JP3752060B2 - Parallel adjustment method of straight beam - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第1直線ビームと第2直線ビームとを互いに逆となる方向に出射する光源装置における、各直線ビームの出射方向の調整方法に関する。
【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。このレーザ測量装置は、レーザ光を射出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、この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5にレーザ測量装置の構成を示す。この図5は水平方向のレーザ光走査を行うために、レーザ測量装置を鉛直に立てた状態を示している。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、この回転投光部15の回転駆動用バッテリー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ーケース17とから構成されている。このように構成されたレーザ測量装置11のレーザ出射光学系を、図5及び図6を参照して、簡単に説明する。
【0004】
本体ハウジング12内の本体部20に設けられたレーザダイオード23から出射されたレーザ光L0は、偏光ビームスプリッタ27によりλ/4板28側へ90度反射される。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に向けて反射する部分透過膜28aがコーティングされている。
【0005】
部分透過膜28aによって反射され、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L2と表記する)は、2枚のウェッジプリズム29a、29bを透過して、投光装置13の下端から出射される。
【0006】
一方、部分透過膜28aを透過したレーザ光L1は、ペンタプリズム35に入射する。このペンタプリズム35の第1反射面35aには、部分透過膜14がコーティングされている。従って、ペンタプリズム35に入射したレーザ光のうち一部(以下、上部直線ビームL4と表記する)が、そのまま直進して、楔形プリズム34を透過して、投光装置13の上端から出射される。一方、ペンタプリズム35に入射したレーザ光の残り(以下、レーザ光L3と表記する)は、ペンタプリズム35によって常時直角に反射され、投光用窓33から水平方向に出射される。
【0007】
このようにして、レーザ装置から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。
【0008】
また、上部直線ビームL4及び下部直線ビームL2は、それぞれ天井や床などに基準スポットを投射する。これら上部直線ビームL4及び下部直線ビームL2のビーム軸は、基準線を形成するレーザ光L3のビーム軸に対して常に90度の角度を保持するように設計されている。従って、これら2つの基準スポットを結ぶ直線と、レーザ光L3が形成する基準線とは常に直交することになる。そして、これら2つの基準スポットが、水平線や垂直線を形成するための測量基準点に投射されるように、レーザ測量装置11の位置及び向きを調整することにより、所定の位置に正確に水平線や垂直線を形成することができるのである。また、これら2つの基準スポットにより、床面の所定の点の鉛直線上に位置する天井面上の点を、容易に求めることができる。
【0009】
しかしながら、光学部品の取り付け時に生じる機械的誤差や各光学部品の性能のバラツキ等に起因して、レーザ測量装置の組み上げの段階で、各レーザ光L0〜L4の向きが設計値通りにならない場合がある。この場合、上部直線ビームL4とレーザ光L3のビーム軸同士は、ペンタプリズム35により正確に垂直に保たれるが、下部直線ビームL2とレーザ光L3のビーム軸同士がなす角度は、上記のような理由のため、正確に垂直に保つことが困難である。
【0010】
そこで、下部直線ビームL2とレーザ光L3とが正確に垂直になるように、下部直線ビームL2のビーム軸を調整する必要がある。具体的には、上部直線ビームL4と下部直線ビームL2とが平行になるように下部直線ビームL2のビーム軸を調整する。上部直線ビームL4とレーザ光L3のビーム軸は正確に垂直に保たれているので、このようにして、レーザ光L3と下部直線ビームL2を垂直に調整することができる。
【0011】
このような上下直線ビームのビーム軸の平行調整は、通常、レーザ測量装置の製造過程において、投光装置13を本体ハウジング12内に納める前の段階で行う。以下、図7を用いて従来の上下直線ビームの平行調整方法の例を説明する。
【0012】
従来の直線ビームの平行調整方法では、2台のオートコリメータを用いる。オートコリメータ91a、91bは、コリメータレンズ94a、94bと、このコリメータレンズ94a、94bの焦点位置で交わる十字線のチャート93a、93bを有する透明板92a、92bと、接眼レンズ95a、95bとを備えている。そして、まず、図7(a)に示すように、2台のオートコリメータ91a、91bのコリメータレンズ94a、94bを対向させるように配置する。オートコリメータ91aの接眼レンズ95aからオートコリメータ91bのコリメーターレンズ94bを覗くと、自らのオートコリメータ91aのチャート93aと他のオートコリメータ91bのチャート93bとを同一視度で見ることができる。同様に、オートコリメータ92bからも、両チャート93a、93bを同一視度で見ることができる。
【0013】
次に、作業者は、一方のオートコリメータ91aを覗きながら、両チャート93a、93bが完全に重なって見えるように、オートコリメータ91a、91bの光軸の位置及び向きを互いに調節する。この調節により、オートコリメータ91a、91bの光軸を平行にすることができる。
【0014】
次に、図7(b)に示すように、対向させた2つのオートコリメータ91a、91bの間に、レーザ測量装置11の投光装置13を配置する。この状態でレーザダイオード23を励起すると、投光装置13の下端からは下部直線ビームL2が出射され、投光装置13の上端からは上部直線ビームL4が出射される。この段階では、下部直線ビームL2のビーム軸と上部直線ビームL4のビーム軸とは、平行となるように調整されていない。
【0015】
そして、オートコリメータ91aから投光装置13を覗き、投光装置13の上端から出射されている上部直線ビームL4のスポットとチャート93aの中心とが完全に重なって見えるように、投光装置13の位置及び向きを調節する。これにより、オートコリメータ91aの光軸96aと上部直線ビームL4のビーム軸とを平行に調整することができる(図7(c))。
【0016】
次に、オートコリメータ91bから本体部20を覗き、本体部20から出射されている下部直線ビームL2のスポットとチャート93bの中心とが完全に重なって見えるように、下部直線ビーム調整部29に格納されたウェッジプリズム29a、29bをそれぞれ回転させて、下部直線ビームL2のビーム軸の向きを調節する。これにより、オートコリメータ91bの光軸96bと下部直線ビームL2のビーム軸とを平行に調整することができる(図7(d))。このように調整すると、上部直線ビームL4、下部直線ビームL2はそれぞれ光軸96a、96bと平行であることから、上部直線ビームL4と下部直線ビームL2とが互いに平行となる。以上のようにして、上部直線ビームL4のビーム軸と下部直線ビームL2のビーム軸とを、平行に調整することができる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、レーザ測量装置の上部直線ビームL4のビーム軸と下部直線ビームL2のビーム軸との平行調整は、2台のオートコリメータを用いて行うことができる。しかしながら、この方法では、2台のオートコリメータを対向して使用するため、狭い場所での調整が困難である、ビーム軸を調整するための作業者が少なくとも2人必要であるため効率が悪い、などの問題があった。
【0018】
また、オートコリメータの光軸同士の平行調整誤差が入るため、上下直線ビームのビーム軸同士の平行誤差が大きくなるという問題があった。
