JP3208727B2 - 水平基準面用レーザ投光装置 - Google Patents
水平基準面用レーザ投光装置Info
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、測量機の一種として用いられる
レーザ投光装置に関し、特に回転駆動部分を持たない水
平基準面用のレーザ投光装置に関する。
レーザ投光装置に関し、特に回転駆動部分を持たない水
平基準面用のレーザ投光装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】レーザ投光装置は従来、
中空ロータの端部に、該ロータの軸心を通る光を９０゜
屈曲させる反射部材を設け、中空ロータを回転させなが
らその軸心を通したレーザビームを反射部材で反射させ
るという基本構成を有していた。回転軸を鉛直に向けれ
ばレーザビームは水平面を描き、水平に向ければ鉛直面
を描くことになる。
中空ロータの端部に、該ロータの軸心を通る光を９０゜
屈曲させる反射部材を設け、中空ロータを回転させなが
らその軸心を通したレーザビームを反射部材で反射させ
るという基本構成を有していた。回転軸を鉛直に向けれ
ばレーザビームは水平面を描き、水平に向ければ鉛直面
を描くことになる。
【０００３】しかし、このような従来のレーザ投光装置
は、複雑で精密な中空ロータの駆動機構を必要とするた
め、高価格である。また、モータを駆動するため、電力
消費が大きい。
は、複雑で精密な中空ロータの駆動機構を必要とするた
め、高価格である。また、モータを駆動するため、電力
消費が大きい。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、水平基準面用のレーザ投光装
置であって、回転駆動部分を持たないレーザ投光装置を
得ることを目的とする。また本発明は、回転駆動部分を
持たず、しかも傾斜自動補償機能を持った水平基準面用
のレーザ投光装置を得ることを目的とする。
置であって、回転駆動部分を持たないレーザ投光装置を
得ることを目的とする。また本発明は、回転駆動部分を
持たず、しかも傾斜自動補償機能を持った水平基準面用
のレーザ投光装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】本発明の水平基準面用レーザ投光装置
は、軸線を鉛直方向にして配置可能な投光器枠体；この
投光器枠体内に、その軸線上に順に配置した、レーザ光
源、このレーザ光源からのレーザビームを略円筒状のレ
ーザビームとするコリメータレンズ、及びこのコリメー
タレンズから出射される円筒状レーザビームを、該円筒
状レーザビームを囲む円錐状の拡散レーザビームとして
反射する凸状全反射部材；この凸状全反射部材からの円
錐状の拡散レーザビームを、該凸状全反射部材よりレー
ザ光源側において、軸線と直交する方向に反射する環状
反射部材；コリメータレンズ及び環状反射部材と、凸状
全反射部材との間に配設された、軸線と直交する第一、
第二の透光性平行平面板を有する傾斜補償容器；この傾
斜補償容器内に、自由液面で封入した屈折率が約１．５
の傾斜補償液体；及び環状反射部材から出射される水平
基準面用レーザビームを透過させる、投光器枠体に設け
た透光性筒体；を有し、コリメータレンズ、凸状全反射
部材、環状反射部材及び傾斜補償容器は、軸線を中心と
する回転対称形状をなしており、レーザ光源から出射さ
れコリメータレンズを介して凸状全反射部材に至る円筒
状レーザビームと、凸状全反射部材で反射し円筒状レー
ザビームを囲む光路を環状反射部材に至る円錐状レーザ
ビームとがともに傾斜補償容器中の傾斜補償液体を通過
することを特徴としている。
は、軸線を鉛直方向にして配置可能な投光器枠体；この
投光器枠体内に、その軸線上に順に配置した、レーザ光
源、このレーザ光源からのレーザビームを略円筒状のレ
ーザビームとするコリメータレンズ、及びこのコリメー
タレンズから出射される円筒状レーザビームを、該円筒
状レーザビームを囲む円錐状の拡散レーザビームとして
