JP2002090142A - 光中継装置並びにこの光中継装置を用いた計測装置及び計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準点から射出される光を中継し、長距離の
計測に使用することができる計測装置を提供する。 【解決手段】 基準点２１には、レーザ光を射出する基
準点レーザ発振器２６と、この基準点レーザ発振器２６
から射出されるレーザ光を屈折する基準点光路屈折器２
７とが設けられる。中継点２２には、光軸２５ａを略合
わせて双方向にレーザ光を射出する双方向レーザ発振器
２５と、双方向レーザ発振器２５から射出されたレーザ
光を屈折する中継点光路屈折器３６ａ，３６ｂとが設け
られる。基準点レーザ発振器２６から射出されるレーザ
光が基準点光路屈折器２７で屈折され、中継点２２まで
届くようにされる。また、双方向レーザ発振器の一方か
ら射出されたレーザ光が中継点光路屈折器３６ａで屈折
され、基準点２１まで届くようにされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光を利用して測量
点の位置を計測する計測装置に用いられ、基準点から射
出されたレーザ光を中継して測量点まで届くようにする
光中継装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信用ケーブル、電線、上下水道管、ガ
ス管等を地中に埋設する管路の敷設工事には、近年開削
工法ではなく推進工法が通常採用される。この推進工法
では、管路の一端となる位置に発進立坑が堀られ、管路
の他端となる位置に到達立坑が掘られる。発進立坑内に
は先導体及び元押装置が設置される。元押装置で先導体
を地中内の水平方向に押し出すと、先導体が推進され
る。先導体が所定のストロークだけ前進したときに、先
導体の後部に推進管が連結され、その後再び元押装置に
より推進管と共に先導体が前進させられる。このような
工程の繰り返しで順次推進管が繋げられる。先導体を到
達立坑まで前進させることによって管路が構築される。

【０００３】推進工法の施工に当たっては、先導体を計
画線に沿って掘進させるために、地中を掘進する先導体
の水平及び垂直方向の位置が計測装置によって逐次計測
される。

【０００４】先導体の位置を計測する方法として、従来
からレーザターゲット法等が知られている。レーザター
ゲット法では、発進立坑（基準点）にレーザ光を射出す
るレーザ発振器が設けられ、先導体（測量点）に受光器
としてのターゲットが設けられる。レーザ発振器は、計
画線上に直線のレーザ光を射出する。ターゲット上に照
射されたレーザ光の位置に基づいて計画線からの先導体
のずれ量が計測される。

【０００５】最近コストを低減するために、立坑の数を
減らし、立坑間の長さを８００ｍ〜９００ｍ程度に長く
するという要請がある。特に市街地にトンネルが掘進さ
れる場合、立坑の位置が市街地の道路に限定されるので
この要請が強い。ところで、レーザ光は、細いビームに
なって一直線に進むが、約３００ｍを超えると回析によ
り徐々に広がり、あるいは塵、水蒸気などによりレーザ
光の強さが減る。このため、ターゲット上のレーザ光の
正確な位置が図れなくなる。したがって、このような長
距離を推進する先導体の位置を計測する場合、レーザ法
と電磁法またはジャイロ法との併用が採られていた。す
なわち、レーザ光が届く発進立坑から３００ｍぐらいま
ではレーザ法で先導体の位置を計測し、３００ｍを超え
ると電磁法で先導体の位置を計測する。電磁法では、先
導体に磁場を発生する発振器が設置され、地上に発振器
から発生する磁場を受信する受信器が設置され、磁場の
強さから先導体の位置が計測される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電磁
法、ジャイロ法では先導体の位置を高精度に測定するこ
とができない。先導体の位置を高精度に測定するために
は、距離、角度等を計測するのに最も精度が高いレーザ
光を応用した計測が望まれるが、現状の光応用計測で
は、基準点から測量点まで３００ｍを超えるとレーザ光
が届かないのでレーザ光を一回中継する必要がある。

【０００７】そこで、本発明は、基準点から射出される
光を中継し、長距離の計測に使用することができる光中
継装置並びにこの光中継装置を用いた計測方法及び装置
をを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。

【０００９】上記課題を解決するために、本発明者は、
双方向にレーザを射出する双方向レーザ発振器を中継装
置として使用し、基準点から射出されたレーザ光とは逆
の経路を経由して、中継装置から射出されたレーザ光を
屈折して基準点に戻るようにし、レーザ光の屈折角から
中継装置の光軸と基準点から射出されるレーザ光の光軸
との間の相対角を測定した。具体的には、本発明は、基
準点と測量点との間に設けられ、基準点から射出された
レーザ光を中継する光中継装置であって、光軸を略合わ
せて双方向にレーザを射出する双方向レーザ発振器と、
前記双方向レーザ発振器の一方から射出されたレーザ光
を、複数のウェッジプリズムを組み合わせて屈折する中
継点光路屈折器とを備えることを特徴とする光中継装置
により、上述した課題を解決した。

【００１０】この発明によれば、中継点光路屈折器は、
双方向レーザ発振器の一方から射出されたレーザ光を屈
折し、基準点から射出されたレーザ光とは逆の経路を経
由して基準点に戻す。そして、この中継点光路屈折器の
屈折角に基づいて、双方向レーザ発振器の光軸と基準点
から射出されるレーザ光の光軸との間の相対角を検知す
ることができるので、中継点から測量点に向かってレー
ザ光を射出する双方向レーザ発振器の位置、レーザ光の
方向を測定することができる。この結果、基準点から測
量点までの距離が長距離であっても、基準点から射出さ
れる光を中継し、測量点の位置を高精度に計測できる。

【００１１】また、本発明は、基準点から射出されたレ
ーザ光が照射される中継点受光器を備えることを特徴と
する。

【００１２】この発明によれば、基準点から射出された
レーザ光を確実に中継装置まで届かせることができる。

【００１３】また、本発明は、前記双方向レーザ発振器
の両側に、複数のウェッジプリズムを組み合わせてレー
ザ光を屈折する一対の中継点光路屈折器が設けられ、前
記中継点光路屈折器の一方が、基準点から射出されたレ
ーザ光及び前記双方向レーザ発振器の一方から射出され
たレーザ光を屈折し、前記中継点光路屈折器の他方が、
前記双方向レーザ発振器の他方から射出されたレーザ光
を屈折することを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、中継装置の双方向レー
ザ発振器の一方から射出されるレーザ光を基準点に届か
せることができると共に、中継装置の双方向レーザ発振
器の他方から射出されるレーザ光を測量点に届かせるこ
とができる。

