(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に前記プリズムを固定するとともに内部にレーザ光源を備えた内筒と、内筒を軸方向の位置調整可能に固定する中筒と、中筒を軸回りの角度調整可能に固定するととともに測量機に装着される外筒とを有することを特徴とするレーザ求心装置。
【請求項２】
前記プリズムがペンタプリズムであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ求心装置。
【請求項３】
前記中筒には前記外筒から突出した部分に軸方向に延びる長孔が設けられ、該長孔に挿通されたねじが前記内筒に螺合され、前記外筒には前記測量機から突出した部分に周方向に延びる長孔が設けられ、該長孔に挿通されたねじが前記中筒に螺合されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ求心装置。
【請求項４】
前記各長孔の側には目盛が付されたことを特徴とする請求項３に記載のレーザ求心装置。
【請求項５】
前記レーザ求心装置の測量機から突出する部分にはゴムカバーが被されたことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のレーザ求心装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のレーザ求心装置を装着した測量機におけるレーザ光の出射方向の調整方法において、前記レーザ求心装置から出射されるレーザ光と同色であるとともに、同心円が描かれたマットを、前記測量機の鉛直軸の真下に前記マットの中心を一致させて置き、前記レーザ光が前記マットの中心を照射するようにレーザ光の出射方向の調整を行うことを特徴とするレーザ求心装置を装着した測量機におけるレーザ光の出射方向の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、求心望遠光学系を備えた測量機に交換可能なレーザ求心装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の測量機は、一般に求心望遠光学系（求心望遠鏡）を備え、測点の真上に測量機を配置するときに求心望遠光学系を利用していた。求心望遠光学系は、作業者が求心望遠光学系を直接覗いて合わせるため、高精度に求心できる。しかし、求心望遠光学系は、測定時に使用する視準望遠鏡より低い位置にあるため、中腰で覗くことになるので、作業者に負担となっている。特に、傾斜地などに測量機を据え付ける際の作業は大きな負担となっている。
【０００３】
そこで、近年では、求心望遠光学系に代えて、可視レーザ光を真下に出射させるレーザ求心装置を備えた測量機や、求心望遠光学系とレーザ求心装置を合わせもつ測量機も出現している。
【０００４】
このような光学求心とレーザ求心装置を合わせもつ測量機は、特開平６−２１３６６４号公報等に開示されており、これを図６に示す。この測量機１は、求心望遠光学系５と、レーザ光源３とコリメート光学系４とマスク部材４１と透明部材６とからなるレーザ求心装置とを備えている。
【０００５】
レーザ求心装置を用いるには、レーザ光源３からレーザ光を発光し、このレーザ光はコリメート光学系４で平行光線にされ、次にマスク部材４１で透明部材６の反射部６１に入射するレーザ光以外の光線をカットされ、そして反射部６１で真下へ反射され、測点を示す杭１０を照射する。そして、作業者は、レーザ光で照射された点すなわちレーザスポットが杭１０上の測点と一致するように測量装置本体２の位置を調整する。このように、レーザ求心装置では、測量機１の真下付近を見るだけでよいので、求心作業は極めて楽である。
【０００６】
しかし、明るい日中の作業では、レーザスポットが見えにくいという不便さがあった。このようなときには、求心望遠光学系５を用いる。このときは、求心望遠光学系５の接眼部５１を覗くと、プリズム７と透明部材６を通して、杭１０上の測点が見えるので、求心望遠光学系の十字線と杭１０上の測点が一致するように測量装置本体２の位置を調整する。
【０００７】
図６に示した測量機１では、通常はレーザ求心装置を用いて楽に作業でき、明るい日中の作業でレーザスポットが見えにくいときには、求心望遠光学系５が使用できて便利である。
【０００８】
