JP2676420B2 - Projection optical system of visible laser light in surveying machinery - Google Patents

Projection optical system of visible laser light in surveying machinery

Info

Publication number
JP2676420B2
JP2676420B2 JP2113694A JP11369490A JP2676420B2 JP 2676420 B2 JP2676420 B2 JP 2676420B2 JP 2113694 A JP2113694 A JP 2113694A JP 11369490 A JP11369490 A JP 11369490A JP 2676420 B2 JP2676420 B2 JP 2676420B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
distance
projection
optical system
visible
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2113694A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH049707A (en
Inventor
仙之 戸賀
Original Assignee
旭精密株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 旭精密株式会社 filed Critical 旭精密株式会社
Priority to JP2113694A priority Critical patent/JP2676420B2/en
Publication of JPH049707A publication Critical patent/JPH049707A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2676420B2 publication Critical patent/JP2676420B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工事測量等に用いる、可視レーザー光を目標
上に投射して基準位置を求める測量機械における可視レ
ーザー光の投射光学系の構成に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention relates to a configuration of a visible laser light projection optical system in a surveying machine used for construction surveying or the like to project a visible laser light onto a target to obtain a reference position. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、視認可能なレーザー光を目標上に投射する測量
機械においては、HeNeガスレーザーを使用し、レーザー
発振管より射出するレーザー光を鏡筒部を通して目標に
投射して、測量点を定めていた。そして、この場合、He
Neガスレーザーの発振管は大型であることから、一般に
は発振管を鏡筒部の外部に設け、光学系によりレーザー
ビームを鏡筒内に導いて、鏡筒よりレーザー光を投射し
ていた。
Conventionally, in a surveying machine that projects a visible laser beam onto a target, a HeNe gas laser was used, and the laser beam emitted from a laser oscillation tube was projected onto the target through a lens barrel section to determine the survey point. . And in this case, He
Since the oscillation tube of the Ne gas laser is large, the oscillation tube is generally provided outside the lens barrel, a laser beam is guided into the lens barrel by an optical system, and laser light is projected from the lens barrel.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記した従来のレーザー光を目標上に投射する測量機
械における第一の問題点は、発振管が大型であることか
ら機械全体が大型になり、機械の取扱いや操作が不便且
つ困難であることにある。
The first problem in the above-described conventional surveying machine that projects a laser beam onto a target is that the size of the oscillation tube is large and the size of the entire machine is large, which makes handling and operation of the machine inconvenient and difficult. is there.

また、HeNeガスレーザーは、その発振に1200V程度の
高電圧を必要とすることから、一般にAC電源(電灯線)
を使用する必要があるのみならず、パワーユニット(昇
圧器)を併用しなければならないので、更に機械の取扱
いを不便なものにする問題があった。
In addition, the HeNe gas laser requires a high voltage of about 1200 V for its oscillation.
Not only is it necessary to use a power unit (booster), but there is also the problem that the handling of the machine becomes more inconvenient.

また更に、前述の如く、外部に設けた発振管から光学
系によりレーザービームを鏡筒部内に導く必要があるた
め、光学系の構造が複雑で高価となるのみならず、レー
ザー光の投射方向に誤差が生じる問題が往々にしてあっ
た。
Further, as described above, since it is necessary to guide the laser beam into the lens barrel by the optical system from the oscillation tube provided outside, not only the structure of the optical system becomes complicated and expensive, but also the projection direction of the laser light is increased. There was often the problem of errors.

そこで本願の特許出願人は、平成元年(1989年)3月
24日付出願の平成1年特許願第73446号(特開平2−251
718号)によって、レーザー光を鏡筒部より投射する測
量機械において、可視光線を発光する可視光レーザーダ
イオードを使用し、該レーザーダイオードを駆動させる
ための駆動回路と、電源となるバッテリー等を、鏡筒部
に一体に組込むことができる測量機械を提供し、機械を
大型にすることなく、視認可能なレーザー光を目標に向
けて投射することができ、且つ、可視光レーザーの発光
に係わるすべての要素が一体的に鏡筒部に組込み可能に
し、電源コードの引回しや別個のパワーユニットの取扱
いを不要にすることができ、取扱い操作が簡便で安価な
視認可能なレーザー光を目標上に投射することができる
測量機械を提供するものであるが、この場合、次の2点
の問題がある。
Therefore, the applicant for the patent of the present application is March 1989.
Heisei 1 Patent Application No. 73446 filed on the 24th (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-251
No. 718), in a surveying machine that projects a laser beam from a lens barrel, a visible light laser diode that emits visible light is used, and a driving circuit for driving the laser diode, a battery as a power source, etc. Providing a surveying machine that can be integrated into a lens barrel, projecting visible laser light toward a target without increasing the size of the machine Elements can be integrated into the lens barrel, eliminating the need to run the power cord or handling a separate power unit, and the operation is simple and inexpensive, and a visible laser beam is projected onto the target. However, in this case, there are the following two problems.

第1の問題点は第6図に示してある。 The first problem is shown in FIG.

