JP4418712B2 - Tilt measuring instrument - Google Patents

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Description

本発明は半導体レーザ光源からの光束を利用する傾き測定器に関するもので、この測定器を被測定物上に設置したとき設置面の水平方向と垂直方向の傾きを測定できるようにしたものである。   The present invention relates to an inclination measuring device that uses a light beam from a semiconductor laser light source, and is capable of measuring the horizontal and vertical inclinations of the installation surface when this measuring device is installed on an object to be measured. .

半導体レーザを光源として使用し、その光束を各種部材の組立加工時に墨出しラインとして利用するレーザ水準器は傾きを測定できる器材として多くの分野で使用されている。これはレーザ光束自身が持つ直線性の特徴が墨出しラインとしてよく機能し、それが評価を受ける因となっている。しかしその反面、問題として指摘されている点もいくつかある。その1つは水準器を設置する被測定物の設置面傾き程度である。この設置面の傾き程度を確認するため、一般的には気泡や重りなどの測定用補助材が水準器に装備されている。しかし気泡を利用する場合はJIS
7510−1993にも記されているように数m程度の長さに対する傾き精度であり、数10mの長さになる場合には対処することが出来ない。ジンバル構造として知られている重りを利用したものは、重りの揺れが静まるまでの時間が必要となる。そして重要なことの1つ目は水準器に取りつけた気泡などの測定用補助材と水準器から発せられたレーザ光束との間に、両者の連結精度を関連づける確実な保証が得られないままとなっていることである。そして2つ目は気泡などの補助材を使用すると測定時に個人によって読み取り誤差が生じることである。
別の問題としてレーザ光束自身が持つ欠点が指摘されている。それはレーザ光束の直径が墨出しラインの精度を左右してしまうことである。例えば高さが50mを超えるようなビルの建設現場で鉄骨などを組み立てていくとき、屋上側に取り付けた水準器から地上側にレーザ光束を発すると、地上側のレーザ光束直径は5〜10mmを超えてしまう場合が多い。つまり直径5〜10mmの範囲内で測定誤差が発生する可能性が残る。また垂直水平両方向に複数の墨出しラインを必要とするとき、複数の水準器を使用すれば各水準器毎の誤差が発生するだけでなく、そこから発生された複数の墨出しライン同志の水平性又は垂直性の精度を判定することが出来ない。
特開平11−153436号公報 特開2004−4086号公報
A laser level that uses a semiconductor laser as a light source and uses the luminous flux as an inking line when assembling various members is used in many fields as an instrument that can measure the inclination. This is because the linearity characteristic of the laser beam itself functions well as the inking line, which is the reason for the evaluation. However, on the other hand, there are some points that have been pointed out as problems. One of them is the inclination of the installation surface of the object to be measured on which the level is installed. In order to confirm the degree of inclination of the installation surface, measurement level materials such as bubbles and weights are generally provided in the level. However, when using bubbles, JIS
As described in 7510-1993, the inclination accuracy with respect to a length of about several meters is used, and when the length is several tens of meters, it cannot be dealt with. A thing using a weight known as a gimbal structure requires time until the weight swings. And the first important thing is that there is no reliable guarantee relating the connection accuracy between the measurement auxiliary material such as bubbles attached to the level and the laser beam emitted from the level. It is that. Secondly, when an auxiliary material such as air bubbles is used, a reading error is caused by an individual during measurement.
As another problem, the drawback of the laser beam itself has been pointed out. That is, the diameter of the laser beam influences the accuracy of the marking line. For example, when assembling a steel frame or the like at a building construction site where the height exceeds 50 m, if a laser beam is emitted from the level attached to the rooftop to the ground side, the laser beam diameter on the ground side is 5 to 10 mm. It often exceeds. That is, there is a possibility that a measurement error occurs within a range of 5 to 10 mm in diameter. Also, when multiple marking lines are required in both the vertical and horizontal directions, using multiple levels will not only cause an error for each level, but also multiple horizontal lines generated from the levels. The accuracy of verticality or verticality cannot be determined.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-153436 JP 2004-4086 A

本発明は個人差の無い傾き測定が行えるようにするため、1つの半導体レーザ光源を使用して水平、垂直両方向の光束を同時的に発生させ、この発生した光束の水平性と垂直性の精度を常時保証できるようにした傾き測定器を求めることである。それも気泡や重りなどの補助材に頼ることなく、測定器を被測定物の測定面に設置したとき、その設置面の水平方向の傾きと垂直方向に設置した別の被測定物の垂直方向の傾きを、前記2つの光束によって容易に同時に測定できるようにする事である。そして被測定物が50mを超えるようなときでもレーザ光束直径に煩わされない精度で傾きの測定が出来るようにする事である。そして更に複数の墨出しラインを必要とするとき、それぞれのライン精度を測定し判定出来るようにして複数のレーザ水準器を自由に扱えるようにすることである。 In order to enable tilt measurement without individual differences, the present invention uses a single semiconductor laser light source to simultaneously generate light beams in both horizontal and vertical directions, and the horizontal and vertical accuracy of the generated light beams. It is to obtain a tilt measuring device that can always guarantee. When the measuring instrument is installed on the measurement surface of the measurement object without relying on auxiliary materials such as bubbles and weights, the horizontal inclination of the installation surface and the vertical direction of another measurement object installed in the vertical direction Is to be able to easily measure the inclination of the two simultaneously with the two light beams. Then, even when the object to be measured exceeds 50 m, it is possible to measure the tilt with an accuracy that is not bothered by the laser beam diameter. Further, when a plurality of marking lines are required, each line level can be measured and judged so that a plurality of laser levels can be handled freely.

上記目的を達成するため本発明は、光束を下方の垂直方向に発するよう本体に取り付けた半導体レーザ光源と、このレーザ光源からの光束を第1コリメータレンズで受けて本体外部に平行光束として向かわせる第1光路光束と、前記レーザ光源と第1コリメータレンズ間に設置した45度の反射面を持つビームスプリッタと、のビームスプリッタで反射し、水平方向になったレーザ光源からの光束を第2コリメータレンズで受けて本体外部に平行光束として向かわせる第2光路光束と、外部に向かった第1光路光束と第2光路光束の反転光束による2つの光像が、予め定めた基準点に向かってビームスプリッタ経由で投影される1つの受光部と、受光部に投影された光像を指標位置に表示する表示部、とを有して構成され、この本体を水平方向の被測定物測定面に設置したとき、第1光路光束をその設置測定面に、第2光路光束を垂直方向に設置した被測定物の垂直方向測定面に向かわせ、その両反転光束による光像を表示部に表示し、被測定物の垂直方向測定面傾きを、表示部の指標位置と光像表示位置のずれとして検出するようにしたことを特徴とする。
請求項2の発明によるものは請求項1記載の傾き測定器において、内部に液状反射材が封入され蓋体を透明体とした反射部を、第1コリメータレンズを通過した第1光路光束中に設置し、この本体を水平方向の被測定物測定面に設置したとき、第1光路光束を反射部の液状反射材に、第2光路光束を垂直方向に設置した被測定物の垂直方向測定面に向かわせ、その両反転光束による光像を表示部に表示し、被測定物の水平方向測定面傾きと垂直方向測定面傾きを、表示部の指標位置と光像表示位置のずれとして検出するようにしたことを特徴とする。
請求項3の発明によるものは、光束を下方の垂直方向に発するよう本体に取り付けた半導体レーザ光源と、このレーザ光源からの光束を第1コリメータレンズで受けて平行光束とする第1光路光束と、第1コリメータレンズを通過した第1光路光束中に設置され、蓋体と底板が透明体で内部に液状反射材を封入した反射部と、この反射部を通過した第1光路光束中に設置され、第1光路光束を本体外の任意位置まで延長して結像するオートフォーカス式対物レンズと、このオートフォーカス式対物レンズが延長する第1光路光束の任意結像位置に設置され、予め定めた基準位置に指標が付されている焦点板と、前記レーザ光源と第1コリメータレンズ間に設置した45度の反射面を持つビームスプリッタと、このビームスプリッタで反射し、水平方向になったレーザ光源からの光束を第2コリメータレンズで受けて本体外部に平行光束として向かわせる第2光路光束と、前記反射部の液状反射材と焦点板で反射した第1光路光束と、第2光路光束の反転光束による光像が、予め定めた基準点に向かってビームスプリッタ経由で投影される1つの受光部と、受光部に投影された光像を指標位置に表示する表示部、とを有して構成されこの本体1を水平方向の被測定物測定面面に設置したとき、第1光路光束を反射部の液状反射材と第1光路光束の延長方向任意位置に設置した焦点板に向かわせ、第2光路光束を垂直方向に設置した被測定物の垂直方向測定面に向かわせ、その反転光束による光像を表示部に表示し、第1光路光束による本体設置測定面の水平方向傾きと、焦点板設置位置の垂直方向傾きと、第2光束光路による垂直方向測定面傾きを、表示部の指標位置と光像表示位置のずれとして検出するようにしたことを特徴とする。
請求項4の発明によるものは請求項記載の傾き測定器において、円錐状とした反射セルの内部に液状反射材を封入し、その蓋体と底板を予め角θだけ傾斜を持たせて第1光路光束中に設置され、この角θを調整部材で調整できるようにした反射部としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is directed to a semiconductor laser light source mounted on a main body so as to emit a light beam in a vertical direction below, and a light beam from the laser light source is received by a first collimator lens and directed to the outside of the main body as a parallel light beam. a first optical path light beam, a beam splitter having the laser light source and the reflecting surface of 45 degrees was placed between the first collimator lens, reflected by the beam splitter this, a light beam from the laser light source is horizontally second Two optical images of the second optical path light beam received by the collimator lens and directed to the outside of the main body as a parallel light beam, and the first optical path light beam directed to the outside and the inverted light beam of the second optical path light beam are directed toward a predetermined reference point. and one light receiving portion projected via the beam splitter, a display unit for displaying a light image projected on the light receiving portion to the index position, it is configured to have a city, horizontal the body When installed in the measurement object measurement surface countercurrent, the first optical path light beam to the installation measuring surface thereof directs vertically measurement surface of the object to be measured was placed second optical path light beam in the vertical direction, due to the two inverted light beam The optical image is displayed on the display unit, and the vertical measurement surface inclination of the object to be measured is detected as a deviation between the index position of the display unit and the optical image display position .
According to a second aspect of the present invention, there is provided the tilt measuring instrument according to the first aspect, wherein the reflecting portion in which the liquid reflecting material is enclosed and the lid is made transparent is placed in the first optical path light beam that has passed through the first collimator lens. When the main body is installed on the measurement object measurement surface in the horizontal direction, the vertical measurement surface of the measurement object in which the first optical path light beam is applied to the liquid reflecting material of the reflecting portion and the second optical path light beam is installed in the vertical direction. And display the optical image of the both inverted light fluxes on the display unit, and detect the horizontal measurement surface tilt and the vertical measurement surface tilt of the object to be measured as a deviation between the index position of the display unit and the optical image display position. It is characterized by doing so.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser light source attached to the main body so as to emit a light beam in a vertical direction below, and a first optical path light beam that is received by the first collimator lens as a parallel light beam. , Installed in the first optical path light beam that has passed through the first collimator lens, installed in the first optical path light beam that has passed through the reflective part, and a reflective part in which the lid and bottom plate are transparent and encapsulated with a liquid reflective material An autofocus objective lens that forms an image by extending the first optical path light beam to an arbitrary position outside the main body, and an arbitrary imaging position of the first optical path light beam that is extended by the autofocus objective lens, and is predetermined. A focusing plate with an index at the reference position, a beam splitter having a reflection surface of 45 degrees installed between the laser light source and the first collimator lens, and reflected by the beam splitter, A second optical path light beam that is received by the second collimator lens and is directed to the outside of the main body as a parallel light beam, and a first optical path light beam that is reflected by the liquid reflecting material and the focusing plate of the reflecting portion; , One light receiving unit in which an optical image by the inverted light beam of the second optical path light beam is projected via a beam splitter toward a predetermined reference point, and a display unit that displays the light image projected on the light receiving unit at the index position When the main body 1 is installed on the surface to be measured in the horizontal direction, the first optical path beam is installed at an arbitrary position in the extending direction of the liquid reflecting material of the reflecting portion and the first optical path beam. The second optical path light beam is directed to the vertical measurement surface of the object to be measured installed in the vertical direction, the light image by the inverted light beam is displayed on the display unit, and the main body installation measurement by the first optical path light beam Horizontal tilt of surface and focusing screen installation The vertical inclination of the location, the vertical measurement surface tilt of the second light flux optical path, characterized in that it has detected as the deviation of the index position and the optical image display position of the display unit.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the tilt measuring instrument according to the third aspect , wherein the liquid reflecting material is enclosed in the conical reflection cell, and the lid and the bottom plate are inclined by an angle θ in advance. It is characterized in that it is a reflection part that is installed in a light beam of one optical path and that can adjust the angle θ with an adjusting member .

本発明は1つの半導体レーザ光源を使用して水平、垂直方向の光束を同時的に発生させ、この発生した光束の水平性と垂直性の精度を常時保証出来るようにした測定器を提供することが出来る。それもこの測定器を被測定物の測定面に設置したとき、その設置面の水平方向傾きと垂直方向に設置した別の被測定物の垂直方向の傾きを前記2つの光束によって容易に同時に測定することが出来る。それによって気泡や重りなどの補助材に頼ることなく個人差のない測定を行うことが出来る。そして複数の墨出しラインを必要とするとき、複数のレーザ水準器を設置してそれぞれのライン精度を測定して使用することが出来る。それによって複数の水準器を同一環境の中で使用することが出来る。これらによって全体的に傾きの測定精度を向上することが出来る。
そしてさらに使用時には測定器本体内に設置した反射部を測定時の基準面として使用できるようにしたから、常時水平面基準精度を維持する事ができ経時変化の影響を受けにくい測定器を得ることが出来る。またオートフォーカス式対物レンズを上記反射部の後段に設置したので結像面位置を延長することができ、50mを超えるような場合でもレーザ光束の直径に煩わされない精度の高い測定を実施することが出来る。
The present invention provides a measuring instrument that generates horizontal and vertical light fluxes simultaneously using one semiconductor laser light source, and can always guarantee the accuracy of horizontal and verticality of the generated light fluxes. I can do it. When this measuring instrument is installed on the measurement surface of the object to be measured, the horizontal inclination of the installation surface and the vertical inclination of another object to be measured installed in the vertical direction can be easily measured simultaneously using the two light beams. I can do it. As a result, measurement without individual differences can be performed without relying on auxiliary materials such as bubbles and weights. When a plurality of marking lines are required, a plurality of laser levels can be installed to measure and use each line accuracy. This allows multiple levels to be used in the same environment. By these, the measurement accuracy of inclination can be improved as a whole.
In addition, since the reflective part installed in the measuring instrument body can be used as a reference plane for measurement during use, it is possible to always maintain a horizontal reference accuracy and obtain a measuring instrument that is not easily affected by changes over time. I can do it. In addition, since the autofocus objective lens is installed at the subsequent stage of the reflecting part, the position of the imaging surface can be extended, and even when the distance exceeds 50 m, it is possible to carry out highly accurate measurement that is not bothered by the diameter of the laser beam. I can do it.