さらに、従来の方法では、レーザ光を目視して平行調整を行うため、測定分解能が低くなる、人体に影響を及ぼす、などの問題点があった。
【0019】
そこで、本発明の課題は、光源装置の上下直線ビームの平行調整を、省スペースで容易に行うことができる調整方法を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
すなわち、請求項1記載の発明は、略平行光からなる第1直線ビームと第2直線ビームとを互いに逆となる方向に出射する光源装置の前記第1直線ビーム及び前記第2直線ビームのビーム軸同士を平行にするための平行調整方法において、イ)あらゆる方向からの入射光をその入射光と平行な方向へ反射するキャッツ光学系に前記第1直線ビームを直接入射させ、ロ)キャッツ光学系によって反射された前記第1直線ビーム及び前記レーザ測量装置から出射された前記第2直線ビームを直接同一の集光光学系に入射させ、ハ)その集光光学系の焦点面近傍に配置されたビーム検出手段を用いて前記第1直線ビーム及び前記第2直線ビームの集光光学系の焦点面近傍での通過点を観測し、ニ)前記第1直線ビーム及び前記第2直線ビームの、前記集光光学系の焦点面近傍でのそれぞれの通過点が重なるように、前記第1直線ビームの出射方向及び前記第2直線ビームの出射方向をそれぞれ調節することを特徴とする。
【0021】
ここで、集光光学系とこの集光光学系の焦点面近傍に配置されたビーム検出手段としては、具体的には、オートコリメータなどを利用することができる。オートコリメータは、接眼レンズと、集光光学系としてのコリメータレンズと、そのコリメータレンズの焦点位置にビーム位置検出手段としてのチャートを有する透明板を備えた光学測定機であり、2つの光束の角度差を検出したり、オートコリメータに入射する光束とオートコリメータの光軸との角度差を検出することができる。
【0022】
また、このような集光光学系とビーム検出手段は、対物レンズ,及びこの対物レンズの焦点位置にチャートを有するピント板を備えた望遠鏡であってもよいし、対物レンズ,及びこの対物レンズの焦点位置にチャートを有するスクリーン又は撮像手段を備えた光学装置であっても良い。
【0023】
上記のようなビーム検出手段としてのチャートは、集光光学系の焦点位置を示すいずれのものであってもよい。例えば、十字線のような図形でもよいし、目盛りや点などでもよい。また、ビーム位置検出手段は、集光光学系の焦点位置に設置された2次元ポジション・センシティブ・ディテクタ(Position Sensitive Detector、以下PSDと表記する)であってもよい。
【0024】
キャッツ光学系とは、入射光に対して180度の偏向角で射出する光学部品であり、コーナキューブが用いられてもよいし、キャッツアイが用いられてもよい。また、コーナキューブの頂角の部分が削り取られた形状のプリズム(変形コーナキューブ)が用いられてもよい。
【0025】
請求項2記載の発明は、請求項1の光源装置が、略平行光を出射する回転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、前記第1直線ビームと前記第2直線ビーム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ことで、特定したものである。
【0026】
請求項3の発明は、請求項1または2記載の略平行光が、レーザ光であることで特定したものである。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のビーム位置検出手段が、前記集光光学系の焦点位置を示すチャートであることで、特定したものである。
【0027】
請求項5記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のビーム位置検出手段が、前記集光光学系の焦点面近傍に、その受光面を前記集光光学系の光軸に直交させた状態で設置された2次元ポジション・センシティブ・ディテクタであることで、特定したものである。
【0028】
請求項6記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のキャッツ光学系がコーナキューブであることで、特定したものである。
請求項7記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のビーム位置検出手段が、前記第1直線ビーム及び前記第2直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置であるかどうかの識別に供されることで、特定したものである。
【0029】
請求項8記載の発明は、請求項7において、前記第1直線ビーム及び前記第2直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が夫々前記集光光学系の光軸位置と重なるように、前記第1直線ビームの出射方向及び前記第2直線ビームの前記レーザ測量装置からの出射方向を夫々調節することで、特定したものである。
【0030】
請求項9記載の発明は、請求項8において、前記第1直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置と重なるように前記第1直線ビームの前記レーザ測量装置からの出射方向を調節した後に、前記第2直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置と重なるように前記第2直線ビームの前記レーザ測量装置からの出射方向を調節することで、特定したものである。
【0031】
請求項10記載の発明は、請求項9において、最初に前記第2直線ビームの前記集光光学系への入射を遮った状態で前記第1直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置と重なるように前記第1直線ビームの前記レーザ測量装置からの出射方向を調節した後に、前記第1直線ビームの前記集光光学系への入射を遮った状態で前記第2直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置と重なるように前記第2直線ビームの前記レーザ測量装置からの出射方向を調節することで、特定したものである。
【0032】
請求項11記載の発明は、請求項9または10の光源装置が前記第2直線ビームの出射方向を可変調節するための出射方向調整部を有しているとともに、最初に前記第1直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置と重なるように前記光源装置自体の方向を調節した後に、前記第2直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置と重なるように前記出射方向調整部を調整することで、特定したものである。
【0033】
請求項12記載の発明は、請求項11の光源装置が、前記走査面と平行な面内で回転するとともに、その回転軸に沿って入射したレーザ光の一部を前記第1直線ビームとして透過して残りを反射する第1反射面及びこの第1反射面で反射されたレーザ光を前記走査面の方向に反射する第2反射面を有するペンタプリズムを有することで、特定したものである。
【0034】
請求項13記載の発明は、請求項12の光源装置が、レーザ光源から出射されたレーザ光を、前記ペンタプリズムに入射されるレーザ光と前記第2直線ビームに分離するビームスプリッタを有することで、特定したものである。
【0035】
【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。
(i)レーザ測量装置の構成
本実施形態による直線ビームの平行調整方法の各実施例を説明する前に、調整対象としてのレーザ測量装置(光源装置)の構成を説明する。
【0036】
図5は、本実施例の直線ビームの調整方法の実施対象としてのレーザ測量装置の構成を示す断面図である。この図5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。
【0037】
図5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12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。
