JP2579234Y2

JP2579234Y2 - 反射鏡装置

Info

Publication number: JP2579234Y2
Application number: JP1990052121U
Authority: JP
Inventors: 晴夫府川; 正光遠藤
Original assignee: 株式会社ソキア
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2005-05-21
Also published as: JPH0411413U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は反射鏡装置に係り、特に位相差により距離計
測を行う同軸視準型の測距測角儀によってコーナの座標
測定を行なう際に使用する反射鏡装置に関する。

［従来の技術］光波を用いた同軸視準型の測距測角儀等（以下測距測
角儀という）で座標測定をするにあたっては、リフレク
ターが必要であるが、座標値を求めるリフレクターとし
ては、反射材（シートプリズム）を用いて、座標測定を
する所定位置に反射面を測距測角儀に向けて配置して行
なっていた。

しかし、これらのリフレクターを用いて特に工業用計
測を行なう場合、例えば第９図のような反射シートプリ
ズム20を用いてコーナ部の所望の一点（ｂ点）の座標を
測定しようとすると、コーナ部にシートプリズム20を密
着配置して測距測角することはできるが、以下の様な理
由によりｂ点の座標測定には面倒であった。

即ち、測定点ｂの座標値は、例えば測距測角儀を用い
て視準して求められる測距値及び水平天頂角によって示
すと、以下の如く表わされる。

Ｘ＝X_O＋Ｓ・sinθ_Ｚ×cosθ_Ｈ …（１）Ｙ＝Y_O＋Ｓ・sinθ_Ｚ×sinθ_Ｈ …（２）Ｚ＝Z_O＋Ｓ・cosθ_Ｚ …（３）ここで、上記式中、X_O，Y_O，Z_Oは任意のXYZ座標系に
おける測距測角儀の座標値であり、Ｓは斜距離、θ_Ｚは
天頂角，θ_Ｍは水平角である。

上述の式（１）〜（３）に基づいて測定点ｂの座標値
を算出するためには、先ず、例えば測距測角儀（図示せ
ず）でシートプリズム20のｂ点を視準するが、第10図
（ａ）に示すように、測距測角儀から送光された光の中
で、ｂ点から下側の光（すなわち第10図（ａ）のＫの範
囲の光）は、その部分にシートプリズム20がないため
に、シートプリズムで反射して測距測角儀へ戻ることは
ない。

一方、測距測角儀の送光（Ｌ）光源には位相むらがあ
るために、反射光を用いて平均的な位相差を計算し、こ
の値を測距値の算出に考慮するようにしている。

しかしながら、上述のようにｂ点からの反射は、送光
した光量の略半分となるために、位相差の平均値は、本
来の値より少し異なり、結果的にはｂ点の測距値に誤差
を生むこととなる。具体的には上述した式（１）〜
（３）中のＳの値が誤差を持ったものとなり、当然に座
標値（X,Y,Z）にも誤差を招くこととなる。

このため、測定点ｂの座標値を得るに当たって、直接
ｂ点を測距するのではなく、シートプリズム20のａ点
（第９図参照）の座標を求め、この値にab間の距離（既
値）を補正してｂ点の座標値を求めることが行なわれて
いる。この場合には、測距測角儀によってａ点を視準す
ると測距測角儀からの光束は、第10図（ｂ）に示すよう
にシートプリズム20のａ点を中心に全てシートプリズム
20に当たることとなるために、反射光もｂ点を視準した
場合のように送光した光量の略半分となって不足するこ
とがないので、反射光を用いて平均的な位相差を計算し
て問題なく測距測角値等からａ点の正確な座標値が求め
られる。

［考案が解決しようとする課題］しかし、実際のコーナ部は、第９図（又は第10図）に
示されるような、二平面が直交する理想的な状態にない
ことの方が多く、この場合にはシートプリズム20の指標
線（水平線）を綾線ｈと平行にすることは難しくなる。
即ち、第10図（ｂ）で言えば、シートプリズム20の側面
が接している水平方向の平面に凹凸があると、シートプ
リズム20は、その接している垂直方向の面内で傾いて設
置された状態となる。ここで、上述した式（１）〜
（３）中のＺ軸は測距測角儀の鉛直軸にとっているため
に、シートプリズム20が上述のように傾いた状態となる
と、ｂ点の座標は鉛直軸上から外れることになり、上述
のようにａ点の座標値を求めてこれにab間の距離を補正
しても、ｂ点の座標は誤差を生じてしまうという問題が
あった。

