KR100430522B1 - ３중프리즘을사용하는광선의재귀반사용장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3중 프리즘을 사용하는 광학적 광선의 재귀반사를 위한 장치에 관한 것이다. 삼각형의 광 입사면이 제공되는 6 내지 10개의 3중 프리즘(1, 2, 3, 131, 132, 133)으로서, 이때 인접한 3중 프리즘의 측면은 접촉하고 있다. 이로써 360°중의 한 각도 영역에 대해 강도가 높은 연속 재귀반사가 일어난다. 이러한 전방향 반사기는 특히 측지학에 있어서 또는 건축 측량에 사용되는 경우, 설정되는 모든 방향으로부터 각도 및 거리 측량시 고도의 정밀성을 부여한다. 따라서 측량 기구와 정렬할 필요가 없다. 또한, 거리측량은 짧은 거리의 측량시에도 명확하고 확실하다. 전방향 반사기는 이러한 정렬에 관계없이 모터가 장착된 측량기구에 의해 자동적으로 수행될 수 있기 때문에 자동 측량에 특히 유리하다.

Description

３중 프리즘을 사용하는 광선의 재귀반사용 장치{ARRANGEMENT FOR RETROREFLECTION OF A RAY USING TRIPLE PRISMS}

측지학적 측량상태에 있어서, 건축 측량에 있어서 및 산업상의 측정기술에 있어서 자기방사되거나 반사되는 볼 반사기, 반사호일 또는 3중 프리즘과 같은 목표 표시물이 사용되어 영역에서 지점들을 표시한다. 목표 표시물은 세오돌라이트(theodolit)를 사용하거나 태키미터 및 거리 측정기가 장착된 세오돌라이트를 사용하여 조준된다. 목표 표시물에 대한 방향측정 및 거리측정에 의해 설정된 좌표 시스템과 관련하여 이들의 3차원 좌표를 조사한다.

좌표의 결정 및 기록 이외에 반대로 설계도에 도시되어 있거나 지도로부터 구할 수 있는 좌표도 구획을 표시할 수 있다. 예를 들어 도로건설에 있어서 세오돌라이트 또는 태키미터를 사용하고 목표 표시물이 제공되어 있는 수직대를 사용하여 말뚝으로 표시된 선의 경계를 표시한다. 이때 보조 고용인으로서 손짓이나 무선기에 의해 소통하는 2명 이상의 인원이 필요하다. 한 사람은 설계도에 설정된 좌표에 따라 측량기구를 조절하는 동안, 다른 한 사람은 목표 표시물이 설정좌표를 충족시킬 때까지 장시간 동안 목표 표시물을 구비한 수직대를 움직인다. 이때 보조 고용인은 측량 기구에 대한 목표 표시물의 정렬에 항상 주의해야 한다.

기구의 배치가 변경되는 측량과정에 있어서는 종종 고정지점을 측정하여 넣는다. 이때 고정지점에 배치된 목표 표시물은 상이한 방향으로부터 조준된다. 목표 표시물은 회전에 의해 각각의 측량기구에서 재차 정렬되어야 한다.

또한, 건축상태 또는 측량상태에서의 특정 측량과정에 있어서 목표 표시물은 다수의 측량기수에 대한 참조 목표 표시물로서 동시에 사용된다. 이때 목표 표시물은 순차적으로 각각의 고유 측량기구에 정렬되어야 한다.

