特許 7007961 整準方法および整準装置

(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】

(24)【登録日】2022-01-12

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】整準方法および整準装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20220118BHJP

   G01C 9/00 20060101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 105S

G01C9/00 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018047649

(22)【出願日】2018-03-15

(65)【公開番号】P2019158713

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2021-01-18

(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】100087826

【弁理士】

【氏名又は名称】八木 秀人

(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】田上 政章

【審査官】續山 浩二

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－０７１９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２５３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２６４２７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ １５／００

Ｇ０１Ｃ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

傾斜センサと、温度センサとを備える機器本体において、
前記機器本体を、前記傾斜センサの検出角が所定の角度範囲に入るまで、前記機器本体の傾斜角が０′に近づく方向に傾動させ、
傾動後の傾斜状態を、第１の待機時間維持する、
第１のステップと、
前記第１のステップの後、
前記機器本体を、前記機器本体の傾斜角が０′に近づく方向に傾動させ、
傾動後の傾斜状態を、第２の待機時間維持する、
第２のステップとを備え、
前記第１の待機時間は、前記温度センサにより取得した温度および予め求められた応答遅れに基いて設定されることを特徴とする整準方法。

【請求項2】

前記第２の待機時間が、前記温度センサにより取得した温度、および予め求められた応答遅れに基いて設定されることを特徴する請求項１に記載の整準方法。

【請求項3】

前記温度センサが、前記第１のステップおよび前記第２のステップ毎に、温度を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の整準方法。

【請求項4】

傾斜センサと、温度センサと、機器本体を傾斜駆動するモータと、前記モータの駆動を制御する制御部とを備える整準装置において、
前記制御部は、前記傾斜センサの検出角が所定の角度範囲外にある場合、前記機器本体を、前記機器本体の傾斜角が０′に近づく方向に傾動させ、傾動後の傾斜状態を、第１の待機時間維持し、前記傾斜センサの検出角が所定の角度範囲内にある場合、前記機器本体を、前記機器本体の傾斜角が０′に近づく方向に傾動させ、傾動後の傾斜状態を、第２の待機時間維持するように前記モータを制御し、
前記制御部は、前記第１の待機時間を、前記温度センサにより取得した温度および予め求められた応答遅れに基いて設定することを特徴とする整準装置。

【請求項5】

前記制御部が、前記第２の待機時間を、前記温度センサにより取得した温度および予め求められた応答遅れに基いて設定することを特徴とする請求項４に記載の整準装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測量機等の測定機器に用いられる整準方法および整準装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、測量機等の測定機器は、その設置状態を水平にするための整準装置を備えている。例えば、特許文献１には、整準装置を備えた回転レーザ装置が開示されている。回転レーザ装置は、レーザ光線を回転照射して、基準面を形成する装置である。

【0003】

特許文献１の整準方法を、図８（ａ）を参照しながら説明する。図８（ａ）は、特許文献１の整準装置における、整準動作時の傾斜センサの出力状態を示す図である。図８（ａ）において、破線Ｐは機器本体の傾斜角を示し、実線Ｒは傾斜センサが出力する検出角を示し、矢印ａ１，ａ２，ａ３は機器本体の傾動方向を示す。

【0004】

例えば、水平を０′として、最初に、機器本体が、傾斜センサの検出角度が＋（プラス）となる方向（以下、「＋方向」という。）に角度θ傾いている（Ａ）場合、機器本体を、まず矢印ａ１で示す、＋方向とは逆の－（マイナス）方向に傾動し、第１の０′（Ｂ）が検出された後、再度０′が検出されるように、矢印ａ２で示す＋方向に傾動する。次に、第１の０′（Ｂ）と第２の０′（Ｃ）が検出される間の時間Ｔと、予め求めた傾斜センサの応答遅れに基づく係数とに基いて算出したモータの駆動時間Ｘt、機器本体を矢印ａ３で示す－方向に再度傾動する。

【0005】

駆動時間Ｘｔが経過後（Ｄ）、機器本体の傾斜状態を維持しつつ、一定時間ＷＴｃ待機する。（Ｂ）～（Ｄ）を検出角度が±（プラスマイナス）３′の範囲になるまで繰り返し、検出角度が±３′の範囲になったら（Ｅ）、角度の検出、０′の方向への傾動と一定時間の待機とを繰り返す微調整を行い、傾斜角を０′に収斂させて整準を完了する（Ｆ）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００７－２２５３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来の整準方法では、（Ｅ）における検出角度が、所定の角度範囲、すなわち±３′の範囲に入るまでは、０°を挟んで±方向に機器本体の傾動を繰り返す必要があり、整準に時間がかかるという問題があった。