【００１５】また、本発明は、前記中継点光路屈折器
は、回転自在に設けられた一対のウェッジプリズムと、
この一対のウェッジプリズムそれぞれを個別に回転する
一対の駆動部と、前記一対のウェッジプリズムそれぞれ
の回転角を検出する一対の角度検出部と、を有すること
を特徴とする。

【００１６】この発明によれば、任意の方向にレーザ光
を屈折することができる。

【００１７】さらに、本発明は、前記中継点光路屈折器
でのレーザ光の屈折を制御する制御装置が設けられ、前
記制御装置は、前記中継点光路屈折器の前記一対のウェ
ッジプリズムの回転角度を操作して、前記双方向レーザ
発振器の一方から射出されたレーザ光が基準点に設けら
れた基準点受光器を照射するように前記基準点受光器の
出力値をフィードバック制御することを特徴とする。

【００１８】この発明によれば、中継点から射出された
レーザ光が自動的に基準点を照射するようにすることが
できる。

【００１９】さらに、本発明は、前記一対の角度検出部
それぞれの検出値に基づいて前記光路屈折器での屈折角
を算出すると共に、この屈折角に基づいて前記双方向レ
ーザ発振器から射出されるレーザ光の光軸と基準点から
射出されるレーザ光の光軸との間の相対角を算出する演
算装置が設けられることを特徴とする。

【００２０】この発明によれば、双方向レーザ発振器か
ら射出されるレーザ光の光軸と基準点から射出されるレ
ーザ光の光軸との間の相対角を自動的に算出することが
できる。

【００２１】また、本発明は、基準点から射出されるレ
ーザ光を中継点で中継して測量点まで届くようにし、測
量点の位置を計測する計測方法であって、基準点には、
レーザ光を射出する基準点レーザ発振器と、この基準点
レーザ発振器から射出されるレーザ光を複数のウェッジ
プリスムを組み合わせて屈折する基準点光路屈折器とが
設けられ、中継点には、光軸を略合わせて双方向にレー
ザ光を射出する双方向レーザ発振器と、前記双方向レー
ザ発振器の一方から射出されたレーザ光を、複数のウェ
ッジプリズムを組み合わせて屈折する中継点光路屈折器
とが設けられ、前記基準点レーザ発振器から射出される
レーザ光を前記基準点光路屈折器で屈折し、前記中継点
まで届くようにし、前記双方向レーザ発振器の一方から
射出されるレーザ光を前記中継点光路屈折器で屈折し、
前記基準点まで届くようにし、前記基準点光路屈折器及
び前記中継点光路屈折器でのレーザ光の屈折角に基づい
て、前記基準点レーザ発振器から射出されるレーザ光の
光軸と前記双方向レーザ発振器から射出されるレーザ光
の光軸との間の相対角を算出することを特徴とする計測
方法としても構成することができる。

【００２２】この発明によれば、基準点に設けられた基
準点レーザ発振器の光軸と中継点に設けられた双方向レ
ーザ発振器の光軸との間の相対角が算出されるので、中
継点から測量点に向かってレーザ光を射出する双方向レ
ーザ発振器の位置、レーザ光の方向を測定することがで
きる。この結果、基準点から測量点までの距離が長距離
であっても、基準点から射出される光を中継し、測量点
の位置を高精度に計測できる。

【００２３】また、本発明は、基準点には、前記双方向
レーザ発振器から射出されるレーザ光が照射される基準
点受光器が設けられ、中継点には、前記基準点レーザ発
振器から射出されるレーザ光が照射される中継点受光器
が設けられ、前記基準点光路屈折器における前記複数の
ウェッジプリズムの回転角度を操作して、前記基準点レ
ーザ発振器から射出されたレーザ光が前記中継点受光器
を照射するように前記中継点受光器の出力値をフィード
バック制御すると共に、前記中継点光路屈折器における
前記複数のウェッジプリズムの回転角度を操作して、前
記双方向レーザ発振器の一方から射出されたレーザ光が
前記基準点受光器を照射するように前記基準点受光器の
出力値をフィードバック制御することを特徴とする。

【００２４】この発明によれば、基準点から射出された
レーザ光が自動的に中継点を照射するようにすることが
できると共に、中継点から射出されたレーザ光が自動的
に基準点を照射するようにすることができる。

【００２５】さらに、本発明は、基準点と中継点との間
に、複数のウェッジプリズムを組み合わせて光路を屈折
する少なくとも一つの光路屈折器が設けられ、前記光路
屈折器には、前記基準点レーザ発振器から射出されるレ
ーザ光が照射される基準側受光器、並びに前記双方向レ
ーザ発振器から射出されるレーザ光が照射される中継側
受光器が設けられ、前記光路屈折器の前記複数のウェッ
ジプリズムの回転角度を操作して、前記基準点レーザ発
振器から射出されたレーザ光が前記基準側受光器を照射
するように前記基準側受光器の出力値をフィードバック
制御し、前記基準点レーザ発振器から射出されたレーザ
光が自動的に前記中継点受光器に届くようにすると共
に、前記光路屈折器の前記複数のウェッジプリズムの回
転角度を操作して、前記双方向レーザ発振器の一方から
射出されたレーザ光が前記中継側受光器を照射するよう
に前記中継側受光器の出力値をフィードバック制御し、
前記双方向レーザ発振器の一方から射出されたレーザ光
が自動的に前記基準点受光器に届くようにし、前記基準
点光路屈折器、前記中継点光路屈折器及び前記光路屈折
器でのレーザ光の屈折角に基づいて、前記基準点レーザ
発振器から射出されるレーザ光の光軸と前記双方向レー
ザ発振器から射出されるレーザ光の光軸との間の相対角
を算出することを特徴とする。

【００２６】この発明によれば、基準点から中継点まで
の経路がどのように屈曲していても、基準点に設けられ
た基準点レーザ発振器の光軸と中継点に設けられた双方
向レーザ発振器の光軸との間の相対角を算出することが
できる。

【００２７】さらに、本発明は、前記複数のウェッジプ
リズムそれぞれの回転角度に基づいて前記基準点光路屈
折器、前記中継点光路屈折器及び前記光路屈折器の屈折
角を算出することを特徴とする。

