JP3619370B2 - Laser surveying equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームによる基準線を所定の面に対して水平方向または垂直方向に投射するレーザ測量装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、土木、建築などの分野では、水平線や垂直線の墨出しを行うためのレーザ測量装置(いわゆるレーザプレーナ)が使用されている。このレーザ装置はレーザ光を出射する投光部を回転させてこのレーザ光を周方向に走査し、レーザ光の軌跡によって壁面などの被投射面に垂直または水平方向の基準線を投射するものである。
【0003】
図12は、従来のレーザ測量装置の構成を示す断面図である。この図12は、水平方向へのレーザ光走査を行うためにレーザ測量装置を鉛直方向に立てた状態を示している。ハウジング81内に納められた鏡筒82は、レーザ測量装置の中心軸に沿ってその全体を貫通する中空のレーザ光光路82bとこのレーザ光光路82bから直角に分岐した中空のレーザ光光路82aとから構成されている。レーザ光光路82a内には、その端面側からレーザダイオード83,コリメータレンズユニット104,アナモプリズム84が固定されている。そして、レーザ光光路82aおよび82bの交点には、直角プリズム85が固定されている。
【0004】
レーザ光光路82b内には、図12において直角プリズム85から上方に向かって、前群レンズ86および後群レンズ87が固定されている。
鏡筒82の上端部には、ペンタプリズム89が納められた略円筒状の回転投光部88が、レーザ光光路82bに直交する面内で回転自在に固定されている。この回転投光部88の上端面および側方には、それぞれ開口部が形成されている。
【0005】
このような構成のレーザ測量装置において、レーザ光光路82a端面に固定されたレーザダイオード83からレーザビームL10が出射されると、そのレーザビームL10は直角プリズム85において回転投光部88側に90゜屈曲され、前群レンズ86および後群レンズ87を透過してペンタプリズム89に入射する。ペンタプリズム89に入射したレーザビームL10は、第1反射面89aおよびこの第1反射面に対して45゜傾いた第2反射面89bによって漸次反射される。そして、第1反射面89aおよび第2反射面89bで反射されたレーザビームL11は、光入射面89dに対して直角をなしている光出射面89cから出射される。
【0006】
また、第1反射面89aには部分反射膜が形成されている。従って、一部のレーザビームL12がこの第1反射面89aを透過し、この第1反射面89a上に固定された楔形プリズム90を透過して回転投光部88上端面の開口部から出射される。
【0007】
そして、回転投光部88がレーザ光光路82bに直交する面内で回転されることにより、レーザビームL11は、回転投光部88の回転軸を中心に回転する。従って、この回転軸に直交する基準平面がレーザビームL11により形成される。また、回転投光部88の上端から出射されるレーザビームL12は天井などに測量基準点などを示すための基準スポットを形成する。
【0008】
このように、レーザ測量装置から出射されたレーザビームL11は、壁面などに基準平面を形成するため、正確に水平に出射される必要がある。同様に、天井等に基準スポットを形成するレーザビームL12も正確に鉛直に出射される必要がある。よって、レーザ測量装置の使用時には、レーザビームL11が正確に水平方向に出射されるように、整準作業を行う必要がある。
【0009】
以下、レーザビームL11が正確に水平に出射されるための整準機構を説明する。鏡筒82の上端側には、半球面形状を有する膨出部91が形成されており、ハウジング81内に形成された摺動孔81a内に当接した状態で保持されている。鏡筒82のハウジング81に対する保持は、この部分の接触によってのみなされているので、摺動孔81a内で膨出部91の半球面部分を回転させることにより、鏡筒82全体をあらゆる方向に傾動させることができる。
【0010】
また、ハウジング81内には、レベル調整用モータ98によって回転されるスクリュー97が設けられている。このスクリュー97には、ナット99が螺合されている。このナット99はスクリュー97の回転に伴って上下動される。ナット99の外面には、作動ピン101が突出形成されている。作動ピン101には膨出部91に形成された駆動アーム96と連通するピン100が接触しており、これにより、膨出部91のX方向(紙面内での回転方向)の回転が規制されている。
【0011】
さらに、鏡筒82内において直角プリズム85の下方には、鏡筒82のX方向の傾きを検出するX方向のチルトセンサ103が固定されている。このチルトセンサ103によって検知された傾きに応じてレベル調整用モータ98の回転制御が行われ、これによって、スクリュー97が回転される。するとこのスクリュー97の回転に伴ってナット99が上下動され、作動ピン101およびピン100を介してリンクされた膨出部91が、X方向に回転される。なお、X方向のチルトセンサの側方には、Y方向(図面中鉛直方向に沿って紙面に直交する面内での回転方向)の傾きを検出するY方向のチルトセンサ102が固定されている。また、図面中には示されていないが、ハウジング81内には、チルトセンサ102によって検出される傾きの大きさに応じて、膨出部91のY方向の回転を規制するための機構もX方向と同様に設けられている。このようにして、鏡筒82が常に鉛直方向を向くように、すなわち、レーザビームL11が常に水平に出射されるように調整される。従って、レーザビームL11は常に正確な基準面を形成することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のレーザ測量装置の構造では、レーザビームL11を水平に出射させるための整準作業は、レベル調整用モータ98やスクリュー97,ナット99等を用いて鏡筒82を傾けることにより行われている。このために、レーザ測量装置の構造が複雑になってしまうという問題があった。
【0013】
また、チルトセンサ102,103は傾きが変化すると、その測定値が計測可能に安定するまで一定の時間がかかる。このため、従来のように鏡筒82を傾けることによる調整を行った場合、鏡筒82の傾きが変化する度にチルトセンサ102,103の測定値が安定するのを待たなければならない。このため、整準作業を行うために長時間を要していた。
【0014】
そこで、整準のための構造を簡単にすることができ、しかも整準作業を短時間で行うことができるレーザ測量装置を提供することを、本発明の課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のレーザ測量装置の第1の態様は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザビームの光路上に配置された略平板状の第1および第2透明部材と、前記第1および第2透明部材によってその両開口縁が封止された筒状の弾性部材と、前記弾性部材内に液体が充填されることにより形成された液層と、前記第1および第2透明部材を保持する鏡筒と、この鏡筒に保持された前記第1および第2透明部材の相対的傾斜角を、平行を含む範囲で調整可能とする調整機構と、前記鏡筒の水平面に対する傾斜角を検出するレベル検知器と、前記第1および第2透明部材を透過したレーザビームを2以上のレーザビームに分割するビーム分割手段と、前記ビーム分割手段によって分割されたレーザビームのうちの1つを集光する集光レンズと、前記集光レンズの焦点面上に配置され、前記集光レンズによって集光されたレーザビームの入射位置を検知する光位置検出手段と、前記レベル検知器によって検出された前記傾斜角の大きさに応じて前記調整機構を制御し、前記第1透明部材と前記第2透明部材のなす角の大きさを調整するとともに、前記第1透明部材と前記第2透明部材のなす角の大きさを前記光位置検出手段に入射した前記レーザビームの入射位置の変化量に基づいて算出する制御手段とを備える。
【0016】
