JP2010506153A - 光学的放射の反転のために用いられる対象物体 - Google Patents
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Abstract
光学的放射の反転のために用いられる対称物体が、測地用測定ポールに取り付けることができる360度反射器として組み合わせられた少なくとも6個の三重プリズム(p1、p2)を備える。360度の反射器を構成する三重プリズム(p1、p2)は、測定ポール(6)の一部(6a)を収容するための隙間を360度反射器の中央に残すように設けられている。プリズムはまた、三重プリズムの頂点の虚像が、実質的に360度反射器の中央を走る参照軸(10)と垂直で、測定ポール(6)の長さ方向と平行な平面上に位置するように、設けられている。
Description
本発明は、請求項1の特徴部前段に係る光学的放射の反転のための対象物体に関し、かかる対象物体を備えた装置に関し、また、測定プローブとして対象物体と共に用いる配管材料の使用に関する。
光学的放射を反射する対象物体は、測定距離を求めるために特に測量の分野で長く用いられてきた。適切な測定装置によって、対象物体までの距離及び/又は方向を求め、随意にその方位をも求めることは、通常行われている。例えばGPSのような測位システムを対象物体に割り当てて、空間的な又は測位システムに対する対象物体の位置を求めることも知られている。
放射を反射するための例えばプリズム又は反射フィルムといった反射部材又は複数の反射部材を有するこのような対象物体は、例えば特に測地や工業的測量や建設用測量の分野で、測量すべきポイントに置かれ、このポイントは、対象物体によってマークされ、対象物体を通じて測量される。この目的のために、対象物体は測量すべきポイントに対し所定の位置だけ離れて置かれる。この目的のために、対象物体は、例えば対象物体を適切な対象ポイントに位置させるための配管材料を有する。経緯儀や視距儀といった測定装置によって、対象物体の位置が測定され、そこから測定ポイントの位置が導出される。測定装置に対する対象物体の所望の方位を確保するために、方位指示器、例えばアルコール水準器も、よく配管材料に設けられている。
このような対象物体のまた別の用途としては、交通路の建設があり、反射部材を有する配管部材によって交通路が設定され、また、機械誘導があり、ひとつ又は複数の対象物体が機械に設けられて、測定装置によって追跡される。
様々な用途に対して、対象物体を一方向以上、好ましくは全方向から狙って測量することが特に有利であることが証明されている。このように、対象物体を所持し、異なる測量ポイントで組立てる測量者にとっては、組立てる度毎に測定装置に対する正確な方位を確保する必要が無い。さらに、測量プロセスにおいて、同一の固定位置が測定装置を変えて測定されることがよくあるが、固定位置に置かれた対称物体は、異なる方向から狙われる。交通路の建設において、例えばトンネルの建設において、1つの同一の測定ポイント又は対象物体に対して測定が実行され、しばしば反対方向からも測定がされるが、それぞれの場合において対象物体の再方位付けは望ましくない。移動する物体の測量においても、大きな角度範囲、特に360度から測量可能な対象物体が望ましい。
このような対象物体の最もシンプルなケースは、球面反射鏡を有する対象物体であるが、球面反射鏡は小さな距離にしか対応できないので、用途が限られてしまう。いわゆる360度又は全周囲反射器を備えた様々な対象物体が大きな距離でも測定可能なものとして知られている。
方位角範囲が360度以上の保持体に設けられた個々のプリズムを多重化した配置が、米国特許番号4、875、760に記載されている。しかし、個々のプリズムの間には、「反射穴」が存在し、配置の周囲のあらゆる方向から入射する光線を反射する配置は提供できなかった。さらに、特に大きな垂直方向の角度を有する斜めから狙いをつけた場合には、測定ポイントの高さを求めた場合に、誤差が大きかった。
欧州特許番号0、846、278には、複数の三重プリズムを有する360度反射器が記載されている。三重プリズムは、隣接する三重プリズムの水平面が互いに接するように設けられており、その結果、1つの三重プリズムから隣接する三重プリズムへの再帰反射経路において、隣接するプリズムの瞳孔が少なくとも部分的に触れ合う。従って、この配置は全方向からの入射光線を反射する全周囲反射器として機能する。図5に、ホルダに入ったこの発明の全周囲反射器を示す。ホルダは、三脚や配管材料といった保持装置に結合させるためのアダプタであって、保持装置を介して測定ポイントに対する対象物体としての使用が容易になる。しかし、測定は干渉反射により小さな距離に対して改ざんされるので、接近した範囲に対して全周囲反射器は適切では無い。
米国特許番号4、416、509には、すでに述べたプリズムを円筒形に6個設けた2つのプリズムサークルからなる構成の、水中の流量パラメータを測定するための三重プリズムを有する反射器が開示されている。しかし、隣接するプリズムの水平面は互いと接触しておらず、垂直面のみが接している。その結果、第一に、プリズムサークルの設計が不利な形でサイズが大きくなり、第二に、プリズム先端のスペースが増加して、結局水平と高さの測定及び距離の測定に対して、測定精度が不正確になる。
ドイツ特許番号10209895には、互いの基本サービスと直結した2つのピラミッドの形状からなる8つの三重プリズムの構成を備えた全周囲反射器が記載されている。この特殊な構成の結果として、水平角度範囲における干渉反射、特に二重反射が減少している。しかし、水平面から偏位している大きな垂直角の場合において、干渉反射はまだ残っており、特に建築機械の自動ガイドと自動制御の場合に、重大な困難な要因を構成している。位置決め可能な対象物体を形成するために、配管材料を設けることが可能な固定部がプリズム配置に設けられている。この固定部は、プリズム配置の真下に設けられており、例えば配管材料が表面に荒く据付けられた場合のように、壊れやすい三重プリズムに相当な力が加わるようになっている。