자동 측량기구의 출현에 따라 수직대를 움직이는 사람에 대한 추가의 어려움이 제기되었다. 현대식 측량기구는 목표 표시물을 전자 공학적으로 촬영함으로써 망원경에 의해 목표 표시물의 육안 관찰을 보조하거나 심지어 이로써 대체된다. 이러한 촬영은 세오돌라이트의 상 형성 광학시스템에 통합된 비디오 카메라 또는 CCD-어레이에 의해 수행된다. 이러한 시스템은 간행물[참조: "OPTICUS" Nr. 1/94, S. 8-9, der Fa. LEICA AG, "Theodolite-Sensoren fur die industrielle Vermessung"] 또는 DE 제3424806 C2호에 기재되어 있다. 상을 처리함으로써 목표 표시물을 자동적으로 포착할 수 있고 이의 좌표를 결정할 수 있다. 이에 의해 모터가 장착된 세오돌라이트는 움직이는 목표 표시물을 자동적으로 추적할 수 있도록 조절될 수 있다. 이는 지면에서 세오돌라이트가 목표 표시물을 시야에서 놓치지 않고 수직대를 움직이는 사람이 어느 정도 자유로이 움직일 수 있다는 것을 의미한다. 물론, 목표 표시물은 동시에 세오돌라이트와 항상 정렬되어야 하며 지면과 측정지점으로부터 수직대를 움직이는 사람의 주의를 다른 곳으로 돌린다. 이 때문에 이러한 목표 표시물의 자동 추적방식을 사용하기 위해서는 재귀반사성 각도영역이 큰 목표 표시물이 필요하다.

산업상의 측정기술에 있어서 빈번하게 사용되는 볼 반사기는 크롬 도금된 강철 볼이 이상적이라고 한다. 이들은 모든 방향으로부터 조명되고 각각의 방향의 목표 표시물 상을 전달한다. 그러나 이를 사용하는 경우 이에 의해 반사되는 강도가 거리의 4제곱으로 저하되기 때문에 단지 짧은 거리만을 측량할 수 있다. 따라서 측지학적 측량상태에 있어서 또는 건축 측량에 있어서는 대부분 반사도가 높은 반사기 또는 3중 프리즘이 사용된다. 물론, 이들에 있어서 재귀반사 강도는 각도에 의존하고 유용한 각도영역은 약 ±45°로 한정된다.

US 제5 301 435호에는 통상적으로 광 입사면이 원형인 다수의 재귀반사 프리즘이 하나의 실린더 표면에 배치되어 있는 프리즘 장치가 공지되어 있다. 각각의 프리즘은 공간적으로 떨어져 있다. 각각 3개의 프리즘은 아래 위로 존재하는 두 평면에 위치한다. 한 평면의 프리즘들은 서로 120°로 위치하고 인접한 평면의 프리즘에 대해서는 60°로 위치한다. 이로써 각각의 프리즘들은 한 각도영역을 커버링하고 전체적인 프리즘 장치는 360°의 모든 수평방향으로부터 광을 반사한다. 이러한 프리즘 장치를 사용하여 거리를 측정한다. 그러나 약 1000m의 특정한 최소거리 이상의 거리만을 측정할 수 있다.

본 발명은 3중 프리즘을 사용하는 광학적 광선의 재귀반사를 위한 장치에 관한 것이다.

도 1a는 하나의 3중 프리즘을 도시한 것이다.

도 1b는 인접한 2개의 3중 프리즘의 광 입사면 및 가상의 프리즘 꼭지점을 도시한 것이다.

도 2는 각도 좌표를 결정하기 위해 완전조명시 도 1b에 따른 3중 프리즘 장치의 동공을 도시한 것이다.

도 3은 거리를 측정하기 위해 절반의 조명시 재귀반사되는 유효면을 갖는 도 1b에 따른 3중 프리즘 장치의 동공을 도시한 것이다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 대해 수직대의 축 둘레에서 30°회전하는 인접한 3개의 3중 프리즘 및 가운데 프리즘의 동공을 도시한 것이다.

도 5는 6개의 3중 프리즘, 고정장치 및 수직대를 갖는 전방향 반사기를 공간적으로 도시한 것이다.

본 발명의 과제는 광학적 광선에 대한 재귀반사기를 제공하는 것으로서, 이를 사용하는 경우 모든 방향에 대한 360°둘레에 이를 수 있는 큰 각도영역에 대해 강도가 높은 재귀반사가 가능하고 각도 측량뿐만 아니라 거리 측량에 있어서도 측지학적 측정시-또한 매우 짧은 거리에 대해서도- 높은 정밀도를 성취할 수 있다.

