JP2783252B2

JP2783252B2 - ２面間の角度差測定装置

Info

Publication number: JP2783252B2
Application number: JP11781496A
Authority: JP
Inventors: 了一樫川
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1996-05-13
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2016-05-13
Also published as: JPH09304051A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セオドライトを用
いた２面間の角度差測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学機器において、ミラーの反射面間の
角度差の測定には、セオドライトが用いられる。このよ
うな２面間の角度差の測定に際しては、セオドライトの
光学系の光軸が、それぞれの被測定面に垂直な方向を向
くことができるような位置、つまり、各被測定面の法線
の交点の近傍に設置しなければならない。そのため、２
つの被測定面の相対位置が離れ、かつ、法線が平行に近
い場合には、１台のセオドライトでは測定できない。

【０００３】そこで従来、被測定面の相対位置が離れ、
かつ、法線が平行に近い場合の角度差の測定には、２台
のセオドライトを用いていた。以下に、従来の測定手順
を説明する。まず、一方のセオドライトで一方の被測定
面との正対をとるとともに、他方のセオドライトで他方
の被測定面との正対をとる。そして、２台のセオドライ
ト間を正対させて２つの被測定面の角度差を算出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の２面間の角度の測定には２台のセオドライトが必
要であるが、セオドライトはその整準作業が面倒であ
り、しかも、各被測定面との正対をとった後、セオドラ
イト同士の正対もとらなければならず、１台のセオドラ
イトでの測定が望まれていた。

【０００５】そこで本発明は、１台のセオドライトで簡
単に２面間の角度差が測定できる２面間の角度差測定装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の２面間の角度差測定装置は、セオドライトと、
２つの被測定面からの光をそれぞれ所定の位置で反射し
て前記セオドライトに入射させるために平行移動可能に
設けられた移動ミラーとを有することを特徴とする。

【０００７】上記のとおり構成された本発明では、ま
ず、一方の被測定面からの光がセオドライトに入射され
る位置に移動ミラーを移動させ、その被測定面との正対
をとる。次いで、他方の被測定面からの光がセオドライ
トに入射される位置に移動ミラーを移動させて、その被
測定面との正対をとる。このとき、移動ミラーは平行移
動され、移動ミラーの角度は変わらないので、それぞれ
の被測定面と正対をとったときにセオドライトから得ら
れる値の差が、各被測定面間の角度差となる。

【０００８】ここで、移動ミラーは、セオドライトを搭
載する支持台に固定されたスライドレールに設けること
によって、移動ミラーとセオドライトとの位置関係が規
定され、両者の設置が容易となる。この場合、支持台に
固定ミラーを設け、移動ミラーで反射された光を、この
固定ミラーで反射させて反射してセオドライトに入射さ
せることで、２つの被測定面が鉛直方向に配置され、移
動ミラーを鉛直方向に移動させなければならない場合で
あっても、セオドライトを正規の条件で設置して２面間
の角度差を測定できる。さらに、２つの被測定面が鉛直
方向に斜めに配置されている場合には、固定ミラーとセ
オドライトとを結ぶ直線回りにスライドレールと固定ミ
ラーとが一体となって回動できるように、スライドレー
ル及び固定ミラーを設ければよい。

【０００９】また、移動ミラーを、一方の反射面に入射
した光が他方の反射面から一定角度で出射するように所
定の角度をなして配置された２つの反射面を有する構造
とすれば、移動ミラーへの入射光に対する出射光の角度
は常に一定になる。その結果、移動ミラーを移動させた
ときに移動ミラーの角度がずれた場合であっても、その
ずれには影響されず、移動ミラーからの出射光は常に同
じ方向に出射される。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１１】（第１の実施形態）図１は、本発明の角度
差測定装置の第１の実施形態の概略側面図である。本実
施形態では、設計上は、それぞれ鉛直面と平行に、かつ
互いに鉛直方向に間隔をおいて配置された第１の被測定
面１１と第２の被測定面１１との角度差、すなわち設計
値に対する両者間の角度のずれを測定するためのものを
例に挙げて説明する。

【００１２】図１において、三脚３に固定された支持台
２には、セオドライト本体１が水平方向及び鉛直方向に
旋回可能に設けられている。これらの角度は、セオドラ
イト本体１に設けられた目盛盤（不図示）を直接読み取
ること、または、エンコーダを用いた測角装置（不図
示）により測定可能である。また、このセオドライト本
体１は内部に光源（不図示）を有し、光源からの光を光
学系を介して目標物に向けて出射し、目標物での反射光
の正対をとることによって目標物の方向を設定するもの
である。

