CN1091876C

CN1091876C - 激光水平仪

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Publication number: CN1091876C
Application number: CN97102392.1A
Authority: CN
Inventors: 大友文夫; 平野聪; 大佛一毅; 古平纯一; 吉野健一郎
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2017-01-31
Also published as: EP0787972A3; DE69725631T2; US5907907A; EP0787972A2; CN1164021A; EP0787972B1; DE69725631D1; JPH09210687A

Abstract

一种利用激光光束形成基准线、基准面的激光水平仪，它具有发出激光的激光发光装置、投射从上述发光装置发射的激光的投射光学系统、使从上述投射光学系统投射的光束旋转用的转动部、以及使转动部倾斜的调整装置，由上述光束形成水平基准面及铅直基准面，在上述水平基准面或铅直基准面上形成基准照射光点。

Description

激光水平仪

本发明涉及沿垂直或水平方向射出激光、或一边射出一边扫描、形成基准线或基准面的激光水平仪。

有一种激光水平仪，用于根据划在地上的打墨线，将用该打墨线表示的位置投影到天花板面、壁面上，定出安装到建筑物的墙壁、天花板上的荧光灯等的位置。

该激光水平仪是用来形成基准线或基准面的，所以安装的位置、姿态等必须准确地与规定的位置、姿态等一致。

现有的激光水平仪示于图15中。

激光发生装置、旋转驱动部、控制部等设在主体1内部，在上述主体1的上部设有转动部2，激光从该转动部2射出、同时通过上述转动部2的旋转，使激光进行扫描。上述主体1至少通过2个调准螺钉3、4设置在基板5上，通过调整上述调准螺钉3、4能将上述转动部2的转轴的斜度调整到所需要的状态。另外，气泡管8、9被安装在上述主体1的侧面，以便从外部能看到。这样调整斜度，即至少旋转上述调准螺钉3、4中的一个，通过调准螺钉3、4的出入，调整主体1的斜度，还可以一边观察上述气泡管8、9，一边通过上述调准螺钉3、4进行斜度调整。

为了将上述调准螺钉的出入即高度调整变换成斜度调整，不仅要熟悉直观地调整倾斜方向、倾斜量，同时要通过气泡管中的气泡位置判断顷斜状态，所以判断时随不同的个人相差很大，为了提高精度，必须相当熟练才行。

旋转扫描形成铅直基准面时，要将激光水平仪横放，将使用辅助工具的转动部2的转轴保持水平状态，但这时需要调整铅直面的方向，调准螺钉只要不垂直于调整方向，就很难使用上述调准螺钉进行该方向的调整。因此将调整装置等设置在上述辅助工具上。要想使进行旋转扫描的激光光束与地面上的打墨线的位置一致时，因激光光束呈线状，所以存在很难重合的问题，另外，在距离激光光束的旋转扫描轨迹远的地方，为了使激光光束重合，要一边在装置本体一侧操作，一边通过目视使之重合是有困难的。还有，必须从上方看上述气泡管才行，但如果激光水平仪的设置场所比视线高时就不能进行调整了。

