JPH0599673A - 光学式測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、外面に局部的に入力される熱によ
り、大きな熱変形を受けにくくすることにより、熱変形
による測定精度の低下を極力押えて正確な測定装置を提
供することにある。 【構成】レンズ２５，２６等が内蔵された金属製のレン
ズ鏡筒１５を鏡筒支持部材８に取り付けた光学式測定装
置において、レンズ鏡筒１５を鏡筒支持部材８に断熱筒
１６を介して取り付けると共に、レンズ鏡筒１５を断熱
材料製のカバーケース３５で覆った光学式測定装置とし
たことを特徴とする。また、レンズ鏡筒１５とカバーケ
ース３５との間には空隙３９が形成され、この空隙３９
はパッキングで気密保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温から低温に至る広
範囲の環境下の測量機の熱変形に起因する測定精度の低
下を極力防止して悪環境下でも精度を落さずに測量でき
る光学式測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の光学式測定装置としては、コリ
メータ等の光学式測定器や光学式測量機等がある。

【０００３】特に、この光学式測量機としては、その外
殻自体が内殻レンズの保持本体となっていて、アルミニ
ューム合金をダイキャストにより形成した部品（以下、
アルミダイキャスト品と略称）が主体で、プラスティッ
ク及びその他の材質の部材等で構成されているものがあ
る。

【０００４】また、これらの外形と大きさと肉厚も、あ
らゆる個所で極めて複雑で、測量機が受ける熱量、熱の
流れ、熱傾斜に対して何等考慮されていない。近時、金
属部材を一部エンジニアリングプラスティック（ＰＰ
Ｓ）に置き代えるものもあるが、これは軽量とコスト高
により考慮され、測量機全体から見た熱変形の体策を施
したものは見当らない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、測量機
は複雑な外形，大きさ，肉厚を持つ異種材からなってい
る。しかも、アルミダイキャスト品は、金型における冷
却構造に起因して表皮部分の表面から約0.1mmの間が硬
化質となっていて、表皮と深層部とでは組織が異なり不
均質である。この表皮の切除をコスト低減上、極力少な
くするため、表皮の大半は残す様にしている。

【０００６】また、アルミダイキャスト品は、複雑な形
状をとるために、全体で肉厚が不均一となっている。こ
の様に、アルミダイキャスト品は、表皮と深層部とで組
織が異なり不均質であるのと同時に肉厚が不均一である
ため、太陽光等により周囲から部分的に加熱されて全体
で温度差を生じると、内部に複雑な熱応力が発生して部
分的に熱変形を起こす。

【０００７】この熱変形の大半は、温度が元に戻ると長
時間後に現状に戻るが、一部は現状に復帰せずに必ず残
るものもある。即ち、荷重変形は荷重を除けば直ちにな
くなるが、熱変形は温度が元に戻っても直には復帰しな
いで必要な時間を経過して次第に小さくなる傾向にある
からである。しかも、測量の多くは、この復帰時間中に
行われる。

【０００８】従って、測量機を一度高精度に調整しても
広範囲の温度変化は測量精度を低下させる。この復帰精
度は時間の経過と共に変るので再調整しても、後でまた
再調整することがある。

【０００９】そこで、本発明は、これらの従来技術の問
題点を解消することを目的としてなされたもので、大き
な熱変形を受けにくくすることにより、熱変形による測
定精度の低下を極力押えて正確な測定装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１の発明は、光学部品を支持部材に取り付け
た光学式測定装置において、前記光学部品を前記支持部
材に断熱部材を介して取り付けると共に、前記光学部品
及び断熱部材を断熱材料製のカバーケースで覆った光学
式測定装置としたことを特徴とする。

【００１１】また、請求項２の発明は、前記光学部品は
レンズ鏡筒内に内蔵され、前記レンズ鏡筒は断熱部材を
介して前記支持部材に取り付けられ、前記カバーケース
は鏡筒支持部材に取り付けられ、前記カバーケースとレ
ンズ鏡筒との間に空隙が形成されていると共に、前記光
学部品のくもり発生防止及びレンズ系内汚染防止用の軟
質パッキングが前記カバーケースとレンズ鏡筒との間に
介装されていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】この様な構成によれば、光学部品を支持部材に
断熱部材を介して取り付けると共に、前記光学部品及び
断熱部材を断熱材料製のカバーケースでカバーした構成
とすることにより、たとえカバーケースの一部の温度が
太陽光等により局部的に大きく変形したとしても、光学
部品を直接支持する部材は雰囲気の温度上昇により全体
的に徐々に膨張、収縮させられて（局部的な膨張、収縮
ではない）、測定精度は大きく低下しないことになる。

