JP3595401B2 - レーザ測量装置 - Google Patents
レーザ測量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3595401B2 JP3595401B2 JP511996A JP511996A JP3595401B2 JP 3595401 B2 JP3595401 B2 JP 3595401B2 JP 511996 A JP511996 A JP 511996A JP 511996 A JP511996 A JP 511996A JP 3595401 B2 JP3595401 B2 JP 3595401B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser light
- unit
- diffraction grating
- emission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームによる基準線を所定の面に対して水平方向又は垂直方向に投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，建築等の分野では、水平線や垂直線の墨出しを行うために、レーザ光による基準平面を形成したり、垂直方向又は水平方向の基準線（軌跡）を被投射面に投射するレーザ測量装置（いわゆるレーザプレーナ）が使用されている。
【０００３】
このようなレーザ測量装置の方式としては、シリンドリカルレンズを介してレーザ光を扇型に拡散させてラインを投射する方式（以下、「ライン投射式」という）や、レーザ光を射出する投光部を回転させこのレーザ光を走査する方式（以下、「回転走査式」という）が用いられている。このようなレーザ測量機によって投射された基準線は、投射された壁面までの距離が短く周囲が比較的暗ければ、目視によって位置確認される。
【０００４】
また、回転走査式のレーザ測量装置の場合、壁面までが遠距離であったり周囲が比較的明るくても、光検出器を使用すればこの基準線の位置を検知することができる。この光検出器とは、受光センサによって特定の波長（レーザ光の波長）の光を光電変換し、変換された電気信号に生じているパルス（レーザ光に相当）を検知することにより、レーザ光軌跡の通過位置を検出する装置だからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この回転走査式の場合、基準線を投射する壁面が平面であると、全周にわたって走査されるレーザ光のうちの壁面上に投射される部分の時間比が小さいために、レーザ光のエネルギーの大部分が無駄になってしまう欠点がある。そのため、回転走査式の場合、目視可能に基準線を投射できる距離が短く、殆ど常に光検出器が必要になるという煩わしさがある。
【０００６】
一方、ライン投射式のレーザ測量装置の場合、レーザ光を投射する角度範囲が制限されているので、レーザ光のエネルギーを無駄にすることがない。従って、同じレーザ出力であれば、回転走査式の場合よりも、基準線を目視可能に投射できる距離は長く、周囲が多少明るくても目視可能に基準線を投射できる。しかしながら、ライン投射式のレーザ測量装置は、基準線を全周方向に投射することは不可能なので、例えば部屋の内周壁の墨出しのような作業には使用できなかった。なお、ライン投射式でも、被投射面までの距離が長くなるに従い、基準線の輝度が急速に低下して目視による識別が困難となる。このとき、ライン投射式の場合のレーザ光は直流的な光なので、光検出器で基準線を検出することも不可能である。従って、ライン投射式のレーザ測量装置は、遠距離では全く使用することができなかった。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、全周方向への基準線投射が可能でありながら、単なる回転走査式の場合より、長距離の壁面に基準線を目視可能に投射でき、且つ周囲が明るくても基準線を目視可能に投射できるレーザ測量装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレーザ測量装置の第１の態様は、上記課題を解決するため、レーザ光源と、このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路においてこの光路の断面の一部に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項１に対応）。
【０００９】
本発明によるレーザ測量装置の第２の態様は、上記課題を解決するため、レーーザ光源と、このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路を複数の光路に分離する光路分離手段と、この光路分離手段によって分離された光路の一方に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、前記光路分離手段によって分離された光路を合成する光路合成手段と、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項９に対応）。
【００１０】
本発明によるレーザ測量装置の第３の態様は、上記課題を解決するため、第１のレーザ光源と、第２のレーザ光源と、これら各レーザ光源から発振されたレーザ光を合成して外部に出射する出射部と、前記第１のレーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項１０に対応）。
【００１１】
【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。
各実施例の詳細な説明を行う前に、本発明の各構成要件の概念を説明する。
（出射部）
出射部とは、レーザ光をレーザ測量装置外部に出射する部分のことである。従って、単なるケーシングの開口であっても良いし、レンズであっても良いし、透明な平行平面板が填められた窓であっても良い。また、この出射部自体が拡散レンズであっても良い。また、出射部は、レーザ光の出射方向が回転される方向に沿って筒状に形成されていても良い。
（回折格子）
回折格子による前記レーザ光の拡散方向は、回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と一致していても良いし（請求項５に対応）、回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と直交していても良い（請求項６に対応）。方向が一致していれば、回転手段によって出射部が回転している時と停止している時とで形成される基準線・基準面の方向が同じになるので、距離や周囲の明るさに応じて基準線・基準面の形成方法を使い分けることができる。一方、方向が交差していると、回転手段によって出射部が回転している時と停止している時とで、形成される基準線・基準面の方向が変わるので、異なった方向の基準線・基準面を使い分けることができる。
【００１２】
この回折格子は、レーザ光の光路断面の一部に、一個だけ配置しても良いし複数個配置しても良い。複数個とする場合には、その拡散の方向を同じとしても良いし（請求項３に対応）、一部の回折格子によるレーザ光の拡散方向を回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と一致させるとともに、残りの回折格子によるレーザ光の拡散方向を回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と直交するように構成しても良い（請求項４に対応）。このように構成すれば、上述した拡散の方向を回転方向と一致させた場合の利点と直交させた場合の利点とを、両方享受することができる。
【００１３】
この回折格子は、透明な平行平面光学素子上に形成されるが、この平面光学素子は、レーザ光が全て入射する面積を持ったものであっても良いし（請求項７に対応）、一部のレーザ光しか入射しない面積を持ったものであっても良い。前者のようにすれば、回折格子の設置が容易になる。また、回折格子は、平行平面光学素子の全面に形成されていても良いし（請求項８に対応）、平行平面光学素子表面の一部にのみ形成されていても良い。後者の場合、例えば、拡散方向が異なる複数の回折格子を設置した場合にも、回折格子の設置が容易になる。前者の場合、回折格子が複数個設置される場合には、各回折格子を夫々別の平行平面光学素子上に形成しても良い。
（回転手段）
回転手段は、出射部自体を回転させるものであっても良いし、出射部が上述したように回転方向に沿った筒状に構成されている場合にあってはその内部において光路を回転させるものであっても良い。また、レーザダイオードを含めてレーザ測量装置全体を回転させるものであっても良い。
【００１４】
【実施例１】
以下、本発明の第１実施例を説明する。
＜実施例の構成＞
図１は、本実施例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。
【００１５】
図１に示すように、レーザ測量装置１１は、略円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２の底部に設けられたバッテリーケース１７とから構成されている。
〔本体ハウジング〕
略円筒形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。
【００１６】
この摺動案内部１９の側方にあたる本体ハウジング１２の内面には、その中心軸に向けて突出形成されたブラケット４２が形成されている。このブラケット４２は、本体ハウジング１２の中心軸を中心として相互に９０度ずれた位置に、２個形成されている。また、これら２個のブラケット４２と中心軸とでなす角を二等分する方向における摺動案内部１９外面（本体ハウジング１２内部の面）には、支持突起５１が形成されている。
【００１７】
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。
〔バッテリーケース〕
バッテリーケース１７は、本体ハウジング１２の外径と同径の円筒形状を有している。このバッテリーケース１７の上端面及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と重なる円孔１７ａ，１７ａが形成されている。
〔上部ハウジング〕
上部ハウジング１６は、本体ハウジング１２の中心軸と同軸の円筒状の透明部材からなる窓（出射部）１６ｂと、この窓１６ｂの端面を閉じる不透明部材からなる蓋１６ｃとから構成されている。この蓋１６ｃの中心には、透明部材３６が填め込まれている円孔１６ａが形成されている。
〔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を回転自在且つ同軸に保持する本体部２０とから、構成されている。この本体部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，及びこのレーザ光光路１５ａに連通するとともに端面方向及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。
（レーザ出射光学系）
これら各レーザ光光路２０ａ，２０ｂ，１５ａ内に内蔵されているレーザ出射光学系の光学構成を、図１及び図２を参照して説明する。
【００１８】
本体部２０内のレーザ光光路２０ａ及び２０ｂ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２４及びアナモフィックレンズ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側には、ウェッジプリズム２９ａ，２９ｂが固定されている。また、レーザ光光路２０ｂ内の回転投光部側には、λ／４板２８，半透膜２８ａ，前群レンズ３１，及び後群レンズ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及び楔型プリズム３４が固定されている。また、ペンタプリズム収容部１５ｂの側方に開口した投光用窓３３には、平行平面光学素子１が填め込まれている。
【００１９】
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（紙面に垂直な面）内で直線偏光するレーザ光を発振する。コリメータレンズ２４は、レーザダイオード２３から出射されたレーザ光を平行光にするレンズである。また、アナモフィックレンズ１８は、コリメータレンズ２４を透過したレーザ光の断面形状を真円形に修正するためのレンズである。
【００２０】
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の光軸に対して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パーセント反射するとともにＰ偏光を１００パーセント透過する特性を有している。従って、アナモフィックレンズ１８を透過したレーザ光は、１００パーセントλ／４板２８側へ反射される。
【００２１】
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に貼付けられている。従って、λ／４板２８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に向けて反射する半透膜２８ａが貼り付けられている。この半透膜２８ａ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、偏光ビームスプリッタ２７を透過する。
【００２２】
この偏光ビームスプリッタ２７を透過したレーザ光Ｌ２は、ウェッジプリズム２９ａ，２９ｂを透過し、透光装置３の下端からその軸の延長線方向に出射される。
【００２３】
一方、半透膜２８ａを透過したレーザ光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及び後群レンズ３２は、入射されたレーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダを構成する。そして、前群レンズ３１を移動させることにより、ビームウェストの形成位置を可変することができる。
【００２４】
後群レンズ３２を透過したレーザ光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入射する第１の反射面３５ａと、この第１の反射面３５ａに対して４５度傾いているとともにこの第１の反射面で反射されたレーザ光を再度反射する第２の反射面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の反射面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。従って、ペンタプリズム３３が図１及び図２の面内で傾いたとしても、レーザ光Ｌ１の光軸と出射レーザ光Ｌ３の光軸との間の角度は、常に９０度に保持される。なお、第２の反射面３５ｂには増反射膜がアルミニューム蒸着によって形成されているので、この第２の反射面３５ｂにおいてレーザ光は１００パーセント内面反射する。一方、第１の反射面３５ａには反射率７０〜８０パーセントの半透膜１４が形成されている。従って、２０〜３０パーセントのレーザ光Ｌ４が、この第１の反射面３５ａを透過し、楔型プリズム３４を通って、投光装置１３の上端からその軸の延長方向に出射される。
