JP2019519789A - レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームとを比較するための方法 - Google Patents

Abstract

長手方向配置のレーザー受信機１２に入射する受信ビーム２４と水平位置の回転レーザー装置１１により回転軸２１の周りを進行する回転レーザービーム２２を比較するための方法であって、レーザー受信機１２は評価装置と、長手方向２８及び横断方向２９を有する少なくとも１つの検出フィールド２５とを備える、ことを特徴とする方法。回転レーザー装置１１は軸１５沿いに調整可能な三脚１４に設置され、回転レーザービーム２２が形成する水平レーザー面は三脚１４により軸１５沿いに高さ方向１６に動かされる。検出フィールド２５の長手方向２８において、評価装置は、レーザー受信機１２に対する受信ビーム２４の調整方向を定め、受信ビーム２４の調整方向と三脚１４の高さ方向１６を比較する。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文に述べるレーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームとを比較するための方法、及び請求項１３の前文に述べるかかる方法を実施する装置に関する。

回転レーザー装置は屋内外でのレベリング及びマーキング作業に用いられる。係る作業には、対象とする物の表面に水平方向、垂直方向、若しくは横断方向のレーザーマーキングを表示、又は水平高を示す線、垂直方向線、アライメント及び垂直点を判定及び実証する作業がある。回転レーザー装置は、水平位置及び垂直位置といった様々な装置の位置に配置することができる。その際には、水平位置のみで用いられる水平方向で使用可能な回転レーザー装置と、水平及び垂直位置で用いられ得る水平及び垂直方向で使用可能な回転レーザー装置とを区別する必要がある。

保護アイウェア等の保護手段なしで使用可能な回転レーザー装置では、許容される最大レーザー出力は限定される。屋外でのレベリング及びマーキング作業の際、許容される最大レーザー出力によりレーザービームは見えないか又は視認性が低下することが多い。レーザービームの視認性を改善するには、対象パネル又はレーザー受信機はレーザービームに合わせて保持される。レーザー受信機は、使用者が手持ち機器としてレーザービームに直接合わせて保持するか、伸縮ロッド又はレベリングロッドに取り付けられる。レーザー受信機には高さ測定機能が装備されている。高さ測定機能は、レーザー受信機の検出フィールドでの受信ビームの入射位置を特定し、高さ位置としての受信ビームから検出フィールドのゼロ位置までの距離を示す。高さ測定機能を有する既知のレーザー受信機は、評価装置と、長手方向及び横断方向を有する少なくとも１つの検出フィールドとを備える。レーザー受信機は、回転レーザー装置の装置位置に合わせて、長手方向又は横断方向に向けられる。水平位置にある回転レーザー装置では、検出フィールドの長手方向が重力方向と平行（長手方向配置）に向けられる。垂直位置にある回転レーザー装置では、検出フィールドの横断方向が重力方向と平行（横断方向配置）になる。

レベリング及びマーキング作業の際には、外因性の（外部からの、無関係な）ビーム（Fremdstrahlen）又は回転レーザービームの反射により測定値が不正確になる。レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームとを比較する様々な方法が知られている。レーザー受信機を用いた不正確な測定値の危険性を低減するため、回転レーザー装置の回転レーザービームを変調信号で変調することが知られている。受信ビームが変調信号で変調された場合、レーザー受信機に入射する受信ビームがレーザー受信機の評価装置により評価され、受信ビームが変調信号で変調されている場合には回転レーザービームとして分類される。欠点は、回転レーザービームの反射面からの反射が評価装置により検出されないことである。反射レーザービームも変調信号により変調されているから、レーザー受信機の評価装置により回転レーザービームとして分類されてしまう。

特許文献１は、レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザー装置から発せられる回転レーザービームとを比較するもう１つの既知の方法を開示している。レーザー受信機は、複数の光検出器アレイが長手方向に配置された検出フィールドを備え、その光検出器アレイはそれぞれ、長手方向に配置された複数の光検出器を備える。受信ビームが検出フィールドに入射すると、評価装置は各光検出器アレイの第１及び第２の参照信号を判定する。第１及び第２の参照信号は、受信ビームが捉える光検出器アレイの外部光検出器の振幅を表す。参照信号は評価装置により、足し算、引き算、及び割り算のための処理が、評価のための商が算出されるまでさらに実行される。この商は、予め設定された制限値と比較される。商が制限値より小さい場合、受信ビームはレーザービーム（「レーザー光の細い移動ビーム」）と分類される。商が制限値より大きい場合、受信ビームは外因性のビーム（「光の無指向性パルス」）と分類される。

もう一つの方法は、特許文献２から既知のレーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームを比較するための方法である。レーザー受信機は、複数の光検出器の長手方向に配置された検出フィールドと、もう１つの追加の光検出器とを備える。受信ビームがレーザー受信機に入射すると、評価装置は第１、第２、又は第３の参照信号を特定する。第１の参照信号は受信ビームにより感知される第１の外部光検出器の電気出力を、第２の参照信号は受信ビームにより感知される第２の外部光検出器の電気出力を、第３の参照信号は追加の光検出器の電気出力を表す。第３の参照信号を用いて、受信ビームの評価を実行する。第３の参照信号の振幅が「十分に低い」場合、受信ビームは回転レーザー装置のレーザービームとして分類される。しかし、第３の参照信号の振幅が「十分に高い」場合、レーザービームは外因性のビーム（「無指向性の光パルス」）として分類される。

レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザー装置の回転レーザービームを比較する手順に係る特許文献１及び特許文献２の方法の不利な点は、回転レーザービームの反射面からの反射がレーザー受信機の評価装置により判定されず、誤って回転レーザービームとして分類されることである。反射面からの回転レーザービームの反射によっては参照信号の振幅は変化しないか又は少ししか変化せず、受信ビームの評価基準に影響を与えない。

米国特許第７１１９３１６号明細書 米国特許第７２２４４７３号明細書

本発明の目的は、レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームとを比較するための方法であって、回転レーザービームの反射面からの反射により測定値に不正確さが生じる危険性を低減する方法を提供することである。さらに、本発明の方法はほぼ自動的な実施に適すべきものである。

本発明において、この目的は、独立項１の技術的特徴によりレーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームとを比較する方法、及び独立項１３の技術的特徴により本発明の方法のかかる方法を実施する装置により達成される。さらなる優位性のある技術的特徴は、従属項に記載されている。

本発明において、レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザー装置により回転軸の周りを回転して進行する回転レーザービームとを比較するための方法であって、レーザー受信機は評価装置と、長手方向及び横断方向を有する少なくとも１つの検出フィールドとを備える方法は以下の工程を備える。
回転レーザー装置は、軸に沿って調整可能な三脚に設置され、回転レーザー装置の回転軸及び三脚の軸は重力場の重力方向と本質的に平行に方向付けられる。
レーザー受信機は長手方向配置に設置され、この長手方向配置において、少なくとも１つの検出フィールドの長手方向は重力方向と本質的に平行に向けられ、少なくとも１つの検出フィールドの横断方向は重力方向と本質的に垂直に向けられる。
少なくとも受信ビームがレーザー受信機の少なくとも１つの検出フィールドに入射するまで、回転レーザー装置が軸沿いに高さ方向において三脚で調整される。
評価装置は、少なくとも１つの検出フィールドの長手方向において、レーザー受信機に対する受信ビームの調整方向を特定する。
受信ビームの調整方向は、評価装置により三脚の高さ方向と比較される。

受信ビームと回転レーザービームとを比較するための本発明の方法は、調整可能な三脚の水平位置に配置される回転レーザー装置及び長手方向配置のレーザー受信機に適している。回転レーザー装置の水平位置及びレーザー受信機の長手方向配置は重力場の重力方向に対する構成要素の向きにより定義され、重力方向は地球の重心に向かっている。構成要素の向きについては、以下が適用される。回転レーザー装置の回転軸、三脚の高さ方向、及び検出フィールドの長手方向は重力方向と平行に向けられ、検出フィールドの横断方向は重力方向と垂直に向けられ、回転レーザービームは重力方向と垂直な水平レーザー面を形成する。本発明の方法の技術的範囲内においては、評価装置は、レーザー受信機に対する受信ビームの調整方向を特定し、受信ビームの調整方向と三脚の高さ方向とを比較する。長手方向配置におけるレーザー受信機の傾きは、本発明の方法を実施するうえで重要ではない。レーザー受信機が傾斜していても、レーザー受信機に対する受信ビームの調整方向をレーザー受信機の評価装置により特定し、それを三脚の高さ方向と比較することができる。

評価装置は調整方向で受信ビームを評価し、回転レーザービームと反射された回転レーザービームと回転しない外因性のビームとを区別する。本発明の方法により、回転レーザービームの反射面における反射が検出できるうえ、回転軸の周りを回らない外因性のビームを回転レーザービームと区別することができる。回転しない外因性のビームについては、評価装置はレーザー受信機に対する受信ビームの調整方向を特定することができない。このような受信ビームの調整方向と三脚の高さ方向とを比較することにより、反射面における回転レーザービームの反射を評価装置により検出することができる。三脚は、軸沿いに既知の高さ方向に回転レーザー装置を移動させる。回転レーザービームがレーザー受信機に受信ビームとして入射する場合、反射面における反射後に、受信ビームの調整方向は三脚の既知の高さ方向と反対となる。本発明の方法は、既知の回転レーザー装置、三脚、及びレーザー受信機が方法の実施に適しており、特別な構成要素を必要としないという点で便利である。

