JP2000213937A

JP2000213937A - レ―ザ測量装置

Info

Publication number: JP2000213937A
Application number: JP11013274A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Matsumoto; 光弘松本
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】バーコードを用いて機能設定が可能で、多機
能化にも容易に対応できるレーザ測量装置を、提供す
る。【解決手段】鏡筒４の端部に固定されたレーザダイオ
ード９から出射されたレーザビームは、ビームエキスパ
ンダ１０にてビーム径を調節された後、ハーフミラー１
１を透過して鉛直方向に出射され、回転するヘッド部３
のペンタプリズム２１にて９０°偏向，出射されること
により、水平プレーンビームを形成する。予め所定の機
能設定内容に対応させたバーコード２４を、この水平プ
レーンビームに当てて走査を行うと、その反射ビームが
ペンタプリズム２１へ逆に入射，偏向され、さらにハー
フミラー１１に反射されて反射ビーム受光素子１２に検
出される。これを増幅，反転，２値化してバーコードデ
ータとし、当該バーコード２４に対応する機能設定内容
に従って、レーザ測量装置１の機能設定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームの射
出方向を回転させることによってレーザビームの走査軌
跡を壁面等の被投射面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，建築等の分野では、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
測量装置は、レーザビームを射出するヘッド部を回転さ
せてこのレーザビームを周方向に走査し、このレーザビ
ームの軌跡によって壁面等の被投射面に垂直方向または
水平方向の基準線を投射するものである。

【０００３】図６は、従来のレーザ測量装置の概略構成
を示す構造図である。この図６に示すように、レーザ測
量装置５０は、鉛直方向に向けてレーザビームを射出す
るレーザダイオード５１と、このレーザダイオード５１
からのレーザビームのビームウエスト位置を調整するビ
ームエキスパンダ５２と、このビームエキスパンダ５２
からのレーザビームを正確に９０°折り返すためにその
光軸上に配置されたペンタプリズム５３と、このペンタ
プリズム５３を保持してビームエキスパンダ５２の光軸
を回転軸として回転させるための中空のヘッド部５４
と、ヘッド部５４の周囲に填められた環状ギア５５と、
環状ギア５５に噛合するピニオンギア５６を回転駆動す
るモータ５７と、制御回路５８とから、構成される。

【０００４】この制御回路５８は、さらに、レーザダイ
オード５１に駆動電流を供給して制御を行うレーザ制御
回路５９と、モータ５７に駆動電流を供給して制御を行
う回転制御回路６０と、これら両駆動回路５９，６０を
制御するマイクロコンピュータ６１とから、構成されて
いる。また、このマイクロコンピュータ６１は、装置外
面に配設された図示しないパネルキーからの信号を検知
するキー入力回路６２と、リモコンからの送信信号を検
知するリモコン受信回路６３とに接続され、これらを制
御する。

【０００５】前述した各部は、ヘッド部５４を上方へ突
出させた状態で、図示せぬハウジング内に格納されてい
る。但し、前記のレーザダイオード５１，ビームエキス
パンダ５２及びヘッド部５４は、ハウジングに対して任
意の方向に傾動可能な鏡筒内に固定されている。さら
に、図示しないが、レーザ測量装置５０は、その鏡筒を
傾動させる傾動モータと、該傾動モータの制御を行う傾
動制御回路と、鏡筒が鉛直軸に対して傾いている場合に
その傾斜を検出する傾斜センサとを、備えている。マイ
クロコンピュータ６１は、傾斜センサからの出力信号に
よって鏡筒の傾斜を検知し、その傾斜を補正するように
傾動モータを制御可能であり、こうして自動的に鏡筒を
鉛直に立てる機能のことを、自動整準機能という。

【０００６】このような構成において、前記マイクロコ
ンピュータ６１は、モータ５７を回転させるよう回転制
御回路６０に対して指示を行いつつ、レーザダイオード
５１からレーザビームを出射させるようレーザ制御回路
５９に対して指示を行う。すると、レーザダイオード５
１から出射されたレーザビームは、ビームエキスパンダ
５２によってそのビーム径を拡大された後に、ペンタプ
リズム５３によって、水平方向に反射される。このペン
タプリズム５３は、両ギア５５，５６を介してモータ５
７によって回転駆動されているので、レーザビームを水
平面内で走査することによって、水平プレーンビームを
形成する。この水平プレーンビームが壁面に当たると、
この壁面上に水平線が投影されるのである。

