(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を検出する受光素子と、この受光素子の前面に位置する透光性材料からなる入射角制限素子とを有し、
この入射角制限素子は、入射光の仮想入射方向に向く略平行をなす複数の板状部または柱状部からなる導光部と、これら複数の導光部の一端部においてこれら導光部を接続する基板部と、上記各導光部の間に形成され表面を非透光性または光拡散性とした該導光部と略平行をなす遮光溝部とを有することを特徴とする高指向性光検出器。
【請求項２】
請求項１記載の高指向性光検出器において、入射角制限素子の互いに略平行をなす導光部と遮光溝部は、直交二方向に向けて設けられている高指向性光検出器。
【請求項３】
請求項１または２記載の高指向性光検出器において、入射角制限素子は円筒状をなしていてその軸方向に交互に互いに略平行をなす導光部と遮光溝部を有し、受光素子はこの円筒状入射角制限素子の中心部に位置している高指向性光検出器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の高指向性光検出器において、受光素子と入射角制限素子の間には、入射光の波長を制限する波長選択フィルターが設けられている高指向性光検出器。
【請求項５】
入射光を検出する受光素子と、この受光素子の周囲に位置する、透光性材料からなり全体として筒状をなす入射角制限素子とを有し、
上記筒状入射角制限素子は、受光素子の周囲に位置する筒状部と、この筒状部に接続され、該筒状部の軸線方向に間隔をおいて形成した導光部となる複数の円板部と、これらの円板部の間に位置する非導光部となる環状遮光溝部とを有していることを特徴とする高指向性光検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、光検出器に関し、特に特定の狭い角度範囲からの光のみを入射させる高指向性の光検出器に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
図１２は、本発明の対象とする光検出器を用いた測量の一態様を示している。レーザプレーナ１０は、垂直軸１１を中心に水平面内で回転するレーザ光束１２を発して水平面を描く。光検出器２０は、このレーザプレーナ１０によるレーザ光束１２を受けて、その高さ位置を検出するもので、作業者が手に持ち、適当な固定物１３にその高さ位置指標１４を記録する。光検出器２０は、図１３に概念的に示すように、受光素子（位置検出素子）２１と、枠体２２を有し、枠体２２の窓２３を介して、レーザ光束１２が受光素子２１に入射する。
【０００３】
例えば、このような使用態様の光検出器２０において、太陽１５からの光が木漏れ日として光検出器２０に入射すると、光検出器２０が誤作動することがあった。すなわち、太陽光が木１６の揺れる木の葉により遮られたり、遮られなかったりすると、その木の葉がシャッターとして作用し、太陽光が光検出器２０の受光素子２１に入射したとき、恰もレーザプレーナ１０のレーザ光束１２が入射したのと同じ状態が生じ、光検出器２０が誤作動する。枠体２２の窓２３は、広い角度からの光束の入射を許すため、太陽光の高さに拘わらず、このような誤作動が生じる可能性がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、このような誤作動のおそれのない光検出器を得ること、別言すると、高指向性の光検出器を簡単な構成で得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、入射光を検出する受光素子と、この受光素子の前面に位置する透光性材料からなる入射角制限素子とを有し、この入射角制限素子は、入射光の仮想入射方向に向く略平行をなす複数の板状部または柱状部からなる導光部と、これら複数の導光部の一端部においてこれら導光部を接続する基板部と、各導光部の間に形成され表面を非透光性または光拡散性とした該導光部と略平行をなす遮光溝部とを有することを特徴としている。
【０００６】
入射角制限素子の互いに略平行をなす導光部と遮光溝部は、例えば直交二方向に向けて設けることができる。
