JPH0734336Y2

JPH0734336Y2 - 照射光学装置を搭載した測量機

Info

Publication number: JPH0734336Y2
Application number: JP8799789U
Authority: JP
Inventors: 亮西村
Original assignee: 株式会社ソキア
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1995-08-02
Anticipated expiration: 2004-07-28
Also published as: JPH0328409U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は照射光学装置を搭載した測量機に係り、特にレ
ーザ光を360度全方向に照射して所定位置に配置された
レーザ受光器によって水準面を検出するこのとのできる
照射光学装置を、望遠鏡を備えた測量機に搭載した測量
機に関する。

［従来技術］従来、照射光学装置としては、特開昭61−205818号公報
で提案されているように、測量機の下部に配置された光
源からコリメーターレンズ等を介して上方にレーザ光を
出射し、このレーザ光を回転プリズムによって放射状に
照射させて光学的平面を得る、いわゆる回転照射型の照
射光学装置が知られている。

また回転機構を用いない照射光学装置としては、レーザ
光Ｌを円錐面で反射する技術がある。例えば第４図で示
されるように、支柱41で支持された上部板42に吊線43の
端部を係合させ、コーン状（逆円錐状）反射鏡44を上記
吊線43で吊り下げ、レーザ光Ｌを反射鏡44で反射させ
て、水平周方向に放射させ光学的平面を得る照射光学装
置である。

以上のような、照射光学装置単体については、既に公知
であったが、セオドライト等の望遠鏡を備えた測量機と
照射光学装置を一体化したものは存在しなかった。

［考案が解決しようとする課題］セオドライト等の測量機と照射光学装置を一体化したも
のが存在しなかったのは、次の理由によるものである。
即ち、上記特開昭61−205818号公報で提案された技術
は、プリズムを回転させるための駆動機構が不可欠であ
り、この回転駆動機構があるために、測量機自体が大型
化してしまい、重量が大きくなり、消費電力も大きく、
セオドライト等の測量機に搭載して利用することは出来
なかったものである。

一方、第４図で示す技術においては、吊線43によって反
射鏡44を保持する必要があり、このため、上部板42を支
柱41で支持している。このように、支柱41があるため
に、反射鏡44に反射されて、周囲に投射されたレーザ光
Ｌは、この支柱41によって邪魔をされ、レーザ光Ｌが遮
断されることがある。即ち、支柱41によって遮断される
位置に受光器（図示せず）を設置したときには、レーザ
光Ｌを受光できないという問題がある。また吊線で反射
鏡44を吊持して、水平な照射面上にレーザ光を照射する
ように構成されており、さらに照射光学装置内に水平補
償機構が設けられているため、宅地造成現場等におい
て、ノリ面と呼ばれる傾斜面を設定する場合等に利用で
きないという問題がある。

本考案の目的は、照射光学装置と、望遠鏡を備えた測量
機とを一体にした測量機の提供にある。

また本考案の他の目的は、回転機構及び吊線に吊持され
た反射鏡を用いないで、レーザ光を照射することのでき
る照射光学装置を搭載した測量機を提供することにあ
る。

さらに本考案の他の目的は、小型化、消費電力の低下、
故障率の低下を図った照射光学装置を備えた測量機の提
供にある。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するために、本考案に係る照射光学装置
を搭載した測量機は、水平軸に支持された望遠鏡を備え
た測量機と、該測量機の望遠鏡上に形成されたブラケッ
トと、バランサーと固定部材とを望遠鏡に添った脚部で
連結されたアタッチメントと、該アタッチメントに取着
された照射光学装置と、からなり、前記ブラケットと前
記アタッチメントを着脱可能に形成したものであって、
前記照射光学装置は、レーザ光を発生する光源と、レー
ザ光を分割するビームスプリッタと、拡散光形成レンズ
とを備え、前記光源からのレーザ光を前記ビームスプリ
ッタによって複数の水平方向レーザ光に分割し、該分割
されたそれぞれのレーザ光を拡散光形成レンズによって
水平面上で拡散し、360度全方向にレーザ光を拡散配光
するように構成する。

