JP3696346B2 - レーザセオドライト - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視準方向に向けてレーザ光束を射出することが可能なレーザセオドライト（測量装置）の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、レーザセオドライトには、図１に示すように、視準望遠鏡の鏡筒内に、対物レンズ５０、合焦可動レンズ５１、焦点板５２、接眼レンズ５３を設けると共に、合焦可動レンズ５１と焦点板５２との間にハーフミラー５４を設けて、ヘリウムネオンレーザ光源５５からのレーザ光束を視準方向に向けて反射させる光学構成のものが知られている。そのヘリウムネオンレーザ光源５５とハーフミラー５４との間には、レーザ光束合焦用の可動レンズ５６、全反射ミラー５７、レーザ光束合焦用の可動レンズ５８が設けられている。その可動レンズ５６、５８を光軸方向に移動させると、位置Ｑにレーザ光束が実像として結像される。可動レンズ５８とハーフミラー５４との間にはレンズ５９が設けられ、レンズ５９の焦点距離はそのレンズ５９の配設位置から位置Ｑまでの距離よりも大きい。そのレンズ５９によって形成される位置Ｑの虚像Ｑ´と焦点板５２とはハーフミラー５４に関して共役である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のレーザセオドライトでは、ハーフミラー５４の本質的な性質から、ハーフミラー５４はレーザ光束の一部を視準方向に向けて反射しかつ一部を透過する。また、ハーフミラー５４は視準方向に存在する視準点から視準望遠鏡の視準光学系に向かって入射する視準光の一部を反射すると共に一部を透過する。このハーフミラー５４の存在により、視準光の一部が反射されるため、視野が暗くなり、ひいては、測量作業を正確かつ迅速に行い難いという不都合がある。また、視準方向に向けてレーザ光束を反射させる際にもレーザ光束の一部がハーフミラー５４を素通りするため、視準点に向けて反射されるレーザ光束の光量が少なくなると共に、視準点からの反射レーザ光束もその一部がハーフミラー５４により反射され、焦点板３に向けて透過する反射レーザ光束が少なくなるので、その視準点からの反射レーザ光束も視準しにくいという不都合がある。また、そのハーフミラー５４により視準方向に向けて反射されずにそのまま透過したレーザ光束はゴーストになり易く、例えば赤色の可視レーザ光を用いた場合には、視野全体が赤味がかって見えるという不都合がある。
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、視野を明るくすることができると共に、視準点からの反射レーザ光束を容易に認識できるレーザセオドライトを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のレーザセオドライトは、視準望遠鏡の合焦レンズと焦点板との間の光軸上に設けられた正立正像プリズムおよび前記合焦レンズの間の光軸上に前記正立正像プリズムから離間して設けられかつレーザ光束を視準方向に向けて反射する偏光ビームスプリッタと、前記焦点板と共役位置に設けられて前記偏光ビームスプリッタに向けて前記レーザ光束を射出するための半導体レーザと、該半導体レーザと前記偏光ビームスプリッタとの間に、余分な偏光のレーザ光束を妨げる偏光手段とを有する。
レーザ光束光源部は、レーザ光束を偏光ビームスプリッタに向けて射出する。偏光ビームスプリッタはそのレーザ光束を視準方向に向けて反射し、視準方向に存在する視準点からのレーザ反射光を焦点板に向けてほぼそのまま透過させる。
本発明の請求項２に記載のレーザセオドライトは、請求項１に記載のものにおいて、前記視準望遠鏡が托架部に回動可能に設けられ、前記托架部に前記半導体レーザの電池式の駆動電源部が設けられ、レーザ光束を視準方向に向けて射出するための前記半導体レーザからなるレーザ光束光源部が前記視準望遠鏡に設けられ、前記レーザ光束光源部には、スリップリングを介して前記駆動電源部から電力が供給される。
本発明の請求項３に記載のレーザセオドライトは、請求項２に記載のものにおいて、前記レーザ光束光源部を収容するための光源収容部が前記視準望遠鏡に突出して設けられ、前記半導体レーザから発生した熱を放熱する放熱部となっていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図２において、１は基盤部、２は装置本体部である。装置本体部２は基盤部１に対して水平面内で回動可能である。その装置本体部２は表示操作部３、一対の托架部４を有する。一対の托架部４の頂部には把手５が掛け渡されている。なお、３ａは表示面、３ｂは操作ボタンである。
一対の托架部４の中間部には、望遠鏡部６が垂直面内で回動可能に設けられている。その望遠鏡部６の鏡筒７内には、視準光学系８が設けられている。