【０００７】また、実際の使用状況及び使用目的に適合
させるため、オペレータはレーザ測量装置５０に対し
て、ヘッド部５４の回転速度変更，自動整準のＯＮ／Ｏ
ＦＦ，焦点距離の変更，レーザ強度変更等の様々な機能
設定を行う必要がある。従来、この機能設定は、パネル
キー操作またはリモコン操作によって行われていた。

【０００８】まず、パネルキー操作による機能設定につ
いて説明する。図７に示すように、レーザ測量装置５０
は三脚６４に載置された状態で運用されるが、この状態
で、オペレータが、装置外面に配設されたパネルキー６
５のうち、所望の機能設定に対応したキーを選択して押
下すると、図６に示すキー入力回路６２がこれを検知
し、当該操作内容をマイクロコンピュータ６１に伝達す
る。マイクロコンピュータ６１は、その操作内容に応じ
て機能設定を行う。

【０００９】次に、図８を参照して、リモコン操作によ
る機能設定について説明する。オペレータが、手元のリ
モコン６６に配設されたキーのうち、所望の機能設定に
対応したキーを選択して押下すると、このリモコン６６
は当該操作内容を電波や光による信号に変換して送信
し、これを図６に示すリモコン受信回路６３が検知し
て、当該操作内容をマイクロコンピュータ６１に伝達す
る。マイクロコンピュータ６１は、その操作内容に応じ
て機能設定を行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のレーザ測量装置では、機能設定を行うために、
パネルキーやリモコンという特別の機構を設けなければ
ならない、という問題があった。また、前記パネルキー
を用いる場合、機能設定のためにオペレータが装置本体
に触れる必要があるが、この動作によって装置が動いて
整準が狂い、出射されるレーザビームが水平または垂直
からずれるおそれがある。パネルキーの代わりにリモコ
ンを用いる場合には、リモコン送受信のために消費電力
が大きくなるという問題があった。

【００１１】さらに、機能を拡張して多機能化を図る際
には、パネルキーを改造してキーの数を増やしたり、新
たにリモコンを用意する必要がある。また、限られたキ
ーの数で多機能化に対応させるためには、一つのキーに
一つの機能を割り当てることができないので、キーを組
み合わせて用いる必要があり、操作が複雑になるという
問題があった。

【００１２】そこで、パネルキーやリモコンのような特
別な装置を用いることなく機能設定が可能で、多機能化
にも容易に対応可能なレーザ測量装置を提供すること
を、本発明の課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ測量
装置は、上記課題を解決するために、以下のような構成
を採用した。

【００１４】即ち、請求項１記載のレーザ測量装置は、
本体部と、この本体部に対して所定の回転軸を中心に回
転可能に配設されるとともに、この回転軸に直交する方
向へレーザビームを射出するヘッド部と、このヘッド部
を前記本体部に対して回転させることによって前記レー
ザビームを同一面内で走査させる回転機構と、前記ヘッ
ド部から出射されたレーザビームが、外部にて反射され
て前記ヘッド部に入射してきた場合、その入射したレー
ザビームを検出する反射ビーム受光素子と、所定の光学
的イメージを付した機能設定子を走査した場合に得られ
る走査データを予め記憶しておくとともに、前記反射ビ
ーム受光素子に接続し、該反射ビーム受光素子からの出
力信号が、前記機能設定子の走査データに対応する場
合、その機能設定子に予め対応させておいた機能設定内
容に基づいて、前記回転機構を制御する制御部とを、備
えることを特徴とする。

【００１５】このように構成されると、回転するヘッド
部から出射されたレーザビームがプレーンビームを形成
し、そのプレーンビームによって機能設定子を走査させ
ることができる。該機能設定子によって反射された反射
ビームは、回転ヘッド部に入射した後、反射ビーム受光
素子によって検出される。制御部は、その反射ビーム受
光素子から出力された走査データを、予め記憶しておい
た各機能設定子の走査データと比較し、一致する走査デ
ータがあれば、該走査データに対応する機能設定内容に
基づいて、レーザ測量装置の機能設定を実行する。

【００１６】なお、ヘッド部は、レーザ光源及び反射ビ
ーム受光素子を内蔵した構成としてもよいし、その両者
又はどちらかを本体内に内蔵し、ヘッド部に反射部材を
設け、該反射部材により、出射レーザビーム又は入射し
た反射ビームを案内することとしてもよい。

【００１７】また、各機能設定子の走査データは、デジ
タルデータとして制御部に予め登録しておき、実際の走
査で得られた走査データをデジタルデータに変換したう
えで、両デジタルデータを比較することとしてもよい
が、各機能設定子の走査データをアナログデータとして
制御部に予め登録しておき、実際の走査で得られた走査
データをアナログデータのまま用いて、両アナログデー
タを比較することとしてもよい。なお、各機能設定子
は、設定すべき各機能と、一対一対応させることとして
もよいが、一つの機能設定子に複数の機能を組み合わせ
て対応させることも可能であり、また、複数の機能設定
子を単一の機能に対応させることとしてもよい。