【００２５】
一方、ペンタプリズム３５の光出射面３５ｄから出射されたレーザ光Ｌ３は、平行平面光学素子１に入射する。この平行平面光学素子１は、図３に示すような外形を有している正面正方形の平行平面ガラスである。この平行平面光学素子１の正面は、図１及び図２の紙面に直交する方向（水平方向）に三等分されている。このうち両側の領域１ａ，１ｃは、図１及び図２の上下方向に格子方向を向けた回折格子が形成された回折格子部であり、これら両回折格子部１ａ，１ｃに挟まれた部分は、平滑面のままの無処理部１ｂとなっている。
【００２６】
図２のＡ方向から見た上面図である図４に示すように、ペンタプリズム３５から出射されたレーザ光Ｌ３は、平行平面光学素子１の無処理部１ｂとともに各回折格子部１ａ，１ｃにも入射する。このうち、無処理部１ｂを透過したレーザ光は、従来の走査方式の場合と同様に、何ら回折を受けることなく壁面８７上に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。また、各回折格子部１ａ，１ｃを透過したレーザ光は、その格子方向に直交する方向（水平方向）に回折されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。即ち、各回折格子部１ａ，１ｃは、一定角度範囲の空間に、波状の強度分布を持たせて均等に光を広げる。従って、回折格子部１ａ，１ｃから壁面８７までの距離が長くなると、回折縞がドット状の線に見えるようになるのである。
（傾動機構）
次に、図１に戻り、投光装置１３を本体ハウジング１２内においてあらゆる方向に傾動可能とするための構成を説明する。
【００２７】
この本体部２０の上部には、摺動案内部１９内に保持される膨出部２１が形成されている。この膨出部２１は、摺動孔１９ａの内径よりも大径の外径を有する円筒状部分とこの大径の円筒状部分と他の部分とを繋ぐ半球面部分とから構成されている。従って、この膨出部２１は、その半球面部分が摺動孔１９ａ内に当接した状態で、摺動孔１９ａから脱落することなく保持されている。投光装置１３の本体ハウジング１２への保持は、この部分の接触によってのみなされているので、摺動孔１９ａ内で膨出部２１の半球面部分を回転させることにより、投光装置１３全体をその半球部分の球心を中心にあらゆる方向に傾動させることができる。
【００２８】
この傾動を行うための機械構成を説明する。先ず、本体部２０の突出部２１よりも下方の部分と支持突起５１との間には、引張りバネ５２が張られている。そのため、膨出部２１には、引張りバネ５２による回転トルクが加えられている。
【００２９】
また、摺動案内部１９には、その中心軸から見て直交して設けられた各ブラケット４２と同じ方向に、２本のスリット１９ｂが形成されている。また、膨出部２１の最上部には、その中心軸から見て各スリット１９ｂと同じ方向に駆動アーム３７が突出形成されている。各駆動アーム３７は、下部方向に向かって傾斜しており、夫々対応するスリット１９ｂを通って本体ハウジング内に入り込んでいる。これら各駆動アーム３７の先端には、膨出部２１の球心の方向を向いたピン４０が形成されている。
【００３０】
一方、各ブラケット４２と本体ハウジング１２の上端面１２ｂとの間には、調整用スクリュー４５が本体ハウジング１２の中心軸と平行に回転自在に掛け渡されている。各調整用スクリュー４５は、ピニオン４９及び伝動ギヤ５０を介して、各ブラケット４２上に固定設置された各レベル調整用モータ４４，７６により回転される。また、各調整用スクリュー４５には、調整用ナット４６が螺合されている。調整用ナット４６の外面には、ピン４０と接触する作動ピン４７が突出形成されており、膨出部２１の回転を規制している。
【００３１】
各調整用ナット４６は、図示せぬ回転規制手段によって本体ハウジング１２に対する回転が規制されているので、各レベル調整用モータ４４，７６により調整用スクリュー４５が回転駆動されると、上下に昇降する。従って、各作動ピン４７に弾設しているピン４０がこの昇降に追従して昇降するので、膨出部２１がこの昇降の方向に従って何れかの方向に回転するのである。
【００３２】
マイコン８２は、投光装置１３のＹ方向（紙面に直交する方向）の傾きを検知するＹ方向のレベル検知センサ７２，及び投光装置１３のＸ方向（紙面方向）の傾きを検知するＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号を受信して、投光装置１３の軸が鉛直方向を向くように、Ｘ方向レベル調整用モータ４４，及びＹ方向レベル調整用モータ７６の回転制御を行う。
（回転機構）
次に、回転投光部１５を本体部２０に対して回転させるための回転手段としての機構につき説明する。
【００３３】
ベアリング１０を介して本体部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、本体部２０の膨出部２１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。この投光部回転用モータ６６は、マイコン８２によって停止又は回転の制御がなされている。即ち、この投光部回転用モータ６６を停止させると、平行平面光学素子１から出射されるレーザ光Ｌ３の光軸は、或る一定方向を向いたまま停止する。これに対して、投光部回転用モータ６６を回転させると、平行平面光学素子１から出射されるレーザ光Ｌ３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、この回転軸に直交する基準平面が形成される。
（合焦機構）
次に、前群レンズ３１を光軸方向に進退駆動するための構成について説明する。
【００３４】
投光装置１３の本体部２０における摺動円筒部材３０の移動範囲近傍には、その内外面を貫通するスリット６３が形成されている。このスリット６３を上下から挟むように、本体部２０の外面には、ブラケット５３及びブラケット５５が突出形成されている。これらブラケット５３，５５の間には、合焦用スクリュー５６が本体部２０の中心軸と平行に回転自在に掛け渡されている。この合焦用スクリュー５６には、合焦用ナット５７が螺合している。この合焦用ナット５７には、スリット６３を通り抜けてその一端が摺動円筒部材３０に固定された伝達リンク６２の他端が固定されている。
【００３５】
合焦用スクリュー５６は、ピニオン６０及び伝達ギヤ６１を介して、ブラケット５３上に固定された合焦用モータ５９によって回転駆動される。この合焦用モータ５９は、マイコン８２によって回転制御される。即ち、壁面８７までの距離に応じて適宜この合焦用モータ５９を回転制御することにより、この壁面８７にビームウェストを形成することができる位置に、前群レンズ３１を進退移動させることができるのである。
〔回路構成〕
次に、マイコン８２等の回路部品の接続関係を説明する。
【００３６】
図５に示すように、マイコン８２には、Ｙ方向のレベル検知センサ７２，Ｘ方向のレベル検知センサ７３，投光部回転用モータ６６，合焦用モータ５９，Ｘ方向のレベル調整用モータ４４，Ｙ方向レベル調整用モータ７６が接続されている。また、マイコン８２には、レーザダイオード駆動回路９５を介してレーザダイオード２３が接続されている。
【００３７】
また、マイコン８２には、メインスイッチ９６，発光指示操作部９７，回転指示操作部９８，距離入力部９９，及び回転位置調整釦１００が接続されている。これらは、本体ハウジング１２の外面に設けられたスイッチである。これらのうちメインスイッチ９６は、マイコン８２に電源を投入して起動させるためのスイッチである。このメインスイッチ９６を投入することにより、Ｙ方向のレベル検知センサ７２及びＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号がマイコン８２に読み込まれ、それに応じてＸ方向レベル調整用モータ４４及びＹ方向レベル調整用モータ７６が駆動制御される。
【００３８】
また、発光指示操作部９７は、レーザダイオード駆動回路９５によるレーザダイオード２３の駆動を行うか否かの旨を入力するスイッチである。
また、切換手段としての回転指示操作部９６は、回転投光部１５を回転させるか否か，即ち投光部回転用モータ６６を回転させるか否かの旨を入力するスイッチある。
【００３９】
また、距離入力部９９は、レーザ測量装置１１から壁面８７までの距離を入力するスイッチである。この距離入力部９９により距離が入力されると、その距離に対応する位置に前群レンズ３１を移動させる分だけ合焦用モータ５９が駆動される。
【００４０】
また、投光部回転用モータ６６が停止している状態において回転位置調整釦１００が押下されると、投光部回転用モータ６６は、特定の微少量だけ回転駆動される。この回転位置調整釦１００が一回押下される毎に投光部回転用モータ６６が回転駆動される量は、それによって回転される回転投光部１５の回転角が配光レンズ１によって拡散されるレーザ光の拡散角の角度よりも狭くなるように調整されている。
＜実施例の作用＞
上記構成を有する本実施例によるレーザ測量装置１１の動作を説明する。まず、図６に示すように、ドット状基準線ＳＬを投射すべき壁面８７に向けて、三脚８５によってレーザ測量装置１１を立てる。そして、この三脚８５の長さを適宜調整することにより、レーザ測量装置１１の窓１６ｂの高さを、ドット状基準線ＳＬを形成すべき高さと同じ高さに合わせる。
【００４１】
次に、メインスイッチ９６を投入して、マイコン８２に電源を与える。すると、マイコン８２は、Ｙ方向のレベル検知センサ７２及びＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号を読み込み、それに応じてＸ方向レベル調整用モータ４４及びＹ方向レベル調整用モータ７６適宜駆動し、投光装置１５の軸（回転投光部１５の回転軸）が鉛直方向を向くように傾きの調整を行う。
【００４２】
次に、発光指示操作部９７を投入して、レーザダイオード２３を発振させる。すると、レーザダイオード２３から発振されたレーザ光Ｌ０は、レーザ出射光学系内において、投光装置１３の軸に沿って鉛直方向下向きに出射されるレーザ光Ｌ２，投光装置１３の軸（回転投光部１５の回転軸）に沿って鉛直方向上向きに出射されるレーザ光Ｌ４，及び投光装置１３の軸（回転投光部１５の回転軸）に直交する方向に出射されるレーザ光Ｌ３に分割される。
【００４３】
レーザ光Ｌ２は、本体ハウジング１２の円孔１２ａ，及びバッテリーケース１７の円孔１７ａ，１７ａを通って、床（地面）にスポットを形成する。また、レーザ光Ｌ４は、上部ハウジング１６の透明部材３６を透過して、天井等にスポットを形成する。従って、これらスポットを手がかりにして、レーザ測量装置１１を所定の測量基準点上（又は、測量基準点下）に移動させることができる。また、レーザ光Ｌ３は、平行平面光学素子１を透過することによってその一部が拡散され、窓１６ｂを通って壁面８７に向けて照射される。しかし、この時点では、前群レンズ３１の合焦調整は行われていないので、このレーザ光Ｌ３によって形成されるドット状基準線ＳＬは、ぼんやりとした状態となっている。
【００４４】
次に、レーザ測量装置１１から壁面８７までの距離を目測して、距離入力部９９に入力する。すると、合焦用モータ５９が適宜回転駆動され、前群３１が対応する位置に移動する。その結果、図６に示すように、壁面８７上に、中間部分に高輝度のスポットＳＰを有するとともに水平方向に伸びた細いドット状基準線ＳＬが、明確に形成される。
【００４５】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。なお、周囲が比較的暗く，且つ壁面までが極近距離であると、この線は目視によって識別できるが、周囲が比較的明るかったり壁面までが比較的長距離である場合には、目視による識別はできない。その場合には、光位置検出器を用いてスポットＳＰの走査軌跡を検出し、マーキング等を行う。つまり、直進するレーザ光の指向性故に、平行平面光学素子１の無処理部１ｂを透過した光は、拡散することなく直線に進行する。従って、遠距離になっても光位置検出器により検出可能なシュレッショルドレベル以上のエネルギー密度が維持される。その結果、スポットＳＰが目視できない場合でも、光位置検出器により瞬間的に通過するスポットＳＰを検知することによって、その走査軌跡を検出することができるのである。
【００４６】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の停止を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が停止され、壁面上にドット状基準線ＳＬが形成される。この場合、基準線を形成すべき長さ範囲があまりにも広い場合には回転投光部１５を回転させれば良いという理由から、ドット状基準線ＳＬが形成される長さ，即ち、解析格子部１ａ，１ｃによる拡散角は、狭い範囲に制限されている。従って、解析格子部１ａ，１ｃによるレーザ光エネルギーの拡散率が低くレーザ光エネルギーを無駄にすることがないので、回転投光部１５を回転させてスポットＳＰを走査させる場合に比較して、壁面がより遠距離にあったり周囲がより明るくても、目視可能にドット状基準線ＳＬを形成することができる。作業者は、ドット状基準線ＳＬが所望の壁面上に形成されるように、回転位置調整釦１００を適当な回数だけ押下して、回転投光部１５の回転位置を調整する。そして、所望の壁面上に形成されたドット状基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行うのである。
【００４７】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、ドット状基準線ＳＬの目視は不可能になる。その場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、平面上の壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。この場合には、スポットＳＰの走査軌跡は目視し得ないので、作業者は、光検知器によってスポットＳＰの走査軌跡を識別して、マーキング等を行う。
【００４８】
本実施例によるレーザ測量装置では、基準線投影時には、モータの加減速は行わないので、レーザ測量装置自体が振動して基準線がぶれたり投光部回転用モータ６６の消費電力が大きくなることもない。
【００４９】
【実施例２】
本第２実施例は、第１実施例と比して、第１実施例のものと全く同じ構成の平行平面光学素子を光軸中心に９０度回転して投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００５０】
図７に、本第２実施例の平行平面光学素子１０１を示す。この平行平面光学素子１０１は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の上下方向（垂直方向）に三等分されている。このうち、上側の領域１０１ａ及び下側の領域１０１ｃは、図１及び図２の紙面に直交する方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子部であり、これら両回折格子部１０１ａ，１０１ｃに挟まれた領域１０１ｂは、平滑面のままの無処理部となっている。