すなわち、第1態様のレーザ測量装置では、弾性部材を第1および第2の透明部材によって封止してその中に液体を充填したユニットを、レーザビームの光路上に配置している。そして、レベル検知器によって検出された鏡筒の水平からの傾きの大きさに応じて、各透明部材のなす角を変化させることによって、これら各透明部材を透過するビーム軸の向きを変化させている。従って、従来のように、鏡筒を傾ける複雑な整準機構を設ける必要がないため、レーザ測量装置の構造を簡素化することができる。また、第1態様のレーザ測量装置では、各透明部材のなす角の大きさを変化させることによってのみビーム軸の向きを調整しているので、鏡筒全体の向きを変える必要がない。よって、レベル検知器の測定値は整準作業を通じて常に一定であるので、従来のように、整準作業を行う際にレベル検知器の測定値が安定するまでの時間を要しない。よって、整準作業の時間を短縮することができる。また、このような構成のレーザ測量装置を採用すれば、各透明部材のなす角の大きさを、ビーム分割手段により分割されたビームの光位置検出素子への入射位置の変化量に対応させて検出することができる。よって、ビーム軸の向きをより精密に調整することができる。
【0017】
このような構成のレーザ測量装置を用いる際には、前記弾性部材を蛇腹状の形状を有するものとしてもよいし、前記液層を形成する液体をシリコーンオイルとしてもよい。
【0018】
また、上記構成のレーザ測量装置は、前記第1および第2透明部材を透過したレーザビームを90゜偏向する反射部材と、前記反射部材を回転させることによりこの反射部材によって偏向されたレーザビームの出射方向を一定平面内で回転させる回転手段とをさらに備えるものであってもよい。
【0021】
また、本発明のレーザ測量装置の第2の態様は、レーザ光源と、このレーザビームのビーム軸を中心として回転可能に鏡筒内に保持されるとともに前記レーザ光源から出射されたレーザビームを透過する第1楔ガラスと、前記レーザビームのビーム軸を中心として回転可能に鏡筒内に保持されるとともに前記第1楔ガラスを透過したレーザビームを透過する第2楔ガラスと、前記鏡筒に保持された前記第1および第2楔ガラスを回転させる回転機構と、前記鏡筒の水平面に対する傾斜角を検出するレベル検知器と、前記第1および第2楔ガラスを透過したレーザビームを2以上のレーザビームに分割するビーム分割手段と、前記ビーム分割手段によって分割されたレーザビームのうちの1つを集光する集光レンズと、前記集光レンズの焦点面上に配置され、前記集光レンズによって集光されたレーザビームの入射位置を検知する光位置検出手段と、前記レベル検知器によって検出された前記傾斜角の大きさと前記光位置検出手段に入射した前記レーザビームの入射位置の変化量とに応じて前記回転機構を制御し、前記第1および第2楔ガラスを透過するレーザビームの出射方向を調整する制御手段とを備える。
【0022】
すなわち、第2態様のレーザ測量装置は、レーザビームの光路上に2枚の楔ガラスを配置し、各楔ガラスを当該レーザビームの光路に直交する面内で回転することによりレーザビームのビーム軸の向きを調整することができる。これにより、第1態様と同様、レーザ測量装置の構造を簡素化することができ、しかも整準作業の時間を短縮することができる。
【0025】
上記各態様のレーザ測量装置を用いる際には、前記ビーム分割手段は入射光の一部を透過するとともに残りを反射するビームスプリッタであってもよいし、前記光位置検出手段は2次元ポジション・センシティブ・ディテクタ(PSD)であってもよい。
【0026】
さらに、上記各態様のレーザ測量装置は、前記ビーム分割手段によって分割されたレーザビームの他の1つを90゜偏向する反射部材と、前記反射部材を回転させることによりこの反射部材によって偏向されたレーザビームの出射方向を一定平面内で回転させる回転手段とをさらに備えるものであってもよい。このとき、前記反射部材はペンタプリズムであってもよい。また、このとき、前記レベル検知器によって検出される傾斜角は前記ビーム分割手段によって分割されて前記反射部材に入射するレーザビームのビーム軸の鉛直に対する傾きに対応していてもよい。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態によるレーザ測量装置を構成する投光装置の構成を示す断面図である。この図1は、水平方向へのレーザ光走査を行うためにレーザ測量装置を鉛直方向に立てたときの投光装置の状態を示している。
【0028】
投光装置11は、レーザ測量装置のハウジング(図示せず)内に固定された鏡筒14と、ベアリング19を介して鏡筒14に回転自在かつ同軸に保持された回転投光部15とから構成されている。鏡筒14には、その機械軸lz(回転投光部15の回転軸と一致)に沿ったレーザビーム光路14bと、このレーザビーム光路14bに直交するレーザビーム光路14aとが、形成されている。また、回転投光部15には、レーザビーム光路14bに連通するとともにその回転軸と同軸に形成された中空のレーザビーム光路15a,およびこのレーザビーム光路15aに連通するとともに端面方向および側方に開口を有するペンタプリズム収納部15bが、形成されている。
【0029】
(レーザ出射光学系)
鏡筒14内のレーザビーム光路14aおよび14bの交点には、ビーム分割手段としてのビームスプリッタ24が固定されている。また、このレーザ光光路14aの一方の端部には、レーザダイオード21が固定されている。また、このレーザダイオード21とビームスプリッタ24との間には、レーザダイオード21側から、コリメータレンズ22,アナモプリズム23,およびビーム軸調整部33が固定されている。また、回転投光部15のペンタプリズム収容部15bには、ペンタプリズム27および楔形プリズム30が固定されている。
【0030】
レーザ光源としてのレーザダイオード21は、レーザビームL0を出射する。コリメータレンズ22は、レーザダイオード21から出射されたレーザビームL0を平行光にするレンズである。また、アナモプリズム23は、コリメータレンズ22を透過したレーザビームL0の断面形状を真円形に修正するための光学素子である。
【0031】
アナモプリズム23を透過したレーザビームL0は、光軸調整部33を透過して、ビームスプリッタ24に入射する(光軸調整部33については、後に詳述する)。ビームスプリッタ24内には、レーザビームL0のビーム軸に対してペンタプリズム27側に45゜傾いた、部分透過膜24aが形成されている。この部分透過膜24aは、70〜80%の反射率を有するため、レーザビームL0の20〜30%を透過させるとともに残りのレーザビームを反射する特性を有している。従って、アナモプリズム23を透過したレーザビームL0の70〜80%がペンタプリズム27側へ反射される。
【0032】
このビームスプリッタ24を反射したレーザビームL1は、レーザ光光路14b内に固定された前群レンズ25および後群レンズ26に入射する。これら前群レンズ25および後群レンズ26は、入射されたレーザビームL1のビーム径を拡大するビームエキスパンダを構成する。
【0033】
後群レンズ26を透過したレーザビームL1が入射するペンタプリズム27は、回転投光部15のペンタプリズム収容部15b内に、この回転投光部15と一体に回転するように固定されている。このペンタプリズム27は、レーザビームL1が入射する光入射面27cと、この光入射面27cに対して22.5゜傾いているとともにこの光入射面27cから入射したレーザ光が反射する第1反射面27aと、この第1反射面27aに対して45゜傾いているとともにこの第1反射面27aで反射されたレーザビームを再度反射する第2反射面27bと、光入射面27cに対して直角をなしているとともに第2反射面27bで反射されたレーザビームL3を出射する光出射面27dとを有している。なお、第2反射面27bには、図示せぬ増反射膜がアルミニウム蒸着によって形成されているので、この第2反射面27bにおいてレーザビームは100%内面反射する。一方、第1反射面27aには、反射率が70〜80%の部分透過膜が形成されている。従って、20〜30%のレーザビームL2がこの第1反射面27aを透過し、楔形プリズム30を通って投光装置12の上端から出射される。
【0034】
ペンタプリズム27の光出射面27dから出射されたレーザビームL3は、ペンタプリズム収容部15bの側方に開口した投光用窓15c,および図示せぬハウジングの窓を透過して出射される。このようにして出射されたレーザビームL3は、回転投光部15ごとペンタプリズム27がレーザビームL1に直交する面内で回転することにより、壁面などに垂直または水平方向の基準線を投射する。
【0035】
(回転機構)
次に、回転投光部15を鏡筒14に対して回転させるための機構(回転手段)を説明する。ベアリング19を介して鏡筒14に対して回転自在に接続された回転投光部15の外周面には、ギア35が固定されている。一方、鏡筒14の上端面には、外方に向けて突出させたブラケット36が設けられている。このブラケット36には、投光部回転用モータ37が固定されており、この投光部回転用モータ37の回転軸に取り付けられたピニオン38が回転投光部15のギア35に噛み合っている。この投光部回転用モータ37を回転させることにより、投光用窓15cから出射されるレーザ光L3の出射方向が回転投光部15の回転軸を中心に回転するので、この回転軸に直交する基準平面が形成される。
