JPH0721411B2

JPH0721411B2 - 光水準測量装置

Info

Publication number: JPH0721411B2
Application number: JP62009065A
Authority: JP
Inventors: 一二船崎; 晴夫谷
Original assignee: 株式会社ソキア
Priority date: 1987-01-20
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: US4854704A; GB8801166D0; JPS63179208A; GB2200474B; GB2200474A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、例えばレーザ光を水平方向に且つ０゜から36
0゜の方向に射出して水平面を形成し、受光器と協動し
て土地の整地等に使用する光水準測量装置に関する。

（従来の技術）従来、光水準測量装置として、第９図に示すように、整
準台ｉにより水平にされる架台ａ上に立設した例えば４
本の支柱ｂの上に支持板ｃを固定し、該支持板ｃの下面
にレーザダイオードｄを下向きにして取付け、該支持板
ｃに一端を固定した例えば３本の吊線ｅにより凸レンズ
ｆを懸吊して装置が例えば10′の範囲で傾いても凸レン
ズｆがその自重で常に重力方向に移動してレーザダイオ
ードｄの鉛直方向に位置するようにし、前記架台ａに、
凸レンズｆを出た鉛直方向の平行レーザ光ｇをこれと直
角方向すなわち水平方向に反射する回転ペンタミラーｈ
（ミラーm₁、m₂から成る）を回転自在に軸支し、更に、
図示しないが、該回転ペンタミラーｈを回転するモータ
と、装置が傾いた際の凸レンズｆの振動による測量誤差
を防止するために、凸レンズｆの振動を抑制するダンパ
装置を設けたものが知られている。

（発明が解決しようとする問題点）上述した従来装置によれば、回転ペンタミラーｈの外周
囲には、支柱ｂがあるから、ペンタミラーと受光器（図
示しない）との間に支柱ｂが位置すると回転ペンタミラ
ーｈから射出する光が支柱ｂが遮られて受光器に到達し
ない。したがつて測量ができない位置が生ずる不都合が
ある。

また、上述したダンパ装置による凸レンズｆの振動の抑
制作用（以下自動補償作用という）の効果は、吊線ｅを
長くすると高めることができるが、吊線ｅの短いときと
同じ口径で焦点距離の長い凸レンズｆを使用したとき
は、凸レンズｆの開口角θ（凸レンズｆに入射する光源
の光線の広がり角）が小さくなるので、凸レンズｆを透
過するレーザ光の光量が少なくなり、その結果、レーザ
光の届く範囲が短くなつて測量範囲が狭くなる。一方、
吊線ｅが短いときと同じ開口角になる凸レンズｆを使用
し、測量範囲を同じにしたときは、凸レンズｆが大きく
なつて重くなるので、自動補償作用が低下し、結局、全
体として自動補償作用が高められない。

したがつて従来の装置によれば、測量範囲を狭めること
なく自動補償作用の効果を高めることができない不都合
がある。

本発明は従来のこのような不都合を解消する光水準測量
装置を提供することをその目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述の目的を達成するために、光源と、該光
源の発する光線を鉛直平行光線とするレンズと、回転自
在で前記鉛直平行光線を水平方向に反射する回転反射体
と、該回転反射体を回転する駆動モータとを具備する光
水準測量装置において、前記レンズは凹レンズと凸レン
ズとから成り、前記光源は架台上に上方に向けて配置
し、前記凹レンズは前記架台に立設した支持部材に吊線
を介して懸吊し、前記凸レンズは前記支持部材により前
記凹レンズの上方に配置し、前記回転反射体は前持部材
の上部に設けたことを特徴とする。

（作用）凹レンズを懸吊する吊線は、装置全体が微小角度例えば
10′位の範囲で傾いても回転反射体に向う光線を常に鉛
直光線とするために、の長さにする。この関係が成立する理由を次に説明す
る。

いま、点p₁を中心にして装置全体が第１図示のように、
微小角度θだけ傾斜したとすると、光源は点o₁から点o₂
に、凸レンズの中心c₁はc₂にそれぞれ移動する。凹レン
ズは、傾斜時、そのレンズ中心が点c₃から点c₄に移動す
るが、振子の原理により元の位置に戻るため不変であ
る。

第１図において、点o₂から出た光源の光が凹レンズ及び
凸レンズ（レンズ中心c₂を通る）を経て光l₁になつたと
する。

この光l₁が鉛直光（鉛直軸に平行な光）となるためには点o₂から出た光源の光l₃が
凹レンズで屈折して鉛直光l₂となつて凸レンズのレンズ
中心c₂を通ればよいが、そのためには光l₃が凹レンズの
屈折点c₃′を通つて凹レンズの焦点に向う光である必要
がある。

以上の関係が成立するための条件は次の通りである。

第１図の状態を拡大して示した第２図において、光線
l₁、l₂が鉛直軸と平行であるとき θ・L₂≒y₁＋y₂ 故にθ・L₂≒θ・d₁＋α・f₂ ……（１） α＝θ＋β、θ・d₁＝β・d₂（但し、θ≒０、β≒０、
α≒０）であるから、（１）式は故に、この点p₁と凹レンズ間の距離L₂は吊線の長さである。

この（２）式から明らかなように、レンズの開口角すな
わち、凹レンズと光源との間隔d₂を一定にしたまま、両
レンズの間隔d₁及び凹レンズの焦点距離f₂を変えること
により吊線の長さを長くすることができる。

尚、第３図示のように、点o₁を発した光源の光を凹レン
ズ及び凸レンズを経ることによつて平行光線とするため
に、上記の関係が成立した状態で次の関係が成立するよ
うに、光源と凹レンズの間隔d₂、両レンズの間隔d₁、凸
レンズの焦点距離f₁及び凹レンズの焦点距離f₂をきめ
る。

