JP2784933B2 - A surveying machine with a visible light laser diode built into the lens barrel - Google Patents

A surveying machine with a visible light laser diode built into the lens barrel

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JP2784933B2
JP2784933B2 JP1073446A JP7344689A JP2784933B2 JP 2784933 B2 JP2784933 B2 JP 2784933B2 JP 1073446 A JP1073446 A JP 1073446A JP 7344689 A JP7344689 A JP 7344689A JP 2784933 B2 JP2784933 B2 JP 2784933B2
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telescope
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仙之 戸賀
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工事測量等に使用する視認可能なレーザー
光を目標上に投射する測量機械に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surveying machine that projects a visible laser beam used for construction surveying on a target.

〔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
発振管より投射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 a laser beam projected from a laser oscillation tube was projected onto the target through a lens barrel to determine a 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.

又、特開昭55−82011号公報にはレーザー光線を使用
した測量機が開示されているが、該測量機は可視光では
ない赤外レーザーを主に使用した測量機の例であり、可
視光レーザーの如く大容量のレーザー光の場合の小型化
という課題解決の手段までは開示されていない。従っ
て、赤外レーザーの場合、視認出来る様にするには大容
量の出力を必要とするので、可視光レーザーを使用した
場合の小型化という目的を達成する構成は一切開示され
ていない。当該公報には可視光レーザーを使用する場合
の開示があるが、その当時の技術では、本発明の目的を
解決するという考えも及ばなかったので、本発明の構成
とは大いに異なる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-82011 discloses a surveying instrument using a laser beam. The surveying instrument is an example of a surveying instrument mainly using an infrared laser which is not visible light, It does not disclose any means for solving the problem of downsizing in the case of large-capacity laser light such as a laser. Accordingly, in the case of an infrared laser, a large-capacity output is required so that the infrared laser can be visually recognized. Therefore, there is no disclosure of a configuration for achieving the purpose of miniaturization when a visible laser is used. Although there is a disclosure in the publication of using a visible light laser, the technology at that time did not have the idea of solving the object of the present invention, so that it was significantly different from the configuration of the present invention.

〔発明が解決しようとする課題〕[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1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、機械の取扱や操作が不便且つ
困難であることにある。
The first problem with the above-mentioned conventional surveying machine that projects a laser beam onto a target is that the entire machine becomes large because the oscillation tube is large, and handling and operation of the machine are 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
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.
In addition to the use of a power unit, a power unit (a booster) must be used in combination, and thus there is a 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.

尚、従来可視光レーザーダイオードは大型のものしか
なかったので、セオドライト等の望遠鏡の周回転を可能
にする機構もできなかった。
Conventionally, only a large visible light laser diode has been used, so that a mechanism for enabling the peripheral rotation of a telescope such as a theodolite cannot be provided.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

そこで本発明は、レーザー光を望遠鏡の鏡筒部から投
射するセオドライト、レベル等の測量機械において、可
視レーザー光線を発光する可視光レーザーダイオードを
望遠鏡の鏡筒内光学系の焦点位置に設けると共に、前記
可視光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とを、鏡筒内に一体に組み込
み、且つ該鏡筒内光学系の可視光レーザーダイオードの
光路に、ビームスプリッターを配置し、目標上に投射し
た可視レーザー光線のビームスポットを焦点板に結像し
て観測可能にしたことを特徴とする可視レーザー光線を
望遠鏡の鏡筒部から投射する測量機械を提供しようとす
るものである。
Therefore, the present invention provides a theodolite that projects laser light from the lens barrel of a telescope, a surveying machine such as a level, and a visible light laser diode that emits a visible laser beam at the focal position of the optical system in the lens barrel of the telescope. A drive circuit for driving the visible light laser diode and a battery serving as a power supply are integrally incorporated in the lens barrel, and a beam splitter is arranged in the optical path of the visible light laser diode of the optical system in the lens barrel, An object of the present invention is to provide a surveying machine for projecting a visible laser beam from a lens barrel of a telescope, characterized in that a beam spot of a visible laser beam projected on a target is formed on a reticle to enable observation.