反射する凸状全反射部材；この凸状全反射部材からの円
錐状の拡散レーザビームを、該凸状全反射部材よりレー
ザ光源側において、軸線と直交する方向に反射する環状
反射部材；コリメータレンズ及び環状反射部材と、凸状
全反射部材との間に配設された、軸線と直交する第一、
第二の透光性平行平面板を有する傾斜補償容器；この傾
斜補償容器内に、自由液面で封入した屈折率が約１．５
の傾斜補償液体；及び環状反射部材から出射される水平
基準面用レーザビームを透過させる、投光器枠体に設け
た透光性筒体；を有し、コリメータレンズ、凸状全反射
部材、環状反射部材及び傾斜補償容器は、軸線を中心と
する回転対称形状をなしており、レーザ光源から出射さ
れコリメータレンズを介して凸状全反射部材に至る円筒
状レーザビームと、凸状全反射部材で反射し円筒状レー
ザビームを囲む光路を環状反射部材に至る円錐状レーザ
ビームとがともに傾斜補償容器中の傾斜補償液体を通過
することを特徴としている。
【０００６】この構成によると、回転駆動部材を持たな
いレーザ投光装置が得られ、さらに、コリメータレンズ
及び環状反射部材と、凸状全反射部材との間に、軸線と
直交する第一の透光性平行平面板と、この第一の透光性
平行平面板に直交する第二の透光性平行平面板とを有
し、内部に自由液面で位置する屈折率が約１．５の傾斜
補償液体を封入した傾斜補償容器を配設し、コリメータ
レンズから出て凸状全反射部材に至る円筒状レーザビー
ム、及び凸状全反射部材で反射したのち光路をほぼ折り
返して環状反射部材に至る円錐状レーザビームがともに
この傾斜補償液体を通過するので、傾斜自動補償機能を
持った水平基準面用レーザ投光装置が得られる。
いレーザ投光装置が得られ、さらに、コリメータレンズ
及び環状反射部材と、凸状全反射部材との間に、軸線と
直交する第一の透光性平行平面板と、この第一の透光性
平行平面板に直交する第二の透光性平行平面板とを有
し、内部に自由液面で位置する屈折率が約１．５の傾斜
補償液体を封入した傾斜補償容器を配設し、コリメータ
レンズから出て凸状全反射部材に至る円筒状レーザビー
ム、及び凸状全反射部材で反射したのち光路をほぼ折り
返して環状反射部材に至る円錐状レーザビームがともに
この傾斜補償液体を通過するので、傾斜自動補償機能を
持った水平基準面用レーザ投光装置が得られる。
【０００７】コリメータレンズは、環状反射部材の中心
中空部内に配置することによりスペース効率を高めるこ
とができる。
中空部内に配置することによりスペース効率を高めるこ
とができる。
【０００８】コリメータレンズ、凸状全反射部材、及び
環状反射部材の形状は、例えば、環状反射部材から出射
される水平基準面用レーザビームを平行光束とするよう
に設定し、あるいは有限距離に集束させるように設定す
ることができる。
環状反射部材の形状は、例えば、環状反射部材から出射
される水平基準面用レーザビームを平行光束とするよう
に設定し、あるいは有限距離に集束させるように設定す
ることができる。
【０００９】また、本発明は、別の態様によると、軸線
を鉛直方向にして配置可能な投光器枠体；この投光器枠
体内に配置した、レーザ光源と、このレーザ光源からの
レーザビームが透過する正のパワーのレンズと、レーザ
光源から出て正のパワーのレンズを透過したレーザビー
ムの方向を反転させてレーザ光源方向に向かう円筒状ま
たは円錐状のレーザビームとする反射部材；この反射部
材からの円筒状または円錐状の拡散レーザビームを軸線
と直交する方向に反射する環状反射部材；この環状反射
部材から出射される水平基準面用レーザビームを透過さ
せる、投光器枠体に設けた透光性筒体；及び正のパワー
のレンズ及び環状反射部材と、反射部材との間に配設さ
れた、軸線と直交する第一、第二の透光性平行平面板を
有する傾斜補償容器；及びこの傾斜補償容器内に、自由
液面で位置する屈折率が約１．５の傾斜補償液体；を有
し、レーザ光源、正のパワーのレンズ、反射部材、環状
反射部材及び傾斜補償容器は、軸線を中心とする回転対
称形状をなしており、正のパワーのレンズから出て反射
部材に至るレーザビームと、反射部材で反射して環状反
