JPS6234250Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、経緯儀等の角度測定装置の分度目
盛読取装置に関するものである。

従来の角度測定装置は、目盛分度板の主目盛と
バーニア目盛とによる読取方式が採用されていた
けれども、測定精度を一層向上させるため、読取
光学系内に配置したプレンパラレル光学素子を回
転させ、光学的に主目盛板の目盛と遊標とを合致
させるとともに、その回転と連動するマイクロ目
盛板により微小角を測定する測微マイクロ読取装
置を使用するようになつてきている。また、目盛
分度板の中心と角度測定装置の水平あるいは垂直
軸の回転中心との偏心誤差を消去するため、目盛
分度板の対向目盛からの二つの光束の各々に読取
光学系を配置し、かつ回転方向が逆のマイクロ目
盛板に連動して回転する偏位光学部材であるプレ
ンパラレル素子を配置して、目盛分度板の対向目
盛の主目盛と遊標とを合致させ、偏心誤差を平均
化して取り去る対向型測微マイクロ読取装置が開
発され使用されている。

従来の角度測定装置としては、例えば第１図〜
第５図に示すようなものがある。

第１図は角度測定装置の測微マイクロ読取装置
を中心とした光学系の概略図で、水平目盛分度板
１の対向目盛Ａ，Ｂからの光束は、それぞれプリ
ズム２，３で反射され、中心に置かれた直角プリ
ズム４で反射されて投影レンズ５によつて投影さ
れる。投影レンズ５から射出された２本の光束
は、直角プリズム６で反射され、それぞれ回転方
向の逆な二枚のプレンパラレル７，８に入射す
る。そしてプレンパラレル７，８によつて、それ
ぞれ平行移動された光束は、一方の光束を透過さ
せ、他方の光束を反射させる一部反射面９ａを有
するプリズム９に入射する。目盛Ｂからの光束ｂ
は、反射面９ａによつて反射され指標板１１上に
目盛Ｂの像を結像する。他方、目盛Ａからの光束
ａは、プリズム９では反射されず、プリズム９に
密着接合されたガラス反射板１０の反射面１０ａ
で反射されたのちプリズム９を透過して、同様に
指標板１１上に水平目盛分度板１の目盛Ａの像を
結像する。光束ａはガラス板１０で、光束ｂはプ
リズム９で反射するため、光束ａと光束ｂとには
光路長差が生ずる。そこで、光束ａの光路内に光
路長補正部材１２を配設して光路長を補正する。
指標板１１の近傍にプレンパラレル７，８の回転
に連動して回転する測微マイクロ目盛板１３が配
置されており、指標板１１上に結像された目盛Ａ
およびＢの像と測微マイクロ目盛板像はコンデン
サーレンズ１４、ペンタプリズム１５、対物レン
ズ１６および接眼レンズ１７から構成される指標
読取光学系によつて読み取られる。ペンタプリズ
ム１５、対物レンズ１６および接眼レンズ１７
は、望遠鏡レンズ系１８を内蔵する望遠鏡鏡筒１
９内に配置されている。

第２図は、読取光学系によつて観察される状態
で、指標板１１の水平分度目盛表示部２１がデジ
タル表示されており、水平目盛分度板１の目盛
Ａ，Ｂの像の合致状態が対向目盛表示部２２に表
示され、測微マイクロ目盛板１３の表示部２３が
示されている。

この角度測定装置を使用した測定は次のように
行われる。望遠鏡鏡筒１９を目標に向け指準し、
その時の水平角を指標読取光学系の接眼レンズ１
７を通して観察すると、例えば第２図のように対
向目盛表示部２２がずれている状態に見える。こ
の対向目盛表示部２２のずれを解消するため、プ
レンパラレル７，８を回転して合致させると、プ
レンパラレル７，８の回転量に応じて測微マイク
ロ目盛板１３が回転し、表示部２３の指針の数値
も変化して、正確な水平角を示す。この状態が第
３図で、図においては145゜33′54″と読み取るこ
とができる。