上記先行技術の配置に共通した欠点は、外的機械的影響による通常ガラスで形成された反射部材に対するダメージに関し、敏感なことである。この敏感さは、特に外的保護装置無しで、360度の方位角をカバーする光入射面を有するガラス部品によって全周囲反射器が形成される必要があるという事実による。ガラス部品を保持するために、ほとんどの配置では、ガラス部品に直結した固定部を有し、その結果、外力の作用が、壊れやすいガラス部品に伝わる。
対象物体は、地形を測定する測定者によって据え付けられ、移動されるように用いられることがよくあるので、対象物体は携帯型で、できる限り軽量である必要がある。従って、例えば配管材料のような軽量の固定装置が、通常用いられる。重量のある反射器構成と、軽量の配管材料とが、結果的に対象物体を転倒しやすいアンバランスなものにし、敏感なガラス部品を容易に壊れやすくする。この問題は、反射器構成がGPSを追加した場合に頻繁に発生する問題である。対象物体が建設装置の上に設けられるような、交通路の建設において、振動のために相当の力が対象物体に作用し、固定部と反射構成との間の結合に深刻なストレスを与える。
先行技術の欠点を取り除くことが、本発明の目的である。
この目的は、本発明によって達せられ、また、解決策は請求項1、13、14と従属請求項に記載された主題によって与えられる。
本発明の基本は、三重プリズムを光学的放射の再帰反射のための対象物体の反射部材として設けることで、配管材料の一部を保持するための間隙を中央に有する全周囲反射器を実現することである。三重プリズムの配置は、三重プリズムの先端の虚像が略同一平面上にあるようにすることで達成される。配管材料のための中央間隙の形成は、例えば配管材料のような固定装置上にプリズムリングをよりバランス良く、より安定して取り付けることを可能にする。対象物体を据付け、正確に位置決めするための固定装置を、配管材料と呼ぶことにする。配管材料の一部は、例えば配管部材と着脱自在に接続された部材のように配管材料と間接的に組織付けられたコンポーネント、又は例えばワンピースの配管材料の上部三分の一の部分のように直接組織付けられたコンポーネントとして理解されるべきである。
プリズム先端の虚像が略一平面上にあるような配置によって、反射器の高さ誤差、仰角測定時の誤差、そして位置測定における誤差が、特に照準角がこの平面に接近している場合において、大きく減じられる。例えば、プリズムの水平面が互いに接触するように、及び/又は例えば6個又は8個のような少数のプリズムでリングを形成するように、プリズムを可能な限り互いに接近させるようにすることによって実現される、プリズムリングのコンパクトな設計によって、斜め照準の場合でさえも、高さ誤差を低いまま維持することができる。このようなコンパクトなプリズム配置のプリズムの先端は、対象物体の参照軸と接近し、この参照軸は、プリズムリングのプリズム配置の中央を通る。プリズムの先端とは、プリズム再帰反射器の3枚のミラー平面の交差点の共通点という意味に理解される。もし対象物体のプリズム配置のプリズムの先端が、参照軸にできるだけ接近して置かれていれば、水平面の外側の斜め照準の場合でさえあっても、位置の高さ誤差と測量すべき対象物体の角度の誤差とが減少する。
虚像の存在する面は、参照軸と垂直である。配管材料又はその一部を、リングの中央の間隙に設けることができる。配管材料軸は、その時、参照軸と平行であって、特に、参照軸に一致している。
プリズムの入射面が、いわばプリズムリングの外周面領域を形成するように、三重プリズムは環状又は円形に設けられる。リングは、少なくとも六つの、特に回転対象で等しく形成された三重プリズムから成る。六つの三重プリズムによって、実質的に密着した円周面が形成可能である。リングは、8個又は10個の三重プリズムで構成しても良いが、プリズムの数が増えるに伴って、円周面に入る裂け目が増える。プリズムの先端は、中央を通って参照軸に向いている。内側を指示しているプリズムの先端が接地しているので、リングの外周が一定であるのに対して、リング中央のクリアランスはサイズが大きくなる。丸くなった頂点のように形成されたプリズム先端によって、手動照準の時に有利な反射器の反射中央の視認性を向上させるので、全周囲反射器はさらによく照準を合わすことができる。
本発明の別の一面において、三重プリズムは通常使われるガラスに較べてより高い屈折率を有するガラスから形成される。例えば、屈折率n≧√3を有するガラスが用いられる。全周囲反射器のその他の特性は、ガラスの選択によって実現及び/又は改良可能である。
このように、第一に干渉反射、特に二重頂上部の反射を、プリズム材料を適切に選択することによって、大きく減らすことができる。もはや入射面への総角度範囲に対する適切な反射条件はないので、屈折率n≧√3を有するガラスから作られたプリズムは、これらの干渉二重反射を完全に除去することが可能である。この対象物体の仮現運動をシミュレート可能な干渉反射を削減又は除去することは、特にATR(自動目標認識)機能を有する自動測定装置を使用するに際して、決定的な長所である。
全周囲反射器の付加定数は、ガラスの選択によって調整可能である。付加定数又は反射器定数は、測定に必要な補正値であって、それによって測定距離を参照軸と関連付け、反射器部材の屈折率や形状、厚さ、配置からは独立させることができる。各反射器のタイプは、反射器に固有の付加定数を有する。通常の測定装置は、特定の反射器タイプに対する付加定数を与えるためのデータ処理ソフトウエアを有し、付加定数は各場合に用いられる反射器のタイプに対して選択され、データ評価時に考慮される。ユーザーは、装置構成を反射器に適合させる必要があり、それはしばしば忘れられて、必然的に不正確な測定結果をもたらす。
本発明の別の実施例において、プリズム材料、プリズム寸法、プリズム配置は、プリズムリングで形成された全周囲反射器が、同じ種類の反射器又は、商業的に利用可能な測定装置の既知の参照反射器の付加定数と対応する付加定数を有するように選択され、追加的に測地的に関連した高精度の位置測定に関する要件に合致するように選択される。特に、付加定数は、多くの測定装置において標準として提供される標準付加定数として設定可能である。これは、旧式の測定装置と互換性のある新規の全周囲反射器を提供するので、測定装置の改造やアップグレードを必要としない。