【００５１】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、図８に示したように、壁面８７上に、両回折格子部１０１ａ，１０１ｃでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬが形成されるとともに、無処理部１０１ｂを透過したレーザ光によって高輝度のスポットＳＰがドット状基準線ＳＬの中間部分に形成される。
【００５２】
そして、ある程度近距離且つ周囲が比較的暗いという条件下ではこのドット状基準線ＳＬを目視し得るので、垂直方向を向いた基準線ＳＬによる墨出し作業を行いたい場合には、回転位置調整釦１００によってドット状基準線ＳＬの投射方向の調整を行い、このドット状基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行う。
【００５３】
一方、水平方向の基準線を投射したい場合には、ある程度近距離且つ周囲が比較的明るいときでも、回転指示操作部９８を投入することにより、投光回転用モータ６６を回転させる。すると、高輝度のスポットＳＰが水平方向に走査されるので、スポットＳＰの残像による水平線が形成される。このスポットＳＰの残像による線が識別できる場合には、目視によってマーキング等を行えば良いが、識別しにくい場合には、光位置検出器を用いてスポットＳＰの走査軌跡を検出してマーキング等を行う。
【００５４】
このように、本実施例によると、投射方式を切り換えることによって、基準線を形成したい方向を垂直方向又は水平方向に切り換える事ができる。
【００５５】
【実施例３】
本第３実施例は、第１実施例に比して、平行平面光学素子１の無処理部１ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１０２を、図１及び図２の上下方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００５６】
即ち、この平行平面光学素子１０２は、図９に示すように、投光用窓３３の幅の１／３の幅を有するとともにその長手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている２枚の回折格子板１０２ａ，１０２ｂからなる。これら２枚の回折格子板１０２ａ，１０２ｂは、図１及び図２の上下方向にその格子方向を向けて、互いに離間された状態で投光用窓３３の両側部分にはめ込まれている。
【００５７】
本第３実施例では、各回折格子板１０２ａ，１０２ｂを透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、各回折格子板１０２ａ，１０２ｂの間を通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００５８】
本第３実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第３実施例において、平行平面光学素子１０２を、第２実施例の場合のように、光軸を中心に９０度回転させて投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００５９】
【実施例４】
本第４実施例は、第１実施例に比して、平行平面光学素子１０３の正面上に回折格子部１０３ａを１箇所のみ形成したことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００６０】
図１０に、本第４実施例の平行平面光学素子１０３を示す。この平行平面光学素子１０３は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の紙面の直交する方向に二等分されている。このうち、片方の領域１０３ａは、図１及び図２の上下方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子部であり、他方の領域１０３ｂは、平滑面のままの無処理部となっている。
【００６１】
本第４実施例では、平行平面光学素子１０３の回折格子部１０３ａを透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、平行平面光学素子１０３の無処理部１０３ｂを通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００６２】
本第４実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。
【００６３】
【実施例５】
本第５実施例は、第４実施例に比して、平行平面光学素子１０３の無処理部１０３ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１０４を、図１及び図２の上下方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００６４】
即ち、この平行平面光学素子１０４は、図１１に示すように、投光用窓３３の横幅の１／２の幅を有するとともにその長手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子板である。そして、この平行平面光学素子１０４は、図１及び図２の上下方向にその格子方向を向けて、投光用窓３３の片側のみを覆うようにはめ込まれている。
【００６５】
本第５実施例では、平行平面光学素子１０４を透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、平行平面光学素子１０４の脇を通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
本第５実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。
【００６６】
【実施例６】
本第６実施例は、第４実施例と比して、第４実施例のものと全く同じ構成の平行平面光学素子を光軸中心に９０度回転して横に配置したことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００６７】
図１２に、本第６実施例の平行平面光学素子１０５を示す。この平行平面光学素子１０５は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の紙面の上下方向（垂直方向）に二等分されている。このうち、上半分の領域１０５ａは、図１及び図２の紙面に直交する方向に格子方向を向けた回折格子が形成された回折格子部であり、下半分の領域１０５ｂは、平滑面のままの無処理部となっている。
【００６８】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、壁面８７上に、回折格子部１０５ａでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬが形成されるとともに、無処理部１０５ｂを透過したレーザ光によって高輝度のスポットＳＰがドット状基準線ＳＬの中間部分に形成される。
【００６９】
本第６実施例によると第２実施例と全く同じ作用を生じる。
【００７０】
【実施例７】
本第７実施例は、第６実施例に比して、平行平面光学素子１０５の無処理部１０５ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１０６を、図１及び図２の紙面に直交する方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００７１】
即ち、この平行平面光学素子１０６は、図１３に示すように、投光用窓３３の縦幅の１／２の幅を有するとともにその長手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子板である。そして、この平行平面光学素子１０６は、図１及び図２の紙面に直交する方向にその格子方向を向けて、投光用窓３３の上半分のみを覆うようにはめ込まれている。
【００７２】
本第７実施例では、平行平面光学素子１０６を透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（垂直方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、平行平面光学素子１０６の脇を通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００７３】
本第７実施例によると第２実施例と全く同じ作用を生じる。
【００７４】
【実施例８】
本第８実施例は、第２実施例と比して、平行平面光学素子１０１の両回折格子部１０１ａ，１０１ｃに形成された回折格子の格子方向を図１及び図２の上下方向に向けたのと等価な平行平面光学素子を用いたことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００７５】
図１４に、本第８実施例の平行平面光学素子１０７を示す。この平行平面光学素子１０７は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の上下方向（垂直方向）に三等分されている。このうち、上側の領域１０７ａ及び下側の領域１０７ｃは、図１及び図２の上下方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子部であり、これら両回折格子部１０７ａ，１０７ｃに挟まれた領域１０７ｂは、平滑面のままの無処理部となっている。
【００７６】
本第８実施例では、各回折格子部１０７ａ，１０７ｃを透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、平行平面光学素子１０３の無処理部１０７ｂを通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００７７】
本第８実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。
【００７８】
【実施例９】
本第９実施例は、第８実施例に比して、平行平面光学素子１０７の無処理部１０７ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１０８を、図１及び図２の上下方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００７９】
即ち、この平行平面光学素子１０８は、図１５に示すように、投光用窓３３の縦幅の１／３の幅を有するとともにその短手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている２枚の回折格子板１０８ａ，１０８ｂからなる。これら２枚の回折格子板１０８ａ，１０８ｂは、図１及び図２の上下方向にその格子方向を向けて、互いに離間された状態で投光用窓３３の上下部分にはめ込まれている。
【００８０】
本第９実施例では、各回折格子板１０８ａ，１０８ｂを透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、各回折格子板１０８ａ，１０８ｂの間を通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００８１】
本第９実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。
【００８２】
【実施例１０】
本第１０実施例は、第１４実施例と比して、第１４実施例のものと全く同じ構成の平行平面光学素子を光軸中心に９０度回転して横に配置したことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００８３】
図１６に、本第１０実施例の平行平面光学素子１０９を示す。この平行平面光学素子１０９は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の紙面に直交する方向（水平方向）に三等分されている。このうち両側の領域１０９ａ，１０９ｃは、図１及び図２の紙面に直交する方向に格子方向を向けた回折格子が形成された回折格子部であり、これら両回折格子部１０９ａ，１０９ｃに挟まれた部分は、平滑面のままの無処理部１０９ｂとなっている。
【００８４】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、壁面８７上に、回折格子部１０９ａ，１０９ｃでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬが形成されるとともに、無処理部１０９ｂを透過したレーザ光によって高輝度のスポットＳＰがドット状基準線ＳＬの中間部分に形成される。
【００８５】
本第１０実施例によると第２実施例と全く同じ作用を生じる。
【００８６】
【実施例１１】
本第１１実施例は、第１０実施例に比して、平行平面光学素子１０９の無処理部１０９ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１１０を、図１及び図２の紙面に直交する方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００８７】
即ち、この平行平面光学素子１１０は、図１７に示すように、投光用窓３３の横幅の１／３の幅を有するとともにその短手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている２枚の回折格子板１１０ａ，１１０ｂからなる。これら２枚の回折格子板１１０ａ，１１０ｂは、図１及び図２の紙面に直交する方向にその格子方向を向けて、互いに離間された状態で投光用窓３３の両側部分にはめ込まれている。
【００８８】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、壁面８７上に、各回折格子板１１０ａ，１１０ｂでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬが形成されるとともに、各回折格子板１１０ａ，１１０ｂの間を透過したレーザ光によって高輝度のスポットＳＰがドット状基準線ＳＬの中間部分に形成される。
【００８９】
本第１１実施例によると第２実施例と全く同じ作用を生じる。
【００９０】
【実施例１２】
本第１２実施例は、第１実施例に比して、図１及び図２の紙面に直交する方向（水平方向）にその格子方向を向けた第１回折格子部１１１ａ，図１及び図２の上下方向（垂直方向）にその格子方向を向けた第２回折格子部１１１ｂ，及び平滑面のままの無処理部１１１ｃとを組み合わせた平行平面光学素子１１１を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００９１】
図１８に、本第１２実施例の平行平面光学素子１１１を示す。この平行平面光学素子１１１は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の上下方向（垂直方向）に二等分され、その上半分の領域が無処理部１１１ｃとされている。また、その下半分の領域は、更に、図１及び図２の紙面に直交する方向に二等分され、一方の領域が第１回折格子部１１１ａとされ、他方の領域が第２回折格子部１１１ｂとされている。
