JPH07229743A - レーザ望遠鏡及びレーザ通信方法 - Google Patents

レーザ望遠鏡及びレーザ通信方法

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JPH07229743A
JPH07229743A JP4504894A JP4504894A JPH07229743A JP H07229743 A JPH07229743 A JP H07229743A JP 4504894 A JP4504894 A JP 4504894A JP 4504894 A JP4504894 A JP 4504894A JP H07229743 A JPH07229743 A JP H07229743A
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JP
Japan
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laser
telescope
light source
laser beam
laser light
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JP4504894A
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Haruaki Yamashita
晴朗 山下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】対象点に調整なくレーザの点光源の輝度が高い
実像を形成し、また、光学系の調整原理を確立し、調整
を容易にする。 【構成】対物レンズ5と焦点合わせレンズ6と接眼レン
ズ7とからなる望遠鏡部1と、望遠鏡部1にレーザビー
ム38bを入射させる光源側光学系を含むレーザ光源部
2と、レーザ光源部2を望遠鏡部1に位置決めして結合
するための位置決め結合部3と、レーザ光源部2に設け
られ、接眼レンズ7の光軸に平行にレーザビーム38b
を接眼レンズ7に入射させるように光源側光学系を少な
くとも2軸移動2軸回転するためのレーザビーム角度調
整手段51からなり、視準点または視準点近傍にレーザ
を集光させことにより、視準点に対応する対象点に無調
整で鮮明な点状実像を形成させる。レーザ通信に利用で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遠方対象点にレーザを
集光して照射し、、逆に、遠方の点状光源から発するレ
ーザを集光して受光するレーザ望遠鏡、たとえば、レー
ザ水平器(レーザレベラ)、レーザ鉛直器などのレーザ
視準器に関する。更に詳しくは、望遠鏡の視準対象点に
レーザビームの点状実像を形成するレーザ視準器に関す
る。更には、レーザ望遠鏡を用いたレーザ通信方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】土木工事、ビル建設、内装工事、機械据
え付けなど地球表面上構築物を構築するためには、鉛直
方向と水平方向の基準線が必要である。このような基準
線の設定が必要であるのは、第1に構築物が重力に抗し
て構築されるからである。基準線の設定が必要であるの
は、第2に美観のためである。壁板のラインが水平にな
っているかどうかは力学上の問題ではなく、美観の問題
である。U字管の水面を水平として基準線に用いること
ができるのは、鉛直方向の重力を受けた水分子が重力方
向に直角な方向に表面張力を発生させるからである。
【0003】このような基準線の設定は、構築物が構築
される場所での重力を利用して行うほかに手段はない。
全ての水平器、鉛直器は、重力を利用している。水平器
と鉛直器とは、原理的には等価で、技術的変換が可能で
ある。水平器にペンタプリズムを1個付加すれば鉛直器
に変わり、鉛直器にペンタプリズムを1個付加すれば水
平器に変わる。特に、1点とこの1点を通る水平線・鉛
直線上の他点である対象点との間の距離が長いことが要
請される現在の水平器、鉛直器には、望遠鏡が用いられ
る。望遠鏡の光学系の光軸が、重力作用で現れる基準線
に対して設定される。
【0004】望遠鏡は、遠方の対象点から散乱・発射さ
れる光が実像をつくる結像点を視準点(望遠鏡内の十字
線の交点)に一致させる光学系である。このような望遠
鏡を用いた視準器は、望遠鏡の光学系の光軸を鉛直線を
基準として設定した光学器械として構成される特殊望遠
鏡である。
【0005】このような従来の望遠鏡による基準点の設
定作業には、光を発する側すなわち望遠鏡側に作業員が
1名、光を受ける側すなわち対象点側で対象点を視準点
に一致させるために視準対象点を移動させる作業員が1
名、合計2名が必要であり、かつ、このような2名間で
機微を要するやりとりが必要である。たとえば、対象点
側に立つ人が0.2mmの線幅のボールペンで線を書い
た紙を、望遠鏡の十字線を接眼鏡から中腰で覗き込む人
の手信号に従い上下左右に動かす。この場合、小指の指
し方で前記線1本分を上下左右させるという約束事を決
めておく。
【0006】このような基準点設定作業の欠陥を回避す
るために、レーザ照射式視準器が要望されている。レー
ザ照射器は、光を受ける望遠鏡ではなく、光を発する望
遠鏡である。レーザ照射器は、レーザビームを一定方向
