CN109798879A - 测量装置以及测量装置系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量装置以及测量装置系统。具有：测距光射出部；光接收部，对反射测距光和背景光进行光接收；测距部，对所述反射测距光进行光接收来进行测距；图像摄像部，对背景光进行光接收，取得背景图像；光轴偏向部，使所述测距光的光轴和所述背景光的光轴整体偏向；以及运算控制部，对该光轴偏向部进行控制，所述光轴偏向部具有：驱动部，使一对磁盘棱镜个别地旋转；以及射出方向检测部，对所述各磁盘棱镜的旋转角度进行检测。

Description

测量装置以及测量装置系统

技术领域

本发明涉及具有跟踪功能的测量装置以及测量装置系统。

背景技术

作为具有跟踪功能的测量装置而存在全站仪。在全站仪中，使用兼作测距光学系统的高倍率的望远镜瞄准测定对象，执行测定，进而使望远镜水平旋转/铅垂旋转，瞄准不同的测定对象等，按照不同的每个测定对象依次瞄准来执行测定。或者，在全站仪中，追踪测定对象的移动来使望远镜水平旋转/铅垂旋转，一边跟踪测定对象一边瞄准测定对象来执行测定。

可是，望远镜的倍率高且视角非常窄到2°左右，进而望远镜自身惯性（inertia）较大。进而，望远镜的支承机构要求高的刚性，因此，支承机构部也具有较大的惯性。

因此，在测定对象的变更时，使望远镜高速地水平旋转/铅垂旋转，难以迅速地瞄准测定对象，在进一步跟踪的情况下测定对象的移动快的情况下，存在不能追踪移动而测定对象从望远镜的视野偏离的情况。一旦当测定对象从视野偏离时，由于望远镜的视角窄，所以到再次捕捉测定对象花费时间，成为测定的作业性降低的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于提供能够以高速度瞄准测定对象的测量装置以及测量装置系统。

为了达成上述目的，本发明的测量装置具有：测距光射出部，射出测距光；光接收部，对所述测距光被测定对象回归反射后的反射测距光和与该反射测距光同轴地入射的背景光进行光接收；测距部，对所述反射测距光进行光接收来进行测距；图像摄像部，对从所述反射测距光分离的背景光进行光接收，取得背景图像；光轴偏向部，使所述测距光的光轴和所述背景光的光轴整体偏向；以及运算控制部，对该光轴偏向部进行控制，所述光轴偏向部具有：将多个棱镜柱平行地排列的一对磁盘棱镜；旋转驱动部，使该磁盘棱镜个别地旋转；以及射出方向检测部，对所述各磁盘棱镜的旋转角度进行检测。

此外，在优选实施例的测量装置中，所述测距光的波长与所述背景光的波长不同，所述运算控制部基于该波长特性、所述射出方向检测部的检测结果而在所述图像摄像部所取得的图像上对相对于由于所述光轴偏向部的波长特性产生的测距光轴的、光轴偏离进行校正。

此外，优选实施例的测量装置具备广角摄像部，所述广角摄像部取得广角图像，该广角摄像部的光轴与测距光轴平行且具有已知的关系，所述运算控制部基于测定点的测定时的由所述光轴偏向部得到的所述测距光轴的偏转角，在广角图像上示出测定点的测定位置。

此外，优选实施例的测量装置具有跟踪部，所述跟踪部以与所述测距光相同光轴照射跟踪光，从测定对象光接收反射跟踪光来进行跟踪，所述背景光包含所述跟踪光的波长，兼用所述图像摄像部和所述跟踪部。

此外，在优选实施例的测量装置中，从所述反射测距光分离所述背景光的光学构件将所述反射测距光以外的波长分离，所述图像摄像部所取得的背景图像为RGB的彩色图像，基于所述光轴偏向部的控制信息来校正RGB的图像偏差。

此外，本发明的测量装置被构成为具有：测距光射出部，射出测距光；光接收部，对所述测距光被测定对象回归反射后的反射测距光和与该反射测距光同轴地入射的反射跟踪光进行光接收；测距部，对所述反射测距光进行光接收来进行测距；跟踪部，以与测距光轴相同光轴射出跟踪光，对从所述反射测距光分离的所述反射跟踪光进行光接收，对该反射跟踪光与所述测距光轴的偏差进行检测，基于该偏差来运算跟踪控制信息来进行跟踪；光轴偏向部，使所述测距光和所述跟踪光整体偏向；以及运算控制部，对该光轴偏向部进行控制，将所述测距光轴朝向测定对象来进行测定，所述光轴偏向部具有：将多个棱镜柱平行地排列的一对磁盘棱镜；旋转驱动部，使该磁盘棱镜个别地旋转；以及射出方向检测部，对所述各磁盘棱镜的旋转角度进行检测，所述跟踪控制信息包含所述射出方向检测部的检测结果，基于所述跟踪控制信息来控制所述光轴偏向部。

此外，在优选实施例的测量装置中，所述测距光的波长与所述跟踪光的波长不同，所述运算控制部基于该波长特性、所述射出方向检测部的检测结果而在所述跟踪部所取得的图像上对相对于由于所述光轴偏向部的波长特性产生的测距光轴的、光轴偏离进行校正，基于校正结果来执行跟踪。

此外，在优选实施例的测量装置中，所述跟踪光具有相对于由于所述光轴偏向部的波长特性产生的测距光轴的、最大的光轴偏离以上的宽度。

此外，本发明的测量装置系统被构成为具备：上述任一个测量装置；支承装置，用于设置该测量装置；以及作为所述测量装置的支承部的设置台单元，该设置台单元具有：旋转驱动部，将所述测量装置沿水平方向、铅垂方向旋转驱动；以及角度检测器，对水平旋转角、铅垂旋转角进行检测，所述运算控制部对所述光轴偏向部的旋转驱动部进行控制来执行测定对象的跟踪，并且，对所述设置台单元的所述旋转驱动部和所述光轴偏向部的所述旋转驱动部进行控制，以使测距光轴的偏向角为0。

根据本发明，具有：测距光射出部，射出测距光；光接收部，对所述测距光被测定对象回归反射后的反射测距光和与该反射测距光同轴地入射的背景光进行光接收；测距部，对所述反射测距光进行光接收来进行测距；图像摄像部，对从所述反射测距光分离的背景光进行光接收，取得背景图像；光轴偏向部，使所述测距光的光轴和所述背景光的光轴整体偏向；以及运算控制部，对该光轴偏向部进行控制，所述光轴偏向部具有：将多个棱镜柱平行地排列的一对磁盘棱镜；旋转驱动部，使该磁盘棱镜个别地旋转；以及射出方向检测部，对所述各磁盘棱镜的旋转角度进行检测，因此，变更测距光轴的前述磁盘棱镜为轻量，能够进行高速旋转、高响应，在存在瞄准方向的变更的情况下能够迅速地应对。