第１の時点における少なくとも１つの検出フィールドでの受信ビームの第１の入射位置は評価装置により第１の高さ位置として、後の第２の時点における第２の入射位置は第２の高さ位置として記憶保存され、受信ビームの調整方向は評価装置により第１及び第２の高さ位置から特定される。レーザー受信機の検出フィールドが受信ビームを検出するまで、回転レーザー装置が所定の高さ位置（正の高さ方向又は負の高さ方向）で軸沿いに三脚により調整される。続けて、回転レーザー装置の高さ調節を軸沿いに継続する。回転レーザー装置の高さ調節中に、検出フィールドでの受信ビームの第１及び第２の入射位置は評価装置により特定される。レーザー受信機は長手方向に測定機能を装備しており、測定機能は検出フィールドのゼロ位置に対する垂直レーザー面の位置を測定する。第１の入射位置から検出フィールドのゼロ位置までの距離は第１の高さ位置Ｈ_１と規定する。第２の入射位置から検出フィールドのゼロ位置までの距離は第２の高さ位置Ｈ_２と規定する。受信ビームの調整方向は検出フィールドの長手方向と平行であり、第１及び第２の高さ位置の差（△＝Ｈ_２−Ｈ_１）は受信ビームの調整方向の方向（正方向又は負方向）を定める。

本発明の方法のさらなる工程は、評価装置がレーザー受信機に対する受信ビームの調整方向を第１及び第２の高さ位置から定めることができるか否かに基づく。受信ビームの調整方向に基づき、本発明の方法により、回転しない外因性のビーム及び反射レーザービームを回転レーザービームと区別することができる。

受信ビームがレーザー受信機の評価装置により外因性のビームとして分類されるのは、受信ビームの第１と第２の高さ位置が本質的に一致する場合である。回転レーザー装置の回転レーザービームと異なる如何なるビームも外因性のビームとされる。回転しない外因性のビームにおいて、検出フィールドに受信ビームにより生成される第１及び第２の高さ位置は本質的に一致し、レーザー受信機の評価装置は第１及び第２の高さ位置からレーザー受信機に対する受信ビームの調整方向を特定することができない。

受信ビームの第１の高さ位置と第２の高さ位置が異なる場合、受信ビームの調整方向はレーザー受信機の評価装置により特定される。受信ビームの調整方向が正方向として特定されるのは、第１と第２の高さ位置の差（△＝Ｈ_２−Ｈ_１）がゼロより大きい場合である。受信ビームの調整方向が負方向として特定されるのは、第１と第２の高さ位置の差（△＝Ｈ_２−Ｈ_１）がゼロより小さい場合である。

本発明の方法のさらなる方法工程は、受信ビームの調整方向と三脚の高さ方向が同一方向か、又は反対方向に方向付けられるかに基づく。本発明の方法は、２つの変形態様に分かれている。第１の変形態様においては、受信ビームの調整方向と回転レーザービームの回転方向は同一方向である。第２の変形態様においては、受信ビームの調整方向と回転レーザービームの回転方向は互いに反対方向である。

受信ビームの調整方向と三脚の高さ方向とが同一方向である場合、受信ビームはレーザー受信機の評価装置により回転レーザービームと分類される。回転レーザー装置は回転レーザービームを回転軸の周りの所定の回転方向に進行させ、三脚は回転レーザー装置を三脚の軸に沿って所定の高さ方向に動かす。回転レーザービームが反射面で反射することなくレーザー受信機に受信ビームとして入射する場合、受信ビームの調整方向は三脚の所定の高さ方向と同一方向となる。本発明の方法において、受信ビームの調整方向と高さ方向が同一方向である場合、レーザー受信機の評価装置はこの受信ビームを回転レーザービームと常に分類する。

回転レーザービームの反射が偶数回の場合も、受信ビームの調整方向も三脚の既知の高さ方向と同方向となり、回転レーザービームの反射が偶数回の場合に発せられる受信ビームは誤って回転レーザービームと分類される。回転レーザー装置及びレーザー受信機の実用的な用途において、反射面での回転レーザービームの単純反射は最もよくおこる誤測定の原因である。本発明の方法は誤測定のリスクを低減させるものの、完全に防ぐことはできない。

実務的によく行われるのは、評価装置によりレーザー受信機が測定モードに切り替えられ、この測定モードで受信ビームの高さ位置がレーザー受信機の検出フィールドで特定される。入射受信ビームがレーザー受信機の評価装置により回転レーザービームと分類されると、レーザー受信機は意図した通りに使用することができる。そのために、評価装置のレーザー受信機を測定モードにすることができる。

受信ビームの調整方向と三脚の高さ方向とが互いに反対方向の場合、受信ビームはレーザー受信機の評価装置により反射レーザービームと分類される。回転レーザー装置は回転レーザービームを回転軸の周りの所定の回転方向に回るように進行させ、三脚は回転レーザー装置を三脚の軸に沿って所定の高さ方向に動かす。回転レーザービームがレーザー受信機に受信ビームとして入射する場合、受信ビームの調整方向は反射面での反射後には三脚の所定の高さ方向と反対となる。本発明の方法において、受信ビームの調整方向と三脚の高さ方向が互いに反対方向の場合、レーザー受信機の評価装置は受信ビームを反射レーザービームと常に分類する。

回転レーザービームの反射が奇数回の場合も、受信ビームの調整方向も三脚の所定の高さ方向とは反対方向になり、回転レーザービームの反射が奇数回の場合の受信ビームは評価装置により正しく反射レーザービームと分類される。