【００１３】さらに支持台２には、固定ミラー５及び移
動ミラー６が設けられる。固定ミラー５はセオドライト
本体１の前方に配置され、上方から入射された光をセオ
ドライト本体１の光学系に向けて反射させる。移動ミラ
ー６は固定ミラー５の上方に固定ミラー５と平行に配置
され、支持台２に一体的に設けられたレール支持部２ａ
に固定されたスライドレール４によって鉛直方向に平行
移動可能に設けられる。レール支持部２ａがセオドライ
ト本体１の光学系の光軸上に位置する場合には、図に示
すように、光路を邪魔しないようにするためにレール支
持部２ａに透過孔２ｂが形成される。

【００１４】上記構成に基づき、セオドライト本体１の
光学系から出射した光は固定ミラー５及び移動ミラー６
で順次反射され、第１の被測定面１１または第２の被測
定面１２に入射する。第１の被測定面１１または第２の
被測定面１２に入射した光はそこで反射され、再び移動
ミラー６及び固定ミラー５で順次反射してセオドライト
本体１の光学系に入射される。このとき、セオドライト
本体１に入射した光がセオドライト本体１の光学系の光
軸上に位置していない場合には、セオドライト本体１の
向きを調節して正対をとる。

【００１５】次に、図１に示した角度差測定装置を用い
た測定手順について説明する。

【００１６】まず、第１の被測定面１１がセオドライト
本体１の視野に入る位置に移動ミラー６を移動させ、第
１の被測定面１１との正対をとる。次いで、移動ミラー
６を移動させて第２の被測定面１２をセオドライト本体
１の視野に入れ、第２の被測定面１２との正対をとる。
ここで、移動ミラー６は平行移動されるので、移動ミラ
ー６の角度は変わらない。従って、第１の被測定面１１
と正対をとったときのセオドライト本体１の角度と、第
２の被測定面１２と正対をとったときのセオドライト本
体１の角度との差を求めることによって、第１の被測定
面１１と第２の被測定面１２との角度差が求められる。
ここで、セオドライト本体１が、エンコーダを用いた測
角装置を有するものである場合には、第１の被測定面１
１との正対をとることによって得られた値をリセットし
た後、第２の被測定面１２との正対をとることで、この
ときの値がそのまま第１の被測定面１１と第２の被測定
面１２との角度差となる。

【００１７】以上説明したように、平行移動する移動ミ
ラー６を用いることで、第１の被測定面１１と第２の被
測定面１２とをセオドライト本体１の視野に入れること
ができるようになる。その結果、１台のセオドライトで
第１の被測定面１１と第２の被測定面１２との角度差を
測定できる。しかも、装置全体の構成は単純であり、測
定方法についても、それぞれの被測定面１１，１２との
正対をとったときの値の差を求めるだけであるので簡単
である。

【００１８】なお、測定可能な角度差の範囲は、固定ミ
ラー及び移動ミラーの大きさによって決まる。つまり、
固定ミラー及び移動ミラーの反射領域が広ければ広いほ
ど、より大きな角度差でも測定できるので、固定ミラー
及び移動ミラーの大きさは、測定する角度差の範囲に応
じて設定すれば良い。

【００１９】（第２の実施形態）図２は、本発明の角度
差測定装置の第２の実施形態を説明するための図であ
り、ガイドレールの部分を正面（被測定面側）から見た
図である。

【００２０】図２に示すように、本実施形態では、スラ
イドレール２４が、固定ミラー２５とともに、セオドラ
イト本体（不図示）と固定ミラー２５とを結ぶ水平軸回
りに回動自在に設けられている。スライドレール２４に
は、移動ミラー２６が平行移動可能に設けられている。
その他の構成については第１の実施形態と同様であるの
で、その説明は省略する。

【００２１】このようにスライドレール２４を角変位可
能に設けることで、被測定面が鉛直方向に対して斜めに
配置されていたり、水平方向に配置されている場合であ
っても、被測定面の配置に合わせてスライドレール２４
の角度を設定した後、上述の手順と同様の手順で、各被
測定面間の角度差を測定できる。

【００２２】上述した各実施形態では、被測定面からの
光を移動ミラー及び固定ミラーで反射させてセオドライ
ト本体に入射させる例を示したが、移動ミラーでの反射
光を直接セオドライト本体に入射できる場合には、固定
ミラーは必ずしも必要ではない。また、被測定面からの
光は、セオドライト本体の光源から発せられた光を被測
定面に入射させたときの反射光を用いたが、被測定面自
身が平行光を発する光源の場合は、セオドライト本体か
らの光を用いず、被測定面からの光を直接利用すること
ができる。

【００２３】さらに、上述した各実施形態では、移動ミ
ラーとして平板状のミラーを用いた例を示したが、図３
に示すように、所定の角度をなして配置された２つの反
射面３６ａ，３６ｂを有する移動ミラー３６を用いるこ
とができる。