【0036】
(整準機構)
前述したように、レーザビームL3によって壁面などに垂直または水平方向の基準線を投射するためには、レーザビームL3の出射方向が正確に調整されている必要がある。例えば、図1の状態においては、水平方向の基準線を投射するレーザビームL3が正確に水平に投射されなければならない。以下、このようなレーザビームL3の出射方向を調整するための整準機構について説明する。
【0037】
図2は、図1のレーザ測量装置10における整準機構を説明するための、鏡筒14に固定された各部材の一部を示す図である。また、図3は、ビーム軸調整部33をビームスプリッタ24側から見た正面図であり、図4は、図3のA−A線に沿った断面図である。ビーム軸調整部33には、透明部材としての2枚の円形の略平行ガラス41,42が互いに略平行となるように設置されており、これら略平行ガラス41,42の周縁部分は、環状のガラス押さえ枠45,46にはめ込まれている。ガラス押さえ枠45の、ガラス押さえ枠46に対向する開口縁には、略平行ガラス41を保持するための受け座45dが形成されている。同様に、ガラス押さえ枠46のガラス押さえ枠45に対向する開口縁には、略平行ガラス42を保持するための受け座46dが形成されている。
【0038】
カバー43(弾性部材)は、弾性体からなる蛇腹状の円筒形状を有しており、その両開口縁は、ガラス押さえ枠45,46の受け座45d,46dにそれぞれ接着されることにより、封止されている。そして、カバー43の内部にはシリコーンオイルなどの液体が充填されることにより、液層44が形成されている。
【0039】
ガラス押さえ枠45,46の外周面上には、矩形板状のピン取付部45a,46aが、各ガラス押さえ枠45,46と一体に形成されている。ピン47は、その両端部が他の部分よりも細く形成されており、ピン取付部45a,46aを貫通するように取り付けられている。このため、各ピン取付部45a,46aが形成された部分における各ガラス押さえ枠45,46間の距離は、ほぼ一定に保たれている。但し、各ピン取付部45a,46aは、ピン47に対してこのピン47の軸方向に若干の範囲で移動可能となっている。
【0040】
また、ガラス押さえ枠45の外周面上には、矩形板状の2つのリードネジ保持部45b,45cがこのガラス押さえ枠45と一体に形成されている。これらリードネジ保持部45b,45cおよびピン取付部45aは、ガラス押さえ枠45の外周面の3等分位置から外方に突出するように、形成されている。そして、ガラス押さえ枠46のリードネジ保持部45bに重なる外周面上には、リードネジ保持部46bが形成されている。リードネジ保持部46bには、ネジ孔46eが形成されており、このネジ孔46eには、リードネジ48がねじ込まれている。
【0041】
リードネジ48は、他の部分よりも細く形成され、かつ、雄ねじが切られていない端部48aを有しており、この端部48aがリードネジ保持部45bに回転自在に挿通されている。リードネジ保持部45bを貫通した端部48aには、ストッパリング55が嵌合されているため、リードネジ48は、リードネジ保持部45bから落脱しないように保持されている。そして、リードネジ48は、その先端に固定されたリードネジギア53,このリードネジギア53に噛合するモータギア52を介して、リードネジ保持部45bに固定されたモータ51によって回転される。このモータ51は、制御部35によって駆動制御されている。このモータ51によるリードネジ48の回転に伴い、リードネジ保持部46bがリードネジ48の軸方向(図4のB方向)に沿って移動される。このため、リードネジ保持部45b,46bが形成された部分における各略平行ガラス42,43間の距離は変化される。また、リードネジ保持部45c,46cについても、リードネジ保持部45b,46bと同様の機構が設けられている。このため、リードネジ保持部45cが形成された部分における各略平行ガラス42,43間の距離も、制御部35によって変化される。
【0042】
図5に、モータ51が回転されたときの光軸調整部33の様子を示す。上述したように、モータ51が回転されることによりリードネジ48が回転し、これに伴い、リードネジ保持部46bがこのリードネジ48の軸に沿って移動する。このため、図5に示すように、この部分における各略平行ガラス41,42間の距離は小さくなる。一方、各ピン取付部45a,46aが形成された部分における各略平行ガラス41,42間の距離は、ピン47によって一定に保たれている。従って、各略平行ガラス41,42は平行より若干の角度を持って対向する状態となる。このとき、各略平行ガラス41,42のなす角(すなわち液層44の頂角)をθ゜とし、液層44の屈折率をn(但し、n≒1.5)とする。そして、略平行ガラス42に入射し、液層44を透過して略平行ガラス41から出射されるレーザビームL0のビーム軸の偏角をθ’゜とすると、次式の関係が成り立つ。
θ’=(n−1)θ ・・・(1)
すなわち、液層44の頂角θの大きさを制御することにより、このビーム軸調整部33を透過するレーザビームL0のビーム軸の向きを変化させることができる。
【0043】
また、図1および図2に示すように、鏡筒14のレーザ光光路14aのレーザダイオード21に対向する端面には、光位置検出手段としての2次元ポジション・センシティブ・ディテクタ(以下、「PSD」という)29が、その受光面をビームスプリッタ24側に向けて固定されている。また、レーザ光光路14a内の2次元PSD29とビームスプリッタ24との間には、集光レンズ28が固定されている。この集光レンズ28と2次元PSD29との間の距離は、集光レンズ28の焦点距離f2に等しい。よって、レーザダイオード21から出射され、ビームスプリッタ24に入射したレーザビームL0のうち、部分透過膜24aを透過した20〜30%のレーザビームL4は、集光レンズ28を透過して2次元PSD29上に集光される。2次元PSD29は、光の入射位置を検出する機器である。2次元PSDへのレーザビームL4の入射位置は、この2次元PSD29の各出力端子から出力される電流比に基づいて算出される。なお、この2次元PSDの各出力端子は制御部35に接続されている。
【0044】
また、鏡筒14のレーザ光光路14bの下端部には、x方向(紙面内での回転方向)の水平からの傾きを検出するチルトセンサ31(レベル検知器)が固定されている。そして、チルトセンサ31の側方には、y方向(鉛直方向に沿って紙面に直交する面内での回転方向)の水平からの傾きを検出するチルトセンサ32が固定されている。チルトセンサ31,32は電解液が満たされた気泡管内の気泡の位置変化を抵抗値変化としてとらえて電気信号に変換することにより水平からの傾きを検出するものである。すなわち、チルトセンサ31,32の上面には、それぞれ、2個の電極(図示せず)が傾斜角の検出方向に対象な位置関係で設けられているとともに、その下面全域には共通の電極が設けられている。従って、各チルトセンサ31,32内で気泡の位置が変化するとこれら上面上の各電極と共通電極との間の抵抗値の比が変化する。各チルトセンサ31,32はこれら各電極を介して制御部35に接続されており、各電極に生じる抵抗値同士の比の変化に基づいて、鏡筒14の傾きの変化量が算出される。
【0045】
図2の状態では、図示せぬ測定装置が用いられることにより、レーザビームL3が正確に水平に出射され、レーザビームL1が鉛直方向l0に出射されるように、鏡筒14の向きが調整されているものとする。なお、このとき、レーザビームL1のビーム軸と鏡筒14の機械軸lzとは、完全に一致しているものとする。このときのチルトセンサ31,32の測定値,およびレーザビームL4の2次元PSD29への入射位置は、初期値として制御部へ記憶される。このときの、レーザビームL4の2次元PSD29への入射位置のPSD中心座標a0からのx方向における距離をa1とする。ここで、鏡筒機械軸lzと鉛直方向l0とは完全に一致した状態であるので、各チルトセンサ31,32による測定値は、鏡筒14の機械軸lzが鉛直であるときの値を示すが、鏡筒機械軸lzとレーザビームL1のビーム軸との位置関係によっては、この測定値が必ずしも鉛直時の値を示す必要はない。
【0046】
図6は、図2の状態からペンタプリズム27の光出射面27dから出射されたレーザビームL3のビーム軸が水平からx方向に+Δω゜傾いたとき、すなわちレーザビームL1のビーム軸が鉛直から+Δω゜傾いた状態を示している(図6のx方向において、時計方向の向きを+としている)。このとき、鏡筒14の機械軸lzも同様に図2の状態から鉛直方向l0に対して+Δω゜傾いた状態となっているため、チルトセンサ31の測定値も初期値から+Δω゜の傾き相当変化する。