此外，根据本发明，被构成为具有：测距光射出部，射出测距光；光接收部，对所述测距光被测定对象回归反射后的反射测距光和与该反射测距光同轴地入射的反射跟踪光进行光接收；测距部，对所述反射测距光进行光接收来进行测距；跟踪部，以与测距光轴相同光轴射出跟踪光，对从所述反射测距光分离的所述反射跟踪光进行光接收，对该反射跟踪光与所述测距光轴的偏差进行检测，基于该偏差来运算跟踪控制信息来进行跟踪；光轴偏向部，使所述测距光和所述跟踪光整体偏向；以及运算控制部，对该光轴偏向部进行控制，将所述测距光轴朝向测定对象来进行测定，所述光轴偏向部具有：将多个棱镜柱平行地排列的一对磁盘棱镜；旋转驱动部，使该磁盘棱镜个别地旋转；以及射出方向检测部，对所述各磁盘棱镜的旋转角度进行检测，所述跟踪控制信息包含所述射出方向检测部的检测结果，基于所述跟踪控制信息来控制所述光轴偏向部，因此，对测距光轴进行偏向的前述磁盘棱镜为轻量，能够进行高速旋转、高响应，能够以高速且高响应进行跟踪。

进而此外，根据本发明，被构成为具备：上述任一个测量装置；支承装置，用于设置该测量装置；以及作为所述测量装置的支承部的设置台单元，该设置台单元具有：旋转驱动部，将所述测量装置沿水平方向、铅垂方向旋转驱动；以及角度检测器，对水平旋转角、铅垂旋转角进行检测，所述运算控制部对所述光轴偏向部的旋转驱动部进行控制来执行测定对象的跟踪，并且，对所述设置台单元的所述旋转驱动部和所述光轴偏向部的所述旋转驱动部进行控制，以使测距光轴的偏向角为0，因此，对测距光轴进行偏向的前述磁盘棱镜为轻量，能够进行高速旋转、高响应，能够以高速且高响应进行跟踪，并且，能够进行大范围中的跟踪。

附图说明

图1是本发明的实施例的测量装置系统的外观图。

图2是该测量装置系统中的测量装置的正面图。

图3是该测量装置的概略结构图。

图4是该测量装置中的光轴偏向部的主要部分放大图。

图5是该测量装置的光学系统的主要部分结构图。

图6是示出光学系统中的折射率不同的跟踪光和测距光的举动的说明图。

图7是示出由本实施例的光轴偏向部偏向的波长不同的光线间的偏向角与偏转角（deflection angle）差的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图并对本发明的实施例进行说明。

根据图1、图2、图3来说明本发明的实施例的测量装置系统。

在图1中，1为测量装置系统，O表示光轴未被偏向的状态下的测距光轴，将此时的测距光轴作为基准光轴。

前述测量装置系统1主要具有：作为支承装置的三脚架2、测量装置3、作为该测量装置3的支承部的设置台单元4。

该设置台单元4被安装于前述三脚架2的上端，前述测量装置3被前述设置台单元4以能沿上下方向、左右方向分别旋转的方式支承。

如图2所示那样，前述设置台单元4具有在前述三脚架2的上端固定的台座5、在该台座5固定而安装的水平基盘6、以能沿水平方向旋转的方式设置于该水平基盘6的托架部7。在该托架部7中以能沿铅垂方向旋转的方式安装有前述测量装置3。

从前述托架部7的下表面突出设置水平旋转轴8，该水平旋转轴8经由轴承（未图示）自由旋转地嵌合于前述水平基盘6。前述托架部7为以前述水平旋转轴8为中心沿水平方向自由旋转。

此外，在该水平旋转轴8与前述水平基盘6之间设置有对水平角（将前述水平旋转轴8作为中心的旋转方向的角度）进行检测的水平角检测器9（例如编码器（encoder））。通过该水平角检测器9检测前述托架部7相对于前述水平基盘6的水平方向的相对旋转角。

在前述水平基盘6中以与前述水平旋转轴8同心的方式固定水平旋转齿轮11，水平小齿轮（pinion gear）12与该水平旋转齿轮11啮合。在前述托架部7中设置有作为水平旋转驱动部的水平电动机13，前述水平小齿轮12被固定于前述水平电动机13的输出轴。

利用该水平电动机13的驱动，前述水平小齿轮12进行旋转，该水平小齿轮12绕前述水平旋转齿轮11公转。进而，前述水平电动机13、前述托架部7和前述测量装置3整体地进行旋转。于是，利用前述水平电动机13将前述测量装置3沿水平方向旋转。

前述托架部7为具有凹部的凹形状，在凹部收纳有前述测量装置3。该测量装置3经由铅垂旋转轴14被前述托架部7支承，前述测量装置3为以前述铅垂旋转轴14为中心沿铅垂方向自由旋转。

在前述铅垂旋转轴14的一端嵌合、固定有铅垂旋转齿轮15，小齿轮16与该铅垂旋转齿轮15啮合。该小齿轮16被固定于作为在前述托架部7设置的铅垂旋转驱动部的铅垂电动机17的输出轴。该铅垂电动机17被驱动，由此，旋转前述小齿轮16，进而，经由前述铅垂旋转齿轮15、前述铅垂旋转轴14将前述测量装置3沿铅垂方向旋转。

此外，在前述铅垂旋转轴14与前述托架部7之间设置有对铅垂角（将前述铅垂旋转轴14作为中心的旋转方向的角度）进行检测的铅垂角检测器18（例如编码器）。通过该铅垂角检测器18检测前述测量装置3相对于前述托架部7的铅垂方向的相对旋转角。

前述水平电动机13、前述铅垂电动机17被第二电动机驱动器32（后述）驱动，经由该第二电动机驱动器32被作为控制部的运算控制部26（后述）在需要的定时以成为需要的旋转量的方式驱动控制。

前述水平电动机13的旋转量（即，前述托架部7的水平角）由前述水平角检测器9检测。前述铅垂电动机17的旋转量（即，前述测量装置3的铅垂角）由前述铅垂角检测器18检测。

于是，前述测量装置3的水平角、铅垂角分别由前述水平角检测器9、前述铅垂角检测器18检测，将检测结果分别向前述运算控制部26输入。再有，通过前述水平电动机13和前述铅垂电动机17构成旋转驱动部。

通过前述水平角检测器9和前述铅垂角检测器18构成对前述测量装置3的铅垂旋转角和水平旋转角进行检测的角度检测器即方向角检测器。

根据图3、图4来对前述测量装置3进一步进行说明。

该测量装置3主要具备测距光射出部21、光接收部22、跟踪部23、广角摄像部24、测距运算部25、前述运算控制部26、存储部27、姿势检测部28、射出方向检测部29、第一电动机驱动器31、前述第二电动机驱动器32、摄像控制部34、图像处理部35、显示部36、光轴偏向部37，将它们收纳于框体40来整体化。再有，前述测距光射出部21、前述光接收部22、前述测距运算部25、前述光轴偏向部37等构成作为光波测距仪发挥作用的测距部38。