【００１８】請求項２記載のレーザ測量装置は、前記機
能設定子を、バーコードとし、前記制御部が、前記反射
ビーム受光素子からの出力信号を２値化して出力する２
値化部と、該２値化部からの出力信号を復号してバーコ
ードに対応させるバーコード復号化部とを、さらに備え
ることで、特定したものである。なお、前記２値化部
は、反射ビームからの出力信号を予め増幅して２値化す
ることとしてもよく、その反射ビームからの出力信号を
予め増幅して反転，２値化することとしてもよい。

【００１９】請求項３記載のレーザ測量装置は、前記レ
ーザビームを任意の強度で射出するレーザ光源，及びそ
のレーザビームのビーム径を可変調節するビームエキス
パンダを、さらに備え、前記制御部が、前記機能設定内
容に基づいて、前記のレーザ光源及びビームエキスパン
ダをも制御することで、特定したものである。

【００２０】請求項４記載のレーザ測量装置は、前記の
レーザ光源，ビームエキスパンダ，及び反射ビーム受光
素子を、そのビームエキスパンダから出射されたレーザ
ビームが前記ヘッド部方向を向くように固定するととも
に、前記本体部に対して傾動可能に取り付けられた鏡筒
と、この鏡筒の傾斜を検出する傾斜センサと、この鏡筒
を任意の方向に傾動させる傾動手段とを、さらに備え、
前記ヘッド部は、前記鏡筒内のビームエキスパンダから
出射されたレーザビームを９０°偏向して出射する反射
部材を有し、前記制御部が、前記傾斜センサに接続する
とともに、前記機能設定内容に基づいて、前記傾動手段
をも制御することで、特定したものである。

【００２１】請求項５記載のレーザ測量装置は、前記鏡
筒が、前記のレーザ光源及びビームエキスパンダ，並び
に該ビームエキスパンダから出射されたレーザビームを
透過させるとともに前記ヘッド部から入射してきたレー
ザビームを反射させるハーフミラーを固定した第１の光
路と、前記反射ビーム受光素子を固定するとともに、前
記ハーフミラーによって反射されたレーザビームをその
反射ビーム受光素子へ案内する第２の光路とを、備える
ことで、特定したものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
一実施形態を説明する。＜レーザ測量装置の構成＞本発明の一実施形態によるレ
ーザ測量装置１は、測点（測定が行われる地点）に固定
される本体部２と、本体部２に対して所定の回転軸を中
心に回転するヘッド部３とから、構成される。図１は、
本体部２からハウジングその他のフレーム構造を省略し
て示す構造図である。図１のうち、鏡筒４，ヘッド部用
モータ５，ピニオンギア６，エンコーダセンサ７，及び
制御回路８は本体部に含まれる。

【００２３】なお、鏡筒４は、図１における下方から上
方へ順にレーザダイオード９，ビームエキスパンダ１
０，及びハーフミラー１１を固定した第１の光路４ａ
と、ハーフミラー１１の部分から直角に突出するととも
に端部に反射ビーム受光素子１２を固定した第２の光路
４ｂとを有している。また、この鏡筒４は、本体部２の
図示せぬハウジングに対して任意の方向に傾動可能とな
るように取り付けられている。さらに、この鏡筒４の外
面には、傾斜センサ１３が固定されている。

【００２４】また、制御回路８は、マイクロコンピュー
タ１４，レーザ制御回路１５，焦点調節回路１６，回転
制御回路１７，傾動制御回路１８，増幅・２値化回路１
９，バーコード復号化回路２０とから、構成されてい
る。マイクロコンピュータ１４は、レーザ制御回路１
５，焦点調節回路１６，回転制御回路１７，傾動制御回
路１８，バーコード復号化回路２０，エンコーダセンサ
７，及び傾斜センサ１３に夫々接続されている。増幅・
２値化回路１９は、反射ビーム受光素子１２，及びバー
コード復号化回路２０に夫々接続されている。

【００２５】レーザ制御回路１５は、マイクロコンピュ
ータ１４の指示に従って、レーザダイオード９に駆動電
流を供給する回路である。このレーザ制御回路１５によ
って駆動電流を供給されたレーザダイオード９は、図１
の上方に向けてレーザビームを出射する。ビームエキス
パンダ１０は、このレーザダイオード９から出射された
レーザビームのビーム軸と同軸の光軸を有しており、入
射したレーザビームのビーム径を拡大することによって
そのビームウエスト位置を調整する。なお、焦点調節回
路１６は、ビームエキスパンダ１０の図示せぬ焦点調節
モータに接続され、該焦点調節モータに駆動電流を供給
することにより、ビームエキスパンダ１０を制御して、
ビーム径を調節することができる。

