JP3538312B2 - レーザ測量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを所
定の走査面内で走査しつつ投射するとともに、レーザ光
からなる第１直線ビームと第２直線ビームとを前記走査
面に直交し且つ互いに逆となる方向に出射するレーザ測
量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、土木、建築などの分野では、
水平線や垂直線の墨出しを行うためのレーザ測量装置
（いわゆるレーザプレーナ）が使用されている。このレ
ーザ装置はレーザ光を出射する投光部を回転させてこの
レーザ光を周方向に走査し、レーザ光の軌跡によって壁
面などの被投射面に垂直または水平方向の基準線を投射
するものである。

【０００３】図４にレーザ測量装置の外観図を示す。こ
の図４は水平方向のレーザ光走査を行うために、レーザ
測量装置１１を鉛直に立てて使用している状態を示して
いる。このレーザ測量装置１１の上端部からは、天井な
どに測量基準点を形成するためのレーザ光（以下、上部
直線ビームという）Ｌ₄が鉛直上方向に出射されてい
る。また、このレーザ測量装置の下端部からは床などに
測量基準点を形成するためのレーザ光（以下、下部直線
ビームという）Ｌ₂が鉛直下方向に出射している。

【０００４】レーザ測量装置１１の上部ハウジング１６
の側面からは、このレーザ測量装置１１内に設置された
図示せぬ回転投光部からのレーザ光Ｌ₃が出射してお
り、図４の状態において回転投光部が鉛直方向を軸とし
て回転されることに伴って、このレーザ光Ｌ₃が上下各
直線ビームＬ₂，Ｌ₄に対して直交する面内で走査され
る。このようにレーザ光Ｌ₃を周方向に走査させること
により、壁面などに水平線や水平面を形成することがで
きる。

【０００５】このようなレーザ測量装置１１において、
上部直線ビームＬ₂および下部直線ビームＬ₄は、鉛直方
向に正確に基準点を形成するために、互いに平行となる
ように設計されている。しかしながら、各光学部材の誤
差や、装置の組み上げの際の設計値からの僅かなズレに
より、これら上下各直線ビームＬ₂，Ｌ₄の向きが設計値
通りの平行にならない場合がある。そこで、これら上下
各直線ビームＬ₂，Ｌ₄の向きを互いに平行に調節するた
めのビーム軸平行調整部がレーザ測量装置１１内に組み
込まれている。

【０００６】図１７は、従来のビーム軸平行調整部の断
面図である。このビーム軸平行調整部は、レーザ測量装
置１１の下方の下部直線ビームＬ₂の出射口付近に設け
られている。以下、図１７を用いて、従来のビーム軸平
行調整部について説明する。

【０００７】レーザ測量装置１１の光学系が納められて
いる鏡筒９０の下部には、楔ガラス９２を保持するため
の略輪環形状の楔枠９１がはめ込まれている。この楔枠
９１の図面中下面側には、楔ガラス９２とほぼ同形状の
凹部９１ａが、楔枠９１と同軸に形成されている。そし
て、この凹部９１ａ内に、楔ガラス９２が固着されてい
る。また、楔枠９１において、楔ガラス９２が固着され
た側の面の外周部分には、リブ９１ｂが形成されてい
る。

【０００８】楔枠９１の下面側には、リブ９１ｂの内周
とほぼ同径の輪環形状を有する楔枠９３が、このリブ９
１ｂに嵌合するようにはめ込まれている。この楔枠９３
の下面側にも、凹部９３と同軸な円形の凹部９３ａが形
成されている。この凹部９３ａ内には、凹部９３ａの内
径とほぼ同径で、その厚さは凹部９３ａの深さよりもや
や小さい楔ガラス９４が固着されている。また、楔ガラ
ス９４が固着された楔枠９３下面の外周部分には、環状
凹部９３ｂが形成されている。

【０００９】また、鏡筒９０の下端部の内周面には雌ね
じが形成されている。そして、外周が鏡筒９０の内周と
ほぼ同径で、内周が楔枠９３の外周よりも小さい楔押さ
え環９５が、この鏡筒９０内にはめ込まれている。この
楔押さえ環９５の外周面上には、鏡筒９０の内周面の雌
ねじに螺合する雄ねじが形成されている。これにより、
楔押さえ環９５は鏡筒９０内部の雌ねじに螺合した状態
で鏡筒９０内部で固定されている。そして、楔枠９１お
よび楔枠９３は、楔押さえ環９５により鏡筒９０内で固
定された状態となっている。

【００１０】以下、このビーム軸平行調整部を用いた従
来のビーム軸平行調整方法を説明する。楔ガラス９２，
９４は互いの面が平行より僅かに角度を持って相対した
平面からなる円板状の光学素子であるため、光がこれら
楔ガラス９２，９４を透過するとその光の向きが僅かに
変化する。よって、２枚の楔ガラス９２，９４を、楔枠
９１，９３ごと鏡筒９０の中心軸に直交する面内で回転
させることにより、これら楔ガラス９２，９４を透過す
る下部直線ビームＬ₂の向きを上部直線ビームＬ₄の向き
に平行になるように調整することができる。

【００１１】従来のビーム軸平行調整構造においては、
まず、楔ガラス９４がはめ込まれた楔枠９３と楔押さえ
環９５を取り外した状態で、楔枠９１を回転させて下部
直線ビームＬ₂のビーム軸の向きを調整する。次に、楔
枠９３を楔枠９１の下面に嵌合させ、この楔枠９３を鏡
筒９０内で回転させることにより、下部直線ビームＬ ₂
の向きを調整する。そして、楔押さえ環９５を鏡筒９０
内部に螺合させることにより、楔枠９１，９３を鏡筒９
０内で固定する。このようにして、下部直線ビームＬ₂
の平行調整が完了する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、レーザ測
量装置における従来のビーム軸平行調整部では、２枚の
楔ガラス９２，９４を用いて下部直線ビームＬ₂の向き
を調整した後に、楔押さえ環９５によりこれら各楔ガラ
ス９２，９４を同時に鏡筒９０内に固定している。