作为前述控制运算部26而使用通用CPU或对于本装置特殊化后的CPU。此外，作为前述存储部27而使用HDD等磁存储介质、CD等光学存储介质、存储器卡等半导体存储器。

前述姿势检测部28对前述测量装置3相对于水平或铅垂的倾斜进行检测，将检测结果向前述运算控制部26输入。此外，作为前述姿势检测部28而使用倾斜传感器等倾斜检测器，进而，能够使用日本特开2017-106813号公报所公开的姿势检测部。日本特开2017-106813号公报的姿势检测器能够实时地检测全部方向360°以上的倾斜。

前述测距光射出部21具有射出光轴41，在该射出光轴41上设置有发光元件42例如激光二极管（LD）。此外，在前述射出光轴41上设置有投射透镜43。进而，利用在前述射出光轴41上设置的作为偏向光学构件的分束器（beam splitter）44和在光接收光轴45（后述）上设置的作为偏向光学构件的反射镜46将前述射出光轴41偏向以使与前述光接收光轴45一致。前述分束器44具有对测距光47进行反射并且透射该测距光47以外的波长的光的光学特性。通过前述分束器44和前述反射镜46构成射出光轴偏向部。

前述发光元件42对激光光线进行脉冲发光或者对激光光线进行突发发光（burst-emit）。前述测距光射出部21将从前述发光元件42发出的脉冲激光光线（或突发发光的激光光线）射出为前述测距光47。再有，在日本特开2016-161411号公报中记载了突发发光。

对前述光接收部22进行说明。作为该光接收部22而使用光电二极管（PD）或雪崩光电二极管（avalanche photodiode）（APD）。来自测定对象的反射测距光48入射到该光接收部22中。前述光接收部22具有前述光接收光轴45。由前述分束器44、前述反射镜46偏向后的前述射出光轴41与该光接收光轴45一致。

再有，使该射出光轴41与前述光接收光轴45一致的状态为测距光轴49（参照图1）。

在该测距光轴49上配设有前述光轴偏向部37。透射该光轴偏向部37的中心的笔直的光轴成为前述基准光轴O。该基准光轴O与未由前述光轴偏向部37偏向时的前述射出光轴41、前述光接收光轴45、跟踪光轴（后述）和前述测距光轴49一致。

前述反射测距光48透射前述光轴偏向部37，入射到前述光接收光轴45上。此外，成像透镜51被配设在前述光接收光轴45上。此外，在前述光接收光轴45上设置有光接收元件52例如光电二极管（PD）或雪崩光电二极管（APD）。前述成像透镜51在前述光接收元件52将前述反射测距光48成像。该光接收元件52对前述反射测距光48进行光接收，产生光接收信号。光接收信号被输入到前述测距运算部25中，该测距运算部25基于光接收信号来进行到测定对象的测距。

对前述跟踪部23进行说明。该跟踪部23具有跟踪光轴54，该跟踪光轴54透射前述分束器44，与前述射出光轴41一致。

在前述跟踪光轴54上设置有跟踪光源55、投射透镜56，从前述跟踪光源55发出的跟踪光57为可见光或不可见光，该跟踪光57具有与前述测距光47不同的波长，透射前述分束器44。透射该分束器44后的前述跟踪光57被前述反射镜46偏向以使与前述测距光轴49一致，通过前述光轴偏向部37射出。因此，从前述测量装置3射出的跟踪光的光轴与前述测距光轴49为同一光轴。

在透射前述光轴偏向部37后的前述光接收光轴45上设置有作为偏向光学构件的分束器58。该分束器58为具有仅透射测距光并且对跟踪光或测距光以外的波长的光线进行反射的光学特性、将测距光和跟踪光分离的波长选择光学构件。

利用前述分束器58从前述光接收光轴45分路、偏向后的跟踪光接收光轴54’被反射镜59朝向跟踪光接收元件60。

该跟踪光接收元件60对由测定对象反射的反射跟踪光进行光接收，发出光接收信号，将该光接收信号向跟踪运算部61输入。该跟踪运算部61根据在前述跟踪光接收元件60上的反射跟踪光的光接收位置运算跟踪所需要的跟踪控制信息。

再有，作为跟踪控制信息，例如为以下信息：用于运算在前述跟踪光接收元件60上的跟踪光接收光轴54’与光接收位置的位置的偏差、偏差的方向，使光接收位置的位置与跟踪光接收光轴54’一致。在跟踪控制信息中，包含基于光接收位置的位置的偏差、偏差的方向的运算结果来对磁盘棱镜（disk prism）63、64（后述）各自的旋转量、旋转方向进行控制的、前述光轴偏向部37的控制信息。

前述跟踪运算部61将跟踪控制信息向前述运算控制部26输入。该运算控制部26基于跟踪控制信号来控制前述光轴偏向部37来执行跟踪。再有，前述跟踪运算部61也可以基于跟踪控制信号来控制前述光轴偏向部37来执行跟踪。作为前述跟踪运算部61而使用通用CPU或对于跟踪特殊化后的CPU。

再有，作为前述跟踪光源55而使用例如激光二极管（LD）也可或者通过光纤导出从激光二极管发出的光线，将光纤的射出端面作为跟踪光源也可。

再有，在图3中未图示，但是，将前述光接收光轴45或前述跟踪光接收光轴54’分路，在分路后的光轴上配设成像透镜（未图示）、摄像元件（未图示），设置窄角（narrowangle）摄像部（未图示）也可。

此外，包含测定对象的背景光与跟踪光一起入射到前述跟踪部23中。前述跟踪光接收元件60对跟踪光以及该背景光进行光接收，取得包含测定对象的背景图像。因此，前述跟踪部23、前述跟踪光接收元件60等也作为取得测定对象部分的背景图像的窄角图像摄像部发挥作用。前述背景光的光轴与跟踪光的光轴一致，利用前述光轴偏向部37将前述背景光的光轴与测距光的光轴整体偏向。

于是，将前述跟踪部23兼用作窄角摄像部，将从前述跟踪光接收元件60得到的图像取得为窄角图像，将该窄角图像取得为前述测距光轴49的瞄准（sight）位置的背景图像也可。

再有，在前述分束器58仅反射跟踪光的情况下，背景图像成为单色图像，在前述分束器58反射测距光以外的波长的光的情况下，背景图像成为彩色图像。

进而，在将前述跟踪部23兼用作窄角摄像部的情况下执行跟踪的状态下，点亮前述跟踪光源55，照射跟踪光。前述跟踪光接收元件60对反射跟踪光以及背景光进行光接收。因此，前述跟踪部23能够取得跟踪状态的跟踪用图像。此外，在不进行跟踪的状态下熄灭前述跟踪光源55，使用前述跟踪光接收元件60光接收瞄准位置的背景光也可。在该情况下，前述跟踪部23仅作为窄角摄像部发挥作用，取得瞄准方向（测距光轴的方向）的窄角背景图像。

