JP2000234930A - 反射プリズム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光の変調を行う等して情報を光により伝達する
機能を有する測量機に於いて、光束の広がりが生じない
近距離での測量であっても、測量機と反射プリズム装置
間のデータ通信が良好に行える様にする。 【解決手段】プリズム部３とデータ通信部４とを具備
し、前記プリズム部に向け測量機から通信光が照射され
る反射プリズム装置に於いて、前記プリズム部に入射す
る通信光の一部を前記データ通信部に導くライトガイド
２６を設け、測量機と反射プリズム装置とが近距離にあ
り、測距光束の広がりが充分でなくデータ通信部で通信
光を受光できない場合でも、前記ライトガイドにより通
信光をデータ通信部に導き、光による情報の伝達を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測量機等から発せ
られる光線を該測量機に向かって反射する反射プリズム
装置、特に測量機からの光線に通信データが合成され、
光通信を行う機能を有する場合の反射プリズム装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の測量機、特に経緯儀では測角の読
取り方式が光学読取り方式から電気読取り方式に替わ
り、更に目標対象物であるプリズム装置に対して測定の
為の光線、測距光を照射し、該プリズム装置から反射さ
れた測距光により測距を行う光波距離機能を内蔵した電
子式測量機が主流になっている。又、近年の光波距離測
量機では照射する測距光に通信用のデータを合成し、測
量機から反射プリズム装置に作業指示用のデータ、測定
結果等の各種情報を伝達する光通信装置を具備するもの
がある。

【０００３】図１０は前記電子式測量機及び反射プリズ
ムを具備した反射プリズム装置で、例えば設定点を決定
する測量を行っている状態を示している。

【０００４】図中、１は既地点に設置された電子式測量
機であり、設定地点には該測量機１の反射プリズム装置
２が設けられている。前記電子式測量機１は測角を電気
的に読取る手段と測距光の光波で測量する光波測量手段
を内蔵している。又、前記反射プリズム装置２は測距光
５を前記測量機１に対して反射するプリズム部３とデー
タ通信部４とから成っている。

【０００５】前記測量機１から前記反射プリズム装置２
を視準し、測角と測距を行う。前記測量機１から発せら
れた前記測距光５は、前記反射プリズム装置２の前記プ
リズム部３で反射され、前記測量機１が反射測距光を受
光し、距離測定が行われる。測距は例えば１秒間に数十
回行われ、その平均値が測定値として算出される。測定
値が所望の設定値と異なる場合は前記反射プリズム装置
２側にいる作業者に位置の変更指示が伝達される。

【０００６】変更指示は前記測距光５を利用して行わ
れ、前記測量機１で得られた測距、測角等の測量デー
タ、或は測量データに基づく設定位置に関するデータ、
例えば右方向に移動等の変更指示の情報が、前記測距光
５を変調すること等で該測距光５に合成され、該測距光
５は通信光を兼ねる光として前記反射プリズム装置２に
送信される。

【０００７】前記データ通信部４は前記測距光５を受光
し、該測距光５に合成された情報を分離して表示する。
或は必要に応じ更に前記データ通信部４から前記測量機
１側に通信を行う。

【０００８】図１１は、前記測量機１と反射プリズム装
置２との概略の光学配置図であり、図１１に於いて、前
記測量機１と反射プリズム装置２との光学系について略
述する。

【０００９】測距光を照射・受光する為の光学系は、測
距光５を射出する光源１０と、該光源１０からの測距光
５を前記反射プリズム装置２に照射する照射光学系と、
前記反射プリズム装置２からの反射光を導く受光光学系
と、受光光学系により導かれた反射光を受光する受光素
子１３とから構成されている。

【００１０】前記光源１０からの測距光５は、反射鏡１
１によって反射され照射光学系である対物レンズ１２に
向かう。該対物レンズ１２によって略平行光束とされた
測距光５は前記反射プリズム装置２のプリズム部３に照
射され、該プリズム部３により反射される。反射された
反射測距光５′は再び前記対物レンズ１２に向かう。前
記反射プリズム装置２のプリズム部３は、図に示した様
に、再帰反射プリズムであるコーナキューブの他、反射
シート等がある。

