JP2002098529A - 測量機のガイド光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターゲット側作業者を目標点に誘導する測量
機のガイド光装置において、ガイド光の損失を減少させ
るとともに、ガイド光装置を備えても測量機が大型化し
ないようにする。 【解決手段】 赤と緑のように異なる色の可視光を発光
する２つ発光ダイオード１１、１２から発光された光を
分離するガイド光分離プリズム３は、台形プリズム１、
２の互いに平行な面のうち小さいほうの面６を、磨り面
状態にして当接させ、全体として、平面形が「く」字形
の谷５のある形状とするとともに、表面に反射防止膜を
施す。２つの発光ダイオード１１、１２を対物レンズ１
４の中心軸ｙに対して対称位置で近接して配置するとと
もに、対物レンズ１４と両発光ダイオード１１、１２と
の間で中心軸ｙ上にガイド光分離プリズム３を配置す
る。対物レンズ１４とガイド光分離プリズム３間には、
ガイド光通過孔２２を有する遮光板２１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ターゲット側の作
業者を測量機の視準軸上へ誘導するためのガイド光を送
光する測量機のガイド光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、杭打ち作業等において、ターゲッ
ト（反射鏡）を正確に目標点に設置するためには、ま
ず、目標点付近にターゲットを仮設置し、測量機（測距
測角儀等）によりターゲットと目標点と位置の差を求
め、この差だけターゲットを移動させてターゲットを目
標点に設置していた。ところで、測量機においては、タ
ーゲットまでの距離測定に用いられる測距光は、赤外線
であって非可視光線であるから、ターゲット側作業者が
測距光の光束から外れて、距離測定が中断され、再度距
離測定を初めからやり直す必要が起きるということもあ
った。

【０００３】このようなことを防ぐため、図５及び図６
に示したように、測量機の視準軸Ｘと鉛直方向で平行と
なる位置に設置され、視準軸Ｘと平行にガイド光を送光
してターゲット側作業者を測距光の光束から外れないよ
うに誘導する測量機のガイド光装置が、本出願人により
提案され、実用新案登録第２５８７８１０号公報に記載
されている。このガイド光装置は、互いに異なる色の可
視光を発光する２つの発光ダイオード１１、１２と、測
量機の視準軸Ｘと平行な中心軸ｙを有する対物レンズ１
４と、両発光ダイオード１１、１２から発光された光を
対物レンズ１４の中心軸ｙを境に左右分離して混じり合
わないように対物レンズ１４側へガイド光として反射す
る反射プリズム１３と、各発光ダイオードを夫々点灯状
態または点滅状態にする駆動回路１５、１６と、両駆動
回路１５、１６を制御するマイクロコンピュータ１７
と、ターゲット２０までの距離を測定して距離データを
マイクロコンピュータ１７へ送る受光部１８を備えてい
る。

【０００４】このため、対物レンズ１４から送光される
ガイド光は、図６に示したように、中心軸ｙを境に、一
方側Ｂでは緑、他方側Ｃでは赤というように、左右で異
なる色のガイド光が送光される。

【０００５】ここで、実用新案登録第２５８７８１０号
公報に記載のガイド光装置によって、ターゲット側作業
者が中心軸ｙ上まで誘導されることを図６を用いて説明
する。まず、ガイド光装置を取り付けた測量機１０を、
予め目標点Ｐの設定方向に向けておく。そして、ガイド
光装置の発光ダイオード１１、１２を発光し、共に点滅
の状態にする。ここで、タ−ゲット側作業者が、ガイド
光の送光範囲外であるＡ領域またはＤ領域にいるときに
は、両方の色（赤と緑）のガイド光とも見ることができ
ないので、明らかな方角のずれを知ることができる。こ
の場合には、ターゲット側作業者は、目測で中心軸ｙ上
へ移動して、ガイド光を確認する。そして、ターゲット
側作業者が、Ｂ領域にいるときは、一方の色（緑）のガ
イド光のみを見ることができ、Ｃ領域にいるときは、他
方の色（赤）のガイド光のみを見ることができる。この
ように、ターゲット側作業者は、一方の色のガイド光の
みが見える場合には、他方の色のガイド光が見える方向
へ移動し、両方の色のガイド光が見えたときに、中心軸
ｙ上にいることを知ることができる。この状態では、両
方の色のガイド光とも点滅している。