そこで、本考案は、簡易な構成で、精度よくコーナ部
の座標計測を可能とする反射鏡装置を提供することを課
題とするものである。

［課題を解決するための手段］しかして、本考案に係る反射鏡装置は、平面鏡とシー
トプリズムとを直交配置して構成されたものである。

そして、上述の構成において、シートプリズムには、
指標として例えば半円を描いて、この半円の直径が平面
鏡とシートプリズムとの交線と一致するようにすれば好
適である。

さらに、二つの平面鏡を直交配置すると共に、この二
つの平面鏡のそれぞれと直交するようにシートプリズム
を配置して構成したものでもよい。

この場合、シートプリズムには指標として1/4円を設
け、この1/4円の半径と二つの平面鏡とシートプリズム
の交線とが一致するようにすれば好適である。

［作用］したがって、上述のように構成された反射鏡装置をコ
ーナ部に配置し、この反射鏡に設けられた指標を目標と
して測距測角儀より送光すれば、シートプリズムの虚像
（第３図点線部分）が形成され、コーナ部の点（第３図
ｄ点）に極めて近い反射鏡の点（第３図ｃ点）を測距測
角できるために、この測定値をもってコーナ部の点の測
定値に代えることができることとなる。

このため、簡易な構造で、高精度のコーナ部の座標計
測を可能とする反射鏡装置を提供するといるものであ
る。

また、シートプリズムには指標として例えば半円を描
いておけば、平面鏡の反射により外部からは円に見える
ためにこの円の中心を目標として測距測角するようにす
れば、座標計測をより正確にすることができる。

さらに、二つの平面鏡とシートプリズムとを互いに直
交するように配置して構成することで、三面が直交する
ような建物等の隅であっても、反射鏡装置を容易に設定
できるものである。

そして、この構成の反射鏡装置にあっては、シートプ
リズムに指標として1/4円を描いておけば、他の二つの
平面鏡にその1/4円が写るために外部からは円として見
ることができ、その中心点を目標として測距測角すれば
より確実且つ簡易に精度良いコーナ部の座標計測が可能
となるものである。

［実施例］以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する部材，配置等は本考案を限定する
ものでなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変すること
ができるものである。

第１図乃至第４図は本考案に係る反射鏡装置の一実施
例を示すもので、第１図は全体斜視図、第２図は第１図
に示された実施例におけるシートプリズムの表面部分の
拡大側面図、第３図はコーナ部の測距測角原理を説明す
るための説明図、第４図は第１図に示された反射鏡装置
を用いて座標計測する場合の概略説明図である。

尚、以下説明する実施例においては、測距測角儀を用
いて説明する。

本例の反射装置Ｓは、第１図に示すように平面鏡１
と、この平面鏡と直交するように設けられたシートプリ
ズム２とから構成されているものである。

シートプリズム２は、例えば、アクリル、ポリカーボ
ネイト或はポリエステル等の透明樹脂を素材として平面
鏡１に比して比較的薄く矩形状に形成されている。そし
て、その表面は、第２図に示すように、充分な反射強度
を得られるように凹凸に形成されており、本実施例にお
いては、直角三角錐状の凹凸が形成されている。

尚、シートプリズム２面への光の入射角は、約±60°
程度であっても測距測角儀への反射光は十分得られるの
で、座標計測は十分可能である。

また、このシートプリズム２の表面には、例えばシル
ク印刷により、指標としての十字線３が描かれると共
に、この十字線３の交点を中心として適宜な大きさの半
円４が描かれている。

そして、このシートプリズム２の上述した十字線３の
水平線が平面鏡１の縁に一致するようにしてシートプリ
ズム２と平面鏡１とは接着剤等によって、平面鏡１の側
面部分で互いに接合されている。

尚、後述する本装置Ｓによる座標計測の原理で解るよ
うに、できる限り正確な計測結果を得るためには上述し
た平面鏡１は可能な限り薄いものが望ましい。この場
合、シートプリズム２も薄く軽いものなので（約0.5m
m）、装置Ｓを構造的に強化し（プリズム定数は裏面で
零）、平面鏡１（厚さ１〜2mm）とシートプリズム２の
直交状態を正確に保つために、平面鏡１とシートプリズ
ム２の側面を板で連結して補強するようにすると良い。