【００１１】前記対物レンズ１２を透過した反射測距光
５′は、該対物レンズ１２によって合焦され、前記反射
鏡１１の反射により前記光源１０の光軸から分離され、
前記受光素子１３に結像される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記反射プリズム装置
２は図１０でも分かる様に、プリズム部３とデータ通信
部４が左右又は上下に並列に並べられている。特に後付
けでデータ通信部４を設ける場合には、反射プリズム部
と並列に設けられることになる。

【００１３】前記測距光５は略平行光線として照射さ
れ、平行光を使用することにより遠距離の測定が可能に
なっている。上記した様に、前記プリズム部３とデータ
通信部４とは並列に設けられることから同一の光軸上に
配設することはできない。一般に測距光は平行光ではあ
るが、反射プリズム装置２が遠距離に設置されるので、
平行光線といえどもある程度の角度で広がっている。こ
の光束の広がりが並列に設けられた反射プリズム部と通
信部とをカバーし、測距光５が反射プリズム部と通信部
とを照射する様になっている。

【００１４】然し、近距離での測定では殆ど光束に広が
りがなく、反射プリズム部を視準する場合には平行に並
ぶ通信部を測距光５がカバーしないという問題があり、
近距離測量では光通信による情報の伝達が行えないとい
う状況が生じていた。

【００１５】本発明は斯かる実情に鑑み、測距光の光束
の広がりが生じない近距離での測量に於いても、測量機
１と反射プリズム装置２間のデータ通信が良好に行える
様にするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリズム部と
データ通信部とを具備し、前記プリズム部に向け測量機
から通信光が照射される反射プリズム装置に於いて、前
記プリズム部に入射する通信光の一部を前記データ通信
部に導くライトガイドを設けた反射プリズム装置に係
り、又データ通信部は少なくとも通信光を受光する受光
部と、該受光部の受光信号に基づいて前記通信光から通
信データを検出する信号検出回路、該信号検出回路の検
出した通信データを表示する表示部を有する操作部とか
ら構成される反射プリズム装置に係り、又前記データ通
信部は受光部と操作部とを有し、該受光部と操作部とが
分割されている反射プリズム装置に係り、又前記ライト
ガイドの受光位置を変え、前記プリズム部の異なる位置
から通信光を前記データ通信部に導く切替機構を有する
反射プリズム装置に係り、又前記ライトガイドは入射す
る通信光を反射する第１の反射面と、該第１の反射面か
らの測距光を導く柱状光学部材と、該柱状光学部材から
の通信光を受光部に向けて反射する第２の反射面を有す
る反射プリズム装置に係り、又前記切替機構は前記ライ
トガイドの受光位置を前記プリズム部の少なくとも上下
の位置に切替える反射プリズム装置に係り、更に又前記
ライトガイドはプリズム部の受光面及びデータ通信部の
受光窓を覆う板状の光学部材であり、該光学部材には前
記受光面を横断する反射面と該反射面に対向し前記受光
窓を横断する反射面とが形成され、ライトガイドを照射
する光の一部が前記反射面の反射により通信光としてデ
ータ通信部に導かれる反射プリズム装置に係るものであ
り、測量機と反射プリズム装置とが近距離にあり、測距
光束の広がりが充分でない場合でも、支障なく通信光に
よる情報の伝達を行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１８】図１、図２中、図１０中で示したものと同
様のものには同符号を付してある。

【００１９】ポール１５に対してプリズム部３が摺動可
能に設けられ、該プリズム部３に支持具１６を介してデ
ータ通信部４が隣接して設けられる。該データ通信部４
は前記プリズム部３と一体に構成してもよく、或はプリ
ズム部３に対して着脱可能としてもよい。

【００２０】切替え機構部２５を前記データ通信部４に
取付け、該切替え機構部２５を介してライトガイド２６
を前記データ通信部４に取付ける。前記切替え機構部２
５は前記ライトガイド２６を回転可能に支持し、２つの
回転位置で前記ライトガイド２６を所要の保持力で保持
可能となっている。該ライトガイド２６は前記プリズム
部３に入光する光線の一部を前記データ通信部４に導
く。