射部材に至るレーザビームとがともに傾斜補償容器内の
傾斜補償液体を通過することを特徴としている。
を鉛直方向にして配置可能な投光器枠体；この投光器枠
体内に配置した、レーザ光源と、このレーザ光源からの
レーザビームが透過する正のパワーのレンズと、レーザ
光源から出て正のパワーのレンズを透過したレーザビー
ムの方向を反転させてレーザ光源方向に向かう円筒状ま
たは円錐状のレーザビームとする反射部材；この反射部
材からの円筒状または円錐状の拡散レーザビームを軸線
と直交する方向に反射する環状反射部材；この環状反射
部材から出射される水平基準面用レーザビームを透過さ
せる、投光器枠体に設けた透光性筒体；及び正のパワー
のレンズ及び環状反射部材と、反射部材との間に配設さ
れた、軸線と直交する第一、第二の透光性平行平面板を
有する傾斜補償容器；及びこの傾斜補償容器内に、自由
液面で位置する屈折率が約１．５の傾斜補償液体；を有
し、レーザ光源、正のパワーのレンズ、反射部材、環状
反射部材及び傾斜補償容器は、軸線を中心とする回転対
称形状をなしており、正のパワーのレンズから出て反射
部材に至るレーザビームと、反射部材で反射して環状反
射部材に至るレーザビームとがともに傾斜補償容器内の
傾斜補償液体を通過することを特徴としている。
【００１０】この態様では、正のレンズと反射部材は、
レーザビームの光路を反転させて単に環状反射部材に対
して円筒状または円錐状のレーザビームを入射させるも
のであればよい。そして、正のレンズから反射部材に至
るレーザビーム及び反射部材から環状反射部材に至るレ
ーザビームがともに傾斜補償容器内の傾斜補償液体を通
過させることにより、傾斜自動補償機能が得られる。
レーザビームの光路を反転させて単に環状反射部材に対
して円筒状または円錐状のレーザビームを入射させるも
のであればよい。そして、正のレンズから反射部材に至
るレーザビーム及び反射部材から環状反射部材に至るレ
ーザビームがともに傾斜補償容器内の傾斜補償液体を通
過させることにより、傾斜自動補償機能が得られる。
【００１１】なお、『鉛直』の語は、通常の測量作業に
おいて、作業者の通常の注意力で設定することができる
鉛直を言い、自動傾斜補正は、この通常の注意力で設定
した鉛直が僅かに狂うとき、これを精密に自動的に補正
することを言う。
おいて、作業者の通常の注意力で設定することができる
鉛直を言い、自動傾斜補正は、この通常の注意力で設定
した鉛直が僅かに狂うとき、これを精密に自動的に補正
することを言う。
【００１２】
【発明の実施形態】投光器枠体１０の架台１１は、３個
の整準ねじ１２を介して、三脚固定板１３に支持されて
いる。三脚固定板１３は、三脚ねじ孔１４を有してい
て、この三脚ねじ孔１４に、三脚（支持脚、図示せず）
の支持台に備えられた三脚ねじが螺合固定され、投光器
枠体１０の軸線Ｚが鉛直方向を向くようにセットされ
る。投光器枠体１０は勿論三脚以外の支持媒体に支持し
てもよい。
の整準ねじ１２を介して、三脚固定板１３に支持されて
いる。三脚固定板１３は、三脚ねじ孔１４を有してい
て、この三脚ねじ孔１４に、三脚（支持脚、図示せず）
の支持台に備えられた三脚ねじが螺合固定され、投光器
枠体１０の軸線Ｚが鉛直方向を向くようにセットされ
る。投光器枠体１０は勿論三脚以外の支持媒体に支持し
てもよい。
【００１３】投光器枠体１０は、軸線Ｚを中心とする透
明（透光性）筒体２１を備えている。投光器枠体１０内
には、軸線Ｚ上に位置させて、図１の上方から順に、レ
ーザ光源４１、コリメータレンズ（正のパワーのレン
ズ）４２と環状反射部材４４、傾斜補償容器３０、及び
凸状反射部材（反射部材）４３が配設されている。コリ
メータレンズ４２は、環状反射部材４４の中心中空部内
に位置している。
明（透光性）筒体２１を備えている。投光器枠体１０内
には、軸線Ｚ上に位置させて、図１の上方から順に、レ
ーザ光源４１、コリメータレンズ（正のパワーのレン
ズ）４２と環状反射部材４４、傾斜補償容器３０、及び
凸状反射部材（反射部材）４３が配設されている。コリ
