JPH0810141B2 - 光学式測量装置の光路自動補償機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は測量機器に用いられる光学式測量装置の光路
自動補償機構に係り、特に自動レベルに代表される光学
式測量装置内に組み込まれ、視準線等の光路を装置本体
の傾きとは無関係に水平状態とする光路自動補償機構を
構成する可動部材等が、この可動部材の移動範囲を規制
するストッパ部材とくっついたままの状態（以下「吸付
現象」という）になることを防止できる光学式測量装置
の光路自動補償機構に関する。

［従来の技術］ 光学式測量機器等の各種装置には、吊持された可動部
材を用いているものがある。

この代表的なものとして自動レベルがあり、自動レベ
ルを基に従来例を説明する。自動レベルは水準測量に使
用され高低差を測定する装置であり、このレベル本体内
に視準線を常に水平にする光路自動補償機構が組込まれ
たものである。光路自動補償機構には、その原理、機構
等種々のものがあるが、ミラーを有した可動部材をレベ
ル本体に吊線によって吊持したものがある。この種のも
のはレベル本体が傾むいても、ミラーは振子運動によっ
て元の位置にあるようになっており、これによって望遠
鏡の対物レンズに入射する水平線が、その焦点面上に置
かれたクロスヘヤーの交点に充分な精度で結像されるよ
うになっている。そして可動部材の可動方向所定位置に
はストッパ部材が設けられ、可動部材が大きく揺動した
場合には、このストッパ部材に衝当して、それ以上の揺
動ができないようになっている。つまり、ストッパ部材
によって可動部材の可動範囲が決められた構造となって
いた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記自動レベルの光路自動補償機構では、レベル本体
が大きく傾いて、可動部材が一旦ストッパ部材に当接し
た場合、その後レベル本体の傾斜状態が小さな場合であ
っても可動部材がストッパ部材にくっついたままの状
態、いわゆる吸付現象が生じ、光路自動補償機構が機能
せず、正確な測量ができないという問題点が生じてい
た。

また上記自動レベルに限らず、吸付現象が生じたとき
には、可動部材をストッパ部材から分離する必要があ
り、また測量のたびに吸付現象の確認をしなければなら
ないことは非常に面倒であり、作業性において能率的で
はない。

本発明の目的は、光学式測量装置の光路自動補償機構
において、簡単な構成によって、可動部材とストッパ部
材間の吸付現象を防止することができて、光路自動補償
機構が常に機能するようにした光学式測量装置の光路自
動補償機構の提供にある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、このため本発明は光学式測量装置の光路自動補償
機構を構成する可動部材の揺動を規制するストッパ部材
を、振動体を介して装置本体に取付固定するようにした
ことを基本的構成とする。

具体的には、少なくとも吊線によって吊持された可動
部材と、この可動部材の可動範囲を規制するストッパ部
材を装置本体に取付固定してなる光学式測量装置の光路
自動補償機構において、ストッパ部材は振動体を介して
装置本体に取付固定されていることを特徴とする光学式
測量装置の光路自動補償機構である。

また実施例で示すように、振動体の電源として、太陽
電池とバッテリーとを択一的に選択する回路を備えてい
ることを特徴とするものである。

［作用］ 本発明によれば、光路自動補償機構の一部を構成する
ストッパ部材は振動体を介して装置本体に取付けられて
おり、この振動体が振動しているので、これと共にスト
ッパ部材も振動をしており、可動部材がストッパ部材に
当接すると、振動によってはじかれるので、可動部材と
ストッパ部材との間に吸付現象が生じることがない。

このため光学式測量装置の光路自動補償機構におい
て、可動部材とストッパ部材との吸付現象を確認する必
要がなくなり、同時に光路自動補償機構が常に機能する
ので、正確な測量等を行うことができる光学式測量装置
の光路自動補償機構を提供することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お以下に述べる実施例における部材、材質、配置等は本
発明を限定する趣旨ではなく、本発明の要旨を逸脱する
ことなく種々の改変あるいは付加をすることができるも
のである。

第1A図乃至第1E図は本発明の光学式測量装置の光路自
動補償機構を自動レベルに用いた例を示すものである。

第1B図に示すように、本例で示す自動レベル１は、該
自動レベル１を構成する望遠鏡本体10の対物レンズ21と
接眼レンズ22との間に光路自動補償機構12及び振動体部
分11が配設されている。

本例における光路自動補償機構12は、くさび形の吊り
方式からなり、望遠鏡本体10に固定された枠部材120
と、この枠部材120と４本の吊線部材130によって吊持係
合された可動部材140と、この可動部材140の可動範囲を
規制するストッパ部材150と、可動部材140の触れを速や
かに正常位置に静止させる制動装置160（第1B図）等か
ら成る。

