JP4303141B2 - ガイド光送光器 - Google Patents

Description

本発明は、ガイド光送光器に係り、特に、測量機が視準する測点側に設置されて測量機を送光対象としてガイド光を出射することができるガイド光送光器に関する。

従来のトータルステーション(電子式測距測角儀)などの測量機で測点の位置などを測定するに際しては、測点に設置されたターゲットを視準することが行われている。この場合、近年、ターゲットを視準する労力を軽減するとともに、作業員の操作に伴う視準誤差を少なくするために、自動視準装置を備えた測量機が提案されている。自動視準装置は、測量機の望遠鏡の光軸に沿って視準光を出射し、測点にセットしたターゲットで反射してきた視準光を受光してターゲットの方向を求め、望遠鏡をターゲットの方向に自動的に向けることができるようになっている。このような自動視準装置を備えた測量機では、測量機本体から離れた場所で作業者が一人でも測量できるように、リモコン装置を備えたものが提案されている。

しかし、このような自動視準装置を備えた測量機の望遠鏡をリモコン装置からの指令によって制御するにも、望遠鏡の狭い視野内にターゲットを捕えるのに、望遠鏡を広い範囲に渡ってスキャンさせる必要があり、自動視準に時間がかかり、測量が円滑に進まないことがある。

そこで、図１４に示すように、測点にポール１００を立設し、このポール１００に視準目標としての測点装置を取り付け、測点装置に反射プリズム１０１ (反射ターゲット)とガイド光送光器１０２を取付けて、ガイド光送光器１０２から測量機に向けてガイド光を出射するようにし、一方、測量機にガイド光を受光してその位置を検出する位置検出手段を設け、位置検出手段によって検出された位置に基づいて測量機の望遠鏡を測点位置の方向に向けるようにしたものが提案されている(特許文献1参照)。

特開２０００−３５６５１８号公報(第3頁〜第4頁、図1〜図4)

前記従来技術においては、測点装置がポール１００に固定されているため、ポール軸心までの距離を測距するにも、測点装置が測点位置近傍の壁などに当たり、ポール１００を壁の近傍や建物のコーナ近傍に設置することができなかった。すなわち、建物の壁や建物のコーナを測点として正確に求めることがきなかった。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射プリズムを支持するポールを建物の壁やコーナの近傍に設置しても、この設置点を測点として、測量機に向けてガイド光を出射することができるガイド光送光器を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係るガイド光送光器においては、反射プリズムを支持するポールに固定されて、測量機を送光対象としてガイド光を出射するガイド光送光器であって、前記ポールと直交する方向の回動軸を中心に前記ポールに回動可能に固定された送光器本体と、前記送光器本体側面に前記回動軸と平行な補助回動軸を中心に回動可能に設けられて前記ガイド光を出射する送光部とを備えて構成した。

（作用）送光器本体部をポールと直交する方向の回動軸を中心にポールに回動可能に固定したので、ポールを壁の近傍あるいは壁などのコーナ近傍に設置する場合は、送光器本体部をポールに対し回動して大きく前傾した形態、すなわち送光器本体部が壁面と干渉しない形態にすることで、ポールを壁あるいはコーナ近傍に設置することができる。また、ガイド光を出射する送光部を送光器本体部側面に、送光器本体部の回動軸と平行な補助回動軸を中心に回動可能に設けたため、送光部を回動させることで、送光部から出射するガイド光を測量機に向けることができる。

請求項２においては、請求項１に係るガイド光送光器において、前記ガイド光送光器は、送光器本体部の下面に固定されたアタッチメントを介して前記ポール上端部に着脱自在に固定されており、前記アタッチメントは、ポール上端部を収容できる筒型のアタッチメント本体を備え、該本体に、前記回動軸周りに回動した前記送光器本体部を前記ポールに対し所定の傾斜状態に保持するストッパ手段を設けるとともに、前記本体の外側縁部に、水平断面略直角で前記送光器本体部の回動軸と直交する方向に延在し、測定しようとする壁面に当接させるためのプリズム定数補正用の当接基準を設けるように構成した。

