(57)【要約】      （修正有）【目的】多点測量では優れた操作性を確保し、定点測量では高い測量精度を確保できるプリズムユニットを提供する。【構成】内側をポール１０が貫通し、ポール１０にスライド自在に取付けられるスライド式のフレーム３０に、回転式のホルダー４０を取付ける。ホルダー４０は、プリズム取付け部４３ａが正面を向いたときとプリズム取付け部４３ｂが正面を向いたときとで、各取付け部に取付けられたプリズム本体５０が回転中心Ａ−Ａに対して異なる位置関係となるように構成されている。即ち、一方のプリズム取付け部４３ａが正面を向いた状態では、当該取付け部に取付けられたプリズム本体５０がホルダー４０の回転中心Ａ−Ａから離れて、フレーム３０を貫通するポール１０と干渉しない。他方のプリズム取付け部４３ｂが正面を向いた状態では、当該取付け部に取付けられたプリズム本体５０の後部カット面の交点Ｏがホルダー４０の回転中心Ａ−Ａに一致する。【選択図】      図１
2004212231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側をポールが貫通し、そのポールにスライド自在に取付けられるスライド式フレームと、該フレームに回転自在に取付けられ、２つの異なる回転位置で正面を向く２部分が、プリズム本体を取付けるプリズム取付け部とされ、一方のプリズム取付け部が正面を向いたときと他方のプリズム取付け部が正面を向いたときとで、各取付け部に取付けられたプリズム本体が回転中心に対して異なる位置関係となるように構成された回転式ホルダーとを具備することを特徴とするプリズムユニット。
【請求項２】
一方のプリズム取付け部が正面を向く状態では、当該取付け部に取付けられたプリズム本体が回転式ホルダーの回転中心から離れて、前記フレームを貫通するポールと干渉せず、他方のプリズム取付け部が正面を向く状態では、当該取付け部に取付けられたプリズム本体の後部カット面の交点Ｏが回転式ホルダーの回転中心に一致することを特徴とする請求項１に記載のプリズムユニット。
【請求項３】
一方のプリズム取付け部が正面を向く状態では、回転式ホルダーをポールがスライド自在に貫通すると共に、ポール中心が回転式ホルダーの回転中心に交差し、他方のプリズム取付け部が正面を向く状態では、当該取付け部に取付けられたプリズム本体の後部カット面の交点Ｏが、回転式ホルダーの回転中心と共に前記ポール中心に一致する請求項２に記載のプリズムユニット。
【請求項４】
前記回転式フレームをその回転中心に交差する線を回転中心として回転自在に支持する取付けベースを具備することを特徴とする請求項１に記載のプリズムユニット。
【請求項５】
前記取付けベースは、前記回転式フレームの回転中心と同心状にポールが装着されるポールねじ込み穴を上下面に有することを特徴とする請求項４に記載のプリズムユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測量作業に使用されるプリズムユニットに関し、更に詳しくは、自動視準機構を搭載した測量装置と組み合わせて使用するのに特に適したプリズムユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
測量作業では、トータルステーションと呼ばれる測量装置にプリズムユニットが組み合わせて使用される。このプリズムユニットとして、我が国では、図４に示すようなポール装着・スライド操作型のプリズムユニットが、最も一般的に使用されている。このプリズムユニットは、内側をポール１０が貫通するホルダー１と、ホルダー１の前部に取付けられたプリズム本体２と、ホルダー１の後部に組み込まれた水準器３とを備えている。ホルダー１はポール１０に沿ってスライド自在であり、両側又は片側の固定ネジによりポール長手方向の任意位置に固定される。
【０００３】
自動視準機能をもたない旧タイプの測量装置を使用して作業を行う場合、図５（ａ）（ｂ）に示すように、まず測量装置２０を、測点に立てたポール１０の方向に向けることにより、測点であるポール中心の水平角を測定する。次に、測量装置２０によりポール中心までの距離を測定する。この測距作業では、プリズム本体２の正面までの距離が測定される。プリズムユニットにおいてはプリズム本体２の正面からポール中心位置までの距離が定数として設定されているので、測定された距離にこの定数を加算することにより、ポール中心までの距離が算出される。
【０００４】
図４に示したポール装着・スライド操作型のプリズムユニットとは別に、図６に示すプリズムユニットも諸外国では多用されている。このプリズムユニットでは、ポール１０はホルダー１を貫通しない。ホルダー１の上下面にポール１０がねじ込まれ、継ぎ足しによりポール１０の長さが調節される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのプリズムユニットには以下の問題がある。まず、前者のプリズムユニットの問題について説明する。
【０００６】
自動視準機能をもたない旧来の測量装置を使用する場合、測量装置２０によりポール１０を測角する作業が必ず行われる。このため、図５（ｂ）に示すように、ポール１０に取付けられたプリズムユニットが測量装置２０から外れた方向を向いていても、測定された水平角に誤差は生じない。
