JP2002168625A - 振れ検出装置、振れ検出装置付き回転レーザ装置及び振れ検出補正装置付き位置測定設定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ投光器の回転部と投光器本体部との間
の振れ角を検出するための振れ検出装置を提供する。 【解決手段】 本発明の振れ検出装置（１９０）は、レ
ーザ光線を射出するためのレーザ投光器の投光器本体部
に取付けられた発光部（１９３）と、前記レーザ投光器
の回転部に取付けられ、前記発光部が照射した光を反射
するための反射手段（１９５）と、前記レーザ投光器の
投光器本体部に取付けられ、前記反射手段によって反射
された光を受光するための受光部（１９４）と、を有
し、前記受光部が受光した、前記反射手段からの反射光
の受光位置に基づいて、前記投光器本体部に対する前記
回転部の振れ角を検出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振れ検出装置、振
れ検出装置付き回転レーザ装置、及び振れ検出補正装置
付き位置測定設定システムに関し、特に、レーザ光線を
回動射出するレーザ投光器の回転部の振れ角を検出する
振れ検出装置、及びそれを含む回転レーザ装置、位置測
定設定システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】広範囲に亘る水平な基準レベルを作るた
めに、光学式レベル装置に代わって回転レーザ装置が使
用されるようになってきた。近年、高さ方向の測定、特
に基準高さに基づいてライン及び平面等を形成するため
に回転レーザ装置が使用されている。この回転レーザ装
置はレーザ光線を水平方向に照射しながら回転し、往復
走査し、又は停止することによって、回転基準面、部分
的な基準ライン、基準面、基準線、又は基準点等を形成
するものである。また、回転レーザ装置が射出するレー
ザ光線を受光することにより位置の測定を行う位置測定
設定システムも使用されている。

【０００３】傾斜基準面を形成することができる従来の
回転レーザ装置として特開平６−２６８６１号公報に開
示されたものがある。この従来の回転レーザ装置の構成
及び作用を以下に略述する。図３２を参照すると、回転
レーザ装置９５１はケーシング９０１とレーザ投光器９
０３とを有する。切頭円錐形の凹部９０２がケーシング
９０１の上面中央に形成される。レーザ投光器９０３が
凹部９０２の中央を上下方向に貫通する。レーザ投光器
９０３はレーザ投光器９０３の中間部に設けられた球面
座９０４を介して傾斜することができるように凹部９０
２に支持される。レーザ投光器９０３は、投光光学系を
内蔵した投光器本体部９２０と、投光器本体部９２０に
回転自在に取付けられたペンタプリズム９０９を備えた
回転部９０５と、を有する。回転部９０５は走査モータ
９０６によって駆動ギア９０７、走査ギア９０８を介し
て回転駆動される。

【０００４】２組の傾斜機構９１０（一方のみ図示す
る）がレーザ投光器９０３の周囲に設けられる。傾斜機
構９１０は、傾斜用モータ９１１によってレーザ投光器
９０３を任意の方向に傾斜させる。投光器本体部９２０
には、レーザ光線投光器（図示せず）、及びレーザ光線
投光器から発せられるレーザ光線を平行光線にするコリ
メートレンズ等を含む投光光学系（図示せず）が内蔵さ
れている。投光光学系からのレーザ光線はペンタプリズ
ム９０９によって水平方向に偏向され、投光窓９３１か
ら照射される。作動において、傾斜機構９１０によって
レーザ光の射出方向の傾斜角を設定しする。次に、ペン
タプリズム９０９で回転部９０５の回転軸線に直交する
方向に偏向されたレーザ光線をレーザ投光器９０３より
照射し、回転部９０５を回転させ、或いは、回転部９０
５を所定角度の範囲で往復走査させることにより、傾斜
した基準面を形成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ペンタプリズム９０９
を有するレーザ投光器９０３の回転部９０５は、投光器
本体部９２０に対して回転自在に取付けられているた
め、投光器本体部９２０と回転部９０５との間に機械的
ガタが生じることは避けられない。従って、回転部９０
５が投光器本体部９２０、即ち、投光光学系に対して傾
斜する。この傾斜、即ち、振れ角が生じると、レーザー
光線の射出方向が変化し、形成する平面や、測定された
位置に誤差を生じるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、レーザ投光器の回転部と
投光器本体部との間の振れ角を検出するための振れ検出
装置を提供し、並びに、振れ検出装置を含む回転レーザ
装置及び位置測定設定システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、振れ検出装置によって振れ角を検
出して、それに基づいて測定される位置を補正し、又は
設定される面を補正する、回転レーザ装置及び位置測定
設定システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、レーザ光線を射出するためのレーザ投
光器の投光器本体部に取付けられた発光部と、前記レー
ザ投光器の回転部に取付けられ、前記発光部が照射した
光を反射するための反射手段と、前記レーザ投光器の投
光器本体部に取付けられ、前記反射手段によって反射さ
れた光を受光するための受光部と、を有し、前記受光部
が受光した、前記反射手段からの反射光の受光位置に基
づいて、前記投光器本体部に対する前記回転部の振れ角
を検出することを特徴とする、振れ検出装置を提供す
る。

【０００８】上記の構成では、発光部が照射した光は、
レーザ投光器の回転部に取付けられた反射手段によって
反射され、レーザ投光器の投光器本体部に取付けられた
受光部によって受光される。レーザ投光器の回転部と投
光器本体部との相対位置が変化すると、反射手段によっ
て反射される光の方向が変化し、前記光が受光部に入射
する位置が変化する。この位置の変化を検出することに
より、レーザ投光器の回転部の振れを検出することがで
きる。

【０００９】好ましくは、本発明による振れ検出装置
は、前記発光部が照射した光を平行光線にして前記反射
手段にあてるための第１のコンデンサレンズと、前記反
射手段が反射した光を集光して前記受光部に入射させる
ための第２のコンデンサレンズと、を更に有する。この
構成により、発光部が照射した光は平行光線になって反
射手段にあたるため、反射手段が上下に平行移動したと
しても反射光に変化が生じることはない。これにより、
振れ検出装置は、反射手段の傾斜のみを検出することが
できる。

【００１０】前記受光部は、４分割素子、半導体位置検
出器、又はＣＣＤによって構成することができる。本発
明は又、投光器本体部と回転部とを含む投光器と、前記
投光器を内蔵するケーシングと、を有し、前記投光器が
射出したレーザ光線を回転させながら射出するように構
成された回転レーザ装置において、前記投光器が、振れ
検出装置を有することを特徴とする、振れ検出装置付き
回転レーザ装置である。

【００１１】本発明は更に、回転レーザ装置と、前記回
転レーザ装置が射出したレーザ光を受光するための受光
センサ装置と、を有し、前記受光センサ装置が受光した
レーザ光に基づいて位置を測定して位置測定値を求め、
又は、前記位置測定値をもとに面の設定を行う、位置測
定設定システムにおいて、前記回転レーザ装置が振れ検
出装置付き回転レーザ装置であり、前記受光センサ装置
が、前記振れ検出装置が検出した振れ角に基づいて前記
位置測定値を補正するための演算部を有することを特徴
とする、振れ検出補正装置付き位置測定設定システムで
ある。

【００１２】この構成では、回転レーザ装置に取付けら
れた振れ検出装置は、回転レーザ装置が内蔵するレーザ
投光器の回転部の振れ角を検出する。検出された振れ角
は受光センサ装置に送られる。受光センサ装置の演算部
は、測定された位置測定値を検出された振れ角に基づい
て補正する。

【００１３】

【発明の実施の形態】（１）第１の実施形態 本発明の第１の実施形態による振れ検出装置を含む位置
測定設定システムについて説明する。 （１．１）位置測定設定システムの構成 図１に、本発明の第１の実施形態の振れ検出装置を含む
位置測定設定システムの全体構成を示す。位置測定設定
システム１００は、３つの扇状レーザ光ｂ１、ｂ２、ｂ
３を回動させながら照射する回動照射手段を有する２台
の回転レーザ装置１５１、１５２と、回転レーザ装置１
５１、１５２によって照射されたレーザ光ｂ１、ｂ２、
ｂ３を受光するための受光センサ装置１５４とを有す
る。各回転レーザ装置１５１、１５２は、本発明の第１
の実施形態による振れ検出装置（図示せず）を内蔵す
る。回転レーザ装置１５１、１５２は又、３つの扇状レ
ーザ光の他に、回転レーザ装置１５１、１５２が扇状レ
ーザ光を照射している方向の情報を送信するためのレー
ザ光線Ｓを射出する。

【００１４】（１．１．１）回転レーザ装置 図２に示すように、回転レーザ装置１５１は３つの扇形
のレーザビームである扇状ビームｂ１、ｂ２及びｂ３を
射出しながら、点Ｃを中心にそれらの扇状ビームを回転
させる。図３に示すように、扇状ビームｂ１、ｂ３は水
平面に対して垂直な方向で射出され、扇状ビームｂ２は
水平面に対して角度θをなして射出される。また、扇状
ビームｂ２と水平面との交線は、扇状ビームｂ１と扇状
ビームｂ３がなす角を２等分する。即ち、前記交線と扇
状ビームｂ１とのなす角、及び前記交線と扇状ビームｂ
３とのなす角は夫々等しく、δである。３つ扇状ビーム
ｂ１、ｂ２、ｂ３はこのような関係を保ちながら回転す
るので、扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３は時間差をもって
受光センサ装置１５４を横切る。なお、本実施形態では
回転レーザ装置１５１と１５２は同一の構成を有するの
で、以下では、回転レーザ装置１５１のみについて説明
する。

