JP2969023B2 - レーザ測量機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光により測定基
準平面を形成させるレーザ測量機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】測定基準平面を得る装置として、レーザ
光を平面上で走査させることにより、レーザ光により基
準平面を形成するレーザ測量機が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した従
来例のレーザ測量機は固定焦点であり、発せられるレー
ザ光は平行光線であり、ビーム径が大きく、測定器であ
ればビームの中心は容易に分かるが、眼で見る場合、ビ
ーム径が大きい為にレーザ光によって示される位置の特
定が困難であるという問題があった。

【０００４】本発明は斯かる実情に鑑み、レーザ光の合
焦手段を設け、レーザ光を投影面近傍で合焦させ投影面
でのビーム径をできるだけ小さくし、レーザ光によって
示される位置の特定を容易にしようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ投光器
が整準できる様に傾動可能に設けられ、該レーザ投光器
は中空部を有すると共に回転可能な反射部材を有し、前
記中空部に光源を含むレーザ投光光学系が設けられると
共に該レーザ投光光学系を構成する対物レンズが光軸に
沿って移動可能に設けられ、前記反射部材で反射された
レーザ光により基準平面が形成されると共に、前記対物
レンズの移動により投影面にレーザ光が合焦されること
を特徴とし、又前記対物レンズを光軸方向に変位させる
駆動手段と該駆動手段を遠隔操作可能とする制御部とリ
モートコントローラとを有し、前記対物レンズの位置を
遠隔操作により調整可能としたことを特徴とし、又前記
レーザ投光光学系は前記反射部材に向かう上垂直レーザ
光と下方に向かう下垂直レーザ光を発し、前記対物レン
ズは上垂直レーザ光を透過することを特徴とするもので
ある。

【０００６】

【作用】レーザ光投光光学系を構成する対物レンズを移
動させることで、レーザ光の合焦状態を変化させ得、レ
ーザ光の合焦位置を投影面近傍とすることができ、投影
面でのビーム径を小さくでき、位置の特定を容易とす
る。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。

【０００８】図１、図２は、本発明の一実施例の断面図
を示している。

【０００９】ケーシング５の中央には切頭円錐形の凹部
６が形成され、該凹部６の中央に支持座７が形成してあ
る。該支持座７は、円形の貫通孔８の内周の３等分した
位置に３次曲面で滑らかに隆起させた突起９を形成した
ものである。

【００１０】前記貫通孔８にレーザ光を発するレーザ投
光器１０を落込み、該レーザ投光器１０の頭部１１を前
記支持座７に係合支持させる。該頭部１１は下部が球面
形状をしており、この球面部１１ａが前記３つの突起９
に当接する。而して、前記レーザ投光器１０は垂線に対
して如何なる方向にも自在に傾動可能に支持される。前
記頭部１１にモータ座１４を設け、該モータ座１４には
走査モータ１５を設け、該走査モータ１５の出力軸には
ギア１６を嵌着する。該ギア１６は後述する走査ギア１
７に噛合させる。

【００１１】前記レーザ投光器１０は中空部が上下に貫
通する中空構造となっており、該中空部に図５で示され
るレーザ光投光光学系６７が収納されている。

【００１２】前記中空部にインタナル５９を摺動自在に
嵌合し、該インタナル５９には光軸が前記レーザ投光器
１０の軸心に合致する様に対物レンズ５５を設ける。ハ
ーフプリズム５２を前記対物レンズ５５の下方、該対物
レンズ５５の光軸に合致させ設け、該ハーフプリズム５
２の側方に可視レーザ光を発するレーザダイオード５０
を配設する。該レーザダイオード５０と前記ハーフプリ
ズム５２との間に集光レンズ５１を設け、又前記ハーフ
プリズム５２を挾み前記集光レンズ５１に対向させ凹面
鏡５３を設ける。前記ハーフプリズム５２の下方、前記
対物レンズ５５の光軸に合致させ、下方部集光レンズ５
４を設ける。

【００１３】而して、前記レーザダイオード５０から発
せられるレーザ光は前記ハーフプリズム５２によって上
方向の上垂直レーザ光と透過レーザ光とに分割され、該
上垂直レーザ光は前記対物レンズ５５を透過して射出さ
れ、又前記透過レーザ光は前記凹面鏡５３によって反射
され、更に前記ハーフプリズム５２によって下方へ反射
され、前記下方部集光レンズ５４を透過し下垂直レーザ
光として射出される。