また、水平軸に支持された望遠鏡を備えた測量機と、該
測量機の望遠鏡上に形成されたブラケットと、バランサ
ーと固定部材とを望遠鏡に添った脚部で連結されたアタ
ッチメントと、該アタッチメントに取着された照射光学
装置と、からなり、前記ブラケットと前記アタッチメン
トを着脱可能に形成したものであって、前記照射光学装
置は、レーザ光を発生する光源と、レーザ光を分割する
四角錐プリズムと、拡散光形成レンズとを備え、前記光
源からのレーザ光を前記四角錐プリズムによって４方向
の水平方向レーザ光に分割し、該分割されたそれぞれの
レーザ光を拡散光形成レンズによって水平面上で拡散
し、360度全方向にレーザ光を拡散配光するように構成
するものである。

また上記照射光学装置は、水平面検出センサにより水平
保持されるように構成すると良い。

さらに上記照射光学装置で用いられる拡散光形成レンズ
は、波形レンズ又はシリンドリカルレンズで構成すると
好適である。

［作用］本考案の照射光学装置を搭載した測量機は、上述のよう
に、望遠鏡を備えた測量機と、この望遠鏡上にアタッチ
メントを取付け、さらにアタッチメントには照射光学装
置が取付けられているので、望遠鏡の回動範囲内におい
て、任意な傾斜角で照射光学装置によるレーザ光照射面
を設定することができる。

そして本考案で用いる照射光学装置は、レーザ光を発生
する光源と、レーザ光を分割するビームスプリッタと、
拡散光形成レンズとを備え、前記光源からのレーザ光を
前記ビームスプリッタによって複数の水平方向レーザ光
に分割し、該分割されたそれぞれのレーザ光を拡散光形
成レンズによって水平面上で拡散し、360度全方向にレ
ーザ光を拡散配光するように構成しているので、先ず、
光源からのレーザ光はビームスプリッタによって水平面
内において分割され、周方向で複数方向のレーザ光とな
る。次に、各レーザ光が拡散光形成レンズによって拡散
され、360度全方向にレーザ光を照射することができ
る。

また、実施例の第3A図乃至第3C図で示すような照射光学
系を採用すると、四隅における死角をなくすことが更に
可能となる。即ち、拡散光形成レンズを接合して正方形
の枠体に構成する。この枠体の中央に四角錐プリズムを
設け、四角錐プリズムのそれぞれの面は拡散光形成レン
ズに対向させる。このようにすると、拡散光形成レンズ
から出射されたレーザ光は45°以上曲げられるので、拡
散光形成レンズの各コーナ部はオーバーラップすること
となり、柱等が存在していても確実に死角を避けること
ができる。

このような構成であるので、支柱が邪魔をしてレーザ光
を遮断し測定困難なことが全くない。そして回転照射型
に比して、プリズムを回転させるための駆動モータが不
要となり、照射光学装置の軽量小型化，消費電力の低
下，故障率の低下等が可能となり、望遠鏡を備えた測量
機と、照射光学装置を一体にしても測量機全体の小型化
を図ることができる。

以上のように、小型で且つ各構成要素が所定位置で静止
固定されるので、水平，鉛直といった特定の角度以外の
任意の平面にレーザ光を照射することも容易に可能とな
り、望遠鏡の回動範囲において、レーザ光照射面の傾斜
角を任意に設定することができる。

［実施例］以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。な
お、以下に説明する部材，配置等は本考案を限定するも
のでなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変することが
できるものである。

本例の測量機Ｓは、望遠鏡を備えた測量機としてのセオ
ドライト10と、照射光学装置20と、上記セオドライト10
と照射光学装置20とを取着させるアタッチメント30を主
たる構成要素としている。

本例のセオドライト10は公知のものであり、整準装置11
上に位置され、対向する支柱12に水平軸（図示せず）で
支持された望遠鏡14が回動可能に支持されており、この
望遠鏡14の鏡筒14a上面には、ブラケット15が取付け固
定されている。このブラケット15には、第1C図で示すよ
うに、所定位置に２か所の切り込み部16a,16aを有する
円形の開孔16が形成されている。このブラケット15を利
用して、望遠鏡14上に、後述するアタッチメント30と一
体に組み付けられた照射光学装置20が取り付けられるよ
うになっている。