【０００６】さらに、ターゲット側作業者を予め設定さ
れた目標点Ｐまで誘導する方法について説明する。中心
軸ｙ上にいるターゲット側作業者がターゲット２０を配
置すると、測量機側作業者は、測量機１０の望遠鏡を上
下のみに振り、ターゲット２０を視準して距離測定を開
始する。マイクロコンピュータ１７は、予め設定された
目標点Ｐの位置を記憶しており、目標点Ｐの位置と受光
部１８で得られたターゲット２０までの距離データとを
比較して、両駆動回路１５、１６へ制御信号を送る。こ
の場合、ターゲット２０の位置が目標点Ｐより近い場合
は、一方の色（緑）のガイド光を点灯状態とし、他方の
色（赤）のガイド光を点滅状態にし、逆にターゲットの
位置が目標点Ｐより遠い場合には、一方の色（緑）のガ
イド光を点滅状態とし、他方の色（赤）のガイド光を点
灯状態とする。こうして、ターゲット２０が目標点Ｐよ
り遠いか近いかを、ターゲット側作業者に知らせること
ができるようになっているので、ターゲット側作業者
は、左右両方の色が同時に見えるように注意しながら、
目標点に向かって前後に移動する。そして、ターゲット
２０が目標点Ｐに到達したとき、両方の色のガイド光が
ともに点灯状態になり、ターゲット側作業者にターゲッ
ト２０が予め設定された目標点Ｐにあることを知らせる
ようになっている。

【０００７】この他にも、左右で異なる色のガイド光を
送光するため、白色光源からの光を左右で異なる色を透
過させるフィルタを用いて左右分離することや、互いに
色が異なる光源を備えた左右独立した一対の光学系を用
いることもあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実用新
案登録第２５８７８１０号公報に記載されたようなもの
では、発光ダイオード１１、１２からの光が反射プリズ
ム１３の表面で反射されるときに、銀メッキした反射プ
リズム１３でも波長によっては１０％程度の光が吸収さ
れて失われ、電池で動作する測量機では、光エネルギー
の損失を無視できないという問題があった。反射プリズ
ム１３の表面での光の吸収を防ぐためには、反射プリズ
ム１３表面に多層膜を設けることも考えられるが、高価
になってしまうという問題があった。また、２つの発光
ダイオード１１、１２を中心軸ｙと直角方向に配置して
いるため、ガイド光装置が大型化してしまうという問題
もあった。

【０００９】さらに、白色光源からの光を左右で異なる
色を透過させるフィルタを用いるものでは、使用する２
色以外の色の光がすべて無駄になってしまうため、非常
に多くのエネルギーを浪費するという問題があった。２
つの光学系を用いるものでは、部品数が２倍になり、大
型化しかつ高価になるという問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に係る発明では、対物レンズの中心軸の両
側で異なる色のガイド光を送光する測量機のガイド光装
置において、前記中心軸に対して対称で近接して配置さ
れ、異なる色の光を発光する２つの光源と、一面側に
「く」字形の谷が設けられ、前記対物レンズと前記２つ
の光源との間で前記谷の最深部が前記中心軸上に位置す
るように配置されたガイド光分離プリズムと、前記対物
レンズとガイド光分離プリズムとの間にガイド光通過孔
を有する遮光板を備え、前記２つの光源からの光を分離
した。請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明に
おいて、前記ガイド光分離プリズムは、２つの台形プリ
ズムの夫々の平行面のうち小さいほうの平行面を磨り面
状態として互いに当接させることによって構成した。請
求項３に係る発明では、請求項１に係る発明において、
前記ガイド光分離プリズムは、「く」字形の谷の最深部
にトンネル効果を生じない程度の幅を有する小さな溝を
設けた。請求項４に係る発明では、請求項１、２または
３に係る発明において、前記ガイド光分離プリズムの表
面に反射防止膜を施した。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施例に
ついて、図面により詳細に説明する。本実施例のガイド
光装置の光学系を図１に示す。図１は、該光学系の平面
図であり、中心軸ｙの上側を、発光ダイオード１１、１
２側から見たときの右側として表わしている。本実施例
では、ガイド光を左右分離するために、平面形が「く」
字形の谷５のある形状をしたガイド光分離プリズム３を
用いる。ガイド光分離プリズム３は、図２に示したよう
な台形プリズム１、２を一対用い、夫々の平行な面のう
ち小さいほうの面６を、磨り面状態にして、図１に示し
たように単に当接させ、図示しないバネ等の押圧手段に
より両台形プリズム１、２の当接状態を維持するように
している。このガイド光分離プリズム３は、表面にＡＲ
コート（反射防止膜）を施して、表面での反射を防止し
て、ほとんどの光が透過できるようにする。

