CN1080412C - 激光旋转照射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光旋转照射装置，由旋转照射装置本体(1)及至少包含第一对象反射体(2)、第二对象反射体(3)的多个对象反射体构成，上述旋转照射装置本体具有用于将照射光束向对象反射体旋转照射的转动部、用于检测从对象反射体反射并通过上述转动部入射到旋转照射装置本体的反射光束的检测装置、及根据该检测装置的输出识别对象反射体的反射光检测电路；根据上述检测结果决定使激光光线扫描的位置、范围，上述多个对象反射体的反射面至少各分成两部分，在确认照射光束在第二对象反射体上的扫描位置的同时，确认在第一对象反射体上的照射位置，在使照射光束往复扫描的情况下，高精度地进行打墨线作业，即使激光旋转照射装置设置后的位置出现偏差，也能够很容易地进行检测、修正，因而保证了打墨线作业的精度。

Description

激光旋转照射装置

技术领域

本发明涉及一面沿垂直或水平方向射出激光一面进行扫描、并形成基准线或基准面的激光旋转照射装置。

背景技术

在土木、建筑领域中，为了形成基准线、基准面，使用着对激光光束进行旋转扫描的激光旋转照射装置。设置在建筑物内的间壁、安装在天花板上的荧光灯等的定位，按照在地面上打出的墨线进行，并利用激光旋转照射装置投影在天花板、壁面上来决定由该墨线指示的位置。此外，激光光线的照射位置由对象反射体确认。

为使激光旋转照射装置形成的基准面与在地面上打出的墨线一致，应使旋转照射装置的激光旋转轴心的垂直下方与墨线上的第一基准点对准，并使激光旋转照射装置形成的基准面与墨线上的至少一个离开装置本体一定距离的第二基准点对准。

在上述现有的激光旋转照射装置中，在使激光旋转照射装置形成的激光光线基准面与墨线一致后，在定位作业等作业过程中，不能由激光旋转照射装置本身检测出激光光线基准面与墨线是否一致。因此，存在着在作业过程中如在激光光线基准面与墨线之间产生了偏差则将使定位作业等产生误差的问题。

因此，本发明的目的是，在使激光光线基准面与墨线一致后，激光旋转照射装置本身能在作业过程中检测激光光线基准面与墨线的一致状态，从而使激光光线基准面的可靠性提高。本发明的另一目的是，在对象反射体的检测中，能可靠地进行对象反射体的检测，而不受干扰光的影响。

发明的公开

本发明的激光旋转照射装置，由旋转照射装置本体及至少包含第一对象反射体、第二对象反射体的多个对象反射体构成，上述旋转照射装置本体具有用于将照射光束向对象反射体旋转照射的转动部、用于检测从对象反射体反射并通过上述转动部入射到旋转照射装置本体的反射光束的检测装置、及根据上述检测装置的输出识别对象反射体的反射光检测电路，根据上述检测结果决定使激光光线扫描的位置、范围，上述多个对象反射体的反射面至少各分成两部分；本发明的另一种激光旋转照射装置，由旋转照射装置本体及至少包含第一对象反射体、第二对象反射体的多个对象反射体构成，上述旋转照射装置本体具有用于将偏振光照射光束向对象反射体旋转照射的转动部、用于检测从上述对象反射体反射并通过上述转动部入射到旋转照射装置的偏振光反射光束的第一检测装置、用于检测与从对象反射体反射的偏振光反射光束不同的偏振光光束的第二检测装置、及根据第一检测装置的输出与第二检测装置的输出的比较识别对象反射体的反射光检测电路，根据上述检测结果决定使激光光线扫描的位置、范围，上述多个对象反射体的反射面至少各分成两部分，至少1个面是偏振光保持反射部，用于反射保持上述偏振光照射光束偏振方向的偏振光反射光束，至少一个面是偏振光变换反射部，用于反射变换上述偏振光照射光束偏振方向的偏振光反射光束；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，在上述第一对象反射体和第二对象反射体中，反射面的分割方式不同；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，从上述转动部照射的照射光线是圆偏振光；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，上述第一对象反射体、第二对象反射体各具有分成2个以上的反射部，上述第一对象反射体的反射部对称设置，上述第二对象反射体的反射部的形状逐渐地变化；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，对象反射体的反射面全部为递归反射面；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，对象反射体的反射面全部为λ/4双折射反射面；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，上述第一对象反射体的分割为使偏振光保持反射部、偏振光变换反射部的宽度不变，上述第二对象反射体的偏振光保持反射部、偏振光变换反射部的宽度被分割为一个逐渐减小，而另一个逐渐增大；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，上述第一对象反射体的分割为使偏振光保持反射部、偏振光变换反射部的宽度不变，上述第二对象反射体的偏振光保持反射部、偏振光变换反射部被分割成对称形状；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，上述第一对象反射体的分割为使偏振光保持反射部、偏振光变换反射部的宽度不变，上述第二对象反射体在反射部、偏振光变换反射部的至少一个的宽度上有变化，并且是在宽度变化上具有极值的形状；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，在上述第一对象反射体中设有多个由偏振光保持反射部和偏振光变换反射部构成的组合反射部，组合反射部与组合反射部彼此分离相对设置；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，反射光检测电路根据接受偏振光反射光束的时间检测反射部和偏振光变换反射部的宽度；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，反射光检测电路计算扫描对象反射体后所得到的2个信号的时间间隔，并根据该时间间隔及与上述2个信号对应的对象反射体的已知尺寸计算出旋转照射装置本体到对象反射体的距离；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，设有用于检测转动部的旋转角的编码器，反射光检测电路根据来自上述编码器的信号及来自第一检测装置、第二检测装置的信号，从得到各偏振光反射光束时的角度检测反射部和偏振光变换反射部的宽度；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，设有用于检测转动部的转动角的编码器，反射光检测电路根据扫描对象反射体后所得到的2个信号通过上述编码器求得2个信号间的旋转角度，并根据该旋转角及与上述2个信号对应的对象反射体的已知尺寸计算出旋转照射装置本体到对象反射体的距离；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，上述第一对象反射体的分割为使反射部、非反射部的宽度不变，上述第二对象反射体的反射部、非反射部被分割成对称形状；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，上述第一对象反射体的分割为使反射部、非反射部的宽度不变，上述第二对象反射体在反射部、非反射部的至少一个的宽度上有变化，并且是在宽度变化上具有极值的形状；本发明的另一种激光旋转照射装置，反射光检测电路识别第一对象反射体及第二对象反射体，并以第一对象反射体为中心进行往复扫描，根据从第二对象反射体反射的激光光线的变化状态检测出激光光线的扫描位置；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，上述旋转照射装置本体的激光光线照射光学系统具有聚焦装置；另外，本发明的另一种激光旋转照射装置，上述旋转照射装置本体的激光光线照射光学系统具有聚焦装置，根据算出的到对象反射体的距离将照射光束聚焦在对象反射体上。

于是，在确认偏振光照射光束在第二对象反射体上的扫描位置的同时，确认第一对象反射体的位置，在使偏振光照射光束往复扫描的情况下，高精度地进行打墨线作业，即使激光旋转照射装置设置后的位置出现偏差，也能进行检测，所以能够很容易地进行修正，因而保证了打墨线作业的精度。另外，通过改变偏振光变换反射部和反射部的数目、组合，可以识别第一对象反射体及第二对象反射体，在位置偏差的检测中，从第二对象反射体检测、存储扫描位置信号，并将其与在以第一对象反射体为中心使偏振光照射光束往复扫描后从第二对象反射体检测并存储的信号进行比较，即可检测相对于第二对象反射体的扫描位置，或每当经过所设定的规定时间从第二对象反射体检测、存储扫描位置信号，并将其与上一次检测出的信号相比较，即可检测相对于第二对象反射体的扫描位置，此外，还设有显示部，通过将扫描位置显示在该显示部上，很容易对定位及位置偏差进行监视，或根据扫描信号监视与第二对象反射体对应的偏振光反射光束的扫描位置，从而保证激光旋转照射装置的偏振光照射光