【００１３】また、断熱材製のカバーケースは測量機の
内部に入力される熱量を小さくし、前記断熱部材は支持
部材から光学部品側への熱の入力を遮断しているので、
光学部品を直接支持している部材への熱量の入力は小さ
くなる。

【００１４】また、カバーケースとレンズ鏡筒との間に
は間隙が形成されており、外部にさらされるカバーケー
スが太陽光等により局部的に熱変形させられて、レンズ
鏡筒との間の間隙が変化しても、軟質パッキングが変形
させられるだけで、カバーケースがレンズ鏡筒に接触し
ないことになり、レンズ鏡筒及びその内部の光学系に精
度上の影響が生じない。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１６】図１，図５において、１は三脚等に取り付
けられる光学式測量機の平面形状が略三角形状のベース
部材である。

【００１７】このベース部材１の各頂点近傍上には図１
に示した様なネジ押え部材２が取り付けられ、各ネジ押
え部材２には上下に向けた水平調整ネジ３が回転自在に
保持されている。この水平調整ネジ３の中間部には操作
ツマミ４が取り付けられている。

【００１８】また、ベース部材１上には金属製の水平支
持台５が配設されている。この水平支持台５は、内筒部
５ａと、内筒部５ａの上端に設けられた外方フランジ５
ｂと、外方フランジ５ｂの周縁に下方に向けて且つ内筒
部５ａと同心に連接された段付外筒部５ｃと、各押え部
材２の水平調整ネジ３に対応して段付外筒部５ｃに設け
たボス部５ｄを有する。

【００１９】この各ボス部５ｄ内には水平調整ネジ３が
螺合されている。また、段付外筒部５ｃには、環状目盛
環６が嵌合されていると共に、この環状目盛環６の抜け
防止用の止め輪７が装着されている。この止め輪７は、
環状目盛環６を段付外筒部５ｃに摩擦固定している。こ
れにより、環状目盛環６のみを摩擦力に抗して回すこと
により、「０」調整を行うことができる。図１，図５
中、６ａは環状目盛環６の外周面に刻設された目盛であ
る。

【００２０】水平支持台５上には、アルミニュームダイ
キャスト製の鏡筒支持部材８が配設されている。鏡筒支
持部材８は、水平支持台５の内筒部５ａに挿通された支
軸８ａと、支軸８ａ上端にこれの軸線と垂直に向けて一
体に形成した筒部８ｂと、支軸８ａの下端部に同軸に設
けた雄ネジ部８ｃを有する。

【００２１】この支軸８ａの上部外周には筒部８ｂと外
方フランジ５ｂとの間に位置させたウオームホイール９
が嵌合装着され、支軸８ａの中間部と筒部８ｂとの間に
は軸受スリーブ１０が配設されている。このスリーブ１
０は、水平支持台５をダイキャストにより加工する際
に、インサート成形により筒部５ａと一体に設けたもの
である。

【００２２】しかも、雄ネジ部８ｃにはナット１１が螺
合されていて、このナット１１は支軸８ａが軸受スリー
ブ１０から抜けるのを防止している。この状態では、ウ
オームホイール９が支軸８ａを中心に回動して外方フラ
ンジ５ｂ上を摺接移動し得る様になっている。

【００２３】鏡筒支持部材８の筒部８ｂには図３（ａ）
に示した様にスリ割１２が形成され、スリ割１２を挟む
壁部８ｄ，８ｅの一方を貫通する締付ネジ１３が他方に
螺着されている。この筒部８ｂ内には肉厚が略均一なレ
ンズ鏡筒１５が挿通され、レンズ鏡筒１５の中央部外周
には筒部８ｂに対応して断熱筒１６（断熱部材）が嵌着
固定されている。この断熱筒１６は、締付ネジ１３を締
め付けてスリ割１２の間隔を狭めることにより、筒部８
ｂ内に固定されている。尚、断熱筒１６を設けないでレ
ンズ鏡筒１５を断熱材料から作って、レンズ鏡筒１５を
鏡筒支持部材８の筒部８ｂに直接保持させる様にするこ
とにより、鏡筒支持部材８からレンズ鏡筒１５側に入力
される熱がレンズ鏡筒１５内に入力するのを遮断する。