【0008】

しかも、従来の整準方法では、（Ｃ）でモータの駆動を停止した後、傾斜センサの安定するまで、温度の応答遅れを考慮した一定時間（待機時間ＷＴｃ）待機する。待機時間ＷＴｃは、例えば温度等に影響を受けない最大時間である（特許文献１、段落００４１）。なお、本明細書において、用語「待機時間」は、傾動後、傾斜センサが安定するまでの傾動停止時間をいう。

【0009】

応答遅れは、傾斜センサ内の液体の粘性に起因し、温度の影響を受ける。図８（ｂ）は、図８（ａ）の（Ｃ）（Ｄ）間における、温度が低い場合（実線Ｒ_Ｌ）、温度が高い場合（実線Ｒ_Ｈ）の傾斜センサの出力状態を拡大して示したものである。また、理解の容易のため、（Ｄ）では、傾斜センサの検出角が０°に収束するものとする。

【0010】

温度が低い場合、液体の粘性が高くなり、応答遅れＤ_Ｌは大きい。しかし、待機時間ＷＴ_Ｃは一定であるので、傾斜センサが安定する時間ｔ_４までには、時間ＷＴｓ不足する。この結果、傾斜センサの値が安定していない時間ｔ_３での傾斜角の値に基いて、機器本体の傾動を再開するため、必要以上にモータを回転し、整準が安定しなくなる。

【0011】

一方、温度が高い場合、液体の粘性が低くなり、応答遅れＤ_Ｈは小さい。しかし、待機時間ＷＴ_Ｃは一定であるので、傾斜センサの検出値が安定する時間ｔ_２の後、時間ＷＴ_Ｅ無駄に待機することになる。

【0012】

この結果、いずれの場合にも整準完了が遅延するという問題があった。

【0013】

本発明は、係る事情を鑑みてなされたものであり、迅速にかつ安定して整準を完了することができる整準方法および整準装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかる整準方法は、傾斜センサと、温度センサとを備える機器本体において、前記機器本体を、前記傾斜センサの検出角が所定の角度範囲に入るまで、前記機器本体の傾斜角が０′に近づく方向に傾動させ、傾動後の傾斜状態を、第１の待機時間維持する、第１のステップと、前記第１のステップの後、前記機器本体を、前記機器本体の傾斜角が０′に近づく方向に傾動させ、傾動後の傾斜状態を、第２の待機時間維持する、第２のステップとを備え、前記第１の待機時間は、前記温度センサにより取得した温度および予め求められた応答遅れに基いて設定されることを特徴とする。

【0015】

上記態様において、前記第２の待機時間が、前記温度センサにより取得した温度、および予め求められた応答遅れに基いて設定されることも好ましい。

【0016】

上記態様において、前記温度センサが、前記第１のステップおよび前記第２のステップ毎に、温度を取得することも好ましい。

【0017】

また、本発明の別の態様に係る整準装置は、傾斜センサと、温度センサと、機器本体を傾斜駆動するモータと、前記モータの駆動を制御する制御部とを備える整準装置において、前記制御部は、前記傾斜センサの検出角が所定の角度範囲外にある場合、前記機器本体を、前記機器本体の傾斜角が０′に近づく方向に傾動させ、傾動後の傾斜状態を、第１の待機時間維持し、前記傾斜センサの検出角が所定の角度範囲内にある場合、前記機器本体を、前記機器本体の傾斜角が０′に近づく方向に傾動させ、傾動後の傾斜状態を、第２の待機時間維持するように前記モータを制御し、前記制御部は、前記第１の待機時間を、前記温度センサにより取得した温度および予め求められた応答遅れに基いて設定することを特徴とする。

【0018】

上記態様において、前記制御部が、前記第２の待機時間を、前記温度センサにより取得した温度および予め求められた応答遅れに基いて設定することも好ましい。

【発明の効果】

【0019】

上記の態様に係る整準方法および整準装置によれば、機器本体を、０°を挟んだ±方向に繰り返し傾動しなくても、検出角を所定範囲とすることができるので、所定範囲の検出角まで水平に近づけるための時間を短縮することができる。また、過不足のない最適な待機時間を設定することができるので、整準の遅延が低減し、迅速なかつ安定した整準が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る整準装置を備える回転レーザ装置の、正面からみた縦断面図である。