【００２６】ハーフミラー１１は、このビームエキスパ
ンダ１０から出射されたレーザビームを図１の上方へ透
過させるとともに、後において説明するが、図１の上方
から下方へ入射してきたレーザビームを、反射ビーム受
光素子１２に向けて反射させる。この反射ビーム受光素
子１２は、入射したレーザビームを電気信号に変換す
る。

【００２７】ヘッド部３は、鏡筒４の上端に、ビームエ
キスパンダ１０の光軸（所定の中心軸）を中心として回
転自在に取り付けられている。このヘッド部３は、ビー
ムエキスパンダ１０を透過したレーザビームがその中心
軸に沿って貫通する円筒状の円筒部３ａと、この円筒部
３ａの先端（図１における上端）に連通する箱型のプリ
ズム収容部３ｂとから、構成されている。

【００２８】このプリズム収容部３ｂ内には、互いに４
５°の角度をなす一対の内面反射面と互いに９０°の角
度をなす入射面及び出射面とを有する反射部材としての
ペンタプリズム２１が、収容されている。円筒部３ａを
貫通したレーザビームは、プリズム収容部３ｂ内におい
てペンタプリズム２１の入射面からその内部に入射する
と、一対の反射面によって順次反射されることにより、
入射時点でのビーム軸の方向に対して正確に９０°の方
向に向けられ、出射面から出射される。なお、プリズム
収容部３ｂにおけるペンタプリズム２１の出射面に対向
した壁面は、該出射面から出射されたレーザビームＬ₁
を透過させるために、一部切り欠かかれている。

【００２９】一方、円筒部３ａの基端には、この円筒部
３ａと同軸の環状ギア２２が嵌合固定されている。この
環状ギア２２には、モータ５の駆動軸先端に固着された
ピニオンギア６が噛合している。このモータ５には、回
転制御回路１７から駆動電流が供給されているので、両
ギア６，２２を介してヘッド部３を回転駆動することが
できる。その結果、ペンタプリズム２１も回転するの
で，このペンタプリズム２１から出射されたレーザビー
ムＬ₁が同一平面内で走査され、プレーンビームを形成
する。特に、ビームエキスパンダ１０の光軸が鉛直方向
に向けられている場合には、ペンタプリズム２１から出
射されたレーザビームＬ₁が水平プレーンビームを形成
し、この水平プレーンビームが当たった壁面上に、水平
線を描く。即ち、これら回転制御回路１７，モータ５，
両ギア６，２２，及びヘッド部３が、回転機構を構成す
る。

【００３０】また、円筒部３ａの中間には、この円筒部
３ａと同軸の円盤形状を有するエンコーダ板２３が嵌合
固定されている。このエンコーダ板２３は、透明部材製
であり、その上面には不透明なコードパターンが描かれ
ている。前記エンコーダセンサ７は、エンコーダ板２３
のコードパターンを検出するための発光素子及び受光素
子（何れも図示略）により成り、エンコーダ板２３をそ
の周縁の一箇所からその中心に向けて挟み込む形状のス
テーにより、エンコーダ板２３を挟んで対向する位置に
固定されている。

【００３１】この状態で、エンコーダ板２３がヘッド部
３とともに回転すると、エンコーダセンサ７の発光素子
からの出射光は、エンコーダ板２３の透明部分では透過
してエンコーダセンサ７の受光素子に達するが、その不
透明部分では遮断されて受光素子に達しない。従ってこ
の受光素子は、回転するエンコーダ板２３のコードパタ
ーンに対応したパルス信号を出力する。マイクロコンピ
ュータ１４は、その信号に基づいて、ヘッド部３の回転
状態、即ち回転角度及び回転速度等を検知することがで
きる。

【００３２】傾動制御回路１８は、傾動手段としての図
示せぬ傾動モータに駆動電流を供給することにより、そ
の鏡筒４を任意の方向に傾動させることができる。傾斜
センサ１３は、鏡筒４の第１の光路４ａの中心軸が、鉛
直軸に対して傾いている場合にその傾斜を検出するため
のセンサであり、マイクロコンピュータ１４は、この傾
斜センサ１３からの出力信号によって鏡筒４の傾斜を検
知し、その傾斜を補正するように傾動制御回路１８を制
御可能である。レーザ測量装置１は、このように自動的
に鏡筒を鉛直に立てる機能、即ち自動整準機能を有す
る。