本発明の方法において、回転レーザービームを発する水平レーザー面は三脚により調整される。レーザー受信機の評価装置は水平レーザー面の調整方向を特定し、調整方向と三脚の高さ方向を比較する。よって、調整方向がレーザー受信機の位置に基づき、レーザー受信機を挟んで反対位置の調整方向は互いに反対方向であるということは重要である。レーザー受信機の回転レーザー装置に対する位置は、回転レーザービームにより特定できる。

さらに好ましい方法の第１の態様において、回転レーザービームは、３６０°未満の角度φを有する水平レーザー面を形成する。この限定された水平レーザー面は、回転レーザー装置の回転モード又はスキャンモードで形成することができる。回転モードでレーザービームは繰り返し回転軸の周りを３６０°同じ回転方向に回転して進行し、スキャンモードでレーザービームは回転軸の周りを制限された角度で交互の回転方向に前進及び後進する。

本発明の方法の第１の変形態様において、回転レーザービームは回転軸の周りの３６０°を回る回転方向に進行し、レーザービームは角度（φ）内にあるときスイッチが入り、角度（φ）外ではスイッチが切れる。第１の変形態様は、回転モードを有する回転レーザー装置に適している。

第２の変形態様では、回転レーザービームが角度φ内で回転軸の周りを交互の回転方向に前進及び後進する。第２の変形態様は、スキャンモードを有する回転レーザー装置に適している。

さらに好ましい方法の第２の態様において、回転レーザービームは回転軸の周りの３６０°を回る回転方向に進行し、そしてこの３６０°の角度は第１及び第２の角度範囲に再分割され、回転レーザービームはこれら第１及び第２の角度範囲で１つの又は複数のビーム特性により区別される。本発明の方法の技術的範囲内で、レーザー受信機の評価装置は入射受信ビームを分析する。第１及び第２の角度範囲で異なる回転レーザービームのビーム特性に基づき、評価装置は、レーザー受信機の検出フィールドが受信ビームに入射される角度範囲を特定することができる。

回転レーザービームは変調信号を用いて変調され、第１の変調信号は第１の角度範囲で用いられ、第１の変調信号と異なる第２の変調信号は第２の角度範囲で用いられることが好ましい。これらの第１と第２の変調信号は、振幅、形状、及び／又は変調周波数において互いに異なる。本発明の方法の技術的範囲内で、レーザー受信機の評価装置は入射受信ビームを分析し、受信ビームを変調した変調信号を特定することができる。変調信号により、評価装置は、レーザー受信機の検出フィールドが受信ビームに入射された角度範囲を特定することができる。

本発明においては、レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームとを比較するための方法を実施するための装置が提供される。この装置は、回転軸の周りの回転方向を回転するレーザービームを発し、三脚に配置される回転レーザー装置と、評価装置及び少なくとも１つの検出フィールドとを有するレーザー受信機と、を備える。回転レーザー装置は調節可能な三脚に水平位置に配置され、レーザー受信機は長手方向配置に向けられる。構成要素については、以下のようである。回転レーザー装置の回転軸、三脚の高さ方向、及び検出フィールドの長手方向は重力方向と平行に方向付けられ、検出フィールドの横断方向は重力方向と垂直に向けられ、回転レーザービームは重力方向と垂直な水平レーザー面を形成する。

特に好ましい形態では、レーザー受信機は、重力方向に対するレーザー受信機の傾斜を計測する傾斜センサを有する。この傾斜センサは、レーザー受信機の向きを明確に特定するために使用され得る。本発明の方法を実施する際、レーザー受信機は長手方向配置に設けられ、ここで長手方向配置の検出フィールドの長手方向は重力方向と平行であり、長手方向配置の検出フィールドの横断方向は重力方向と垂直である。検出フィールドの長手方向と重力方向は、同一方向又は互いに反対方向とに向けられ得る。傾斜センサにより、「同じ向き」と「反対向き」という２つの向きを互いに区別することができる。

特に好ましい形態では、三脚とレーザー受信機は通信接続により接続することができ、レーザー受信機の評価装置と三脚の制御装置との間の通信が実現する。本発明の方法を実施する際、レーザー受信機の評価装置は、第１及び第２の高さ位置から、レーザー受信機に対する受信ビームの調整方向を特定し、受信ビームの調整方向と三脚の高さ方向とを比較する。三脚の高さ方向は通信接続経由でレーザー受信機の評価装置に送信することができるので、本発明の方法は自動的に実施することができ得る。

以下で本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。図面は、実施例を縮小して記載することを意図したものではなく、説明のために概略的及び／又は若干の変更を加えて描かれている。本発明の要旨から逸脱することがなければ、実施例の形態及び詳細に様々な変更を加えることができる。本発明の要旨は以下で示され及び記載された好ましい実施例のそのままの形態又は詳細に限定されることはなく、又は請求項に記載された技術的特徴と比較して限定されていることもあり得る主題に限定されることもない。提示されている測定範囲内について、記載されている制限内の値は、制限値として開示されたものであり、任意に使用しても記載してもよい。簡潔にするため、同じ参照番号が同一若しくは類似の要素又は同一若しくは類似の機能に付与されている。