【００２８】この発明によれば、上記屈折器の屈折角を
容易に算出することができる。

【００２９】また、本発明は、基準点から射出されるレ
ーザ光を中継点で中継して測量点まで届くようにし、測
量点の位置を計測する計測装置であって、基準点には、
レーザ光を射出する基準点レーザ発振器と、この基準点
レーザ発振器から射出されるレーザ光を屈折する基準点
光路屈折器と、中継点から射出されるレーザ光が照射さ
れる基準点受光器が設けられ、中継点には、光軸を略合
わせて双方向にレーザ光を射出する双方向レーザ発振器
と、前記双方向レーザ発振器の一方から射出されたレー
ザ光を屈折する中継点光路屈折器と、基準点から照射さ
れるレーザ光が照射される中継点受光器が設けられ、前
記基準点光路屈折器及び前記中継点光路屈折器それぞれ
は、回転自在に設けられた一対のウェッジプリズムと、
この一対のウェッジプリズムそれぞれを個別に回転する
一対の駆動部と、前記一対のウェッジプリズムそれぞれ
の回転角を検出する一対の角度検出部と、を有し、前記
基準点光路屈折器における前記一対のウェッジプリズム
の回転角度を操作して、前記基準点レーザ発振器から射
出されたレーザ光が前記中継点受光器を照射するように
前記中継点受光器の出力値をフィードバック制御すると
共に、前記中継点光路屈折器における前記一対のウェッ
ジプリズムの回転角度を操作して、前記双方向レーザ発
振器の一方から射出されたレーザ光が前記基準点受光器
を照射するように前記基準点受光器の出力値をフィード
バック制御する制御装置と、前記基準点光路屈折器及び
前記中継点光路屈折器でのレーザ光の屈折角に基づい
て、前記基準点レーザ発振器から射出されるレーザ光の
光軸と前記双方向レーザ発振器から射出されるレーザ光
の光軸との間の相対角を算出する演算装置と、が設けら
れることを特徴とする計測装置としても構成することが
できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態にお
ける計測装置が適用される推進工法を示す。先導体１は
発進立坑２から到達立坑３に向かって所定の計画線４に
沿ってトンネルを掘進する。ジャッキ等の元押装置によ
り発進立坑２から先導体１が一定のストロークずつ押さ
れる。先導体１が元押装置によって一定のストロークを
前進する都度、先導体１の後部に順次推進管が継ぎ足さ
れる。本発明の計測装置は、発進立坑２（基準点）から
の先導体１の推進位置５（測量点）を計測し、例えば初
期設定基準線６に対する先導体の距離を計測する。図
２に示すように、この距離と初期設定基準線６から計
画線４までの距離とが比較され、−が先導体の計
画線４からのずれ量とされる。ずれ量が０となるよ
うに先導体１の掘削が制御されている。

【００３１】図３は、本発明の計測装置の全体システム
構成図を示す。この計測装置は、基準点２１から射出さ
れるレーザ光を中継点２２で中継して測量点２３まで届
くようにし、測量点２３までの位置を計測する。測量点
２３の位置を計測するためには、レーザ光を中継する双
方向レーザ発振器２５の光軸２５ａの方向を測定する必
要がある。本発明の計測装置は、双方向レーザ発振器２
５の光軸２５ａと、基準点２１に設けられた基準点レー
ザ発振器２６の光軸２６ａとの間の相対角を測定できる
ことにその特徴を有する。

【００３２】基準点２１には、レーザ光を射出する基準
点レーザ発振器２６と、この基準点レーザ発振器２６に
固定され、基準点レーザ発振器２６から射出されるレー
ザ光を一対のウェッジプリスムを組み合わせて屈折する
基準点光路屈折器２７と、中継点２２から射出されるレ
ーザ光が照射される基準点受光器２８が設けられる。基
準点光路屈折器２７及び基準点受光器２８の構成につい
ては後述する。

【００３３】基準点２１と中継点２２との間には、一対
のウェッジプリズムを組み合わせて光路を屈折する２つ
の光路屈折器３１，３１が設けられる。この光路屈折器
３１，３１は、上記基準点光路屈折器２７と同様な構成
を有する。光路屈折器３１，３１の両側には、基準点レ
ーザ発振器２６から射出されるレーザ光が照射される基
準側受光器３２，３２、並びに双方向レーザ発振器２５
から射出されるレーザ光が照射される中継側受光器３
３，３３が設けられる。これら基準側受光器３２，３２
及び中継側受光器３３，３３は、上述の基準点受光器２
８と同様な構成を有する。

【００３４】中継点２２には、光中継装置３５が設けら
れる。光中継装置３５は、光軸を略合わせて双方向にレ
ーザ光を射出する双方向レーザ発振器２５と、双方向レ
ーザ発振器２５の両側に設けられた一対の中継点光路屈
折器３６ａ，３６ｂを備える。双方向レーザ発振器２５
は、その両側から一直線上に１８０度方向をずらしてレ
ーザ光を射出する。この双方向レーザ発振器２５は、例
えば２枚の反射鏡の間にレーザ媒質を入れた周知のレー
ザ発振器を、双方向から射出されるレーザ光の光軸が一
致するように背中合わせに組み合わせて構成される。ま
た、これ以外にも２枚の反射鏡で共振周波数の光を閉じ
込め、その一部を双方向から外部に取り出しすように構
成されてもよい。すなわち、双方向レーザ発振器２５
は、双方向にレーザ光を射出するようにした一個のレー
ザ発振器から構成されてもよいし、片方向のみしかレー
ザ光を射出しないレーザ発振器２個を固定し、双方向に
レーザ光を射出するようにしたものから構成されてもよ
い。なお、レーザ発振器の媒質にはＨｅ−Ｎｅ、炭酸ガ
ス等の気体、固体、半導体等が用いられる。

【００３５】双方向レーザ発振器２５の両側には、一対
のウェッジプリズムを組み合わせてレーザ光を屈折する
中継点光路屈折器３６ａ，３６ｂが設けられる。この中
継点光路屈折器３６ａ，３６ｂは上述の基準点光路屈折
器２７と同様な構成を有する。中継点光路屈折器の一方
３６ａが、基準点２１から射出されたレーザ光及び双方
向レーザ発振器２５の一方から射出されたレーザ光を屈
折し、中継点光路屈折器の他方３６ｂが、双方向レーザ
発振器２５の他方から射出されたレーザ光を屈折する。
基準点側に位置する中継点光路屈折器３６には、基準点
２１から照射されるレーザ光が照射される中継点受光器
３７が設けられる。中継点受光器３７は上記基準点受光
器２８と同様な構成を有する。