【００２４】レンズ鏡筒１５の後端部近傍（図では右端
部近傍）の上下部分には、図１に示した如く断熱筒１６
に隣接してせて上下対称形の開口１７，１８が形成され
ている。また、図４に示したレンズ鏡筒１５の開口１
７，１８に対応する左右対称形の側壁部１５ａ，１５ａ
の外面には、エンジニアリングプラスティック（ＰＰ
Ｓ）等の合成樹脂からなる左右対称形状の２個の支持部
材１９がビス２０で夫々固定されている。この支持部材
１９の上縁１９ａは側壁部１５ａの上縁１５ｂより若干
突出させられている。

【００２５】レンズ鏡筒１５の前部には、中央部から前
側内に嵌合した保持筒２１（対物レンズ枠）がビス２２
で固定されている。この保持筒２１の略後ろ（図中、右
側）半分には小径部２１ａが形成されていて、この小径
部２１ａとレンズ鏡筒１５との間には筒状空間２３が形
成されている。また、小径部２１ａの略後ろ半分の上下
部には後端に開放するスリット２４，２４が形成されて
いる。

【００２６】保持筒２１の前端部内には光学部品である
レンズ２５が装着され、保持筒２１の中間部内にはスリ
ット２４，２４に隣接させて光学部品であるレンズ２６
が固定されている。尚、レンズ２５，２６は対物レンズ
系を構成している。

【００２７】また、図１〜図２において、２７は外筒部
２７ａと内筒部２７ｂをリブ２７ｃ（図３参照）で同心
に連接したスライド筒である。この外筒部２７ａは小径
部２１ａの外周に長手方向に移動自在に嵌合され、内筒
部２７ｂは小径部２１ａ内にレンズ２６の後方に位置さ
せて遊嵌され、リブ２７ｃ，２７ｃは周方向に遊びなく
且つ長手方向に移動自在にスリット２４，２４に係合さ
せられている。

【００２８】この内筒部２７ｂ内には光学部品であるイ
ンターナルレンズ２８が固定され、外筒部２７ａの一側
面には図２，図３（ｂ）に示した様に長手方向に延びる
溝２９が形成され、溝２９の上部には長手方向に延びる
ラック３０が設けられている。インターナルレンズ２８
は、種々の距離にある目標を後述する焦点レンズ３４に
集光させて合焦させる。

【００２９】３１は上両側部が支持部材１９の上縁１９
ａに支持されたコンペンセータ（光学部品）で、このコ
ンペンセータ３１は、眼鏡の微小な傾きに起因する焦点
レンズ３４上の正しい目標映像位置からのずれを光学的
に自動的に傾斜角を修正する。また、３２はレンズ鏡筒
１５の後部に配設された筒体で、この筒体３２はビス３
３でレンズ鏡筒１５の後端部に固定され、この筒体３２
内には焦点レンズ３４が止めネジ３４ａにより調整可能
に装着されている。止めネジ３４ａは、焦点レンズ３４
の十字線をもとに調整移動後固定するために用いられ
る。

【００３０】この様な光学部品が取り付けられたレンズ
鏡筒１５は断熱部材製のカバーケース３５で覆われてい
る。このカバーケース３５は図示しない部分で互いにビ
ス固定された上カバーケース３６と下カバーケース３７
から構成され、この下カバーケース３７はビス３８で鏡
筒支持部材８の筒部８ｂに固定されている。このカバー
ケース３５は、レンズ鏡筒１５側に入る熱量を断熱して
少なくしている。

【００３１】また、カバーケース３５とレンズ鏡筒１５
との間には空隙３９が形成されている。しかも、カバー
ケース３５前部とレンズ鏡筒１５と前部との間、及びカ
バーケース３５後部とレンズ鏡筒１５と後部との間に
は、光学部品のくもり発生防止及びレンズ系内汚染防止
用の軟質パッキング４０，４０がそれぞれ介装されてい
る。この空隙３９は、カバーケース３５とレンズ鏡筒１
５との各熱変形の差を吸収して、熱変形による測定精度
の低下がでないようにしている。