本发明的目的是使激光水平仪的姿态调整、激光的位置重合、天花板的定位容易进行，本发明的激光水平仪有发出激光的激光发光装置、投射从上述发光装置发射的激光的投射光学系统、使从上述投射光学系统投射的光束旋转用的转动部、以及使转动部倾斜的调整装置，由上述光束形成水平基准面及铅直基准面，在上述水平基准面或铅直基准面上形成基准照射光点；另外，本发明的激光水平仪有发出激光的激光发光装置、投射从上述发光装置发射的激光的投射光学系统、使从上述投射光学系统投射的光束旋转用的转动部、接收从配置在投射的激光束上的对象反射体反射的激光的光接收装置、通过来自该光接收装置的信号检测上述对象反射体的信号处理部、以及使转动部倾斜的调整装置，由上述光束形成水平基准面及铅直基准面，在上述水平基准面或铅直基准面上形成基准照射光点；另外，本发明的激光水平仪有与上述调整装置连动并示出转动部的斜度的倾斜显示装置；另外，本发明的激光水平仪的上述调整装置是沿双轴向倾斜设置的倾斜机构，调整旋钮的转轴和倾斜的转轴平行；另外，本发明的激光水平仪的基准照射光点是由配置在转动的光束上的狭缝形成的；另外，本发明的激光水平仪利用设置在上述转动部上的旋转角检测装置和根据来自上述旋转角检测装置的检测信号控制发光的控制装置来控制发光装置，在激光光束的旋转面内形成光点；另外，本发明的激光水平仪有上述旋转角检测装置和上述控制装置，上述控制装置根据来自上述旋转角检测装置的信号使上述转动部往复扫描或停止；另外，本发明的激光水平仪备有能使从上述发光装置照射的光束与总体结构的倾斜无关而经常维持铅直或水平状态用的角度补偿装置；另外，本发明的激光水平仪将垂直的激光光束照射在上述水平基准面及铅直基准面上；另外，本发明的激光水平仪根据来自上述光接收装置的信号控制转动部；另外，本发明的激光水平仪有显示来自上述信号处理部检测的对象反射体的信息的显示装置；另外，本发明的激光水平仪的上述显示装置显示上述调整装置的操作方向；另外，本发明的激光水平仪有包围着上述转动部设置的手柄，以便保护转动部；另外，本发明的激光水平仪备有墙壁用机构，该墙壁用机构有夹紧固定物的夹紧装置和可支持本体升降、使激光光束沿水平方向旋转扫描用的导向装置；另外，本发明的激光水平仪备有用以支持本体、使激光光束沿垂直方向旋转扫描、且至少有一个调准螺钉的地面用机构；另外，本发明的激光水平仪在本体上设有气泡管，与该气泡管相对地设有反射镜，可直接或通过反射镜目视上述气泡管。因此，如果采用本发明，由于在进行激光水平仪的设置、设置后进行激光光束的照射方向的调整、变更等时，调整方向和操作方向一致，所以容易操作，另外，由于在调整旋钮附近带有示出调整状态的显示器，所以操作者能目视操作状态，提高可操作性。

图1是本发明的实施形态的斜视图。

图2是该实施形态中圆形气泡管部分的局部断面图。

图3是上述实施形态的骨架结构图。

图4是上述实施形态中的对象反射体的斜视图。

图5是上述实施形态中的角度自动补偿机构的骨架结构图。

图6是上述实施形态中的角度自动补偿机构的骨架结构图。

图7是上述实施形态中的调整架的俯视图。

图8是上述实施形态中的调整架的俯视断面图。

图9(A)、图9(B)是沿图8中的C-C箭头方向看的断面图。

图10(A)、图10(B)是沿图8中的D-D箭头方向看的断面图。

图11是表示使用墙壁用机构设置本发明的激光水平仪后的状态的斜视图。

图12是表示使用地面用机构设置本发明的激光水平仪后的状态的斜视图。

图13是另一实施形态的骨架结构图。

图14是上述另一实施形态的说明图。

图15是现有例的斜视图。

以下参照附图说明本发明的实施例。

图1中与图15所示的相同的部分标以相同的符号。主体1设置在调整架10上，转动部2可旋转自如地设置在调整架10的顶部，激光可从该转动部2的侧面及上端面射出。水平用圆形气泡管6和垂直用圆形气泡管7设置在主体1上。圆形气泡管6设在主体1的侧面，如图2所示，上述圆形气泡管6设置在上述主体1上形成的凹部11上。该凹部11有设置圆形气泡管6的平面部12、与该平面12部相对的斜面13及与该斜面13的倾斜角不同的斜面13’，反射镜14设置在上述斜面13上，反射镜14’设置在上述斜面13’上。而且从上方或通过上述反射镜14、14’从侧面或下方能看到上述圆形气泡管6。另外，上述圆形气泡管7设置在与设置上述圆形气泡管6的侧面垂直的面上，垂直设置本装置时使用圆形气泡管7。

如后文所述，上述调整架10有可沿两个方向倾斜的倾斜架，还有轴心正交配置的调整旋钮15、调整旋钮16。调整旋钮15、16的旋转方向与圆形气泡管6的气泡的移动方向连动，通过调节该圆形气泡管6，能大致地调整激光水平仪的姿态。大致地调整后，利用后文所述的倾斜校正机构将激光光束旋转操作面校正到水平或垂直状态。将本装置垂直设置时，利用调整旋钮15和设置在地面用机构85上的调准螺钉86大致地调整姿态。用调整旋钮16调整垂直旋转照射的方向。

图1中，18是设有扫描按钮、显示部等的操作盘。

以下说明主体1的基本结构和调整架10的结构。

首先利用图3说明主体1的基本结构。

图中与图1所示的相同的部分标以相同的符号，主体1由发光部20、转动部2、反射光检测部21、控制部(CPU)38、发光元件驱动部23、电机驱动部24及显示部39构成。