束的照射位置精度，此外，还通过将激光光线在对象反射体照射面上聚焦，提高可视性。

附图的简单说明

图1是表示本发明实施例的简略说明图。

图2是激光旋转照射装置本体的剖视图。

图3是将图2的主要部分放大后的局部放大图。

图4是图2的A-A向视图。

图5是图2的B-B向视图。

图6是激光旋转照射装置本体的激光光线投射光学系统的基本结构图。

图7是本实施例的校平作业控制框图。

图8是本实施例的扫描控制框图。

图9是本实施例的电气、光学框图。

图10是本实施例的反射光检测电路框图。

图11是说明第一对象反射体的斜视图。

图12是说明第二对象反射体的斜视图。

图13是表示上述反射光检测电路框图中的信号波形图。

图14(A)、图14(B)是表示第一对象反射体与来自该第一对象反射体的反射光接收信号的关系的说明图。

图15(A)、图15(B)是表示第二对象反射体与来自该第二对象反射体的反射光接收信号的关系的说明图。

图16是根据对来自对象反射体的反射光的检测进行扫描位置检测的流程图。

图17是根据对来自对象反射体的反射光的检测进行扫描位置检测的流程图。

图18是表示第二对象反射体的另一例的斜视图。

图19(A)、图19(B)是表示该另一第二对象反射体与来自该第二对象反射体的反射光接收信号的关系的说明图。

图20是表示第一对象反射体的另一例的斜视图。

图21是表示该另一第一对象反射体与来自该第一对象反射体的反射光接收信号的关系的说明图。

图22是表示另一实施例的控制框图。

图23是表示第一对象反射体的另一例的斜视图。

图24(A)、图24(B)表示该另一第一对象反射体与来自该第一对象反射体的反射光接收信号的关系的说明图。

图25是表示第二对象反射体的另一例的斜视图。

图26(A)、图26(B)表示该另一第二对象反射体与来自该第二对象反射体的反射光接收信号的关系的说明图。

图27是表示第二对象反射体的另一例的斜视图。

图28(A)、图28(B)表示该另一第二对象反射体与来自该第二对象反射体的反射光接收信号的关系的说明图。

图29是表示另一实施例的控制框图。

实施发明用的最佳形态

以下，参照附图说明本发明的实施例。

图1示出与本发明的实施例有关的激光旋转照射装置，激光旋转照射装置由旋转照射装置本体1及与该旋转照射装置本体1相隔一定距离配置的第一对象反射体2、第二对象反射体3构成。图1中，4是墨线，O是墨线4上的第一基准点。

首先参照图2～图5说明本实施例的机械结构。在机械结构中的光学系统内省略了后文所述的光发射部115、反射光检测部117。

在壳体5的中央，形成截头圆锥形的凹部6，在该凹部6的中央，形成支座7。该支座7在圆形通孔8内周的3等分后的各位置上形成按3次曲面平滑突起的凸起部9

将发射激光光线的激光投射器10置入上述通孔8，使该激光投射器10的头部11啮合并支承于上述支座7。该头部11的下部制成球面形状，该球面部11a与上述3个凸起部9接触。于是，上述激光投射器10被支承为在相对于垂线的任何方向上都能倾斜。在上述头部11上设有电机座14，并将扫描电机15设置在该电机座14上，在该扫描电机15的输出轴上嵌装驱动齿轮16。该驱动齿轮16与后文所述的扫描齿轮17啮合。

上述激光投射器10具有其中空部上下贯通的中空结构，在该中空部内安放着图6所示的激光光线投射光学系统67。

将内部部件59以可自由滑动的方式嵌合在上述中空部内，在该内部部件59上设有物镜55，使其光轴与上述激光投射器10的轴心一致。将半棱镜52设在上述物镜55的下方，使其与该物镜55的光轴一致，并将发射可见激光光线的激光二极管50配置在该半棱镜52的侧面。将聚光透镜51设置在该激光二极管50和上述半棱镜52之间，并设置一个与上述聚光透镜51相对的凹面镜53，将上述半棱镜52夹在中间。在上述半棱镜52的下方，设有与上述物镜55的光轴一致的下部聚光透镜54。

于是，上述激光二极管50发出的激光光线由上述半棱镜52分成向上方的上垂直激光光线和透射激光光线，该上垂直激光光线透过上述物镜55后射出，而上述透射激光光线由上述凹面镜53反射，并进一步由上述半棱镜52向下方反射，透过上述下方聚光透镜54后作为下垂直激光光线射出。

从上述内部部件59穿过上述激光投射器10伸出一个调整杆68，该调整杆68联结于与后文所述的聚焦调整螺钉61螺纹联接的聚焦用螺母60。将上述聚焦调整螺钉61架装在设在上述激光投射器10侧面的上下中间基板69和70之间，使其与上述激光投射器10平行，且能自由转动，并在该聚焦调整螺钉61的一端嵌装从动齿轮62。将聚焦用电机64设置在上述中间基板70上，并使嵌装在该聚焦用电机64的输出轴上的聚焦用齿轮63与上述从动齿轮62啮合。

于是，通过该聚焦用齿轮63的驱动，使上述聚焦调整螺钉61转动，并使上述聚焦用螺母60上下移动，该上下移动通过上述调整杆68传递到上述内部部件59，并对来自上述激光二极管50的激光光线的聚焦状态进行调整。

在上述激光投射器10的头部11上与该激光投射器10的轴心一致，并通过轴承12以可自由旋转的方式设置着旋转支承件13。将上述扫描齿轮17嵌装在该旋转支承件13上，并如上所述，使该扫描齿轮17与驱动齿轮16啮合，由上述扫描电机15使旋转支承件13以垂直轴心为中心旋转。

在上述扫描电机15的底面，在同一圆周上设有由反射光的反射图形及不反射光的非反射图形交替地以等间距形成的角度检测图形(图中未示出)，在上述电机座14上设有与该角度检测图形相对的光投射/接收器72，从该光投射/接收器72向上述角度检测图形投射光，并接收从该角度检测图形反射的光，从而能检测上述旋转支承件13的旋转角、旋转速度。

在该旋转支承件13上，设有用于将上述上垂直激光光线分成透射光和反射光的五面半反射镜56及将从该五面半反射镜56反射的激光光线向水平方向反射的五面反射镜57，使从上述激光投射器10发出的激光光线通过投射窗19向水平方向射出，同时将透过上述五面半反射镜56的激光光线作为上垂直激光光线向上方射出。此外，当不需要向上方射出激光光线时，也可将五面半反射镜56及五面反射镜57换成1个五棱镜。

在上述激光投射器10的下部，设有用于检测水平位置的水平传感器20、水平传感器21。此外，还设有向上述激光投射器10侧面伸出的保持杆71，在该保持杆71的前端，设有垂直用倾斜传感器65，该垂直用倾斜传感器65与上述激光投射器10的激光光线投射光学系统67的光轴平行配置。

在上述激光投射器10的下端，固定着一个倾斜检测件23，该倾斜检测件23呈倒置的杯子状，在周边形成凸缘反射镜22。此外，在上述壳体5的底部，在与上述倾斜检测件23相对的位置、并在上述壳体5与激光投射器10成垂直状态时以该激光投射器10的轴心为中心的同一圆周上，设有由所需数目(在本实施例中为4个)的光发射元件和光接收元件组构成的光传感器24a、24b、24c、24d。