以下に本発明に係わる傾き測定器について図面を参照しながら説明する。   An inclination measuring instrument according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず本発明による傾き測定器の構成と内部光学系について説明する。図1は傾き測定器の内部光学系概略を示した説明用側断面図である。図において測定器本体1は調整用治具2上に設置される。治具2は水平台3と、この水平台3から直立させた垂直壁4からなり、両者の取りつけ部5は正確に90度の角度を持って構成される。そして垂直壁4と水平台3にはミラー6、7が固着され、その反射面は垂直、水平方向に正確に管理され基準精度面として機能する。本体1底部には複数の調整用精密ねじ8が中間部材として取りつけられ、その締め具合を調整することで水平台3上での本体高さ方向の位置や傾きを修正する。この本体1内部には後に説明する各種の光学部材が収容され光学系が形成される。その1つである半導体レーザ光源9は本体1上部に取り付けられ、そこから発せられた光束は本体1に取りつけられた45度の反射面を持つビームスプリッタ10を通過し、第1コリメータレンズ11で平行光束とされ、本体底部の窓12から水平台3上に固着された前記ミラー7に向かう。そしてそこで反射されて反転し、第1コリメータレンズ11を経てビームスプリッタ10の反射面で反射し、本体1の正面に取りつけた受光部13に達する。以後この光束を第1光路光束14という。
一方、光源9からの光束のうち前記ビームスプリッタ10反射面で分離し反射された光束は、そのまま水平方向に進んで第2コリメータレンズ15を通過し、平行光束となって治具2の垂直壁4に固着したミラー6で反射して反転する。そして第2コリメータレンズ15とビームスプリッタ10を通過して受光部13に達する。以後この光束を第2光路光束16という。これによって本体1内には第1光路光束14と第2光路光束16の光学系が形成され、本体外に設置した外部ミラー7、6でそれぞれ反射して、その反転した光束がビームスプリッタ10を経由して受光部13に向かう。受光部13はCCDやPSDなどによる光電変換部と、この光電変換部からの信号を受けて画像として表示する表示部とで構成される。従ってこの受光部13が前記2つの光路14、16からの光束を受け取ると、その2つの光束による光像を表示部上に表示する。そして表示された2つの像の集合状態から、垂直、水平方向の傾き精度を判定することになるが、その詳細については順次説明していく。尚、図において17は水平台3上での本体1位置を規定する金具である。また光源9を点灯するための電源やそのオン・オフを指令するスイッチなどは本体1に適宜取りつけられているものとして図では省略してある。
First, the configuration of the tilt measuring instrument according to the present invention and the internal optical system will be described. FIG. 1 is an explanatory side sectional view showing an outline of an internal optical system of a tilt measuring instrument. In the figure, the measuring instrument main body 1 is installed on an adjustment jig 2. The jig 2 is composed of a horizontal base 3 and a vertical wall 4 upright from the horizontal base 3, and the mounting portions 5 of both are configured with an angle of 90 degrees accurately. The mirrors 6 and 7 are fixed to the vertical wall 4 and the horizontal base 3, and the reflection surfaces thereof are accurately managed in the vertical and horizontal directions and function as reference accuracy surfaces. A plurality of precision adjusting screws 8 are attached to the bottom of the main body 1 as intermediate members, and the position and inclination of the main body height direction on the horizontal table 3 are corrected by adjusting the tightening degree. Various optical members to be described later are accommodated in the main body 1 to form an optical system. One of them, a semiconductor laser light source 9, is attached to the upper portion of the main body 1, and a light beam emitted therefrom passes through a beam splitter 10 having a reflection surface of 45 degrees attached to the main body 1. The light beam is parallel and travels from the window 12 at the bottom of the main body toward the mirror 7 fixed on the horizontal table 3. Then, the light is reflected and inverted, passes through the first collimator lens 11, is reflected by the reflecting surface of the beam splitter 10, and reaches the light receiving unit 13 attached to the front of the main body 1. Hereinafter, this light beam is referred to as a first light path light beam 14.
On the other hand, of the light beam from the light source 9, the light beam separated and reflected by the reflecting surface of the beam splitter 10 proceeds in the horizontal direction as it is, passes through the second collimator lens 15, becomes a parallel light beam, and becomes a vertical wall of the jig 2. Reflected by the mirror 6 fixed to 4 and inverted. Then, it passes through the second collimator lens 15 and the beam splitter 10 and reaches the light receiving unit 13. Hereinafter, this light beam is referred to as a second light path light beam 16. As a result, an optical system of the first optical path light beam 14 and the second optical path light beam 16 is formed in the main body 1 and reflected by the external mirrors 7 and 6 installed outside the main body, respectively, and the inverted light beams pass through the beam splitter 10. It goes to the light-receiving part 13 via. The light receiving unit 13 includes a photoelectric conversion unit such as a CCD or PSD, and a display unit that receives a signal from the photoelectric conversion unit and displays it as an image. Therefore, when the light receiving unit 13 receives the light beams from the two optical paths 14 and 16, an optical image by the two light beams is displayed on the display unit. Then, the inclination accuracy in the vertical and horizontal directions is determined from the collective state of the two displayed images, and details thereof will be described sequentially. In the figure, reference numeral 17 denotes a metal fitting for defining the position of the main body 1 on the horizontal table 3. Further, a power source for turning on the light source 9 and a switch for instructing on / off thereof are omitted in the drawing because they are appropriately attached to the main body 1.

図2は受光部13の正面図である。受光部13は前記したように光電変換部と表示部18で構成される。表示部18には十字線などの指標19が設けられ、更に本体1と一体になっている取りつけ部20に設けた中間部材としての調整用精密ねじ21の締め具合を加減することで、本体上を上下、左右方向に移動出来るようになっている。それによって例えば外部ミラー7で反射され反転した第1光路の光束14(以下、反転光束という)が表示部18に表示されたとき、その表示像を指標19の交点と一致するよう調整することが出来る。勿論、第2コリメータレンズ15を通過し、外部ミラー6で反射してきた水平方向の第2光路による反転光束16が表示部18に表示されたとき、その像を指標19交点と一致するよう調整することもできる。従って第1光路光束14と第2光路光束16が正確に垂直、水平方向の光束として精度の保証された状態にあると仮定すれば、ビームスプリッタ10を通過して受光部13に向かう両反転光束14、16の光像は同一の光路を通り、予め定めた基準となる位置に投影され、その像が表示部18の指標19交点位置、若しくはその近傍位置に投影され表示される。
このようにして構成した測定器本体1を被測定物の測定面に設置すると、その設置面と垂直な方向の被測定物測定面に傾きがあれば、傾きに応じて光像は指標19交点位置から移動する。従って光像投影位置と指標19の関係を表示部18で確認することで測定面の傾きを測定することが出来る。但し、この場合、測定器本体1を設置する被測定物の水平方向の傾きについては正確に測定することが出来ない。その対策については後に図9などで説明する。
受光部13の機能は上記の通りであるからCCDなどの光電変換部を廃し、すりガラスなどの表示部18だけで構成しても同等の働きを得ることが出来る。またCCDなどの光電変換部を設置したとすれば、表示部18を本体1から分離して独立させることもできる。このようにすれば本体1の設置場所と表示部18の確認作業をする場所を別にすることが出来る。尚、図に於いてMはねじ21の締め操作と連動して動作するマイクロメータ等のダイヤルで、表示部18を光像の投影位置に合わせるため移動させたとき、その移動量を数値として確認することが出来る。
FIG. 2 is a front view of the light receiving unit 13. The light receiving unit 13 includes the photoelectric conversion unit and the display unit 18 as described above. An indicator 19 such as a crosshair is provided on the display unit 18, and further, by adjusting the tightening degree of the adjusting precision screw 21 as an intermediate member provided in the mounting unit 20 integrated with the main body 1, Can be moved vertically and horizontally. Thereby, for example, when a light beam 14 (hereinafter referred to as an inverted light beam) of the first optical path reflected and inverted by the external mirror 7 is displayed on the display unit 18, the display image can be adjusted to coincide with the intersection of the index 19. I can do it. Of course, when the inverted luminous flux 16 by the second optical path in the horizontal direction that has passed through the second collimator lens 15 and reflected by the external mirror 6 is displayed on the display unit 18, the image is adjusted so as to coincide with the intersection of the index 19. You can also Therefore, if it is assumed that the first optical path light beam 14 and the second optical path light beam 16 are accurately in the vertical and horizontal directions, the reversal light beams passing through the beam splitter 10 toward the light receiving unit 13 are assumed. The optical images 14 and 16 are projected on a predetermined reference position through the same optical path , and the images are projected and displayed at the intersection of the indicator 19 on the display unit 18 or in the vicinity thereof.
When the measuring device main body 1 configured in this way is installed on the measurement surface of the object to be measured, if the object measurement surface in a direction perpendicular to the installation surface has an inclination, the light image corresponds to the index 19 intersection according to the inclination. Move from position. Therefore, the inclination of the measurement surface can be measured by confirming the relationship between the optical image projection position and the index 19 on the display unit 18. However, in this case, the horizontal inclination of the object to be measured on which the measuring device main body 1 is installed cannot be measured accurately. The countermeasure will be described later with reference to FIG.
Since the function of the light receiving unit 13 is as described above, an equivalent function can be obtained even if the photoelectric conversion unit such as a CCD is eliminated and only the display unit 18 such as ground glass is used. If a photoelectric conversion unit such as a CCD is installed, the display unit 18 can be separated from the main body 1 and made independent. In this way, the installation location of the main body 1 and the location where the display unit 18 is checked can be separated. In the figure, M is a dial of a micrometer or the like that operates in conjunction with the tightening operation of the screw 21. When the display unit 18 is moved to match the projection position of the optical image, the amount of movement is confirmed as a numerical value. I can do it.

次に上記した2つの光束14、16が垂直、水平方向に精度の保証された状態とするための光学系調整方法と確認作業について説明する。図3は第1光路の説明図で、そのAは本体1の側断面を示している。図において22aは遮蔽板で、これを一時的に本体1内に設置し、光源9からの光束がビームスプリッタ10で反射分離し90度方向を変えて水平方向に進む第2光路光束16を遮断する。そして測定器本体1を治具2の水平台3上に設置し光源9を点灯する。すると、その光束はビームスプリッタ10と、図3Aでは省略されている第1コリメータレンズ11を経て治具2上のミラー7に向かい反転する。そして第1コリメータレンズ11、ビームスプリッタ10を経て、その光像を受光部13に投影する。従ってミラー7で反射してビームスプリッタ10に戻る反転光束は、ビームスプリッタ10の反射面が第1光路14に対して正しく45度に設置されていれば、往路の光束と同じ光路を形成する。図では便宜上、復路の光束と往路の光束を別々の光路として示してある。
受光部13に投影されて表示部18に表示された第1光路14の光像を仮に図3Bの23とする。この図3Bは図2と同様に表示部18の正面を示しているが、ここに表示された像23は指標19の交点とずれている事が確認できる。そのため図2に示した中間部材としての精密ねじ21や、図3Aの本体底部ねじ8を用いて指標19に対する光像23の位置を調整して、図3Cの様に光像23と指標19交点を一致させる。この時の表示部18の移動量を必要に応じてダイヤルMで確認することが出来る。
こうして第1光路光束14と指標19の関係を調整したら遮蔽板22aを取り外す。しかし、この時点では未だ第1光路光束14とミラー7の反射面が、どのような傾きをもっているか確認されていない。つまりミラー7面に対して第1光路光束14が垂直性を有しているかということが確認されていないから、後に述べるような調整が必要となる。
Next, an optical system adjustment method and confirmation work for ensuring the accuracy of the two light beams 14 and 16 in the vertical and horizontal directions will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of the first optical path, and A shows a side cross section of the main body 1. In the figure, 22a is a shielding plate, which is temporarily installed in the main body 1, and the light beam from the light source 9 is reflected and separated by the beam splitter 10, and the second optical path light beam 16 traveling in the horizontal direction by changing the direction by 90 degrees is blocked. To do. Then, the measuring instrument main body 1 is placed on the horizontal base 3 of the jig 2 and the light source 9 is turned on. Then, the light beam is reversed toward the mirror 7 on the jig 2 through the beam splitter 10 and the first collimator lens 11 omitted in FIG. 3A. Then, the light image is projected onto the light receiving unit 13 through the first collimator lens 11 and the beam splitter 10. Therefore, the inverted light beam reflected by the mirror 7 and returning to the beam splitter 10 forms the same optical path as the forward light beam if the reflecting surface of the beam splitter 10 is correctly installed at 45 degrees with respect to the first optical path 14. In the figure, for convenience, the return beam and the outbound beam are shown as separate optical paths.
An optical image of the first optical path 14 projected on the light receiving unit 13 and displayed on the display unit 18 is assumed to be 23 in FIG. 3B. FIG. 3B shows the front of the display unit 18 as in FIG. 2, but it can be confirmed that the image 23 displayed here is shifted from the intersection of the index 19. Therefore, the position of the light image 23 with respect to the index 19 is adjusted using the precision screw 21 as the intermediate member shown in FIG. 2 or the main body bottom screw 8 of FIG. 3A, and the intersection of the light image 23 and the index 19 as shown in FIG. To match. The amount of movement of the display unit 18 at this time can be confirmed with the dial M as necessary.
When the relationship between the first optical path light beam 14 and the index 19 is adjusted in this way, the shielding plate 22a is removed. However, at this time, it has not yet been confirmed what inclination the first optical path light beam 14 and the reflecting surface of the mirror 7 have. That is, since it has not been confirmed whether the first optical path light beam 14 is perpendicular to the surface of the mirror 7, the adjustment described later is necessary.

