特開 2024-50381 測量機および測量システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024050381

(43)【公開日】2024-04-10

(54)【発明の名称】測量機および測量システム

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20240403BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 103D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028160

(22)【出願日】2023-02-27

(31)【優先権主張番号】P 2022157178

(32)【優先日】2022-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【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】110004060

【氏名又は名称】弁理士法人あお葉国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100207642

【弁理士】

【氏名又は名称】簾内 里子

(74)【代理人】

【識別番号】100077986

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100139745

【弁理士】

【氏名又は名称】丹波 真也

(74)【代理人】

【識別番号】100187182

【弁理士】

【氏名又は名称】川野 由希

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 彰信

(72)【発明者】

【氏名】西田 信幸

(57)【要約】

【課題】太陽対策を備えた追尾機能を有する測量機を提供する。
【解決手段】追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、鏡筒部の前方を撮像する撮像装置と、二つのフィルタのいずれか一方が、撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、撮像装置が、送光器から送光される追尾ガイド光を含んだ画像を取得すると、画像を解析して、追尾ガイド光の到来方向を演算し、鏡筒部の視準軸が追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、駆動部を制御する制御部とを備え、二つのフィルタのうち、一方のフィルタは追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、フィルタ切替装置は、撮像装置が画像を取得する際に、追尾ガイド光用フィルタを撮像装置の光軸上に配置させる測量機を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、
前記鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、
前記鏡筒部の前方を撮像する撮像装置と、
二つのフィルタのいずれか一方が、前記撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、
前記撮像装置が、送光器から送光される追尾ガイド光を含んだ画像を取得すると、前記画像を解析して、前記追尾ガイド光の到来方向を演算し、前記鏡筒部の視準軸が前記追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記二つのフィルタのうち、一方のフィルタは前記追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、前記フィルタ切替装置は、前記撮像装置が前記画像を取得する際に、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させる、
ことを特徴とする測量機。

【請求項2】

前記追尾ガイド光は非可視光であり、
前記二つのフィルタのうち、前記一方のフィルタは非可視光のみを透過させるフィルタであり、他方のフィルタは可視光のみを透過させるフィルタである、
ことを特徴とする請求項１に記載の測量機。

【請求項3】

前記追尾部でターゲットを追尾中に、前記ターゲットをロストした場合、自動で前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測量機。

【請求項4】

前記撮像装置が撮像中、取得した画像に含まれる飽和画素が、所定の数を超えた場合、前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを、前記撮像装置の光軸上に配置させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測量機。

【請求項5】

前記二つのフィルタは、同一の基板に設けられる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測量機。

【請求項6】

追尾ガイド光を送光する送光器、およびプリズムを有するターゲットユニット、
および、
追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、
前記鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、
前記鏡筒部の前方の風景の画像を取得する撮像装置と、
二つのフィルタのいずれか一方が、前記撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、
前記撮像装置が撮像した、前記送光器から送光される前記追尾ガイド光を含んだ画像を解析して、前記追尾ガイド光の到来方向を演算し、前記鏡筒部の視準軸が前記追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、前記駆動部を制御する制御部とを有する測量機を備え、
前記二つのフィルタのうち、一方のフィルタは前記追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、前記フィルタ切替装置は、前記撮像装置が画像を取得する際に、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させる、
ことを特徴とする測量システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、太陽対策を備えた追尾機能を有する測量機に関する。

【背景技術】

【0002】

追尾機能を有する測量機において、追尾時に太陽が視準の視野に入ってしまうことがある。太陽が視準の視野内に入ってしまうと、追尾部の受光素子回路に過大電流が流れ、追尾ができない。これを回避するため、特許文献１では、太陽が入る方位角および高度角に禁止エリアを設け、太陽光を遮蔽している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２５０８３６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記方法では、例えば太陽を避けることはできるが、禁止エリアにターゲットが入ってしまった場合、追尾することができないという問題がある。

【0005】

本件は、このような問題に鑑みてなされたものであり、太陽対策を備えた追尾機能を有する測量機、および測量システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題を解決するため、本発明の第１の態様の測量機においては、追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、前記鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、前記鏡筒部の前方を撮像する撮像装置と、二つのフィルタのいずれか一方が、前記撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、前記撮像装置が、送光器から送光される追尾ガイド光を含んだ画像を取得すると、前記画像を解析して、前記追尾ガイド光の到来方向を演算し、前記鏡筒部の視準軸が前記追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記二つのフィルタのうち、一方のフィルタは前記追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、前記フィルタ切替装置は、前記撮像装置が前記画像を取得する際に、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させるように測量機を構成した。

【0007】

また、第２の態様の測量機は、第１の態様において、前記追尾ガイド光は非可視光であり、前記二つのフィルタのうち、前記一方のフィルタは非可視光のみを透過させるフィルタであり、他方のフィルタは可視光のみを透過させるフィルタであるように測量機を構成した。

【0008】

また、第３の態様の測量機は、第１または第２の態様において、前記追尾部でターゲットを追尾中に、前記ターゲットをロストした場合、自動で前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させるように構成した。

【0009】

また、ある態様においては、前記撮像装置が撮像中、取得した画像に含まれる飽和画素が、所定の数を超えた場合、前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを、前記撮像装置の光軸上に配置させるものとした。

【0010】

また、第４の態様の測量機は、第１～第３の態様において、前記撮像装置が撮像中、取得した画像に含まれる飽和画素数が、所定の数を超えた場合、前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを、前記撮像装置の光軸上に配置させるものとした。

【0011】

また、第５の態様の測量機は、第１～第４の態様において、前記二つのフィルタは、同一の基板に設けられるものとした。

【0012】

また、本発明の第１の態様の測量システムにおいては、追尾ガイド光を送光する送光器、およびプリズムを有するターゲットユニット、および、追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、前記鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、前記鏡筒部の前方の風景の画像を取得する撮像装置と、二つのフィルタのいずれか一方が、前記撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、前記撮像装置が撮像した、前記送光器から送光される前記追尾ガイド光を含んだ画像を解析して、前記追尾ガイド光の到来方向を演算し、前記鏡筒部の視準軸が前記追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、前記駆動部を制御する制御部とを有する測量機を備え、前記二つのフィルタのうち、一方のフィルタは前記追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、前記フィルタ切替装置は、前記撮像装置が画像を取得する際に、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させるように測量システムを構成した。