〔作用〕[Action]

本発明によれば、レーザー光を望遠鏡の鏡筒部から投
射するセオドライト、レベル等の測量機械において、可
視レーザー光線を発光する可視光レーザーダイオードを
望遠鏡の鏡筒内光学系の焦点位置に設けた構成を有する
から、レーザー光を焦点位置に導くための光学系は全く
不要となり、視準を目的とする望遠鏡と兼用の鏡筒内光
学系のレンズ群により可視レーザー光線を目標上にビー
ム・スポットとして投射することができる。
According to the present invention, in a theodolite for projecting laser light from a barrel portion of a telescope, a surveying machine for level, etc., a configuration in which a visible laser diode emitting a visible laser beam is provided at a focal position of an optical system in a barrel of a telescope. The optical system for guiding the laser beam to the focal position is completely unnecessary, and the visible laser beam is projected onto the target as a beam spot by the lens group of the optical system in the lens barrel that also serves as a telescope for collimation. can do.

また、可視光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とを、鏡筒内に一体
に組込んだ構成を有するから、可視光レーザー光線の発
光と投射に係わるすべての要素が一体的に鏡筒内に組込
まれるので、電源コードの引回しや別個のパワーユニッ
トの取扱いを全く不要にすることができ、従来の第4図
に示すセオドライトや、第5図に示すレベルの望遠鏡の
鏡筒部として、そのまま組込んで使用することができ、
特に第4図に示すセオドライトの望遠鏡のように両側を
支持脚に挟まれて回転する場合でも、望遠鏡の全周に渡
る回転が可能であり、従来のセオドライトの機能を全く
損なわないで可視レーザー光線を望遠鏡の鏡筒部から投
射する測量機械としてしようすることができる。
In addition, the drive circuit for driving the visible light laser diode and the battery that is the power supply are integrated into the lens barrel, so that all elements related to emission and projection of the visible light laser beam are integrated. Since it is built into the lens barrel, it is not necessary to run the power cord or handle a separate power unit at all, and the conventional theodolite shown in FIG. 4 and the telescope mirror of the level shown in FIG. It can be used as it is as a cylinder,
In particular, even when rotating with the support legs on both sides like the theodolite telescope shown in FIG. 4, the entire circumference of the telescope can be rotated, and the visible laser beam can be emitted without impairing the function of the conventional theodolite at all. It can be used as a surveying machine that projects from the barrel of a telescope.

且つ、鏡筒内光学系の可視光レーザーダイオードの光
路に、ビームスプリッターを配置し、目標上に投射した
可視レーザー光線のビームスポットを焦点板に結像して
観測可能にした構成を有するから、目標上に投射した可
視レーザー光線のビーム・スポットを焦点板に結像して
視認可能にした構成により、目標上に投射した可視レー
ザー光線のビーム・スポットの位置を前記鏡筒内光学系
を通して誤差なく正確に視認することができる。
In addition, since a beam splitter is arranged in the optical path of the visible light laser diode of the optical system in the lens barrel, the beam spot of the visible laser beam projected on the target is formed on the reticle so that the beam spot can be observed. With the configuration in which the beam spot of the visible laser beam projected on the target is focused on the reticle and made visible, the position of the beam spot of the visible laser beam projected on the target can be accurately determined without error through the optical system in the lens barrel. You can see it.

〔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を詳
細に説明すると、第1図は本発明の主要部を示してあ
る。1は鏡筒、2は投射レンズ、3は焦点調整用の内
筒、4は窓ガラスであり、これら投射光学系の構成は望
遠鏡の鏡筒内光学系として従来周知のものである。11は
可視光レーザーダイオードで、図示の如く、前記望遠鏡
の鏡筒内光学系の焦点位置に設けてあり、わずかな電子
パーツ12′を搭載したごく小さな回路基板12からなる駆
動回路により駆動することができる。13はその電源とな
るバッテリーで、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1内に一体に収納すること
ができる。9はバッテリーカバー、10はバッテリーカバ
ー止めねじ、13′は電源コードである。
Hereinafter, the surveying machine according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiment. FIG. 1 shows a main part of the present invention. Reference numeral 1 denotes a lens barrel, 2 denotes a projection lens, 3 denotes an inner cylinder for focus adjustment, and 4 denotes a window glass. The configuration of these projection optical systems is conventionally known as an optical system in a lens barrel of a telescope. Reference numeral 11 denotes a visible light laser diode, which is provided at the focal position of the optical system in the barrel of the telescope as shown in the figure, and is driven by a drive circuit including a very small circuit board 12 on which a few electronic parts 12 'are mounted. Can be. Reference numeral 13 denotes a battery serving as a power source. For example, a battery of about 6 V composed of four 1.5 V batteries is sufficient, and can be housed integrally in the lens barrel 1. 9 is a battery cover, 10 is a battery cover set screw, and 13 'is a power cord.