第４図ａは、第１図の対向目盛合致光学系だけ
を抜き出して模式的に示したものであり、第４図
ｂは水平分度板１の目盛Ａ，Ｂのそれぞれの指標
板１１上での目盛像A′，B′を接眼レンズ１７で
結像させ、測定者眼Ｅによりその網膜Ｒ上に結像
させている状態を示している。網膜Ｒ上に光束
ａ，ｂを一致させて結像させているのは、接眼レ
ンズ１７の前焦点Ｆを指標板１１の目盛像A′，
B′の位置に一致させているからであり、接眼レン
ズ１７を第４図ｃに示す位置に移動すると目盛像
A′，B′と前焦点Ｆとが一致しなくなり、網膜Ｒ
上で光束ａ，ｂは分離した状態で観察される。

このように、従来の角度測定装置にあつては、
水平分度板の目盛Ａ，Ｂからの光束ａ，ｂが互い
に干渉しないように入射させるため光学系の周辺
を通る細い光束のみを使用していた。従つて、光
軸近傍には光束が通らないデツドゾーンＤが生じ
て、第５図に示すように表示部２２の対向目盛間
に境界線の分離をまねき、帯状の陰５１として観
察されるため、目盛の合致精度が悪くなり、ひい
ては測定精度を低下させるという問題点があつ
た。

そこで、この考案は、このような従来の角度測
定装置の問題点に鑑みてなされたもので、指標読
取光学系の接眼レンズの移動によつても対向型測
微マイクロ読取光学系の目盛境界線の分離をおこ
す帯状の陰を取り去つて、測定精度を向上させる
ことを目的としている。

以下、この考案を図面に基づいて説明するが、
第１図〜第５図に示す部品および部位と同一ある
いは均等なものには同一の番号を付して説明を省
略する。

第６図は、この考案の第１実施例を示す図であ
る。投影レンズ５は、目盛Ａ，Ｂからの２光束
ａ，ｂを指標板１１上で一致させて目盛A′，
B′を結像するように投影する。この光束ａ，ｂの
うちの一方、例えば光束ａ内で投影レンズ５と指
標板１１との間に偏角光学部材である偏角プリズ
ム６１を配置し、光束ａを偏角して、光束ａの最
も投影レンズ５の光軸よりの光束面６３と、光束
ｂの最も投影レンズ５の光軸よりの光束面６２と
が一致する（接する）ようにする。このようにす
ると、指標板１１上にA′，B′を結像する前に二
つの光束ａ，ｂは互いに光軸側の面が接しデツド
ゾーンがなくなるので、指標板１１上のA′，
B′像を接眼レンズ１７で移動して観察する場合に
も二光束ａ，ｂは常に一致して観察され、対向目
盛表示部２２に帯状の陰５１は発生しない。なお
第１図において必要とした光路長補正部材１２
は、偏角プリズム６１の屈折率、形状等を選定す
ることにより無くすることができる。

第７図は、この考案の第２実施例を示す図であ
る。第６図との相違は、二光束の両方に偏角プリ
ズムを挿入するとともに、光路長補正部材１２を
一方の光路に挿入する点である。すなわち、光束
ａ，ｂの両光束内で投影レンズ５と指標板１１と
の間に同様の特性をもつ偏角プリズム７１を配置
する。従つて、偏角プリズム７１を通過した光束
ａ，ｂは偏角され、光束ａおよびｂの最も光軸側
のそれぞれの光束面６３および６２が互いに接し
て接眼レンズ１７へ向う。同じ角度に偏角するプ
リズムを使用するときには、図のように光軸と対
称に光束ａ，ｂは進む。この場合には、偏角プリ
ズムに光路長補正機能を持たせられないので、光
路長補正部材１２を一方の光束例えば光束ａに配
置する必要がある。