【０００７】
また、入射角制限素子を円筒状に形成してその軸方向に交互に互いに略平行をなす導光部と非導光部を設け、この円筒状入射角制限素子の中心部に受光素子を位置させる態様も可能である。
【０００８】
本発明は、別の表現では、入射光を検出する受光素子と、この受光素子の周囲に位置する、透光性材料からなり全体として筒状をなす入射角制限素子とを有し、筒状入射角制限素子は、受光素子の周囲に位置する筒状部と、この筒状部に接続され、該筒状部の軸線方向に間隔をおいて形成した導光部となる複数の円板部と、これらの円板部の間に位置する非導光部となる環状遮光溝部とを有していることを特徴としている。
【０００９】
受光素子と入射角制限素子の間には、入射光の波長を制限する波長選択フィルターを設けることができる。
【００１０】
【発明の実施形態】
図１ないし図７は、本発明による光検出器３０の第一の実施形態を示す。図１に外観例を示す光検出器３０は、左右方向の中央部に受光部３１を有し、その左右にオンオフスイッチを含む複数のスイッチを有するスイッチ部３２と表示部３３を有している。ケーシング３４の左右には、マーキング溝３５が設けられ、前部中央には気泡管３６が備えられている。
【００１１】
この光検出器３０の機能は次の通りである。光検出器３０を、気泡管３６を指標として水平垂直を出した状態で保持し、受光部３１に例えばレーザプレーナ１０からのレーザ光束１２を入射させる。受光部３１に対するレーザ光束１２の入射位置が高ければ下降マーク３３Ｄが、低ければ上昇マーク３３Ｕが点灯する。この表示に従って、光検出器３０を下降または上昇させ、適マーク３３Ａが点灯したら、その高さ位置をマーキング溝３５により記録する。受光部３１には、このような機能を果たすべく、入射光の入射位置を検出する位置検出素子３８（図７）からなる受光素子が備えられている。
【００１２】
図２、図３、図４は、受光部３１のこの位置検出素子３８の前面に配置する入射角制限素子（部材）４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）の例を示している。これらの入射角制限素子は、透光性材料により構成されている。図２の入射角制限素子４０（４０Ａ）では、位置検出素子３８と平行にする基板部４１に対して直角に、つまり、位置検出素子３８に対して光束を垂直に入射させるべく、その仮想入射方向に向けて平面略矩形の平板状部４２が平行に多数形成されており、各平板状部４２の間に遮光溝部４３が形成されている。つまり、複数の平板状部４２の一端部が基板部４１によって接続されている。遮光溝部４３の表面は、黒色塗装等により非透光性とされ、または粗面化処理等により拡散性とされている。
【００１３】
図３の入射角制限素子４０（４０Ｂ）は、平板状部４２ａの平面形状が略四分円状をしている点で図２と異なる。図４の入射角制限素子４０（４０Ｃ）は、基板部４１から縦横（ＸＹ方向）に整列させて多数の柱状部４４が突出形成されており、これらの柱状部４４の間に遮光溝部４３ａが形成されている。
【００１４】
以上の各入射角制限素子４０は、それぞれの平板状部４２、４２ａ、柱状部４４が導光部を構成し、これらの間の遮光溝部４３、４３ａが非導光部を構成する。そして、この入射角制限素子４０を介して位置検出素子３８に入射する光線の入射角は、図５に示すように制限される。すなわち、平板状部４２、４２ａ、柱状部４４を介して入射する光束の入射角α（指向性）は、平板状部４２、４２ａ、柱状部４４の先端の仮想入射方向と直交する方向の長さｓと、遮光溝部４３、４３ａの深さｄとによって定まり、ｓが小さい程、またｄが深い程、入射角αは小さくなる。よって、必要な指向性に基づき、このｓとｄを定めれば、太陽光の木漏れ日等による誤動作等は生じない。
【００１５】
図５は、図２、図３の実施例のＸ方向の断面であり、図４の実施例では、互いに直交するＸ、Ｙ方向のいずれかの断面である。Ｘ方向の指向性だけを高めればよい場合は、図２、図３の入射角制限素子４０（４０Ａ、４０Ｂ）を用い、Ｘ、Ｙ両方向の指向性を高めたい場合は、図４の入射角制限素子４０（４０Ｃ）を用いればよい。
【００１６】