当上述激光投射器10有较大倾斜时，上述光传感器24a、24b、24c、24d发射的光在上述凸缘反射镜22上反射并由上述光传感器24a、24b、24c、24d检测，从而能检测到上述激光投射器10的较大倾斜。

从上述激光投射器10的头部11沿水平方向彼此正交地伸出可倾斜杆25、可倾斜杆26，使其分别穿过上述凹部6的圆锥面，并位于上述壳体5的内部，在两个可倾斜杆25、可倾斜杆26的前端突出设置啮合销27、啮合销28。该啮合销27、啮合销28为圆柱形，其圆柱的各轴心相互正交，并将其位置关系决定成使其各轴心包含在通过上述球面部11a的球心的平面内。此外，对啮合销27、啮合销28中的任何一个、例如啮合销27，限制水平方向的移动，使其只能在上下方向上移动。尤其是，虽然图中未示出，但可考虑提供这样的装置，即：使啮合销27滑动自如地啮合于沿上下方向延伸的导向槽内，或通过弹簧等有弹性作用力的装置将啮合销27滑动自如地顶压在沿上下方向延伸的壁面上。

在上述壳体5的内壁上设有搁板29、搁板30，在该搁板29上设置水平调整电机31，在上述搁板30上设置水平调整电机32，在上述水平调整电机31的旋转轴上嵌装驱动齿轮33，在上述水平调整电机32的旋转轴上嵌装驱动齿轮34。以可自由转动的方式设置一个与上述啮合销27正交、并架装在壳体5的顶部和上述搁板29之间的螺纹轴35，在该螺纹轴35上嵌装从动齿轮36，该从动齿轮36与上述驱动齿轮33啮合。将滑动螺母37与上述螺纹轴35螺纹联接，并在该滑动螺母37上突出设置一个销38，使该销38与上述啮合销27可滑动地接触。

同样，以可自由转动的方式设置一个与上述啮合销28正交、并架装在壳体5的顶部和上述搁板30之间的螺纹轴39，在该螺纹轴39上嵌装从动齿轮40，该从动齿轮40与上述驱动齿轮34啮合。将滑动螺母41与上述螺纹轴39螺纹联接，并在该滑动螺母41上突出设置一个销42，使该销42与上述啮合销28可滑动地接触。

在上述壳体5的顶部，在上述螺纹轴35和上述螺纹轴39之间设有弹簧支座43，在该弹簧支座43与上述激光投射器10之间张设着一个弹簧44，该弹簧44将该激光投射器10以图2中的上述支座7为中心拉向顺时针方向。

图中，45是安放用于驱动激光旋转照射装置的电池的电池盒。此外，上述激光旋转照射装置的本体部，通过水平调整螺栓46设有3个图中未示出的支脚。47是环绕在上述旋转支承件13周围的玻璃窗，58是透过上述上垂直激光光线的顶窗玻璃。

本实施例的激光旋转照射装置无论是以垂直姿态还是以水平姿态(从图2所示状态向左倒放后的状态)都能使用，在水平姿态下，在上述壳体5的侧面至少设有3个辅助支脚，用于支承激光旋转照射装置，其中至少1个支脚可用于调整高度。

其次，图7示出在本实施例激光旋转照射装置的垂直姿态校平功能中的控制装置。

上述水平传感器20、水平传感器21的检测结果通过各切换部90(在后文中说明)输入到校平控制部91。输入到该校平控制部91的上述水平传感器20、水平传感器21的检测结果进一步输入到角度检测电路106、角度检测电路107，在该角度检测电路106、角度检测电路107中还输入设定的基准角度(通常，基准面为水平面，基准角度为0°)105，在两个角度检测电路106、角度检测电路107中根据上述基准角度105计算角度偏差，并将计算出的角度偏差分别输入到电机控制器108、电机控制器109，该电机控制器108、电机控制器109驱动上述水平调整电机31、水平调整电机32。将上述偏差调整为0。

另外，上述角度检测电路106、角度检测电路107的角度偏差还输入到鉴别器110，该鉴别器110从角度检测电路106、角度检测电路107的角度偏差中选择较大一方的角度偏差，并将与该所选角度偏差对应的输出值输出到显示器驱动器111，该显示器驱动器111将与偏差值对应的值显示在显示器112上。

以下，说明上述激光旋转照射装置的校平动作。

设置旋转照射装置本体1后，在未经调整的状态下激光投射器10的轴心一般与垂线不一致，上述水平传感器20、水平传感器21不是水平状态。如假定上述基准角度105为0°，则从上述角度检测电路106、角度检测电路107输出角度偏差信号。如输出角度偏差信号，则上述电机控制器108、电机控制器109按所需方向驱动上述水平调整电机31、水平调整电机32，将该角度偏差信号调整为0。

以其中的水平调整电机31为例，说明与该两个水平调整电机31、32有关的操作。

当驱动该水平调整电机31时，该水平调整电机31的旋转通过上述驱动齿轮33、从动齿轮36传递到上述螺纹轴35，随着该螺纹轴35的转动，滑动螺母37上下升降。该滑动螺母37的升降动作，通过上述销38、上述啮合销27传递到上述可倾斜杆25，使上述激光投射器10倾斜。

如上所述，由于对啮合销27限制水平方向的移动并使其只能在上下方向移动，所以限制了上述激光投射器10的倾斜方向，并使其以通过上述球面部11a的球心的啮合销28的轴心为中心倾斜。接着，如上述水平调整电机32被驱动，则上述螺纹轴39转动，并通过上述销42使啮合销28上下动作。

上述啮合销27的水平方向动作，由一个槽(图中未示出)限制，上下方向动作由上述销38及上述弹簧44限制，所以只容许啮合销27以通过上述球面部11a的球心的该啮合销27的轴心为中心转动动作。当上述销42上下动作时，随着在该销42与上述啮合销28之间沿轴心方向的滑动，对该啮合销28施加上下方向的变化，从而使上述激光投射器10以上述啮合销27的轴心为中心倾斜。这里，如上所述，由于啮合销27的断面是圆，所以该啮合销27的轴心的倾斜不随该啮合销27的转动而变化。即，各水平调整电机31、32的倾斜操作不会对其他可倾斜轴即啮合销27、啮合销28的轴心倾斜带来影响。因此，一个轴的倾斜调整作业与另一个轴的倾斜调整作业可独立进行，从而使倾斜调整作业及与倾斜调整作业有关的控制程序明显简化。

另外，由于上述激光投射器10由上述弹簧44拉向图2中的顺时针方向，所以激光投射器10能准确跟踪上述滑动螺母37的动作。

在该激光投射器10的倾斜动作中，如上所述，由于激光投射器10的球面部11a由上述凸起部9以3点支承，所以该激光投射器10的支承稳定而不会晃动，又因球面部11a与按圆滑曲面形成的凸起部9接触，所以激光投射器10在其所有倾斜方向上都能圆滑地自由动作，因而很容易进行该激光投射器10的姿态调整。

当该激光投射器10倾斜并进行校平时，使上述水平传感器20、水平传感器21的检测值都接近水平，最后将上述角度检测电路106、角度检测电路107输出的角度偏差调整到0，即可完成校平操作。

另外，上述水平传感器20、水平传感器21的检测范围狭窄，如超过规定范围则趋向饱和状态，虽能检测倾斜方向，但不能检测出倾斜角的值。因此，设有上述光传感器24a、24b、24c、24d，以便在超出机械调整范围时使由上述水平调整电机31、32、驱动齿轮33、34、从动齿轮36、40、上述螺纹轴35、39、滑动螺母37、41、可倾斜杆25、26等组成的调整机构停止工作。即，在达到机械调整范围的极限后，从光传感器24a、24b、24c、24d中的任何一个发出的光在上述凸缘反射镜22上反射并由光传感器接收，从而可检测出已达到机械调整范围的极限，使上述水平调整电机31、32停止，或在显示装置上显示已达到机械调整范围的极限，或由蜂鸣器等发出报警。