이러한 과제는 6 내지 10개의 3중 프리즘이 제공되어 각각의 인접한 3중 프리즘의 측면은 직접 서로 맞닿아 있고 3중 프리즘의 꼭지점이 공간적으로 가능한 한 가까이 서로 인접하도록 배치되고, 이때 각각의 3중 프리즘의 광 입사면은 삼각형으로 형성되고 인접한 3중 프리즘의 광 입사면은 서로 경사져 있고 인접한 3중 프리즘의 동공들의 접촉선은 장치의 중심을 통과하는 축선의 수직방향에 대해 경사져 있는 것에 의해 달성된다.

본 발명의 유리한 실시양태 및 추가의 형태는 첨부하는 청구의 범위의 제2항 내지 제5항에 제공되어 있다.

3중 프리즘의 재귀반사 작용은 3개의 거울면이 각각 서로 수직 각도로 접하는 하나의 3중 프리즘의 작용으로부터 유래한다. 이러한 3중 거울에 광이 입사되면 광선은 3개의 모든 거울면에 반사되고, 이때 3중 거울로부터 반사되는 광선은 입사되는 광선에 대해 평행하고 측면 전환되어 진행한다. 이러한 재귀반사는 특정 입사각 영역 내에서 가능하다.

3중 거울 프리즘으로서 표기되는 3중 프리즘은 예를 들어 입방체의 코너를 잘라냄으로써 유리 입방체로부터 제조될 수 있다. 절단면은 광의 입사면을 형성한다. 서로 수직으로 존재하는, 입방체 코너의 3개의 측벽은 일반적으로 거울반사된다. 또한, 경우에 따라 거울반사되지 않는 측벽에 있어서 전반사가 이용될 수 있다. 전체적으로 입사광의 재귀 반사가 달성되며, 이때 입사광과 반사광은 부호를 제외하고 동일 방향을 보유한다.

입방체의 코너 자체는 3중 프리즘의 꼭지점을 나타낸다. 프리즘 꼭지점을 지나는 공간 대각선은 일반적으로 프리즘의 절단면에 대해 경사져 있다. 공간 대각선과 절단면이 서로 수직인 경우, 이는 회전 대칭적인 3중 프리즘에 상응한다. 광 입사면은 입방체 코너의 절단면으로서 대략 기하학적으로 삼각형을 형성하지만, 광학적 또는 제조기술상의 이유로 인해 광 입사면의 모서리들은 원형을 형성한다. 중요한 경우 완전한 원형의 광 입사면이 제조된다.

광 입사면을 통해 입사되는 모든 광이 반드시 재귀반사되는 것은 아니다. 3중 프리즘의 동공에 입사되는 광만이 재귀반사될 수 있다. 동공은 광 입사면의 측면 모서리에 의해 및 광 입사면의 측면 모서리의 점 반사에 의해 가상의 프리즘 꼭지점에 만들어지는 (곧은 및 굽은) 선에 의해 형성된다. 가상의 프리즘 꼭지점은 3중 프리즘에서 육안으로도 볼 수 있지만, 프리즘 유리의 굴절에 따른 단지 피상적인 프리즘 꼭지점이다.

동공면이 크고 재귀반사되는 광의 양이 큰 경우 예를 들어 회전 대칭적인 3중 프리즘에 대해 광의 입사가 3중 프리즘의 광 입사면에 대해 수직을 이룬다.

3중 프리즘에서 광의 입사각이 변경되면 동공의 형태 및 크기가 변한다. 입사각이 증대되면 동공면은 작아지고 광 입사면의 테두리에 더욱 많이 존재한다. 결국 특정한 입사각에 있어서 그 면적은 0이 되고 더이상 광은 재귀반사되지 않는다.

본 발명에 따라 광 입사면이 삼각형인 다수의 3중 프리즘을 인접한 3중 프리즘의 측면이 접촉하도록 배치한다. 이때 3중 프리즘은 크기가 다를 수 있으며 3중 프리즘 꼭지점을 지나는 공간 대각선에 대한 광 입사면의 각도가 상이하다. 이는 재귀반사에 있어서 특정하게 설정되는 각도 영역에 대해 유용하다.