【００１３】しかしながら、このような従来のビーム軸
平行調整部では、楔押さえ環９５が鏡筒９０から取り外
された状態で下部直線ビームＬ₂の向きが調整されるの
で、各楔ガラス９２，９４が固着された各楔枠９１，９
３は鏡筒９０内に固定されていない状態で鏡筒９０内に
はめ込まれていることになる。従って、ビーム軸の平行
調整作業時に、各楔枠９１，９３が鏡筒から脱落してし
まうという問題があった。

【００１４】また、従来のビーム軸平行調整部の構造で
は、先に楔枠９１の回転調整を行った後に、楔ガラス９
４の回転調整を行うので、楔枠９３の回転に伴って楔枠
９１も回転してしまう場合がある。これにより、既に調
整の済んだ楔ガラス９２の向きがずれてしまうという問
題があった。

【００１５】さらに、各楔枠９１，９３の回転調整が完
了し、楔押さえ環９５により各楔枠９１，９３を固定す
る際に、楔押さえ環９５を鏡筒９０内に螺合させるた
め、楔枠９３に円周方向の力が加わって楔枠９１，９３
が動いてしまうという問題があった。

【００１６】そこで、ビーム軸の平行調整作業時に２枚
の楔ガラスの向きがずれたり、楔枠が鏡筒から脱落する
ことがなく、容易に調整作業を行うことができるレーザ
測量装置を提供することを、本発明の課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のレーザ測量装置の第１の態様は、レーザ光
を出射する投光部を回転させてこのレーザ光を所定の走
査面内で走査するとともに、レーザ光からなる第１直線
ビームと第２直線ビームとを前記走査面に直交し且つ互
いに逆となる方向に出射するレーザ測量装置において、
第１直線ビームの光路を囲む筒部材と、前記第１直線ビ
ームのビーム軸の向きを屈曲させるために前記筒部材内
に納められた第１および第２の光学楔と、前記筒部材の
内部において同軸に回転可能に保持された筒状部材から
なり、前記第１の光学楔をその内部に保持する第１楔枠
と、前記第１楔枠を前記筒部材に対して固定する第１固
定部材と、前記第１楔枠の内部において同軸に回転可能
に保持された環状部材からなり、前記第２の光学楔をそ
の内部に保持するための第２楔枠と、前記第２楔枠を前
記第１楔枠に対して固定する第２固定部材とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１８】このような構成のレーザ測量装置を採用す
ることにより、第１直線ビームのビーム軸の向きを第２
直線ビームに対して平行になるように調整する際に、第
１楔枠と第２楔枠とをそれぞれ別個に回転させて光学楔
の向きを調整することができ、第１，第２固定部材によ
り各楔枠を別個に固定することができる。従って、従来
よりもビーム軸の平行調整作業を円滑に行うことができ
る。

【００１９】このような構成のレーザ測量装置は、前記
筒部材の内周面上に雌ねじが形成されており、前記第１
楔枠の外周面上に前記雌ねじに螺合する雄ねじが形成さ
れているものであってもよい。また、上記構成のレーザ
測量装置は、前記第１楔枠の内周面上に雌ねじが形成さ
れており、前記第２楔枠の外周面上に前記雌ねじに螺合
する雄ねじが形成されているものであってもよい。

【００２０】また、上記構成のレーザ測量装置におい
て、前記第１楔枠における前記第１直線ビームの出射側
の端面には溝状のスリ割りが形成されていてもよいし、
前記第２楔枠における前記第１直線ビームの出射側の端
面には溝状のスリ割りが形成されていてもよい。

【００２１】また、本発明によるレーザ測量装置の第２
の態様は、レーザ光を出射する投光部を回転させてこの
レーザ光を所定の走査面内で走査するとともに、レーザ
光からなる第１直線ビームと第２直線ビームとを前記走
査面に直交し且つ互いに逆となる方向に出射するレーザ
測量装置において、第１直線ビームの光路を囲む筒部材
と、前記第１直線ビームのビーム軸の向きを屈曲させる
ために前記筒部材内に納められた第１および第２の光学
楔と、前記第１の光学楔を前記筒部材内で前記光路に対
して直交する面内で回転可能に保持する環状の第１楔枠
と、前記第１楔枠を前記筒部材に対して固定する第１固
定部材と、前記第２の光学楔を前記筒部材内で前記光路
に対して直交する面内で回転可能に保持する環状の第２
楔枠と、前記第２楔枠を前記筒部材に対して固定する第
２固定部材とを備えることを特徴とする。

【００２２】このような構成のレーザ測量装置を用いれ
ば、第１態様のレーザ測量装置と同様に、第１，第２の
光学楔を保持する第１，第２の楔枠をそれぞれ筒部材内
で別個に回転調整することができ、かつ、各楔枠を筒部
材に対して別個に固定することができるので、従来より
も平行調整時の作業性を向上することができる。

【００２３】なお、このような構成のレーザ測量装置に
おいて、前記第１楔枠における前記第１直線ビームの出
射側の端面には複数の回転調整用凹部が形成され、前記
第２楔枠には前記第１楔枠と前記第２楔枠との相対位置
に関わらず常に少なくとも１つの回転調整用凹部に重な
る長さを有する回転調整用スリットが形成されていても
よい。その場合には、前記回転調整用凹部は前記第１楔
枠の中心から周縁に向かって放射線状に形成された溝で
あってもよいし、前記第１楔枠の同心円周上に等間隔に
形成された円形の凹部であってもよい。また、前記回転
調整用スリットは前記第２楔枠に円弧状に形成されてい
てもよいし、前記第２楔枠に直線状に形成されていても
よい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。 ＜第１実施形態＞図１は、本発明の第１実施形態による
レーザ測量装置の構成を示す断面図である。この図１
は、水平方向へのレーザ光走査を行うためにレーザ測量
装置を鉛直方向に立てた状態を示している。