【００３３】＜機能設定機構＞レーザ測量装置１を実際
に使用する場合、その使用状況及び使用目的に適合させ
るため、オペレータはこのレーザ測量装置１に対して、
ヘッド部３の回転速度変更，自動整準のＯＮ／ＯＦＦ，
焦点距離調節，レーザ強度変更等の様々な機能設定を行
う必要があるが、このレーザ測量装置１は、バーコード
を用いて機能設定が可能であることを特徴としている。
以下、この機能設定について詳述する。

【００３４】図２は、機能設定のためのバーコード例を
示している。予め、レーザ測量装置１が有する複数の機
能の夫々に、機能設定子としてのバーコード２４をユニ
ークに対応させておき、この「機能〜バーコード」の一
対一対応関係を示すデータをマイクロコンピュータ１４
に接続した図示せぬメモリに記憶させておく。このバー
コード２４は、紙又はプラスチック等の平板に、所定の
パターンを印刷することにより、容易に作成することが
できる。従って、オペレータが現場等でバーコードを紛
失したような場合にも、簡便かつ安価に、そのバーコー
ドを再発行することが可能である。

【００３５】図２には、（ａ）自動整準開始，（ｂ）回
転速度を３００ｒｐｍに設定，（ｃ）焦点距離を１０ｍ
に設定、という３つの機能につき、これらに対応するバ
ーコード２４を例示している。このバーコード２４を、
回転するヘッド部３から出射されたレーザビームＬ₁に
よって形成されたプレーンビームと直交するように、配
置すると、そのレーザビームＬ₁は、バーコード２４を
走査することになる。図３は、レーザ測量装置１を示す
概略平面図となっており、実際には、バーコード２４を
紙面に垂直に立てた状態で配置するのだが、ここでは、
走査の説明のため、そのバーコード２４を拡大して紙面
と平行にした状態で模式的に示している。

【００３６】図３において、ヘッド部３は図の時計方向
に回転しており、ヘッド部３の中心から出射されたレー
ザビームＬ₁は、このヘッド部３の回転に従い、紙面と
水平な面内を掃引してゆく。そのレーザビームＬ₁は、
バーコード２４によって乱反射され、その乱反射された
レーザビームＬ₁の一部（以下「反射ビームＬ₂」とい
う）は、ヘッド部３に戻り、出射したレーザビームＬ₁
とは逆の経路で、図１に示すペンタプリズム２１に入射
する。即ち、反射ビームＬ₂は、ペンタプリズム２１の
出射面から入射して一対の反射面により９０°偏向さ
れ、その入射面からハーフミラー１１へ向けて出射され
る。

【００３７】このハーフミラー１１によって反射された
反射ビームＬ₂は、第２の光路４ｂ内を反射ビーム受光
素子１２へ向けて案内され、該反射ビーム受光素子１２
は、その反射ビームを検出し、ビーム強度に応じたアナ
ログ電気信号を出力する。

【００３８】図４（ａ）に、バーコード２４と、その表
面を走査してゆくレーザビームの軌跡Ｌ_Sを示す。図４
の左方から右方へレーザビームが走査してゆくと、その
走査に対応して、反射ビーム受光素子１２からはアナロ
グ電気信号が出力される。図４（ｂ）は、そのアナログ
電気信号を示すグラフであり、縦軸に信号の強度をと
り、横軸に時間をとってある。図４（ａ）に示した走査
軌跡Ｌ_Sは、図４（ｂ）の時間軸と対応させてあるの
で、両者を参照して説明する。バーコード２４は、白地
に黒のバーを複数並べた光学的イメージを有し、レーザ
ビームＬ₁が、その白色部分を走査している時には、反
射ビーム受光素子１２からの出力信号強度は高く、黒色
部分を走査している時には、その出力信号強度は低い。

【００３９】このように出力されたアナログ電気信号に
対し、制御回路８内の増幅・２値化回路１９は、増幅，
反転，２値化処理を行う。具体的には、反射ビーム受光
素子１２から得られる信号は微弱であるため、増幅・２
値化回路１９は、まずこの信号を増幅したうえで、所定
の閾値にて反転２値化する。即ち、図４（ｂ）にＴｈと
して示す閾値レベル以上の信号を、Ｌｏｗレベル信号に
変換し、その閾値レベルＴｈ未満の信号をＨｉｇｈレベ
ル信号に変換して、出力する。図４（ｃ）に、その変換
後の出力信号を示している。図４（ａ）と併せて参照す
ることにより、元のバーコード２４の黒色部分がＨｉｇ
ｈレベル信号に対応し、白色部分がＬｏｗレベル信号に
対応していることがわかる。この図４（ｃ）に示すよう
に、増幅，反転，２値化されて得られた走査データは、
増幅・２値化回路１９からバーコード復号化回路２０へ
送出される。