【図2】同形態に係る整準装置を備える回転レーザ装置本体の構成ブロック図である。

【図3】同形態に係る整準装置の構成ブロック図である。

【図4】同形態に係る整準装置の整準動作を示すフローチャートである。

【図5】（ａ）は同形態に係る整準装置における、整準動作時の傾斜センサの出力状態の一部を示す図であり、（ｂ）は同整準装置において、傾動速度が低速であると仮定した場合の、整準動作時の傾斜センサの出力状態を示す図である。

【図6】同形態に係る整準装置における、整準動作時の傾斜センサの出力状態の一部を示す図である。

【図7】（ａ）および（ｂ）は、同形態に係る整準装置における、整準動作全体の傾斜センサの出力状態を示す図である。

【図8】（ａ）および（ｂ）は、従来の整準装置における、整準動作時の傾斜センサの出力状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の好適な実施の形態について、実施例に基いて、図面を参照ながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0022】

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る整準装置は、整準部３０として回転レーザ装置１００に備えられている。図１は、回転レーザ装置１００の正面から見た縦断面図、図２は、回転レーザ装置本体１（機器本体）の構成ブロック図である。

【0023】

回転レーザ装置１００は、回転レーザ装置本体１およびケーシング２を備える。

【0024】

回転レーザ装置本体１は、レーザ投光器１０、回動部２０、整準部（整準装置）３０、傾斜センサ４０、温度センサ５０、および制御部６０を備え、ケーシング２の内部に配置されている。回転レーザ装置本体１は、レーザ投光器１０の傾動にともなって傾動するように構成されている。

【0025】

レーザ投光器１０は、投光光軸１１を有する、レーザ光線を射出する装置である。レーザ投光器１０は、駆動ギア１２を有する走査モータ１３を備える。

【0026】

また、レーザ投光器１０は、レーザ投光器１０の周囲に設けられたＸ軸、Ｙ軸に関し、それぞれＸ軸方向に延出するＸ軸傾斜アーム１８ｘ、Ｙ軸方向に延出するＹ軸傾斜アーム（図示せず）を備える。

【0027】

回動部２０は、レーザ投光器１０の上部に設けられ、走査ギア２１を備える。回動部２０は、走査モータ１３の回転が、駆動ギア１２、走査ギア２１を介して伝達されることにより回転駆動される。また、回動部２０には、ペンタプリズム２２が設けられている。

【0028】

整準部３０は、レーザ投光器１０の周囲に設けられたＸ軸、Ｙ軸に関し、それぞれ、Ｘ軸傾斜機構３１ｘ、Ｙ軸傾斜機構３１ｙ（図３）を備える。

【0029】

Ｘ軸傾斜機構３１ｘは、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘと、レーザ投光器１０と平行な方向に延びる回転中心軸を有するＸ軸傾斜用スクリュ３３ｘと、Ｘ軸傾斜用スクリュ３３ｘに螺合するスライドナット３４ｘとを備える。Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘは、例えば、ステッピングモータ等の、回転角を制御可能なモータである。

【0030】

スライドナット３４ｘは、レーザ投光器１０のＸ軸傾斜アーム１８ｘと、ピンを介して係合している。また、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘは、駆動ギア３６ｘおよび傾斜用ギア３７ｘを介して、Ｘ軸傾斜用スクリュ３３を回転可能に構成されている。

【0031】

Ｘ軸傾斜用スクリュ３３ｘが回転することにより、スライドナット３４ｘが上下に移動し、これによりＸ軸傾斜アーム１８ｘが傾斜してレーザ投光器１０が傾動する。

【0032】

また、図１には図示しないＹ軸傾斜機構３１ｙ（図３）も、Ｘ軸傾斜機構３１ｘと同様の機構により、レーザ投光器１０をＹ軸方向に傾動するように構成されている。

【0033】

傾斜センサ４０は、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘおよびＹ軸傾斜センサ４１ｙを備える。Ｘ軸傾斜センサ４１ｘおよびＹ軸傾斜センサ４１ｙは、レーザ投光器１０下部の、投光光軸１１に対して直交する平面内のＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ設けられている。Ｘ軸傾斜センサ４１ｘ、Ｙ軸傾斜センサ４１ｙは、それぞれ、Ｘ軸傾斜アーム１８ｘ、Ｙ軸傾斜アーム（図示せず）に対して平行である。