本例の照射光学装置20は、第1A図及び第1B図で示すよう
に、アタッチメント30と一体に組付けられて望遠鏡14の
上部に配設されるが、照射光学装置20は、第1D図で示す
ように、側面が防塵ガラス25によって形成された箱体24
と、レーザ光Ｌを発生する光源21と、この光源21から射
出されたレーザ光Ｌを平行にする凸レンズ22と、この凸
レンズ22から出た平行なレーザ光Ｌを４分割するビーム
スプリッタ23と、分割されたレーザ光L₁，L₂，L₃，L₄を
それぞれ拡散する拡散光形成レンズR₁，R₂，R₃，R₄等の
光学係から構成されている。第1D図中、符号26は光源21
及び凸レンズ22を保持する枠体，符号27はビームスプリ
ッタ23を支持する支持台、符号28は拡散光形成レンズＲ
を保持する枠体である。

そして本例における光学系の配置は、第1E図で示すよう
に、光源21の次に凸レンズ22を位置させ、凸レンズ22の
次にビームスプリッタ23を位置させる。そしてビームス
プリッタ23によって水平且つ４方向にレーザ光L₁，L₂，
L₃，L₄を分割し、各分割レーザ光L₁，L₂，L₃，L₄の出力
側位置に４つの拡散光形成レンズR₁，R₂，R₃，R₄を位置
させる。

本例では、拡散光形成レンズＲとしての波形レンズによ
りレーザ光Ｌを拡散するが、この波形レンズは、レーザ
光Ｌを左右水平方向に扇状に拡散するが、そのレーザ光
は、水平面上において拡散する。即ち、光源21としての
半導体レーザから拡散して放射されるレーザ光Ｌは、凸
レンズ22により平行なレーザ光Ｌとなる。そしてこのレ
ーザ光Ｌは、ビームスプリッタ23により、４方向に分割
される。本例では、４つに分割されたレーザ光L₁，L₂，
L₃，L₄は、波形レンズからなる拡散光形成レンズR₁，
R₂，R₃，R₄によりそれぞれ約90°に広げられて全面に、
ほぼ均等に放射される。本例の波形レンズによると、レ
ーザ光L₁，L₂，L₃，L₄はそれぞれ約90°まで扇状に広げ
ることが可能である。なお、上記波形レンズの一例とし
ては、USP4,550,482号公報によって開示されたようなも
のを用いることができる。

本例のセオドライト（測量機）10には水平面検出センサ
（チルトセンサ）が収納されており、照射光学装置を使
用して水平面を形成するときには、このセンサにより、
水平面を検出し、この検出に基づき整準装置に設けられ
た自動調整装置により、水平面に自動調整する。

上記水平面検出センサとしては、例えば実開昭60−5300
7号公報で提案されたようなセンサを用いることができ
る。即ち、気泡管の中に磁性流体と気泡とを封入し、気
泡管の外周にボビンを嵌挿固定し、ボビンに差動コイル
及び一次コイルを巻付け、これらボビン，差動コイル，
一次コイルにより差動トランスを構成し、差動トランス
からの出力を、増幅し、位相検波の後、照射光学装置の
Ｘ軸,Y軸の傾斜量を比較回路を介して、整準装置に形成
された自動調整装置Ａの駆動モータへ出力する。またこ
のＸ軸,Y軸の傾斜量は、AD変換等を介して表示装置（図
示せず）で表示する。

自動調整装置Ａは、例えば第２図で示すような装置を用
いることができる。この自動調整装置Ａは、従来の整準
ねじと同様な構造の１本の脚部と、駆動モータと連結さ
れた２本の脚部とから構成されている。即ち、第２図に
示すように、駆動モータＭと連結された脚部11a,11a
は、定盤11b上に上記駆動モータＭを載設し、この駆動
モータＭの出力軸11cに雄ねじ11dを形成し、該雄ねじ11
dと螺合する筒状雌ねじ11eを形成し、この雌ねじ11eの
下部に通常の整準ねじを形成したものである。なお符号
11fは、脚部11a間の回り止め部材である。このような自
動調整装置によれば、駆動モータを用いずに、手動によ
る水準作業をすることもできる。