【００１５】次に、３つの扇状ビームを回転させる回転
機構について説明する。図４に示すように、回転レーザ
装置１５１は、投光窓１３１を持ったケーシング１０１
と、回動照射手段であるレーザ投光器１０３と、本発明
の実施形態による振れ検出装置（図示せず）と、振れ検
出装置（図示せず）によって検出された振れ角を受光セ
ンサ装置１５４に送信するための送信機１２３と、を有
する。切頭円錐形の凹部１０２がケーシング１０１の上
面中央に形成される。レーザ投光器１０３が凹部１０２
の中央を上下方向に貫通する。レーザ投光器１０３は傾
斜することができるように、球面座１０４を介して凹部
１０２に支持される。レーザ投光器１０３は、ペンタプ
リズム１０９を含む回転自在な回転部１０５を有する。
回転部１０５は走査モータ１０６によって駆動ギア１０
７、走査ギア１０８を介して回転駆動される。回転部１
０５の回転角はレーザ投光器１０３に取付けられたエン
コーダ１１７によって検出される。また、回転部１０５
の回転中の振れ角は振れ検出装置（図示せずに）よって
検出される。検出された回転角及び振れ角のデータは受
光センサ装置１５４に送信される。

【００１６】回転レーザ装置１５１は、レーザ投光器１
０３の周囲に設けられた２組の傾斜機構を有する（一方
のみ図示する）。一方の傾斜機構１１０は傾斜用モータ
１１１と、傾斜用スクリュー１１２と、傾斜ナット１１
３とを有する。傾斜用モータ１１１は駆動ギア１１４、
傾斜用ギア１１５を介して傾斜用スクリュー１１２を回
転させることができる。傾斜用スクリュー１１２の回転
により傾斜ナット１１３を上下に移動させる。傾斜ナッ
ト１１３は傾斜用アーム１１６を介してレーザ投光器１
０３と連結される。傾斜ナット１１３が上下動すること
によってレーザ投光器１０３が傾斜する。また、図示し
ていないもう一組の傾斜機構は、傾斜機構１１０と同様
の機構によって、上記の傾斜機構１１０が傾斜する方向
に直交する方向に投光器１０３を傾斜させる。

【００１７】傾斜用アーム１１６に平行な固定傾斜セン
サ１１８と、傾斜用アーム１１６に対して直角方向の固
定傾斜センサ１１９がレーザ投光器１０３の中間部に設
けられる。傾斜機構１１０により傾斜用アーム１１６を
傾斜させ、固定傾斜センサ１１８が常に水平になるよう
に制御を行なうことができる。また、同時に、もう一組
の傾斜機構によって固定傾斜センサ１１９が常に水平に
なるように制御を行なうことができる。

【００１８】次に、レーザ投光器１０３について説明す
る。図５に示すように、レーザ投光器１０３は、投光器
本体部１２０と、回転部１０５とを有する。投光器本体
部１２０は、扇状ビーム用レーザ光線投光器１３２と、
ダイクロックプリズム１７１と、レーザ光線投光器１３
２から発せられるレーザ光線を平行光線にするコリメー
トレンズ１３３とを含む扇状ビーム用の投光光学系を有
する。投光器本体部１２０には、更に、振れ検出装置１
９０が取付けられる。回転部１０５は、投光光学系を出
たレーザ光を９０゜偏向させるペンタプリズム１０９
と、ペンタプリズム１０９によって偏向させられた光を
３つの扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３に形成する回折格子
（BOE）１３４と、振れ検出装置１９０が射出した光を
反射するための分度盤１９５と、を有する。

【００１９】レーザ投光器１０３は更に、角度情報の伝
達手段である角度信号用レーザ光線投光器１７２と、ペ
ンタプリズム１０９に取付けられたダイクロックプリズ
ム１４９と、ダイクロックプリズム１４９を透過したレ
ーザ光線Ｓを偏向させるためのミラー１４８とを有す
る。角度信号用レーザ光線投光器１７２は、エンコーダ
１１７によって検出された回転角度情報と、振れ検出装
置１９０によって検出された振れ角の情報とを受光セン
サ装置１５４に送信するためのレーザ光線Ｓを発生す
る。しかしながら、回転角度情報を送信するための光は
レーザ光線でなくても良く、ＬＥＤ等を使用することが
できる。

【００２０】扇状ビーム用レーザ光線投光器１３２から
射出されたレーザ光は、ダイクロックプリズム１７１を
透過し、コリメートレンズ１３３によって平行光にさ
れ、ペンタプリズム１０９によって９０゜偏向される。
ペンタプリズム１０９によって９０゜偏向されたレーザ
光は、図６に示すように、回折格子１３４によって３つ
の扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３に形成され、レーザ投光
器１０３から射出される。一方、角度信号用投光器１７
２から射出されたレーザ光線Ｓは、ダイクロックプリズ
ム１７１によって反射されて、コリメートレンズ１３３
に入射する。角度信号用投光器１７２の取付位置は、コ
リメートレンズ１３３の焦点位置からずれているため、
角度信号用投光器１７２から射出されたレーザ光線Ｓ
は、コリメートレンズ１３３を通過した後、平行光線に
はならず広がりを持った光になる。コリメートレンズ１
３３を通過したレーザ光線Ｓは、ペンタプリズム１０９
及びダイクロックプリズム１４９を通過し、ミラー１４
８によって反射されて投光器１０３から射出される。

【００２１】図７に示すように、レーザ投光器１０３
は、角度信号を送信するためのレーザ光線Ｓ、及び扇状
ビームｂ１、ｂ２、ｂ３を同一方向に射出する。これら
の光を受光した受光センサ装置１５４がレーザ光線Ｓ
と、扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３とを識別できるよう
に、扇状ビーム用レーザ光線投光器１３２と、角度信号
用レーザ光線投光器１７２は、例えば、異なる波長のレ
ーザ光線を発生するように構成する。更に、角度信号を
送信するためのレーザ光線Ｓは、扇状ビームｂ１、ｂ
２、ｂ３による位置の測定が可能な範囲をすべてカバー
できるような広がり角を有するように構成する。また、
回転レーザ装置１５１から射出されたレーザ光線Ｓと、
回転レーザ装置１５２から射出されたレーザ光線Ｓとを
識別することができるように、各レーザ光線Ｓには異な
る変調（異なる周期の点滅）を与えておく。或いは、各
回転レーザ装置が射出するレーザ光線Ｓを異なる波長
（色）にしても良い。

【００２２】（１．１．２）振れ検出装置 次に、図８を参照して、レーザ投光器１０３に取付けら
れた振れ検出装置１９０について説明する。振れ検出装
置１９０は、振れ角検出用のレーザ光線Ｈを射出するた
めの振れ角検出用発光部１９３と、振れ角検出用発光部
１９３から射出されたレーザ光線Ｈを平行光にするため
の発光部コンデンサレンズ１９６と、回転部１０５に取
付けられた反射手段である分度盤１９５と、分度盤１９
５によって反射されたレーザ光線Ｈを集光するための受
光部コンデンサレンズ１９７と、受光部コンデンサレン
ズ１９７によって集光されたレーザ光線Ｈを受光するた
めの振れ角検出用受光部１９４とを有する。振れ角検出
用受光部１９４は、例えば、４分割素子、半導体位置検
出器（ＰＳＤ）又はＣＣＤ等のポジショニングセンサで
構成する。

【００２３】（１．１．３）受光センサ装置 次に、回転レーザ装置１５１、１５２が射出した扇状ビ
ームｂ１、ｂ２、ｂ３を受光するための受光センサ装置
１５４について説明する。図９に受光センサ装置の正面
図を示し、図１０に断面図を示し、図１１に図９のＸ−
Ｘ断面を示す。受光センサ装置１５４の筐体１６４に
は、扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３を検出するための受光
部１５６と、回転レーザ装置１５１、１５２の回転角度
情報の送信用のレーザ光線Ｓを受光するための受光部１
５５が取付けられる。筐体１６４は更に、表示部１５７
と、警告部１６１、例えばブザーと、入力キー１６２
と、指標１６３と、目盛１６０を有する標尺１５９と、
固定ノブ１５８とを有する。更に、筐体１６４は記憶部
１６５、演算部１６６、標尺目盛読取部１６７及び振れ
角の情報を受信するための振れ角信号受信部１７０を内
蔵する。

【００２４】受光部１５６は、扇状ビームｂ１、ｂ２、
ｂ３を通過させ、角度信号用のレーザ光線Ｓを通さない
フィルター１５６ａと、フィルター１５６ａを通過した
光を検出するための受光素子１５６ｂとを有する。同様
に、受光部１５５は、角度信号用のレーザ光線Ｓのみを
通過させるフィルター１５５ａと、フィルター１５５ａ
を通過した光を検出するための受光素子１５５ｂとを有
する。

【００２５】（１．２）位置の測定原理 （１．２．１）高低角度の測定原理 ここではまず、扇状ビームの回転中心点Ｃと受光センサ
装置１５４の受光部１５６とを結ぶ直線と、水平面との
なす角度、即ち高低角度の測定原理について説明する。
前述のように、回転レーザ装置１５１は、点Ｃを中心に
回転するように扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３を射出す
る。図３に示したように、扇状ビームｂ２は水平面に対
して角度θをなして射出される。更に、扇状ビームｂ１
と水平面が交わる交線と、扇状ビームｂ３と水平面が交
わる交線は角度２δをなしている。３つ扇状ビームｂ
１、ｂ２、ｂ３はこのような関係を保ちながら回転する
ので、それらの扇状ビームは、扇状ビームｂ３、扇状ビ
ームｂ２、扇状ビームｂ１の順に時間差をもって受光セ
ンサ装置１５４の受光部１５６を横切る。