（作用）ポールを壁の近傍あるいは壁などのコーナ近傍に設置する場合には、ガイド光送光器（送光器本体部）をポールに対し回動して大きく前傾した形態、すなわちガイド光送光器（送光器本体部）が壁面と干渉しない形態にして、ポールを壁あるいはコーナ近傍に設置することは勿論であるが、アタッチメント本体のプリズム定数補正用の当接基準を壁面に当接させたり、コーナに接近するように配置することで、ポールの軸心と本体の当接基準との距離を補正値として予め求めておけば、この距離を基に測点までの距離を補正することで、壁の壁面コーナ近傍までの正確な距離や角度を測定することができる。特に、プリズム定数補正用の当接基準を構成するアタッチメント本体の外側縁部の水平断面を直角以下の角度とすることで、壁面コーナまでの正確な距離や角度を測定することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ポールを壁あるいはコーナ近傍に設置することができるとともに、測量機に向けてガイド光を出射することができ、測量機の測点範囲を広げることが可能になる。

また、請求項２によれば、アタッチメント本体のプリズム定数補正用の当接基準を壁面に当接させたり、コーナに接近するようにポールを設置することで、従来では困難であった壁面やコーナ位置までの正確な測定（測距・測角）が可能となる。

次に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例であるガイド光送光器の正面図、図２は同ガイド光送光器の左側面図、図３は同ガイド光送光器の平面図、図４は同ガイド光送光器の底面図、図５は同ガイド光送光器のブロック構成図である。

これらの図において、ガイド光送光器１０は、略直方体形状に形成された送光器本体部１２と、略筒状に形成された送光部１４を備えて構成されており、送光部１４は送光器本体部１２の側面に回動自在に固定されている。図２における符号１５は、送光部１４を支承する支承部を示し、送光部１４を手で持って所定の角度範囲内において回動させることで、光出射窓２８を任意の方向に向けることができる。送光器本体部１２内には電源部１６を構成するバッテリが複数本収納されているとともに、制御部１８を構成するプリント基板が収納されており、送光器本体部１２の底面側にはバッテリを覆うための蓋２０がねじ２２によって着脱自在に固定されている。符号３０は、データコレクタ（図示せず）と接続するためのコード接続用のコネクタ部である。一方、送光部１４内には、送光制御部２４が収納されているとともに、送光素子(発光素子)として、例えば、レーザダイオード２６が収納されている。

レーザダイオード２６は、光出射窓２８から測量機を送光対象としてガイド光を出射するようになっており、レーザダイオード２６から出射するガイド光は送光制御部２４によって走査されるようになっている。例えば、レーザダイオード２６から出射するガイド光は、鉛直方向に狭く、水平方向に広がりを有する幅広のファインビーム(扇形ビーム)として鉛直方向に走査されるようになっている。この場合、ガイド光の水平方向の幅は約±５度で、鉛直方向の走査幅は約±１０度程度が望ましい。また送光器本体部１２の正面側にはガイド光送光器１０をアタッチメント３４に取り付けるための取付孔１３（図４参照）が２個設けられている。

ガイド光送光器１０を用いて測量機に向けてガイド光を出射するに際しては、図６に示すように、測点上に設置されるピンポール３２の上端部にアタッチメント３４を用いて着脱自在に固定されるようになっている。ピンポール３２の下端部には反射プリズム取着用のアタッチメント３６が固定されており、アタッチメント３６の側面側には、反射プリズム３８が水平回動軸３９周りに上下方向傾動可能に設けられている。すなわち、反射プリズム３８はアタッチメント３６を介してピンポール３２の下端側に支持されている。

一方、ガイド光送光器１０をピンポール３２の上端部に取着するためのアタッチメント３４は、図６，７に示すように一側面が開口（符号４０ａは開口部である。）し、内側にピンポール３２上端部を収容できる水平断面略五角形の筒型に形成されたアルミダイキャスト製のアタッチメント本体４０を備えている。本体４０には雌ねじ部４０ｂが形成され、取付ねじ４２の軸である雄ねじ部４２ｂが雌ねじ部４０ｂに螺合貫通し、取付ねじ４２の先端部には、略円盤状の挟持部４２ａが設けられている。そして、取付ねじ４２を締結方向（時計回り）に回転すると、挟持部４２ａが本体４０内に収容されたピンポール３２の外側面を押圧し、本体４０がピンポール３２の上端側に固定される。

本体４０における取付ねじ４２配設側の上部には、図８、図９および図１０に示すように、突出部４３が形成されており、突出部４３にはピン４４を介して取付ベース４６が回動自在に固定されている。この突出部４３にはピン４４を挿入するための貫通孔４３ａの他に、位置決め用の穴４８、５０がピン４４の軸心を中心にした回動線上に所定の間隔を保って形成されている。各穴４８、５０には、取付ベース４６に固定された位置決め用のピン５２が挿入可能に形成されている。また取付ベース４６には、ガイド光送光器１０側の取付孔１３に対応して２個の取付孔５４（図１０参照）が形成されているとともに、ピン挿入用貫通孔４６ａ、４６ｂが形成されている。