ところで、現在、求心望遠光学系を取り外し可能にした測量機が広く用いられており、このような求心望遠光学系の測量機へ取り付け構造の一例を図７に示す。求心望遠光学系２０は、一端にダハプリズム２２と対物レンズ２４とを固定した外筒１３６と、この外筒１３６内を摺動自在な内筒１３２からなり、内筒１３２内に焦点板２６と視度調整可能な接眼レンズ２８とを備えている。求心望遠光学系２０の外筒１３６は、測量機１内の求心望遠光学系固定部３８に螺合したねじ６２の先端で押圧されることにより、求心望遠光学系固定部３８に固定されている。この求心望遠光学系２０は、測量機１から側板１１を外し、ねじ６２を緩めると、外筒１３６ごと測量機１から簡単に取り外すことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示したような求心望遠光学系とレーザ求心装置の両方を備える測量機は望ましいものであるが、装置が複雑になるうえ高価になってしまうという問題がある。そこで、取り外し可能な求心望遠光学系を備えた測量機が広く用いられているため、求心作業を楽にするために、そのような測量機において、求心望遠光学系とレーザ求心装置とを交換することが考えられる。
【００１０】
ところで、図６に示したようなレーザ求心装置は、レーザ光源３や反射部６１の取り付け位置や角度等に誤差があると求心誤差を発生し、特に、反射部６１の角度の誤差は、わずかでも光てこの働きによりレーザスポットの位置を大きく変えるため、大きな求心誤差を生じさせるという問題があった。ところが、レーザ光の出射方向の調整は、レーザ光源３や反射部６１等、多くの部品毎に調整しなければならず、極めてめんどうなものであった。
【００１１】
そこで、本発明は、前記問題を解決するため、レーザ光の出射方向を簡単に調整できるようにしたレーザ求心装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明のレーザ求心装置は、一端にプリズムを固定するとともに内部にレーザ光源を備えた内筒と、内筒を軸方向に移動させて位置調整可能に固定する中筒と、中筒を軸回りに回転させて角度調整可能に固定するととともに前記測量機に固定される外筒とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記プリズムはペンタプリズムであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明では、請求項１又は２に係る発明において、前記中筒には前記外筒から突出する部分に軸方向に延びる長孔が設けられ、該長孔に挿通されたねじが前記内筒に螺合され、前記外筒には前記測量機から突出する部分に周方向に延びる長孔が設けられ、該長孔に挿通されたねじが前記中筒に螺合されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明では、請求項３に係る発明において、前記各長孔の側には目盛が付されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明では、請求項１、２、３又は４に係る発明において、前記レーザ求心装置の測量機から突出する部分にはゴムカバーが被されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に係る発明では、請求項１〜５のいずれかに記載のレーザ求心装置を装着した測量機におけるレーザ光の出射方向の調整方法において、前記レーザ求心装置から出射されるレーザ光と同色であるとともに、同心円が描かれたマットを、前記測量機の鉛直軸の真下に前記マットの中心を一致させて置き、前記レーザ光で前記マットの中心を照射するようにレーザ光の出射方向の調整を行うことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、図１に示したように、取り外し可能な求心望遠光学系２０を備えた測量機１において、求心望遠光学系２０と交換して装着できるレーザ求心装置３０に関する。求心望遠光学系２０は、従来のもの同じく、光軸上にダハプリズム２２、対物レンズ２４、焦点板２６、接眼レンズ２８と備えるから、詳細な説明を省略する。
【００２１】
そこで、本発明の第１実施例であるレーザ求心装置３０について、図２に示した断面図と、図３に示した斜視図を用いて詳細に説明する。レーザ求心装置３０は、内筒３２と、この内筒３２を軸方向の位置調整可能に固定する中筒３４と、この中筒３４を軸Ｘ回りの角度調節可能に固定する外筒３６とを有し、この外筒３６が測量機１の求心望遠光学系固定部（本体下カバー）３８に固定される。
【００２２】
内筒３２の内部には、中央付近に、赤いレーザ光Ｌを発光する可視レーザ光源であるレーザダイオード４２と、レーザダイオード４２から発光されたレーザ光Ｌを平行光線にするコリメーションレンズ４４と、レーザ光Ｌを絞る絞り４６と、レーザダイオード４２の発光を制御する回路基板４８とが固定され、内筒３２の一端にレーザ光Ｌを真下へ反射するペンタプリズム４０が固定され、内筒３２の他端には、外部電源５０とケーブル５２を介して接続するためのコネクタ５４を固定した蓋５６が着脱可能に固定される。