図4はビームスプリッタ10の反射面位置や角度を調整する中間部材を示した説明用の側断面図である。ビームスプリッタ10は複数の調整用精密ねじ24によって保持具25に取りつけられる。保持具25は本体1に固着した取りつけ部26に固着される。図では紙面に対して垂直方向のねじ24は省略してあるが、ビームスプリッタ10の各面方向に設けたねじ24の締め具合を加減することでビームスプリッタ10の反射面角度や、前後、左右、上下方向の位置を修正する。それによって第1、第2光路光束14、16の進行方向を変えて反転光束による光像23の受光部13投影位置を調整する。 FIG. 4 is a side sectional view for explanation showing an intermediate member for adjusting the position and angle of the reflecting surface of the beam splitter 10. The beam splitter 10 is attached to the holder 25 by a plurality of adjusting precision screws 24. The holder 25 is fixed to the mounting portion 26 fixed to the main body 1. In the figure, the screws 24 in the direction perpendicular to the paper surface are omitted, but by adjusting the tightening degree of the screws 24 provided in the respective surface directions of the beam splitter 10, the reflection surface angle of the beam splitter 10, front and rear, left and right Correct the vertical position. Thereby, the traveling direction of the first and second optical path light beams 14 and 16 is changed to adjust the projection position of the light receiving portion 13 of the light image 23 by the inverted light flux.

図5は第1光路光束14の垂直性と第2光路光束16の水平性を調整するときの原理を説明する光学系の側断面図である。図Aは、第1光路光束14が外部ミラー7に対して垂直性を持ち、ビームスプリッタの反射面10aが第1光路に対して正しく45度になるよう設置されたときの状態を示していて、コリメータレンズ11、15は省略してある。このような状態に設定されればレーザ光源9から発せられて垂直方向下方に向かい、外部ミラー7で反射した第1光路14の反転光束は、反射面10aで90度反射して受光部13の位置27に投影される。この投影されたときの状態が前記図3Cの状態で、投影された光像23は指標19の交点と一致している。
一方、反射面10aで反射分離した第2光路光束16も外部ミラー6で反射して反転し受光部13に投影される。この場合前記したように反射面10aが第1光路光束14に対して正しく45度になるよう設置されているから、第2光路光束16は第1光路光束14に対し直角になるよう関係づけられる。それによって第2光路の光像23が投影される位置は第1光路14による光像投影位置と同じ位置、若しくはその近傍位置27となる。従って受光部13上では2つの光像23を重ねた状態で、若しくは近傍位置に集合した状態で投影され、この位置が正規の基準位置となる。尚、図では反射面10aの説明を簡易化するためビームスプリッタ10をブロック状のビームスプリッタとしてではなく、次に説明する図6の場合も含めて平面状のビームスプリッタとして表記してある。
図Bは反射面10aが第1光路光束14に対してθ1だけ傾いて設置されたと仮定したときの状態を示している。反射面10aが第1光路14に対し角θ1傾いて設置されると、反射面10aを通過して直進した垂直の第1光路光束14が外部ミラー7で反射して反転してきたとき、反射面10aではθ1の角度に応じて反射されるから、図の矢印28方向に進み受光部13上の位置27aにその光像を投影する。この投影される位置27aは図Aの正規位置27に対し、角θ1に応じて変化した位置となるから、例えば図3Bの様な状態で表示部18に表示される。一方、反射面10aで図の矢印29方向に反射した第2光路光束16は、角θ1に応じて外部ミラー6上で反射し反転するが、その光束は受光部13の大きさが限定されたものであれば受光部のエリア外となってしまい光像として確認することが出来なくなる。このような場合、受光部13では第1光路光束14による光像23だけしか確認することが出来ない。
図Cは反射面10aがθ1と逆方向にθ2だけ傾いて設置されたと仮定したときの状態を示している。反射面10aが第1光路14に対し角θ2傾いて設置されると、反射面10aを通過して直進した垂直の第1光路光束14は、外部ミラー7で反転して図の矢印28b方向に進み受光部13上の位置27bに光像を投影する。この投影される位置27bは図Aの正規位置27に対し、角θ2に応じて変化した位置となる。一方、反射面10aで図の矢印29b方向に反射した第2光路光束16は、角θ2に応じて外部ミラー6上で反射し反転するが、その光束は受光部13のサイズが限定されていれば、そのエリア外になってしまうから、その像を確認することが出来ない。そのような場合、受光部13では第1光路光束14による光像23だけしか確認することが出来ない。
以上図B、Cの例のように垂直性が維持されている第1光路光束14が光学系として設定されていると仮定した場合、ビームスプリッタの反射面10a正しく45度に設置されていなければ、表示部18上の正規位置27に2つの反転光束による光像23を表示することが出来ない。そのためθ1とθ2の角度を徐々に修正して反射面10aの位置を調整し、2つの光像23の投影位置と指標19が一致したとき、若しくは両像の投影位置が近傍位置に集合したとき反射面10aの位置を固定し、第1光路光束14に対する反射面10aの位置が取りあえず規定されたものとする。
FIG. 5 is a side sectional view of the optical system for explaining the principle when adjusting the verticality of the first optical path light beam 14 and the horizontality of the second optical path light beam 16. FIG. A shows a state in which the first light path light beam 14 is perpendicular to the external mirror 7 and the reflecting surface 10a of the beam splitter is set to be correctly 45 degrees with respect to the first optical path. The collimator lenses 11 and 15 are omitted. In such a state, the inverted light flux of the first optical path 14 emitted from the laser light source 9 and directed downward in the vertical direction and reflected by the external mirror 7 is reflected by 90 degrees on the reflecting surface 10 a and reflected by the light receiving unit 13. Projected at position 27. The projected state is the state shown in FIG. 3C, and the projected light image 23 coincides with the intersection of the index 19.
On the other hand, the second optical path light beam 16 reflected and separated by the reflecting surface 10 a is also reflected by the external mirror 6, inverted, and projected onto the light receiving unit 13. In this case, as described above, since the reflecting surface 10a is installed so as to be correctly 45 degrees with respect to the first optical path light beam 14, the second optical path light beam 16 is related to be perpendicular to the first optical path light beam 14. . As a result, the position at which the optical image 23 in the second optical path is projected is the same position as the optical image projection position by the first optical path 14 or a position 27 in the vicinity thereof. Accordingly, the two light images 23 are projected on the light receiving unit 13 in a superimposed state or in a state of being gathered in the vicinity , and this position becomes a normal reference position. In the drawing, in order to simplify the explanation of the reflecting surface 10a, the beam splitter 10 is not shown as a block-shaped beam splitter but as a planar beam splitter including the case of FIG.
FIG. B shows a state when it is assumed that the reflecting surface 10a is inclined with respect to the first optical path light beam 14 by θ1. When the reflecting surface 10a is installed at an angle θ1 with respect to the first optical path 14, the vertical first optical path light beam 14 that has traveled straight through the reflecting surface 10a is reflected by the external mirror 7 and reversed, and then the reflecting surface 10a is reflected in accordance with the angle θ1, and thus proceeds in the direction of the arrow 28 in the figure and projects the optical image at a position 27a on the light receiving unit 13. Since the projected position 27a is a position changed according to the angle θ1 with respect to the normal position 27 in FIG. A, the projected position 27a is displayed on the display unit 18 in a state as shown in FIG. 3B, for example. On the other hand, the second optical path light beam 16 reflected by the reflecting surface 10a in the direction of the arrow 29 in the figure is reflected and reversed on the external mirror 6 according to the angle θ1, but the light beam has a limited size of the light receiving unit 13. If it is a thing, it will be outside the area of a light-receiving part, and cannot be confirmed as an optical image. In such a case, the light receiving unit 13 can confirm only the optical image 23 by the first optical path light beam 14.
FIG. C shows a state when it is assumed that the reflecting surface 10a is installed with an inclination of θ2 in the opposite direction to θ1. When the reflecting surface 10a is installed at an angle θ2 with respect to the first optical path 14, the vertical first optical path light beam 14 that has traveled straight through the reflecting surface 10a is reversed by the external mirror 7 in the direction of the arrow 28b in the figure. The optical image is projected onto the position 27 b on the advance light receiving unit 13. The projected position 27b is a position changed according to the angle θ2 with respect to the normal position 27 in FIG. On the other hand, the second optical path light beam 16 reflected by the reflecting surface 10a in the direction of the arrow 29b in the figure is reflected and reversed on the external mirror 6 according to the angle θ2, but the light beam is limited in size of the light receiving unit 13. In that case, you will not be able to see the image because it will be outside the area. In such a case, the light receiving unit 13 can confirm only the light image 23 by the first optical path light beam 14.
As described above, assuming that the first optical path light beam 14 maintaining the perpendicularity is set as an optical system as in the examples of FIGS. B and C, the reflecting surface 10a of the beam splitter must be correctly installed at 45 degrees. In this case, it is not possible to display the optical image 23 by the two inverted light beams at the normal position 27 on the display unit 18. Therefore, the angle of θ1 and θ2 is gradually corrected to adjust the position of the reflecting surface 10a, and when the projection positions of the two light images 23 coincide with the index 19, or when the projection positions of the two images are gathered in the vicinity positions. It is assumed that the position of the reflecting surface 10a is fixed and the position of the reflecting surface 10a with respect to the first optical path light beam 14 is defined for the time being.

図6も図5と同様に第1光路光束14と第2光路光束16の調整について説明する光学系の側断面図である。図Aは図5Aと異なり、第1光路14が正規の垂直光軸30に対して角θ3だけ傾き、反射面10aは正規光軸30に対して45度の位置に正しく設置されているとしたときの状態を示している。このような傾きθ3が生じていると反射面10aを通過した第1光路光束14は外部ミラー7で反射されるとき、その反転光束もθ3に応じて反射されるから、反射面10aで反射して受光部13に向かう光束31もθ3に応じた角度で進む。そのため受光部13の大きさが限定されていれば光束31は受光部13に到達することが出来ない。少なくとも正規の投影位置27に光像を向かわせることは出来ない。同様に反射面10aで反射した第2光路光束16も、角θ3に応じて外部ミラー6上で反射し反転するから、反転光束32は受光部13のエリア外に向かってしまい受光部13の正規位置27に光像を投影することが出来ない。従って表示部18上では第2光路光束16による光像23と第1光路光束14の光像を同一点近傍で確認することが出来ない。尚、反射光束31と32は互いに平行な光束となる。
図Bは第1光路14が正規の光軸30に対してθ3とは逆方向にθ4だけ傾いて設置されたと仮定したときの状態を示している。このような傾きθ4が生じていると反射面10aを通過した第1光路光束14は外部ミラー7で反射されるとき、その反転光束もθ4に応じて反射されるから、反射面10aで反射して受光部13に向かう光束33はθ4に応じた角度で進み、結局受光部13の正規位置27に到達することが出来ない。同じように反射面10aで反射した第2光路光束16も、角θ4に応じて外部ミラー6上で反射し反転するが、その反転光束34は受光部13のエリア外に向かってしまい受光部13の正規位置27に到達することが出来ない。従って表示部18上では第2光路光束16による光像23と第1光路光束14の光像を同一点近傍で確認することが出来ない。反射光束33と34は互いに平行な光束となる。
以上図A、Bの例のように、正規の光軸30に合わせて設置した反射面10aに対して第1光路光束14の光軸がθ3、θ4の角度を持っていれば、表示部18上で2つの光像23を同一点近傍で確認することが出来ない。そのため図1で示した光源9の位置を調整しながらθ3とθ4の角度を徐々に修正して光軸の角度を調整し、2つの光像23投影位置と指標19が一致したとき、若しくは両像の投影位置が近傍に集合したとき反射面10aに対する第1光路光束14光軸が取りあえず規定されたものとする。
第1光路光束14と第2光路光束16の調整は、上記した図5と図6の例だけでなく、各種の組み合わせが発生するであろうが、表示部18に投影される光像23の集合状況を確認しながら取りあえずの一次的な調整を実施する。
6 is also a side sectional view of the optical system for explaining the adjustment of the first optical path light beam 14 and the second optical path light beam 16 as in FIG. 5A differs from FIG. 5A in that the first optical path 14 is inclined by an angle θ3 with respect to the normal vertical optical axis 30 and the reflecting surface 10a is correctly installed at a position of 45 degrees with respect to the normal optical axis 30. Shows the state. When such an inclination θ3 occurs, when the first optical path light beam 14 that has passed through the reflecting surface 10a is reflected by the external mirror 7, the inverted light beam is also reflected according to θ3, and is reflected by the reflecting surface 10a. Thus, the light beam 31 traveling toward the light receiving unit 13 also travels at an angle corresponding to θ3. Therefore, if the size of the light receiving unit 13 is limited, the light beam 31 cannot reach the light receiving unit 13. At least the light image cannot be directed to the normal projection position 27. Similarly, since the second optical path light beam 16 reflected by the reflecting surface 10a is also reflected and inverted on the external mirror 6 in accordance with the angle θ3, the inverted light beam 32 goes out of the area of the light receiving unit 13 and becomes normal for the light receiving unit 13. A light image cannot be projected at the position 27. Therefore, on the display unit 18, the optical image 23 by the second optical path light beam 16 and the optical image of the first optical path light beam 14 cannot be confirmed near the same point. The reflected light beams 31 and 32 are parallel to each other.
FIG. B shows a state when it is assumed that the first optical path 14 is installed with an inclination of θ4 with respect to the normal optical axis 30 in the direction opposite to θ3. When such an inclination θ4 occurs, when the first optical path light beam 14 that has passed through the reflecting surface 10a is reflected by the external mirror 7, the inverted light beam is also reflected according to θ4, and is reflected by the reflecting surface 10a. Thus, the light beam 33 traveling toward the light receiving unit 13 travels at an angle corresponding to θ4 and eventually cannot reach the normal position 27 of the light receiving unit 13. Similarly, the second optical path light beam 16 reflected by the reflecting surface 10a is also reflected and inverted on the external mirror 6 according to the angle θ4, but the inverted light beam 34 is directed outside the area of the light receiving unit 13 and is received by the light receiving unit 13. The normal position 27 cannot be reached. Therefore, on the display unit 18, the optical image 23 by the second optical path light beam 16 and the optical image of the first optical path light beam 14 cannot be confirmed near the same point. The reflected light beams 33 and 34 are parallel to each other.
As shown in the examples of FIGS. A and B, if the optical axis of the first optical path light beam 14 has an angle of θ3 and θ4 with respect to the reflecting surface 10a installed according to the regular optical axis 30, the display unit 18 The two light images 23 cannot be confirmed near the same point. Therefore, while adjusting the position of the light source 9 shown in FIG. 1, the angles of θ3 and θ4 are gradually corrected to adjust the angle of the optical axis, and when the two light image 23 projection positions and the index 19 coincide, or both It is assumed that the first optical path light beam 14 optical axis with respect to the reflecting surface 10a is defined for the time being when the image projection positions are gathered in the vicinity.
The adjustment of the first optical path light beam 14 and the second optical path light beam 16 is not limited to the examples of FIGS. 5 and 6 described above, and various combinations may occur. However, the optical image 23 projected on the display unit 18 may be adjusted. While confirming the gathering status, make the primary adjustments for the time being.

次に第1光路光束14の垂直性と第2光束光路16の水平性について再度確認する第二次の調整について説明する。図7はこの第二次調整を行うための第1光路光束の詳細説明図である。図において本体1に取りつけた光源1からの光は、図1などには示していないレンズ35によりピンホール板36のピンホール37に焦点を結び、ビームスプリッタ10に向かう。この光源1とビームスプリッタ10は、図6と図5で説明したようにして一次的な取りあえずの位置が調整されているから、ビームスプリッタ10で反射分離された第2光路光束16は、レンズ38を経てフォトダイオード等で構成された第2光量検出部39に向かい光量が検出される。レンズ38と第2光量検出部39は、第2コリメータレンズ15とビームスプリッタ10の間に設置されるハーフミラー(図示せず)からの光を受ける位置に設置される。第2光量検出部39で光量を検出したら前記位置調整した光源9の取付をゆるめ、本体1上で前後左右に微少量動かして第2光量検出部39の検出値が最大となる位置を求め、その時の光源1位置を仮固定する。
一方、ビームスプリッタ10を通過した第1光路光束14は、第1コリメータレンズ11で平行光束となり、水平台3上のミラー7で反射して反転し、第1コリメータレンズ11、ビームスプリッタ10を経てピンホール板36に向かう。このとき外部基準面ミラー7に対する第1光路光束14の垂直性が図6で説明した調整を行った後も僅かな誤差が残っていれば、反転光束はピンホール37を通過することが出来ない。そのため前記した仮固定の光源9を再度移動したりピンホール板36を移動するなどして、外部基準面ミラー7からの反転光束がピンホール37を通過するよう調整する。この調整はピンホール37を通過した光束がハーフミラー40によって取り出されてフォトダイオード等で構成した第1光量検出部41に向かう光量の検出値によって判断する。もし検出光量が少であれば第1光路14の光軸が外部ミラー7に対して未だ傾いているか、ピンホール37に対して第1光路14光軸位置が偏位している場合であると判断する。こうして第1光量検出部41が最大の光量を検出するまで調整をしたら、次に第1光量検出部41と第2光量検出部39の検出値を比較する。両検出値に差があれば調整を更に進め、両者が一致、若しくは近似した値になったら第1光路光束14は外部ミラー7に対して垂直性が保証された状態となり、第2光路光束16は外部ミラー6に対して水平性が保証された状態になったと判断する。
上記のようにして第1と第2の光量検出部41、39の検出値を比較しながら第1光路光束14の垂直性と第2光路光束16の水平性を確立し、その状態で光源9、ピンホール板36、ビームスプリッタ10など各光学部材の位置を固定する。そして図3で説明した表示部18と光像23の位置関係が図3Cの様な状態、若しくは指標19の交点位置近傍に2つの光像23が集合している状態になっていることを確認して、第二次の調整作業を終了する。このようにピンホール37を光学系中に設置し、さらに2つの反転光束による光量を検出部39、41で検出して比較することによって、垂直性と水平性の精度を高めることが出来る。尚、この作業の終了後、前記したピンホール板36は第1光路光束中から取り外しておくことが好ましい。
Next, a second adjustment for reconfirming the verticality of the first light beam 14 and the horizontal property of the second light beam 16 will be described. FIG. 7 is a detailed explanatory diagram of a first optical path light beam for performing this secondary adjustment. In the drawing, the light from the light source 1 attached to the main body 1 is focused on the pinhole 37 of the pinhole plate 36 by the lens 35 not shown in FIG. Since the light source 1 and the beam splitter 10 have their primary positions adjusted as described with reference to FIGS. 6 and 5, the second optical path light beam 16 reflected and separated by the beam splitter 10 has a lens 38. After that, the amount of light is detected toward the second light amount detection unit 39 constituted by a photodiode or the like. The lens 38 and the second light quantity detection unit 39 are installed at a position for receiving light from a half mirror (not shown) installed between the second collimator lens 15 and the beam splitter 10. When the light quantity is detected by the second light quantity detection unit 39, the light source 9 whose position is adjusted is loosened and moved slightly forward and backward and left and right on the main body 1 to obtain a position where the detection value of the second light quantity detection part 39 is maximized, The position of the light source 1 at that time is temporarily fixed.
On the other hand, the first optical path light beam 14 that has passed through the beam splitter 10 becomes a parallel light beam by the first collimator lens 11, is reflected by the mirror 7 on the horizontal base 3, and is inverted, and passes through the first collimator lens 11 and the beam splitter 10. Head to the pinhole plate 36. At this time, if the perpendicularity of the first optical path light beam 14 with respect to the external reference plane mirror 7 remains after the adjustment described with reference to FIG. 6, the inverted light beam cannot pass through the pinhole 37. . Therefore, adjustment is made so that the inverted light beam from the external reference plane mirror 7 passes through the pinhole 37 by moving the temporarily fixed light source 9 or moving the pinhole plate 36 again. This adjustment is determined based on a detection value of the light amount that is extracted by the half mirror 40 from the light beam that has passed through the pinhole 37 and directed to the first light amount detection unit 41 configured by a photodiode or the like. If the detected light quantity is small, the optical axis of the first optical path 14 is still inclined with respect to the external mirror 7 or the optical axis position of the first optical path 14 is deviated with respect to the pinhole 37. to decide. After adjustment until the first light quantity detection unit 41 detects the maximum light quantity, the detection values of the first light quantity detection unit 41 and the second light quantity detection unit 39 are compared. If there is a difference between the two detection values, the adjustment is further advanced. If the two values coincide or approximate, the first optical path light beam 14 is guaranteed to be perpendicular to the external mirror 7 , and the second optical path light beam 16. Determines that the horizontality of the external mirror 6 is guaranteed .
While comparing the detection values of the first and second light quantity detectors 41 and 39 as described above, the verticality of the first optical path light flux 14 and the horizontality of the second optical path light flux 16 are established, and in this state, the light source 9 The positions of the optical members such as the pinhole plate 36 and the beam splitter 10 are fixed. Then, it is confirmed that the positional relationship between the display unit 18 and the optical image 23 described in FIG. 3 is in the state as shown in FIG. 3C or in the state where the two optical images 23 are gathered near the intersection position of the index 19. Then, the second adjustment work is completed. In this way, by installing the pinhole 37 in the optical system and further detecting and comparing the light amounts of the two inverted light beams by the detection units 39 and 41, the accuracy of verticality and horizontality can be improved. In addition, it is preferable to remove the above-described pinhole plate 36 from the first optical path light flux after the completion of this operation.

次に図8を用いて第2光路光束16の水平性を確認する第三次の調整について説明する。図は図1と同様に光学系の側断面を示していて、まず図3Aで示した遮蔽板22aを取り外した後に、垂直方向の第1光路光束14を遮断するための遮蔽板22bを本体1内に一時的に設置する。すると垂直方向に進む光束が遮断されると共に、ビームスプリッタ10の反射面で反射され進行方向を水平方向に変えた第2光路光束16が第2コリメータレンズ15を経て外部ミラー6まで直進する。外部ミラー6の反射面は調整用治具2として垂直壁4に平行になるよう予め管理され基準精度面となっているから、この外部基準面ミラー6で反射してビームスプリッタ10に戻る反転光束は、往路の光束と同じ光路を通ることになる。図では往路の光束16と復路の光束を便宜的に別々の光路として示してあるが、ビームスプリッタの反射面10aや第1光路14光軸が前記図5、6、7で説明したようにして調整されていれば、図3Cの様に指標19と光像23は一致するはずである。即ち、第1光路光束14の光像が予め定めた受光部上の正規の光像投影位置内に投影されたとすれば、第2光路光束16の水平性も同時に得られるはずである。もし微妙な調整誤差が生じていたとすれば指標19の交点近傍に投影されている光像23の位置を確認して再調整の必要性を判断する。必要性がない場合は第1、第2光路光束14、16の垂直性と水平性が保証されたことになり、求める測定器1が得られる。こうして得られた測定器1を任意の水平方向の被測定物上に設置すれば、その設置面に傾きがなく垂直方向に設置した被測定物の測定面に傾きがなければ、指標19と2つの像23は近傍位置に集合して表示され、傾きがあれば垂直方向光束14の光像と水平方向光束16の光像は指標19から隔たりをもって表示される。従って以後は、測定面によって変化する両光像の表示位置から垂直と水平方向の傾きを判定すればよい。 Next, a third adjustment for confirming the horizontality of the second optical path light beam 16 will be described with reference to FIG. The figure shows a side cross section of the optical system as in FIG. 1, and after removing the shielding plate 22a shown in FIG. 3A, the shielding plate 22b for shielding the first optical path light beam 14 in the vertical direction is attached to the main body 1. Temporary installation inside. Then, the light beam traveling in the vertical direction is interrupted, and the second optical path light beam 16 reflected by the reflecting surface of the beam splitter 10 and changing the traveling direction to the horizontal direction travels straight to the external mirror 6 through the second collimator lens 15. Since the reflecting surface of the external mirror 6 is controlled in advance so as to be parallel to the vertical wall 4 as the adjustment jig 2, it is a reference accuracy surface. Therefore , the reflected light beam reflected by the external reference surface mirror 6 and returned to the beam splitter 10. Passes through the same optical path as the light flux in the forward path. In the figure, the light beam 16 on the forward path and the light beam on the return path are shown as separate optical paths for convenience, but the reflection surface 10a of the beam splitter and the optical axis of the first optical path 14 are as described with reference to FIGS. If adjusted, the index 19 and the light image 23 should match as shown in FIG. 3C. That is, if the optical image of the first optical path light beam 14 is projected within a regular optical image projection position on a predetermined light receiving unit, the horizontality of the second optical path light beam 16 should be obtained at the same time. If a fine adjustment error has occurred, the position of the light image 23 projected in the vicinity of the intersection of the index 19 is confirmed to determine the necessity for readjustment. When there is no necessity, the verticality and horizontality of the first and second light beams 14 and 16 are guaranteed, and the measuring instrument 1 to be obtained can be obtained. If the measuring device 1 obtained in this way is installed on an object to be measured in an arbitrary horizontal direction , the indicators 19 and 2 are used if there is no inclination on the measuring surface of the object to be measured installed in the vertical direction. The two images 23 are collected and displayed near each other. If there is an inclination, the light image of the vertical light beam 14 and the light image of the horizontal light beam 16 are displayed with a distance from the index 19. Therefore, thereafter, the vertical and horizontal inclinations may be determined from the display positions of the two light images that change depending on the measurement surface.

第2光路光束16に再調整が必要な場合について図9を用いて説明する。図9は本体1内部の第2コリメータレンズ15の詳細と、後に述べる反射部45を示した側断面図である。図において第2コリメータレンズ15は本体1に固着した外部鏡筒46と、その外部鏡筒46内に収容される内部鏡筒47によって構成される。内部鏡筒47はコリメータレンズを保持していて、位置調整用精密ねじ48などの中間部材によって外部鏡筒46に取りつけられる。このねじ48の締め付け具合を加減すれば本体1に対する第2コリメータレンズの位置や角度を調整する事が出来る。従って水平方向に進む光束16の進行方向を微調する必要性が生じたときは、このコリメータレンズを調整すれば対処することが出来る。このようにして第2光路光束16の水平性を保証する第三次としての調整を終える。尚、図では省略してあるが第1コリメータレンズ11も同様な構成となっていて、図示してない中間部材としての精密ねじを加減することによって、第1コリメータレンズ11の位置や角度を調整して、垂直方向に進む光束14の進行方向を微調する事が出来る。 A case where readjustment is necessary for the second optical path light beam 16 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a side sectional view showing details of the second collimator lens 15 inside the main body 1 and a reflecting portion 45 described later. In the figure, the second collimator lens 15 is composed of an outer lens barrel 46 fixed to the main body 1 and an inner lens barrel 47 accommodated in the outer lens barrel 46. The inner barrel 47 holds a collimator lens and is attached to the outer barrel 46 by an intermediate member such as a position adjusting precision screw 48. If the tightening degree of the screw 48 is adjusted, the position and angle of the second collimator lens with respect to the main body 1 can be adjusted. Therefore, when it becomes necessary to finely adjust the traveling direction of the light beam 16 traveling in the horizontal direction, it can be dealt with by adjusting the collimator lens. In this way, the third-order adjustment for ensuring the horizontality of the second optical path light beam 16 is completed. Although not shown in the figure, the first collimator lens 11 has the same configuration, and the position and angle of the first collimator lens 11 are adjusted by adjusting a precision screw as an intermediate member (not shown). Thus, the traveling direction of the light beam 14 traveling in the vertical direction can be finely adjusted.

次に光像23の表示精度を維持する反射部45について説明する。図9の反射部45は、第1コリメータレンズ11の後段に設置され、その蓋板49aの光束14が通過する部分は透明体とされた反射セル49で構成される。反射セル49の内部には液状反射材50が封入され、取りつけ部51によって本体1に固着される。この液状反射材50は、例えばオイルのような液材であり、それは常に地上に対し水平を保つから第1光路光束14がこの面に達すると、そこで反射されて反転しビームスプリッタ10から受光部13に向かう。このとき反射セル49が本体1に対しどのような角度で設置されたとしても、内部に封入された液状反射材50は上記のようにその水平面精度を常に維持するから、第1光路14の垂直性が維持されている限り反転光束も正しく反射して受光部13に向かう。従って反射部45は外部ミラー7の代用として機能し、測定器1本体内に精度の保証された基準面を常に備えているのと同じ状態となる。このような反射部45を図8で説明した第三次調整後に本体1内に設置すれば、その設置によって第1光路14の垂直性を再チェックすることができる。 Next, the reflector 45 that maintains the display accuracy of the optical image 23 will be described. Reflecting portion 45 of FIG. 9 is placed downstream of the first collimator lens 11, the portion where the light beam 14 of the cover plate 49a passes consists of reflecting cell 49 which is a transparent body. A liquid reflecting material 50 is sealed inside the reflection cell 49 and fixed to the main body 1 by the mounting portion 51. The liquid reflecting material 50 is, for example, a liquid material such as oil. Since the liquid reflecting material 50 is always level with respect to the ground, when the first optical path light beam 14 reaches this surface, the liquid reflecting material 50 is reflected and inverted there. Head to 13. At this time, no matter what angle the reflection cell 49 is installed with respect to the main body 1, the liquid reflection material 50 sealed inside always maintains its horizontal plane accuracy as described above. As long as the characteristics are maintained, the inverted light flux is also correctly reflected and travels toward the light receiving unit 13. Therefore, the reflecting portion 45 functions as a substitute for the external mirror 7 and is in the same state as always including a reference surface with guaranteed accuracy in the main body of the measuring instrument 1. If such a reflector 45 is installed in the main body 1 after the third adjustment described with reference to FIG. 8, the verticality of the first optical path 14 can be rechecked by the installation .

図10は表示部18上の光像と第1、第2コリメータレンズ11、15の関係を示した説明図である。本発明では上記してきたように表示部18に表示された光像23の位置と指標19の位置関係から測定面の傾きを測定する。そのため測定精度を高めるための1つの方法は、光像23の大きさを小さくして、指標19交点との一致精度が高まるようにすればよい。一致精度が高くなればそれだけ測定時の個人差を排除することにもなる。図においてDはコリメータレンズ11、15の直径で、fはその焦点距離、φは受光部13に投影された光像23の大きさである。このようなとき光像の大きさφは
φ=α×f/D×λ
で表現される。αは常数で通常1.22。λは波長で赤の時0.65μm、青の時0.45μmである。波長の長い光を使用するとそれだけφは大きくなる。コリメータレンズ11、15と受光部13の関係を上記式のようにして求め、
図9で示したような光学系を形成すれば、光像の大きさφを定めることが出来る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the optical image on the display unit 18 and the first and second collimator lenses 11 and 15. In the present invention, as described above, the inclination of the measurement surface is measured from the positional relationship between the position of the optical image 23 displayed on the display unit 18 and the index 19. Therefore, one method for increasing the measurement accuracy is to reduce the size of the optical image 23 so that the matching accuracy with the intersection of the index 19 is increased. The higher the matching accuracy, the more individual differences at the time of measurement are eliminated. In the figure, D is the diameter of the collimator lenses 11 and 15, f is its focal length, and φ is the size of the light image 23 projected on the light receiving unit 13. In such a case, the size φ of the optical image is
φ = α × f / D × λ
It is expressed by α is a constant and is usually 1.22. λ is 0.65 μm for red and 0.45 μm for blue. When light having a long wavelength is used, φ increases accordingly. The relationship between the collimator lenses 11 and 15 and the light receiving unit 13 is obtained as described above,
If the optical system as shown in FIG. 9 is formed, the size φ of the optical image can be determined.

次にこのような測定器を実際に使用するときの第1例について説明する。この測定器1を組立現場などに持参し、例えば水平度を計測しながら組み立てていく任意の基材H(図示せず)上に設置し光源9を点灯する。すると垂直方向の第1光路光束14は図9の反射部45内液状反射材50を照射し、そこで反射されて第1光路14を戻り受光部13に光像23を投影する。図1のように反射部45が本体1内に設置されていないときは、垂直方向の第1光路光束14は本体1の設置された基材H測定面からの反転光束を光像23として受光部13に投影する。この時の光像23が図3Bのようであれば基材Hに傾きがあると判定する。そのため図3Cの様に指標19と光像23が一致するまで基材Hの傾きを修正していく。水平方向の光束16も基材Hに組み付けた任意基材V(図示せず)を照射し、それを外部の代用ミラーとしてそこからの反転光束をビームスプリッタ10から受光部13に向かわせる。そしてその光束の光像を表示部18上で確認すれば、基材Vの取りつけ精度を判断することが出来る。実際には表示部18上に2つの像23が表示されるから、その位置を確認しながら基材HやVの傾きを調整し図3Cのように両光像を一致させる。若しくは指標交点位置近傍に集合させる。このようにして測定した基材HとVを固定すれば、両者は垂直性、水平性が保証された組立となる。
上記のようにこの測定器は、表示部18の指標19位置を予め基準となる位置に固定しておき、測定器を測定面に設置したときこの基準位置と表示部18に表示される光像23の位置を比較確認して、水平、垂直方向の傾きを判定する。そして実際の測定時に前記した図9の反射部45を常時使用するようにすれば、測定面に傾きがあれば第1光路光束14は垂直性が損なわれたまま水平性の維持されている液状反射材50表面に入射する。そのため反転光束は基準位置として定めた指標19位置に像を結ばせることが出来なくなって、傾きの発生していることを表示する。このように反射部45の設置は、基準面として使用した一方の外部ミラー7を測定器本体1内に常時設置しているのと同じ状態を作り出す。
Next, a first example when such a measuring device is actually used will be described. Bring this measuring instrument 1 to an assembly site or the like, for example, install it on an arbitrary base material H (not shown) to be assembled while measuring the level, and turn on the light source 9. Then, the first optical path light beam 14 in the vertical direction irradiates the liquid reflecting material 50 in the reflecting portion 45 of FIG. 9, is reflected there, returns the first optical path 14, and projects the optical image 23 onto the light receiving portion 13. As shown in FIG. 1, when the reflecting portion 45 is not installed in the main body 1, the first optical path light beam 14 in the vertical direction receives the inverted light beam from the measurement surface of the substrate H on which the main body 1 is installed as the optical image 23. Project to the unit 13. If the optical image 23 at this time is as shown in FIG. 3B, it is determined that the substrate H is inclined. Therefore, as shown in FIG. 3C, the inclination of the base material H is corrected until the index 19 and the optical image 23 coincide. A horizontal light beam 16 is also applied to an arbitrary base material V (not shown) assembled to the base material H, and this is used as an external substitute mirror so that an inverted light beam is directed from the beam splitter 10 to the light receiving unit 13. And if the optical image of the light beam is confirmed on the display part 18, the attachment precision of the base material V can be judged. Actually, since the two images 23 are displayed on the display unit 18, the inclinations of the base materials H and V are adjusted while confirming their positions, and the two light images are made to coincide as shown in FIG. 3C. Alternatively, they are gathered near the index intersection position. If the base materials H and V measured in this way are fixed, the assembly is assured of verticality and horizontality.
As described above, this measuring instrument fixes the position of the index 19 on the display unit 18 at a reference position in advance, and the optical position displayed on the display unit 18 when the measuring instrument is installed on the measurement surface. The position of 23 is compared and confirmed, and the inclination in the horizontal and vertical directions is determined. If the reflector 45 shown in FIG. 9 is always used at the time of actual measurement , if the measurement surface is inclined, the first optical path light beam 14 is a liquid in which the horizontality is maintained while the verticality is impaired. Incident on the surface of the reflector 50. For this reason, the inverted luminous flux cannot form an image at the position of the index 19 determined as the reference position, and displays that a tilt has occurred. In this way, the installation of the reflecting portion 45 creates the same state as that in which the one external mirror 7 used as the reference surface is always installed in the measuring device main body 1.

次に使用例2について図11を用いて説明する。図Aにおいて測定器本体1は基材H1上に設置され、受光部13での光像と指標交点が一致する状態となっている。従来のレーザ水準器52は基材H2上に設置され、基材H2はこのレーザ水準器52が持つレベルでの水平方向精度が維持されている。レーザ水準器52の本体の窓部53には気泡54と刻み目55を持ち、レーザ光源56を内蔵している。刻み目55に対して気泡54が中心部に位置していれば基材H2の水平方向精度が出ていると判断される。この時水準器52のレーザ光源56を点灯すると、その光束57は目安用の墨出しラインとなる。しかしこの光束57は、従来例として前記したように刻み目55に対する気泡54位置との関係が保証されないままとなっている。そのためこのレーザ水準器52からの光束57を前記した測定器本体1内に取り込み、受光部13でその光像を受けるようにする。即ち、光束57を外部ミラー6からの第2光路光束16反転光束であるかのようにして測定器1の第2コリメータレンズ15から内部に取り込み、ビームスプリッタ10を経て受光部13に向かわせる。すると光束57の持つ水平性によっては、表示部18の指標交点と一致する場合が生じる。もし一致すれば光束57は水平性の保証された第2光路光束16と同じになり、基材H2の水平性を測定器1で測定したのと同じになり、その精度も測定器1で測定した場合と同じとなる。従って刻み目55に対する気泡54位置の読み取り時に生じる個人差を排除することになる。また指標19交点と一致しない場合は、測定器1の表示部18上で光束57の光像と指標19交点を比較しながら、基材H2の水平方向の傾きを調整する。
このように使用例2では、在来のレーザ水準器52と本発明の測定器1を併用するようにして、水準器52から発するレーザ光束57の水平性を測定できるようした。それによってあたかも在来レーザ水準器52は気泡54感度を上げたかのように作用する。
Next, Usage Example 2 will be described with reference to FIG. In FIG. A, the measuring instrument main body 1 is installed on the base material H1, and the optical image at the light receiving unit 13 and the index intersection are in agreement. The conventional laser level 52 is installed on the base material H2, and the base material H2 maintains the horizontal accuracy at the level of the laser level 52. The window 53 of the main body of the laser level 52 has a bubble 54 and a notch 55, and a laser light source 56 is incorporated. If the bubble 54 is located in the center with respect to the notch 55, it is determined that the horizontal accuracy of the base material H2 is obtained. At this time, when the laser light source 56 of the level 52 is turned on, the luminous flux 57 becomes a reference marking line. However, as described above in the conventional example, the light beam 57 remains unreliable in relation to the position of the bubble 54 with respect to the notch 55. Therefore, the light beam 57 from the laser level 52 is taken into the measuring device main body 1 so that the light image is received by the light receiving unit 13. That is, the light beam 57 is taken in from the second collimator lens 15 of the measuring instrument 1 as if it was the second optical path light beam 16 inverted light beam from the external mirror 6, and is directed to the light receiving unit 13 through the beam splitter 10. Then, depending on the horizontality of the light beam 57, there may be a case where it coincides with the index intersection of the display unit 18. If they coincide with each other, the light beam 57 becomes the same as the second optical path light beam 16 in which the horizontality is guaranteed, and the horizontality of the substrate H2 is the same as that measured by the measuring instrument 1, and the accuracy is also measured by the measuring instrument 1. It will be the same as Therefore, individual differences that occur when reading the position of the bubble 54 relative to the notch 55 are eliminated. If it does not coincide with the intersection point of the index 19, the horizontal inclination of the substrate H2 is adjusted while comparing the optical image of the light beam 57 with the intersection point of the index 19 on the display unit 18 of the measuring instrument 1.
As described above, in the usage example 2, the conventional laser level 52 and the measuring device 1 of the present invention are used together so that the level of the laser beam 57 emitted from the level 52 can be measured. Thereby, the conventional laser level 52 acts as if the bubble 54 sensitivity has been increased.

図11Bは複数の墨出しラインを必要とするため、図Aのレーザ水準器52を複数台52a、52b、52c、別々の基材H3、H4、H5上に設置したときの斜視図である。これら複数のレーザ水準器52a〜52cから発せられた光束57a、57b、57cを基材H1上に設置した1つの測定器1で順次受けとるようにすれば、その各光束57a〜57c同志の平行性と基材H3〜H5同志の平行性、基材H1と基材H3〜H5の平行性を測定することが出来る。これまで複数レーザ水準器同志の性能を比較することが困難とされていたが、1台の本測定器1を設置することで容易に解決することが出来る。つまりレーザ水準器52を子機とし、本測定器1を親機として使用することで複数台の水準器を同一環境の中で使用することが出来る。   FIG. 11B is a perspective view when the laser level 52 of FIG. A is installed on a plurality of units 52a, 52b, 52c and separate substrates H3, H4, H5 because a plurality of marking lines are required. If the light beams 57a, 57b, and 57c emitted from the plurality of laser levels 52a to 52c are sequentially received by the single measuring device 1 installed on the base material H1, the parallelism of the light beams 57a to 57c. And the parallelism of the substrates H3 to H5, and the parallelism of the substrate H1 and the substrates H3 to H5 can be measured. Until now, it has been difficult to compare the performance of a plurality of laser levels, but this problem can be easily solved by installing one main measuring device 1. That is, by using the laser level 52 as a slave unit and using the measuring instrument 1 as a master unit, a plurality of level levels can be used in the same environment.

次に図12を用いて使用例3について説明する。この図は図11Aと同様にレーザ水準器52の光路を説明するための側面図で、本測定器1を基材H1上に設置し、同じ基材H1上の台板58に設置したレーザ水準器52からの光束57を受けとる。光束57が受光部13に向かうとき、レーザ光源56の取りつけ具合によってはθ5の範囲で誤差が発生する。受光部13の光像を確認しながらこのθ5の誤差を補正するため水準器52の底部に取りつけた脚部59の高さやレーザ光源56の取りつけ具合を調整する。これによって脚部59は本体1底部の精密ねじ8と同じように中間部材として調整されるから、水準器52は刻み目55に対する気泡54位置とレーザ光束57の関係が保証されたものとなる。従って本測定器1はレーザ水準器52の調整用原器としても使用できる。   Next, Usage Example 3 will be described with reference to FIG. This figure is a side view for explaining the optical path of the laser level 52 as in FIG. 11A. The laser level is set on the base plate 58 on the same substrate H1 with the measuring instrument 1 installed on the substrate H1. The light beam 57 from the container 52 is received. When the light beam 57 travels toward the light receiving unit 13, an error occurs in the range of θ5 depending on how the laser light source 56 is attached. The height of the leg 59 attached to the bottom of the level 52 and the mounting condition of the laser light source 56 are adjusted in order to correct the error of θ5 while checking the optical image of the light receiving unit 13. As a result, the leg 59 is adjusted as an intermediate member in the same manner as the precision screw 8 at the bottom of the main body 1, so that the level 52 guarantees the relationship between the position of the bubble 54 and the laser beam 57 with respect to the notch 55. Accordingly, the measuring instrument 1 can be used as an adjustment master for the laser level 52.

次に図13を用いて使用例4について説明する。この図は測定器1と複数のオートコリメータ60a、60b、60cを同じ基材H6上に設置したときの例を示した斜視図である。各オートコリメータ60は台座61と支柱62によって保持され、内部に収容したレーザ光源からの光束63a、63b、63cを1つの測定器1に向かわせる。測定器1は各光束63を順次受けてその光像毎に、表示部18での位置を確認しながらオートコリメータ60の高さと角度を調整する。そして各光束63の光像が指標19交点と一致したら、各光束63が互いに水平方向の精度が保証されたことになる。それによって各オートコリメータ60から発生した光束63の始端部位置は、仮想の基準ライン64上で統一されたことになる。この基準ライン64は基材H6面から同一寸法位置にあるということではなく、測定器1によって地上面に対して水平の位置が抽出されたということになる。
次に基準ライン64を使用して行う測定について説明する。測定器1の近域にポリゴンミラーを備えたスキャナ65を設置する。そしてこのポリゴンミラーを回転し、その反射光束66をオートコリメータ60側に向かわせる。ポリゴンミラーの第1面で反射した光束66が基準ライン64上を走査していけば、この第1面は面倒れなどのない正確な反射面となる。基準ライン64上を走査しているかという確認は、各オートコリメータ60からの各光束63とスキャナ65からの光束66が正しく交差しているかを監視すれば把握出来る。次にポリゴンミラーの第2面からの反射光束66が基準ライン64と一致するかを確認する。もし基準ライン64に対して傾きや曲がりなどのズレが生じていれば、そのずれ量が第2面の持つ不具合量となる。以後同じようにしてポリゴンミラーの各面について基準ライン64と比較していけば、このポリゴンミラーが持つ精度の実態を知ることが出来る。
このように本測定器1を用いて基準ライン64を設定し、このラインと比較することで被測定物、例えばポリゴンミラーの精度を確認することが出来る。それによってこれまでスキャナのような光発生機からの光束が持つ水平性を測定する有効な手段が見られなかったが、本測定器1を使用することで解決することが出来る。
Next, a usage example 4 will be described with reference to FIG. This figure is a perspective view showing an example when the measuring instrument 1 and a plurality of autocollimators 60a, 60b, 60c are installed on the same substrate H6. Each autocollimator 60 is held by a pedestal 61 and a support 62, and directs light beams 63a, 63b, and 63c from a laser light source accommodated in the autocollimator 60 to one measuring instrument 1. The measuring device 1 sequentially receives each light beam 63 and adjusts the height and angle of the autocollimator 60 while checking the position on the display unit 18 for each light image. When the optical image of each light beam 63 coincides with the intersection of the index 19, each light beam 63 is guaranteed to be accurate in the horizontal direction. As a result, the starting end position of the light beam 63 generated from each autocollimator 60 is unified on the virtual reference line 64. This reference line 64 is not at the same dimensional position from the surface of the base material H6, but a horizontal position with respect to the ground surface is extracted by the measuring instrument 1.
Next, the measurement performed using the reference line 64 will be described. A scanner 65 having a polygon mirror is installed in the vicinity of the measuring instrument 1. Then, the polygon mirror is rotated, and the reflected light flux 66 is directed to the autocollimator 60 side. If the light beam 66 reflected by the first surface of the polygon mirror scans on the reference line 64, the first surface becomes an accurate reflecting surface with no surface tilt. Whether or not the reference line 64 is being scanned can be confirmed by monitoring whether or not each light beam 63 from each autocollimator 60 and the light beam 66 from the scanner 65 cross each other correctly. Next, it is confirmed whether or not the reflected light beam 66 from the second surface of the polygon mirror matches the reference line 64. If there is a deviation such as an inclination or a bending with respect to the reference line 64, the amount of deviation is the amount of defect that the second surface has. Thereafter, in the same manner, if each surface of the polygon mirror is compared with the reference line 64, the actual state of accuracy of the polygon mirror can be known.
Thus, the accuracy of the object to be measured, for example, a polygon mirror, can be confirmed by setting the reference line 64 using the measuring instrument 1 and comparing it with this line. As a result, no effective means for measuring the horizontality of a light beam from a light generator such as a scanner has been found so far, but this problem can be solved by using the measuring instrument 1.

図14は使用例5の説明図で平断面となっている。図において67はアダプタ鏡筒で、内部にレンズ67aとシリンドリカルレンズ67bが収容されている。そしてこの鏡筒67は本体1に対し図示してないビスなどによって装着自在に取りつけられ、必要時のみ取りつけられるようになっている。光源からの光束がビームスプリッタ10で反射され第2コリメータレンズ15で平行光束になると、この第2光路光束16はアダプタ鏡筒67内のレンズ67aを経てシリンドリカルレンズ67bの作用を受ける。それによって第2光路の光束16はライン状になって投影面68にライン68aとして投影される。従ってアダプタ鏡筒67の本体1に対する取りつけ精度を吟味すれば、水平性の保証された第2光路光束16を利用しているので、ライン69aを水平方向の精度が優れた墨出しラインとして利用できる。アダプタ鏡筒67を90度回転すれば垂直方向の墨出しラインとなる。
このようにアダプタ鏡筒67を本体1に装着自在として取りつけることで、傾き測定器1としての本体を墨出しライン発生機としても利用することが出来る。
FIG. 14 is an explanatory view of Usage Example 5 and has a flat cross section. In the figure, reference numeral 67 denotes an adapter barrel, in which a lens 67a and a cylindrical lens 67b are accommodated. The lens barrel 67 is detachably attached to the main body 1 with a screw (not shown) or the like, and can be attached only when necessary. When the light beam from the light source is reflected by the beam splitter 10 and becomes a parallel light beam by the second collimator lens 15, the second light beam 16 is subjected to the action of the cylindrical lens 67 b via the lens 67 a in the adapter barrel 67. Thereby, the light beam 16 in the second optical path is formed into a line shape and projected onto the projection surface 68 as a line 68a. Accordingly, if the mounting accuracy of the adapter barrel 67 with respect to the main body 1 is examined, the second optical path light beam 16 with guaranteed horizontality is used, so that the line 69a can be used as an ink marking line with excellent horizontal accuracy. . If the adapter barrel 67 is rotated 90 degrees, a vertical marking line is obtained.
By attaching the adapter barrel 67 to the main body 1 in such a manner as described above, the main body as the inclination measuring device 1 can be used as an inking line generator.

以上、実施例1を使用例と共に説明してきた。この説明で明らかなように本発明は1つのレーザ光源9を用いて水平、垂直方向の光束14、16を同時的に発生させ、その両光束が正確な水平、垂直方向の水準光束となるよう予め調整治具2上で調整しておく。そして使用時には水平、垂直方向の光束による光像を精度判定用の確認材として利用する。それも本体1内に設置した反射部45の液状反射材50を外部ミラー7の代用として使用するようにすれば、測定器自身の精度を常時維持することがきる。 In the above, Example 1 was demonstrated with the usage example. As is apparent from this description, the present invention uses a single laser light source 9 to simultaneously generate horizontal and vertical light fluxes 14 and 16, so that both light fluxes become accurate horizontal and vertical level light fluxes. Adjustment is performed on the adjustment jig 2 in advance. In use, a light image by horizontal and vertical light beams is used as a confirmation material for accuracy determination. If it is also to use a liquid reflective material 50 of the reflection section 45 installed in the main body 1 as a substitute for an external mirror 7, it is wear to constantly maintain the accuracy of the instrument itself.

次に図15を用いて実施例2について説明する。この図は垂直方向の第1光路光束14を本体1外部にまで延長できるようにした光学系を備えた測定器の概略を示す説明用の側断面図である。図において実施例1と同じように光源9からの光束は、ビームスプリッタ10で第1光路14と第2光路16に分離される。ビームスプリッタ10、第1、第2のコリメータレンズ11、15、受光部13など各種光学部材には、実施例1で説明したような中間部材が付随しており、それらを用いて調整することで図3Cの様な光像23を表示部18上で得られる。反射部45は後に詳述するが、この例では図9とは異る形状の円錐状反射セル49bが取りつけ部70によって保持され、それが本体1に固定されて構成される。反射セル49bは図9と同様、内部に液状反射材50が封入され、垂直方向の光束14が通過する蓋板と底板は透明体で構成される。71は反射部45の後段位置に設置されたオートフォーカス式の対物レンズで、制御部72からの指令で動作する駆動部73と連結している。74はキーボードなどの入力部で、制御部72に各種の指令を伝達する。75、76は支柱で台座77に固定され、台座77は基台78に取りつけられる。支柱75、76には幾つかの垂直精度確認用の棒材79がボルトなどで取りつけられ、その先端には焦点板80が固定され、対物レンズ71がその焦点を結ぶ。棒材79の各長さは全て共通のL1で正しく管理され、焦点板80はアクリル板などで構成され、図16Aに平面図として示したように十字線などの指標81が設けられている。82は支柱75、76の上端と連結された固定基材で、この上に設置される本体1からの第1光路光束14を通す孔83が設けられている。   Next, Example 2 will be described with reference to FIG. This figure is an explanatory side sectional view showing an outline of a measuring instrument provided with an optical system that can extend the first optical path light beam 14 in the vertical direction to the outside of the main body 1. In the figure, the light beam from the light source 9 is separated into the first optical path 14 and the second optical path 16 by the beam splitter 10 as in the first embodiment. Various optical members such as the beam splitter 10, the first and second collimator lenses 11 and 15, and the light receiving unit 13 are accompanied by intermediate members as described in the first embodiment, and can be adjusted by using them. A light image 23 as shown in FIG. 3C is obtained on the display unit 18. The reflector 45 will be described in detail later. In this example, a conical reflection cell 49b having a shape different from that shown in FIG. 9 is held by the attachment portion 70 and fixed to the main body 1. As in FIG. 9, the reflective cell 49b is filled with the liquid reflective material 50, and the lid plate and the bottom plate through which the vertical luminous flux 14 passes are made of a transparent body. Reference numeral 71 denotes an autofocus objective lens installed at a rear stage position of the reflection unit 45, and is connected to a drive unit 73 that operates in response to a command from the control unit 72. Reference numeral 74 denotes an input unit such as a keyboard, which transmits various commands to the control unit 72. Reference numerals 75 and 76 are fixed to the pedestal 77 by pillars, and the pedestal 77 is attached to the base 78. Several rods 79 for vertical accuracy confirmation are attached to the columns 75 and 76 with bolts, a focusing plate 80 is fixed to the tip, and the objective lens 71 is focused. All the lengths of the rods 79 are correctly managed at a common L1, the focusing screen 80 is made of an acrylic plate, and an index 81 such as a crosshair is provided as shown in a plan view in FIG. 16A. Reference numeral 82 denotes a fixed base material connected to the upper ends of the columns 75 and 76, and a hole 83 through which the first optical path light beam 14 from the main body 1 installed thereon is passed.

このような測定器1を用いて2つの支柱75、76の垂直度を測定する場合について説明する。測定器本体1を基材82上に設置したとき、測定器正面の表示部18に投影される2つの像23が図3Cのように指標19交点と一致するよう基材82の傾きを調整する。そして像23と指標19交点とが一致したら、入力部74から支柱75、76の測定する長さ方向の位置を指令する。即ち第1光路光束14を任意の延長位置に結像するよう指令する。この図15の例で最初に測定する位置は、支柱75の台座77上から長さL2の位置となっているから、入力部74からこの長さL2の値を入力する。すると制御部72は駆動部73より対物レンズ71に指令を与える。対物レンズ71は適宜本体1に支持されているものとして図ではその支持手段を省略してあるが、指令を受けた対物レンズ71は、レンズ位置を移動して第1光路光束を本体外のL2位置に固定されている棒材79先端の焦点板80aに第1光路光束の焦点を結ぶ。図16Bにその光像84bを例として示したが、この例のように長さL1で管理された基準位置の指標81交点位置に対してずれていれば、そのずれ量分が支柱75に発生している傾きや曲がりなどの不具合と判断する。そして光像が84aのように指標81交点と一致していれば支柱75の第1測定位置L2は、正しく位置づけられていると判断する。焦点板80a上に結像する光像84は、オートフォーカス式の対物レンズ71によって常にピントの合った状態で焦点を結ぶから、鮮明な像を指標81と比較することが出来る。光像84bのように誤差が確認されたときは、適当な手段と方法で支柱75の傾きや曲がりを修正することになるが、ここではそり説明を省略する。また焦点板80上に投影された像84のピント状態を調整するときは、入力部74から指令を与えてオートフォーカス式の対物レンズ71を第1光路光束の光軸上で上下させればよい。 The case where the perpendicularity of two support | pillars 75 and 76 is measured using such a measuring device 1 is demonstrated. When the measuring device main body 1 is installed on the base material 82, the inclination of the base material 82 is adjusted so that the two images 23 projected on the display unit 18 in front of the measuring device coincide with the intersection of the index 19 as shown in FIG. 3C. . When the image 23 and the intersection of the index 19 coincide with each other, the input unit 74 commands the position in the length direction to be measured by the columns 75 and 76. That is, the first optical path light beam 14 is commanded to form an image at an arbitrary extended position. In the example of FIG. 15, the position to be measured first is the position of the length L2 from the pedestal 77 of the support column 75. Therefore, the value of the length L2 is input from the input unit 74. Then, the control unit 72 gives a command to the objective lens 71 from the drive unit 73. Although the objective lens 71 is appropriately supported by the main body 1 and its supporting means is omitted in the figure, the objective lens 71 that has received the command moves the lens position and transfers the first optical path light flux L2 outside the main body. The focal point of the first optical path light beam is focused on the focusing plate 80a at the tip of the rod 79 fixed at the position. FIG. 16B shows the optical image 84b as an example. If the optical image 84b is deviated from the intersection position of the index 81 of the reference position managed by the length L1 as in this example, the deviation amount is generated in the support column 75. Judged as a malfunction such as tilting or bending. If the optical image coincides with the intersection of the index 81 as indicated by 84a, it is determined that the first measurement position L2 of the column 75 is correctly positioned. Since the optical image 84 formed on the focusing screen 80a is always focused by the autofocus objective lens 71, a clear image can be compared with the index 81. When an error is confirmed as in the optical image 84b, the inclination and bending of the support column 75 are corrected by an appropriate means and method, but the description of the warpage is omitted here. Further, when adjusting the focus state of the image 84 projected on the focusing screen 80, a command is given from the input unit 74, and the autofocus objective lens 71 may be moved up and down on the optical axis of the first light beam. .