当出现上述状态时，利用上述水平调整螺栓46进行粗调，调回到调整范围内，并再次开始校平操作。

在校平操作完成后，从上述激光投射器10发出激光光线，并驱动上述扫描电机15，使上述激光投射器10以垂直轴心为中心转动，从上述五面反射镜57沿水平方向射出激光光线，并通过旋转形成激光光线的水平基准面。

该激光光线的射出状态，如无特别指定则为平行光线，但为了使投射面、例如放置第一对象反射体的壁面上的投射位置更加准确，可以将激光光线聚焦在投射面上，驱动上述聚焦用电机64并通过聚焦用齿轮63、从动齿轮62使上述聚焦用调整螺钉64旋转，同时使内部部件59随着聚焦用螺母60滑动，以改变物镜55的位置，从而将激光光线聚焦在对象反射体上或其附近部位。由扫描对象反射体时的光接收信号及在该时刻的编码器129(后文说明)的输出，可以计算出第一对象反射体2、第二对象反射体3的夹角角度(两端间的角度)(参照图9)。由于上述第一对象反射体2、第二对象反射体3的尺寸是已知的，所以可以计算出从旋转照射装置本体1到第一对象反射体2、第二对象反射体3的距离。如果将上述内部部件59的移动量和聚焦距离联系起来，则可将射出的激光光线聚焦在上述对象反射体2、3上。通过将激光光线聚焦在上述对象反射体2、3上，可以使亮度增强，并提高可视性。

另外，在形成激光光线的水平基准面的同时，沿上下方向发出上垂直激光光线、下垂直激光光线，可以很容易地求出与地面的规定点对应的垂直线上方的天花板表面上的点。

如上所述，本实施例的激光旋转照射装置无论是以垂直姿态还是以水平姿态都能使用，但以垂直姿态(图2的状态)使用时，必须忽略上述垂直用倾斜传感器65的信号，而在以水平姿态使用时，必须忽略来自上述水平传感器20、水平传感器21的信号，在水平姿态下不需要进行校平动作控制。因此，在结构上能在以垂直姿态使用和以水平姿态使用之间切换控制功能。该控制功能的切换在图8中说明。

利用设置在激光旋转照射装置的规定位置的水银开关89检测激光旋转照射装置的水平状态、垂直状态，并将该水银开关89的检测结果输入到微型计算机76。

如上所述，来自上述水平传感器20、垂直用倾斜传感器65的信号，通过上述开关部90输入到上述校平控制部91，并由该校平控制部91控制水平调整电机32。另外，来自上述水平传感器21的信号，通过切换部92输入到倾斜控制部93，并输入到上述校平控制部91，由上述倾斜控制部93、或上述校平控制部91驱动控制水平调整电机31。

将输入部83连接于上述微型计算机76，为了向上述微型计算机76输入，装有进行自动校平功能的ON·OFF的手动开关94及使激光投射器10倾斜的倾斜输入开关95，输入状态可由操作部84或遥控器87(图中未示出)适当切换。

在激光旋转照射装置为垂直姿态的状态下，上述水银开关89检测测量机构的垂直状态，并输入到上述微型计算机76。上述微型计算机76将切换信号发送到上述切换部90、切换部92，使其将来自垂直用倾斜传感器65的信号忽略，而将来自上述水平传感器20、水平传感器21的信号输入到上述校平控制部91，并可以进行校平操作。

在将激光旋转照射装置设置成水平姿态并由上述辅助支脚66支承时，上述水银开关89检测激光旋转照射装置的水平状态，并输入到上述微型计算机76。上述微型计算机76将切换信号发送到上述切换部90、切换部92，使其将来自垂直用倾斜传感器65的信号输入到上述校平控制部91，并可以进行校平操作。而不使来自上述水平传感器20、水平传感器21的信号向上述校平控制部91输入。

于是，在该状态下，上述上垂直激光光线、下垂直激光光线构成沿水平方向射出的基准激光光线，进一步通过使上述扫描电机15旋转，可以形成垂直面的基准平面。另外，上垂直激光光线、下垂直激光光线的水平度，可以由上述垂直用倾斜传感器65通过驱动上述水平调整电机31进行调整。

在由上述倾斜输入开关95产生使上述激光投射器10倾斜的输入的情况下，不管激光旋转照射装置是水平、还是垂直姿态，都是通过上述微型计算机76将切换信号发送到上述切换部92，使其将上述水平传感器21的信号忽略，并通过上述倾斜控制部93驱动上述水平调整电机31，使上述激光投射器10倾斜。

图1示出的状态，是将激光旋转照射装置按水平姿态设置的状态，由激光光线形成的基准面为垂直面。在水平姿态下驱动上述水平调整电机32，并通过上述可倾斜杆26使激光投射器10沿水平面摆动，可以在保持基准面垂直的同时改变基准面的方向。

其次，根据图9～图16说明旋转照射装置本体1的光学结构、电气结构。

图中，与图3相同的部分标以相同的符号，旋转照射装置本体1由光发射部115、转动部116、反射光检测部117、控制部(CPU)118、光发射元件驱动部119、电机驱动部120、显示部121构成。此外，在图9中，代替上述五面半反射镜56及五面反射镜57，示出五棱镜114。

先对上述光发射部115进行说明。

在发射直线偏振的偏振光照射光束的激光二极管125的光轴上，从激光二极管125的一侧起依次配置准直透镜126、第一λ/4双折射构件127、有孔反射镜128，从上述激光二极管125射出的直线偏振的偏振光照射光束通过上述准直透镜126变成平行光，并由上述第一λ/4双折射构件127变换成圆偏振光。圆偏振的偏振光照射光束通过上述有孔反射镜128发射到上述转动部116。

该转动部116将从上述光发射部115入射的偏振光照射光束的光轴偏转90°后射出并进行扫描。将从上述光发射部115入射的偏振光照射光束的光轴转向90°的上述五棱镜114，设在以上述偏振光照射光束的光轴为中心旋转的旋转支承件13上，该旋转支承件13通过扫描齿轮17、驱动齿轮16与扫描电机15联结。上述旋转支承件13的旋转状态由编码器129检测，该编码器129的检测信号输入到上述控制部(CPU)118。

使从上述第一对象反射体2、第二对象反射体3反射的偏振光反射光束，入射到上述转动部116，入射到上述五棱镜114的偏振光反射光束经偏转后转向有孔反射镜128，上述有孔反射镜128将偏振光反射光束入射到上述反射光检测部117。

其次，说明反射光检测部117。

在上述有孔反射镜128的反射光轴上，从上述有孔反射镜128一侧起依次配置聚光透镜130、第二λ/4双折射构件131、针孔132、偏振光束分离器133、第一光电变换器134，在上述偏振光束分离器133的反射光轴上配置第二光电变换器135。上述第一光电变换器134、上述第二光电变换器135的输出被输入到反射光检测电路136。

上述偏振光束分离器133将入射到反射光检测部117的偏振光反射光束分离后分别入射到上述第一光电变换器134、上述第二光电变换器135，但上述第二λ/4双折射构件131、上述偏振光束分离器133的配置方式是，使与从上述光发射部115射出的偏振光照射光束通过λ/4双折射构件2次后回到本体的偏振光反射光束具有相同偏振方向的光束入射到上述第一光电变换器134，使以与从上述光发射部115射出的偏振光照射光束同向的偏振方向回到本体的偏振光反射光束入射到上述第二光电变换器135。