【００２６】受光センサ装置１５４の受光部１５６が水
平面内の位置Ａにある場合には、受光センサ装置１５４
が検出する光は図１２（ａ）に示すようになる。これに
対して、受光部１５６がＡの鉛直上方Ｂの位置にある場
合には、検出される扇状ビームは図１２（ｂ）に示すよ
うになる。ここで、図１２（ａ）に示すように、２つの
扇状ビームｂ１、ｂ３の検出時間間隔をｔ₀とする。ま
た、扇状ビームｂ３を検出してから、扇状ビームｂ２を
検出するまでの時間間隔をｔとする。受光部１５６が水
平面内の位置Ａにある場合には、時間間隔ｔは時間間隔
ｔ₀の半分である。即ち、（数式１）の関係が成り立
つ。

【数１】

【００２７】又、受光部１５６が水平面よりも上の位置
Ｂにある場合には、検出時間間隔ｔは図１２（ｂ）に示
すようにｔ₀の半分よりも短くなる。受光部１５６が水
平面から上方に離れるにつれて検出時間間隔ｔは短くな
り、受光部１５６の位置Ｂと扇状ビームレーザ光の射出
点Ｃとを結んだ直線と、水平面とのなす角度∠ＢＣＡ=
γは検出時間間隔から（数式２）によって求めることが
できる。

【数２】

【００２８】受光部１５６が水平面よりも下の位置にあ
る場合には、時間間隔ｔは時間間隔ｔ₀の半分よりも長
くなる。これにより、受光部１５６が水平面の上にある
のか下にあるのかを判別することができる。また、（数
式２）は受光部１５６が水平面よりも下にある場合にも
適用することができる。また、後述する測定原理によっ
て、扇状レーザビームを受光した瞬間の回転角度位置を
求め、検出時間間隔ｔ及びｔ₀に対応する角度を計算
し、それらの角度をｔ、ｔ₀の代りに（数式２）に代入
してγを求めても良い。

【００２９】高低角度γの測定は、受光センサ装置１５
４が、回転レーザ装置１５２から射出された扇状レーザ
ビームｂ１、ｂ２、ｂ３を受光することによっても行う
ことができる。回転レーザ装置１５１の扇状レーザビー
ムから求めた高低角度γと、回転レーザ装置１５２から
求めたγとを平均することにより、高低角度の測定精度
を向上させることができる。或いは、一方の回転レーザ
装置のみが扇状レーザビームを射出するように構成する
こともできる。

【００３０】（１．２．２）回転角度位置の測定原理 次に、回転レーザ装置１５１に対して、受光センサ装置
１５４が置かれている水平面内の角度位置、即ち、回転
角度位置の測定原理について説明する。回転レーザ装置
１５１のエンコーダ１１７は、回転レーザ装置１５１が
扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３を射出している回転角度を
時々刻々検出している。検出された回転角度データは、
後述する方法で光信号に変換されて、角度信号用レーザ
光線投光器１７２からレーザ光線Ｓとして発信される。
発信されたレーザ光線Ｓは、投光器１０３の光学系を通
って、扇状ビームと共に回転レーザ装置から射出され
る。受光センサ装置１５４の受光部１５５、１５６は、
扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３及びレーザ光線Ｓを夫々受
光する。受光部１５６が扇状ビームｂ２を受光した瞬間
に、受光部１５５が受光したレーザ光線Ｓの有する回転
角度データから受光センサ装置１５４の配置された回転
角度位置を求めることができる。

【００３１】次に、回転角度データを光信号に変換する
方法について説明する。角度信号用レーザ光線投光器１
７２は、扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３とは異なる色（波
長）のレーザ光線Ｓを射出する。このレーザ光線Ｓを、
例えば、図１３（ａ）に示すようなパターンで点滅させ
ることにより回転角度データ、即ち、回転角度位置を送
信する。図１３（ａ）に示す信号はリファレンス信号Ｓ
１と、回転角度位置をデジタル符号化したパターンで点
滅するデジタル信号Ｓ２とからなる。リファレンス信号
Ｓ１は等間隔に射出され、デジタル信号Ｓ２は、各リフ
ァレンス信号の間で、デジタル符号を表すパターンで点
滅する。該デジタル符号はエンコーダ１１７（図３）に
よって測定された回転角度位置をデジタル符号化したも
のである。

【００３２】受光センサ装置１５４は、回転角度位置の
信号を受光すると、そのデジタル信号に基づいて回転角
度位置を求める。ただし、この回転角度位置は、デジタ
ル信号Ｓ２が或る間隔をおいて送られてくるため、概略
的な値しか示さない。そこで、図１３（ｂ）に示すよう
に、扇状ビームｂ２を受光した時刻と、リファレンス信
号Ｓ１を受光した時刻との時間差から、間隔のあいた回
転角度位置情報を内挿してより正確な角度を測定する。

【００３３】（１．２．３）三次元位置の測定原理 次に、受光センサ装置１５４が置かれている三次元位置
の測定原理を説明する。まず、図１４に示すように、２
台の回転レーザ装置１５１及び１５２は、既知の距離Ｌ
だけ間隔を隔てて設置する。回転レーザ装置１５１、１
５２に対する受光センサ装置１５４の回転角度位置ζ、
ξは、前述の測定原理により測定することができる。ま
た、回転レーザ装置１５１と受光センサ装置１５４との
間の距離をｍ、回転レーザ装置１５２と受光センサ装置
１５４との間の距離をｎとすると、回転角度位置ζ、ξ
と、距離Ｌ、ｍ、ｎとの間には（数式３）の関係が成り
立つ。

【数３】 従って、距離ｍ、ｎは（数式４）から求めることができ
る。

【数４】

【００３４】ここで、例えば、回転レーザ装置１５１の
回転中心点Ｃを原点とし、距離Ｌの方向をＸ軸、水平面
内でそれに直交する方向をＹ軸とすると、受光センサ装
置１５４のＸ座標ｘ、Ｙ座標ｙは（数式５）によって計
算される。

【数５】

【００３５】更に、Ｚ座標、即ち、鉛直方向の高さｚは
（数式２）によって計算された高低角度γを使用して、
（数式６）によって計算される。

【数６】 他の位置に原点を取った場合や、他の方向に座標軸を定
めた場合には、公知の任意適当な方法により座標変換を
することにより、三次元位置を求めることができる。

【００３６】（１．２．４）振れ角の検出原理 図５に示すように、投光器１０３の回転部１０５は、投
光器本体部１２０に回転自在に支持されているため、機
械的な微小なガタを避けることができない。このガタに
よって、投光器１０３の投光光学系の光軸と、回転部１
０５の光軸との間にずれが生じる。回転部１０５が、投
光光学系の光軸と、扇状レーザビームの射出方向の軸線
とを含む平面内（図５の紙面と平行な平面内）で傾斜し
た場合には、扇状レーザビームの射出方向に誤差は生じ
ない。即ち、回転部１０５に設けられたペンタプリズム
１０９は、前記平面内で傾斜する限りは、入射する光の
光軸が傾斜したとしても入射した光を正確に９０゜偏向
させるので、扇状レーザビームの射出方向に誤差が生じ
ない。

【００３７】しかしながら、回転部１０５が投光光学系
の光軸と扇状レーザビームの射出方向の軸線とを含む平
面に対して直交する平面内（図５の紙面に垂直な平面
内）で傾斜した場合には、扇状レーザビームの射出方向
に誤差が生じる。本発明の実施形態による振れ検出装置
は、この傾斜、即ち振れ角を検出する。図８を参照し
て、振れ角の検出原理を説明する。振れ検出装置１９０
の振れ角検出用発光部１９３はレーザ光線Ｈを射出す
る。レーザ光線Ｈは、発光部コンデンサレンズ１９６に
よって平行光線になる。発光部コンデンサレンズ１９６
によって平行光線にされたレーザ光線Ｈは回転部１０５
に取付けられた分度盤１９５で反射される。分度盤１９
５で反射されたレーザ光線Ｈは、受光部コンデンサレン
ズ１９７に入射して集光される。受光部コンデンサレン
ズ１９７によって集光されたレーザ光線Ｈは振れ角検出
用受光部１９４によって受光される。

【００３８】回転部１０５が傾斜することによって、そ
れに取付けられた分度盤１９５が傾斜すると、レーザ光
線Ｈを反射する方向が変化する。反射されたレーザ光線
Ｈの方向が変化すると、受光部コンデンサレンズ１９７
で集光されたレーザ光線Ｈが振れ角検出用受光部１９４
に入射する位置が変化する。このレーザ光線Ｈの入射位
置の変化を、ポジショニングセンサによって構成されて
いる振れ角検出用受光部１９４で測定することによって
振れ角を検出する。また、レーザ光線Ｈは、平行光線に
された状態で分度盤１９５によって反射されるので、分
度盤１９５が傾斜することなく上下に平行移動したとし
ても、レーザ光線Ｈが受光部１９４に入射する位置は変
化しない。従って、振れ検出装置１９０は、回転部１０
５の傾斜のみを検出することができる。

【００３９】（１．２．５）振れ角による誤差の補正原
理 回転部１０５が傾斜することによって扇状レーザビーム
を射出する方向が変化し、回転角度位置ζ、ξ、高低角
度γ、及び扇状レーザビームの受光時間間隔ｔ、ｔ₀に
誤差を生じる。これらの値に生じる誤差の補正原理を以
下に説明する。

【００４０】（１．２．５．１）回転角度位置に生じる
誤差の補正 図１５を参照して、回転角度位置ζ、ξに生じる誤差の
補正について説明する。図１５（ａ）はペンタプリズム
１０９の斜視図であり、図１５（ｂ）は上面図、図１５
（ｃ）は正面図である。ペンタプリズム１０９の入射面
１０９ａに平行な平面がＸＹ平面、射出面１０９ｂに平
行な平面がＸＺ平面になるように、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を定義
する。図１５（ａ）に示すように、ペンタプリズム１０
９が傾斜していない場合、光は、Ｚ軸の方向、即ち、入
射面１０９ａに垂直な方向に入射し、Ｙ軸の方向、即
ち、射出面１０９ｂに垂直な方向に射出される。これに
対して、図１５（ｃ）に示すように、光が、ＸＺ平面内
で入射面１０９ａに対して角度μ傾いて入射した場合に
は、図１５（ｂ）に示すように、光はＸＹ平面内で角度
μ傾いて射出される。これにより、回転角度位置ζ、ξ
の測定値に誤差を生じる。ＸＹ平面内での角度μの射出
方向の傾きは、水平面内で測定される回転角度位置ζ、
ξに、