【００２３】
外筒３６にはＶ字形断面溝６０が設けられており、ねじ６２を光学求心固定部３８に設けたねじ孔６３に螺合させて締め付けることにより、ねじ６２の尖った先端をＶ字形断面溝６０に圧接させて、求心望遠光学系固定部３８と外筒３６とは互いの相対移動がないようにしっかりと固定される。また、外筒３６には測量機１から突出した部分に周方向に延びる長孔６４も設けられていて、この長孔６４を挿通するねじ６６の先端を中筒３４に設けられたねじ孔６８に螺合させて締め付けることによって、外筒３６と中筒３４とは互いの相対移動がないようにしっかりと固定される。しかも、ねじ６６を緩めると、中筒３６を軸Ｘ回り回転させて、中筒３６の軸Ｘ回りの角度調整を可能としている。
【００２４】
中筒３４には外筒３６から突出する部分に軸方向に延びる長孔７０が設けられていて、この長孔７０を挿通するねじ７２の先端を内筒３２に設けられたねじ孔７４に螺合させて締め付けることによって、中筒３４と内筒３２とは互いの相対移動がないようにしっかりと固定される。しかも、ねじ７２を緩めると、内筒３２を軸Ｘ方向に移動させて、中筒３２の軸Ｘ方向位置を調整可能としている。そして、両長孔６４、７０の側には目盛７８が付され、内筒３２と中筒３４夫々の調整量を視認できるようにすることにより、レーザ光Ｌの出射方向の調整作業を容易にしている。
【００２５】
図２と図３では、両長孔６４、７０を周方向にそろった位置に配置したが、両長孔６４、７０の周方向位置はずらしてもよく、また、測量機１に近接した側の長孔６４、７０は、レーザ求心装置３０上側よりは側方に配置したほうが、ねじ６６、７２を回し易く、特に、測量機１に近接した側の長孔６４は側方に配置することが望ましい。
【００２６】
このレーザ求心装置３０の測量機１から突出する部分には、レーザ求心装置３０の防塵、防水、衝撃からの保護、美観等のためにゴムカバー７６が被せられる。ゴムカバー７６には、コネクタ５４の位置に孔が開けられている。
【００２７】
外部電源５０は、ケース８０内に電池を収容するとともに、ケース８０の外部に電源スイッチ８２と、レーザ光Ｌの光量調節つまみ８４と、測量機１の外面に付着するためのマジックテープ（登録商標）８６とを備えている。測量機１の外面にも、外部電源５０がじゃまにならない位置に、外部電源５０を固定するための図示しないマジックテープ（登録商標）を備える。また、外部電源５０とコネクタ５４とを接続するケーブル５２は、カールケーブルとされ、通常は極力短く縮んでいて、じゃまにならないようにされる。
【００２８】
ここで、このレーザ求心装置３０を測量機１に取り付ける際におけるレーザ光Ｌの出射方向の調整方法について説明する。レーザ求心装置３０を測量機１に取り付けるときは、まず、測量機１から側板１１を外す。そして、求心望遠光学系２０を取り外して、求心望遠光学系固定部３８に外筒３６をねじ６２で固定する。次に、中筒３４を外筒３６内に挿通してねじ６６で仮締めする。次に内筒３２を中筒３４内に挿通してねじ７２で仮締めする。
【００２９】
ここで、測量機１を水平にして鉛直軸Ｙ（機械中心）の真下に正しく基準点を置き、レーザ求心装置３０の電源スイッチ８２を入れ、レーザ光Ｌを基準点に向けて出射する。ここで、レーザ光Ｌが照射した点と基準点のずれを検出して、このずれのうち、レーザ求心装置３０の軸Ｘ方向のずれに関しては、ねじ７２を緩めて内筒３２を軸Ｘ方向に前後移動させ、これと直交方向のずれに関しては、ねじ６６を緩めて中筒３４を軸Ｘ回りに回転させて、ペンタプリズム４０についてレーザ求心装置３０の軸Ｘ方向の位置調整と軸Ｘ回りの角度調整とを行い、レーザ光Ｌが正確に基準点を照射するように調整させた後に両ねじ６６、７２を仮締めする。
【００３０】
それから、測量機１を鉛直軸Ｙ回りに回転させて、どの方向に対しても正確にレーザ光Ｌが基準点を照射することを確認した後に両ねじ６６、７２を本締めして、レーザ光Ｌの出射方向の調整を終了する。
【００３１】
このようなレーザ求心装置３０におけるレーザ光Ｌの出射方向の調整の際には、レーザ光Ｌと同色の赤色をしているとともに、図４に示したような十字線９６と同心円９８が描かれたマット１００を、測量機１の鉛直軸Ｙの真下にマット１００の中心１０２を一致させて置き、レーザ光Ｌでマット１００を照射し、内筒３２の軸Ｘ方向位置及び中筒３４の軸Ｘ回りの角度を調節して、レーザ光Ｌの照射点であるレーザスポット１０４を矢印ａ→ｂ又はｂ→ａのように移動させてマット１００の中心１０４に一致させることにより、レーザ光Ｌの出射方向の調整を行う。このマット１００を用いると、レーザスポット１０４を視認し易いうえ、調整量を見当つけ易く、レーザ求心装置３０の取付調整作業が容易になる。ここで、同心円９８の間隔と長孔６４、７０の側に付された目盛７８の間隔とに所定の対応を設定しておくと、レーザ光Ｌの出射方向の調整がいっそう容易になる。
