JPS5858409A - 角度測定用光学器械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は角度測定のための光学器械、特に天体の傾斜角
度を測定するための六分儀やへ分儀などの航海用器械に
関するものである。

角度測定用の既知の光学器械である六分儀やへ分儀は枠
の形をした支持手段と、該支持手段に装着された接眼鏡
と、水平腕として知られ該接眼鏡の軸と一直線に並んで
支持手段に装着された固定反射鏡と、指標桿として知ら
れ支持手段に枢支された調整要素と、固定反射鏡に向け
て調整要素に装着された可動反射鏡と、調整要素の動き
を測定するための角度目盛υつきのアーチ型で出来た測
定手段とで成り立っている。支持手段は中心から末広形
に伸びてアーチ型の目盛シ縁によってそれぞれの自由端
を相互連絡された第一と第二のアームで成り立っている
。接眼鏡と固定反射鏡は夫々第一と第二のアーム上に装
着され、可動反射鏡を支持する調整要素は第一と第二の
アームの接合場所の中心に枢着される。

太陽や星のよう表天体の傾斜を測定するための斯かる器
械を使用するには、接眼鏡や水平ガラスの無反射部分を
通じて水平線が見えるように、水平線と一直線に並んだ
接眼鏡の光学軸で器械を支持することが必要でｌ）、次
いで可動反射鏡が第一反射鏡と平行している基準位置か
ら、天体からの光が可動反射鏡と固定反射鏡から反射し
て接眼鏡の光学軸に沿って戻って来る位置への調整要素
の角運動を測定するために接眼鏡の光学軸の上方で水平
に配置された中心の枢軸でこの器械を支持することが必
要である。この角運動は接眼鏡の軸からの天体の傾斜角
度の半分に等しい。これは光学の法則に合致し、それに
よって二つの平らな反射面によシ二回°反射される光線
の第一と第二の方°向の間の角度は、二つの反射面の間
の角度の二倍である。航海表を参照することによって、
測定が行なわれた位置を斯かる傾斜から確証することが
出来る。

第一ト第二のアームが４５　　傾いているへ分饋は調整
要素の４５　　運動を測定することが出来、従って接眼
鏡から水平線に伸びる軸からの９０　　の傾斜を測定出
来るけれども、船のブリッジのような高い所に立つ観測
者がこの器械を用いる場合には、これは充分ではない。

この場合、接眼鏡が゛ら水平線に伸びる軸は水平位置以
下に沈むので測定し得る最大限の高さは垂直線以下であ
る。この欠点を克服するには、第一と第二のアームが６
０　　に傾き、且つ接眼鏡の光学軸から１２０　　まで
の傾斜を測れるものと高価表六分儀を用いることが必要
である。

ともかく、値うちを発揮するには従来の六分儀やへ分儀
°は正確に作られねばならないので、大抵の真剣な職業
航海者にとっては値が高すぎることが多い、その上、こ
れらの器械は特に使い方が難しく、水平線が嬌で霞んだ
時や夜には全く使えない。それ故、農の高さは星と水平
線の両方が見える薄明の間とか黄皆とか夜明けに測定さ
れねばならない、明らかに言えることは、水平線がはっ
きりしない多くの場合、接眼鏡の光学軸を水平線と一直
線に並べる上での誤りを考えると、六分儀とかへ分饋の
ような航海用器械の非常な正確さけ不必要である。

水平線が見えない時に傾斜を測定出来るように従来の六
分儀やへ分儀を改良すべく試みられた一つの方法は、接
眼鏡の光学軸が水平に伸びるように器械を支持した時に
観測者が人工の水平線を見ること−が出来るようにした
アルコ−ｐ水準器と複合光学手段とを器械に設置するこ
とである。然しながら、その結果として出来た器械で泡
六分儀として知られるものは満足な仕事をせず、航海者
によって広く用いられるには至らなかった。こ、のよう
な修正は器械を正確な作業調整状態に保つ上で、付随的
に生じる難しさを含めて、器械の複雑さを増し、費用も
従来の六分儀やへ分嬢よ、り相当に高くなる。