メータレンズ４２は、環状反射部材４４の中心中空部内
に位置している。
【００１４】傾斜補償容器３０は、軸線Ｚと直交する第
一、第二の透明（透光性）平行平面板３１、３２を有し
ており、内部に傾斜補償液体３３が封入されている。こ
の傾斜補償液体３３は、傾斜補償容器３０の姿勢に応じ
て自由に移動する液体としての性質を有する。
一、第二の透明（透光性）平行平面板３１、３２を有し
ており、内部に傾斜補償液体３３が封入されている。こ
の傾斜補償液体３３は、傾斜補償容器３０の姿勢に応じ
て自由に移動する液体としての性質を有する。
【００１５】レーザ光源４１からの出射レーザビーム
は、拡散光であり、この拡散光は、コリメータレンズ４
２により、円筒状レーザビームＬC とされ、傾斜補償容
器３０を透過した後、凸状反射部材４３に入射する。
は、拡散光であり、この拡散光は、コリメータレンズ４
２により、円筒状レーザビームＬC とされ、傾斜補償容
器３０を透過した後、凸状反射部材４３に入射する。
【００１６】凸状反射部材４３は、円筒状レーザビーム
ＬC を反射して、径が徐々に拡大する円錐状レーザビー
ムＬT （円筒状レーザビームＬ C を囲む状態）とする凸
反射面４３ａを有するもので、この円錐状レーザビーム
ＬT が、傾斜補償容器３０を透過した後、環状反射部材
４４に入射する。環状反射部材４４は、巨視的にみて円
錐状の円錐状反射面４４ａを有し、円錐状レーザビーム
ＬT を反射して軸線Ｚに直交する水平基準面用レーザビ
ーム（全円周レーザビーム）ＬH として出射する。透光
性筒体２１の軸線Ｚ方向の位置は、環状反射部材４４の
軸線Ｚ方向の位置と一致しており、円錐状反射面４４ａ
からの水平基準面用レーザビームＬH が透光性筒体２１
から出射する。
ＬC を反射して、径が徐々に拡大する円錐状レーザビー
ムＬT （円筒状レーザビームＬ C を囲む状態）とする凸
反射面４３ａを有するもので、この円錐状レーザビーム
ＬT が、傾斜補償容器３０を透過した後、環状反射部材
４４に入射する。環状反射部材４４は、巨視的にみて円
錐状の円錐状反射面４４ａを有し、円錐状レーザビーム
ＬT を反射して軸線Ｚに直交する水平基準面用レーザビ
ーム（全円周レーザビーム）ＬH として出射する。透光
性筒体２１の軸線Ｚ方向の位置は、環状反射部材４４の
軸線Ｚ方向の位置と一致しており、円錐状反射面４４ａ
からの水平基準面用レーザビームＬH が透光性筒体２１
から出射する。
【００１７】したがって、軸線Ｚが正しく鉛直になるよ
うに投光器枠体１０をセットすれば、傾斜補償容器３０
の有無に拘わらず（傾斜補償容器３０が存在しなくて
も）、環状反射部材４４の円錐状反射面４４ａからの水
平基準面用レーザビームＬH は、水平基準面を描くこと
となる。
うに投光器枠体１０をセットすれば、傾斜補償容器３０
の有無に拘わらず（傾斜補償容器３０が存在しなくて
も）、環状反射部材４４の円錐状反射面４４ａからの水
平基準面用レーザビームＬH は、水平基準面を描くこと
となる。
【００１８】一方、投光器枠体１０に、軸線Ｚが僅かに
鉛直方向からずれる傾斜が発生した場合には、傾斜補償
容器３０によって、以下のように、その光路傾斜が自動
補正される。図５はその原理を示す図である。レーザ光
源４１、傾斜補償容器３０、傾斜補償液体３３は、図１
の実施形態の要素と同じ要素とする。本レーザ投光装置
によると、レーザビームが傾斜補償液体３３を往路及び
復路で都合二回透過するので、図５では、簡単のため、
水平基準面をαだけ傾斜させ、投光器枠体１０（軸Ｚ）
は鉛直のままとし、凸反射面４３ａをＺ軸に対して直角
な平面としている。また、投光器枠体１０の姿勢が変化
すると、厳密には傾斜補償容器３０の透明平行平面板３
１と３２で光路が変化するが、この光路変化は微小であ
り、平行平面板を通過前後で角度的変化はないので無視
する。
鉛直方向からずれる傾斜が発生した場合には、傾斜補償
容器３０によって、以下のように、その光路傾斜が自動
補正される。図５はその原理を示す図である。レーザ光
源４１、傾斜補償容器３０、傾斜補償液体３３は、図１