【数７】 の誤差を生じさせる。但し、角度μは微小であるため、
μ_h≒μの関係が成り立つ。

【００４１】そこで、本発明の実施形態による振れ検出
装置１９０によって、振れ角、即ち、入射角度の傾斜μ
を検出して、回転角度位置ζ、ξの値を補正する。即
ち、角度μ_hの値を回転角度位置ζ、ξから差し引くこ
とによって、回転角度位置の値を補正することができ
る。値の補正は、回転レーザ装置１５１のエンコーダ１
１７によって測定された回転角度位置ζの値から、振れ
検出装置１９０によって求められた角度μ_hを差し引く
演算を、回転レーザ装置１５１の中で行い、補正された
回転角度位置ζを受光センサ装置１５４に送信すること
によって行う。或いは、振れ検出装置１９０によって求
められた角度μ_hを受光センサ装置１５４に送信し、回
転角度位置ζを補正する演算を、受光センサ装置１５４
において行うように構成しても良い。

【００４２】（１．２．５．２）高低角度に生じる誤差
の補正 次に、図１６を参照して、高低角度γに生じる誤差の補
正について説明する。なお、光軸の入射面１０９ａに対
する傾きμ、及びＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向は図１５と同様と
する。図１６はペンタプリズム１０９の三面図である。
前述のように、ＸＺ平面内において入射光が角度μ傾斜
すると、射出される光はＸＹ平面内において角度μの偏
角が生じる。同時に、射出される光はＹＺ平面内で（数
式８）で与えられる偏角κを生じる。

【数８】 上記の偏角κを高低角度γから差し引くことによって、
高低角度γの測定値を補正することができる。高低角度
γの補正は、回転レーザ装置１５１から受光センサ装置
１５４に偏角κの値を送信し、受光センサ装置１５４に
おいて測定された高低角度γから偏角κを差し引くこと
によって行うことができる。或いは、角度μの値を受光
センサ装置１５４から送信し、受光センサ装置１５４の
演算部１６６で（数式８）の演算を行い、高低角度γを
補正しても良い。

【００４３】（１．２．５．３）受光時間間隔に生じる
誤差の補正 回転部１０５が傾斜すると、扇状レーザビームｂ１、ｂ
２、ｂ３も夫々の相対的な位置関係を保ったまま、全体
に傾斜する。この傾斜により、扇状レーザビームｂ１、
ｂ２、ｂ３の受光時間間隔にも誤差が生じる。図１７を
参照して、受光時間間隔に生じる誤差について説明す
る。図１７の太い実線は、回転部１０５が傾斜していな
い場合の扇状レーザビームｂ１、ｂ２、ｂ３を表し、太
い破線は、回転部１０５が射出点Ｃを中心に角度μ傾斜
した場合の扇状レーザビームｂ１、ｂ２、ｂ３を表す。
図１７に示すように、扇状レーザビームが傾斜していな
いとき、受光センサ装置１５４が射出点Ｃよりも鉛直方
向に距離Ｈ_Aだけ下に置かれた場合には、扇状レーザビ
ームｂ３とｂ２との受光時間間隔はｔになり、ｂ３とｂ
１との受光時間間隔はｔ₀になる。これに対して、扇状
レーザビームが角度μ傾斜したときは、受光センサ装置
１５４が同じ高さに置かれていたとしても、扇状レーザ
ビームｂ３とｂ２との受光時間間隔はｔ_Sになり、ｂ３
とｂ１との受光時間間隔はｔ_0Sになる。これら受光時間
間隔の相違によって高低角度γの測定値に誤差を生じ
る。

【００４４】扇状レーザビームｂ３とｂ２との真の受光
時間間隔ｔは、傾斜角度μと、角度μ傾斜したときの受
光時間間隔ｔ_Sとから、（数式９）によって求めること
ができる。

【数９】 ただし、Ｌ_b＝ＣＧである。また、扇状レーザビームｂ
３とｂ１との真の受光時間間隔ｔ₀は、傾斜角度μと、
角度μ傾斜したときの受光時間間隔ｔ_0Sとから、（数式
１０）によって求めることができる。

【数１０】 振れ検出装置１９０によって測定された振れ角、即ち傾
斜角μを回転レーザ装置１５１から受光センサ装置１５
４に送信し、受光センサ装置１５４の演算部１６６にお
いて（数式９）（数式１０）の演算を行うことにより、
測定された受光時間間隔ｔ_S、ｔ_0Sを補正することがで
きる。

【００４５】（１．３）位置測定設定システムの作動 本発明の第１の実施形態による振れ検出装置１９０を含
む位置測定設定システムは、回転レーザ装置１５１、１
５２に対する受光センサ装置１５４の位置の測定、並び
に、受光センサ装置１５４に予め設定入力した平面又は
曲面を形成する作業に使用することができる。

【００４６】（１．３．１）位置測定設定システムによ
る平面の設定 図１８は位置測定設定システムによって仮想面、例え
ば、傾斜平面を形成する作業手順のフローチャートであ
る。図１９は、水平面、形成する傾斜平面及び座標軸の
位置関係を表す図である。ここでは、基準となる点Ｃを
通り、Ｘ軸の方向に角度α傾斜し、かつＹ軸の方向に角
度β傾斜した傾斜平面（２軸勾配平面）を形成する場合
について説明する。なお、この傾斜平面は直線ＣＤの方
向に計測した傾き（勾配）が最大になり、その傾斜角度
を角度λとする。

【００４７】まず、ステップＦ１において、扇状ビーム
ｂ１、ｂ２、ｂ３が点Ｃを通る鉛直軸線を中心に回転す
るように回転レーザ装置１５１を設置する。更に、回転
レーザ装置１５２を点Ｃから距離Ｌ離れた位置のＸ軸上
に設置する。好ましくは、距離Ｌの誤差が１ｍｍ以下に
なる精度で設置する。Ｘ軸の方向は、形成を行う所望の
平面の基準となる方向に任意に定めることができる。

【００４８】次に、ステップＦ２において、回転レーザ
装置１５１及び１５２の基準方向が、形成する傾斜平面
の基準方向（ここではＸ軸の方向とする）に一致するよ
うに各回転レーザ装置を位置決めする。なお、回転レー
ザ装置１５１、１５２の基準方向とは、各回転レーザ装
置に内蔵されたエンコーダ１１７が扇状ビームの射出方
向角度０度を出力する方向である。この位置決めは、視
準望遠鏡等、公知の任意適当な装置を使用して行うこと
ができる。本実施形態では、回転レーザ装置１５１に取
付けられたエンコーダ１１７は、回転レーザ装置１５２
の方向に扇状レーザビームｂ２を照射しているとき０を
出力し、反時計回りの方向を正として角度を測定する。
一方、回転レーザ装置１５２に取付けられたエンコーダ
１１７は、回転レーザ装置１５１の方向に扇状レーザビ
ームｂ２を照射しているとき０を出力し、時計回りの方
向を正として角度を測定する。

【００４９】次に、ステップＦ３において、形成する傾
斜平面の基準方向（Ｘ軸方向）の所望の傾斜角度α、及
び基準方向に直交する方向（Ｙ軸方向）の所望の傾斜角
度βを、受光センサ装置１５４の入力キー１６２で入力
する。入力されたそれらの値は受光センサ装置１５４の
記憶部１６５に記憶される。なお、傾斜角度α、βをラ
ジアン（ｒａｄ）、角度（ｄｅｇ）、勾配（％）等、任
意の単位で入力できるように受光センサ装置１５４を構
成しても良い。基準点Ｃ及び入力された２つの傾斜角度
α、βによって、形成すべき傾斜平面は完全に規定され
る。一般に、傾斜平面の傾斜角度は、基準点Ｃからどの
方向に傾斜角度を測定するかによって変化する。傾斜平
面の傾斜角度を任意の方向（例えば、Ｘ軸と角度φをな
す方向）に測定した際の傾斜角度γ₀（高低角度）は
（数式１１）によって計算することができる。

【数１１】 また、先に設定した回転レーザ装置１５１と１５２との
間の距離Ｌも入力キー１６２によって入力し、記憶部１
６５に記憶させておく。

【００５０】ステップＦ４において、受光センサ装置１
５４の受光部１５５は、回転レーザ装置１５１から射出
されたレーザ光線Ｓを受光する。受光センサ装置１５４
の演算部１６６は受光した光信号に基づいて、受光セン
サ装置１５４が現在、基準点Ｃに対してどの回転角度位
置ζに配置されているかを演算する。受光センサ装置１
５４の振れ角信号受信部１７０は更に、回転レーザ装置
１５１の送信機１２３から送信される振れ角の信号を受
信し、（数式７）を使用して回転角度位置ζを補正す
る。更に、回転レーザ装置１５２から射出されたレーザ
光線Ｓについても同様の演算を行うことによって回転角
度位置ξを求める。なお、各回転レーザ装置が同一回転
数でレーザ光線Ｓを回転させ、更に、互いに平行な方向
にレーザ光線Ｓを射出するように、２つの回転レーザ装
置１５１、１５２を同期させる。これにより、回転レー
ザ装置１５１から射出されたレーザ光線Ｓと、回転レー
ザ装置１５２から射出されたレーザ光線Ｓが受光センサ
装置１５４に同時に入射することはない。前述のよう
に、回転レーザ装置１５１と、１５２は、異なる変調を
有するレーザ光線Ｓを射出するので、受光センサ装置１
５４は、２つのレーザ光線Ｓを容易に区別することがで
きる。