【０００７】
ところが、自動視準機能をもつ新型の測量装置を使用する場合は、図５（ｃ）に示すように、測量装置２０をポール１０に向ける作業が不要となり、代わりに測量装置２０が自動的にプリズムユニットの方向を向く。これが自動視準機能であるが、この機能では測量装置２０が向く方向はプリズム本体２における後部カット面の交点Ｏとなる。即ち、この交点Ｏが測量装置２０の自動視準位置である。
【０００８】
図４に示した前者のプリズムユニットにおいては、ユニットをスライド操作する必要からポール１０がホルダー１を貫通する。プリズム本体２はポール１０との干渉を回避するためにポール１０の前側に配置され、プリズム本体２における後部カット面の交点Ｏはポール中心に対して不一致となる。このため、プリズムユニットが測量装置２０の方向を正確に向いていない場合、その向きのズレに起因する誤差ｄが水平角に生じる。
【０００９】
更に言えば、プリズムマンがポール１０と共にプリズムユニット持って多点測量（移動測量）を行う場合は、そのプリズムユニットをある程度の精度で測量装置２０の方向に向けることができるので、実用上は誤差ｄは殆ど問題にならない。ところが、プリズムユニットを構造物に取付け、その挙動を定期的に観測するような定点測量、特に測量ごとに測量装置２０を据え替えるような定点測量では、プリズムユニットに対する方向が毎回異なるため、誤差ｄが大きな問題になる。
【００１０】
これに対し、図６に示した後者のプリズムユニットにおいては、ポール１０がホルダー１を貫通せず、ポール１０とプリズム本体２の干渉がないため、プリズム本体２における後部カット面の交点Ｏがポール中心に一致している。このため、プリズムユニットの向きのズレに起因する水平角の誤差ｄは生じない。しかし、プリズム本体のスライド操作は不可能である。このため、プリズムマンがポール１０と共にプリズムユニットを持って多点測量を行うときの操作性は良くない。言うならば、多点測量における操作性を犠牲にしても精度を優先したのが、このタイプのプリズムユニットである。
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、多点測量においては操作性と精度を選択的に優先でき、定点測量においては高精度な測量を可能にするプリズムユニットを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するめに、本発明に係るプリズムユニットは、内側をポールが貫通し、そのポールにスライド自在に取付けられるスライド式フレームと、該フレームに回転自在に取付けられ、２つの異なる回転位置で正面を向く２部分が、プリズム本体を取付けるプリズム取付け部とされ、一方のプリズム取付け部が正面を向いたときと他方のプリズム取付け部が正面を向いたときとで、各取付け部に取付けられたプリズム本体が回転中心に対して異なる位置関係となるように構成された回転式ホルダーとを具備している。
【００１３】
好ましくは、回転式ホルダーは、一方のプリズム取付け部が正面を向く状態では、当該取付け部に取付けられたプリズム本体が当該ホルダーの回転中心から離れて、前記フレームを貫通するポールと干渉せず、他方のプリズム取付け部が正面を向く状態では、当該取付け部に取付けられたプリズム本体の後部カット面の交点Ｏが当該ホルダーの回転中心に一致するように構成される。
【００１４】
本発明に係るプリズムユニットの使用方法は次のとおりである。
【００１５】
プリズムマンがポールと共にプリズムユニットを持って多点測量（移動測量）を行う場合は、一方のプリズム取付け部を正面に向け、当該取付け部に取付けたプリズム本体により、その移動測量を行う。
【００１６】
プリズムユニットを構造物に取付け、その挙動を定期的に観測するような定点測量、特に測量ごとに測量装置を据え替えるような定点測量を行う場合は、他方のプリズム取付け部を正面に向け、当該取付け部に取付けたプリズム本体により、その定点測量を行う。
【００１７】
それぞれの測量では、回転式ホルダーのプリズム取付け部に正面を向けて取付けられたプリズム本体は、回転式ホルダーの回転中心に対して異なるところに位置する。これにより、多点測量では、プリズム本体をポールと干渉しないところに位置させることができ、定点測量では、プリズム本体における後部カット面の交点Ｏを回転式ホルダーの回転中心に一致させることができる。
【００１８】
その結果、多点測量では、プリズム本体が回転式ホルダーの回転中心から離れて、フレームを貫通するポールと干渉しないことにより、ポールをフレームに貫通させ、ポールに沿ってプリズムユニットをスライド操作することができる。定点測量では、プリズム本体における後部カット面の交点Ｏが回転式ホルダーの回転中心に一致することにより、その回転位置の影響を受けることなく正確な測量を行うことができる。また、この高精度な測量は、継ぎ足し式のポールとの組み合わせにより、多点測量においても可能となる。
【００１９】
回転式ホルダーのより合理的な構成は、一方のプリズム取付け部が正面を向く状態では、当該ホルダーをポールがスライド自在に貫通すると共に、ポール中心が当該ホルダーの回転中心に交差し、他方のプリズム取付け部が正面を向く状態では、当該取付け部に取付けられたプリズム本体の後部カット面の交点Ｏが、当該ホルダーの回転中心と共に前記ポール中心に一致する構成である。
