CN113406767A - 全向棱镜装置 - Google Patents

Abstract

具备保持部件和全向棱镜，前述保持部件具有基板、联接至该基板的颈部和设置于该颈部的前端的固接部，前述全向棱镜具有多个由三角棱镜构成的棱镜单元，该棱镜单元贴合于前述基板的两个表面，前述全向棱镜被构成为八面体。

Description

全向棱镜装置

技术领域

本发明涉及作为测定对象被使用，且能够逆反射来自水平全部方向、垂直全部方向的全部方向的光线的全向棱镜装置。

背景技术

近年来，进行在小型无人飞行器(UAV)搭载相机或其他测定装置而取得来自高处或人无法进入的场所的图像等信息。进而，也进行通过全站仪等具有跟踪功能的测定装置来三维测定UAV，并将由UAV取得的信息与由测定装置测定的三维信息进行关联(日本特开2014-167413号公报)。

在这样的系统中，在UAV安装作为测定对象而具有逆反射功能的棱镜。进而，UAV相对于测定装置而方向不恒定。因而不论棱镜的方向如何，都对棱镜要求逆反射来自大范围的光的特性。

例如，在日本特开2009-204557号公报所示的全方位反射器中，棱镜的集合体被上下的框体夹持，能够逆反射来自水平360°的光。

另外，在日本特开2018-105733号公报所示的全周棱镜中，具有朝向下方的棱镜的集合体被水平地支撑的板保持的结构，在下方全部方向上具有逆反射特性。

然而，日本特开2009-204557号公报、日本特开2018-105733号公报均由于棱镜的集合体的保持结构，或者由于棱镜集合体的结构，对逆反射的范围具有限制。例如，在前者的全周棱镜中对于上下方向具有制约，在后者的全周棱镜中对于上方具有制约。

发明内容

本发明的目的在于，提供对于逆反射的方向没有制约，且能够逆反射来自水平全部方向、垂直全部方向的全部方向的光线的全向棱镜装置。

为了达成上述目的，本发明所涉及的全向棱镜装置具备保持部件和全向棱镜，前述保持部件具有基板、联接至该基板的颈部和设置于该颈部的前端的固接部，前述全向棱镜具有多个由三角棱镜构成的棱镜单元，该棱镜单元贴合于前述基板的两个表面，前述全向棱镜被构成为八面体。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，前述基板为平板，前述棱镜单元由四个三角棱镜构成为金字塔状，该棱镜单元贴合于前述平板的两个表面。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，前述基板中三角形状的基板分体结合为十字，在邻接的基板分体之间形成被划分为直角的四个空间，前述棱镜单元为三角棱镜上下贴合而构成，分别设置于前述空间的前述棱镜单元分别贴合于各基板分体的两个表面。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，前述基板与前述颈部能够拆装。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，前述固接部具有螺栓。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，前述固接部具有螺纹孔。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，前述固接部具有凸缘。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，在前述全向棱镜的顶部设置有突起部件。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，构成为前述基板分体的边缘部从前述棱镜单元突出。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，构成为在前述颈部设置轴，在该轴可旋转地设置一对盖，在该盖的直立状态下，前述全向棱镜被容纳于前述盖之间，在前述盖的悬垂状态下，前述全向棱镜露出。

另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，构成为在前述颈部沿着该颈部可移动地设置圆筒状的盖，在该盖的上升位置，容纳前述全向棱镜，在前述盖的下降位置，前述全向棱镜露出。

进而，另外，在适宜实施例所涉及的全向棱镜装置中，在前述全向棱镜的水平相对的顶点设置轴，多个弯曲为圆弧状的带状板自由旋转地安装于前述轴，由该带状板构成能够容纳或露出前述全向棱镜的盖。

依据本发明，具备保持部件和全向棱镜，前述保持部件具有基板、联接至该基板的颈部和设置于该颈部的前端的固接部，前述全向棱镜具有多个由三角棱镜构成的棱镜单元，该棱镜单元贴合于前述基板的两个表面，前述全向棱镜被构成为八面体，因而对于逆反射的方向没有制约，能够逆反射来自水平全部方向、垂直全部方向的全部方向的光线。