回転レーザー装置と、レーザー受信機とを有する装置を示す図である。 回転レーザー装置は水平位置に方向付けられ、レーザー受信機は長手方向に方向付けられている、図１の回転レーザー装置及びレーザー受信機を示す三次元図である。 レーザー受信機の構造及び回転レーザー装置との相互作用を示す構成図である。 レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザー装置の回転レーザービームを比較する本発明の方法を実施するための図１の装置を示す図である。 回転レーザー装置の回転レーザービームがレーザー受信機の検出フィールドに形成する第１及び第２の入射位置を示す図である。 回転レーザー装置の回転レーザービームが、反射面での反射後に、レーザー受信機の検出フィールドに形成する第１及び第２の入射位置を示す図である。 非回転式外因性のビームとして指定される受信ビームがレーザー受信機の検出フィールドに形成する第１及び第２の入射位置を示す図である。

図１は回転レーザー装置１１と通信接続１３経由で接続可能なレーザー受信機１２とを有する装置１０を示す。この通信接続１３は、ワイヤレス又は有線の通信接続として構成される。回転レーザー装置１１は回転レーザー装置１１の水平方向での応用技術のために水平位置に配置され、レーザー受信機１２は長手方向配置となる。装置１０は、レーザー受信機１２に入射する受信ビームと回転レーザー装置１１の回転レーザービームとを比較するための本発明の方法を実施するために配置される。

回転レーザー装置１１は、モーター駆動の三脚に設置される。この三脚は、高さ方向１６の軸１５沿いに回転レーザー１４の自動的な高さ調節を可能とする。さらに、回転プラットフォーム１７を設けてもよい。この回転プラットフォーム１７は、回転レーザー装置１１の回転プラットフォーム１７の回転軸１８の周りの自動角度調節を可能にする。回転プラットフォーム１７は、三脚１４又は回転レーザー装置１１に組み込んでも、又は三脚１４に設けられる別部品として構成してもよい。回転レーザー装置１１は水平方向又は垂直方向に使用可能な回転レーザー装置であって、回転レーザー装置１１の回転軸２１の周りを回転するレーザービーム２２を発する回転レーザー装置として構成される。回転レーザービーム２２は回転軸２１の周りを回転方向２３に回転し、回転レーザー装置１１の回転軸２１に垂直なレーザー面を形成する。

レーザー受信機１２には高さ測定機能が装備されている。この高さ測定機能は、レーザー受信機１２の検出フィールド２５における受信ビーム２４の入射位置を特定し、受信ビーム２４から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離を高さ位置として示す。レーザー受信機１２の向きは、検出フィールド２５及び重力場の重力方向２７により特定される。レーザー受信機１２の検出フィールド２５は、長手方向２８が検出高さであり、横断方向２９が検出幅である。長手方向２８はレーザー受信機１２の測定方向に対応し、横断方向２９は長手方向２５に直角に向けられている。長手方向配置とはレーザー受信機１２の向きを指し、検出フィールド２５の長手方向２８が重力方向２７と平行で、検出フィールド２５の横断方向２９が重力方向２７と直角である。横断方向構成とはレーザー受信機１２の向きを指し、検出フィールド２５の長手方向２８が重力方向２７と直角に向き、検出フィールド２５の横断方向２９が重力方向２７と平行に向く。

図２は、図１の回転レーザー装置１１及びレーザー受信機１２を示す三次元図であり、回転レーザー装置１１及びレーザー受信機１２は、水平位置又は長手方向配置で本発明の方法を実施するように方向付けられている。

回転レーザー装置１１は、装置ハウジング３１と、装置ハウジング３１に配置された測定装置とを備える。この装置ハウジング３１は、基礎ハウジング３２と、回転ヘッド３３と、複数のハンドル３４とから成る。回転レーザー装置１１は操作装置３５により操作される。この操作装置３５は基礎ハウジング３２に組み込まれ、外部から操作が可能である。基礎ハウジング３２に組み込まれた操作装置３５の他に、遠隔操作装置３６を設置してもよい。遠隔操作装置３６は、通信接続経由で回転レーザー装置１１に接続することができる。基礎ハウジング２１内で回転レーザー装置１１の測定装置はレーザービームを生成し、レーザービームは回転軸１８の周りを回転する偏向レンズ３７に入射する。レーザービームは偏向レンズ３７により９０°偏向され、レーザー面に相当する回転レーザー装置１１の回転レーザービーム２２を形成する。回転レーザー装置１１の水平位置において、回転レーザービーム２２は水平レーザー面３８を形成する。