次に、本装置Ｓを所望のコーナ部に密着配置し、測距
測角儀５より送光した場合に、コーナ部の座標計測がで
きる原理について第３図を参照しつつ以下に説明する。

第３図において、記号l₁，l₂は測距測角儀５から送光
された光を表わし、この光は同図の右上方向から入射し
ている状態である。勿論、ｃ点は測距測角儀５の視準点
であり、求める座標値である。

光l₁はシートプリズム２で反射されて、入射してきた
と同一の光路をたどって戻る反射光ｌ_１′となる。

一方、コーナ部のｄ点手前の位置で平面鏡１に入射さ
れた光l₂は、この平面鏡１で反射されシートプリズム２
へ向かって行き、虚像６で反射された反射光ｌ_３′のも
のとなり、l₂と逆方向の光路を辿って行くことになる。
即ち、次のように掟えることができる。入射光l₂は、そ
の一部が前述した平面鏡１の反射位置で虚像６方向へ進
む仮想光l₃となり、この仮想光l₃が虚像６（即ちシート
プリズム２）で反射され仮想反射光ｌ_３′となって仮想
光l₃の入射方向と逆の方向へ戻って行くと解することが
できる。これは平面鏡１で反射された入射光l₂がシート
プリズム２へ向かい、さらにシートプリズム２のｅ点で
反射されて平面鏡１へ向かうのと同じことになり、反射
光ｌ_３′となって戻っていくように作用していると捉え
ることが出来るものである。それ故、ｃ点を測距測角の
際に視準点とすれば、ｃ点とｄ点とは極めて近接してい
るために、略ｄ点を測距測角した場合と同一の測定結果
を得ることができることとなる。

しかして、本装置Ｓを用いて所定地点より所望のコー
ナ部の座標計測をするには、第４図に示されるように所
望のコーナ部に本装置を密着配置して、シートプリズム
２の表面の半円４の中心を目標点として測距測角儀５か
ら送光すれば、上述したような原理によってコーナ部の
座標値計測ができるものである。

本実施例においては、平面鏡１にガラス材を用いた
が、第５図に示すように、薄い銅板７例えば0.1〜1mmを
直交Ｌ字状に形成し、一方の平面部7aにクロム又はアル
ミメッキ等を施したメッキ層８を形成することで反射鏡
９を形成し、他方の平面部7bには、両面接着テープを用
いてシートプリズム２を貼り付けるようにして、衝撃等
に対して強度を増すようにしても良い。

また、座標値計測をしようとする箇所は第４図に示し
たように必ずしも直角なコーナ部に限られず、第６図に
示すように、二つの面が鈍角に交差するような交差点で
あっても、図に示すように本装置Ｓを設定することで第
４図の場合と全く同様に座標計測できるものである。

次に、第７図に示される実施例について同図を参照し
つつ説明する。

この実施例における装置Ｓ′は、第１の平面鏡10と、
第２の平面鏡11と、シートプリズム２′とから構成され
ているものである。

第１及び第２の平面鏡10,11はガラス材或は、銅板等
にクロム又はニッケルメッキ等を施してなり、薄い板材
で、第２の平面鏡11の任意の側面で第１の平面鏡10が接
着剤等により各々の平面鏡10,11を含む平面が直交する
ように接合されている。

また、シートプリズム２′は基本的には前述した実施
例（第１図参照）と同一のものであるが、その表面には
直交する指標としての十字線12と、この十字線12の交点
を中心とする同じく指標としての1/4円13が、前述した
実施例と同様にシルク印刷等により描かれている。

そして、このシートプリズム２′は、十字線12を第１
及び第２の平面鏡10,11の縁に一致するようにして第１
及び第２の平面鏡10,11の直交している一方の側面部に
接着剤等により接合されており、このためシートプリズ
ム２′は第１及び第２の平面鏡10,11に対して直交する
ようになっている。

このような構成を有する本装置Ｓ′は、特に三面が直
交しているような部屋の隅の座標値の測定を行なう場合
に有効で、第７図に示すように、第１の平面鏡10及びシ
ートプリズム２′を床14に対して第１及び第２の垂直に
立設した壁面15a,15bにそれぞれ密着させて配置する。
このようにすれば反射鏡10、11の反射光はすべてシート
プリズム２′から反射されたことになる。そして、第１
平面鏡10,第２の平面鏡11及びシートプリズム２′の直
交点である測定点ｇを視準点として、第４図に示すと同
様の要領で測距測角儀５から送光すれば、前述の実施例
で説明したと同様の原理に基づいて、測距されるが位相
むらがあるため反射光の平均的な位相を計算し、この値
を測距値とすると、隅の点ｆの座標計測ができるもので
ある。