【００２５】図１に示すように、レーザ測量装置１１
は、略角筒状の本体ハウジング１２と、この本体ハウジ
ング１２の上端面１２ｂからその回転投光部１５を突出
させた状態でこの本体ハウジング１２内に格納された投
光装置１３と、この投光装置１３の回転投光部１５を囲
繞する上部ハウジング１６と、投光装置１３の駆動用バ
ッテリを収容するために本体ハウジング１２の底部に設
けられたバッテリケース１７とから構成されている。

【００２６】（本体ハウジング）略角筒状である本体ハ
ウジング１２の上端面１２ｂには、その中心軸と同軸
に、すり鉢状の摺動案内部１９が形成されている。この
摺動案内部１９の底面には、円形の摺動穴１９ａが、そ
の中心軸と同軸に形成されている。また、本体ハウジン
グ１２の下端面には、その中心軸と同軸に、円孔１２ａ
が形成されている。

【００２７】（バッテリケース）バッテリケース１７
は、本体ハウジング１２の外径と同径の角筒形状を有し
ている。このバッテリケース１７の上端面および下端面
の中心には、本体ハウジング１２の下端面に形成された
円孔１２ａと同軸同径の円孔１７ａ，１７ｂが形成され
ている。

【００２８】（上部ハウジング）上部ハウジング１６は
本体ハウジング１２の中心軸と同軸の箱型を成し、中心
軸に平行な４つの側面は、透明部材からなる窓１６ｂと
して構成され、さらに、中心軸に直交する端面には不透
明部材からなる蓋１６ｃが組み付けられている。この蓋
１６ｃの中心には、透明部材３６がはめ込まれている円
孔１６ａが形成されている。

【００２９】（投光装置）投光装置１３は、回転投光部
１５と、ベアリング１０を介してこの回転投光部１５を
回転自在かつ同軸に保持する鏡筒２０とから構成されて
いる。この鏡筒２０には、その中心軸に沿ってその全体
を貫通する中空のレーザ光光路２０ｂと、このレーザ光
光路２０ｂから直角に分岐したレーザ光光路２０ａと
が、形成されている。また、回転投光部１５には、この
レーザ光光路２０ｂと同軸に連通するとともにその回転
軸と同軸に形成された中空のレーザ光光路１５ａ，およ
びこのレーザ光光路１５ａに連通するとともに端面方向
および側方に開口を有するペンタプリズム収納部１５ｂ
が、形成されている。

【００３０】また、投光装置１３は、後述する上部直線
ビームＬ₄および下部直線ビームＬ₂の出射方向を調整す
るために、傾動機構３８により本体ハウジング１２内に
おいてあらゆる方向に傾動可能となっている。

【００３１】（レーザ出射光学系）図２は、レーザ測量
装置１１を構成する投光装置１３の鏡筒２０の外観を示
す斜視図であり、図３は、この鏡筒２０に内蔵されてい
るレーザ出射光学系の光学構成を説明するための、鏡筒
２０の断面図である。以下、レーザ出射光学系の光学構
成を、図１から図３を参照して説明する。

【００３２】鏡筒２０内のレーザ光光路２０ａおよび２
０ｂの交点には、偏光ビームスプリッタ２７が固定され
ている。また、このレーザ光光路２０ａの端面には、レ
ーザダイオード２３が固定されており、その中間部に
は、コリメータレンズユニット２４およびアナモプリズ
ム１８が固定されている。また、レーザ光光路２０ｂ内
のバッテリケース１７側端部には、楔ガラス４１，４４
が格納された下部直線ビーム平行調整部２９が固定され
ている。また、レーザ光光路２０ｂ内の回転投光部１５
側には、偏光ビームスプリッタ２７側から順に、λ／４
板２８，前群レンズ３１，および後群レンズ３２が固定
されている。また、回転投光部１５のペンタプリズム収
容部１５ｂ内には、ペンタプリズム３５および楔型プリ
ズム３４が固定されている。

【００３３】レーザ光源としてのレーザダイオード２３
は、偏光ビームスプリッタ２７の偏光分離面２７ａに対
するＳ偏光面（図１の紙面に垂直な面）内で直線偏光す
るレーザ光Ｌ₀を発振する。コリメータレンズユニット
２４は、レーザダイオード２３から出射されたレーザ光
Ｌ₀を平行光にするレンズである。また、アナモプリズ
ム１８は、コリメータレンズ２４を透過したレーザ光Ｌ
₀の断面形状を真円形に修正するための光学素子であ
る。

【００３４】偏光ビームスプリッタ２７内には、レーザ
ダイオード２３からのレーザ光Ｌ₀のビーム軸に対して
λ／４板２８側に４５度傾いた偏光分離面２７ａが形成
されている。この偏光分離面２７ａは、Ｓ偏光を１００
％反射するとともにＰ偏光を１００％透過する特性を有
している。従って、アナモプリズム１８を透過したレー
ザ光Ｌ₀は、１００％λ／４板２８側へ反射される。

【００３５】λ／４板２８は、光軸を中心にその光学軸
の方向を偏光分離面２７ａに対するＰ偏光面（紙面と平
行な面）に対して４５度傾けた状態で、偏光ビームスプ
リッタ２７に貼り付けられている。従って、λ／４板２
８は、入射した直線偏光を円偏光に変換する。このλ／
４板２８のペンタプリズム３５側面には、レーザ光の一
部を偏光ビームスプリッタ２７に向けて反射する部分透
過膜（図示せず）が形成されている。この部分透過膜に
おいて反射された円偏光のレーザ光は、λ／４板２８に
再入射し、Ｐ偏光に変換されて、偏光ビームスプリッタ
２７を透過する。

【００３６】この偏光ビームスプリッタ２７を透過した
レーザ光（以下、下部直線ビームという）Ｌ₂は、下部
直線ビーム平行調整部２９に組み込まれた２枚の楔ガラ
ス４１，４４を透過し、投光装置１３の下端から出射さ
れる。