【００３６】測量点２３には、測量点受光器３８が設け
られる。この測量点受光器３８は例えばトンネルを掘進
する先導体に固定されている。測量点受光器３８も上述
の基準点受光器２８と同様な構成を有する。

【００３７】中継点２２と測量点２３との間には、一対
のウェッジプリズムを組み合わせて光路を屈折する２つ
の光路屈折器３９，３９が設けられる。この光路屈折器
３９，３９は、上記基準点光路屈折器２７と同様な構成
を有する。この光路屈折器３９，３９それぞれの中継点
側には、双方向レーザ発振器２５から射出されるレーザ
光が照射される中継側受光器４０，４０が設けられる。
この中継側受光器４０，４０は、上述の基準点受光器２
８と同様な構成を有する。

【００３８】本発明の計測装置は、基準点レーザ発振器
２６から射出されるレーザ光を基準点光路屈折器２７及
び光路屈折器３１，３１で順次屈折し、中継点２２まで
届くようにし、これとは逆に双方向レーザ発振器２５か
ら射出されたレーザ光を中継点光路屈折器３６ａ及び光
路屈折器３１，３１で順次屈折し、基準点２１まで届く
ようにしている。

【００３９】すなわち、制御装置５０ａは、基準点光路
屈折器２７におけるウェッジプリズムの回転角度を操作
して、基準点レーザ発振器２６から射出されたレーザ光
が基準側受光器３２を照射するように基準側受光器３２
の出力値をフィードバック制御する。同様に、制御装置
５０ｂは、光路屈折器３１におけるウェッジプリズムの
回転角を操作して、基準点レーザ発振器２６から射出さ
れたレーザ光が基準側受光器３２を照射するように基準
側受光器３２の出力値をフィードバック制御する。ま
た、制御装置５０ｃは、光路屈折器３１におけるウェッ
ジプリズムの回転角を操作して、基準点レーザ発振器２
６から射出されたレーザ光が中継点受光器３７を照射す
るように中継点受光器３７の出力値をフィードバック制
御する。このようにして基準点レーザ発振器２６から射
出されるレーザ光を基準点光路屈折器２７及び光路屈折
器３１，３１で順次屈折し、中継点２２まで届くように
している。

【００４０】また、これとは逆に制御装置５０ｄは、中
継点光路屈折器３６ａにおけるウェッジプリズムの回転
角度を操作して、双方向レーザ発振器２５から射出され
たレーザ光が中継側受光器３３を照射するように中継側
受光器３３の出力値をフィードバック制御する。同様
に、制御装置５０ｃは、光路屈折器３１におけるウェッ
ジプリズムの回転角を操作して、双方向レーザ発振器２
５から射出されたレーザ光が中継側受光器３３を照射す
るように中継側受光器３３の出力値をフィードバック制
御する。また、制御装置５０ｂは、光路屈折器３１にお
けるウェッジプリズムの回転角を操作して、双方向レー
ザ発振器２５から射出されたレーザ光が基準点受光器２
８を照射するように基準点受光器２８の出力値をフィー
ドバック制御する。このようにして双方向レーザ発振器
２５から射出されるレーザ光を中継点光路屈折器３６及
び光路屈折器３１，３１で順次屈折し、基準点２１まで
届くようにしている。当然のことながら、行きと戻りと
で光路屈折器３１，３１のウェッジプリズムは殆ど動か
す必要がない。

【００４１】演算装置５１は、基準点光路屈折器２７、
中継点光路屈折器３６，３６及び中継点光路屈折器３６
でのレーザ光の屈折角θ１〜θ４に基づいて、基準点レ
ーザ発振器２６から射出されるレーザ光の光軸２６ａ
と、双方向レーザ発振器２５から射出されるレーザ光の
光軸２５ａとの間の相対角θを算出する。相対角θは例
えば以下の計算式から求められる。

【００４２】

【式１】θ＝θ１＋θ２＋θ３＋θ４ また、各光路屈折器間の距離Ｌ１〜Ｌ３を測定すると、
中継点２２の位置も計測することができる。

【００４３】制御装置５０ｅ，５０ｆ，５０ｇは、上記
制御装置５０ａ，５０ｂ，５０ｃと同様に中継点光路屈
折器３６ｂ又は光路屈折器３９，３９のウェッジプリズ
ムの回転角度を操作して、測量点受光器３８又は中継側
受光器４０，４０の出力値をフィードバック制御し、双
方向レーザ発振器２５から射出されるレーザ光が自動的
に測量点受光器３８まで届くようにしている。そして、
演算装置５１は、各光路屈折器の屈折角θ１〜θ７及び
光路屈折器間の距離Ｌ１〜Ｌ７に基づいて測量点２３の
位置を算出する。

【００４４】このように本発明によれば、基準点２１に
設けられた基準点レーザ発振器２６の光軸２６ａと中継
点２２に設けられた双方向レーザ発振器２５の光軸２５
ａとの間の相対角が算出されるので、中継点２２から測
量点２３に向かってレーザ光を射出する双方向レーザ発
振器２５の位置、レーザ光の方向を測定することができ
る。この結果、基準点２１から測量点２３までの距離が
長距離であっても、基準点２１から射出される光を中継
し、測量点２３を高精度に計測することができる。

【００４５】なお、上記受光器２８，３２，３３，３７
の中心位置と光路屈折器２７，３１，３１，３６ａの中
心位置とが異なるため、光路屈折器２７，３１，３１，
３６ａ間の距離が近い場合、行きと戻りとで僅かな光路
の相違が生じる。相対角を高精度に測定したいときは、
行きと戻りそれぞれでの光路屈折器２７，３１，３１，
３６ａの屈折角が測定される。