また、隣接したプリズムの水平面が互いの上に置かれ、隣接するプリズムの自由開口が互いと接するように、三重プリズムはリング状に設けられている。この配置は、異なる方向への信号の変動を減じるので、距離測定において、方位角依存範囲及び/又は精度の差が生じない。水平角及び垂直角測定と位置測定における精度が、この方法によって向上する。また、2つや3つの自由開口や、それらが一緒になったより大きな自由開口が、対象物体の各方位における測定装置に対し、又は対象物体まわり360度の水平角度範囲における各照準方向に対し、個々のプリズムの隣接する自由開口によって視認できる。これは、測定装置がより大きな集積されたより位置の安定した画像を全体的に検出し、自動目標認識がより強固で高精度であるので、例えば自動目標認識(ATR)に対して特に有利である。興味のある方向に反射されるすべての光線の断面と、対応する光線伝播方向のすべての開口の結果とが、自由開口又は自由プリズム開口として表わされる。全周囲反射器の自由プリズム開口は、個々のプリズムと連携した複数の隣接する自由開口から成る。
プリズムリングの三重プリズムは、平面上で互いにしっかりと接続される。この接続は、例えば、接合剤や接着剤又は拡散溶接によって形成される。比較的大きな接着面が、傷のつきにくい、安定した接続を可能にする。
上記方法で寸法的に安定してコンパクトに設計されたリングを保持するために、対象物体はマウント又はホルダを有する。マウントは上部マウント本体と下部マウント本体の2つの部品で設計され、どちらも配管材料を収容するための間隙を有している。プリズムリング/プリズムサークルは、マウント時にプリズム入射面にあいまいさが発生しないように、2つのマウント本体間に設けられる。水平角度範囲360度が視認できる。プリズムリングとマウントは、特定の垂直角度範囲、特に少なくともプラスマイナス45度が視認できるように設計し、配置される。
本発明の別の実施例において、マウントは全周囲反射器のプリズムリングの衝撃を吸収するように形成されている。この目的のために、もし例えば対象物体が転倒して、外力又はトルクが作用しても、いかなる力の伝達もガラスリングには達しないように、マウントは設計され、ガラスリングはマウントに保持されている。
この耐衝撃マウントは、三重プリズムを環状に全周囲反射器に組み込むことで実現され、三重プリズムは2つのマウント本体を有するマウント上に浮いている。各マウント本体は、配管材料の一部を収容するためのレセプタクルを有する。この場合、マウントに保持された配管材料の一部は2つのマウント本体間の力伝達結合として提供される配管材料部材である。
実施例において、マウント本体は少なくとも部分的に例えばゴム状の弾性材料から形成され、ダブルコーン形状のマウントを表わす。ここでダブルコーンとは、概略的に円錐状の外形を有し、例えばピラミッド形の形状を備えるものを意味する。例えば、マウント本体の形状は六角ピラミッドに似ている。本発明の明細書において、テンプレート即ち円錐断面の曲線形状は、円錐状と呼ぶ。nベクトルを備えたテンプレートを有するピラミッドは、円錐体の意味で理解される。一般的に、マウント本体は好ましくはダブルコーン形状を有しており、プリズムリング領域にまであまり拡がらず、特にプリズムリングの外周と対応した外周を有し、プリズムリングから離れる方向に拡がりを持つ。これは、もし対象物体が転倒しても、マウントの上に落下し、プリズムリングの上には落下しないことを保証している。もちろん原理的に、プリズムがマウントによってしっかり固定され、プリズムリングがたとえ転倒時にも保護されるという2つの条件を満たしていれば、どのような設計のマウントも用いることができる。
特に寸法的に安定した力を伝達するポールを表わす配管材料部材が、間隙をあけてマウント本体の中央に形成されたレセプタクルにしっかりと保持されている。例えば、配管材料部材はマウント本体のレセプタクルに結合するか、又はレセプタクルにクランプされている。この実施例において、配管材料の一部は配管材料部材として上部マウント本体から下部マウント本体までプリズムリングを通って中央を導かれている。適切な場合には、特に参照軸に平行に設けられ、リングの中央を通る複数の接続部材が、配管材料の一部として提供可能である。
このような構造では、外的衝撃はプリズムリングにではなくマウントに作用し、衝撃は配管材料部材を通して両マウント本体に伝達される。ガラスリングは、浮いた状態のレセプタクルによって運動量の破壊的な変化から遮蔽されている。2つのマウント本体間の力を伝達する接続即ち配管材料部材は、塑性変形が起こらないような硬くて弾性的な材料を備える。好ましい実施例において、マウント本体は、例えばメンブレンのような衝撃吸収部材を両端部に有する。すると、外力はメンブレンのような衝撃吸収部材に作用して、2つの堅牢に接続されたマウント本体に伝達する前に弱められ、マウントに浮いた状態で保持されている三重プリズムは、実質的に力を伝達する効果から切り離される。
力を伝達する部材として提供される配管材料の一部は、高い強度の材料から形成される。例えば、この配管材料の一部は、カーボンファイバ及び/又は複合材料又は高強度に鍛えられたバネ鋼から形成される。
上述した本発明の実施例において、配管材料は複数のパーツで構成されている。配管材料は、個別の配管材料部分を有し、全周囲反射器に保持された1つの部分は、その部分に接続するためのアダプタを有する。配管材料部分は、例えばプラグや留め金やねじによって接続される。それら配管材料部分は、一方を他方に嵌合してもよく、一方を他方に押し込むことによって高さ方向に調節可能である。
配管材料は、一体化することもできる。一体化した配管材料は、力を伝達する部材として作用するように、プリズム配置の間隙に挿入できる。すると、作用する力は、例えば、一端から配管材料が置かれた表面へ伝達される。配管材料は、対象物体の先端より大きく突出するか、より短く拡がるようにして対象物体を貫通するようにすることができる。