即ち、第6図は、可視光レーザーダイオード1から放
射するレーザー光を、投射レンズ5により平行ビームと
して投射する構成において、測量機械の裾付け誤差等に
よる鏡筒部の僅かな傾きに対し、投射する可視レーザー
光の方向を一定に維持することができるコンペンセータ
ー4を配置するために、投射レンズ5と可視光レーザー
ダイオード1との間隔Cを充分に確保した例であるが、
この場合、可視光レーザーダイオード1から放射するレ
ーザー光は、約12゜から30゜の開き角度をもって投射レ
ンズ5に到達するために、かなり大きなビーム径Eとな
って投射レンズ5により放射され、該ビームの単位面積
当たりの照度が低下してしまうために、ビームを視認で
きなくなるという問題が生じる。
That is, FIG. 6 shows a structure in which the laser light emitted from the visible light laser diode 1 is projected as a parallel beam by the projection lens 5 and is projected against a slight inclination of the lens barrel portion due to a bottoming error of the surveying machine. In this example, a sufficient distance C between the projection lens 5 and the visible light laser diode 1 is secured in order to arrange the compensator 4 capable of maintaining the direction of visible laser light to be constant.
In this case, the laser light emitted from the visible light laser diode 1 reaches the projection lens 5 with an opening angle of about 12 ° to 30 °, so that the beam diameter E becomes considerably large and is emitted by the projection lens 5. Since the illuminance per unit area of the beam is reduced, the beam cannot be visually recognized.

勿論、投射レンズ5を矢印方向に移動させ、レーザー
光を目標において集光させればビームの単位面積当たり
照度が上昇し、視認可能となるが、レーザー光の集光作
業はレーザー光の状態を見ながら行うので、当初のビー
ムが視認できないということは、ビームがどこにあるか
も判断できないので、その集光作業自体に困難が伴う。
Of course, if the projection lens 5 is moved in the direction of the arrow and the laser light is focused on the target, the illuminance per unit area of the beam rises and it becomes visible, but the laser light focusing operation is performed by changing the state of the laser light. Since it is performed while looking, the fact that the original beam cannot be visually recognized makes it difficult to condense the beam itself because it cannot be determined where the beam is.

第2の問題点は、第7図に示してある。 The second problem is shown in FIG.

即ち、前記の問題点を解消するために、第7図に示す
ように、投射レンズ6の焦点距離をごく短くし、投射レ
ンズ6と可視光レーザーダイオード1との間隔を短くす
れば、投射レンズ6から放射されるビーム径Fが小さく
なり、ビームの単位面積当たりの照度が増して視認が可
能となるが、その反面、前記したコンペンセーター4を
配置することが不可能となってしまう。
That is, in order to solve the above-mentioned problems, as shown in FIG. 7, if the focal length of the projection lens 6 is made very short and the distance between the projection lens 6 and the visible light laser diode 1 is shortened, the projection lens 6 The beam diameter F radiated from 6 is reduced, and the illuminance per unit area of the beam is increased to enable visual recognition, but on the other hand, it becomes impossible to dispose the compensator 4 described above.

また、目標上のビーム径を更に充分小さくするため
に、前記出願例と同様に投射レンズ6を矢印方向に移動
させ、レーザー光を目標上において集光させる場合にお
いては、その移動に伴って発生する投射レンズの偏心的
移動(第6図および第7図においては図解を見易くする
ために、光源の移動量hとして図解してある)が、投射
レンズから放射するビームの方向にβのように大きな角
度誤差を発生する。
Further, in order to further reduce the beam diameter on the target, the projection lens 6 is moved in the direction of the arrow in the same manner as in the above-mentioned application example, and when the laser light is focused on the target, it is generated along with the movement. The eccentric movement of the projection lens (illustrated as the movement amount h of the light source in FIGS. 6 and 7 for easy understanding of the illustration) is as shown by β in the direction of the beam emitted from the projection lens. A large angle error is generated.

ここで、 tan α=h/C tan β=h/Aより、 C>Aであれば、 ∴α<βとなる。 Here, from tan α = h / C tan β = h / A, if C> A, then ∴α <β.

また、投射レンズでレーザー光を目標上に集光させる
光学系において、可視光レーザーダイオードから射出す
る視認可能なレーザー光を、光量の半分を反射するハー
フミラーのようなビーム・スプリッターで反射させたの
ち投射レンズにより目標に向けて投射すると同時に、目
標から投射レンズに入射した光を前記ビーム・スプリッ
ターを透過させ接眼レンズを通して観測することによ
り、目標上の可視光レーザービームの集光状態及び投射
位置を測量機の望遠鏡系で視認可能にしたものにあって
は、前記ビーム・スプリッターが投射レーザー光の光量
を半分に削減して目標上のビーム光を暗くする一方、そ
れを観測するための観測光もビーム・スプリッターで半
分に削減するから、望遠鏡系での視認も困難になる問題
がある。
In the optical system that focuses the laser light on the target with the projection lens, the visible laser light emitted from the visible light laser diode is reflected by a beam splitter such as a half mirror that reflects half of the light amount. After that, at the same time as projecting the light toward the target with the projection lens, the light incident from the target to the projection lens is transmitted through the beam splitter and observed through the eyepiece, so that the focused state and the projection position of the visible light laser beam on the target. In the telescope system of a surveying instrument, the beam splitter reduces the amount of projected laser light by half to darken the beam on the target, while observing it. Since the light is also cut in half by the beam splitter, there is a problem that it is difficult to see with a telescope system.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