【００２１】前記データ通信部４は前面に受光窓１７が
設けられ、該受光窓１７の光軸は前記プリズム部３の光
軸と同一水平面内となっている。又、前記データ通信部
４の前面にはデータが受信されたかどうかの判別確認の
為の受光確認発光素子１８，１９が設けられており、該
受光確認発光素子１８，１９は一方の受光確認発光素子
１８が受光状態を示す赤色を点灯するＬＥＤであり、他
方の受光確認発光素子１９が非受光状態を示すオレンジ
色を点灯するＬＥＤである。

【００２２】図２は前記データ通信部４の概略構成ブロ
ック図であり、図３は操作部の一例を示している。

【００２３】前記データ通信部４は、受光部２０と操作
部２１から主に構成され、前記受光部２０は更に受光素
子７、信号検出部８及び前記受光素子７の前面に（前記
受光窓１７に）設けられた回折光学部材６を具備する受
光光学手段から構成され、又前記操作部２１は演算処理
部９、表示部２２、テンキー、ＯＮ−ＯＦＦスイッチ等
から成る入力部２３、スピーカ２４から主に構成されて
いる。

【００２４】図３に示す操作部２１は受光部２０とは分
離し、単体に構成された例を示しているが、前記受光部
２０と操作部２１とは一体であってもよい。本実施の形
態の様に、操作部２１を分離することにより、操作時に
前記ポール１５を揺らせることもなく、操作性が向上す
る。又、前記プリズム部３が極端に下方又は上方にある
場合にも操作性に影響がない。更に、前記操作部２１が
得た測量情報をデータコレクタに記憶させておく場合、
反射プリズム装置２とデータコレクタが離れている状況
で、前記操作部２１をデータコレクタに接続する場合に
受光部２０と離し単体で接続できるので使い勝手が良
い。

【００２５】前記測距光５は前記回折光学部材６を透過
して受光素子７に入射し、該受光素子７は受光した前記
測距光５を光電変換し、受光信号として前記信号検出部
８に出力する。該信号検出部８では受光信号の内、変調
信号等データ信号を分離検出し、前記演算処理部９に出
力する。該演算処理部９ではデータ信号に基づき前記表
示部２２に所要の表示、例えば測量結果であるとか或は
作業指示についての表示を行わせる。前記入力部２３は
表示部２２の表示の切替え或は前記測量機１に送信をす
る場合のデータを入力する。

【００２６】前記回折光学部材６は集光機能があると共
に入射する光束の内、平行成分をそのまま透過する。従
って、近距離に斜め方向から測距光５が前記回折光学部
材６に入射した場合、平行成分が透過し前記受光素子７
に到達する。近距離に於いては光束の広がりが小さいの
で光束密度が高く、平行成分が前記測距光５の一部であ
っても前記受光素子７が作動するに充分な光量となって
いる。

【００２７】次に、前記測量機１と反射プリズム装置２
とが遠距離にあり、前記測距光５の光束が広がった状態
で前記回折光学部材６に入射した場合、該回折光学部材
６は前記受光素子７の受光面に測距光５を集光させる。
従って、遠距離に於いても受光素子７には充分な光量が
入射する。

【００２８】前記プリズム部３、データ通信部４と前記
ライトガイド２６との光学配置の概略を図４により説明
する。前記ライトガイド２６は前記プリズム部３の受光
面と前記受光窓１７とに掛渡る長さを有し、プリズム部
３側の端部には前記測量機１に対峙する反射面２７を有
し、データ通信部４側の端部には前記受光窓１７に対峙
する反射面２８を有している。ここで、前記ライトガイ
ド２６は前記プリズム部３への測距光５の入光を遮る
が、遮ったことによる光量の減少が測距に影響しない大
きさとなっている。

【００２９】前記ライトガイド２６が保持される回転位
置は、図８（Ａ）（Ｂ）で見られる様に、前記プリズム
部３の下半部、上半部の２位置である。

【００３０】以下、作用を説明する。

【００３１】前記測量機１と前記反射プリズム装置２と
が近距離にある場合は、測距光５の広がりが小さく、前
記データ通信部４を照射しない。前記ライトガイド２６
は前記プリズム部３を照射する測距光５の一部を前記デ
ータ通信部４に導く。該データ通信部４は測距光５の一
部を通信光として受光し、変調信号等データ信号を分離
検出する。