【００１４】前記インタナル５９から前記レーザ投光器
１０を貫通して調整アーム６８を延出させ、該調整アー
ム６８は後述する合焦調整螺子６１に螺合した合焦用ナ
ット６０に連結する。前記レーザ投光器１０の側方に設
けた上下の中間基板６９，７０に掛渡して前記合焦調整
螺子６１を前記レーザ投光器１０と平行に且回転自在に
設け、該合焦調整螺子６１の一端に従動ギア６２を嵌着
する。前記下中間基板７０に合焦用モータ６４を設け、
該合焦用モータ６４の出力軸に嵌着した合焦用ギア６３
を前記従動ギア６２に噛合させる。

【００１５】而して、該合焦用ギア６３の駆動により前
記合焦調整螺子６１が回転し、合焦用ナット６０が上下
し、該上下動は前記調整アーム６８を介して前記インタ
ナル５９に伝達され、前記レーザダイオード５０からの
レーザ光の合焦状態が調整される。

【００１６】前記レーザ投光器１０の頭部１１には該レ
ーザ投光器１０の軸心に合致させ、軸受１２を介して、
ミラー保持体１３を回転自在に設ける。該ミラー保持体
１３には前記走査ギア１７を嵌着し、前記した様にギア
１６に該走査ギア１７を噛合させ、前記走査モータ１５
によってミラー保持体１３が垂直軸心を中心に回転され
る様にする。

【００１７】該走査モータ１５の下面には同一円周上に
光を反射する反射パターンと光を反射しない非反射パタ
ーンとを交互に等ピッチで形成した角度検出パターン
（図示せず）を設けてあり、又前記モータ座１４には該
角度検出パターンと対向させ投受光器７２を設け、該投
受光器７２から前記角度検出パターンに投光し、又該角
度検出パターンからの反射光を受光することで前記ミラ
ー保持体１３の回転角、回転速度を検出可能とする。

【００１８】該ミラー保持体１３に、前記上垂直レーザ
光を透過光と反射光とに分割するペンタハーフミラー５
６と該ペンタハーフミラー５６からの反射レーザ光を水
平方向に反射するペンタミラー５７を設け、前記レーザ
投光器１０から発せられるレーザ光を投光窓１９を通し
て水平方向に射出すると共に前記ペンタハーフミラー５
６を透過したレーザ光を上垂直レーザ光として上方に射
出する様になっている。

【００１９】前記レーザ投光器１０の下部に水平を検知
するレベルセンサ２０、レベルセンサ２１を設ける。又
前記レーザ投光器１０の側方に延出する保持アーム７１
を設け、該保持アーム７１の先端に垂直用傾斜センサ６
５を設け、該垂直用傾斜センサ６５は前記レーザ投光器
１０のレーザ光投光光学系６７の光軸と平行に配設す
る。

【００２０】前記レーザ投光器１０の下端には傾斜検知
体２３を固着し、該傾斜検知体２３は逆カップ状で周辺
に反射鏡フランジ２２を形成してある。又、前記ケーシ
ング５の底部、前記傾斜検知体２３と対峙した位置に、
又前記ケーシング５とレーザ投光器１０とが垂直状態の
時の該レーザ投光器１０の軸心を中心に同一円周上に所
要数（本実施例では４つ）の発光素子と受光素子の組か
ら成る光センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを設け
る。

【００２１】前記レーザ投光器１０が大きく傾斜した場
合は、前記光センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが
発する光が前記反射鏡フランジ２２に反射して前記光セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが感知し、前記レ
ーザ投光器１０が大きく傾斜したことを検知する。

【００２２】前記レーザ投光器１０の頭部１１から水平
方向に傾動アーム２５、傾動アーム２６を直交させて延
出し、それぞれ前記凹部６の円錐面を貫通させて、前記
ケーシング５の内部に位置させ、両傾動アーム２５、傾
動アーム２６の先端に係合ピン２７、係合ピン２８を突
設する。該係合ピン２７、係合ピン２８は円柱形状であ
り、その円柱のそれぞれの軸心は相互に直交し、前記球
面部１１ａの球心を通る平面内に含まれる様位置関係を
決定する。又、係合ピン２７、係合ピン２８のいずれか
一方、例えば係合ピン２７については水平方向の移動を
規制し、上下方向にのみ移動可能とする。特に図示しな
いが、係合ピン２７を上下方向に延びるガイド溝に摺動
自在に係合させ、或は上下方向に延びる壁面に係合ピン
２７をスプリング等の付勢手段を介して摺動自在に押圧
する等の手段が考えられる。