上述の配管材料部分の接続のためのアダプタのようなアダプタを、配管材料の一部又は複数部分又はマウントの一端又は両端に設けることができる。アダプタは、装置を保持し、及び/又は別の測量のためのアセンブリ、例えばGPSを結合できる。
別の実施例において、マウントも一体化することができる。プリズムリングはこの一体化したマウントに接着接合する。別の実施例では、前述のマウント本体が内側と外側のコンポーネントを形成し、内側コンポーネントは配管材料部分のためのレセプタクルを有し、外側コンポーネントはプリズムリングを浮かせた状態で保持する。また別の実施例においては、内側と外側のコンポーネントが設けられ、内側コンポーネントは特にプリズムガラスの膨張率に一致した膨張係数を有する硬くて弾性的な材料から形成され、プリズムリングとしっかりと接続されている。プリズムリングとしっかりと接続された内側コンポーネントは、マウントの別のコンポーネントに、又は上述のアダプタ間に、例えばOリングを介して浮いた状態で取り付けられる。
図1に本発明に係る対象物体の実施例の断面図を示す。全周囲反射器の形状をし、複数の三重プリズムから構成される三重プリズムリング2a(ここでは、そのうち2つの三重プリズムp1とp2を示す)が、マウントに浮いた状態で保持されている。マウントは、それぞれ円錐形の2つのマウント本体3aと3bからなり、合わさってダブルコーン形状をなしている。ここで、2つのマウント本体3a、3bは、エラストマーの外側コンポーネント4a、4bと、硬くて弾性的なコンポーネント5a、5bをそれぞれ備える。配管材料6の一部6aが初期応力の下で保持されるレセプタクルが、内側コンポーネント5a、5b内に形成されている。
配管材料6の一部6aは、カーボンロッドからなり、マウント本体3a、3b間を接続している。単に点線で表わされた配管材料6は、間接的に一部6aと下部アダプタ部材9bを介して接続されている。上部アダプタ部材9aは、配管部材6又はその一部6aと別のコンポーネントの結合によって間接的に繋がるように設けられている。
第一メンブレン8aを備えた第一メンブレンホルダ7aが、上部マウント本体3aの上部領域に設けられ、第二メンブレン8bを備えた第二メンブレンホルダ7bが、下部マウント本体3bの下部領域に設けられている。メンブレン8a、8bはバネ鋼から形成されている。
三重プリズムリング2aは、マウント本体3a、3bのエラストマーの外側コンポーネント4a、4b上で浮いている。対象物体1aの振動時に、プリズムの光入射面に対向した内部プリズム頂点がカーボンロッドにこすりつけられるのを防ぐために、間隙が三重プリズムリング2aと外側コンポーネント4a、4bとの間に設けられており、間隙はソフトな材料、例えばゴム状の接着剤で満たされている。このやり方で、気密封止された耐食性システムも実現可能である。
三重プリズムリング2aが浮いた状態で取り付けられ、上部マウント本体3aがプリズムリング2aの中心を貫通するカーボンロッドを介して下部マウント本体3bと接続されているので、三重プリズムリング2aを介した摩擦を伴った接続は回避される。対象物体1aへの衝撃又は振動は、振動吸収メンブレン8a、8bによって弱められて、カーボンロッドを介してマウント本体3a、3bに伝達される。
配管材料6の一部6aを備えた配管材料6は、その中央に対象物体1aを据え付ける。例えば、GPSアンテナを追加のコンポーネントとして保持することもできる。この実施例において、上部アダプタ部材9aと対象物体1aのマウントによって保持される。上部アダプタ9a、対象物体1a、下部アダプタ1b、そして一部6aを備えた配管材料6のすべてが、全体の配置の中央を通る同一の参照軸10上に設けられている。代わりに、上部に間接的に又は直接的に別のコンポーネントを結合した一体型の配管材料を対象物体に貫通させることもできる。
GPSアンテナは、測定ポイントの座標を決定するための追加の参照点を提供する。第一参照点r1は、全周囲反射器即ち三重プリズムリング2aによって形成される。2つの参照点を用いることで、測定ポイントをより正確に測量することが可能である。
図2に本発明に係る対象物体のプリズムリング2bの平面図を示す。プリズムリング2bは、6つの回転対称な三重プリズムによって構成されている。プリズムは、平面的に互いに接着接合されているので、リングは極めて安定している。図3に明示的に示すように、間隙11がリング中央を形成し、仮想のプリズム先端が平面に位置するように、隣接するプリズムは、互いに対して180度回転し、互いに対して押圧される。図示例のように6つの三重プリズムがある場合に、三重プリズムの三角形の光入射面12が視認できる。別の3つの三重プリズムは、他方で、それらに対して下向きに置かれ、これらのプリズムのエッジ13と反射背面の一部のみが平面図において視認できる。中心に向かうプリズムの先端が、丸くなった頂点14の形状であることは明白である。中央に形成された間隙11は、配管部材の一部がプリズムリング2bを通ることを可能にしている。電気的及び/又は光学的接続ケーブル、例えば光ファイバケーブルも、間隙11を通すことができる。もし、送信機か受信機か測定装置が本発明に係る対象物体に設けられていた場合、ケーブル接続は、プリズムリング2bを覆い隠すことなく、またユーザーのハンドリングを妨げることなく対象物体に設けることができる。
図3は、本発明に係る対象物体のプリズムリング2cの断面図である。個々のプリズムが互いに対して押圧していることは、ここでは明白である。すべてのプリズムの先端が中央に設けられている場合と比較して、プリズムp3とp4は、それらのエッジ13、13’に沿って互いに押され、間隙11が中央に形成されるようになっている。さらに、プリズム先端の虚像がすべて中央を通る参照軸10’と垂直な平面15上に存在するように、変位17が成される。図面では、プリズムp3とp4の先端の虚像c3とc4が同一平面15に存在している様子を示している。これにより、反射器周り360度の角度範囲における同じ垂直入射角に対して、同じ測定角度を与える全周囲反射器が提供される。反射器の高さ誤差は、減じられ、除去されている。図示例において、変位17は4.41mmであり、間隙11’は7.2mm径である。用いられたプリズムp3、p4のプリズム高さは17.4mmで、屈折率はn=1.75である。この実施例において、高さ誤差はゼロ、即ち完全に除去されている。もし代替的に、プリズム高さを17mm、屈折率を1.75、変位を4mmと設定した場合、高さ誤差は0.16mmになる。直径6.53mmの間隙が形成される。