前述跟踪部23、前述光接收部22等所构成的光学系统相当于以往的全站仪（totalstation）的跟踪系统。因此，经由前述光学系统摄像的窄角摄像部的视角窄到3°左右，取得的图像成为测定点和测定点附近的狭小的范围的图像。再有，倍率高，因此，图像自身为测定点附近的放大图像。

参照图4来对前述光轴偏向部37进行说明。

该光轴偏向部37由一对前述磁盘棱镜63、64构成。该磁盘棱镜63、64分别为相同直径的圆形板，在前述光接收光轴45上以与该光接收光轴45正交的方式同心地配置。此外，以规定间隔平行地配置前述磁盘棱镜63、64。前述磁盘棱镜63由光学玻璃成形，具有平行地配置的多个棱镜柱（例如，3个棒状的三棱镜（triangular prism）、以下三棱镜）65a、65b、65c。同样地，前述磁盘棱镜64由光学玻璃成形，具有平行地配置的多个棱镜柱（例如，棒状的三棱镜、以下三棱镜）66a、66b、66c。再有，前述三棱镜65a、65b、65c和前述三棱镜66a、66b、66c全部具有相同偏转角的光学特性。

再有，位于中心的前述三棱镜65a、66a的宽度比前述测距光47的光束直径大，该测距光47透射前述三棱镜65a、66a。

前述光轴偏向部37的中央部（前述三棱镜65a、66a）为前述测距光47透射而射出的第一光轴偏向部即测距光偏向部。前述光轴偏向部37的除了中央部之外的部分（前述三棱镜65a、66a的两端部和前述三棱镜65b、65c、前述三棱镜66b、66c）为前述反射测距光48透射而入射的第二光轴偏向部即反射测距光偏向部。

分别以前述光接收光轴45为中心独立地个别地以能旋转的方式配设有前述磁盘棱镜63、64。前述磁盘棱镜63、64通过独立地控制旋转方向、旋转量、旋转速度，从而将射出的前述测距光47的前述射出光轴41向任意的方向偏向，此外，将光接收的前述反射测距光48的前述光接收光轴45与前述射出光轴41平行地偏向。

前述磁盘棱镜63、64的外形形状分别为将前述光接收光轴45（基准光轴O）作为中心的圆形。此外，考虑前述反射测距光48的宽度，以能够取得充分的光量的方式设定了前述磁盘棱镜63、64的直径。

在前述磁盘棱镜63的外周嵌入设置环齿轮67，在前述磁盘棱镜64的外周嵌入设置环齿轮68。

驱动齿轮69与前述环齿轮67啮合，该驱动齿轮69被固定于电动机71的输出轴。同样地，驱动齿轮72与前述环齿轮68啮合，该驱动齿轮72被固定于电动机73的输出轴。前述电动机71、73与前述第一电动机驱动器31电连接。

作为前述电动机71、73而使用能够检测旋转角的电动机或进行与驱动输入值对应的旋转的电动机例如脉冲电动机。或者，使用对电动机的旋转量（旋转角）进行检测的旋转角检测器例如编码器等来检测前述电动机71、73的旋转量也可。分别检测该电动机71、73的旋转量，前述运算控制部26经由前述第一电动机驱动器31个别地控制前述电动机71、73。再有，关于旋转量、旋转角的检测，将编码器直接分别安装于环齿轮67、68，利用编码器直接检测前述环齿轮67、68的旋转角也可。

前述驱动齿轮69、72、前述电动机71、73被设置于不与前述测距光射出部21等、其他的结构不干扰的位置例如前述环齿轮67、68的下侧。

前述投射透镜43、前述分束器44、前述反射镜46、前述测距光偏向部等构成测距投射光学系统。此外，前述投射透镜56、前述反射镜46、前述测距光偏向部等构成跟踪投射光学系统，由前述反射镜46偏向后的前述跟踪光轴54与前述测距光轴49一致。此外，前述反射测距光偏向部、前述成像透镜51等构成光接收光学系统。

前述测距运算部25对前述发光元件42进行控制，使该发光元件42将激光光线作为前述测距光47脉冲发光或突发发光（间歇发光）。利用前述三棱镜65a、66a（测距光偏向部）以该测距光47朝向测定对象的方式将前述射出光轴41偏向。前述测距光轴49在瞄准了测定对象的状态下进行测距。

从前述测定对象反射的前述反射测距光48经由前述三棱镜65b、65c和前述三棱镜66b、66c（反射测距光偏向部）、前述成像透镜51入射，被前述光接收元件52光接收。该光接收元件52将光接收信号向前述测距运算部25送出。该测距运算部25基于来自前述光接收元件52的光接收信号，按照每个脉冲光进行测定点（被照射测距光的点）的测距，将测距数据储存在前述存储部27中。

前述射出方向检测部29对向前述电动机71、73输入的驱动脉冲进行计数，由此，检测前述电动机71、73的旋转角。或者，前述射出方向检测部29基于来自编码器的信号来检测前述电动机71、73的旋转角。此外，前述射出方向检测部29基于前述电动机71、73的旋转角来运算前述磁盘棱镜63、64的旋转位置。进而，前述射出方向检测部29基于前述磁盘棱镜63、64的折射率和旋转位置，运算各脉冲光的每一个的前述测距光47相对于前述基准光轴O的偏转角、射出方向（偏向方向）。将运算结果（测角结果）与测距结果相关联地输入到前述运算控制部26中。再有，在对前述测距光47进行突发发光的情况下，按照每个间歇测距光执行测距。

前述运算控制部26通过对前述电动机71、73各自的旋转量、旋转方向进行控制，从而能够控制利用前述光轴偏向部37的前述测距光轴49的偏向量、偏向方向。此外，前述运算控制部26对前述电动机71、73各自的旋转方向、旋转速度、前述电动机71、73间的旋转比进行控制，由此，动态地控制由前述光轴偏向部37造成的偏向作用，能够使前述测距光轴49沿任意的方向以任意的图案扫描。

图4示出了前述三棱镜65a、66a、前述三棱镜65b、65c、66b、66c位于相同方向的状态，在该状态下得到最大的偏转角（例如，±20°）。此外，在前述磁盘棱镜63、64的任一个旋转180°后的位置得到最小的偏转角，该磁盘棱镜63、64的相互的光学作用被抵消，偏转角为0°。因此，经由前述磁盘棱镜63、64射出、光接收的脉冲激光光线的光轴（前述测距光轴49）与前述基准光轴O一致。

从前述发光元件42发出前述测距光47。该测距光47被前述投射透镜43做成平行光束，透射前述测距光偏向部（前述三棱镜65a、66a）朝向测定对象射出。在此，通过透射前述测距光偏向部，从而前述测距光47被前述三棱镜65a、66a向需要的方向偏向而射出。