【００５１】演算部１６６は更に、求められた回転角度
位置ζ、ξ及び、先に入力された２つの回転レーザ装置
の間の距離Ｌから、（数式４）を用いて回転レーザ装置
１５１と受光センサ装置１５４との間の距離ｍ、及び回
転レーザ装置１５２と受光センサ装置１５４との間の距
離ｎを計算する。続いて、演算部１６６は（数式５）を
用いて点Ｃを原点とする受光センサ装置１５４のＸ座
標、Ｙ座標を計算する。

【００５２】次に、受光センサ装置１５４の演算部１６
６は、測定された回転角度位置の方向に測定した傾斜平
面の傾斜角度γ₀を計算する。例えば、受光センサ装置
１５４が基準点Ｃに対して角度φの回転角度位置にある
点Ａ（点Ａは水平面上の点）に配置された場合、角度φ
の方向に測定した傾斜平面の傾斜角度γ₀は、点Ａの鉛
直上方の傾斜平面上の点Ｂと基準点Ｃとを結ぶ直線と、
水平面とのなす角度∠ＢＣＡであり、この傾斜角度γ₀
は前記の（数式３）によって計算することができる。更
に、演算部１６６は、傾斜角度γ₀及び距離ｍから（数
式６）を用いて、点Ａと点Ｂとの間の距離、即ちＺ座標
ｚ₀を計算する。

【００５３】ステップＦ５において、受光センサ装置１
５４の演算部１６６は、回転レーザ装置１５１が射出し
た３つの扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３の検出時間間隔
ｔ、ｔ ₀から（数式２）を用いて、受光センサ装置１５
４が現在配置されている位置の高低角度γを計算し、そ
の値を表示部１５７に表示する。高低角度γを計算する
際、（数式８）を用いて求められる偏角κ、及び（数式
９）（数式１０）を用いて高低角度γの値を補正する。
更に、高低角度γ及び距離ｍから（数式６）を用いて、
受光センサ装置１５４のＺ座標ｚを計算し、その値を表
示部１５７に表示する。また、受光センサ装置１５４の
回転角度位置ζも併せて表示部１５７に表示される。次
いで、この高低角度ｚと傾斜角度ｚ₀とを比較して、そ
れらの間の差Δｚを計算する。

【００５４】ステップＦ６では、ステップＦ５で計算し
たΔｚに基づいて、受光センサ装置１５４を上方、下方
のどちらに移動させれば受光センサ装置１５４が所望の
傾斜平面に近づくのかを、受光センサ装置１５４の表示
部１５７に表示する。作業者は表示部１５７の表示に基
づいて受光センサ装置１５４を上方又は下方に移動させ
る。受光センサ装置１５４の移動距離は受光センサ装置
に設けられた指標１６３及び標尺１５９によって読み取
ることができる。また、この移動距離を標尺目盛読取部
１６７によって読取り、その値が演算部１６６に送られ
るように構成しても良い。

【００５５】ステップＦ４乃至ステップＦ６の処理は、
受光センサ装置１５４が形成すべき傾斜平面上に配置さ
れるまで自動的に繰り返される。好ましくは、受光セン
サ装置が、形成すべき所望の傾斜平面上に配置された際
に、受光センサ装置１５４のブザー１６１が鳴るように
構成する。

【００５６】また、所望により、基準点Ｃと任意に配置
された受光センサ装置１５４とを結ぶ直線を最大傾斜角
とする傾斜平面を自動的に設定するように構成すること
もできる。即ち、図１９において、回転レーザ装置１５
１を基準点Ｃに、更に、回転レーザ装置１５１から距離
Ｌ間隔を隔てて回転レーザ装置１５２を設置する。次い
で、受光センサ装置１５４を任意の点である点Ｄに配置
する。次に、回転レーザ装置１５１、１５２を作動させ
て点ＤのＸ、Ｙ、Ｚ座標を測定する。受光センサ装置１
５４の演算部１６６は、直線ＣＤを最大傾斜角度とする
傾斜平面の回転レーザ装置１５１と１５２とを結ぶ方向
（Ｘ軸方向）の傾斜角度α、及びＸ軸に直交するＹ軸方
向の傾斜角度βを計算する。計算された傾斜角度α、β
を受光センサ装置１５４の表示部１５７に表示し、傾斜
角度α、βによって規定される傾斜平面を設定する。こ
れにより、設定された傾斜平面を任意の位置で形成する
ことが可能になる。また、前記傾斜平面上に受光センサ
装置１５４が配置されたときにブザーが鳴るように構成
しても良い。更に、所望に応じて任意の３点を指定し、
その３点を通る傾斜平面を設定することができるよう
に、受光センサ装置１５４を構成しても良い。

【００５７】以上、本実施形態においては傾斜平面の設
定を行う場合について説明したが、本発明による位置測
定設定システムを、曲面等の任意の面を設定できるよう
に構成することもできる。その場合には、設定すべき面
の各Ｘ座標、Ｙ座標に対するＺ座標を受光センサ装置に
入力できるように受光センサ装置を構成しておく。設定
すべき面の高さと、受光センサ装置が配置されている高
さとの差を計算し、受光センサ装置を設定すべき面に導
くように作動することは、前記実施形態と同様である。

【００５８】（１．３．２）位置測定設定システムによ
る位置の測定 前記の作動方式は、作業者が所望の傾斜平面を設定し、
本実施形態による位置測定システムを用いてその傾斜平
面を形成するものである。これに対して、ここで説明す
る作動方式は、本実施形態による位置測定設定システム
を用いて、受光センサ装置１５４を配置した任意の位置
の座標を測定するものである。即ち、基準点Ｃに回転レ
ーザ装置１５１を設置し、回転レーザ装置１５１から距
離Ｌ間隔を隔てて回転レーザ装置１５２を設置し、座標
を求めようとする位置に受光センサ装置１５４を配置す
る。次に、回転レーザ装置１５１、１５２を作動させて
扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３を射出する。受光センサ装
置１５４によってそれらの扇状ビームを受光して、受光
センサ装置１５４が配置された位置の三次元座標を測
定、表示する。位置の三次元座標の計算手順等は、前記
の位置設定の場合と全く同様である。また、前記の実施
形態では三次元座標の原点を回転レーザ装置１５１の回
転中心である点Ｃとしていたが、任意の点を原点として
受光センサ装置１５４の置かれている位置の座標を表示
しても良い。例えば、測定の初めに、所望の位置に受光
センサ装置１５４を設置して三次元座標の測定を行う。
その後の測定では、最初に受光センサ装置１５４を設置
した位置を原点とする座標が表示されるように受光セン
サ装置１５４を構成しても良い。

【００５９】以上の実施形態では、回転レーザ装置１５
１、１５２各１台に対して複数の受光センサ装置１５４
を組み合わせ、各受光センサ装置１５４を独立して使用
することができる。更に、従来の傾斜平面設定用のシス
テムでは、２種類の異なる傾斜平面を形成するには２組
の傾斜平面設定用のシステムが必要になり、各システム
の回転レーザ装置の射出するレーザ光が干渉し、誤作動
をするという問題があった。これに対して、本発明の位
置測定設定システムによる実施形態では、１組の回転レ
ーザ装置１５１、１５２に対して、同時に複数の受光セ
ンサ装置１５４を使用することができ、更に、各受光セ
ンサ装置１５４毎に異なる傾斜平面を設定し、或いは三
次元座標を測定することができる。

【００６０】これにより、例えば、受光センサ装置１５
４を建設機械に取付けて整地作業をする場合、１組の回
転レーザ装置１５１、１５２に対して複数の建設機械を
同時に作動させることができ、更に、それらの建設機械
毎に異なる傾斜平面の整地作業をさせることもできる。
また、設定した傾斜平面を変更するときは、各受光セン
サ装置毎に設定を変更することができるので、各回転レ
ーザ装置を停止させる必要はなく、設定変更を行わない
受光センサ装置については作業を中断する必要がない。

【００６１】（１．３．３）位置測定設定システムの他
の作動 次に、位置測定設定システムの他の作動について説明す
る。図１８のステップＦ２、即ち、回転レーザ装置１５
１及び１５２の基準方向を設定すべき傾斜平面の基準方
向に一致させる操作は、次のように実施することもでき
る。まず、図２０に示すように、回転レーザ装置１５１
及び１５２各々に、受光手段１５３ａ及び反射手段１５
３ｂを設ける。回転レーザ装置１５１から射出された扇
状レーザビームが回転レーザ装置１５２の反射手段１５
３ｂで反射され、回転レーザ装置１５１の受光手段１５
３ａが前記反射光を受光した瞬間の回転レーザ装置１５
１の回転角度位置をエンコーダ１１７で測定する。測定
された回転角度位置がζ＝０となるように検出された回
転角度位置のデータを換算すれば、傾斜平面の基準方向
を０とした回転角度位置を求めることができる。なお、
振れ検出装置１９０によって検出される振れ角について
も同様の換算を行う。回転レーザ装置１５２についても
同様の操作を行うことにより、基準方向を０とした回転
角度位置を求めることができるようになる。