たとえば水平方向または鉛直方向に投射する器械であ
る。また、レーザビームは、光束の本性により拡散する
が、少なくとも幾何光学的に1点に絞るレンズ系が必要
である。
【0007】レーザビームを実像として点状に絞るため
には、レーザビームの到着位置を知る必要があるが、点
状に絞られていないレーザビームの到着位置を照射器側
にいて発見することは不可能に近く、光点側ではどの辺
りにレーザビームが届いているかの見当すらつかない。
別に用意した望遠鏡を用いてレーザビームの到着位置を
照射器側にいて発見することも非常に困難である。この
ため、作業能率が非常に悪い。
【0008】このような従来の視準器の欠陥を解消する
目的のレーザ照射器として、対物レンズの焦点にレーザ
を集光して遠方の対象点にレーザを集光するとともに、
対象点から散乱され戻ってくるレーザを接眼鏡から目で
見ることができるように構成されたものが知られてい
る。このものには前記した欠陥はないが、望遠鏡内の光
学系を構成するレンズ、ビームスプリッタ、ミラーで反
射し光軸に沿って逆進するレーザが目の網膜に結像する
ので、医学生理学上きわめて重大な問題があることが指
摘されている。
【0009】このような医学生理学上の問題点を解決す
るものとして、特開平5−264270号のレーザ視準
器が知られている。このものは、前記した従来のレーザ
照射器の欠点がなく、望遠鏡の視準点に一致して見える
対象点にかなり正確にレーザを光点として照射できる。
したがって、対象点の近くに行けば、目で見て覚えてい
る位置に光点を簡単に発見できる。また、視準点に対応
する対象点に光点が一致して結像しておれば、レーザビ
ームの光軸が望遠鏡の基準光軸と同一の精度で設定され
ていることが保証される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】レーザビームは幾何光
学上も平行光束ではない。特に、半導体レーザは、非点
隔差を有するので、すなわち、2点光源的であるので、
平行光束の光源として用いるための光学系を構成する必
要がある。光学系が厳密に構成されている望遠鏡の優れ
た精度を活用するためには、レーザビームの入射角度、
広がり角度、集光点位置等の調整を行う光学系を望遠鏡
の光学系を含んで構成する必要がある。また、このよう
に構成する光学系を必要程度に調整するための原理的調
整手段を確立しておく必要がある。また、レーザ源から
の出力を最大限に活用するための原理的手段を確立して
おく必要がある。このような条件を満たしたレーザ望遠
鏡は、通信用手段に転用することができる。さらに、調
整の原理を明確にした後に調整作業を容易にするための
調整機構を確立しておかねばならない。さらにまたレー
ザ視準器の量産品は、デザイン上の配慮も要請される。
【0011】この発明は上述のような技術背景のもとに
なされたものであり、下記目的を達成する。
【0012】本発明の目的は、対象視準点にレーザの点
状実像を正確に形成するレーザ望遠鏡を提供することに
ある。
【0013】本発明の他の目的は、対象視準点に形成す
る点状実像を鮮明化するレーザ望遠鏡を提供することに
ある。
【0014】本発明のさらに他の目的は、点状実像を鮮
明化するための調整ができるレーザ望遠鏡を提供するこ
とにある。
【0015】本発明のさらに他の目的は、デザインの自
由度を広げることができるレーザ望遠鏡を提供すること
にある。
【0016】本発明のさらに他の目的は、対象点の結像
を鮮明にするレーザ望遠鏡の結像方法を提供することに
ある。
【0017】本発明のさらに他の目的は、レーザ望遠鏡
の特性を活用した通信方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するため、次の記載する手段を採る。次に記載する
手段の構成要素に括弧()つきで付加する数字番号は、
本発明の構成要素と参照図面に示される実施例の構成要
素との対応関係を明らかにすることにより、本発明の手
段の理解を容易にするための記号であり、本発明を実施
例に限定するための記号ではない。
【0019】この発明1のレーザ望遠鏡は、対物レンズ
(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レンズ(7)と
からなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部(1)に前記
接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点近傍に集光さ
せるほぼ平行化されたレーザビーム(38b)を出力す
るレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源部(2)を前
記望遠鏡部(1)に位置決めして結合するための位置決
め結合部(3)とからなることを特徴としている。
【0020】さらに、この発明2のレーザ望遠鏡は、対
物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レンズ
(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)と前記位置決め結合部
(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のから出力され