【００２３】前記ケーシング５の内壁に棚板２９、棚板
３０を設け、該棚板２９にレベル調整モータ３１、前記
棚板３０にレベル調整モータ３２を設け、前記レベル調
整モータ３１の回転軸に駆動ギア３３、前記レベル調整
モータ３２に駆動ギア３４を嵌着する。前記係合ピン２
７に直交し、ケーシング５の天井部と前記棚板２９とに
掛渡るスクリューシャフト３５を回転自在に設け、該ス
クリューシャフト３５に被動ギア３６を嵌着し、該被動
ギア３６は前記駆動ギア３３に噛合させる。前記スクリ
ューシャフト３５にスライドナット３７を螺合し、該ス
ライドナット３７にピン３８を突設し、該ピン３８と前
記係合ピン２７とを摺動可能に当接させる。

【００２４】同様に、前記係合ピン２８に直交し、ケー
シング５の天井部と前記棚板３０とに掛渡るスクリュー
シャフト３９を回転自在に設け、該スクリューシャフト
３９に被動ギア４０を嵌着し、該被動ギア４０は前記駆
動ギア３４に噛合させる。前記スクリューシャフト３９
にスライドナット４１を螺合し、該スライドナット４１
にピン４２を突設し、該ピン４２と前記係合ピン２８と
を摺動可能に当接させる。

【００２５】前記ケーシング５の天井部、前記スクリュ
ーシャフト３５と前記スクリューシャフト３９との間に
スプリング受け４３を設け、該スプリング受け４３と前
記レーザ投光器１０との間にスプリング４４を張設し、
該レーザ投光器１０を図１中前記支持座７を中心に時計
方向に付勢する。

【００２６】図中、４５はレーザ測量機を駆動する為の
電池を収納する電池ボックスである。又、上記したレー
ザ測量機の本体部４は、レベル出しの為のボルト４６を
介して図示しない３脚に設けられる。又、４７は前記ミ
ラー保持体１３の周囲を囲繞するガラス窓であり、５８
は前記上垂直レーザ光を透過させる天井窓ガラスであ
る。

【００２７】本実施例のレーザ測量機は垂直姿勢でも水
平姿勢（図１を左に倒した状態）でも使用可能になって
おり、この水平姿勢でレーザ測量機を支持するものが前
記ケーシング５側面に設けた少なくとも３つの補助足６
６であり、そのうち少なくとも１つは高さ調整が可能に
なっている。

【００２８】次に、図６は本実施例の整準機能について
の制御装置を示す。

【００２９】前記レベルセンサ２０、レベルセンサ２１
の検出結果は、それぞれスイッチング部９０（後述）を
介して整準制御部９１に入力される。該整準制御部９１
に入力された前記レベルセンサ２０、レベルセンサ２１
の検出結果は更に切替え角度検出回路１０６，角度検出
回路１０７に入力され、又該角度検出回路１０６，角度
検出回路１０７には基準角度（通常は基準面が水平で基
準角度は０°）１０５が設定入力されており、両角度検
出回路１０６，角度検出回路１０７で前記基準角度１０
５を基に角度偏差を演算し、演算された角度偏差はそれ
ぞれモータ制御器１０８、モータ制御器１０９に入力さ
れ、該モータ制御器１０８、モータ制御器１０９は前記
偏差が０となる様に前記レベル調整モータ３１、レベル
調整モータ３２を駆動する。

【００３０】又、前記角度検出回路１０６、角度検出回
路１０７の角度偏差は、判別器１１０に入力され、該判
別器１１０は角度検出回路１０６、角度検出回路１０７
の角度偏差のうち大きな方の角度偏差を選択し、該選択
した角度偏差の変化に応じた出力を表示器駆動器１１１
に出力し、該表示器駆動器１１１は表示器１１２に偏差
の値に応じた表示をさせる様になっている。

【００３１】以下に於いて上記レーザ測量機の整準作動
を説明する。

【００３２】本体部４が設置され、無調整の状態ではレ
ーザ投光器１０の軸心は一般に鉛直線と合致してなく、
前記レベルセンサ２０、レベルセンサ２１は水平ではな
い。前記した基準角度１０５が０°とすると前記角度検
出回路１０６、角度検出回路１０７からは角度偏差信号
が出力される。この角度偏差信号が出力されると前記モ
ータ制御器１０８、モータ制御器１０９はこの角度偏差
信号が０となる様に前記レベル調整モータ３１、レベル
調整モータ３２を所要の方向に駆動する。