【0038】
〔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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
〔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と同軸同径の円孔17a,17bが形成されている。
【0042】
〔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、中心軸と同方向に伸びる4つの側面には、透明部材からなる窓(出射部)16bが構成され、さらに、この窓16bの端面を閉じる不透明部材からなる蓋16cが構成されている。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。
【0043】
〔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,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。
【0044】
(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5及び図6を参照して説明する。
【0045】
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が格納された下部直線ビーム光軸調整部29(出射方向調整部)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、偏光ビームスプリッタ27側から順に、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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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28aが形成されている。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偏光に変換されて、偏光ビームスプリッタ27を透過する。
【0049】
この偏光ビームスプリッタ27を透過したレーザ光(下部直線ビーム)L2は、ウェッジプリズム29a,29bを透過し、投光装置13の下端から出射される。
【0050】
ウェッジプリズム29a、29b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、ウェッジプリズム29a、29bにより僅かに屈曲される。従って、本体部20の中心軸を軸として各ウェッジプリズム29a、29bをそれぞれ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。
【0051】
一方、部分透過膜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。
【0052】
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。従って、ペンタプリズム35が図5及び図6の面内で傾いたとしても、レーザ光L1のビーム軸と出射レーザ光L3のビーム軸との間の角度は、常に90度に保持される。なお、第2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反射面35aには反射率70〜80パーセントの部分透過膜14が形成されている。従って、20〜30パーセントのレーザ光(上部直線ビーム)L4が、この第1反射面35aを透過し、楔型プリズム34を通って、投光装置13の上端から出射される。上部直線ビームL4は、レーザ光L1と同軸上に出射されるので、上部直線ビームL4とレーザ光L3のビーム軸の間も常に90度に保持される。
【0053】
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、ペンタプリズム収容部15bの側方に開口した投光用窓33、及び上部ハウジング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(所定の走査面内)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。
【0054】
(傾動機構)
次に、図5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。
【0055】
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。
【0056】
この傾動を行うための機械構成を説明する。まず、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。
【0057】
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、それぞれ対応するスリット19bを通って本体ハウジング12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の球心から放射する方向を向いたピン40が形成されている。
【0058】
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上に固定されたレベル調整用モータ44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。
【0059】
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、レベル調整用モータ44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。
【0060】
マイコン82は、投光装置13のY方向(紙面に直交する方向)の傾きを検出する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)の傾きを検出する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レベル調整用モータ44の回転制御を行う。
【0061】
(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。
【0062】
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、投光用窓33から出射されるレーザ光L3のビーム軸は、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、投光用窓33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、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形成される。
【0063】
(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。
【0064】
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。
【0065】
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、その壁面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。
【0066】
(ii)直線ビームの平行調整方法
次に、以上のように構成されるレーザ測量装置11の直線ビームの平行調整方法について説明する。
【0067】
上述した投光装置13の下端から鉛直下方に出射される下部直線ビームL2のビーム軸と、投光装置13の上端から鉛直上方に出射される上部直線ビームL4のビーム軸とは、互いに同軸となるように設計されているが、実際の装置組み上げ時には、不可避的におよそ数十分程度の相対的傾きが生じてしまう。この傾きを補正するために、投光装置13の組立完了時に、本体ハウジング12への組み込みに先立って、上部直線ビームL4と下部直線ビームL2との平行調整を行う。以下に、本実施形態による光軸平行調整方法の具体的実施例を説明する。
【0068】
<第1実施例>
図1は、第1実施例による上部直線ビームL4のビーム軸と下部直線ビームL2のビーム軸の平行調整方法に用いる器具の配置を示した斜視図である。
【0069】
本実施例では、集光光学系及びビーム検出手段としてオートコリメータ91を、キャッツ光学系としてコーナキューブ90を用いている。また、本実施例では、第1直線ビームを上部直線ビームL4とし、第2直線ビームを下部直線ビームL2としている。
【0070】
本実施例では、調整作業に先立って、まず、レーザ測量装置11の投光装置13(特許請求の範囲に記載の光源装置に該当する)を、上下両直線ビームL2、L4がそれぞれ略水平方向に出射されるよう、被検物テーブルT1上に据え付けられたクランパCにセットする。このクランパCは、セットしている投光装置13を、若干の許容範囲内であらゆる方向に傾けることができる。次に、オートコリメータ91を、上部直線ビームL4がオートコリメータ91に入射する様、スタンドSを用いて設置する。このオートコリメータ91は、従来のものと同様に、コリメータレンズ94と、このコリメータレンズ94の焦点位置で交わる十字線のチャート93を有する透明板92を備えている。
【0071】
そして、コーナキューブ90を、下部直線ビームL2が当該コーナキューブ90に入射するよう、コーナキューブテーブルT2上に据え付ける。従って、図1に示すように、オートコリメータ91とコーナキューブ90とを結ぶ直線上の近傍に、投光装置13が配置されることになる。これらの準備が整った後に、光軸平行調整作業を実行する。
【0072】
図2は、第1実施例による光軸平行調整方法の手順を示す概略図である。この図2に示されるように、図1のように配置されたオートコリメータ91の接眼レンズ95を覗くと、透明板92に描かれたチャート93と、投光装置13から出射されてオートコリメータ91のコリメータレンズ94に直接入射した上部直線ビームL4のスポットとを、視認することができる。同時に、投光装置13から出射されてコーナキューブ90によって180度屈曲されてオートコリメータ91のコリメータレンズ94に入射した下部直線ビームL2のスポットも、視認することができる。そこで、まず、上部直線ビームL4のスポットに注目し、この上部直線ビームL4のスポットとチャート93の中心とが完全に重なって見えるように、投光装置13の向きを調整する。ここで、上述した通り、チャート93の中心はコリメータレンズ94の焦点位置に配置されている。従って、コリメータレンズ94の光軸96と平行な光線のみがコリメータレンズ94の焦点を通過する。故に、上部直線ビームL4のスポットをチャート93の中心に合致させることにより、コリメータレンズ94の光軸96と上部直線ビームL4のビーム軸とを平行にすることができるのである。
【0073】
次に、下部直線ビームL2のスポットに注目し、この下部直線ビームL2のスポットが、チャート93の中心及び上部直線ビームL4のスポットと完全に重なって見えるように、下部直線ビーム光軸調整部29(出射方向調整部)内のウェッジプリズム29a、29bを回転調整する。下部直線ビームL2はコーナキューブ90によって、正確に180度に屈曲されている。従って、下部直線ビームL2がコリメータレンズ94の光軸96と平行になった時のみ、下部直線ビームL2がコリメータレンズ94の焦点を通過する。故に、下部直線ビームL2のスポットをチャート93の中心に合致させることにより、コリメータレンズ94の光軸96と下部直線ビームL2のビーム軸とを平行にすることができる。この下部直線ビームL2のビーム軸の調整は、上部直線ビームL4とコリメータレンズ94の光軸96との平行関係を狂わすことなく行われる。このため、この作業を行うことにより、上部直線ビームL4のビーム軸と下部直線ビームL2のビーム軸とが数秒の精度で平行に調整される。
【0074】
このように、本実施例によれば、1台のオートコリメータ91を用いて上下両直線ビームL2、L4の平行調整を行うことができるので、従来方法に比べて、省スペースで少人数での直線ビームの平行調整が可能となる。
<第2実施例>
本第2実施例は、第1実施例の方法でコリメータレンズ94に入射する上部直線ビームL4、下部直線ビームL2を、機械シャッタや液晶シャッタからなる遮光部材を用いて交互に遮光することを特徴とし、その他の部分を同一とする。すなわち、まず図3(a)に示すように、第2直線ビームとしての下部直線ビームL2を遮光部材97aを用いて遮断し、第1直線ビームとしての上部直線ビームL4のみをコリメータレンズ94に入射させる。そして、上部直線ビームL4のスポットとチャート93の中心とが完全に重なって見えるように、本体部20の向きを調整する。これにより、オートコリメータ91の光軸96と上部直線ビームL4のビーム軸とが平行になる。
【0075】
次に、図3(b)に示すように、上部直線ビームL4を遮光部材97bを用いて遮断し、下部直線ビームL2のみをコリメータレンズ94に入射させる。そして、下部直線ビームL2のスポットとチャート93の中心とが完全に重なって見えるように、下部直線ビーム光軸調整部29内のウェッジプリズム29a、29bを調整する。これにより、オートコリメータ91の光軸96と下部直線ビームL2のビーム軸とが平行になる。同時に、上部直線ビームL4と下部直線ビームL2のビーム軸も平行に調整することができる。
【0076】
このように、本実施例によれば、第1実施例と同様に、1台のオートコリメータ91を用いて上下直線ビームの平行調整を行うことができるので、従来方法に比べて、省スペースで少人数での直線ビームの平行調整を行うことができる。また、遮光部材97a、97bを用いて上下直線ビームを別個に観測できることから、観測時に上部直線ビームL4と下部直線ビームL2のスポットを混同する心配もない。
<第3実施例>
本第3実施例は、第2実施例の方法でオートコリメータ91を用いる代わりに、集光光学系としての対物レンズの94’の像側焦点面上に(対物レンズの光軸に直交させた状態で)、ビーム検出手段としての2次元PSDを設置した検出装置98を用いることを特徴とし、その他の部分を第2実施例と同一とする。
【0077】
本第3実施例では、上述した構成を有する検出装置98を、第1、第2実施例のオートコリメータ91の代わりに、スタンドSによって設置する。そして、図4(a)に示すように、下部直線ビームL2を遮光部材97aを用いて遮断し、上部直線ビームL4のみを検出装置98の対物レンズ94’に入射させる。すると、対物レンズ94’を透過した上部直線ビームL4は、検出装置98の鏡筒内を通って2次元PSD99に入射する。この2次元PSD99に入射した上部直線ビームL4のスポット位置は、2次元PSDの各出力端子から出力される電流比に基づいて算出される。よって、作業者は、この算出されたスポット位置が対物レンズ94’の光軸位置と一致するように、投光装置13の方向を調整する。これにより、対物レンズ94’の光軸96’と上部直線ビームL4とが平行になる。
【0078】
次に、図4(b)に示すように、上部直線ビームL4を遮光部材97bを用いて遮断し、下部直線ビームL2のみを検出装置98の対物レンズ94’に入射させる。そして、上部直線ビームL4と同様に、2次元PSD99により下部直線ビームL2のスポット位置を検出し、そのスポットが対物レンズ94’の光軸96’上に位置するように、下部直線ビーム調整部29内のウェッジプリズム29a、29bを回転調整する。これにより、検出装置98の光軸96’と下部直線ビームL2とが平行になる。同時に、上部直線ビームL4と下部直線ビームL2のビーム軸も平行に調整することができる。
【0079】
このように、本実施例によれば、1台の検出装置98を用いて上下両直線ビームL2、L4の平行調整を行うことができるので、従来方法に比べて、省スペースで少人数での直線ビームの平行調整を行うことができる。また、上下直線ビームのスポット位置を2次元PSDを用いて検出するので、目視による調整よりもさらに高い精度で平行調整を行うことができる。さらに、レーザ光のスポットを目視する必要がないので、人体に影響を及ぼす心配もない。
【0080】
【発明の効果】