る前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)に
入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射位置以外の
レーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部(2)の位
置を切り換えるための位置切り換え手段(20,21,
22,23,25)とからなることを特徴としている。
【0021】さらに、この発明3のレーザ望遠鏡は、対
物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レンズ
(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)とレーザ光源部(2)に含
まれ前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)
の視準点近傍に集光させるために前記レーザビーム(3
8b)の平行度を調整するためのビーム調整用レンズ
(36)とからなることを特徴としている。
【0022】さらに、この発明4のレーザ望遠鏡は、対
物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レンズ
(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)とレーザ光源部(2)に含
まれ前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)
の視準点近傍に集光させるために前記レーザビーム(3
8b)をほぼ平行化する光源側光学系とからなることを
特徴としている。
【0023】さらに、この発明5のレーザ望遠鏡は、発
明1〜4のレーザ望遠鏡において、前記光源側光学系を
望遠鏡部(1)に対して少なくとも1軸移動させるため
のレーザビーム位置調整手段と、前記光源側光学系を望
遠鏡部(1)に対して少なくとも2軸回転させるための
レーザビーム角度調整手段とからなることを特徴として
いる。
【0024】さらに、この発明6のレーザ望遠鏡は、発
明1〜4のレーザ望遠鏡において、前記光源側光学系を
望遠鏡部(1)に対して2軸移動させるためのレーザビ
ーム位置調整手段と、前記光源側光学系を望遠鏡部
(1)に対して少なくとも2軸回転させるためのレーザ
ビーム角度調整手段とからなることを特徴としている。
【0025】さらに、この発明7のレーザ望遠鏡は、発
明1〜4のレーザ望遠鏡において、前記光源側光学系を
望遠鏡部(1)に対して少なくとも1軸移動させるため
のレーザビーム位置調整手段と、前記光源側光学系を望
遠鏡部(1)に対して少なくとも3軸回転させるための
レーザビーム角度調整手段とからなることを特徴として
いる。
【0026】さらに、この発明8のレーザ望遠鏡は、対
物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レンズ
(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)とレーザ光源部(2)に含
まれ前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)
の視準点近傍に集光させるために前記レーザビーム(3
8b)をほぼ平行化する光源側光学系と、レーザ光源部
(2)に含まれ前記レーザビーム(38b)の進行方向
を前記接眼レンズ(7)に向かうように進行方向を変え
るための反射鏡(40)とからなることを特徴としてい
る。
【0027】さらに、この発明9のレーザ望遠鏡は、対
物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レンズ
(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)と前記位置決め結合部
(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のから出力され
る前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)に
入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射位置以外の
レーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部(2)の位
置を切り換えるための位置切り換え手段(20,21,
22,23,25)とレーザ光源部(2)に含まれ前記
レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)の視準点
近傍に集光させるために前記レーザビーム(38b)を
ほぼ平行化する光源側光学系と、レーザ光源部(2)に
含まれ前記レーザビーム(38b)の進行方向を前記接
眼レンズ(7)に向かうように進行方向を変えるための
反射鏡(40)とからなることを特徴としている。
【0028】さらに、この発明10のレーザ望遠鏡は、
発明8〜9のレーザ望遠鏡において、前記光源側光学系
を前記反射鏡(40)に対して少なくとも1軸回転させ