上記の構成のおいて、可視光レーザーダイオード11よ
り射出するレーザー光は、鏡筒1内において内筒3によ
り投射レンズ2を移動調整することにより、遠近各任意
の目標A上にビーム・スポットPとして集光することが
できる。なお、鏡筒1と平行に観測望遠鏡を併設するこ
とにより、目標A上のビーム・スポットPの集光状態及
び投射位置を測量機械側で確認することができる。
In the above configuration, the laser light emitted from the visible light laser diode 11 is adjusted by moving the projection lens 2 by the inner cylinder 3 in the lens barrel 1 so that the beam spot P Can be collected. By installing an observation telescope in parallel with the lens barrel 1, the light-gathering state and the projection position of the beam spot P on the target A can be confirmed on the surveying machine side.

第2図に示す実施例は、目標A上のビーム・スポット
Pの集光状態及び投射位置を、測量機械の鏡筒部で視認
可能にしたものを示し、この場合、望遠鏡の鏡筒内光学
系の光路に焦点位置を投射側と受光側とに分割するビー
ム・スプリッター6を配置し、可視レーザー光線を発光
する前記可視光レーザーダイオード11を投射側の焦点位
置に設けると共に、受光側の焦点位置に焦点板7を設け
てあり、可視光レーザーダイオード11から射出する視認
可能なレーザー光を、ビーム・スプリッター6で反射さ
せたのちに投射レンズ2′及び5により目標Aへ向けて
投射すると同時に、目標Aから投射レンズ2′及び5に
入射し、ビーム・スプリッター6を通過した光を焦点板
7に結像し、接眼レンズ8を通して観測することによ
り、目標A上のビーム・スポットPを観測することがで
きるように構成したものである。ここで、第2図におい
て第1図と同じ符号を付した部材は、第1図における同
じ部材を示し、2′は、投射レンズ5(前群)に対して
内筒3内に設けた投射レンズ(後群)である。
In the embodiment shown in FIG. 2, the focusing state and the projection position of the beam spot P on the target A are made visible by the lens barrel of the surveying machine. In this case, the optical system inside the lens barrel of the telescope is used. A beam splitter 6 for dividing a focal position into a projection side and a light receiving side is arranged in an optical path of the system, and the visible light laser diode 11 for emitting a visible laser beam is provided at a focal position on the projection side, and a focal position on the light receiving side. Is provided with a focusing plate 7, and the visible laser light emitted from the visible light laser diode 11 is reflected by the beam splitter 6, and then projected toward the target A by the projection lenses 2 'and 5 at the same time. The light incident on the projection lenses 2 ′ and 5 from the target A and passing through the beam splitter 6 is imaged on the reticle 7, and observed through the eyepiece 8. The configuration is such that the spot P can be observed. In FIG. 2, members denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same members in FIG. 1, and 2 'denotes a projection provided in the inner cylinder 3 with respect to the projection lens 5 (front group). The lens (rear group).

尚、この実施例においては、可視光レーザーダイオー
ド11が単色光を発光することから、ビーム・スプリッタ
ー6をその波長のみ反射するように構成すれば、目標A
方向からビーム・スプリッター6を通過する光量が増大
して、より目標Aの観測を容易にすることができる。
In this embodiment, since the visible light laser diode 11 emits monochromatic light, if the beam splitter 6 is configured to reflect only that wavelength, the target A
The amount of light passing through the beam splitter 6 from the direction is increased, and the observation of the target A can be made easier.

更に、第2図の実施例において、可視光レーザーダイ
オード11より射出したレーザー光を、ビーム・スプリッ
ター6において通過させて投射レンズ2′及び5により
目標Aに集光する一方、目標Aのビーム・スポットPの
観測は、ビーム・スプリッター6で反射した光を、接眼
レンズ8を通して観測することによって行うように構成
しても良い。
Further, in the embodiment shown in FIG. 2, the laser light emitted from the visible light laser diode 11 passes through the beam splitter 6 and is focused on the target A by the projection lenses 2 'and 5, while the laser beam of the target A The observation of the spot P may be performed by observing the light reflected by the beam splitter 6 through the eyepiece 8.

