JPS5829844B2 - 望遠鏡付き角度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ターゲットラインを決定するために目盛り板
上に十字線が構成されている顕微鏡を有する角度測定装
置に関するものである。

この装置は回転できるように少くとも一つの軸に据えら
れており、この回転は、円目盛りの目盛りラインを通過
する際に光りを光電検知器に伝える光マークと共働する
円目盛りにて測定される。

この円目盛りの間隔は円目盛りの最小間隔の場合でさえ
共働する線を有するラスタが構成された光電マイクロメ
ータの方式により補間される。

公知の角度測定装置においては、荒読取りは微細読取り
同様に機械的ラスタによって行われる。

これらのラスタは例へばりムギャでその各歯間のスペー
スは一定の角度値に対応している。

荒調整の課程では望遠鏡は回転され、ターゲットライン
に達すると一番近いノツチに掛る。

この位置で望遠鏡はマイクロメータにより微調整される
。

このマイクロメータは、ターゲットを見つけるのに必須
の角ユニットの回転をカウントする計算器と結合してい
る。

コリメータやセオドライトのＬう−な公知の光学測定装
置に使用されている望遠鏡はターゲットをみつけるのに
多十字線を使用する。

角度読取り用に、これらは例へばセオドライトの円目盛
りに直接に連結されていない。

コリメータにおいてこのような多十字線はコリメータ内
に配列された付加ラインマークの精密探査用に使用され
ている。

セオドライトにおいて、付加ラインマークは望遠鏡視野
内でライヒエンバツ・＼方法による範囲発見操作用、あ
るいは測地天文学の分野における動標の多ターゲット発
見用に利用されている。

この公知の角度測定方式は諸欠点を有している。

まず円目盛りの代りにリムギヤを使用し且つ手動又はモ
ータで操作されるマイクロメーター使用するため、これ
らの角度測定装置の機械構成に非常な費用がか＼る。

リムギヤのラスク溝間の相互スペースは高精度でなけれ
ばならずそしてその歯の間隔は自由に縮小できるもので
あってはならない。

さもなければ溝内での確実な噛み合いが全く保証されな
い。

リムギヤは各装置に固定されているので繰り返しが出来
ない。

このことはオペレータが偶然に与えられる最初の角度値
を計算せねばならないことを意味し、これは測定作業を
大変複雑にしてしまう。

本発明は、前記諸欠点を除去することを目的とするもの
である。

さらに本発明光学ラスク方式を採用することにより従来
使用されたりムギャにおける機械部分の費用を削減した
角度測定装置を提供することを目的とするものである。

さらにまた本発明は、繰り返しが行なえ、これによりい
かなる方向であってもＯ方向にすることのできる水平目
盛りを提供することを目的とする。

これらおよび他の目的は、ゾーンが回転軸と平行である
十字線の一本のライン又は対のラインに対称的にマーク
されそしてこのゾーンの幅が円目盛りの最小間隔の幅の
少くとも倍であるようになっているところの本発明によ
り実現される。

本発明により光学走査用のラスク装置が角度測定装置に
構成されておりその走査は円目盛りの目盛り線により決
定されるスペース以内で十字線の各対のラインの対称的
に配置されているゾーンの外側で行われる。

ターゲットを通し十字線に達するまでのゾーンを掃引す
るとき、一致は円目盛り線と電気信号を作出する光電検
知器との間で得られる。

この発生した電気信号が角測定用の電子末鎖回路をトリ
ガする。

次に本発明を図面に示す二つの実症例に従って説明する
。

第１図および第２図において、ハウジング１内には、望
遠鏡２が軸に−におよび軸Ｈ−Ｈの回りを回転し得るよ
うにトラニオンに据えられている。

この軸は相互に直角となっている。

望遠鏡２内に据えられている目盛り板３には第３図に詳
細に描写されているような十字線とゾーン５とが構成さ
れている。

軸Ｈ−Ｈと同一直線に円目盛り６が配列されており、そ
の目盛り３０は不透明ベース上における透明な線から戒
っている。

第１光電検知器（スキャナ）７および第２光電検知器（
スキャナ）８、この後者は望ましくは差動光電検知器で
あるのがよく、この両者が円目盛り６の上方に間隔を有
してマウントされており、それぞれ電子末位ユニット３
１と接続している。