【００４６】図４は基準点光路屈折器２７を示す。上述
のように基準点光路屈折器２７、中継点光路屈折器３
６，３６及び光路屈折器３１，３１，３９，３９は全て
同様な構成を有し、基準点受光器２８、中継点受光器３
７、測量点受光器３８、基準側受光器３２，３２及び中
継側受光器３３，３３，４０，４０は全て同様な構成を
有するので、基準点光路屈折器（以下単にプリズムユニ
ット２７という）及び基準点受光器２８（以下単に受光
器２８という）の構成を代表して説明する。図中（Ａ）
はプリズムユニット２７の正面図を示し、図中（Ｂ）は
側面図を示す。各プリズムユニット２７は内部に一対の
ウェッジプリズム１３ａ，１３ｂを有する。各プリズム
ユニット２７には受光器２８が設けられる。この受光器
２８はウェッジプリズム１３ａ，１３ｂの周囲にその中
心から一定間隔を開けて配置された３個ないし４個の光
電センサ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄから構成され
る。なお、受光器２８には４つの光電センサを組合せた
２軸光電センサの他、ＣＣＤカメラ等の撮影素子が用い
られても良い。

【００４７】図５は、プリズムユニット２７の断面図を
示す。プリズムユニット２７は、円筒状のケース１２
と、このケース１２内に回転自在に設けられる一対のウ
ェッジプリズム１３ａ，１３ｂと、この一対のウェッジ
プリズム１３ａ，１３ｂそれぞれを個別に回転させる駆
動部としてのモータ１４ａ，１４ｂと、ウェッジプリズ
ム１３ａ，１３ｂの回転角をデジタル式に検出する角度
検出部としてのエンコーダ１５ａ，１５ｂとを備える。
モータ１４ａ，１４ｂとエンコーダ１５ａ，１５ｂとは
一体になっている。また、塵等が付着するのを防止する
ために、ウェッジプリズムは保護ガラス１６で覆われて
いる。なお、角度検出部はデジタル的に検出するエンコ
ーダ１５ａ，１５ｂに限られることなく、アナログ的に
検出するポテンションメータであってもよい。

【００４８】図６に示すように、ウェッジプリズム１３
ａ，１３ｂは、円筒状のレンズの第２面１７にテーパを
つけたプリズムである。このウェッジプリズム１３ａ，
１３ｂの第１面１８にビームが垂直に入射すると、入射
した光線は屈折角δで屈折する。ここで、屈折角δとウ
ェッジ頂角ｗの関係は、以下の式で表される。

【００４９】

【式２】 ここで、ｎは屈折率である。

【００５０】図７は、２つのウェッジプリズム１３ａ，
１３ｂを組み合わせた場合を示す。２つのウェッジプリ
ズム１３ａ，１３ｂは同じ材質で、しかも同じウェッジ
頂角ｗを有する。この図に示すように、２つのウェッジ
プリズム１３ａ，１３ｂを傾斜面１９が平行になるよう
に近接配置すると、ウェッジプリズム１３ａ，１３ｂを
通過したビームは、平行なガラスを通過するのと同様に
直進する。一方、図１２に示すように、ウェッジプリズ
ム１３ａ，１３ｂを第１面１８の法線と平行な軸の回り
に別々に回転することによって、所定の尖った円錐体内
部の任意の方向にレーザー光を屈折（偏向）することが
できる。このときの最大屈折角は、ウェッジ頂角ｗが小
さい場合は２つのウェッジプリズムの屈折角δを合算し
た２δになる。したがってレーザー光は直径４δの円内
を照射する。

【００５１】２個のウェッジプリズム１３ａ，１３ｂそ
れぞれの回転角から、組み合わせた場合の屈折角および
屈折方向の算出方法について説明する。ウェッジプリズ
ム１３ａ，１３ｂのそれぞれの回転角はエンコーダ１５
ａ，１５ｂで検出され、組み合わせた場合の屈折角度は
演算装置５１（図３参照）で算出される。演算装置５１
はＣＰＵ等を有する計算機からなり、ウェッジプリズム
１３ａ，１３ｂの回転角から各プリズムユニット２７の
屈折角を算出しする。

【００５２】図９に示すように、ウェッジプリズム１３
ａ，１３ｂ（以下ウェッジプリズム１３ａをプリズム１
といい、ウェッジプリズム１３ｂをプリズム２という）
の中心線上にレーザー光を入射すると、プリズム１がレ
ーザー光を屈折角δ１で屈折し、プリズム２がさらにレ
ーザー光を屈折角δ２で屈折する。この屈折角δ１，δ
２が得られるプリズム１の回転角をψ１，プリズム２の
回転角をψ２とする。プリズム１，２の一番厚いところ
と一番薄いところを結んだ線が水平となる位置を基準と
し、回転角ψ１，ψ２はこの位置からの角度を表してい
る。

【００５３】ここで、ウェッジ頂角ｗが微少であること
から、計算を簡単にするためにδ１，δ２ともに微少と
し、ウェッジプリズム２の第1面にもレーザー光が垂直
に入射すると仮定する。図１０は、レーザー光に対して
直交する面にＸ軸，Ｙ軸をとり、プリズム１の屈折角δ
１（図中（ａ））およびプリズム２の屈折角δ２（図中
（ｂ））をベクトル表示したものである。この図からプ
リズム１に関して以下の計算式が成立する。

【００５４】

【式３】 また、プリズム２に関しても同様に以下の計算式が成立
する。

【００５５】

【式４】 式２および式３からプリズム１とプリズム２を合算した
場合のＸ方向の合成成分δTXは、以下の式５で表され
る。

【００５６】

【式５】 同様に、Ｙ方向の合成成分は、以下の式６で表される。

【００５７】

【式６】 したがって、合成屈折角δT、合成屈折方向ψTは以下の
式７で表される。

【００５８】

【式７】 ここで、プリズム２個の差角ΔψをΔψ＝ψ１−ψ２と
すると、δTは以下の式８で表される。

【００５９】

【式８】

【００６０】これらの計算式を用いることで、２個のプ
リズム１，２それぞれの回転角から、組み合わせた場合
の合成屈折角δＴおよび合成屈折方向ψＴを簡単に算出
することができる。なお、プリズム１，２の屈折角δ
1，δ2はプリズムによって一定の値を保ち、この屈折角
は計算機のメモリに記憶されている。異なる屈折角のプ
リズム１，２を使用する場合は、メモリに複数の屈折角
が記憶される。