また、更に、第2図の可視光レーザーダイオード11と
ビーム・スプリッター6と焦点板7との位置関係におい
て、第3図に示すように、ビーム・スプリッター6を、
ダイクロイック・プリズム6′で構成しても良い。
Further, in the positional relationship between the visible light laser diode 11, the beam splitter 6, and the reticle 7 shown in FIG. 2, the beam splitter 6 is
It may be constituted by a dichroic prism 6 '.

また、第6図に示すように、第1図及び第2図の実施
例においては、例えば、従来公知の自動レベルのよう
に、既に知られている構造のコンペンセーター14を、鏡
筒1内の投射光路内に配設することにより、投射するレ
ーザー光の方向を鏡筒の微小傾斜誤差に対して常に一定
方向に維持するように構成することも可能である。
Also, as shown in FIG. 6, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, for example, a compensator 14 having a known structure, such as a conventionally known automatic level, is mounted inside the lens barrel 1. By arranging the laser beam in the projection optical path, the direction of the laser beam to be projected can always be maintained in a fixed direction with respect to a small tilt error of the lens barrel.

〔効果〕〔effect〕

以上の通り、本発明に係る可視レーザー光線を望遠鏡
の鏡筒部から投射する測量機械によれば、レーザー光を
望遠鏡の鏡筒部から投射するセオドライト、レベル等の
測量機械において、可視レーザー光線を発光する可視光
レーザーダイオードを望遠鏡の鏡筒内光学系の焦点位置
に設けた構成を有するから、レーザー光を焦点位置に導
くための光学系は全く不要となり、視準を目的とする望
遠鏡と兼用の鏡筒内光学系のレンズ群により可視レーザ
ー光線を目標上にビーム・スポットとして投射すること
ができる効果がある。
As described above, according to the surveying machine that projects the visible laser beam from the barrel section of the telescope according to the present invention, the theodolite that projects the laser beam from the barrel section of the telescope, a surveying machine such as a level, emits a visible laser beam. Since the visible laser diode is provided at the focal position of the optical system in the barrel of the telescope, there is no need for an optical system to guide the laser light to the focal position, and the mirror is also used as a telescope for collimation. There is an effect that a visible laser beam can be projected as a beam spot on a target by a lens group of the in-cylinder optical system.

また、可視光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とを、鏡筒内に一体
に組込んだ構成を有するから、可視光レーザー光線の発
光と投射に係わるすべての要素が一体的に鏡筒内に組込
まれるので、電源コードの引回しや別個のパワーユニッ
トの取扱いを全く不要にすることができ、従来の第4図
に示すセオドライトや、第5図に示すレベルの望遠鏡の
鏡筒部として、そのまま組込んで使用することができ、
特に第4図に示すセオドライトの望遠鏡のように両側を
支持脚に挟まれて回転する場合でも、望遠鏡の全周に渡
る回転が可能であり、従来のセオドライトの機能を全く
損なわないで可視レーザー光線を望遠鏡の鏡筒部から投
射する測量機械を提供できる効果がある。
In addition, the drive circuit for driving the visible light laser diode and the battery that is the power supply are integrated into the lens barrel, so that all elements related to emission and projection of the visible light laser beam are integrated. Since it is built into the lens barrel, it is not necessary to run the power cord or handle a separate power unit at all, and the conventional theodolite shown in FIG. 4 and the telescope mirror of the level shown in FIG. It can be used as it is as a cylinder,
In particular, even when rotating with the support legs on both sides like the theodolite telescope shown in FIG. 4, the entire circumference of the telescope can be rotated, and the visible laser beam can be emitted without impairing the function of the conventional theodolite at all. There is an effect that a surveying machine for projecting from a lens barrel of a telescope can be provided.