これをさらに詳述すると、第1A図で示すように、枠部
材120は中央部に開口部121を有しており、該開口部121
の一端側（第1A図において右側）の該開口部121を臨む
位置両側に、一対の支柱122,122が枠部材120の上方に起
立して設けられている。また枠部材120の開口部121上方
には、一面が開口部151として開放された矩形形状とし
た箱型のストッパ部材150がその開口部151を下方にして
望遠鏡本体10に取付けられている 上記枠部材120の下方には、４本の吊線部材130を用い
て可動部材140が吊持されている。可動部材140の吊持
は、各吊線部材130の両端部をそれぞれ枠部材120及び可
動部材140の一辺端部をビス124a,140a等によって係合し
て行なわれている。

可動部材140の中央部にはミラー141が載置され、この
ミラー141をまたぐように門型支柱142が配設されてお
い、該門型支柱142は両側の支柱142a,142aと、この支柱
142aの間に架設される架設部142bと、この架設部142bの
中央部上方に延出する突出部142cからなり、該突出部14
2cの先端は前記枠部材120の開口部121を貫通して、上述
したストッパ部材150の開口部151から箱型の空間内に遊
嵌した状態になっている。このようにストッパ部材150
によって突出部142cが規制されために、可動部材140の
揺動範囲が規制されるようになっている。

本例における振動体部分11は、前記ストッパ部材150
と接合された振動体としての円盤状の振動板111と、発
振器117と、電源（バッテリー）118と、これらをリード
線119a,119bで連結して成る。

振動板111の取付は、前記枠部材120の設けられた支柱
122の開口部側の角部に、切欠部123を形成し、該切欠部
123と、ビス124によって支柱122に取付けられた押え板1
25の間に振動板111を入れて保持している。

振動板111は、リン青銅製の薄肉板112の一面にセラミ
ック層113を積層させ、さらにその上に金属薄膜層（図
示せず）を蒸着して一体化したものである。この振動板
111は、薄肉板112に一方のリード線119aを介して発振器
117に、セラミック層113に他方のリード線119bを介して
発振器117にそれぞれ接続されている。発振器117は電源
（バッテリー）118と接続して、リン青銅製の薄肉板112
とセラミック層113が相互振動して振動板111が振動する
ように構成されている。本例で用いる発振器117として
は、例えばインターシル社の製造に係るICM7555を使用
した場合には、電源電圧は２乃至18Vで作動するもので
ある。

このようにしてなる振動板111のセラミック層113と反
対側の面は、ストッパ部材150の一側面と接着材等によ
って接合されている。

なお、第1B図において示される符号2,3は、望遠鏡本
体10に取付固定された反射プリズムであり、プリズム２
は対物レンズ21からの光を可動部材140に配設されたミ
ラー141に反射するものであり、プリズム３はクロスヘ
ヤー上の結像を正立化するためのものである。

また、本例における可動部材140の制動装置160は磁気
制動方式を用いたものであり、門型支柱142の突出部142
cの両側に位置する望遠鏡本体10に、一対のＮ−Ｓ極を
対立させたマグネチックダンパを配置して、可動部材14
0の突出部142cの対応する箇所には銅，銀，アルミニウ
ム等の良導体でつくられた制動板を固着（いずれも図示
せず）した構成にして、可動部材140の動揺を制動する
ようになっている。なお制動装置160については、可動
部材140にピストンを固着して、望遠鏡本体10にシリン
ダを固着させ、可動部材140の揺動をピストンとシリン
ダーの間を空気が出入りするようにして静止させる空気
制動方式など公知・周知の手段を用いることができる。

次に、上記実施例に係る作用を説明する。

図示しない電源スイッチとしての単極単投スイッチに
よって、振動体部分11を構成する発振器117に電源（バ
ッテリー）118から印加すると、振動板111が振動し、こ
の振動板111と接合したストッパ部材150も振動する。

一方、望遠鏡本体10が大きく傾斜した場合、自動補償
機構12を構成する可動部材140も同様にその傾斜角だけ
揺動する。そして可動部材140と一体となった門型支柱1
42の突出部142cの先端が、ストッパ部材150の内周面に
当接するや否やストッパ部材150の振動によってはじか
れる。このように突出部142cとストッパ部材150とが吸
付現象を生じることがないので、突出部142cと一体とな
っている可動部材140は常に吊持されて揺動できる状態
となっている。第1E図はこの状態を示す部分断面説明図
であり、第1E図（ａ）は望遠鏡本体10が水平状態にある
ときを示し、第1E図（ｂ），（ｃ）はそれぞれ望遠鏡本
体10が傾斜して突出部142cがストッパ部材150にはじか
れる状態を示している。

第２図は本発明に係る光学式測量装置の光路自動補償
機構に用いられる回路図である。上記第１実施例では、
単極単投スイッチによって電源のON−OFFを行なってい
たが、本例では、太陽電池を用いて択一的に電源を選択
できるようにしたものである。本例において上記実施例
で用いた部材、材質、配置等と同一のものについては同
一符号を付してその説明を省略する。

電源（バッテリー）118と発振器117とを接続している
リード線119aの途中には単極双投スイッチ210が配設さ
れており、電源（バッテリー）118と接続されているリ
ード線119aはスイッチ端子211と接続されており、可動
接触片213を有する端子は発振器117と接続されている。
符号200は太陽電池であり、該太陽電池200と接続された
二本のリード線221,222のうち一方のリード線221がリー
ド線119bと接続されており、他方のリード線222の端部
は、スイッチ端子212と接続されている。このような端
極双投スイッチ210用いて択一的に電源を選択できるよ
うにしたので、例えば昼の明るいときは太陽電池200を
使用するようにスイッチ210によって切替えることがで
き、これによって、電源（バッテリー）118の消耗を少
なくすることができる。