【００３７】各楔ガラス４１，４４は、平行より僅かに
角度を持って相対した平面からなる光学素子である。下
部直線ビームＬ₂のビーム軸は、これら楔ガラス４１，
４４により僅かに屈曲される。従って、鏡筒２０の中心
軸を軸として各楔ガラスをそれぞれ個別に回転させるこ
とにより、下部直線ビームＬ₂のビーム軸の角度調整を
行うことができる。なお、この下部直線ビーム平行調整
部２９の構成については、後に詳述する。

【００３８】一方、λ／４板２８の部分透過膜を透過し
たレーザ光Ｌ₁が入射する前群レンズ３１は負レンズで
あり、レーザ光光路２０ｂ内に進退自在に挿入された摺
動円筒部材３０内に保持されている。また、この前群レ
ンズ３１によって発散されたレーザ光Ｌ₁が入射する後
群レンズ３２は正レンズであり、レーザ光光路２０ｂ内
に固定されている。従って、これら前群レンズ３１およ
び後群レンズ３２は、入射されたレーザ光Ｌ₁のビーム
径を拡大するビームエキスパンダを構成する。

【００３９】この前群レンズ３１は、合焦機構３９によ
って進退移動されるため、ビームウェストの形成位置を
可変することができる。これにより、投射されるレーザ
光のビーム径を任意に調整することができる。

【００４０】後群レンズ３２を透過したレーザ光Ｌ₁が
入射するペンタプリズム３５は、回転投光部１５のペン
タプリズム収納部１５ｂ内に、この回転投光部１５と一
体に回転するように固定されている。このペンタプリズ
ム３５は、レーザ光Ｌ₁が入射する光入射面３５ｃと、
この光入射面３５ｃに対して２２．５度傾いているとと
もにこの光入射面３５ｃから入射したレーザ光が反射す
る第１反射面３５ａと、この第１反射面３５ａに対して
４５度傾いているとともにこの第１反射面３５ａで反射
されたレーザ光を再度反射する第２反射面３５ｂと、光
入射面３５ｃに対して直角をなしているとともに第２反
射面３５ｂで反射されたレーザ光Ｌ₃を出射する光出射
面３５ｄとを有している。なお、第２反射面３５ｂには
増反射膜がアルミニウム蒸着によって形成されているの
で、この第２反射面３５ｂにおいてレーザ光は１００％
内面反射する。一方、第１反射面３５ａには、反射率が
７０〜８０％の部分透過膜が形成されている。従って、
２０〜３０％のレーザ光（以下「上部直線ビーム」とい
う）Ｌ₄がこの第１反射面を透過し、楔型プリズム３４
を通って投光装置１３の上端から出射される。

【００４１】一方、ペンタプリズム３５の光出射面３５
ｄから出射されたレーザ光Ｌ₃は、ペンタプリズム収容
部１５ｂの側方に開口した投光用窓３３，および上部ハ
ウジング１６の窓１６ｂを透過して、出射される。この
ようにして出射されたレーザ光Ｌ₃は、回転投光部１５
ごとペンタプリズム３５がレーザ光Ｌ₁に直交する面内
で回転することにより、壁面などに垂直または水平方向
の基準線を投射する。

【００４２】（回転機構）次に、回転投光部１５を鏡筒
２０に対して回転させるための回転機構について説明す
る。

【００４３】ベアリング１０を介して鏡筒２０に対して
回転自在に接続された回転投光部１５の外周面には、ギ
ア６９が固定されている。一方、鏡筒２０の膨出部２５
の上端面には外方に向けて突出させたブラケット６５が
設けられている。このブラケット６５には、投光部回転
用モータ６６が固定されており、この投光部回転用モー
タ６６の回転軸に取り付けられたピニオン６７が回転投
光部１５のギア６９に噛み合っている。

【００４４】すなわち、この投光部回転用モータ６６を
回転させると、投光用窓３３から出射されるレーザ光Ｌ
₃の出射方向が回転投光部１５の回転軸を中心に回転す
るので、レーザ光Ｌ₁のビーム軸がこの回転軸と合致し
ている限り、この回転軸に直交する基準平面が、レーザ
光Ｌ₃により形成される。

【００４５】（レーザ測量装置の動作）図４は、レーザ
測量装置１１の外観を示す斜視図である。この図４は図
１から図３と同様に、水平方向のレーザ走査（墨出し）
を行うために、レーザ測量装置１１を立てて使用してい
る状態を示している。

【００４６】上部ハウジング１６の上端部からは、上部
直線ビームＬ₄がレーザ測量装置１１の上方に向かって
出射されている。また、バッテリケース１７の下端部か
らは、下部直線ビームＬ₂がレーザ測量装置１１の下方
に向かって出射されている。これら上部直線ビームＬ₄
および下部直線ビームＬ₂はビーム軸同士が互いに平行
となっており、それぞれ天井や床に基準スポットを形成
している。また、上部ハウジング１６からは、レーザ光
Ｌ₃が水平に出射されている。なお、上部直線ビームＬ₄
および下部直線ビームＬ₂が形成する２つの基準スポッ
トを結ぶ直線と、レーザ光Ｌ₃のビーム軸とは、互いに
直交している。

【００４７】また、回転投光部１５を回転させることに
より、回転投光部１５から出射されたレーザ光Ｌ₃を走
査させる。すると、図４に示すように、壁面上の全周に
わたってレーザ光Ｌ₃による軌跡ＳＬが描かれる。この
ように、回転投光部１５を回転させて、レーザ光Ｌ₃を
走査させた場合は、壁面上の一点上に投射されるレーザ
光の時間当たりの投射量が少なくなる。このため、周囲
が比較的明るい場合や、レーザ測量装置１１から壁面ま
での距離が長いと、水平面を形成している軌跡ＳＬを目
視することが困難となる。その場合は、光検出器Ｄを用
いて、この軌跡ＳＬを検出する。

