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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5968626
(24)【登録日】2016年7月15日
(45)【発行日】2016年8月10日
(54)【発明の名称】アタッチメント装置及びトータルステーション
(51)【国際特許分類】
G01C 15/00 20060101AFI20160728BHJP
【ＦＩ】
G01C15/00 103A
G01C15/00 105Z
【請求項の数】12
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2012-3225(P2012-3225)
(22)【出願日】2012年1月11日
(65)【公開番号】特開2013-142620(P2013-142620A)
(43)【公開日】2013年7月22日
【審査請求日】2014年12月24日
(73)【特許権者】
【識別番号】000220343
【氏名又は名称】株式会社トプコン
(74)【代理人】
【識別番号】100083563
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 祥二
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 薫
(72)【発明者】
【氏名】古平 純一
【審査官】
▲うし▼田 真悟
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許第０４３０５２０９（ＵＳ，Ａ）
【文献】
米国特許第０３８７４０８７（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開２００３−０５０１２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実公平０６−０４１１８６（ＪＰ，Ｙ２）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｃ １５／００
Ｇ０１Ｃ １／００− １／０２
Ｇ０１Ｃ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
測角儀に測距装置を着脱する為のアタッチメント装置であって、前記測距装置が固定される内ケースと、前記測角儀に前記内ケースを固定する外ケースと、前記測距装置からの測距光を前記測角儀の視準光軸と合致する様偏向する光学部材とを具備することを特徴とするアタッチメント装置。
【請求項2】
前記光学部材は少なくとも２つの反射面を有する光学部材である請求項１のアタッチメント装置。
【請求項3】
前記測距光を前記測角儀の視準光軸に合致する様アライメントするアライメント部を更に具備する請求項１又は請求項２のアタッチメント装置。
【請求項4】
前記アライメント部は、２軸の回転軸を有する軸部を中心に前記測距装置を水平方向及び鉛直方向に回転させることでアライメントする機械的アライメント部を有する請求項３のアタッチメント装置。
【請求項5】
前記アライメント部は、前記測距光を所定の範囲で任意の方向に偏向可能な１対のウェッジプリズムから形成された光学的アライメント部を有する請求項３又は請求項４のアタッチメント装置。
【請求項6】
前記内ケースは、測距光射出孔及び測距光受光孔を有する前板の上端部に、内側に向って突出形成され前記測距装置の前端を係止する係合凸部と、前後方向に揺動すると共に前記測距装置の後端部を固定する抜止め部を有する固定部材を具備する請求項１〜請求項５のうちいずれかのアタッチメント装置。
【請求項7】
測距光を測定対象に射出し、該測定対象からの反射光を受光して距離を測定する測距装置と、前記測定対象を望遠鏡部により視準して前記測定対象の方向に関する角度を測定する測角儀と、前記測距装置を前記測角儀に着脱させるアタッチメント装置とを具備するトータルステーションであって、前記アタッチメント装置は前記測距装置からの測距光を前記測角儀の視準光軸と合致する様偏向する光学部材を具備することを特徴とするトータルステーション。
【請求項8】
前記光学部材は少なくとも２つの反射面を有する光学部材である請求項７のトータルステーション。
【請求項9】
前記測距光を前記測角儀の視準光軸に合致する様アライメントするアライメント部を更に具備する請求項７又は請求項８のトータルステーション。
【請求項10】
前記アライメント部は、２軸の回転軸を有する軸部を中心に前記測距装置を水平方向及び鉛直方向に回転させることでアライメントする機械的アライメント部を有する請求項９のトータルステーション。
【請求項11】
前記アライメント部は、前記測距光を所定の範囲で任意の方向に偏向可能な１対のウェッジプリズムから形成された光学的アライメント部を有する請求項９又は請求項１０のトータルステーション。
【請求項12】
制御部を更に具備し、該制御部は前記測角儀の視準光軸に前記測距光の光軸を自動的に合致させる請求項７〜請求項１１のうちいずれかのトータルステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測角儀に測距装置を取付ける為のアタッチメント装置及び測定対象の角度と距離を測定するトータルステーションに関するものである。