【００６１】上述のように、制御装置５０ａ〜５０ｇ
は、プリズムユニット２７における一対のプリズム１，
２それぞれの回転角度を操作して、最終的には基準点レ
ーザ発振器２６から射出されるレーザー光が自動的に測
量点受光器３８まで届くようにしている。各制御装置５
０ａ〜５０ｇは、レーザー光が受光器２８，３２，３
３，３７，３８，４０の中心にないときは、あらかじめ
定めたアルゴリズムでプリズム１，２それぞれを回転
し、レーザ光が受光器２８…の中心にくるようにプリズ
ム１，２を操作する。このときのプリズム１，２の回転
角ψ１，ψ２から上述の計算式を用いて合成屈折角δT
（図１のθ１〜θ７）、合成屈折方向ψTが算出され
る。

【００６２】レーザー光を受光器２８…の中心にもって
いくように制御装置で実行されるソフトウェアサーボの
アルゴリズムについて説明する。このソフトウェアサー
ボは、プリズム１，２の回転角度を操作して、レーザー
光が受光器２８…の中心を照射するように受光器２８…
の出力値をフィードバック制御している。

【００６３】図１１は、アルゴリズムのフローチャート
を示す。まず、受光器２８…からの入力レベルがｅ１以
上であるか否かを判断する（ステップＳ１）。受光器２
８…が中心から＋Ｘ，−Ｘ，＋Ｙ，−Ｙの４方向に延び
る４つの光電センサを組み合わせた２軸光電センサの場
合、レーザー光が中心にあれば出力値が０になる。受光
器２８…からの入力レベル＜ｅ１の場合は、レーザー光
が受光器２８…の中心にあるとして、プリズム１，２の
回転角を操作しない。受光器２８…からの入力レベル≧
ｅ１の場合は、レーザー光が受光器２８…の中心にない
ので、レーザー光が受光器２８…の中心にくるように以
下の処理を行う。

【００６４】まずプリズム座標系で、Ｘ０，Ｙ０，ψＴ
を算出する（ステップＳ２）。次に、受光器座標系でＸ
１，Ｙ１を検出する（ステップＳ３）。プリズム座標系
は、図１２および図１３に示すように、プリズムユニッ
ト２７からプリズム中心線を延長して受光器上の平面と
交差する点Ｐを原点とした座標系をいい、受光器座標系
は受光器２８…の中心を原点とした座標系をいう。この
図１２および図１３で、レーザー光の受光器２８…上の
照射位置をプリズム座標系で示したものがｖ０ベクトル
で、受光器座標系で示したものがｖ１ベクトルである。
レーザー光が受光器２８…の中心を照射するためには、
ｖ１ベクトルが０となればよい。プリズム座標系のｖ０
ベクトルのＸ方向成分、Ｙ方向成分それぞれをＸ０，Ｙ
０とすると、上述のプリズムの合成屈折角δTから、Ｘ
０＝δＴＸ×Ｌ１，Ｙ０＝δＴＹ×Ｌ１と算出される。
ここで、Ｌ１はプリズムから受光器までの距離である。
そして、ψＴは上述の合成屈折方向から算出される（ス
テップＳ２）。また、受光器座標系において、受光器２
８…の検出値からＸ１，Ｙ１が検出され、計算式θ１＝
ｔａｎ^-1（Ｙ１／Ｘ１）からθ１が算出される（ステッ
プＳ３）。受光器２８…の精度が高く、座標Ｘ１，Ｙ１
が高精度に得られると、このＸ１，Ｙ１に基づいてプリ
ズムを操作して受光器２８…の中心を照射するように合
成屈折角δＴを変化させればよいが、一般に受光器２８
…の精度はそれほど高くないので以下のような処理が必
要になる。

【００６５】ψＴとθ１を比較し、一致する方向に差角
Δψを一定に保ったままプリズム２枚を同時に回し、ψ
Ｔを変える（ステップＳ４）。図１４に示すように、２
つのプリズムの差角Δψを一定に保ったままプリズム２
枚を同時に回すと、プリズム座標系でのｖ０ベクトル
は、絶対値を保ったまま、原点Ｐを中心として回転す
る。ψＴとθ１とが等しくなるまで（図中２点鎖線の位
置から実線の位置まで）回転すると、ｖ１ベクトルとｖ
０ベクトルとは重なる。このステップＳ４では、ｖ０ベ
クトルとｖ１ベクトルとの方向を合わせている。なお、
プリズムの１回の回転量は振動しないように差の１／２
とされる。

【００６６】次に、｜ｖ１｜と｜ｖ０｜を比較し、ψＴ
を一定に保ったまま、｜ｖ１｜が０となるように差角Δ
ψを変化する。図１５に示すように、２枚のプリズムを
相反する方向へ同じ量回転すると、プリズム座標系での
ｖ０ベクトルは、ψＴを一定に保ったまま、絶対値｜ｖ
０｜を変化する。この図に示すように、２枚のプリズム
の差角Δψを｜ｖ１｜が０となるように変化すると、ｖ
０ベクトルの絶対値が図中２点鎖線の位置から実線の位
置まで変化する。すなわち、ステップＳ５では、ｖ１ベ
クトルの絶対値を０となるようにしている。ここで、｜
ｖ１｜＝√（Ｘ１²＋Ｙ１²），｜ｖ０｜＝Ｌ１√（δＴ
Ｘ²＋δＴＹ²）で表される。なお、差角Δψの１回の変
化量は、振動しないように差の１／２とされる。

【００６７】次に、ステップＳ５での差角Δψの変化量
が例えば１０″以下であるか否かを判断する（ステップ
Ｓ６）。１０″以下であれば、レーザー光が受光器２８
・・・の中心を照射しているとして、スタートに戻る。
１０″以下でなければ、ステップ２〜ステップ５を繰り
返し、再びｖ１ベクトルが０になるようにプリズムの回
転角を操作する。

【００６８】なお、本発明は上述の実施態様に限られ
ず、種々の変更が可能である。例えば双方向レーザに
は、あらかじめ双方での光軸のずれがわかっていれば光
軸を一致させなくてもよい。また、制御装置は、複数の
プリズムユニットに対応して複数設けられているが、複
数のプリズムユニットに対して一つ設けられても良い。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
双方向にレーザを射出する双方向レーザ発振器を中継装
置として使用し、基準点から射出されたレーザ光とは逆
の経路を経由して、中継装置から射出されたレーザ光を
屈折して基準点に戻るようにし、レーザ光の屈折角から
中継装置の光軸と基準点から射出されるレーザ光の光軸
との間の相対角を測定したので、基準点から測量点まで
の距離が長距離であっても、基準点から射出される光を
中継し、測量点の位置を高精度に計測できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における計測装置が適用さ
れる推進工法を示す平面図。