レーザー受信機１２は、受信器ハウジング４１と、操作装置４２と、光学ディスプレイ４３と、スピーカー４４と、検出フィールド２５とを備える。検出フィールド２５は、長手方向２８が検出高さＨ_Ｄであり、横断方向２９が検出幅Ｂ_Ｄである。操作装置４２、光学ディスプレイ４３、スピーカー４４、及び検出フィールド２４は、レーザー受信機１２の受信器ハウジング４１に組み込まれている。使用者は、光学ディスプレイ４３を見てレーザー受信機１２に関する情報を読むことができる。この情報には、例えば、レーザー受信機１２の充電状態、通信接続１３から回転レーザー装置１１への情報、及びスピーカー４４の設定音量が含まれる。さらに、受信ビーム２４からレーザー受信機１２のゼロ位置２６までの距離は視覚的に数値で表すことができる。光学ディスプレイ４３の視覚的表示に代わるもの又は追加として、受信ビーム２４からの距離はスピーカー４４を通じて伝えることができる。検出フィールド２５のゼロ位置２６は、ノッチ４５により受信器ハウジング４２に示すことができる。

図３は、レーザー受信機１２の構造の詳細及びレーザー受信機１２と回転レーザー装置１１の相互作用を示す構成図である。レーザー受信機１２と回転レーザー装置１１の通信は、通信接続１３経由で行うことができる。この通信接続１３は、レーザー受信機１２の第１の送受信装置４６を回転レーザー装置１１の第２の送受信装置４７に接続する。第１及び第２の送受信装置４６、４７は、例えば、ワイヤレスモジュールとして構成される。レーザー受信機１２と回転レーザー装置１１の通信は、無線接続として構成される通信接続１３経由で行われる。

検出フィールド２５、光学ディスプレイ４３、及びスピーカー４４は、受信器ハウジング４１内に設けられる評価装置４８に接続される。この評価装置４８は、レーザー受信機１２を制御するための制御部４９に接続されている。評価装置４８及び制御装置４９は、例えば、マイクロコントローラーとして構成される監視装置５１に組み込まれる。レーザー受信機１２は傾斜センサ５２をさらに備えてもよい。この傾斜センサ５２は、受信器ハウジング４１内に設置され、制御装置４１に接続される。この傾斜センサ５２を用いて、重力場の重力方向２７に対するレーザー受信機１２の傾斜を計測することができる。傾斜センサ５２は、例えば、１つの２軸加速度センサ又は２つの１軸加速度センサを備え得る。

図４は、受信ビーム２４と回転レーザービーム２２を比較するための本発明の方法を実施する装置１０を示す。回転レーザー装置１１は水平位置で三脚１４に設置され、レーザー受信機１２は長手方向配置に方向付けられている。重力方向２７に対する装置１０の要素１１、１２、１４の向きは以下のようである。すなわち回転レーザー装置１１の回転軸２１、三脚１４の高さ方向１６、及び検出フィールド２５の長手方向２８は重力方向２７と平行に向けられ、検出フィールド２５の横断方向２９は重力方向２７と垂直に向けられる。回転レーザービーム２２は、重力方向２７と垂直な水平レーザー面３８を形成する。

レーザー受信機１２の検出フィールド２５が受信ビームを検出するまで、回転レーザー装置１１が三脚１４により既知の高さ方向（高さ方向１６又は高さ方向１６と反対）で軸１５沿いに調整される。次に回転レーザー装置１１の高さ調節は、軸１５沿いに継続される。回転レーザー装置１１の高さ調節中、検出フィールド２５での受信ビーム２４の入射位置は、様々な時点において評価装置４８により特定される。

第１の時点ｔ_１において、評価装置４８は、検出フィールド２５における受信ビーム２４の入射位置を第１の入射位置６１として特定し、第１の入射位置６１から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離を第１の高さ位置Ｈ_１として記憶保存する。後の時点ｔ_２において、評価装置４８は、検出フィールド２５での受信ビーム２４の入射位置を第２の入射位置６２として特定し、第２の入射位置６２から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離を第２の高さ位置Ｈ_２として記憶保存する。評価装置４８は、第１及び第２の高さ位置Ｈ_１、Ｈ_２から、レーザー受信機１２に対する受信ビーム２４の調整方向６３を判定する。

図５は、第１及び第２の入射位置６１、６２を示す。回転レーザー装置２１の回転レーザービーム２２は、レーザー受信機１２の検出フィールド２５に第１及び第２の入射位置６１、６２を形成する。レーザー受信機１２は長手方向配置に向けられ、検出フィールド２５の長手方向２８は重力方向２７と平行である。第１の入射位置６１から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離は第１の距離Ｈ_１、第２の入射位置６２から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離は第２の距離Ｈ_２である。受信ビーム２４の調整方向６３は、検出フィールド２５の長手方向２８と平行である。

レーザー受信機１２の評価装置４８は、第１及び第２の高さ位置Ｈ_１、Ｈ_２から、レーザー受信機１２に対する受信ビーム２４の調整方向６３を定め、受信ビーム２４の調整方向６３と三脚１４の高さ方向１６を比較する。受信ビーム２４の調整方向６３と三脚１４の高さ方向１６は同じ方向に揃っているので、受信ビーム２４はレーザー受信機１２の評価装置４８により回転レーザービーム２２と分類される。