の実施形態の要素と同じ要素とする。本レーザ投光装置
によると、レーザビームが傾斜補償液体３３を往路及び
復路で都合二回透過するので、図５では、簡単のため、
水平基準面をαだけ傾斜させ、投光器枠体１０（軸Ｚ）
は鉛直のままとし、凸反射面４３ａをＺ軸に対して直角
な平面としている。また、投光器枠体１０の姿勢が変化
すると、厳密には傾斜補償容器３０の透明平行平面板３
１と３２で光路が変化するが、この光路変化は微小であ
り、平行平面板を通過前後で角度的変化はないので無視
する。
【００１９】いま、投光器枠体１０（軸Ｚ）は鉛直のま
ま、水平基準面をαだけ傾斜させると、傾斜補償容器３
０内の傾斜補償液体３３の自由液面がαだけ傾き、楔状
になる。その結果、レーザビームが往路で傾斜補償液体
３３により屈折角βだけ屈折したとすると、偏角の式か
ら、 β≒（ｎ−１）α が成立する。ｎは傾斜補償液体３３の屈折率である。
ま、水平基準面をαだけ傾斜させると、傾斜補償容器３
０内の傾斜補償液体３３の自由液面がαだけ傾き、楔状
になる。その結果、レーザビームが往路で傾斜補償液体
３３により屈折角βだけ屈折したとすると、偏角の式か
ら、 β≒（ｎ−１）α が成立する。ｎは傾斜補償液体３３の屈折率である。
【００２０】次に、復路のレーザビームが傾斜補償液体
３３により、屈折角γで屈折したとすると、同様に、 γ≒（ｎ−１）α が成立する。
３３により、屈折角γで屈折したとすると、同様に、 γ≒（ｎ−１）α が成立する。
【００２１】投光器枠体１０に傾斜αが発生したにも拘
わらず、傾斜補償液体３３を往復２回通過したレーザビ
ームが水平基準面と一致するには、図５から、 β＋γ＝α を満足すればよい。 以上の式を解くと、 ２（ｎ−１）α＝α よって、ｎ＝１．５ 従って、ｎ＝１．５の傾斜補償液体３３を使用すれば、
レーザビームの出射角はＺ軸に垂直な線に対してαだけ
傾くことになって水平基準面の傾きαと一致し、レーザ
ビームは水平基準面に出射されることとなる。
わらず、傾斜補償液体３３を往復２回通過したレーザビ
ームが水平基準面と一致するには、図５から、 β＋γ＝α を満足すればよい。 以上の式を解くと、 ２（ｎ−１）α＝α よって、ｎ＝１．５ 従って、ｎ＝１．５の傾斜補償液体３３を使用すれば、
レーザビームの出射角はＺ軸に垂直な線に対してαだけ
傾くことになって水平基準面の傾きαと一致し、レーザ
ビームは水平基準面に出射されることとなる。
【００２２】傾斜補償液体３３のレーザビームに対する
屈折率は、上述のように約１．５に設定されており、よ
って、以上の実施形態によれば、投光器枠体１０に若干
の傾斜が発生しても、軸線Ｚと直交する水平基準面上に
正しく水平基準面用レーザビームＬH を照射することが
できる。なお、以上の近似式は、αが約０．９゜以下の
ときに成立することが知られている。通常の傾斜自動補
償は、この角度より十分小さい角度で行なうことができ
れば、十分である。
屈折率は、上述のように約１．５に設定されており、よ
って、以上の実施形態によれば、投光器枠体１０に若干
の傾斜が発生しても、軸線Ｚと直交する水平基準面上に
正しく水平基準面用レーザビームＬH を照射することが
できる。なお、以上の近似式は、αが約０．９゜以下の
ときに成立することが知られている。通常の傾斜自動補
償は、この角度より十分小さい角度で行なうことができ
れば、十分である。
【００２３】環状反射部材４４の円錐状反射面４４ａか
ら出射する水平基準面用レーザビームＬH は、図２に示
すように有限距離Ｄに集束させることも、平行光束とす
ることもできる。このためには、レーザ光源４１から環
状反射部材４４に至る光学系のうち、コリメータレンズ
４２、凸状反射部材４３の凸反射面４３ａ、及び環状反
射部材４４の円錐状反射面４４ａの形状を目的に応じて
設定すればよい。例えば、図２では、円錐状反射面４４
ａを凹面として、水平基準面用レーザビームＬH を集束
させており、図３では、円錐状反射面４４ａを純粋円錐
面とし、図４では凸面として、水平基準面用レーザビー
ムＬH を平行光束としている。勿論、図２、図３の例で