【図２】先導体の計画線からのずれを示す概略図。

【図３】計測装置の全体システム構成図。

【図４】プリズムユニットを示す図（図中（Ａ）は正面
図を示し、図中（Ｂ）は側面図を示す）。

【図５】プリズムユニットを示す断面図。

【図６】ウェッジプリズムを示す断面図。

【図７】組み合わせたウェッジプリズムを示す断面図。

【図８】入射光線を屈折するウェッジプリズムを示す斜
視図。

【図９】入射光線の屈折を座標系で示す図。

【図１０】屈折角をベクトルで示す図（図中（ａ）はプ
リズム１を示し、図中（ｂ）はプリズム２を示す。）

【図１１】ソフトウェアサーボのアルゴリズムを示すフ
ローチャート。

【図１２】受光器上でのレーザー光の照射位置を示す
図。

【図１３】プリズム座標系と受光器座標系を示すグラ
フ。

【図１４】プリズム座標系と受光器座標系を示すグラ
フ。

【図１５】プリズム座標系と受光器座標系を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１３ａ，１３ｂ ウェッジプリズム １４ａ，１４ｂ モータ（駆動部） １５ａ，１５ｂ エンコーダ（角度検出部） ２１ 基準点 ２２ 中継点 ２３ 測量点 ２５ａ 双方向レーザ発振器の光軸 ２５ 双方向レーザ発振器 ２６ 基準点レーザ発振器 ２６ａ 基準点レーザ発振器の光軸 ２７ 基準点光路屈折器 ２８ 基準点受光器 ３１，３１ 光路屈折器 ３２，３２ 基準側受光器 ３３，３３ 中継側受光器 ３５ 光中継装置 ３６ａ，３６ｂ 中継点光路屈折器 ３７ 中継点受光器 ５０ａ〜５０ｄ 制御装置 ５１ 演算装置

フロントページの続き (72)発明者 島田 徹 東京都台東区元浅草３丁目18番10号 アイ レック技建株式会社内 (72)発明者 高木 博 神奈川県鎌倉市上町屋345番地 三菱プレ シジョン株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AA02 AC18 GA04 GA25 GA42 GA62 GA82 GA92

