JPH049707A - System for projecting visible laser light in surveying apparatus - Google Patents

System for projecting visible laser light in surveying apparatus

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JPH049707A
JPH049707A JP11369490A JP11369490A JPH049707A JP H049707 A JPH049707 A JP H049707A JP 11369490 A JP11369490 A JP 11369490A JP 11369490 A JP11369490 A JP 11369490A JP H049707 A JPH049707 A JP H049707A
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projection
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Noriyuki Toga
戸賀 仙之
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Abstract

PURPOSE:To easily recognize with eyes a visible laser beam on a target by condensing the laser beam onto a condensing point by a relay lens so as to increase the distance from the relay lens to the condensing point in relation to the distance from a visible laser diode to the relay lens. CONSTITUTION:A laser light projected from a diode 1 is condensed by a lens 2 so that the distance B from the lens 2 to a condensing point P is larger than the distance A from a visible laser diode 1 to the lens 2. Accordingly, the divergence angle of the beam reaching a projecting lens 3 can be made smaller than the divergence angle of the laser light projected from the diode 1. As a result of this, even if the distance of the lens 3 from the diode 1 is secured enough so as to provide a compensator 4, the diameter D of the beam projected from the lens 3 can be made relatively small. Therefore, the illuminance of the beam per unit area is increased, so that the beam can be recognized by eyes.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工事測量等に用いる、可視レーザー光を目標上
に投射して基準位置を求める測量機械における可視光レ
ーザー光の投射光学系の構成に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to the configuration of a visible laser beam projection optical system in a surveying machine used for construction surveying, etc., which projects a visible laser beam onto a target to determine a reference position. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、視認可能なレーザー光を目標上に投射する測量機
械においては、HeNeガスレーザーを使用し、レーザ
ー発振管より射出するレーザー光を鏡筒部を通して目標
に投射して、測量点を定めていた。そして、この場合、
HeNeガスレーザーの発振管は大形であることから、
一般には発振管を鏡筒部の外部に設け、光学系によりレ
ーザービームを鏡筒内に導いて、鏡筒よりレーザー光を
投射していた。
Conventionally, surveying machines that project a visible laser beam onto a target use a HeNe gas laser, and the laser beam emitted from a laser oscillation tube is projected onto the target through a lens barrel to determine the survey point. . And in this case,
Since the oscillation tube of a HeNe gas laser is large,
Generally, an oscillation tube is provided outside the lens barrel, a laser beam is guided into the lens barrel by an optical system, and the laser beam is projected from the lens barrel.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記した従来のレーザー光を目標上に投射する測量機械
における第一の問題点は、発振管が大形であることから
機械全体が大形になり、機械の取扱いや操作が不便且つ
困難であることにある。
The first problem with the above-mentioned conventional surveying machines that project laser beams onto targets is that the oscillation tube is large, making the entire machine large, making handling and operation of the machine inconvenient and difficult. There is a particular thing.

また、HeNeガスレーザーは、その発振に1200V
程度の高電圧を必要とすることから、般にAC電源(電
灯線)を使用する必要があるのみならず、パワーユニッ
ト(昇圧器)を併用しなければならないので、更に機械
の取扱いを不便なものにする問題があった。
In addition, the HeNe gas laser uses 1200V for its oscillation.
Since it requires a relatively high voltage, it is generally not only necessary to use an AC power source (light line), but also a power unit (booster) must be used, which further makes handling of the machine inconvenient. There was a problem.

また更に、前述の如く、外部に設けた発振管から光学系
によりレーザービームを鏡筒部内に導く必要があるため
、光学系の構造が複雑で高価となるのみならず、レーザ
ー光の投射方向に誤差が生じる問題が往々にしてあった
Furthermore, as mentioned above, it is necessary to guide the laser beam from an external oscillation tube into the lens barrel using an optical system, which not only makes the structure of the optical system complicated and expensive, but also There were often problems with errors.

そこで本願の特許出願人は、平成元年(1989年)3
月24日付出願の平成1年特許願第73446号によっ
て、レーザー光を鏡筒部より投射する測量機械において
、可視光線を発光する可視光レーザーダイオードを使用
し、該レーザーダイオードを駆動させるための駆動回路
と、電源となるバッテリー等を、鏡筒部に一体に組込む
ことができる測量機械を提供し、機械を大形にすること
なく、視認可能なレーザー光を目標に向けて投射するこ
とができ、且つ、可視光レーザーの発光に係わるすべて
の要素が一体的に鏡筒部に組込み可能にし、電源コード
の引回しや別個のパワーユニットの取扱いを不要にする
ことができ、取扱い操作が簡便で安価な視認可能なレー
ザー光を目標上に投射することができる測量機械を提供
するものであるが、この場合、次の2点の問題がある。
Therefore, the patent applicant of this application filed the patent application on March 3, 1989.
According to Patent Application No. 73446 of 1999 filed on May 24, a surveying machine that projects laser light from a lens barrel uses a visible light laser diode that emits visible light, and a drive for driving the laser diode. We provide a surveying machine that can integrate a circuit and a battery that serves as a power source into the lens barrel, and can project a visible laser beam toward a target without increasing the size of the machine. In addition, all elements related to visible light laser emission can be integrated into the lens barrel, eliminating the need for running power cords or handling a separate power unit, making handling easy and inexpensive. However, in this case, there are the following two problems.