第３図は光学式測量装置の光路自動補償機構における
別の回路図である。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。

本例では振動器117と電源を接続するリード線119aの
間に単極単投スイッチ310を配設し、電源（バッテリ
ー）118と端子211の間にダイオード301を配設する。ダ
イオード301はアノード側を電源（バッテリー）118に、
カソード側をスイッチ301側に接続する。またダイオー
ド301とスイッチ端子211の間のリード線119aと太陽電池
200との間にダイオード302を配置して接続している。ダ
イオード302はアノード側を太陽電池200に、カソード側
をリード線119a側に接続する。そしてダイオード301,30
2は太陽電池200の電圧の方が電源（バッテリー）118よ
り大きくなるように設定してある。本例で用いるダイオ
ードは、例えば日本電気株式会社の製造に係る1S953等
を用いるものである。

このように構成してあるので、昼間等の太陽電池200
の発電力が大きいときにおいては、ダイオード302側の
電圧の方がダイオード301側のそれより大きくなって太
陽電池200を電源として使い、夜間等においてはダイオ
ード301側の電圧の方がダイオード302側より高くなって
電源（バッテリー）118を用いることができるようにな
っている。

第４図は傾斜角測定装置に本発明の光路自動補償機構
に適用した振動体部分を用いた例を示すものである。本
発明は本例で示すような、被測定物の傾斜状態を測定す
る傾斜角測定装置41の振子の吸付現象の防止にも有効で
ある。

本例では可動部材として発光ダイオードを用いた例を
示すものであり、第４図において、容器40の上部に吊線
401が保持され、該吊線401によって可動部材としての発
光ダイオード402が吊持されている。容器40の底面部43
には受光センサ42が配設されている。本例における受光
センサ42としては、電荷結合素子（CCD）あるいは位置
検出素子（PSD）を用いて発光ダイオード402から発する
光によって位置ｄを検知し、傾斜角θを測定するように
なっている。発光ダイオード402の揺動方向両端部に
は、発光ダイオード402の移動量を拘束するためのスト
ッパ部材403が対向して配置されている。

容器40が角度θだけ傾斜した状態となると、吊線401
に吊持された発光ダイオード402は、振子の原理による
鉛直方向（鎖線位置）に移動する。このときストッパ部
材403も前記実施例と同様に振動させて、発光ダイオー
ド402のストッパ部材403への吸付現象を防止することが
できる。

上記各実施例においては、振動体部分に発振器を備え
た光学式測量装置の光路自動補償機構について説明した
が、振動体部分は発振器を省略することも可能である。
例えば第1A図で示す実施例において、セラミック層113
としては、チタン酸ジルコン酸鉛（いわゆるPZT）等の
圧電性セラミックの電気系→機械系特性を利用すること
もできる。第1F図は、これを図示したもので、セラミッ
ク層501の厚さ方向に印加して振動を発生させるように
したものである。

さらに前記第１実施例で示したような発振器117及び
振動板111の代りに、発振器内蔵形の圧電ブザー等を用
いることもできる。このように、発振器117を省略する
ことによって構成部材を少なくすることも可能であり、
この場合装置自体をコンパクトにすることができる。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されており、測量装置にお
いて、可動部材とストッパ部材との間で吸付現象が生じ
ないので常に正確な測量等が可能となり、また確認が不
要となるので、作業が迅速に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学式測量装置の光路自動補償機構を
自動レベルに用いた例を示すものであり、第1A図は一部
切欠斜視図、第1B図は概略構成図、第1C図は平面図、第
1D図は第1C図矢視Ｘからの側面図であり、第1E図は作動
を示す部分断面説明図、第1F図は振動体の他の例を示す
説明図であり、第２図及び第３図は本発明に適用される
回路の第２実施例及び第３実施例を示す回路図、第４図
は傾斜角測定装置の概略説明図である。 １……光学式測量装置（自動レベル）、 11……振動体（振動体部分）、 12……光路自動補償機構、 111,501……振動体（振動板）、 118……電源（バッテリー）、 130,401……吊線（吊線部材）、 140……可動部材、 402……発光ダイオード（可動部材）、 150,403……ストッパ部材、 200……太陽電池（電源）、 210,310,510……スイッチ、 301,302……ダイオード。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも吊線によって吊持された可動部
   材と、前記可動部材の可動範囲を規制するストッパ部材
   を前記装置本体に取付固定してなる光学式測量装置の光
   路自動補償機構において、前記ストッパ部材は振動体を
   介して前記装置本体に取付固定されていることを特徴と
   する光学式測量装置の光路自動補償機構。
2. 【請求項２】前記振動体は、太陽電池とバッテリーとを
   択一的に選択する回路を備えてなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光学式測量装置の光路自動補
   償機構。