说明发光部20。

在射出直线偏振照射光束的激光二极管25的光轴上，从激光二极管25一侧开始依次设有准直透镜26、第1λ/4双折射部件27、开孔反射镜28，从激光二极管25射出的激光是直线偏振照射光束，该偏振照射光束利用准直透镜26被调节成平行光，再由第1λ/4双折射部件27变换成圆偏振光。圆偏振照射光束通过开孔反射镜28射出到转动部2。

说明转动部2。该转动部2将从发光部20入射的偏振照射光束的光轴旋转90°后射出，再通过旋转进行扫描。

旋转支持体40可以自由旋转，扫描齿轮41嵌合在该旋转支持体40上，设置在扫描电机42上的驱动齿轮43啮合在该扫描齿轮41上，旋转支持体40利用扫描电机42使上述发光部20的光轴绕中心旋转。

在旋转支持体40上设有将上述垂直激光分成透过光和反射光的五角棱镜44，它使从发光部20发出的激光沿水平方向射出，同时使透过五角棱镜44的激光作为上垂直激光向上方射出。利用编码器45检测旋转支持体40的旋转状态，该编码器45的检测信号被输入控制部(CPU)38。

从转动部2射出的激光通过对象反射体47进行扫描，激光通过时来自对象反射体47的偏振光反射光束入射到转动部2，入射到五角棱镜44的偏振光反射光束改变方向而射向开孔反射镜28，开孔反射镜28将偏振光反射光束入射到反射光检测部21。

其次说明反射光检测部21。

从开孔反射镜28一侧开始，依次将聚光透镜30、第2λ/4双折射部件31、针孔32、偏振光分光器33及第1光电变换器34配置在开孔反射镜28的反射光轴上，将第2光电变换器35配置在偏振光分光器33的反射光轴上。来自第1光电变换器34及第2光电变换器35的输出入射到反射光检测电路36。

第2λ/4双折射部件31和偏振光分光器33这样配置，即偏振光分光器33对入射到反射光检测部21的偏振光反射光束进行分离，分离后的两条光束分别入射到第1光电变换器34、第2光电变换器35，但从发光部20射出的偏振照射光束与两次透过λ/4双折射部件后能返回本体的偏振光反射光束的偏振方向一致的光束入射到第1光电变换器34，以与从发光部20射出的偏振照射光束相同方向的偏振光方向，能返回本体的偏振光反射光束入射到第2光电变换器35。

其次用图4说明对象反射体47。

在基板53上形成反射层54，图中沿从右上角至左下角的对角线将反射面分成两部分，将λ/4双折射部件55粘贴在右半部分。将左半部分的反射层54露出部分作为保持入射光束的偏振方向并反射的偏振光保持反射部54a，将右半部分的粘贴了λ/4双折射部件55的部分作为改变入射光束的偏振方向并反射的偏振光变换反射部55a。偏振光保持反射部54a和偏振光变换反射部55a的宽度按规定的关系变化，例如从上向下，偏振光保持反射部54a的宽度呈线性减小，偏振光变换反射部55a的宽度呈线性增加。图4中用反射层54的对角线分成偏振光保持反射部54a和偏振光变换反射部55a，但不受此限。上述反射层54由再反射材料构成，配置了多个微小的直角棱镜或球反射体等。另外，如上所述，λ/4双折射部件55如上所述对入射光束具有使偏振光反射光束产生λ/2的相位差的作用。因此，与入射光不同，反射光束两次通过λ/4双折射部件55，圆偏振光入射后，反射光变成了反向旋转的圆偏振光，直线偏振光入射后，反射光不同于入射光，有垂直的偏振面。

以下，说明工作情况及对象反射体47的检测方法。

从激光二极管25射出的直线偏振照射光束通过准直透镜26变成平行光束，再透过第1λ/4双折射部件27，变成圆偏振照射光束。圆偏振照射光束透过开孔反射镜28，利用五角棱镜44使方向改变90°后从主体1射出。

五角棱镜44利用扫描电机42并通过驱动齿轮43、扫描齿轮41而旋转。通过五角棱镜44的旋转，偏振照射光束沿全周进行扫描。通过全周扫描，当偏振照射光束扫描到对象反射体47时，从该对象反射体47反射偏振光反射光束，该偏振光反射光束入射到五角棱镜44。

如上所述，对象反射体47由偏振光保持反射部54a和偏振光变换反射部55a构成，被偏振光保持反射部54a反射的偏振光反射光束是保持了入射偏振照射光束的偏振状态的圆偏振光，被偏振光变换反射部55a反射的偏振光反射光束变成了相对于入射偏振照射光束的偏振状态偏转了λ/2的相位的圆偏振光。