そして、取付けベース４６に形成されたピン挿入用貫通孔４６ａ、４６ｂのうち一方の貫通孔４６ａにはピン４４の頭部４４ａに装着されたばね５６が挿入されており、このばね５６はピン４４を全体として、頭部４４a側に押圧するばね力（ピン４４を図１０左方向に付勢するばね力）を発生するようになっている。また取付ベース４６の他方の貫通孔４６ｂ内には、ピン４４とともに円筒状のポールピース５８が往復動自在に挿入されている。そしてピン４４の軸方向一端部がピン６０を介してハンドル６２が連結されている。ハンドル６２はピン６０を回動軸として回動自在にピン４４に連結されている。

ここで、取付ベース４６が図８の位置にあるとき、すなわち、ピン５２が穴５０内に挿入された位置にあるときに、この位置にガイド光送光器１０を固定するに際しては、図１０（ａ）に示すように、ハンドル６２を下方（矢印Ａ方向）に操作してハンドル６２の先端側をポールピース５８の軸方向端面に沿って回動させると、ピン４４がばね５６のばね力に抗してハンドル６２側に移動し、図１０（ｂ）に示すように、ピン４４の頭部４４ａが取付ベース４６の端面に圧接され、取付ベース４６の回動が阻止される。これにより、図８に示す位置に、ガイド光送光器１０を確実に固定することができる。この場合、作業員は、左手でピンポール３２または送光器本体部１２を手で支えた上で、右手で送光部１４を回動して所定方向を向け、さらにデータコレクタを操作してデータを記憶するための処理を行うことができる。また送光器本体部１２の上にデータコレクタを固定しておけば、右手で簡単にデータコレクタを操作することができる。

一方、ガイド光送光器１０の固定を解除するに際しては、ハンドル６２を、図１０(ｂ)の状態から上方（矢印Ｂ方向）に操作することで、ピン４４の頭部４４ａと取付ベース４６との圧接を解除することができる。このあとガイド光送光器１０の先端側を図６矢印Ｘ方向に回動させるに際しては、取付ベース４６に固定されたガイド光送光器１０をピン４４の頭部４４ａ側に平行移動させると、ピン５２が穴５０から抜けた状態となる。このとき、ピン４４を回動軸としてガイド光送光器１０を図６矢印Ｘ方向に回動させると、ガイド光送光器１０の回動に伴ってピン５２が穴４８側に移動し、ピン５２が穴４８と対応した位置になったときにガイド光送光器１０を平行移動させるための操作力を解除すると、ピン５２が穴４８内に挿入され、ガイド光送光器１０は、図９に示す位置に、その先端側がピンポール３２の上端側から離れた状態で位置決めされることになる。このとき、前述したように、ハンドル６２を下方に操作することで、ピン４４の頭部４４ａが取付ベース４６に圧接され、この位置にガイド光送光器１０を確実に固定することができる。

ガイド光送光器１０の先端側をピンポール３２の延長線上から離れる位置に回動（ガイド光送光器１０を反射プリズム１０側に大きく前傾）させた状態（図９参照）でピンポール３２を測点に設置すると、図１１に示すように、ガイド光送光器１０が壁６４に邪魔にされることなく、ピンポール３２を壁６４の近傍に設置することができる。また、ピンポール３２を上方から見た図である図１２に示すように、壁６６で形成されたコーナ６８近傍にピンポール３２を設置することができる。

さらに、送光部１４は送光器本体部１２にピン４４と平行な補助回動軸である支承部１５を中心に回動自在に取り付けられているため、図９に示すように、光出射窓２８が測量機の方向を向くように送光部１４を回動させることで、ガイド光を測量機に向けて確実に出射することができる。この場合、測量機本体にガイド光の水平方向を検出する方向検出器を設け、この方向検出器の検出値にしたがって望遠鏡の視準方向を制御することで、反射プリズム３８を視準目標として測量を行うことができる。

ガイド光に基づいて測量機でピンポール３２までの距離を測定するに際しては、ピンポール３２の軸心を測点として、測点までの距離を求めているが、図９に示すように、アタッチメント３４の本体４０の背面側の稜線部４１が壁６４に当接したときのオフセット量として、ピンポール３２の軸心と本体４０の稜線部４１（壁６４）との距離Ｌ１をプリズム定数として予め求めておけば、この距離Ｌ１を基に測点までの距離を補正することで、壁６４の壁面までの距離を測定することもできる。即ち、アタッチメント３４の水平断面略五角形状の本体４０における背面側の稜線部４１が、プリズム定数補正用の当接基準を構成している。