【背景技術】
【0002】
土木、建設分野に於いて測定対象の角度を図る測角装置としてのセオドライト、測定対象迄の距離を測る測距装置として光波距離計、角度と距離の両方を測る測量装置としてトータルステーション等が普及している。
【0003】
このうち、トータルステーションは、近距離の測定対象から遠距離の測定対象迄、高精度で角度、距離が測定可能であるが、トータルステーション自体が高価である為、新たに購入するには高いコストが掛る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平８−１５９７６９号公報
【特許文献2】実開昭６１−１２３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は斯かる実情に鑑み、測角儀と測距装置とを簡便に組合わせることを可能とするアタッチメント装置、及び該アタッチメント装置を用いて簡便且つ安価に構成したトータルステーションを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、測角儀に測距装置を着脱する為のアタッチメント装置であって、前記測距装置が固定される台座と、前記測角儀に前記台座を固定する固定具と、前記測距装置からの測距光を前記測角儀の視準光軸と合致する様偏向する光学部材とを具備するアタッチメント装置に係るものである。
【0007】
又本発明は、前記光学部材は少なくとも２つの反射面を有する光学部材であるアタッチメント装置に係るものである。
【0008】
又本発明は、前記測距光を前記測角儀の視準光軸に合致する様アライメントするアライメント部を更に具備するアタッチメント装置に係るものである。
【0009】
又本発明は、前記アライメント部は、２軸の回転軸を有する軸部を中心に前記測距装置を水平方向及び鉛直方向に回転させることでアライメントする機械的アライメント部を有するアタッチメント装置に係り、又前記アライメント部は、前記測距光を所定の範囲で任意の方向に偏向可能な１対のウェッジプリズムから形成された光学的アライメント部を有するアタッチメント装置に係るものである。
【0010】
又本発明は、前記測距光の光軸と、前記測角儀の視準光軸とを合致させる為の指標マークを更に具備するアタッチメント装置に係り、又前記台座は、測距光射出孔及び測距光受光孔を有する前板の上端部に、内側に向って突出形成され前記測距装置の前端を係止する係合凸部と、前後方向に揺動すると共に前記測距装置の後端部を固定する抜止め部を有する固定部材を具備するアタッチメント装置に係るものである。
【0011】
又本発明は、測距光を測定対象に射出し、該測定対象からの反射光を受光して距離を測定する測距装置と、前記測定対象を望遠鏡部により視準して前記測定対象の方向に関する角度を測定する測角儀と、前記測距装置を前記測角儀に着脱させるアタッチメント装置とを具備するトータルステーションであって、前記アタッチメント装置は前記測距装置からの測距光を前記測角儀の視準光軸と合致する様偏向する光学部材を具備するトータルステーションに係るものである。
【0012】
又本発明は、前記光学部材は少なくとも２つの反射面を有する光学部材であるトータルステーションに係るものである。
【0013】
又本発明は、前記測距光を前記測角儀の視準光軸に合致する様アライメントするアライメント部を更に具備するトータルステーションに係り、又前記アライメント部は、２軸の回転軸を有する軸部を中心に前記測距装置を水平方向及び鉛直方向に回転させることでアライメントする機械的アライメント部を有するトータルステーションに係り、又前記アライメント部は、前記測距光を所定の範囲で任意の方向に偏向可能な１対のウェッジプリズムから形成された光学的アライメント部を有するトータルステーションに係るものである。
【0014】
更に又本発明は、制御部を更に具備し、該制御部は前記測角儀の視準光軸に前記測距光の光軸を自動的に合致させるトータルステーションに係るものである。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、測角儀に測距装置を着脱する為のアタッチメント装置であって、前記測距装置が固定される台座と、前記測角儀に前記台座を固定する固定具と、前記測距装置からの測距光を前記測角儀の視準光軸と合致する様偏向する光学部材とを具備するので、前記測距光の光軸と視準光軸とがずれることによる測定誤差を防止し、測定精度を向上させることができる。
【0016】
又本発明によれば、前記光学部材は少なくとも２つの反射面を有する光学部材であるので、前記アタッチメント装置への取付けが容易である。
【0017】
又本発明によれば、前記測距光を前記測角儀の視準光軸に合致する様アライメントするアライメント部を更に具備するので、前記光学部材により偏向された前記測距光の光軸の微調整が可能となり、製作誤差等を吸収してより測定精度を向上させることができる。
【0018】
又本発明によれば、前記アライメント部は、２軸の回転軸を有する軸部を中心に前記測距装置を水平方向及び鉛直方向に回転させることでアライメントする機械的アライメント部を有するので、前記測距光の水平角及び高低角の微調整を行うことができる。
【0019】