【００４８】（ビーム軸平行調整部）上述したように、
上部直線ビームＬ₄および下部直線ビームＬ₂は、垂直ま
たは水平方向の基準線を投射するレーザ光Ｌ₃に対して
垂直をなしており、天井や床などに基準スポットを形成
する。従って、図１，３，４に示すように、これら上下
各直線ビームＬ₂，Ｌ₄のビーム軸は、互いに平行に出射
されるよう、設計されている。しかしながら、各光学部
品の取付時に生じる機械的誤差や各光学部品の性能のバ
ラツキに起因して、実際の装置組み上げ時には下部直線
ビームＬ₂のビーム軸は、不可避的に上部直線ビームＬ₄
に対して僅かに傾いてしまう。図５（ａ）は、下部直線
ビームＬ₂のビーム軸が上部直線ビームＬ₄に対して傾い
た状態を示す模式的断面図である。このように、設計値
からずれてしまった下部直線ビームＬ₂のビーム軸の向
きを調整するために、鏡筒２０の下端部には図５（ｂ）
に示すような下部直線ビーム平行調整部２９が設けられ
ている。

【００４９】図６は、本実施形態によるレーザ測量装置
内に組み込まれた下部直線ビーム平行調整部２９の断面
図であり、図７は、図６の断面を示す斜視図である。ま
た、図８は、下部直線ビーム平行調整部２９が形成され
た鏡筒２０の下端部をバッテリケース１７側からみた斜
視図である。以下、図１，３，６〜８を参照して、下部
直線ビーム平行調整部２９の説明を行う。

【００５０】下部直線ビーム平行調整部２９は、鏡筒２
０下端に設けられた保持円筒２２と、この保持円筒２２
内に納められた２枚の楔ガラス４１，４４と、これら各
楔ガラス４１，４４をそれぞれ保持する楔枠４２，４５
と、各楔枠４２，４５を保持円筒２２内に固定するため
のセットビス４３，４６とを備える。

【００５１】鏡筒２０において偏光ビームスプリッタ２
７の下方には、鏡筒２０の中心軸近傍に下部直線ビーム
Ｌ₂の光路用の円形孔２１ａが形成された板状部２１
が、この鏡筒２０を閉じるように一体に形成されてい
る。また、板状部２１の外面には、鏡筒２０自体と同軸
な円筒形状を有する保持円筒２２が、一体に形成されて
いる。この保持円筒２２の内周面２２ｃには、雌ねじが
形成されている。そして、この保持円筒２２にはその内
外面を貫通するねじ孔４７が、この保持円筒２２の径方
向にそって穿たれている。

【００５２】楔枠４２は、保持円筒２２の内径とほぼ同
径の外径を有する円筒部４２ａ，およびこの円筒部４２
ａを板状部２１側で閉じる楔ガラス支持部４２ｂから構
成されている。楔枠４２における円筒部４２ａの外側面
には、保持円筒２２の内周面２２ｃに形成された雌ねじ
に螺合する雄ねじが形成されているため、楔枠４２は、
落脱することなく保持円筒２２内で保持されている。ま
た、楔枠４２の楔ガラス支持部４２ｂの中心には、円形
の透孔４２ｃが開けられている。そして、略円板形状を
有する楔ガラス４１が、この透孔４２ｃ内に嵌合するよ
うに固着されている。

【００５３】楔枠４２において、円筒部４２ａの開口端
面には、図８に示すように、溝状のスリ割り４８が円筒
部４２ａの径に沿って形成されている。そして、楔枠４
２は、保持円筒２２に形成されたねじ孔４７に挿通され
たセットビス４３により、保持円筒２２内で固定されて
いる。さらに、この楔枠４２の円筒部４２ａの内周面上
には、雌ねじが形成されている。

【００５４】楔枠４５は、楔枠４２の円筒部４２ａの内
径とほぼ同径の外径の環状形状を有している。この楔枠
４５は、その外周面に、楔枠４２の円筒部４２ａの内周
面に形成された雌ねじに螺合する雄ねじが形成されてお
り、円筒部４２ａの内周面に螺着している。よって、こ
の楔枠４５は、落脱することなく楔枠４２の内側に保持
されている。

【００５５】この楔枠４５において楔ガラス４１と対向
しない側の内周縁には、楔ガラス４４を支持するための
受け座４５ａが形成されており、この受け座４５ａに
は、楔ガラス４１と同形状の楔ガラス４４がはめ込まれ
て固着されている。従って、図６に示すように、これら
各楔ガラス４１，４４は互いにほぼ平行となるように、
保持円筒２２内に納められている。また、楔枠４５に
は、２個のねじ孔４９が保持円筒２２の中心軸に対して
平行に穿たれている。各ねじ孔４９には、セットビス４
６がねじ込まれ、このセットビス４６の先端が楔枠４２
の楔ガラス支持部４２ｂに押しつけられることにより、
楔枠４５が楔枠４２の内側で固定されている。さらに、
図８に示すように、楔枠４５の下面には、溝状のスリ割
り５０がこの楔枠４５の径に沿って形成されている。

【００５６】前述したように、楔ガラス４１，４４は、
平行より僅かに角度を持って相対した平面からなる光学
素子であるため、下部直線ビームＬ₂は各楔ガラス４
１，４４を透過することにより、そのビーム軸が僅かに
屈曲される。従って、各楔ガラス４１，４４を鏡筒２０
の中心軸に直交する面内で回転させることにより、下部
直線ビームＬ₂のビーム軸の向きを調整することができ
る。

【００５７】以下、このような下部直線ビーム平行調整
部２９による下部直線ビームＬ₂のビーム軸の平行調整
方法を説明する。この調整作業は、投光装置１３の組立
完了後、この投光装置１３を本体ハウジング１２に組み
込む前に行われる。投光装置１３の組立完了時には、図
５（ａ）に示すように、上部直線ビームＬ₄と下部直線
ビームＬ₂のビーム軸同士は互いに僅かに傾いた状態と
なっている。そこで、下部直線ビームＬ₂のビーム軸の
向きを、上述した下部直線ビーム平行調整部２９により
調整する。

【００５８】まず、楔枠４２を保持円筒２２内に螺合さ
せ、楔枠４２の円筒部４２ａに形成されたスリ割り４８
にピンなどを差し込んで、楔枠４２を保持円筒２２の中
心軸に直交する面内で回転させる。これにより、楔枠４
２にはめ込まれた楔ガラス４１を回転させて下部直線ビ
ームＬ₂のビーム軸の向きを調整する。そして、保持円
筒２２に挿通されたセットビス４３により、楔枠４２を
保持円筒２２内で固定する。