【００６２】好ましくは、各回転レーザ装置に取付ける
反射手段１５３ｂを、図２０に模式的に示すようなコー
ナキューブ形状のマイクロプリズムを並べた形態のテー
プを回転レーザ装置の同心円周上に取付けることによっ
て構成する。回転レーザ装置１５１が射出した扇状レー
ザビームを、回転レーザ装置１５２に取付けられた反射
手段１５３ｂが反射し、その反射光を回転レーザ装置１
５１に取付けられた受光手段１５３ａが受光する。この
とき、受光手段１５３ａが受ける光の強さは、図２１に
示すように、扇状ビームを射出する回転角度位置に応じ
て変化する。回転レーザ装置１５２は、回転レーザ装置
１５１の受光手段１５３ａが受光した光の強さが最大に
なる回転角度位置に配置されていると見なすことができ
る。受光手段１５３ａが受光した光の強さが最大になる
回転角度位置をζ＝０とする回転角度位置の信号を射出
するように、回転レーザ装置１５１を構成する。或い
は、回転レーザ装置１５１に発光手段（図示せず）を設
けておき、受光手段１５３ａが受光した光の強さが最大
になったときに、前記発光手段（図示せず）を発光させ
る。前記発光手段が射出した光を受光センサ装置で受光
して、受光センサ装置がζ＝０の回転角度位置を認識す
る。同様の操作を回転レーザ装置１５２についても行う
ことにより、ξ＝０の回転角度位置を定めることができ
る。

【００６３】ステップＦ２の更に別の実施形態として、
まず、回転レーザ装置１５１、１５２を任意の方向を向
けて、距離Ｌ離間させて設置する。次に、受光センサ装
置１５４を回転レーザ装置１５２と同じ位置に設置し、
回転レーザ装置１５１からのレーザ光線Ｓを受光する。
この受光によって測定された回転角度位置をオフセット
角として、測定された回転角度位置から差し引くことに
よって、回転レーザ装置１５１及び１５２を結ぶ基準線
の方向をζ＝０とした回転角度位置を求めることができ
る。同様に、回転レーザ装置１５１の位置に受光センサ
装置１５４を設置して、回転レーザ装置１５２からのレ
ーザ光線Ｓを受光することによりオフセット角を測定す
る。このオフセット角を測定された回転角度位置から差
し引くことにより、基準線の方向をξ＝０とした回転角
度位置を求めることができる。

【００６４】また、別の実施形態では、回転レーザ装置
１５１、１５２各々に受光手段及び発光手段（図示せ
ず）を設けておく。回転レーザ装置１５１が射出する扇
状レーザビームを回転レーザ装置１５２の受光手段が受
光すると、回転レーザ装置１５２の発光手段（図示せ
ず）が全周に亘って光を射出する。受光センサ装置１５
４は、この光を受光した瞬間に回転レーザ装置１５１か
ら送信されてきた回転角度位置のデータを記憶する。次
に、受光センサ装置１５４が回転レーザ装置１５１から
の扇状レーザビームを受光した瞬間に回転レーザ装置１
５１から送信されてきた回転角度位置のデータを記憶す
る。扇状レーザビームを受光した瞬間の回転角度位置の
データから、回転レーザ装置１５２の発光手段（図示せ
ず）からの光を受光した瞬間の回転角度位置のデータを
差し引くことにより、基準線の方向をζ＝０とした回転
角度位置を求めることができる。同様に、回転レーザ装
置１５１と１５２との役割を逆にすることによって、基
準線の方向をξ＝０とした回転角度位置を求めることが
できる。

【００６５】（２）他の実施形態 以上、本発明による位置測定設定システムの第１の実施
形態を説明したが、位置測定設定システムに含まれる回
転レーザ装置、及び受光センサ装置を以下のように実施
することもできる。なお、第１の実施形態と同様の構成
要素については、参照番号の百の位の数字を換えて同様
の番号を付し、説明を省略する。

【００６６】（２．１）回転レーザ装置の他の実施形態 （２．１．１）回折格子をペンタプリズムの下方に設け
た回転レーザ装置 図２２に示すように、回転レーザ装置に含まれる投光器
２０３の回折格子２３４は、ペンタプリズム２０９の下
方に配置しても良い。なお、図面を簡単化するため、図
２２では回転角度位置を送信するためのレーザ光線Ｓの
射出用の光学系を省略している。

【００６７】（２．１．２）異なる偏光を有する扇状レ
ーザビームを射出する回転レーザ装置 次に、図２３を参照して、異なる偏光を有する扇状レー
ザビームを射出する投光器について説明する。本発明の
実施形態による振れ検出装置を含む位置測定設定システ
ムは受光センサ装置が受光した扇状レーザビームの受光
時間間隔ｔから（数式２）を使用して高低角γを求めて
いる。図２４（ａ）に示すように、受光センサ装置が受
光した扇状レーザビームの受光時間間隔が長いときは、
受光時間間隔ｔを正確に求めることができる。しかしな
がら、図２４（ｂ）（ｃ）のように、受光時間間隔ｔが
短くなると、受光した２つの扇状レーザビームを識別す
ることが困難になり、２つの扇状レーザビームの受光時
間間隔ｔを測定するのが難しくなる。そこで、各扇状レ
ーザビームを容易に識別することができるように、扇状
レーザビームに異なる偏光を与える。

【００６８】図２３は、異なる偏光を有する３つの扇状
レーザビームｂ３１、ｂ３２、ｂ３３を射出する投光器
３０３の光学系を表す。なお、図中の各光学素子を通る
レーザ光線の方向は実線の矢印で図示し、レーザ光線の
偏光方向は破線の矢印で模式的に図示されている。

【００６９】レーザ投光器３０３に使用するレーザ光線
投光器３３２にレーザダイオードを用いると、レーザ光
は直線偏光になる。この偏光方向をここではＸ方向と
し、レーザ光の射出される方向をＺ方向とし、ＸＺ平面
に直交する方向をＹ方向とする。レーザ光線投光器３３
２から発せられたレーザ光線は、コリメートレンズ３３
３により平行光に形成され、１／４波長板３４０に入射
する。１／４波長板３４０は、レーザ光線投光器３３２
が射出し、Ｘ方向に直線偏光されたレーザ光が円偏光に
なるような方向に配置される。１／４波長板３４０を通
過したレーザ光は再度１／４波長板３３９を透過して、
図２３に示すような、Ｘ方向と４５゜の角度をなす方向
に直線偏光される。ここで、回転部３０５は回動自在に
保持されているので、１／４波長板３４０と１／４波長
板３３９との相対位置は変化する。しかしながら、１／
４波長板３４０を通過したレーザ光は円偏光であるの
で、再度１／４波長板３３９を透過した後の直線偏光の
偏光方向は、相対位置の変化の影響を受けず、１／４波
長板３３９により決定される。次に、レーザ光は偏光ビ
ームスプリッター３４１を通過する。偏光ビームスプリ
ッター３４１はＹ方向の偏光成分を反射させ、Ｘ方向の
偏光成分を透過させるように構成される。したがって、
１／４波長板３３９によってＸ方向と４５゜の角度をな
す方向に直線偏光されたレーザ光のＹ方向成分は偏光ビ
ームスプリッター３４１によって反射されて９０゜偏向
される。一方、レーザ光のＸ方向成分は偏光ビームスプ
リッター３４１を通過する。

【００７０】偏光ビームスプリッター３４１によって反
射したレーザ光は、再度１／４波長板３３８に入射して
円偏光となり、次にシリンダーミラー３３６により反射
される。シリンダーミラー３３６は、レーザ光が回転部
３０５より射出された際に水平面に対して垂直になるよ
うな方向に配置される。また、１／４波長板３３８とシ
リンダーミラー３３６との間には偏角プリズム３３６ａ
が配置されている。この偏角プリズム３３６ａは中央で
２分割されており、回転部３０５から扇状ビームｂ３
１、ｂ３２が射出された際、それらの扇状ビームのなす
角度が２δになるような透過偏角を有する。シリンダー
ミラー３３６で反射されたレーザ光は、再度偏角プリズ
ム３３６ａ及び１／４波長板３３８を透過し、Ｚ方向の
直線偏光になるため、今度は、偏光ビームスプリッター
３４１を透過することができ、回転部３０５より射出さ
れる。

【００７１】一方、偏光ビームスプリッター３４１を透
過したレーザ光は、同様に再度１／４波長板３３７に入
射して円偏光となり、次にシリンダーミラー３３５によ
って反射される。シリンダーミラー３３５は、扇状レー
ザビームｂ３２が回転部３０５より射出された際に、扇
状レーザビームｂ３２が水平面に対しθの角度になるよ
うな方向に配置される。シリンダーミラー３３５で反射
されたレーザ光は、再度１／４波長板３３７を透過して
Ｙ方向の直線偏光になるため、今度は、入射時に透過し
た偏光ビームスプリッター３４１で反射され、回転部３
０５より射出される。

【００７２】異なる偏光を有する扇状ビームを射出する
回転レーザ装置を使用する場合には、受光センサ装置に
異なる偏光を有する扇状ビームを分離するための光学系
を設ける必要がある。即ち、受光センサ装置１５４の受
光部１５６に、異なる偏光のレーザ光を分離するための
ビームスプリッター（図示せず）を設ける。更に、該ビ
ームスプリッター（図示せず）を透過したレーザ光を受
光するための受光素子（図示せず）と、該ビームスプリ
ッター（図示せず）を反射したレーザ光を受光するため
の受光素子（図示せず）を別々に設ける。この構成によ
り、異なる偏光を有する２つの扇状レーザビームが短い
時間間隔で入射したとしても、２つの扇状レーザビーム
は、夫々別の受光素子（図示せず）によって受光される
ため、それらの受光時間間隔ｔを正確に測定することが
できる。

【００７３】（２．１．３）扇状レーザビームと角度信
号送信用のレーザ光線とを異なる方向に射出する回転レ
ーザ装置 また、３つの扇状ビームと、角度信号送信用のレーザ光
線Ｓは、必ずしも同一方向に射出されるように構成しな
くても良い。即ち、図２５に示すように、扇状ビームｂ
１、ｂ２、ｂ３と、角度信号送信用のレーザ光線Ｓが互
いに干渉しないように、回転レーザ装置４５１が、それ
らの光を異なる方向に射出するように構成しても良い。
この場合には、扇状ビームｂ２を受光した時刻と、レー
ザ光線Ｓを受光した時刻の時間差から角度を算出する。
この構成においては、扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３と、
角度信号送信用のレーザ光線Ｓの発するレーザ光が同じ
色（波長）でも良く、受光センサ装置が備える扇状ビー
ム用の受光部と角度信号受信用の受光部とを兼用にする
ことができる。更に、角度信号送信用のレーザ光線Ｓ
は、扇状ビームｂ１、ｂ２、ｂ３による位置の測定が可
能な範囲をすべてカバーできるような広がり角を有する
ように構成する必要がある。