本発明の光軸平行調整方法を用いれば、光源装置の上下直線ビームの平行調整を省スペースで容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の直線ビームの平行調整方法に用いる機具の配置を示した斜視図
【図2】 本発明の第1実施例の直線ビームの平行調整方法の説明図
【図3】 本発明の第2実施例の直線ビームの平行調整方法の説明図
【図4】 本発明の第3実施例の直線ビームの平行調整方法の説明図
【図5】 本発明の直線ビームの平行調整方法が適用されるレーザ測量装置の断面図
【図6】 図5のレーザ出射光学系の光学構成図
【図7】 従来技術の直線ビームの平行調整方法の手順を示した図
【符号の説明】
15 投光装置
29 下部直線ビーム光軸調整部
90 コーナキューブ
91 オートコリメータ
92 透明板
93 チャート
94 コリメータレンズ
94’ 対物レンズ
95 接眼レンズ
96、96’ 光軸
97a、97b 遮光部材
98 検出装置
99 2次元PSD
L2 下部直線ビーム
L4 上部直線ビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for adjusting the emission direction of each linear beam in a light source device that emits a first linear beam and a second linear beam in directions opposite to each other.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, laser surveying devices (so-called laser planers) for marking out horizontal lines and vertical lines have been used in fields such as civil engineering and architecture. This laser surveying device rotates a light projecting unit that emits laser light, scans the laser light in the circumferential direction, and projects a vertical or horizontal reference line on a projection surface such as a wall surface by the locus of the laser light. To do.
[0003]
FIG. 5 shows the configuration of the laser surveying instrument. FIG. 5 shows a state in which the laser surveying device is set up vertically in order to perform horizontal laser beam scanning. The laser surveying device 11 includes a substantially cylindrical
[0004]
Laser light L emitted from a
[0005]
Laser light reflected by the partial transmission film 28a and transmitted through the polarization beam splitter 27 (hereinafter referred to as the lower linear beam L). 2 Is transmitted through the two
[0006]
On the other hand, the laser beam L transmitted through the partial transmission film 28a. 1 Enters the
[0007]
In this way, the laser beam L emitted from the laser device. Three The
[0008]
The upper straight beam L Four And lower straight beam L 2 Project a reference spot on the ceiling or floor, respectively. These upper straight beams L Four And lower straight beam L 2 The beam axis of the laser beam L forming the reference line Three It is designed to always hold an angle of 90 degrees with respect to the beam axis. Therefore, the straight line connecting these two reference spots and the laser beam L Three Will always be orthogonal to the reference line formed by. Then, by adjusting the position and orientation of the laser surveying device 11 so that these two reference spots are projected onto the surveying reference point for forming the horizontal line and the vertical line, the horizontal line A vertical line can be formed. Moreover, the point on the ceiling surface located on the vertical line of the predetermined point on the floor surface can be easily obtained by these two reference spots.
[0009]
However, due to mechanical errors that occur during the installation of optical components and variations in the performance of each optical component, each laser beam L 0 ~ L Four May not be as designed. In this case, the upper straight beam L Four And laser light L Three Are kept exactly perpendicular by the
[0010]
Therefore, the lower straight beam L 2 And laser light L Three And the lower straight beam L so that 2 It is necessary to adjust the beam axis. Specifically, the upper straight beam L Four And lower straight beam L 2 And the lower straight beam L so that 2 Adjust the beam axis. Upper straight beam L Four And laser light L Three Since the beam axis of the laser beam L is kept exactly vertical, in this way, the laser beam L Three And lower straight beam L 2 Can be adjusted vertically.