【0034】

Ｘ軸傾斜センサ４１ｘおよびＹ軸傾斜センサ４１ｙは、気泡管を備える傾斜センサであり、特に限定されないが、例えば、電気気泡管、光源、受光素子、および制御手段を備え、光源からの光を電気気泡管に透過させ、受光素子で受光し、その受光信号に基いて、制御手段が傾斜角度を演算するように構成された、いわゆる光学式チルトセンサである。

【0035】

Ｘ軸傾斜センサ４１ｘおよびＹ軸傾斜センサ４１ｙは、水平に対して微少角範囲については、角度検出が可能であるが、検出可能範囲を超えると、傾斜方向は検出可能であるが、傾斜角の値は検出できないという特性を有する。

【0036】

Ｘ軸傾斜センサ４１ｘおよびＹ軸傾斜センサ４１ｙは、レーザ投光器１０の任意の方向の傾斜角を検出することができる。Ｘ軸傾斜機構３１ｘ、Ｙ軸傾斜機構３１ｙ（図３）には、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘおよびＹ軸傾斜センサ４１ｙの検出結果に基いて、Ｘ軸傾斜アーム１８ｘ、Ｙ軸傾斜アーム（図示せず）を介して、レーザ投光器１０を鉛直になるように整準したり、任意の角度に傾斜させたりできる。

【0037】

温度センサ５０としては、任意の温度センサを用いることができるが、例えば、サーミスタが用いることが好ましい。温度センサ５０は、図示の例では、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘに取り付けられている。

【0038】

温度センサ５０の配置は、特に限定されない。傾斜センサ４０の周囲の温度を測定可能であれば、Ｙ軸傾斜センサ４１ｙに取り付けられていてもよく、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘおよびＹ軸傾斜センサ４１ｙに直接取り付けることなく、単に近傍に配置してもよい。また、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘ、Ｙ軸傾斜センサ４１ｙのそれぞれに温度センサ５０を設けてもよい。

【0039】

制御部６０は、例えば、マイクロコントローラであり、プロセッサとしてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）、および記憶装置としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成されている。

【0040】

制御部６０は、レーザ投光器１０の発光を制御し、走査モータ１３、整準部３０の駆動を制御する。また、制御部６０は、温度センサが取得した温度の値、傾斜センサが取得した検出角の値を記憶し、待機時間ＷＴ_１，ＷＴ_２を設定する。また、待機時間の設定に必要な応答遅れを記憶する。

【0041】

回転レーザ装置１００は、レーザ投光器１０が鉛直に整準された状態でレーザ光線を射出する。該レーザ光線が、ペンタプリズム２２によって水平方向に偏向されて、図１に矢印で示す水平方向に照射される。

【0042】

そして、走査モータ１３による回転力が、駆動ギア１２および走査ギア２１を介して回動部２０に伝達され、回動部２０が回転されることにより、レーザ光線が回転照射され、水平基準面が形成される。

【0043】

また、レーザ投光器１０が鉛直に整準された状態から、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘが所定回転量（所定のパルス数）Ｘ軸傾斜用スクリュ３３ｘを回転させることで、レーザ投光器１０を所定の角度に傾斜させることができ、この状態でレーザ光線を回転照射することで、傾斜基準面が形成される。

【0044】

図３は、本発明の実施の形態に係る整準部（整準装置）３０の構成ブロック図である。このように、整準部３０は、整準制御部３８と、Ｘ軸傾斜機構３１ｘおよびＹ軸傾斜機構３１ｙとを備えている。

【0045】

なお、整準制御部３８は、回転レーザ装置本体１の制御部６０において、後述する傾斜用モータの駆動速度や、傾斜センサの応答遅れを表す温度係数等のデータ、整準動作を実行するためのプログラムがＲＯＭ、ＲＡＭに格納されるとともに、該プログラムがＣＰＵに読み込まれ、ＣＰＵ上で実行されることにより機能を発揮するように構成された機能部である。

【0046】

（整準方法）
次に、本実施の形態に係る整準部（整準装置）３０を用いた、回転レーザ装置１００の整準動作について説明する。Ｘ軸方向およびＹ軸方向の整準動作は同様であるので、Ｘ軸方向についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

【0047】

まず、回転レーザ装置１００は、水平状態にはなく、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの検出角が+（プラス）の値となる、＋方向に、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの最大検出角度θ以上傾斜しているものとする。