【００９２】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、図１９に示したように、壁面８７上に、第１回折格子部１１１ａでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬ２が形成され、第２回折格子部１１１ｂでの回折により拡散されたレーザ光によって水平方向を向いたドット状基準線ＳＬ１が形成されるとともに、無処理部１１１ｃを透過したレーザによって高輝度のスポットＳＰが投射される。この水平方向ドット状基準線ＳＬ１と垂直方向ドット状基準線ＳＬ２とは互いの中間部分で互いに直交しているとともに、その交点に高輝度のスポットＳＰが形成される。
【００９３】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。作業者は、この線を目視又は光検出器によって識別して、マーキング等を行う。
【００９４】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の停止を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が停止され、ある程度壁面までが近距離であって周囲が比較的暗い限り、壁面上に水平方向ドット状基準線ＳＬ１及び垂直方向ドット状基準線ＳＬ２が目視可能に形成される。作業者は、ドット状基準線ＳＬが所望の壁面上に形成されるように、回転位置調整釦１００を適当な回数だけ押下して、回転投光部１５の回転位置を調整する。そして、所望の壁面上に形成された水平方向ドット状基準線ＳＬ１及び垂直方向ドット状基準線ＳＬ２を目視して、マーキング等を行うのである。
【００９５】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、水平方向ドット状基準線ＳＬ１及び垂直方向ドット状基準線ＳＬ２の目視は不可能になる。その場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、平面上の壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。この場合には、スポットＳＰの走査軌跡は目視し得ないので、作業者は、光検知器によってスポットＳＰの走査軌跡を識別して、マーキング等を行う。
【００９６】
このように、本第１２実施例によると、回転投射部１５による走査を行わなくても、水平方向及び垂直方向にドット状基準線ＳＬ１，ＳＬ２が形成される。また、遠距離の場合や周囲が暗い場合でも、回転投射部１５による走査を行うことにより、水平方向の基準線をスポットＳＰの軌跡として形成することができる。さらに、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を投射する必要がある場合でも、回転投射部１５による走査を行うことにより、全周方向に伸びた基準線をスポットＳＰの軌跡として形成することができる。
【００９７】
【実施例１３】
本第１３実施例は、第１乃至第１２実施例が一つの光源（レーザダイオード３４）から発振されたレーザ光を一本の光路を通して出射するのと異なり、２つの光源から発振されたレーザ光を二本の光路を通して出射するとともに、片方の光路にのみ回折格子を配置したことを特徴とする。
＜実施例の構成＞
本第１３実施例の構成を、図２０に示す。図２０において、回転投光部１１５は、切換手段としてＯＮ／ＯＦＦ切換が自在な回転手段としての回転モータ１１６によって、鉛直軸方向に向いた回転軸１２２を中心に回転する。
【００９８】
この回転投光部１１５内には、二つのレーザダイオード１１７，１１８，回折格子板１１９，反射ミラー１２０，及びビームスプリッタ１２１が配置されている。
【００９９】
第１及び第２のレーザ光源としての各レーザダイオード１１７，１１８は、回転軸１２２と平行にレーザ光を発振する。このレーザダイオード１１７，１１８は、図１に示すようなコリメートレンズ２４及びアナモフィックレンズ１８を一体に組み込んでいる。
【０１００】
回折格子板１１９の表面には、図２０の左右方向にその格子方向を向けた回折格子が形成されており、第１のレーザ光源としてのレーザダイオード１１８から発振されたレーザ光を回折によって図３３の紙面に直交する方向に拡散する。
【０１０１】
反射ミラー１２０は、回折格子板１１９を透過したレーザ光を、回転軸１２２に直交する方向に反射する。
出射部としてのビームスプリッタ１２１は、反射ミラー１２０によって反射されたレーザ光とレーザダイオード１１７から発振されたレーザ光とを、図２０の紙面内において軸合わせして、回転投光部１１５の側方に出射する。
＜実施例の作用＞
本第１３実施例によると、ビームスプリッタ１２１において、レーザダイオード１１７から発振されたレーザ光は、回折格子板１１９によって拡散されたレーザ光の中央部分に合わせられる。従って、図６に示したのと同じように、回折格子板１１９において拡散されたレーザ光は、壁面８７上に、水平方向に伸びたドット状基準線ＳＬを形成する。一方、レーザダイオード１１７から発振されたレーザ光は、ドット状基準線ＳＬの中央に高輝度のスポットＳＰを形成する。
【０１０２】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、回転モータ１１６によって回転投光部１１５を回転させる。すると、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。作業者は、この線を目視又は光検出器によって識別して、マーキング等を行う。
【０１０３】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、回転モータ１１６を停止させる。すると、ある程度壁面までが近距離であって周囲が比較的暗い限り、壁面上にドット状基準線ＳＬが目視可能に形成される。そこで、作業者は、所望の壁面上に形成されたドット状基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行うのである。
【０１０４】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、ドット状基準線ＳＬの目視は不可能になる。その場合には、回転モータ１１６によって回転投光部１１５を回転させる。その結果、高輝度のスポットＳＰが走査されるので、スポットＳＰの残像による線が形成される。作業者は、このスポットＳＰの残像を光位置検出器を用いて検出して、マーキング等を行う。なお、回転投光部１１５の回転を行う場合には、ドット状基準線ＳＬは形成できないので、発光ダイオード１１８の発振を停止しても良い。
【０１０５】
【実施例１４】
本第１４実施例は、第１３実施例に比して、一個のレーザダイオード１２６のみを配置し、このレーザダイオード１２６から発振されたレーザ光を第２のビームスプリッタ１２４によって分割したことを特徴とする。
【０１０６】
本第１４実施例の構成を、図２１に示す。図２１において、レーザ光源としてのレーザダイオード１２６は、回転投光部１１５の回転軸１２２に直交する方向にレーザ光を発振する。レーザダイオード１２６から発振されたレーザ光は、光路分離手段としての第１のビームスプリッタ１２４において、そのまま直進するレーザ光と回転軸１２２に平行な方向に反射されるレーザ光とに分離される。
【０１０７】
回転軸２２に平行な方向に反射されたレーザ光は、回折格子板１１９を透過することによって図２１の紙面に直交する方向に拡散され、第１の反射ミラー１２０により回転軸１２２に直交する方向に反射される。
【０１０８】
一方、第１のビームスプリッタ１２４を透過したレーザ光は、第２の反射ミラー１２５により回転軸１２２と平行な方向に反射される。
光路合成手段としての第２のビームスプリッタ１２１は、第１の反射ミラー１２０によって反射されたレーザ光と第２の反射ミラー１２５によって反射されたレーザ光とを、図２１の紙面内において軸合わせして、回転投光部１１５の側方に出射する。
【０１０９】
本第１４実施例によると、第１３実施例と全く同じ作用を生じる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上のように構成した本発明のレーザ測量装置によると、回折格子によってレーザ光を一定方向に拡散して基準面又は基準線を形成する方式とレーザ光を走査することによって基準面又は基準線を形成する方式とを組み合わせた。従って、全周方向への基準線投射が可能であり、また、単なる回転走査式の場合より、長距離の壁面に基準線を目視可能に投射でき、且つ周囲が明るくても基準線を目視可能に投射できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるレーザ測量装置の断面図
【図２】図１のレーザ出射光学系の光学構成図
【図３】図２の平行平面光学素子の斜視図
【図４】図２の平行平面光学素子の機能説明図
【図５】図１のレーザ測量装置の内部回路を示すブロック図
【図６】本発明の第１実施例の作用説明図
【図７】本発明の第２実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図８】本発明の第２実施例の作用説明図
【図９】本発明の第３実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１０】本発明の第４実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の上面図
【図１１】本発明の第５実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の上面図
【図１２】本発明の第６実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１３】本発明の第７実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１４】本発明の第８実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１５】本発明の第９実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１６】本発明の第１０実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１７】本発明の第１１実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１８】本発明の第１２実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１９】本発明の第１２実施例の作用説明図
【図２０】本発明の第１３実施例によるレーザ測量装置の概略構成図
【図２１】本発明の第１４実施例によるレーザ測量装置の概略構成図
【符号の説明】
１ 平行平面光学素子
１１ レーザ測量装置
１３ 投光装置
１５ 回転投光部
２０ 本体部
２３ レーザダイオード
２７ 偏光ビームスプリッタ
３５ ペンタプリズム
６６ 投光部回転用モータ
ＳＬ 基準線
ＳＰ スポット
１０１ 平行平面光学素子
１０２ 平行平面光学素子
１０３ 平行平面光学素子
１０４ 平行平面光学素子
１０５ 平行平面光学素子
１０６ 平行平面光学素子
１０７ 平行平面光学素子
１０８ 平行平面光学素子
１０９ 平行平面光学素子
１１０ 平行平面光学素子
１１１ 平行平面光学素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームによる基準線を所定の面に対して水平方向又は垂直方向に投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，建築等の分野では、水平線や垂直線の墨出しを行うために、レーザ光による基準平面を形成したり、垂直方向又は水平方向の基準線（軌跡）を被投射面に投射するレーザ測量装置（いわゆるレーザプレーナ）が使用されている。
【０００３】
このようなレーザ測量装置の方式としては、シリンドリカルレンズを介してレーザ光を扇型に拡散させてラインを投射する方式（以下、「ライン投射式」という）や、レーザ光を射出する投光部を回転させこのレーザ光を走査する方式（以下、「回転走査式」という）が用いられている。このようなレーザ測量機によって投射された基準線は、投射された壁面までの距離が短く周囲が比較的暗ければ、目視によって位置確認される。
【０００４】
また、回転走査式のレーザ測量装置の場合、壁面までが遠距離であったり周囲が比較的明るくても、光検出器を使用すればこの基準線の位置を検知することができる。この光検出器とは、受光センサによって特定の波長（レーザ光の波長）の光を光電変換し、変換された電気信号に生じているパルス（レーザ光に相当）を検知することにより、レーザ光軌跡の通過位置を検出する装置だからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この回転走査式の場合、基準線を投射する壁面が平面であると、全周にわたって走査されるレーザ光のうちの壁面上に投射される部分の時間比が小さいために、レーザ光のエネルギーの大部分が無駄になってしまう欠点がある。そのため、回転走査式の場合、目視可能に基準線を投射できる距離が短く、殆ど常に光検出器が必要になるという煩わしさがある。
【０００６】
一方、ライン投射式のレーザ測量装置の場合、レーザ光を投射する角度範囲が制限されているので、レーザ光のエネルギーを無駄にすることがない。従って、同じレーザ出力であれば、回転走査式の場合よりも、基準線を目視可能に投射できる距離は長く、周囲が多少明るくても目視可能に基準線を投射できる。しかしながら、ライン投射式のレーザ測量装置は、基準線を全周方向に投射することは不可能なので、例えば部屋の内周壁の墨出しのような作業には使用できなかった。なお、ライン投射式でも、被投射面までの距離が長くなるに従い、基準線の輝度が急速に低下して目視による識別が困難となる。このとき、ライン投射式の場合のレーザ光は直流的な光なので、光検出器で基準線を検出することも不可能である。従って、ライン投射式のレーザ測量装置は、遠距離では全く使用することができなかった。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、全周方向への基準線投射が可能でありながら、単なる回転走査式の場合より、長距離の壁面に基準線を目視可能に投射でき、且つ周囲が明るくても基準線を目視可能に投射できるレーザ測量装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレーザ測量装置の第１の態様は、上記課題を解決するため、レーザ光源と、このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路においてこの光路の断面の一部に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項１に対応）。
【０００９】
本発明によるレーザ測量装置の第２の態様は、上記課題を解決するため、レーーザ光源と、このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路を複数の光路に分離する光路分離手段と、この光路分離手段によって分離された光路の一方に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、前記光路分離手段によって分離された光路を合成する光路合成手段と、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項９に対応）。