第1の問題点は第6図に示しである。The first problem is shown in FIG.

即ち、第6図は、可視光レーザーダイオード1から放射
するレーザー光を、投射レンズ5により平行ビームとし
て投射する構成において、測量機械の据付は誤差等によ
る鏡筒部の僅かな傾きに対し、投射する可視レーザー光
の方向を一定に維持することができるコンペンセーター
4を配置するために、投射レンズ5と可視光レーザーダ
イオード1との間隔Cを充分に確保した例であるが、こ
の場合、可視光レーザーダイオード1から放射するレー
ザー光は、約12°から30°の開き角度をもって投射
レンズ5に到達するために、かなり大キなビーム系Eと
なって投射レンズ5より放射され、該ビームの単位面積
当たりの照度が低下してしまうために、ビームを視認で
きなくなるという問題が生じる。
That is, FIG. 6 shows a configuration in which the laser beam emitted from the visible light laser diode 1 is projected as a parallel beam by the projection lens 5, and the installation of the surveying machine is difficult to prevent the projection from slightly tilting due to errors or the like. In this example, a sufficient distance C is secured between the projection lens 5 and the visible laser diode 1 in order to arrange a compensator 4 that can maintain a constant direction of the visible laser beam. The laser light emitted from the optical laser diode 1 reaches the projection lens 5 with an opening angle of about 12° to 30°, so it becomes a fairly large beam system E and is emitted from the projection lens 5. Since the illuminance per unit area decreases, a problem arises in that the beam cannot be visually recognized.

勿論、投射レンズ5を矢印方向に移動させ、レーザー光
を目標において集光させればビームの単位面積当たり照
度が上昇し、視認可能となるが、レーザー光の集光作業
はレーザー光の状態を見ながら行うので、当初のビーム
が視認できないということは、ビームがどこにあるかも
判断できないので、その集光作業自体に困難が伴う。
Of course, if the projection lens 5 is moved in the direction of the arrow and the laser beam is focused on the target, the illuminance per unit area of the beam will increase and it will become visible, but the work of focusing the laser beam requires checking the state of the laser beam. Since this is done while looking at the beam, the fact that the original beam cannot be seen means that it is also impossible to determine where the beam is, making the focusing process itself difficult.

第2の問題点は 第7図に示しである。The second problem is shown in FIG.

即ち、前記の問題点を解消するために、第7図に示すよ
うに、投射レンズ6の焦点距離をごく短くし、投射レン
ズ6と可視光レーザーダイオード1との間隔を短くすれ
ば、投射レンズ6から放射されるビーム径Fが小さくな
り、ビームの単位面積当たりの照度が増して視認が可能
となるが、その反面、前記したコンペンセーター4を配
置することが不可能となってしまう。
That is, in order to solve the above-mentioned problem, as shown in FIG. The diameter F of the beam emitted from the beam 6 becomes smaller, the illuminance per unit area of the beam increases, and visual recognition becomes possible, but on the other hand, it becomes impossible to arrange the compensator 4 described above.

また、目標上のビーム径を更に充分小さくするために、
前記出願例と同様に投射レンズ6を矢印方向に移動させ
、レーザー光を目標上において集光させる場合において
は、その移動に伴って発生する投射レンズの偏心的移動
(第6図および第7図においては図解を見易くするため
に、光源の移動量りとして図解しである)が、投射レン
ズから放射するビームの方向にβのように大きな角度誤
差を発生する。
In addition, in order to make the beam diameter on the target even smaller,
In the case where the projection lens 6 is moved in the direction of the arrow and the laser beam is focused on the target as in the above-mentioned application example, eccentric movement of the projection lens that occurs due to the movement (Figs. 6 and 7) (In order to make the illustration easier to read, the amount of movement of the light source is shown in the figure), which causes a large angular error like β in the direction of the beam emitted from the projection lens.

ここで、 tan   α=h/C tan  β=h/A   より、 C>A   であれば1 、・、αくβ となる。here, tan α=h/C From tan β=h/A, If C>A then 1 ,・,α becomes β.

また、投射レンズでレーザー光を目標上に集光サセる光
学系において、可視光レーサータイオードから射出する
視認可能なレーザー光を、光量の半分反射するハーフミ
ラ−のようなビーム・スプリンタ−で反射させたのち投
射レンズにより目標に向けて投射すると同時に、目標か
ら投射レンズに入射した光を前記ビーム・スプリッター
で透過させ接眼レンズを通して観測することにより、目
標上の可視光レーザービームの集光状態及び投射位置を
測量機の鏡筒部で視認可−能にしたものにあっては、前
記ビーム・スプリッターが投射レーザー光の光量を半分
に削減して目標上のビーム光を暗くする一方、それを観
測するための光もビーム・スプリンタ−で半分に削減す
るから、鏡筒部での視認も困難になる問題がある。
In addition, in an optical system that uses a projection lens to focus laser light onto a target, a beam splinter such as a half mirror that reflects half of the visible laser light emitted from a visible light laser diode is used. After being reflected, the visible laser beam is projected toward the target using the projection lens, and at the same time, the light that enters the projection lens from the target is transmitted through the beam splitter and observed through the eyepiece, thereby determining the convergence state of the visible laser beam on the target. In the case where the projection position is made visible through the lens barrel of the surveying instrument, the beam splitter reduces the intensity of the projected laser beam by half and darkens the beam on the target. The beam splitter cuts the light used to observe the beam in half, making it difficult to see it through the lens barrel.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明は、第1図に示すように、可視レーザー
光を目標上に投射して基準位置を求める測量機械におい
て、可視光レーザーダイオード1からリレーレンズ2に
至る距離Aに対し、リレーレンズ2から集光点Pに至る
距離Bが大きくなるように、可視光レーザーダイオード
】より放射するレーザー光をリレーレンズ2によって前
記集光点Pに集光させ、該集光点Pを通過するレーザー
光を、投射レンズ3により目標上に投射するようにした
ことを特徴とする測量機械における可視レーザー光の投
射光学系を提供し、前記記載の投射光学系において、リ
レーレンズ2より投射レンズ3に至る光路内にコンペン
セーター4を配置し、投射するレーザー光の方向を一定
に維持するように構成したことを特徴とする測量機械に
おける可視レーザー光の投射光学系を提供し、また、第
4図に示す如く、前記の投射光学系において、投射レン
ズ3より射出するレーザー光光路上に、モーター16に
より回転するペンタプリズム13を設け、該レーザー光
を水平面上に走査させるようにしたことを特徴とする測
量機械における可視レーザー光の投射光学系を提供する
と共に、第5図示の如く、前記の投射光学系おいて、投
射レンズ3より射出するレーザー光光路上に、モーター
16により回転するペンタプリズム13を設け、該レー
ザー光を鉛直面上に走査させるようにしたことを特徴と
する測量機械における可視レーザー光の投射光学系を提
供し、また、第1図又は第2図に示す如く、前記の投射
光学系において、投射レンズ3を光路に沿って移動可能
に構成し、目標上に投射するレーザー光を集光可能にし
たことを特徴とする測量機械における可視レーザー光の
投射光学系を提供し、更に、第2図に示す如く、前記の
投射光学系において、リレーレンズ2より投射レンズ3
に至る光路内に、投射レンズ3の外周に入射した光線を
反射する反射部材7および8と、正立レンズ系9、接眼
レンズ系10等から成る目標観測光学系を設けたことを
特徴とする測量機械における可視レーザー光の投射光学
系を提供し、更に、第3図に示す如く、可視光レーザー
ダイオード1、リレーレンズ2)およびコンペンセータ
ー4を投射レンズ3に対して反射部材7を介して配置し
、正立レンズ系9、接眼レンズ系10などから成る目標
観測光学系を反射部材7の外周を通る光軸に沿って投射
レンズ3と同軸的に設けたことを特徴とする測量機械に
おける可視レーザー光の投射光学系を提供しようとする
ものである。
Therefore, as shown in FIG. 1, in a surveying machine that projects a visible laser beam onto a target to determine a reference position, the relay lens The laser beam emitted from the visible light laser diode is focused on the focal point P by the relay lens 2 so that the distance B from the visible light laser diode to the focal point P becomes large, and the laser beam passes through the focal point P. Provided is a visible laser light projection optical system for a surveying machine, characterized in that light is projected onto a target by a projection lens 3, and in the projection optical system described above, the projection lens 3 is projected from the relay lens 2 to the projection lens 3. Provided is a visible laser light projection optical system for a surveying machine, characterized in that a compensator 4 is disposed in the optical path to maintain the direction of the projected laser light constant; As shown in , the above projection optical system is characterized in that a pentaprism 13 rotated by a motor 16 is provided on the optical path of the laser beam emitted from the projection lens 3, and the laser beam is scanned on a horizontal plane. In addition, as shown in FIG. The present invention provides a visible laser beam projection optical system for a surveying machine, characterized in that the laser beam is scanned on a vertical surface, and as shown in FIG. 1 or FIG. Provided is a visible laser light projection optical system for a surveying machine, characterized in that in the projection optical system, the projection lens 3 is configured to be movable along an optical path so that laser light to be projected onto a target can be focused. Furthermore, as shown in FIG. 2, in the projection optical system, the projection lens 3 is
A target observation optical system consisting of reflecting members 7 and 8 that reflect the light beam incident on the outer periphery of the projection lens 3, an erecting lens system 9, an eyepiece system 10, etc. is provided in the optical path leading to the projection lens 3. A visible laser light projection optical system for a surveying machine is provided, and as shown in FIG. A surveying machine characterized in that a target observation optical system consisting of an erecting lens system 9, an eyepiece system 10, etc. is provided coaxially with the projection lens 3 along an optical axis passing through the outer periphery of the reflecting member 7. The present invention aims to provide a projection optical system for visible laser light.

〔作用〕[Effect]

本発明は、前記した問題点を解消するもので、第1図に
示すようにリレーレンズ2を設け、可視光レーザーダイ
オード1よりリレーレンズ2に至る距離Aに対し、リレ
ーレンズ2より集光点Pに至る距MBが大きくなるよう
に、可視光レーザーダイオード】より放射するレーザー
光をリレーレンズ2によって集光させることにより、投
射レンズ3に到達するビームの開き角度を、可視光レー
ザーダイオード1から放射するレーザー光の開き角度よ
りも小さくすることができ、これにより、コンペンセー
ター4を配置するために、投射レンズ3と可視光レーザ
ーダイオードlとの間隔を充分に確保しても、放射レン
ズ3より放射するビーム径りを比較的に小さくすること
ができ、これに伴ってビームの単位面積当たりの照度が
増し視認が容易となる。また、レーザー光を目標上に集
光させるために、投射レンズ3を矢印方向に移動させて
も、移動に伴う前記した放射方向に及ぼす角度誤差αは
、第6図の従前例と同様に小さくて済むこととなる。ま
た、第4図のように、回転するペンタプリズムを付加し
たことにより、レーザービームを水平面上に回転させ全
円周どこにおいても水平点がマークできるようにするこ
とができ、第5図のように、回転するペンタプリズムを
付加して、レーザービームを鉛直面内に回転させ、鉛直
面内のどこにおいても鉛直点がマークできるようにする
ことができる。更に、第2図または第3図に示すように
、放射レンズ3を共用して観測望遠鏡を付加した本発明
の可視レーザー光の投射光学系によれば、この場合、目
標と投射されるレーザービームを視差なく同軸上で観測
することができ、且つ、放射レンズ3の移動調整により
、観測望遠鏡のピントを目標に合わせれば、それと同時
に自動的にレーザービームも目標上に集光されるという
利点がある。
The present invention solves the above-mentioned problems, and as shown in FIG. By condensing the laser light emitted from the visible light laser diode 1 with the relay lens 2, the opening angle of the beam reaching the projection lens 3 is changed from the visible light laser diode 1 so that the distance MB to P becomes large. This can be made smaller than the opening angle of the emitted laser beam, and as a result, even if a sufficient distance is secured between the projection lens 3 and the visible light laser diode l in order to arrange the compensator 4, the radiation lens 3 The radius of the emitted beam can be made relatively small, and accordingly, the illuminance per unit area of the beam increases, making visual recognition easier. Furthermore, even if the projection lens 3 is moved in the direction of the arrow in order to focus the laser beam on the target, the angular error α caused by the movement in the radiation direction described above is as small as in the conventional example shown in FIG. It will be done. In addition, by adding a rotating pentaprism as shown in Figure 4, it is possible to rotate the laser beam on a horizontal plane and mark a horizontal point anywhere on the entire circumference, as shown in Figure 5. A rotating pentaprism can be added to rotate the laser beam in the vertical plane so that a vertical point can be marked anywhere in the vertical plane. Furthermore, as shown in FIG. 2 or 3, according to the visible laser beam projection optical system of the present invention in which the radiation lens 3 is shared and an observation telescope is added, in this case, the target and the projected laser beam can be observed on the same axis without parallax, and the advantage is that by adjusting the movement of the radiation lens 3, when the observation telescope is focused on the target, the laser beam is automatically focused on the target at the same time. be.

この場合、反射部材7は反射すべき光の全量を反射し、
透過すべき光の全量をその内周又は外周の透過部分を通
って透過するため、投射光量の減少は無くなると共に、
観測光量の減少が少なくて済むという利点がある。
In this case, the reflecting member 7 reflects the entire amount of light that should be reflected,
Since the entire amount of light to be transmitted is transmitted through the transparent portion on the inner or outer periphery, there is no reduction in the amount of projected light, and
This has the advantage that there is only a small decrease in the amount of observation light.

なお、第3図示の投射光学系は、第2図示の応用的変形
として、観測望遠鏡を放射レンズ3の光軸と同軸的に設
け、レーザービーム放射系を反射部材と組み合わせたも
のである。
The projection optical system shown in FIG. 3 is an applied modification of the system shown in FIG. 2, in which an observation telescope is provided coaxially with the optical axis of the radiation lens 3, and a laser beam radiation system is combined with a reflecting member.

〔実施例〕〔Example〕

以下図示する実施例により本発明に係る測量機械におけ
る可視光レーザー光の投射光学系を詳細に説明すると、
第1図に示す実施例において、1は可視光レーザーダイ
オードで、わずかな電子パーツを搭載したごく小さな回
路基板からなる駆動回路により駆動することができ、そ
の電源となるバッテリーは、例えば】、5v乾電池4I
Ffjからなる6v程度のもので充分であり、鏡筒の大
きさを大巾に変えることなく、鏡筒内に一体に収納する
ことができる。図では、前記バッテリー収納部、駆動回
路基板等の構造は省略しである。可視光レーザーダイオ
ード1の射出する可視レーザー光の光軸に沿って、リレ
ーレンズ2及び投射レンズ3が配置してあり、可視光レ
ーザーダイオードlからリレーレンズ2に至る距離Aに
対し、リレーレンズ2から集光点Pに至る距離Bが大き
くなるように、可視光レーザーダイオード1より放射す
るレーザー光をリレーレンズ2によって前記集光点Pに
集光させ、該集光点Pを通過するレーザー光を、該集光
点Pから距離C隔てて配置した投射レンズ3により目標
上に投射するように構成しである。4は、リレーレンズ
2より投射レンズ3に至る光路内に配置したコンペンセ
ーターで、測量機械の据付は誤差等による鏡筒の僅かな
傾きに対して、投射する可視レーザー光の方向を一定に
維持するものである。
The visible laser beam projection optical system in the surveying machine according to the present invention will be explained in detail with reference to the embodiments illustrated below.
In the embodiment shown in FIG. 1, 1 is a visible light laser diode, which can be driven by a drive circuit consisting of a very small circuit board equipped with a few electronic parts, and its power source is a battery of, for example, 5V. Dry battery 4I
A voltage of about 6V consisting of Ffj is sufficient, and it can be housed integrally within the lens barrel without changing the size of the lens barrel to a large width. In the figure, structures such as the battery storage section and the drive circuit board are omitted. A relay lens 2 and a projection lens 3 are arranged along the optical axis of the visible laser light emitted from the visible laser diode 1. The laser beam emitted from the visible laser diode 1 is focused on the focal point P by the relay lens 2 so that the distance B from the visible laser diode 1 to the focal point P becomes large, and the laser beam passing through the focal point P is projected onto a target by a projection lens 3 placed a distance C from the condensing point P. 4 is a compensator placed in the optical path from the relay lens 2 to the projection lens 3, which maintains the direction of the projected visible laser light constant even if the lens barrel is slightly tilted due to errors in the installation of the surveying machine. It is something to do.

第2図の実施例は、第1図に記載の投射光学系において
、リレーレンズ2より投射レンズ3に至る光路内に、可
視光レーザーダイオード1から射出したレーザー光を中
央部で透過すると共に、目標から投射レンズ3の外周に
入射した光線を外周部で反射する反射部材7を設けると
共に、該反射部材7で反射した光線を投射光軸に沿って
並列的に反射させ観測光軸を構成する反射部材8を設け
て、その反射光軸に正立レンズ系9、接眼レンズ系10
等の目標観測光学系からなる観測望遠鏡を鏡筒11内に
併設したものである。
In the embodiment shown in FIG. 2, in the projection optical system shown in FIG. 1, the laser beam emitted from the visible laser diode 1 is transmitted in the optical path from the relay lens 2 to the projection lens 3 at the center, and A reflecting member 7 is provided to reflect the light rays incident on the outer periphery of the projection lens 3 from the target at the outer periphery, and the rays reflected by the reflecting member 7 are reflected in parallel along the projection optical axis to form an observation optical axis. A reflecting member 8 is provided, and an erecting lens system 9 and an eyepiece lens system 10 are arranged on the reflecting optical axis.
An observation telescope consisting of a target observation optical system such as the following is installed inside the lens barrel 11.

この場合、反射部材7が投射光軸方向から見て円板状を
なすとし、直径をD、中央透過部分の径をdとすると、
観測望遠鏡で観測する光量の内、反射部材7で削減する
光量は、 となるから、例えば、中央透過部分の径dが1に対して
反射部材7の直径りが3であれば、削減する光量は1/
9となるように面積比率で小さくすることができる。
In this case, assuming that the reflecting member 7 has a disk shape when viewed from the projection optical axis direction, the diameter is D, and the diameter of the central transmission portion is d, then
Of the amount of light observed by the observation telescope, the amount of light that is reduced by the reflecting member 7 is as follows.For example, if the diameter d of the central transmission part is 1 and the diameter of the reflecting member 7 is 3, the amount of light that is reduced is is 1/
The area ratio can be reduced to 9.

第3図の実施例における投射光学系は、第2図示の光学
系の応用的変形として、観測望遠鏡を放射レンズ3の光
軸と同軸的に設け、レーザービーム放射系を反射部材7
と組み合わせて併設したものである。
The projection optical system in the embodiment shown in FIG. 3 is an applied modification of the optical system shown in FIG.
It was installed in combination with

即ち、第1図の投射光学系において、鏡ff1ll内に
、可視光レーザーダイオード1、リレーレンズ2)およ
びコンペンセーター4を投射レンズ3に対して反射部材
8.7を介して配置し、正立レンズ系9、接眼レンズ系
10等から成る目標観測光学系の観測望遠鏡を投射レン
ズ3と同軸的に設けたことを特徴とする測量機械におけ
る可視レーザー光の投射光学系である。この場合、可視
光レーザーダイオード1のレーザー光はリレーレンズ2
を介して、その全量が反射部材8から反射部材7の中央
反射部分で反射され投射レンズ3により目標に可視レー
ザー光を投射する一方、投射レンズ3の外周に入射した
光線は反射部材7の外周透過部分から同軸的に正立レン
ズ系9、接眼レンズ系10等の目標観測光学系からなる
観測望遠鏡に入射し、目標上の可視光レーザービームを
観測することができる。このとき、目標観測光学系に入
射する光量の反射部材7による削減量は、反射部材7が
投射光軸方向から見て円板状をなすとし、直径をD、中
央反射部分の径をdとすると、観測望遠鏡で観測する光
量の内、反射部材7で減少する光量は、 となるから、第2図の実施例と同様である。
That is, in the projection optical system of FIG. 1, a visible light laser diode 1, a relay lens 2) and a compensator 4 are arranged in a mirror ff1ll with respect to the projection lens 3 via a reflecting member 8.7, and This optical system for projecting visible laser light in a surveying machine is characterized in that an observation telescope of a target observation optical system consisting of a lens system 9, an eyepiece system 10, etc. is provided coaxially with a projection lens 3. In this case, the laser light from the visible laser diode 1 is transmitted through the relay lens 2.
The entire amount of the laser beam is reflected from the reflecting member 8 at the central reflecting part of the reflecting member 7, and the visible laser beam is projected onto the target by the projection lens 3. On the other hand, the light beam incident on the outer periphery of the projection lens 3 is reflected from the outer periphery of the reflecting member 7. The visible light laser beam enters coaxially from the transparent portion into an observation telescope consisting of target observation optical systems such as an erecting lens system 9 and an eyepiece system 10, and the visible laser beam on the target can be observed. At this time, the amount of reduction in the amount of light incident on the target observation optical system by the reflecting member 7 is calculated by assuming that the reflecting member 7 has a disk shape when viewed from the projection optical axis direction, the diameter is D, and the diameter of the central reflecting portion is d. Then, of the amount of light observed by the observation telescope, the amount of light that is reduced by the reflecting member 7 is as follows, which is the same as the embodiment shown in FIG.

第4図の実施例は、第1図乃至第3図に記載の投射光学
系を有する鏡筒15を鉛直に起立させ、投射レンズ3よ
り射出するレーザー光光路上に、モーター16により回
転するペンタプリズム13を有する回転放射部17を設
け、該レーザー光を放射窓14から水平面上に走査させ
るようにしたことを特徴とする測量機械における可視レ
ーザー光の投射光学系に関するものである。
In the embodiment shown in FIG. 4, the lens barrel 15 having the projection optical system shown in FIGS. The present invention relates to a visible laser beam projection optical system for a surveying machine, characterized in that a rotating radiation section 17 having a prism 13 is provided, and the laser beam is scanned from a radiation window 14 onto a horizontal plane.

第5図の実施例は、第1図乃至第3図に記載の投射光学
系を有する鏡筒15を水平に設置させ、投射レンズ3よ
り射出するレーザー光光路上に、モーター16により回
転するペンタプリズム13を有する回転放射部17を設
け、該レーザー光を放射窓14から鉛直面上に走査させ
るようにしたことを特徴とする測量機械における可視光
レーザー光の投射光学系に関するものである。
In the embodiment shown in FIG. 5, a lens barrel 15 having the projection optical system shown in FIGS. The present invention relates to a visible laser beam projection optical system for a surveying machine, characterized in that a rotating radiation section 17 having a prism 13 is provided, and the laser beam is scanned from a radiation window 14 onto a vertical plane.

〔本発明の効果〕[Effects of the present invention]

以上の通り、本発明は、第1図に示すように、リレーレ
ンズ2を設け、可視光レーザーダイオード1よりリレー
レンズ2に至る距離Aに対し、リレーレンズ2より集光
点Pに至る距離Bが大きくなるように、可視光レーザー
ダイオード1より放射するレーザー光をリレーレンズ2
によって集光させる投射光学系の構成を有するから、投
射レンズ3に到達するビームの開き角度を、可視光レー
ザーダイオード1から放射するレーザー光の開き角度よ
りも小さくし、これにより、コンベンセーター4を配置
するために、投射レンズ3と可視光レーザーダイオード
1との間隔を充分に確保しても、放射レンズ3より放射
するビーム径りを比較的に小さくすることができ、これ
に伴ってビームの単位面積当たりの照度が増し、可視光
レーザービームの目標上における視認が容易となる効果
があり、且つ、前記リレーレンズ2より投射レンズ3に
至る光路内にコンペンセーター4を配置した構成により
、測量機械の据付は誤差等による鏡筒の僅かな傾きに対
し、投射する可視レーザー光の方向を常に一定に維持す
る効果があり、また、前栽の投射光学系において、投射
レンズ3を光路に沿って移動可能に構成し、目標上に投
射するレーザー光を集光可能にした構成により、ビーム
径をより小さく鮮明に目標上に表示する効果があり、且
つ、前記投射光学系の構成において、レーザー光を目標
上に集光させるために、投射レンズ3を光軸に沿って移
動させても、移動に伴う前記した放射方向に及ぼす角度
誤差αは、第6図の従前例と同様に小さくて済む効果が
あり、また、前栽の投射光学系において、投射レンズ3
より射出するレーザー光光路上に、モーター16により
回転するペンタプリズム13を設け、該レーザー光を水
平面上に走査させるようにした構成により、同一水平面
上の全円周どこにおいても水平点がマークできる効果が
あり、同様に、投射レンズ3より射出するレーザー光光
路上に、モーター16により回転するペンタプリズム1
3を設け、該レーザー光を鉛直面上に走査させるように
した構成により、同一鉛直面上の全円周どこにおいても
鉛直点がマークできる効果があり、更に、前記の投射光
学系において、リレーレンズ2より投射レンズ3に至る
光路内に、投射レンズ3の外周に入射した光線を反射す
る反射部材7および8と、正立レンズ系9、接眼レンズ
系10等から成る目標観測光学系を設けた構成、或いは
、可視光レーザーダイオード1、リレーレンズ2)およ
びコンペンセーター4を投射レンズ3に対して反射部材
を介して配置し、正立レンズ系9、接眼レンズ系10な
どから成る目標観測光学系を投射レンズ3と同軸的に設
けた構成により、放射レンズ3を共用して目標観測光学
系を付加した本発明の可視レーザー光の投射光学系によ
れば、目標と投射されるレーザービームを視差な(同軸
上で観測することができ、且つ、放射レンズ3の移動調
整により、観測望遠鏡のピントを目標に合わせれば、そ
れと同時に自動的にレーザービームも目標上に集光され
るという効果があり、この場合、反射部材7は反射すべ
き光の全量を反射し、透過すべき光の全量をその内周又
は外周の透過部分を通って透過するため、投射光量の減
少は無くなると共に、観測光量の減少が少なくて済むか
ら、目標上の可視レーザー光を鮮明に観測することがで
きる効果がある。
As described above, the present invention provides a relay lens 2 as shown in FIG. The laser light emitted from the visible light laser diode 1 is passed through the relay lens 2 so that the
Since the projection optical system has the configuration of condensing the light by Therefore, even if a sufficient distance is secured between the projection lens 3 and the visible light laser diode 1, the diameter of the beam emitted from the radiation lens 3 can be made relatively small. This has the effect of increasing the illumination per unit area and making it easier to see the visible light laser beam on the target.In addition, the compensator 4 is arranged in the optical path from the relay lens 2 to the projection lens 3, which makes surveying possible. The installation of the machine has the effect of always maintaining the direction of the projected visible laser light constant against slight inclinations of the lens barrel due to errors, etc. Also, in the projection optical system of the foreplant, the projection lens 3 is moved along the optical path. By having a movable configuration and condensing the laser beam to be projected onto the target, there is an effect of displaying the beam clearly on the target with a smaller beam diameter, and in the configuration of the projection optical system, the laser beam Even if the projection lens 3 is moved along the optical axis in order to condense the light onto the target, the angular error α caused in the radiation direction due to the movement can be as small as in the conventional example shown in FIG. It is effective, and in the projection optical system of the foreplant, the projection lens 3
A pentaprism 13 rotated by a motor 16 is provided on the optical path of the laser beam emitted from the laser beam, and by scanning the laser beam on a horizontal plane, a horizontal point can be marked anywhere on the entire circumference on the same horizontal plane. Similarly, a pentaprism 1 rotated by a motor 16 is placed on the optical path of the laser beam emitted from the projection lens 3.
3 is provided and the laser beam is scanned on a vertical plane, the vertical point can be marked anywhere on the entire circumference on the same vertical plane.Furthermore, in the projection optical system, the relay In the optical path from the lens 2 to the projection lens 3, there is provided a target observation optical system consisting of reflecting members 7 and 8 that reflect the light beam incident on the outer periphery of the projection lens 3, an erecting lens system 9, an eyepiece system 10, etc. Alternatively, a visible light laser diode 1, a relay lens 2) and a compensator 4 are arranged with respect to a projection lens 3 via a reflecting member, and a target observation optical system consisting of an erecting lens system 9, an eyepiece system 10, etc. According to the visible laser beam projection optical system of the present invention, in which the system is coaxially provided with the projection lens 3, the radiation lens 3 is shared, and a target observation optical system is added. Parallax (observation can be performed on the same axis, and by adjusting the movement of the radiation lens 3, when the observation telescope is focused on the target, the laser beam is automatically focused on the target at the same time.) In this case, the reflecting member 7 reflects the entire amount of light that should be reflected and transmits the entire amount of light that should be transmitted through the transparent portion on the inner or outer periphery, so there is no reduction in the amount of projected light and the observation Since there is only a small decrease in the amount of light, the visible laser beam on the target can be clearly observed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る測量機械における可視レーザー光
の投射光学系の一実施例の要部の概略を示す説明図、第
2図は伯の実施例の要部の概略を示す一部縦断側面図、
第3図は更に他の実施例の要部の概略を示す一部縦断側
面図、第4図はまた異なる他の実施例の要部の概略を示
す一部縦断側面図、第5図は更に異なる伯の実施例の要
部の概略を示す一部縦断側面図、第6図及び第7図は夫
々本発明が解決しようとする問題点を説明するための前
例となる可視レーザー光の投射光学系の概略を示す説明
図である。 1・・・可視光レーザーダイオード 2・・・リレーレンズ 3・・・投射レンズ 4・・・コンペンセーター 5・・・投射レンズ 6・・・投射レンズ 7・・・反射部材 8・・・反射部材 9・・・正立レンズ系 10・・接眼レンズ系 11・・鏡筒 12・・投射レンズ移動枠 13・・ペンタプリズム 14・・放射窓 15・・鏡筒 ・モーター ・回転放射部 第 図 第4 図 第 図 ■ 第 図 第6図 手続補正書 平成2年9月3日 事件との関係
Fig. 1 is an explanatory diagram schematically showing the main part of an embodiment of the visible laser beam projection optical system in the surveying machine according to the present invention, and Fig. 2 is a partial longitudinal section showing the outline of the main part of the embodiment of Haku. Side view,
FIG. 3 is a partially longitudinal side view schematically showing the main part of another embodiment, FIG. 4 is a partially longitudinal side view schematically showing the main part of another different embodiment, and FIG. 5 is a further 6 and 7 are partially longitudinal side views schematically showing main parts of different embodiments, respectively, showing projection optics for visible laser light, which serve as precedents for explaining the problems to be solved by the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the system. 1... Visible light laser diode 2... Relay lens 3... Projection lens 4... Compensator 5... Projection lens 6... Projection lens 7... Reflection member 8... Reflection member 9... Erecting lens system 10... Eyepiece system 11... Lens barrel 12... Projection lens moving frame 13... Pentaprism 14... Emission window 15... Lens barrel, motor, rotating radiator section. 4 Figure Figure ■ Figure 6 Procedural Amendment Relationship with the September 3, 1990 Incident

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)可視レーザー光を目標上に投射して基準位置を求
める測量機械において、可視光レーザーダイオード1か
らリレーレンズ2に至る距離Aに対し、リレーレンズ2
から集光点Pに至る距離Bが大きくなるように、可視光
レーザーダイオード1より放射するレーザー光をリレー
レンズ2によって前記集光点Pに集光させ、該集光点P
を通過するレーザー光を、投射レンズ3により目標上に
投射するようにしたことを特徴とする測量機械における
可視レーザー光の投射光学系
(1) In a surveying machine that determines a reference position by projecting a visible laser beam onto a target, the distance A from the visible laser diode 1 to the relay lens 2 is
The laser beam emitted from the visible laser diode 1 is focused on the focal point P by the relay lens 2 so that the distance B from the visible laser diode 1 to the focal point P becomes large.
A projection optical system for visible laser light in a surveying machine, characterized in that the laser light passing through is projected onto a target by a projection lens 3.
(2)特許請求の範囲(1)に記載の投射光学系におい
て、リレーレンズ2より投射レンズ3に至る光路内に、
投射するレーザー光の方向を一定に維持するためのコン
ペンセーター4を配置したことを特徴とする測量機械に
おける可視レーザー光の投射光学系
(2) In the projection optical system according to claim (1), in the optical path from the relay lens 2 to the projection lens 3,
A visible laser beam projection optical system for a surveying machine, characterized in that a compensator 4 is arranged to maintain a constant direction of the projected laser beam.
(3)特許請求の範囲(1)または(2)に記載の投射
光学系において、投射レンズ3より射出するレーザー光
光路上に、モーター16により回転するペンタプリズム
13を設け、該レーザー光を水平面上に走査させるよう
にしたことを特徴とする測量機械における可視レーザー
光の投射光学系
(3) In the projection optical system according to claim (1) or (2), a pentaprism 13 rotated by a motor 16 is provided on the optical path of the laser beam emitted from the projection lens 3, and the laser beam is directed onto a horizontal plane. A projection optical system for visible laser light in a surveying machine, characterized in that it scans upward.
(4)特許請求の範囲(1)または(2)に記載の投射
光学系おいて、投射レンズ3より射出するレーザー光光
路上に、モーター16により回転するペンタプリズム1
3を設け、該レーザー光を鉛直面上に走査させるように
したことを特徴とする測量機械における可視レーザー光
の投射光学系
(4) In the projection optical system according to claim (1) or (2), a pentaprism 1 rotated by a motor 16 is placed on the optical path of the laser beam emitted from the projection lens 3.
3, and the visible laser light projection optical system for a surveying machine is characterized in that the laser light is scanned on a vertical surface.
(5)特許請求の範囲(1)または(2)に記載の投射
光学系において、投射レンズ3を光路に沿って移動可能
に構成し、目標上に投射するレーザー光を集光可能にし
たことを特徴とする測量機械における可視レーザー光の
投射光学系
(5) In the projection optical system according to claim (1) or (2), the projection lens 3 is configured to be movable along the optical path, so that the laser beam to be projected onto the target can be focused. A visible laser light projection optical system for a surveying machine characterized by
(6)特許請求の範囲(1)、(2)または(5)に記
載の投射光学系において、リレーレンズ2より投射レン
ズ3に至る光路内に、投射レンズ3の外周に入射した光
線を反射する反射部材7および8と、正立レンズ系9、
接眼レンズ系10等から成る目標観測光学系を設けたこ
とを特徴とする測量機械における可視レーザー光の投射
光学系
(6) In the projection optical system according to claim (1), (2) or (5), the light beam incident on the outer periphery of the projection lens 3 is reflected in the optical path from the relay lens 2 to the projection lens 3. reflective members 7 and 8, and an erecting lens system 9,
A visible laser light projection optical system for a surveying machine, characterized in that it is equipped with a target observation optical system consisting of an eyepiece system 10, etc.
(7)特許請求の範囲(1)、(2)または(5)にお
いて、可視光レーザーダイオード1、リレーレンズ2、
およびコンペンセーター4を投射レンズ3に対して反射
部材を介して配置し、正立レンズ系9、接眼レンズ系1
0などから成る目標観測光学系を投射レンズ3と同軸的
に設けたことを特徴とする測量機械における可視レーザ
ー光の投射光学系
(7) In claim (1), (2) or (5), the visible light laser diode 1, the relay lens 2,
A compensator 4 is arranged with respect to the projection lens 3 via a reflective member, and an erecting lens system 9 and an eyepiece system 1 are arranged.
A projection optical system for visible laser light in a surveying machine, characterized in that a target observation optical system consisting of 0, etc. is provided coaxially with a projection lens 3.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5077061A (en) * 1973-10-30 1975-06-24
JPS6064209A (en) * 1983-09-19 1985-04-12 Sotsukishiya:Kk Light tilting device of optical-horizontal-plane setting machine
JPS63279113A (en) * 1987-05-11 1988-11-16 Toyo Tec Kk Horizontality/verticality measuring apparatus

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