[0011]
Such parallel adjustment of the beam axis of the vertical linear beam is usually performed at a stage before the
[0012]
In the conventional parallel beam parallel adjustment method, two autocollimators are used. The
[0013]
Next, the operator adjusts the position and orientation of the optical axes of the
[0014]
Next, as shown in FIG.7 (b), the
[0015]
Then, the upper collimating beam L is emitted from the upper end of the light projecting
[0016]
Next, the
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
As mentioned above, the upper straight beam L of the laser surveying instrument Four Beam axis and lower straight beam L 2 The parallel adjustment with the beam axis can be performed using two autocollimators. However, in this method, since two autocollimators are used facing each other, it is difficult to adjust in a narrow place, and at least two workers for adjusting the beam axis are required, so that the efficiency is low. There were problems such as.
[0018]
In addition, since there is a parallel adjustment error between the optical axes of the autocollimator, there is a problem that the parallel error between the beam axes of the upper and lower linear beams is increased.
Furthermore, in the conventional method, since the parallel adjustment is performed by visually observing the laser beam, there are problems that the measurement resolution is lowered and the human body is affected.
[0019]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an adjustment method capable of easily performing parallel adjustment of the vertical linear beams of the light source device in a space-saving manner.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
That is, according to the first aspect of the present invention, the beam of the first linear beam and the second linear beam of the light source device that emits the first linear beam and the second linear beam, which are substantially parallel lights, in directions opposite to each other. In the parallel adjustment method for making the axes parallel, a) the first linear beam is directly incident on a Cats optical system that reflects incident light from any direction in a direction parallel to the incident light; The first linear beam reflected by the system and the second linear beam emitted from the laser surveying instrument are directly incident on the same condensing optical system, and c) disposed near the focal plane of the condensing optical system. The beam detection means is used to observe the passing points of the first and second linear beams in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system, and d) the first linear beam and the second linear beam, in front So as to overlap the respective passing points in the vicinity of the focal plane of the focusing optical system, and adjusting the emission direction of the emission direction and the second linear beam of the first linear beam respectively.
[0021]
Here, as the condensing optical system and the beam detecting means disposed in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system, specifically, an autocollimator or the like can be used. The autocollimator is an optical measuring machine including an eyepiece lens, a collimator lens as a condensing optical system, and a transparent plate having a chart as a beam position detecting means at a focal position of the collimator lens. The difference can be detected, or the angle difference between the light beam incident on the autocollimator and the optical axis of the autocollimator can be detected.
[0022]
Further, such a condensing optical system and beam detecting means may be an objective lens and a telescope having a focusing plate having a chart at the focal position of the objective lens, or the objective lens and the objective lens. It may be an optical device provided with a screen or imaging means having a chart at the focal position.
[0023]
The chart as the beam detecting means as described above may be any chart showing the focal position of the condensing optical system. For example, it may be a figure such as a cross line, a scale or a point. The beam position detecting means may be a two-dimensional position sensitive detector (hereinafter referred to as PSD) installed at the focal position of the condensing optical system.
[0024]
The cats optical system is an optical component that emits light with a deflection angle of 180 degrees with respect to incident light, and a corner cube or a cat's eye may be used. Further, a prism (deformed corner cube) having a shape in which the apex angle portion of the corner cube is cut off may be used.
[0025]
According to a second aspect of the present invention, the light source device of the first aspect emits substantially parallel light. rotation By rotating the light projecting unit and scanning the laser beam within a predetermined scanning plane, the first linear beam and the second linear beam are emitted in directions orthogonal to the scanning plane and opposite to each other. , Specified.
[0026]
The invention of
The invention according to a fourth aspect is specified by the beam position detecting means according to any one of the first to third aspects being a chart showing a focal position of the condensing optical system.
[0027]
According to a fifth aspect of the present invention, the beam position detecting means according to any one of the first to third aspects is such that the light receiving surface is orthogonal to the optical axis of the condensing optical system in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system. It is specified by being a two-dimensional position sensitive detector installed in the state of being allowed to stand.
[0028]
The invention according to claim 6 is specified by the fact that the Cats optical system according to any one of claims 1 to 3 is a corner cube.
According to a seventh aspect of the present invention, the beam position detecting means according to any one of the first to third aspects is a passing point of the first linear beam and the second linear beam near the focal plane of the condensing optical system. Is specified by being used for identification of whether or not it is the optical axis position of the condensing optical system.
[0029]
An eighth aspect of the present invention is the method according to the seventh aspect, wherein the passing points of the first linear beam and the second linear beam near the focal plane of the condensing optical system are the optical axis position of the condensing optical system, respectively. This is specified by adjusting the emission direction of the first linear beam and the emission direction of the second linear beam from the laser surveying device so as to overlap each other.
[0030]
A ninth aspect of the present invention is the method according to the eighth aspect, wherein the first straight line is arranged such that a passing point of the first linear beam near a focal plane of the condensing optical system overlaps with an optical axis position of the condensing optical system. After adjusting the exit direction of the beam from the laser surveying instrument, the second linear beam passes through the converging optical system in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system so as to overlap the optical axis position of the condensing optical system. This is specified by adjusting the emission direction of the two linear beams from the laser surveying instrument.
[0031]
A tenth aspect of the present invention is the method according to the ninth aspect, wherein the first linear beam near the focal plane of the condensing optical system in a state where the second linear beam is first blocked from entering the condensing optical system. The first linear beam is incident on the condensing optical system after adjusting the emission direction of the first linear beam from the laser surveying device so that the passing point of the laser beam overlaps the optical axis position of the condensing optical system. From the laser surveying device of the second linear beam so that the passing point of the second linear beam near the focal plane of the condensing optical system overlaps the optical axis position of the condensing optical system. It is specified by adjusting the emission direction.