本発明の意図するところは、泡六分儀はど複雑でなく高
価でもなくて、接眼鏡の光学軸が特殊、な方位と一直線
に並ぶ時を示す手段を備えた器械を作ることによって上
記のような欠点が少なくとも部分的に避けられる角度測
定器械を提供することにある。

これは次のようにして達成される。即ち、振り子を１１
！眼鏡と固定反射鏡との間に装着して接眼鏡の軸を含む
平面に平行する平面に平行な揺動平面で揺動させ、又第
−と第二の視界案内を振り子上に設置して、振り子がそ
の最下方の休止位置にある時、１１！眼鏡の軸の間隔を
あけ九部分と一直線に並ぶようにするのである。

故に、本発明は筐体に装着された接眼鏡と、接眼鏡の軸
と一直線に並んで筐体内に装着される固定反射鏡と、ｌ
１ｒＩｌｌｊ鏡と固定反射鏡との間に装着されて接眼鏡
の軸を含む平面に平行な揺動平面で揺動する振り子と、
振）子上に設置されて振り子力裟その最下方の休止位置
にある時、接眼鏡の軸の間隔をあけ九部分と夫々−直線
に並ぶ第一と第二の視界案内と、筐体に枢着された調整
要素と、第一反射鏡に向けて調整要素に装着された可動
反射鏡と、調整要素の動きを測定するための測定手段と
で成り立つ角度測定用光学器械を提供するものである。

明らかに固定反射鏡は各測定作業中は固定されるが、異
なった測定作業のためには異なった位置へ調整すること
が出来る。

天体のような物体の傾斜を測定するには、調整要素は可
動反射鏡が固定反射鏡に平行する第一位置へ動かされる
。次いで器械は、振り子−ｂｉ垂直に下がり接眼鏡の軸
が第一と第二の視界案内と平行にカるまで筐体が傾けら
れるように支持される。

器械をこのような状態にすると、接眼鏡の軸に平行な可
動反射鏡から伸びる視線に沿って物体を見ることが出来
る。次に、調整要素社物体カ）らの光が接眼鏡の軸に沿
ってはね返ってくる第二位置へ動かされ、物体が接眼鏡
を通じて見えてくる。

水平面からの物体の傾斜は調整要素や工第−位置力島ら
第二位置へ動く際に通過する角度の二倍である。

都合の良いことに、固定反射鏡には振り子−１）１その
最下方の休止位置にある時、接眼鏡の軸を横切る横に伸
びる印が設けられる。これに代わるやり方として、特に
接眼鏡が望遠鏡の形をしている時は、第一と第二の視界
案内に一直線に並んだ十字線が接眼鏡に設けられる。

振９子の揺動の期間は振９子の長さの平方根に全く比例
するので、巣に振り子の長さを適当に短かくすることに
よって揺動の回数を水に浮ぶ船が経験する運動の回数よ
りずっと多くすることが出来る。振９子が短かくなれば
器械は一層小さく出来る。第一と第二の視界案内が経験
し九運動を減少するには、これらの視界案内を振シ子の
重心より揺動軸に近づけて装着する。

斯くして本発明は小さいけれども相対的に重い振り子を
通じて、地球の重力によって得られる絶対確実な垂直状
態を利用する。この振り子は休止していない時は、振り
子の最下方の休止位置を横切るのに極く短時間しか要し
ない相対的に細かい振動で迅速に揺動する。これらの細
かい時間は、船が水上で縦揺れや横揺れをする時の揺動
期間と比べて相対的に余りに小さいので、船のこの動き
は振り子の運動に認知し得るほどの影響は与えない。又
振り子の揺動の運動と期間とは余りに短かいので、振９
子が休止に戻ってくるのを待たずに測定を始められるよ
うに振り子を作ることが出来るということも承知される
べきである。その代わりとして、振り子に支持される第
一と第二の視界案内が接眼鏡の軸と一致した中間位置の
あたりを振動していることがはっきりと判り次第、測定
を始めることが可能である。

