JP2010032421A - 無反射冶具 - Google Patents

Abstract

【課題】光波距離計から出射された測距光を光波距離計側に戻らないようにしながら、外部にも出射しないようにする無反射冶具を提供する。
【解決手段】無反射冶具（１０）は、光波距離計に取り付けることができるようにするとともに、内面が黒色のケース（１２）と、光波距離計から出射される測距光（Ｌ）がブリュースター角で入射するようにケース内に設置された光吸収フィルタ（２０）とを備える。さらに、ケース内には、光吸収フィルタで反射された測距光を吸収するため、黒色の光吸収板（３０）を設置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光波距離計の内部で発生するノイズを測定するとき等に望遠鏡の先端に取り付けて使用する無反射冶具に関し、さらに詳細には、光波距離計から出射した測距光をほとんど吸収して光波距離計側に戻らないようにした無反射冶具に関する。

従来の光波距離計は、ターゲットに向けて測距光を出射し、ターゲットで反射された測距光を受光してターゲットまでの距離を測定している（下記特許文献１参照）。

簡単に説明すると、従来の光波距離計では、レーザダイオ−ド等の光源から出射された測距光は、基準信号発振器で発生された基準信号によって変調されている。ターゲットで反射された測距光は、受光素子に入射すると、測距信号なる電気信号に変換される。この測距信号と基準信号との位相差を位相計で測定すると、この位相差からターゲットまでの距離が求まる。

特許第３２３６９４１号公報

光波距離計においては、光波距離計の内部で発生するノイズが、受光素子以降の回路に流入すると、正確な測定値が得られない。正確な測定値を得るためには、光波距離計の内部で発生するノイズを予め測定しておいて、ノイズによる測定誤差を除去する必要がある。従来、光波距離計の内部で発生するノイズを測定するときには、太陽光によるノイズを受けないように、暗くなる夜間に光波距離計を空に向けて測距光を出射して、測距光が光波距離計側に戻らないようにしていた。夜間の作業を避けるため、昼間に暗い室内でノイズを測定しようとしても、壁や天井等で測距光が反射するため、正確なノイズ測定が困難であるという問題があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、昼間の室内でも光波距離計の内部で発生するノイズを測定できるようにするため、光波距離計から出射された測距光を光波距離計側に戻らないようにする無反射冶具を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、光波距離計に取り付けることができる無反射冶具であって、内面が黒色のケースと、前記光波距離計から出射される測距光がブリュースター角で入射するように前記ケース内に設置された光吸収フィルタとを備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記ケース内に前記光吸収フィルタで反射された測距光を吸収する黒色の光吸収板を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記光吸収板は、黒色の毛が密に植毛されたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記光吸収フィルタで反射された測距光が、該測距光の偏光面と直交するとともにブリュースター角で入射するよう前記ケース内に２枚目の光吸収フィルタを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明の無反射冶具では、光波距離計から出射される測距光がブリュースター角で入射するように設置された光吸収フィルタを備えたから、光吸収フィルタでＰ波がほとんど吸収され、Ｓ波のみが反射される。一般に、光波距離計では、測距光としては、ほとんど直線偏光のレーザ光を使用しているから、測距光の偏光面が光吸収フィルタと直交するように無反射冶具を光波距離計に取り付けると、測距光はほとんどＰ波となって光吸収フィルタに入射するが、Ｐ波は、屈折して光吸収フィルタ内に進入し、光吸収フィルタでほとんど吸収される。光吸収フィルタを透過した僅かな測距光と、光吸収フィルタで反射した僅かな測距光とは、黒色のケース内面で吸収される。こうして、本発明によれば、光波距離計側に測距光がほとんど戻らないようにすることができ、昼間の室内でも光波距離計の内部で発生するノイズを測定できるようになる。

請求項２に係る発明の無反射冶具では、さらに、光吸収フィルタで反射された測距光を吸収する黒色の光吸収板を備えたから、光波距離計側へ戻る測距光をいっそう減少させることができる。

請求項３に係る発明の無反射冶具では、さらに、光吸収板は黒色の毛が密に植毛されたから、毛の隙間に入射した光はほとんど反射することがなくなり、光波距離計側へ戻る測距光を尚いっそう減少させることができる。

請求項４に係る発明の無反射冶具では、さらに、光吸収フィルタで反射された測距光が、該測距光の偏光面と直交するとともにブリュースター角で入射するよう２枚目の光吸収フィルタを備えたから、測距光として直線偏光のレーザ光を使用していない場合でも、１枚目の光吸収フィルタでＰ波をほとんど吸収して、１枚目の光吸収フィルタで反射されたＳ波を２枚目の光吸収フィルタでほとんど吸収できる。こうして、本発明によれば、測距光として直線偏光のレーザ光を使用していない場合でも、光波距離計から出射される測距光を外部に放射しないようにしながら、光波距離計側にほとんど戻らないようにすることができる。

