JP2873454B2 - レーザーセオドライト - Google Patents
レーザーセオドライトInfo
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- JP2873454B2 JP2873454B2 JP7609389A JP7609389A JP2873454B2 JP 2873454 B2 JP2873454 B2 JP 2873454B2 JP 7609389 A JP7609389 A JP 7609389A JP 7609389 A JP7609389 A JP 7609389A JP 2873454 B2 JP2873454 B2 JP 2873454B2
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- Japan
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- laser
- theodolite
- laser beam
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は望遠鏡部の対物光学系を介してレーザー光を
射出するレーザーセオドライトに関する。
射出するレーザーセオドライトに関する。
（従来の技術） 従来、望遠鏡部の対物光学系を介してレーザー光を射
出するレーザーセオドライトにおいては、レーザー光源
にHe−Neガスレーザーを使用していた。
出するレーザーセオドライトにおいては、レーザー光源
にHe−Neガスレーザーを使用していた。
（発明が解決しようとする課題） 従来のレーザーセオドライトにあっては、レーザー光
源にHe−Neレーザーを使用しているが、このレーザーを
形成しているガスレーザー管は２枚のファブリ・ペロー
光共振鏡をはじめとして放電管などの種々の要素を収容
していて重量があり、かつ嵩張って大きな場所を占有し
ているため、レーザーセオドライトの小形軽量化を図る
上で問題があった。
源にHe−Neレーザーを使用しているが、このレーザーを
形成しているガスレーザー管は２枚のファブリ・ペロー
光共振鏡をはじめとして放電管などの種々の要素を収容
していて重量があり、かつ嵩張って大きな場所を占有し
ているため、レーザーセオドライトの小形軽量化を図る
上で問題があった。
又、一般に、セオドライトを使用する際、測定対象に
応じてセオドライトから射出されるレーザービームの断
面直径が変更できると便利であるが、従来のレーザーセ
オドライトにあっては、固定焦点方式のレーザービーム
結像レンズが使用されているため、かかるセオドライト
の対物レンズから射出されるレーザービームの直径を変
えることができなかった。
応じてセオドライトから射出されるレーザービームの断
面直径が変更できると便利であるが、従来のレーザーセ
オドライトにあっては、固定焦点方式のレーザービーム
結像レンズが使用されているため、かかるセオドライト
の対物レンズから射出されるレーザービームの直径を変
えることができなかった。
本発明は以上述べた問題点を解決するためになされた
ものであって、小型かつ軽量で使用に便利であるのみな
らず、所望により測定対象に応じて出射ビーム径を変更
できるため特に測定の初期段階で必須の水平出しを容
易、かつ正確に行い得るようなレーザーセオドライトを
提供することを目的としている。
ものであって、小型かつ軽量で使用に便利であるのみな
らず、所望により測定対象に応じて出射ビーム径を変更
できるため特に測定の初期段階で必須の水平出しを容
易、かつ正確に行い得るようなレーザーセオドライトを
提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明は、望遠鏡部の対物レンズを介してレーザー光
を射出するレーザーセオドライトにおいて、レーザーダ
イオードを有する光源部と、該光源部から発せられたレ
ーザービームの楕円形断面を略円形断面にするビーム整
形部と、対物レンズから出射されるレーザービームの直
径を変化させる光学手段とを包含することを特徴とする
レーザーセオドライトである。本発明の実施態様は、上
記ビーム整形部が、２個の楔形プリズムを包含すること
を特徴とする。
を射出するレーザーセオドライトにおいて、レーザーダ
イオードを有する光源部と、該光源部から発せられたレ
ーザービームの楕円形断面を略円形断面にするビーム整
形部と、対物レンズから出射されるレーザービームの直
径を変化させる光学手段とを包含することを特徴とする
レーザーセオドライトである。本発明の実施態様は、上
記ビーム整形部が、２個の楔形プリズムを包含すること
を特徴とする。
（実施例） 次に図面を参照して本発明を説明する。
本発明の実施例のレーザーセオドライトの光学系の概
略配置図である。第１において、実施例のレーザーセオ
ドライトは光源部30と望遠鏡部40から成る。光源部30は
レーザーダイオード１によって形成され、該レーザーダ
イオード１はコリメートレンズ２の前側焦点に配置され
ている。レーザーダイオード１を発し、コリメートレン
ズ２を通過したレーザービームは第2a図に示すように、
楕円形の断面ａを有する。このレーザービームはビーム
整形部３に入射して、その断面が楕円長軸に沿って縮小
されて第2b図に示すように、断面ａの短縮ｂを半径とす
る円形断面のビームに整形される。
略配置図である。第１において、実施例のレーザーセオ
ドライトは光源部30と望遠鏡部40から成る。光源部30は