이러한 종류의 3중 프리즘의 작용은 본 발명에 따른 장치에서 인접한 3중 프리즘에 대해 하나의 3중 프리즘의 재귀반사 과정이 동공을 길이에 있어서 연장된 거리로 접촉하는 것에 기인한다. 변하는 입사각을 사용하는 경우 3중 프리즘의 동공면이 작아지는 반면, 인접한 3중 프리즘의 동공면은 확대되며, 이때 동공면 전체의 면적은 항상 크게 유지된다. 이에 의해 연속적으로 광의 입사각에 따라 3중 프리즘 장치에서 대량의 광이 재귀반사된다.

또한, 인접한 3중 프리즘의 동공면의 접촉에 기인하여, 길이에 있어서 더욱 큰 영역의 반사된 광선들은 공간적으로 서로 밀접하게 위치한다. 이는 3중 프리즘 장치의 3차원 좌표결정시 및 자동 측정시 고도의 측정 정확도를 위해 중요하다. 그러나 이는 단지 적은 수의 3중 프리즘을 사용해야만 하는 것을 의미한다.

특히 각각의 인접한 프리즘의 측면이 접촉하고 프리즘의 꼭지점이 정팔면체의 중심점에서 만나도록 8개의 3중 프리즘은 정팔면체로 배치될 수 있다. 따라서 완전히 전방향(all-round) 재귀반사가 이루어진다. 광선은 각각 임의의 수평 입사각 및 수직 입사각에 있어서 더욱 큰 강도로 재귀반사된다.

모든 공간상의 방향에 대해 재귀반사되는 프리즘 장치를 사용하여 목표 표시물로서 측량기구에 대해 더이상 어떠한 정렬도 필요로 하지 않는다. 또한 이러한 목표 표시물은 운반인이 목표 표시물의 정렬과 관련하여 주의를 기울여야만 하는필요없이 지면에서 임의로 움직일 수 있다. 이는 자동측량의 경우 결정적으로 유리한 점이다.

3중 프리즘의 프리즘 장치중 상대편에 존재하는 2개의 정팔면체 공간은 빈자리로 남아있다. 이러한 위치에서 프리즘 장치는 예를 들어 수직대 또는 삼각대상에 고정된다. 이때 수평 방향에 대한 전방향-반사가 이루어지는 반면, 수직 방향에 대해서는 존재하는 3중 프리즘에 대해 이루어지는 각도 영역이 유용할 수 있다. 경우에 따라 이러한 종류의 다수의 프리즘 장치는 특정 간격을 두고 하나의 수직대상에 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 프리즘 장치의 좌표결정은 프리즘 장치로부터 나타나는 광 반사의 중심으로부터 수행된다. 입사각에 따라 최대 3개의 3중 프리즘이 동시에 광을 각각 상이한 강도로 반사할 수 있다. 제조된 바와 같이, 광 반사의 중심의 위치는 광의 입사각이 단지 매우 협소한 한계에서 변한다. 프리즘 장치의 3차원 좌표의 측정 정밀도는 각각의 좌표에 대해 언제나 5mm 보다 더 양호하다. 이로써 모든 입사각 및 거리범위가 0m 내지 1,000m이상의 거리범위에 대해 유지된다. 대부분의 측정요건은 충족된다. 특히 고도의 측정 정밀도를 요구하는 경우, 장치의 3중 프리즘 중의 하나는 통상적인 방식으로 측량기구에서 정확하게 배치될 수 있고 약 1mm의 고도의 정밀도를 성취할 수 있다.

거리를 측정하기 위해 광 발송기와 광 수신기로부터의 광선들이 공간적으로 떨어져 서로 나란히 존재하는 거리 측정기가 통상적이다. 거리 측정기와 통상적인 반사기 사이에서 다수의 반사가 나타나는데, 이는 측정결과를 변조시킨다. 거리 측정기의 광 발송기와 광 수신기의 장치에 대해 경사져 위치하는, 프리즘 장치의 동공 및 적은 수의 프리즘과 관련하여 다수의 반사효과는 크게 감소된다.