そこで、本発明は、第1図に示すように、投射レンズ
3より放射するビーム径が視認可能な単位面積当たりの
照度を有する可視レーザー光を目標上に投射して基準位
置を求める測量機械において、可視光レーザーダイオー
ド1からリレーレンズ2に至る距離Aに対し、リレーレ
ンズ2から該リレーレンズ2の集光点Pに至る距離Bが
前記距離Aよりも大きくなる位置に前記リレーレンズ2
を設置すると共に、前記集光点Pから投射レンズ3に至
る距離Cが前記距離B以上になる位置に前記投射レンズ
3を設置し、前記集光点Pと投射レンズ3の間にコンペ
ンセーター4を配置した測量機械における可視レーザー
光の投射光学系を提供するものである。
Therefore, as shown in FIG. 1, the present invention is directed to a surveying machine for projecting a visible laser beam having an illuminance per unit area where the beam diameter emitted from the projection lens 3 is visible onto a target to obtain a reference position. The relay lens 2 is located at a position where the distance B from the relay lens 2 to the condensing point P of the relay lens 2 is larger than the distance A with respect to the distance A from the visible light laser diode 1 to the relay lens 2.
The projection lens 3 is installed at a position where the distance C from the condensing point P to the projection lens 3 is equal to or more than the distance B, and the compensator 4 is provided between the condensing point P and the projection lens 3. The present invention provides a projection optical system for visible laser light in a surveying machine in which is arranged.

更に、第2図又は第3図に示す如く、前記の投射光学
系において、前記集光点Pから投射レンズ3に至る距離
Cが距離Bよりも大きくなる位置に前記投射レンズ3を
設置し、集光点Pと投射レンズ3の間の光路上に、一部
を反射面とした反射部材7及び8と、正立レンズ系9、
接眼レンズ系10からなる目標観測光学系を設けたことを
特徴とする測量機械における可視レーザー光の投射光学
系を提供しようとするものである。
Further, as shown in FIG. 2 or 3, in the projection optical system, the projection lens 3 is installed at a position where the distance C from the condensing point P to the projection lens 3 is larger than the distance B, On the optical path between the condensing point P and the projection lens 3, reflecting members 7 and 8 having a reflecting surface partially, and an erecting lens system 9,
It is intended to provide a projection laser light projection optical system in a surveying machine, which is provided with a target observation optical system including an eyepiece lens system 10.

〔作用〕[Action]

本発明は、前記した問題点を解決するもので、第1図
に示すようにリレーレンズ2を設け、可視光レーザーダ
イオード1よりリレーレンズ2に至る距離Aに対し、リ
レーレンズ2より集光点Pに至る距離Bが距離A以上に
大きくなるように、可視光レーザーダイオード1より放
射するレーザー光をリレーレンズ2によって集光させ、
更に集光点Pと放射レンズ3との距離Cを前記距離B以
上にすることにより、投射レンズ3に到達するビームの
開き角度を、可視光レーザーダイオード1から放射する
レーザー光の開き角度よりも小さくすることができ、こ
れにより、コンペンセーター4を配置するために、投射
レンズ3と可視光レーザーダイオード1との間隔を充分
に確保しても、放射レンズ3より放射するビーム径Dを
充分に小さくすることができ、これに伴ってビームの単
位面積当たりの照度が増し視認が容易となる。また、レ
ーザー光を目標上に集光させるために、投射レンズ3を
矢印方向に移動させても、移動に伴う前記した放射方向
に及ぼす角度誤差αは、第6図の従前例と同様に小さく
て済むこととなる。
The present invention solves the above-mentioned problems by providing a relay lens 2 as shown in FIG. 1, and with respect to the distance A from the visible light laser diode 1 to the relay lens 2, the focusing point from the relay lens 2 The laser light emitted from the visible light laser diode 1 is condensed by the relay lens 2 so that the distance B to reach P becomes larger than the distance A,
Further, by setting the distance C between the condensing point P and the emission lens 3 to be the distance B or more, the divergence angle of the beam reaching the projection lens 3 is made larger than the divergence angle of the laser light emitted from the visible light laser diode 1. Therefore, even if the compensator 4 is arranged so that the distance between the projection lens 3 and the visible light laser diode 1 is sufficiently secured, the beam diameter D emitted from the radiation lens 3 can be sufficiently reduced. The size can be reduced, and accordingly, the illuminance per unit area of the beam is increased, which facilitates visual recognition. Further, even if the projection lens 3 is moved in the direction of the arrow in order to focus the laser light on the target, the angular error α exerted on the radiation direction due to the movement is small as in the conventional example of FIG. Will be completed.