全周囲反射器の測定は、参照軸10’に基づいており、これは配管材料の軸と一致している。参照軸10’上に存するプリズムリング2cの中心は、測定の参照ポイントr2である。この参照点を参照軸10’とするために、特定の型の反射器定数が反射器に割り当てられる。プリズムの変位の際に、この反射器定数は変化する。本発明によれば、屈折率約1.5の通常の反射器ガラスに比較して大きな屈折率を有するガラスを備えた三重プリズムを、全周囲反射器の再帰反射部材として用いることを目的としている。図示例において、プリズムは屈折率n=1.75のガラスからなる。プリズム高さと共に、反射器定数がセットされ、それは多くの測定装置において標準となる反射器定数に対応している。n=√3の場合に、得られる追加の効果は、干渉反射の削減、又は回避と、座標測定精度の向上した全周囲反射器の提供である。
ハンドリングに関してできる限り鈍感な対象物体を形成するために、プリズムリング2cがマウントに設けられる。対象物体が突出した頂点やエッジを有さないように、それぞれのプリズムの光入射面の先端部c3’とc4’は、マウントに沈められる。
部分図4aと4bは、本発明に係る対象物体のガラスリング、即ちプリズムリングの正面図である。プリズムリングは、6つのプリズムを用いて図2の配置に従って形成されている。この配置は、実質的に閉じて密着した外表面を有するプリズムリングの構成を許容する。図4aは、測定装置及び/又は観測者がリングのプリズムの入射面に正面向きにかつ垂直に照準を合わせる正面図を示す。図4bにおいて、図4aからプリズムリングは水平角30度回転しており、隣接するプリズムのエッジ上を見ている。影の入った領域は、それぞれプリズムの自由開口を示しており、それは、測定装置に反射して戻ってきたビームの断面に対応している。測定装置からは、対象物体の図4bの位置で2つの自由開口a4とa5が見え、図4aの位置で3つの自由開口a1、a2、a3が見える。プリズムの配置の結果として、隣接するプリズムの自由開口は互いに接し、実質的に密着した反射面が形成される。
図5に、本発明に係る対象物体1bの概略図を示す。対象物体1bは、非常にコンパクトで安定した反射器ユニットを形成している。2つのマウント本体3a’、3b’のダブルコーン状の配置の結果として、対象物体は転倒時に、マウント本体3a’、3b’の上に倒れるようになっており、マウント本体3a’、3b’の間に設けられた三重プリズムリング2d上には倒れないようになっている。配管材料部分が配置の中央を貫通できるようになっており、三重プリズムリング2dにおいて、そしてマウント本体3a’、3b’において少なくとも部分的に、中央間隙の形成が、配置の安定性を向上させている。光学中心、幾何学的重心、そして対象物体1bの質量中心のすべてが、同一の参照軸10’’上に存在し、それは配管材料の軸と一致している。挿入された部分と、弾性的なマウント本体3a’、3b’と、図1に示したマウント本体3a’、3b’の中央に対称的に設けられた衝撃吸収メンブレンによって、衝撃と振動は吸収され弱められる。三重プリズムリング2dは浮いた状態でマウント本体3a’、3b’に設けられ、作用する力から実質的に切り離されている。安定した配置は、三重プリズムリング2dを遮る外的物体無しに、中央通路によって実現される。また、この図から明らかであるが、6つの三重プリズムからなり、ここでは第一プリズムp5と第二プリズムp6のみが示されている三重プリズムリング2dは、実質的に閉じた外表面を有する。例えば保持装置及び/又は測定装置のような追加のコンポーネントを結合するための上部アダプタ部材9a’と下部アダプタ部材9b’も、対象物体1bに設けられている。
図6に測定プローブ分野における本発明に係る対象物体1cを示す。配管材料6’が、対象物体1cの一端に結合し、プローブチップ18が他端に結合している。配管材料6’が完全に対象物体1cを貫通して、プローブチップとしてその上端から突出するような形で、測定プローブを形成することもできる。配管材料6’に較べて短いプローブチップ18によって、対象物体1cは非常に正確に測定ポイントに設置することができる。対象物体1cは、ATR機能を有する視距儀19を用いて照準を合わされ、測量される。測量に基づいて、対象物体1cによって定義された第一参照ポイントr3の座標が求められる。第二参照ポイントr4は、測定チップ18によって固定されていて、その座標は、第一参照ポイントr3の座標と第一参照ポイントr3からプローブチップ18までの位置関係とから導出される。この位置関係は、例えば傾斜センサや方向センサといった配管材料6’に収容された別のセンサによって求められる。
図7に、本発明に係る対象物体1dと、GPSアンテナ20と、配管材料6’’とを備えた装置を示す。対象物体1dは、アダプタ部材9b’’を介して配管材料6’’と結合している。GPSアンテナ20も、アダプタ部材9a’’によって配管材料6’’に設けられており、対象物体1dと、GPSアンテナ20と、配管材料6’’が同一軸上に存在している。配管材料6’’は、例えば傾斜センサによって、測定ポイント21から垂直に設置され、対象物体1cとGPSアンテナ20とをこの測定ポイント21上に位置付ける。もし必要であれば、測定ポイント21の座標は、一方で配管材料の既知の長さと、対象物体1dの参照ポイントr5の座標の光学測定とによって、他方で衛星信号に基づいたGPSアンテナ20の参照ポイントr6の座標測定と、参照ポイントr6までの配管材料の高さとから、求めることができる。コンポーネントの有利な配置のおかげで、対象物体1dの参照ポイントr5と、GPSアンテナ20の参照ポイントr6とは、同じ参照軸に存し、これは配管材料の軸とも一致している。結果として、2つの参照ポイントr5とr6の位置を求める2つの方法は、容易に組み合わせることができ、測定ポイント21の座標は、それによって高い測地精度をもって求めることができる。