【００３２】
もちろん、前述したレーザ光Ｌの出射方向の調整は、レーザ求心装置３０を測量機１に取り付けるときのみでなく、レーザ求心装置３０の取付後、測量機に求心誤差が発生するようになったときは、いつでも可能である。
本実施例の奏する主要な効果を次に列挙する。
【００３３】
（１）レーザダイオード４２、コリメーションレンズ４４、絞り４６、ペンタプリズム４０等の取り付け位置や角度に誤差があって、レーザ求心装置３０から出射するレーザ光Ｌの出射方向が測量機１の鉛直軸Ｙ方向からずれていても、内筒３２の軸Ｘ方向位置の調節と中筒３４の軸Ｘ回りの角度調節によりレーザ光Ｌの出射方向の調整をして、そのずれを簡単に取り除くことができるので、求心誤差がほとんど発生しないようにできる。
【００３４】
（２）中筒３４と外筒３６の大きさと形状を変えることにより、異なる形式の測量機にも、レーザ求心装置３０を簡単に取り付けることができる。
【００３５】
（３）ペンタプリズム４０は、レーザ光Ｌの向きを常に所定角（９０°）変えることができるので、図２で紙面と垂直な軸回りのペンタプリズム４０の取付角の誤差によっては、レーザ光Ｌの出射方向が変化しない。このため、レーザ光Ｌのレーザ求心装置３０の軸Ｘ方向のずれは、わずかであり、内筒３２の軸Ｘ方向のわずかな位置調節のみで簡単に取り除くことができる。これに対して、ペンタプリズム以外のプリズムを用いると、光てこの働きにより、わずかなプリズムの取付角の誤差でも、レーザ光Ｌの出射方向は大きくずれてしまい、このずれの解消のためには、内筒３２を相当移動させる必要も出てくる。もちろん、図２で紙面と平行な軸回りに関してペンタプリズム４０の取付角に誤差があれば、レーザ光Ｌの出射方向はレーザ求心装置の軸Ｘと直交方向に大きくずれるが、このずれは、中筒３４を軸Ｘ回りの調節することにより簡単に取り除くことができる。
【００３６】
（４）内筒３２、中筒３４、外筒３６相互の位置又は角度の調節を可能にするねじ６６、７２が測量機１の外部に設けられるので、レーザ光Ｌの出射方向の調整は、測量機１を分解することなく、すなわちサービスマンに調整を依頼することなく、ユーザー自身でいつでも簡単に行うことが可能である。
【００３７】
（５）中筒３４と外筒３６夫々に設けられた長孔７０，６４の側には目盛７８が付されているので、内筒３２と中筒３４夫々の調節量を視認でき、レーザ光Ｌの出射方向の調整がいっそう容易になる。
【００３８】
（６）レーザ求心装置３０の測量機１から突出する部分にはゴムカバー７６が被されたから、レーザ求心装置３０を防塵、防水、衝撃等から保護するとともに美観を確保できる。
【００３９】
（７）従来の求心望遠光学系２０を備えた測量機１に対して、必要に応じて求心望遠光学系２０をレーザ求心装置３０に交換して使用できるので、便利で経済的である。
【００４０】
（８）本実施例では、外部電源５０を用いるため、大型ながら安価で充分な容量と電圧の電池を使用することができ、充分な光量のレーザ光を長時間出射することができる。そのうえ、電源スイッチ８２と光量調節つまみ８４も外部電源５０に設けたので、外部電源５０を作業者の取扱い易い位置の保持して操作できて作業性もよい。
【００４１】
次に、本発明のレーザ求心装置３０の第２実施例について、図５に示した断面図を用いて説明する。本実施例のレーザ求心装置３０は、前記第１実施例と略同じであるが、内筒３２内に電池９０を収容するようにした。このため、蓋５６には、ケーブル５２を接続するコネクタ５４に代えて、電源スイッチ８２と図示しない光量調節つまみが固定され、ゴムカバー７６には、コネクタ５４の位置に設けた孔に代えて、電源スイッチ８２と光量調節つまみの位置に孔が開けられており、これ以外は、前記第１実施例と略同じである。本実施例では、前記第１実施例が奏する効果（１）−（７）を奏するうえ、外部電源が不要なため、測量機１の外観がすっきりとし、いっそう美観を確保し易い。
【００４２】
ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、（１）レーザ求心装置３０を内筒３２のみから構成し、この内筒３２を軸Ｘ方向の位置調整と軸Ｘ回りの角度調整が可能に求心望遠光学系固定部２８に単純に固定するだけでもよい。（２）ペンタプリズム４０の代わりに求心望遠光学系２０と共通のダハプリズム２２を用いることも可能である。（３）外筒３６に周方向に延びる長孔６４を、中筒３４に軸Ｘ方向に延びる長孔７０を設けたが、これとは反対に、外筒３６に軸Ｘ方向に延びる長孔を、中筒３４に周方向に延びる長孔を設けてもよい。（４）第２実施例において、ゴムカバー７６を柔らかめにして、ゴムカバー７６には電源スイッチ８２と光量調節つまみの位置に孔を設けず、ゴムカバー７６の上から電源スイッチ８２と光量調節つまみを操作するように変更してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１に係る発明によれば、一端にプリズムを固定するとともに内部にレーザ光源を備えた内筒と、内筒を軸方向に位置調整可能に固定する中筒と、中筒を軸回りの角度調整可能に固定するとともに測量機に固定される外筒とを有するので、簡単にレーザ光の出射方向の調整を行うことができる。これにより、レーザ求心装置から出射するレーザ光の測量機の鉛直軸方向からのずれを簡単に取り除いて、求心誤差が生じないようにできる。さらに、中筒と外筒の大きさと形状を変えることにより、異なる形式の測量機にもレーザ求心装置を簡単に装着することができる。
【００４５】
請求項２に係る発明によれば、さらに、入射光と反射光とを常に所定角に保つペンタプリズムを備えたから、ペンタプリズムの取付角の誤差が、レーザ光の出射方向をレーザ求心装置の軸方向に大きくずらすことがなく、この方向のレーザ光の出射方向のずれは、内筒の軸方向のわずかな位置調節のみで簡単に取り除くことができ、レーザ光の出射方向の調整がいっそう容易になる。
【００４６】
請求項３に係る発明によれば、さらに、中筒には外筒から突出する部分に軸方向に延びる長孔が設けられ、該長孔に挿通されたねじが前記内筒に螺合され、外筒には測量機から突出する部分に周方向に延びる長孔が設けられ、該長孔に挿通されたねじが前記中筒に螺合されたから、各ねじを緩めて内筒の軸方向の位置調節と中筒の軸回りの角度調節を行うことによって、レーザ求心装置から出射するレーザ光と測量機の鉛直軸方向のずれを、測量機を分解することなく、すなわちサービスマンに調整を依頼することなく、ユーザー自身でいつでも簡単に調整することが可能である。
【００４７】
請求項４に係る発明によれば、さらに、中筒と外筒夫々に設けられた長孔の側には目盛が付されているので、内筒と中筒夫々の調節量を視認でき、レーザ光の出射方向の調整がいっそう容易となる。
【００４８】
請求項５に係る発明によれば、さらに、レーザ求心装置の測量機から突出する部分にはゴムカバーが被されたから、レーザ求心装置を防塵、防水、衝撃等から保護するとともに美観を確保できる。
【００４９】
請求項６に係る発明によれば、請求項１〜５のいずれかに記載のレーザ求心装置を装着した測量機におけるレーザ光の出射方向の調整方法において、レーザ求心装置から出射されるレーザ光と同色であるとともに、同心円が描かれたマットを、測量機の鉛直軸の真下に前記マットの中心を一致させて置き、前記レーザ光が前記マットの中心を照射するようにレーザ光の出射方向の調整を行うようにしたから、レーザ光の照射点を視認し易いうえ、調整量の見当をつけ易く、レーザ光の出射方向の調整がいっそう容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ求心装置を備えた測量機の概略を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るレーザ求心装置の断面図である。
【図３】第１実施例のレーザ求心装置の斜視図である。
【図４】本発明のレーザ求心装置におけるレーザ光の出射方向の調整時に用いるマットを示す図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るレーザ求心装置の一部断面図である。
【図６】従来の求心望遠光学系とレーザ求心装置を合わせもつ測量機を示す図である。
【図７】従来の求心望遠光学系を取付可能とした測量機を示す図である。
【符号の説明】
１      測量機
３０    レーザ求心装置
３２    内筒
３４    中筒
３６    外筒
４０    ペンタプリズム（プリズム）
４２    レーザダイオード（レーザ光源）
６４、７０  長孔
６６、７２  ねじ
７６    ゴムカバー
１００    マット（レーザ求心装置調整用マット）
【図１】
0003840119.tif 000002
【図２】
0003840119.tif 000003
【図３】
0003840119.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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