また、第4図のように、回転するペンタプリズムを付
加とたことにより、レーザービームを水平面上に回転さ
せ全円周どこにおいても水平点がマークできるようにす
ることができ、第5図のように、回転するペンタプリズ
ムを付加して、レーザービームを鉛直面内に回転させ、
鉛直面内のどこにおいても鉛直点がマークできるように
することができる。更に、第2図または第3図に示すよ
うに、放射レンズ3を共用して観測望遠鏡を付加した本
発明の可視レーザー光の投射光学系によれば、この場
合、目標と投射されるレーザービームを視差なく同軸上
で観測することができ、且つ、放射レンズ3の移動調整
により、観測望遠鏡のピントを目標に合わせれば、それ
と同時に自動的にレーザービームも目標上に集光される
という利点がある。
Further, as shown in FIG. 4, by adding a rotating pentaprism, it is possible to rotate the laser beam on a horizontal plane so that horizontal points can be marked anywhere on the entire circumference. To rotate the laser beam in the vertical plane,
It is possible to allow vertical points to be marked anywhere within the vertical plane. Further, as shown in FIG. 2 or 3, according to the visible laser light projection optical system of the present invention in which the radiation lens 3 is shared and an observation telescope is added, in this case, the laser beam projected with the target is used. Can be observed on the same axis without parallax, and if the focus of the observation telescope is adjusted to the target by adjusting the movement of the radiation lens 3, the laser beam is automatically focused on the target at the same time. is there.

この場合、反射部材7の反射面は全反射することがで
き、且つ、内周又は外周の透過部分においては全光量を
透過することができるので、投射するレーザー光の光量
を減少させることなく、観測光量の減少も僅かで済むと
いう利点がある。
In this case, the reflection surface of the reflection member 7 can be totally reflected, and the total amount of light can be transmitted in the inner peripheral or outer peripheral transmitting portion, so that the amount of laser light to be projected is not reduced, There is an advantage that the amount of observed light can be reduced slightly.

なお、第3図示の投射光学系は、第2図示の応用的変
形として、観測望遠鏡を放射レンズ3の光軸と同軸的に
設け、レーザービーム放射系を反射部材と組み合わせた
ものである。
The projection optical system shown in FIG. 3 is an application modification shown in FIG. 2 in which an observation telescope is provided coaxially with the optical axis of the radiation lens 3 and a laser beam radiation system is combined with a reflecting member.

〔実施例〕〔Example〕

以下図示する実施例により本発明に係る測量機械にお
ける可視光レーザー光の投射光学系を詳細に説明する
と、第1図に示す実施例において、1は可視光レーザー
ダイオードで、わずかな電子パーツを搭載したごく小さ
な回路基板からなる駆動回路により駆動することがで
き、その電源となるバッテリーは、例えば1.5V乾電池4
個からなる6V程度のもので充分であり、鏡筒の大きさを
大巾に変えることなく、鏡筒内に一体に収納することが
できる。図では、前記バッテリー収納部、駆動回路基板
等の構造は省略してある。
A projection optical system of visible light laser light in a surveying machine according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the drawings. In the embodiment shown in FIG. 1, 1 is a visible light laser diode and a small number of electronic parts are mounted. It can be driven by a drive circuit consisting of a very small circuit board, and its power source is, for example, a 1.5V dry cell 4
A single 6V type is sufficient, and the lens barrel can be integrally stored in the lens barrel without changing the size of the lens barrel. In the figure, the structures of the battery housing portion, the drive circuit board and the like are omitted.

可視光レーザーダイオード1の射出する可視レーザー
光の光軸に沿って、リレーレンズ2及び投射レンズ3が
配置してあり、可視光レーザーダイオード1からリレー
レンズ2に至る距離Aに対し、リレーレンズ2から集光
点Pに至る距離Bが前記距離A以上に大きくなるよう
に、可視光レーザーダイオード1より放射するレーザー
光をリレーレンズ2によって前記集光点Pに集光させ、
該集光点Pを通過するレーザー光を、該集光点Pから前
記距離B以上の距離Cを隔てて配置した投射レンズ3に
より目標上に投射するように構成してある。図示の実施
例の場合、可視光レーザーダイオード1からリレーレン
ズ2に至る距離Aに対し、リレーレンズ2から該リレー
レンズ2の集光点Pに至る距離Bが前記距離Aの約4倍
に大きくなる当該リレーレンズ2を設置すると共に、前
記集光点Pから投射レンズ3に至る距離Cが前記距離B
の約2倍になる該投射レンズ3を設置してある。4は、
リレーレンズ2より投射レンズ3に至る光路内に配置し
たコンペンセーターで、測量機械の裾付け誤差等による
鏡筒の僅かな傾きに対して、投射する可視レーザー光の
方向を一定に維持するものである。
The relay lens 2 and the projection lens 3 are arranged along the optical axis of the visible laser light emitted from the visible light laser diode 1, and the relay lens 2 is provided for the distance A from the visible light laser diode 1 to the relay lens 2. The laser light emitted from the visible light laser diode 1 is condensed by the relay lens 2 at the condensing point P so that the distance B from the condensing point P to the condensing point P becomes larger than the distance A.
The laser light passing through the condensing point P is configured to be projected onto the target by the projection lens 3 which is arranged at a distance C from the condensing point P which is the distance B or more. In the case of the illustrated embodiment, the distance B from the visible laser diode 1 to the relay lens 2 is about four times as large as the distance B from the relay lens 2 to the condensing point P of the relay lens 2. The relay lens 2 is installed, and the distance C from the condensing point P to the projection lens 3 is the distance B.
The projection lens 3 which is about twice as large as the above is installed. 4 is
A compensator arranged in the optical path from the relay lens 2 to the projection lens 3 for maintaining the direction of the projected visible laser light constant against a slight inclination of the lens barrel due to a bottoming error of the surveying machine. is there.