【００３２】下カバーケース３７にはウオームホイール
９に噛合するウオーム４１が回転自在に保持され、ウオ
ーム４１の外端部には図５に示した操作ツマミ４２が固
定されている。また、図３（ｂ）に示した様に、下カバ
ーケース３７，筒部８ｂ，断熱筒１６，レンズ鏡筒１５
にはこれらに跨るブッシュ４３が固定され、このブッシ
ュ４３内には操作軸４４が回転自在に保持され、操作軸
４４の内端にはラック３０に噛合するピニオン４５が固
定され、操作軸４４の外端には操作ツマミ４６が固定さ
れている。尚、４３ａ，４４ａは気密保持用の軟質パッ
キングである。

【００３３】更に、上カバーケース３６の上面には光軸
を目標に合わせるための視準用の照星門４７が固定さ
れ、カバーケース３５の前端部にはフード４８が螺着さ
れている。カバーケース３６，３７にはガス封入口４
９，５０が形成され、ガス封入口４９，５０には栓体と
しての小ネジ５１，５２が螺着され、小ネジ５１，５２
の頭部５１ａ，５２ａとカバーケース３６，３７との間
には気密保持用のパッキング５３，５４が介装されてい
る。５５は筒体３２を覆う合成樹脂製のカバーキャッ
プ、５６は筒体３２の外周に螺着されていると同時にカ
バーキャップ５５で固定されている接眼目ネジ部材、５
７はレンズ光軸方向に進退自在に接眼メネジ部材５６に
螺合された接眼筒である。

【００３４】この様な構成によれば、たとえカバーケー
ス３５の一部の温度が太陽光等により局部的に大きく変
化したとしても、光学部品を直接支持するレンズ鏡筒１
５は雰囲気の温度上昇により全体的に徐々に膨張、収縮
させられて（局部的な膨張、収縮ではない）、測定精度
は大きく低下しないことになる。

【００３５】また、断熱材製のカバーケース３５は測量
機の内部に入力される熱量を小さくし、前記断熱筒１６
は鏡筒支持部材８から光学部品側への熱の入力を遮断し
ているので、光学部品を直接支持しているレンズ鏡筒１
５への熱量の入力は小さくなる。

【００３６】また、カバーケース３５とレンズ鏡筒１５
との間には間隙３９が形成されており、外部にさらされ
るカバーケース３５が太陽光等により局部的に熱変形さ
せられて、レンズ鏡筒１５との間の間隙３９が変化して
も、軟質パッキング４０が変形さられるだけで、カバー
ケース３５がレンズ鏡筒１５に接触しないことになり、
レンズ鏡筒１５及びその内部の光学系に精度上の影響が
生じない。

【００３７】

【効果】本発明は、以上説明したように構成されている
ので、高音から低温までに温度変化のはげしい測量に適
用でき、或は高温高湿及び低温高湿の倉庫内に長時間保
管された測量機等の測定装置を使用する場合、又は悪環
境下で輸送された測量機の測定装置を使用する場合で、
仮に慎重を期して測量等の測定前に再調整するとして
も、その先は精度を落さざる測定することができるので
高い信頼性をもって測定することができる。同時に再調
整回数を少なくて済む一方、調整はレンズ鏡筒を固定し
た眼鏡回転軸を持つ光学支持部材だけで行うことができ
るので、原価上有料である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測量機の一実施例を示す横断面図であ
る。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）
は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】図１〜図４に示した構造を備える測量機（測定
装置）の概略斜視図である。

【符号の説明】

１…ベース部材 ８…鏡筒支持部材 １５…レンズ鏡筒 １６…断熱筒（断熱部材） ２５…レンズ（光学部品） ２６…レンズ（光学部品） ２８…インターナルレンズ（光学部品） ３１…コンペンセータ（光学部品） ３５…カバーケース ３９…間隙 ４０…軟質パッキング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学部品を支持部材に取り付けた光学式
   測定装置において、 前記光学部品を前記支持部材に断熱部材を介して取り付
   けると共に、前記光学部品及び断熱部材を断熱材料製の
   カバーケースで覆ったことを特徴とする光学式測定装
   置。
2. 【請求項２】 前記光学部品はレンズ鏡筒内に内蔵さ
   れ、前記レンズ鏡筒は断熱部材を介して前記支持部材に
   取り付けられ、前記カバーケースは鏡筒支持部材に取り
   付けられ、前記カバーケースとレンズ鏡筒との間に空隙
   が形成されていると共に、前記光学部品のくもり発生防
   止及びレンズ系内汚染防止用の軟質パッキングが前記カ
   バーケースとレンズ鏡筒との間に介装されていることを
   特徴とする請求項１に記載の光学式測定装置。