【発明の効果】

【0013】

以上の説明から明らかなように、太陽対策を備えた追尾機能を有する測量機、および測量システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の好適な実施形態に係る測量機を含む測量システムの概略構成を示す図である。

【図2】測量機の正面図である。

【図3】測量機の内部構造を模式的に示す概略図である。

【図4】測量機のブロック図である。

【図5】撮像部の斜視図である。

【図6】フィルタ切替装置の正面図である。図６（Ａ）がフィルタ切替前の状態を示す。図６（Ｂ）がフィルタ切替後の状態を示す。

【図7】フィルタが透過する波長範囲の説明図である。図７（Ａ）が第１フィルタの透過範囲を示す。図７（Ｂ）が第２フィルタの透過範囲を示す。

【図8】フィルタ切替装置の効果を示す画像である。図８（Ａ）がフィルタ無しで撮像した画像である。図８（Ｂ）が第２フィルタを介して撮像した画像である。いずれも太陽方向を撮像している。

【図9】ターゲットユニットを示す。図９（Ａ）がターゲットユニットの側面図を示す。図９（Ｂ）がターゲットユニットの平面図を示す。

【図10】コントローラのブロック図である。

【図11】測量作業と表示画面の説明図である。

【図12】プリズムロックのフローである。

【図13】プリズムロックの前工程のイメージ図である。

【図14】プリズムロックの本工程のイメージ図である。

【図15】測量作業のフローである。

【図16】変形例の測量機の斜視図である。

【図17】変形例の測量機のブロック図である。

【図18】変形例の測量機を用いたプリズムロックの本工程のイメージ図である。図１４に対応する。

【図19】変形例のフィルタ切替装置の正面図である。図１９（Ａ）がフィルタ切替前の状態を示す。図１９（Ｂ）がフィルタ切替後の状態を示す。図６に対応する。

【図20】変形例のフィルタ切替装置における入射光の光路を示す。図２０（Ａ）が、第１フィルタが撮像装置の光軸上に配置された状態を示す。図２０（Ｂ）が、第２フィルタが撮像装置の光軸上に配置された状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の具体的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、以下の実施形態および変形例の説明において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

【0016】

（測量システム）
図１は、本発明の好適な実施形態にかかる測量機１０を含む測量システム１の概要構成を示す図である。

【0017】

測量システム１は、測量機１０、ターゲットユニット７０、およびコントローラ８０を含んで構成される。

【0018】

測量機１０は、測距・測角機能及び追尾機能を備えたトータルステーションである。さらに、測量機１０は測量機１０の前方の画像を取得する撮像部４０も備える。

【0019】

ターゲットユニット７０は、ポール７１の上端に測量機１０のターゲットである全周反射のプリズム７２を有し、ポール７１の下端を測定点に概ね鉛直に設置して使用される。

【0020】

ターゲットユニット７０は、送光器７３を有する。送光器７３は、測量機１０によるプリズム７２のロック（追尾）が外れた場合に、水平方向の全周に赤外光の追尾ガイド光Ｌｃを送光する。測量機１０の撮像部４０で追尾ガイド光Ｌｃを捕えて到来方向を解析し、プリズム７２を再びロック（視準）して、迅速に追尾を再開させることができる。

【0021】

プリズム７２のサーチ時には、撮像部４０の光軸上に、主として追尾ガイド光Ｌｃのみを透過させるフィルタが配置されるため、太陽光によるサチュレーションを回避することができる。

【0022】

コントローラ８０は、測量機１０の遠隔操作を行うコントローラである。本実施形態においては、ターゲットユニット７０の送光器７３もコントローラ８０で操作される。作業者はコントローラ８０を腕に装着する、またはターゲットユニット７０に取付けるなどして、ターゲットユニット７０とともに、測量作業中は自身とともに持ち運ぶ。

【0023】

コントローラ８０にはタッチパネル式の表示部８２が設けられており、自身の位置情報や計測点などがリアルタイムに表示される。作業者は、表示部８２で情報を確認しながら、適宜命令を入力して、測量機１０を操作できる。測量機１０で撮像された画像も表示部８２に表示させることができる。

【0024】

コントローラ８０にはＧＰＳ装置８５が搭載されており、ＧＰＳ装置８５によりコントローラ８０およびプリズム７２を持つ作業者と、測量機１０との位置関係が概略把握される。加えて、ＧＰＳ装置８５により測量機１０の追尾が外れた場合も、測量機１０はプリズム７２のおおまかな方向を把握しており、迅速に追尾を再開させることができる。

【0025】

（測量機）
測量機１０について、図２～図４を用いて説明する。図２は、測量機１０の正面図である。図３は測量機１０の内部構造を模式的に示す概略図である。

【0026】

図２及び図３に示すように、測量機１０は、基盤部１３と、この基盤部１３に対して水平方向に回転される回転台座１４とからなる測量機本体１５と、カバー部材１６とを含んで構成されている。

【0027】

基盤部１３は、三脚台２に固定される固定座１３ａと、整準ネジ（図示せず）を有する整準台１３ｂと、回転台座１４を鉛直軸Ｖ回りに水平方向に回転駆動する水平回転駆動部Ｍ１等の駆動機構を内蔵するケース１３ｃとから概略構成されている。

【0028】

回転台座１４には、一対の支持部材１７ａで構成される托架部１７が立設している。一対の支持部材の間に測距光学系と追尾光学系の鏡筒部１８が配置されている。鏡筒部１８は、托架部１７に設けられた水平軸Ｈにより、垂直方向に回転可能に支持されている。

【0029】

水平軸Ｈの一方の端部には、鏡筒部１８を垂直方向に回転駆動する鉛直回転駆動部Ｍ２が固定され、他方の端部には、鏡筒部１８の回転角度を検出するための鉛直角検出器２２が設けられている。

【0030】

托架部１７の上端部には、一対の支持部材にまたがって水平に配置される薄板の水平板１９が固定されている。水平板１９の上面には、測量機制御部２９および撮像部４０が、取付けられている。

【0031】

測量機制御部２９は、制御回路基板をベースとして右方の托架部１７の上部に配置されている。

【0032】

カバー部材１６は、上面に突出する突出部１６ａを有し、突出部の前面は、カバー部の前面と面一となっている。撮像部４０は、水平板１９の中央で、突出部１６ａの内側となるように配置されている。