通过前述测定对象反射的前述反射测距光48透射前述反射测距光偏向部而入射，被前述成像透镜51聚光于前述光接收元件52。

前述反射测距光48透射前述反射测距光偏向部，由此，前述反射测距光48的光轴被前述三棱镜65b、65c和前述三棱镜66b、66c偏向以使与前述光接收光轴45一致。

利用前述磁盘棱镜63的旋转位置和前述磁盘棱镜64的旋转位置的组合，能够任意地变更射出的前述测距光47的偏向方向、偏转角。

此外，在将前述磁盘棱镜63和前述磁盘棱镜64的位置关系固定的状态下（即，在将由前述磁盘棱镜63和前述磁盘棱镜64得到的偏转角固定的状态下），利用前述电动机71、73将前述磁盘棱镜63和前述磁盘棱镜64整体地旋转。在该情况下，透射前述测距光偏向部后的前述测距光47描绘的轨迹为将前述基准光轴O作为中心的圆。

前述运算控制部26根据前述测距光47的偏向、射出方向即根据前述射出方向检测部29的检测结果来运算测定点相对于前述基准光轴O的水平角、铅垂角。进而，前述运算控制部26通过将关于测定点的水平角、铅垂角与前述测距数据相关联，从而能够求取测定对象的三维数据。

进而此外，在需要超过由前述光轴偏向部37得到的最大偏向角的方向角的情况下，前述运算控制部26经由第二电动机驱动器32控制前述水平电动机13、前述铅垂电动机17，将前述测距光47向测定点照射。

在该情况下，基于前述测定点相对于前述基准光轴O的水平角、铅垂角和前述水平角检测器9、前述铅垂角检测器18检测出的前述基准光轴O相对于水平（或铅垂）的水平角、铅垂角，求取测定点的实际的水平角、铅垂角（相对于水平（或铅垂）的水平角、铅垂角）。进而，前述运算控制部26通过将实际的水平角、铅垂角与前述测距数据相关联，从而能够求取测定对象的三维数据。

于是，前述测量装置3作为全站仪发挥作用。

前述广角摄像部24具有与前述测量装置3的前述基准光轴O平行的摄像光轴75和配置于该摄像光轴75的摄像透镜76。前述广角摄像部24为具有与由前述磁盘棱镜63、64得到的最大偏转角（例如±20°）大致相同的视角或者具有比该磁盘棱镜63、64的最大偏转角大的视角例如50°~60°的视角的摄像机，前述广角摄像部24取得包含由前述光轴偏向部37得到的最大偏向范围的图像数据。

前述摄像光轴75与前述射出光轴41和前述基准光轴O的关系是已知的。即，前述摄像光轴75与前述射出光轴41和前述基准光轴O平行，此外，各光轴间的距离为已知的值。此外，前述广角摄像部24能够取得活动图像或连续图像。

作为前述摄像控制部34而使用通用CPU或对于本装置特殊化的CPU，或者，作为前述摄像控制部34分配前述运算控制部26的一部分的功能也可。前述摄像控制部34对前述广角摄像部24的摄像进行控制。前述摄像控制部34在前述广角摄像部24对前述活动图像或连续图像进行摄像的情况下，取取得构成该活动图像或连续图像的帧图像的定时和由前述测量装置3测距的定时（按照每个脉冲激光光线进行测距的定时）的同步，进而，在利用前述窄角摄像部（未图示）取得图像的情况下，取与通过该窄角摄像部取得图像的定时的同步。前述运算控制部26也执行图像与测定数据（测距数据、测角数据）的相关联。再有，该运算控制部26取与前述广角摄像部24的摄像定时、前述测量装置3的测距定时、前述窄角摄像部的摄像定时的同步也可。

前述广角摄像部24的摄像元件77为作为像素的集合体的CCD或CMOS传感器，各像素能够特别指定在图像元件上的位置。例如，各像素具有将前述摄像光轴75作为原点的坐标系下的像素坐标，由该像素坐标特别指定在像素元件上的位置。此外，来自各像素的信号包含光接收信号和像素坐标的信息。

进而，前述广角摄像部24的前述摄像光轴75与前述基准光轴O平行，进而，前述摄像光轴75与前述基准光轴O处于已知的关系，因此，特别指定在前述摄像元件77上的位置，由此，能够针对特别指定的位置检测相对于前述基准光轴O的偏转角。

前述图像处理部35针对由前述广角摄像部24取得的图像数据进行边缘提取处理、特征点的提取、测定对象的检测、图像跟踪处理（image tracking processing）、图像匹配等图像处理，此外，根据图像数据制作浓淡图像。

前述显示部36显示由前述广角摄像部24取得的图像，此外，显示由前述窄角摄像部取得的图像。此外，前述显示部36对显示画面进行分割，在一部分显示由前述广角摄像部24取得的广角图像，在另一部分扩大显示由前述窄角摄像部取得的窄角图像。

或者，前述显示部36将窄角图像叠加于广角图像来进行显示。此外，广角图像中的窄角图像的显示位置为窄角图像的方向角（即，前述测距光轴49的方向角）与在广角图像内的方向角一致的位置。通过将窄角图像叠加于广角图像，从而能够容易识别测定了测定对象的哪个位置。

再有，作为将窄角图像叠加于广角图像来进行显示的方法，采用以相同倍率显示广角图像和窄角图像或者使用点示出显示有窄角图像的位置或者使用箭头等记号示出等、各种方法。

此外，前述显示部36显示测定状况、测定数据等。再有，前述显示部36被做成触摸面板，也作为操作部发挥作用。此外，能够使具备触摸面板功能的前述显示部36相对于前述测量装置3拆装，能够使由前述显示部36进行的远距离操作可能也可。

在前述存储部27中储存有：用于对前述发光元件42的发光定时进行控制的程序、用于对前述光轴偏向部37的旋转进行控制的程序、用于基于前述反射测距光48的光接收定时来分别执行测距的程序、用于基于前述磁盘棱镜63、64的折射率和旋转位置来分别执行测角的程序、用于基于测距结果和测角结果来运算测定对象面的三维数据的程序、用于对由前述广角摄像部24进行的摄像进行控制的程序、用于基于前述姿势检测部28的检测结果来检测前述测量装置3的姿势的程序、用于制作基于测定数据（测距数据、测角数据）和图像来按照各像素的每一个赋予三维坐标后的带三维数据的图像的程序等。

在前述存储部27中储存的各程序被前述运算控制部26等执行或展开，执行各种处理。

以下，对本实施例的测量装置系统1的作用进行说明。

将前述测量装置3经由前述三脚架2设置于已知点（三维坐标已知的点）。

前述测量装置3具有前述姿势检测部28，能够利用该姿势检测部28检测前述测量装置3相对于水平的设置姿势（倾斜），因此，不需要前述测量装置3的校平工作。以检测出的倾斜校正测定结果，由此，得到正确的测定结果。

