JP4291921B2

JP4291921B2 - ３６０°全方位型反射器

Info

Publication number: JP4291921B2
Application number: JP20022799A
Authority: JP
Inventors: ファイスト（原語表記）ＷｉｅｌａｎｄＦｅｉｓｔヴィーラント
Original assignee: Trimble Jena GmbH
Current assignee: Trimble Jena GmbH
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: JP2000056110A; DE19835700C2; DE19835700A1; US6185055B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にスタジア計量器およびその他測量計を使用する測地において適用される、三角プリズムのようなリトロレフレクター（戻り反射器）を有する３６０°全方位型反射器に関するものである。
【０００２】
３６０°全方位型反射器は、反射器による土地の追跡調査としての電子スタジア測量においては近年では不可欠な構成要素の一つになっている。電子スタジア測量器は自動化の推進により継続的照準が可能になるため、益々実用化が進むことであろう。当３６０°全方位型反射器は、また建設機械の制御分野でもその地位を高めることであろう。建設機械の位置設定に関しても自動化が要望されているからである。
【０００３】
【従来の技術】
実際、一定数のリトロレフレクターを本体周辺に設置して、一平面３６０°の角度をカバーするようにした３６０°全方位型反射器がＵＳ特許公報４８７５７６０（発明者：Youngren）により公知になっている。それによれば、光源からのまたは反射器平面上にある測量機器照準光線からの入射光を出射点へ戻り反射させることが可能である。
【０００４】
ＵＳ特許公報５３０１４３５（発明者：Buckley）には、プリズムで構成された全方位型反射器装置が記載されている。それによれば、シリンダー型の本体周辺に各階層３つずつのプリズムが二階層に設置されていて、３６０°の全角度をカバーしており、例えば照準ステーションからの入射光を出射ステーションのほうへ戻り反射させるようになっている。逆戻り反射器としては周知の三角プリズムが使用されている。
【０００５】
３６０°全方位型反射器の場合では、対称セッティングにおける射出ひとみが均等になるように、また、ひとみのカット部分が最大限半分だけになるようにするには、それぞれの反射器を如何に接近して配置し得るかということと、隣り合う反射器間の角度を如何に大きくし得るかということにかかっている。
【０００６】
その場合、肉眼にしろ自動にしろ常に同じ高さで照準し得るためには、各反射器の見掛けの先端が同一平面上になければならない。つまり、それぞれの間で高低差があってはならない。この条件下ではひとみの総有効面積に変化があっても、それが極くわずかであれば、エネルギー損失も極くわずかに過ぎず、従ってスタジア計量器による距離測定において測定能力の低下も起こらない。YoungrenやBuckleyの装置はこの要求を叶えていない。それらの場合、隣り合わせの各反射器間の距離が比較的大きくなっている。
【０００７】
ドイツ特許公報ＤＥ１９５３０８０９（出願者Leica〈株〉）に記載されている三角鏡による光線の戻り反射装置の場合は、３６０°全方位型反射器が使用され、プリズムは密に配置されているが、見掛けの中心高にプリズム間でずれがある。それゆえ、ひとみの高さにも差が生じ、二軸型の送光束、受光束による距離測定器にとっては位置設定および距離測定の精度に難点が発生する。この欠点を避けるには、標的に照準してプリズムの入射面をスタジア計量器の標線に対して垂直に合わせる際に、より高い精度で行わねばならない。これは確かに測定点の計測の場合では可能であるが、しかし、例えば建設機械の制御においては非常な困難を伴う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上の状況を踏まえ、本発明ではシグナル損量を最小限にして、ひとみの高さぶれに起因する位置設定および距離測定の精度面に関する欠点をできる限り取り除いた３６０°全方位型反射器を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明の主要特許請求項の基本的部分の特徴に基づいて構成された３６０°全方位型反射器により解消される。従属請求項には本発明のその他実施態様および詳細事項が記されている。
【００１０】
以上述べたように、本体に六つの三角プリズムを設置するのが効果的である。そうした六つの三角プリズムによれば、光の損量が少なく、それぞれの方向に良好な反射が保証される非常にコンパクトな装置が実現できる。三角プリズムの数は増やすこともできるが、但しその数は偶数でなければならない。
【００１１】
三角プリズムを収容した本体を照準棒に取り付けるか、あるいはそれを照準棒の構成部分とすれば、測地での適用で簡便さにも優れた効果的な装置となる。この場合、各三角プリズムの軸の交差点が照準軸上にあって、他方照準軸が三角プリズムのそれぞれの軸が通っている平面を垂直に貫通している状態であれば、高度な照準精度が得られて有利である。
【００１２】
全方位型反射器の場合は、一つの平面上においてそれぞれのプリズムの稜のうち一つが右隣のプリズムの反射面に、他の一つが左隣のプリズムの反射面にそれぞれ近接するように配置されている。つまり、それぞれの三角プリズムが好ましくは水平な一平面上にあるようにし、その場合隣り合わせのプリズムは互いに一点で接触するが、一方のプリズムの稜と他方のプリズムに形成された当該稜の画像とが、六つのプリズムから構成された装置内にあって互いに平行に、それぞれが上方へ垂直に延びるように配置される。