【０００６】
視準光学系８は、図３（イ）〜図３（ハ）に示すように、対物レンズ９と合焦レンズ１０と正立正像プリズム１１と焦点板１２と接眼レンズ１３とを有する。合焦レンズ１０をその視準光学系８の光軸Ｏに沿って可動させることにより、視準方向前方に存在する視準点の像が焦点板１２にピントの合った状態で結像される。
【０００７】
その合焦レンズ１０と正立正像プリズム１１との間には偏光ビームスプリッタ１３が設けられている。偏光ビームスプリッタ１３は、正立正像プリズム１１から離間して配置されている。その偏光ビームスプリッタ１３は後述するレーザ光束を視準点に向けて反射する役割を果たす。
そのレーザ光束Ｓ１は半導体レーザ１４により発生され、半導体レーザ１４から出射されるレーザ光Ｓ１は通常直線偏光である。ここでは、そのレーザ光束Ｓ１はＳ偏光しているものとする。そのレーザ光束Ｓ１は集光レンズ１５により集光されて偏光ビームスプリッタ１３に導かれる。偏光ビームスプリッタ１３はＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる反射面１３ａを有する。
【０００８】
半導体レーザ１４の配設位置はその集光レンズ１５の焦点距離内に存在する。その半導体レーザ１４の発光点と焦点板１２とは合焦レンズ１０に関して共役である。
その半導体レーザ１４と集光レンズ１５とはレーザ光束光源部１６を構成している。そのレーザ光束光源部１６は、図２に示す光源収容部１６Ａに収容されている。その光源収容部１６Ａは鏡筒７から突出して設けられ、この光源収容部１６Ａは半導体レーザ１４から発生した熱を放熱する放熱部となっている。その光源収容部１６Ａの頂部には、概略視準を行うための照星照門１６Ｂが設けられている。
【０００９】
そのレーザ光束光源部１６から射出されたレーザ光束Ｐ１は図３（ロ）に示すように広がりつつ偏光ビームスプリッタ１３に導かれ、その反射面１３ａで反射されて合焦レンズ１０に導かれ、この合焦レンズ１０により更に広げられて、対物レンズ９により視準点に合焦結像される。
視準点から対物レンズ９に到来する視準光束は、図３（ハ）に示すように合焦レンズ１０を通過して偏光ビームスプリッタ１３、正立正像プリズム１１を透過して、焦点板１２に結像され、測量作業者は接眼レンズ１３を通じてその焦点板１２に結像された視準像を見ることができる。同様に、視準点において反射されて望遠鏡部６に到来した反射レーザ光も、対物レンズ９、合焦レンズ１０を透過して偏光ビームスプリッタ１３に導かれる。
【００１０】
視準点に合焦されたレーザ光の反射光は、その視準点における反射の際に、偏光方向がくずれたＰ偏光成分を有するため、偏光ビームスプリッタ１３を透過して焦点板１２に導かれる。半導体レーザ１４の発光点と焦点板１４とは合焦レンズ１０に関して共役であるので、焦点板１２に視準点からのレーザ光の反射スポットが結像される。従って、測量作業者は視準点の像と共にレーザ光の反射スポットとが重なった状態で視準できる。
【００１１】
その半導体レーザ１４は、図４に示すように、レーザ駆動部１５によって駆動される。そのレーザ駆動部１５は一対の托架部４の一方に設置収容されている。一対の托架部４の他方には、本体電源部としての電池式パック１６が内蔵され、レーザ駆動部１５と電池式パック１６と電力供給線１７によって接続されている。レーザ駆動部１５と電池式パック１６とは望遠鏡部６を挟んで互いに対向する一対の托架部４に別々に配設されているので、装置本体部２の重量バランスが良好なものとなっている。
【００１２】
レーザ駆動部１５は作動スイッチ１８と光量調整ボリューム１９とを有する。その作動スイッチ１８と光量調整ボリューム１９とはそれぞれ一方の托架部４の側面に取り付けられている。その一方の托架部４にはスリップリング２０が設けられ、レーザ駆動部１５の電力がスリップリング２０を介して半導体レーザ１４に供給される。
【００１３】
作動スイッチ１８をオンすると、半導体レーザ１４がオンされ、光量調整ボリューム１９を調整すると、その半導体レーザ１４への駆動電流が変更され、その半導体レーザ１４はヘリウムネオンレーザに較べて非常に小さいので、望遠鏡部６の垂直面内での回動操作が容易であり、また、その駆動電力はヘリウムネオンレーザの駆動電力に較べて非常に小さい。
【００１４】
以上、発明の実施の形態について説明したが、半導体レーザ１４は偏光の異なる成分もいくらか含むため、半導体レーザ１４と偏光ビームスプリッタ１３との間に偏光フィルタを設けると、例えばＰ偏光が透過するように設けることにより、余分なＳ偏光の透過を妨げ、ゴースト等の発生を防止できる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係わるレーザセオドライトは、以上説明したように構成したので、視野を明るくすることができると共に、視準点からの反射レーザ光束を容易に認識できるという効果を奏する。