図６は、これらの入射角制限素子４０の平板状部４２、４２ａ、柱状部４４を位置検出素子３８の前面に位置させてその先端を該位置検出素子３８に接触させて設置した例、図７は、入射角制限素子４０の基板部４１を受光部３１の前面に位置させ、該基板部４１を位置検出素子３８に間隔を置いて対向させて設置した例である。いずれの例でも、入射角αが、平板状部４２、４２ａ、柱状部４４の先端の仮想入射方向と直交する方向の長さｓと、遮光溝部４３、４３ａの深さｄとによって定まることは同じである。このように、入射角制限素子４０の向きについては自由度がある。
【００１７】
図８ないし図１１は、本発明を以上とは異なるタイプの光検出器６０に適用した実施形態である。この光検出器６０は、例えば図８に示すように、ブルドーザー６１に搭載され、レーザプレーナ１０からのレーザ光束１２を受ける。ブルドーザー６１の排土板６２は、光検出器６０に入射するレーザ光束１２の高さに応じて地面が略水平面になるように昇降制御される。この光検出器６０についても、図１２、図１３で説明した光検出器２０と同様の問題がある。
【００１８】
図９、図１０は、本発明による光検出器６０の実施例を示している。透光性材料からなる入射角制限素子（部材）７０は、全体として円筒状をなしていて、その中心部に筒状部７３を有し、この筒状部７３には、軸線方向に間隔をおいて導光部となる円板部７１が一体に形成され、各円板部７１の間に環状遮光溝部７２が形成されている。この入射角制限素子７０の中心部（筒状部７３の内側）には、３枚の位置検出素子３８が平面三角形を描くように設けられている。位置検出素子３８は、光検出器６０の軸線方向のどの位置にレーザ光束１２が入射したかを検出する。
【００１９】
図１１は、図９、図１０の実施例において、入射角制限素子７０の外周に、透光性の筒状カバー７４を設け、耐久性の向上を図った例である。
【００２０】
位置検出素子３８と、入射角制限素子４０、７０との間には、所定の波長範囲の光束のみを透過する波長選択フィルターを設けることができる。このような波長選択フィルターは種々知られている。このようなフィルターは、例えば誘電体コート層として入射角制限素子４０の基板部４１や位置検出素子３８の表面にコートすることができる。さらに、入射角制限素子４０、７０自体を透光性の赤色や緑色のプラスチック材料から構成し、特定波長の光束のみを透過させるための一助とすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、高い指向性の光検出器が簡単な構成で得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光検出器の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の光検出器に用いる入射角制限素子の一例を示す斜視図である。
【図３】同入射角制限素子の別の例を示す斜視図である。
【図４】同入射角制限素子のさらに別の例を示す斜視図である。
【図５】入射角制限素子による入射角制限の状態を示す断面図である。
【図６】図３ないし図４の入射角制限素子のいずれかを図１の光検出器に適用した一実施態様の横断面図である。
【図７】同別の実施態様の断面図である。
【図８】本発明の光検出器の別の実施態様を示す図である。
【図９】図８の光検出器の詳細を示す断面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】本発明の光検出器の図９の変形例を示す断面図である。
【図１２】本発明の対象とする光検出器を用いた測量態様の一例を示す斜視図である。
【図１３】従来の光検出器の断面図である。
【符号の説明】
１０  レーザプレーナ
１２  レーザ光束
３０ ６０  光検出器
３１  受光部
３８  位置検出素子（受光素子）
４０ ４０Ａ ４０Ｂ ４０Ｃ ７０  入射角制限素子
４２  平板状部
４３  遮光溝部
４４  柱状部
７１  円板部
７２  環状遮光溝部
７３  筒状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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