【００１３】
さらには、照準棒に設置された反射器を標的に合わせて概略照準できるように、反射器本体の上部を、中央に照準目印または照準突起のある蓋で覆いをするのも有効である。
少なくとも一つの反射器を対象として、照準方向に対し垂直な方向での調整を容易化するために、蓋には少なくとも一つの照準補助手段、例えば照準溝および照準突起のついた穿孔部が設けられている。これら照準補助手段のうちの少なくとも一つは、照準光線が当該三角プリズムにも命中するように、少なくとも一つの三角プリズムの入射口のほうに正確に向けられている。
【００１４】
このように、本発明に基づく３６０°全方位型反射器は簡単な構造であるばかりか、三角プリズムの設置平面上またはそれに近い平面上で反射器の周りを３６０°の角度で取り巻いている光源からの入射光を、損量少なく効率よく反射することができる。
【００１５】
本発明に基づく反射器は、建設機械の正確な位置設定や照準操作にも使用できる。ひとみの高さずれに起因する信号の損量は、信頼性が損なわれない範囲内に最小化できる。複数の測量計器から反射器に同時照準することも可能である。
当反射器は自動測定においても同様に利点がある。特に、測地において当反射器を各方位に利用すれば、反射器を測量器に対して正確に位置設定することも複数の測量器を使用することも必要でない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下では本発明を実施例に基づき詳しく説明する。
図１に表した３６０°全方位型反射器は、本体１のほか、測量器、例えばスタジア計量器（図には描かれていない）から発する光線によって概略照準するために、中央に照準突起または照準目印３を有する、本体１の上部をカバーする蓋２を有している。
全方位型反射器は、図１に示されるように、固定具５により照準棒４に取り付けられている。しかし、より好ましい方法として全方位型反射器全体を照準棒４の固定構成要素としてそれに統合することもできる。
【００１７】
図示された実施例によれば、全方位型反射器本体１には、反射器として６.１型および６.２型三角プリズムが計六つ中心軸７の周りに配置されており、その入射面１０は、たいてい丸く構成されていて、本体1外側面の一部を成している。
サイコロの角または尖頭８を構成するコーティング加工反射面９（図２）をそれぞれ三つづつ持つ三角プリズム６.１および６.２の代わりに、反射損量を最小化した上に、光出射器への戻り反射を確保するために、反射面が同じく特にサイコロの角または尖頭の形をした相互調整型または固定型の三つの平面鏡から成っている反射器を使用することもできる。
【００１８】
６.１型および６.２型三角プリズムをできる限りコンパクトに構成するために、本体１内での配置は、隣り合う６.１型三角プリズムと６.２型三角プリズムとが一点で接触するように、またはほぼ接触するように工夫されている。その場合６.１型および６.２型三角プリズムの尖頭８またはサイコロ角は、６.１型および６.２型三角プリズムの入射面１０に対して垂直な方向に広がっていて、しかも一点Ａで交差している各三角プリズムの軸１１、１２、１３を含んでいる平面上にある。隣り合う６.１型三角プリズムと６.２型三角プリズムは相互に向き合っていて、それぞれが軸１１、１２、１３の周りを６０°回転移動させた配置になっている。
【００１９】
６.１型プリズムと６.２型プリズムは、それぞれ一つの平面上で交互に配置されていて、各６.２型プリズムの一つの稜が隣に位置する６.１型プリズムの反射面に近接するように構成されている。このように、三角プリズムは一つのプリズムの稜とその隣に位置するプリズムの反射面とが向き合う形に配置されている。この配置形態から明らかなように、使用する三角プリズムは常に偶数個なければならない。全方位型反射器を３６０°の角度に亘って隈無く確実に照準するためには、少なくとも六つの三角プリズムが必要である。
【００２０】
本体１内における六つの三角プリズムの配置は図に描かれた通りであるが、図２のほうが明確である。この上方から見た平面図より明らかなように、各プリズムの稜はその隣に位置するプリズムの反射面に近接している。つまり、常に一つの稜と一つの反射面が近接しているか、あるいは点Ｂで接している（図２）。
【００２１】
図中番号のつけられた三角プリズムおよびその他番号のないプリズムは、さらにまた、それぞれの軸１１、１２および１３が照準軸でもある中心軸７上の点Ａで交差するように配置調整されている。三つの軸１１、１２および１３はすべて同一平面を通っており、その平面を中心軸７が垂直に貫通している。
【００２２】
少なくとも一つの６.１型三角プリズムを照準方向に対し垂直な方向での調整を容易化するために、蓋２には少なくとも一つの照準補助手段、例えば照準溝および照準突起１６を持つ穿孔部または打ち抜き部が設けてある。これら照準補助手段１５のうちの少なくとも一つは、この照準補助手段１５によって照準された光線が当該６.１型三角プリズムにも命中するように、少なくとも一つの６.１型三角プリズムの入射口のほうに正確に向けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく３６０°全方位型反射器の側面図
【図２】蓋を外したときの反射器装置の上面図
【符号の説明】
１本体
２蓋
３照準目印
４照準棒
５固定具
６反射器
７軸
８尖頭
９コーティング加工反射面
１０入射面
１１,１２,１３軸
１４プリズムの稜
１５照準補助手段
１６照準突起