【0048】

整準部３０において、整準動作が開始すると、ステップＳ１０１において、温度センサ５０が温度データを取得する。

【0049】

次いで、ステップＳ１０２では、整準制御部３８が、ステップＳ１０１において取得された温度データと、予め求められた応答遅れＤ_１とに基いて、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの第１の待機時間ＷＴ_１を設定する。第１の待機時間ＷＴ_１の設定については後で詳述する。

【0050】

次いで、ステップＳ１０３では、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘが傾斜角を検出する。

【0051】

次いで、ステップＳ１０４では、整準制御部３８が、ステップＳ１０３で検出された傾斜角（検出角）が、所定の角度範囲内、例えば本実施例では±３′以内、であるか否かを判断する。

【0052】

ステップＳ１０４において検出角が±３′以内でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１０５に移行して、整準制御部３８が、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘを回転駆動するように制御し、レーザ投光器１０を、傾斜角が０°に近づく方向、すなわち－（マイナス）方向に傾動する。

【0053】

Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘの駆動速度Ｖ１は、モータの性能を考慮して最適となるように設定され、比較的高速、例えば、モータの最大速の定速である。具体的には、本実施例においては、レーザ投光器１０を数秒で１°傾斜させる速度である。

【0054】

次いで、処理はステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０４において、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの検出角が±３′以内になるまでステップＳ１０１～Ｓ１０５を繰り返す。

【0055】

そして、ステップＳ１０４において、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの検出角が±３′以内になると（Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に移行して、整準制御部３８は、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘの駆動を停止させ、レーザ投光器１０を、ステップＳ１０２で設定した待機時間ＷＴ_１、ステップＳ１０５後の傾斜状態に維持する。

【0056】

待機時間ＷＴ_１が経過すると、処理はステップＳ１０７に移行して、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの検出角が±３′以内であるか否かを判断する。

【0057】

ステップＳ１０７において検出角が±３′以内でない場合（Ｎｏ）、処理はステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０７で検出角が±３′以内になるまでステップＳ１０１～Ｓ１０７を繰り返す。

【0058】

ステップＳ１０７において検出角が±３′以内である場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８に移行して、温度センサ５０は、再度温度を取得する。

【0059】

次いで、ステップＳ１０９では、整準制御部３８が、ステップＳ１０８において取得された温度データと、予め求められた応答遅れＤ_２とに基いて、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの第２の待機時間ＷＴ_２を設定する。第２の待機時間ＷＴ_２については後で詳述する。

【0060】

次いで、ステップＳ１１０では、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘが傾斜角を検出する。

【0061】

次いで、ステップＳ１１１では、整準制御部３８が、ステップＳ１０８で検出された傾斜角（検出角）が、所定の角度範囲内、本実施例において例えば±１″以内、であるか否かを判断する。

【0062】

ステップＳ１１１において、検出角が±１″以内でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１１２に移行して、整準制御部３８が、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘを回転駆動するように制御し、レーザ投光器１０を、傾斜角が０°に近づく方向に傾動する

【0063】

ステップＳ１１２におけるＸ軸傾斜用モータ３２ｘの駆動速度Ｖ_２は定速であり、駆動速度Ｖ_２および駆動時間ＴＴ_２（図６におけるＴＴ_２ａ，ＴＴ_２ｂ）は、Ｘ軸傾斜センサ４１の検出値が目的の角度範囲、例えば、本実施例においては±１″以内、になるまでの残りの角度に基いて適宜算出されて、設定される。

【0064】

具体的には、駆動速度Ｖ_２は、Ｖ１の１／５～１／５００の速度であり、残りの角度が小さくなるにつれて速度Ｖ_２も小さくなるように、残りの角度に応じて段階的に設定される。また、駆動速度Ｖ_２および駆動時間ＴＴ_２を、このように算出した速度の２倍速に設定し、駆動時間ＴＴ_２をこのように算出した駆動時間の１／２としてもよい。

【0065】

次いで、ステップＳ１１３に移行すると、整準制御部３８は、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘの駆動を停止させ、ステップＳ１０９で設定した待機時間ＷＴ_２、レーザ投光器１０をステップＳ１１２後の傾斜状態に維持する。

【0066】

次いで、処理はステップＳ１０８に戻り、ステップＳ１１１においてＸ軸傾斜センサ４１ｘの検出角が±１″以内になるまで、ステップＳ１０８～Ｓ１１３を繰り返す（以下、この繰り返しの処理を微調整という。）。