【００７４】（２．１．４）２つの扇状レーザビームを
射出する回転レーザ装置 今度は、図２６を参照して、２つの扇状レーザビームｂ
５１、ｂ５２を射出する回転レーザ装置５５１について
説明する。図２６に示すように、回転レーザ装置５５１
は、扇状レーザビームｂ５１、ｂ５２を射出ながら点Ｃ
を中心に回転する。図２７に示すように、扇状レーザビ
ームｂ５１は水平面に対して角度ρをなして射出され、
扇状レーザビームｂ５２は水平面に対して角度σをなし
て射出される。更に、扇状レーザビームｂ５１と水平面
が交わる交線と、扇状レーザビームｂ５２と水平面が交
わる交線とのなす角度をνとする。２つ扇状レーザビー
ムｂ５１、ｂ５２はこのような関係を保ちながら回転す
るので、扇状レーザビームｂ５１、ｂ５２は時間差をも
って受光センサ装置を横切る。本実施形態は、この時間
差を基に受光センサ装置の水平面からの高さを測定す
る。

【００７５】次に、図２８を参照して、本実施形態によ
る高低角度γの測定原理を説明する。前述のように、扇
状レーザビームｂ５１、ｂ５２は時間差をもって受光セ
ンサ装置１５４の受光部を横切る。受光センサ装置１５
４の受光部が水平面内の位置Ａにある場合には、受光セ
ンサ装置１５４は図２８（ａ）に示すようなレーザ光を
検出する。これに対して、受光部がＡの鉛直上方Ｂの位
置にある場合には、検出されるファンビームは図２８
（ｂ）に示すようになる。ここで、図２８（ａ）に示す
ように、受光部が点Ａにある場合の２つのファンビーム
の検出時間間隔をｔ_aとし、回転レーザ装置５５１の回
転周期をＴとすると２つビームの検出時間間隔は（数式
１２）で与えられる。

【数１２】

【００７６】又、受光部が任意の高さＢにある場合の検
出時間間隔ｔ_bは、受光部の位置Ｂとファンビームレー
ザ光の射出点Ｃとを結んだ直線と、水平面とのなす角
度、即ち、高低角度∠ＢＣＡ=γに比例するので、γが
大きくなると検出時間間隔ｔ_bが長くなる。従って、Ｂ
における検出時間間隔ｔ_bを測定することにより、高低
角度γを下記の（数式１３）又は（数式１４）から算出
することができる。

【数１３】

【数１４】

【００７７】受光センサ装置１５４に内蔵された演算部
１６６は、２つの扇状レーザビームｂ５１、ｂ５２が受
光センサ装置１５４の受光部を横切る時間間隔ｔ_b及
び、回転レーザ装置５５１の回転周期Ｔから角度γを算
出する。この演算結果を表示部１５７に表示する。この
ように測定された高低角度γを（数式６）に代入するこ
とにより受光センサ装置１５４のＺ座標を求めることが
できる。Ｘ座標、Ｙ座標の測定については前述の第１の
実施形態で説明した測定原理と同様である。また、所望
の高低角γ₀を受光センサ装置に予め入力しておき、そ
の高低角γ₀に対応する受光時間間隔ｔ_b−ｔ_aを計算す
る。受光センサ装置が前記受光時間間隔ｔ_b−ｔ_aで扇状
レーザビームを受光したときに、受光センサ装置にその
旨が表示されるように構成しておくことによって、円錐
基準面を形成することができる。また、受光時間間隔が
ｔ_aのときに表示をするように構成すれば水平面を形成
することができる。

【００７８】ここで、（数式１２）乃至（数式１４）に
は、回転レーザ装置の回転周期Ｔが含まれるため、扇状
レーザビームの回転に回転むらがあると、その回転むら
が高低角度γの測定精度に影響を与える。好ましくは、
これらの実施形態の場合には扇状レーザビームを回転さ
せるモータに回転精度の高いモータを採用する。これに
対して、前記の（数式２）には、回転周期Ｔが含まれな
いため、扇状ビームｂ１を受光してから扇状ビームｂ３
を受光するまでの短い期間において回転むらが存在しな
い限り、測定精度が悪化することはない。従って、回転
レーザ装置の１回転の間に扇状ビームが３回検出される
実施形態の方が、２回検出される実施形態よりも回転む
らによる誤差の影響を受けにくい。

【００７９】（２．１．５）種々の形態の扇状レーザビ
ームを射出する回転レーザ装置 以上、説明した実施形態は、回転レーザ装置が、図３に
示した概略Ｎ字形に配置された３つの扇状レーザビーム
ｂ１、ｂ２、ｂ３を射出するタイプ、及び図２７に示し
た概略Ｖ字形に配置された２つの扇状レーザビームｂ５
１、ｂ５２を射出するタイプであるが、レーザビームの
配置、本数を種々の形態にすることができる。扇状レー
ザビームの配置の仕方を図２９（ａ）乃至（ｒ）に例示
する。これら全ての扇状レーザビームは、図５の回折格
子１３４を適宜変更することによって容易に実現するこ
とができる。

【００８０】図２９（ａ）乃至（ｆ）の扇状レーザビー
ムの場合には、回転レーザ装置が１回転する間に２回扇
状レーザビームを検出する。従って、（数式１２）乃至
（数式１４）、又は、それらを変形した数式を用いて高
低角度γを計算することができる。図２９（ｇ）乃至
（ｐ）の扇状レーザビームの場合には、受光センサ装置
１５４の受光部１５６は、回転レーザ装置が１回転する
間に３回扇状レーザビームを検出する。従って、第１の
実施形態において説明した測定原理によって高低角度γ
を計算することができる。

【００８１】図２９（ｑ）及び（ｒ）の扇状レーザビー
ムの場合には、回転レーザ装置１５１が１回転する間に
４回扇状レーザビームが検出される。従って、検出され
た４つの扇状ビームから任意の３つの扇状ビームを選択
して計算することによって、４通りの高低角度γを計算
することができる。これらの高低角度γを平均化するこ
とによって高低角度γの測定精度を向上させることがで
きる。更に扇状レーザビームの本数を増やすことによっ
て平均をとるデータ数を増やし、測定精度を向上させて
も良い。

【００８２】また、図２９（ｃ）（ｄ）（ｊ）（ｋ）の
扇状レーザビームでは、水平面付近では緩やかな傾斜を
有し、水平面から離れた所で急激な傾斜を有する扇状ビ
ームを含むため、高低角度γの変化に対する受光時間間
隔の変化の割合が、水平面付近と水平面から離れた所と
の間で異なる。これにより、水平面付近の高低角度γの
測定感度を高くすることができる。なお、本明細書で
は、回転レーザ装置が１回転する間にｎ回扇状レーザビ
ームが検出されるような扇状レーザビームの構成態様を
「実質的にｎ本の扇状レーザビーム」と呼ぶことにす
る。

【００８３】（２．１．６）回転角度位置の送信に電波
を使用する回転レーザ装置 今度は、回転角度位置ζ、ξの他の測定原理について説
明する。前述の位置測定設定システムでは、回転角度位
置ζの情報を回転レーザ装置１５１から受光センサ装置
１５４に送信するためにレーザ光線Ｓを使用していた
が、レーザ光線の代りに電波を使用して回転角度位置ζ
の情報を送信しても良い。この場合には、回転レーザ装
置１５１の投光器１０３に含まれる、レーザ光線Ｓを射
出するための光学系を省略する。レーザ光線Ｓ用の光学
系の代りに、回転レーザ装置１５１のケーシング１０１
の中に電波送信機（図示せず）を設け、回転角度位置ζ
の情報を受光センサ装置１５４に送信する。一方、受光
センサ装置１５４には、電波受信機（図示せず）を設
け、回転レーザ装置１５１から送信された回転角度位置
ζの情報を受信する。受光センサ装置１５４に含まれ
る、レーザ光線Ｓを受光するための受光部１５５は省略
する。回転角度位置ζの情報を伝達する原理について
は、送信するための媒体がレーザ光線から電波に変わる
点以外は前述の位置測定設定システムと同様である。

【００８４】（２．１．７）扇状レーザビームと回転角
度位置送信用のレーザ光線とを兼用する回転レーザ装置 扇状レーザビームｂ１、ｂ２、ｂ３の何れかに回転角度
位置の情報を表す変調を加えて、扇状レーザビームと、
回転角度位置を送信するためのレーザ光線Ｓとを兼用に
することもできる。

【００８５】（２．１．８）振れ角を光通信によって送
信する回転レーザ装置 振れ検出装置１９０によって検出された振れ角を、光通
信によって受光センサ装置１５４に送信しても良い。光
通信による振れ角の送信は、光通信による回転角度位置
の送信と全く同様の構成で実現することができる。ま
た、振れ角送信用の光と、回転角度位置送信用の光とを
兼用にしても良い。或いは、扇状レーザビームｂ１、ｂ
２、ｂ３に変調を加えることにより、扇状レーザビーム
を使用して振れ角を送信することもできる。