【0047】
すると、制御部35によりチルトセンサ31の測定値が読み込まれる。制御部35は、チルトセンサ31の測定値に基づいてレーザビームL1のビーム軸の傾斜量+Δω゜を算出する。それに応じて、ビーム軸調整部33の各リードネジ保持部45b,45cのモータ51,51が回転され、モータギア52,52およびリードネジギア53,53を介して連通されたリードネジ48,48がそれぞれ回転されるため、リードネジ保持部46b,46cがリードネジ48,48の軸方向に移動される。これにより、液層44が形成する頂角θの大きさが変化されるため、レーザビームL1のビーム軸の出射方向が調整される。図7に、液層44の頂角θの大きさが変化されることによって、レーザビームL1のビーム軸が鉛直方向l0になるように調整された様子を示す。レーザビームL1が鉛直方向l0に出射されるよう調整するためには、ビーム軸調整部33から出射されるレーザビームL0のビーム軸を、コリメータレンズ22の光軸に対して+Δω゜だけ傾斜させる必要がある。レーザビームL0のビーム軸が、コリメータレンズ22の光軸に対して+Δω゜傾斜されたとき、x方向におけるレーザビームL4の2次元PSD29への入射位置の初期値a1からのズレ量bは、b=f2tan(+Δω゜)となる。従って、制御部33は、2次元PSD29から出力されたレーザビームL4の入射位置を常にモニタしながら各モータ51,51を駆動制御し、2次元PSD29に入射するレーザビームL4の入射位置の中心座標a0からのx方向のズレがa1+b=a1+f2tan(+Δω゜)となるように、ビーム軸調整部33の液層44の頂角θを変化させるのである。このときの液層44の頂角θは、(1)式より、
となるように変化される。これにより、レーザビームL1のビーム軸は、図6の状態から−Δω゜だけ傾斜されて鉛直方向l0と一致する。従って、回転投光部15から出射されるレーザビームL3のビーム軸が水平になるよう調整される。
【0048】
なお、ここでは、チルトセンサ31によって検出される、レーザビームL1のビーム軸の傾きのx方向の調整のみについて説明したが、チルトセンサ32によって検出されるy方向のビーム軸の調整も、同様にして行われる。
【0049】
すなわち、本実施形態のレーザ測量装置では、レーザビームL3によって形成される基準平面の水平からの傾きに応じてビーム軸調整部33の液層44の頂角θの大きさを調整することによりレーザビームL1の出射方向を調整している。また、ビーム軸調整部33を駆動させたときの各ビーム軸の向きの変化を、コリメータレンズ22の光軸上に設置した2次元PSD29へのレーザビームL4の入射位置によって監視している。このため、ビーム軸調整部33によるビーム軸L0の向きの僅かな変化量を高精度に調整することができる。
【0050】
このように、本実施形態のレーザ測量装置は、液層44を封止した2枚の略平行ガラス41,42の相対角度を変化させることにより整準を行っているので、従来のように鏡筒全体を傾けるための複雑な構造を必要としない。このため、レーザ測量装置の構造を簡単にすることができる。また、本実施形態のレーザ測量装置は、整準の際に投光装置11をハウジングに対して傾ける必要がないため、整準作業の途中でチルトセンサ31,32の測定値が変化することもない。よって、従来のように、チルトセンサの測定値を安定させるための時間を必要としないので、整準作業を短時間に行うことができる。
【0051】
<第2実施形態>
図8に本発明の第2実施形態におけるレーザ測量装置の整準機構およびレーザ出射光学系の一部を示す。本第2実施形態は、鉛直方向にレーザ走査するために、鏡筒14を図1の状態に対して90゜傾けて用いる場合に適用される。
【0052】
x方向(紙面内での回転方向)のチルトセンサ61は、レーザビームL1のビーム軸方向が水平方向l0’となるように、図1の状態に対してx方向に90゜傾けられた状態で固定されている。そして、第1実施形態と同様、x方向のチルトセンサ61は、ビーム軸調整部33や2次元PSD29とともに制御部53に接続されている。
【0053】
以下、本実施形態のレーザ測量装置の整準機構の動作を説明する。まず、制御部53は、図8のように、レーザ光L1のビーム軸が水平方向l0’となるように調整されているときの、チルトセンサ61の測定値と2次元PSD29へのレーザビームL4の入射位置を記憶する。なお、このとき、レーザビームL1のビーム軸と鏡筒14の機械軸lz’とは完全に一致しているものとする。このとき、レーザビームL4の2次元PSD29への入射位置のPSD中心a0からのx方向における距離をa2とする。そして、図9に示すように、レーザビームL1のビーム軸が水平方向l0’からx方向に+Δω゜ずれた場合には、制御部53は、2次元PSD29へのレーザビームL4のx方向の入射位置のPSD中心a0からの距離がa2+f2tan(+Δω)となるように、ビーム軸調整部33の略平行ガラス41に対する略平行ガラス42の角度を変化させて、レーザビームL0のビーム軸の方向を調整する。このようにして、レーザビームL1のビーム軸を図9の状態より−Δω゜回転させて、水平方向l0’を向かせるように調節することができる(図10参照)。
【0054】
このように、本実施形態では、鉛直方向のレーザ走査を行うために、レーザ測量装置を水平方向に向けて使用する場合でも、第1実施形態と同様に液層44を封止した2枚の略平行ガラス41,42の相対角度を変化させることによりレーザビームL0のビーム軸の方向が調整されるビーム軸調整部33を用いて整準作業を行っている。これにより、レーザビームL0のビーム軸の向きを鏡筒機械軸lz’に対して傾斜させて、レーザビームL1のビーム軸が水平になるように調整することができる。
【0055】
<第3実施形態>
図11は、本発明の第3実施形態のレーザ測量装置におけるビーム軸調整部63の構造を示す断面図である。本第3実施形態のレーザ測量装置は、2枚の楔ガラスをコリメータレンズ22の光軸を中心としてそれぞれ回転させることによりレーザ光L0のビーム軸の向きを調整することにより整準作業を行うことを特徴とし、その他の部分を第1および第2実施形態と同一とする。
【0056】
鏡筒14のレーザ光光路14a内に固定されたビーム軸調整部63は、透明部材からなる箱形のケーシング66と、このケーシング66内に保持された2枚の楔ガラス64,65とから構成される。楔ガラス64,65は、平行より僅かに角度を持って相対した平面からなる光学素子であり、それらの入射面をレーザダイオード21側に向けるように並べて配置されている。これら各楔ガラス64,65は、コリメータレンズ22の光軸に垂直な面内で回転自在な状態でケーシング66内に保持されている。また、各楔ガラスの64,65の回転軸は、コリメータレンズ22の光軸と一致するように、構成されている。これら各楔ガラス64,65の外周部分には、ギア67,68がそれぞれ嵌合されており、各ギア67,68はケーシング66内に固定されたモータ69,70によって回転される。これら各モータ69,70は制御部35に接続されており、この制御部35によって各楔ガラス64,65の回転制御がなされている。なお、本実施形態では、各ギア67,68および各モータ69,70とを併せて、「回転機構」としている。
【0057】
このビーム軸調整部63にレーザ光L0が入射されると、2枚の楔ガラス64,65を透過することによりこのレーザ光L0のビーム軸が屈曲される。そして、制御部35によって各楔ガラス64,65が回転されると、ビーム軸調整部63を透過するレーザビームL0のビーム軸の向きが変化される。このようにして、レーザビームL0のビーム軸の向きを調整することにより、レーザビームL1のビーム軸が鉛直方向l0に出射されるよう調整することができる。
【0058】