【0067】

そして、ステップＳ１１１においてＸ軸傾斜センサ４１ｘの検出角が±１″以内になった場合（Ｙｅｓ）、整準動作が終了する。

【0068】

次に、第１の待機時間ＷＴ_１の設定について説明する。

【0069】

図５（ａ）は、ステップＳ１０１～Ｓ１０７までの、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの出力状態を示す線図である。実線Ｓ_０，Ｓ_４０は、それぞれ温度が０℃，４０℃の場合の出力状態（検出角）を示し、破線Ｑ_０，Ｑ_４０は、それぞれ温度が０℃，４０℃の場合のレーザ投光器１０の傾斜角を示す。なお、上記温度は、低温の場合と高温の場合との例示である。

【0070】

４０℃の場合、時間ｔ_１においてＸ軸傾斜センサ４１ｘが±３′以内を検出するまでは、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘは連続的に駆動する（ステップＳ１０１～Ｓ１０５）。時間ｔ_１においてＸ軸傾斜センサ４１ｘが+３′以内を検出すると（ステップＳ１０４）、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘは駆動を停止し、レーザ投光器１０の傾斜状態を維持する（ステップＳ１０６）。

【0071】

一方、０℃の場合、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘが＋３′以内を検出するのは時間ｔ_２となる。その後、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘは駆動を停止し、レーザ投光器１０の傾斜状態を維持する（ステップＳ１０６）。

【0072】

この時、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘは、０℃，４０℃の場合に、それぞれ応答遅れＤ_１－０，Ｄ_１－４０（以下、これらを代表して、応答遅れＤ_１という。）を示す。上記の通り、応答遅れＤ_１は温度による応答遅れＤ_Ｔが含む。それに加えて、応答遅れＤ_１は、傾動速度による応答遅れＤ_ｍｓを含む。

【0073】

傾動速度による応答遅れＤ_ｍｓは、傾動停止時の慣性力により、液面が安定しないこと等により起こり、傾動速度および傾動時間に依存する。

【0074】

図５（ｂ）は、ステップＳ１０５において、傾動速度が低速であると仮定した場合のＸ軸傾斜センサ４１ｘの出力状態を示す線図である。図５（ａ）と同様に実線Ｓ_０，Ｓ_４０は、それぞれ温度が０℃，４０℃の場合の出力状態（検出角）を示し、破線Ｑ_０，Ｑ_４０は、それぞれ温度が０℃，４０℃の場合のレーザ投光器１０の傾斜角を示す。

【0075】

図５（ｂ）のように傾動速度が低速であるならば、応答遅れＤ_１における、傾動速度による応答遅れＤ_ｍｓは無視できるほど小さく、応答遅れＤ_１は温度に依存するとみなすことができる。

【0076】

しかし、実際には、Ｘ軸傾斜用モータ３２ｘは、比較的高速、例えば最大速で駆動される。このため、傾動速度による応答遅れＤ_ｍｓは無視できないほど大きい。

【0077】

そのため、応答遅れＤ_１は、温度による応答遅れＤ_Ｔと、傾動速度Ｖ１による応答遅れＤ_ｍｓの和として式１のように表すことができる。
Ｄ_１＝Ｄ_Ｔ+Ｄ_ｍｓ (式１）

【0078】

傾動速度Ｖ_１による応答遅れＤ_ｍｓは、例えば式２のように表すことができる。
Ｄ_ｍｓ＝β×Ｔｄｔ （式２）
（ここで、βは傾動速度Ｖ_１に依存する係数を、ＴｄｔはＸ軸傾斜用モータ３２ｘの駆動時間を表す。）

【0079】

また、温度による応答遅れＤ_Ｔは、例えば式３のように表すことができる。
Ｄ_Ｔ＝αＴ+ｂ （式３）
（ここで、αは温度に依存する係数を、Ｔは温度を、ｂは定数を表す。）

【0080】

係数α、β、定数ｂは、実験、実測により予め求められる。例えば、温度を適宜変更して、既知の速度ｖ_１，ｖ_２・・・でＸ軸傾斜センサ４１ｘを傾動させた場合の、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの機械的な傾動速度に対する、検出角度の出力速度、出力値等を測定することにより求められる。

【0081】

このようにした求めた係数α，β、定数ｂ、および式１～式３より、各温度における応答遅れＤ_１が予め求め、関数、テーブル等、任意の形式で制御部６０の記憶装置に記憶させる。