통상적인 목표 표시물 장치에 있어서(US 제 5 301 435호) 반사는 공간적으로 떨어져 있는 3중 프리즘에서 동시에 일어나고 따라서 거리측정이 부정확하게 된다. 이는 주로 짧은 거리범위에서 인정할 수 있기 때문에 이러한 목표 표시물 배치에 있어서는 최소거리를 유지해야만 한다. 이와는 반대로 매우 긴밀하게 서로 존재하는 반사를 갖는 본 발명에 따른 프리즘 장치를 사용하는 경우 짧은 거리에서도 확실한 거리를 측정할 수 있다.

이후 본 발명의 실시예를 도면과 관련하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1a는 유리로 이루어진 3중 프리즘(1)을 나타낸다. 3중 프리즘 꼭지점(6)에서 거울 반사되는 측면(7, 8, 9)이 직각으로 만난다. 광 입사면(4)은 삼각형으로 형성된다.

일반적으로 삼각형의 광 입사면(4)을 갖는 상이한 크기의 3중 프리즘(1)은 상이한 길이의 삼각형 모서리로 제조되어 본 발명에 따른 장치를 위해 사용된다. 이때 광 입사면(4)은 서로 경사져 있다. 본 발명을 용이하게 나타내기 위해 이후의 도면들에서는 광 입사면(4)이 정삼각형을 형성하는 동일한 크기의 회전 대칭적인 3중 프리즘(1)을 나타낸다.

이러한 2개의 3중 프리즘(1 및 2)은 도 1b에 개략적으로 나타나 있다. 3중 프리즘(1)의 광 입사면(4)은 삼각형의 모서리(14, 15, 16)에 의해 형성되고 3중 프리즘(2)의 광 입사면(5)은 삼각형의 모서리(34, 35, 36)에 의해 형성된다. 광 입사면(4 및 5)은 도 1b의 도면에서 도면상의 평면에 존재하는 것이 아니라, 도면상의 평면에 존재하는 삼각형 모서리(15, 35)로부터 시작되는 공간상 뒤쪽에 존재한다. 모서리(14 및 16, 34 및 36)에 의해 형성되는 삼각형 꼭지점도 뒤쪽에 위치한다.

3중 프리즘(1 및 2)의 인접한 측면은 직접 서로 인접하여 경계를 이루어야 하고 광 입사면(4 및 5)을 형성하는 모서리(15 및 35)와 함께 일치해야 한다. 이로써 인접한 측면은 모서리(15 및 35) 뒤에서 도면상의 평면에 대해 수직을 이루고 본래 육안으로는 3중 프리즘(1 및 2)에서 볼 수가 없다. 그러나 일반적으로 유리로이루어진 3중 프리즘(1 및 2)의 굴절률에 근거하여 당해 측면들은 볼 수가 있고 모서리(11, 12, 15 및 31, 33, 35)를 갖는 삼각형을 나타낸다. 마찬가지로 3중 프리즘(1 및 2)의 가상의 프리즘 꼭지점(10 및 30)은 이들의 실제 프리즘 꼭지점이 일치함에도 불구하고 볼 수 있다. 가상의 꼭지점(10 및 30)의 존재는 본 발명에 있어서는 중요하며 도 2에 설명하게 되는 3중 프리즘(1 및 2)의 동공면이 0이 아니기 때문에 종이 평면에 대해 수직으로 입사하는 광은 재귀반사될 수 있다. 전혀 굴절각이 존재하지 않는 2개의 3중 거울을 사용하는 경우, 이러한 장치와 이러한 광 입사조건으로는 재귀반사도 불가능하다.

3중 프리즘(1 및 2)의 인접한 측면은 기타의 측면과 각각 수직을 이룬다. 이는 경계(12, 13, 16 및 11, 13, 14 및 31, 32, 34 및 32, 33, 36)를 갖는 면에 의해 나타난다.