又本発明によれば、前記アライメント部は、前記測距光を所定の範囲で任意の方向に偏向可能な１対のウェッジプリズムから形成された光学的アライメント部を有するので、前記光学部材に入射する前記測距光の方向を微調整することができる。
【0020】
又本発明によれば、前記測距光の光軸と、前記測角儀の視準光軸とを合致させる為の指標マークを更に具備するので、前記測距光の光軸を調整して視準光軸に合致させる際の作業が容易となり、作業性を向上させることができる。
【0021】
又本発明によれば、前記台座は、測距光射出孔及び測距光受光孔を有する前板の上端部に、内側に向って突出形成され前記測距装置の前端を係止する係合凸部と、前後方向に揺動すると共に前記測距装置の後端部を固定する抜止め部を有する固定部材を具備するので、構成が簡易であり低コストで製作可能であると共に、前記測距装置の着脱が容易である。
【0022】
又本発明によれば、測距光を測定対象に射出し、該測定対象からの反射光を受光して距離を測定する測距装置と、前記測定対象を望遠鏡部により視準して前記測定対象の方向に関する角度を測定する測角儀と、前記測距装置を前記測角儀に着脱させるアタッチメント装置とを具備するトータルステーションであって、前記アタッチメント装置は前記測距装置からの測距光を前記測角儀の視準光軸と合致する様偏向する光学部材を具備するので、前記測距光の光軸と視準光軸とがずれることによる測定誤差を防止し、測定精度を向上させることができると共に、既存の前記測角儀に対して前記測距装置を取付けることで安価にトータルステーションを製作することができる。
【0023】
又本発明によれば、前記光学部材は少なくとも２つの反射面を有する光学部材であるので、前記アタッチメント装置への取付けが容易である。
【0024】
又本発明によれば、前記測距光を前記測角儀の視準光軸に合致する様アライメントするアライメント部を更に具備するので、前記光学部材により偏向された測距光の光軸の微調整が可能となり、製作誤差等を吸収してより測定精度を向上させることができる。
【0025】
又本発明によれば、前記アライメント部は、２軸の回転軸を有する軸部を中心に前記測距装置を水平方向及び鉛直方向に回転させることでアライメントする機械的アライメント部を有するので、前記測距光の水平角及び高低角の微調整を行うことができる。
【0026】
又本発明によれば、前記アライメント部は、前記測距光を所定の範囲で任意の方向に偏向可能な１対のウェッジプリズムから形成された光学的アライメント部を有するので、前記光学部材に入射する前記測距光の方向を微調整することができる。
【0027】
更に又本発明によれば、制御部を更に具備し、該制御部は前記測角儀の視準光軸に前記測距光の光軸を自動的に合致させるので、作業労力を低減させることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の第１の実施例に係るトータルステーションを示す正面図である。
【図2】該トータルステーションの概略正断面図である。
【図3】該トータルステーションのセオドライトにアタッチメント装置を介して光波距離計が取付けられた状態を示す概略斜視図である。
【図4】前記アタッチメント装置の概略側断面図である。
【図5】該アタッチメント装置の後端部を示す概略正断面図である。
【図6】該アタッチメント装置に於ける内ケースの下面後端部を示す概略裏面図である。
【図7】本発明の第２の実施例に係るトータルステーションを示す概略側断面図である。
【図8】本発明の第２の実施例に係るトータルステーションを示す概略正面図である。
【図9】本発明の第２の実施例に係るアタッチメント装置に光波距離計が取付けられた状態を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【0031】
測量装置であるトータルステーション１は、測角儀であるセオドライト２と、該セオドライト２に取付けられた測距装置である光波距離計３により構成される。先ず、前記セオドライト２について説明する。
【0032】
整準部４に整準螺子５を介して基台部６が設けられている。該基台部６に架台７が設けられ、該架台７には測定対象を視準する為の望遠鏡部８が支持されている。
【0033】
前記基台部６は前記整準螺子５により水平となる様に整準可能となっている。又、前記架台７は鉛直軸心を中心に回転可能であり、前記望遠鏡部８は水平軸心を中心に回転可能となっている。又、前記架台７には表示部９を有する操作入力部１１が設けられ、前記表示部９には動作状態或は前記望遠鏡部８により測定対象を視準した際の水平角及び鉛直角が表示される。
【0034】
前記基台部６の上面には架台ベース１２が設けられ、該架台ベース１２の中心には上方に突出する軸受部１３が設けられている。該軸受部１３に水平回転軸１４が軸受１５を介して回転自在に嵌合され、該水平回転軸１４に前記架台７の筐体１６が固着されている。前記架台ベース１２は、前記筐体１６を支持する前記基台部６の一部を構成すると共に前記筐体１６の下部開口を閉塞する下部カバーとしての機能を有している。
【0035】
前記軸受部１３には水平回転ギア１７が固着され、該水平回転ギア１７には水平回転駆動ギア１８が噛合している。該水平回転駆動ギア１８は水平回転モータ１９の出力軸に固着されており、該水平回転モータ１９によって前記水平回転駆動ギア１８が回転されることで、前記水平回転ギア１７を介して前記筐体１６が前記水平回転軸１４を中心として水平方向に回転する様になっている。前記水平回転モータ１９は前記筐体１６に固着され、前記水平回転モータ１９と前記筐体１６とは一体に回転する様になっている。