【0082】

第１の待機時間ＷＴ_１（図中、符号ＷＴ_１-0，ＷＴ_１-40は、それぞれ温度が０℃，４０℃の場合の第１の待機時間を示す。）は、このようにして予め求められた応答遅れＤ_１の、ステップＳ１０１で取得した温度における応答遅れＤ_１に相当する時間として設定される。

【0083】

次に、第２の待機時間ＷＴ_２の設定について説明する。

【0084】

図６は、ステップＳ１０８以降の、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの出力状態を示す、図５に連続する線図であり、拡大したものである。図中時間ｔ_３～ｔ_８は、図５（ａ）における時間ｔ_１～ｔ_３に連続する時間を示し、ｔ_３は共通である。実線Ｓ_４0および破線Ｑ_４０は、それぞれ温度が４０℃の場合の、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの出力状態およびレーザ投光器１０の傾斜角を示し、それぞれ図５における実線Ｓ_４0および破線Ｑ_４０に連続する。なお、図５のＳ_０のように、時間ｔ_４において、検出される傾斜角が－の場合、－方向から０°へ向かう制御となるが、その挙動は制御の方向が反対であることを除き、温度が４０℃の場合の制御と同様であるので重複する説明は省略する。

【0085】

時間ｔ_２においてＸ軸傾斜センサの検出角が±３′以内を検出した後、第１の待機時間ＷＴ_１が経過すると、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘが±１″以内を検出するまで、傾斜角の検出（ステップＳ１１０）、駆動時間ＴＴ_２のＸ軸傾斜用モータ３２ｘの駆動（ステップＳ１１２）、および待機時間ＷＴ_２の待機（ステップＳ１１３）を繰り返す。駆動速度Ｖ_２，傾動時間ＴＴ_２および待機時間ＷＴ_２は、繰り返しの各回毎に、駆動速度Ｖ_２ａ，Ｖ_２ｂ，…、傾動時間ＴＴ_２ａ，ＴＴ_２ｂ，…および待機時間ＷＴ_２ａ，ＷＴ_２ｂ，…のように設定される。

【0086】

待機時間ＷＴ_２において、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘは、応答遅れＤ_２（図中の符号Ｄ_2ａ，Ｄ_２ｂは、それぞれ１回目および２回目のステップＳ１１３における応答遅れを示す。）を示す。

【0087】

ここで、応答遅れＤ_２も、応答遅れＤ_１と同様に、温度による応答遅れＤ_Ｔと、駆動速度による応答遅れＤ_ｍｓとの和として式４のように表すことが考えられる。
Ｄ_２＝Ｄ_Ｔ+Ｄ_ｍｓ (式４）

【0088】

しかし、ステップＳ１１２におけるＸ軸傾斜用モータ３２ｘの駆動速度Ｖ_２はＶ_１の１／５～１／５００程度と小さく、残りの角度も３′位内と小さいため、駆動速度Ｖ_２も、駆動時間ＴＴ_２も共に小さく、駆動速度による応答遅れＤ_ｍｓは無視できるほど小さい。

【0089】

この結果、応答遅れＤ_２は近似的に式５のように表せる。
Ｄ_２＝Ｄ_Ｔ＝αＴ+ｂ （式５）
（ここで、αは温度に依存する係数を、Ｔは温度を、ｂは定数を表し、式３のα、Ｔ，ｂと共通する。）

【0090】

予め求められた応答遅れＤ_２は、応答遅れＤ_１と同様に、関数、テーブル等、任意の形式で制御部６０の記憶装置に記憶される。

【0091】

第２の待機時間ＷＴ_２は、このようにして予め求められた応答遅れＤ_２の、ステップＳ１０８で取得した温度における応答遅れＤ_２に相当する時間として設定される。

【0092】

図７（ａ）は、整準動作全体のＸ軸傾斜センサ４１ｘの出力状態の１つの例を示す図である。実線Ｓおよび破線Ｑは、それぞれＸ軸傾斜センサ４１ｘの出力状態およびレーザ投光器１０の傾斜角を示す。

【0093】

図７（ａ）から、本実施の掲載の整準部３０によれば、レーザ投光器１０を０°を挟んだ±方向に繰り返し傾動することなく、検出角を±３′位内に導くことができ、機器本体を、０°を挟んだ±方向に繰り返し傾動する従来の整準方法に比べて、短時間で検出角の範囲が±３′位内になるように導けることがわかる。