【００４０】このバーコード復号化回路２０は、その走
査データをデコードして、バーコードデータに対応さ
せ、マイクロコンピュータ１４へ送出する。該マイクロ
コンピュータ１４は、得られたバーコードデータが、図
示せぬメモリに記憶させておいた「機能〜バーコード」
の対応関係データに登録されているものかどうか判定
し、登録されている場合は有効と判定して当該機能設定
を行い、登録されていない場合には無効と判定して無視
する。

【００４１】＜制御回路による制御＞以下、制御回路８
によるレーザ測量装置１の制御を、図５のフローチャー
トを用いて詳述する。このフローチャートによる制御
は、制御回路８に電源が投入されることによりスタート
する。そして、スタート後最初のＳ００１では、マイク
ロコンピュータ１４は、回転制御回路１７を制御して、
モータ５に駆動電流を供給させ、ヘッド部３を所定の速
度で回転させる。

【００４２】次のＳ００２では、マイクロコンピュータ
１４は、レーザ制御回路１５を制御して、レーザダイオ
ード９に駆動電流を供給させ、該レーザダイオード９か
ら所定の強度のレーザビームを出射させる。このレーザ
ビームは、ビームエキスパンダ１０によってそのビーム
径を拡大され、ハーフミラー１１を透過した後、ペンタ
プリズム２１によって９０°偏向され、レーザビームＬ
₁として出射される。このレーザビームＬ₁が、外部の物
体によりペンタプリズム２１へ向けて反射された場合、
反射ビームＬ₂としてペンタプリズム２１から入射して
くる。この反射ビームＬ₂は、そのペンタプリズム２１
によって９０°偏向され、ハーフミラー１１によって反
射ビーム受光素子１２へ向けて反射される。

【００４３】その結果、次のＳ００３では、反射ビーム
受光素子１２が作動する。この反射ビーム受光素子１２
は、外部から反射ビームＬ₂が入射してきた場合にの
み、そのビーム強度に応じた電気信号を、増幅・２値化
回路１９へ出力する。

【００４４】次のＳ００４では増幅・２値化回路１９が
作動し、反射ビーム受光素子１２からの出力に対し、増
幅，反転，２値化処理を行う。即ち、反射ビーム受光素
子１２からの出力があった場合、その出力信号を増幅し
たうえで、所定の閾値を基準に反転２値化処理を行い、
その２値化された走査データを、バーコード復号化回路
２０へ送出する。

【００４５】次のＳ００５では、バーコード復号化回路
２０が作動し、バーコード判定処理を行う。即ち、増幅
・２値化回路１９で走査データが得られた場合、その走
査データがバーコードのパターンとなっているかどうか
判定し、バーコードと判定した場合には、マイクロコン
ピュータ１４に当該バーコードデータを送出する。

【００４６】このマイクロコンピュータ１４は、Ｓ００
６に示すような監視処理を行っている。即ち、バーコー
ドデータが得られなかった場合には処理を前記Ｓ００３
へ戻し、バーコードデータが得られた場合には、当該バ
ーコードが図示せぬメモリに登録された有効なものでな
い限り、やはり処理をＳ００３へ戻し、有効と判定され
た場合のみ、処理をＳ００７へ進める。

【００４７】このＳ００７では、マイクロコンピュータ
１４は、有効と判定されたバーコードデータに対応する
機能設定処理の内容を特定し、その処理に必要な各部を
制御して、当該機能設定内容を実行する。即ち、その機
能設定内容が、自動整準開始である場合、マイクロコン
ピュータ１４は、傾斜センサ１３によって検出された鏡
筒４の傾きを補正するように、傾動制御回路１８を制御
して、自動整準動作を開始させる。また、その機能設定
内容が、ヘッド部３の回転速度を３００ｒｐｍに設定す
ることであれば、マイクロコンピュータ１４は、エンコ
ーダセンサ７からの出力信号を参照しながら、回転制御
回路１７を制御してヘッド部３の回転速度を３００ｒｐ
ｍとする。また、その機能設定内容が、レーザビームＬ
₁の焦点距離を１０ｍに設定することであれば、焦点調
節回路１６を介してビームエキスパンダ１０を調節し、
レーザビームＬ₁の焦点距離を１０ｍに設定する。この
Ｓ００７の処理を終えると、マイクロコンピュータ１４
は、処理をＳ００３へ戻す。このフローチャートの処理
は、制御回路の電源が遮断されるまで継続する。