【0036】
前記水平回転軸１４の下端部は中空となっており、該中空部によって第１軸部空間２２が形成される。該第１軸部空間２２には水平角度検出パターン２３、水平第１集光レンズ２４が収納され、前記水平角度検出パターン２３、前記水平第１集光レンズ２４は前記水平回転軸１４の軸心上に設けられている。又、前記水平角度検出パターン２３は、前記水平第１集光レンズ２４の焦点位置に設けられている。
【0037】
前記架台ベース１２の中心部下面には、軸部ホルダ２５が設けられ、該軸部ホルダ２５の軸心は前記水平回転軸１４の軸心と合致する様になっている。前記軸部ホルダ２５には上面側から円柱状の凹部である軸受部空間２６が形成され、該軸受部空間２６に水平第２集光レンズ２７及び水平イメージセンサ２８が収納され、前記水平第２集光レンズ２７、前記水平イメージセンサ２８は前記軸部ホルダ２５の軸心上に設けられている。又、前記水平イメージセンサ２８は、前記水平第２集光レンズ２７の焦点位置に設けられている。
【0038】
前記水平角度検出パターン２３、前記水平第１集光レンズ２４及び前記水平第２集光レンズ２７及び前記水平イメージセンサ２８は、水平角を検出する水平回転角検出装置２９の主要部を構成する。該水平回転角検出装置２９は、前記水平イメージセンサ２８が該水平イメージセンサ２８に投影された前記水平角度検出パターン２３を検出することで、又前記水平回転軸１４の回転に伴う投影像の変化を検出することで、前記水平回転軸１４の回転角及び軸ブレを検出する様になっている。尚、前記水平第１集光レンズ２４と前記水平第２集光レンズ２７の倍率はそれぞれ１倍となっており、前記水平第１集光レンズ２４と前記水平第２集光レンズ２７をそれぞれ１倍とすることで、前記水平角度検出パターン２３と前記水平イメージセンサ２８とが１：１の状態で変位する様になっている。
【0039】
前記望遠鏡部８には左右両端から水平方向に延出する鉛直回転軸２１が設けられ、該鉛直回転軸２１は軸受３２を介して前記筐体１６に支持され、前記望遠鏡部８は前記鉛直回転軸２１を中心に鉛直方向に回転可能となっている。
【0040】
該鉛直回転軸２１の一端には鉛直回転ギア３３が固着され、該鉛直回転ギア３３には鉛直回転駆動ギア３４が噛合している。該鉛直回転駆動ギア３４は鉛直回転モータ３５の出力軸に固着され、該鉛直回転モータ３５が駆動されることで、前記鉛直回転駆動ギア３４、前記鉛直回転ギア３３を介して前記望遠鏡部８が前記鉛直回転軸２１を中心として回転される。
【0041】
前記鉛直回転軸２１の他端部には、該鉛直回転軸２１と同心の第２軸部空間３６が形成され、該第２軸部空間３６には鉛直角度検出パターン３７、鉛直第１集光レンズ３８が収納され、前記鉛直角度検出パターン３７、前記鉛直第１集光レンズ３８は前記鉛直回転軸２１の軸心上に設けられている。又、前記鉛直角度検出パターン３７は、前記鉛直第１集光レンズ３８の焦点位置に設けられている。
【0042】
前記鉛直回転軸２１の他端部と同心に筒状のホルダサポート３９が内部に向って突設され、該ホルダサポート３９の先端部に軸部ホルダ４１が嵌設されている。該軸部ホルダ４１には、前記鉛直回転軸２１の軸心と同心の軸受部空間４２が形成され、該軸受部空間４２に鉛直第２集光レンズ４３、鉛直イメージセンサ４４が収納される。前記鉛直第２集光レンズ４３、前記鉛直イメージセンサ４４は、前記鉛直回転軸２１の軸心上に設けられる。又、前記鉛直イメージセンサ４４は、前記鉛直第２集光レンズ４３の焦点位置に設けられている。
【0043】
前記鉛直角度検出パターン３７、前記鉛直第１集光レンズ３８及び前記鉛直第２集光レンズ４３及び前記鉛直イメージセンサ４４は、鉛直角（高低角）を検出する鉛直回転角検出装置４５の主要部を構成する。該鉛直回転角検出装置４５は、前記鉛直イメージセンサ４４が該鉛直イメージセンサ４４に投影された前記鉛直角度検出パターン３７を検出することで、又前記鉛直回転軸２１の回転に伴う投影像の変化を検出することで、前記鉛直回転軸２１の回転角及び軸ブレを検出する様になっている。尚、前記鉛直第１集光レンズ３８と前記鉛直第２集光レンズ４３の倍率はそれぞれ１倍となっており、前記鉛直第１集光レンズ３８と前記鉛直第２集光レンズ４３をそれぞれ１倍とすることで、前記鉛直角度検出パターン３７と前記鉛直イメージセンサ４４とが１：１の状態で変位する様になっている。
【0044】
前記望遠鏡部８の上面にはアタッチメント装置４６がビス等で固定され、該アタッチメント装置４６には測距装置である前記光波距離計３が取付けられ該光波距離計３は前記望遠鏡部８と一体に回転する様になっている。
【0045】
前記光波距離計３は、測距光射出部（図示せず）より測距光が射出され、測定対象に照射され反射された反射光を測距光受光部（図示せず）にて受光し、受光した反射光に基づき測距を行う様に構成されている。又、前記アタッチメント装置４６は前面に測距光射出孔（図示せず）と、該測距光射出孔に隣接して測距光受光孔４８が形成されており、前記光波距離計３を取付けた際には、前記測距光射出部より射出された測距光が前記測距光射出孔を通過し、測定対象により反射された反射光が前記測距光受光孔４８を通過する様になっている。