図６は第１及び第２の入射位置７１、７２を示す。回転レーザービーム２２は、反射面における単純な反射の後に、レーザー受信機１２の検出フィールド２５に第１及び第２の入射位置７１、７２を形成する。第１の入射位置７１から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離は第１の距離、第２の入射位置７２から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離は第２の距離であり、第１の距離を第１の高さ位置Ｈ_１、第２の距離を第２の高さ位置Ｈ_２とする。

第１及び第２の高さ位置Ｈ_１、Ｈ_２から、レーザー受信機１２の評価装置４８は、レーザー受信機１２に対する受信ビーム２４の調整方向７３を定め、受信ビーム２４の調整方向７３と三脚１４の高さ方向１６Ａとを比較する。受信ビーム２４の調整方向７３と三脚１４の正の高さ方向１６Ａはお互いに反対であるため、受信ビーム２４はレーザー受信機１２の評価装置４８により反射レーザービームと分類される。

回転レーザービーム２２が反射面で一度反射することにより、検出フィールド２５での受信ビームの調整方向が反転する。この調整方向の反転を用いて、反射面に反射する回転レーザービームと回転レーザービームを区別する。

図７は、第１及び第２の入射位置８１、８２を示す。回転しない外因性の（外部からの）ビームとしての受信ビーム２４が、レーザー受信機１２の検出フィールド２５に第１及び第２の入射位置８１、８２を形成する。第１の入射位置８１から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離は第１の距離、第２の入射位置８２から検出フィールド２５のゼロ位置２６までの距離は第２の距離であり、第１の距離を第１の高さ位置Ｈ_１、第２の距離を第２の高さ位置Ｈ_２とする。

レーザー受信機１２の評価装置４８は、第１と第２の高さ位置Ｈ_１、Ｈ_２の差を特定する。第１の入射位置８１は本質的に第２の入射位置８２に一致し、第１と第２の高さ位置Ｈ_１、Ｈ_２の差はゼロである。差がゼロの場合、レーザー受信機１２の評価装置４８は、レーザー受信機１２に対する受信ビーム２４の調整方向を判定することができない。受信ビーム２４が回転しない外因性のビームとして生成されているため、回転レーザー装置１１の軸１５沿いの調整は、検出フィールド２５上の受信ビーム２４の入射位置に影響しない。

本発明の方法を実施する際、回転レーザー装置１１は水平位置に設置され、レーザー受信機１２は長手方向配置に向けられる。回転レーザービーム２２により形成される水平レーザー面３８は、三脚１４により軸１５沿いに調整される。レーザー受信機１２の評価装置４８は調整方向を定め、調整方向と三脚１４の高さ方向１６とを比較する。よって、調整方向はレーザー受信機１２の位置に基づき、レーザー受信機１２を挟んで反対位置の調整方向はお互いに反対方向であるということが分かる。レーザー受信機１２の回転レーザー装置１１に対する位置は、回転レーザービーム２２により特定してよい。

回転レーザービームは、角度φが３６０°度未満の垂直レーザー面を形成する。角度φとしては１８０°未満の角度が特に適している。回転レーザー装置１１は、ゼロ角度と規定される回転角度で回転軸２１の周りの回転を始める。ゼロ角度を起点に、０°から＋１８０°の正角度範囲及び０°から−１８０°の負角度範囲が特定され得る。

それに代わり、回転レーザービームは回転軸２１の周りを３６０°回転する回転方向に進行し、３６０°の角度が第１と第２の角度範囲に再分割される。例えば、０°から＋１８０°の正角度範囲を第１の角度範囲、そして０°から−１８０°の負角度範囲を第２の角度範囲と指定することができる。第１と第２の角度範囲を区別するために、回転レーザービームは第１及び第２の角度範囲に少なくとも１つの異なるビーム特性を有する。第１及び第２の角度範囲で回転レーザービーム２２が区別され得るビーム特性に基づき、レーザー受信機１２の評価装置４８は、レーザー受信機１２の検出フィールド２５に入射した受信ビーム２４の角度範囲を定めることができる。

変調信号は、例えば、第１と第２の角度範囲の区別に用いることができるビーム特性として適している。第１の変調信号は第１の角度範囲で用いられ、第１の変調信号と異なる第２の変調信号は第２の角度範囲で用いられる。第１と第２の変調信号は、振幅、形状、及び／又は変調周波数において互いに異なっている。本発明の方法の範囲内で、レーザー受信機１２の評価装置４８は入射する受信ビーム２４を分析し、受信ビーム２４を変調した変調信号を特定することができる。この変調信号に基づき、評価装置４８は、レーザー受信機１２の検出フィールド２５が受信ビーム２４に入射した角度範囲を特定することができる。

Claims (15)