以下、図2,6,7,および11を用いて、上記構成のビーム軸調整部63を用いた本実施形態のレーザ測量装置の整準方法を説明する。前述したように、鏡筒14の向きは、図示せぬ測定装置により、レーザビームL3が正確に水平に出射され、レーザビームL1が鉛直方向l0に出射されるように、調整されている(このとき、レーザ光L1のビーム軸と鏡筒14の機械軸lzは完全に一致している)。このときのチルトセンサ31,32の測定値,およびレーザビームL4の2次元PSD29への入射位置は、制御部35に記憶される。第1実施形態と同様に、このときのレーザビームL4の2次元PSD29への入射位置のPSD中心a0からの距離をa1とする。そして、図6に示すように、レーザビームL1のビーム軸が鉛直方向l0に対して+Δω゜ずれた場合には、制御部35は、2次元PSD29へのレーザビームL4のx方向の入射位置のPSD中心a0からの距離がa1+f2tan(+Δω゜)となるように各モータ69,70の回転制御を行い、各楔ガラス64,65をコリメータレンズ22の光軸に直交する面内で回転させることにより、ビームスプリッタ24に入射されるレーザビームL0のビーム軸の向きを調整する。このようにして、レーザビームL1のビーム軸を図6の状態より−Δω゜回転させて、鉛直方向l0を向かせるように調整することができる(図7)。
【0059】
なお、ここでは、水平方向のレーザ走査を行うために、図1のようにレーザ測量装置を鉛直に立てて用いた場合の整準機構について説明したが、鉛直方向へのレーザ走査を行う際にも、第2実施形態と同様にチルトセンサ31を図1の状態から90゜回転された状態で固定することにより、同様の整準作業を行うことができる。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、複雑な整準機構を必要とせず、レーザ測量装置の構造を簡素化することができる。また、整準作業を短時間で行うことができるレーザ測量装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態によるレーザ測量装置の構造を示す断面図
【図2】本発明の第1実施形態によるレーザ測量装置の整準機構を説明するための図
【図3】本発明の第1実施形態によるレーザ測量装置におけるビーム軸調整部33の正面図
【図4】図3のA−A線に沿った断面図
【図5】モータ51を回転させたときのビーム軸調整部33の状態を示す断面図
【図6】図2の状態からレーザビームL1のビーム軸が+Δω゜傾いた様子を示す図
【図7】図6の状態から整準作業が行われた様子を示す図
【図8】本発明の第2実施形態によるレーザ測量装置の整準機構を説明するための図
【図9】図8の状態からレーザビームL1のビーム軸が+Δω゜傾いた様子を示す図
【図10】図9の状態から整準作業が行われた様子を示す図
【図11】本発明の第3実施形態のレーザ測量装置におけるビーム軸調整部63の構造を示す断面図
【図12】従来技術のレーザ測量装置の構造を示す断面図
【符号の説明】
21 レーザダイオード
22 コリメータレンズ
24 ビームスプリッタ
27 ペンタプリズム
28 集光レンズ
29 2次元PSD
31,32,61,62 チルトセンサ
33,63 ビーム軸調整部
35,53 制御部
41,42 略平行ガラス
43 カバー
44 液層
45,46 ガラス押さえ枠
45b,46b リードネジ保持部
47 ピン
48 リードネジ
51 モータ
52 モータギア
53 リードネジギア
64,65 楔ガラス
L1,L2,L3,L4 レーザビーム
θ 頂角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser surveying apparatus that projects a reference line by a laser beam in a horizontal direction or a vertical direction with respect to a predetermined surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, laser surveying devices (so-called laser planers) for marking out horizontal lines and vertical lines have been used in fields such as civil engineering and architecture. This laser device rotates a light projecting section that emits laser light, scans the laser light in the circumferential direction, and projects a vertical or horizontal reference line on a projection surface such as a wall surface by the locus of the laser light. is there.
[0003]
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional laser surveying instrument. FIG. 12 shows a state in which the laser surveying device is set up in the vertical direction in order to perform laser beam scanning in the horizontal direction. The
[0004]
In the laser beam path 82b, a front group lens 86 and a rear group lens 87 are fixed upward from the right-
A substantially cylindrical rotary
[0005]
In the laser surveying device having such a configuration, the laser beam L is emitted from the
[0006]
In addition, a partial reflection film is formed on the first reflection surface 89a. Therefore, part of the laser beam L12Is transmitted through the first reflecting surface 89a, is transmitted through the wedge-
[0007]
Then, the rotary
[0008]
Thus, the laser beam L emitted from the laser surveying instrument11Needs to be accurately emitted horizontally in order to form a reference plane on a wall surface or the like. Similarly, a laser beam L that forms a reference spot on the ceiling or the like12Need to be emitted vertically accurately. Therefore, when using the laser surveying instrument, the laser beam L11It is necessary to perform leveling work so that the beam is accurately emitted in the horizontal direction.
[0009]
Hereinafter, the laser beam L11A leveling mechanism for accurately emitting the beam horizontally will be described. A bulging portion 91 having a hemispherical shape is formed on the upper end side of the
[0010]
A
[0011]
Furthermore, an
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the structure of the conventional laser surveying instrument as described above, the laser beam L11The leveling work for horizontally projecting is performed by tilting the
[0013]
Further, when the tilts of the