【００５９】次に、楔枠４５を楔枠４２内に螺合させ、
楔枠４５の下面に形成されたスリ割り５０にピンなどを
差し込み、楔枠４５にはめ込まれた楔ガラス４４を保持
円筒２２の中心軸に直交する面内で回転させる。これに
より、楔枠４５にはめ込まれた楔ガラス４４を回転させ
て下部直線ビームＬ₂のビーム軸の向きを調整する。そ
して、２本のセットビス４６をネジ孔４９内にねじ込
み、その先端を楔枠４２の楔ガラス支持部４２ｂに当接
させることにより楔枠４５を楔枠４２の内側で固定す
る。このようにして、図５（ｂ）に示すように、下部直
線ビームＬ₂のビーム軸の向きを上部直線ビームＬ₄のビ
ーム軸と平行になるように調整することができる。

【００６０】ここで、楔枠４２および楔枠４５は、セッ
トビス４３，４６によりそれぞれ固定されている。この
ため、例えば、楔枠４２がセットビス４３により保持円
筒２２内に完全に固定された状態で、楔枠４５のみを回
転させて下部直線ビームＬ₂のビーム軸の調整を行うこ
とができる。このように、各楔枠４２，４５（すなわち
各楔ガラス４１，４４）を互いに独立に回転させること
ができるので、従来のように、一方の楔枠を回転させる
際に他方の楔枠も同時に回転されてしまうこともなく、
ビーム軸の調整作業を円滑に行うことができる。

【００６１】また、本実施形態では、セットビス４３，
４６により各楔枠４２，４５を固定している。このた
め、固定時に各楔枠４２，４５に回転方向の力が働いて
しまうこともないので、各楔枠４２，４５の位置がずれ
るのを防ぐことができる。

【００６２】さらに、各楔枠４２，４５はネジにより回
転可能な状態で保持円筒２２内部に保持されているた
め、回転調整の際に、各楔枠４２，４５を保持円筒２２
から落脱することもない。

【００６３】＜第２実施形態＞図９は、本発明の第２実
施形態によるレーザ測量装置の下部直線ビーム平行調整
部の断面図であり、図１０は、下部直線ビーム平行調整
部を構成する各部材を示す分解斜視図である。以下、図
９，１０を用いて本第２実施形態のレーザ測量装置につ
いて説明する。なお、レーザ測量装置において、下部直
線ビーム軸平行調整部２９を除く他の部分は第１実施形
態と同一であるので、その部分の説明は省略する。

【００６４】図９に示すように、本実施形態のレーザ測
量装置におけるビーム軸平行調整部２９’は、鏡筒２
０’の保持円筒２２’内に納められた２枚の楔ガラス４
１，４４と、これら各楔ガラス４１，４４をそれぞれ支
持する楔枠５２，５５と、各楔枠５２，５５を保持円筒
２２’内に固定するためのセットビス５３，５６とを備
える。

【００６５】図９の方向において、下部直線ビームＬ₂
の光路用の円形穴２１’ａを有する板状部２１’の外面
には、鏡筒２０’自体と同軸な円筒形状を有する保持円
筒２２’が一体に突出形成されている。この保持円筒２
２’の内周面上には雌ねじが形成されている。保持円筒
２２’内には、板状部２１’側から順に楔枠５２および
楔枠５５が螺着されている。つまり、楔枠５２は、保持
円筒２２’の内径とほぼ同径の外径の環状形状を有して
おり、この楔枠５２の外周面には、保持円筒２２’の内
周面上に形成された雌ねじと螺合する雄ねじが形成され
ている。これにより、楔枠５２は、落脱することなく保
持円筒２２’内に納められている。楔枠５２の楔枠５５
と対向する開口縁には、楔ガラス４１を支持するための
受け座５２ａが形成されており、楔ガラス４１がこの受
け座５２ａに嵌合するように固着されている。そして、
この楔枠５２は、保持円筒２２’の内外面を貫通するネ
ジ孔５７に螺合されたセットビス５３によって、保持円
筒２２’内に固定されている。

【００６６】図１１は、楔枠５２を楔枠５５側から見た
平面図である。図１０，１１に示すように、楔枠５２に
は、この楔枠５２を保持円筒２２’内で回転調整する際
に用いられる複数の溝状の回転調整用スリ割り７１が、
その中心から周縁に向かって放射状に形成されている。

【００６７】楔枠５５は、楔枠５２と同じ外径を有する
環状部材であり、楔枠５２と同様にその外周には保持円
筒２２’の内周面に形成された雌ねじと螺合する雄ねじ
が形成されている。これにより、楔枠５５は落脱するこ
となく保持円筒２２’内に納められている。楔枠５５に
おいて下面側の開口縁には、楔ガラス４４を支持するた
めの受け座５５ａが形成されており、楔ガラス４４がこ
の受け座５５ａに嵌合するように固着されている。そし
て、この楔枠５５は、保持円筒２２’の内外面を貫通す
るネジ孔５９に螺合されたセットビス５６によって、保
持円筒２２’内に固定されている。

【００６８】図１２は、楔枠５５をバッテリケース１７
側から見た平面図である。図１０，１２に示すように、
楔枠５５には、その中心ｏを中心とする円弧状の２個の
回転調整用孔７２が、中心ｏに対して互いに対称に位置
するように形成されている。

【００６９】図１３は、バッテリケース１７側からビー
ム軸平行調整部２９’を見た平面図である。図１３中で
は、楔枠５２を点線で示し、楔枠５５を回転させたとき
の回転調整用孔７２の軌跡を一点鎖線で示している。以
下、図１１から図１３を参照して、楔枠５２に形成され
た回転調整用スリ割り７１と楔枠５５に形成された回転
調整用孔７２の位置関係を説明する。

【００７０】楔枠５２において、互いに隣り合う２本の
回転調整用スリ割り７１がなす角をΔ１とする。そし
て、楔枠５５において、円弧状の回転調整用孔７２の両
端と楔枠５５の中心ｏとをそれぞれ結んでできる直線が
なす角をΔ２とする。すると、図１３から分かるよう
に、これらの間にはΔ２＞Δ１という関係が成り立って
いる。

【００７１】以下、このような下部直線ビーム平行調整
部２９’を有するレーザ測量装置における、下部直線ビ
ームＬ₂のビーム軸の平行調整方法を説明する。まず、
楔枠５２および楔枠５５を保持円筒２２’内部の雌ねじ
に螺合させる。このとき、上述したように、Δ２＞Δ１
の関係が成り立っているため、楔枠５５において１個の
回転調整用孔７２からは、楔枠５２に形成された複数の
回転調整用スリ割り７１のうち少なくとも１個が常に見
える状態となっている。従って、回転調整用孔７２内に
露出している回転調整用スリ割り７１に外部からピンな
どを差し込んで、楔枠５２を保持円筒２２’の中心軸に
直交する面内で回転させることができる。これにより、
楔枠５２に固定された楔ガラス４１の向きを変えて、下
部直線ビームＬ₂のビーム軸の向きを調整する。そし
て、楔枠５２が保持円筒２２’内でずれないように、セ
ットビス５３により固定する。

【００７２】楔ガラス４４の向きに関しては、楔枠５５
に形成された回転調整孔７２に外部からピンなどを差し
込んで、この楔枠５５を保持円筒２２’の中心軸に直交
する面内で回転させて調整する。調整が完了したら、セ
ットビス５６により楔枠５５を保持円筒２２’内で固定
する。このように、本実施形態においては、各楔枠５
２，５５をセットビス５３，５６によりそれぞれ別個に
固定しているため、一方の楔枠の回転調整の際にもう一
方の楔枠の位置がずれたりすることがない。このため、
各楔ガラスの調整をそれぞれ単独に行うことができ、ビ
ーム軸の平行調整時の作業性を向上させることができ
る。

【００７３】また、各楔枠５２，５５はネジにより保持
円筒２２’内に回転可能に取り付けられているため、各
楔枠５２，５５を回転調整する際にこれら楔枠５２，５
５が鏡筒から落脱することがない。さらに、調整後の各
楔枠５２，５５の固定は、保持円筒２２’を貫くセット
ビス５３，５６により行うため、固定時にこれらの楔枠
５２，５５に回転方向の力が働くことがない。よって、
各楔枠５２，５５は、ずれることなく正確な位置に固定
される。

【００７４】＜第３実施形態＞第３実施形態のレーザ測
量装置は、第２実施形態と比較して、楔枠５２に形成さ
れた回転調整用スリ割り７１の代わりに回転調整用の円
形凹部を設け、楔枠５５に形成された円弧状の回転調整
用孔７２の形状を直線状とすることを特徴とし、その他
の部分を同一とする。

【００７５】図１４は、第２実施形態の楔枠５２に該当
する楔枠８２の平面図であり、図１５は、第２実施形態
の楔枠５５に該当する楔枠８５の平面図である。そし
て、図１６は、これら楔枠８２，８５を保持円筒２２’
内に組み込んだときの、バッテリケース１７側からビー
ム軸平行調整部２９’を見た平面図である。図１４に示
すように、保持円筒２２’内に取り付けられた楔枠８２
には、円形の凹部形状を有する複数の回転調整用凹部７
３が、同心円周上に等間隔に形成されている。

【００７６】また、鏡筒２０’内において楔枠８２の下
方に取り付けられた楔枠８５には、２本の直線的なスリ
ット状の回転調整用孔７４が楔枠８５の中心ｏ₂に対し
て対称に形成されている。

【００７７】以下、図１６を用いて、楔枠８２に形成さ
れた回転調整用凹部７３と楔枠８５に形成された回転調
整用穴７４との位置関係を示す。ここで、互いに隣り合
う２個の回転調整用凹部７３と鏡筒２０’の中心とをそ
れぞれ結んでできる２本の直線がなす角をΔ３とする。
また、回転調整用孔７４の両端と支持円筒２２’の中心
（楔枠８５の中心ｏ₂に等しい）とをそれぞれ結んでで
きる直線がなす角をΔ４とする。すると、これら２つの
角の間にはΔ４＞Δ３の関係が成り立つ。また、回転調
整用孔７４は、楔枠８２を回転させたときの回転調整用
凹部７３の軌跡と常に重なるように、その形成位置およ
び幅が定められている。従って、各楔枠８２，８５の相
対位置がどのようであっても、１本の回転調整用孔７４
内には、常に１個以上の回転調整用凹部７３が存在する
ことになる。よって、回転調整用孔７４内に存在する回
転調整用凹部７３内に外部からピンなどを差し込んで、
楔枠８２を回転調整することができるので、第２実施形
態と同様の手順で下部直線ビームＬ₂のビーム軸の平行
調整を行うことができる。

【００７８】このように、第３実施形態によれば、第２
実施形態と同様に、各楔枠８２，８５を別個に回転調整
することができ、かつ、別個に支持円筒２２’内に固定
することができるため、ビーム軸の平行調整時の作業性
が高い。

【００７９】＜変形例＞上記した各実施形態において
は、各種の変形が可能である。例えば、第２実施形態で
は回転調整用スリ割り７１が形成された楔枠５２と円弧
状の回転調整用孔７２が形成された楔枠５５を用いてい
るが、これに限らず、例えば、回転調整用スリ割り７１
の代わりに第３実施形態で用いられた直線状の回転調整
用凹部７３とを用いてもよい。同様に、第２実施形態の
回転調整用スリ割り７１と第３実施形態の直線状の回転
調整用孔７４とを組み合わせることも可能である。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、下部直線ビームが上部
直線ビームに対して正確に平行に出射するように調整す
る際に、楔枠が鏡筒から脱落したり、一方の楔枠を回転
調整する際にもう一方の楔枠の位置が調整位置からずれ
てしまうことがなく、平行調整時の作業性の高いレーザ
測量装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態によるレーザ測量装置
の断面図