レーザーダイオード１によって形成され、該レーザーダ
イオード１はコリメートレンズ２の前側焦点に配置され
ている。レーザーダイオード１を発し、コリメートレン
ズ２を通過したレーザービームは第2a図に示すように、
楕円形の断面ａを有する。このレーザービームはビーム
整形部３に入射して、その断面が楕円長軸に沿って縮小
されて第2b図に示すように、断面ａの短縮ｂを半径とす
る円形断面のビームに整形される。
ビーム整形部３は同一の２個の楔形プリズム４及び５
から成り、何れも入射ビームが該楔形プリズムの底面に
直角な直角面に大して垂直に入射するように配置されて
いる。従って、両プリズム４及び５を通過したレーザー
ビームは円形断面に整形されるとともに平行にシフトさ
れ円形断面の平行ビームとなって１対のビーム偏向反射
鏡６、７に入射する。入射ビームは反射鏡６及び７によ
って夫々90°偏向され、レーザービーム結像レンズ８に
入射する。
から成り、何れも入射ビームが該楔形プリズムの底面に
直角な直角面に大して垂直に入射するように配置されて
いる。従って、両プリズム４及び５を通過したレーザー
ビームは円形断面に整形されるとともに平行にシフトさ
れ円形断面の平行ビームとなって１対のビーム偏向反射
鏡６、７に入射する。入射ビームは反射鏡６及び７によ
って夫々90°偏向され、レーザービーム結像レンズ８に
入射する。
上記レーザービーム結像レンズ８は凸レンズ９及び凹
レンズ10から成り、レンズ９と凸レンズ10の合成焦点距
離、すなわちレーザービーム結像レンズの焦点距離f
vは、上記両レンズの間隔ｌを変えることによって対物
レンズから出射されるレーザービームの直径を変化させ
ることが可能である。
レンズ10から成り、レンズ９と凸レンズ10の合成焦点距
離、すなわちレーザービーム結像レンズの焦点距離f
vは、上記両レンズの間隔ｌを変えることによって対物
レンズから出射されるレーザービームの直径を変化させ
ることが可能である。
レーザービーム結像レンズ８を通過したビームは、そ
の前側焦点11に結像する。結像点11の前方には第１斜設
反射鏡12が、また反射鏡11の真上には第２斜設鏡13が配
置され、更に反射鏡13の前方には対物レンズ14が配置さ
れている。なお、対物レンズ14はその後側焦点が上記結
像点11と一致するように位置決めされている。従って、
上記結像点11を通過したレーザービームは上記対物レン
ズ14から円形断面の平行ビームとして射出される。
の前側焦点11に結像する。結像点11の前方には第１斜設
反射鏡12が、また反射鏡11の真上には第２斜設鏡13が配
置され、更に反射鏡13の前方には対物レンズ14が配置さ
れている。なお、対物レンズ14はその後側焦点が上記結
像点11と一致するように位置決めされている。従って、
上記結像点11を通過したレーザービームは上記対物レン
ズ14から円形断面の平行ビームとして射出される。
次に、レーザーダイオード１を発しコリメートレンズ
２を通過した楕円形断面のレーザービームが２個の楔形
プリズム３、４から成るビーム整形部３によって円形断
面のレーザービームに縮小される理由を説明する。
２を通過した楕円形断面のレーザービームが２個の楔形
プリズム３、４から成るビーム整形部３によって円形断
面のレーザービームに縮小される理由を説明する。
第２図は楔形プリズムの１つの部分断面図を示す。頂
角θを有する楔形プリズムの直角面に垂直に入射した幅
AC＝ｌのレーザービームAB、ADは斜面上の点Ｂ及びＤで
屈折し、幅GH＝ｌ′のビームとしてプリズムから射出す
る。なお、屈折角をθ′、又はプリズムの屈折率をｎと
し、プリズムの外側の媒質は空気でその屈折率を１とす
る。
角θを有する楔形プリズムの直角面に垂直に入射した幅
AC＝ｌのレーザービームAB、ADは斜面上の点Ｂ及びＤで
屈折し、幅GH＝ｌ′のビームとしてプリズムから射出す
る。なお、屈折角をθ′、又はプリズムの屈折率をｎと
し、プリズムの外側の媒質は空気でその屈折率を１とす
る。
第２図を参照して、 ｌ＝AC＝BF＝BDsinβ＝BDsin（π/2−θ）＝BDcasθ
（１） ｌ′＝GH＝DS＝BDsinα＝BDsin（π/2−θ′）＝BDcas
θ′ （２） 又、Snellの法則から、 nsinθ＝sinθ′ （３） （３）より、 楔を１個通過するごとに、ビームの幅は ｌ′/l（＜１）倍される。２個の楔を通過することに
よって、長形ａ、短径ｂの楕円形断面のビームが縮小さ
れて半径ａの円形断面のビームとなるのであるから、 ｂ＝（ｌ′/l）2a （５） （５）式に（４）式を代入して これをθについて解き （６）式により、具体例について計算する。
（１） ｌ′＝GH＝DS＝BDsinα＝BDsin（π/2−θ′）＝BDcas
θ′ （２） 又、Snellの法則から、 nsinθ＝sinθ′ （３） （３）より、 楔を１個通過するごとに、ビームの幅は ｌ′/l（＜１）倍される。２個の楔を通過することに
よって、長形ａ、短径ｂの楕円形断面のビームが縮小さ
れて半径ａの円形断面のビームとなるのであるから、 ｂ＝（ｌ′/l）2a （５） （５）式に（４）式を代入して これをθについて解き （６）式により、具体例について計算する。
長径対短経比（b/a）が1.714の楕円形断面のレーザー
ビームを、同一の２個の楔形プリズムを通過させること
によって円形断面のビームに縮小する場合を考える。そ
の場合の楔形プリズムの頂角は、プリズムの屈折率
（ｎ）を1.5とすれば、（６）式からθ＝30°となる。
