JP2005090965A

JP2005090965A - 視準機能、被視準機能及び光学計測用反射機能を併せ持つ望遠鏡

Info

Publication number: JP2005090965A
Application number: JP2003320516A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nakada; 賢中田
Original assignee: NAKATA SOKURYO KK
Current assignee: NAKATA SOKURYO KK
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】角度と距離を現場で測量的に操作することができる操作盤を備えていない型式の各種計測器械において、煩雑な作業を行うことなしに、既定の座標系上の絶対位置の情報を精度良く得ることが可能となる視準機能並び被視準及び光学計測用反射機能を併せもつ望遠鏡を提供することである。
【解決手段】本発明の視準機能、被視準機能及び光学計測用反射機能を併せ持つ望遠鏡（１６）は、望遠鏡部分（１８）と、望遠鏡部分の先端部の側に、前記望遠鏡部分の視準軸と同軸上に配置された光学計測用反射ミラー部分（２０）とを備え、光学計測用反射ミラーには、望遠鏡部分の視準軸と同軸上に、特定の波長の光を反射させるハーフミラー製の反射ミラー（２２）が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、視準機能、被視準機能及び光学計測用反射機能を併せ持つ望遠鏡に関する。本発明の望遠鏡は、角度及び距離を測定する測量器械、及び、或る方向上に存在する物体についての諸情報を把握するための計測器械（例えば、三次元レーザースキャナー、レーザー距離計、赤外線測定装置、レーダー探査装置、一般的な可視画像撮影装置等）に用いられる。

測量においては、一般的に、角度と距離を計測してデジタル出力することができる器械（通常「トータルステーション」と呼ばれる）を使用して計測が行われる。物体の位置関係は、角度（方向）と距離によってその相対的位置及び絶対的位置が判明するものであるが、測量等の各種計測を行う計測器械には、技術者が角度と距離を現場で測量的に操作（「測量的に操作」とは、基準方向である後視に計測器械を方向付けて、目標方向の方向角（測量座標系でＸ軸と平行な北を基準とする角度）を算出可能とする操作を意味する）することができる操作盤を備えている第１型式のものと、このような操作盤を備えていない第２型式のもの（例えば、三次元レーザースキャナーや、単なる測距機能を有しているにすぎないレーザー距離計、被写体の諸情報を画像表示する赤外線測定装置、レーダー探査装置、一般的な可視画像撮影装置等）がある。

しかしながら、上述の第２型式の計測器械では、既定の座標系（測量公共座標系等）上の絶対位置の情報を精度良く得ようとすると、煩雑な作業を行うことを余儀なくされるという不都合がある。このことを、レーザー測量器械を例にとり、図５を参照して、以下に説明する（なお、説明を明瞭にするため、作業手順を簡略化して説明する）。まず、計測点Ａ上に反射ミラーを設置する（手順１）。次いで、既知点Ｂ（既知点Ｂは、別の既知点Ｃに対する座標値が確定している）上にトータルステーションを設置し、トータルステーションによって計測点Ａ上の反射ミラーを視準して、角度（α₁ ，β₁ ）と距離（ｓ₁ ）のデータを取得することによって計測点Ａを既知化する（手順２）。次いで、計測点Ａ上に設置した反射ミラーを撤去する（手順３）。次いで、既知点Ｂ上に設置したトータルステーションを移動して、計測点Ａ上に設置する（手順４）。次いで、計測しようとする目標点Ｄとの位置関係を決定するため、計測点Ａ上に設置したトータルステーションによって、まず角度（α₂ ，β₂ ）を取得する（手順５）。次いで、計測点Ａ上に設置したトータルステーションを撤去する（手順６）。次いで、計測点Ａ上にレーザー測量器械を設置する（手順７）。この際、レーザー測量器械の求芯（水平位置と垂直位置）位置と手順４で設置したトータルステーションの求芯位置（水平位置と垂直位置）とを一致させるように注意しなければならない。そして、最後に、レーザー測量器械によって、計測点Ａから目標点Ｄへの距離（ｓ₂ ）のデータを取得して、目標点Ｄの座標値を決定する（手順８）。以上の作業を繰り返さなければならないため、きわめて煩雑である。

したがって、本発明は、角度と距離を現場で測量的に操作することができる操作盤を備えていない型式の各種計測器械において、煩雑な作業を行うことなしに、既定の座標系上の絶対位置の情報を精度良く得ることが可能となる視準機能、被視準機能及び光学計測用反射機能を併せ持つ望遠鏡を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の望遠鏡は、望遠鏡部分と、前記望遠鏡部分の先端部の側に、前記望遠鏡部分の視準軸と同軸上に配置された光学計測用反射ミラー部分とを備え、前記光学計測用反射ミラー部分には、前記望遠鏡部分の視準軸と同軸上に、特定の波長の光を反射させるハーフミラー製の反射ミラーが配置されていることを特徴とするものである。

本発明の望遠鏡には、視準機能と、視準軸上における被視準及び光学的反射機能とを併せ有する光学計測用反射ミラー部分が設けられているため、上述の第２型式の計測器械では、煩雑な作業を余儀なくされていた既定の座標系上の絶対位置の情報の取得を、比較的簡単に行うことが可能になった。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る視準機能、被視準機能及び光学計測用反射機能を併せ持つ望遠鏡（以下、単に「本発明の好ましい実施の形態に係る望遠鏡」という）について、レーザー測量器械に取り付けた場合を例として、詳細に説明する。本発明の好ましい実施の形態に係る望遠鏡１６は、図１及び図２において全体として参照符号１０で示されるレーザー器械に取り付けられている。レーザー器械１０は、レーザー器械部分１２と、レーザー器械部分１２の上方に望遠鏡１６を取り付けるためのアーム１４とを備えている。レーザー器械部分１２は、上述のように、従来の三次元レーザースキャナー、レーザー距離計などのレーザー器械でよい。