【００１２】そして、本実施例では、赤と緑のように異
なる単色の可視光を発光する２つの光源、例えば発光ダ
イオード１１、１２を中心軸ｙに対して対称位置で近接
して配置するとともに、対物レンズ１４と両発光ダイオ
ード１１、１２との間で中心軸ｙ上にガイド光分離プリ
ズム３を配置している。ここで、ガイド光分離プリズム
３は、「く」字形の谷５の最深部が中心軸ｙ上にあり、
平らな面４を対物レンズ１４側にし、かつ、対物レンズ
１４の焦点が平らな面４上に位置するように配置されて
いる。

【００１３】また、対物レンズ１４とガイド光分離プリ
ズム３の間には、各発光ダイオード１１、１２からの光
が図示しない鏡筒内部に当たって乱反射することを防ぐ
ために、中心軸ｙに略平行なガイド光のみを通過させる
円形のガイド光通過孔２２を設けたリング状の遮光板２
１が配置されている。

【００１４】ここで、ガイド光分離プリズム３により、
ガイド光を左右に分離できることを説明する。各発光ダ
イオード１１、１２から発光された光は、中心軸ｙを境
にガイド光分離プリズム３への入射角が大きく変化す
る。このため、図１に示したように、左側の発光ダイオ
ード１２から発光された光は、左側の台形プリズム２の
中心軸ｙ付近を透過すると、中心軸ｙと略平行な方向へ
屈折して、対物レンズ１４へ達し、外部へ出射する。一
方、右側の台形プリズム１を透過すると、中心軸ｙから
大きく外れた方向へ屈折し、対物レンズ１４に達しな
い。そして、大きく屈折した光は、ガイド光分離プリズ
ム３と対物レンズ１４の間に設けられた遮光板２１に当
たって遮蔽されるので、鏡筒内で乱反射を起こすことが
ない。

【００１５】逆に、右側の発光ダイオード１１から発光
された光は、右側の台形プリズム１の中心軸ｙ付近を透
過すると、中心軸ｙと略平行な方向へ屈折して、対物レ
ンズ１４に達し、外部へ出射する。一方、左側の台形プ
リズム２を透過すると、中心軸ｙから大きく外れた方向
へ屈折し、対物レンズ１４に達しない。そして、大きく
屈折した光は、ガイド光分離プリズム３と対物レンズ１
４の間に設けられた遮光板２１に当たって遮蔽されるの
で、鏡筒内で乱反射を起こすことがない。

【００１６】したがって、対物レンズ１４から中心軸ｙ
に沿って送光されたガイド光は、従来例と同じく図６に
示したように、中心軸ｙの右側領域Ｂでは、一方の色
（緑）のガイド光となり、中心軸ｙの左側領域Ｃでは他
方の色（赤）のガイド光となり、ターゲット側作業者
は、中心軸ｙ上でのみ両方の色（赤と緑）のガイド光を
見ることができる。

【００１７】ターゲット側作業者を中心軸ｙ上まで誘導
し、さらに、２つの発光ダイオード１１、１２を点滅状
態と点灯状態を切り替え制御して、ターゲット側作業者
を目標点まで誘導する方法は、従来例と同じであるので
説明を省略する。

【００１８】本実施例では、２つの発光ダイオード１
１、１２とガイド光分離プリズム３と対物レンズ１４
が、略中心軸ｙ上に配置されているため、ガイド光装置
を設けても測量機を大型化することがない。しかも、発
光ダイオード１１、１２から発光された光は、ＡＲコー
トされたガイド光分離プリズム３を透過するときの損失
がほとんどないため、発光ダイオード１１、１２の出力
を小さくできるので、より小型の電池を使用して測量機
の小型化を図るか、または電池寿命を長くすることがで
きる。さらに、光の吸収を防止するために、従来例の反
射プリズム１３の表面に多層膜を施すことに比べて、光
の反射を防止するために、本実施例のガイド光分離プリ
ズム３の表面にＡＲコートを施すことは安価である。 そして、両台形プリズム１、２は、磨り面状態で当接し
ているから、両者の間にトンネル効果が生じない程度の
幅を有する非常に薄い空気層が存在し、このため、両台
形プリズム１、２の境界に入射した光は全反射または散
乱されてしまうため、両側のガイド光が混じり合うこと
が防止される。ところで、両台形プリズム１、２の境界
付近に入射した光によっては、両側のガイド光がいくら
か混じり合ってしまうが、両台形プリズム１、２の当接
する部分の長さｄを極力短くすることにより、両ガイド
光が混じり合う範囲を容易に問題ない程度に小さくでき
る。また、ガイド光分離プリズム３の平らな面４上に対
物レンズ１４の焦点を置いているから、中心軸ｙを境に
左右ガイド光が鮮明に分離するため、ターゲット側作業
者は中心軸ｙ上にいることを判断し易くなっている。な
お、両台形プリズム１、２を接着剤等で接着してしまう
と、接着剤と両台形プリズム１、２との屈折率の差が小
さいため、両台形プリズム１、２の境界に入射した光が
全反射または散乱されにくくなり、左右のガイド光が混
じり易くなるので、両台形プリズム１、２を接着するこ
とはあまり推奨できない。