以下、図１〜図４に基づいて、本発明の無反射冶具の第１実施例を説明する。図１は、この無反射冶具の断面図である。図２は、ブリュースター角を説明する図である。図３は、光吸収板の形状を説明する図である。図４は、光吸収板の光吸収面を説明する図である。

図１に示したように、本実施例の無反射冶具１０は、円筒キャップ形状で黒色アルマイト製で内面が黒色にされたケース１２と、このケース１２の口を塞ぐ蓋１４と、ケース１２の内部に設置された光吸収フィルタ２０及び黒色の光吸収板３０とからなる。

蓋１４は、光波距離計から出射される測距光Ｌを通過させる孔１６が開けられるとともに、光波距離計の望遠鏡４０の先端に無反射冶具１０を着脱自在とするための装着円筒部１８が設けられる。装着円筒部１８は、本実施例ではスリットで分割されていて弾性的に装着されるようにしているが、バンドで締め付けることによって装着するようなものでもよいし、通常、ノイズ測定は望遠鏡４０を上に向けて行うので、装着円筒部１８は望遠鏡４０の先端に単純に被せるだけのものでもよい。

光吸収フィルタ２０は、市販されたものであり、測距光Ｌの入射角θｉがブリュースター角になるように設置される。ブリュースター角とは、図２に示したように、入射光２２が空気中から物体２４表面に入射したとき、反射光２６が、入射光２２及び反射光２６を含む平面と直交方向に偏光面を有する直線偏光Ｓ、即ちＳ波のみとなり、反射光２６に入射光２２及び反射光２６を含む平面と平行方向に偏光面を有する直線偏光Ｐ、すなわちＰ波が零になるときの入射角θｉのことである。ブリュースター角は、空気（屈折率１．０）中における屈折率ｎの物質の場合、ｔａｎ^−１ｎとなる。屈折率が１．５のガラスでは、ブリュースター角は約５６°になる。なお、屈折光２８は、Ｐ波が主となり、光吸収フィルタ２０内でほとんど吸収される。

一般に、光波距離計では、測距光Ｌとしてほとんど直線偏光のレーザ光を使用している。そこで、測距光Ｌの入射角θｉがブリュースター角になるように光吸収フィルタ２０をケース１２内に設置しておき、測距光Ｌの偏光面が光吸収フィルタ２０と直交するように無反射冶具１０を光波距離計の望遠鏡４０の先端に取り付けると、光吸収フィルタ２０に入射する測距光Ｌは、ほとんどＰ波となって、光吸収フィルタ２０内に屈折して進入し、光吸収フィルタ２０でほとんど吸収される。そして、光吸収フィルタ２０からの反射光２６はほとんどなくなる。光吸収フィルタ２０に入射した測距光Ｌの一部は、光吸収フィルタ２０を透過するが、光吸収フィルタ２０を透過した測距光Ｌは、ケース１２内面でほとんど吸収される。

ただし、測距光Ｌは、完全な直線偏光ではないので、光吸収フィルタ２０に入射した測距光Ｌのうち、Ｓ波は反射される。また、光吸収フィルタ２０に汚れや埃が付着している場合には、入射した測距光ＬのＰ波もいくらか反射される。このような反射光２６を吸収させるため、ケース１２内には光吸収板３０が配置される。

光吸収板３０は、黒色アルマイト製で、図３に示したように、リング状の基部３２を有し、この基部３２から一体的に垂直に立設された円筒を斜めに切断した形状をしている。ただし、光吸収板３０は、角筒を斜めに切断した形状に設計変更してもよい。光吸収板３０の内面即ち光吸収面には、例えば、図４に示したように、電気植毛により、長さ０．５〜１．０ｍｍほどの黒色の毛３６をびっしりと設けている。光吸収フィルタ２０からの反射光２６は、毛３６の間に進入すると外部を出ることができず、光吸収板３０でほとんど吸収される。

光吸収板３０の基部３２は、適宜固着具（例えば、ビス３９等）によって蓋１４に固定される。また、光吸収板３０を斜めに切断した切断面３８には、光吸収フィルタ２０が接着される。さらに、光吸収板３０の基部３２の外周３４には雄ねじが切られており、ケース１２の口の内面には雌ねじが切られており、両ねじを螺合させることにより、蓋１４をケース１２に固定している。さらに、蓋１４の外周１９には、測距光Ｌの偏光面が光吸収フィルタ２０と直交するように無反射冶具１０を位置決めするため、望遠鏡４０に当接する先端部４２を有するコ字形の位置決めガイド４４が取り付けられている。