针孔32的作用是使其光轴相对于从本体射出的偏振照射光束偏移后不正对的反射光即来自对象反射体47以外的不要的反射体的反射光不入射到第1光电变换器34和第2光电变换器35上，通过针孔32的偏振光反射光束入射到偏振光分光器33上。

该偏振光分光器33的作用是将光束分成两个正交的振光分量，使与从激光二极管25射出的偏振照射光束相同(偏振方向相差180°)的偏振光反射光束通过，而使与从激光二极管25射出的偏振照射光束的偏振方向相差90°的偏振光反射光束反射。第1光电变换器34、第2光电变换器35分别接收分离后的偏振光反射光束。

第1光电变换器34、第2光电变换器35接收光的状态是：被对象反射体47的偏振光变换反射部55a反射的偏振光反射光束入射到反射光检测部21后，由于第2λ/4双折射部件31和偏振光分光器33的作用，入射到第1光电变换器34的光量比入射到第2光电变换器35的光量多，被对象反射体47的反射部或不要的反射体反射的偏振光反射光束入射到反射光检测部21后，入射到第2光电变换器35的光量比入射到第1光电变换器34的光量多。

因此，通过取得到达第1光电变换器34、第2光电变换器35的偏振光反射光束的光量之差，就能判断入射的偏振光反射光束是被对象反射体47的偏振光保持反射部54a反射的，还是被偏振光变换反射部55a反射的。另外，如果将接收了来自对象反射体47的偏振光反射光束的第1光电变换器34、第2光电变换器35的信号状态即扫描速度保持一定，则来自第1光电变换器34、第2光电变换器35的信号宽度随着对对象反射体47进行扫描的位置的不同而不同，所以通过检测来自第1光电变换器34、第2光电变换器35的信号宽度，或者对两者进行比较，就能判断出激光光束照射在对象反射体47上的位置。例如来自第1光电变换器34、第2光电变换器35的信号宽度两者相等时，激光光束的照射位置是对象反射体47的中心。以上是通过全周旋转，扫描对象反射体47的中心时的说明，但通过改变动作模式，可以进行往复动作、旋转停止动作。而且对象反射体的形状不限于对象反射体47，可以使动作随形状的不同而变。

其次，根据图5、图6，说明本激光水平仪具有的角度自动补偿机构。

在液体封装容器102中封入了形成自由液面95的透明液体96，在液体封装容器102的下侧面上相邻地设有将光束从外部导入透明液体96的第1光导入装置即第1入射窗98及第2光导入装置即第2入射窗99，在液体封装容器102上还分别设有让被自由液面95反射的反射光束射出到液体封装容器102外部的第1光射出装置即第1射出窗100及第2光射出装置即第2射出窗101，将第1射出窗100配置在与第2入射窗99相对的侧面，将第2射出窗101配置在与第1入射窗98相对的侧面。

在液体封装容器102内部且浸渍在透明液体96中可转动自如地设有液体晃动防止器103，该液体晃动防止器103的转动轴心与自由液面95所在面一致或大体上一致。如后文所述，该液体晃动防止器103在比透明液体96的自由液面95稍低一些的位置有透明的液体晃动防止板104，该液体晃动防止板104设定在液体晃动防止器103的重心位置，以便能经常呈水平状态。

在与第1入射窗98、第2入射窗99相对的位置设有光投射系统105。该光投射系统105朝向第1入射窗98依次配置着光源部106、准直透镜107、偏振光分光器108，在偏振光分光器108和准直透镜107之间旋转自如地设有双折射部件的1/2波阻片109。该1/2波阻片109是这样设置的，即如图5所示，在装置的总体结构的Y轴沿铅直方向的状态下，1/2波阻片109将来自光源106的光束横切，如图6所示，在装置的总体结构的Z轴沿铅直方向的状态下，1/2波阻片109位于上述光束的光路以外，重心位置偏离旋转中心。

光源部106的光源采用发射直线偏振光的半导体激光器，这样设定1/2波阻片109的偏振面，即，使直线偏振光的振动方向平行于图5所示的X轴，来自光源部106的入射光束112透过1/2波阻片109后，偏振方向旋转90°，变成与Y轴平行。