Claims

- 三角プリズム（６.１、６.２）が本体（１）内において一点（Ｂ）で接触するように、あるいは近接するように隣り合わせに配置されていること、
- 三角プリズム（６.１、６.２）の尖頭(８)が、三角プリズム（６.１、６.２）の入射面（１０）に対して垂直な方向に広がっていて、しかもも一点（Ａ）で交差している三角プリズム（６.１、６.２）の軸（１１、１２、１３）を含んでいる平面上にあって、
そして
- 隣り合う三角プリズム（６．１、６.２）が相互に向き合っていて、それぞれが自身の軸（１２および１３）の周りを６０°回転移動させた配置になっていることを特徴とする、
本体内にあって、丸く構成されたその入射面が本体の一部になっている三角プリズムを反射器として持つ光線戻り反射用３６０°全方位型反射器。
本体（１）内に偶数の、少なくとも六つの三角プリズム（６.１、６.２）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の全方位型反射器。
三角プリズム（６.１、６.２）を収容している本体（１）が照準棒（４）に取り付けられているか、またはそのような棒（４）の構成要素であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の全方位型反射器。
６.１型三角プリズムと６.２型三角プリズムとが一つの平面上で交互に配置されていて、各６.１型プリズムの一つの稜（１４）が隣に位置する６.２型プリズムの反射面に近接するように構成されていることを特徴とする上記特許請求の一つに基づく全方位型反射器。
三角プリズム（６.１、６.２）の各軸（１１、１２、１３）の交差点（Ａ）が、照準軸（７）上にあることおよび三角プリズム（６.１、６.２）の各軸（１１、１２、１３）を含む平面を照準軸（７）が垂直に貫通していることを特徴とする上記特許請求の一つに記載の全方位型反射器。
中央に照準目印（３）または照準突起の設けられた、反射器本体（１）の上部をカバーする蓋（２）を有していることを特徴とする上記特許請求の一つに記載の全方位型反射器。
特に本体（１）の蓋（２）に少なくとも一つの照準補助手段（１５）が少なくとも一つの三角プリズム（６.１）の方に向けて設けられていることを特徴とする請求項６に記載の全方位型反射器。
照準補助手段（１５）が、その中に相前後して照準溝と照準突起（１６）が設けられている穿孔部であることを特徴とする請求項７に記載の全方位型反射器。