且つ、鏡筒内光学系の可視光レーザーダイオードの光
路に、ビームスプリッターを配置し、目標上に投射した
可視レーザー光線のビームスポットを焦点板に結像して
観測可能にしたことを特徴とする構成を有することによ
り、目標上に投射した可視レーザー光線のビーム・スポ
ットを焦点板に結像して視認可能にした構成により、目
標上に投射した可視レーザー光線のビーム・スポットの
位置を前記鏡筒内光学系を通して誤差なく正確に視認す
ることができる効果がある。
In addition, a beam splitter is arranged in the optical path of the visible light laser diode of the optical system in the lens barrel, and the beam spot of the visible laser beam projected on the target is imaged on the reticle to enable observation. With the configuration in which the beam spot of the visible laser beam projected on the target is imaged on the reticle and made visible, the position of the beam spot of the visible laser beam projected on the target is There is an effect that it can be visually recognized accurately without error through the system.

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

第1図は可視光レーザーダイオードを鏡筒部に組み込ん
だ測量機械の一実施例の要部の概略を示す一部縦断側面
図、第2図は本発明に係る可視光レーザーダイオードを
鏡筒部に組み込んだ測量機械の一実施例の要部の概略を
示す一部縦断側面図、第3図は第2図に示す実施例の一
部の他の実施例を取り出して示す概略側面図、第4図は
従来のトランシットを示す斜視図、第5図は同じく従来
のレベルを示す斜視図であり、第6図は第1図及び第2
図の他の実施例の要部を示す一部縦断概略側面図であ
る。 A:目標 P:ビーム・スポット 1:鏡筒 2:投射レンズ 2′:投射レンズ(後群) 3:内筒 4:窓ガラス 5:投射レンズ(前群) 6:ビーム・スプリッター 6′:ダイクロイック・プリズム 7:焦点板 8:接眼レンズ 9:バッテリーカバー 10:バッテリーカバー止めねじ 11:可視光レーザーダイオード 12:駆動回路基板 12′:電子パーツ 13:電源バッテリー 13′:電源コード 14:コンペンセーター
FIG. 1 is a partially longitudinal side view schematically showing an essential part of an embodiment of a surveying instrument in which a visible light laser diode is incorporated in a lens barrel, and FIG. 2 is a view showing a visible light laser diode according to the present invention in a lens barrel. FIG. 3 is a partial vertical sectional side view schematically showing a main part of an embodiment of a surveying machine incorporated in FIG. 3, FIG. 3 is a schematic side view showing a part of another embodiment of the embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a conventional transit, FIG. 5 is a perspective view showing a conventional level, and FIG. 6 is a perspective view showing FIGS.
FIG. 10 is a schematic partial longitudinal sectional view showing a main part of another embodiment of the figure. A: Target P: Beam spot 1: Lens barrel 2: Projection lens 2 ': Projection lens (rear group) 3: Inner cylinder 4: Window glass 5: Projection lens (front group) 6: Beam splitter 6': Dichroic・ Prism 7: Focus plate 8: Eyepiece 9: Battery cover 10: Battery cover set screw 11: Visible light laser diode 12: Drive circuit board 12 ': Electronic parts 13: Power supply battery 13': Power supply cord 14: Compensator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−82011(JP,A) 実開 昭59−191405(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01C 1/02,5/00,15/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-55-82011 (JP, A) JP-A-59-191405 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01C 1 / 02,5 / 00,15 / 00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザー光を望遠鏡の鏡筒部から投射する
セオドライト、レベル等の測量機械において、可視レー
ザー光線を発光する可視光レーザーダイオードを望遠鏡
の鏡筒内光学系の焦点位置に設けると共に、前記可視光
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とを、鏡筒内に一体に組み込み、且
つ該鏡筒内光学系の可視光レーザーダイオードの光路
に、ビームスプリッターを配置し、目標上に投射した可
視レーザー光線のビームスポットを焦点板に結像して観
測可能にしたことを特徴とする可視レーザー光線を望遠
鏡の鏡筒部から投射する測量機械。
In a surveying machine such as a theodolite and a level for projecting a laser beam from a barrel of a telescope, a visible laser diode emitting a visible laser beam is provided at a focal position of an optical system in a barrel of the telescope. A drive circuit for driving the visible light laser diode and a battery serving as a power supply are integrally incorporated in the lens barrel, and a beam splitter is arranged in the optical path of the visible light laser diode of the optical system in the lens barrel, A surveying machine for projecting a visible laser beam from the barrel of a telescope, characterized in that the beam spot of the visible laser beam projected on the target is imaged on a reticle to enable observation.
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