【００３２】図５は上記実施の形態で前記反射面２７に
入射する測距光５の光軸に傾きがあった場合を示してい
る。光軸に傾きがあった場合、反射面２７で反射された
測距光５を前記反射面２８で充分に前記受光素子７に導
くには前記反射面２７、反射面２８の反射面がかなり大
きくなり、ライトガイド２６が大型化する。反射面２７
が大型化すると、前記プリズム部３に入射する測距光５
の光量が少なくなり、測距に影響及すことが考えられ
る。

【００３３】図６は前記反射面２７、反射面２８が小さ
くても確実に前記データ通信部４に通信光を導くことが
できる様に、前記反射面２７と反射面２８との間に柱状
光学部材２９を設けたものである。該柱状光学部材２９
の入射端面は前記反射面２７に近接して設け、射出端面
は前記反射面２８に近接して設けている。

【００３４】前記反射面２７に入射する測距光５の光軸
が傾斜していた場合でも、前記反射面２７で反射された
測距光５の大半は前記柱状光学部材２９に入射し、柱状
光学部材２９内で反射を繰返して前記反射面２８に向か
って射出される。而して、反射面２７、反射面２８を大
きくすることなく、充分な通信光を前記データ通信部４
に導くことができる。

【００３５】図１１で略述した様に、測距光５の射出
と、入射を１つの対物レンズ１２で行っているので、実
質的に射出と入射は上下、或は左右に分れ、測距光５の
往路と復路では光軸のずれがある。この為、測量機１と
反射プリズム装置２とが近距離にあり、測距光５の光束
の広がりが少ない場合には、測距光５の上下或は左右の
偏りがそのまま現れる。測量ではプリズム部３の中心を
視準する為、測距光５が前記対物レンズ１２の下方より
射出されたとすると、図７に見られる様に測距光５は前
記プリズム部３の下半部に入光する。

【００３６】従って、前記ライトガイド２６の前記反射
面２７の位置を前記プリズム部３の受光面の中央とした
場合は、測距光５が前記ライトガイド２６に入光しない
場合が生じる。この為、ライトガイド２６の反射面２７
はプリズム部３の中心より下方に偏った位置としてい
る。

【００３７】測量作業では測角の誤差を相殺する為、水
平及び高度の反転動作を行う。反転すると測距光は図７
中上方に移動する。反転動作をした場合、元の位置では
前記ライトガイド２６は測距光５を前記データ通信部４
に導くことができなくなるので、前記した様に前記切替
え機構部２５が前記ライトガイド２６を回転可能に支持
し、２つの回転位置で前記ライトガイド２６を所要の保
持力で保持する様になっている。

【００３８】図８（Ａ）（Ｂ）は測量作業での反転動作
した場合の前記ライトガイド２６の位置を示している。
前記ライトガイド２６の回転位置を選択することで、反
転動作に拘らず一定の光量の測距光５、即ち通信光を前
記データ通信部４に導くことが可能となる。

【００３９】図９（Ａ）（Ｂ）は他の実施の形態を示す
ものである。

【００４０】該他の実施の形態ではライトガイドを板状
の光学部材としたものである。

【００４１】前記プリズム部３の受光面及び前記データ
通信部４の受光面を覆う大きさと所要の厚みを有する矩
形板状のライトガイド３０を前記プリズム部３、データ
通信部４の前面に配設する。該ライトガイド３０は前記
プリズム部３の中央を上下に横断する反射面３１と前記
データ通信部４の受光窓１７の中央を上下に横断する反
射面３２を有している。

【００４２】測距光５の光束が大きな広がりを持ってい
る場合は、前記プリズム部３、受光窓１７を照射し、照
射する光束の内前記反射面３１に入射するものは前記反
射面３１で反射され、ライトガイド３０内を通過して前
記反射面３２で反射され、前記受光窓１７に入射する。
又、前記反射面３１以外の照射光は前記ライトガイド３
０を透過して前記プリズム部３、受光窓１７に入射す
る。

