
部材の互いに食い違った多数の列を用いなければならず
、これは複雑な評価用電子装置を必要とする。

ドイツ特許出願公告第１９１５８９１号公報には。

レーザー光線を用いて成る１点の各座櫟を決定するため
の装置が記述されている。

高低測定用のもう−っの方法は、水準測量を三角測量に
還元し、そして標尺の読み取りをより正確な部分円読み
取りで訂きがえることよりなる。

しかしながらこの方法は角度の測定が、直接行う水準測
量よりも常により精密でなければならないために限界が
存在する。

スイス特許第３７６６７３号公報から、距離を幾つかの
分割部分の読み取りによって測定するための装置が公知
である。

機械の組み立てにおいて、照明−測定システム用の種々
の基準尺が数の計数のために用いられており、これはそ
の測定システムが直接基準尺のところに存在するような
ところで主として使用される。

発明が解決しようとする問題点本発明によれば、上述した種々の欠点が除がれ、肉眼観
測の精度が高められ、そして水準測量における測定プロ
セスが簡単になる６その上に測定者の負担の軽減によっ
て肉ｉｍｍに際して測定者によってもたらされる読み取
り誤差や写し取りの誤りが少なくなる。

本発明の課題は、標尺の目盛線の背景部分に対する信号
−ノイズ比の上昇によって、長距離を越える光電的な測
定データ検出の精度を高め、それにより水準測量におけ
る測定過程の客観化と自動化とを可能とするように高低
測定用の装置を構成することである。

見団勿星處問題点を解決するための手段上述の課題は本発明によって次のように解決される。す
なわち、規準用望遠鏡の光学軸中に赤外線または可視光
線のビームを放射するための光源を備えた光学系が設け
られており、そして標尺には反射性の分割目盛が設けら
れているようにするのである。この光線ビームを放射す
るための光学系と規準用望遠鏡とが共通の光学軸を有し
ているならば有利である。

作用本発明によって、光電的な測定データ読み取りの測定過
程を客観化することが可能となり、その際自己発光性の
標尺目盛線の像を形成するために光の単純な反射を利用
することによって水準測量の自動化のための諸条件を作
り出すことができる。

これによって読み取り誤差および写し取りの誤りを減少
させることができるが、これらは肉眼観測の際には観測
者によってしばしばもたらされるものである。

実施例以下に本発明を、図式的に示した添付の図面によって更
に詳細に説明する。

第１図に示した水準測量機の基本構造はＶＥＢＣａｒｌ
　ＺｅＪｓｓ　ＪＥＮＡ礼のＮｉ　００２に相当するも
のである。本発明に従う装置はその水準測量機望遠鏡の
光学軸に対して軸方向に配置された一つの光学系を含ん
でいる。このものは赤外線または可視光線のビームを放
出するためのランプ１２と、コンデンサ系１３とを含ん
でいる。光線ビームは転向プリズム１４および１５を介
し、無反射面１７を有する振り子ミラー３を通って二つ
の絞り】６の中へ送り込まれ、そして対物レンズ２およ
び隔離板１を通して、測定点に立てた標尺３９（第３図
参照）の上に到達する。標尺３９の反射性の目盛線４２
はランプ１２からの光線ビームを反射して再び水準測量
機へ送り返す。この反射して戻された光は模型になった
隔離板１を経て対物レンズ２八入射し、そしてこれによ
って集光され、振り子ミラー３によって反射され、そし
て像面Ａに上記の輝いた目盛線４２の像を鮮鋭に結像さ
せる。この面内に差分光検出手段（Ｄｊｆｆｅｒｅｎｚ
−ｐｈｏｔｏｅｍｐｆａｅｎｇｅｒ）　５　、そしてこ
のものの手前に配置されて絞り４が存在している。この
差分光検出手段５の中で電気信号が作り出され、これが
第４図に示したブロック結線図に対応して更に処理され
る。対物レンズ２の後方にプリズム６が設けられていて
、隔離板】、対物レンズ２、振り子ミラー３、絞り４お
よび差分光検出手段５からなる測定点照準用の測定望遠
鏡システムが肉眼規準用望遠鏡システムに代るようにな
っている。Ａと同様な像面がＢのところに存在する。こ
の像面Ｂに作り出される映像は中間像形成系９およびプ
リズム８を経て像面１０の」二に結像され、そして接眼
レンズ１１によってＨｌｌｌｌされる。

基準尺１８が対物レンズ２に固定されており、この基準
尺は発光ダイオード１９によって照明され、そして指標
２０のところで周波数検出器２７により読み取られる。

更に対物レンズ２は案内部材２１の上にスライド可能に
支持されている。

緊張ばね２６がこの対物レンズ２をスライド面２２を介
して引張するようにしてもよく、これに接してモータ２
４の軸棒２５の上に偏心器２３が配置されている。モー
タ２４は装置のハウジング２８内に収容されている。こ
の装置ハウジング２８はもう一つの案内部材３１　を有
しており、このものの上に振り子ミラー３がケーシング
３２の中に設けられており、そして図示されていない焦
点合わせ用駆動手段によって動かされる。振り子ミラー
３は空気緩衝系３３によって緩衝される。