参照图10说明上述反射光检测电路136的一例。

上述第一光电变换器134、上述第二光电变换器135的输出通过放大器137、放大器138输入到差动放大器139，该差动放大器139的输出通过同步检波部140输入到差动放大器141，该差动放大器141的输出，输入到上述控制部(CPU)118。

另外，上述反射光检测电路136具有振荡器142，该振荡器142向上述同步检波部140输出为进行同步检波所必需的时钟脉冲信号，同时向上述光发射元件驱动部119发出对激光二极管125进行脉冲调制用的时钟脉冲信号。

其次，说明上述控制部(CPU)118。

从上述编码器129、上述反射光检测部117来的信号输入到该控制部(CPU)118，检测上述第一对象反射体2、第二对象反射体3的位置及偏振光变换反射部(后文说明)、反射部(后文说明)的宽度，并通过上述电机控制部120对上述转动部116进行旋转控制，同时，从第二对象反射体3的偏振光变换反射部(后文说明)及反射部(后文说明)的宽度关系，检测出偏振光照射光束对第二对象反射体3进行扫描的位置作为扫描位置信号，并根据该扫描位置信号将对第二对象反射体3进行扫描的位置显示在显示器121上。此外，还根据旋转部的旋转状态通过上述光发射元件驱动部119控制上述激光二极管125的光发射状态。

以下，说明上述光发射元件驱动部119。

该光发射元件驱动部119从上述反射光检测电路136得到进行脉冲调制用的时钟脉冲信号，并对从激光二极管125发射的偏振光照射光束进行脉冲调制。通过脉冲调制能使光接收信号的放大容易进行，同时能降低噪声电平。

其次，说明电机驱动部120。

该电机驱动部120根据来自上述控制部118的旋转方向信号对上述转动部116的扫描电机15进行旋转控制，并对偏振光照射光束进行扫描控制。

以下，说明上述显示部121。

该显示部121根据来自上述控制部118的扫描位置信号显示对第二对象反射体3进行扫描的位置。

其次，在图11中说明上述第一对象反射体2。

在基板143上形成反射层144，并在图中左半部分贴设λ/4双折射构件145，使上述反射层144的露出部分构成保持入射光束的偏振方向并进行反射的偏振光保持反射部144a，使贴设λ/4双折射构件145的部分构成相对于入射光束变换偏振方向并进行反射的偏振光变换反射部145a。上述偏振光保持反射部144a及偏振光变换反射部145a的宽度保持定值。上述反射层144用递归反射材料构成，配置有多个微小的角形、或球形的反射体。另外，贴设了λ/4双折射构件145的反射面，具有使偏振光反射光束对入射光束产生λ/2相位差的作用。因此，反射光束相对于入射光束通过λ/4双折射构件145两次，如入射圆偏振光，则反射光变成反向旋转的圆偏振光，如入射直线偏振光，则反射光具有与入射光成直角的偏振面。

以下，在图12中说明上述第二对象反射体。

在基板146上形成反射层147，图中，沿着从右上角到左下角的对角线分成2个反斜面，在右半部分贴设λ/4双折射构件148。使左半部分的上述反射层147的露出部分构成保持入射光束的偏振方向并进行反射的偏振光保持反射部147a，使右半部分的上述贴设λ/4双折射构件148的部分构成相对于入射光束变换偏振方向并进行反射的偏振光变换反射部148a。上述偏振光保持反射部147a和偏振光变换反射部148a的宽度保持规定的关系，例如，使其变化关系为从下向上使偏振光保持反射部147a的宽度线性减小，而使偏振光变换反射部148a的宽度线性增加。在图12中，以反射层147的对角线分成偏振光保持反射部147a和偏振光变换反射部148a，但并不限于这种方式。上述反射层147用递归反射材料构成，配置有多个微小的角形、或球形的反射体。另外，上述λ/4双折射构件148，如上所述，具有使偏振光反射光束对入射光束产生λ/2相位差的作用。

以下，对动作进行说明，并说明第一对象反射体2、第二对象反射体3的检测方法。

对从由上述光发射元件驱动部119驱动的上述激光二极管125发射的偏振光照射光束，按照从上述振荡器142来的时钟脉冲信号进行调制。从上述激光二极管125发射的直线偏振的偏振光照射光束，由上述准直透镜126变成平行光束，进一步透过上述第一λ/4双折射构件127后变成圆偏振的偏振光照射光束。圆偏振光照射光束透过上述有孔反射镜128，并由上述五棱镜114偏转90°后从旋转照射装置本体1射出。

上述五棱镜114通过驱动齿轮16、扫描齿轮17由上述扫描电机15带动旋转。上述五棱镜114开始时为整周旋转，因此从五棱镜114射出的偏振光照射光束进行全周扫描。当偏振光照射光束通过全周扫描对上述第一对象反射体2、或第二对象反射体3进行扫描时，从上述第一对象反射体2、或第二对象反射体3反射偏振光反射光束，偏振光反射光束入射到上述五棱镜114。

如上所述，上述第一对象反射体2及第二对象反射体3由上述偏振光保持反射部144a、147a和偏振光变换反射部145a、148a构成，由上述偏振光保持反射部144a、147a反射的偏振光反射光束是保持入射偏振光照射光束偏振状态的圆偏振光，由上述偏振光变换反射部145a、148a反射的偏振光反射光束变成对入射偏振光照射光束偏振状态具有λ/2相位差的圆偏振光。

由上述第一对象反射体2、或第二对象反射体3反射的偏振光反射光束，由上述五棱镜114偏转90°后入射到上述有孔反射镜128，该有孔反射镜128将反射光束向上述聚光透镜130反射。该聚光透镜130将反射光束作为会聚光入射到上述第二λ/4双折射构件131。以圆偏振光返回的偏振光反射光束由该第二λ/4双折射构件131变换成直线偏振光，并入射到上述针孔132。如上所述，由偏振光保持反射部144a、147a反射的偏振光反射光束和由偏振光变换反射部145a、148a反射的偏振光反射光束在相位上相差λ/2，所以，由上述第二λ/4双折射构件131变换成直线偏振光后的2个偏振光反射光束的偏振面相差90°。

上述针孔132具有的作用是，使光轴偏离由本体射出的偏振光照射光束的不正对的反射光束、即从第一对象反射体2、第二对象反射体3以外的不需要的反射体的反射光束不入射到第一光电变换器134、第二光电变换器135，通过上述针孔132后的偏振光反射光束入射到偏振光束分离器133。

该偏振光束分离器133的作用是将光束分成彼此正交的偏振光分量，使与上述激光二极管125发射的偏振光照射光束相同的(偏振方向相差180°的)偏振光反射光束透过，并反射与激光二极管125发射的偏振光照射光束偏振方向相差90°的偏振光反射光束。上述第一光电变换器134、上述第二光电变换器135分别接收被分离后的偏振光反射光束。

当由上述第一对象反射体2或第二对象反射体3的偏振光变换反射部反射的偏振光反射光束入射到上述反射光检测部117时，根据上述第二λ/4双折射构件131与上述偏振光束分离器133的关系，上述第一光电变换器134、上述第二光电变换器135的光接收状态是，入射到上述第一光电变换器134的光量比入射到上述第二光电变换器135的光量多，当由上述第一对象反射体2或第二对象反射体3的偏振光保持反射部、或不需要的反射体反射的偏振光反射光束入射到上述反射光检测部117时，入射到上述第二光电变换器135的光量比入射到上述第一光电变换器134的光量多。

因此，通过求得入射到上述第一光电变换器134、上述第二光电变换器135的偏振光反射光束之差，即可识别出入射的偏振光反射光束是从上述第一对象反射体2或第二对象反射体3的偏振光保持反射部反射的，还是从偏振光变换反射部反射的。