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準点と測量点との間に設けられ、基準
   点から射出されたレーザ光を中継する光中継装置であっ
   て、 光軸を略合わせて双方向にレーザを射出する双方向レー
   ザ発振器と、 前記双方向レーザ発振器の一方から射出されたレーザ光
   を、複数のウェッジプリズムを組み合わせて屈折する中
   継点光路屈折器とを備えることを特徴とする光中継装
   置。
2. 【請求項２】 基準点から射出されたレーザ光が照射さ
   れる中継点受光器を備えることを特徴とする請求項１に
   記載の光中継装置。
3. 【請求項３】 前記双方向レーザ発振器の両側に、複数
   のウェッジプリズムを組み合わせてレーザ光を屈折する
   一対の中継点光路屈折器が設けられ、 前記中継点光路屈折器の一方が、基準点から射出された
   レーザ光及び前記双方向レーザ発振器の一方から射出さ
   れたレーザ光を屈折し、 前記中継点光路屈折器の他方が、前記双方向レーザ発振
   器の他方から射出されたレーザ光を屈折することを特徴
   とする請求項２に記載の光中継装置。
4. 【請求項４】 前記中継点光路屈折器は、回転自在に設
   けられた一対のウェッジプリズムと、この一対のウェッ
   ジプリズムそれぞれを個別に回転する一対の駆動部と、
   前記一対のウェッジプリズムそれぞれの回転角を検出す
   る一対の角度検出部と、を有することを特徴とする請求
   項２または３に記載の光中継装置。
5. 【請求項５】 前記中継点光路屈折器でのレーザ光の屈
   折を制御する制御装置が設けられ、 前記制御装置は、前記中継点光路屈折器の前記一対のウ
   ェッジプリズムの回転角度を操作して、前記双方向レー
   ザ発振器の一方から射出されたレーザ光が基準点に設け
   られた基準点受光器を照射するように前記基準点受光器
   の出力値をフィードバック制御することを特徴とする請
   求項４に記載の光中継装置。
6. 【請求項６】 前記一対の角度検出部それぞれの検出値
   に基づいて前記光路屈折器での屈折角を算出すると共
   に、この屈折角に基づいて前記双方向レーザ発振器から
   射出されるレーザ光の光軸と基準点から射出されるレー
   ザ光の光軸との間の相対角を算出する演算装置が設けら
   れることを特徴とする請求項５に記載の光中継装置。
7. 【請求項７】 基準点から射出されるレーザ光を中継点
   で中継して測量点まで届くようにし、測量点の位置を計
   測する計測方法であって、 基準点には、レーザ光を射出する基準点レーザ発振器
   と、この基準点レーザ発振器から射出されるレーザ光を
   複数のウェッジプリスムを組み合わせて屈折する基準点
   光路屈折器とが設けられ、 中継点には、光軸を略合わせて双方向にレーザ光を射出
   する双方向レーザ発振器と、前記双方向レーザ発振器の
   一方から射出されたレーザ光を、複数のウェッジプリズ
   ムを組み合わせて屈折する中継点光路屈折器とが設けら
   れ、 前記基準点レーザ発振器から射出されるレーザ光を前記
   基準点光路屈折器で屈折し、前記中継点まで届くように
   し、 前記双方向レーザ発振器の一方から射出されるレーザ光
   を前記中継点光路屈折器で屈折し、前記基準点まで届く
   ようにし、 前記基準点光路屈折器及び前記中継点光路屈折器でのレ
   ーザ光の屈折角に基づいて、前記基準点レーザ発振器か
   ら射出されるレーザ光の光軸と前記双方向レーザ発振器
   から射出されるレーザ光の光軸との間の相対角を算出す
   ることを特徴とする計測方法。
8. 【請求項８】 基準点には、前記双方向レーザ発振器か
   ら射出されるレーザ光が照射される基準点受光器が設け
   られ、 中継点には、前記基準点レーザ発振器から射出されるレ
   ーザ光が照射される中継点受光器が設けられ、 前記基準点光路屈折器における前記複数のウェッジプリ
   ズムの回転角度を操作して、前記基準点レーザ発振器か
   ら射出されたレーザ光が前記中継点受光器を照射するよ
   うに前記中継点受光器の出力値をフィードバック制御す
   ると共に、 前記中継点光路屈折器における前記複数のウェッジプリ
   ズムの回転角度を操作して、前記双方向レーザ発振器の
   一方から射出されたレーザ光が前記基準点受光器を照射
   するように前記基準点受光器の出力値をフィードバック
   制御することを特徴とする請求項７に記載の計測方法。
9. 【請求項９】 基準点と中継点との間に、複数のウェッ
   ジプリズムを組み合わせて光路を屈折する少なくとも一
   つの光路屈折器が設けられ、 前記光路屈折器には、前記基準点レーザ発振器から射出
   されるレーザ光が照射される基準側受光器、並びに前記
   双方向レーザ発振器から射出されるレーザ光が照射され
   る中継側受光器が設けられ、 前記光路屈折器の前記複数のウェッジプリズムの回転角
   度を操作して、前記基準点レーザ発振器から射出された
   レーザ光が前記基準側受光器を照射するように前記基準
   側受光器の出力値をフィードバック制御し、前記基準点
   レーザ発振器から射出されたレーザ光が自動的に前記中
   継点受光器に届くようにすると共に、 前記光路屈折器の前記複数のウェッジプリズムの回転角
   度を操作して、前記双方向レーザ発振器の一方から射出
   されたレーザ光が前記中継側受光器を照射するように前
   記中継側受光器の出力値をフィードバック制御し、前記
   双方向レーザ発振器の一方から射出されたレーザ光が自
   動的に前記基準点受光器に届くようにし、 前記基準点光路屈折器、前記中継点光路屈折器及び前記
   光路屈折器でのレーザ光の屈折角に基づいて、前記基準
   点レーザ発振器から射出されるレーザ光の光軸と前記双
   方向レーザ発振器から射出されるレーザ光の光軸との間
   の相対角を算出することを特徴とする請求項８に記載の
   計測方法。
10. 【請求項１０】 前記複数のウェッジプリズムそれぞれ
    の回転角度に基づいて前記基準点光路屈折器、前記中継
    点光路屈折器及び前記光路屈折器の屈折角を算出するこ
    とを特徴とする請求項９に記載の計測方法。
11. 【請求項１１】 基準点から射出されるレーザ光を中継
    点で中継して測量点まで届くようにし、測量点の位置を
    計測する計測装置であって、 基準点には、レーザ光を射出する基準点レーザ発振器
    と、この基準点レーザ発振器から射出されるレーザ光を
    屈折する基準点光路屈折器と、中継点から射出されるレ
    ーザ光が照射される基準点受光器が設けられ、 中継点には、光軸を略合わせて双方向にレーザ光を射出
    する双方向レーザ発振器と、前記双方向レーザ発振器の
    一方から射出されたレーザ光を屈折する中継点光路屈折
    器と、基準点から照射されるレーザ光が照射される中継
    点受光器が設けられ、 前記基準点光路屈折器及び前記中継点光路屈折器それぞ
    れは、回転自在に設けられた一対のウェッジプリズム
    と、この一対のウェッジプリズムそれぞれを個別に回転
    する一対の駆動部と、前記一対のウェッジプリズムそれ
    ぞれの回転角を検出する一対の角度検出部と、を有し、 前記基準点光路屈折器における前記一対のウェッジプリ
    ズムの回転角度を操作して、前記基準点レーザ発振器か
    ら射出されたレーザ光が前記中継点受光器を照射するよ
    うに前記中継点受光器の出力値をフィードバック制御す
    ると共に、前記中継点光路屈折器における前記一対のウ
    ェッジプリズムの回転角度を操作して、前記双方向レー
    ザ発振器の一方から射出されたレーザ光が前記基準点受
    光器を照射するように前記基準点受光器の出力値をフィ
    ードバック制御する制御装置と、 前記基準点光路屈折器及び前記中継点光路屈折器でのレ
    ーザ光の屈折角に基づいて、前記基準点レーザ発振器か
    ら射出されるレーザ光の光軸と前記双方向レーザ発振器
    から射出されるレーザ光の光軸との間の相対角を算出す
    る演算装置と、が設けられることを特徴とする計測装
    置。
12. 【請求項１２】 基準点と中継点との間に、光路を屈折
    する少なくとも一つの光路屈折器が設けられ、 前記光路屈折器は、回転自在に設けられた一対のウェッ
    ジプリズムと、この一対のウェッジプリズムそれぞれを
    個別に回転する一対の駆動部と、前記一対のウェッジプ
    リズムそれぞれの回転角を検出する一対の角度検出部
    と、を有し、 前記光路屈折器には、前記基準点レーザ発振器から射出
    されるレーザ光が照射される基準側受光器、並びに前記
    双方向レーザ発振器から射出されるレーザ光が照射され
    る中継側受光器が設けられ、 前記制御装置は、前記光路屈折器の前記一対のウェッジ
    プリズムの回転角度を操作して、前記基準点レーザ発振
    器から射出されたレーザ光が前記基準側受光器を照射す
    るように前記基準側受光器の出力値をフィードバック制
    御し、前記基準点レーザ発振器から射出されたレーザ光
    が自動的に前記中継点受光器に届くようにすると共に、
    前記光路屈折器の前記一対のウェッジプリズムの回転角
    度を操作して、前記双方向レーザ発振器の一方から射出
    されたレーザ光が前記中継側受光器を照射するように前
    記中継側受光器の出力値をフィードバック制御し、前記
    双方向レーザ発振器の一方から射出されたレーザ光が自
    動的に前記基準点受光器に届くようにし、 前記演算装置は、前記基準点光路屈折器、前記中継点光
    路屈折器及び前記光路屈折器でのレーザ光の屈折角に基
    づいて、前記基準点レーザ発振器から射出されるレーザ
    光の光軸と前記双方向レーザ発振器から射出されるレー
    ザ光の光軸との間の相対角を算出することを特徴とする
    請求項１１に記載の計測装置。
13. 【請求項１３】 前記演算装置は、前記一対数のウェッ
    ジプリズムそれぞれの回転角度に基づいて前記基準点光
    路屈折器、前記中継点光路屈折器及び前記光路屈折器の
    屈折角を算出することを特徴とする請求項１２に記載の
    計測装置。