【0094】

また、微調整においても、温度および応答遅れに基いた第２の待機時間ＷＴ_２を採用しているため、微調整の時間も短縮されていることがわかる。

【0095】

図７（ｂ）は、整準動作全体のＸ軸傾斜センサ４１ｘの出力状態の１つの例を示す図である。図７（ａ）と同様に、実線Ｓおよび破線Ｑは、それぞれＸ軸傾斜センサ４１ｘの出力状態およびレーザ投光器１０の傾斜角を示す。本例では、１度目の－方向への傾動後の待機時間ＷＴ_１ａ経過後には、傾斜角が、±３′以内に収まらず、レーザ投光器１０は、－方向に大きく傾動している。このような場合であっても、＋方向への傾動および、待機時間ＷＴ_１ｂの待機を行うことにより、機器本体を、０°を挟んだ±方向に繰り返し傾動することなく検出角を±３′位内に導くことができることがわかる。

【0096】

このように、本実施の形態に係る整準部３０によれば、温度センサ５０を用いて、Ｘ軸傾斜センサ４１ｘの温度データを取得し、該温度データと予め求められた応答遅れＤ_１とに基いて第１の待機時間ＷＴ_１を設定するので、温度による応答遅れＤ_Ｔと駆動速度による応答遅れＤ_ｍｓの両方を考慮した第１の待機時間ＷＴ_１を設定することができる。したがって、過不足のない最適な待機時間の設定ができる。

【0097】

最適な待機時間の設定ができるので、迅速にかつ安定して、検出角が所定範囲内になるように傾斜用モータを制御することができる。この結果、機器本体を、０°を挟んだ±方向に繰り返し傾動しなくても、検出角を所定範囲とすることができるので、所定範囲の検出角まで水平に近づけるための時間を短縮することができる。この結果、整準動作全体の時間を短縮することができ、迅速かつ安定した自動整準が可能となる。

【0098】

また、本実施の形態に係る整準部３０によれば、温度センサ５０により取得した温度データと、予め求められた応答遅れＤ_２とに基いて第２の待機時間ＷＴ_２（ＷＴ_２ａ，ＷＴ_２ｂ，…）を設定するので、微調整の段階でも過不足のない最適な待機時間を設定することができる。

【0099】

微調整の段階においても最適な待機時間の設定ができるので、微調整に係る時間を短縮することができる。この結果、整準動作全体の時間を短縮することができ、迅速かつ安定した自動整準が可能となる。

【0100】

（変形例）
なお、ステップＳ１０８を省略し、ステップＳ１０９では、ステップＳ１０１において取得した温度を用いて第２の待機時間ＷＴ_２を設定してもよい。

【0101】

また、ステップＳ１０５において、図４に破線矢印で示すように、ステップＳ１０１に戻るのに代えて、ステップＳ１０３に戻り、２度目以降のステップＳ１０１およびＳ１０２を省略し、ステップＳ１０６では、最初のステップＳ１０２において設定した第１の待機時間ＷＴ_１を用いてもよい。

【0102】

また、ステップＳ１１２において、図４に破線矢印で示すように、ステップＳ１０８に戻るのに代えてステップＳ１１０に戻り、２度目以降のステップＳ１０８およびＳ１０９を省略し、ステップＳ１１３では、最初のステップＳ１０９において設定した第２の待機時間ＷＴ_２を用いてもよい。

【0103】

しかし、回転レーザ装置１００等の測量機は、気温の変動の大きい環境下で使用されることも多いので、待機の毎に温度を取得し待機時間を設定するように構成すると、より的確な待機時間を設定することができるという点でより有利である。

【0104】

なお、上記の実施の形態においては、機器本体が＋側に傾いている状態から整準動作を行う例について述べたが、機器本体が－側に傾いている状態からでも、同様に整準動作を行うことができる。

【0105】

以上、本発明の好ましい実施の形態に係る整準装置（整準部３０）を、回転レーザ装置１００に適用した例について述べたが、本実施の形態に係る整準装置（整準部３０）は、回転レーザ装置１００に関わらず、種々の測量機の適用することが可能であり、また、測量機に関わらず測定時に水平状態に設置することを要求される種々の装置に用いることができる。

【0106】

また、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】

【0107】

１ 回転レーザ装置本体（機器本体）
３０ 整準部（整準装置）
３２ｘ Ｘ軸傾斜用モータ（モータ）
３２ｙ Ｙ軸傾斜用モータ（モータ）
３８ 整準制御部（制御部）
４０ 傾斜センサ
４１ｘ Ｘ軸傾斜センサ
４１ｙ Ｙ軸傾斜センサ
５０ 温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】