【００１９】ところで、ガイド光分離プリズム３は、前
記実施例のように２つの台形プリズム１、２を用いるこ
となく、図３に示したように、一面側に「く」字形の谷
５を設けた一体のプラスチックのプリズムを用いてもよ
い。プラスチックのガイド光分離プリズム３の場合、谷
５の最深部７は丸くなりやすく、この最深部７付近では
ガイド光分離プリズム３からのガイド光の出射角が徐々
に変化するので、この最深部７付近を透過したガイド光
は、夫々反対側のガイド光と混じり合ってしまうことも
ある。

【００２０】このように左右のガイド光が混じることを
極力減らすためには、図４に示したように、谷５の最深
部にトンネル効果が生じない程度の幅を有する小さな溝
８を設ける。こうすると、小さな溝８に入射したガイド
光は、全反射されるか、または、さらに中心軸ｙから大
きく外れる方向へ屈折することになり、左右のガイド光
が混じることを防止できる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、２つの発
光ダイオードとガイド光分離プリズムが、対物レンズの
略中心軸上に配置されているため、ガイド光装置を設け
ても測量機を大型化することがない。請求項２に係る発
明によれば、請求項１に係る発明と同じ効果を奏するう
え、さらに、ガイド光分離プリズムを構成する両台形プ
リズムの間の薄い空気層が、両台形プリズムの境界に入
射した光を全反射又は散乱するため、両側のガイド光が
混じり合うことが防止され、ターゲット側作業者が前記
中心軸上にいることを判断し易くしている。請求項３に
係る発明によれば、請求項１に係る発明と同じ効果を奏
するうえ、さらに、ガイド光分離プリズムの谷の最深部
に設けた溝が、この溝付近に入射した光を全反射させる
か、または、さらに前記中心軸から外れる方向へ屈折さ
せるため、両側のガイド光が混じり合うことが防止さ
れ、ターゲット側作業者が前記中心軸上にいることを判
断し易くしている。請求項４に係る発明によれば、請求
項１、２または３に係る発明と同じ効果を奏するうえ、
さらに、発光ダイオードから発光された光は、ＡＲコー
トを施したガイド光分離プリズムをほとんど損失なく透
過するため、発光ダイオードの出力を小さくできるの
で、より小型の電池を使用して測量機の小型化を図る
か、または電池寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の測量機のガイド光装置にお
ける光学系を示す図である。

【図２】同ガイド光装置に用いられるガイド光分離プリ
ズムを構成する台形プリズムの斜視図である。

【図３】同ガイド光装置に用いられるガイド光分離プリ
ズムの別の実施例を示す図である。

【図４】同ガイド光装置に用いられるガイド光分離プリ
ズムのさらに別の実施例を示す図である。

【図５】従来の測量機のガイド光装置における光学系を
示す図である。

【図６】従来の測量機のガイド光装置の働きを示す図で
ある。

【符号の説明】

１，２ 台形プリズム ３ ガイド光分離プリズム ５ 谷 ８ 溝 １１、１２ 発光ダイオード（光源） １４ 対物レンズ ２１ 遮光板 ２２ ガイド光通過孔 ｙ 中心軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズの中心軸の両側で異なる色
   のガイド光を送光する測量機のガイド光装置において、 前記中心軸に対して対称で近接して配置され、異なる色
   の光を発光する２つの光源と、 一面側に「く」字形の谷が設けられ、前記対物レンズと
   前記２つの光源との間で前記谷の最深部が前記中心軸上
   に位置するように配置されたガイド光分離プリズムと、 前記対物レンズと前記ガイド光分離プリズムとの間にガ
   イド光通過孔を有する遮光板を備え、 前記２つの光源からの光を分離したことを特徴とする測
   量機のガイド光装置。
2. 【請求項２】 前記ガイド光分離プリズムは、２つの
   台形プリズムの夫々の平行面のうち小さいほうの平行面
   を磨り面状態として互いに当接させたことを特徴とする
   請求項１に記載の測量機のガイド光装置。
3. 【請求項３】 前記ガイド光分離プリズムは、「く」
   字形の谷の最深部にトンネル効果を生じない程度の幅を
   有する小さな溝を設けたことを特徴とする請求項１に記
   載の測量機のガイド光装置。
4. 【請求項４】 前記ガイド光分離プリズムは、反射防
   止膜が施されたことを特徴とする請求項１、２または３
   に記載の測量機のガイド光装置。