도 1b에 따른 3중 프리즘 장치는 최적의 파장범위에서 광을 사용하여 도면상의 평면에 대해 수직으로 조명된다. 이는 도 2에서 원형 조명면(50)에 의해 도시되어 있다. 원형 조명면(50)은 3중 프리즘(1 및 2)의 광 입사면(4 및 5)을 충분히 커버링한다. 그러나 단지 직선 음영으로 도시한 3중 프리즘(1 및 2)의 동공면(20 및 40)에 입사하는 광만 재귀반사된다. 이때 동공면(20)은 프리즘 모서리(15)의 부분(15a) 및 프리즘 모서리(14 및 16)의 부분(23 및 24) 및 경계선(15', 23' 및 24')에 의해 형성된다. 경계선(15', 23' 및 24')은 가상의 프리즘 꼭지점(10)에서 프리즘 모서리(15, 14, 16)의 상응하는 부분의 포인트 거울반사에 의해 이루어진다. 이와 유사하게 3중 프리즘(2)의 동공면(40)은 모서리부분(35a, 43, 44) 및 가상의 프리즘 꼭지점(30)에서 포인트 거울반사되는 직선(35', 43', 44')에 의해 형성된다. 마찬가지로 재귀반사되는 광은 입사되는 광에 대해 가상의 프리즘 꼭지점(10 및 30)에서 포인트 거울반사된다.

수직축선(100)은 실제로 여기서는 도시되어 있지 않지만 3중 프리즘(1 및 2)의 프리즘 꼭지점을 통과한다. 축선(100)에 대해 동공(20, 40)의 접촉선(15a, 35a)은 경사져 있다. 광 반사는 측량기구를 사용하여 촬영하고 이로부터 예를 들어 중심 결정에 의해 본 발명에 따른 프리즘 장치에 대한 측량기구의 각도 좌표, 즉 수평각 및 수직각을 결정한다.

프리즘 장치의 3차원 좌표를 확정하기 위해, 예를 들어 공지된 극 방법에 따라 각도 좌표와 함께 측량기구 프리즘 장치까지의 거리를 결정한다. 이를 위해 통상적인 광학의 거리 측정기가 사용된다. 이러한 측정기에 있어서 발송기와 수신기의 광선들은 단면에서 반원 형태를 형성하고 개별적으로 서로 나란히 정렬된다. 이 때문에 적외선 파장범위에 존재하는 발송기의 대부분의 광은 3중 프리즘(1 및 2)에 반원 형태로 입사된다. 도 3에 있어서 반원 형태의 조명면(51) 및 이의 위치는 축선(100)과 관련하여 도시하였다. 인접한 반원형 면(52)은 거리 측정기의 수신영역을 제공한다. 개별적인 발송영역 및 수신영역에 근거하여 그리고 가상의 프리즘 꼭지점(10 및 30)상에 입사되는 광의 포인트 거울반사에 근거하여 단순히 직선 음영으로 도시한 유효면(21 및 41)을 통해 입사되고 교차 직선 음영으로 도시한 면(22 및 42)을 통해 방출되는 광만 거리 측정기의 수신기에 의해 검출된다.

이러한 거리 측정기의 조명 기하형태 및 수신 기하형태와 관련하여 본 발명에 따른 3중 프리즘 장치에 의해 거리 측정기와 3중 프리즘 장치 사이에서의 가능한 다중 반사의 강도는 유효 신호의 강도에 대해 현저하게 저하되고 더이상 아무런 역할도 수행하지 못한다. 따라서 거리를 측정함에 있어서 측정 착오가 배제된다. 또한, 짧은 거리에 대해서도 다중 반사의 영향은 무시해도 좋을 만 하다. 이외에 3중 프리즘(1 및 2)으로부터 반사되는 광선의 광선경로 길이의 차이도 극히 작아 짧은 거리범위에 대한 확실하고 정확한 거리의 측정에 기여한다.