【００３３】この両レベル調整モータ３１，３２に関連
する作動を一方、例えばレベル調整モータ３１について
説明する。

【００３４】該レベル調整モータ３１が駆動されると、
該レベル調整モータ３１の回転は、前記駆動ギア３３、
被動ギア３６を介して前記スクリューシャフト３５に伝
達され、該スクリューシャフト３５の回転でスライドナ
ット３７が昇降する。該スライドナット３７の昇降動
は、前記ピン３８、前記係合ピン２７を介して前記傾動
アーム２５に伝達され、前記レーザ投光器１０を傾動さ
せる。

【００３５】前記した様に、係合ピン２７は水平方向の
動きが規制され上下方向にのみ移動可能であるので、前
記レーザ投光器１０の傾動方向は規制され、前記球面部
１１ａの球心を通る係合ピン２８の軸心を中心に傾動す
る。次に、前記レベル調整モータ３２が駆動されると、
前記スクリューシャフト３９が回転して前記ピン４２を
介して係合ピン２８が上下動する。

【００３６】前記係合ピン２７の水平方向の動きは、溝
（図示せず）によって規制され、上下方向の動きは、前
記ピン３８と前記スプリング４４により規制されるの
で、係合ピン２７は前記球面部１１ａの球心を通る該係
合ピン２７の軸心を中心に回転する動きのみが許容され
る。前記ピン４２を上下動させると、該ピン４２と前記
係合ピン２８との間で軸心方向の摺動を伴いつつ、該係
合ピン２８に上下方向の変化が与えられ、前記レーザ投
光器１０は前記係合ピン２７の軸心を中心に傾動する。
ここで、前記した様に係合ピン２７の断面は円であるの
で、該係合ピン２７の回転によって、該係合ピン２７の
軸心の傾きは変化することがない。即ち、各レベル調整
モータ３１，３２による傾動作動は他方の傾動軸即ち係
合ピン２７、係合ピン２８の軸心の傾きに影響を及ぼす
ことがない。従って、一軸の傾動調整作業を他軸の傾動
調整作業とは独立に行え、傾動調整作業及び該傾動調整
作業に関連する制御シーケンスは著しく簡略化される。

【００３７】尚、前記レーザ投光器１０はスプリング４
４によって図１中時計方向に付勢されているので、レー
ザ投光器１０は前記スライドナット３７の動きに正確に
追従する。

【００３８】該レーザ投光器１０の傾動作動について、
前記した様にレーザ投光器１０の球面部１１ａが前記突
起９により３点支持されているので、該レーザ投光器１
０の支持は安定でぐらつくことはなく、又球面部１１ａ
と円滑な曲面で形成された前記突起９との接触であるの
で、前記レーザ投光器１０はあらゆる傾動方向に円滑に
自在に動き得、レーザ投光器１０の姿勢調整は容易に行
える。

【００３９】該レーザ投光器１０が傾動し、整準が進む
と、前記レベルセンサ２０、レベルセンサ２１からの検
出値も水平に近づき、最終的には前記モータ制御器１０
８とモータ制御器１０９の出力する角度偏差が０となっ
て、整準作動が完了する。

【００４０】尚、前記レベルセンサ２０、レベルセンサ
２１は検出範囲が狭く、所定の範囲を越えると飽和状態
となり、傾き方向は検出できるが傾斜角の値を検出する
ことができなくなる。従って、機械的な調整範囲を越え
て前記レベル調整モータ３１，３２、駆動ギア３３，３
４、被動ギア３６，４０、前記スクリューシャフト３
５，３９、スライドナット３７，４１、傾動アーム２
５，２６等から成る調整機構が動作しない様、前記光セ
ンサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが設けられてい
る。即ち、機械的調整範囲の限界に達すると光センサ２
４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄのいずれか１つから発せ
られる光が前記反射鏡フランジ２２に反射して再び光セ
ンサで受光され機械的調整範囲の限界に達したことが検
知され、前記レベル調整モータ３１，３２が停止され、
或は表示装置に機械的調整範囲の限界であることが表示
され、或はブザー等による警報が発せられる。