本実施例の無反射冶具１０を、測距光Ｌとして直線偏光のレーザ光を使用している光波距離計の望遠鏡４０の先端に取り付けると、測距光Ｌの偏光面が光吸収フィルタ２０と直交するようになって、光吸収フィルタ２０には、ほとんどＰ波のみが入射するので、光吸収フィルタ２０で測距光ＬのＰ波をほとんど吸収できる。また、光吸収フィルタ２０を透過した僅かな測距光ＬのＰ波は、黒色のケース１２内面で吸収される。さらに、光吸収フィルタ２０で反射した測距光ＬのＳ波は、光吸収板３０でほとんど吸収される。こうして、本実施例によれば、光波距離計から出射される測距光Ｌを光波距離計側にほとんど戻らないようにすることができ、昼間の室内でも光波距離計の内部で発生するノイズを測定できるようになる。

次に、図５に基づいて、本発明の無反射冶具の第２実施例を説明する。図５において、Ｃ部分は、Ａ部分をＢ方向から見た図である。

本実施例では、２枚の光吸収フィルタ２０、２０Ｂを使用する。1枚目の光吸収フィルタ２０は、前記第１実施例と同じに配置する。これで、1枚目の光吸収フィルタ２０からの反射光２６では、Ｐ波がほとんどなくなり、ほとんどがＳ波のみとなる。そこで、この反射光２６に対して、反射光２６の偏光面が光吸収フィルタ２０と直交するようにするとともに、反射光２６の入射角θｉがブリュースター角になるようにする２枚目の光吸収フィルタ２０Ｂを設置する。すると、１枚目の光吸収フィルタ２０に対するＳ波が、２枚目の光吸収フィルタ２０Ｂに対しては、入射光及び反射光を含む平面と平行方向に偏光面を有するようになり、２枚目の光吸収フィルタ２０Ｂでほとんど吸収され、２枚目の光吸収フィルタ２０Ｂからの反射波はほとんどなくなり、前記第１実施例よりもいっそう光波距離計側へ戻る測距光Ｌを減少させることができる。本実施例の場合は、光吸収板（図示省略）は、２枚目の光吸収フィルタからの反射光２６Ｂが入射する位置に配置されるのであるが、省略することも可能である。これ以外は、前記第１実施例と同じである。

本実施例によれば、１枚目の光吸収フィルタ２０で測距光ＬのＰ波をほとんど吸収して、１枚目の光吸収フィルタ２０で反射されたＳ波を２枚目の光吸収フィルタ２０Ｂでほとんど吸収できる。こうして、本実施例によれば、測距光Ｌとして直線偏光のレーザ光を使用していない場合でも、光波距離計から出射される測距光Ｌを光波距離計側にほとんど戻らないようにできる。

ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、光波距離計に対してのみ使用されるのではなく、光波距離計を備える測定機（トータルステーション、三次元測定機等）にも使用できるものである。また、光吸収板３０は、光吸収率を充分に高くできれば、黒色の毛を植毛しなくてもよい。さらに、光吸収板３０は、ケース１２内面の光吸収率を充分に高くできれば、省略してもよい。さらに、前記実施例では、光吸収フィルタ２０を測距光Ｌの偏光面と直交する位置に位置決めするために位置決めガイド４４を設けたが、位置決めガイド４４を設けず、無反射冶具１０と望遠鏡４０の先端に位置決め用の目印を付けてもよい。

本発明の第１実施例に係る無反射冶具の断面図である。 ブリュースター角を説明する図である。 光吸収板の形状を説明する図である。 光吸収板の光吸収面を説明する図である。 本発明の第２実施例に係る無反射冶具の断面図である。

符号の説明

１０ 無反射冶具
１２ ケース
１８ 装着円筒部
２０ 光吸収フィルタ
２０Ｂ ２枚目の光吸収フィルタ
３０ 光吸収板
４０ 望遠鏡
Ｌ 測距光

Claims (4)

1. 光波距離計に取り付けることができる無反射冶具であって、
   内面が黒色のケースと、前記光波距離計から出射される測距光がブリュースター角で入射するように前記ケース内に設置された光吸収フィルタとを備えたことを特徴とする無反射冶具。
2. 前記ケース内に前記光吸収フィルタで反射された測距光を吸収する黒色の光吸収板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無反射冶具。
3. 前記光吸収板は、黒色の毛が密に植毛されたことを特徴とする請求項２に記載の無反射冶具。
4. 前記光吸収フィルタで反射された測距光が、該測距光の偏光面と直交するとともにブリュースター角で入射するよう前記ケース内に２枚目の光吸収フィルタを備えたことを特徴とする請求項１に記載の無反射冶具。

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