使前述基准光轴O朝向测定对象（测定点）。

作为使前述基准光轴O朝向测定对象（测定点）的方法，使前述测距光轴49与前述基准光轴O一致即在不使用前述光轴偏向部37偏向前述测距光轴49的状态下使前述基准光轴O瞄准为测定对象。在瞄准了的状态下，使由前述窄角摄像部摄像出的图像显示在前述显示部36中，作业者进行确认（在以下的说明中，对将前述跟踪部23兼用作前述窄角摄像部的情况进行说明。）。

或者，将前述广角摄像部24朝向测定对象，取得包含测定对象的广角图像，使该广角图像显示在前述显示部36中。进而，使由前述窄角摄像部（前述跟踪部23）取得的窄角图像叠加于前述广角图像并显示在前述显示部36中，对由前述光轴偏向部37进行的偏向进行调整，使窄角图像的中心（前述测距光47的瞄准位置）与广角图像中的测定对象一致。在该情况下，也取得瞄准了前述测距光47时的、前述测距光47的偏转角（即，前述磁盘棱镜63、64的旋转角）。

再有，作为使前述光轴偏向部37工作而最终地在测定点瞄准前述测距光轴49的方法，作业者也可以一边确认前述显示部36的显示一边利用手动进行。或者，利用前述图像处理部35检测测定对象，前述运算控制部26基于检测结果自动地进行也可。

在测定点瞄准前述测距光轴49的时间点进行测距，基于前述水平角检测器9、前述铅垂角检测器18、前述磁盘棱镜63、64的旋转角来运算测距时的前述测距光轴49的方向角，通过测距值和方向角测定测定点的三维坐标。

再有，在前述测量装置3相对于水平倾斜的情况下，倾斜角由前述姿势检测部28检测，基于前述倾斜角来校正前述测定的三维坐标。

在具有多个测定点的情况下，依次在测定点瞄准前述测距光轴49，执行测定。

将测定点的测定结果与测定点相关联地储存在前述存储部27中。

接着，参照图3、图4、图5来对设定等一边跟踪测定对象一边执行测定的情况进行说明。在此，测定对象为棱镜等回归反射性（retro-reflectivity）的光学构件，利用测定对象示出测定点。

在使用前述广角摄像部24捕捉测定对象的状态下，使前述测距光轴49瞄准为前述测定对象。再有，此时，前述基准光轴O与前述测距光轴49一致也可，不一致也可。

将前述跟踪光源55点亮，将跟踪光向测定对象照射，开始跟踪。来自测定对象的反射跟踪光透射前述光轴偏向部37，进而被前述分束器58反射。此外，来自测定对象的反射跟踪光被前述反射镜59反射，被前述跟踪光接收元件60光接收。将来自该跟踪光接收元件60的光接收信号向前述跟踪运算部61输入。该跟踪运算部61根据光接收信号运算在前述跟踪光接收元件60上的光接收位置，判断跟踪状态。

只要在前述跟踪光接收元件60上的反射跟踪光的位置与基准位置例如跟踪光接收光轴54’的位置一致，则前述跟踪运算部61判断为前述测距光轴49正确地跟踪测定对象。进而，前述跟踪运算部61对前述光轴偏向部37进行控制，以使反射跟踪光的光接收位置为基准位置。即，前述跟踪运算部61对前述光轴偏向部37的磁盘棱镜63、64的旋转方向、旋转量进行控制，对前述测距光轴49的偏向角、偏向方向进行控制，执行测定对象的跟踪。

再有，前述跟踪运算部61对反射跟踪光的光接收位置进行运算，将运算结果向前述运算控制部26输出，该运算控制部26对前述光轴偏向部37进行控制，对跟踪进行控制也可。

跟踪工作中的、前述测距光轴49的偏向由前述磁盘棱镜63、前述磁盘棱镜64各自的旋转产生。前述磁盘棱镜63、64为小型、轻量，能够被前述电动机71、73高速地此外高响应性地旋转。

因此，能够进行跟踪工作的响应性的提高、跟踪速度的高速化，针对高速地进行移动的测定对象提高追踪性。

前述射出方向检测部29基于前述磁盘棱镜63、64的旋转量、旋转方向的检测结果，运算前述测距光轴49相对于前述基准光轴O的偏转角，将运算结果向前述运算控制部26输出。

该运算控制部26基于前述射出方向检测部29的运算结果来对前述水平电动机13、前述铅垂电动机17进行驱动，以使相对于前述基准光轴O的偏转角为0，将前述测量装置3沿水平方向、铅垂方向旋转。

因此，即使在超过前述光轴偏向部37的最大偏转角而测定对象进行移动的情况下，即，能够进行以360°的全周的范围中进一步超过最大偏转角的上下范围内的跟踪。再有，前述测量装置3的旋转响应性、水平旋转速度、铅垂旋转速度不可说快，但是，利用前述光轴偏向部37以高速进行追踪，因此，即使为达到超过前述光轴偏向部37的最大偏转角的范围的追踪也在追踪性没有问题。

再有，在测定对象的移动慢的情况下即在前述测量装置3能够追踪前述测定对象的移动的情况下，在前述基准光轴O与前述测距光轴49一致的状态下进行跟踪。

此外，在前述基准光轴O与前述测距光轴49偏离的状态下进行测距的情况下，基于根据前述磁盘棱镜63、64间的相对角度、相对旋转方向求取的前述测距光轴49的偏转角和方向、以及前述水平角检测器9、前述铅垂角检测器18所检测的水平角、铅垂角，运算测定对象相对于前述测量装置3的设置位置的方向角。

基于测定对象相对于设置位置的方向角和测距结果，测定将前述测量装置3的设置点作为基准的测定点的三维坐标。

在具有多个测定点的情况下，在前述存储部27中储存各测定点的三维坐标。进而，前述运算控制部26能够基于各测定点的三维坐标来使各测定点叠加于前述广角摄像部24取得的广角图像上来显示。通过在广角图像上显示各测定点，从而测定的进行状态、测定位置、测定完毕的测定点、未测定的测定点变得明确，能够防止重复测定、未测定。

再有，在使窄角图像、测定点叠加于广角图像的情况下，前述光接收部22、前述跟踪部23、前述广角摄像部24的光轴间的关系是已知的，进而关系为固定，因此，显然能够仅根据前述磁盘棱镜63、64的各个的角度信息（前述测距光轴49的偏转角信息）使窄角图像、测定点叠加于广角图像。

在跟踪工作中由于测定对象的急剧的移动而由前述跟踪部23进行的跟踪中断的情况下，能够基于前述广角摄像部24所取得的广角图像而恢复为跟踪状态。

前述图像处理部35利用图像处理从广角图像中检测测定对象，运算广角图像中的前述测定对象的位置。将运算结果向前述运算控制部26输入。

前述摄像光轴75与前述测距光轴49的关系是已知的，因此，前述运算控制部26基于广角图像中的前述测定对象的位置，运算测定对象相对于前述基准光轴O的位置（测距光轴49相对于前述基准光轴O的偏转角）。前述运算控制部26对前述光轴偏向部37进行控制，以使前述测距光轴49为该偏转角。于是，即使在跟踪中断的情况下也能够立即恢复为跟踪状态。