【００４８】＜実施形態の作用＞以下、上記構成を有す
るレーザ測量装置の動作について説明する。オペレータ
は、まず、測点上に図示せぬ三脚を用いてレーザ測量装
置を設置する。この状態で、オペレータが制御回路８に
電源を投入することによって図５のフローチャートによ
る制御処理をスタートさせる。すると、最初に、制御回
路８のマイクロコンピュータ１４は、回転制御回路１７
を制御して、モータ５に駆動電流を供給させ、両ギア
６，２２を介してヘッド部３を所定の速度で回転させる
（Ｓ００１）。

【００４９】続いて、マイクロコンピュータ１４は、レ
ーザ制御回路１５を制御して、レーザダイオード９に駆
動電流を供給させ、該レーザダイオード９から所定の強
度のレーザビームを出射させる（Ｓ００２）。このレー
ザビームは、ビームエキスパンダ１０によってそのビー
ム径を拡大され、ハーフミラー１１を透過した後、ペン
タプリズム２１によって９０°偏向され、レーザビーム
Ｌ₁として出射される。該レーザビームＬ₁はヘッド部の
回転とともに回転し、プレーンビームを形成する。

【００５０】オペレータは、自動整準開始，回転速度設
定，焦点距離設定，レーザビーム強度設定等の各種機能
に対応させた機能設定用のバーコードの中から、所望の
ものを選択し、当該バーコードを、その面がヘッド部３
を向くように、かつ、そのバーコードの各バーがプレー
ンビームと直交するように保持すると、ヘッド部３から
出射されたレーザビームＬ₁は、そのバーコードによっ
てヘッド部３方向へ反射され、その反射ビームＬ₂が、
ペンタプリズム２１に入射する。この反射ビームＬ
₂は、ペンタプリズム２１によって９０°偏向され、さ
らにハーフミラー１１によって反射ビーム受光素子１２
へ向けて反射される。

【００５１】反射ビーム受光素子１２は、外部から反射
ビームＬ₂が入射してきた場合に、そのビーム強度に応
じた電気信号を、増幅・２値化回路１９へ出力する（Ｓ
００３）。この増幅・２値化回路１９は、反射ビーム受
光素子１２からの出力に対し、増幅，反転，２値化処理
を行う（Ｓ００４）。即ち、反射ビーム受光素子１２か
らの出力信号を増幅したうえで、所定の閾値を基準に反
転２値化処理を行い、その２値化された走査データを、
バーコード復号化回路２０へ送出する。このバーコード
復号化回路２０は、得られた走査データをバーコードデ
ータに変換して、マイクロコンピュータ１４へ送出する
（Ｓ００５）。

【００５２】マイクロコンピュータ１４は、そのバーコ
ードデータが、図示せぬメモリ内の「機能〜バーコー
ド」対応データに登録されているかどうか検索して、登
録されていれば有効コマンドと判定し、登録されていな
ければ無効コマンドと判定する（Ｓ００６）。無効の場
合は、繰り返し前述の反射ビーム走査を行うが、有効の
場合には、前記バーコードに対応した機能設定内容を特
定し、その処理に必要な各部を制御して、当該機能設定
内容を実行（Ｓ００７）したうえで、繰り返し前述の反
射ビーム走査を行う。

【００５３】このように反射ビーム走査は、繰り返し実
行されるので、オペレータは、所望の機能設定に対応し
た複数のバーコードを、順次走査させることにより、複
数の機能設定を実行することができる。

【００５４】なお、前記機能設定内容が自動整準開始で
ある場合、マイクロコンピュータ１４は、傾斜センサ１
３によって検出された鏡筒４の傾きを補正するように、
傾動制御回路１８を制御して、自動整準動作を実行させ
る。また、その機能設定内容が、ヘッド部３の回転速度
を所定の速度に設定することであれば、マイクロコンピ
ュータ１４は、エンコーダセンサ７からの出力信号を参
照しながら、回転制御回路１７を制御してヘッド部３の
回転速度を当該速度に変更する。また、その機能設定内
容が、レーザビームＬ₁の焦点距離を所定の距離に設定
することであれば、マイクロコンピュータ１４は、焦点
調節回路１６を介してビームエキスパンダ１０を調節
し、レーザビームＬ₁の焦点距離を当該距離に設定す
る。また、その機能設定内容が、レーザビーム強度を所
定の強度に設定することであれば、マイクロコンピュー
タ１４は、レーザ制御回路１５を制御して、レーザダイ
オード９への駆動電流を調節することにより、ビーム強
度を当該強度に設定する。