Claims (14)
- 光学的放射を再帰反射させる対象物体(1a、1b、1c、1d)であって、
前記対象物体には、少なくとも6つの同じ種類の三重プリズム(p1、p2、p3、p4、p5、p6)が備えられ、
前記三重プリズムが環状に組み合わされて全周囲反射器とされ、
前記全周囲反射器が配管材料(6、6’、6’’)上に配置され、
前記三重プリズム(p1、p2、p3、p4、p5、p6)で形成されたリングの中心に、前記全周囲反射器の光学中心が形成され、
前記三重プリズム(p1、p2、p3、p4、p5、p6)には、それぞれに等辺三角光入射面が略回転対称になるように形成され、
連続かつ隣接して形成された前記三重プリズム(p1、p2、p3、p4、p5、p6)が、互いに対して180度回転させられた時に、それぞれが直接水平面と接触され、
前記配管材料(6)の一部(6a)を収容するための間隙(11、11’)が前記リングの中央に設けられるように、前記三重プリズム(p1、p2、p3、p4、p5、p6)が配置され、
前記三重プリズム先端の虚像(c3、c4)が、前記リングの中央を通された前記配管材料(6)の長手方向と平行な参照軸(10、10’、10’’)と垂直な平面(15)上に設けられる
ことを特徴とする対象物体。 - 前記三重プリズムの先端が、丸くなった頂点の形状を有していることを特徴とする請求項1に記載の対象物体(1a、1b、1c、1d)。
- 前記三重プリズム(p3、p4)が、屈折率n≧√3を有するガラスで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の対象物体(1a、1b、1c、1d)。
- 前記三重プリズム(p1、p2、p3、p4、p5、p6)が、安定したリングを形成するようにしっかりと接続されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の対象物体(1a、1b、1c、1d)。
- 前記三重プリズムリングの対称中心を通る参照軸と略垂直な平面方向から前記三重プリズムリングを見た時の、隣接する前記三重プリズムの自由開口(a1、a2、a3、a4、a5)が互いと接して設けられ、そして、
すべての前記自由開口(a1、a2、a3、a4、a5)の領域の重心が、前記三重プリズムリングの対称中心に接近して設けられている
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の対象物体(1a、1b、1c、1d)。 - 前記三重プリズムリング(2a、2d)が、硬くて弾性的な材料からなるダブルコーン状のマウントに浮いた状態で保持され、
前記マウントには、2つの円錐状のマウント本体(3a、3b、3a’、3b’)が設けられ、
どちらの前記マウント本体にも、前記配管材料(6)の前記一部(6a)を収容するための中央間隙が設けられ、そして、
前記2つのマウント本体(3a、3b、3a’、3b’)の先端が、前記三重プリズムリング(2a、2d)の中心に向けられている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の対象物体(1a、1b、1c、1d)。 - 腐食防止のために前記プリズムリングと前記マウントの間にフレキシブルで弾性的な材料からなる詰め物が設けられていることを特徴とする請求項6に記載の対象物体。
- 前記配管材料(6)の前記一部(6a)が、前記マウントの中心と、前記三重プリズムリング(2a、2d)の中心を通り延在しており、そして、
前記一部(6a)が、カーボンファイバ及び/又は複合材料のような高強度材料で構成されている
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の対象物体(1a、1b、1c、1d)。 - 前記配管材料の一部(6a)が、初期応力と共に前記マウントに保持され、
力を伝達する結合が、一方のマウント本体(3a、3a’)から他方のマウント本体(3b、3b’)へ前記配管材料の一部(6a)を介して伝えられ、そして、
前記三重プリズムリング(2a、2d)が力の伝達から実質的に切り離されている
ことを特徴とする請求項8に記載の対象物体。 - メンブラン(8a、8b)からなる弾性的な衝撃吸収部材が、2つのダブルコーン状の前記マウント本体(3a、3b、3a’、3b’)の2端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項6ないし9のいずれか1項に記載の対象物体(1a、1b)。
- 光学的又は電気的ケーブルを収容するための通路が、追加的に又は代替的に前記配管材料の一部に、前記マウントの中央と前記三重プリズムリングの中心とを通って設けられていることを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1項に記載の対象物体。
- 別のコンポーネントを収容するためのモジュラーコンポーネントが、前記配管材料(6、6’、6’’)に設けられ、そして、
これらコンポーネントの位置が、前記参照軸に設けられた参照ポイント(r3、r5)と一定の関係を有している
ことを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1項に記載の対象物体(1a、1b、1c、1d)。 - 配管材料(6’’)と、
請求項8ないし12のいずれか1項に記載の対象物体(1d)と、
GPSアンテナ(20)と、
からなる装置であって、
前記配管材料(6’’)と、対称物体(1d)と、GPSアンテナ(20)とが組み合わされて、前記対象物体(1d)の参照軸と前記GPSアンテナ(20)の参照軸とが、前記配管材料(6’’)の軸と一致するように設けられ、そして、
前記対象物体(1d)に設けられた参照点(r5、r6)と、GPSアンテナ(20)とが、この共通の軸上に存在するように設けられている
ことを特徴とする装置。 - 請求項8ないし12のいずれか1項に記載の対象物体(1c)と共に用いる配管材料(6’)の上に設けられていることを特徴とする測定用プローブ。