【００１０】
本発明によるレーザ測量装置の第３の態様は、上記課題を解決するため、第１のレーザ光源と、第２のレーザ光源と、これら各レーザ光源から発振されたレーザ光を合成して外部に出射する出射部と、前記第１のレーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項１０に対応）。
【００１１】
【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。
各実施例の詳細な説明を行う前に、本発明の各構成要件の概念を説明する。
（出射部）
出射部とは、レーザ光をレーザ測量装置外部に出射する部分のことである。従って、単なるケーシングの開口であっても良いし、レンズであっても良いし、透明な平行平面板が填められた窓であっても良い。また、この出射部自体が拡散レンズであっても良い。また、出射部は、レーザ光の出射方向が回転される方向に沿って筒状に形成されていても良い。
（回折格子）
回折格子による前記レーザ光の拡散方向は、回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と一致していても良いし（請求項５に対応）、回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と直交していても良い（請求項６に対応）。方向が一致していれば、回転手段によって出射部が回転している時と停止している時とで形成される基準線・基準面の方向が同じになるので、距離や周囲の明るさに応じて基準線・基準面の形成方法を使い分けることができる。一方、方向が交差していると、回転手段によって出射部が回転している時と停止している時とで、形成される基準線・基準面の方向が変わるので、異なった方向の基準線・基準面を使い分けることができる。
【００１２】
この回折格子は、レーザ光の光路断面の一部に、一個だけ配置しても良いし複数個配置しても良い。複数個とする場合には、その拡散の方向を同じとしても良いし（請求項３に対応）、一部の回折格子によるレーザ光の拡散方向を回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と一致させるとともに、残りの回折格子によるレーザ光の拡散方向を回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と直交するように構成しても良い（請求項４に対応）。このように構成すれば、上述した拡散の方向を回転方向と一致させた場合の利点と直交させた場合の利点とを、両方享受することができる。
【００１３】
この回折格子は、透明な平行平面光学素子上に形成されるが、この平面光学素子は、レーザ光が全て入射する面積を持ったものであっても良いし（請求項７に対応）、一部のレーザ光しか入射しない面積を持ったものであっても良い。前者のようにすれば、回折格子の設置が容易になる。また、回折格子は、平行平面光学素子の全面に形成されていても良いし（請求項８に対応）、平行平面光学素子表面の一部にのみ形成されていても良い。後者の場合、例えば、拡散方向が異なる複数の回折格子を設置した場合にも、回折格子の設置が容易になる。前者の場合、回折格子が複数個設置される場合には、各回折格子を夫々別の平行平面光学素子上に形成しても良い。
（回転手段）
回転手段は、出射部自体を回転させるものであっても良いし、出射部が上述したように回転方向に沿った筒状に構成されている場合にあってはその内部において光路を回転させるものであっても良い。また、レーザダイオードを含めてレーザ測量装置全体を回転させるものであっても良い。
【００１４】
【実施例１】
以下、本発明の第１実施例を説明する。
＜実施例の構成＞
図１は、本実施例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。
【００１５】
図１に示すように、レーザ測量装置１１は、略円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２の底部に設けられたバッテリーケース１７とから構成されている。
〔本体ハウジング〕
略円筒形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。
【００１６】
この摺動案内部１９の側方にあたる本体ハウジング１２の内面には、その中心軸に向けて突出形成されたブラケット４２が形成されている。このブラケット４２は、本体ハウジング１２の中心軸を中心として相互に９０度ずれた位置に、２個形成されている。また、これら２個のブラケット４２と中心軸とでなす角を二等分する方向における摺動案内部１９外面（本体ハウジング１２内部の面）には、支持突起５１が形成されている。
【００１７】
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。
〔バッテリーケース〕
バッテリーケース１７は、本体ハウジング１２の外径と同径の円筒形状を有している。このバッテリーケース１７の上端面及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と重なる円孔１７ａ，１７ａが形成されている。
〔上部ハウジング〕
上部ハウジング１６は、本体ハウジング１２の中心軸と同軸の円筒状の透明部材からなる窓（出射部）１６ｂと、この窓１６ｂの端面を閉じる不透明部材からなる蓋１６ｃとから構成されている。この蓋１６ｃの中心には、透明部材３６が填め込まれている円孔１６ａが形成されている。
〔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を回転自在且つ同軸に保持する本体部２０とから、構成されている。この本体部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，及びこのレーザ光光路１５ａに連通するとともに端面方向及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。
（レーザ出射光学系）
これら各レーザ光光路２０ａ，２０ｂ，１５ａ内に内蔵されているレーザ出射光学系の光学構成を、図１及び図２を参照して説明する。
【００１８】
本体部２０内のレーザ光光路２０ａ及び２０ｂ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２４及びアナモフィックレンズ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側には、ウェッジプリズム２９ａ，２９ｂが固定されている。また、レーザ光光路２０ｂ内の回転投光部側には、λ／４板２８，半透膜２８ａ，前群レンズ３１，及び後群レンズ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及び楔型プリズム３４が固定されている。また、ペンタプリズム収容部１５ｂの側方に開口した投光用窓３３には、平行平面光学素子１が填め込まれている。
【００１９】
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（紙面に垂直な面）内で直線偏光するレーザ光を発振する。コリメータレンズ２４は、レーザダイオード２３から出射されたレーザ光を平行光にするレンズである。また、アナモフィックレンズ１８は、コリメータレンズ２４を透過したレーザ光の断面形状を真円形に修正するためのレンズである。
【００２０】
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の光軸に対して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パーセント反射するとともにＰ偏光を１００パーセント透過する特性を有している。従って、アナモフィックレンズ１８を透過したレーザ光は、１００パーセントλ／４板２８側へ反射される。
【００２１】
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に貼付けられている。従って、λ／４板２８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に向けて反射する半透膜２８ａが貼り付けられている。この半透膜２８ａ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、偏光ビームスプリッタ２７を透過する。
【００２２】
この偏光ビームスプリッタ２７を透過したレーザ光Ｌ２は、ウェッジプリズム２９ａ，２９ｂを透過し、透光装置３の下端からその軸の延長線方向に出射される。
【００２３】
一方、半透膜２８ａを透過したレーザ光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及び後群レンズ３２は、入射されたレーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダを構成する。そして、前群レンズ３１を移動させることにより、ビームウェストの形成位置を可変することができる。
【００２４】
後群レンズ３２を透過したレーザ光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入射する第１の反射面３５ａと、この第１の反射面３５ａに対して４５度傾いているとともにこの第１の反射面で反射されたレーザ光を再度反射する第２の反射面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の反射面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。従って、ペンタプリズム３３が図１及び図２の面内で傾いたとしても、レーザ光Ｌ１の光軸と出射レーザ光Ｌ３の光軸との間の角度は、常に９０度に保持される。なお、第２の反射面３５ｂには増反射膜がアルミニューム蒸着によって形成されているので、この第２の反射面３５ｂにおいてレーザ光は１００パーセント内面反射する。一方、第１の反射面３５ａには反射率７０〜８０パーセントの半透膜１４が形成されている。従って、２０〜３０パーセントのレーザ光Ｌ４が、この第１の反射面３５ａを透過し、楔型プリズム３４を通って、投光装置１３の上端からその軸の延長方向に出射される。
【００２５】
一方、ペンタプリズム３５の光出射面３５ｄから出射されたレーザ光Ｌ３は、平行平面光学素子１に入射する。この平行平面光学素子１は、図３に示すような外形を有している正面正方形の平行平面ガラスである。この平行平面光学素子１の正面は、図１及び図２の紙面に直交する方向（水平方向）に三等分されている。このうち両側の領域１ａ，１ｃは、図１及び図２の上下方向に格子方向を向けた回折格子が形成された回折格子部であり、これら両回折格子部１ａ，１ｃに挟まれた部分は、平滑面のままの無処理部１ｂとなっている。
【００２６】
図２のＡ方向から見た上面図である図４に示すように、ペンタプリズム３５から出射されたレーザ光Ｌ３は、平行平面光学素子１の無処理部１ｂとともに各回折格子部１ａ，１ｃにも入射する。このうち、無処理部１ｂを透過したレーザ光は、従来の走査方式の場合と同様に、何ら回折を受けることなく壁面８７上に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。また、各回折格子部１ａ，１ｃを透過したレーザ光は、その格子方向に直交する方向（水平方向）に回折されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。即ち、各回折格子部１ａ，１ｃは、一定角度範囲の空間に、波状の強度分布を持たせて均等に光を広げる。従って、回折格子部１ａ，１ｃから壁面８７までの距離が長くなると、回折縞がドット状の線に見えるようになるのである。
（傾動機構）
次に、図１に戻り、投光装置１３を本体ハウジング１２内においてあらゆる方向に傾動可能とするための構成を説明する。
【００２７】
この本体部２０の上部には、摺動案内部１９内に保持される膨出部２１が形成されている。この膨出部２１は、摺動孔１９ａの内径よりも大径の外径を有する円筒状部分とこの大径の円筒状部分と他の部分とを繋ぐ半球面部分とから構成されている。従って、この膨出部２１は、その半球面部分が摺動孔１９ａ内に当接した状態で、摺動孔１９ａから脱落することなく保持されている。投光装置１３の本体ハウジング１２への保持は、この部分の接触によってのみなされているので、摺動孔１９ａ内で膨出部２１の半球面部分を回転させることにより、投光装置１３全体をその半球部分の球心を中心にあらゆる方向に傾動させることができる。
【００２８】
この傾動を行うための機械構成を説明する。先ず、本体部２０の突出部２１よりも下方の部分と支持突起５１との間には、引張りバネ５２が張られている。そのため、膨出部２１には、引張りバネ５２による回転トルクが加えられている。
【００２９】
また、摺動案内部１９には、その中心軸から見て直交して設けられた各ブラケット４２と同じ方向に、２本のスリット１９ｂが形成されている。また、膨出部２１の最上部には、その中心軸から見て各スリット１９ｂと同じ方向に駆動アーム３７が突出形成されている。各駆動アーム３７は、下部方向に向かって傾斜しており、夫々対応するスリット１９ｂを通って本体ハウジング内に入り込んでいる。これら各駆動アーム３７の先端には、膨出部２１の球心の方向を向いたピン４０が形成されている。
【００３０】
一方、各ブラケット４２と本体ハウジング１２の上端面１２ｂとの間には、調整用スクリュー４５が本体ハウジング１２の中心軸と平行に回転自在に掛け渡されている。各調整用スクリュー４５は、ピニオン４９及び伝動ギヤ５０を介して、各ブラケット４２上に固定設置された各レベル調整用モータ４４，７６により回転される。また、各調整用スクリュー４５には、調整用ナット４６が螺合されている。調整用ナット４６の外面には、ピン４０と接触する作動ピン４７が突出形成されており、膨出部２１の回転を規制している。
【００３１】
各調整用ナット４６は、図示せぬ回転規制手段によって本体ハウジング１２に対する回転が規制されているので、各レベル調整用モータ４４，７６により調整用スクリュー４５が回転駆動されると、上下に昇降する。従って、各作動ピン４７に弾設しているピン４０がこの昇降に追従して昇降するので、膨出部２１がこの昇降の方向に従って何れかの方向に回転するのである。
【００３２】
マイコン８２は、投光装置１３のＹ方向（紙面に直交する方向）の傾きを検知するＹ方向のレベル検知センサ７２，及び投光装置１３のＸ方向（紙面方向）の傾きを検知するＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号を受信して、投光装置１３の軸が鉛直方向を向くように、Ｘ方向レベル調整用モータ４４，及びＹ方向レベル調整用モータ７６の回転制御を行う。
（回転機構）
次に、回転投光部１５を本体部２０に対して回転させるための回転手段としての機構につき説明する。
【００３３】