軸Ｈ−Ｈと平行に光軸Ｂ−Ｂが存し、光源１８および第
１と第２光学像影系９，１０が配列されており、後者光
学系の像平面には光源１８からの光りを受信するために
光電検知器８が据えられている。

さらにハウジング１内にはラスクディスク１５、二つの
光電検知器１６，１γ（電子光学走査装置）およびマイ
クロメータねじ２１を含むマイクロメータ１４がマウン
トされている。

このラスクディスク１５はマイクロメータネジ２１に固
定されており、両方−緒に光電検知器１６，１７、に関
して回転するようになっている。

ハウジング１は軸Ｈ−Ｈを回転するように固定ソケット
１２に据えられている。

このソケット１２をクランプしたりゆるめたりするレバ
ー１３が軸Ｈ−Ｈを回転する用にソケットに据えられて
いる。

円目盛り６を支持するベース１１は他の機素と独立して
ソケット１２に回転し得るように据えられており、繰り
返し操作が行えるようになっている。

光電検知器１６，１７は電子末位ユニット３１に連結し
ている。

光源１８は前記円目盛り６を照明するために軸Ｂ−Ｂの
延長上の円目盛りの下方に位置している。

望遠鏡２はそのターゲットラインである共通軸Ｃ−Ｃを
有し対物レンズ１９、接眼レンズ２０そして目盛り板３
とから成っている。

マイクロメータ１４の一部を構成するマイクロメータネ
ジ２１は、ハウジング１に固定されたネジソケット２２
を通っている。

スプリング２３は変位レバー１３の弾性作用を与えるた
めマイクロメータネジ２１によってハウジング１と接触
している。

ライトケーブル２４は光源１８からの光りをラスタ１５
に伝えそこの区分線を照明する。

ターゲット（図示せず）が荒く観察される時には、望遠
鏡を軸Ｈ−Ｈで回転させ、続いて微調整をマイクロメー
タ１４にて行なう。

マイクロメータネジ２１が操作されるとハウジング１が
回転されて望遠鏡２がそこに連結され、光学像影系９，
１０を備えた光電検知器γ、８が固定円目盛り６に関し
て回転する。

光電検知器８が光源１８により照明される目盛り線３０
を掃引すると、以下詳述するように電子末位ユニット３
１をトリガーするところの電気信号が発生する。

同時に荒読取りが円目盛り６の位置で光電検知器７によ
り行われる。

ライトケーブル２４を経て光源１８により照明されると
き、ラスターディスク１５の区分線から誘導されそして
マイクロメータネジ２１の操作によって光電検知器１６
，１γで発生する電気信号が’を子求直ユニット３１に
おける角度の微細読取りを可能とする。

角度測定装置の設計はここに概略した実症例にとどまる
ものではない。

選択的にたシ一つの光電スキャナ７そしてマイクロメー
タ上の各角度値読取りのための光電検知器１６を採用す
ることもできる。

さらにまた、望遠鏡はそのベースに対し一軸のみを回転
するように据え付けるようにできそして一円目盛りに対
し一ライン区分以上をそれぞれ有することが可能な多数
の円目盛りが存しても良い。

第３図において、目盛られたプレート３は望遠鏡２内で
接眼レンズ２０（第２図）の前方に配置されており、十
字線４が構成されている。

ゾーン５の境果線２５はライン２６．２７および対のラ
イン２８，２９に関し対称的に位置づけられている。

ゾーン５の幅は最小円目盛り間隔の少くとも倍である。

このゾーン５は水平および垂直の角度測定の両方につい
て補間をおこなう。

第４図には、電子木偶回路のブロック略図が示されてい
る。

光電検知器７から誘導されそしてハウジング１が軸Ｈ−
Ｈ（第１図）を回転される時に作出される信号はトリガ
およびパルス波形ステージ３２およびサンプリングゲー
ト３３とを経てカウンタ３４に給送される。

光電検知器８からのハウジング１を回転した時に発生す
る電気信号は、第２トリガおよびパルス波形ステージ３
５に送られ、この出力信号は同時にサンプリングゲート
３３と、記憶３６およびゲート３７を経てカウンタ３４
と、両方向性カウンタ３８のＯ−インプットとに接続さ
れている。

両方向性サンプリングステージ３９は、光電検知器１６
，１７から誘導され、そしてラスタディスク１５が回転
される時に発生する信号を処理する。

このステージ３９の出力４０，４１は両方向性カウンタ
３８に接続しており同時にそのうちの出力４０はゲート
３７にも接続している。

ステージ３９のパルスカウンタ出力４２は記憶３６およ
び逓降回路４３を経て両方向性カウンタ３８とに接続さ
れている。

照明された目盛り線が走査されると光電検知器８に電気
信号が発生し、それはトリガおよびパルス波形ステージ
３５へ送られ、クロックパルスを発生させ、このパルス
がサンプリングゲート３３を開きそして同時に両方向性
カウンタ３８を復帰させそして微細読取りをスタートさ
せる。

光電検知器γからの電気信号と円目盛り６（第２図）の
荒区分の表示はトリガおよびパルス波形ステージ３２に
おいてパルス波形とされ開サンプリングゲート３３へ給
送され、さらにここからカウンタ３４のプリセット入力
へ送られ荒角度値を表示する。

第１図のマイクロメータ１４が反対方向に回転されると
、荒読取りの角度値はあるユニットで減算されねばなら
ないのでカウンタ３４が後進計算用に使用される。

前進、後進計算のどちらが関与するかの決定は光電検知
器１６，１７から誘導される信号にて行われ、この対応
信号が両方向性サンプリングステージ３９で処理され、
その出力信号４０に後進計算コントロール信号そして出
力４１に前進計算コントロール信号が供給される。

この両信号は両方向性カウンタ３８に給送されマイクロ
メータ１４でセットされる角度値を表示する。

最終クロックパルスが記憶装置３６に記憶されている。

ラスクディスク１５と光電検知器１６゜１７との協働に
よりさらに発生するカウントパルスは両方向カウンタ３
８が計算を終了した後には給送されない。

両方向サンプリングステージ３９の出力４２からの最初
の（後続の）カウントパルスが記憶装置３６に記憶され
ているクロックパルスを、後進計算中に両方向サンプリ
ングステージ３９の出力４０からの信号により前もって
開かれているゲート３７に給送される。

以上のようにして、計算を終了させるクロックパルスが
復帰パルスとして後進カウンタ３４に給送される。

ラスクライスク区分１５と円目盛り６の区分の不一致か
ら生ずる整合誤差を最小限の値にとどめるために、ラス
クディスク１５の区分は大変精密に細分されている。

例へば、ラスクラインの数が１０倍増加される時には、
両方向性サンプリングステージ３９の出力４２から両方
向性カウンタ３８へ１０倍のカウンタパルス数が送られ
る。

しかしながら補間システムのオリジナル解決が維持され
ておらねばならない時は、表示された角度値の最終位置
は読取られず、これは１０対１の逓降率に該当する。

前記ラスク区分以外が使用される時は逓降回路４３は両
方向性カウンタ３８と直列に接続される。

前記回路はカウントパルス数を元の数、換言すれば細分
されないラスクディスク１５に減小させる、これは補間
システムの任意の解ＨａＩｔこ一致する。

第５図の概略図に関係して第１の測定原理をより詳細に
説明する。

目盛りプレート３は望遠鏡２（第１図）に据えられてお
り、ゾーン５と十字線４が示されている。

ターゲット点４４は望遠鏡視野内のゾーン５の外側にそ
の像が位置して荒調整の観察がなされている。

この位置では、ハウジング１はレバー１３によりソケッ
ト１２に抗して間接的にクランプされており、そして電
子末位ユニット３１を始動させる光電検知器８が二つの
目盛り線間の位置４５をとっている。

ターゲット点４４は、第１図に関係して述べたように、
マイクロメータ１４による微調整課程で十字線４にとら
えられる。

照明された目盛り線３０と光電検知器８の拡がり間に一
致する位置４６において電子末位ユニット３１が作動す
る。

ターゲット点４４が十字線４にとらえられると（位置４
γ）、測定操作は終了する。

ゾーン５の幅が最小円目盛り間隔の幅の少くとも倍であ
る以上、微調整の課程で走査される一致位置４５が必ず
存する。

これは垂直方向の角の測定のためと同様に両側からター
ゲット点を探すために有効である。

次に第２の角度測定原理を第６図に関して説明する。

再び目盛リブレート３がゾーン５および十字線４ととも
に望遠鏡２（第１図）内に据え付けられている。

目盛り線４９．５０が直経方向に対向し、円目盛り４８
上に配されている。

その目盛り線４９，５０は不透明ベース上に透明に作ら
れている。

ターゲット点５１はその像が目盛りプレート３のゾーン
５の外側に存するように観察されている。

（出発位置は５２である。

）照準線Ｃ−Ｃの微調整が円盛り４８がクランプされる
時に第１図および第２図に示されているようにマイクロ
メータにより行われる。

区分４９の照明される目盛り線（位置５３）が図小しな
い像影系で走査されるときは、望ましくは差動光電検知
器の第１光感応域に光信号が当り、その結果生じる電気
信号が既に第４図に関連して述べたように電子末位ユニ
ットを始動する。

連続する微調整の課程で区分５０の照明された目盛り線
が図示しない光学像影系でもって同様図示しない光電検
知器の第２光感応域により走査される。

誘導された電気信号は位置５３．５４から走査された角
度の荒漬の平均値を形成するために電子末位ユニットを
コントロールする。

同時に第４図のカウンタ３４，３８と同様の電子計算ユ
ニットが平均位置５３，５４と端位置５５間の残りの間
隔を計算するのにトリガされる。

ゾーン５が最小円目盛り間隔の幅の少くとも倍であるこ
とと、円目盛り４８の線区分４９，５０の配列とにより
いかなる場合にあっても二つの一致位置５３，５４は保
証される。

このようにして行われる平均値形成は、区分および離心
率誤差が消去されるのでより高度の読取り精度の有利を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、角度測定装置の略正面図、第２図は、第１図
の断面平面図、第３図は、望遠の視野を示す図、第４図
は、電子末位システムのブロック略図、第５図は、−読
取り位置における測定原理を示す略図、第６図は、二読
取り位置を有する他の測定原理を示す略図。 １・・・・・・ハウジング、２・・・・・・望遠鏡、３
・・・・・・目盛り板、４・・・・・・十字線、５・・
・・・・ゾーン、６・・・・・・円目盛り、Ｉ、８・・
・・・・光電検知器、９，１０・・・・・・光学系、１
１・・・・・・ベース、１２・・・・・・ソケット、１
３・・・・・・レバー、１４・・・・・・マイクロメー
タ、１５・・・・・・ラスタ、１６，１７・・・・・・
光電検知器、１８・・・・・・光源、１９・・・・・・
対物レンズ、２０・・・・・・接眼レンズ、２１・・・
・・・ネジ、２３・・・・・・スプリング、２４・・・
・・・ライトケーブル、３０・・・・・・区分線、３１
・・・・・・電子末位システム、３２，３５・・・・・
・トリ力・パルス波形ステージ、３３・・・・・・サン
プリングゲート、３４・・・・・・カウンタ、３６・・
・・・・記憶、３γ・・・・・・ゲート、３８・・・・
・・両方向性カウンタ、３９・・・・・・サンプリング
ステージ、４３・・・・・・逓降回路、４４・・・・・
・ターゲット点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベース１１、このベースに関し少くとも一軸Ｈ−Ｈ
   を回転するようにこのベースに据え付けられている望遠
   鏡２、等間隔の線区分３０を有しベースに連結している
   少くとも−の円目盛り６、望遠鏡に連結されているスキ
   ャナγ、８、この円目盛りおよびスキャナが望遠鏡の回
   転の荒測定および微細測定をスタートさせるためのもの
   であり、前記目盛りの区分間隔を細分し前記望遠鏡の回
   転の微細読取りをするためのマイクロメータ１４、その
   マイクロメータの読取りを行なう光電走査装置１６ 、
   １７、スキャナおよび走査装置に接続しそれからの信号
   を検知し角度測定結果の形成を行なう電子装置３１、お
   よび望遠鏡の視野内に十字線４を有して配置され、さら
   にその十字線の一方の線にそれぞれ平行且つ対称な二つ
   の線が存し、この線が少くとも一目盛り区分の幅だけ離
   れて存しているようになった目盛り板とから構成されて
   いる角度測定装置。