また図９に示すように、ガイド光送光器１０を反射プリズム３８側に大きく前傾させた状態にすれば、図１２に示すように、アタッチメント３４の本体４０における背面側の稜線部４１をコーナ６８に極めて接近するように配置できるので、従来では測定が困難とされていたコーナ６８までの概略距離を測定することができる。なお、稜線部４１が水平断面鋭角に形成されている場合は、コーナ６８までの正確な距離を測定できる。

また、取付ベース４６を突出部４３に固定する構造を異にするアタッチメント３４の他の実施例としては、図１３に示すように、取付ベース４６に貫通孔７０、７２を形成し、突出部４３に貫通孔７０、７２に対応して雌ねじ部７４を形成し、貫通孔７０内に固定ねじ７６を装着し、その先端側の雄ねじ部７８を雌ねじ部７４に噛み合わせて固定する。さらに、貫通孔７２内に回動ねじ８０を装着し、その先端側の雄ねじ部８２を雌ねじ部７４に噛み合わせるとともに、段部８４の小径側を貫通孔７２内に挿入する。このあと、回動ねじ８０の軸方向端部に固定されたハンドル８６を回動操作して、回動ねじ８０先端側の雄ねじ８２と突出部４３の雌ねじ７４とをさらに噛み合わせ、回動ねじ８０の先端側を固定ねじ７６側に移動させることで、取付ベース４６と突出部４３とを圧接させることができる。一方、回動ねじ８０を逆方向に回動させ、回動ねじ８０を固定ねじ７６から離れる方向に移動させることで、取付ベース４６と突出部４３との圧接を解除することができる。

本発明の一実施例であるガイド光送光器の正面図である。 同ガイド光送光器の左側面図である。 同ガイド光送光器の平面図である。 同ガイド光送光器の底面図である。 同ガイド光送光器のブロック構成図である。 同ガイド光送光器をピンポールに固定したときの状態を示す側面図である。 アタッチメント本体の水平断面図（図６に示す線ＶＩＩ-ＶＩＩに沿う断面図）である。 同ガイド光送光器をピンポールに固定したときの要部側面図である。 同ガイド光送光器をピンポールに対し大きく前傾させた状態を説明するための要部側面図である。 (ａ)はアタッチメントの要部断面図、(ｂ)はアタッチメントのハンドルを用いて締め付け操作するときの状態を説明するための要部断面図である。 ピンポールを壁際に設置したときの状態を説明するための側面図である。 ピンポールをコーナに設置したときの状態を説明するための平面図である。 本発明の第２実施例を示すアタッチメントの要部断面図である。 ポールに固定された従来のガイド光送光器の正面図である。

符号の説明

１０ ガイド光送光器
１２ 送光器本体部
１４ 送光部
１５ 補助回動軸である支承部
２６ レーザーダイオード
２８ 光出射窓
３２ ピンポール
３４ ガイド光送光器用のアタッチメント
３６ 反射プリズム用のアタッチメント
３８ 反射プリズム
４０ アタッチメント本体
４１ プリズム定数補正用の当接基準
４３ 突出部
４４ 回動軸であるピン
４６ 取付ベース
６２ ハンドル
７６ 回動軸である固定ねじ

Claims (2)

1. 反射プリズムを支持するポールに固定されて、測量機を送光対象としてガイド光を出射するガイド光送光器であって、前記ポールと直交する方向の回動軸を中心に前記ポールに回動可能に固定された送光器本体部と、前記送光器本体部側面に前記回動軸と平行な補助回動軸を中心に回動可能に設けられて前記ガイド光を出射する送光部とを備えてなることを特徴とするガイド光送光器。
2. 前記ガイド光送光器は、送光器本体部の下面に固定されたアタッチメントを介して前記ポール上端部に着脱自在に固定されており、前記アタッチメントは、ポール上端部を収容できる筒型のアタッチメント本体を備え、該本体には、前記回動軸周りに回動した前記送光器本体部を前記ポールに対し所定の傾斜状態に保持するストッパ手段が設けられるとともに、前記本体の外側縁部には、水平断面略直角で前記送光器本体部の回動軸と直交する方向に延在し、測定しようとする壁面に当接させるためのプリズム定数補正用の当接基準が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のガイド光送光器。

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