るためのレーザビーム角度調整手段と、前記反射鏡(4
0)を前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも1軸移動
させるためのレーザビーム位置調整手段と、前記反射鏡
(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも2軸
回転させるためのレーザビーム角度調整手段とからなる
ことを特徴としている。
【0029】さらに、この発明11のレーザ望遠鏡は、
発明8〜9のレーザ望遠鏡において、前記光源側光学系
を前記反射鏡(40)に対して少なくとも1軸移動させ
るためのレーザビーム位置調整手段と、前記反射鏡(4
0)を前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも1軸移動
させるためのレーザビーム位置調整手段と、前記反射鏡
(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも2軸
回転させるためのレーザビーム角度調整手段とからなる
ことを特徴としている。
【0030】さらに、この発明12のレーザ望遠鏡は、
対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レン
ズ(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)とレーザ光源部(2)に含
まれ前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)
の視準点近傍に集光させるために前記レーザビーム(3
8b)をほぼ平行化する光源側光学系と、レーザ光源部
(2)に含まれ前記レーザビーム(38b)の進行方向
を前記接眼レンズ(7)に向かうように進行方向を変え
るための反射鏡(40)と前記光源側光学系を前記反射
鏡(40)に対して少なくとも1軸回転させるためのレ
ーザビーム角度調整手段(51)と、前記反射鏡(4
0)を前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも1軸移動
させるためのレーザビーム位置調整手段(59)と、前
記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少なく
とも2軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段
(52)とからなることを特徴としている。
【0031】さらに、この発明13のレーザ望遠鏡は、
対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レン
ズ(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)と前記位置決め結合部
(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のから出力され
る前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)に
入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射位置以外の
レーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部(2)の位
置を切り換えるための位置切り換え手段(20,21,
22,23,25)とレーザ光源部(2)に含まれ前記
レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)の視準点
近傍に集光させるために前記レーザビーム(38b)を
ほぼ平行化する光源側光学系と、レーザ光源部(2)に
含まれ前記レーザビーム(38b)の進行方向を前記接
眼レンズ(7)に向かうように進行方向を変えるための
反射鏡(40)と、前記光源側光学系を前記反射鏡(4
0)に対して少なくとも1軸回転させるための第1レー
ザビーム角度調整手段(51)と、前記反射鏡(40)
を前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも1軸移動させ
るためのレーザビーム位置調整手段(59)と、前記反
射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも
2軸回転させるための第2レーザビーム角度調整手段
(52)とからなることを特徴としている。
【0032】さらに、この発明14のレーザ望遠鏡は、
発明12〜13のレーザ望遠鏡において、前記レーザ光
源部(2)には、レーザ光源(35)と前記光源側光学
系とからなるレーザ光源ユニット(32)と、前記レー
ザ光源ユニット(32)を固定するレーザ光源ユニット
固定用支持体(53)と、前記レーザ光源ユニット固定
用支持体(53)を支持する第1角度調整用支持台(5
5)と、前記レーザ光源ユニット固定用支持体(53)
と前記第1角度調整用支持台(55)とに共通に通る支
持軸(54)と、前記レーザ光源ユニット(32)の前
記支持軸(54)のまわりの回転を可能として前記第1
角度調整用支持台(55)に対して前記レーザ光源ユニ
ット(32)を受ける円筒面座(56)と、スクリュ−
(61)により移動する1軸並進移動台(60)と、1