[0032]
According to an eleventh aspect of the present invention, the light source device according to the ninth or tenth aspect includes an emission direction adjustment unit for variably adjusting the emission direction of the second linear beam, and first of all, the first linear beam After adjusting the direction of the light source device itself so that the passing point in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system overlaps the optical axis position of the condensing optical system, the second linear beam of the condensing optical system This is specified by adjusting the emission direction adjusting unit so that the passing point in the vicinity of the focal plane overlaps the optical axis position of the condensing optical system.
[0033]
According to a twelfth aspect of the present invention, the light source device according to the eleventh aspect rotates in a plane parallel to the scanning plane and transmits a part of the laser beam incident along the rotation axis as the first linear beam. Then, it is specified by having a pentaprism having a first reflecting surface that reflects the rest and a second reflecting surface that reflects the laser light reflected by the first reflecting surface in the direction of the scanning surface.
[0034]
According to a thirteenth aspect of the present invention, the light source device of the twelfth aspect includes a beam splitter that separates the laser light emitted from the laser light source into the laser light incident on the pentaprism and the second linear beam. , Specified.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(I) Configuration of laser surveying instrument
Before describing each example of the parallel beam parallel adjustment method according to this embodiment, the configuration of a laser surveying device (light source device) as an adjustment target will be described.
[0036]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a laser surveying apparatus as an object of implementation of the linear beam adjustment method of the present embodiment. FIG. 5 shows a state in which the laser surveying device is set up in the vertical direction in order to perform laser beam scanning in the horizontal direction.
[0037]
As shown in FIG. 5, the laser surveying instrument 11 is housed in the
[0038]
[Main unit housing]
A mortar-shaped sliding
[0039]
A
[0040]
Further, a circular hole 12 a is formed in the lower end surface of the
[0041]
[Battery case]
The
[0042]
[Upper housing]
The
[0043]
[Light projector]
The light projecting
[0044]
(Laser emission optical system)
The optical configuration of the laser emission optical system built in each of these
[0045]
A
[0046]
The
[0047]
In the
[0048]
The λ / 4
[0049]
Laser light (lower linear beam) L transmitted through the
[0050]
The
[0051]
On the other hand, the
[0052]
The
[0053]
On the other hand, the laser beam L emitted from the
[0054]
(Tilt mechanism)
Next, returning to FIG. 5, a configuration for enabling the light projecting
[0055]
A bulging
[0056]
A machine configuration for performing this tilting will be described. First, a
[0057]
In addition, two
[0058]
On the other hand, an
[0059]
Since each
[0060]
The
[0061]
(Rotating mechanism)
Next, a mechanism as rotating means for rotating the rotary
[0062]
A gear 69 is fixed to the outer peripheral surface of the rotary
[0063]
(Focus mechanism)
Next, a configuration for driving the
[0064]
A slit 63 penetrating the inner and outer surfaces is formed in the vicinity of the movement range of the sliding
[0065]
The focusing
[0066]
(Ii) Parallel beam parallel adjustment method
Next, the parallel adjustment method of the linear beam of the laser surveying instrument 11 configured as described above will be described.
[0067]
The light projecting
[0068]
<First embodiment>
FIG. 1 shows an upper straight beam L according to the first embodiment. Four Beam axis and lower straight beam L 2 It is the perspective view which showed arrangement | positioning of the instrument used for the parallel adjustment method of the beam axis of this.
[0069]
In the present embodiment, an
[0070]
In the present embodiment, prior to the adjustment work, first, the
[0071]
And the
[0072]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the procedure of the optical axis parallel adjustment method according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, when the
[0073]
Next, the lower straight beam L 2 This lower straight beam L 2 Are the center of the
[0074]
As described above, according to the present embodiment, the vertical collimated beam L using one
<Second embodiment>
In the second embodiment, the upper straight beam L incident on the
[0075]
Next, as shown in FIG. 3B, the upper straight beam L Four Is blocked using a
[0076]
As described above, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the parallel adjustment of the vertical linear beam can be performed using one
<Third embodiment>
In the third embodiment, instead of using the
[0077]
In the third embodiment, the
[0078]
Next, as shown in FIG. 4B, the upper straight beam L Four Is blocked using a
[0079]
Thus, according to the present embodiment, the upper and lower linear beams L are obtained using one
[0080]
【The invention's effect】
By using the optical axis parallel adjustment method of the present invention, the parallel adjustment of the vertical linear beam of the light source device can be easily performed in a space-saving manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the arrangement of equipment used in a straight beam parallel adjustment method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a straight beam parallel adjustment method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is an explanatory diagram of a straight beam parallel adjustment method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a straight beam parallel adjustment method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a laser surveying apparatus to which the straight beam parallel adjustment method of the present invention is applied.