第2図の実施例は、第1図に記載の投射光学系におい
て、リレーレンズ2より投射レンズ3に至る光路内に、
可視光レーザーダイオード1から射出したレーザー光を
中央部で透過すると共に、目標から投射レンズ3の外周
に入射した光線を外周部で反射する反射部材7を設ける
と共に、該反射部材7で反射した光線を投射光軸に沿っ
て並列的に反射させ観測光軸を構成する反射部材8を設
けて、その反射光軸に正立レンズ系9、接眼レンズ系10
等の目標観測光学系からなる観測望遠鏡を鏡筒11内に併
設したものである。この場合、リレーレンズ2の集光点
Pと反射部材7との間隔は前記距離B以上に設けてあ
り、その間にコンペンセーター4を設置してある。
The embodiment shown in FIG. 2 is the projection optical system shown in FIG. 1 in which an optical path from the relay lens 2 to the projection lens 3 is provided.
A laser light emitted from the visible light laser diode 1 is transmitted through the central portion, and a reflection member 7 for reflecting a light ray incident on the outer periphery of the projection lens 3 from the target on the outer peripheral portion is provided, and the light ray reflected by the reflection member 7 is provided. Is provided in parallel with the projection optical axis to form an observation optical axis, and an erecting lens system 9 and an eyepiece system 10 are provided on the reflection optical axis.
An observation telescope composed of a target observation optical system such as is attached inside the lens barrel 11. In this case, the distance between the condensing point P of the relay lens 2 and the reflecting member 7 is set to be the distance B or more, and the compensator 4 is installed between them.

また、この場合、反射部材7が投射光軸方向から見て
円板状をなすとし、直径をE′、中央透過部分の径を
D′とすると、観測望遠鏡で観測する光量の内、反射部
材7で削減する光量は、円の面積の計算式により面積比
で求めることができ、 となるから、例えば、中央透過部分の径D′が1に対し
て反射部材7の直径E′が3であれば、削減する光量は
1/9となるように面積比率で小さくすることができる。
Further, in this case, assuming that the reflecting member 7 has a disk shape when viewed from the projection optical axis direction, the diameter is E ′, and the diameter of the central transmitting portion is D ′, the reflecting member out of the amount of light observed by the observation telescope. The light quantity to be reduced in 7 can be obtained by the area ratio by the calculation formula of the area of the circle, Therefore, for example, if the diameter D ′ of the central transmitting portion is 1 and the diameter E ′ of the reflecting member 7 is 3, the amount of light to be reduced is
The area ratio can be reduced to 1/9.

第3図の実施例における投射光学系は、第2図示の光
学系の応用的変形として、観測望遠鏡を放射レンズ3の
光軸と同軸的に設け、レーザービーム放射系を反射部材
7と組み合わせて併設したものである。
The projection optical system in the embodiment shown in FIG. 3 is an application modification of the optical system shown in FIG. 2, in which an observation telescope is provided coaxially with the optical axis of the emission lens 3 and a laser beam emission system is combined with the reflection member 7. It is an annex.

即ち、第1図の投射光学系において、鏡筒11内に、可
視光レーザーダイオード1、リレーレンズ2、およびコ
ンペンセーター4を投射レンズ3に対して反射部材8、
7を介して配置し、正立レンズ系9、接眼レンズ系10等
から成る目標観測光学系の観測望遠鏡を投射レンズ3と
同軸的に設けたことを特徴とする測量機械における可視
レーザー光の投射光学系である。この場合、可視光レー
ザーダイオード1のレーザー光はリレーレンズ2を介し
て、その全量が反射部材8から反射部材7の中央反射部
分で反射され投射レンズ3により目標に可視レーザー光
を投射する一方、投射レンズ3の外周に入射した光線は
反射部材7の外周透過部分から同軸的に正立レンズ系
9、接眼レンズ系10等の目標観測光学系からなる観測望
遠鏡に入射し、目標上の可視光レーザービームを観測す
ることができる。このとき、目標観測光学系に入射する
光量の反射部材7による削減量は、反射部材7が投射光
軸方向から見て円板状をなすとし、直径をE′、中央反
射部分の径をD′とすると、観測望遠鏡で観測する光量
の内、反射部材7で減少する光量は、 となるから、図2の実施例と同様である。
That is, in the projection optical system shown in FIG. 1, the visible light laser diode 1, the relay lens 2, and the compensator 4 are provided in the lens barrel 11 with respect to the projection lens 3 by the reflecting member 8,
7. The projection of the visible laser light in the surveying machine characterized in that the observation telescope of the target observation optical system consisting of the erecting lens system 9, the eyepiece lens system 10 and the like is arranged coaxially with the projection lens 3. It is an optical system. In this case, the entire amount of the laser light of the visible light laser diode 1 is reflected from the reflecting member 8 at the central reflection portion of the reflecting member 7 via the relay lens 2, and the visible laser light is projected to the target by the projection lens 3. The light rays incident on the outer periphery of the projection lens 3 are coaxially incident from the outer peripheral transmission portion of the reflecting member 7 onto an observation telescope composed of a target observation optical system such as an erecting lens system 9 and an eyepiece lens system 10, and visible light on the target. The laser beam can be observed. At this time, the reduction amount of the amount of light incident on the target observation optical system by the reflecting member 7 is such that the reflecting member 7 has a disk shape when viewed from the projection optical axis direction, the diameter is E ′, and the diameter of the central reflecting portion is D. ′, The amount of light reduced by the reflecting member 7 among the amount of light observed by the observation telescope is Therefore, it is similar to the embodiment of FIG.