再有，可以在跟踪中断的情况下执行或者也可以总是连续地执行由前述图像处理部35进行的测定对象的检测。

接着，根据图5、图6来说明测距、跟踪光学系统的具体例。再有，在图5、图6中，对与在图3、图4中示出的结构同等的结构标注相同附图标记，并省略其说明。

在图5中，反射镜46被设置于成像透镜51的物侧的透镜面的中央，分束器58被设置于前述成像透镜51的像侧中央。在此，前述分束器58为仅透射测距光并且仅反射跟踪光的光学特性。

从发光元件42发出的测距光、从跟踪光源55发出且被光纤79导出的跟踪光被前述反射镜46反射到同一光轴上，通过光轴偏向部37射出。反射测距光、反射跟踪光通过前述光轴偏向部37、前述成像透镜51向光接收部22入射，反射跟踪光被分束器58、58反射，向跟踪光接收元件60入射。

透射前述分束器58、58后的反射测距光被光纤78导出到光接收元件52中。

此外，在图5中，80表示内部参照光学系统，利用在射出光轴41上设置的分束器81分割测距光的一部分，利用光纤82将其作为内部参照光向前述内部参照光学系统80导出。进而，利用光纤83和在光接收光轴45上设置的分束器84将内部参照光入射到光接收元件52中。

该光接收元件52对反射测距光、内部参照光进行光接收，分别发出光接收信号。测距运算部25（参照图3）根据反射测距光、内部参照光的光接收定时运算到测定对象的距离。

在图5中示出的具体例中，使测距光和跟踪光为不同的波长，利用前述分束器58分离测距光和跟踪光。

如周知那样，光学构件具有在透射不同的波长的光的情况下折射率按照每个波长不同的波长特性。因此，由三棱镜构成的前述光轴偏向部37也具有偏转角按照每个波长不同的波长特性。

图6示出了折射率不同的情况下的跟踪光和测距光的举动。

此外，在图6中，85表示作为测定对象的棱镜，49表示测距光47的光轴（测距光轴），86表示跟踪光87的光轴（跟踪光轴）。

跟踪光通过前述光纤79（多模式光纤），由此，被均匀化，在前述光纤79的射出端面射出来作为二次光源。前述光纤79的射出端面具有规定的面积。因此，跟踪光具有规定的宽度。

前述跟踪光、前述测距光通过前述光轴偏向部37，由此，利用磁盘棱镜63、64的折射作用，进行偏转。另一方面，前述跟踪光、前述测距光的波长不同，因此，针对前述跟踪光、前述测距光的折射作用不同，前述跟踪光、前述测距光的偏转角也不同。例如，如图示那样，在测距光产生α的偏转角，在跟踪光产生β的偏转角（α<β）。因此，在测距光轴与跟踪光轴间产生（β-α）的偏转角差分的偏离。

再有，前述跟踪光的宽度为起因于前述光轴偏向部37的光学特性的、测距光轴与跟踪光轴的最大的偏离以上，并且被设定为在使前述测距光轴49朝向测定对象的状态下在跟踪光的光束内包含测定对象。

此外，在测距光被前述棱镜85反射的情况下，反射测距光被前述光轴偏向部37偏转到测距轴上光。另一方面，跟踪光向前述棱镜85以相对于测距光偏离（β-α）的角度入射而被反射，因此，反射跟踪光为从测距光的光轴偏离的轴外光。

进而，反射测距光、反射跟踪光在透射前述光轴偏向部37时受到由前述磁盘棱镜63、64造成的折射作用，但是，反射测距光的光轴相对于测距光轴偏离，前述反射跟踪光不会改变轴外光的状态。前述跟踪光接收元件60中的反射跟踪光的光接收位置为从该跟踪光接收元件60的中心偏离的位置（从跟踪光接收光轴54’（参照图3）偏离（β-α）的偏转角差分后的位置）即从反射测距光被光接收的位置偏离的位置。

基于根据前述跟踪光接收元件60上的反射跟踪光的光接收位置制作的跟踪控制信息来进行跟踪，因此，当在反射跟踪光的光接收位置与反射测距光的光接收位置间存在偏离时，不能进行正确的跟踪。

如上述那样，由前述磁盘棱镜63、64引起的测距光与跟踪光的光轴间的偏转角差表现为在前述跟踪光接收元件60上的反射测距光与反射跟踪光间的光接收位置的偏离（前述光接收光轴45与前述跟踪光接收光轴54’实质上为同轴，因此，为相对于前述跟踪光接收光轴54’的偏离）。因此，只要在前述跟踪光接收元件60上即在图像上进行将反射测距光与反射跟踪光的光接收位置的偏离（偏差）抵消那样的校正，则能够校正由于波长的不同造成的偏转角差。

关于偏转角差的校正，在例如在执行跟踪的状态下在前述跟踪光接收元件60上的反射跟踪光的光接收位置的偏离中包含前述测距光轴49与测定对象的偏离和起因于前述光轴偏向部37的光学特性的偏离。因此，从在现实的前述跟踪光接收元件60上的反射跟踪光的光接收位置的偏离减去起因于前述光轴偏向部37的光学特性的偏离后的偏离成为应该修正前述测距光轴49的方向的光轴的偏离。

因此，前述跟踪运算部61基于前述三棱镜65a、65b、65c的折射率、前述磁盘棱镜63、64的旋转位置来运算起因于前述光轴偏向部37的光学特性的偏离，进而，基于运算结果来运算没有起因于前述光轴偏向部37的光学特性的偏离的情况下的、光接收位置（假想基准点），求取该假想基准点与现实的前述反射跟踪光的光接收位置的偏差（校正偏差），基于该校正偏差来执行跟踪。

前述跟踪运算部61使前述跟踪控制信息包含对由于波长的不同造成的偏转角差进行校正的信息，并将其向前述运算控制部26输出。

在本实施例中，预先求取由前述光轴偏向部37偏向时的、测距光与跟踪光间的偏转角差或在前述跟踪光接收元件60上的测距光与跟踪光间的偏差，将其保有为表数据。前述跟踪运算部61基于测距光与跟踪光间的偏转角差或光接收位置的偏差来校正跟踪控制信息，利用将测距光与跟踪光间的偏转角差或光接收位置的偏差抵消后的正确的跟踪控制信息，执行跟踪。

图7示出了表数据的一个例子。

在图7中的θ1表示前述磁盘棱镜63与基准位置的旋转角，θ2表示前述磁盘棱镜64与基准位置的旋转角，Z轴表示与θ1、θ2对应的偏转角差。

再有，根据所使用的测距光的波长、跟踪光的波长、所使用的磁盘棱镜63、64的折射率，偏转角差也不同，但是，制作与所使用的测距光的波长、跟踪光的波长、磁盘棱镜63、64对应的表数据。