도 3의 3중 프리즘(1 및 2)이 축선(100) 둘레에서 30°회전된 경우, 도 4에 따른 그림이 제공된다. 이러한 도면에 있어서, 3중 프리즘(1)의 모서리(14 및 15)는 그 교차점으로부터 공간적으로 뒤쪽에 위치한다. 3중 프리즘(2)의 모서리(34 및 36) 및 다른 3중 프리즘(3)의 모서리(106 및 107)는 이들의 교차점과 함께 마찬가지로 공간적으로 뒤쪽에 위치한다. 직선 음영으로 도시한 3중 프리즘(1)의 동공면(20)은 프리즘 모서리(14, 15, 16)의 부분 및 이의 포인트 거울반사물(14a, 15a, 16a)에 의해 한정된다. 이로써 전체 동공면(20)이 유효하게 재귀반사된다. 직선 음영으로 도시한 우측면 절반에 입사되는 광은 다시 직선 음영으로 도시한 좌측면 절반에 의해 방출되고 이의 반대도 이루어진다. 도 4에 따른 3중 프리즘(1)의 광 입사면(4)의 배치에 있어서 모든 3개의 공간좌표에 대해 최고의 측정 정밀도가 달성된다. 3중 프리즘(2 및 3)은 여기서 전혀 재귀반사되는 광을 전달하지 않는다.

축선(100) 둘레에서 프리즘 장치를 회전시킴으로써 도 3 및 도 4에 도시한 그림들이 연속적으로 서로 교환된다. 유용한 재귀반사면(20, 40 및 21, 41)의 형태 및 크기가 변경된다. 이때 인접한 동공면(20, 40)은 지속적으로 접촉하고 크고 유용한 재귀반사면이 지속적으로 형성된다는 점이 결정적이다. 이는 반사면이 특정 각도하에 광 입사면(4, 5)의 삼각형의 모서리까지 연장되기 때문에, 광 입사면(4, 5)의 모서리는 가능한 한 완전하게 존재하는 것이 중요하다.

도 4에 나타낸 프리즘 장치의 배면에 추가의 3개의 3중 프리즘(131, 132, 133)이 추가되는 경우, 모든 측면은 빈틈없이 전방향에서 3중 프리즘으로 충족된다. 모든 3중 프리즘은 정팔면체 형태를 차지하고 실제 모든 프리즘의 꼭지점은 정팔면체의 중심점(155)(도 5)에서 접촉한다. 원칙적으로 축선(100)에서 상대편에 위치하는 정팔면체 위치(150, 151)에 마찬가지로 3중 프리즘이 제공될 수 있다. 그러나 이러한 정팔면체 위치에 틀(121, 122)이 장착될 수 있다.

6개의 3중 프리즘(1, 2, 3, 131, 132, 133)을 사용하는, 전방향 반사기(140)로서 사용되는 프리즘 장치의 공간상의 그림은 도 5에 나타나 있다. 6개의 3중 프리즘(1, 2, 3, 131, 132, 133)의 광 입사면은 각각 정삼각형을 형성한다. 앞쪽면에 존재하고 직선으로 표시된 3중 프리즘(1, 2 및 3)의 삼각형 측면은 이미 명명되어 있다. 뒤쪽면에 존재하고 점선으로 표시된 3중 프리즘(131, 132, 133)의 광 입사면은 다음의 삼각형 측면에 의해 결정된다: 107, 108, 109 및 108, 110, 111 및 110, 112, 36.

프리즘 장치는 틀(121 및 122)에 의해 보호되고 지지된다. 틀(121)에는 어댑터(120)가 장착되어 있다. 어댑터(120)에는 고정장치(125)가 결합될 수 있다. 이러한 고정장치(125)는 예를 들어 삼각대 또는 수직대일 수 있다. 통상의 경우에 있어서 수직대 축선은 3중 프리즘 장치의 축선(100)과 일치한다. 축선(100)은 정팔면체의 중심점(155)을 통과한다. 수직대의 축선 둘레에서 수직대가 회전하는 경우 측정기구로부터 전방향 반사기(140)로 향하는 광은 전체적인 회전영역에 대해 더욱 큰 강도로 반사된다. 이때, 전방향 반사기(140)의 3차원 좌표의 고도의 측정 정밀도가 각각의 회전각도에 대해 성취된다. 특히 정확한 좌표의 측정을 위해 전방향 반사기(140)의 3중 프리즘(1, 2, 3, 131, 132, 133) 중의 하나가 측정기구와 정확하게 정렬될 수 있다(도 4에 따라).