与偏振光分光器108相对地设有反射镜110，该反射镜110将由偏振光分光器108反射的光束反射到第2入射窗99上。另外，该偏振光分光器108被作成这样一种形态，即它使透过1/2波阻片109的入射光束112、即与Y轴平行振动的入射光束112透过，而使不透过1/2波阻片109的入射光束112、即与X轴平行振动的入射光束112反射。

从第1入射窗98入射到透明液体96上的入射光束112透过液体晃动防止器103的液体晃动防止板104，在图5所示的状态下，相对于自由液面95以所要求的角度例如50°入射并被上述自由液面95反射后，作为反射光束113透过液体晃动防止板104，从第1射出窗100射出。另外，从第2入射窗99入射到透明液体96上的入射光束112透过液体晃动防止器103的液体晃动防止板104，在图6所示的状态下，相对于自由液面95以所要求的角度50°入射后，被自由液面95反射的反射光束113透过液体晃动防止板104，从第2射出窗101射出。

设有使从第1射出窗100射出的反射光束113沿铅直方向反射的反射镜114，将艾奈莫尔弗棱镜系统115设置在第1射出窗100和反射镜114之间，在被反射镜114反射的反射光束113的光轴上依次配置着光束扩展器116、偏振光分光器117、利用电机等所要求的旋转装置进行旋转的转动五角棱镜44。

另外，与第2射出窗101相对地设有反射镜119，从第2射出窗101射出的反射光束113被该反射镜119导向偏振光分光器117，同时将光束扩展器120设置在偏振光分光器117和反射镜119之间，使被偏振光分光器117反射的反射光束113的光轴与透过偏振光分光器117的光束的光轴一致。该偏振光分光器117能使平行于Z轴振动的光束透过，使平行于X轴振动的光束反射。

以下说明工作情况。

从光源部106射出后透过1/2波阻片109且沿Y轴方向振动的入射光束112通过偏振光分光器108，从第1入射窗98入射到透明液体96内，再被自由液面95全反射。该透明液体96的反射点与液体晃动防止器103的旋转轴心一致或大体上一致。

被透明液体96的自由液面95反射的反射光束113从第1射出窗100射出，透过艾奈莫尔弗棱镜系统115后，被反射镜114沿铅直方向反射，再透过光束扩展器116、偏振光分光器117后，上述反射光束113通过转动五角棱镜44沿水平方向射出。

如上所述，艾奈莫尔弗棱镜系统115对在自由液面95上的反射灵敏度在全方位都相同，最后由光束扩展器116调整灵敏度。因此，透过该光束扩展器116的光束的光轴与总体结构的倾斜度无关，能经常被补偿到铅直方向。所以从五角棱镜44射出的反射光束113形成水平基准线，另外，通过使五角棱镜44旋转，能经常获得一定的水平基准面。即能将本发明应用于水平测量装置。

其次，图6示出了将总体结构旋转90°后的情况。

液体晃动防止器103旋转90°，使液体晃动防止板104保持水平，由于透明液体96的自由液面95相对于重心经常呈水平状态，所以随着总体结构旋转90°而旋转90°。另外，1/2波阻片109也旋转90°，并离开入射光束112的光路。因此，沿X轴方向振动的入射光束112入射到偏振光分光器108上，该入射光束112通过偏振光分光器108朝向反射镜110反射。由该反射镜110反射后从第2入射窗99入射的入射光束112在自由液面95上全反射。这时入射光束112在透明液体96上的反射点与液体晃动防止器103的旋转轴心一致或大体上一致。

在自由液面95上反射的反射光束113从第2射出窗101射出，被反射镜119反射后透过光束扩展器120，再被偏振光分光器117沿水平方向反射，其光轴与翻转90°前的反射光束的光轴相同。由于光学系统总体翻转90°，所以被偏振光分光器117反射的反射光束113的光轴经常呈水平状态，通过使五角棱镜44旋转照射形成的基准面变成铅直方向，能获得与总体结构的倾斜度无关而经常在ZY平面内保持铅直状态的旋转照射面。

这里，如图6所示，将总体结构翻转90°后进行的光轴补偿是在ZY平面内进行铅直状态补偿，而在XY平面内不进行光轴补偿。这是因为使用本装置时，在将铅直照射面重合在基准点上时，要旋转系统以达到基准状态，所以设置装置时使照射面的旋转方向向迟缓的方向动为好。