进一步，参照图13进行详细的说明。

在由上述第一对象反射体2或第二对象反射体3的偏振光变换反射部反射偏振光反射光束的情况下，入射到上述第一光电变换器134的光量比入射到上述第二光电变换器135的光量多。该信号由图13中的a、b示出。从各光电变换器134、135输出的信号分别由上述放大器137、放大器138放大，并由上述差动放大器139求得信号之差。该信号由图13中的c示出。上述差动放大器139的输出信号如果由来自振荡器142的时钟脉冲信号1进行同步检波，则得到相对于偏压为正的电压(由图13中的d示出)。如由时钟脉冲信号2进行同步检波，则得到相对于偏压为负的电压(由图13中的e示出)。在求得通过同步检波得到的信号之差(d-e)后，在上述差动放大器141的输出得到相对于偏压为正的电压(由图13中的f示出)。

在由上述第一对象反射体2或第二对象反射体3的偏振光保持反射部反射偏振光反射光束的情况下，入射到上述第二光电变换器135的光量比入射到上述第一光电变换器134的光量多。该信号由图13中的g、h示出。从各光电变换器134、135输出的信号分别由上述放大器137、放大器138放大，并由差动放大器139求得信号之差。该信号由图13中的i示出。差动放大器139的输出信号如果由来自振荡器142的时钟脉冲信号1进行同步检波，则得到相对于偏压为负的电压(由图13中的j示出)。如由时钟脉冲信号2进行同步检波，则得到相对于偏压为正的电压(由图13中的k示出)。在求得通过同步检波得到的信号之差(j-k)后，在上述差动放大器141的输出得到相对于偏压为负的电压(由图13中的1示出)。

如图14(A)所示，在以偏振光照射光束扫描第一对象反射体2时，上述反射光检测电路136的差动放大器141的输出信号构成如图14(B)所示的对称波形。当在该差动放大器141的输出端出现正信号、且从正信号的上升起的规定时间内出现负信号的下降时，可识别为第一对象反射体2。

如图15(A)所示，在以偏振光照射光束扫描第二对象反射体3时，上述反射光检测电路136的差动放大器141的输出信号构成如图15(B)所示的与光束通过位置对应的正负时间宽度不同的波形。当在该差动放大器141的输出端出现负信号、且从负信号的下降起的规定时间内出现正信号的上升时，可识别为第二对象反射体3。

在识别第一对象反射体2或第二对象反射体3时，上述控制部118通过上述电机驱动部120控制驱动上述扫描电机15，使上述五棱镜114往复扫描，并使从上述旋转照射装置本体1发射的偏振光照射光束以第一对象反射体2或第二对象反射体3为中心往复扫描。

另外，如使偏振光照射光束的扫描方向反向，则上述反射光检测电路136的上述差动放大器141的输出信号的正负变成相反的顺序。因此，偏振光照射光束相对于旋转照射装置本体1的旋转方向及对第一对象反射体2或第二对象反射体3的扫描方向应保持一定。

下面，参照图1、图16、图17说明本实施例的偏振光照射光束的扫描动作。

设置旋转照射装置本体1，使旋转照射装置本体1的激光旋转轴心的垂直下方与墨线4上的第一基准点O对准。设置第二对象反射体3，使第二对象反射体3的基准位置与墨线4上与本体相隔一定距离的第二基准点O′一致。该第二对象反射体的基准位置由设置标记149示出。使装置起动，在校准模式中使偏振光照射光束恒速旋转，进行全周扫描。如果检测第二对象反射体3，则测定反射光检测电路136的差动放大器141的信号为负信号的时间t1、为正信号的时间t2，并求出其比值x(a)＝t1/t2。使偏振光照射光束的扫描方向反向，并以同样方式求出x(a)。接着使偏振光照射光束进行往复扫描，并反复测定x(a)10次。将测得的x(a)平均后求得照射位置信号X。如照射位置信号X小于0.9，则驱动显示部121的左显示，显示出偏振光照射光束正扫描第二对象反射体3的基准位置的左侧，如照射位置信号X大于1.1，则驱动显示部121的右显示，显示出偏振光照射光束正扫描第二对象反射体3的基准位置的右侧，如照射位置信号X大于0.9而小于1.1，则驱动显示部121的中央显示，显示出偏振光照射光束正扫描第二对象反射体3的基准位置。根据显示部121的显示移动旋转照射装置本体1，从而能使偏振光照射光束形成的基准面与墨线一致。

另外，判断上述偏振光照射光束扫描第二对象反射体3的位置在基准位置的右侧或左侧的方法，是在图1所示的旋转照射装置本体1及第二对象反射体3的设置状态下进行判断的。对于图1所示的第一基准点O、第二基准点O′，当第二基准点O′位于与第一基准点O对称的位置时，由于扫描位置相对于基准位置的判断与上述方法相反，所以必须用编码器129判断第一基准点O与第二基准点O′的位置关系。在随后的作业中仍保持设置第二对象反射体3。

在校准模式下使偏振光照射光束形成的基准面与墨线4一致，然后在扫描模式中使用第一对象反射体2，使偏振光照射光束对第一对象反射体2进行往复扫描，并进行在天花板、壁面上打墨线的作业。

在扫描模式中，使偏振光照射光束恒速旋转进行全周扫描，并检测第一对象反射体2，使偏振光照射光束对第一对象反射体2进行往复扫描，然后当没有检测到第一对象反射体2时，或当使偏振光照射光束恒速旋转进行全周扫描而在规定时间没有检测到第一对象反射体2时，应进行扫描位置的重新测定。

在扫描位置重新测定中，使偏振光照射光束恒速旋转进行全周扫描，并检测第二对象反射体3。这时，如不能检测到第二对象反射体3，则扫描位置的重新测定就不能进行，应报警并显示旋转照射装置本体1与第二对象反射体3的位置关系出现偏差，停止偏振光照射光束的扫描，并中止打墨线作业。如使偏振光照射光束恒速旋转进行全周扫描并检测到第二对象反射体3，则测定反射光检测电路136的差动放大器141的信号为负信号的时间t1、为正信号的时间t2，并求出其比值y(a)＝t1/t2。使偏振光照射光束的扫描方向反向，并以同样方式求出y(a)。接着使偏振光照射光束进行往复扫描，并反复测定y(a)10次。将测得的y(a)平均后求得照射位置信号Y。

如照射位置信号Y大于0.9而小于1.1，则判定旋转照射装置本体1与第二对象反射体3的位置关系不存在偏差，并转入扫描模式，使偏振光照射光束恒速旋转进行全周扫描并检测第一对象反射体2，并接着进行打墨线作业。如照射位置信号Y小于0.9或大于1.1，则判定旋转照射装置本体1与第二对象反射体3的位置关系出现偏差，报警并显示第二对象反射体3的位置关系存在偏差，停止偏振光照射光束的扫描，并中止打墨线作业。

在本实施例中，使反射部和偏振光变换反射部的宽度按比例关系变化并将第二对象反射体3的中央作为基准位置，以便能够很容易地检测照射位置，但照射位置信号的判定并不限于上述方法。

另外，如上所述，当从获得由第二对象反射体3反射的各偏振光反射光束的时间测定照射位置信号时，必须使偏振光照射光束对第二对象反射体3的扫描速度近似保持恒定。

在本实施例中，从获得各偏振光反射光束的时间测定照射位置信号，但也可以利用与旋转部的五棱镜的旋转轴同轴设置的编码器检测获得从第二对象反射体3反射的各偏振光反射光束时的角度，并从其关系求得照射位置信号。