附图说明

图1是第一实施例的整体图。

图2是示出第一实施例中的保持部件与棱镜单元的关系的立体图。

图3是示出该实施例的安装状态与全向棱镜装置的被遮蔽范围的关系的图。

图4示出前述全向棱镜装置的安装姿势，图4(A)示出向上的姿势，图4(B)示出水平姿势，图4(C)示出向下的姿势。

图5是第二实施例的整体图。

图6是第三实施例的整体图。

图7是第四实施例的整体图。

图8是第四实施例的分解立体图。

图9是第五实施例的部分分解立体图。

图10是第六实施例的部分立体图。

图11是第六实施例的作用说明图。

图12是第六实施例的分解立体图。

图13是第七实施例的部分立体图。

图14(A)、图14(B)、图14(C)示出第八实施例，图14(A)是示出保护状态的主视图，图14(B)是示出保护状态的侧视图，图14(C)是示出使用状态的主视图。

图15(A)、图15(B)示出第九实施例，图15(A)是示出保护状态的图，图15(B)是示出使用状态的图。

图16(A)、图16(B)示出第十实施例，图16(A)是示出保护状态的图，图16(B)是示出使用状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。

图1是本发明的第一实施例所涉及的全向棱镜装置的立体图。图2是该全向棱镜的分解图。图1、图2中，1示出全向棱镜装置，该全向棱镜装置1具备保持部件2和全向棱镜3。

在第一实施例中具有两个棱镜单元4，该棱镜单元4使四个三角棱镜5贴合为金字塔形而构成，进而两个棱镜单元4被固接于前述保持部件2而构成八面体的全向棱镜3。

前述保持部件2是金属制的，由近似正方形的平板的基板7、联接至该基板7的顶部的颈部8、设置于该颈部8的前端部的固接部9构成。

前述基板7为薄板，前述棱镜单元4分别粘合于该基板7的两个表面。通过前述棱镜单元4粘合于前述基板7的两个表面，从而前述基板7、前述棱镜单元4相互补偿强度，能够使前述基板7为薄板。

前述基板7的一个角部从前述棱镜单元4延伸出，前述颈部8固接于该延伸出的部分。此外，前述基板7和前述颈部8可以一体地构成，或者也可以为可分离。

该颈部8中截面为圆形，具有规定的长度L1。在该颈部8的轴心延长上存在有前述全向棱镜3的光学中心。前述固接部9用于将全向棱镜装置1安装于测定对象物或杆件等支撑体，在第一实施例中示出固接部9具有螺栓9a的情况。

该螺栓9a的基部成为凸缘9b，该凸缘9b的支撑体抵接面6成为安装基准面，该支撑体抵接面6与前述全向棱镜3的光学中心的距离L2成为已知。

依据第一实施例，前述棱镜单元4与保持部件2成为一体，而且该保持部件2具备固接部9(螺栓9a)，因而若在测定对象物侧设置螺纹孔，则能够容易地将前述全向棱镜装置1安装于测定对象物。另外，在将前述全向棱镜装置1安装于测定对象物的时候，相对于测定对象，全向棱镜3的光学中心成为已知，因而处理、设置操作是容易的。

进而，两个前述棱镜单元4(即，全向棱镜3)在全部方向上露出，因而能够逆反射来自所有方向的光。另外，前述基板7为薄板，几乎不遮蔽入射光。

图3是将前述全向棱镜装置1安装于支撑体11的下表面的图。

在该支撑体11被以向下的姿势安装的状态下，来自下方、水平方向的入射光全部能够逆反射。另外，对来自上方的入射光，由于前述支撑体11，向前述全向棱镜3的入射光被遮蔽。被遮蔽范围(遮光范围)在图示中为θ，前述遮光范围θ由前述颈部8的长度L1决定。因而，能够对应于测定对象所要求的测定范围而选择前述L1。

另外，本实施例的全向棱镜装置1对安装姿势没有制约。能够如图4(A)所示，以向上的姿势安装于支撑体11；也能够如图4(B)所示地以水平姿势安装于支撑体11；也能够如图4(C)所示地以向下的姿势安装于支撑体11。因而，能够配合前述支撑体的结构、测定形态等而设置全向棱镜装置1。

图5示出第二实施例，在第二实施例中示出前述固接部9具有螺纹孔9c的情况。该固接部9也具有作为安装基准面的支撑体抵接面6，该支撑体抵接面与全向棱镜3的光学中心为已知的距离。

图6示出第三实施例，在第三实施例中，为固接部9具有凸缘9d的情况，通过由螺栓(未图示)将前述凸缘9d固定于支撑体11，从而能够将全向棱镜装置1安装于支撑体11。在第三实施例中，前述凸缘9d的抵接面成为安装基准面。