前述跟踪光接收元件60除了跟踪反射光之外还光接收背景光，但是，由于利用前述分束器58仅反射背景光之中与跟踪光相同波长的背景光，所以前述跟踪光接收元件60所光接收的光仅为与跟踪光相同波长的背景光。因此，由背景光取得的图像为单色图像。再有，对于该单色图像，也能够与跟踪光同样地校正偏转角差。

接着，当使前述分束器58的光学特性为仅透射测距光并且对测距光以外的波长的光线进行反射的光学特性时，向前述跟踪光接收元件60入射的背景光为自然光，前述跟踪光接收元件60取得的图像为RBG的彩色图像。

RBG的光线的波长分别不同，因此，在由前述磁盘棱镜63、64造成的折射作用产生差异，在光线间产生偏转角差。因此，在R光线的图像、B光线的图像、G光线的图像间产生偏转角差分的偏离。

在本发明中，按照R光线、B光线、G光线的每一个制作关于偏向角与偏转角差的关系的数据表，针对R光线、B光线、G光线各个制作校正信息，在跟踪控制信息中包含校正信息，由此，在图像上实时地校正角偏差，消除起因于波长差的图像间的偏差。

于是，在跟踪工作中等，即使前述测量装置3进行旋转的状态下也能够取得鲜明的彩色图像。

此外，即使使由前述跟踪部23取得的图像叠加于由前述广角摄像部24取得的广角图像的情况下，色泽、色调等也与广角图像相同，提高合成图像的品质。

再有，在使用相同的波长的测距光、跟踪光的情况下，不会产生透射了前述光轴偏向部37的情况下的测距光、跟踪光间的偏转角差，因此，不需要进行跟踪控制信息的校正。

在上述实施例中，说明了将前述测量装置3固定于前述三脚架2的情况，但是，作业者能够保持、携带前述测量装置3单体来进行测定点的测定。

在作业者携带的状态下，前述测量装置3的姿势变得不稳定，朝向测定点的前述测距光轴49也抖动，但是，利用前述光轴偏向部37高速地使前述测距光轴49偏向，能够进行测定点的跟踪，因此，即使在存在手抖的状态下也能够将前述测距光轴49正确地朝向测定点，能够进行精度高的测定的执行。再有，显示利用姿势检测部28实时地检测前述测量装置3的姿势（倾斜）。

进而，即使在作业者携带了前述测量装置3的状态下也能够进行测定对象的跟踪。

此外，在上述说明中，将测量装置3说明为全站仪，但是，将前述光轴偏向部37的磁盘棱镜63、64分别连续地旋转，进而分别个别地控制旋转速度、旋转方向，由此，能够以任意的图案扫描前述测距光轴49，进而，只要能按照每个脉冲光进行测距，则能够沿着扫描线取得点云数据，能够将前述测量装置3也用作激光扫描仪。

Claims (9)

1.一种测量装置，其中，具有：

测距光射出部，射出测距光；

光接收部，对所述测距光被测定对象回归反射后的反射测距光和与该反射测距光同轴地入射的背景光进行光接收；

测距部，对所述反射测距光进行光接收来进行测距；

图像摄像部，对从所述反射测距光分离的背景光进行光接收，取得背景图像；

光轴偏向部，使所述测距光的光轴和所述背景光的光轴整体偏向；以及

运算控制部，对该光轴偏向部进行控制，

所述光轴偏向部具有：

将多个棱镜柱平行地排列的一对磁盘棱镜；

旋转驱动部，使该磁盘棱镜个别地旋转；以及

射出方向检测部，对所述各磁盘棱镜的旋转角度进行检测。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述测距光的波长与所述背景光的波长不同，所述运算控制部基于该波长特性、所述射出方向检测部的检测结果而在所述图像摄像部所取得的图像上对相对于由于所述光轴偏向部的波长特性产生的测距光轴的、光轴偏离进行校正。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的测量装置，其中，具备广角摄像部，所述广角摄像部取得广角图像，该广角摄像部的光轴与测距光轴平行且具有已知的关系，所述运算控制部基于测定点的测定时的由所述光轴偏向部得到的所述测距光轴的偏转角，在广角图像上示出测定点的测定位置。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的测量装置，其中，具有跟踪部，所述跟踪部以与所述测距光相同光轴照射跟踪光，从测定对象光接收反射跟踪光来进行跟踪，所述背景光包含所述跟踪光的波长，兼用所述图像摄像部和所述跟踪部。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的测量装置，其中，从所述反射测距光分离所述背景光的光学构件将所述反射测距光以外的波长分离，所述图像摄像部所取得的背景图像为RGB的彩色图像，基于所述光轴偏向部的控制信息来校正RGB的图像偏差。

6.一种测量装置，其中，被构成为具有：

测距光射出部，射出测距光；

光接收部，对所述测距光被测定对象回归反射后的反射测距光和与该反射测距光同轴地入射的反射跟踪光进行光接收；

测距部，对所述反射测距光进行光接收来进行测距；

跟踪部，以与测距光轴相同光轴射出跟踪光，对从所述反射测距光分离的所述反射跟踪光进行光接收，对该反射跟踪光与所述测距光轴的偏差进行检测，基于该偏差来运算跟踪控制信息来进行跟踪；

光轴偏向部，使所述测距光和所述跟踪光整体偏向；以及

运算控制部，对该光轴偏向部进行控制，将所述测距光轴朝向测定对象来进行测定，

所述光轴偏向部具有：

将多个棱镜柱平行地排列的一对磁盘棱镜；

旋转驱动部，使该磁盘棱镜个别地旋转；以及

射出方向检测部，对所述各磁盘棱镜的旋转角度进行检测，

所述跟踪控制信息包含所述射出方向检测部的检测结果，基于所述跟踪控制信息来控制所述光轴偏向部。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其中，所述测距光的波长与所述跟踪光的波长不同，所述运算控制部基于该波长特性、所述射出方向检测部的检测结果而在所述跟踪部所取得的图像上对相对于由于所述光轴偏向部的波长特性产生的测距光轴的、光轴偏离进行校正，基于校正结果来执行跟踪。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其中，所述跟踪光具有相对于由于所述光轴偏向部的波长特性产生的测距光轴的、最大的光轴偏离以上的宽度。

9.一种测量装置系统，其中，被构成为具备：

根据权利要求1~权利要求8的任一项所述的测量装置；

支承装置，用于设置该测量装置；以及

作为所述测量装置的支承部的设置台单元，

该设置台单元具有：

旋转驱动部，将所述测量装置沿水平方向、铅垂方向旋转驱动；以及

角度检测器，对水平旋转角、铅垂旋转角进行检测，

所述运算控制部对所述光轴偏向部的旋转驱动部进行控制来执行测定对象的跟踪，并且，对所述设置台单元的所述旋转驱动部和所述光轴偏向部的所述旋转驱动部进行控制，以使测距光轴的偏向角为0。