6 is an optical configuration diagram of the laser emission optical system in FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram showing a procedure of a conventional linear beam parallel adjustment method;
[Explanation of symbols]
15 Floodlight device
29 Lower straight beam optical axis adjuster
90 Corner cube
91 Autocollimator
92 Transparent plate
93 chart
94 Collimator lens
94 'objective lens
95 Eyepiece
96, 96 'optical axis
97a, 97b light shielding member
98 Detector
99 2D PSD
L 2 Lower straight beam
L Four Upper straight beam
Claims (13)
あらゆる方向からの入射光をその入射光と平行な方向へ反射するキャッツ光学系に前記第1直線ビームを直接入射させ、
前記キャッツ光学系によって反射された前記第1直線ビーム及び前記光源装置から出射された前記第2直線ビームを直接同一の集光光学系に入射させ、
前記集光光学系の焦点面近傍に配置されたビーム検出手段を用いて前記第1直線ビーム及び前記第2直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点を観測し、
前記第1直線ビーム及び前記第2直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での夫々の通過点が重なるように、前記第1直線ビームの出射方向及び前記第2直線ビームの出射方向を夫々調節する
ことを特徴とする直線ビームの平行調整方法。A parallel adjustment method for collimating the first linear beam and the second linear beam of a light source device that emits a first linear beam and a second linear beam made of substantially parallel light in directions opposite to each other. And
The first linear beam is directly incident on a Cats optical system that reflects incident light from any direction in a direction parallel to the incident light,
The first linear beam reflected by the Cats optical system and the second linear beam emitted from the light source device are directly incident on the same condensing optical system,
Observing the passing points of the first linear beam and the second linear beam in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system using beam detecting means arranged in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system,
The exit direction of the first linear beam and the exit direction of the second linear beam are set so that the passing points of the first linear beam and the second linear beam in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system overlap each other. A method for parallel adjustment of a linear beam, characterized by adjusting each of them.
ことを特徴とする請求項1記載の直線ビームの平行調整方法。The light source device rotates a rotary light projecting unit that emits substantially parallel light to scan the substantially parallel light within a predetermined scanning plane, and the first linear beam and the second linear beam to the scanning plane. The parallel beam parallel adjustment method according to claim 1, wherein the beams are emitted in directions orthogonal to each other and opposite to each other.
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の直線ビームの平行調整方法。3. The parallel beam parallel adjustment method according to claim 1, wherein the substantially parallel light is laser light.
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直線ビームの平行調整方法。The beam detecting means is a two-dimensional position sensitive detector installed in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system with its light receiving surface orthogonal to the optical axis of the condensing optical system. The method for parallel adjustment of a straight beam according to any one of claims 1 to 3.
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直線ビームの平行調整方法。4. The straight beam parallel adjustment method according to claim 1, wherein the Cats optical system is a corner cube.
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直線ビームの平行調整方法。The beam detection means is used to identify whether or not the passing point of the first linear beam and the second linear beam near the focal plane of the condensing optical system is the optical axis position of the condensing optical system. 4. The method for parallel adjustment of a straight beam according to claim 1, wherein the parallel adjustment method is used.
ことを特徴とする請求項7記載の直線ビームの平行調整方法。The emission direction of the first linear beam so that the passing points of the first linear beam and the second linear beam near the focal plane of the condensing optical system overlap with the optical axis position of the condensing optical system, respectively. 8. The method of adjusting the parallel of the linear beam according to claim 7, wherein the direction of emission of the second linear beam from the light source device is adjusted.
ことを特徴とする請求項8記載の直線ビームの平行調整方法。First, the exit direction of the first linear beam from the light source device is adjusted so that the passing point of the first linear beam near the focal plane of the condensing optical system overlaps the optical axis position of the condensing optical system. After that, the exit direction of the second linear beam from the light source device is set so that the passing point of the second linear beam near the focal plane of the condensing optical system overlaps the optical axis position of the condensing optical system. 9. The method of parallel adjustment of a linear beam according to claim 8, wherein adjustment is performed.
ことを特徴とする請求項9記載の直線ビームの平行調整方法。The passing point of the first linear beam in the vicinity of the focal plane of the condensing optical system in the state where the incidence of the second linear beam on the condensing optical system is blocked first is the optical axis position of the condensing optical system. And adjusting the emission direction of the first linear beam from the light source device so as to overlap with the first linear beam, the condensing optics of the second linear beam in a state where the incidence of the first linear beam to the condensing optical system is blocked. 10. The straight line according to claim 9, wherein the direction of emission of the second linear beam from the light source device is adjusted so that a passing point in the vicinity of the focal plane of the system overlaps an optical axis position of the condensing optical system. Beam parallel adjustment method.
最初に前記第1直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置と重なるように前記光源装置自体の方向を調節した後に、前記第2直線ビームの前記集光光学系の焦点面近傍での通過点が前記集光光学系の光軸位置と重なるように前記出射方向調整部を調整する
ことを特徴とする請求項9または10記載の直線ビームの平行調整方法。The light source device has an emission direction adjustment unit for variably adjusting the emission direction of the second linear beam,
First, after adjusting the direction of the light source device itself so that the passing point of the first linear beam near the focal plane of the condensing optical system overlaps the optical axis position of the condensing optical system, the second straight line is adjusted. 11. The straight line according to claim 9, wherein the emission direction adjusting unit is adjusted so that a passing point of a beam near a focal plane of the condensing optical system overlaps an optical axis position of the condensing optical system. Beam parallel adjustment method.
ことを特徴とする請求項11記載の直線ビームの平行調整方法。The light source device rotates in a plane parallel to the scanning surface, transmits a part of the laser beam incident along the rotation axis as the first linear beam, and reflects the rest, and 12. The linear beam parallel adjustment method according to claim 11, further comprising a pentaprism having a second reflecting surface that reflects substantially parallel light reflected by the first reflecting surface in the direction of the scanning surface.
ことを特徴とする請求項12記載の直線ビームの平行調整方法。13. The linear beam according to claim 12, wherein the light source device includes a beam splitter that divides substantially parallel light emitted from a light source into substantially parallel light incident on the pentaprism and the second linear beam. Parallel adjustment method.
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