第２図に示した水準測量機の正面図においては下側部分
２９の上に設けられているハウジング２８が示されてお
り、この中に図示されていない横方向の精密駆動手段が
設けられている。ヘッド３５が振り子ミラー３の焦点合
わせに用いられ、もう−っのヘッド３６はプリズム６を
その測定ポジションにセットする。水準測量機の接眼レ
ンズ側には操作部材３７が設けられている。

第３図は異なった目盛線を有する標尺３９の一部が示さ
れている。木箱３８の中に通常のように測定用分割目盛
を有するニッケル合金帯材が配置されている。この木箱
左側面の」二にメートル目盛３９、そして右側面の上に
デシツー１〜ル目盛４０がそれぞれの数字と】７２デシ
メ一１〜ル点と共に示されている。１つの分割区間旧は
金属帯材の上に反射性の目盛線４２を有している。木箱
３８の上には更にコリメータ４３が設けられており、こ
のものの規準軸面４５は目盛面に対して正確に直角に調
節されている。水準器４４の軸４６はそれら反射性の分
割目盛線４２と平行に延びており、そして標尺３９の正
確な垂直配置を可能にする。コリメータ４３によってこ
の標尺３９は正確に測定装置（水準測量機）に対して整
列させることができる。

第４図にはこの測定装置のブロック結線図が示されてい
る。入力部４７によって測定プロセスの作動開始が行わ
れ、これはマイクロプロセッサ４８によって制御される
。作動開始用パルスと共に制御装置４９は投光器５１お
よびモータ５０をスイッチオンさせる。差分光検出手段
５２が標尺目盛の零点通過を検出する。得られた電気信
号は増幅器５３中で増幅されてＡ／Ｄ変換器５４によっ
てデジタル信号に変換される。この信号はカウンタ５８
を作動させ、これが基準尺１８からの信号を光検出手段
５５、増幅器５６、およびＡ／Ｄ変換器５７を介して計
数する。この計数は零目盛線によって終了する。制御ロ
ジック６】は追加的な他の幾つかの装置と共に、上記零
目盛線−デジタル信号のパルス間隔だけを計数すること
をもたらす。この場合にマイクロプロセッサ４８は精密
読み取りを計算し、そして入力４７を介して作動される
肉眼視による粗読み取りと共にその全読み取り過程を構
成し、これは表示装置５９または記録ユニット６０中で
読み出される。

この高さ測定装置は水準測量に特に好都合に利用するこ
とができ、と言うのはこの水準測量機が正確に水平化さ
れた照準線を作り出し、標尺３９を水準器４４によって
非常に正確に垂直にセラ１−することができ、そして測
定者は肉眼観測のために標尺目盛の中央部を照準すれば
よく、そして標尺３９は照準光線に対して正確な角度で
整列されるからである。標尺３９を照準した後で測定者
は振り子ミラー３によって標尺の映像を焦点合わせし、
そしてこれを大まかに読み取る。次に測定者はプリズＡ
　６　を７のポジションにセットして測定過程を開始す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置を備えた水準測量機の構造を
示し、第２図はこの水準測量機の正面図であり、第３図
は標尺に付した目盛線の例を示し、第４図は測定装置の
ブロック結線図である。１・・・隔離板　２・・・対物レンズ３・・・振り子ミラー　４．１６・・　校り５・・・差
光検出手段　６．８・・・プリズム９・・・中間結像系
　】０・・・像面１１・・・接眼レンズ　１２・・・ランプ１３・・・コ
ンデンサ系１４．１５・・転向プリズム１８・・・基準尺　１９・・発光ダイオード系２１．３
１・・・案内部材　２２・・・スライド面２３・・・偏
心器　２４・・・モータ２５・・・軸棒　２６・・・緊張ばね２７・・・周波数検出器　２８・・・装置ハウジング３
３・・・空気緩衝系　３９・・・標尺４２・・・分割目
盛線　４３・・・コリメータ４４・・・水準器　４７・
・・入力部４８・・・マイクロプロセッサ４９・・・制御装置　５０・・・モータ５１・・・投光
器　５２・・・差分光検出手段５３、５６・・・増幅器５４．５７・・・Ａ／Ｄ変換器５５・・・光検出手段　５８・・・カウンタ５９・・・
表示装置　６０・・・記録ユニット６１・・・制御ロジ
ックＡ、Ｂ・・・像面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）測定点を照準するための望遠鏡系と、錘線に対し
て水平な規準線を安定化するための装置と、可視光線を
放射する光源と、目標点に設けられる標尺と、測量機お
よび標尺を水平化し且つ特定指向させるための手段と、
および標尺の指度を客観的に光電的に読み取るための手
段とが含まれた水準測量機を有する、高さ測定、中でも
水準測量用の装置において、照準用望遠鏡の光学軸中に
赤外線または可視光線のビームを放射するための光源を
有する光学系が配置されており、そして標尺のために反
封性分割目盛が設けられていることを特徴とする、上記
装置。
（２）光線ビーム放射用の光学的系と規準用望遠鏡とが
共通の光学軸を有していることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の装置。