第一と゛第二の視界案内は、振り子を通じ或いは横切っ
て伸びる通路の互いに反対の端に、揺動平面に平行する
平面に平行な平面に沿って設置される。然しなから一層
逼ましい実施方法としては、夫々の視界案内が一対のピ
ンで成り立ち、これらのピンが間隔をあけて一直線に並
んで、接眼鏡の軸の互いに反対の側で、振り子がその最
下方の休止位置にある時、接眼鏡の軸に垂直に交わる軸
上に配置される方法である。

第一と第二の視界案内は、枢軸から重心へと垂直に伸び
る縦軸の戸隔をあけた部分に一直線に並ぶことが望まし
い。然しながら、この縦軸が振シ子の軸に垂直である必
要はない。

調整要素は可動反射鏡が固定反射鏡に平行する基準位置
から動き得ることが望ましい。このととは、第一と第二
の視界案内の間の縦軸が振シ予め軸に垂直に交わる時、
特に役立つ、何故なら、振υ子がその最下方の休止位置
にあり、且つ接眼鏡の軸が第一と第二の視界案内の間の
縦軸と一致する時、可動反射鏡に投じる水平光線は接眼
鏡の軸に沿ってはね返ってくるからである。基準位置か
らの調整要素の動きについて、可動反射鏡の傾斜は接眼
鏡を通じて見える物体から来る光線の水平面からの傾斜
に比例する。

垂直面以外の平面に放ける角度を測定するために解除可
能な締めつけ手段が筐体と関連して振シ子を一時的に締
めつけるために設置され、且つ、筐体には、振り子の軸
が描く揺動平面に垂直に交わる視平面に於ける接眼鏡の
軸に平行して伸びる照準軸の間隔をあけた部分に夫々配
置された前視界と後視界とが設置される。

このように修正された器械を使用するに際して、調整要
素は可動反射鏡が固定反射鏡に平行する第一位置へ動か
される。次いで、この器械は縦平面での角度を測定する
ために振り子を垂直に下げたま一１正規の位置に支持さ
れる。接眼鏡の軸が第一と第二の視界案内の間の縦軸と
一致するまで筐体が傾けられると、振り子は筐体と関連
して解除可能な様にして締めつけられる。器械をこの状
態におくと、可動反射鏡から伸びて接眼鏡の軸に平行す
る視線に沿って物体を見ることが出来る。

次いで、器械は接眼鏡の軸によって限定される平面まで
傾けられ、可動反射鏡から伸びる視線は測定されるべき
角の平面に平行する平面に平行となる。前視界と後視界
は測定されるべき角に対する印付けの一つと一直線に並
び、次に器械をこの位置に支持したま覧で、調整要素は
測定されるべき角に対する印付けの二番目からの光が接
眼鏡の軸に沿ってはね返えされる第二位置へ動かされる
。

二つの印の間の角度は調整要素が第一位置から第二位置
へ動く際に通過する角度の二倍である。

器械を水しぶきやその他の汚染の有害な影響から守るた
めに筐体は振シ子や固定反射鏡や可動反射鏡を収納し、
可動反射鏡から伸びる視線上に物体を見るための窓をも
つ。この場合、調整要素や測定手段や前視界や後視界は
筐体の外側に設けることが出来る。窓を通って零萼筐体
内に入ってくる外光を補助するために、バッテリーによ
って操作される内部照明を設けることが出来る。固定反
射鏡に参照の印が設置される場合、この印を内部照明で
照らすことが出来るし、この内部照明は固定反射鏡の透
明な部分の背後に装着され、固定反射鏡の反射の層内に
刻み印をつけた小さな螢光管で成り立つことも出来る。

本発明の実施例を添付図面を参照しっ一１以下に述べる
。

第１図乃至第６図に示すように、へ分儀のための支持手
段を備えた筐体＋１）は中心軸（４）を有する開口の接
眼鏡（２）で形成され、固定反射鏡（３）と可動反射鏡
（６）とを収納し、固定反射鏡（３）は筐体（りの前と
後の壁に対して２５　　の角度で穀（社）に装着される
。