ベアリング１０を介して本体部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、本体部２０の膨出部２１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。この投光部回転用モータ６６は、マイコン８２によって停止又は回転の制御がなされている。即ち、この投光部回転用モータ６６を停止させると、平行平面光学素子１から出射されるレーザ光Ｌ３の光軸は、或る一定方向を向いたまま停止する。これに対して、投光部回転用モータ６６を回転させると、平行平面光学素子１から出射されるレーザ光Ｌ３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、この回転軸に直交する基準平面が形成される。
（合焦機構）
次に、前群レンズ３１を光軸方向に進退駆動するための構成について説明する。
【００３４】
投光装置１３の本体部２０における摺動円筒部材３０の移動範囲近傍には、その内外面を貫通するスリット６３が形成されている。このスリット６３を上下から挟むように、本体部２０の外面には、ブラケット５３及びブラケット５５が突出形成されている。これらブラケット５３，５５の間には、合焦用スクリュー５６が本体部２０の中心軸と平行に回転自在に掛け渡されている。この合焦用スクリュー５６には、合焦用ナット５７が螺合している。この合焦用ナット５７には、スリット６３を通り抜けてその一端が摺動円筒部材３０に固定された伝達リンク６２の他端が固定されている。
【００３５】
合焦用スクリュー５６は、ピニオン６０及び伝達ギヤ６１を介して、ブラケット５３上に固定された合焦用モータ５９によって回転駆動される。この合焦用モータ５９は、マイコン８２によって回転制御される。即ち、壁面８７までの距離に応じて適宜この合焦用モータ５９を回転制御することにより、この壁面８７にビームウェストを形成することができる位置に、前群レンズ３１を進退移動させることができるのである。
〔回路構成〕
次に、マイコン８２等の回路部品の接続関係を説明する。
【００３６】
図５に示すように、マイコン８２には、Ｙ方向のレベル検知センサ７２，Ｘ方向のレベル検知センサ７３，投光部回転用モータ６６，合焦用モータ５９，Ｘ方向のレベル調整用モータ４４，Ｙ方向レベル調整用モータ７６が接続されている。また、マイコン８２には、レーザダイオード駆動回路９５を介してレーザダイオード２３が接続されている。
【００３７】
また、マイコン８２には、メインスイッチ９６，発光指示操作部９７，回転指示操作部９８，距離入力部９９，及び回転位置調整釦１００が接続されている。これらは、本体ハウジング１２の外面に設けられたスイッチである。これらのうちメインスイッチ９６は、マイコン８２に電源を投入して起動させるためのスイッチである。このメインスイッチ９６を投入することにより、Ｙ方向のレベル検知センサ７２及びＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号がマイコン８２に読み込まれ、それに応じてＸ方向レベル調整用モータ４４及びＹ方向レベル調整用モータ７６が駆動制御される。
【００３８】
また、発光指示操作部９７は、レーザダイオード駆動回路９５によるレーザダイオード２３の駆動を行うか否かの旨を入力するスイッチである。
また、切換手段としての回転指示操作部９６は、回転投光部１５を回転させるか否か，即ち投光部回転用モータ６６を回転させるか否かの旨を入力するスイッチある。
【００３９】
また、距離入力部９９は、レーザ測量装置１１から壁面８７までの距離を入力するスイッチである。この距離入力部９９により距離が入力されると、その距離に対応する位置に前群レンズ３１を移動させる分だけ合焦用モータ５９が駆動される。
【００４０】
また、投光部回転用モータ６６が停止している状態において回転位置調整釦１００が押下されると、投光部回転用モータ６６は、特定の微少量だけ回転駆動される。この回転位置調整釦１００が一回押下される毎に投光部回転用モータ６６が回転駆動される量は、それによって回転される回転投光部１５の回転角が配光レンズ１によって拡散されるレーザ光の拡散角の角度よりも狭くなるように調整されている。
＜実施例の作用＞
上記構成を有する本実施例によるレーザ測量装置１１の動作を説明する。まず、図６に示すように、ドット状基準線ＳＬを投射すべき壁面８７に向けて、三脚８５によってレーザ測量装置１１を立てる。そして、この三脚８５の長さを適宜調整することにより、レーザ測量装置１１の窓１６ｂの高さを、ドット状基準線ＳＬを形成すべき高さと同じ高さに合わせる。
【００４１】
次に、メインスイッチ９６を投入して、マイコン８２に電源を与える。すると、マイコン８２は、Ｙ方向のレベル検知センサ７２及びＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号を読み込み、それに応じてＸ方向レベル調整用モータ４４及びＹ方向レベル調整用モータ７６適宜駆動し、投光装置１５の軸（回転投光部１５の回転軸）が鉛直方向を向くように傾きの調整を行う。
【００４２】
次に、発光指示操作部９７を投入して、レーザダイオード２３を発振させる。すると、レーザダイオード２３から発振されたレーザ光Ｌ０は、レーザ出射光学系内において、投光装置１３の軸に沿って鉛直方向下向きに出射されるレーザ光Ｌ２，投光装置１３の軸（回転投光部１５の回転軸）に沿って鉛直方向上向きに出射されるレーザ光Ｌ４，及び投光装置１３の軸（回転投光部１５の回転軸）に直交する方向に出射されるレーザ光Ｌ３に分割される。
【００４３】
レーザ光Ｌ２は、本体ハウジング１２の円孔１２ａ，及びバッテリーケース１７の円孔１７ａ，１７ａを通って、床（地面）にスポットを形成する。また、レーザ光Ｌ４は、上部ハウジング１６の透明部材３６を透過して、天井等にスポットを形成する。従って、これらスポットを手がかりにして、レーザ測量装置１１を所定の測量基準点上（又は、測量基準点下）に移動させることができる。また、レーザ光Ｌ３は、平行平面光学素子１を透過することによってその一部が拡散され、窓１６ｂを通って壁面８７に向けて照射される。しかし、この時点では、前群レンズ３１の合焦調整は行われていないので、このレーザ光Ｌ３によって形成されるドット状基準線ＳＬは、ぼんやりとした状態となっている。
【００４４】
次に、レーザ測量装置１１から壁面８７までの距離を目測して、距離入力部９９に入力する。すると、合焦用モータ５９が適宜回転駆動され、前群３１が対応する位置に移動する。その結果、図６に示すように、壁面８７上に、中間部分に高輝度のスポットＳＰを有するとともに水平方向に伸びた細いドット状基準線ＳＬが、明確に形成される。
【００４５】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。なお、周囲が比較的暗く，且つ壁面までが極近距離であると、この線は目視によって識別できるが、周囲が比較的明るかったり壁面までが比較的長距離である場合には、目視による識別はできない。その場合には、光位置検出器を用いてスポットＳＰの走査軌跡を検出し、マーキング等を行う。つまり、直進するレーザ光の指向性故に、平行平面光学素子１の無処理部１ｂを透過した光は、拡散することなく直線に進行する。従って、遠距離になっても光位置検出器により検出可能なシュレッショルドレベル以上のエネルギー密度が維持される。その結果、スポットＳＰが目視できない場合でも、光位置検出器により瞬間的に通過するスポットＳＰを検知することによって、その走査軌跡を検出することができるのである。
【００４６】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の停止を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が停止され、壁面上にドット状基準線ＳＬが形成される。この場合、基準線を形成すべき長さ範囲があまりにも広い場合には回転投光部１５を回転させれば良いという理由から、ドット状基準線ＳＬが形成される長さ，即ち、解析格子部１ａ，１ｃによる拡散角は、狭い範囲に制限されている。従って、解析格子部１ａ，１ｃによるレーザ光エネルギーの拡散率が低くレーザ光エネルギーを無駄にすることがないので、回転投光部１５を回転させてスポットＳＰを走査させる場合に比較して、壁面がより遠距離にあったり周囲がより明るくても、目視可能にドット状基準線ＳＬを形成することができる。作業者は、ドット状基準線ＳＬが所望の壁面上に形成されるように、回転位置調整釦１００を適当な回数だけ押下して、回転投光部１５の回転位置を調整する。そして、所望の壁面上に形成されたドット状基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行うのである。
【００４７】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、ドット状基準線ＳＬの目視は不可能になる。その場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、平面上の壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。この場合には、スポットＳＰの走査軌跡は目視し得ないので、作業者は、光検知器によってスポットＳＰの走査軌跡を識別して、マーキング等を行う。
【００４８】
本実施例によるレーザ測量装置では、基準線投影時には、モータの加減速は行わないので、レーザ測量装置自体が振動して基準線がぶれたり投光部回転用モータ６６の消費電力が大きくなることもない。
【００４９】
【実施例２】
本第２実施例は、第１実施例と比して、第１実施例のものと全く同じ構成の平行平面光学素子を光軸中心に９０度回転して投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００５０】
図７に、本第２実施例の平行平面光学素子１０１を示す。この平行平面光学素子１０１は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の上下方向（垂直方向）に三等分されている。このうち、上側の領域１０１ａ及び下側の領域１０１ｃは、図１及び図２の紙面に直交する方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子部であり、これら両回折格子部１０１ａ，１０１ｃに挟まれた領域１０１ｂは、平滑面のままの無処理部となっている。
【００５１】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、図８に示したように、壁面８７上に、両回折格子部１０１ａ，１０１ｃでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬが形成されるとともに、無処理部１０１ｂを透過したレーザ光によって高輝度のスポットＳＰがドット状基準線ＳＬの中間部分に形成される。
【００５２】
そして、ある程度近距離且つ周囲が比較的暗いという条件下ではこのドット状基準線ＳＬを目視し得るので、垂直方向を向いた基準線ＳＬによる墨出し作業を行いたい場合には、回転位置調整釦１００によってドット状基準線ＳＬの投射方向の調整を行い、このドット状基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行う。
【００５３】
一方、水平方向の基準線を投射したい場合には、ある程度近距離且つ周囲が比較的明るいときでも、回転指示操作部９８を投入することにより、投光回転用モータ６６を回転させる。すると、高輝度のスポットＳＰが水平方向に走査されるので、スポットＳＰの残像による水平線が形成される。このスポットＳＰの残像による線が識別できる場合には、目視によってマーキング等を行えば良いが、識別しにくい場合には、光位置検出器を用いてスポットＳＰの走査軌跡を検出してマーキング等を行う。
【００５４】
このように、本実施例によると、投射方式を切り換えることによって、基準線を形成したい方向を垂直方向又は水平方向に切り換える事ができる。
【００５５】
【実施例３】
本第３実施例は、第１実施例に比して、平行平面光学素子１の無処理部１ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１０２を、図１及び図２の上下方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００５６】
即ち、この平行平面光学素子１０２は、図９に示すように、投光用窓３３の幅の１／３の幅を有するとともにその長手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている２枚の回折格子板１０２ａ，１０２ｂからなる。これら２枚の回折格子板１０２ａ，１０２ｂは、図１及び図２の上下方向にその格子方向を向けて、互いに離間された状態で投光用窓３３の両側部分にはめ込まれている。
【００５７】
本第３実施例では、各回折格子板１０２ａ，１０２ｂを透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、各回折格子板１０２ａ，１０２ｂの間を通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００５８】
本第３実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第３実施例において、平行平面光学素子１０２を、第２実施例の場合のように、光軸を中心に９０度回転させて投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００５９】
【実施例４】
本第４実施例は、第１実施例に比して、平行平面光学素子１０３の正面上に回折格子部１０３ａを１箇所のみ形成したことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００６０】
図１０に、本第４実施例の平行平面光学素子１０３を示す。この平行平面光学素子１０３は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の紙面の直交する方向に二等分されている。このうち、片方の領域１０３ａは、図１及び図２の上下方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子部であり、他方の領域１０３ｂは、平滑面のままの無処理部となっている。
【００６１】
本第４実施例では、平行平面光学素子１０３の回折格子部１０３ａを透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、平行平面光学素子１０３の無処理部１０３ｂを通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００６２】
本第４実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。
【００６３】
【実施例５】
本第５実施例は、第４実施例に比して、平行平面光学素子１０３の無処理部１０３ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１０４を、図１及び図２の上下方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００６４】