【0033】

カバー部材１６の前面には、突出部１６ａの前面の設けられた撮像用窓１６ｄ、前面の中央に上下方向に伸びる鏡筒用窓１６ｂの、二つの窓が設けられている。

【0034】

鏡筒用窓１６ｂは鏡筒部１８の光軸上に形成され、鏡筒部１８に収納される測距部２３および追尾部２４の光学系の赤外レーザ光を透過する。撮像用窓１６ｄは、撮像部４０の前方に形成されており、撮像部４０は、撮像用窓１６ｄ越しに、測量機１０前方の画像を取得する。

【0035】

鏡筒用窓１６ｂが赤外レーザ光の光軸と直交していると、鏡筒用窓１６ｂで反射した赤外レーザ光がそのまま返ってきてしまい、測距・測角に悪影響を与えてしまうため、これを回避するよう、鏡筒用窓１６ｂは赤外レーザ光の光軸とは直交せず、僅かに水平方向に傾けられて、反射による誤差が出ない配置とされている。

【0036】

回転台座１４のカバー部材１６との接点には、雨水などが侵入するのを防止するシール部材（図示を略す）が設けられている。

【0037】

カバー部材１６と撮像部４０、鏡筒部１８との間には隙間が設けられている。これにより、カバー部材１６の取付け、取り外しの際に、カバー部材１６が撮像部４０、鏡筒部１８に接触するのを防止できる。カバー部材１６は撮像部４０、および鏡筒部１８から離間してこれを被覆しており、カバー部材１６を外してもそれぞれの光軸を調整する必要がない。

【0038】

（ブロック図）
図４は、測量機１０の制御ブロック図である。測量機１０は、水平角検出器２１、鉛直角検出器２２、水平回転駆動部Ｍ１、鉛直回転駆動部Ｍ２、測距部２３、追尾部２４、測量機通信部２５、記憶部２６、撮像部４０、およびこれら全てが接続される測量機制御部２９を有する。

【0039】

水平角検出器２１と鉛直角検出器２２は、回転円盤、スリット、発光ダイオード、イメージセンサを有するアブソリュートエンコーダまたはインクリメンタルエンコーダである。水平角検出器２１は回転台座１４の回転軸に設けられ、回転台座１４の水平角を検出する。鉛直角検出器２２は、鏡筒部１８の水平軸Ｈに設けられ、鏡筒部１８の鉛直角を検出する。

【0040】

水平回転駆動部Ｍ１と鉛直回転駆動部Ｍ２はモータである。測量機制御部２９に制御され、水平回転駆動部Ｍ１は回転台座１４の回転軸を動かし、鉛直回転駆動部Ｍ２は、鏡筒部１８の水平軸Ｈを動かす。両駆動部の協働により、鏡筒部１８の向きが変更される。水平角検出器２１と鉛直角検出器２２とで、測角部を構成する。水平回転駆動部Ｍ１および鉛直回転駆動部Ｍ２とで、駆動部を構成する。

【0041】

測距部２３は、測距光を出射する光源を有する送光部と受光部を備え、ターゲットである全周反射のプリズム７２を視準して、例えば赤外レーザ光等の測距光をプリズム７２に射出してその反射光を受光部で受光し、測距光と内部参照光の位相から測距する。

【0042】

追尾部２４は、測距光とは異なる波長の赤外レーザ光などの追尾光として出射する光源を有する追尾送光系と、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサを有する追尾受光系を有する。追尾部２４は、追尾光を含む風景画像と追尾光を除いた風景画像を取得し、両画像を測量機制御部２９に送る。測量機制御部２９は、両画像の差分からターゲット像の中心を求め、ターゲット位置として検出し、ターゲット像の中心と鏡筒部１８の視軸中心からの隔たりが一定値以内に収まるように、常に鏡筒部１８がターゲットの方向を向くように、自動追尾する。

【0043】

測量機通信部２５は、外部ネットワークとの通信を可能にするものであり、例えば、インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を用いてインターネットに接続し、ターゲットユニット７０およびコントローラ８０と情報の送受信を行う。無線通信はこれに制限されず、既知の無線通信を使用することができる。測量機１０が測定（測距・測角）した測定結果は、測量機通信部２５を介してコントローラ８０へ送られる。測量機１０の入力部はコントローラ８０の入力部であるため、コントローラ８０から入力された命令も測量機通信部２５を介して測量機制御部２９に入力される。撮像部４０で取得された画像も測量機通信部２５を介してコントローラ８０へ送られる。

【0044】

測量機制御部２９は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭ等を集積回路に実走したマイクロコントローラであり、測量機１０の機器がすべて接続され、これらを制御する。例えば、水平回転駆動部Ｍ１，鉛直回転駆動部Ｍ２の制御、測距部２３および追尾部２４の発光制御、プリズム７２の自動追尾、自動視準、測距および測角、撮像部４０のＯＮ／ＯＦＦやフィルタ切替、測量機通信部２５を介した測定データや命令の送受信などである。また、測量機制御部２９は、追尾が外れた際に、その旨をコントローラ８０およびターゲットユニットに送信する。

【0045】

記憶部２６は、例えばハードディスクドライブなどの記憶媒体であり、上記演算制御のためのプログラムが格納されている。取得した測定データも記憶される。

【0046】

（撮像部）
次に撮像部４０について、図５および図６を用いて説明する。図５は撮像部４０の斜視図である。

【0047】

撮像部４０は、撮像装置４１とフィルタ切替装置４２とを有する。撮像装置４１は、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を有し、動画像がリアルタイムで取得可能である。本実施形態の撮像装置４１は、画角の広い、いわゆるワイドカメラである。撮像装置４１は、鏡筒部１８の上方で、水平方向に光軸同士が一致するように配置され、鏡筒部１８の前方の風景を撮像する。撮像装置４１で撮像された風景は、測量機通信部２５を介してコントローラ８０へ送られ、表示部８２に表示される。測量システム１では、作業者一人（ワンマン）で測量作業を行うことを想定しており、測量機１０から離れた場所にいる作業者は、測量機１０前方の様子を、撮像装置４１で撮像された画像で、リアルタイムに確認することができる。

【0048】

図６はフィルタ切替装置４２の正面図である。図６（Ａ）がフィルタ切替前の状態を示す。図６（Ｂ）がフィルタ切替後の状態を示す。なお、図６においては、説明のために、二つのフィルタをそれぞれ異なる色で着色している。図６は撮像装置４１の光軸方向から見た図であり、撮像装置４１、および撮像装置４１の受光素子ＡＲ（撮像素子領域）も共に示す。

【0049】

フィルタ切替装置４２は、撮像装置４１の撮像（受光）の光軸上に選択的に配置される第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂを有している。第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂは、入射光のうち特定の波長範囲の光だけを透過し、それ以外の光を透過しない光学素子である。

【0050】

薄板であるベース体４５に設けられた二つの開口部には、第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂが取付けられている。ベース体４５は、ソレノイド４４に連結されて回動可能に支持され、撮像装置４１の光軸上、受光素子ＡＲの前方で、受光素子ＡＲを覆うように配置される。撮像装置４１に入射した光は、第１フィルタ４３ａまたは第２フィルタ４３ｂにいずれかのフィルタを通過して受光素子ＡＲに受光される。

【0051】

図６（Ａ）に示すように、ソレノイド４４に通電されていない状態では、撮像装置４１の光軸上であり、受光素子ＡＲの前方で、受光素子ＡＲを覆うようにして、第１フィルタ４３ａが配置される。

【0052】

ソレノイド４４への通電により、ソレノイド４４に連結されたベース体４５が駆動されて、中心軸４４Ａを中心として所定角度だけ回転することで、撮像装置４１の光軸上に配置されるフィルタが第２フィルタ４３ｂへと切り替わる。

【0053】

図７は、第１フィルタ４３ａ、および第２フィルタ４３ｂが透過する波長範囲に関する説明図である。図７（Ａ）が第１フィルタ４３ａの透過範囲を示す。図７（Ｂ）が第２フィルタ４３ｂの透過範囲を示す。

【0054】

第１フィルタ４３ａは、主として測量機１０の前方の風景を撮像する際に使用されるノーマルフィルタである。第１フィルタ４３ａは、可視光の範囲の光を透過させ、それ以外の光を遮蔽する。

【0055】

第２フィルタ４３ｂは、送光器７３の送光する追尾ガイド光Ｌｃを受光するための追尾ガイド光用フィルタである。このため、第２フィルタ４３ｂは、赤外光である追尾ガイド光Ｌｃの波長ｆＬｃを中心として、その近傍の範囲の波長の光のみを透過させ、それ以外の波長の光を遮蔽する。

【0056】

通常、測量機１０の前方を撮像する際には第１フィルタ４３ａが撮像装置４１の光軸上に配置される。測量機１０の追尾部２４による追尾が外れると、ソレノイド４４に給電されてベース体４５が回転駆動されてフィルタが切り替わり、第２フィルタ４３ｂが撮像装置４１の光軸上に配置される。

【0057】

撮像装置４１が、送光器７３が送光する追尾ガイド光Ｌｃを含む画像を撮像し、画像における追尾ガイド光Ｌｃの位置を測量機制御部２９が解析する。そして、追尾ガイド光Ｌｃが画像の水平方向で中心となるように、即ち、鏡筒部１８の光軸が追尾ガイド光の到来方向と水平方向に一致するように、測量機制御部２９は水平回転駆動部Ｍ１を駆動させる。第２フィルタ４３ｂが追尾ガイド光Ｌｃ以外の波長の光を遮蔽するうえ、撮像装置４１は画角が広く、撮像される範囲が広いため、追尾ガイド光Ｌｃを含んだ画像を取得して、追尾ガイド光Ｌｃを検出しやすい構成となっている。また、通常の状態でも、第１フィルタ４３ａが可視光以外の光を遮蔽しているため、太陽光によるサチュレーションを抑制できる。

【0058】

追尾が外れた場合、フィルタ切替装置４２は、自動で第２フィルタ４３ｂを撮像装置４１の光軸上に配置するように構成されている。また、撮像装置４１が、第１フィルタ４３ａで撮像している際に、取得した画像に含まれる飽和画素数が、所定の数を超えた場合、フィルタ切替装置４２は、第２フィルタ４３ｂを、撮像装置４１の光軸上に配置させる。これにより、撮像画像が飽和して真っ白となり、識別不能となることを回避できる。

【0059】

図８はフィルタの効果を説明する比較図である。図８（Ａ）がフィルタ無しで撮像した画像である。図８（Ｂ）が第２フィルタ４３ｂを介して撮像した画像である。いずれも太陽方向を撮像している。

【0060】

図８（Ａ）に示すように、フィルタ無しで太陽方向を撮像した場合、太陽光が入り込んで、画像全体が白くなってしまっている。撮像部４０は、自動で絞り値やシャッター速度を適切な値として露出補正や感度補正を行う。しかし、太陽光が強すぎるため、適切に撮像することができず、追尾ガイド光Ｌｃどころか、被写体も識別することができない。

【0061】

これに対し、図８（Ｂ）に示すように、第２フィルタ４３ｂを介して追尾ガイド光Ｌｃの波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させることで、追尾ガイド光Ｌｃを識別できる画像となっている。このように、追尾を開始または再開するためにサーチする場合、第２フィルタ４３ｂに切替えることで、太陽光が視野に入り込んでしまう影響を抑制することができる。

【0062】

第１フィルタ４３ａのまま測量機１０が追尾を開始または再開する場合、撮像装置４１の撮像範囲の中に太陽光があると、太陽光が取得画像に入りこんでしまい、撮像装置４１の受光素子ＡＲの受光量は限界値に達し、サチュレーション（飽和）状態となってしまう。飽和状態になると、送光器７３の送光する追尾ガイド光Ｌｃを識別できず、追尾のためのサーチを実行することができない。追尾が外れた場合には、フィルタ切替装置４２で、撮像装置４１の光軸上に第２フィルタ４３ｂを配置し、送光器７３の追尾ガイド光Ｌｃの波長範囲の光のみを透過させて、他の波長の光を遮蔽することで、太陽光が視野内に入り込んでも追尾ガイド光Ｌｃを検知することができる。これにより太陽光の映り込みの影響を抑制して、追尾ガイド光Ｌｃの方向を検知でき、プリズムサーチを続行できる。

【0063】

追尾ガイド光Ｌｃを非可視光として、第２フィルタ４３ｂを可視光のみ透過させ、第１フィルタ４３ａを非可視光のみ透過させるよう構成してもよい。

【0064】

また、二つのフィルタを切り替える機構は上記に限られず、駆動機構もソレノイドに限られない。モータやエアシリンダ、ピニオンなど、従来公知の構成を用いても問題ない。

【0065】

（ターゲットユニット）
次にターゲットユニット７０について図９と共に説明する。図９は、ターゲットユニット７０を示す。図９（Ａ）はターゲットユニット７０の側面図である。図９（Ｂ）は、ターゲットユニット７０の平面図である。図１のターゲットユニット７０の斜視図も参照のこと。

【0066】

図９に示すように、ターゲットユニット７０は、ポール７１の上端にプリズム７２が取付けられている。プリズム７２の光学中心は、ポール７１の中心軸を通過し、プリズム７２の光学中心とポール７１下端までの距離（取付高）は既知となっている。

【0067】

さらに、プリズム７２の上部には、円柱形状の筐体７６を持つ送光器７３が、筐体７６の中心軸をポール７１の中心軸に一致させて、取付けられている。

【0068】

送光器７３は、追尾ガイド光Ｌｃを送光する。送光器７３から送光される光は追尾ガイド光Ｌｃであり、測距光や追尾光とも異なる波長の赤外光となっている。撮像部４０が、送光された追尾ガイド光Ｌｃを含む画像を撮像し、測量機制御部２９で、画像解析されて追尾ガイド光Ｌｃの位置が解析され、視準方向が追尾ガイド光Ｌｃの到来方向へ向くように、水平回転駆動部Ｍ１、鉛直回転駆動部Ｍ２が駆動されて、鏡筒部１８の向きが変更される。画像解析方法に関しては、公知の方法で構わず、説明は省略する。

【0069】

筐体７６の外周側面には、複数（本実施形態においては６個）の追尾ガイド光Ｌｃの送光口７５が、同一水平面上に、ポール７１の中心軸を中心とした等角度に設けられている。複数の送光口７５からは、全て同じ波長の赤外光が、追尾ガイド光Ｌｃとして外側へ出射される。

【0070】

送光器７３は、コントローラ８０からの命令を受信すると、全ての送光口７５から追尾ガイド光Ｌｃを送光する。これにより、筐体７６から外方面へ、水平方向の全周にわたって、追尾ガイド光Ｌｃが送光される。追尾ガイド光Ｌｃは赤外光であるため、作業者が光を視認することはない。

【0071】

従来は、追尾が外れると、追尾ガイド光を測量機に送光するために、作業者は送光器を測量機に向けてスイッチを押す必要であり、作業者は作業を中断して送光作業をせねばならなかった。これに対し、送光器７３は複数の送光口７５から全周囲へ向かって追尾ガイド光Ｌｃを送光するうえ、測量機１０は画角の広いワイドカメラで追尾ガイド光Ｌｃを受光するため、作業者が送光器を測量機に向ける動作は不要である。測量機１０による追尾が外れてしまった場合、コントローラ８０が自動で、送光器７３から追尾ガイド光Ｌｃに送光を命令するよう構成されているため、作業者が追尾ガイド光Ｌｃを送光するため動作も不要となっている。

【0072】

（コントローラ８０）
図１０は、コントローラ８０のブロック図である。コントローラ８０は、測量機１０を遠隔操作する操作端末である。さらに、コントローラ８０は、送光器７３へ追尾ガイド光Ｌｃの送光の命令も可能に構成されている。
図１０に示すように、コントローラ８０は、入力部８１、表示部８２、記憶部８３、コントローラ通信部８４、ＧＰＳ装置８５、方位センサ８６、コントローラ制御部８９を備える。

【0073】

入力部８１、表示部８２は、コントローラ８０のインターフェースである。作業者は、入力部８１から、測量機１０の操作や情報を入力できる。本実施形態においては、表示部８２は、タッチパネル式の液晶画面であり、入力部８１と一体となっている。

【0074】

コントローラ通信部８４は、測量機通信部２５と同等の構成を備え、測量機１０と情報の送受信が可能となっている。コントローラ通信部８４から、送光器７３へ命令も送信される。

【0075】

ＧＰＳ装置８５は、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ信号を受信する装置であり、受信したＧＰＳ信号から、現在位置が把握される。本実施形態においては、ＧＰＳ装置８５は、単独測位のみ可能な装置でも問題ない。

【0076】

方位センサ８６は、半導体を用いた電子コンパスである。南北の地磁気を検出して方角を算出する。ＭＲ素子を使用したものやＧＭＲ素子を使用したものなど、公知のものを使用し、種類は問わない。

【0077】

本実施形態においては、コントローラ８０は、スマートフォンやタブレットなどを想定しており、これらに最初から搭載されているＧＰＳ装置や電子コンパス、もしくは３軸ジャイロを用いてよい。

【0078】

コントローラ８０に搭載されるＧＰＳ装置８５により、コントローラ８０と測量機１０との位置関係が概略把握される（後述）。作業者はコントローラ８０とターゲットユニット７０を保持して移動しているため、測量機１０とプリズム７２との位置関係も概略把握される。ＧＰＳ装置８５により測量機１０の追尾が外れた際も、測量機１０はＧＰＳ装置８５により、プリズム７２のおおまかな方向を把握することができ、鏡筒部１８を水平方向にはＧＰＳ装置８５へ向け、ついで鏡筒部１８を鉛直方向に走査することで、迅速に再びプリズム７２をロックすることができる。

【0079】

図１１に測量作業の説明図、およびコントローラ８０の表示画面を示す。記憶部８３には、例えば入力された測量データ（設計データ）が収納される。表示部８２は計測データに対応する測設地図を表示する機能を有する。コントローラ制御部８９は、ＧＰＳ装置８５の位置情報、方位センサ８６の方位信号と設計データとに基づいて、表示部８２の画面に表示すべき地図を構築する機能を有する。

【0080】

コントローラ制御部８９は、測量機１０の現在位置と、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・Ｐｎの設計データとを有しているので、各測定点に対する水平方向回動角度を演算できる。コントローラ制御部８９は、コントローラ通信部８４を介して命令を測量機に１０送付し、水平回転駆動部Ｍ１を駆動させて鏡筒部１８を、測定点Ｐｎの水平方向に回動させる機能を有する。

【0081】

撮像部４０が撮像した画像も、表示部８２に表示される。表示部８２に表示される撮像部４０の映像と測設地図とは、自動または手動で切り替え可能に構成される。例えば、作業者の現在位置と測定点Ｐｎとが、一定距離、例えば５ｍ以下になると、表示画像は、測設地図の表示から、撮像部４０の撮像する画像に自動で切替えられる。