更に、半導体レーザの駆動電力をスリップリングを介して供給するため、望遠鏡は回転自在である。
加えて、半導体レーザの収納部を放熱し易い形状としたので、望遠鏡に対する半導体レーザの発熱の影響を極力少なくし、望遠鏡の視準精度を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のレーザセオドライトの光学系を示す図である。
【図２】 本発明に係わるレーザセオドライトの正面図である。
【図３】 本発明に係わるレーザセオドライトの光学系を示す説明図であって、（イ）はその基本構成図、（ロ）はその光学系から視準方向の視準点に向けて出射されるレーザ光束を説明するための図、（ハ）はその視準点から到来する視準光束の結像状態を説明するための図である。
【図４】 本発明に係わるレーザセオドライトの半導体レーザの駆動電源部を説明するための説明図であって、電源とレーザ駆動部と、半導体レーザとの配置関係と接続状態とを示す図である。
【符号の説明】
６…望遠鏡部（視準望遠鏡）
１０…合焦レンズ
１２…焦点板
１３…偏光ビームスプリッタ
１４…半導体レーザ
１６…レーザ光束光源部
Ｓ１…レーザ光束
【発明の属する技術分野】
本発明は、視準方向に向けてレーザ光束を射出することが可能なレーザセオドライト（測量装置）の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、レーザセオドライトには、図１に示すように、視準望遠鏡の鏡筒内に、対物レンズ５０、合焦可動レンズ５１、焦点板５２、接眼レンズ５３を設けると共に、合焦可動レンズ５１と焦点板５２との間にハーフミラー５４を設けて、ヘリウムネオンレーザ光源５５からのレーザ光束を視準方向に向けて反射させる光学構成のものが知られている。そのヘリウムネオンレーザ光源５５とハーフミラー５４との間には、レーザ光束合焦用の可動レンズ５６、全反射ミラー５７、レーザ光束合焦用の可動レンズ５８が設けられている。その可動レンズ５６、５８を光軸方向に移動させると、位置Ｑにレーザ光束が実像として結像される。可動レンズ５８とハーフミラー５４との間にはレンズ５９が設けられ、レンズ５９の焦点距離はそのレンズ５９の配設位置から位置Ｑまでの距離よりも大きい。そのレンズ５９によって形成される位置Ｑの虚像Ｑ´と焦点板５２とはハーフミラー５４に関して共役である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のレーザセオドライトでは、ハーフミラー５４の本質的な性質から、ハーフミラー５４はレーザ光束の一部を視準方向に向けて反射しかつ一部を透過する。また、ハーフミラー５４は視準方向に存在する視準点から視準望遠鏡の視準光学系に向かって入射する視準光の一部を反射すると共に一部を透過する。このハーフミラー５４の存在により、視準光の一部が反射されるため、視野が暗くなり、ひいては、測量作業を正確かつ迅速に行い難いという不都合がある。また、視準方向に向けてレーザ光束を反射させる際にもレーザ光束の一部がハーフミラー５４を素通りするため、視準点に向けて反射されるレーザ光束の光量が少なくなると共に、視準点からの反射レーザ光束もその一部がハーフミラー５４により反射され、焦点板３に向けて透過する反射レーザ光束が少なくなるので、その視準点からの反射レーザ光束も視準しにくいという不都合がある。また、そのハーフミラー５４により視準方向に向けて反射されずにそのまま透過したレーザ光束はゴーストになり易く、例えば赤色の可視レーザ光を用いた場合には、視野全体が赤味がかって見えるという不都合がある。
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、視野を明るくすることができると共に、視準点からの反射レーザ光束を容易に認識できるレーザセオドライトを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のレーザセオドライトは、視準望遠鏡の合焦レンズと焦点板との間の光軸上に設けられた正立正像プリズムおよび前記合焦レンズの間の光軸上に前記正立正像プリズムから離間して設けられかつレーザ光束を視準方向に向けて反射する偏光ビームスプリッタと、前記焦点板と共役位置に設けられて前記偏光ビームスプリッタに向けて前記レーザ光束を射出するための半導体レーザと、該半導体レーザと前記偏光ビームスプリッタとの間に、余分な偏光のレーザ光束を妨げる偏光手段とを有する。
レーザ光束光源部は、レーザ光束を偏光ビームスプリッタに向けて射出する。偏光ビームスプリッタはそのレーザ光束を視準方向に向けて反射し、視準方向に存在する視準点からのレーザ反射光を焦点板に向けてほぼそのまま透過させる。