次に第８図に示される実施例について同図を参照しつ
つ説明すれば、この実施例は、平面鏡１′とシートプリ
ズム２とから構成される点は第１図に示された実施例と
同様であるが、補強板17に第８図に示すようにシートプ
リズム２の厚みと略同一の幅を有する溝16が任意の端部
近傍に形成されている点が異なっているものである。

この実施例に示される反射鏡装置Ｓは、平面鏡１′と
シートプリズム２とが別体であるのでシートプリズムの
大きさもいろいろなサイズに変えることができる。

そして、装置を使用する場合に、同図に示されるよう
にシートプリズム２を平面鏡１′の側面方向から上述の
溝16に差し込めば平面鏡１′とシートプリズム２とは直
交状態となるように構成してあり、第１図に示された実
施例と同様にして反射鏡装置として用いることができる
ものである。

尚、半円４及び十字線３については、第１図に示され
た実施例と同様であるのでここでの説明は省略する。

［考案の効果］本考案は、以上説明したように構成されているので、
簡易な構成で安価であり、しかも高精度でコーナ部の座
標計測が容易にできるものである。

また、シートプリズムには指標として半円を描いてお
けば、この半円が平面鏡に写るので、外部からは円とし
て認識することができこの円の中心を視準点として測距
測角することができ、これにより、より確実なコーナ部
の座標計測ができる。

さらには、二つの平面鏡とシートプリズムとを相互に
直交するように配置して構成することで、三平面に囲ま
れたような隅の所でも容易に設置でき、しかも高精度な
座標計測ができるものである。

そして、シートプリズムには指標として1/4円を描い
ておけば、シートプリズムと直交する二つの平面鏡にこ
の1/4円が写るので、外部からは円として捉えることが
できるために、この円の中心点を視準点として測距測角
するようにすれば、より確実で正確な座標計測ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る反射鏡装置の一実施例を示す全体
斜視図、第２図は第１図に示された実施例におけるシー
トプリズムの表面部分の拡大側面図、第３図はコーナ部
の測距測角原理を説明するための説明図、第４図は第１
図に示された反射鏡装置を用いて測距測角する場合の概
略説明図、第５図は平面鏡を第１図に示された実施例と
異なる構成とした場合の実施例を示す縦断面図、第６図
は鈍角に交わるコーナ部に第１図に示された反射鏡装置
を設置した場合の測定箇所の例を示す概略説明図、第７
図は二つの平面鏡と一つのシートプリズムを用いた反射
鏡装置の実施例を示す全体斜視図、第８図は第１図に示
された反射鏡装置の補強板に溝を設けた場合の実施例を
示す分解斜視図、第９図は従来のシートプリズムを用い
てコーナ部を座標計測する場合のシートプリズムの設置
状態を説明する斜視図、第10図（ａ），（ｂ）は従来の
シートプリズムを用いてコーナ部を座標計測する場合の
概略説明図である。 1,1′……平面鏡、2,2′……シートプリズム、3,12……
指標（十字線）、４……指標（半円）、10……平面鏡
（第１の平面鏡）、11……平面鏡（第２の平面鏡）、13
……指標（1/4円）、Ｓ……第１図及び第８図に示され
た実施例における反射鏡装置、Ｓ′……第７図に示され
た実施例における反射鏡装置。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01C 15/06

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】平面鏡とシートプリズムとを直交配置した
ことを特徴とする反射鏡装置。
【請求項２】前記シートプリズムには指標が設けられ、
該指標は平面鏡とシートプリズムとの交線の一部又は全
部を直径とする半円であることを特徴とする請求項１記
載の反射鏡装置。
【請求項３】二つの平面鏡を直交配置すると共に、これ
ら二つの平面鏡の各々と直交するようにシートプリズム
を設けたことを特徴とする反射鏡装置。
【請求項４】前記、シートプリズムの所定箇所には指標
が設けられ、該指標は1/4円であり、その半径方向に沿
って、二つの平面鏡とシートプリズムとの交線が一致す
るよう平面鏡とシートプリズムとを接合したことを特徴
とする請求項３記載の反射鏡装置。