其次，在图18、图19(A)、图19(B)中说明第二对象反射体3的另一例。

在该另一第二对象反射体3中，沿左侧边缘设有长方形的λ/4双折射构件145a，同时还设有与该λ/4双折射构件145a相对的倒立三角形的λ/4双折射构件145b，二者将正立三角形的反射层144b夹在中间，沿右侧边缘设置长方形的反射层144a。当以激光光线对这样的第二对象反射体3进行扫描时，从上述差动放大器141输出的信号，如图19(B)所示，信号的波形是非对称的。因此，即使是在由激光光线对第二对象反射体3的中心进行扫描的情况下，也象图12所示的第二对象反射体3那样，从上述差动放大器141输出的信号不是对称的，并且输出波形与上述第一对象反射体2不同，所以可以从上述差动放大器141的输出信号识别第一对象反射体2和第二对象反射体3，并且还能仅由上述差动放大器141的输出信号识别激光光线的扫描方向。

通常，在接收从对象反射体反射的激光光线后，光接收信号不是在接收到光的同时就上升，而是与反射激光光线的会聚光在中心部明亮的情况一样，以不清晰的倾斜度上升。在图18示出的第二对象反射体3中，由于在三角形的反射部144b、145b的两端形成长方形的反射部144a、145a，所以能够很容易地判别光接收信号的切换点，并能以高的精度检测中心位置。另外，由于能从对象反射体本身判断上下方向，所以，当将旋转照射装置本体1设置在地面等上时，能够很容易地与从地面反射后返回的反射光区分开。

另外，作为能判别第二对象反射体3的中心位置的上述倒立三角形的λ/4双折射构件145b的形状，也可以是在中心具有极值的V形、或山形状。此外，只要上下位置的宽度有变化、或可以由宽度变化检测中心位置，就不限定于上述形状。

另外，在图20、图21(A)、图21(B)中说明第一对象反射体2的另一例。在该另一第一对象反射体2中，在基板143的左右设置长方形的反射层144a及反射层144b，基板143的中央部以长方形的形状露出。此外，在上述各反射层144a、144b上，在右半部分分别重叠设置λ/4双折射构件145a、145b，因此设有2组由偏振光保持反射部和偏振光变换反射部的组合构成的组合反射部。此外，基板143也可以不是只将中央部露出，而是设置将周边部分露出的上述反射层144a、144b。组合反射部也可设3组以上。

上述结构的第一对象反射体2，如图21(A)所示，当以激光光线扫描时，从差动放大器141输出的信号如图21(B)所示，得到由非反射部明确分开的正负反转的2个信号。于是，通过检测正负反转时的信号，可以将信号上升时的不清晰消除，并能准确且可靠地确认这是从对象反射体的反射光束，另外，由于2个正负反转信号的时间差t3是第一对象反射体2固有的，所以通过检测时间差t3，即可准确地确认第一对象反射体2。因此，即使有来自夹层玻璃等的反射光，也不会产生误动作。

当以激光光线扫描图20所示的第一对象反射体2时，如测定来自差动放大器141的输出信号t3的时间(参照图21(B))，则因已知扫描速度及第一对象反射体2的偏振光保持反射部和偏振光变换反射部的边界间隔，所以能计算出旋转照射装置本体1与第一对象反射体2之间的距离。同样，当以激光光线扫描图18所示的第二对象反射体3时，可以测定差动放大器141输出信号t1、t2的时间(参照图19(B))，并从两个时间之和计算出旋转照射装置本体1与第二对象反射体3之间的距离。另外，还可以根据算出的距离将发射的激光光线聚焦在上述对象反射体2、3上。

上述方法是通过测定时间进行距离的计算，但如果用编码器129对第一对象反射体2测定激光光线在图21(B)的t3时间内转过的角度、对第二对象反射体3测定激光光线在图19(B)的t1、t2时间内转过的角度，则因对象反射体2、3的尺寸已知，所以能计算出旋转照射装置本体1与对象反射体2、3之间的距离，并进一步根据算出的距离将发射的激光光线聚焦在上述对象反射体2、3上。

以上说明的实施例，是在第一对象反射体2、第二对象反射体3中使用了λ/4双折射构件的情况，但对第一对象反射体2、第二对象反射体3作适当改进后，即使不使用λ/4双折射构件，也能进行照射位置的确认。在图22中，说明使用了不采用λ/4双折射构件的第一对象反射体2、第二对象反射体3的激光旋转照射装置的旋转照射装置本体1的光学结构、电气结构。

在本实施例中，从光发射部115照射的激光光线，不一定必须是圆偏振光，也不需要检测入射到旋转照射装置本体1的激光光线在偏振方向上的分量，所以，在结构上可从上述图9所示的实施例中将第一λ/4双折射构件127、第二λ/4双折射构件131、偏振光束分离器133、第二光电变换器135省略。参照图23、图24(A)、图24(B)说明在该实施例中使用的第一对象反射体2，并参照图25、图26(A)、图26(B)说明在该实施例中使用的第二对象反射体3。

第一对象反射体2沿基板143的两侧边缘形成长方形的反射层144，第二对象反射体3沿基板143的两侧边缘及对角线形成长方形的反射层144，反射层形成N字形。当以激光光线扫描图23的第一对象反射体2时，由反射层144反射的反射激光光线经五棱镜114入射，并由上述有孔反射镜128转向，通过上述聚光透镜130入射到上述第一光电变换器134。从该第一光电变换器134的输出，如图24(B)所示，得到2个脉冲状的信号，当以激光光线扫描图25的第二对象反射体3时，从上述第一光电变换器134的输出，如图26(B)所示，得到3个(m、n、o)脉冲状的信号。

通过由上述反射光检测电路136计算从上述第一对象反射体2得到的信号的重心位置、即2个脉冲的中心，可以检测出与第一对象反射体2的扫描方向相对应的中心。另外，通过使扫描方向的位置沿着相对于扫描方向成直角的方向移动，可以使从上述第二对象反射体3的输出中位于中央的脉冲状信号n移动。从第二对象反射体3的中心偏移时，从信号m-n及信号n-o得到的宽度不同，信号m-n和信号n-o的宽度相等的状态，指示着第二对象反射体3的中心。因此，通过检测中央的脉冲状信号n位于上述m、o的中央，即可检测到激光光线的扫描位置处于第二对象反射体3的中央、即基准位置。另外，由于在第一对象反射体2和第二对象反射体3的情况下从第一光电变换器134输出的信号的图形不同，所以可以在反射光检测电路136中进行第一对象反射体2和第二对象反射体3的识别。

在图27示出的第二对象反射体3中，沿着对角线形成非反射带151。当以激光光线扫描该第二对象反射体3时，得到如图28(B)所示的2个脉冲状的信号，该2个脉冲状信号的宽度随激光光线的扫描位置而不同。该2个脉冲状信号的宽度相等的状态，是激光光线扫描到第二对象反射体3的中心时的状态，通过将上述2个脉冲的宽度在反射光检测电路136中进行比较，可以检测出第二对象反射体3的中心、即基准位置。由于在第一对象反射体2和第二对象反射体3的情况下从第一光电变换器134得到的2个脉冲状信号的宽度不同，所以可以在反射光检测电路136中进行第一对象反射体2和第二对象反射体3的识别。

另外，即使在使用了不采用λ/4双折射构件的第一对象反射体2、第二对象反射体3的情况下，也能按图9所示的旋转照射装置本体1的结构实施。即，在电路上或信号处理上进行变更，以便使以与从上述光发射部115发射的偏振光照射光束具有相同方向的偏振光返回本体的偏振光反射光束入射到上述第二光电变换器135并只检测所得到的信号，根据从上述第二光电变换器135得到的信号图形检测出第一对象反射体2、第二对象反射体3的中心，或进行第一对象反射体2和第二对象反射体3的识别。