[0014]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a laser surveying apparatus that can simplify the structure for leveling and can perform leveling work in a short time.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a first aspect of the laser surveying instrument of the present invention includes a laser light source and first and second transparent plates that are substantially flat and disposed on the optical path of the laser beam emitted from the laser light source. A member, a cylindrical elastic member whose both opening edges are sealed by the first and second transparent members, a liquid layer formed by filling the elastic member with a liquid, and the first And a barrel that holds the second transparent member, an adjustment mechanism that enables adjustment of the relative inclination angle of the first and second transparent members held by the barrel within a range including parallelism, and the barrel A level detector for detecting the angle of inclination of the horizontal plane with respect toBeam splitting means for splitting the laser beam transmitted through the first and second transparent members into two or more laser beams, and a condensing lens for condensing one of the laser beams split by the beam splitting means; An optical position detecting means disposed on the focal plane of the condenser lens and detecting an incident position of a laser beam condensed by the condenser lens;The adjustment mechanism is controlled according to the magnitude of the inclination angle detected by the level detector, and the magnitude of the angle formed by the first transparent member and the second transparent member is adjusted.In addition, the magnitude of the angle formed by the first transparent member and the second transparent member is calculated based on the amount of change in the incident position of the laser beam incident on the optical position detecting means.Control means.
[0016]
That is, in the laser surveying apparatus of the first aspect, the unit in which the elastic member is sealed with the first and second transparent members and the liquid is filled therein is disposed on the optical path of the laser beam. Then, by changing the angle formed by each transparent member in accordance with the magnitude of the inclination of the lens barrel from the horizontal detected by the level detector, the direction of the beam axis passing through each transparent member can be changed. Yes. Therefore, unlike the conventional case, there is no need to provide a complicated leveling mechanism for tilting the lens barrel, so that the structure of the laser surveying instrument can be simplified. Further, in the laser surveying apparatus of the first aspect, the direction of the beam axis is adjusted only by changing the size of the angle formed by each transparent member, so there is no need to change the direction of the entire lens barrel. Therefore, since the measured value of the level detector is always constant throughout the leveling operation, it does not take time until the measured value of the level detector is stabilized when performing the leveling operation as in the conventional art. Therefore, the leveling time can be shortened.Further, if the laser surveying device having such a configuration is adopted, the size of the angle formed by each transparent member is made to correspond to the amount of change in the incident position on the optical position detection element of the beam divided by the beam dividing means. Can be detected. Therefore, the direction of the beam axis can be adjusted more precisely.
[0017]
When using the laser surveying instrument having such a configuration, the elastic member may have a bellows shape, or the liquid forming the liquid layer may be silicone oil.