ビームを、同一の２個の楔形プリズムを通過させること
によって円形断面のビームに縮小する場合を考える。そ
の場合の楔形プリズムの頂角は、プリズムの屈折率
（ｎ）を1.5とすれば、（６）式からθ＝30°となる。
（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので、
本発明によるレーザービームセオドライトはガスレーザ
ー管に代えてレーザーダイオードを使用することにより
コンパクト、且つ軽量で使用に便利となる。また、所望
により、固定焦点方式のレーザービーム結像レンズに代
えて可変焦点方式のレーザービーム結像レンズを使用す
ることにより望遠鏡部の対物レンズから出射されるレー
ザービームの直径を測定対象に応じて任意に拡大乃至縮
小することができて特に測定の初期段階で必須の水平出
しを容易、かつ正確に行うことができる。
本発明によるレーザービームセオドライトはガスレーザ
ー管に代えてレーザーダイオードを使用することにより
コンパクト、且つ軽量で使用に便利となる。また、所望
により、固定焦点方式のレーザービーム結像レンズに代
えて可変焦点方式のレーザービーム結像レンズを使用す
ることにより望遠鏡部の対物レンズから出射されるレー
ザービームの直径を測定対象に応じて任意に拡大乃至縮
小することができて特に測定の初期段階で必須の水平出
しを容易、かつ正確に行うことができる。
第１図は本発明の実施例によるレーザーセオドライトの
光学系の概略配置図、第1a図及び第1b図はレーザービー
ムの断面図、第２図は本発明のレーザーセオドライトの
ビーム整形部を構成する楔形プリズムの部分切欠断面図
である。 １……レーザーダイオード ３……ビーム整形部 4,5……楔形プリズム ８……レーザービーム結像レンズ 14……対物レンズ
光学系の概略配置図、第1a図及び第1b図はレーザービー
ムの断面図、第２図は本発明のレーザーセオドライトの
ビーム整形部を構成する楔形プリズムの部分切欠断面図
である。 １……レーザーダイオード ３……ビーム整形部 4,5……楔形プリズム ８……レーザービーム結像レンズ 14……対物レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 1/00 - 1/14 G01C 5/00 - 5/06 G01C 15/00 - 15/14
Claims (2)
- 【請求項１】望遠鏡部の対物レンズを介してレーザー光
を射出するレーザーセオドライトにおいて、レーザーダ
イオードを有する光源部と、該光源部から発せられたレ
ーザービームの楕円形断面を略円形断面にするビーム整
形部と、対物レンズから出射されるレーザービームの直
径を変化させる光学手段とを包含することを特徴とする
レーザーセオドライト。 - 【請求項２】上記ビーム整形部が、２個の楔形プリズム
を包含することを特徴とする請求項１に記載のレーザー
セオドライト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7609389A JP2873454B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | レーザーセオドライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7609389A JP2873454B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | レーザーセオドライト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02253115A JPH02253115A (ja) | 1990-10-11 |
| JP2873454B2 true JP2873454B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=13595234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7609389A Expired - Fee Related JP2873454B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | レーザーセオドライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2873454B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08145676A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-06-07 | Asahi Optical Co Ltd | 基準平面形成用レーザ投光装置 |
| CN114459597B (zh) * | 2022-02-14 | 2024-03-29 | 熵智科技(深圳)有限公司 | 振镜标定系统及方法 |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP7609389A patent/JP2873454B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02253115A (ja) | 1990-10-11 |
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