なお、上記実施例では、拡散光形成レンズＲとして波形
レンズを用いているが、波形レンズに代えてシリンドリ
カルレンズを使ってレーザ光Ｌを拡散させるようにして
もよい。また上記実施例では、光源からのレーザ光を４
分割しているが、これに限定されず、４分割以上に構成
することもできる。

本例のアタッチメント30は上記照射光学装置20と一体に
組み付けられるものであり、望遠鏡14の鏡筒14a側面に
沿って添設される脚部37と、脚部37の上端に固定された
捍状の固定部材38と、脚部37の下端に固定された電池ボ
ックスを兼ねるバランサー39とから構成されている。固
定部材38にはレバー38aによって回動する掛け止めピン3
8bが突設されており、掛け止めピン38bの固定部材38か
らの下方突出部には十字状のストッパ部38cが形成され
ている。そして固定部材38の上部には、照射光学装置20
を支持する支持部材35が形成されている。

この支持部材35の上部には、上記照射光学装置20が回動
可能に且つ任意の位置で停止できるように軸34により軸
着されている。

上記構成からなる望遠鏡14と、照射光学装置20及びアタ
ッチメント30との一体物を組み付けるには、次のように
して行なう。即ち、第1A図の鎖線は望遠鏡に組み付けら
れているアタッチメント30を示すものであり、アタッチ
メント30の固定部材38と、ブラケット15が取付け固定さ
れるが、第1C図で示すように、固定部材38に突設した掛
け止めピン38b先端にあるストッパ部38cを、ブラケット
15の開孔16に挿入する。次に、レバー38aを第1B図の矢
印方向にスライドさせるように操作して、ストッパ部38
cを開孔22周縁部に係止させて、固定部材38、すなわち
アタッチメント30を望遠鏡14の鏡筒14aに固定する。

次に、上記構成からなるセオドライト（測量機）の動作
について説明する。

照射光学装置20を使って水準面位置検出を行なう場合に
は、次のように行なう。

上記セオドライト（測量機）10の水平面検出センサ（チ
ルトセンサ）により、先ずＸ軸回りの傾斜の有無を検出
し、傾斜があれば、この傾斜状態をなくすために、脚部
11aの低い側の駆動モータＭを駆動する。これによりＹ
軸を水平にする。次にＹ軸回りの傾斜の有無を検出し、
傾斜があれば、上記と同様に駆動モータＭを駆動制御し
てＸ軸を水平にする。このＸ軸,Y軸の制御をして、水平
面に自動調整する。

そして、上述したように、360度全方向にレーザ光を照
射して水平面を出す。

一方、照射光学装置20を傾斜させて使用する場合は、チ
ルトセンサをoffとし、測量機10本体および望遠鏡14を
回動させて所定角度で照射光学装置20のレーザ照射面を
設定する。

さらに、照射光学装置20を傾斜させて使用する場合に、
照射光学装置20のチルトセンサをoffとし、照射光学装
置20を所定の傾斜状態とし、その後でセオドライト10の
チルトセンサを所定角度に設定し、この設定角度に自動
調整するようにすることもできる。

第3A図乃至第3C図は、本考案の他の実施例を示すもので
あり、本例では波形レンズを正方形にし、四角錐プリズ
ムを採用した例を示すものである。なお、本例におい
て、上記実施例と同一部材等には同一符号を付してその
説明を省略する。

即ち、第3B図で示すように、４枚の拡散光形成レンズ
（波形レンズ）R₁，R₂，R₃，R₄を正方形の枠体になるよ
うに接合して構成する。この拡散光形成レンズ（波形レ
ンズ）R₁，R₂，R₃，R₄で囲まれた中央位置に四角錐プリ
ズム29を配設する。この四角錐プリズム29のそれぞれの
面29a,29a…は波形レンズR₁，R₂，R₃，R₄に対向させる
ようにする。なお、波形レンズR₁，R₂，R₃，R₄及び四角
錐プリズム29は照射光学装置20の固定側に取着するもの
である。

このようにすると、波形レンズR₁，R₂，R₃，R₄から出射
されたレーザ光L₁，L₂，L₃，L₄は45°以上曲げられるの
で、各波形レンズR₁，R₂，R₃，R₄の接合部であるコーナ
部は、レーザ光L₁，L₂，L₃，L₄がオーバーラップするこ
ととなり、柱等が存在していても死角を避けることがで
きる。このような構成であるので、支柱が邪魔をしてレ
ーザ光を遮断し測定困難なことが全くない。