【0046】
又、前記アタッチメント装置４６の前面には、プリズムホルダ５１が螺子４９により固着され、前記プリズムホルダ５１により菱形プリズム５２が保持される。該菱形プリズム５２は前記測距光射出孔と前記望遠鏡部８の前面中心とに掛渡って取付けられている。尚、前記測距光射出孔は、前記望遠鏡部８の前記水平回転軸１４の軸心よりも紙面に向って左方に変位した位置に形成されており、前記菱形プリズム５２は鉛直線に対して傾斜している。
【0047】
又、前記菱形プリズム５２は上端部及び下端部に２つの反射面を有しており、前記光波距離計３より射出された測距光は、上端部の反射面により前記望遠鏡部８の視準光軸と直交する様下方に偏向された後、更に下端部の反射面で該望遠鏡部８の視準光軸と合致する様に平行な方向に偏向される様になっている。
【0049】
該アタッチメント装置４６は、外底板５３及び外側板５４，５４からなる外ケース５５と、内底板５６と内側板５７，５７と内前板５８、及び前後方向に傾動可能な板ばね状の固定部材５９からなる内ケース６１を有しており、該内ケース６１は前記光波距離計３が収納され、固定される台座部となっている。
【0050】
先ず、前記内ケース６１について説明する。前記内底板５６の長手方向中央部には、幅方向全長に亘って断面が倒立台形状の凹部６２が形成されている。又、該凹部６２には該凹部６２の幅方向全長に亘り倒立台形状の断面を有する倒立台形溝６３が形成され、該倒立台形溝６３の中央には貫通孔（図示せず）が穿設されている。該貫通孔には後述するピボット軸６４が挿通されている。該ピボット軸６４の上端には、軸心と直交し水平方向に延出する頭部６５が形成される。該頭部６５は下面が半円筒面からなる半円柱形状となっており、該頭部６５は前記倒立台形溝６３に嵌合する。尚、前記ピボット軸６４と前記頭部６５とで２軸の回転軸を有する軸部８４が構成される。
【0051】
前記内側板５７，５７の中央部には上端から切欠き部６６，６６が形成され、該切欠き部６６，６６を介して作業者が前記内ケース６１に収納された前記光波距離計３を掴める様になっている。又、前記内前板５８の上端部には、全幅に亘って係合凸部６７が形成され、該係合凸部６７は前記内ケース６１の内側に向って突出する。該係合凸部６７は前記内ケース６１に前記光波距離計３を収納した際に前記光波距離計３の前端を係止する。
【0052】
前記固定部材５９はバネ性を有するステンレス鋼板等の金属製の薄板であり、前記内底板５６の上面と平行な固着部６８と、該固着部６８に対して垂直又は略垂直に屈曲されて形成された保持部６９と、該保持部６９の上端部より前記内ケース６１の内側に向って直角に屈曲させた後にＵ字状に１８０°屈曲させて形成された抜止め部７１と、該抜止め部７１の先端部を斜め上に屈曲させて形成された摘み片７２からなっている。又、前記固定部材５９は、ボルト等の固着具７３により前記固着部６８を介して前記内底板５６の後端部に取付けられている。尚、前記保持部６９は、前記光波距離計３を保持する為の保持力が発揮される様、内側に向って若干傾斜していることが好ましい。
【0053】
尚、前記保持部６９の高さは前記内ケース６１に収納される前記光波距離計３の高さと同等若しくは僅かに高くなっている。又、前記摘み片７２を斜め下方に押下することで、前記固定部材５９の弾性変形により前記摘み片７２が前記保持部６９の下端を支点として後方に傾動する様になっている。
【0054】
次に、前記外ケース５５について説明する。該外ケース５５は長手方向の長さが前記内ケース６１よりも短くなっている。
【0055】
前記外底板５３は前記内底板５６と平行であり、前記外底板５３の先端部の下面及び上面には座刳り７４，７５が同心に形成され、該座刳り７５と対向する前記内底板５６の下面には前記座刳り７５と同心に座刳り７６が形成されている。
【0056】
前記座刳り７４，７５の中心には前記外底板５３を貫通する孔７７が穿設され、該孔７７にワッシャを介して固定螺子７８が下方から挿通されている。該固定螺子７８の先端部は細径であり、該先端部が螺子部７９となっており、該螺子部７９が前記内底板５６に螺着され、前記固定螺子７８が前記内底板５６に固着されている。尚、前記固定螺子７８の頭部の前記ワッシャとの接触面は球面としてもよい。
【0057】
前記固定螺子７８には圧縮コイルバネ８１が嵌設され、該圧縮コイルバネ８１の上端部、下端部はそれぞれ前記座刳り７５，７６に収納される。前記圧縮コイルバネ８１は圧縮状態で設けられ、該圧縮コイルバネ８１により前記内ケース６１が上方に付勢されている。尚、前記孔７７の径は前記固定螺子７８の外径より充分大きくなっており、前記内ケース６１の変位に応じて前記固定螺子７８が前記孔７７内を変位可能となっている。
【0058】
前記ピボット軸６４は前記外底板５３を貫通して下方に突出し、該外底板５３の上面、前記内底板５６の下面にはそれぞれ貫通孔を中心として座刳り８２及び座刳り８３が形成されている。
【0059】
前記ピボット軸６４は軸受８５を介して前記外底板５３と嵌合し、前記ピボット軸６４は前記外底板５３に対して回転自在となっている。
【0060】