【００４３】測距光５の光束が小さい場合は、該測距光
５は図９（Ａ）の様に前記プリズム部３の下半部のみを
照射するが、前記反射面３１は上下に前記プリズム部３
を横断しているので測距光５の一部を確実に前記データ
通信部４に導く。更にライトガイド３０自体が前記柱状
光学部材２９の機能を持っているので、光の損失は極め
て少ない。

【００４４】更に、反転動作をし、前記測距光５の照射
位置が上半部に移動したとしても、前記反射面３１は上
下に横断しているので反射は影響を受けることがない。
従って、前記ライトガイド３０を反転させる等の機構は
必要ない。

【００４５】尚、前記実施の形態ではデータ通信用のレ
ーザ光線として測距光５を用いたが、データ通信用にト
ラックライト、投光レーザを用いてもよく、更にプリズ
ムと組合せた反射プリズム装置のみでなく、データ通信
部単体で、又データ通信部は測量機側に設けてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、反射プ
リズム装置と測量機とが、近距離であっても或は遠距離
であっても、更にデータ通信部に対する入射光軸が傾い
ていても、光を媒体としたデータ通信が支障なく行える
という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。

【図２】該実施の形態のデータ通信部の概略構成ブロッ
ク図である。

【図３】該実施の形態で使用される操作部の一例を示す
正面図である。

【図４】反射プリズム装置に於けるプリズム部とデータ
通信部との光学配置を示す説明図である。

【図５】反射プリズム装置に於けるプリズム部とデータ
通信部との光学配置を示す説明図である。

【図６】反射プリズム装置に於けるプリズム部とデータ
通信部との光学配置を示す説明図である。

【図７】測量機と反射プリズム装置とが近距離にある場
合のプリズム部と測距光の光束との関係を示す説明図で
ある。

【図８】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態の
作用を示す説明図である。

【図９】本発明の他の実施の形態を示す説明図であり、
（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。

【図１０】測量機と反射プリズム装置とを示す全体図で
ある。

【図１１】測量機と反射プリズム装置との概略光学配置
図である。

【符号の説明】

１ 測量機 ３ プリズム部 ４ データ通信部 ５ 測距光 ７ 受光素子 ２０ 受光部 ２１ 操作部 ２２ 表示部 ２５ 切替え機構部 ２６ ライトガイド

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリズム部とデータ通信部とを具備し、
   前記プリズム部に向け測量機から通信光が照射される反
   射プリズム装置に於いて、前記プリズム部に入射する通
   信光の一部を前記データ通信部に導くライトガイドを設
   けたことを特徴とする反射プリズム装置。
2. 【請求項２】 データ通信部は少なくとも通信光を受光
   する受光部と、該受光部の受光信号に基づいて前記通信
   光から通信データを検出する信号検出回路、該信号検出
   回路の検出した通信データを表示する表示部を有する操
   作部とから構成される請求項１の反射プリズム装置。
3. 【請求項３】 前記データ通信部は受光部と操作部とを
   有し、該受光部と操作部とが分割されている請求項２の
   反射プリズム装置。
4. 【請求項４】 前記ライトガイドの受光位置を変え、前
   記プリズム部の異なる位置から通信光を前記データ通信
   部に導く切替機構を有する請求項１の反射プリズム装
   置。
5. 【請求項５】 前記ライトガイドは入射する通信光を反
   射する第１の反射面と、該第１の反射面からの測距光を
   導く柱状光学部材と、該柱状光学部材からの通信光を受
   光部に向けて反射する第２の反射面を有する請求項１の
   反射プリズム装置。
6. 【請求項６】 前記切替機構は前記ライトガイドの受光
   位置を前記プリズム部の少なくとも上下の位置に切替え
   る請求項４の反射プリズム装置。
7. 【請求項７】 前記ライトガイドはプリズム部の受光面
   及びデータ通信部の受光窓を覆う板状の光学部材であ
   り、該光学部材には前記受光面を横断する反射面と該反
   射面に対向し前記受光窓を横断する反射面とが形成さ
   れ、ライトガイドを照射する光の一部が前記反射面の反
   射により通信光としてデータ通信部に導かれる請求項１
   の反射プリズム装置。