另外，也可在图23～图28中示出的第一对象反射体2、第二对象反射体3的整个反射面上设置λ/4双折射构件。在图29中，说明使用了在整个反射面上设有λ/4双折射构件的第一对象反射体2、第二对象反射体3的激光旋转照射装置的旋转照射装置本体1的光学结构、电气结构。

在本实施例中，从光发射部115照射的激光光线是圆偏振光，在由上述图9表示的结构中，在从有孔反射镜128到第一光电变换器134的光轴上的λ/4双折射构件131与针孔132之间增加配置了偏振构件124。

从激光二极管125发射的直线偏振的激光光线，透过准直透镜126并变成平行光后透过λ/4双折射构件127而变成圆偏振光，并以圆偏振光从旋转照射装置本体1射出。在由第一对象反射体2、第二对象反射体3反射的过程中，透过λ/4双折射构件并改变了圆偏振光旋转方向的反射激光光线入射到旋转照射装置本体1，进一步入射到反射光检测部117。

反射激光光线由λ/4双折射构件131变换成与光源相差180°的直线偏振光，上述偏振构件124的配置方式是，只透射与从光源发射的激光光线相差180°的直线偏振光，但只是不允许一种反射光即与光源同向的偏振光通过。当第一光电变换器134接收光时，随后的作用与在不使用λ/4双折射构件的图22中所示的装置的作用相同。如按照本实施例，则能将圆偏振光以外的干扰光及偏振方向不同的干扰光排除，因而使检测精度提高。

无论在图23～图28中示出的第一对象反射体2、第二对象反射体3的反射面上有无λ/4双折射构件，都能从第一光电变换器134的输出信号测定对该对象反射体2、3进行扫描时的跨过时间，并根据其与扫描速度的关系计算距离。根据算出的距离可以将射出的激光光线聚焦在上述对象反射体2、3上。另外，除上述时间测定方法外，可从扫描该对象反射体2、3时的第一光电变换器134的输出信号及编码器129的输出得到第一对象反射体2、或第二对象反射体3两端间的角度，因第一对象反射体2、第二对象反射体3的尺寸已知，所以能计算出旋转照射装置本体1与该对象反射体2、3之间的距离。此外，根据算出的距离可以将射出的激光光线聚焦在上述对象反射体2、3上。

另外，即使第一对象反射体2和第二对象反射体3相同，例如对象反射体为一个，当然也能够实施。在这种情况下，应在开始操作时进行位置检测，并决定本体的位置。在决定位置后开始随后的操作，在对象反射体上进行扫描。当对象反射体移动时，一面扫描一面进行跟踪。如对象反射体从扫描范围内消失，则进行旋转扫描，在进行检测时，重新进行扫描。当然，在反射体为两个和一个的情况下，其工作模式不同，只需进行模式切换即可。

   产业上的应用可能性

按照如上所述的本发明，对于激光旋转照射装置，每当进行打墨线作业时，或适当测定激光光线在第二对象反射体上的扫描位置时，能确认所形成的基准面位置，并能提高基准面的可靠性。

Claims (15)

1.一种激光旋转照射装置，由旋转照射装置本体及至少包含第一对象反射体、第二对象反射体的多个对象反射体构成，上述旋转照射装置本体具有用于将照射光束向对象反射体旋转照射的转动部、用于检测从对象反射体反射并通过上述转动部入射到旋转照射装置本体的反射光束的检测装置、及根据上述检测装置的输出识别对象反射体的反射光检测电路；根据上述检测结果决定使激光光线扫描的位置、范围，该激光旋转照射装置的特征在于：上述多个对象反射体的每一个的反射面至少各分成两部分。

2.一种激光旋转照射装置，由旋转照射装置本体及至少包含第一对象反射体、第二对象反射体的多个对象反射体构成，上述旋转照射装置本体具有用于将偏振光照射光束向对象反射体旋转照射的转动部、用于检测从上述对象反射体反射并通过上述转动部入射到旋转照射装置本体的偏振光反射光束的第一检测装置、用于检测与从对象反射体反射的偏振光反射光束不同的偏振光光束的第二检测装置、及根据第一检测装置的输出与第二检测装置的输出的比较识别对象反射体的反射光检测电路；根据上述检测结果决定使激光光线扫描的位置、范围，该激光旋转照射装置的特征在于：上述多个对象反射体的每一个的反射面至少各分成两部分，至少1个面是偏振光保持反射部，用于反射保持上述偏振光照射光束偏振方向的偏振光反射光束；至少一个面是偏振光变换反射部，用于反射变换上述偏振光照射光束偏振方向的偏振光反射光束。

3.根据权利要求1或2所述的激光旋转照射装置，其特征在于：在上述第一对象反射体和第二对象反射体中，反射面的分割方式不同。

4.根据权利要求1或2所述的激光旋转照射装置，其特征在于：从上述转动部照射的照射光线是圆偏振光。

5.根据权利要求1所述的激光旋转照射装置，其特征在于：上述第一对象反射体、第二对象反射体各具有分成2个或更多的反射部，上述第一对象反射体的反射部对称设置，上述第二对象反射体的反射部的形状是其宽度沿一个方向逐渐增大或减小。

6.根据权利要求3所述的激光旋转照射装置，其特征在于：上述第一对象反射体的分割方式是使偏振光保持反射部、偏振光变换反射部的宽度不变，上述第二对象反射体的分割方式是使其宽度具有如下的关系：偏振光保持反射部、偏振光变换反射部的宽度被分割为一个逐渐减小，而另一个逐渐增大。

7.根据权利要求2所述的激光旋转照射装置，其特征在于：反射光检测电路根据接受偏振光反射光束的时间检测反射部和偏振光变换反射部的宽度。

8.根据权利要求1所述的激光旋转照射装置，其特征在于：反射光检测电路计算扫描对象反射体后所得到的2个信号的时间间隔，并根据该时间间隔及与上述2个信号对应的对象反射体的已知尺寸计算出旋转照射装置本体到对象反射体的距离。

9.根据权利要求2所述的激光旋转照射装置，其特征在于：设有用于检测转动部的旋转角的编码器，反射光检测电路根据来自上述编码器的信号及来自第一检测装置、第二检测装置的信号，从得到各偏振光反射光束时的角度检测反射部和偏振光变换反射部的宽度。

10.根据权利要求1所述的激光旋转照射装置，其特征在于：设有用于检测转动部的旋转角的编码器，反射光检测电路根据扫描对象反射体后所得到的2个信号通过上述编码器求得2个信号间的旋转角度，并根据该旋转角及与上述2个信号对应的对象反射体的已知尺寸计算出旋转照射装置本体到对象反射体的距离。

11.根据权利要求1或2所述的激光旋转照射装置，其特征在于：反射光检测电路识别第一对象反射体及第二对象反射体，并以第一对象反射体为中心按扫描模式进行往复扫描，根据从对准模式的第二对象反射体反射的激光光线的变化状态检测出激光光线的扫描位置。

12.根据权利要求1或2所述的激光旋转照射装置，其特征在于：上述旋转照射装置本体的激光光线照射光学系统具有聚焦装置。

13.根据权利要求8所述的激光旋转照射装置，其特征在于：上述旋转照射装置本体的激光光线照射光学系统具有聚焦装置，根据算出的到对象反射体的距离将照射光束聚焦在对象反射体上。

14.根据权利要求11所述的激光旋转照射装置，其特征在于：还包括用于显示激光束相对于在对准模式中的第二对象反射体的扫描位置的显示单元。

15.根据权利要求10所述的激光旋转照射装置，其特征在于：所述旋转照射装置本体的激光束照射光学系统具有聚焦装置，根据到所述对象反射体的计算距离将照射光束聚焦到对象反射体上。

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