【００５５】このように、オペレータは、装置に触れる
ことなく、バーコードを用いて容易に各種機能設定を実
行することができ、実際の使用状況及び使用目的に適合
した最適の状態で、レーザ測量装置１を利用することが
できる。

【００５６】また、レーザ測量装置１が提供する機能を
拡張する場合には、新しい機能に対応するバーコードを
新たに作成し、「機能〜バーコード」対応データを追加
定義して、マイクロコンピュータ１４に接続した図示せ
ぬメモリに登録すればよい。なお、機能の変更を行う場
合には、その「機能〜バーコード」対応データを変更す
ればよい。

【００５７】

【発明の効果】以上のように構成した本発明のレーザ測
量装置によると、パネルキーやリモコンのような特別な
装置を用いることなく、機能設定子によって機能設定が
可能となる。また、制御部の設定を変更するだけで、容
易に多機能化に対応させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるレーザ測量装置の
構造図

【図２】機能設定用のバーコードを示す説明図

【図３】プレーンビームによるバーコード走査の説明
図

【図４】増幅，反転，２値化処理を示す説明図

【図５】制御部による制御の流れを示すフローチャー
ト

【図６】従来のレーザ測量装置の構造図

【図７】従来のレーザ測量装置操作を示す説明図

【図８】従来のレーザ測量装置操作を示す説明図

【符号の説明】

１レーザ測量装置２本体部３ヘッド部４鏡筒４ａ第１の光路４ｂ第２の光路５ヘッド部用モータ８制御回路９レーザダイオード１０ビームエキスパンダ１１ハーフミラー１２反射ビーム受光素子１３傾斜センサ１４マイクロコンピュータ１５レーザ制御回路１６焦点調節回路１７回転制御回路１８傾動制御回路１９増幅・２値化回路２０バーコード復号化回路２１反射部材２４バーコード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体部と、この本体部に対して所定の回転
軸を中心に回転可能に配設されるとともに、この回転軸
に直交する方向へレーザビームを射出するヘッド部と、このヘッド部を前記本体部に対して回転させることによ
って前記レーザビームを同一面内で走査させる回転機構
と、前記ヘッド部から出射されたレーザビームが、外部にて
反射されて前記ヘッド部に入射してきた場合、その入射
したレーザビームを検出する反射ビーム受光素子と、所定の光学的イメージを付した機能設定子を走査した場
合に得られる走査データを予め記憶しておくとともに、
前記反射ビーム受光素子に接続し、該反射ビーム受光素
子からの出力信号が、前記機能設定子の走査データに対
応する場合、その機能設定子に予め対応させておいた機
能設定内容に基づいて、前記回転機構を制御する制御部
とを備えることを特徴とするレーザ測量装置。
【請求項２】前記機能設定子を、バーコードとし、前記制御部は、前記反射ビーム受光素子からの出力信号を２値化して出
力する２値化部と、該２値化部からの出力信号を復号し
てバーコードに対応させるバーコード復号化部とを、さ
らに備えることを特徴とする請求項１記載のレーザ測量
装置。
【請求項３】前記レーザビームを任意の強度で射出する
レーザ光源，及びそのレーザビームのビーム径を可変調
節するビームエキスパンダを、さらに備え、前記制御部は、前記機能設定内容に基づいて、前記のレ
ーザ光源及びビームエキスパンダをも制御することを特
徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ測量装置。
【請求項４】前記のレーザ光源，ビームエキスパンダ，
及び反射ビーム受光素子を、そのビームエキスパンダか
ら出射されたレーザビームが前記ヘッド部方向を向くよ
うに固定するとともに、前記本体部に対して傾動可能に
取り付けられた鏡筒と、この鏡筒の傾斜を検出する傾斜センサと、この鏡筒を任意の方向に傾動させる傾動手段とを、さら
に備え、前記ヘッド部が、前記鏡筒内のビームエキスパンダから
出射されたレーザビームを９０°偏向して出射する反射
部材を有し、前記制御部が、前記傾斜センサに接続するとともに、前
記機能設定内容に基づいて、前記傾動手段をも制御する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレー
ザ測量装置。
【請求項５】前記鏡筒は、前記のレーザ光源及びビームエキスパンダ，並びに該ビ
ームエキスパンダから出射されたレーザビームを透過さ
せるとともに前記ヘッド部から入射してきたレーザビー
ムを反射させるハーフミラーを固定した第１の光路と、前記反射ビーム受光素子を固定するとともに、前記ハー
フミラーによって反射されたレーザビームをその反射ビ
ーム受光素子へ案内する第２の光路とを備えることを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ測量装
置。