軸並進移動台(60)に形成した球面(72)に接して
2軸回転自在に結合し前記反射鏡(40)を固定する2
軸回転体(71)とからなることを特徴とするレーザ望
遠鏡。
【0033】さらに、この発明15のレーザ望遠鏡は、
対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レン
ズ(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)とレーザ光源部(2)に含
まれ前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)
の視準点近傍に集光させるために前記レーザビーム(3
8b)をほぼ平行化する光源側光学系と、レーザ光源部
(2)に含まれ前記レーザビーム(38b)の進行方向
を前記接眼レンズ(7)に向かうように進行方向を変え
るための反射鏡(40)と前記光源側光学系を前記反射
鏡(40)に対して少なくとも1軸移動させるための第
1レーザビーム位置調整手段と、前記反射鏡(40)を
前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも1軸移動させる
ための第2レーザビーム位置調整手段と、前記反射鏡
(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少なくとも2軸
回転させるためのレーザビーム角度調整手段とからなる
ことを特徴としている。
【0034】さらに、この発明16のレーザ望遠鏡は、
対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レン
ズ(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)と前記位置決め結合部
(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のから出力され
る前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)に
入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射位置以外の
レーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部(2)の位
置を切り換えるための位置切り換え手段(20,21,
22,23,25)とレーザ光源部(2)に含まれ前記
レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)の視準点
近傍に集光させるために前記レーザビーム(38b)を
ほぼ平行化する光源側光学系と、レーザ光源部(2)に
含まれ前記レーザビーム(38b)の進行方向を前記接
眼レンズ(7)に向かうように進行方向を変えるための
反射鏡(40)と、前記光源側光学系を前記反射鏡(4
0)に対して少なくとも1軸移動させるためのレーザビ
ーム位置調整手段と、前記反射鏡(40)を前記望遠鏡
部(1)に対して少なくとも1軸移動させるためのレー
ザビーム位置調整手段と、前記反射鏡(40)を前記望
遠鏡部(1)に対して少なくとも2軸回転させるための
レーザビーム角度調整手段とからなることを特徴として
いる。
【0035】さらに、この発明17のレーザ望遠鏡は、
発明15〜16のレーザ望遠鏡において、前記レーザ光
源部(2)には、レーザ光源(240)と前記光源側光
学系とからなるレーザ光源ユニット(181)と、前記
レーザ光源ユニット(181)を固定するレーザ光源ユ
ニット固定用支持体(166)と、前記レーザ光源ユニ
ット固定用支持体(166)を支持する第1位置調整用
支持台(162)と、前記レーザ光源ユニット固定用支
持体(166)と前記第1位置調整用支持台(162)
とに共通に通る第1共通ピン(170,170)と、前
記レーザ光源ユニット固定用支持体(166)と第1位
置調整用ねじ穴171と一方にねじ込まれ他方に当接す
る第1位置調整用ねじ173と、前記レーザ光源ユニッ
ト固定用支持体(166)と第1位置調整用ねじ穴17
1の他方にねじ込まれ一方に当接する第1位置調整用ね
じ174と、反射鏡固定用支持体(195)と前記反射
鏡固定用支持体(195)に支持される第2位置調整用
支持台(190)と、前記反射鏡固定用支持体(19
5)と前記反射鏡固定用支持体(195)とに共通に通
る第2共通ピン(199,199)と、前記反射鏡固定
用支持体(195)と前記反射鏡固定用支持体(19
5)の一方にねじ込まれ他方に当接する第2位置調整用
ねじ(202)と、前記反射鏡固定用支持体(195)
と前記反射鏡固定用支持体(195)の他方にねじ込ま
れ一方に当接する第2位置調整用ねじ(203)と、か
らなることを特徴としている。
【0036】さらに、この発明18のレーザ望遠鏡は、
3つの対物レンズ(5a,5b,5c)と3つの焦点合
わせレンズ(6a,6b,6c)と1つの接眼レンズ
(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)と、前記3つの対物レンズ
(5a,5b,5c)と前記接眼レンズ(7)前記対物
レンズ(5a)を通る光軸と前記対物レンズ(5c)を
通る光軸の直交点に45度の角度で交わる第1ビームス
プリッタ(101)と、前記第1ビームスプリッタ(1
01)と前記対物レンズ(5a)との間におかれ前記対
物レンズ(5a)を通る光軸と前記対物レンズ(5b)
を通る光軸の直交点に45度の角度で交わる第2ビーム
スプリッタ(102)とからなることを特徴としてい
る。
【0037】さらに、この発明19のレーザ望遠鏡は、
発明18のレーザ望遠鏡において、自動補正機構10が
設けられている。
【0038】さらに、この発明20のレーザ望遠鏡の結
像方法は、対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)
と接眼レンズ(7)とからなり対物レンズ(5)の焦点
近傍に視準点が位置する望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡
部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させるレ
ーザビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)
と、前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位
置決めして結合するための位置決め結合部(3)とから
なるレーザ望遠鏡から出るレーザービームを遠方対象点
に点状に結像させるためのレーザ望遠鏡の結像方法であ
って、前記レーザ光源部(2)から前記接眼レンズ
(7)に入射させるレーザビーム(38b)を前記望遠
鏡部(1)の視準点近傍に集光させることを特徴として
いる。
【0039】さらに、この発明21のレーザ望遠鏡は、
対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ(6)と接眼レン
ズ(7)とからなる望遠鏡部(1)と、前記望遠鏡部
(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入射させ視準点
近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザビーム(38
b)を出力するレーザ光源部(2)と、前記レーザ光源
部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決めして結合する
ための位置決め結合部(3)と、前記位置決め結合部
(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のから出力され
る前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)に
入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射位置以外の
レーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部(2)の位
置を切り換えるための位置切り換え手段(20,21,
22,23,25)と、レーザ発振回路に含まれレーザ
入射位置で接続しレーザ非入射位置で切断されるスイッ
チ回路(262,263)とからなることを特徴として
いる。
【0040】さらに、この発明22のレーザ通信方法
は、対物レンズ(5)と接眼レンズ(7)とからなる送
信側望遠鏡部(1a)と、前記送信側望遠鏡部(1a)
に接眼レンズ(7)からレーザビーム(38b)を入射
させる光源側光学系及びレーザ変調器(110)を含む
レーザ光源部(2)とからなる送信側レーザ発振装置
(A)と、対物レンズ(5)と接眼レンズ(7)とから
なる受信側望遠鏡部(1b)と、前記望遠鏡部(1b)
に対物レンズ(7)により前記送信側レーザ発振装置
(A)から発射されたレーザを受け接眼レンズ(7)を
通されたレーザを受信するレーザ受信装置(B)とを用
いてレーザ通信を行うことを特徴としている。
【0041】
【作用】本発明のレーザ望遠鏡は、接眼レンズに入射す
るレーザビームが視準点近傍に集光する。したがって、
視準点に1つの光点の光源ができる。このような光源の
実像が望遠鏡の視準点に対応する対象点に形成される。
レーザ光源部は接眼レンズの前位置から退去するので接
眼レンズから目で覗き込むことができる。したがって、
目で見て焦点合わせをした遠方対象点に無調整で点状実
像が結像する。
【0042】レーザ光源部から出力されるレーザビーム
は、調整される。調整されたレーザビームは、接眼レン
ズの視準点から外れた点に集光する。視準点から外れた
点に集光して形成される視準点近傍光源は、レーザの拡
散にもかかわらず、視準対象点に点実像として結像す
る。
【0043】接眼レンズに入射するレーザビームは、位
置が調整されているので、平行度が高いレーザビームの
中心部が視準対象点に結像する。接眼レンズに入射する
レーザビームは、角度が調整されているので、精度よく
望遠鏡の視準点に点状に結像する。このような点状光源
は、遠方の対象点に鮮明に正確な位置に結像する。
【0044】レーザビームは反射鏡により反射されてか
ら、接眼レンズに入射する。反射鏡の位置と角度の調整
が行われる。位置と角度の調整は、1軸移動3軸回転ま
たは2軸移動2軸回転で行われる。この調整は、視準対
象点での結象を最大輝度にすると同時に光軸を調整す