필요한 경우, 마찬가지로 틀(122)상에 어댑터(120)가 장착될 수 있고, 어댑터상에 측량을 위한 추가의 부품들이 장착될 수 있다.

전방향 반사기(140)는 건축 측량 또는 측지학적 측량에 있어서 다수의 측량기구와 함께 사용될 수 있다. 전방향 반사기(140)의 정렬이 생략될 수도 있다. 또한, 유리하게는 참조-목표 표시물로서 사용될 수 있다. 이때 이미 언급한 바와 같이 짧은 거리에 대해서도 확실한 거리측정이 이루어질 수 있다.

특히 유리하게는 전방향 반사기(140)가 자동 측량시에 특별한 장점을 제공한다. 측량기구 및 전방향 반사기(140)를 사용하기 위해 한 사람으로 충분하다. 전방향 반사기(140)에 한번 설정된 측량기구는 자동으로 각각의 위치에서 전방향 반사기(140)의 임의의 회전 또는 경사와는 무관하게 전방향 반사기(140)를 따른다. 반사기와 측량기구에 대한 정렬에 더이상 주의를 기울일 필요가 없다. 전방향 반사기(140)가 장착된 수직대를 움직이는 사람은 그의 모든 주의력을 측량할 지면에 집중시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 3중 프리즘을 사용하는 광선의 재귀반사용 장치에 있어서,

   6 내지 10개의 3중 프리즘(1, 2)이 제공되어 인접한 각각의 3중 프리즘(1, 2)의 측면(7, 8, 9)은 직접 서로 맞닿아 있고 3중 프리즘의 꼭지점(6)이 공간적으로 가능한 한 가까이 서로 인접하도록 배치되고, 이때 각각의 3중 프리즘(1, 2)의 광 입사면(4, 5)은 삼각형으로 형성되고 인접한 3중 프리즘(1, 2)의 광 입사면(4, 5)은 서로 경사져 있고 인접한 3중 프리즘(1, 2)의 동공들(20, 40)의 접촉선(15a, 35a)은 장치의 중심을 통과하는 수직축선(100)에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 3중 프리즘을 사용하는 광선의 재귀반사용 장치.
2. 제1항에 있어서, 동일한 크기의 3중 프리즘(1, 2)이 제공되는 것을 특징으로 하는 3중 프리즘을 사용하는 광선의 재귀반사용 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광 입사면(4, 5)이 정삼각형을 형성하는 회전 대칭적인 3중 프리즘(1, 2)이 제공되는 것을 특징으로 하는 3중 프리즘을 사용하는 광선의 재귀반사용 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전방향 반사기(140)를 형성하도록 6개의 3중 프리즘(1, 2, 3, 131, 132, 133)이 조합되고, 이때 각각 서로 인접한 3중 프리즘(1,2, 3, 131, 132, 133)이 서로에 대해 180°회전하고 3중 프리즘 꼭지점(6)이 공통 점(155)에서 만나도록 서로에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는 3중 프리즘을 사용하는 광선의 재귀반사용 장치.
5. 제4항에 있어서, 전방향 반사기(140)에 대해 어댑터(120)가 장착된 틀(121)이 제공되고, 어댑터(120)에 고정장치(125)가 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 3중 프리즘을 사용하는 광선의 재귀반사용 장치.
6. 제3항에 있어서, 전방향 반사기(140)를 형성하도록 6개의 3중 프리즘(1, 2, 3, 131, 132, 133)이 조합되고, 이때 각각 서로 인접한 3중 프리즘(1, 2, 3, 131, 132, 133)이 서로에 대해 180°회전하고 3중 프리즘 꼭지점(6)이 공통 점(155)에서 만나도록 서로에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는 3중 프리즘을 사용하는 광선의 재귀반사용 장치.