次に他方の支柱76第1測定位置を測定する。支柱76の第1測定位置は、台座77からら長さL3の位置にあるからL3を入力部74から入力する。すると制御部72が駆動部73に指令を出して対物レンズ71を移動し、L3位置に設置されている焦点板80bに光像を結ぶ。この時対物レンズ71からの光束は、支柱75の第1測定位置L2に設置された焦点板80aを通過した光束となるから、L2、L3間の長さが限定さたものであれば、焦点板80aを通過している光束と焦点板80b上に投影されている像84を同時に目視することが出来る。支柱76に傾きや曲がりなどの不具合がなければ、図16Bの像84aと同じ様に焦点板80bの指標81交点位置に像が投影される。このとき表示部18には2つの焦点板80a、80bからの反転光束が投影されるから、表示部18上でも焦点板80の状況を確認することが出来る。
次に支柱75に設定された第2測定位置での垂直性を計測するため、入力部74から長さL4を入力する。すると前記の時と同様に対物レンズ71が移動して焦点板80c上に像84を投影する。この場合も焦点板80cの指標81交点位置に像84aが投影されたとすれば、第1測定位置80aから第2測定位置80cまでの支柱75には、傾きや曲がりなどの不具合がない状態にあると確認する。
上記確認が終了したら支柱76の第2測定位置を測定するため、入力部74からL5を入力する。すると対物レンズ71が移動して第2測定位置L5に像を投影するが、この図の例では焦点板80dは右側に大きくずれた位置に配置された状態となっている。そのため焦点板80d上で像を確認することが出来ない。従って支柱76の第2測定位置L5近辺では大きな不具合があることを確認する。
次に入力部74からL6を入力して支柱75の第3測定位置について測定する。そして第1測定位置の焦点板80a、第2測定位置の焦点板80cと同様に、焦点板80eに投影された像と指標81交点位置との関係を確認する。その結果、図16Bのように指標81交点と像84aとが一致していれば、支柱75の第3測定位置近辺には傾きや曲がりのないことが確認される。
最後に支柱76の第3測定位置について測定するため、入力部74からL7を入力して対物レンズ71を指定された位置に移動し、焦点板80fに光像を投影する。すると図の例では焦点板80f位置が左方にずれた状態となっているので、焦点板80f上で像を確認することが出来ない。但し、図16Cでは便宜的に指標81交点位置から離れた位置に像84cを示してある。この仮に示した像84c位置から、支柱76の第3測定位置L7近辺では傾きや曲がりが発生していることが確認できる。
Next, the first measurement position of the other column 76 is measured. Since the first measurement position of the column 76 is located at a length L3 from the pedestal 77, L3 is input from the input unit 74. Then, the control unit 72 issues a command to the drive unit 73 to move the objective lens 71, and forms an optical image on the focusing screen 80b installed at the L3 position. At this time, the light beam from the objective lens 71 becomes a light beam that has passed through the focusing screen 80a installed at the first measurement position L2 of the support column 75. Therefore, if the length between L2 and L3 is limited, the focal point can be obtained. The light beam passing through the plate 80a and the image 84 projected on the focusing screen 80b can be viewed at the same time. If there are no problems such as tilting or bending in the support column 76, an image is projected at the intersection of the index 81 on the focusing screen 80b as in the image 84a in FIG. 16B. At this time, since the inverted light beams from the two focusing plates 80a and 80b are projected on the display unit 18, the state of the focusing screen 80 can be confirmed on the display unit 18 as well.
Next, in order to measure the perpendicularity at the second measurement position set in the support column 75, the length L 4 is input from the input unit 74. Then, the objective lens 71 moves and projects the image 84 on the focusing screen 80c as in the above case. Also in this case, if the image 84a is projected at the intersection position of the index 81 of the focusing screen 80c, the support column 75 from the first measurement position 80a to the second measurement position 80c is in a state where there is no problem such as inclination or bending. Confirm.
When the confirmation is completed, L5 is input from the input unit 74 in order to measure the second measurement position of the column 76. Then, the objective lens 71 moves and projects an image at the second measurement position L5. In the example of this figure, the focusing screen 80d is arranged at a position greatly deviated to the right. Therefore, an image cannot be confirmed on the focusing screen 80d. Therefore, it is confirmed that there is a major problem near the second measurement position L5 of the support column 76.
Next, L6 is input from the input unit 74, and the third measurement position of the support column 75 is measured. Then, similarly to the focusing screen 80a at the first measurement position and the focusing screen 80c at the second measurement position, the relationship between the image projected on the focusing screen 80e and the position of the intersection of the index 81 is confirmed. As a result, as shown in FIG. 16B, if the intersection of the index 81 and the image 84a coincide with each other, it is confirmed that there is no inclination or bending near the third measurement position of the support column 75.
Finally, in order to measure the third measurement position of the column 76, L7 is input from the input unit 74, the objective lens 71 is moved to the designated position, and an optical image is projected onto the focusing screen 80f. Then, in the example shown in the figure, the position of the focusing screen 80f is shifted to the left, so that an image cannot be confirmed on the focusing screen 80f. However, in FIG. 16C, the image 84c is shown at a position away from the intersection position of the index 81 for convenience. From the temporarily shown image 84c position, it can be confirmed that an inclination or a bend occurs in the vicinity of the third measurement position L7 of the column 76.

以上、図15を例として2つの支柱75、76のについて第1から第3の位置を測定する場合について説明してきたが、測定する位置やその数、支柱の設置数などは任意に定められる。そしてこの例では支柱75は正しく設置されているのに対し、他方の支柱76は途中で曲がりや傾きが発生したものとなっている。もしL2が50mを超えるような値になるときは、この曲がりや傾きは相当複雑になると予想される。しかし複雑な誤差が発生するような場合であったとしても、また精密測定を実施するため測定する位置の数を増やしたとしても、常に同じ条件による測定を実施していくことが出来る。
入力部74、制御部72、表示部18を1つのパソコンで代行する事も出来る。この時パソコンと測定器本体1はケーブルで接続されることになるが、1人の測定員がL2からL7の測定位置を順次移動しながら焦点板80を目視して測定していくことも出来る。従って例えば支柱75、76が50mを超えるような建物であるとし、L2からL7の測定位置を6階から1階までの各フロア相当部としたとき、その各階毎の支柱垂直度を1人の測定員が各階を移動しながら測定していくことができる。勿論、移動せずに停止したままで表示部18の像を確認することもできる。また支柱75、76の設置後に、測定時に用いた測定器1をそのまま基材82にボルトなどで固定しておけば、支柱の垂直方向精度の経時変化を測定時と同じ条件で測定することが出来る。これは地震後の精度確認時などにも利用することが出来る。
As described above, the case where the first to third positions of the two support columns 75 and 76 are measured has been described using FIG. 15 as an example. However, the positions to be measured, the number thereof, the number of installed support columns, and the like are arbitrarily determined. In this example, the support column 75 is correctly installed, while the other support column 76 is bent or inclined in the middle. If L2 exceeds 50m, this bend and inclination are expected to be quite complicated. However, even if a complicated error occurs, or even if the number of positions to be measured is increased to perform precise measurement, measurement under the same conditions can always be performed.
The input unit 74, the control unit 72, and the display unit 18 can be substituted by a single personal computer. At this time, the personal computer and the measuring instrument main body 1 are connected with a cable, but one measuring person can also visually measure the focusing screen 80 while sequentially moving the measuring positions from L2 to L7. . Therefore, for example, assuming that the columns 75 and 76 are buildings exceeding 50 m, and the measurement positions from L2 to L7 are the equivalent portions of each floor from the sixth floor to the first floor, the verticality of the columns on each floor is determined by one person. The measurer can measure while moving from floor to floor. Of course, the image of the display unit 18 can also be confirmed while stopping without moving. Moreover, if the measuring instrument 1 used at the time of measurement is fixed to the base member 82 with a bolt or the like after the columns 75 and 76 are installed, the change in the vertical accuracy of the column can be measured under the same conditions as the measurement. I can do it. This can also be used when checking accuracy after an earthquake.

以上のようにこの実施例では、反射部45を通過した第1光路光束14を受けて結像面位置を延長するオートフォーカス式の対物レンズ71を設置したことを特徴としている。それによって第1光路光束14が延長され、その光路上に設定する測定点毎にピントを合わせた光像で測定を進めていくことが出来る。従がってこの例では測定点ごとに設置する焦点板80が第1光路光束14を延長した結像位置となり、この焦点板80面が垂直方向の測定面となる。 As described above, the second embodiment is characterized in that the autofocus objective lens 71 that receives the first optical path light beam 14 that has passed through the reflecting portion 45 and extends the position of the image plane is installed. As a result, the first optical path light beam 14 is extended, and the measurement can proceed with an optical image in which each measurement point set on the optical path is in focus. Accordingly, in this example, the focusing screen 80 installed at each measurement point is an imaging position where the first optical path light beam 14 is extended, and the surface of the focusing screen 80 is a vertical measurement surface.

図17は図15に示した反射部45の一部詳細説明図である。図Aにおいて円錐状の反射セル49bは保持材85に保持されて、さらに中間部材としての幾つかの精密ねじ86によって取りけ部70に取りけられる。精密ねじ86は既に説明した幾つかのねじ8、24、48と同様に、その締め具合によって反射セル49bの取りつけ部70に対する取りつけ状態を調整することが出来る。反射セル49bの蓋板87と底板88は、第1光路光束14が通過する部分は透明体として構成され、しかも第1光路光束14に対して角θ6の角度を持つよう予め傾斜をもって構成され、内部には液状反射材50が封入される。このような反射セル49bを第1光路光束14中に設置したとき、反射セル49bは本体1に対してどのような角度を持って取りつけられるか明確でない。勿論、どのような角度で取りつけられたとしても内部の液状反射材50は水平性を維持するから機能上の問題は生じない。しかしその取りつけ角度によっては第1光路光束14の調整に複雑さが伴ってしまう。
図Bはそれを説明する図で、反射セル49が光束14に対して直角ではなく、仮にθ6の角度をもって取りつけられたとする。すると第1光路光束14は、反射セル49の蓋板49a表面でθ6に応じて反射する光束14hと通過する光束14aとになる。通過した光束14aは、液状反射材50の水平面で反射する光束14jと通過する光束となる。反射した光束14jは角θ6にかかわらず、既に説明したように反転光束として受光部13に向かうが、この光束14jを図では通過光束14aと区別して別々の光路として示してある。液状反射材50を通過した光束14aは反射セル49の底板49c表面でθ6に応じた角度で反射する光束14kと通過する光束14mになる。通過した光束14mは図15の対物レンズ71方向に進む。89は参考用として示した反射セル49の中心軸である。このようにして反射セル49が角θ6傾いて本体1に取りつけられたとすれば、3つの反射光束14h、14j、14kが生じる。この光束のうち、第1光路光束14の反転光束となる光束14j以外は不用な反射光束となるが、この不用な光束14h、14kも受光部13に向かってしまう。
FIG. 17 is a partial detailed explanatory view of the reflecting portion 45 shown in FIG. The conical reflecting cell 49b held by the holding member 85 in FIG. A, further kicked up in taking One only part 70 by several precision screw 86 as an intermediate member. The precision screw 86 can adjust the mounting state of the reflection cell 49b with respect to the mounting portion 70, as in the case of some of the screws 8, 24, and 48 described above. The cover plate 87 and the bottom plate 88 of the reflection cell 49b are configured as a transparent portion through which the first optical path light beam 14 passes, and are inclined in advance so as to have an angle θ6 with respect to the first optical path light beam 14, A liquid reflector 50 is sealed inside. When such a reflection cell 49b is installed in the first light beam 14, it is not clear what angle the reflection cell 49b can be attached to the main body 1. Of course, no matter what the angle is, since the liquid reflector 50 in the interior maintains the level, there is no functional problem. However, depending on the mounting angle, the adjustment of the first optical path light beam 14 is complicated.
Figure B is a view for explaining it, a reflection cell 49 b is not perpendicular to the light beam 14, mounted by temporarily at an angle of .theta.6. First light path beam 14 Then will the light beam 14a to pass the light beam 14h reflected according to θ6 in cover plate 49a the surface of the reflective cells 49 b. The passed light beam 14a becomes a light beam 14j reflected by the horizontal surface of the liquid reflecting material 50 and a passed light beam. Regardless of the angle θ6, the reflected light beam 14j is directed to the light receiving unit 13 as an inverted light beam as described above, but this light beam 14j is shown as a separate optical path in the figure to be distinguished from the passing light beam 14a. The light beam 14 a that has passed through the liquid reflecting material 50 becomes a light beam 14 k that is reflected at an angle corresponding to θ 6 on the surface of the bottom plate 49 c of the reflection cell 49 and a light beam 14 m that passes. The passed light beam 14m travels in the direction of the objective lens 71 in FIG. Reference numeral 89 denotes a central axis of the reflection cell 49 shown for reference. If the reflection cell 49 is thus attached to the main body 1 at an angle θ6, three reflected light beams 14h, 14j, and 14k are generated. Of these luminous fluxes, those other than the luminous flux 14j which is the inverted luminous flux of the first optical path luminous flux 14 become unnecessary reflected luminous fluxes. However, the unwanted luminous fluxes 14h and 14k are also directed toward the light receiving unit 13.

図17Cはθ6の角度で設置された反射セル49からの3つの反射光束14h、14j、14kが表示部18に表示されたときの一例を示している。図において指標19交点位置に表示された像23aを図Bの液状反射材50で反射した光束14jとすれば、像23hは反射セル49の蓋板49aで反射した光束14hによるものとなり、像23kは底板49cで反射した光束14kによるものとなる。しかしながら表示部18に3つの像が表示されると、どの像がどこで反射したものかは判断がしにくくなり、必要な像と不用な像が混同してしまう。反射面の角度θ6が大きくなると蓋板49aと底板49cでの反射光束14h、14kが表示部18の表示エリア外となってしまうときや、反射セルの内壁で反射を繰り返してしまうときなどが生じて、表示部18に投影される像が増減することになる。従って図9、15などで説明した第1光路14の調整には余分な作業を伴ってしまう。
図17Dは、図17Aに示した反射セル49bの説明図である。反射セル49bを取りつけ部70に取りつけ第1光路光束14中に設置したとき、どのように角度、傾きになっているかは前記のように予測することが出来ない。もし図17Aのように反射セル49bの中心軸と第1光路光束14とが一致する状態で設置されたと仮定すれば、蓋板87は水平面に対して角θ6の傾きを持つことになる。従って図16Bと同じ状態となり、3つの反射光束14h、14j、14kが反射セル49bで発生することになる。そのため図17Cのように表示部18に表示されるから、像23a、23h、23kの関係を見ながらθ6の傾きを調整していく。
この調整は図17Aの精密ねじ86を使用して行うが、この調整によって図17Dのように蓋板87と第1光路光束14が丁度90度になったとする。すると傾き角θ6は無くなって蓋板87、底板88での反射光束14h、14kは往路と同じ光路を通り、図17Eのように表示部18の指標19交点位置に像23aが表示される。この表示部18に表示された像23aを見て、反射セル49bが第1光路光束14に対して正しく設置されたと判断する。このように予めθ6の角度を持った蓋板87、底板88を取りつけて反射セル49bを構成し、それを第1光路14中に設置して反射光束14h、14kが発生するようにしたから、図17Cの様な状態を表示部18上に作り出し、光束14に対して蓋板87がθ6の角度を持って設置されていることを確認しながら、θ6の調整を行っていく。このことは図15のように対物レンズ71を設置して第1光路14を延長したとき、反射光14h、14kとして逸散する光量を少なくし効率よい光学系とすることが出来る。また反射セル49bの形状を円錐形としたので、内部に封入した液状反射材50が振動などによって揺れるのを低減することが出来る。
FIG. 17C shows an example when three reflected light beams 14 h, 14 j, 14 k from the reflection cell 49 installed at an angle of θ 6 are displayed on the display unit 18. If the image 23a displayed at the intersection of the index 19 in the figure is the light beam 14j reflected by the liquid reflector 50 in FIG. B, the image 23h is the light beam 14h reflected by the cover plate 49a of the reflection cell 49, and the image 23k. Is caused by the light beam 14k reflected by the bottom plate 49c. However, when three images are displayed on the display unit 18, it is difficult to determine which image is reflected where, and a necessary image and an unnecessary image are confused. When the angle θ6 of the reflection surface is increased, the reflected light beams 14h and 14k on the cover plate 49a and the bottom plate 49c may be outside the display area of the display unit 18, or may be repeatedly reflected on the inner wall of the reflection cell. Thus, the image projected on the display unit 18 increases or decreases. Therefore, the adjustment of the first optical path 14 described with reference to FIGS.
FIG. 17D is an explanatory diagram of the reflection cell 49b shown in FIG. 17A. When the reflection cell 49b is attached to the attachment portion 70 and installed in the first optical path light beam 14, it is impossible to predict how the angle and the inclination are as described above. If it is assumed that the central axis of the reflection cell 49b and the first optical path light beam 14 coincide with each other as shown in FIG. 17A, the cover plate 87 has an angle θ6 with respect to the horizontal plane. Accordingly, the state is the same as in FIG. 16B, and three reflected light beams 14h, 14j, and 14k are generated in the reflection cell 49b. Therefore, since it is displayed on the display unit 18 as shown in FIG. 17C, the inclination of θ6 is adjusted while observing the relationship between the images 23a, 23h, and 23k.
This adjustment is performed using the precision screw 86 of FIG. 17A, and it is assumed that the lid plate 87 and the first optical path light beam 14 are just 90 degrees as shown in FIG. 17D by this adjustment. Then, the tilt angle θ6 disappears, and the reflected light beams 14h and 14k on the cover plate 87 and the bottom plate 88 pass through the same optical path as the forward path, and an image 23a is displayed at the intersection of the index 19 on the display unit 18 as shown in FIG. By looking at the image 23 a displayed on the display unit 18, it is determined that the reflection cell 49 b is correctly installed with respect to the first optical path light beam 14. In this way, the reflection plate 49b is configured by attaching the lid plate 87 and the bottom plate 88 having an angle of θ6 in advance, and it is installed in the first optical path 14 so that the reflected light beams 14h and 14k are generated. A state as shown in FIG. 17C is created on the display unit 18, and θ 6 is adjusted while confirming that the cover plate 87 is installed at an angle θ 6 with respect to the light beam 14. As shown in FIG. 15, when the objective lens 71 is installed and the first optical path 14 is extended, the amount of light dissipated as the reflected light 14h and 14k can be reduced and an efficient optical system can be obtained. Further, since the shape of the reflection cell 49b is conical, it is possible to reduce the swaying of the liquid reflecting material 50 enclosed therein due to vibration or the like.