图7、图8示出第四实施例。在第四实施例中，使颈部8为相对于基板7可拆装的，通过使颈部8为可拆装的，从而能够选择固接部9为适合于支撑体11的结构的构成。

基板7具有一个从顶部延伸出的舌片7a，在该舌片7a贯穿设置有孔14。在颈部8的前端形成有前述舌片7a所嵌合的狭缝13，并贯穿设置有贯通该狭缝13的止动孔15。

将前述舌片7a插入至前述狭缝13，将螺栓16插入贯通于前述止动孔15、前述孔14，固接前述舌片7a与前述颈部8，联接前述基板7与前述颈部8。因而，前述基板7与前述颈部8通过前述螺栓16的安装、取下而能够联接和解除联接。

在前述颈部8的非联接端形成有固接部9。对该固接部9，如上述第一实施例、第二实施例、第三实施例中所示，形成有螺栓，或设置有螺丝孔，或设置有凸缘。此外，作为固接部9，不限定于螺栓、螺丝孔、凸缘。

在第四实施例中，前述颈部8的非联接端侧端面17也成为安装基准面，从前述非联接端侧端面17到全向棱镜3的光学中心的距离也为已知。

图9示出第五实施例。在第五实施例中，为更加坚固地保持棱镜单元的结构。

适用于第五实施例的基板7为以下构成：三角形状的基板分体7b结合为十字，在邻接的基板分板7b之间形成被划分为直角的四个空间。通过在该四个空间分别嵌入并粘合棱镜单元4a，从而构成全向棱镜3。

在本实施例中，各棱镜单元4a以前述基板分体7b为边界，被贴合于该基板分体7a的两个表面，因而各棱镜单元4a也被牢固地一体化。

此外，前述棱镜单元4a为三角棱镜5上下贴合而构成。

另外，作为粘合各棱镜单元4a与前述基板分体7b的粘合剂而具有弹性，优选为使用例如硅系粘合剂。

前述颈部8联接至前述基板分体7所集合的下端部。

图10示出第六实施例。在第六实施例中，在前述全向棱镜装置1附加了防止损伤功能。

在全向棱镜3的各顶点设置突起部件19。该突起部件19作为形状而优选为球体、半球体，该突起部件19通过粘合等手段固接于各顶点，以至少半球露出的方式安装。

另外，前述突起部件19的大小被设定为不妨碍光线向前述全向棱镜3的入射出射(不发生光线的遮光)，且测定误差为最小限度。

另外，作为前述突起部件19的材质，优选地具有缓冲性、弹性，可使用例如硅橡胶、软质合成树脂等。

设置有前述突起部件19的全向棱镜3被放置于平面21的状态在图11中示出。

由于前述突起部件19的存在，在前述全向棱镜3的边缘与平面21之间形成有间隙22，因而边缘不与平面21接触。另外，顶点由前述突起部件19直接保护，因而防止了前述全向棱镜3的边缘、顶点的损伤。

图12示出将第六实施例适用于第四实施例的情况下的基板7。

在该基板7的各顶点形成有前述突起部件19所嵌合的、或防止与突起部件19的干涉的凹部23。此外，图12中，对与图8中示出的部件等同的部件赋予相同的符号并省略其说明。

图13示出第七实施例，第七实施例在第五实施例中进一步附加防止损伤功能。图13中，对与图9中示出的部件等同的部件赋予相同的符号并省略其说明。

在第七实施例中，在使构成基板7的基板分体7b比棱镜单元4a更大，且将棱镜单元4a组合于前述基板7的状态下，构成为前述基板分体7b的边缘部25从前述棱镜单元4a突出。

前述棱镜单元4a从前述基板分体7b仅后退前述边缘部25的量，因而在将全向棱镜装置1放置于平面的情况下，产生间隙而保护前述棱镜单元4a。

图14(A)、图14(B)、图14(C)示出第八实施例。在第八实施例中，为了防止损伤功能的附加而设置保护盖。

在颈部8设置与该颈部8正交的轴26，在该轴26安装左右一对盖27、27。该盖27的侧面形状为く字形，一端自由旋转地联接至前述轴26，盖的宽度为比全向棱镜3的水平最大尺寸更大。前述盖27为直立状态(图14(A))下，在在左右的盖27、27之间容纳全向棱镜3的构成。