【００４１】斯かる状態になった場合は、前記レベル出
しボルト４６を利用して、調整範囲となる様粗調整し、
再度整準作動を開始させる。

【００４２】整準作動が完了すると、前記レーザ投光器
１０からレーザ光を発光し、更に前記走査モータ１５を
駆動して前記レーザ投光器１０を鉛直軸心を中心に回転
させ、前記ペンタミラー５７からレーザ光を水平方向に
射出し、更に回転させることでレーザ光による水平基準
面が形成される。

【００４３】このレーザ光の射出状態は、特に指定しな
ければ平行光線であるが、投射面、例えば壁面での投射
位置をより明確にする為には、投射面でレーザ光が合焦
する様にすればよく、前記合焦用モータ６４を駆動して
合焦用ギア６３、従動ギア６２を介して前記合焦調整螺
子６１を回転させ、合焦用ナット６０と共に前記インタ
ナル５９を摺動させて対物レンズ５５の位置を変化させ
レーザ光を壁面或は壁面近傍で合焦させる。

【００４４】又、レーザ光による水平基準面の形成と共
に上下に上垂直レーザ光、下垂直レーザ光が発せられて
おり、床面の所定の点に対応する鉛直線上の天井面の点
を容易に求めることができる。

【００４５】前述した整準作動の過程に於いて、整準開
始から整準完了迄、若干の時間が要される。この間、作
業者に整準作動の進行状況を表示して、整準作動が適正
に行われていることを作業者に知らせ、作業者の不安を
解消する。

【００４６】前記判別器１１０によって前記角度検出回
路１０６、角度検出回路１０７から出力される角度偏差
の大小を判断し、角度偏差の大きい方を選択し、選択し
た角度偏差の変化の状態を前記表示器駆動器１１１に出
力し、更に角度偏差の変化に応じ表示内容を変化させ表
示器１１２表示させる。

【００４７】尚、角度偏差の大きい方を選択したのは、
該角度偏差の大きい方の角度調整により多くの時間を要
するということによる。角度偏差の大小の選択の代わり
に、前記角度検出回路１０６、角度検出回路１０７から
出力される角度偏差の和を求め、角度偏差の和の値に応
じて表示内容を変化させてもよい。

【００４８】角度偏差と時間の関係を示せば、図７の通
りであり、この関係から表示内容を変更する位置を予め
設定しておき、角度偏差が設定した位置になると表示を
切替える。

【００４９】表示内容としては、図８〜図１０に示すも
のが例示される。

【００５０】図８で示すものは、表示器１１２の表示パ
ネル１１３に水平方向に並ぶ複数の矢印１１４が表示さ
れる様にし、整準作動の進行に応じて、点灯する矢印１
１４が左方に移動するものであり、整準作動が完了する
と、［ＳＴＡＲＴ］が点灯して、次の作動に移行するも
のである。

【００５１】又、図９で示すものは、整準に要する残り
時間を表示器１１５等により示す様にしたものである。

【００５２】又、図１０に示すものは、表示灯１１６を
点滅する様にし、整準に要する残り時間に対応させ、点
滅時間のスピードを変える様にしたものである。

【００５３】尚、上記した実施例では球面部１１ａを３
点の突起９で支持したが、４点以上の突起で支持しても
良い。又、突起９は支持座７の内周面より隆起せしめた
が、鋼球等の別部品を埋設してもよい。或は、埋設した
鋼球を自在に回転し得る様にしてもよい。又、上記説明
は基準面を水平面としたが、水平面に対し所定の角度で
傾斜した面を基準面とすることも可能であることは言う
迄もない。

【００５４】次に、図１１により本実施例の走査モータ
１５の走査速度制御装置を説明する。

【００５５】前記した様にモータ１５の回転数は、前記
投受光器７２によって検出され、該投受光器７２の検出
結果は、パルス発信器７４に入力され、該パルス発信器
７４に於いてＡ／Ｄ変換、増幅等の信号処理が行われ、
パルス発信器７４からの出力は回転速度検出回路７５、
走査角度検出回路７８に入力され、該回転速度検出回路
７５、走査角度検出回路７８の検出信号はそれぞれマイ
クロコンピュータ７６に入力される。該マイクロコンピ
ュータ７６には走査速度設定回路８１から走査速度設定
信号が入力され、又走査角度設定回路８２からは走査角
度設定信号が入力される。

【００５６】前記マイクロコンピュータ７６は、前記回
転速度検出回路７５からの信号と前記走査速度設定回路
８１からの走査速度設定信号とを基に、走査速度制御器
７７に速度指令信号を発する。該走査速度制御器７７は
該速度指令信号により走査モータ１５の速度を変更し、
又調整して前記走査速度設定信号に対応する走査速度に
前記走査モータ１５を制御する。