は、円錐状反射面４４ａへの入射光束がほぼ平行光束と
なるように、コリメータレンズ４２、凸反射面４３ａの
形状を設定し、図４の例では、円錐状反射面４４ａへの
入射光束が集束光束となるように、コリメータレンズ４
２、凸反射面４３ａの形状が設定される。必要に応じ、
コリメータレンズ４２、凸反射面４３ａ、円錐状反射面
４４ａに非球面を用いることもできる。
ら出射する水平基準面用レーザビームＬH は、図２に示
すように有限距離Ｄに集束させることも、平行光束とす
ることもできる。このためには、レーザ光源４１から環
状反射部材４４に至る光学系のうち、コリメータレンズ
４２、凸状反射部材４３の凸反射面４３ａ、及び環状反
射部材４４の円錐状反射面４４ａの形状を目的に応じて
設定すればよい。例えば、図２では、円錐状反射面４４
ａを凹面として、水平基準面用レーザビームＬH を集束
させており、図３では、円錐状反射面４４ａを純粋円錐
面とし、図４では凸面として、水平基準面用レーザビー
ムＬH を平行光束としている。勿論、図２、図３の例で
は、円錐状反射面４４ａへの入射光束がほぼ平行光束と
なるように、コリメータレンズ４２、凸反射面４３ａの
形状を設定し、図４の例では、円錐状反射面４４ａへの
入射光束が集束光束となるように、コリメータレンズ４
２、凸反射面４３ａの形状が設定される。必要に応じ、
コリメータレンズ４２、凸反射面４３ａ、円錐状反射面
４４ａに非球面を用いることもできる。
【００２４】上記実施形態では、投光器枠体１０内に、
上方から順に、レーザ光源４１、コリメータレンズ４
２、傾斜補償容器３０、凸状反射部材４３を配置し、コ
リメータレンズ４２の外側に環状反射部材４４を配置し
たが、これは変形が可能である。例えば、傾斜補償容器
３０を挟んで、レーザ光源４１、コリメータレンズ４２
と、凸状反射部材４３とを反対側に設けることも可能で
ある。またコリメータレンズ４２と環状反射部材４４の
軸線Ｚ方向位置を同一にすることにより小型化が可能で
あるが、両者の軸方向位置をずらせても本発明は成立す
る。
上方から順に、レーザ光源４１、コリメータレンズ４
２、傾斜補償容器３０、凸状反射部材４３を配置し、コ
リメータレンズ４２の外側に環状反射部材４４を配置し
たが、これは変形が可能である。例えば、傾斜補償容器
３０を挟んで、レーザ光源４１、コリメータレンズ４２
と、凸状反射部材４３とを反対側に設けることも可能で
ある。またコリメータレンズ４２と環状反射部材４４の
軸線Ｚ方向位置を同一にすることにより小型化が可能で
あるが、両者の軸方向位置をずらせても本発明は成立す
る。
【００２５】また、上記実施形態では、コリメータレン
ズ４２で円筒状レーザビームＬC とし、凸状反射部材４
３で円錐状レーザビームＬT としたが、これらは、環状
反射部材４４に対して最終的に円筒状または円錐状のレ
ーザビームを入射させることができるものであれば足り
る（請求項６）。さらに、コリメータレンズ４２から出
射レーザビームを円筒状にするために、光源４１とコリ
メータレンズ４２との間の光軸Ｚ上に遮光部材２２を配
設してもよいが、特に遮光部材を設けない場合でも、前
記の円筒状または円錐状のレーザビーム以外のレーザビ
ームは環状反射部材４４の反射面４４ａより外れてカッ
トされ、透光性筒体２１から出射することはない。
ズ４２で円筒状レーザビームＬC とし、凸状反射部材４
３で円錐状レーザビームＬT としたが、これらは、環状
反射部材４４に対して最終的に円筒状または円錐状のレ
ーザビームを入射させることができるものであれば足り
る（請求項６）。さらに、コリメータレンズ４２から出
射レーザビームを円筒状にするために、光源４１とコリ
メータレンズ４２との間の光軸Ｚ上に遮光部材２２を配
設してもよいが、特に遮光部材を設けない場合でも、前
記の円筒状または円錐状のレーザビーム以外のレーザビ
ームは環状反射部材４４の反射面４４ａより外れてカッ
トされ、透光性筒体２１から出射することはない。
【００２６】
【発明の効果】本発明の水平基準面用レーザ投光装置