【0082】

また、撮像部４０が撮像する画像の視点を、現在の視点よりも左右のいずれかの方向に移動するように入力部８１で命令することもできる。例えば、作業者が現在の画像より右側に視点を移して見たい場合、表示部８２を右にフリックすることで、測量機１０の水平回転駆動部Ｍ１を右に回動させて、回転台座１４を右側に向けることで、撮像部４０を現在よりも右方向に向けさせ、撮像部４０が現在よりも右側を撮像するように構成される。

【0083】

コントローラ制御部８９は、方位センサ８６の取得する方位データに基づいて、方位をコンパスとして表示部８２に表示させる。さらに、測量機１０の測距・測角により求められた作業者の現在位置（測定点Ｐｎ）から、次の測定点Ｐｎ＋１までの距離と角度を演算することで、作業者の現在地点から次の測定点までの距離と方向を表示させる機能、および進行方向表示を表示部８２に表示させる機能を有する。

【0084】

作業者は、測設データに基づいて、表示される表示に従い、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・と、順に測定を行う。

【0085】

（プリズムロック機能）
測量機１０は、追尾部２４によるプリズム７２の追尾を開始する場合、もしくは追尾が外れた場合、自動でプリズムを見つけ出してロックし、追尾する機能（プリズムロック機能）を有する。従来のプリズムロック機能においては、鏡筒から視準光を出射し、鏡筒が水平方向に回転しながら上下に回動を繰り返すことで、全方向を視準光で走査し、反射光を受光することでプリズムを見つけ出して視準していた。しかし、まったくプリズムの場所がわからずに走査するため、全方向を走査することもあることから、プリズムを見つけるのに時間がかかった。本実施形態においては、測量機１０にまずは粗方向を向け、ついで精方向で走査を行うことで、プリズム７２を迅速にロックすることができる。

【0086】

測量システム１におけるプリズムロックのフローを図１２～図１４を用いて説明する。図１２はプリズムロックのフローチャートである。図１３は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０２のイメージ図である。図１４は、ステップＳ１０３～Ｓ１０７のイメージ図である。

【0087】

最初に、ステップＳ１０１で、前工程として、まず測量機１０を任意の点Ｐ０（好ましくは既知点）に設置し、ついでコントローラ８０と測量機１０の位置合わせを行う。測量機１０に位置合わせ用のコントローラ８０の設置位置を設けてもよい。ＧＰＳ装置８５により、コントローラ８０の緯度経度が取得され、測量機１０の設置位置の緯度経度も取得される。

【0088】

次に、ステップＳ１０２に移行して、測量機１０とコントローラ８０との相対方向を取得可能にする。作業者はコントローラ８０とターゲットユニット７０を持ち、ある程度離れた任意の場所ＮＰ１に移動し、その場でＧＰＳ装置８５にて緯度経度を取得するとともに、測量機１０にプリズム７２の測距・測角をさせる。さらに異なる任意の場所ＮＰ２に移動して、再びＧＰＳ装置８５にて緯度経度を取得するとともに、測量機１０にプリズム７２の測距・測角をさせる。このとき、ターゲットユニット７０の上面にコントローラ８０を取付けて、測距・測角を行ってもよい。二つの場所ＮＰ１，ＮＰ２の方位角から、測量機１０からみたコントローラ８０の方向（相対方向）が把握される。この方法に限られず、作業者の持ったターゲットユニット７０のプリズム７２を追尾させ、作業者が移動しながら、随時測距・測距を実施することで、測量機１０がコントローラ８０の相対方向を検知できるよう校正を行うように構成してもよい。また、測量機１０を既知点に設置し、基準点と基準方向を設定する、後方交会法を用いて、絶対三次元座標を取得してもよい。

【0089】

前工程のステップＳ１０１～ステップＳ１０２は、測量機１０に、プリズム７２とコントローラ８０を持つ作業者の粗精度で方向を把握させるためである。このため、ＧＰＳ装置８５の位置情報の取得は単体測位で構わず、高精度な三次元情報の取得による厳密な相対方向の検出でなくても構わない。

【0090】

作業者は、作業中はターゲットユニット７０およびコントローラ８０を持って移動する。ＧＰＳ装置８５のＧＰＳ信号の取得は、移動中も随時行われているため、作業者が移動しても、また移動中であっても、ＧＰＳ信号が取得可能である限り、測量機１０に対するコントローラ８０の方位角は、おおむね把握される。

【0091】

次に、本工程として、ステップＳ１０３～Ｓ１０８で、追尾部２４による追尾開始、または追尾が外れた場合の追尾再開のためのプリズムロックについて説明する。

【0092】

ステップＳ１０３で、まず、ＧＰＳ装置８５の位置情報を基に、測量機１０の鏡筒部１８をＧＰＳ装置８５の方向、即ち、ターゲットユニット７０およびコントローラ８０を持つ作業者の方向へ鏡筒部１８を向かせる。現在の水平方向角と算出されたＧＰＳ装置８５の方位角との差分を角度として算出し、水平回転駆動部Ｍ１を駆動させて、回転台座１４を水平方向に回動させる。

【0093】

次に、ステップＳ１０４に移行して、送光器７３に追尾ガイド光Ｌｃを送光させる。フィルタ切替装置４２で、追尾ガイド光用フィルタである第２フィルタ４３ｂが撮像装置４１の光軸上に配置されるようにフィルタが切替えられる。

【0094】

次に、ステップＳ１０５に移行して、第２フィルタ４３ｂを介して撮像装置４１により測量機１０前方の画像が取得される。測量機制御部２９は、取得画像を解析して、追尾ガイド光Ｌｃを検出する。

【0095】

次に、ステップＳ１０６に移行して、測量機制御部２９は、画像解析により追尾ガイド光Ｌｃの到来方向を算出し、撮像画像の中心と追尾ガイド光Ｌｃの到来方向を水平方向で合わせるために、水平回転駆動部Ｍ１を駆動させる。

【0096】

次に、ステップＳ１０７に移行して、鉛直回転駆動部Ｍ２により鏡筒部１８を上下方向に駆動させて、追尾部２４の追尾光を上下に走査させ、プリズム７２を見つけ出す。このとき、前述の画像解析により、追尾ガイド光Ｌｃの到来方向が、鉛直方向にも把握されており、鉛直方向の範囲も絞られ、より見つけやすい構成となっている。

【0097】

次に、ステップＳ１０８に移行して、プリズム７２をロックし、送光器７３は送光を停止し、フィルタ切替装置４２は、配置するフィルタを第１フィルタ４３ａに戻し、フローは終了する。