【００２０】
定点測量では、回転式フレームをその回転中心に交差する線を回転中心として回転自在に支持する取付けベースを併用するのが望ましい。取付けベースの上下面に、回転式フレームの回転中心と同心状にポールが装着されるポールねじ込み穴を設ければ、その取付けベースを使用して、定点測量と同様に高い精度で多点測量を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態に係るプリズムユニットの多点測量における構造及び使用方法を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。図２（ａ）（ｂ）は同プリズムユニットの定点測量における構造及び使用方法を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。図３は同プリズムユニットの多点測量における他の使用方法を示す縦断側面図である。
【００２２】
本実施形態に係るプリズムユニットは、図１に示すように、ポール１０に取付けられるスライド式のフレーム３０と、フレーム３０内に回転自在に支持された回転式のホルダー４０と、ホルダー４０に取付けられたプリズム本体５０とを備えている。
【００２３】
フレーム３０は、中心を水平方向に向けた角形の枠体であり、その上辺部及び下辺部に、ポール１０が直角に貫通する貫通孔３１，３１を有している。このフレーム３０は、貫通孔３１，３１を貫通する垂直なポール１０に沿って垂直方向にスライド自在であり、固定ネジ３２により任意のスライド位置に固定される。フレーム３０の上辺部上面には、水準器３３が貫通孔３１の後方に位置して取付けられている。
【００２４】
ホルダー４０は、外形が断面角形、内形が断面円形の筒体であり、その中心線に直角な両側の水平な支持軸４１，４１により、フレーム３０の両側の側辺部に回転自在に取付けられている。ホルダー４０の上面及び下面には、ポール１０が貫通する貫通孔４２，４２が直角に設けられている。ホルダー４０の回転を妨害しないように、貫通孔４２，４２はホルダー４０の中心線方向に長い長孔とされている。ホルダー４０の両端部はプリズム取付け部４３ａ，４３ｂであり、それぞれにプリズム本体５０がねじ込み装着される。
【００２５】
ここで、ホルダー４０の水平な回転中心Ａ−Ａは、垂直なポール中心Ｂ−Ｂ、即ち貫通孔３１，３１の中心線と直交しており、その交点Ｏ′はホルダー４０の中心線上に位置している。より詳しくは、ホルダー４０を回転中心Ａ−Ａの回りに回転させて、プリズム取付け部４３ａをフレーム３０の正面側に向けたとき、ここに取付けられたプリズム本体５０がポール１０と干渉せず、また反対にプリズム取付け部４３ｂをフレーム３０の正面側に向けたとき、ここに取付けられたプリズム本体５０の後部カット面の交点Ｏが前記交点Ｏ′と一致するように（図２参照）、回転中心Ａ−Ａはホルダー４０の中心線方向中央よりプリズム取付け部４３ｂの側に変位している。
【００２６】
次に、本実施形態に係るプリズムユニットの使用方法を説明する。
【００２７】
図１に示すように、ホルダー４０のプリズム取付け部４３ａをフレーム３０の正面側に向け、このプリズム取付け部４３ａにプリズム本体５０を装着する。フレーム３０の貫通孔３１，３１及びホルダー４０の貫通孔４２，４２にポール１０を通す。測点にポール１０を立て、ポール１０に沿ってプリズムユニットを垂直方向にスライドさせる。このスライドによりプリズムユニットを高さ調節し、調整位置に固定ネジ３２により固定する。
【００２８】
こうして多点測量（移動測量）を行う。プリズム本体５０はポール１０の正面側に位置し、ポール１０と干渉しない。従って、図４に示した従来のプリズムユニットと同様に能率よく多点測量を行うことができる。プリズムマンがプリズムユニットを測定装置の方向に向けることにより、その向きのズレに起因する水平角の誤差ｄが問題にならない程度に抑制されることは前述したとおりである。この状態で、プリズム本体５０は水平な回転中心Ａ−Ａの回り及び垂直なポール中心Ｂ−Ｂの回りに２軸回転が可能である。
【００２９】
一方、定点測量を行う場合は、図２に示すように、取付けベース６０を使用する。取付けベース６０は、フレーム３０を背面側から抱持するＣ形部材であり、より具体的には、ポール１０が貫通する貫通孔３１，３１に上下から嵌合される上下の垂直な支持軸６１，６１により、フレーム３０を垂直な貫通孔３１，３１の中心（ポール中心Ｂ−Ｂに一致）の回りに回転可能に支持する。
【００３０】
ここで、取付けベース６０は、フレーム３０及びホルダー４０と同様に樹脂からなる。取付けベース６０の支持軸６１，６１は、取付けベース６０の上下の水平腕の先端部に対向して設けられており、取付けベース６０の弾性変形により貫通孔３１，３１に上下から嵌合し、また貫通孔３１，３１から抜け出る。取付けベース６０の垂直部には、取付け用の水平なネジ部６２が、その中心が前記交点Ｏ′と交差するように設けられている。一方、取付けベース６０の上側の水平腕の上面及び下側の水平腕の下面には、継ぎ足し式のポール１０がねじ込まれるねじ込み穴６３，６３がそれぞれ設けられている。ねじ込み穴６３，６３はポール中心Ｂ−Ｂと取付けベース６０の回転中心が一致するように支持軸６１，６１と同心である。