可動反射鏡（６）は調整要素（５）から筐体［１）へ突
き出ている穀翰に装着される。調整要素（６）には筐体
［１）内に形成された孔の中での穀翰の回転を容易にす
るために取手（財）が取シ付けられる。調整要素（５）
の自由端は弧形目盛り（））と協同し、副尺（８）とこ
れを読むための拡大鏡（９）とを支持する。この副尺（
８）は枢支要素＋１１によって調整要素（６）に枢着さ
れる。

二つの横方向に間隔をあけた要素で出来た前視界（ト）
と、一枚の板片で出来た後視界（ロ）は筐体＋１）の調
整要素＋５１とは反対の側に、夫々筐体＋１）の前端や
後端に近接して装着される。前視界（至）と後視界αη
の上面は照準軸（至）と−直線に並ぶ。この軸は、振９
子（ロ）の中心線員が描く揺動面に垂直な視平面へ時に
於て、接眼鏡（ｚ）の中心線（４）に平行に伸びている
。

接眼鏡（りには太陽の傾斜を測定する際に用いられる日
除はキャップ降が取９付けられる。互いに異なった密度
の二個の追加日除は鴎が筐体＋１）の側壁に設けた突子
に着脱自在に装着される。太陽からの光は弧形の窓（２
１）から筐体（１）に入り、日除け（ハ）を通って観測
量の＠―・１に入る。

第４図に明示したように、振り子（ロ）は筐体（１）の
側壁の間に突設し九支持ピン（３１）に枢着される。

振り子Ｑっは筐体（１）や調整要素（５）と同じく、プ
ラスチック材で出来ていて、振り子αηは大きな重錘（
３２）を包有していて、これは鉛製が適当である。

筐体＋１）の底壁の孔にねじ込まれる締めねじ（２）は
、振り子αｐを筺体（１）と関連して締めつけるために
、重錘（５２）の下面に固着したゴム製りツＶ−ン（ハ
）と１み合わされる。該ねじ（ロ）がクツＶｗン（至）
からねじ戻されると、振り子α力の揺動は、ねじ（２）
の先端とクツシーン（ト）に設けた小孔（３３）の端と
の１み合いによって制限される。

振り子Ｑｅに於て重錘（３２）の枢支ビンと反対の側に
形成された通路（５４）は接眼鏡（２）と固定反射鏡（
３）との間で一直線に並設され、第６図に詳記したよう
に、接眼鏡（２）の中心軸（４）を横切って伸びる軸上
に一直線に並び間隔を置いて設けたビン（６）、（６）
は通路（５４）の接眼鏡（２）に近接した端で第一の視
界案内となる。二つの間隔を置いて設けたビン（２）、
（２）は通路（３４）の固定反射鏡（３）に近接した端
で第二の視界案内となる。第一と第二の視界案内の間の
縦軸は振り子（ロ）の軸輪に垂直だから、振υ子Ｑ１が
その最下方の休止位置にあって、その軸（ホ）が縦方向
になっている時は第一と第二の視界案内の間の縦軸は水
平となる。第一と第二の視界案内は又、接眼鏡（２）の
中心軸（４）が水平になるまで筐体ｉｌ＋が傾けられる
と中心軸（４）が第一、第二視界案内や固定反射鏡（３
）の反射面上の横断線（３５）と−直線に並ぶように配
置される。

図中実線を以て示したように、可動反射鏡（６）が固定
反射鏡（３）と平行の場合には、物体からの光は水平視
線（５）に沿って筐体＋１１に入り、接眼鏡（２）の中
心軸（４）が水平なら、該軸に沿って反射されて観測者
の目−υに入る。星（３６）、（３７）のような物体を
夫々視線−、（２！→に沿って見るためには第４図に於
て夫々仮線と点線で示した位置に可動反射鏡（６）を回
転させることが必要である。このことは可動反の夫々の
傾斜角度の１丁だけ回わすことで達成できる。それ故、
秤（７）と副尺（８）に２から１の目盛り　　　□をつ
けるのが適切である。