以上のように、本考案に係る照射光学装置は、小型で且
つ各構成要素が所定位置で静止固定された照射光学装置
を用いるので、水平，鉛直といった特定の角度以外の任
意の平面にレーザ光を照射することも容易に可能とな
り、照射光学装置を各種測量機上に搭載することができ
る。

［考案の効果］本考案は上記のように構成されており、照射光学装置
と、望遠鏡を備えた測量機とを一体にした測量機を提供
することができる。

また本考案では、回転機構及び吊線に吊持された反射鏡
を用いないでレーザ光を照射することのできる照射光学
装置を搭載しているので、望遠鏡の回動範囲内におい
て、任意な傾斜角で照射光学装置によるレーザ光照射面
を設定することができる。

さらに本考案の照射光学装置を備えた測量機では、照射
光学装置にモータ等を用いないので、小型化、消費電力
の低下、故障率の低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第1A図乃至第1E図は本考案の一実施例を示すものであ
り、第1A図は照射光学装置を搭載するセオドライトの概
略構成斜視図、第1B図は照射型測量及びアタッチメント
の一部分解斜視図、第1C図は取付け状態の説明図、第1D
図は照射光学装置の概略構成を示す部分断面図、第1E図
はレーザ光の拡散状態を説明する平面図、第２図は自動
調整装置の例を示す要部断面図、第3A図乃至第3C図は本
考案の他の実施例を示すのであり、第3A図は光学系を示
す概略側面図、第3B図はレーザ光の拡散状態を説明する
平面図、第3C図は四角錐プリズムの概略斜視図、第４図
は従来の照射光学装置を示す概略説明図である。 10……測量機、11……水準装置、12……支柱、14……望
遠鏡、14a……鏡筒、15……ブラケット、16……開孔、2
0……照射光学装置、21……光源、22……凸レンズ、23
……ビームスプリッタ、30……アタッチメント、29……
四角錐プリズム、38……固定部材、38a……レバー、38b
……掛け止めピン、38c……ストッパ部、R,R₁，R₂，
R₃，R₄……拡散光形成レンズ、L,L₁，L₂，L₃，L₄……レ
ーザ光。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】水平軸に支持された望遠鏡を備えた測量機
と、該測量機の望遠鏡上に形成されたブラケットと、バ
ランサーと固定部材とを望遠鏡に添った脚部で連結され
たアタッチメントと、該アタッチメントに取着された照
射光学装置と、からなり、前記ブラケットと前記アタッ
チメントを着脱可能に形成したものであって、前記照射
光学装置は、レーザ光を発生する光源と、レーザ光を分
割するビームスプリッタと、拡散光形成レンズとを備
え、前記光源からのレーザ光を前記ビームスプリッタに
よって複数の水平方向レーザ光に分割し、該分割された
それぞれのレーザ光を拡散光形成レンズによって水平面
上で拡散し、360度全方向にレーザ光を拡散配光するこ
とを特徴とする照射光学装置を搭載した測量機。
【請求項２】水平軸に支持された望遠鏡を備えた測量機
と、該測量機の望遠鏡上に形成されたブラケットと、バ
ランサーと固定部材とを望遠鏡に添った脚部で連結され
たアタッチメントと、該アタッチメントに取着された照
射光学装置と、からなり、前記ブラケットと前記アタッ
チメントを着脱可能に形成したものであって、前記照射
光学装置は、レーザ光を発生する光源と、レーザ光を分
割する四角錐プリズムと、拡散光形成レンズとを備え、
前記光源からのレーザ光を前記四角錐プリズムによって
４方向の水平方向レーザ光に分割し、該分割されたそれ
ぞれのレーザ光を拡散光形成レンズによって水平面上で
拡散し、360度全方向にレーザ光を拡散配光することを
特徴とする照射光学装置を搭載した測量機。
【請求項３】前記照射光学装置は、水平面検出センサに
より水平保持されるように構成されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の照射型測量機を搭載した測量
機。
【請求項４】前記拡散光形成レンズは、波形レンズ又は
シリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１
または２記載の照射光学装置を搭載した測量機。