前述盖27的直立状态为前述全向棱镜3的保护状态，前述全向棱镜3的两个侧面由前述盖27、27覆盖。此外，虽然另外两个面开放，但由于前述盖27的宽度为比前述全向棱镜3的水平最大尺寸更大，因而能够防止该全向棱镜3与障碍物接触(图14(B))。

图14(C)示出全向棱镜3的使用状态，示出前述盖27、27以前述盖27为中心旋转而悬垂的状态。此外，在前述盖27设置有切口部27a，以便在悬垂状态下不与颈部8干涉。

另外，还可以在前述轴与前述盖27、27之间设置锁定机构，以便分别保持前述盖27、27的直立状态和悬垂状态。

图15(A)、图15(B)示出第九实施例。在第九实施例中，将盖28可滑动地设置于颈部8。

盖28为上方开口的有底筒状，该盖28的内径为比全向棱镜3的水平最大尺寸更大，内尺寸高度为比前述全向棱镜3的高度更大。另外，前述盖28以前述颈部8为导向部而可滑动，在与前述盖28之间有适当的摩擦阻力，前述盖28被保持在前述盖28的适当位置。

为了使前述全向棱镜为保护状态，使前述盖28上升而将全向棱镜3容纳于前述盖28内(图15(A))。在前述全向棱镜3的使用状态下，降下前述盖28而使前述全向棱镜3露出(图15(B))。

图16(A)、图16(B)示出第十实施例。

第十实施例在全向棱镜3的水平相对的顶点设置轴31，在前述轴31自由旋转地安装多个弯曲为圆弧状的带状板32。由该带状板32构成盖。

在前述全向棱镜3的保护状态下，以规定间隔展开前述带状板32(图16(A))，以便由前述带状板32覆盖全向棱镜3。此外，图16(A)示出展开途中，为露出前述全向棱镜3的一部分的状态。

图16(B)示出使用状态，在使用状态下，前述带状板32为被叠放于前述全向棱镜3的下侧的状态。

Claims (12)

1.一种全向棱镜装置，具备保持部件(2)和全向棱镜(3)，所述保持部件具有基板(7)、联接至该基板的颈部(8)和设置于该颈部的前端的固接部(9)，所述全向棱镜具有多个由三角棱镜(5)构成的棱镜单元(4)，该棱镜单元贴合于所述基板的两个表面，所述全向棱镜被构成为八面体。

2.根据权利要求1所述的全向棱镜装置，其中，所述基板(7)为平板，所述棱镜单元(4)由四个三角棱镜(5)构成为金字塔状，该棱镜单元贴合于所述平板的两个表面。

3.根据权利要求1所述的全向棱镜装置，其中，所述基板(7)中三角形状的基板分体(7b)结合为十字，在邻接的基板分体之间形成被划分为直角的四个空间，所述棱镜单元(4)为三角棱镜(5)上下贴合而构成，分别设置于所述空间的所述棱镜单元分别贴合于各基板分体的两个表面。

4.根据权利要求1所述的全向棱镜装置，其中，所述基板(7)与所述颈部(8)能够拆装。

5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的全向棱镜装置，其中，所述固接部(9)具有螺栓(9a)。

6.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的全向棱镜装置，其中，所述固接部(9)具有螺纹孔(9c)。

7.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的全向棱镜装置，其中，所述固接部(9)具有凸缘(9b)。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的全向棱镜装置，其中，在所述全向棱镜(3)的顶部设置有突起部件(19)。

9.根据权利要求3所述的全向棱镜装置，其构成为所述基板分体(7b)的边缘部(25)从所述棱镜单元(4)突出。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的全向棱镜装置，其构成为在所述颈部(8)设置轴(26)，在该轴可旋转地设置一对盖(27，27)，在该盖的直立状态下，所述全向棱镜(3)被容纳于所述盖之间，在所述盖的悬垂状态下，所述全向棱镜露出。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的全向棱镜装置，其构成为在所述颈部(8)沿着该颈部可移动地设置圆筒状的盖(28)，在该盖的上升位置，容纳所述全向棱镜(3)，在所述盖的下降位置，所述全向棱镜露出。

12.根据权利要求1或权利要求2所述的全向棱镜装置，其中，在所述全向棱镜(3)的水平相对的顶点设置轴(31)，多个弯曲为圆弧状的带状板(32)自由旋转地安装于所述轴，由该带状板构成能够容纳或露出所述全向棱镜的盖。

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