即ち、この平行平面光学素子１０４は、図１１に示すように、投光用窓３３の横幅の１／２の幅を有するとともにその長手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子板である。そして、この平行平面光学素子１０４は、図１及び図２の上下方向にその格子方向を向けて、投光用窓３３の片側のみを覆うようにはめ込まれている。
【００６５】
本第５実施例では、平行平面光学素子１０４を透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、平行平面光学素子１０４の脇を通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
本第５実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。
【００６６】
【実施例６】
本第６実施例は、第４実施例と比して、第４実施例のものと全く同じ構成の平行平面光学素子を光軸中心に９０度回転して横に配置したことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００６７】
図１２に、本第６実施例の平行平面光学素子１０５を示す。この平行平面光学素子１０５は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の紙面の上下方向（垂直方向）に二等分されている。このうち、上半分の領域１０５ａは、図１及び図２の紙面に直交する方向に格子方向を向けた回折格子が形成された回折格子部であり、下半分の領域１０５ｂは、平滑面のままの無処理部となっている。
【００６８】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、壁面８７上に、回折格子部１０５ａでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬが形成されるとともに、無処理部１０５ｂを透過したレーザ光によって高輝度のスポットＳＰがドット状基準線ＳＬの中間部分に形成される。
【００６９】
本第６実施例によると第２実施例と全く同じ作用を生じる。
【００７０】
【実施例７】
本第７実施例は、第６実施例に比して、平行平面光学素子１０５の無処理部１０５ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１０６を、図１及び図２の紙面に直交する方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００７１】
即ち、この平行平面光学素子１０６は、図１３に示すように、投光用窓３３の縦幅の１／２の幅を有するとともにその長手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子板である。そして、この平行平面光学素子１０６は、図１及び図２の紙面に直交する方向にその格子方向を向けて、投光用窓３３の上半分のみを覆うようにはめ込まれている。
【００７２】
本第７実施例では、平行平面光学素子１０６を透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（垂直方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、平行平面光学素子１０６の脇を通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００７３】
本第７実施例によると第２実施例と全く同じ作用を生じる。
【００７４】
【実施例８】
本第８実施例は、第２実施例と比して、平行平面光学素子１０１の両回折格子部１０１ａ，１０１ｃに形成された回折格子の格子方向を図１及び図２の上下方向に向けたのと等価な平行平面光学素子を用いたことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００７５】
図１４に、本第８実施例の平行平面光学素子１０７を示す。この平行平面光学素子１０７は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の上下方向（垂直方向）に三等分されている。このうち、上側の領域１０７ａ及び下側の領域１０７ｃは、図１及び図２の上下方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている回折格子部であり、これら両回折格子部１０７ａ，１０７ｃに挟まれた領域１０７ｂは、平滑面のままの無処理部となっている。
【００７６】
本第８実施例では、各回折格子部１０７ａ，１０７ｃを透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、平行平面光学素子１０３の無処理部１０７ｂを通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００７７】
本第８実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。
【００７８】
【実施例９】
本第９実施例は、第８実施例に比して、平行平面光学素子１０７の無処理部１０７ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１０８を、図１及び図２の上下方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００７９】
即ち、この平行平面光学素子１０８は、図１５に示すように、投光用窓３３の縦幅の１／３の幅を有するとともにその短手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている２枚の回折格子板１０８ａ，１０８ｂからなる。これら２枚の回折格子板１０８ａ，１０８ｂは、図１及び図２の上下方向にその格子方向を向けて、互いに離間された状態で投光用窓３３の上下部分にはめ込まれている。
【００８０】
本第９実施例では、各回折格子板１０８ａ，１０８ｂを透過したレーザ光は、回折によって格子方向に直交する方向（水平方向）に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度のドット状基準線ＳＬを静的に形成する。また、各回折格子板１０８ａ，１０８ｂの間を通過したレーザ光は、何ら回折を受けることなく、ドット状基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００８１】
本第９実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。
【００８２】
【実施例１０】
本第１０実施例は、第１４実施例と比して、第１４実施例のものと全く同じ構成の平行平面光学素子を光軸中心に９０度回転して横に配置したことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００８３】
図１６に、本第１０実施例の平行平面光学素子１０９を示す。この平行平面光学素子１０９は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の紙面に直交する方向（水平方向）に三等分されている。このうち両側の領域１０９ａ，１０９ｃは、図１及び図２の紙面に直交する方向に格子方向を向けた回折格子が形成された回折格子部であり、これら両回折格子部１０９ａ，１０９ｃに挟まれた部分は、平滑面のままの無処理部１０９ｂとなっている。
【００８４】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、壁面８７上に、回折格子部１０９ａ，１０９ｃでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬが形成されるとともに、無処理部１０９ｂを透過したレーザ光によって高輝度のスポットＳＰがドット状基準線ＳＬの中間部分に形成される。
【００８５】
本第１０実施例によると第２実施例と全く同じ作用を生じる。
【００８６】
【実施例１１】
本第１１実施例は、第１０実施例に比して、平行平面光学素子１０９の無処理部１０９ｂのみを削除したのと等価な平行平面光学素子１１０を、図１及び図２の紙面に直交する方向にその格子方向が向くように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００８７】
即ち、この平行平面光学素子１１０は、図１７に示すように、投光用窓３３の横幅の１／３の幅を有するとともにその短手方向に格子方向を向けた回折格子が形成されている２枚の回折格子板１１０ａ，１１０ｂからなる。これら２枚の回折格子板１１０ａ，１１０ｂは、図１及び図２の紙面に直交する方向にその格子方向を向けて、互いに離間された状態で投光用窓３３の両側部分にはめ込まれている。
【００８８】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、壁面８７上に、各回折格子板１１０ａ，１１０ｂでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬが形成されるとともに、各回折格子板１１０ａ，１１０ｂの間を透過したレーザ光によって高輝度のスポットＳＰがドット状基準線ＳＬの中間部分に形成される。
【００８９】
本第１１実施例によると第２実施例と全く同じ作用を生じる。
【００９０】
【実施例１２】
本第１２実施例は、第１実施例に比して、図１及び図２の紙面に直交する方向（水平方向）にその格子方向を向けた第１回折格子部１１１ａ，図１及び図２の上下方向（垂直方向）にその格子方向を向けた第２回折格子部１１１ｂ，及び平滑面のままの無処理部１１１ｃとを組み合わせた平行平面光学素子１１１を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００９１】
図１８に、本第１２実施例の平行平面光学素子１１１を示す。この平行平面光学素子１１１は、正面正方形の平行平面ガラスであり、その正面は図１及び図２の上下方向（垂直方向）に二等分され、その上半分の領域が無処理部１１１ｃとされている。また、その下半分の領域は、更に、図１及び図２の紙面に直交する方向に二等分され、一方の領域が第１回折格子部１１１ａとされ、他方の領域が第２回折格子部１１１ｂとされている。
【００９２】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、図１９に示したように、壁面８７上に、第１回折格子部１１１ａでの回折により拡散されたレーザ光によって垂直方向を向いたドット状基準線ＳＬ２が形成され、第２回折格子部１１１ｂでの回折により拡散されたレーザ光によって水平方向を向いたドット状基準線ＳＬ１が形成されるとともに、無処理部１１１ｃを透過したレーザによって高輝度のスポットＳＰが投射される。この水平方向ドット状基準線ＳＬ１と垂直方向ドット状基準線ＳＬ２とは互いの中間部分で互いに直交しているとともに、その交点に高輝度のスポットＳＰが形成される。
【００９３】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。作業者は、この線を目視又は光検出器によって識別して、マーキング等を行う。
【００９４】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の停止を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が停止され、ある程度壁面までが近距離であって周囲が比較的暗い限り、壁面上に水平方向ドット状基準線ＳＬ１及び垂直方向ドット状基準線ＳＬ２が目視可能に形成される。作業者は、ドット状基準線ＳＬが所望の壁面上に形成されるように、回転位置調整釦１００を適当な回数だけ押下して、回転投光部１５の回転位置を調整する。そして、所望の壁面上に形成された水平方向ドット状基準線ＳＬ１及び垂直方向ドット状基準線ＳＬ２を目視して、マーキング等を行うのである。
【００９５】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、水平方向ドット状基準線ＳＬ１及び垂直方向ドット状基準線ＳＬ２の目視は不可能になる。その場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、平面上の壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。この場合には、スポットＳＰの走査軌跡は目視し得ないので、作業者は、光検知器によってスポットＳＰの走査軌跡を識別して、マーキング等を行う。
【００９６】
このように、本第１２実施例によると、回転投射部１５による走査を行わなくても、水平方向及び垂直方向にドット状基準線ＳＬ１，ＳＬ２が形成される。また、遠距離の場合や周囲が暗い場合でも、回転投射部１５による走査を行うことにより、水平方向の基準線をスポットＳＰの軌跡として形成することができる。さらに、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を投射する必要がある場合でも、回転投射部１５による走査を行うことにより、全周方向に伸びた基準線をスポットＳＰの軌跡として形成することができる。
【００９７】
【実施例１３】
本第１３実施例は、第１乃至第１２実施例が一つの光源（レーザダイオード３４）から発振されたレーザ光を一本の光路を通して出射するのと異なり、２つの光源から発振されたレーザ光を二本の光路を通して出射するとともに、片方の光路にのみ回折格子を配置したことを特徴とする。
＜実施例の構成＞
本第１３実施例の構成を、図２０に示す。図２０において、回転投光部１１５は、切換手段としてＯＮ／ＯＦＦ切換が自在な回転手段としての回転モータ１１６によって、鉛直軸方向に向いた回転軸１２２を中心に回転する。
【００９８】
この回転投光部１１５内には、二つのレーザダイオード１１７，１１８，回折格子板１１９，反射ミラー１２０，及びビームスプリッタ１２１が配置されている。
【００９９】
第１及び第２のレーザ光源としての各レーザダイオード１１７，１１８は、回転軸１２２と平行にレーザ光を発振する。このレーザダイオード１１７，１１８は、図１に示すようなコリメートレンズ２４及びアナモフィックレンズ１８を一体に組み込んでいる。
【０１００】
回折格子板１１９の表面には、図２０の左右方向にその格子方向を向けた回折格子が形成されており、第１のレーザ光源としてのレーザダイオード１１８から発振されたレーザ光を回折によって図３３の紙面に直交する方向に拡散する。
【０１０１】
反射ミラー１２０は、回折格子板１１９を透過したレーザ光を、回転軸１２２に直交する方向に反射する。
出射部としてのビームスプリッタ１２１は、反射ミラー１２０によって反射されたレーザ光とレーザダイオード１１７から発振されたレーザ光とを、図２０の紙面内において軸合わせして、回転投光部１１５の側方に出射する。
＜実施例の作用＞
本第１３実施例によると、ビームスプリッタ１２１において、レーザダイオード１１７から発振されたレーザ光は、回折格子板１１９によって拡散されたレーザ光の中央部分に合わせられる。従って、図６に示したのと同じように、回折格子板１１９において拡散されたレーザ光は、壁面８７上に、水平方向に伸びたドット状基準線ＳＬを形成する。一方、レーザダイオード１１７から発振されたレーザ光は、ドット状基準線ＳＬの中央に高輝度のスポットＳＰを形成する。