Ｆ＝f₁・f₂/（f₁＋f₂−d₁） ……（３）但し、（３）（４）式において、Ｆは凸レンズと凹レン
ズとから成る合成レンズ系の焦点距離である。

第３図において、は凹レンズの中心c₃及び凸レンズの中心c₁を通る鉛直線
である。

このように、レンズの開口角を一定にしたまま、凸レン
ズより重量の軽い凹レンズを長い吊線を介して支持部材
に懸吊することができるので、測量範囲を狭めることな
く自動補償作用が高められる。また凸レンズを出た鉛直
光線は、支持部材の上方に回転自在に設けた回転反射体
により直角方向すなわち水平方向に反射され、水平光線
は支持部材に遮られることなくあらゆる方向に射出され
る。

（実施例）以下本発明の実施例を添付図面につき説明する。

第４図乃至第６図において、１は光源としての例えばレ
ーザダイオード、２はレーザダイオード１の発する光線
を鉛直平行光線とするレンズで、該レンズ２は凹レンズ
2₁、と凸レンズ2₂とで構成される。３は回転反射体例え
ば回転ペンタプリズムである。

前記レーザダイオード１は、架台４上に上方に向けて配
置され、前記凹レンズ2₁は架台４に固定された支持部材
としての筒体５に吊線６及びレンズ保持枠７を介して懸
吊されており、また前記凹レンズ2₁の上方には、本装置
が水平に置かれたとき、凸レンズ2₂が凹レンズ2₁と共に
レーザダイオード１を通る鉛直線上にあるように、筒体
５の円周を３等分した位置に固定された３つの支え腕木
８を介して支持される。前記吊線６は例えば３本使用
し、その各一端はレンズ保持枠７の円周を等分した位置
に固定し、その各他端は筒体５の上部に固定して凹レン
ズ2₁を水平状態に懸吊する。これを更に詳述すると、吊
線６は如何なる方向にも振り子運動をしやすいように、
横断面円形状とされ、その両端部はビス36でネジ止めさ
れた押え板37によつてレンズ保持枠７の外周面及び筒体
５の上蓋に固着されている。

前記レンズ保持枠７には、例えばアルミニウム、銅等の
非磁性材料から成る３個の制動板９が固定されており、
これらは、筒体５の内壁の円周を３等分する位置にそれ
ぞれヨーク10を介して固定された２つの磁石11の間に挿
入されて凹レンズ2₁の振動を抑制するダンパ装置12を構
成している。

前記回転ペンタプリズム３は、筒体５の上部に回転自在
に配設され、筒体５に取付けられた駆動モータ13によつ
て水平に回転するようになつている。

該モータ13は、コイル15が装着された固定子16と、ベア
リング17を介して回転自在に軸支され前記コイル15と協
動する磁石18を有する円盤形状ロータ19とから成り、回
転ペンタプリズム３は、円盤形状ロータ19の上面に固着
され底面及び側面にそれぞれ開孔20、21を有するカバー
22内に、ペンタプリズム14が底面及び側面にそれぞれ開
孔23、24を有するＬ形座片25を介して固着されて構成さ
れている。

かくて、凸レンズ2₂を出た鉛直平行レーザ光l₁は筒体５
の上部開孔26、円盤形状ロータ19の中央開孔27、カバー
22の開孔20及びＬ形座片25の開孔23を介してペンタプリ
ズム14に入射し、該ペンタプリズム14内で反射して水平
方向レーザ光l₀となつてＬ形座片25の開孔24及びカバー
22の開孔21から射出し、該水平平行レーザ光l₀は回転ペ
ンタプリズム３の回転につれて０゜から360゜の方向に
射出して光の水平面を形成する。

尚、第４図において、28は、レーザダイオード１、駆動
モータ13等の電源として使用する電池のケース、29はベ
ース30と該ケース28との間に設けた整準つまみ、31はカ
バーである。

前記実施例では光源としてレーザダイオードを使用した
が、点光源であるならばLEDでも使用できる。

また回転反射体として回転ペンタプリズム３を使用した
が、第７図及び第８図に示すような回転ペンタミラー32
を使用することもできる。該回転ペンタミラー32は、図
示のように、円筒状カバー33内に補強板34₁,34₂を対向
させて立設し、該補強板34₁、34₂に、ペンタプリズム14
の反射面と同様な角度でミラー35₁、35₂の両側縁を接着
剤で接着した構造を有している。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によるときは、測量範囲を
狭めることなく自動補償作用すなわち吊線で懸架した凹
レンズの振動の抑制作用を高めることができ、また水平
光線は支持部材に遮られることなくあらゆる方向に射出
され、水準測量の精度を向上することができる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、いずれも本発明の原理説明図、第
４図は本発明の１実施例の要部断面図、第５図は第４図
のＶ−Ｖ線断面図、第６図は第４図のVI−VI線断面図、
第７図は回転反射体の他の例の断面図、第８図は第７図
のVIII−VIII線断面図、第９図は従来例の要部の概略断
面図である。１……レーザダイオード、2₁……凹レンズ 2₂……凸レンズ、３……回転反射体４……架台、５……筒体６……吊線、12……ダンパ装置 13……駆動モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、該光源の発する光線を鉛直平行光
線とするレンズと、回転自在で前記鉛直平行光線を水平
方向に反射する回転反射体と、該回転反射体を回転する
駆動モータとを具備する光水準測量装置において、前記
レンズは凹レンズと凸レンズとから成り、前記光源は架
台上に上方に向けて配置し、前記凹レンズは前記架台に
立設した支持部材に吊線を介して懸吊し、前記凸レンズ
は前記支持部材により前記凹レンズの上方に配置し、前
記回転反射体は前記支持部材の上部に設けたことを特徴
とする光水準測量装置。