【００５７】又、前記マイクロコンピュータ７６は、前
記走査角度検出回路７８からの信号と、前記走査角度設
定回路８２からの信号とを基に、走査角度制御器８０に
反転指令信号を発する。該走査角度制御器８０は該反転
指令信号により前記走査モータ１５の走査角度を前記走
査角度設定回路８２からの走査角度設定信号と合致さ
せ、又変更する。

【００５８】前記走査速度設定回路８１、前記走査角度
設定回路８２はそれぞれ入力部８３に接続され、該入力
部８３には操作部８４、受信回路８５を接続する。前記
走査速度設定回路８１による走査速度設定、走査角度設
定回路８２による走査角度設定は前記操作部８４から直
接行うことも可能であり、更にリモートコントローラ８
７から送信回路８６を介して信号を前記受信回路８５に
入力して行うことも可能である。

【００５９】又、前記マイクロコンピュータ７６には合
焦制御器７９が接続され、前記操作部８４又は前記リモ
ートコントローラ８７から合焦調整信号を前記入力部８
３を介して前記マイクロコンピュータ７６に入力するこ
とで、該マイクロコンピュータ７６より前記合焦制御器
７９に調整信号が発せられ、該合焦制御器７９が前記合
焦用モータ６４を駆動して前記調整アーム６８、インタ
ナル５９を介して前記対物レンズ５５を移動させ、前レ
ーザ光の集合位置を調整する。

【００６０】次に、走査速度制御の作動について説明す
る。

【００６１】レーザ測量機は垂直姿勢でも水平姿勢でも
使用可能であるが、垂直姿勢で使用する場合、レーザ測
量機を垂直状態に設置し、整準作動が完了し、前記レー
ザダイオード５０よりレーザ光を発し、前記投光窓１９
より水平方向にレーザ光を射出し、更に前記走査モータ
１５を駆動してミラー保持体１３を回転させる。該ミラ
ー保持体１３の回転より水平方向に発せられたレーザ光
が回転し水平基準面が形成されるが、可視レーザ光によ
り形成された水平基準面を基に作業を行う場合、水平基
準面の位置確認は作業者の残像による。従って、作業者
がレーザ光の軌跡を完全な線と確認するには走査速度は
所定速度以上であることが要求さる。又、レーザ光の強
度は目の保護等の理由から法令で制限されており、走査
速度をあまり早くすると輝度が低くなり、作業がやりに
くくなる。

【００６２】この為、作業に最も適した走査速度となる
様に測定者は、走査速度を選択することができる。

【００６３】前記操作部８４により、或はリモートコン
トローラ８７により走査速度を設定する。設定信号は前
記走査速度設定回路８１を経てマイクロコンピュータ７
６に入力され、該マイクロコンピュータ７６より前記走
査速度制御器７７に速度指令信号が発せられ、該走査速
度制御器７７は前記走査モータ１５を該速度指令信号と
一致する様に駆動する。該走査モータ１５が回転するこ
とで前記投受光器７２が信号を発し、該信号は前記パル
ス発信器７４によりデジタルパルス信号として前記回転
速度検出回路７５に入力される。

【００６４】該回転速度検出回路７５では前記パルス発
信器７４からのパルス信号に同期して定幅のパルスが発
信される様になっており、該定幅のパルス信号を積分し
て電位Ｖを検出し、走査速度を演算する様になってい
る。即ち、前記走査モータ１５の回転速度に対応して投
受光器７２からのパルス間隔が変化し、このパルス間隔
に伴い前記定幅のパルス信号の積分値が変動する。この
積分値は速度に対応し、走査速度を検出することができ
る（図１２参照）。

【００６５】該検出した走査速度は前記マイクロコンピ
ュータ７６に入力され、該マイクロコンピュータ７６で
は前記走査速度設定回路８１からの走査速度設定信号と
比較し、該走査速度設定信号と前記検出した走査速度と
が一致する様に更に前記走査速度制御器７７を介して走
査モータ１５を制御する。

【００６６】実際の作業に必要なのは水平基準面の一部
であり、従ってレーザ光の走査範囲は作業に必要な部分
のみあればよい。本実施例では、走査角度を設定すれば
設定した角度の範囲で前記走査モータ１５が正転、逆転
を繰返す様になっている。この走査角度を設定してレー
ザ光を走査することで実質的にレーザ光の輝度を増大さ
せたことと等価となり、又速度を減じた場合に通過した
レーザ光が１回転し再び作業位置に戻ってくる迄の待ち
時間がなくなり作業は容易になる。