本発明の請求項２に記載のレーザセオドライトは、請求項１に記載のものにおいて、前記視準望遠鏡が托架部に回動可能に設けられ、前記托架部に前記半導体レーザの電池式の駆動電源部が設けられ、レーザ光束を視準方向に向けて射出するための前記半導体レーザからなるレーザ光束光源部が前記視準望遠鏡に設けられ、前記レーザ光束光源部には、スリップリングを介して前記駆動電源部から電力が供給される。
本発明の請求項３に記載のレーザセオドライトは、請求項２に記載のものにおいて、前記レーザ光束光源部を収容するための光源収容部が前記視準望遠鏡に突出して設けられ、前記半導体レーザから発生した熱を放熱する放熱部となっていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図２において、１は基盤部、２は装置本体部である。装置本体部２は基盤部１に対して水平面内で回動可能である。その装置本体部２は表示操作部３、一対の托架部４を有する。一対の托架部４の頂部には把手５が掛け渡されている。なお、３ａは表示面、３ｂは操作ボタンである。
一対の托架部４の中間部には、望遠鏡部６が垂直面内で回動可能に設けられている。その望遠鏡部６の鏡筒７内には、視準光学系８が設けられている。
【０００６】
視準光学系８は、図３（イ）〜図３（ハ）に示すように、対物レンズ９と合焦レンズ１０と正立正像プリズム１１と焦点板１２と接眼レンズ１３とを有する。合焦レンズ１０をその視準光学系８の光軸Ｏに沿って可動させることにより、視準方向前方に存在する視準点の像が焦点板１２にピントの合った状態で結像される。
【０００７】
その合焦レンズ１０と正立正像プリズム１１との間には偏光ビームスプリッタ１３が設けられている。偏光ビームスプリッタ１３は、正立正像プリズム１１から離間して配置されている。その偏光ビームスプリッタ１３は後述するレーザ光束を視準点に向けて反射する役割を果たす。
そのレーザ光束Ｓ１は半導体レーザ１４により発生され、半導体レーザ１４から出射されるレーザ光Ｓ１は通常直線偏光である。ここでは、そのレーザ光束Ｓ１はＳ偏光しているものとする。そのレーザ光束Ｓ１は集光レンズ１５により集光されて偏光ビームスプリッタ１３に導かれる。偏光ビームスプリッタ１３はＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる反射面１３ａを有する。
【０００８】
半導体レーザ１４の配設位置はその集光レンズ１５の焦点距離内に存在する。その半導体レーザ１４の発光点と焦点板１２とは合焦レンズ１０に関して共役である。
その半導体レーザ１４と集光レンズ１５とはレーザ光束光源部１６を構成している。そのレーザ光束光源部１６は、図２に示す光源収容部１６Ａに収容されている。その光源収容部１６Ａは鏡筒７から突出して設けられ、この光源収容部１６Ａは半導体レーザ１４から発生した熱を放熱する放熱部となっている。その光源収容部１６Ａの頂部には、概略視準を行うための照星照門１６Ｂが設けられている。
【０００９】
そのレーザ光束光源部１６から射出されたレーザ光束Ｐ１は図３（ロ）に示すように広がりつつ偏光ビームスプリッタ１３に導かれ、その反射面１３ａで反射されて合焦レンズ１０に導かれ、この合焦レンズ１０により更に広げられて、対物レンズ９により視準点に合焦結像される。
視準点から対物レンズ９に到来する視準光束は、図３（ハ）に示すように合焦レンズ１０を通過して偏光ビームスプリッタ１３、正立正像プリズム１１を透過して、焦点板１２に結像され、測量作業者は接眼レンズ１３を通じてその焦点板１２に結像された視準像を見ることができる。同様に、視準点において反射されて望遠鏡部６に到来した反射レーザ光も、対物レンズ９、合焦レンズ１０を透過して偏光ビームスプリッタ１３に導かれる。
【００１０】
視準点に合焦されたレーザ光の反射光は、その視準点における反射の際に、偏光方向がくずれたＰ偏光成分を有するため、偏光ビームスプリッタ１３を透過して焦点板１２に導かれる。半導体レーザ１４の発光点と焦点板１４とは合焦レンズ１０に関して共役であるので、焦点板１２に視準点からのレーザ光の反射スポットが結像される。従って、測量作業者は視準点の像と共にレーザ光の反射スポットとが重なった状態で視準できる。
【００１１】
その半導体レーザ１４は、図４に示すように、レーザ駆動部１５によって駆動される。そのレーザ駆動部１５は一対の托架部４の一方に設置収容されている。一対の托架部４の他方には、本体電源部としての電池式パック１６が内蔵され、レーザ駆動部１５と電池式パック１６と電力供給線１７によって接続されている。レーザ駆動部１５と電池式パック１６とは望遠鏡部６を挟んで互いに対向する一対の托架部４に別々に配設されているので、装置本体部２の重量バランスが良好なものとなっている。
【００１２】