【００３１】
定点測量を行うには、フレーム３０を取付けベース６０に取付ける。また、ホルダー４０のプリズム取付け部４３ｂをフレーム３０の正面側に向け、このプリズム取付け部４３ｂにプリズム本体５０を装着する。この状態で、壁面などに打ち込んだアンカーの頭部に取付けベース６０をねじ込む。このようにしてプリズムユニットが定点に固定される。
【００３２】
この状態で定点測量を行う。プリズム本体５０は後部カット面の交点Ｏが前記交点Ｏ′と一致している。このため、測量ごとに測量装置を据え替えるような定点測量を行っても、測定装置に対してプリズム本体５０の向きが変わることによる水平角の誤差ｄは生じない。この状態でプリズム本体５０は、回転中心Ａ−Ａの回り、貫通孔３１，３１の中心（ポール中心Ｂ−Ｂに一致）の回り、及びネジ部６２の中心回りに３軸回転が可能である。
【００３３】
また、図３に示すように、取付けベース６０のねじ込み穴６３，６３に継ぎ足し式のポール１０をねじ込む。ホルダー４０は、定点測量のときと同様、プリズム取付け部４３ｂをフレーム３０の正面側に向け、このプリズム取付け部４３ｂにプリズム本体５０を装着する。これにより、プリズム本体５０は後部カット面の交点Ｏが前記交点Ｏ′と一致する。
【００３４】
この状態で多点測量を行えば、測定装置に対してプリズム本体５０の向きが変わることによる水平角の誤差ｄは生じない。これにより、図６のプリズムユニットと同様に、高精度な多点測量も可能になる。この状態で、プリズム本体５０は回転中心Ａ−Ａの回り及び貫通孔３１，３１の中心（ポール中心Ｂ−Ｂに一致）の回りに２軸回転が可能であるので、操作性も比較的良好である。
【００３５】
このように、本実施形態に係るプリズムユニットは、ホルダー４０の向きを選択し、且つ取付けベース６０を選択的に使用することにより、多点測量に関しては、図４に示した操作性が良好なプリズムユニットと、図６に示した高精度なプリズムユニットの両方の使い方が可能である。また、定点測量に関しては、ホルダー４０の向きの選択と取付けベース６０の使用により、高精度な測量が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明に係るプリズムユニットは、ポールにスライド自在に取付けられるスライド式のフレームに回転式のホルダーを取付け、ホルダーの回転操作により、ホルダーにおけるプリズム本体の取付け位置が変化するように構成したことにより、多点測量においてはポールに沿ったスライド操作が可能になるので、優れた操作性を確保できる。一方、定点測量においては、測量装置に対してプリズム本体の向きが変わることによる角度誤差の除去が可能になるので、測量ごとに測量装置を据え替えるような場合も高い測量精度を確保できる。また、定点測量だけでなく、多点測量においても、この高精度な測量が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態に係るプリズムユニットの多点測量における構造及び使用方法を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は同プリズムユニットの定点測量における構造及び使用方法を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図３】同プリズムユニットの多点測量における他の使用方法を示す縦断側面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は従来のプリズムユニットの構成を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は同プリズムユニットを用いた測角の原理図であり、平面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は従来の別のプリズムユニットの構成を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【符号の説明】
１０  ポール
２０  測量装置
３０  フレーム
３１  貫通孔
３２  固定ネジ
４０  ホルダー
４１  支持軸
４２  貫通孔
４３ａ，４３ｂ  プリズム取付け部
５０  プリズム本体
６０  取付けベース
６１  支持軸
６２  ネジ部
６３  ポールねじ込み穴
Ａ−Ａ  ホルダー４０の回転中心
Ｂ−Ｂ  ポール中心
Ｏ  プリズム本体５０における後部カット面の交点
Ｏ′  回転中心Ａ−Ａとポール中心Ｂ−Ｂの交点
【図１】
2004212231.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004212231.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004212231.tif 000007
【図６】
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