以上図に基づいて説明してきたが中間部材としての各精密ねじ8、21、24、48、86はそれと同等の機構に置換できることは当然であり、ねじだけに限定されるものではない。又、第1光路14中に設置したオートフォーカス式対物レンズ71を第2光路16中にも設置して、計測位置毎に焦点板80を取りつければ光束の径に煩わされない水平方向の測定を行うことが出来る。    As described above with reference to the drawings, each precision screw 8, 21, 24, 48, 86 as an intermediate member can naturally be replaced by a mechanism equivalent to that, and is not limited to the screw. Further, if an autofocus objective lens 71 installed in the first optical path 14 is also installed in the second optical path 16 and a focusing screen 80 is attached for each measurement position, horizontal measurement that is not bothered by the diameter of the light beam can be performed. Can be done.

本発明による傾き測定器の内部光学系概略を示した説明用側断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 受光部を説明するための正面図。The front view for demonstrating a light-receiving part. 第1光路の説明図。Explanatory drawing of a 1st optical path. ビームスプリッタの取付位置を調整する中間部材の側断面図。The sectional side view of the intermediate member which adjusts the attachment position of a beam splitter. 第1光路と第2光路の調整原理を説明する光学系側断面図。The optical system side sectional view explaining the adjustment principle of the 1st optical path and the 2nd optical path. 第1光路と第2光路の調整原理を説明する2つめの光学系側断面図。FIG. 5 is a side sectional view of a second optical system for explaining the adjustment principle of the first optical path and the second optical path. 第1光路光束の第二次調整について説明する側断面図。The sectional side view explaining the secondary adjustment of the 1st optical path light beam. 第2光路光束の第三次調整について説明する側断面図。The sectional side view explaining the 3rd adjustment of the 2nd optical path light beam. 測定器本体内の反射部などを示した側断面図。The sectional side view which showed the reflection part etc. in a measuring device main body. コリメータレンズと光像の関係を説明する図。The figure explaining the relationship between a collimator lens and an optical image. 傾き測定器の使用例2を説明する図。The figure explaining the usage example 2 of an inclination measuring device. 傾き測定器の使用例3を説明する図。The figure explaining the usage example 3 of an inclination measuring device. 傾き測定器の使用例4を説明する図。The figure explaining the usage example 4 of an inclination measuring device. 傾き測定器の使用例5を説明する平断面図。FIG. 6 is a plan sectional view for explaining a usage example 5 of the inclination measuring device. 実施例2を説明するための光学系概略図。FIG. 6 is a schematic diagram of an optical system for explaining Example 2. 第1光路光束を延長したときの光像と焦点板の説明図。Explanatory drawing of a light image when a 1st optical path light beam is extended, and a focusing screen. 図15の反射部を説明するための側断面図。The sectional side view for demonstrating the reflection part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・測定器本体 2・・・調整用治具 3・・・水平台 4・・・垂直壁 6・・・ミラー 7・・・ミラー 8・・・精密ねじ 9・・・半導体レーザ光源 10・・・ビームスプリッタ 11・・・第1コリメータレンズ 13・・・受光部 14・・・第1光路光束 15・・・第2コリメータレンズ 16・・・第2光路光束 18・・・表示部 19・・・指標 21・・・精密ねじ 22・・・遮蔽板 23・・・光像 24・・・精密ねじ 30・・・光軸 35・・・レンズ 36・・・ピンホール板 37・・・ピンホール 38・・・レンズ 39・・・第2光量検出部 41・・・第1光量検出部 45・・・反射部 46・・・外部鏡筒 47・・・内部鏡筒 48・・・精密ねじ 49・・・反射セル 50・・・液状反射材 52・・・レーザ水準器 54・・・気泡 56・・・レーザ光源 57・・・光束 59・・・脚部 60・・・オートコリメータ 64・・・仮想基準ライン 65・・・スキャナ 66・・・光束 67・・・アダプタ鏡筒 71・・・対物レンズ 72・・・制御部 73・・・駆動部 74・・・入力部 75・・・支柱 76・・・支柱 79・・・棒材 80・・・焦点板 81・・・指標 84・・・光像 86・・・精密ねじ 87・・・蓋板 88・・・底板     DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measuring device body 2 ... Adjustment jig 3 ... Horizontal stand 4 ... Vertical wall 6 ... Mirror 7 ... Mirror 8 ... Precision screw 9 ... Semiconductor laser light source DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Beam splitter 11 ... 1st collimator lens 13 ... Light-receiving part 14 ... 1st optical path light beam 15 ... 2nd collimator lens 16 ... 2nd optical path light beam 18 ... Display part 19 ... Indicator 21 ... Precision screw 22 ... Shielding plate 23 ... Light image 24 ... Precision screw 30 ... Optical axis 35 ... Lens 36 ... Pinhole plate 37 ... Pinhole 38 ... Lens 39 ... Second light quantity detection unit 41 ... First light quantity detection unit 45 ... Reflection unit 46 ... External lens tube 47・ Inner barrel 48 ... Precision screw 49 ... Reflection cell 50 ... Liquid reflector 52 ... Laser level 54 ... Bubble 56 ... Laser light source 57 ... Flux 59 ... Leg part 60 ... Autocollimator 64 ... Virtual reference line 65 ... Scanner 66 ... Light beam 67 ... Adapter barrel 71 ... Objective lens 72 ... Control part 73 ... Drive part 74 ... Input unit 75 ... Support 76 ... Support 79 ... Bar material 80 ... Focal plate 81 ... Indicator 84 ... Light image 86 ... Precision screw 87 ... Lid Plate 88 ... Bottom plate

Claims (4)

光束を下方の垂直方向に発するよう本体に取り付けた半導体レーザ光源と、このレーザ光源からの光束を第1コリメータレンズで受けて本体外部に平行光束として向かわせる第1光路光束と、前記レーザ光源と第1コリメータレンズ間に設置した45度の反射面を持ビームスプリッタと、のビームスプリッタで反射し、水平方向になったレーザ光源からの光束を第2コリメータレンズで受けて本体外部に平行光束として向かわせる第2光路光束と外部に向かった第1光路光束と第2光路光束の反転光束による2つの光像が、予め定めた基準点に向かってビームスプリッタ経由で投影される1つの受光部と、受光部に投影された光像を指標位置に表示する表示部、とを有して構成されこの本体を水平方向の被測定物測定面に設置したとき、第1光路光束をその設置測定面に、第2光路光束を垂直方向に設置した被測定物の垂直方向測定面に向かわせ、その両反転光束による光像を表示部に表示し、被測定物の垂直方向測定面傾きを、表示部の指標位置と光像表示位置のずれとして検出するようにしたことを特徴とする傾き測定器。 A semiconductor laser light source mounted on the main body so as to emit a light beam in a vertical direction below, a first optical path light beam that receives the light beam from the laser light source by a first collimator lens and directs it as a parallel light beam outside the main body, and the laser light source; and lifting one beam splitter reflecting surface of 45 degrees was placed between the first collimator lens, reflected by the beam splitter this, parallel to the body outside the light beam from the laser light source is horizontally received in the second collimator lens Two optical images of a second optical path light beam that is directed as a light beam, and an inverted light beam of the first optical path light beam and the second optical path light beam that are directed to the outside, are projected onto a predetermined reference point via a beam splitter. a light receiving unit, a display unit for displaying a light image projected on the light receiving portion to the index position, is configured to have a city, and was placed the body to be measured measurement surface in the horizontal direction , The first optical path light beam to the installation measuring surface thereof, a second optical path light beam was directed to the vertical direction measurement surface of the measured object is placed in the vertical direction, it is displayed on the display unit the light image formed by the two reversal light flux to be measured A tilt measuring instrument characterized in that the vertical measuring plane tilt of an object is detected as a deviation between an index position of a display unit and a light image display position . 内部に液状反射材が封入され蓋体を透明体とした反射部を、第1コリメータレンズを通過した第1光路光束中に設置し、この本体を水平方向の被測定物測定面に設置したとき、第1光路光束を反射部の液状反射材に、第2光路光束を垂直方向に設置した被測定物の垂直方向測定面に向かわせ、その両反転光束による光像を表示部に表示し、被測定物の水平方向測定面傾きと垂直方向測定面傾きを、表示部の指標位置と光像表示位置のずれとして検出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の傾き測定器。 When a reflective part with a liquid reflecting material sealed inside and a lid as a transparent body is installed in the first optical path light beam that has passed through the first collimator lens, and this main body is installed on the measurement object measuring surface in the horizontal direction The first optical path light beam is directed to the liquid reflecting material of the reflecting part, the second optical path light beam is directed to the vertical measuring surface of the object to be measured, and the light image by the both inverted light beams is displayed on the display part. 2. The tilt measuring instrument according to claim 1 , wherein the horizontal measuring surface tilt and the vertical measuring surface tilt of the object to be measured are detected as a deviation between the index position of the display unit and the optical image display position . 光束を下方の垂直方向に発するよう本体に取り付けた半導体レーザ光源と、このレーザ光源からの光束を第1コリメータレンズで受けて平行光束とする第1光路光束と、第1コリメータレンズを通過した第1光路光束中に設置され、蓋体と底板が透明体で内部に液状反射材を封入した反射部と、この反射部を通過した第1光路光束中に設置され、第1光路光束を本体外の任意位置まで延長して結像するオートフォーカス式対物レンズと、このオートフォーカス式対物レンズが延長する第1光路光束の任意結像位置に設置され、予め定めた基準位置に指標が付されている焦点板と、前記レーザ光源と第1コリメータレンズ間に設置した45度の反射面を持つビームスプリッタと、このビームスプリッタで反射し、水平方向になったレーザ光源からの光束を第2コリメータレンズで受けて本体外部に平行光束として向かわせる第2光路光束と、前記反射部の液状反射材と焦点板で反射した第1光路光束と、第2光路光束の反転光束による光像が、予め定めた基準点に向かってビームスプリッタ経由で投影される1つの受光部と、受光部に投影された光像を指標位置に表示する表示部、とを有して構成されこの本体1を水平方向の被測定物測定面面に設置したとき、第1光路光束を反射部の液状反射材と第1光路光束の延長方向任意位置に設置した焦点板に向かわせ、第2光路光束を垂直方向に設置した被測定物の垂直方向測定面に向かわせ、その反転光束による光像を表示部に表示し、第1光路光束による本体設置測定面の水平方向傾きと、焦点板設置位置の垂直方向傾きと、第2光束光路による垂直方向測定面傾きを、表示部の指標位置と光像表示位置のずれとして検出するようにしたことを特徴とする傾き測定器。 A semiconductor laser light source attached to the main body so as to emit a light beam in a vertical direction below, a first optical path light beam that is received by the first collimator lens as a parallel light beam, and a first light beam that has passed through the first collimator lens. Installed in a single optical path beam, with the lid and bottom plate transparent and encapsulating a liquid reflector inside, and in the first optical path beam that has passed through the reflective part, the first optical path beam is outside the body. An autofocus objective lens that extends to an arbitrary position and forms an image, and an arbitrary imaging position of the first optical path light beam that the autofocus objective lens extends, and an index is attached to a predetermined reference position A focusing plate, a beam splitter having a reflection surface of 45 degrees installed between the laser light source and the first collimator lens, and a laser light source reflected horizontally by the beam splitter Received by the second collimator lens and directed to the outside of the main body as a parallel light beam, a first light beam reflected by the liquid reflecting material and the focusing plate of the reflecting portion, and an inverted light beam of the second light beam Is configured to include one light receiving unit projected via a beam splitter toward a predetermined reference point, and a display unit that displays the light image projected on the light receiving unit at an index position. When the main body 1 is installed on the surface to be measured in the horizontal direction, the first optical path light beam is directed to the liquid reflecting material of the reflecting portion and the focusing screen installed at an arbitrary position in the extension direction of the first optical path light beam. The two-light path light beam is directed to the vertical measurement surface of the object to be measured installed in the vertical direction, a light image by the inverted light beam is displayed on the display unit, the horizontal inclination of the main body installation measurement surface by the first light path light beam, and the focal point The vertical inclination of the board installation position and the second light Inclination measuring device, characterized in that the vertical measurement surface tilt due to the optical path, and detected as a deviation of the index position and the optical image display position of the display unit. 円錐状とした反射セルの内部に液状反射材を封入し、その蓋体と底板を予め角θだけ傾斜を持たせて第1光路光束中に設置され、この角θを調整部材で調整できるようにした反射部としたことを特徴とする請求項記載の傾き測定器。 A liquid reflecting material is sealed inside the conical reflecting cell, and the lid and bottom plate are preliminarily inclined by an angle θ and installed in the first light path beam so that the angle θ can be adjusted by an adjusting member. 4. The inclination measuring device according to claim 3 , wherein the tilt measuring device is a reflecting portion .
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