【００６７】前記操作部８４により、或はリモートコン
トローラ８７により走査角度を設定する。

【００６８】前記走査角度設定回路８２は走査角度設定
信号を前記マイクロコンピュータ７６に発し、マイクロ
コンピュータ７６は走査角度設定信号が入力された位置
を中心とし、設定した走査角度となる様に前記走査角度
制御器８０を介して前記走査モータ１５を反転駆動す
る。

【００６９】走査モータ１５の回転角度（走査角度）
は、前記パルス発信器７４の発信するパルス数に対応す
る。前記走査角度検出回路７８は前記パルス発信器７４
の発信するパルス数を計数し、その結果を前記マイクロ
コンピュータ７６に入力する。該マイクロコンピュータ
７６には前記走査角度設定回路８２から走査角度が設定
入力されており、該マイクロコンピュータ７６に於いて
前記走査角度検出回路７８の信号と前記走査角度設定信
号とを比較し、両信号が合致した時点で前記走査角度制
御器８０に反転指令信号を発し、該走査角度制御器８０
を介して設定走査角度の範囲で前記走査モータ１５を反
転駆動する。

【００７０】該走査モータ１５を設定した走査角度の範
囲で起動する場合に於いても、走査速度の制御は並行し
て行えるのは言う迄もない。

【００７１】前述した様に、本実施例のレーザ測量機は
垂直姿勢でも水平姿勢でも使用可能であるが、垂直姿勢
（図１で示す状態）で使用する場合は、前記垂直用傾斜
センサ６５の信号は無視し、又水平姿勢で使用する場合
は、前記レベルセンサ２０、レベルセンサ２１からの信
号を無視する必要があり、更に水平姿勢では整準作動制
御が不要となる。従って、垂直姿勢での使用と水平姿勢
での使用とでは制御機能が切替わる構成となっている。
この制御機能の切替えについて図１３に於いて説明す
る。

【００７２】レーザ測量機の所要位置に設けた水銀スイ
ッチ８９によってレーザ測量機の水平状態、垂直状態を
検知する様にし、該水銀スイッチ８９の検知結果は前記
マイクロコンピュータ７６に入力する。

【００７３】前述した様に前記レベルセンサ２０、垂直
用傾斜センサ６５からの信号は、前記スイッチング部９
０を介して前記整準制御部９１に入力され、該整準制御
部９１によってレベル調整モータ３２が制御される。
又、前記レベルセンサ２１からの信号はスイッチング部
９２を介して傾動制御部９３、又前記整準制御部９１に
入力され、前記レベル調整モータ３１は前記傾動制御部
９３、又は前記整準制御部９１によって駆動制御され
る。

【００７４】前記マイクロコンピュータ７６には前記入
力部８３が接続されており、該マイクロコンピュータ７
６への入力には自動整準機能のＯＮ・ＯＦＦを行うマニ
ュアルスイッチ９４と、レーザ投光器１０を傾動させる
傾動入力スイッチ９５があり、入力の態様は前記操作部
８４、又は前記リモートコントローラ８７によって適宜
切替え得る様になっている。

【００７５】レーザ測量機が垂直姿勢の状態では、前記
水銀スイッチ８９が測量機の垂直状態を検知し、前記マ
イクロコンピュータ７６に入力する。前記マイクロコン
ピュータ７６は前記スイッチング部９０、スイッチング
部９２に切替え信号を発して前記垂直用傾斜センサ６５
からの信号は無視されており、前記レベルセンサ２０、
レベルセンサ２１からの信号が前記整準制御部９１に入
力されて整準作動が可能となっている。

【００７６】レーザ測量機を水平姿勢とし、前記補助足
６６で支持させると前記水銀スイッチ８９がレーザ測量
機の水平状態を検知し、前記マイクロコンピュータ７６
に入力する。該マイクロコンピュータ７６は前記スイッ
チング部９０、スイッチング部９２に切替え信号を発し
て垂直用傾斜センサ６５の信号が前記整準制御部９１に
入力されて整準作動が可能となっている。又前記レベル
センサ２０、レベルセンサ２１の信号が前記整準制御部
９１に入力されない様にする。