其次，根据图7～图10说明调整架10。

调整架10有固定架57和与该固定架57相对且可倾斜的倾斜架58，上述主体1设置在该倾斜架58上。与调整架10的X轴一致设有X轴调整旋钮15，与Y轴一致设有Y轴调整旋钮16，通过圆形气泡管架63将与Y轴平行的Y轴圆形气泡管7设置在倾斜架58的上表面上，通过圆形气泡管架62将与X轴平行的X轴圆形气泡管6也设置在倾斜架58的上表面上。上述圆形气泡管6、7用来指示倾斜方向，利用在本体上另外设置的例如电气圆形气泡管检测倾斜大小。

通过旋转X轴调整旋钮15，使倾斜架58的上表面以与X轴调整旋钮15的轴心平行的轴心为中心倾斜，可用Y轴圆形气泡管7检测该倾斜。同样，通过旋转Y轴调整旋钮16，使倾斜架58的上表面以与Y轴调整旋钮16的轴心平行的轴心为中心倾斜，可用X轴圆形气泡管6检测该倾斜。

于是轴调整旋钮的旋转方向和倾斜架58的上表面的倾斜方向一致，另外，轴调整旋钮的旋转结果表现在与轴调整旋钮相对的圆形气泡管上，而圆形气泡管表现出倾斜架58的倾斜方向。

倾斜架58通过枢轴64、X轴螺块61、Y轴螺块65用3点支撑在固定架57上。

利用图9、图10说明旋转Y轴调整旋钮16时进行的倾斜调整。另外，对于X轴也设有具有与Y轴同样结构的固定架57倾斜调整机构。

Y轴送进螺栓66是右旋螺纹时，如果沿顺时针方向旋转Y轴调整旋钮16，则Y轴螺块65在图9中沿与纸面垂直的方向行进，在图10中向右移动。如上所述，由于Y轴螺块65的下表面呈斜面，所以该Y轴螺块65向上述方向移动时，Y轴滚针67和Y轴送进螺栓66的轴心距离减小。Y轴螺块65移动时，由于Y轴螺块65和Y轴滚针67呈线接触，所以有旋转抑制力作用于两者之间，不需要对Y轴螺块65止动。

在不调整X轴调整旋钮15的状态下，用3个支点只改变Y轴螺块65所在处的高度。因此，倾斜架58以枢轴64所在处的倾斜中心点64’同X轴滚针60和X轴螺块61的接触点连接的轴线即与Y轴调整旋钮16的旋转轴心平行的轴线为中心倾斜，与X轴调整旋钮15的调整无关，能独立地进行倾斜调整。另外，旋转止动销69是为防止固定架57和倾斜架58之间的相对旋转位移而设的，它被滑动自如地嵌合在矩形孔70中。上述旋转止动销69只当改变固定架57和倾斜架58之间的倾斜状态时才相对于滑动接触销71沿上下方向滑动，同时抑制倾斜架58旋转。

倾斜架58的旋转方向与Y轴调整旋钮16的旋转方向平行。另外，在使Y轴调整旋钮16的旋转方向和倾斜架58的倾斜方向一致时，可以选择上述Y轴送进螺栓66为右螺旋或左螺旋。

Y轴调整旋钮16的调整结果会在与操作者相对的X轴圆形气泡管6上表现出来，所以操作者一边看着面前的X轴圆形气泡管6，一边进行倾斜调整。

同样，旋转X轴调整旋钮15时，X轴送进螺栓68旋转，使X轴螺块61移动，通过X轴螺块61的移动，以倾斜中心点64’同Y轴滚针67和Y轴螺块65的接触点连线为中心倾斜，与Y轴调整旋钮16的调整无关，能独立地进行倾斜调整。

于是，通过旋转Y轴调整旋钮16、X轴调整旋钮15，能调整倾斜架58的倾斜，而且由于Y轴调整旋钮16、X轴调整旋钮15的旋转方向和倾斜方向一致，所以能在感觉上协调地一边看着面前的圆形气泡管，一边进行调整，所以倾斜架58的调整操作容易。

其次，说明将图11所示的本发明的激光水平仪73安装在墙壁等上用的墙壁用机构75。

沿上下方向延伸的导轨76的上端有夹持设在壁面上的凸缘77用的夹钳78，通过旋转夹钳转柄79，能将该夹钳78紧固或松开。设有托架82的滑动部80滑动自如地嵌合在导轨76上，利用上下滑动调整旋钮81进行导轨76和滑动部80之间的固定。利用固定螺栓83从托架82的下方将放置在托架82上的激光水平仪73固定住。

利用夹钳78固定在凸缘77上，从而将墙壁用机构75固定在墙壁等垂直面上，激光水平仪73通过墙壁用机构75被安装在墙壁等垂直面上。旋转上述调整旋钮81，使激光水平仪73沿导轨76上下移动即可调整激光水平仪73的高度，在所要求的位置将调整旋钮81固定住。