なお、図１及び図２において、参照符号１２ａは整準台、参照符号１２ｂは止めネジ、参照符号１２ｃは微動ネジ、参照符号１２ｄは止めネジ、参照符号１４ａは止めネジ、参照符号１４ｂは気泡管をそれぞれ示している。

望遠鏡１６は、図３に示されるように、望遠鏡部分１８と、望遠鏡部分１８の先端部の側に、望遠鏡部分１８の視準軸と同軸上に配置された光学計測用反射ミラー部分２０とを有している。ここで、先端部とは、接眼鏡が設けられている側と反対の側を意味する。

望遠鏡部分１８は、対物鏡１８ａ、接眼鏡１８ｂ、及び十字線（図示せず）が１つの鏡筒内に配列されている。ここで、上述の視準軸とは、対物鏡１８ａの光芯と十字線の交点とを結ぶ直線である。望遠鏡部分１８は、対物鏡１８ａと接眼鏡１８ｂの光芯を結ぶ直線である光軸と、視準軸とが一致するように構成されている。なお、図３に示されている望遠鏡は、いわゆる外焦式のものであるが、本発明においては、内焦式のものを使用してもよい。

光学計測用反射ミラー部分２０には、鏡筒内に、望遠鏡部分１８の視準軸と同軸上に反射ミラー２２が配置されている。反射ミラー２２は、特定の波長の光を反射させるハーフミラー製の３枚の二等辺三角形のプレート２２ａによって正三角錐が形成されるように形作られたものである。ここで、ハーフミラーとは、指定波長域において光を透過光と反射光とに分割するのに用いるミラーである。

上述のように望遠鏡部分１８と光学計測用反射ミラー部分２０とを有する望遠鏡１６は、視準機能、被視準機能、及び視準軸上における光学計測用反射機能を併せ持つことになる。

次に図５を参照して、以上のように構成された望遠鏡１６が取り付けられたレーザー測量器械１０の使用法の一例について説明する。まず、計測点Ａ上にレーザー測量器械１０を設置する（手順１）。次いで、既知点上Ｂにトータルステーションを設置し、トータルステーションによって、計測点Ａ上のレーザー測量器械１０の望遠鏡１６の光学計測用反射ミラー部分２０を視準して、角度（α₁ ，β₁ ）と距離（ｓ₁ ）のデータを取得することによって計測点Ａを既知化する（手順２）。次いで、計測点Ａ上のレーザー測量器械１０の望遠鏡１６によって、既知点Ｂを視準し基準方向を確定して（手順３）、計測しようとする目標点Ｄの角度（α₂ ，β₂ ）を取得するとともに、レーザー測量器械１０のレーザー器械部分１２によって、計測点Ａから目標点Ｄへの距離（ｓ₂ ）のデータを取得して、目標点Ｄの座標値を決定する（手順４）。この後、手順４の作業を繰り返すことによって、測量作業を実施する。

また、本発明の好ましい実施の形態に係る望遠鏡１６が取り付けられたレーザー測量器械１０と自動追尾型トータルステーションとを組み合わせて使用することにより、例えば連続した道路施設を計測しようとする場合に、極めて効率的に測量作業を実施することができる。すなわち、既知基準点上に自動追尾型トータルステーションを固定的に設置するとともに、本発明の好ましい実施の形態に係る望遠鏡１６が取り付けられたレーザー測量器械１０を車両に搭載する。そして、当該車両を走行させながら、自動追尾型トータルステーションによってレーザー測量器械１０の光学計測用反射ミラー部分２０を視準してレーザー測量器械１０の位置を逐次測定することにより、器械の積み替えや別の器械の入れ替えを一切することなしに、連続した施設の測量作業を実施することができる。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、反射ミラー２２が正三角錐に形作られているが、反射ミラーを正四角錐などの他の形状に形作ってもよい。

本発明の好ましい実施の形態に係る望遠鏡が取り付けられたレーザー測量器械の側面図である。図１のレーザー測量器械の正面図である。図１のレーザー測量器械の望遠鏡の概略断面図である。図３の望遠鏡に取り付けられる反射ミラーの斜視図である。本発明の好ましい実施の形態に係る望遠鏡が取り付けられたレーザー測量器械を用いて実施される作業手順を説明するための図である。

符号の説明

１０レーザー測量器械
１２レーザー器械部分
１４アーム
１６望遠鏡
１８望遠鏡部分
２０光学計測用反射ミラー部分
２２反射ミラー

Claims

視準機能、被視準機能及び光学計測用反射機能を併せ持つ望遠鏡であって、
望遠鏡部分と、前記望遠鏡部分の先端部の側に、前記望遠鏡部分の視準軸と同軸上に配置された光学計測用反射ミラー部分とを備え、
前記光学計測用反射ミラー部分には、前記望遠鏡部分の視準軸と同軸上に、特定の波長の光を反射させるハーフミラー製の反射ミラーが配置されていることを特徴とする望遠鏡。