1. レーザー受信機（１２）に入射する受信ビーム（２４）と回転レーザー装置（１１）により回転軸（２１）の周りを回転して進行する回転レーザービーム（２２）とを比較するための方法であって、前記レーザー受信機（１２）は評価装置（４８）と、長手方向（２８）及び横断方向（２９）を有する少なくとも１つの検出フィールド（２５）とを備え、
   前記回転レーザー装置（１１）は、軸（１５）に沿って調整可能な三脚に設置され、前記回転レーザー装置（１１）の前記回転軸（２１）及び前記三脚の前記軸（１５）は重力場の重力方向（２７）と平行に向けられる工程と、
   前記レーザー受信機（１２）は長手方向配置に向けられ、前記長手方向配置において、前記少なくとも１つの検出フィールド（２５）の前記長手方向（２）は前記重力方向（２７）と平行に向けられ、前記少なくとも１つの検出フィールド（２５）の前記横断方向（２９）は前記重力方向（２７）と垂直に向けられる工程と、
   少なくとも前記受信ビーム（２４）が前記レーザー受信機（１２）の少なくとも１つの検出フィールド（２５）に入射するまで、前記回転レーザー装置（１１）が前記軸（１５）沿いに高さ方向（１６）において前記三脚（１４）で調整される工程と、
   前記評価装置（４８）は、前記少なくとも１つの検出フィールド（２５）の前記長手方向（２８）において、前記レーザー受信機（１２）に対する前記受信ビーム（２４）の調整方向（６３、７３）を特定する工程と、
   前記受信ビーム（２４）の前記調整方向（６３、７３）は、前記評価装置（４８）により前記三脚（１４）の前記高さ方向（１６）と比較される工程と
   を備える、ことを特徴とする方法。
2. 前記少なくとも１つの検出フィールド（２５）における、第１の時点（ｔ_１）における前記受信ビーム（２４）の第１の入射位置（６１、７１、８１）は第１の高さ位置（Ｈ_１）として、後の時点（ｔ_２）における第２の入射位置（６２、７２、８２）は第２の高さ位置（Ｈ_２）として前記評価装置（４８）により記憶保存され、前記受信ビーム（２４）の前記調整方向（６３、７３）は前記評価装置（４８）により前記第１及び第２の高さ位置（Ｈ_１、Ｈ_２）から判定される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記受信ビーム（２４）の前記第１及び第２の高さ位置（Ｈ_１、Ｈ_２）が一致する場合、前記受信ビーム（２４）は前記評価装置（４８）により外因性のビームとして分類される、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記受信ビーム（２４）の第１及び第２の高さ位置（Ｈ_１、Ｈ_２）が異なる場合、前記受信ビーム（２４）の前記調整方向は前記評価装置（４８）により判定される、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記受信ビーム（２４）の前記調整方向（６３）と前記三脚（１４）の前記高さ方向（１６）とが同じ方向に向けられる場合、前記受信ビーム（２４）は前記評価装置（４８）により回転レーザービーム（２２）として分類される、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記レーザー受信機（１２）は前記評価装置（４８）により測定モードに切り替わり、前記受信ビーム（２４）の位置は前記測定モードで特定される、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記受信ビーム（２４）の前記調整方向（７３）と前記三脚（１４）の前記高さ方向（１６）とが反対方向となる場合、前記受信ビーム（２４）が前記評価装置（４８）により反射レーザービームとして分類される、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
8. 前記回転レーザービーム（２２）は水平レーザー面（３８）を形成し、その角度（φ）は３６０°未満である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記回転レーザービーム（２２）は前記回転軸（２１）の周りを３６０°回転する方向（２３）に進行し、前記回転レーザービーム（２２）は前記角度（φ）内でスイッチが入り、前記角度（φ）外でスイッチが切れる、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記回転レーザービーム（２２）は、前記角度（φ）内で前記回転軸（２１）の周りを交互の回転方向（２３）に前進及び後進する、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記回転レーザービーム（２２）は前記回転軸（２１）の周りを３６０°回る回転方向（２３）に回転して進行し、前記３６０°の角度は第１及び第２の角度範囲に再分割され、前記第１及び第２の角度範囲の前記回転レーザービーム（２２）は１つ又は複数のビーム特性により区別され得る、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記回転レーザービーム（２２）は変調信号を用いて変調され、前記第１の角度範囲では第１の変調信号が、前記第２の角度範囲では前記第１の変調信号とは異なる第２の変調信号が用いられる、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 回転方向（２３）に回転軸（２１）の周りを回転するレーザービーム（２２）を発し、軸（１５）沿いに調整が可能な三脚（１４）に設置された回転レーザー装置（１１）と、評価装置（４８）と少なくとも１つの検出フィールド（２５）とを有するレーザー受信機（１２）とを備えた、請求項１乃至１２の何れか１つに記載の方法を実施するための装置（１０）。
14. 前記レーザー受信機（１２）は、前記重力方向（２７）に対する前記レーザー受信機（１２）の傾斜を計測する傾斜センサ（５２）を有する、ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記三脚（１４）と前記レーザー受信機（１２）が通信できるように通信接続により接続され、前記レーザー受信機（１２）の前記評価装置（４８）と前記三脚（１４）の監視装置との間で通信が行われる、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
    
    

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