第８図は、この考案の第３実施例を示す図であ
る。第６図においては、偏角プリズム６１を一方
の光束に入れることにより、両光束の光軸に最も
近い光束面を互いに接するようにしたけれども、
この第３実施例は偏角プリズム６１で一方の例え
ば光束ａを他方の光束ｂと平行にし、直角プリズ
ム９に入射させ反射面９ａとガラス反射板１０の
反射面１０ａとによつて反射され指標板１１上に
結像する。しかしながら、ガラス反射板１０の板
厚d₁のときには、光束ａ，ｂがそれぞれ１１ａ，
１１ｂに結像し、デツドゾーンＤのため指標板１
１上に帯状の陰５１が現出する。そこで、板厚d₁
を板厚d₂として、新たな反射面１０a′により反射
され光束ａを平行移動して光束a′とし、光束ａの
投影レンズ光軸Ｏに最も近い（光束a′では遠い）
光束面を光束ｂの光束面と一致させて、光束ａを
指標板１１上の１１ｂに結像させる。従つてデツ
ドゾーンＤは解消されて、指標板１１上には帯状
の陰５１も消えることとなり、対向目盛表示部２
２では対向目盛を上下で直接合致させて観察する
ことができる。

以上説明してきたように、この考案によれば、
偏角光学部材を二光束の少なくとも一方に配置
し、各光束が互いに接するようにすることによつ
て、デツドゾーンを解消し、接眼レンズを移動し
ても対向目盛表示部での帯状の陰が発生せず目盛
の分離もおこさない。従つて、目盛合致精度は向
上し、角度測定装置の測定精度を一層向上させる
ことができるという効果が得られる。さらに、偏
角光学部材である偏角プリズムに光路長補正機能
をもたせることにより、部品点数を減少させ、廉
価で小型の角度測定装置を得ることができるとい
う効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の角度測定装置の分度目盛読取装
置の概略構成図、第２図および第３図は読取光学
系による観察状態図、第４図は第１図の対向目盛
合致光学系を取り出した模式図、第５図は帯状の
陰が観察される第２図と同様な図、第６図は本考
案の第１実施例を示す部分構成図、第７図は本考
案の第２実施例を示す部分構成図、第８図は本考
案の第３実施例を示す部分構成図である。 １……目盛分度板、５……投影レンズ、７，８
……偏位光学部材（プレンパラレル）、１１……
指標板、１２……光路長補正部材、１７……接眼
レンズ、６１，７１……偏角光学部材（偏角プリ
ズム）、ａ，ｂ……光束、Ｄ……デツドゾーン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 目盛分度板と、該目盛分度板の対向する２つ
   の目盛を投影する投影レンズと、該投影レンズ
   によつて形成される２つの目盛からの２光束を
   偏位させる偏位光学部材と、偏位された２光束
   の結像点に配置された指標板と、該指標板を読
   み取る接眼レンズとからなる角度測定装置の分
   度目盛読取装置において、 前記偏位光学部材を射出後の２光束が互いに
   接する方向にとなるように偏角光学部材を少な
   くとも一方の光束に配置させたことを特徴とす
   る角度測定装置の分度目盛読取装置。 (2) 前記偏角光学部材は、前記２光束の前記投影
   レンズ光軸に最も近い光束面のそれぞれを一致
   させる特性を有することを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の角度測定装置の分
   度目盛読取装置。 (3) 前記偏角光学部材は、偏角プリズムであるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の角度測定装置の分度目盛読取装置。 (4) 前記偏角光学部材は、少なくともいずれか一
   方の光束の光路長補正の特性を有することを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   角度測定装置の分度目盛読取装置。 (5) 前記偏位光学部材通過後の第一の光束を反射
   する第一反射面と、前記偏位光学部材通過後の
   第二の光束で偏角光学部材で偏角され、第一光
   束と接する方向に偏角された第二光束を反射す
   る第二反射面とを有し、第一光束の光束面と第
   二光束の光束面とを合致させるような第一反射
   面と第二反射面との間隔をもつ反射部材を、前
   記偏位光学部材と前記指標板との間に配置した
   ことを特徴とする角度測定装置の分度目盛読取
   装置。