【0098】

追尾が外れると、その旨が測量機１０から送光器７３へ送信され、直ちに送光器７３はプリズムロックの本工程を実施する。

【0099】

ステップＳ１０３により測量機１０に水平方向に粗方向を向かせ、ついでステップＳ１０４の広角の広い撮像部４０で追尾ガイド光Ｌｃを検出して水平方向に精方向を向かせる。そして追尾部２４の追尾光を上下方向に走査させることで、プリズム７２を探してロックする。

【0100】

従来は、全く手掛かりのない状態でも、全方向を追尾光で走査することで、プリズムをロックすることができるが、時間がかかるという問題があった。上記方法により、粗方向、精方向と順に鏡筒部１８をプリズム７２の方向に向けることができ、プリズム７２をロックするまでの時間を短縮させることができる。

【0101】

また、撮像部４０のフィルタ切替装置４２を用いて、追尾ガイド光Ｌｃのみを透過させて撮像することで、例え太陽が撮像装置４１の視野内に入っても、太陽光の影響を抑制して追尾ガイド光Ｌｃを検出できる。これは、追尾を行っているときも同様であり、追尾を行っている場合に、太陽光が入り込んだ場合、撮像部４０のフィルタを第２フィルタ４３ｂにすることで、太陽光が入り込むことによりプリズム７２を見失うことが抑制される。作業者は撮像部４０で測量機１０の前方の風景を確認するため、追尾中でなくとも、許容量以上の光が撮像装置４１に入り込んだ場合、自動でフィルタを第２フィルタ４３ｂに切り替えるように構成してもよい。

【0102】

追尾が外れた際には、表示部８２にその旨が表示され、自動で上記のステップＳ１０３～ステップＳ１０８が行われる。

【0103】

従来の測量機では、追尾部の送光部が追尾光を照射して、反射光を受光部で受光して、走査を行っていた。この場合、受光部が受光するのは反射光であるため、受光量は少ない。測量機１０は、ターゲット側から送光される追尾ガイド光Ｌｃを、ワイドカメラである撮像部４０で受光するため、受光量も多く検出しやすい。このため、より迅速にプリズム７２をロックすることができる。

【0104】

（作業フロー）
測量システム１の作業工程フローの一例を説明する。図１５は、測量システム１を用いた測量作業の工程フローである。図１１も参照のこと。

【0105】

まず、ステップＳ２０１で、前処理として、ＣＡＤデータや測定点データなどを含む測量現場の情報をコントローラ８０に入力する。入力された情報は、コントローラ８０の記憶部８３に収納される。

【0106】

次に、ステップＳ２０２に移行して、測量機１０を既知点に設置し、後方交会法などにより三次元座標を取得する。

【0107】

次に、ステップＳ２０３で、コントローラ８０と測量機１０の位置合わせを行う。ステップＳ２０３は、前述のステップＳ１０１に相当する。

【0108】

次に、ステップＳ２０４に移行して、コントローラ８０に対する測量機１０が、コントローラ８０の相対方向を取得可能にする。ステップＳ２０３は、前述のステップＳ１０２に相当する。

【0109】

次に、ステップＳ２０５に移行して、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・Ｐｎの位置情報が演算され、表示部８２には、入力データに対応する測設地図が表示されるとともに、測定するべき測定点Ｐｎの位置情報が表示部８２に表示される。

【0110】

次に、ステップＳ２０６に移行して、測量機１０は水平回転駆動部Ｍ１を駆動させて測定点Ｐｎに鏡筒部１８を向ける。作業者は、表示部８２の測設地図を確認しながら、測定点Ｐｎの方向へ向かって移動する。測量機１０は、その間、鏡筒部１８を上下方向に駆動させて追尾光を走査させる。

【0111】

次に、ステップＳ２０７に移行して、作業者が測定点Ｐｎと測量機１０とを結ぶ直線上に到達すると、追尾部２４がプリズム７２をロックし、追尾を開始する。

【0112】

次に、ステップＳ２０８に移行して、作業者は、追尾による測定点Ｐｎまでの具体的な距離を表示部８２で確認しながら、測定点Ｐｎまで移動する。

【0113】

次に、ステップＳ２０９に移行して、ステップＳ１０７の移動中に追尾が外れてしまった場合、ステップ２１０として追尾再開フローに移行する。具体的には、プリズムロックの本工程であるステップＳ１０３～ステップＳ１０８を実施し、プリズム７２をロックして追尾を再開する。追尾が再開すると、ステップＳ２０８に戻る。追尾されたまま作業者が測定点Ｐｎに到達すると、ステップＳ２１０に移行する。

【0114】

次に、ステップＳ２１１に移行して、作業者が測定点Ｐｎにまで到達すると、ターゲットユニット７０が測定点Ｐｎに略鉛直に立てられ、測量機１０は測定点Ｐｎに立てられたプリズム７２の測距・測角を行う。

【0115】

次に、ステップＳ２１２に移行して、次の測定点Ｐｎ＋１がある場合、ステップＳ２０５に移行し、次の測定点Ｐｎ＋１に対して、ステップＳ２０５～ステップＳ２１１を繰り返す。次の測定点がなくなると、測量は終了する。

【0116】

（変形例）
図１６は、変形例に係る測量システム１Ａ構成する、測量機１０Ａの模式的な外観斜視図である。図１７は、測量機１０Ａの構成ブロック図である。測量システム１Ａは、測量機１０に代えて測量機１０Ａを備える点を除いて同じ構成を有するので全体の詳細な説明は省略する。測量機１０Ａは、機能的には、測量機１０と同等の構成であるが、外観上、以下の点で異なる。測量機１０Ａは、カバー部材１６を備えない。また、基盤部１３の上に設けられた回転台座１４上に固定されて水平方向に回転可能な托架部１７Ａが、上方に開口するコの字形状を有する独立のケーシングを有して構成されている。

【0117】

托架部１７Ａの下部１７Ａｂは、横長の直方体形状を有し、前面に、測量機１０Ａを直接操作するための入力部２７と表示部２８を備える。托架部１７Ａの上部１７Ａｃは左右一対の柱として上方へ延在し、その間に望遠鏡１８Ａを水平軸Ｈ回りに鉛直回転可能に支持する。また、望遠鏡１８Ａの上部には、撮像部４０と同等の構成を有する撮像部４０Ａが設けられている。