第4図の実施例は、第1図乃至第3図に記載の投射光
学系を有する鏡筒15を鉛直に起立させ、投射レンズ3よ
り射出するレーザー光光路上に、モーター16により回転
するペンタプリズム13を有する回転放射部17を設け、該
レーザー光を放射窓14から水平面上に走査させるように
したことを特徴とする測量機械における可視レーザー光
の投射光学系に関するものである。
In the embodiment shown in FIG. 4, a lens barrel 15 having the projection optical system shown in FIGS. 1 to 3 is vertically erected, and a pentagon rotated by a motor 16 is placed on a laser beam optical path emitted from the projection lens 3. The present invention relates to a projection laser light projection optical system in a surveying machine, characterized in that a rotary radiation unit (17) having a prism (13) is provided and the laser light is scanned from a radiation window (14) onto a horizontal plane.

第5図の実施例は、第1図乃至第3図に記載の投射光
学系を有する鏡筒15を水平に設置させ、投射レンズ3よ
り射出するレーザー光光路上に、モーター16により回転
するペンタプリズム13を有する回転放射部17を設け、該
レーザー光を放射窓14から鉛直面上に走査させるように
したことを特徴とする測量機械における可視光レーザー
光の投射光学系に関するものである。
In the embodiment shown in FIG. 5, a lens barrel 15 having the projection optical system shown in FIGS. 1 to 3 is horizontally installed, and a pentagon rotated by a motor 16 is placed on the optical path of a laser beam emitted from the projection lens 3. The present invention relates to a projection optical system for visible light laser light in a surveying machine, characterized in that a rotary radiation unit (17) having a prism (13) is provided and the laser light is scanned from a radiation window (14) onto a vertical plane.

〔効果〕〔effect〕

以上の通り、本発明に係る測量機械における可視レー
ザー光の投射光学系によれば、投射レンズ3より放射す
るビーム径が視認可能な単位面積当たりの照度を有する
可視レーザー光を目標上に投射して基準位置を求める測
量機械において、可視光レーザーダイオード1からリレ
ーレンズ2に至る距離Aに対し、リレーレンズ2から該
リレーレンズ2の集光点Pに至る距離Bが距離Aよりも
大きくなる位置に前記リレーレンズ2を設置すると共
に、前記集光点Pから投射レンズ3に至る距離Cが前記
距離B以上になる位置に前記投射レンズ3を設置し、前
記集光点Pと投射レンズ3の間にコンペンセーター4を
配置した構成を有することにより、リレーレンズ2とそ
の集光点Pの間に可視光レーザーダイオード1からリレ
ーレンズ2に至る距離A以上の距離Bを採れると共に、
集光点Pと放射レンズ3の間に距離B以上の距離Cを採
ることができるから、集光点Pと放射レンズ3の間にあ
って測量機械の僅かな傾きに対して可視レーザー光の放
射方向を補正すべきコンペンセーター4を、距離C間に
設置することができる効果がある一方、投射レンズ3に
到達するビームの開き角度を、可視光レーザーダイオー
ド1から放射するレーザー光の開き角度よりも小さくす
ることができ、これにより、コンペンセーター4を配置
するために、投射レンズ3と可視光レーザーダイオード
1との間隔を充分に確保しても、可視光レーザーダイオ
ード1からリレーレンズ2に至る距離Aに対し、3A以上
は離れた放射レンズ3より放射するビーム径Dを小さく
して、単位面積当たりの照度を視認可能な照度に増大す
ることができる効果がある。また、レーザー光を目標上
に集光させるために、投射レンズ3を光軸に沿って移動
させても、移動に伴う前記した放射方向に及ぼす角度誤
差αは、第6図の従前例と同様に小さくて済むこととな
る。また、第4図のように、回転するペンタプリズムを
付加した場合にも、可視レーザービームを水平面上に視
認可能に回転させ、全円周のどこにおいても水平点がマ
ークできるようにすることができ、第5図のように、回
転するペンタプリズムを付加して、レーザービームを鉛
直面内に視認可能に回転させ、鉛直面内のどこにおいて
も鉛直点がマークできるようにすることができる効果が
ある。
As described above, according to the visible laser light projection optical system in the surveying machine of the present invention, the visible laser light having the illuminance per unit area where the beam diameter emitted from the projection lens 3 is visible is projected onto the target. In a surveying machine that obtains the reference position by using the position where the distance B from the relay lens 2 to the focusing point P of the relay lens 2 is larger than the distance A from the distance A from the visible light laser diode 1 to the relay lens 2. The relay lens 2 and the projection lens 3 at a position where the distance C from the condensing point P to the projection lens 3 is equal to or more than the distance B, the condensing point P and the projection lens 3 are Since the compensator 4 is arranged between the relay lens 2 and the condensing point P, the distance from the visible laser diode 1 to the relay lens 2 is increased. Together we can take more than distance B,
Since the distance C between the condensing point P and the emission lens 3 can be taken to be greater than or equal to the distance B, the emission direction of the visible laser light with respect to a slight inclination of the surveying machine between the condensing point P and the emission lens 3 The compensator 4 to be corrected can be installed between the distances C, while the divergence angle of the beam reaching the projection lens 3 is larger than the divergence angle of the laser light emitted from the visible light laser diode 1. It is possible to make the size small. Therefore, even if the distance between the projection lens 3 and the visible light laser diode 1 is sufficiently secured to arrange the compensator 4, the distance from the visible light laser diode 1 to the relay lens 2 can be reduced. With respect to A, the beam diameter D emitted from the radiating lens 3 apart from 3A or more can be reduced, and the illuminance per unit area can be increased to a visible illuminance. There is. Further, even if the projection lens 3 is moved along the optical axis in order to focus the laser light on the target, the angle error α exerted on the above-mentioned radiation direction due to the movement is the same as in the conventional example of FIG. It will be small. Further, as shown in FIG. 4, even when a rotating pentaprism is added, it is possible to rotate the visible laser beam so as to be visible on a horizontal plane so that horizontal points can be marked anywhere on the entire circumference. As shown in FIG. 5, a rotating pentaprism can be added to rotate the laser beam in the vertical plane so that the vertical point can be marked anywhere in the vertical plane. There is.