[0018]
The laser surveying apparatus having the above-described configuration includes a reflecting member that deflects the laser beam transmitted through the first and second transparent members by 90 °, and a laser beam deflected by the reflecting member by rotating the reflecting member. It may further comprise a rotating means for rotating the emission direction within a fixed plane.
[0021]
The second aspect of the laser surveying instrument of the present invention is a laser light source, and is held in a lens barrel so as to be rotatable about the beam axis of the laser beam and transmits the laser beam emitted from the laser light source. A first wedge glass, a second wedge glass that is rotatably held about the beam axis of the laser beam and transmits the laser beam that has passed through the first wedge glass, and the lens barrel. A rotating mechanism for rotating the held first and second wedge glasses, a level detector for detecting an inclination angle of the lens barrel with respect to a horizontal plane,Beam splitting means for splitting the laser beam transmitted through the first and second wedge glasses into two or more laser beams, and a condensing lens for condensing one of the laser beams split by the beam splitting means; An optical position detecting means disposed on the focal plane of the condenser lens and detecting an incident position of a laser beam condensed by the condenser lens;Magnitude of the tilt angle detected by the level detectorAnd the amount of change in the incident position of the laser beam incident on the optical position detectorAnd a control means for controlling the rotation mechanism in response to the laser beam and adjusting the emission direction of the laser beam passing through the first and second wedge glasses.
[0022]
That is, in the laser surveying instrument of the second aspect, two wedge glasses are arranged on the optical path of the laser beam, and each wedge glass is rotated in a plane orthogonal to the optical path of the laser beam to thereby adjust the beam axis of the laser beam. Can be adjusted. Thereby, like the first embodiment, the structure of the laser surveying instrument can be simplified, and the leveling operation time can be shortened.
[0025]
When using the laser surveying apparatus of each aspect described above, the beam splitting means may be a beam splitter that transmits a part of incident light and reflects the rest, and the optical position detection means is a two-dimensional position detector. It may be a sensitive detector (PSD).
[0026]
Further, the laser surveying device of each aspect described above is deflected by the reflecting member that deflects the other one of the laser beams divided by the beam dividing means by 90 °, and the reflecting member by rotating the reflecting member. Rotating means for rotating the laser beam emission direction within a certain plane may be further provided. At this time, the reflecting member may be a pentaprism. At this time, the tilt angle detected by the level detector may correspond to the tilt of the beam axis of the laser beam split by the beam splitting means and incident on the reflecting member with respect to the vertical.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a light projecting device constituting the laser surveying device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows the state of the light projecting device when the laser surveying device is set up in the vertical direction in order to perform laser beam scanning in the horizontal direction.
[0028]
The light projecting device 11 includes a
[0029]
(Laser emission optical system)
A
[0030]
A
[0031]
Laser beam L transmitted through the
[0032]
The laser beam L reflected from the
[0033]
Laser beam L transmitted through the
[0034]
Laser beam L emitted from the
[0035]
(Rotating mechanism)
Next, a mechanism (rotating means) for rotating the rotary
[0036]
(Leveling mechanism)
As described above, the laser beam L3In order to project a vertical or horizontal reference line on a wall surface by the laser beam L3It is necessary that the emission direction of the laser beam is accurately adjusted. For example, in the state of FIG. 1, a laser beam L that projects a horizontal reference line.3Must be accurately projected horizontally. Hereinafter, such a laser beam L3A leveling mechanism for adjusting the emission direction will be described.
[0037]
FIG. 2 is a view showing a part of each member fixed to the
[0038]
The cover 43 (elastic member) has a bellows-like cylindrical shape made of an elastic body, and both opening edges thereof are bonded to receiving
[0039]
On the outer peripheral surfaces of the
[0040]
Further, two rectangular plate-shaped lead
[0041]
The
[0042]
FIG. 5 shows a state of the optical
θ ′ = (n−1) θ (1)
That is, by controlling the magnitude of the apex angle θ of the
[0043]
As shown in FIGS. 1 and 2, a two-dimensional position sensitive detector (hereinafter referred to as “PSD”) as an optical position detecting means is provided on an end face of the laser beam optical path 14a of the
[0044]
Further, a tilt sensor 31 (level detector) for detecting an inclination from the horizontal in the x direction (rotation direction in the paper surface) is fixed to the lower end portion of the laser beam
[0045]
In the state of FIG. 2, a laser beam L is obtained by using a measuring device (not shown).3Is accurately emitted horizontally and the laser beam L1Is the vertical direction l0It is assumed that the direction of the
[0046]
6 shows a laser beam L emitted from the
[0047]
Then, the measurement value of the
To be changed. Thereby, the laser beam L1Is tilted by −Δω ° from the state of FIG.0Matches. Therefore, the laser beam L emitted from the
[0048]
Here, the laser beam L detected by the
[0049]
That is, in the laser surveying instrument of this embodiment, the laser beam L3The laser beam L is adjusted by adjusting the magnitude of the apex angle θ of the
[0050]
As described above, the laser surveying instrument of the present embodiment performs leveling by changing the relative angle between the two substantially
[0051]
Second Embodiment
FIG. 8 shows a leveling mechanism and a part of the laser emission optical system of the laser surveying instrument according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is applied to the case where the
[0052]
The
[0053]
Hereinafter, the operation of the leveling mechanism of the laser surveying apparatus of the present embodiment will be described. First, as shown in FIG.1The beam axis is horizontal0The measured value of the
[0054]
As described above, in this embodiment, even when the laser surveying device is used in the horizontal direction in order to perform the laser scanning in the vertical direction, the two
[0055]
<Third Embodiment>
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the beam
[0056]
The beam
[0057]
This beam
[0058]
Hereinafter, the leveling method of the laser surveying apparatus of the present embodiment using the beam
[0059]
Here, the leveling mechanism in the case where the laser surveying device is vertically used as shown in FIG. 1 in order to perform horizontal laser scanning has been described. However, when performing laser scanning in the vertical direction, In the same manner as in the second embodiment, the same leveling operation can be performed by fixing the
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, a complicated leveling mechanism is not required, and the structure of the laser surveying apparatus can be simplified. Further, it is possible to provide a laser surveying apparatus that can perform leveling work in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a laser surveying instrument according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining a leveling mechanism of the laser surveying instrument according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view of a beam
4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state of a beam
6 shows a laser beam L from the state of FIG.1Showing the beam axis tilted by + Δω °
7 is a diagram showing a state in which leveling work has been performed from the state of FIG. 6;
FIG. 8 is a view for explaining a leveling mechanism of the laser surveying instrument according to the second embodiment of the present invention.