前記ピボット軸６４には圧縮コイルバネ８６が嵌設され、該圧縮コイルバネ８６の下端部、上端部がそれぞれ前記座刳り８２，８３に嵌合することで、前記圧縮コイルバネ８６が前記外底板５３、前記内底板５６間に圧縮された状態で介設されている。前記圧縮コイルバネ８６の反発力で、前記外底板５３と前記内底板５６は離反する様に付勢され、前記頭部６５の半円筒面は前記倒立台形溝６３に密着し、前記内底板５６は前記頭部６５の軸心と直交する面内でのみ傾動可能となっている。又、前記ピボット軸６４の前記外底板５３の下面より突出する部分には止輪８７が嵌設され、該止輪８７と前記外底板５３の下面との間にバネ座８８が介設されている。該バネ座８８により前記ピボット軸６４と前記外底板５３、前記内底板５６間とのガタツキが抑制される。
【0061】
前記外底板５３の後端部には、該外底板５３を下方から貫通するローレット螺子８９が螺合されている。該ローレット螺子８９の先端には合成樹脂等により成形された球形の接触部材９１が設けられ、該接触部材９１が前記内底板５６の下面に接触する様になっている。前記接触部材９１が接触する前記内底板５６の下面には接触溝９２が形成され、該接触溝９２には合成樹脂等の摩擦抵抗の小さい部材が嵌設されている。該接触溝９２は、前記接触部材９１が前記ピボット軸６４を中心に回転した際の軌跡と同形状の円弧状の溝となっており、前記接触部材９１と前記接触溝９２とが摺接することで、前記ローレット螺子８９と前記内底板５６とが摩耗しない様になっている。
【0062】
尚、前記ピボット軸６４と、前記固定螺子７８と、前記ローレット螺子８９とで高低角調整手段９３が構成され、前記ローレット螺子８９を回転させることで、前記内ケース６１が前記ピボット軸６４の前記頭部６５の軸心を中心として鉛直方向に回転する様になっている。
【0063】
又、一方の外側板５４ａの後端部には、該一方の外側板５４ａを側方から貫通するローレット螺子９４が螺合されている。該ローレット螺子９４の先端には合成樹脂等により成形された球形の接触部材９５が設けられ、該接触部材９５が一方の内側板５７ａの側面に摺接する様になっている。
【0064】
又、前記ローレット螺子９４と対向する他方の外側板５４ｂの後端部には、該他方の外側板５４ｂを側方から貫通する押圧部９６が設けられている。該押圧部９６は前記ローレット螺子９４の軸心上に設けられ、前記押圧部９６は他方の内側板５７ｂと対向する面が開放された筒部９７を有し、該筒部９７には摺動自在に遊動子９８が嵌合されている。該遊動子９８は先端が球面となっており、合成樹脂等の材料から形成されている。前記筒部９７内に収納され、且つ前記遊動子９８と前記筒部９７間に圧縮状態でバネ９９が設けられ、該バネ９９は前記遊動子９８を前記他方の内側板５７ｂに向って押圧する。従って、前記バネ９９による付勢力により前記遊動子９８を介して前記一方の内側板５７ａを前記接触部材９５に押圧する。
【0065】
尚、前記ピボット軸６４と、前記ローレット螺子９４と、前記押圧部９６とで水平角調整手段１０１が構成される。前記ローレット螺子９４を回転することで、前記接触部材９５が水平方向に変位し、前記内ケース６１が前記接触部材９５の変位に対応し、又前記遊動子９８は前記内ケース６１の水平変位に追従して出入れされ、前記内ケース６１のガタツキを抑止する。前記水平角調整手段１０１により、前記ピボット軸６４を軸として前記内ケース６１が水平方向に回転する様になっている。
【0066】
又、前記高低角調整手段９３と前記水平角調整手段１０１とで前記アタッチメント装置４６のアライメント部である機械的アライメント部が構成される。
【0067】
尚、図示はしないが、前記外ケース５５及び前記内ケース６１には、前記外底板５３と前記内底板５６とを貫通する孔が複数穿設されており、該孔を介して前記アタッチメント装置４６が前記望遠鏡部８にビス止めされる様になっている。この時、ビス止めする為の前記望遠鏡部８の螺子孔は、予め該望遠鏡部８の上面に設けられている照星照門を固定する為の螺子孔を流用してもよいし、新たに穿設してもよい。この時、前記外ケース５５は、台座である前記内ケース６１を前記セオドライト２に固定する為の固定具として機能する。
【0068】
又、ビスの頭が前記光波距離計３と干渉しない様に、ビスの挿通孔には座刳りが設けられてもよい。又、前記アタッチメント装置４６を前記望遠鏡部８を取付ける際に、前記外底板５３より下方に突出する前記固定螺子７８及び前記ピボット軸６４が邪魔にならない様、前記アタッチメント装置４６即ち前記外底板５３と前記望遠鏡部８との間にスペーサ等を介在させるのが望ましい。
【0069】
次に、前記トータルステーション１により測量を行う場合について説明する。
【0070】
先ず、前記光波距離計３が前記アタッチメント装置４６に取付けられる。前記光波距離計３を傾けて前端部を前記内前板５８の前記係合凸部６７と前記内底板５６との間に差込んだ後、前記固定部材５９の前記摘み片７２を押えて前記固定部材５９を後方に傾けた状態で、前記光波距離計３の後端部を前記保持部６９に嵌込む。その後、前記摘み片７２から手を離すことで前記抜止め部７１により前記光波距離計３の後端部が固定され、該光波距離計３が前記アタッチメント装置４６に取付けられる。即ち、該アタッチメント装置４６を介して前記光波距離計３が前記セオドライト２に取付けられ、前記トータルステーション１が構成される。
【0071】
次に、前記整準螺子５によって、前記トータルステーション１が整準される。整準後、該トータルステーション１が基準位置としてセットされる。