更に、特許請求の範囲(2)に記載のように、特許請
求範囲(1)に記載の投射光学系において、前記集光点
Pから投射レンズ3に至る距離Cが距離Bよりも大きく
なる位置に前記投射レンズ3を設置し、集光点Pと投射
レンズ3の間の光路上に、一部を反射面とした反射部材
7と、反射部材8、正立レンズ系9、接眼レンズ系10か
らなる目標観測光学系を設けた構成によれば、第2図ま
たは第3図に示すように、集光点Pから投射レンズ3に
至る距離Cを距離B以上に確保することができるから、
集光点Pと投射レンズ3の間の光路上に、一部を反射面
とした反射部材7又は8を前記コンペンセーター4と共
に設けることができる効果があり、反射部材7、8と、
正立レンズ系9、接眼レンズ系10からなる目標観測光学
系によって、目標と投射されるレーザービームを視差な
く同軸上で観測することができ、且つ、放射レンズ3の
移動調整により、観測望遠鏡のピントを目標に合わせれ
ば、それと同時に自動的にレーザービームも目標上に集
光されるという利点がある。この場合、反射部材7は一
部の反射面で反射すべき光の全量を反射し、残余の透過
部分で透過すべき光の全量を透過するため、投射光量の
減少は無くなると共に、観測光量の減少が少なくて済む
という利点がある。
Further, as described in claim (2), in the projection optical system according to claim (1), a position where the distance C from the condensing point P to the projection lens 3 is larger than the distance B. The projection lens 3 is installed on the optical path between the condensing point P and the projection lens 3 and a reflecting member 7 having a reflecting surface, a reflecting member 8, an erecting lens system 9, and an eyepiece lens system 10. According to the configuration provided with the target observation optical system consisting of, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, it is possible to secure the distance C from the condensing point P to the projection lens 3 to the distance B or more,
On the optical path between the condensing point P and the projection lens 3, there is an effect that a reflecting member 7 or 8 having a reflecting surface as a part can be provided together with the compensator 4, and the reflecting members 7 and 8 are provided.
The target observation optical system including the erecting lens system 9 and the eyepiece lens system 10 allows the target and the projected laser beam to be observed coaxially without parallax, and by adjusting the movement of the radiation lens 3, the observation telescope If the focus is adjusted to the target, the laser beam is automatically focused on the target at the same time. In this case, the reflecting member 7 reflects the entire amount of light to be reflected by a part of the reflecting surface and transmits the entire amount of light to be transmitted in the remaining transmitting portion, so that the decrease in the projected light amount is eliminated and the observation light amount is reduced. It has the advantage of requiring less reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る測量機械における可視レーザー光
の投射光学系の一実施例の要部の概略を示す説明図、第
2図は他の実施例の要部の概略を示す一部縦断側面図、
第3図は更に他の実施例の要部の概略を示す一部縦断側
面図、第4図はまた異なる他の実施例の要部の概略を示
す一部縦断側面図、第5図は更に異なる他の実施例の要
部の概略を示す一部縦断側面図、第6図及び第7図は夫
々本発明が解決しようとする問題点を説明するための前
例となる可視レーザー光の投射光学系の概略を示す説明
図である。 1……可視光レーザーダイオード 2……リレーレンズ 3……投射レンズ 4……コンペンセーター 5……投射レンズ 6……投射レンズ 7……反射部材 8……反射部材 9……正立レンズ系 10……接眼レンズ系 11……鏡筒 12……投射レンズ移動枠 13……ペンタプリズム 14……放射窓 15……鏡筒 16……モーター 17……回転放射部
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a main part of an embodiment of an optical system for projecting a visible laser light in a surveying machine according to the present invention, and FIG. 2 is a partial longitudinal section showing an outline of the main part of another embodiment. Side view,
FIG. 3 is a partial vertical sectional side view showing the outline of the main part of still another embodiment, FIG. 4 is a partial vertical sectional side view showing the outline of the main part of another different embodiment, and FIG. Partially longitudinal side views showing the outline of the main part of another different embodiment, and FIGS. 6 and 7 are projection optics of a visible laser light as an example for explaining the problems to be solved by the present invention. It is explanatory drawing which shows the outline of a system. 1 …… Visible laser diode 2 …… Relay lens 3 …… Projection lens 4 …… Compensator 5 …… Projection lens 6 …… Projection lens 7 …… Reflecting member 8 …… Reflecting member 9 …… Upright lens system 10 ...... Eyepiece system 11 ...... Lens barrel 12 ...... Projection lens moving frame 13 ...... Penta prism 14 ...... Radiation window 15 ...... Lens barrel 16 ...... Motor 17 ...... Rotating radiation part