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Families Citing this family (23)
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---|---|---|---|---|
WO2008077432A1 (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Trimble Ab | Geodetic instrument and related method |
US9482755B2 (en) | 2008-11-17 | 2016-11-01 | Faro Technologies, Inc. | Measurement system having air temperature compensation between a target and a laser tracker |
US20150331159A1 (en) * | 2008-11-17 | 2015-11-19 | Faro Technologies, Inc. | Markings on glass cube-corner retroreflector and method of measuring retroreflector orientation |
US9772394B2 (en) | 2010-04-21 | 2017-09-26 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker |
US9400170B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-07-26 | Faro Technologies, Inc. | Automatic measurement of dimensional data within an acceptance region by a laser tracker |
DE102010024014B4 (de) * | 2010-06-16 | 2016-04-21 | Trimble Jena Gmbh | Ziel für ein geodätisches Gerät |
US8230609B1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-07-31 | Cook-Sanders Associates, Inc. | Survey pole positioning system |
GB2518544A (en) | 2011-03-03 | 2015-03-25 | Faro Tech Inc | Target apparatus and method |
US8537376B2 (en) | 2011-04-15 | 2013-09-17 | Faro Technologies, Inc. | Enhanced position detector in laser tracker |
US9686532B2 (en) | 2011-04-15 | 2017-06-20 | Faro Technologies, Inc. | System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurement devices |
CN102506734A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 西北工业大学 | 一种非接触测量机翼变形的装置 |
US9222771B2 (en) | 2011-10-17 | 2015-12-29 | Kla-Tencor Corp. | Acquisition of information for a construction site |
CN104094081A (zh) | 2012-01-27 | 2014-10-08 | 法罗技术股份有限公司 | 利用条形码识别的检查方法 |
US9041914B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-05-26 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional coordinate scanner and method of operation |
WO2015014384A1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | Trimble Jena Gmbh | Dampening device for a surveying rod and surveying rod comprising a dampening device |
RU2560248C1 (ru) * | 2014-05-29 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Системы прецизионного приборостроения" (ОАО "НПК "СПП") | Оптический отражатель |
US9395174B2 (en) | 2014-06-27 | 2016-07-19 | Faro Technologies, Inc. | Determining retroreflector orientation by optimizing spatial fit |
CN104121897B (zh) * | 2014-07-04 | 2016-08-24 | 大连圣博尔测绘仪器科技有限公司 | 卫星定位测量杆 |
CN105629430B (zh) * | 2016-03-09 | 2018-08-10 | 武汉天宇光电仪器有限公司 | 360度全反射棱镜及其排列方法 |