レーザ駆動部１５は作動スイッチ１８と光量調整ボリューム１９とを有する。その作動スイッチ１８と光量調整ボリューム１９とはそれぞれ一方の托架部４の側面に取り付けられている。その一方の托架部４にはスリップリング２０が設けられ、レーザ駆動部１５の電力がスリップリング２０を介して半導体レーザ１４に供給される。
【００１３】
作動スイッチ１８をオンすると、半導体レーザ１４がオンされ、光量調整ボリューム１９を調整すると、その半導体レーザ１４への駆動電流が変更され、その半導体レーザ１４はヘリウムネオンレーザに較べて非常に小さいので、望遠鏡部６の垂直面内での回動操作が容易であり、また、その駆動電力はヘリウムネオンレーザの駆動電力に較べて非常に小さい。
【００１４】
以上、発明の実施の形態について説明したが、半導体レーザ１４は偏光の異なる成分もいくらか含むため、半導体レーザ１４と偏光ビームスプリッタ１３との間に偏光フィルタを設けると、例えばＰ偏光が透過するように設けることにより、余分なＳ偏光の透過を妨げ、ゴースト等の発生を防止できる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係わるレーザセオドライトは、以上説明したように構成したので、視野を明るくすることができると共に、視準点からの反射レーザ光束を容易に認識できるという効果を奏する。
更に、半導体レーザの駆動電力をスリップリングを介して供給するため、望遠鏡は回転自在である。
加えて、半導体レーザの収納部を放熱し易い形状としたので、望遠鏡に対する半導体レーザの発熱の影響を極力少なくし、望遠鏡の視準精度を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のレーザセオドライトの光学系を示す図である。
【図２】 本発明に係わるレーザセオドライトの正面図である。
【図３】 本発明に係わるレーザセオドライトの光学系を示す説明図であって、（イ）はその基本構成図、（ロ）はその光学系から視準方向の視準点に向けて出射されるレーザ光束を説明するための図、（ハ）はその視準点から到来する視準光束の結像状態を説明するための図である。
【図４】 本発明に係わるレーザセオドライトの半導体レーザの駆動電源部を説明するための説明図であって、電源とレーザ駆動部と、半導体レーザとの配置関係と接続状態とを示す図である。
【符号の説明】
６…望遠鏡部（視準望遠鏡）
１０…合焦レンズ
１２…焦点板
１３…偏光ビームスプリッタ
１４…半導体レーザ
１６…レーザ光束光源部
Ｓ１…レーザ光束
Claims (3)
- 視準望遠鏡の合焦レンズと焦点板との間の光軸上に設けられた正立正像プリズムおよび前記合焦レンズの間の光軸上に前記正立正像プリズムから離間して設けられかつレーザ光束を視準方向に向けて反射する偏光ビームスプリッタと、前記焦点板と共役位置に設けられて前記偏光ビームスプリッタに向けて前記レーザ光束を射出するための半導体レーザと、該半導体レーザと前記偏光ビームスプリッタとの間に、余分な偏光のレーザ光束を妨げる偏光手段とを有するレーザセオドライト。
- 前記視準望遠鏡が托架部に回動可能に設けられ、前記托架部に前記半導体レーザの電池式の駆動電源部が設けられ、レーザ光束を視準方向に向けて射出するための前記半導体レーザからなるレーザ光束光源部が前記視準望遠鏡に設けられ、前記レーザ光束光源部には、スリップリングを介して前記駆動電源部から電力が供給される請求項１に記載のレーザセオドライト。
- 前記レーザ光束光源部を収容するための光源収容部が前記視準望遠鏡に突出して設けられ、前記半導体レーザから発生した熱を放熱する放熱部となっていることを特徴とする請求項２に記載のレーザセオドライト。
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| JPH10132557A JPH10132557A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3696346B2 true JP3696346B2 (ja) | 2005-09-14 |
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| JP28641996A Expired - Fee Related JP3696346B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | レーザセオドライト |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9103678B2 (en) | 2012-01-11 | 2015-08-11 | Kabushiki Kaisha Topcon | Attachment device and total station |
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