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】投射レンズ3より放射するビーム径が視認
可能な単位面積当たりの照度を有する可視レーザー光を
目標上に投射して基準位置を求める測量機械において、
可視光レーザーダイオード1からリレーレンズ2に至る
距離Aに対し、リレーレンズ2から該リレーレンズ2の
集光点Pに至る距離Bが前記距離Aよりも大きくなる位
置に前記リレーレンズ2を設置すると共に、前記集光点
Pから投射レンズ3に至る距離Cが前記距離B以上にな
る位置に前記投射レンズ3を設置し、前記集光点Pと投
射レンズ3の間にコンペンセーター4を配置した測量機
械における可視レーザー光の投射光学系
1. A surveying machine for projecting a visible laser beam having an illuminance per unit area whose beam diameter emitted from a projection lens 3 is visible on a target to obtain a reference position,
The relay lens 2 is installed at a position where the distance B from the relay lens 2 to the condensing point P of the relay lens 2 is larger than the distance A with respect to the distance A from the visible light laser diode 1 to the relay lens 2. At the same time, the projection lens 3 is installed at a position where the distance C from the condensing point P to the projection lens 3 is equal to or more than the distance B, and the compensator 4 is arranged between the condensing point P and the projection lens 3. Projection optical system of visible laser light in surveying machinery
【請求項2】特許請求範囲(1)に記載の投射光学系に
おいて、前記集光点Pから投射レンズ3に至る距離Cが
距離Bよりも大きくなる位置に前記投射レンズ3を設置
し、集光点Pと投射レンズ3の間の光路上に、一部を反
射面としたの反射部材7と、反射部材8、正立レンズ系
9、接眼レンズ系10からなる目標観測光学系を設けたこ
とを特徴とする測量機械における可視レーザー光の投射
光学系
2. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection lens 3 is installed at a position where a distance C from the condensing point P to the projection lens 3 is larger than a distance B. On the optical path between the light point P and the projection lens 3, a reflecting member 7 having a reflecting surface, and a target observation optical system including a reflecting member 8, an erecting lens system 9 and an eyepiece lens system 10 are provided. Projection optical system of visible laser light in surveying machine characterized by
JP2113694A 1990-04-27 1990-04-27 Projection optical system of visible laser light in surveying machinery Expired - Lifetime JP2676420B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2113694A JP2676420B2 (en) 1990-04-27 1990-04-27 Projection optical system of visible laser light in surveying machinery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2113694A JP2676420B2 (en) 1990-04-27 1990-04-27 Projection optical system of visible laser light in surveying machinery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH049707A JPH049707A (en) 1992-01-14
JP2676420B2 true JP2676420B2 (en) 1997-11-17

Family

ID=14618813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2113694A Expired - Lifetime JP2676420B2 (en) 1990-04-27 1990-04-27 Projection optical system of visible laser light in surveying machinery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2676420B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5077061A (en) * 1973-10-30 1975-06-24
JPS6064209A (en) * 1983-09-19 1985-04-12 Sotsukishiya:Kk Light tilting device of optical-horizontal-plane setting machine
JPS63279113A (en) * 1987-05-11 1988-11-16 Toyo Tec Kk Horizontality/verticality measuring apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH049707A (en) 1992-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4166083B2 (en) Ranging device
JPS58100840A (en) Finder of camera
JP2000180168A (en) Photodetecting device for survey instrument
JP2006090947A (en) Target for surveying device
EP3812700B1 (en) Surveying instrument
JP4023572B2 (en) Automatic surveying machine
JP2017110964A (en) Light wave distance-measuring device
US6333783B1 (en) Distance measuring system
JP2000275042A (en) Automatic survey machine
JP2793740B2 (en) Surveying instrument
US6253457B1 (en) Laser beam direction correcting optical system for a surveying instrument
JP3445491B2 (en) Surveying instrument
JP2676420B2 (en) Projection optical system of visible laser light in surveying machinery
JP3351374B2 (en) Laser distance measuring device
JP3596680B2 (en) Lightwave rangefinder
JPH09243747A (en) Range finding device
JP2784933B2 (en) A surveying machine with a visible light laser diode built into the lens barrel
US20040090612A1 (en) Surveying instrument having an auto-collimating function and a distance measuring function
JP6867736B2 (en) Light wave distance measuring device
JPH0783657A (en) Surveying instrument
JP3453823B2 (en) Laser optical device
JP2002340554A (en) Distance-measuring optical system for surveying instrument
US5353090A (en) Camera
JP3843028B2 (en) Light wave distance meter
JPH0128407Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090725

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100725

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100725

Year of fee payment: 13