EP3734222A1 (en) * | 2019-05-02 | 2020-11-04 | Leica Geosystems AG | Coordinate measuring and/or stake out device |
RU200746U1 (ru) * | 2020-02-26 | 2020-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" | Насадка светодиодная съемная на отражатель |
DE212022000063U1 (de) | 2021-07-06 | 2023-02-24 | Ewald Tiefenthaler | Zielobjekt zur Retroreflexion einer optischen Strahlung |
EP4155668B1 (en) * | 2021-09-28 | 2024-04-03 | Hexagon Technology Center GmbH | Target object with improved angular incidence range for retroreflection |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2763000A (en) * | 1952-10-16 | 1956-09-11 | Sveuska Aktiebolaget Gasaccumu | Reflector for radar purposes |
US3039093A (en) | 1956-05-31 | 1962-06-12 | Cook Electric Co | Reflective radar target |
US3834789A (en) * | 1973-02-02 | 1974-09-10 | Dominion Auto Access | Reflecting device |
YU43760B (en) | 1980-05-26 | 1989-12-31 | Milan Drndarski | Universal reflector of electromagnetic waves with a floating body |
US4551726A (en) | 1982-07-30 | 1985-11-05 | Berg Richard M | Omni-directional radar and electro-optical multiple corner retro reflectors |
US4875760A (en) | 1988-05-13 | 1989-10-24 | Youngren John H | Reflective prism assembly |
CH677154A5 (ja) | 1988-07-06 | 1991-04-15 | Wild Leitz Ag | |
US5301435A (en) * | 1989-04-04 | 1994-04-12 | Pyramid Optical, Inc. | Prism assembly having multi-directional reflectivity and targeting |
US5097265A (en) * | 1991-07-01 | 1992-03-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Triangular target boat reflector |
US5392521A (en) * | 1993-06-10 | 1995-02-28 | Allen; Michael P. | Surveyor's prism target |
WO1996033428A1 (de) * | 1995-04-20 | 1996-10-24 | Leica Ag | Retroreflektor |
DE19530809A1 (de) * | 1995-08-22 | 1997-02-27 | Leica Ag | Anordnung zur Retroreflexion einer Strahlung mit Tripelprismen |
SE509530C2 (sv) * | 1997-04-01 | 1999-02-08 | Spectra Precision Ab | Lantmäteriförfarande och lantmäterianordning innefattande en radionavigationsenhet |
DE19835700C2 (de) * | 1998-08-07 | 2003-03-06 | Zsp Geodaetische Sys Gmbh | 360 DEG -Rundum-Reflektor |
DE10209895A1 (de) | 2001-03-23 | 2002-09-26 | Leica Geosystems Ag | Zielobjekt für automatisierte Messinstrumente |
US6742903B2 (en) * | 2001-07-25 | 2004-06-01 | Francis X. Canning | Arrangement of corner reflectors for a nearly omnidirectional return |
EP1645846A1 (de) * | 2004-10-11 | 2006-04-12 | Leica Geosystems AG | Geodätisches positionsbestimmungssystem |
EP1734336A1 (de) * | 2005-06-13 | 2006-12-20 | Leica Geosystems AG | Geodätisches Zielobjekt und Vermessungssystem |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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