激光水平仪73安装后激光光束的射出方向的调整、修正方法与上述的相同，操作上述调整旋钮15、调整旋钮16，使圆形气泡管重合，进行粗调。粗调后校正机构将扫描激光校正调整到水平方向。

其次，图12示出了在将激光水平仪73横置的状态下使用，在形成垂直基准面时使用等情况下的例。

在将激光水平仪73横置的状态下使用时，利用地面用机构85，将激光水平仪73安装在该地面用机构85上之后设置在地面上。在将激光水平仪73横置的状态下设置时，利用上述调整旋钮15和设置在地面用机构85上的调准螺钉86进行姿态粗调。用调整旋钮16调整垂直旋转照射面的方向。

上述地面用机构85至少有一个调准螺钉86，通过该调准螺钉86和调整旋钮15的调整，一边看着圆形气泡管7，一边对安装在地面用机构85上的激光水平仪73的水平调整工具进行粗调。粗调后利用上述的校正机构将扫描激光校正调整到垂直方向。利用调整旋钮16调整垂直扫描激光的扫描旋转轴的水平方向。在调整旋钮16附近设有显示部17，通过指示灯在显示部上显示调整旋钮的旋转方向，使扫描激光通过后文所述的对象反射体上的规定位置。当扫描激光到达规定的位置时，表示规定位置的指示灯被显示。

另外，利用对象反射体47调整激光光束的照射方向。

在该对象反射体47上设有指示标记87，将该指示标记87与地面上的打墨线93重合。如上所述，由于能用来自偏振光保持反射部54a和偏振光变换反射部55a的反射光束检测激光光束的照射位置，所以能通过检测来自对象反射体47的反射光束的被接收状态，进行位置重合。另外，在使基准点O和激光光束的铅直下方的照射点的位置重合时，如果用激光光束形成光点，则可视性好，位置重合容易。于是，为了形成光点而设有狭缝板90。

在该狭缝板90上正对转动部2的旋转轴心的位置开有狭缝91，激光光束的扫描部分在该狭缝91的前后被狭缝板90遮断，在转动部2的旋转轴心的正下方形成光点。狭缝板90被设在主体1上所需要的位置，在图12所示的例中设有手柄89。

在发光状态下，首先将光点92重合在打墨线93和打墨线94的交点上，并将通过激光光束的扫描得到的在地面上的轨迹重合在打墨线93上，容易进行激光水平仪主体1的设置。另外，为了设置激光水平仪主体1，当然不需要进行使转动部2停止转动或以低速旋转等特别操作。

作为形成上述光点的方法，除了利用狭缝板90遮断狭缝91前后的光的物理方法外，还可考虑将光点前后的灯熄灭而在激光光束的扫描轨迹上形成光点等方法。现利用图13、图14说明通过利用编码器的输出而使规定的位置亮灯或灭灯形成光点的方法。图13、图14中与图3所示相同结构的部件标以相同的符号。

设有检测旋转支持体40的旋转情况的角度检测器46，还设有其光轴与旋转支持体40的旋转轴心重合的发光部20。上述角度检测器46由转盘和检测部构成，在该转盘上有以等角度间隔沿全周设的角度检测狭缝和沿全周只在一个位置设的0位置检测狭缝，检测部有检测上述角度检测狭缝并发出角度脉冲的编码部和有检测上述0位置检测狭缝并发出置0信号的中断部。上述发光部20有激光二极管25和光学系统29，从激光二极管25发出的激光光束作为平行光束射向五角棱镜44。

上述主体1有信号处理部48，来自角度检测器46的信号输入到该信号处理部48中，而从信号处理部48发出的信号输入CPU38。该CPU38将控制信号分别发给激励发光部20的发光控制部23和驱动扫描电机42的转动控制部24。

上述信号处理部48由角度信号处理部49、计数器50、比较器51及计数基准值设定部52构成，来自角度检测器46的信号输入到角度信号处理部49，在该角度信号处理部49中进行放大等所需要的信号处理，将与角度信号对应的脉冲信号输入计数器50。该计数器50计数来自角度信号处理部49的脉冲数，将计数数输出给比较器51和CPU38。上述计数基准值设定部52设定任意脉冲数，该设定的数值被输入比较器51。比较器51对由计数基准值设定部52设定的数值和来自计数器50的数值进行比较，当两者一致时，将一致信号输入CPU38。该CPU38根据一致信号，将发光控制信号输出给发光控制部23，通过该发光控制部23控制激光二极管25的发光。另外，CPU38将转动控制信号发给转动控制部24，通过该转动控制部24控制扫描电机42的转动。