【0118】

すなわち、測量機１０と測量機１０Ａの主な違いは、測量機１０では、撮像部４０が、托架部１７の上端に設けられ、水平方向にのみに回転するのに対して、測量機１０Ａでは、撮像部４０Ａが、望遠鏡１８Ａの上部に設けられ、望遠鏡１８Ａと共に水平方向および鉛直方向に回転可能である点である。

【0119】

一方、図１７に示す通り、機能的には、測量機１０と測量機1０Ａは、測量機１０Ａが入力部２７、表示部２８を備える点を除いて同等の構成を有する。

【0120】

測量システム１Ａを用いるプリズムロックのフローは、図１２に示すフローと概ね同じである。上記構成の相違点に基いて、本工程のステップＳ１０６，Ｓ１０７における動作が、図１８に示すように異なる。すなわち、ステップＳ１０６において、測量機制御部２９は、画像解析の結果に基づいて追尾ガイド光Ｌｃの到来方向を算出し、水平回転駆動部Ｍ１、および鉛直回転駆動部Ｍ１２を駆動させて望遠鏡１８Ａを回転させ、望遠鏡１８Ａの視準軸を追尾ガイド光Ｌｃの到来方向（プリズム７２の精方向）に向ける。追尾ガイド光Ｌｃの到来方向の算出により、回転すべき、水平角だけでなく、鉛直角度も把握できるからである。

【0121】

したがって、ステップＳ１０７では、追尾部２４の追尾光を走査させ、プリズム７２を捕捉する際には、現在の視準方向周辺を、鉛直方向および水平方向にわずかに走査するだけで、プリズム７２を捕捉することができる。

【0122】

このように、望遠鏡１８Ａと共に回転可能な撮像部４０をＡ有する測量機１０Ａでは、望遠鏡１８Ａを水平方向および鉛直方向に同時に回転してプリズム７２の方向に精精度で向けるので、さらに迅速にプリズムを捕捉することが可能になる。

【0123】

（変形例２）
図１９は、フィルタ切替装置４２の変形例であるフィルタ切替装置１４２を示す。

【0124】

フィルタ切替装置４２では、ベース体４５に形成された二つの開口部に、第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂが取付けられていた。これに対し、フィルタ切替装置１４２では、形成された開口部に、第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂの両方が設けられた共通基板１４６が取り付けられている。フィルタ切替装置１４２は、ベース体４５に代わりベース体１４５が用いられている以外は、フィルタ切替装置４２と同等の構成を有する。

【0125】

共通基板１４６は、透光性樹脂部材またはガラス材などの光を透過する性質を有する部材で構成された、厚みが均一の平板であり、その表面には、膜状の第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂが設けられている。

【0126】

ベース体４５と同様に、ベース体１４５は、ソレノイド４４に連結されて回動可能に支持され、第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂは、ベース体１４５の回動により撮像装置４１の光軸上に、選択的に配置される。ソレノイド４４に通電されていない状態では、撮像装置４１の光軸上であり、受光素子ＡＲの前方で、受光素子ＡＲを覆うようにして、第１フィルタ４３ａが配置される（図１９（Ａ）参照）。ソレノイド４４への通電により、ソレノイド４４に連結されたベース体１４５が駆動されて、中心軸４４Ａを中心として所定角度だけ回転することで、撮像装置４１の光軸上に配置されるフィルタが第２フィルタ４３ｂへと切り替わる（図１９（Ｂ）参照）。

【0127】

図２０は、フィルタ切替装置１４２の入射光の光路を示す光学図である。図２０（Ａ）が、第１フィルタ４３ａが撮像装置４１の光軸上に配置された状態、図２０（Ｂ）が、第２フィルタ４３ｂが撮像装置４１の光軸上に配置された状態を示す。

【0128】

撮像装置４１は、撮影レンズ４７、および受光素子ＡＲを含むイメージセンサ４８を有する。ベース体１４５は、撮影レンズ４７の光軸上で、撮影レンズ４７およびイメージセンサ４８の間に、回動可能（移動可能）に配置される。ベース体１４５の回動により、共通基板４６が上下方向に移動し、共通基板４６に設けられた第１フィルタ４３ａと、第２フィルタ４３ｂとが、撮影レンズ４７の光軸上に選択的に配置される。撮像装置４１に入射した光は、撮影レンズ４７を通過して、第１フィルタ４３ａまたは第２フィルタ４３ｂを通過して、イメージセンサ４８に集光される。

【0129】

第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂは、厚さＴの共通基板４６に対して、非常に薄い膜状に構成されており、無視しても問題ない程度の厚さとなっている。図２０（Ａ）に示すように、第１フィルタ４３ａが撮影レンズ４７の光軸上に配置される場合、撮像装置４１に入射した光は、厚さＴの共通基板４６を通過して、イメージセンサ４８に集光される。図２０（Ｂ）に示すように、ソレノイド４４によりベース体１４５が回動して、共通基板４６が移動して、第２フィルタ４３ｂが撮影レンズ４７の光軸上に配置される場合、撮像装置４１に入射した光は、厚さＴの共通基板４６を通過して、イメージセンサ４８に集光される。いずれのフィルタが撮影レンズ４７の光軸上に配置されても、撮像装置４１に入射した光は厚さＴの共通基板４６を通過することから、フィルタを切り替えても、イメージセンサ４８では同じ集光状態、すなわち、同じピントの状態で撮像することができる。

【0130】

第１フィルタ４３ａと、第２フィルタ４３ｂを別々の基板に設けた場合、基板自体の厚さの違いや配置の違いから、フィルタの切替によって撮影レンズ４７からイメージセンサ４８までの光路長に違いが生じた場合には、ピント調整を行う。これに対し、第１フィルタ４３ａおよび第２フィルタ４３ｂを同一の基板（共通基板１４６）に設けることで、入射光の光路長を同一にできるため、フィルタ切替によるピント調節を行う必要がなくなる。

【0131】

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0132】

１ ：測量システム
１０ ：測量機
１７ ：托架部
１８ ：鏡筒部
２４ ：追尾部
４０ ：撮像部
４１ ：撮像装置
４２ ：フィルタ切替装置
４３ａ ：第１フィルタ
４３ｂ ：第２フィルタ
７０ ：ターゲットユニット
７２ ：プリズム
７３ ：送光器
１４６ ：共通基板
Ｌ２ ：光軸
Ｍ１ ：水平回転駆動部
Ｍ２ ：鉛直回転駆動部
Ｈ ：水平軸
Ｖ ：鉛直軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】