二つの水平に配置された印付けによって作られ九角度を
測定するには、調整要素（５）が最初の基準位置へ動か
される。この位置では可動反射鏡（６）は固定反射鏡（
３）と平行する。次いで、へ分儀は接眼鏡（２）の中心
軸（４）が水平になり、且つ、ねじに）をゴム製りツＶ
Ｉｌン（至）と−み合うまで締めつけることによって振
シ千０カが筐体＋１）と関連して締めつけられるように
手配される。それから、へ分儀は前祝界（至）と後視界
Ｑ２１１が最上方に来るように横にされる。

へ分儀は照準軸（至）が測定されるべき角度を作る印付
けのうちの一番目の方に向く、まで回わされる。

へ分儀をこの位置に保つ九を一調整要素Ｔｌ５）は接眼
鏡（！）を通じて二番目の印付けが見えるまで回わされ
る。調整要素（５）の角運動は二つの印付けによつて作
られる角度の１丁壜ので、この角度は秤（７）から読み
とられる。

【図面の簡単な説明】

第１図線本発明の角度測定用光学器械の正面図。 第２図は其の右側面図。第３図は其の背面図。第４図は
第２図の縦断面図。第５図は第４図のＶ−■線に放ける
縦断面図。第６図はＶＩ　−ＶＩ線に於ける縦断面図で
ある。 （１）・・―筐体、（２）・■接眼鏡、　（３）・・・
固定反射鏡、（４）・・・中心軸、　＋６）・・・調整
要素、　（６）・・・可動反射鏡、（７）、（８）、（
９）、（ｌＯ）・・拳測定手段、　αｐ・・・振り子、
（６）、（２）・・・視界案内、　（２）、（至）・・
・締付手段、　（４）・・・前視界α力・・・後視界、
　（ト）・・・照準軸、　αす・・・視界面、曽拳・・
振シ子の中心軸線、　（２０・・・意、（財）、−１（
財）・・・視線。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｇ体（１）に装着された接眼鏡（２）と、該接眼
   鏡（２）の中心軸（４）と−直線に並んで筐体Ｔ１）に
   装着された固定反射鏡（３）と筐体＋１１に枢支され九
   調整要素（６）と、固定反射鏡（３）に対向して調整要
   素ｆｌｓｌに装着され九可動反射鏡（６）と、調整要素
   （６）の動きを測定するための測定手段（））乃至（喝
   とから成り立ち、振り子α９がｍｕ鏡（２）と固定反射
   鏡（３）との間に装着されて接眼鏡（ｚ）の中心軸〔４
   ）を含む平面に平行する平面に平行な揺動平面に於て揺
   動すること、及び第一と第二の視界案内（２）、（６）
   及び（至）、０Ｉが振り子（ｌｊ）に設置されて、振り
   子Ｑρがその最下方の休止位置にある時、接眼鏡（２）
   の中心軸（４）の間隔をあけて置かれ九部分と夫々−直
   線に並ぶことを特徴とする角度測定用光学器械。
2. （２）接眼鏡（２）の中心軸（４）が振り子α◇の軸に
   糞垂直に伸び、振り子Ｑ廟がその最下方の休止位置にあ
   る時に水平に伸びるようにした特許請求の範囲第１項・
   に記載した通りの角度測定用光学器械。
3. （３）可動反射鏡（６）が固定反射鏡（３）ｊに平行す
   る基準位置から調整要素（５）が動き得るようにした特
   許請求の範囲第１項に記載し九通りの角度測定用光学器
   械。
4. （４）締めもどし自在の締付手段（ロ）、（至）が筐体
   （１）と関連して振り子（ロ）・を一時的に締付けるた
   めに設けられ、且つ照準軸（至）の間隔をあけて置かれ
   た部分上に夫々配置された前視界（至）と後視界ａカが
   筐体（１）に設けられ、該照準軸（至）が振シ子（ロ）
   の中心軸−が描く揺動平面に垂直な視平面Ｈで＃！眼鏡
   （２）の中心軸（４）に平行に伸びることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載し九通りの角度測定用光学
   器械。
5. （５）筺体１１）が固定反射鏡（３）と振シ千０やと可
   動反射鏡（６）とを収納し、且つ可動反射鏡（６）から
   伸びる視線−乃至（財）に沿って物体を観測する丸めの
   Ｗｌ＠υを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載した通９０角度測定用光学器械。