9 shows a laser beam L from the state of FIG.1Showing the beam axis tilted by + Δω °
10 is a diagram showing a state in which leveling work has been performed from the state of FIG. 9;
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of a beam
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional laser surveying instrument
[Explanation of symbols]
21 Laser diode
22 Collimator lens
24 Beam splitter
27 Penta prism
28 Condensing lens
29 2D PSD
31, 32, 61, 62 Tilt sensor
33, 63 Beam axis adjuster
35, 53 Control unit
41, 42 Parallel glass
43 Cover
44 liquid layers
45,46 Glass holding frame
45b, 46b Lead screw holder
47 pins
48 Lead screw
51 motor
52 Motor gear
53 Lead Screw Gear
64,65 wedge glass
L1, L2, L3, L4Laser beam
θ vertical angle
Claims (9)
前記レーザ光源から出射されたレーザビームの光路上に配置された略平板状の第1および第2透明部材と、
前記第1および第2透明部材によってその両開口縁が封止された筒状の弾性部材と、
前記弾性部材内に液体が充填されることにより形成された液層と、
前記第1および第2透明部材を保持する鏡筒と、
この鏡筒に保持された前記第1および第2透明部材の相対的傾斜角を、平行を含む範囲で調整可能とする調整機構と、
前記鏡筒の水平面に対する傾斜角を検出するレベル検知器と、
前記第1および第2透明部材を透過したレーザビームを2以上のレーザビームに分割するビーム分割手段と、
前記ビーム分割手段によって分割されたレーザビームのうちの1つを集光する集光レンズと、
前記集光レンズの焦点面上に配置され、前記集光レンズによって集光されたレーザビームの入射位置を検知する光位置検出手段と、
前記レベル検知器によって検出された前記傾斜角の大きさに応じて前記調整機構を制御し、前記第1透明部材と前記第2透明部材のなす角の大きさを調整するとともに、前記第1透明部材と前記第2透明部材のなす角の大きさを前記光位置検出手段に入射した前記レーザビームの入射位置の変化量に基づいて算出する制御手段と
を備えるレーザ測量装置。A laser light source;
Substantially flat plate-like first and second transparent members disposed on an optical path of a laser beam emitted from the laser light source;
A cylindrical elastic member whose both opening edges are sealed by the first and second transparent members;
A liquid layer formed by filling the elastic member with a liquid;
A lens barrel holding the first and second transparent members;
An adjustment mechanism that makes it possible to adjust the relative inclination angle of the first and second transparent members held by the lens barrel in a range including parallelism;
A level detector for detecting an inclination angle of the lens barrel with respect to a horizontal plane;
Beam splitting means for splitting the laser beam transmitted through the first and second transparent members into two or more laser beams;
A condenser lens for condensing one of the laser beams divided by the beam splitting means;
An optical position detection unit that is disposed on a focal plane of the condenser lens and detects an incident position of a laser beam condensed by the condenser lens;
The adjustment mechanism is controlled according to the magnitude of the tilt angle detected by the level detector to adjust the magnitude of the angle formed by the first transparent member and the second transparent member , and the first transparent A laser surveying apparatus comprising: a control unit that calculates a magnitude of an angle formed by a member and the second transparent member based on a change amount of an incident position of the laser beam incident on the optical position detection unit .
請求項1記載のレーザ測量装置。The laser surveying instrument according to claim 1, wherein the elastic member has a bellows shape.
請求項1記載のレーザ測量装置2. The laser surveying instrument according to claim 1, wherein the liquid forming the liquid layer is silicone oil.
このレーザビームのビーム軸を中心として回転可能に鏡筒内に保持されるとともに前記レーザ光源から出射されたレーザビームを透過する第1楔ガラスと、
前記レーザビームのビーム軸を中心として回転可能に鏡筒内に保持されるとともに前記第1楔ガラスを透過したレーザビームを透過する第2楔ガラスと、
前記鏡筒に保持された前記第1および第2楔ガラスを回転させる回転機構と、
前記鏡筒の水平面に対する傾斜角を検出するレベル検知器と、
前記第1および第2楔ガラスを透過したレーザビームを2以上のレーザビームに分割するビーム分割手段と、
前記ビーム分割手段によって分割されたレーザビームのうちの1つを集光する集光レンズと、
前記集光レンズの焦点面上に配置され、前記集光レンズによって集光されたレーザビームの入射位置を検知する光位置検出手段と、
前記レベル検知器によって検出された前記傾斜角の大きさと前記光位置検出手段に入射した前記レーザビームの入射位置の変化量とに応じて前記回転機構を制御し、前記第1および第2楔ガラスを透過するレーザビームの出射方向を調整する制御手段と
を備えるレーザ測量装置。A laser light source;
A first wedge glass that is held in a lens barrel so as to be rotatable about the beam axis of the laser beam and transmits the laser beam emitted from the laser light source;
A second wedge glass which is held in a lens barrel so as to be rotatable about the beam axis of the laser beam and which transmits the laser beam transmitted through the first wedge glass;
A rotation mechanism for rotating the first and second wedge glasses held by the lens barrel;
A level detector for detecting an inclination angle of the lens barrel with respect to a horizontal plane;
Beam splitting means for splitting the laser beam transmitted through the first and second wedge glasses into two or more laser beams;
A condenser lens for condensing one of the laser beams divided by the beam splitting means;
An optical position detection unit that is disposed on a focal plane of the condenser lens and detects an incident position of a laser beam condensed by the condenser lens;
The rotating mechanism is controlled according to the magnitude of the tilt angle detected by the level detector and the amount of change in the incident position of the laser beam incident on the optical position detecting means, and the first and second wedges A laser surveying instrument comprising: control means for adjusting the emitting direction of a laser beam that passes through glass.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のレーザ測量装置。It said beam splitting means laser surveying instrument according to any one of claims 1 a beam splitter for reflecting the remaining while transmitting a part of incident light according to claim 4.
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のレーザ測量装置。Laser surveying instrument according to claim 6 claims 1 wherein the light position detecting means is a two-dimensional position-sensitive detector (PSD).
前記反射部材を回転させることによりこの反射部材によって偏向されたレーザビームの出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と
をさらに備える請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のレーザ測量装置。A reflecting member for deflecting another one of the laser beams split by the beam splitting means by 90 °;
Laser surveying instrument according to any one of claims 1 to claim 7 further comprising rotating means for rotating the emission direction of the laser beam deflected by the reflecting member by rotating the reflecting member in a predetermined plane.
請求項7に記載のレーザ測量装置。The laser surveying apparatus according to claim 7, wherein the reflecting member is a pentaprism.
請求項7又は8に記載のレーザ測量装置。9. The laser surveying apparatus according to claim 7, wherein the tilt angle detected by the level detector corresponds to a tilt of a laser beam that is split by the beam splitting unit and is incident on the reflecting member with respect to a vertical axis.
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