【００８６】（２．２）受光センサ装置の他の実施形態 （２．２．１）全方向受光可能な受光センサ装置 図３０（ａ）乃至（ｄ）に、全方向受光可能な受光セン
サ装置２５４を図示する。図３０（ａ）に示すように、
全方向受光可能な受光センサ装置２５４は、支柱２８０
と、受光部２５６と、受光センサ制御部２７７とを有す
る。受光部２５６は支柱２８０の上部に取付けられ、受
光センサ制御部２７７は支柱の下部に取付けられる。図
３０（ｂ）は受光部２５６の上面断面図であり、図３０
（ｃ）は側断面図であり、図３０（ｄ）は部分切取り断
面図である。図３０（ｂ）乃至（ｄ）に示すように、受
光部２５６は、集光手段である環状のシリンドリカルフ
レネルレンズ２７６と、環状のファイバーシート２７５
と、環状に配置された複数の受光素子２７３とを有し、
これらは同心円状に配列される。更に、環状に配置され
た受光素子２７３の内側には、受光素子制御部２７４が
設けられる。

【００８７】図３１（ａ）及びその断面である図３１
（ｂ）に示すように、受光センサ制御部２７７は表示部
２５７と、警告部２６１、例えば、ブザーと、入力キー
２６２と、記憶部２６５と、演算部２６６と、回転角度
位置の情報を受信するための電波受信機２７０と、外部
通信部２７８とを有する。更に、受光センサ制御部２７
７は外部通信部２７８を介して外部コンピュータ２７９
と接続することができる。外部コンピュータ２７９によ
ってデータの入力、測定結果の表示、測定結果の後処理
を行うことができる。

【００８８】扇状レーザビームが受光部２５６に照射さ
れると、扇状レーザビームは高低方向に指向性を有する
シリンドリカルフレネルレンズ２７６によって、ファイ
バーシート２７５を介して受光素子２７３に集光され
る。ファイバーシート２７５はシリンドリカルフレネル
レンズ２７６で集光された扇状ビームを水平方向に拡散
するので、受光した扇状ビームが受光素子２７３に一様
に入射する。この構成により、シリンドリカルフレネル
レンズ２７６の指向性以外の外乱光は受光素子２７３に
入射しないため、扇状ビームが入射することによって発
生する入射信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
また、各受光素子２７３は受光素子制御部２７４に並列
に接続され、各受光素子２７３の受光状態を判断して、
扇状ビームが入射されていない受光素子２７３の回路を
遮断することによって入射信号のＳ／Ｎ比を更に向上さ
せる。

【００８９】受光素子２７３は扇状レーザビームを受け
ると、受光信号を受光素子制御部２７４に送る。受光部
２５６に内蔵された受光素子制御部２７４は受光信号を
受光センサ制御部２７７に送る。受光センサ制御部２７
７における信号の処理は、受光センサ装置１５４におけ
る信号の処理と同じである。

【００９０】以上、本発明の好ましい実施形態を説明し
たが、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、特
許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内におい
て、開示した実施形態に種々の変更を加えることができ
る。

【００９１】

【発明の効果】本発明により、回転部と投光器本体部と
の間の振れ角を検出するための振れ検出装置、並びに、
振れ検出装置を含む回転レーザ装置及び位置測定設定シ
ステムが得られた。また、本発明により、振れ検出装置
によって振れ角を検出して、それに基づいて測定される
位置を補正し、又は設定される面を補正する、回転レー
ザ装置及び位置測定設定システムが得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の振れ検出装置を含む位置測
定設定システムの全体構成を表す斜視図である。

【図２】３つの扇状レーザビームの配置を表す斜視図で
ある。

【図３】３つの扇状レーザビームの配置を表す三面図で
ある。

【図４】回転レーザ装置の傾斜機構を表す側断面図であ
る。

【図５】回転レーザ装置に含まれる投光器の側断面図で
ある。

【図６】１本のレーザビームが回折格子によって３つの
扇状レーザビームに成形される様子を示す斜視図であ
る。

【図７】３つの扇状レーザビームと、角度信号を送信す
るためのレーザ光線との位置関係を表す斜視図である。

【図８】本発明の実施形態による振れ検出装置の斜視図
である。

【図９】受光センサ装置の正面図である。

【図１０】受光センサ装置の全断面図である。

【図１１】図９の直線Ｘ−Ｘに沿ってとられた断面図で
ある。

【図１２】受光センサ装置が受光した扇状レーザビーム
の信号を表すグラフである。

【図１３】回転角度位置を送信する信号を表すグラフで
ある。

【図１４】位置測定設定システムによる位置の測定原理
を表す図である。

【図１５】ペンタプリズムに入る入射光と、射出される
射出光との関係を表す図である。

【図１６】入射光がペンタプリズムの入射面に傾斜して
入射した場合に、高低角度の測定値に生じる誤差を表す
三面図である。

【図１７】３つの扇状レーザビームが傾斜して射出され
た場合に、扇状レーザビームの受光時間間隔に生じる誤
差を表す図である。

【図１８】位置測定設定システムによって仮想面を形成
するための作業手順を表すフローチャートである。

【図１９】形成すべき仮想面と水平面との位置関係を表
す斜視図である。

【図２０】回転レーザ装置に設けられた受光手段及び反
射手段を表す部分拡大図である。

【図２１】回転レーザ装置の受光手段が受光する光の強
さと、レーザ光を射出する回転角度位置との関係を表す
グラフである。

【図２２】回転レーザ装置に含まれる投光器の他の構成
を示す断面図である。

【図２３】異なる偏光を有する扇状レーザビームを射出
する投光器の構成を表す斜視図である。

【図２４】受光センサ装置が受光する扇状レーザビーム
を表すグラフである。

【図２５】３つの扇状レーザビームと、角度信号を送信
するためのレーザ光線とを異なる方向に射出する回転レ
ーザ装置の斜視図である。

【図２６】２つの扇状レーザビームを射出する回転レー
ザ装置を表す斜視図である。

【図２７】２つの扇状レーザビームの配置を表す三面図
である。

【図２８】受光センサ装置が受光した扇状レーザビーム
の信号を表すグラフである。

【図２９】扇状レーザビームの他の構成を例示する図で
ある。

【図３０】全方向受光可能な受光センサ装置を表す、正
面図及び部分断面図である。

【図３１】全方向受光可能な受光センサ装置に含まれる
受光センサ制御部の正面図及び断面図である。

【図３２】従来技術の回転レーザ装置の断面図である。

【符号の説明】

ｂ１、ｂ２、ｂ３:扇状レーザビーム Ｓ:回転角度位置送信用レーザ光線 Ｈ:振れ角検出用レーザ光線 １００:位置測定設定システム １０１:ケーシング １０２:凹部 １０３:レーザ投光器 １０４:球面座 １０５:回転部 １０６:走査モータ １０７:駆動ギア １０８:走査ギア １０９:ペンタプリズム １１０:傾斜機構 １１１:傾斜用モータ １１２:傾斜用スクリュー １１３:傾斜ナット １１４:駆動ギア １１５:傾斜用ギア １１６:傾斜用アーム １１７:エンコーダ １１８、１１９:固定傾斜センサ １２０:投光器本体部 １３１:投光窓 １３２:レーザ光線投光器 １３３:コリメートレンズ １３４:回折格子 １４８:ミラー １４９:ダイクロックミラー １５１、１５２:回転レーザ装置 １５３ａ:受光手段 １５３ｂ:反射手段 １５４:受光センサ装置 １５５:受光部 １５６:受光部 １５７:表示部 １５８:固定ノブ １５９:標尺 １６０:目盛 １６１:ブザー １６２:入力キー １６３:指標 １６４:筐体 １６５:記憶部 １６６:演算部 １６７:標尺目盛読取部 １７０:角度信号受信部 １７１:ダイクロックプリズム １７２:角度信号投光器 １７３:受光素子 １９０:振れ検出装置 １９３:発光部 １９４:受光部 １９６、１９７:コンデンサレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA33 AA43 EE00 FF15 FF32 FF49 GG04 GG06 GG16 HH08 JJ16 JJ26 LL10 LL20 LL36 LL37 LL42 MM15 QQ33 UU01 UU02 UU03 UU06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光線を射出するためのレーザ投光
   器の投光器本体部に取付けられた発光部と、 前記レーザ投光器の回転部に取付けられ、前記発光部が
   照射した光を反射するための反射手段と、 前記レーザ投光器の投光器本体部に取付けられ、前記反
   射手段によって反射された光を受光するための受光部
   と、を有し、 前記受光部が受光した、前記反射手段からの反射光の受
   光位置に基づいて、前記投光器本体部に対する前記回転
   部の振れ角を検出することを特徴とする、振れ検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記発光部が照射した光を平行光線にし
   て前記反射手段にあてるための第１のコンデンサレンズ
   と、前記反射手段が反射した光を集光して前記受光部に
   入射させるための第２のコンデンサレンズと、を更に有
   することを特徴とする、請求項１に記載の振れ検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記受光部が、４分割素子、半導体位置
   検出器、又はＣＣＤによって構成されることを特徴とす
   る、請求項１又は請求項２に記載の振れ検出装置。
4. 【請求項４】 投光器本体部と回転部とを含む投光器
   と、前記投光器を内蔵するケーシングと、を有し、前記
   投光器が射出したレーザ光線を回転させながら射出する
   ように構成された回転レーザ装置において、 前記投光器が、請求項１乃至請求項３に記載の振れ検出
   装置を有することを特徴とする、振れ検出装置付き回転
   レーザ装置。
5. 【請求項５】 回転レーザ装置と、前記回転レーザ装置
   が射出したレーザ光を受光するための受光センサ装置
   と、を有し、前記受光センサ装置が受光したレーザ光に
   基づいて位置を測定して位置測定値を求め、又は、前記
   位置測定値をもとに面の設定を行う、位置測定設定シス
   テムにおいて、 前記回転レーザ装置が請求項４に記載の振れ検出装置付
   き回転レーザ装置であり、前記受光センサ装置が、前記
   振れ検出装置が検出した振れ角に基づいて前記位置測定
   値を補正するための演算部を有することを特徴とする、
   振れ検出補正装置付き位置測定設定システム。