【００２４】この移動ミラー３６では、一方の反射面３
６ａに光が入射すると、その反射面３６ａ及び他方の反
射面３６ｂで順次反射され、他方の反射面３６ｂから光
が出射する。このとき、入射光に対する出射光の角度
は、一方の反射面３６ａへの入射角にかかわらず、一定
の値となる。以下に、その理由を説明する。

【００２５】図３において、一方の反射面３６ａと入射
光とのなす角度をａ、他方の反射面３６ｂと出射光との
なす角度をｂ、それぞれの反射面３６ａ，３６ｂのなす
角度をｃ、入射光と出射光とのなす角度をθ、一方の反
射面３６ａでの光の反射点をＡ、他方の反射面３６ｂで
の光の反射点をＢ、一方の反射面３６ａと他方の反射面
３６ｂとの交点をＯとする。また、一点鎖線は説明に用
いるための直線であり、他方の反射面３６ｂでの光の反
射点Ｂを通り、一方の反射面３６ａへの入射光と平行な
線である。

【００２６】ここで、三角形ＯＡＢを考えると、ａ＋ｂ＋ｃ＝１８０° …（１）となる。また、他方の反射面３６ｂでは、点Ｂ回りの各
角度より、２ａ＋２ｂ＋θ＝１８０° …（２）なる関係式が成り立つ。これら（１）式及び（２）式よ
り、 θ＝２ｃ−１８０° で表すことができる。すなわち、入射光と出射光とのな
す角度θは、移動ミラー３６への入射角にかかわらず、
各反射面３６ａ，３６ｂのなす角度ｃで決定される。例
えば、ｃ＝１３５°とすると、入射光に対する出射光の
角度は、常に９０°となる。ここでは、光が一方の反射
面３６ａに入射し、他方の反射面３６ｂから出射する場
合について説明したが、その逆の場合でも同様である。

【００２７】このように、所定の角度をなす２つの反射
面３６ａ，３６ｂで構成される移動ミラー３６を用いる
ことで、移動ミラー３６を平行移動させる際に移動ミラ
ー３６の角度が変化した場合であっても、常に同じ方向
に光を反射させることができる。これにより移動ミラー
３６の角度のずれに影響されることなく、精度良く２面
間の角度差を測定することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の２面間の角
度差測定装置は、２つの被測定面からの光をそれぞれ所
定の位置で反射してセオドライトに入射させるために平
行移動可能な移動ミラーを設けることにより、移動ミラ
ーの移動によりそれぞれの被測定面からの光をセオドラ
イトに入射させることができるので、１台のセオドライ
トで２面間の角度差を測定することができる。しかも、
装置全体の構成は単純であり、測定方法についても、そ
れぞれの被測定面の正対をとったときのセオドライトの
値の差を求めるだけであるので簡単である。

【００２９】また、移動ミラーを、一方の反射面に入射
した光が他方の反射面から一定角度で出射するように所
定の角度をなして配置された２つの反射面を有する構造
とすることで、移動ミラーを移動させたときに移動ミラ
ーの角度がずれた場合であっても、そのずれに影響され
ることなく２面間の角度差を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の角度差測定装置の第１の実施形態の概
略側面図である。

【図２】本発明の角度差測定装置の第２の実施形態を説
明するための図である。

【図３】本発明の角度差測定装置に用いられる移動ミラ
ーの他の例の側面図である。

【符号の説明】

１セオドライト本体２支持台３三脚４，２４スライドレール５，２５固定ミラー６，２６，３６移動ミラー１１第１の被測定面１２第２の被測定面３６ａ，３６ｂ反射面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セオドライトと、２つの被測定面からの光をそれぞれ所定の位置で反射し
て前記セオドライトに入射させるために平行移動可能に
設けられた移動ミラーとを有することを特徴とする２面
間の角度差測定装置。
【請求項２】前記セオドライトは支持台に搭載され、
前記移動ミラーは、前記支持台に固定されたスライドレ
ールに設けられている請求項１に記載の２面間の角度差
測定装置。
【請求項３】前記支持台には、前記移動ミラーで反射
された光を反射して前記セオドライトに入射させるため
の固定ミラーが固定されている請求項２に記載の２面間
の角度差測定装置。
【請求項４】前記スライドレール及び前記固定ミラー
は、互いに一体となって、前記固定ミラーと前記セオド
ライトとを結ぶ直線回りに回動自在に設けられている請
求項３に記載の２面間の角度差測定装置。
【請求項５】前記移動ミラーは２つの反射面を有し、
これら２つの反射面は、一方の反射面に入射した光が他
方の反射面から一定角度で出射するように所定の角度を
なして配置されている請求項１ないし４のいずれか１項
に記載の２面間の角度差測定装置。