は、回転駆動部分が存在しないため、製造面、メンテナ
ンス面のいずれも安価にでき、またモータが不要である
ので、電力消費が少ない。よって特にバッテリを電源と
する測量機として好適である。さらに、レーザ光路が折
り返されているため、傾斜補償容器内に封入された屈折
率が約１．５の液体を２度透過することで得られる傾斜
自動補償機能を小型の装置で得ることができる。
は、回転駆動部分が存在しないため、製造面、メンテナ
ンス面のいずれも安価にでき、またモータが不要である
ので、電力消費が少ない。よって特にバッテリを電源と
する測量機として好適である。さらに、レーザ光路が折
り返されているため、傾斜補償容器内に封入された屈折
率が約１．５の液体を２度透過することで得られる傾斜
自動補償機能を小型の装置で得ることができる。
【図１】本発明の水平基準面用レーザ投光装置の一実施
形態を示す縦断面図である。
形態を示す縦断面図である。
【図２】環状反射部材からの出射レーザビームが有限距
離に集光する状態を示す模式図である。
離に集光する状態を示す模式図である。
【図３】環状反射部材からの出射レーザビームが平行光
束となる状態を示す模式図である。
束となる状態を示す模式図である。
【図４】環状反射部材からの出射レーザビームが平行光
束となる状態を示す、他の環状反射部材の反射面形状を
示す模式図である。
束となる状態を示す、他の環状反射部材の反射面形状を
示す模式図である。
【図５】鉛直光路自動補正の原理を示す図である。
Ｚ 軸線 １０ 投光器枠体 １１ 架台 ２１ 透光性筒体 ３０ 傾斜補償容器 ３１ ３２ 透明（透光性）平行平面板 ３３ 傾斜補償液体 ４１ レーザ光源 ４２ コリメータレンズ（正のパワーのレンズ） ４３ 凸状反射部材 ４３ａ 凸反射面 ４４ 環状反射部材 ４４ａ 円錐状反射面 ＬC 円筒状レーザビーム ＬT 円錐状レーザビーム ＬH 水平基準面用レーザビーム（全円周レーザビー
ム）
ム）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 15/00
Claims (5)
- 【請求項１】 軸線を鉛直方向にして配置可能な投光器
枠体； この投光器枠体内に、その軸線上に順に配置した、レー
ザ光源、このレーザ光源からのレーザビームを略円筒状
のレーザビームとするコリメータレンズ、及びこのコリ
メータレンズから出射される円筒状レーザビームを、該
円筒状レーザビームを囲む円錐状の拡散レーザビームと
して反射する凸状全反射部材； この凸状全反射部材からの円錐状の拡散レーザビーム
を、該凸状全反射部材よりレーザ光源側において、上記
軸線と直交する方向に反射する環状反射部材；上記コリメータレンズ及び環状反射部材と、凸状全反射
部材との間に配設された、上記軸線と直交する第一、第
二の透光性平行平面板を有する傾斜補償容器； この傾斜補償容器内に、自由液面で封入した屈折率が約
１．５の傾斜補償液体；及び上記環状反射部材から出射
される水平基準面用レーザビームを透過させる、上記投
光器枠体に設けた透光性筒体； を有し、 上記コリメータレンズ、凸状全反射部材、環状反射部材
及び傾斜補償容器は、上記軸線を中心とする回転対称形
状をなしており、 上記レーザ光源から出射されコリメータレンズを介して
凸状全反射部材に至る円筒状レーザビームと、上記凸状
全反射部材で反射し上記円筒状レーザビームを囲む光路
を環状反射部材に至る円錐状レーザビームとがともに上
記傾斜補償容器中の傾斜補償液体を通過する ことを特徴
とする水平基準面用レーザ投光装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ投光装置におい
て、上記コリメータレンズは、上記環状反射部材の中心
中空部内に配置されている水平基準面用レーザ投光装
置。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のレーザ投光装置
において、上記コリメータレンズ、凸状全反射部材、及
び環状反射部材の形状は、環状反射部材から出射される