【0072】
その後、前記望遠鏡部８により測定対象を視準する。尚、該望遠鏡部８には、作業者が測定対象を視準する際に視準光軸が分る様、例えば十字等の指標マークが記されており、該指標マークを測定対象又は測定点に合わせることで視準が行われる。視準の作動は、前記水平回転モータ１９及び前記鉛直回転モータ３５を駆動することで実行される。
【0073】
前記水平回転モータ１９を駆動して前記筐体１６を水平方向に回転する。該筐体１６の水平回転角は、前記水平回転角検出装置２９によって検出される。又、該水平回転角検出装置２９によって回転軸の軸ブレ（軸の傾き）も同時に検出され、検出された軸ブレに基づき前記水平回転角検出装置２９が検出した水平角が補正される。
【0074】
又、前記鉛直回転モータ３５を駆動し、前記望遠鏡部８及び前記光波距離計３を鉛直方向に回転する。前記望遠鏡部８及び前記光波距離計３の鉛直回転角は、前記鉛直回転角検出装置４５によって検出され、又前記鉛直回転軸２１の軸ブレも同時に検出される。同様に、検出された軸ブレに基づき前記鉛直回転角検出装置４５が検出した鉛直角が補正される。
【0075】
前記望遠鏡部８の視準が完了すると、次に前記光波距離計３の測距光射出部（図示せず）より測距光が射出され、前記菱形プリズム５２に入射され、該菱形プリズム５２によって偏向され射出される。該菱形プリズム５２で偏向された測距光は、光軸が前記望遠鏡部８の視準光軸と合致する様、前記高低角調整手段９３と前記水平角調整手段１０１を用いて偏向状態が調整される。
【0076】
尚、前記光波距離計３より射出される測距光を、赤外光等の可視光とすると、作業者が前記望遠鏡部８を覗き込みながら、視準光軸を示す指標マークの中心が射出された測距光と合致する様調整を行うことができる。
【0077】
前記ローレット螺子８９を回転させることで、前記内ケース６１及び該内ケース６１に固定された前記光波距離計３が、前記頭部６５を中心に回転変位し、前記内ケース６１及び前記光波距離計３の高低角が調整される。
【0078】
この時、前記内ケース６１は前記圧縮コイルバネ８１により上方に付勢されているので、前記接触部材９１と前記接触溝９２との接触状態が維持され、高低角が調整された状態で前記光波距離計３が固定される。
【0079】
又、前記ローレット螺子９４を回転させることで、前記接触部材９５、或は前記遊動子９８に押圧された前記内ケース６１及び前記光波距離計３が、前記ピボット軸６４を中心として回転変位し、前記内ケース６１及び前記光波距離計３の水平角が調整される。
【0080】
この時、前記内ケース６１は前記接触部材９５に接触した状態で前記遊動子９８により押圧されているので、前記内ケース６１が前記ローレット螺子９４と前記押圧部９６により挾持された状態となり、水平角が調整された状態で前記光波距離計３が固定される。
【0081】
該光波距離計３の高低角及び水平角を調整し、測距光軸と視準光軸とを合致させることで、前記光波距離計３から前記測距光射出孔を介して前記視準光軸上に測距光が射出される。射出された測距光は前記菱形プリズム５２により偏向され、前記望遠鏡部８の視準光軸と合致した状態で測定対象に照射された後、測定対象により反射した反射光を前記測距光受光孔４８を介して受光することで、測定対象迄の距離が測定される。同時に、前記水平回転角検出装置２９、前記鉛直回転角検出装置４５により水平角、高低角が測定される。
【0082】
上述の様に、第１の実施例では、既存の前記セオドライト２に前記アタッチメント装置４６を介して比較的安価な市販の前記光波距離計３を取付け、前記トータルステーション１を構成することができる。従って、測距機能と測角機能を有する一体型のトータルステーションよりも安価となり、コストの低減を図ることができる。
【0083】
又、前記アタッチメント装置４６は、前記外ケース５５と前記内ケース６１とを組合わせた簡易な構成であるので、製作コストが安価である。
【0084】
又、前記光波距離計３を前記アタッチメント装置４６に取付ける際には、前記摘み片７２を介して前記固定部材５９を後方に傾動させた状態で、前記内ケース６１に前記光波距離計３を嵌込み、その後前記固定部材５９を戻すだけでよいので、操作が簡単であり、前記光波距離計３の前記アタッチメント装置４６に対する着脱が容易である。
【0085】
又、該アタッチメント装置４６は前記高低角調整手段９３と前記水平角調整手段１０１からなる前記機械的アライメント部を有しているので、前記アタッチメント装置４６に取付けた前記光波距離計３の高低角及び水平角の微調整が可能であり、前記アタッチメント装置４６の製作誤差等を吸収することができる。
【0086】
又、２つの反射面を有する前記菱形プリズム５２が、前記アタッチメント装置４６の測距光射出孔（図示せず）から前記望遠鏡部８の前面に掛渡って設けられているので、前記光波距離計３から射出された測距光を偏向させ、測距光軸と前記望遠鏡部８の視準光軸を合致させることで該視準光軸上に測距光を射出することができ、測定精度を向上させることができる。尚、壁面等を測定する場合は、前記望遠鏡部８による視準位置と測距光の照射位置とのずれは測定精度に殆ど影響しないので、前記菱形プリズム５２を省略することが可能である。
【0087】