从发光部20发出的平行激光光束经五角棱镜44改变方向后沿垂直于光轴的方向从转动部2射出。另外，五角棱镜44利用扫描电机42、通过驱动齿轮43、扫描齿轮41而旋转，从五角棱镜44射出的激光光束通过扫描，由激光光束形成铅直的基准面。

上述角度检测器46中的来自中断部的置0信号这样设定，即激光光束从沿铅直向下射出的位置开始向前一规定的角度、例如向前30°发出，该置0信号通过计数器50输入CPU38。

上述置0信号输入计数器50后，计数器50的计数值被置0。相当于小于30°而接近30°值的角度的第1设定计数值、相当于包含30°附近的小角的第2设定计数值、相当于60°的第3设定计数值分别借助计数基准值设定部52输入比较器51。

当置0信号从计数器50被输入CPU38后，将灭灯信号发送给发光控制部23，使激光二极管25停止发光。另外，比较器51对来自计数器50的信号和来自计数基准值设定部52的设定值进行比较，当计数数与上述第1设定计数值一致时，将第1一致信号发送给CPU38。CPU38根据该第1一致信号，将发光控制信号发送给发光控制部23，从发光部20射出激光光束。

其次，当来自计数器50的信号与上述第2设定计数值一致时，比较器51将第2一致信号发送给CPU38。CPU38根据该第2一致信号，将控制信号发送给发光控制部23，使发光部20停止发光。另外，当计数数与上述第3设定计数值一致时，比较器51将第3一致信号发送给CPU38。CPU38根据该第3一致信号，通过发光控制部23，从发光部20射出激光光束。于是，激光光束的发光状态如图14所示，在铅直下方形成光点。

如上所述，如果采用本发明，为了容易设置，呈点状发出激光，还可检测对象反射体。能更容易辨别地进行往复动作、旋转停止动作。另外，进行激光水平仪的设置及设置后进行激光光束的照射方向的调整、变更时，由于调整方向和操作方向一致，所以容易操作，另外，由于在调整旋钮附近带有示出调整状态的显示器，所以操作者能目视操作状态，提高可操作性。另外，由于不仅能从上方、而且能从侧面或从下方目视圆形气泡管，所以大幅度地减少了激光水平仪的设置位置的限制。

Claims

1.一种激光水平仪，包括一个主体，它具有：

一个发光部，用于发射激光光束；

一个光投射系统，用于投射从所述发光部所发射的激光光束；

一个转动部，用于使来自所述光投射系统的激光束转动，以及用于形成一个激光基准面；

一个狭缝板，横切所述基准面而设置，用于通过中断激光光束而成一个光点；和

一个地面用机构，可安装或拆去所述主体，并可支持所述主体使得所述激光基准面垂直；

其特征在于，所述狭缝板在正对转动部的转轴中心的位置开有狭缝，使得当所述地面用机构支撑着所述主体从而使所述激光基准面处在垂直状态时，所述狭缝板在垂直向下的方向形成一光点。

2.一种激光水平仪，包括一个主体和一个墙壁用机构，所述主体具有：

一个发光部，用于发射激光光束；

一个调整装置，具有可以将所述发射激光光束的发光部倾斜的两个轴的倾斜机构，该倾斜机构使激光基准面的倾斜方向和调整装置的操作方向一致；

一个狭缝板，横切所述基准面而设置，用于通过中断在一预方向上的激光光束以形成一个光点；

其特征在于，所述墙壁用机构具有在上下方向伸展的导轨，和对该导轨可以移动并且可以固定地设置的滑动部，所述主体可安装或拆离于滑动部；通过将所述主体安装到所述墙壁用机构上而使主体形成一个垂直激光基准面或一个水平激光基准面，且通过所述滑动部的移动，可调整所述水平激光基准面的高度。

3.如权利要求2所述的激光水准仪，其特征在于，所述倾斜机构包括调整旋钮，用以调整倾斜度，所述调整旋钮的旋转方向平行于激光基准面的倾斜的转动方向。

4.如权利要求2所述的激光水准仪，其特征在于，还包括一个显示部，用于显示基于调整旋钮的调整状态。

5.如权利要求2所述的激光水准仪，其特征在于，所述主体包括多个倾斜的反射面和一个显示部，它可以在任何方向被观察到。