【０１０２】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、回転モータ１１６によって回転投光部１１５を回転させる。すると、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。作業者は、この線を目視又は光検出器によって識別して、マーキング等を行う。
【０１０３】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、回転モータ１１６を停止させる。すると、ある程度壁面までが近距離であって周囲が比較的暗い限り、壁面上にドット状基準線ＳＬが目視可能に形成される。そこで、作業者は、所望の壁面上に形成されたドット状基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行うのである。
【０１０４】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、ドット状基準線ＳＬの目視は不可能になる。その場合には、回転モータ１１６によって回転投光部１１５を回転させる。その結果、高輝度のスポットＳＰが走査されるので、スポットＳＰの残像による線が形成される。作業者は、このスポットＳＰの残像を光位置検出器を用いて検出して、マーキング等を行う。なお、回転投光部１１５の回転を行う場合には、ドット状基準線ＳＬは形成できないので、発光ダイオード１１８の発振を停止しても良い。
【０１０５】
【実施例１４】
本第１４実施例は、第１３実施例に比して、一個のレーザダイオード１２６のみを配置し、このレーザダイオード１２６から発振されたレーザ光を第２のビームスプリッタ１２４によって分割したことを特徴とする。
【０１０６】
本第１４実施例の構成を、図２１に示す。図２１において、レーザ光源としてのレーザダイオード１２６は、回転投光部１１５の回転軸１２２に直交する方向にレーザ光を発振する。レーザダイオード１２６から発振されたレーザ光は、光路分離手段としての第１のビームスプリッタ１２４において、そのまま直進するレーザ光と回転軸１２２に平行な方向に反射されるレーザ光とに分離される。
【０１０７】
回転軸２２に平行な方向に反射されたレーザ光は、回折格子板１１９を透過することによって図２１の紙面に直交する方向に拡散され、第１の反射ミラー１２０により回転軸１２２に直交する方向に反射される。
【０１０８】
一方、第１のビームスプリッタ１２４を透過したレーザ光は、第２の反射ミラー１２５により回転軸１２２と平行な方向に反射される。
光路合成手段としての第２のビームスプリッタ１２１は、第１の反射ミラー１２０によって反射されたレーザ光と第２の反射ミラー１２５によって反射されたレーザ光とを、図２１の紙面内において軸合わせして、回転投光部１１５の側方に出射する。
【０１０９】
本第１４実施例によると、第１３実施例と全く同じ作用を生じる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上のように構成した本発明のレーザ測量装置によると、回折格子によってレーザ光を一定方向に拡散して基準面又は基準線を形成する方式とレーザ光を走査することによって基準面又は基準線を形成する方式とを組み合わせた。従って、全周方向への基準線投射が可能であり、また、単なる回転走査式の場合より、長距離の壁面に基準線を目視可能に投射でき、且つ周囲が明るくても基準線を目視可能に投射できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるレーザ測量装置の断面図
【図２】図１のレーザ出射光学系の光学構成図
【図３】図２の平行平面光学素子の斜視図
【図４】図２の平行平面光学素子の機能説明図
【図５】図１のレーザ測量装置の内部回路を示すブロック図
【図６】本発明の第１実施例の作用説明図
【図７】本発明の第２実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図８】本発明の第２実施例の作用説明図
【図９】本発明の第３実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１０】本発明の第４実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の上面図
【図１１】本発明の第５実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の上面図
【図１２】本発明の第６実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１３】本発明の第７実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１４】本発明の第８実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１５】本発明の第９実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１６】本発明の第１０実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１７】本発明の第１１実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１８】本発明の第１２実施例によるレーザ測量装置に用いられる平行平面光学素子の斜視図
【図１９】本発明の第１２実施例の作用説明図
【図２０】本発明の第１３実施例によるレーザ測量装置の概略構成図
【図２１】本発明の第１４実施例によるレーザ測量装置の概略構成図
【符号の説明】
１ 平行平面光学素子
１１ レーザ測量装置
１３ 投光装置
１５ 回転投光部
２０ 本体部
２３ レーザダイオード
２７ 偏光ビームスプリッタ
３５ ペンタプリズム
６６ 投光部回転用モータ
ＳＬ 基準線
ＳＰ スポット
１０１ 平行平面光学素子
１０２ 平行平面光学素子
１０３ 平行平面光学素子
１０４ 平行平面光学素子
１０５ 平行平面光学素子
１０６ 平行平面光学素子
１０７ 平行平面光学素子
１０８ 平行平面光学素子
１０９ 平行平面光学素子
１１０ 平行平面光学素子
１１１ 平行平面光学素子
Claims (10)
- レーザ光源と、
このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、
前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路においてこの光路の断面の一部に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、
前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、
この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段と
を備えたことを特徴とするレーザ測量装置。 - 前記レーザ光の光路断面の一部に前記回折格子を複数個配置したことを特徴とする
請求項１記載のレーザ装置。 - 前記複数個の回折格子による前記レーザ光の拡散方向が全て同じであることを特徴とする請求項２記載のレーザ測量装置。
- 一部の回折格子による前記レーザ光の拡散方向が前記回転手段による前記レーザ光の出射方向の回転方向と一致しているとともに、残りの回折格子による前記レーザ光の拡散方向が前記回転手段による前記レーザ光の出射方向の回転方向と直交している
ことを特徴とする請求項２記載のレーザ測量装置。 - 前記回折格子による前記レーザ光の拡散方向は、前記回転手段による前記レーザ光の出射方向の回転方向と一致している
ことを特徴とする請求項１又は３記載のレーザ測量装置。 - 前記回折格子による前記レーザ光の拡散方向は、前記回転手段による前記レーザ光の出射方向の回転方向と直交している
ことを特徴とする請求項１又は３記載のレーザ測量装置。 - 前記回折格子は、前記レーザ光が全て入射する平行平面光学素子上に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ測量装置。 - 前記回折格子は、この回折格子と同じ面積の平行光学素子上に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ測量装置。
- レーザ光源と、
このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、
前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路を複数の光路に分離する光路分離手段と、
この光路分離手段によって分離された光路の一方に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、
前記光路分離手段によって分離された光路を前記出射部の手前で合成する光路合成手段と、
前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、
この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段と
を備えたことを特徴とするレーザ測量装置。 - 第１のレーザ光源と、
第２のレーザ光源と、
これら各レーザ光源から発振されたレーザ光を合成して外部に出射する出射部と、
前記第１のレーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路に配置され、前記レーザ光を回折により一方向にのみ拡散する回折格子と、
前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、
この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段と
を備えたことを特徴とするレーザ測量装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP511996A JP3595401B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | レーザ測量装置 |
| US08/783,006 US5838431A (en) | 1996-01-16 | 1997-01-14 | Laser marking device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP511996A JP3595401B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | レーザ測量装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09196675A JPH09196675A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3595401B2 true JP3595401B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=11602443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP511996A Expired - Fee Related JP3595401B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | レーザ測量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3595401B2 (ja) |
-
1996
- 1996-01-16 JP JP511996A patent/JP3595401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09196675A (ja) | 1997-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5838431A (en) | Laser marking device | |
| JP4712212B2 (ja) | レーザ照準装置 | |
| JP3710112B2 (ja) | レーザ測量機 | |
| US7130035B2 (en) | Target for surveying instrument | |
| US5907907A (en) | Laser leveling system | |
| JP5301228B2 (ja) | ライン状レーザー光束照射装置 | |
| US6493067B1 (en) | Rotary laser irradiating system | |
| JP2000221033A (ja) | 回転レーザ装置及びその対象反射体 | |
| JPH05240645A (ja) | 基準線の方向へのレーザー水準測量装置の調節のための装置 | |
| JPH1038571A (ja) | 回転レーザ装置 | |
| JP5079704B2 (ja) | レーザディスプレイ装置 | |
| US7554650B2 (en) | Laser beam projecting device | |
| JP4614565B2 (ja) | レーザ光線照射装置 | |
| US6782015B1 (en) | Laser survey instrument | |
| JP3595401B2 (ja) | レーザ測量装置 | |
| JP3683964B2 (ja) | レーザ測量装置 | |
| JP4746896B2 (ja) | レーザ照射装置 | |
| US20230045148A1 (en) | Inspecting apparatus | |
| JP3995041B2 (ja) | レーザ照射装置 | |
| JPH08159768A (ja) | レーザ測量装置 | |
| JPH11101642A (ja) | ビーム像の水平調整方法およびビーム像水平調整装置 | |
| JP3482011B2 (ja) | レーザ測量装置 | |
| JPH09196676A (ja) | レーザ測量装置 | |
| JPH08145675A (ja) | レーザ測量装置 | |
| JP3752060B2 (ja) | 直線ビームの平行調整方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040402 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040831 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040903 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090910 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |