JPH06147890A - Automatic vertical angle compensator - Google Patents

Automatic vertical angle compensator

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JPH06147890A
JPH06147890A JP32729192A JP32729192A JPH06147890A JP H06147890 A JPH06147890 A JP H06147890A JP 32729192 A JP32729192 A JP 32729192A JP 32729192 A JP32729192 A JP 32729192A JP H06147890 A JPH06147890 A JP H06147890A
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angle
light beam
optical axis
liquid surface
free liquid
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Fumio Otomo
文夫 大友
Hiroo Sugai
博雄 菅井
Ikuo Ishinabe
郁夫 石鍋
Takaaki Yamazaki
貴章 山崎
Junichi Furuhira
純一 古平
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Abstract

PURPOSE:To allow detection of the inclination of a reference surface only by a uniaxial optical system by providing a lens system for equalizing variation of the reflection angle of optical axis, corresponding to the variation of the incident angle of optical axis, in all directions and offsetting variation of angle of reflection optical axis. CONSTITUTION:Liquid encapsulated in a container 4 forms a free liquid plane 1. Luminous flux is projected from a light source 6 through a concrete lens 5 onto the liquid plane 1 at a predetermined angle causing total reflection with the optical axis of luminous flux being set in yz coordinate plane. When the container 4 inclines to cause relative variation of the incident angle of luminous flux to the liquid plane 1, sensitivity for the variation of reflection angle varies depending on the inclining direction of the liquid plane 1. The difference of sensitivity is corrected by a lens system and the relative inclination of the liquid surface 1 is optically offset by a lens system for the luminous flux reflected from a reflector 14 in the vertical direction thus keeping verticality constantly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、測量機器、測定機器等
に用いられ傾き量の変化の測定をし、或は機器の光軸を
鉛直に保持する為の鉛直方向角度自動補償装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical angle automatic compensator for use in surveying instruments, measuring instruments, etc. for measuring changes in the amount of tilt or for holding the optical axis of the instrument vertically. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】測量機器、測定機器等に於いて各種測量
をする場合、測量機器、測定機器の基準面の補償、或は
光軸の鉛直性の補償をする必要がある。
2. Description of the Related Art When surveying various types of surveying instruments, measuring instruments, etc., it is necessary to compensate the reference plane of the surveying instruments, the measuring instrument, or the verticality of the optical axis.

【0003】従来これら補償を自動的に行うものに、2
本若しくは3本以上の吊線によりレンズ或はプリズム等
の振子体を振子状に懸吊し、測量機器、測定機器本体が
傾いた場合、磁気式等の制動機構により、前記振子体を
制動して、光路を自動補償しているものがある。
Conventionally, there are two types of automatic compensation.
If a pendulum body such as a lens or a prism is suspended in a pendulum shape with a book or three or more suspension lines and the surveying instrument or measuring instrument body is tilted, the pendulum body is braked by a magnetic type braking mechanism. , There are those that automatically compensate the optical path.

【0004】又、測量機器、測定機器等本体の基準面の
傾斜を検知する方法として自由液面での反射を利用した
ものがある。
Further, as a method for detecting the inclination of the reference plane of the main body of a surveying instrument, measuring instrument, etc., there is a method utilizing reflection on a free liquid surface.

【0005】これは、自由液面に光束を入射させ、該光
束の反射光の光軸の変化を受光器によって検知するもの
である。自由液面を有する液体として水銀等を使用した
場合、この自由液面に対して垂直に光束を入射させれ
ば、2次元方向全てに於いて液面の傾きに対して同じ感
度の反射角を得ることが可能であり、基準面の傾斜を検
知することができる。
In this method, a light beam is made incident on the free liquid surface, and a change in the optical axis of the reflected light of the light beam is detected by a light receiver. When mercury or the like is used as a liquid having a free liquid surface, if a light beam is incident perpendicularly to this free liquid surface, a reflection angle with the same sensitivity to the inclination of the liquid surface in all two-dimensional directions can be obtained. It is possible to obtain the inclination of the reference plane.

【0006】ところが、実際にはコスト的にも安全性か
ら見ても前記した水銀等の液体は使用しにくく、実用的
にはシリコンオイル等の透明液体を使用している。透明
液体を使用した場合、全反射を利用するが、液体と空気
との臨界角が存在する為、液面で光束を全反射させる為
には、自由液面への光束の入射は前記臨界角に対応した
入射角θが必要となる。而して、自由液面を利用した従
来の傾斜検知装置では所定角度をもって自由液面に光束
を入射させている。
However, in actuality, from the viewpoint of cost and safety, it is difficult to use the liquid such as mercury described above, and a transparent liquid such as silicon oil is practically used. When a transparent liquid is used, total reflection is used, but since there is a critical angle between the liquid and air, in order to totally reflect the light beam on the liquid surface, the incidence of the light beam on the free liquid surface is the critical angle. The incident angle θ corresponding to is required. Thus, in the conventional inclination detecting device using the free liquid surface, the light beam is incident on the free liquid surface at a predetermined angle.

【0007】前記自由液面に対して光束を所定角度をも
って入射させると、液面の傾きに対して異なった2軸方
向に関する反射光の反射角度の変化は一様でなくなる。
従って、自由液面を利用した傾斜検知装置ではこの反射
角の変化が一様でないことに対する対策を講じなければ
ならない。この為、異なる2光軸の光束を前記自由液面
に所定の角度をもって入射させ、それぞれ反射光を受光
器により受光し、各受光器では一方向のみの受光位置を
検知し、受光器それぞれの受光位置の変化により、前記
2光軸に関する傾斜を検知し、検知した該2光軸の傾斜
より水平面に対する測量機器、測定機器等基準面傾きを
演算により求め、該演算結果に基づき補償を行ってい
る。
When the light beam is incident on the free liquid surface at a predetermined angle, the change in the reflection angle of the reflected light in the two different axial directions with respect to the inclination of the liquid surface becomes uneven.
Therefore, it is necessary to take measures against the uneven variation of the reflection angle in the tilt detecting device using the free liquid surface. For this reason, light beams with different two optical axes are made incident on the free liquid surface at a predetermined angle, and the reflected light is received by the photodetectors, and each photodetector detects the light receiving position in only one direction, and each photodetector receives the reflected light. The inclination of the two optical axes is detected based on the change of the light receiving position, and the inclination of the reference plane such as a surveying instrument or measuring instrument with respect to the horizontal plane is calculated from the detected inclination of the two optical axes, and compensation is performed based on the calculation result. There is.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】然し前記した従来のも
のの前者は、振子体を懸吊しているので構造が複雑にな
ると共に装置の組立て時に前記振子体を懸吊する作業が
簡単でなく、又調整が大変であった。更に、吊線が経時
変化によって長さが変化し、この為精度の維持が難し
い。又、振子体を制動する為の特別な制動装置が必要で
ある為、このことも装置の構造を複雑にする要因となっ
ていた。更に、振子体の吊構造が微妙であり、衝撃に弱
いという問題もあった。
However, in the former case of the above-mentioned conventional one, since the pendulum body is suspended, the structure is complicated and the work of suspending the pendulum body at the time of assembling the apparatus is not easy. Also, the adjustment was difficult. Furthermore, the length of the suspension wire changes with time, which makes it difficult to maintain accuracy. Further, since a special braking device for braking the pendulum body is required, this is also a factor that complicates the structure of the device. Further, there is a problem that the suspension structure of the pendulum body is delicate and weak against impact.

【0009】これに対して自由液面の全反射を利用する
後者のものは、組立て調整が簡単であり、吊線がないの
で経時変化がなく、液体を密閉構造にできるので耐衝撃
性、耐環境性に優れる。更に又、液体を使用しているの
で液体の粘性を利用することで制動が行え、制動装置を
必要としない、等の利点があり、振子体を懸吊した鉛直
方向角度自動補償装置の種々の問題点を解消している。
On the other hand, the latter, which utilizes the total reflection of the free liquid surface, is easy to assemble and adjust, does not change with time because there is no suspension wire, and can form a liquid-tight structure so that it has impact resistance and environment resistance. Excellent in performance. Furthermore, since a liquid is used, there is an advantage that braking can be performed by utilizing the viscosity of the liquid and a braking device is not required, and various advantages of the vertical angle automatic compensator with a pendulum suspended. The problem is solved.

【0010】ところが、自由液面に対して異なる2光軸
の光束を前記自由液面に所定の角度をもって入射させる
ので、光束の投影系が、2つの光学系となることから装
置の構成が複雑になるという不具合があった。
However, since the light fluxes of two different optical axes with respect to the free liquid surface are made incident on the free liquid surface at a predetermined angle, the projection system of the light flux becomes two optical systems, so that the structure of the apparatus is complicated. There was a problem that became.

【0011】本発明は斯かる実情に鑑み、自由液面の全
反射を利用し、而も1軸の光学系のみで基準面の傾斜を
検知し、或は鉛直線の自動補償を行える様にしたもので
ある。
In view of such circumstances, the present invention utilizes the total reflection of the free liquid surface, and detects the inclination of the reference surface only by the uniaxial optical system or automatically compensates the vertical line. It was done.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、自由液面を形
成する様透明液体を封入した液体封入容器と、前記自由
液面で全反射させる様光束を該自由液面に所定の角度で
投射する投光系と、前記自由液面で反射された光束を鉛
直方向に反射するミラーと、前記反射光束の光路の所要
位置に設けられ光軸の入射角度変化に対応する光軸の反
射角変化を全方向で等しくし、更に光軸の入射角度変化
に対応する反射光軸の角度変化を相殺するレンズ系とを
具備することを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a liquid encapsulation container in which a transparent liquid is enclosed so as to form a free liquid surface, and a light beam for totally reflecting the free liquid surface at a predetermined angle on the free liquid surface. A projection system for projecting, a mirror for vertically reflecting the light beam reflected by the free liquid surface, and a reflection angle of the optical axis provided at a required position in the optical path of the reflected light beam and corresponding to a change in the incident angle of the optical axis. And a lens system for canceling the change in the angle of the reflected optical axis corresponding to the change in the incident angle of the optical axis.

【0013】[0013]

【作用】液体封入容器が傾斜し、自由液面に対する光束
の入射角が相対的に変化した場合の反射角の変化は自由
液面の傾斜方向によって感度が異なる。この感度の相違
を光学的に補正し、又ミラーによって鉛直方向に反射さ
れた光束は自由液面の相対的傾斜が光学的に相殺され、
鉛直方向に反射された光束は常に鉛直を維持する。
When the liquid sealing container is tilted and the incident angle of the light beam with respect to the free liquid surface is relatively changed, the change of the reflection angle has different sensitivity depending on the tilt direction of the free liquid surface. This difference in sensitivity is optically corrected, and the light beam reflected in the vertical direction by the mirror optically cancels the relative inclination of the free liquid surface,
The light flux reflected in the vertical direction always maintains the vertical direction.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】先ず、自由液面に所定の角度をもって光束
を入射させ、前記自由液面で光束が全反射した場合、自
由液面が光束に対して相対的に傾斜した時、液面の傾斜
に方向に対して反射角の変化の感度が相違することを図
1〜図2に於いて説明する。
First, when a light beam is incident on the free liquid surface at a predetermined angle and the light beam is totally reflected by the free liquid surface, when the free liquid surface is inclined relative to the light beam, the liquid surface is inclined. The difference in the sensitivity of the change in the reflection angle with respect to the direction will be described with reference to FIGS.

【0016】実際は自由液面が水平を保ち光束の入射方
向が変化するが、以下の説明は、光束の入射方向が一定
とし、自由液面が傾斜したと仮定して説明してある。
In reality, the free liquid surface is kept horizontal and the incident direction of the light beam changes, but the following description is made assuming that the incident direction of the light beam is constant and the free liquid surface is inclined.

【0017】図中1は自由液面であり、該自由液面1に
入射光束2が角度θで入射したとする。前記自由液面1
と座標軸x,座標軸zが形成するxz座標平面が略一致
するものとし、又該座標平面に垂直な座標軸をyとす
る。前記入射光束2の光軸は前記座標軸z,座標軸yが
形成する座標平面内に存在するとする。この状態から前
記自由液面1が座標軸xを中心に角度αだけ傾斜したと
すると反射光束3の光軸は前記yz座標平面内を移動し
て、yz座標平面内で反射角がξ1xだけ変化する。この
場合液面変位角αと反射変位角ξ1xとの関係は、ξ1x=
2αとなり、この場合にはxy座標平面内での反射変位
角ξ2xは生じない。
In the figure, 1 is a free liquid surface, and it is assumed that an incident light beam 2 is incident on the free liquid surface 1 at an angle θ. Free liquid level 1
The xz coordinate plane formed by the coordinate axis x and the coordinate axis z substantially coincides with each other, and the coordinate axis perpendicular to the coordinate plane is y. It is assumed that the optical axis of the incident light beam 2 exists on the coordinate plane formed by the coordinate axis z and the coordinate axis y. If the free liquid surface 1 is tilted by an angle α about the coordinate axis x from this state, the optical axis of the reflected light beam 3 moves in the yz coordinate plane, and the reflection angle changes by ξ1x in the yz coordinate plane. . In this case, the relationship between the liquid surface displacement angle α and the reflection displacement angle ξ1x is ξ1x =
2α, and in this case, the reflection displacement angle ξ2x in the xy coordinate plane does not occur.

【0018】これに対して前記自由液面1が座標軸zを
中心に角度αだけ傾斜したとすると前記反射光束3は前
記xy座標平面、前記yz座標平面からそれぞれ離反し
て移動する。従って、前記xy座標平面、前記yz座標
平面それぞれに、反射変位角ξ1zと反射変位角ξ2zが現
れる。更に、反射変位角ξ1zと自由液面1の液面変位角
αとの関係は、
On the other hand, if the free liquid surface 1 is inclined by the angle α about the coordinate axis z, the reflected light flux 3 moves away from the xy coordinate plane and the yz coordinate plane, respectively. Therefore, the reflection displacement angle ξ1z and the reflection displacement angle ξ2z appear on the xy coordinate plane and the yz coordinate plane, respectively. Furthermore, the relationship between the reflection displacement angle ξ1z and the liquid surface displacement angle α of the free liquid surface 1 is

【0019】[0019]

【数1】 ξ1z= cos-1( cos2 θ cos2α+ sin2 θ) ξ2z=π/2− cos-1((1− cos2α) sinθ cosθ)[Equation 1] ξ1z = cos -1 (cos 2 θ cos 2α + sin 2 θ) ξ 2z = π / 2-cos -1 ((1- cos 2α) sin θ cos θ)

【0020】となるが、例えば、α=10′、θ=50
°とすると、ξ2z=1.7″となり、ξ2zは、精度上無
視できる値である。更に、液体透過後の光軸は、液体の
屈折率をnとすると、
For example, α = 10 ', θ = 50
If it is °, then ξ2z = 1.7 ″, and ξ2z is a value that can be neglected in terms of precision.

【0021】[0021]

【数2】ξ1x′=2nα ξ1z′=n・ cos-1( cos2 θ cos2α+ sin2 θ)と
なる。
[Number 2] ξ1x '= 2nα ξ1z' = n · cos -1 a (cos 2 θ cos2α + sin 2 θ).

【0022】従って、前記反射変位角ξ1x′、反射変位
角ξ1z′とでは前記液面変位角αに対する感度が異な
る。本発明では、この反射変位角ξ1x′と反射変位角ξ
1z′との変位角の感度の相違を、光学的手段によって補
正し、同じ感度にすることで、全方向に対して常に一定
の割合で偏角していく光軸を得る様にする。
Therefore, the reflection displacement angle ξ1x 'and the reflection displacement angle ξ1z' have different sensitivities to the liquid surface displacement angle α. In the present invention, the reflection displacement angle ξ1x ′ and the reflection displacement angle ξ
The difference in the sensitivity of the displacement angle from 1z 'is corrected by optical means so that the sensitivity becomes the same, so that an optical axis that deviates at a constant rate in all directions can be obtained.

【0023】図3に於いて更に説明する。Further explanation will be given with reference to FIG.

【0024】図中4は、測定機等機器の本体に設けられ
た液体封入容器であり、該液体封入容器4に封入された
液体によって自由液面1が形成されている。又該自由液
面1には光源6から発した光束をコリメートレンズ5を
介し自由液面1に対して全反射される様に所定の角度を
もって投射しており、該光束の光軸は前記した様にyz
座標平面内に位置させる。
Reference numeral 4 in the figure denotes a liquid sealing container provided in the main body of a measuring instrument or the like, and the free liquid level 1 is formed by the liquid sealed in the liquid sealing container 4. Further, the light beam emitted from the light source 6 is projected on the free liquid surface 1 at a predetermined angle so as to be totally reflected by the free liquid surface 1 through the collimator lens 5, and the optical axis of the light beam is as described above. Like yz
Position in the coordinate plane.

【0025】前記自由液面1が傾斜していない状態で、
該自由液面1で全反射される反射光束3の光軸に沿って
一対のシリンドリカルレンズ7,8を有するシリンドリ
カルレンズ系9、反射ミラー14を配設する。前記シリ
ンドリカルレンズ7,8はそれぞれ1方向にのみ曲率を
有し、前記シリンドリカルレンズ7は焦点距離f1 を有
する凸シリンドリカルレンズ、シリンドリカルレンズ8
は焦点距離f2 を有する凹シリンドリカルレンズであ
る。
With the free liquid surface 1 not tilted,
A cylindrical lens system 9 having a pair of cylindrical lenses 7 and 8 and a reflection mirror 14 are arranged along the optical axis of the reflected light beam 3 totally reflected by the free liquid surface 1. The cylindrical lenses 7 and 8 each have a curvature in only one direction, and the cylindrical lens 7 is a convex cylindrical lens or a cylindrical lens 8 having a focal length f1.
Is a concave cylindrical lens having a focal length f2.

【0026】前記シリンドリカルレンズ系9を透過した
光束を、反射ミラー14によって鉛直方向に反射し、該
反射ミラー14によって反射された光束は、凸レンズ1
0,11から成るビームエキスパンダ12を透過させる
様にする。ここで凸レンズ10の焦点距離をf3 、凸レ
ンズ11の焦点距離をf4 とすると、凸レンズ10と凸
レンズ11との間隔はf3 +f4 に設定されている。
The light beam that has passed through the cylindrical lens system 9 is vertically reflected by the reflection mirror 14, and the light beam reflected by the reflection mirror 14 is convex lens 1
The beam expander 12 composed of 0 and 11 is transmitted. If the focal length of the convex lens 10 is f3 and the focal length of the convex lens 11 is f4, the distance between the convex lens 10 and the convex lens 11 is set to f3 + f4.

【0027】尚、前記シリンドリカルレンズ系9は反射
ミラー14で反射された後の光路に設けてもよい。
The cylindrical lens system 9 may be provided in the optical path after being reflected by the reflection mirror 14.

【0028】以下、作動を説明する。The operation will be described below.

【0029】先ず、図4(A)で示される様に、光束が
シリンドリカルレンズ7の曲率半径方向から入射した場
合の、該反射光束3とシリンドリカルレンズ7の光軸と
成す角、入射角a、前記シリンドリカルレンズ8からの
射出角a′との関係は、
First, as shown in FIG. 4A, when a light beam enters from the radial direction of curvature of the cylindrical lens 7, the angle formed by the reflected light beam 3 and the optical axis of the cylindrical lens 7, the incident angle a, The relationship with the exit angle a ′ from the cylindrical lens 8 is

【0030】[0030]

【数3】a′=(f1 /f2 )aである。## EQU3 ## a '= (f1 / f2) a.

【0031】又、図4(B)で示される様に、光束がシ
リンドリカルレンズ7の曲面の母線を含む平面上から入
射した場合の反射光束3とシリンドリカルレンズ7の光
軸と成す角、入射角a、前記シリンドリカルレンズ8か
らの射出角a′との関係は、
Further, as shown in FIG. 4B, when the light beam enters from a plane including the generatrix of the curved surface of the cylindrical lens 7, the angle between the reflected light beam 3 and the optical axis of the cylindrical lens 7 and the incident angle. a, the relationship with the exit angle a ′ from the cylindrical lens 8 is

【0032】[0032]

【数4】a=a′である。## EQU4 ## a = a '.

【0033】ここで、z軸を中心に前記自由液面1が傾
斜した時の反射光束3の移動に対して、前記シリンドリ
カルレンズ系9を前記図4(A)で示される様に配置
し、従ってx軸を中心に前記自由液面1が傾斜した時の
反射光束3の移動に対しては、前記シリンドリカルレン
ズ系9の配置を図4(B)で示される様に配置する。
Here, the cylindrical lens system 9 is arranged as shown in FIG. 4A with respect to the movement of the reflected light beam 3 when the free liquid surface 1 is tilted about the z axis. Therefore, with respect to the movement of the reflected light beam 3 when the free liquid surface 1 is tilted about the x axis, the arrangement of the cylindrical lens system 9 is arranged as shown in FIG. 4 (B).

【0034】而して、図3に於いて液体への設定入射角
θ=50°、機器の傾き角即ち自由液面1の傾き角α=
10′、液体の屈折率n=1.4とすると、数式2によ
り自由液面1がx軸を中心に傾斜した場合の反射変位角
ξ1x′と自由液面1がz軸中心に傾斜した場合の反射変
位角ξ1z′は、それぞれξ1x′=28′,ξ1z′=1
8′となる。従って、前記反射変位角ξ1x′と反射変位
角ξ1z′とでは(ξ1x′/ξ1z′)=1.555倍の感
度の差がある。よって、この条件では、
Thus, in FIG. 3, the set incident angle to the liquid θ = 50 °, the inclination angle of the device, that is, the inclination angle α of the free liquid surface 1 =
10 ', and the refractive index n of the liquid is 1.4, the reflection displacement angle ξ1x' when the free liquid surface 1 is tilted about the x axis and the free liquid surface 1 is tilted about the z axis according to the mathematical formula 2. Reflection displacement angle ξ1z ′ of ξ1x ′ = 28 ′, ξ1z ′ = 1
8 '. Therefore, there is a difference in sensitivity between the reflection displacement angle ξ1x ′ and the reflection displacement angle ξ1z ′ of (ξ1x ′ / ξ1z ′) = 1.555 times. Therefore, under this condition,

【0035】[0035]

【数5】ξ1x′=2nα、ξ1z′=1.286nαとな
る。
## EQU5 ## ξ1x '= 2nα and ξ1z' = 1.286nα.

【0036】従って、数式2より(f1 /f2 )=2/
1.286であれば、前記シリンドリカルレンズ系9を
透過した光軸の変位角ξ1z′は、1.286nα×2/
1.286=2nαに変換され、シリンドリカルレンズ
系9透過後は、ξ1x′=ξ1z′となり、自由液面1があ
らゆる方向に傾斜しても、この傾斜に対して常に同一の
感度の反射変位角が得られる。
Therefore, according to Equation 2, (f1 / f2) = 2 /
If it is 1.286, the displacement angle ξ1z ′ of the optical axis transmitted through the cylindrical lens system 9 is 1.286nα × 2 /
It is converted to 1.286 = 2nα, and after passing through the cylindrical lens system 9, ξ1x ′ = ξ1z ′, and even if the free liquid surface 1 tilts in any direction, the reflection displacement angle with the same sensitivity is always present for this tilt. Is obtained.

【0037】更に、前記シリンドリカルレンズ系9を透
過し、前記反射ミラー14により上方に反射された光束
が前記ビームエキスパンダ12を透過した場合に、該ビ
ームエキスパンダ12の角倍率が1/2n倍であれば、
透過後の光軸は、
Furthermore, when the light beam that has passed through the cylindrical lens system 9 and is reflected upward by the reflection mirror 14 passes through the beam expander 12, the angular magnification of the beam expander 12 is 1 / 2n times. If,
The optical axis after transmission is

【0038】[0038]

【数6】(ξ1x′=ξ1z′=2nα)×1/2n=α[Equation 6] (ξ1x ′ = ξ1z ′ = 2nα) × 1 / 2n = α

【0039】だけ傾き、前記ビームエキスパンダ12透
過後の最終光軸は、前記自由液面1と常に直交、即ち鉛
直を維持する。ここで、凸レンズ10の焦点距離をf3
、凸レンズ11の焦点距離をf4 とすると、エキスパ
ンダ12の角倍率はf3 /f4 となり、このf3 、f4
を選択することにより角倍率を1/2nとすることがで
きる。
The final optical axis after passing through the beam expander 12 is always orthogonal to the free liquid surface 1, that is, vertical. Here, the focal length of the convex lens 10 is f3
, And the focal length of the convex lens 11 is f4, the angular magnification of the expander 12 is f3 / f4.
By selecting, the angular magnification can be reduced to 1 / 2n.

【0040】次に、図3で示した実施例に対して、前記
シリンドリカルレンズ系9を90°回転させ、
Next, with respect to the embodiment shown in FIG. 3, the cylindrical lens system 9 is rotated by 90 °,

【0041】[0041]

【数7】(f2 /f1 )=1.555 (f3 /f4 )=1/1.286nとしてもよい。## EQU7 ## (f2 / f1) = 1.555 (f3 / f4) = 1 / 1.286n may be set.

【0042】前記シリンドリカルレンズ系9を90°回
転させた場合の反射光束3の入射と射出の関係を図5
(A)(B)で説明する。
FIG. 5 shows the relationship between incidence and emission of the reflected light beam 3 when the cylindrical lens system 9 is rotated by 90 °.
This will be described in (A) and (B).

【0043】前述したと同様、自由液面1に対する反射
光束3の光軸の反射変位角は、自由液面1の傾斜角α、
光束の設定入射角θ、液体の屈折率nとした時、x軸中
心に自由液面1が傾斜した場合、反射変位角ξ1x′=2
nα z軸中心に自由液面1が傾斜した場合、反射変位角ξ1
z′=1.286nαであるから、反射変位角ξ1x′は
シリンドリカルレンズ系9透過後、
As described above, the reflection displacement angle of the optical axis of the reflected light beam 3 with respect to the free liquid surface 1 is the inclination angle α of the free liquid surface 1,
When the incident angle of the light flux is θ and the refractive index of the liquid is n, the reflection displacement angle ξ1x ′ = 2 when the free liquid surface 1 is tilted about the x-axis
When the free liquid surface 1 is tilted about the nα z-axis, the reflection displacement angle ξ1
Since z ′ = 1.286nα, the reflection displacement angle ξ1x ′ is after passing through the cylindrical lens system 9,

【0044】[0044]

【数8】 ξ1x′=2nα×1/1.555=1.286nα## EQU1 ## ξ1x '= 2nα × 1 / 1.555 = 1.286nα

【0045】となり、反射変位角ξ1z′はシリンドリカ
ルレンズ系9透過後もそのまま保持されて、
Therefore, the reflection displacement angle ξ1z 'is maintained as it is after passing through the cylindrical lens system 9,

【0046】[0046]

【数9】ξ1z′=1.286nαとなる。## EQU9 ## ξ1z '= 1.286nα.

【0047】更に、前記した如くビームエキスパンダ1
2の角倍率がf3 /f4 =1/1.286nであるの
で、
Further, as described above, the beam expander 1
Since the angular magnification of 2 is f3 / f4 = 1 / 1.286n,

【0048】[0048]

【数10】 (ξ1x′=ξ1z′)×(f3 /f4 )=1.286nα/1.286n=α(10) (ξ1x ′ = ξ1z ′) × (f3 / f4) = 1.286nα / 1.286n = α

【0049】となり、前記したと同様、光軸は常に鉛直
を維持することができる。
As described above, the optical axis can always be kept vertical.

【0050】図6に於いて、本発明の他の実施例を説明
する。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0051】該他の実施例は、図3で示したシリンドリ
カルレンズ系9とビームエキスパンダ12との組合せ
を、1組のトーリックレンズ15,16によるエキスパ
ンダ13に置換したものである。前記トーリックレンズ
15,16はx方向焦点、z方向焦点がそれぞれ異なる
レンズであり、x方向焦点をそれぞれf1x,f2x、z方
向焦点をそれぞれf1z,f2zとし、更に、
In the other embodiment, the combination of the cylindrical lens system 9 and the beam expander 12 shown in FIG. 3 is replaced with an expander 13 composed of a pair of toric lenses 15 and 16. The toric lenses 15 and 16 are lenses having different x-direction focal points and z-direction focal points, and x-direction focal points are f1x and f2x, and z-directional focal points are f1z and f2z, respectively, and

【0052】[0052]

【数11】f1x/f2x=1/1.286n f1z/f2z=1/2n[Formula 11] f1x / f2x = 1 / 1.286n f1z / f2z = 1 / 2n

【0053】とすれば、図7(A)(B)の如く、トー
リックレンズ16からの射出角をαとすることができ、
やはり光軸を常に鉛直に維持することができる。
Then, as shown in FIGS. 7A and 7B, the exit angle from the toric lens 16 can be set to α,
After all, the optical axis can always be kept vertical.

【0054】如上の如く、本発明によれば射出光束の光
軸を常に鉛直に維持することができるが、以下に本発明
の応用例を説明する。
As described above, according to the present invention, the optical axis of the emitted light beam can be always kept vertical. An application example of the present invention will be described below.

【0055】図8は、前記ビームエキスパンダ12から
射出される光束の光軸上にペンタプリズム、又はペンタ
ミラー17を回転自在に配設したものであり、前記射出
光束が前記ペンタミラー17によって水平方向に射出さ
れ、更に該ペンタミラー17を回転させることで射出光
による水平基準面を形成することができる。即ち、本発
明をレベル出し器に応用することができる。
FIG. 8 shows a pentaprism or a pentamirror 17 rotatably arranged on the optical axis of the light beam emitted from the beam expander 12, and the emitted light beam is horizontally moved by the pentamirror 17. A horizontal reference plane can be formed by the emitted light by being emitted in the direction and further rotating the pentamirror 17. That is, the present invention can be applied to a leveler.

【0056】図9は更に他の応用例を示している。FIG. 9 shows still another application example.

【0057】該応用例では、図3で示した実施例の光源
側に望遠鏡系18を配設したものであり、斯かる構成に
より、鉛直器としての利用が可能となる。
In the applied example, the telescope system 18 is arranged on the light source side of the embodiment shown in FIG. 3, and with such a configuration, it can be used as a vertical unit.

【0058】前記構成に於いて、実際に使用される場
合、全構成の傾きは、通常制限を受ける。従って、使用
に際し、要求される傾きの制限内に入っているかを検知
する必要がある。斯かる要求には以下に示す構成を付加
すればよい。
In the above configuration, the slope of the entire configuration is usually limited when it is actually used. Therefore, in use, it is necessary to detect whether the tilt is within the required tilt limit. The following configuration may be added to such a request.

【0059】前記した反射ミラー14に代えハーフミラ
ー40を配設し、前記自由液面1からの反射光束を鉛直
方向への反射光束41と透過光束42に分割する。該透
過光束42は凸レンズ43を透過し、遮光板44に穿設
したピンホール45を通って受光素子46に受光され
る。前記ピンホール45は前記凸レンズ43の焦点に配
設されている。又、前記ピンホール45の直径は、制限
の範囲に対応する大きさとする。
A half mirror 40 is provided in place of the reflection mirror 14 described above, and the reflected light beam from the free liquid surface 1 is split into a vertically reflected light beam 41 and a transmitted light beam 42. The transmitted light beam 42 passes through the convex lens 43, passes through the pinhole 45 formed in the light shielding plate 44, and is received by the light receiving element 46. The pinhole 45 is arranged at the focal point of the convex lens 43. Further, the diameter of the pinhole 45 is set to a size corresponding to the limit range.

【0060】全構成が傾くと、自由液面1からの反射光
束は光軸ずれを生じる。該構成は前記した様に、シリン
ドリカルレンズ系9を有するので、全構成の傾斜角に対
し反射光束は全方向に対して一様の感度を示す。前記透
過光束42は前記凸レンズ43、ピンホール45を通っ
て前記受光素子46に受光される。ところで、ピンホー
ル45、前記受光素子46は凸レンズ43の焦点に配置
されているので、該凸レンズ43の焦点距離をf0 とす
ると、反射変位角ξ0 に対してf0 ・ tanξ0だけ光軸
はピンホール45上で移動する。
When the entire structure is tilted, the reflected light beam from the free liquid surface 1 is displaced in the optical axis. Since the configuration has the cylindrical lens system 9 as described above, the reflected light flux exhibits uniform sensitivity in all directions with respect to the inclination angle of all configurations. The transmitted light flux 42 is received by the light receiving element 46 through the convex lens 43 and the pinhole 45. By the way, since the pinhole 45 and the light-receiving element 46 are arranged at the focal point of the convex lens 43, if the focal length of the convex lens 43 is f0, the optical axis is f0.tan.xi0 for the reflection displacement angle .xi.0. Move on.

【0061】この移動量が要求される傾き制限以上とな
った時に、前記受光素子46の受光量が所定光量以下と
なる様前記ピンホール45の直径を決定する。
The diameter of the pinhole 45 is determined so that the light receiving amount of the light receiving element 46 becomes a predetermined light amount or less when the amount of movement exceeds the required tilt limit.

【0062】而して、前記受光素子46の受光量を監視
することで、全構成の傾きが制限角度内にあるかどうか
の判断をすることができる。
Thus, by monitoring the amount of light received by the light receiving element 46, it is possible to determine whether or not the inclination of all components is within the limit angle.

【0063】例えば、自由液面1への入射角θ=50
°、全構成の傾き限度角α=10′、液体の屈折率n=
1.4、凸レンズ43の焦点距離f0 =100mm、ピ
ンホールの径をRとすると、前述した様にシリンドリカ
ルレンズ系9透過後の光軸のずれは、ξ0 =2nαであ
る。よって、ピンホール45(凸レンズ43の焦点位
置)での光軸の移動量lは、
For example, the incident angle θ on the free liquid surface 1 is 50.
°, tilt limit angle α of all components = 10 ', refractive index of liquid n =
Assuming that the focal length of the convex lens 43 is f0 = 100 mm and the diameter of the pinhole is R, the deviation of the optical axis after passing through the cylindrical lens system 9 is ξ0 = 2nα. Therefore, the amount of movement l of the optical axis at the pinhole 45 (focal position of the convex lens 43) is

【0064】[0064]

【数12】 l=f0 ・ tanξ0 =100× tan(2×1.4×10/60)=0.81## EQU12 ## l = f0.tan .xi.0 = 100 × tan (2 × 1.4 × 10/60) = 0.81

【0065】而して、前記ピンホール45をこの径で明
けておくと、図11で示される様に、透過光束42のビ
ームスポットが0.81mm移動すると、ピンホール45
の外径に掛かり、前記遮光板44の受光光量が減少す
る。従って、この光量減少を感知した時点で、前記光源
6の発光を停止することにより、要求範囲のみでの使用
を可能とすることができる。
When the pinhole 45 is opened with this diameter, as shown in FIG. 11, when the beam spot of the transmitted light beam 42 moves by 0.81 mm, the pinhole 45
The outer diameter of the light shielding plate 44 is reduced, and the amount of light received by the light shielding plate 44 is reduced. Therefore, by stopping the light emission of the light source 6 at the time when the decrease in the light amount is sensed, it is possible to use the light source only in the required range.

【0066】尚、ピンホール45を省略し、前記受光素
子46をCCD等の受光素子とし、該受光素子46によ
りビームスポットの位置を検出する様にしてもよい。
The pinhole 45 may be omitted, and the light receiving element 46 may be a light receiving element such as a CCD, and the light receiving element 46 may detect the position of the beam spot.

【0067】次に、図12、図13により前述した液体
封入容器4の具体例を説明する。
Next, a specific example of the liquid enclosure 4 described above will be described with reference to FIGS.

【0068】前記液体封入容器4は、他のレンズ系と共
に装置本体に固定されるか、或は装置の一部として構成
される。この場合、温度差の生ずる環境での装置の使用
があった場合、例えば室内から屋外へ運び出した場合等
に、液体封入容器4に封入した液体内部に温度分布が生
ずる。液体内部に温度分布が生じると、屈折率も該温度
分布に対応した分布を示す為、液体内部で光軸の屈折が
生じてしまう。図12、図13で示す液体封入容器4の
具体例は斯かる不具合を解決する。
The liquid-filled container 4 is fixed to the main body of the apparatus together with another lens system or is formed as a part of the apparatus. In this case, when the device is used in an environment where a temperature difference occurs, for example, when it is carried out from the room to the outdoors, a temperature distribution occurs inside the liquid sealed in the liquid sealing container 4. When a temperature distribution is generated inside the liquid, the refractive index also shows a distribution corresponding to the temperature distribution, so that refraction of the optical axis occurs inside the liquid. The specific example of the liquid sealing container 4 shown in FIGS. 12 and 13 solves such a problem.

【0069】以下、詳述する。The details will be described below.

【0070】逆台形形状の外ケース20の内部に該外ケ
ース20と相似形の内ケース21を設ける。該内ケース
21の上辺面に沿って平板状の空間22を形成し、又該
空間22に連通する光導入路23、光導出路24を形成
する。該光導入路23の軸心は入射する光束の光軸に一
致させ、又前記光導出路24の軸心は前記自由液面1が
水平の状態での反射光束3の光軸と一致させてある。
An inner case 21 similar to the outer case 20 is provided inside the outer case 20 having an inverted trapezoidal shape. A plate-like space 22 is formed along the upper side surface of the inner case 21, and a light introducing path 23 and a light guiding path 24 communicating with the space 22 are formed. The axis of the light introducing path 23 is aligned with the optical axis of the incident light beam, and the axis of the light guiding path 24 is aligned with the optical axis of the reflected light beam 3 when the free liquid surface 1 is horizontal. .

【0071】前記空間22の底面に伝熱板25を固着す
る。該伝熱板25は中央に入射光束、反射光束が通過可
能な様に窓孔26を穿設してある。又、前記光導入路2
3と、前記光導出路24それぞれの上端に透明ガラス製
の栓27を固着し、栓27により透明液体28は密閉封
入される。該透明液体28は自由液面を形成する様、封
入量が決定される。
A heat transfer plate 25 is fixed to the bottom surface of the space 22. The heat transfer plate 25 has a window hole 26 formed in the center thereof so that the incident light flux and the reflected light flux can pass therethrough. In addition, the light introduction path 2
3, and a plug 27 made of transparent glass is fixed to the upper end of each of the light guiding paths 24, and the transparent liquid 28 is hermetically sealed by the plug 27. The amount of the transparent liquid 28 enclosed is determined so as to form a free liquid surface.

【0072】前記外ケース20は前記内ケース21を収
納すると共に該内ケース21の周囲に所要の囲繞空間2
9を形成する。又、該外ケース20の前記光導入路23
と、前記光導出路24それぞれの軸心が通過する位置に
透明なガラス窓30、ガラス窓31を設ける。又、前記
外ケース20は気密構造として、前記囲繞空間29は真
空とするか或は気体を封入する。
The outer case 20 accommodates the inner case 21, and a required surrounding space 2 is provided around the inner case 21.
9 is formed. In addition, the light introduction path 23 of the outer case 20
Then, a transparent glass window 30 and a glass window 31 are provided at positions where the respective axes of the light guiding paths 24 pass. The outer case 20 has an airtight structure, and the surrounding space 29 is evacuated or filled with gas.

【0073】更に、前記外ケース20、内ケース21は
外部に対する放熱、吸熱を抑制する為、その材質を合成
樹脂等の熱伝導率の小さい材質とする。
Further, the outer case 20 and the inner case 21 are made of a material having a small thermal conductivity such as a synthetic resin in order to suppress heat radiation and heat absorption to the outside.

【0074】前記した様に、透明液体28が封入されて
いる空間22は平板状で薄く、更に底面には伝熱板25
が設けられている為、熱の伝播速度が高められ、透明液
体28の温度変化状態での温度の均一性が向上する。
又、前記囲繞空間29が前記内ケース21に対する熱の
授受に関しての断熱層を形成し、前記透明液体28の温
度変化の抑制、或は温度変化速度を抑制する。
As described above, the space 22 in which the transparent liquid 28 is sealed is flat and thin, and the heat transfer plate 25 is provided on the bottom surface.
Is provided, the heat propagation speed is increased and the temperature uniformity of the transparent liquid 28 in the temperature changing state is improved.
Further, the surrounding space 29 forms a heat insulating layer for transferring heat to and from the inner case 21 to suppress the temperature change of the transparent liquid 28 or the temperature change speed.

【0075】而して、透明液体28内部での温度分布差
が生じるのが抑制され、光束の光軸の屈折、又屈折率の
変化に起因する光束の断面形状の変化を防止することが
でき、環境の温度変化に対しても安定性が増大し、測定
精度が向上する。
Thus, the difference in temperature distribution inside the transparent liquid 28 is suppressed, and the change of the cross-sectional shape of the light beam due to the refraction of the optical axis of the light beam or the change of the refractive index can be prevented. In addition, the stability is increased even when the environmental temperature changes, and the measurement accuracy is improved.

【0076】次に、図14は液体封入容器4の他の具体
例を示し、内ケース21の周囲に囲繞空間29を形成す
ることなく、断熱材から成る外ケース20で前記内ケー
ス21を覆い、該外ケース20により前記内ケース21
の周囲に断熱層を形成したものである。
Next, FIG. 14 shows another specific example of the liquid enclosing container 4. The inner case 21 is covered with an outer case 20 made of a heat insulating material without forming a surrounding space 29 around the inner case 21. , The inner case 21 by the outer case 20
A heat insulating layer is formed around the.

【0077】尚、液体封入容器4の形状については、上
記実施例に限定されるものでないことは言う迄もない。
Needless to say, the shape of the liquid sealing container 4 is not limited to the above embodiment.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、常に水
平を維持する自由液面の反射を利用しているので従来の
振り子式の角度補償装置の様に高度な組立て技術を必要
とせず簡単に組立てることができ、又従来の振り子式の
角度補償装置の様に光学部材を吊るという作業の代りに
液体封入容器に液体を注入するという作業でよい為、作
業が著しく簡単で、作業者の違いによる組立て精度のば
らつきがなく、更に液体を完全に密閉するので経時変化
がなく、耐環境性に優れ、更に又外来振動、衝撃に対し
て液体の粘性を利用し制動することができ、複雑な制動
装置を必要としない等、種々の優れた効果を発揮する。
As described above, according to the present invention, since the reflection of the free liquid surface which always maintains the horizontal level is utilized, it is not necessary to have a high-level assembly technique unlike the conventional pendulum type angle compensator. It can be easily assembled, and the work is remarkably simple because the work of injecting the liquid into the liquid-filled container is sufficient instead of the work of hanging the optical member like the conventional pendulum type angle compensator. There is no variation in the assembly accuracy due to the difference of, and because the liquid is completely sealed, it does not change over time, it has excellent environmental resistance, and it is possible to use the viscosity of the liquid against external vibration and shock to brake. It exhibits various excellent effects, such as not requiring a complicated braking device.

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

【図1】自由液面が傾斜した場合の反射光束の反射角の
変化を説明する説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a change in a reflection angle of a reflected light beam when a free liquid surface is inclined.

【図2】自由液面が傾斜した場合の反射光束の反射角の
変化を説明する説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a change in a reflection angle of a reflected light beam when a free liquid surface is inclined.

【図3】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図4】(A)(B)はシリンドリカルレンズ系に対す
る透過光束の光軸の変化を示す説明図である。
FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing changes in the optical axis of a transmitted light flux with respect to a cylindrical lens system.

【図5】(A)(B)はシリンドリカルレンズ系に対す
る透過光束の光軸の変化を示す説明図である。
5A and 5B are explanatory diagrams showing changes in the optical axis of a transmitted light flux with respect to a cylindrical lens system.

【図6】本発明の他の実施例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention.

【図7】(A)(B)はトーリックレンズエキスパンダ
に対する透過光束の光軸の変化を示す説明図である。
7A and 7B are explanatory diagrams showing changes in the optical axis of a transmitted light flux with respect to a toric lens expander.

【図8】本発明の応用例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an application example of the present invention.

【図9】本発明の他の応用例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing another application example of the present invention.

【図10】本発明の更に他の応用例を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing still another application example of the present invention.

【図11】該更に他の応用例に於けるビームスポットと
ピンホールとの関係を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between a beam spot and a pinhole in the still another application example.

【図12】液体封入容器の具体例を示す正断面図であ
る。
FIG. 12 is a front sectional view showing a specific example of a liquid sealing container.

【図13】図12のA−A矢視図である。13 is a view on arrow AA of FIG.

【図14】液体封入容器の他の具体例を示す正断面図で
ある。
FIG. 14 is a front sectional view showing another specific example of the liquid sealing container.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 自由液面 2 入射光束 3 反射光束 4 液体封入容器 6 光源 9 シリンドリカルレンズ系 12 ビームエキスパンダ 14 反射ミラー 17 ペンタプリズム、ペンタミラー 18 望遠鏡系 28 透明液体 45 ピンホール 46 受光素子 1 Free Liquid Level 2 Incident Light Flux 3 Reflected Light Flux 4 Liquid Encapsulation Container 6 Light Source 9 Cylindrical Lens System 12 Beam Expander 14 Reflection Mirror 17 Penta Prism, Penta Mirror 18 Telescope System 28 Transparent Liquid 45 Pinhole 46 Photoreceptor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 貴章 東京都板橋区蓮沼町75番1号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 古平 純一 東京都板橋区蓮沼町75番1号 株式会社ト プコン内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takaaki Yamazaki 75-1 Hasunumacho, Itabashi-ku, Tokyo Topcon Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Kodaira 75-1 Hasunuma-cho, Itabashi-ku, Tokyo Topcon Co., Ltd. Within

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自由液面を形成する様透明液体を封入し
た液体封入容器と、前記自由液面で全反射させる様光束
を該自由液面に所定の角度で投射する投光系と、前記自
由液面で反射された光束を鉛直方向に反射するミラー
と、前記反射光束の光路の所要位置に設けられ光軸の入
射角度変化に対応する光軸の反射角変化を全方向で等し
くし、更に光軸の入射角度変化に対応する反射光軸の角
度変化を相殺するレンズ系とを具備することを特徴とす
る鉛直方向角度自動補償装置。
1. A liquid encapsulation container enclosing a transparent liquid so as to form a free liquid surface, a light projecting system for projecting a light beam for totally reflecting on the free liquid surface onto the free liquid surface at a predetermined angle, A mirror that reflects the light beam reflected by the free liquid surface in the vertical direction, and the reflection angle change of the optical axis corresponding to the incident angle change of the optical axis provided at a required position of the optical path of the reflected light beam is made equal in all directions, An automatic vertical angle compensator further comprising: a lens system for canceling a change in angle of a reflected light axis corresponding to a change in incident angle of the light axis.
【請求項2】 レンズ系を透過した鉛直方向の光軸上に
光束を水平方向に射出する光路変換手段を設け、該光路
変換手段を鉛直軸心を中心に回転自在とした請求項1の
鉛直方向角度自動補償装置。
2. The vertical according to claim 1, wherein an optical path changing means for emitting a light beam in a horizontal direction is provided on an optical axis in the vertical direction which has passed through the lens system, and the optical path changing means is rotatable about a vertical axis. Direction angle automatic compensator.
【請求項3】 自由液面への入射光束側に望遠鏡系を配
設した請求項1の鉛直方向角度自動補償装置。
3. The vertical angle automatic compensator according to claim 1, wherein a telescope system is arranged on the side of the incident light beam on the free liquid surface.
【請求項4】 反射光束を鉛直方向に反射するミラーを
ハーフミラーとし、該ハーフミラーを透過した光束を受
光素子で受光し、該受光素子で透過光束の光軸の移動を
検知する様にした請求項1の鉛直方向角度自動補償装
置。
4. A half mirror is used as a mirror for reflecting the reflected light beam in the vertical direction, and the light beam transmitted through the half mirror is received by a light receiving element, and the movement of the optical axis of the transmitted light beam is detected by the light receiving element. The automatic vertical angle compensator according to claim 1.
【請求項5】 透明液体を板状空間に封入した請求項1
の鉛直方向角度自動補償装置。
5. The transparent liquid is sealed in a plate-like space.
Vertical angle automatic compensator.
【請求項6】 板状空間の底面に伝熱板を設けた請求項
5の鉛直方向角度自動補償装置。
6. The vertical angle automatic compensator according to claim 5, wherein a heat transfer plate is provided on the bottom surface of the plate-shaped space.
【請求項7】 透明液体を封入した内ケースの周囲に断
熱層を形成した請求項1の鉛直方向角度自動補償装置。
7. The vertical angle automatic compensator according to claim 1, wherein a heat insulating layer is formed around an inner case enclosing a transparent liquid.
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CN102914283A (en) * 2012-10-16 2013-02-06 蓝景恒 Method and device for measuring light beam angle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6057916A (en) * 1995-12-29 2000-05-02 Nikon Corporation Automatic inclination corrector and inclination sensor using an automatic inclination corrector
CN102914283A (en) * 2012-10-16 2013-02-06 蓝景恒 Method and device for measuring light beam angle

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