水平基準面用レーザビームを平行光束とするように設定
されている水平基準面用レーザ投光装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項記載の
レーザ投光装置において、上記コリメータレンズ、凸状
全反射部材、及び環状反射部材の形状は、環状反射部材
から出射される水平基準面用レーザビームを有限距離に
集束させるように設定されている水平基準面用レーザ投
光装置。 - 【請求項５】 軸線を鉛直方向にして配置可能な投光器
枠体；この投光器枠体内に配置した、レーザ光源と、このレー
ザ光源からのレーザビームが透過する正のパワーのレン
ズと、上記レーザ光源から出て正のパワーのレンズを透
過したレーザビームの方向を反転させてレーザ光源方向
に向かう円筒状または円錐状のレーザビームとする反射
部材； この反射部材からの円筒状または円錐状の拡散レーザビ
ームを上記軸線と直交する方向に反射する環状反射部
材； この環状反射部材から出射される水平基準面用レーザビ
ームを透過させる、上記投光器枠体に設けた透光性筒
体；及び 上記正のパワーのレンズ及び環状反射部材と、
反射部材との間に配設された、上記軸線と直交する第
一、第二の透光性平行平面板を有する傾斜補償容器；及
び この傾斜補償容器内に、自由液面で位置する屈折率が
約１．５の傾斜補償液体； を有し、 上記レーザ光源、正のパワーのレンズ、反射部材、環状
反射部材及び傾斜補償容器は、上記軸線を中心とする回
転対称形状をなしており、 上記正のパワーのレンズから出て反射部材に至るレーザ
ビームと、反射部材で反射して環状反射部材に至るレー
ザビームとがともに上記傾斜補償容器内の傾斜補償液体
を通過する ことを特徴とする水平基準面用レーザ投光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12689697A JP3208727B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 水平基準面用レーザ投光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12689697A JP3208727B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 水平基準面用レーザ投光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318750A JPH10318750A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3208727B2 true JP3208727B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=14946565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12689697A Expired - Lifetime JP3208727B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 水平基準面用レーザ投光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208727B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102052919B (zh) * | 2009-11-02 | 2012-09-12 | 西安华科光电有限公司 | 一种薄壁支撑锥反激光投线模块 |
-
1997
- 1997-05-16 JP JP12689697A patent/JP3208727B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10318750A (ja) | 1998-12-04 |
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