【００７７】而して、この状態では前記上垂直レーザ
光、下垂直レーザ光が水平方向に射出される基準のレー
ザ光となり、更に前記走査モータ１５を回転させること
で垂直面の基準平面を形成することができる。

【００７８】上垂直レーザ光、下垂直レーザ光の水平に
ついては前記垂直用傾斜センサ６５により、前記レベル
調整モータ３１を駆動することで調整することができ
る。

【００７９】レーザ測量機の水平、垂直の姿勢に拘ら
ず、前記傾動入力スイッチ９５により前記レーザ投光器
１０を傾動させる入力が発した場合、前記マイクロコン
ピュータ７６を介してスイッチング部９２に切替え信号
を発し、レベルセンサ２１を無視し傾動制御部９３を介
してレベル調整モータ３１を作動させ、レーザ投光器１
０を傾動させる。

【００８０】尚、粗調整については前記補助足６６の１
つの高さ調整をして行う。

【００８１】図１４はレーザ測量機本体に設けられた操
作部８４の一例を示しており、９６はレーザ投光器１０
の傾動を指示するスイッチであり、１０３は走査と回転
を切替えるスイッチ、９７は走査速度と回転速度の設定
スイッチであり、９８は走査角度の設定スイッチであ
り、９９は合焦操作スイッチであり、１００は自動制御
機能をＯＮ・ＯＦＦするスイッチであり、１０１はレー
ザ光の投射位置を検出器で検出可能とする切替えスイッ
チであり、１０２は電源スイッチである。

【００８２】図１５はリモートコントローラ８７の操作
部の一例を示すものであり、９７ｒは走査速度の設定ス
イッチであり、９８ｒは走査角度の設定スイッチであ
り、９９ｒは合焦操作スイッチである。

【００８３】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、レーザ
光の合焦位置を投影面近傍とすることが可能であり、投
影面でのビーム径を小さくできるのでレーザ光によって
示される位置の特定が容易になるという優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】同前本発明の一実施例を示す要部断面図であ
る。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】該実施例に於けるレーザ光投光光学系の基本構
成図である。

【図６】本実施例の整準作業制御ブロック図である。

【図７】角度偏差と整準時間との関係を示す線図であ
る。

【図８】整準状態の推移を表示する表示例の一例を示す
説明図である。

【図９】整準状態の推移を表示する表示例の一例を示す
説明図である。

【図１０】整準状態の推移を表示する表示例の一例を示
す説明図である。

【図１１】本実施例の走査速度制御ブロック図である。

【図１２】該走査速度制御に於ける速度検出の一例を示
す線図である。

【図１３】本実施例に於ける姿勢変更に伴う制御機能切
替えを示すブロック図である。

【図１４】本体操作部の一例を示す説明図である。

【図１５】リモートコントローラの説明図である。

【符号の説明】

１０ レーザ投光器 ２０ レベルセンサ ２１ レベルセンサ ２５ 傾動アーム ２６ 傾動アーム ３１ レベル調整モータ ３２ レベル調整モータ ５０ レーザダイオード ５２ ハーフプリズム ５５ 対物レンズ ５６ ペンタハーフミラー ５９ インタナル ６１ 合焦調整螺子 ６４ 合焦用モータ ６５ 垂直用傾斜センサ ６７ レーザ光投光光学系 ７６ マイクロコンピュータ ８９ 水銀スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−216515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−53849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−137563（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−99214（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01C 5/00 G01C 15/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ投光器が整準できる様に傾動可能
   に設けられ、該レーザ投光器は中空部を有すると共に回
   転可能な反射部材を有し、前記中空部に光源を含むレー
   ザ投光光学系が設けられると共に該レーザ投光光学系を
   構成する対物レンズが光軸に沿って移動可能に設けら
   れ、前記反射部材で反射されたレーザ光により基準平面
   が形成されると共に、前記対物レンズの移動により投影
   面にレーザ光が合焦されることを特徴とするレーザ測量
   機。
2. 【請求項２】 前記対物レンズを光軸方向に変位させる
   駆動手段と該駆動手段を遠隔操作可能とする制御部とリ
   モートコントローラとを有し、前記対物レンズの位置を
   遠隔操作により調整可能とした請求項１のレーザ測量
   機。
3. 【請求項３】 前記レーザ投光光学系は前記反射部材に
   向かう上垂直レーザ光と下方に向かう下垂直レーザ光を
   発し、前記対物レンズは上垂直レーザ光を透過する請求
   項１のレーザ測量機。