更に、前記菱形プリズム５２は、前記望遠鏡部８の前記水平回転軸１４の軸心に対して傾斜して設けられているので、前記測距光射出孔（図示せず）が前記水平回転軸１４の軸心から離れていてもよい。従って、測定対象からの反射光を通過させる前記測距光受光孔４８を前記菱形プリズム５２により偏向され射出された測距光軸にできるだけ近づけることができるので、射出及び反射された測距光軸の光路をできるだけ短くすることができ、測定精度を更に向上させることができる。
【0088】
尚、第１の実施例では、２つの反射面を有する光学部材として、前記菱形プリズム５２を用いたが、例えば２つの鏡を組合わせた部材を用いても前記菱形プリズム５２を用いた場合と同等の効果を得ることができる。２つの反射面を用いた場合、使用環境の変化（温度、湿度等）や外的要因（衝撃、振動等）により光学部材がずれても光軸が保存される。よって、２回反射が望ましいが、前記光波距離計３から射出された測距光を偏向させ、測距光軸を前記望遠鏡部８の視準光軸と合致する様該視準光軸上に射出させることができればよく、例えば３つ以上の反射面を有する光学部材を用いてもよい。
【0089】
又、前記内ケース６１の開口面積や前記測距光射出孔（図示せず）の位置、前記測距光受光孔４８の位置が異なる前記アタッチメント装置４６を予め複数製作しておくことで、形状等の異なる光波距離計であっても前記セオドライト２に取付けることができる。
【0090】
又、第１の実施例に於ける機械的アライメント部では、作業者が手動で前記ローレット螺子８９，９４を回すことで測距光軸と視準光軸とを合致させているが、前記ローレット螺子８９，９４にギアを介してモータを噛合させ、視準光軸と同軸上にカメラを設け、前記モータと前記カメラとをＰＣ等の制御部に接続し、画像処理等により自動的に前記モータを駆動させて測距光軸と視準光軸とを合致させる様にしてもよい。又、前記ローレット螺子８９，９４の回転量による光軸の変化量が視認できる様に指標マークとして目盛りを設けてもよい。
【0091】
又、第１の実施例では、前記アタッチメント装置４６が前記セオドライト２の前記望遠鏡部８に直接取付けられているが、前記アタッチメント装置４６は前記望遠鏡部８を収納する筐体（ケース）に取付けられてもよい。
【0093】
第２の実施例では、セオドライト２に取付けられたアタッチメント装置４６が、１対のウェッジプリズム１０２，１０３を更に有しており、該ウェッジプリズム１０２，１０３はそれぞれ回転可能に支持されている。尚、該ウェッジプリズム１０２，１０３は、アタッチメント装置４６のアライメント部である光学的アライメント部となっている。
【0094】
該ウェッジプリズム１０２，１０３は所定の頂角を有し、前記アタッチメント装置４６に取付けられた光波距離計３の測距光射出部１０４と内ケース６１の測距光射出孔４７との間に、傾斜面同士が向い合う様それぞれ近接して配置されており、前記測距光射出部１０４から射出された測距光が前記ウェッジプリズム１０２，１０３を通過する様になっている。
【0095】
又、該ウェッジプリズム１０２，１０３はそれぞれ個別に回転可能であり、該ウェッジプリズム１０２，１０３を別々に回転させることで、該ウェッジプリズム１０２，１０３を通過する測距光を所定の範囲で任意の方向に偏向させることができる。
【0096】
第２の実施例に於ける前記トータルステーション１を用いて測距を行う場合について説明する。前記光波距離計３の前記測距光射出部１０４より射出された測距光は、前記ウェッジプリズム１０２，１０３を通過する過程で偏向され、２つの反射面を有する光学部材である菱形プリズム５２に入射される。
【0097】
該菱形プリズム５２に入射された測距光は、望遠鏡部８の視準光軸と合致する様偏向され、該視準光軸上に射出された後、測定対象に照射され、測定対象により反射された測距光が測距光受光孔４８（図３参照）を介して測距光受光部１０５により受光されることで、測定対象迄の距離が測定される。
【0098】
前記菱形プリズム５２により測距光を前記望遠鏡部８の視準光軸と合致させる為には、測距光が前記望遠鏡部８の視準光軸と平行に前記菱形プリズム５２に入射される必要があるが、第２の実施例に於いては前記測距光射出部１０４と前記菱形プリズム５２との間に前記ウェッジプリズム１０２，１０３を設けている。
【0099】
従って、前記測距光射出部１０４より射出された段階で、測距光が前記望遠鏡部８の視準光軸と平行ではなかった場合であっても、前記ウェッジプリズム１０２，１０３をそれぞれ回転させ、通過する測距光を偏向させることで前記望遠鏡部８の視準光軸と平行とすることができるので、前記光波距離計３を前記アタッチメント装置４６に取付けた際の前記光波距離計３の向きのずれを吸収することができる。
【符号の説明】
【0101】
１ トータルステーション２ セオドライト
３ 光波距離計
８ 望遠鏡部
１４ 水平回転軸
２１ 鉛直回転軸
２９ 水平回転角検出装置
４５ 鉛直回転角検出装置
４６ アタッチメント装置
５１ プリズムホルダ
５２ 菱形プリズム
５５ 外ケース
５９ 固定部材
６１ 内ケース
６２ 凹部
６３ 倒立台形溝
６４ ピボット軸
６５ 頭部
６６ 切欠き部
７８ 固定螺子
８１ 圧縮コイルバネ
８４ 軸部
８６ 圧縮コイルバネ
８８ バネ座
８９ ローレット螺子
９３ 高低角調整手段
９４ ローレット螺子
９６ 押圧部
１０１ 水平角調整手段
１０２ ウェッジプリズム
１０３ ウェッジプリズム