【図２】 図１のレーザ測量装置における鏡筒２０の外
観を示す斜視図

【図３】 鏡筒２０の断面図

【図４】 本発明の第１実施形態によるレーザ測量装置
の外観を示す斜視図

【図５】 ビーム軸平行調整作業前後の下部直線ビーム
Ｌ₂の出射方向を示すための鏡筒２０の模式的断面図

【図６】 本発明の第１実施形態によるレーザ測量装置
におけるビーム軸平行調整部の断面図

【図７】 図６のビーム軸平行調整部の断面を示す斜視
図

【図８】 図６のビーム軸平行調整部の下面図

【図９】 本発明の第２実施形態によるレーザ測量装置
におけるビーム軸平行調整部の断面図

【図１０】 図９のビーム軸平行調整部を構成する各部
材の分解斜視図

【図１１】 第２実施形態の楔枠５２の平面図

【図１２】 第２実施形態の楔枠５５の平面図

【図１３】 第２実施形態のレーザ測量装置の鏡筒２
０’を下部直線ビームＬ₂の出射口側から見た平面図

【図１４】 第３実施形態の楔枠８２の平面図

【図１５】 第３実施形態の楔枠８５の平面図

【図１６】 第３実施形態のレーザ測量装置の鏡筒２
０’を下部直線ビームＬ₂の出射口側から見た平面図

【図１７】 従来技術のレーザ測量装置におけるビーム
軸平行調整部の断面図

【符号の説明】

１１ レーザ測量装置 ２０，２０’ 鏡筒 ２２，２２’ 保持円筒 ２９ 下部直線ビーム平行調整部 ４１，４４ 楔ガラス ４２，４５，５２，５５，８２，８５ 楔枠 ４３，４６，５３，５６ セットビス ４７，４９，５７，５９ ねじ孔 ４８，５０ スリ割り ７１ 回転調整用スリ割り ７２，７４ 回転調整用孔 ７３ 回転調整用凹部 Ｌ₂ 下部直線ビーム Ｌ₄ 上部直線ビーム

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光を出射する投光部を回転させてこ
   のレーザ光を所定の走査面内で走査するとともに、レー
   ザ光からなる第１直線ビームと第２直線ビームとを前記
   走査面に直交し且つ互いに逆となる方向に出射するレー
   ザ測量装置において、 第１直線ビームの光路を囲む筒部材と、 前記第１直線ビームのビーム軸の向きを屈曲させるため
   に前記筒部材内に納められた第１および第２の光学楔
   と、 前記筒部材の内部において同軸に回転可能に保持された
   筒状部材からなり、前記第１の光学楔をその内部に保持
   する第１楔枠と、 前記第１楔枠を前記筒部材に対して固定する第１固定部
   材と、 前記第１楔枠の内部において同軸に回転可能に保持され
   た環状部材からなり、前記第２の光学楔をその内部に保
   持するための第２楔枠と、 前記第２楔枠を前記第１楔枠に対して固定する第２固定
   部材とを備えることを特徴とするレーザ測量装置。
2. 【請求項２】前記筒部材の内周面上に雌ねじが形成され
   ており、 前記第１楔枠の外周面上に前記雌ねじに螺合する雄ねじ
   が形成されていることを特徴とする請求項１記載のレー
   ザ測量装置。
3. 【請求項３】前記第１楔枠の内周面上に雌ねじが形成さ
   れており、 前記第２楔枠の外周面上に前記雌ねじに螺合する雄ねじ
   が形成されていることを特徴とする請求項１記載のレー
   ザ測量装置。
4. 【請求項４】前記第１楔枠における前記第１直線ビーム
   の出射側の端面には溝状のスリ割りが形成されているこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載のレーザ測量装置。
5. 【請求項５】前記第２楔枠における前記第１直線ビーム
   の出射側の端面には溝状のスリ割りが形成されているこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載のレーザ測量装置。
6. 【請求項６】レーザ光を出射する投光部を回転させてこ
   のレーザ光を所定の走査面内で走査するとともに、レー
   ザ光からなる第１直線ビームと第２直線ビームとを前記
   走査面に直交し且つ互いに逆となる方向に出射するレー
   ザ測量装置において、 第１直線ビームの光路を囲む筒部材と、 前記第１直線ビームのビーム軸の向きを屈曲させるため
   に前記筒部材内に納められた第１および第２の光学楔
   と、 前記第１の光学楔を前記筒部材内で前記光路に対して直
   交する面内で回転可能に保持するとともに、前記第１直
   線ビームの出射側の端面には複数の回転調整用凹部が形
   成されている環状の第１楔枠と、 前記第１楔枠を前記筒部材に対して固定する第１固定部
   材と、 前記第２の光学楔を前記筒部材内で前記光路に対して直
   交する面内で回転可能に保持するとともに、回転調整用
   スリットが形成されている環状の第２楔枠と、 前記第２楔枠を前記筒部材に対して固定する第２固定部
   材とを備え、 前記回転調整用スリットは、前記第１楔枠と前記第２楔
   枠との相対位置に関わらず常に少なくとも１つの回転調
   整用凹部に重なる長さを有す ることを特徴とするレーザ
   測量装置。
7. 【請求項７】前記回転調整用凹部は前記第１楔枠の中心
   から周縁に向かって放射線状に形成された溝であること
   を特徴とする請求項６記載のレーザ測量装置。
8. 【請求項８】前記回転調整用凹部は前記第１楔枠の同心
   円周上に等間隔に形成された円形の凹部であることを特
   徴とする請求項６記載のレーザ測量装置。
9. 【請求項９】前記回転調整用スリットは前記第２楔枠に
   円弧状に形成されていることを特徴とする請求項６記載
   のレーザ測量装置。
10. 【請求項１０】前記回転調整用スリットは前記第２楔枠
    に直線状に形成されていることを特徴とする請求項６記
    載のレーザ測量装置。