る。
【0045】レーザ変調器を付加した2台のレーザ望遠
鏡は、平行ビームで発信し平行ビームで受信する。
【0046】
【実施例】
(レーザ望遠鏡の実施例1)次に、本発明のレーザ望遠
鏡の実施例1を参照図面を参照しながら詳しく具体的に
説明する。図1は、本発明のレーザ望遠鏡の実施例1を
示し断面図である。本発明のレーザ望遠鏡は、望遠鏡部
1とレーザ光源部2と位置決め結合部3との3部から構
成されている。位置決め結合部3は望遠鏡部1に対し位
置決めして望遠鏡部1に結合するための手段である。望
遠鏡部は、望遠鏡を含む。「望遠鏡」は、この名称にか
かわらず鏡を含むことを意味しない。
【0047】望遠鏡部1 実施例1の望遠鏡部1は、次に説明するように構成され
ている。望遠鏡は、望遠鏡本体4と対物レンズ5と焦点
合わせレンズ6と接眼レンズ7を含む光学系である。対
物レンズとは、望遠鏡において接眼レンズとの比較で焦
点距離が長く、入射光を集光するレンズをいう。接眼レ
ンズとは、望遠鏡において対物レンズとの比較で焦点距
離が短く、対物レンズにより形成される実像を拡大する
レンズをいうが、必ずしも目で覗き込むレンズであるこ
とを意味しない。
【0048】対物レンズ5は、望遠鏡本体4の円筒状前
方部の前端部に固定され設けられている。接眼レンズ7
は、望遠鏡本体4の円筒状後方部の後端部に固定され設
けられている。焦点合わせレンズ6は、対物レンズ5の
すぐ後方に設けられ望遠鏡本体4に支持されている。焦
点合わせレンズ6は、光軸に平行に移動自在であり、望
遠鏡本体4に回転自在に支持された調整つまみ8により
移動する。
【0049】接眼レンズ7の焦点位置近傍に透明性の視
準手段9が設けられ望遠鏡本体4に固定されている。視
準手段9は、透明板で作られていて、印されている直交
十字線の交点が接眼レンズ7の焦点近傍にあるように、
視準手段9は接眼レンズ7に対して位置調整され望遠鏡
本体4に固定されている。直交十字線の交点を以下視準
点という。また、視準点に対物レンズ5の焦点が位置す
るように、対物レンズ5は視準手段9に対して位置調整
されている。望遠鏡本体4と対物レンズ5と焦点合わせ
レンズ6と接眼レンズ7と視準手段9により実施例1の
視準線付き望遠鏡が形成されている。
【0050】望遠鏡部の光学的自動補正機構10 実施例1の光学的自動補正機構10は、次に説明するよ
うに構成されている。焦点合わせレンズ6と視準手段9
との間に光学的自動補正機構10が設けられている。光
学的自動補正機構10は、対物レンズ5と接眼レンズ7
と視準手段9とから構成される光学系の光軸の初期設定
が完了しているならば、初期設定済み望遠鏡本体4が初
期設定角度に対して傾く角度がある範囲内に入っている
限り、同一対象点の実像は常に視準手段9の視準点に不
変的に結像するように望遠鏡の光学系に組み込まれた重
力振子光学系である。
【0051】このような重力振子光学系は、1951年
頃にツァイス社により開発され、特公昭36(196
1)−4492号に示されるように日本では、1957
年頃にソキア社により開発が行われたものである。この
ように、重力振子光学系である光学的自動補正機構10
はオートレベルとしてレベルに組み込まれ周知であるの
で、図1には原理的構造を簡単に示している。
【0052】図1に簡単に示す光学的自動補正機構10
は、1個の吊りプリズム11とこの1個の吊りプリズム
11を吊るす4本の弾性材製の吊り部材12と固定プリ
ズム13とから構成されている。固定プリズム13は、
望遠鏡本体4に固定されている。吊り部材12は、薄い
金属製リボンである。吊りプリズム11は、このような
吊り部材12により特殊な吊り方で吊られている。吊り
方は各種のものが知られているが、図示する吊りプリズ
ム11の吊り方は、4本の吊り部材12の下端間の距離
が上端間の距離より短くなるように逆台形状になるよう
にした吊り方である。
【0053】対物レンズ5から入射した光は固定プリズ
ム13の全反射面13aに向かい、固定プリズム13の
全反射面13aで反射した光は吊りプリズム11の全反
射面11aに向かい、全反射面11aで反射した光は吊
りプリズム11の全反射面11bに向かい、全反射面1
1bで反射した光は固定プリズム13の全反射面13b
に向かい、固定プリズム13の全反射面で反射した光は
接眼レンズ7の方に向かうように、吊りプリズム11と
固定プリズム13が位置づけられている。
【0054】図示していないが、吊りプリズム11に1
体的に設けられて立ち上がる調芯棒の上端に電気導体性
の渦電流板が固定され、渦電流板の両側で至近距離に位
置するように磁石が望遠鏡本体4に固定され設けられて
いる。吊りプリズム11と調芯棒と渦電流板と4本の吊
り部材12とで共鳴振動系が構成される。調芯棒に高振
動数の振動が発生し、プリズム11に加えられる振動エ
ネルギーは、渦電流の摩擦熱として消費され、吊りプリ
ズム11に発生する振動はほぼ瞬間的に消滅する。
【0055】位置決め結合部3 実施例1の位置決め結合部3は、次に説明するように構
成されている。図1、図2、図3に示すように、位置決
め結合部3は結合部本体20を有する。結合部本体20
は、望遠鏡本体4の円筒状後方部に形成されている取り
付け部21に取り付けられている。結合部本体20は、
この実施例1では、回転自在に取り付け部21に取り付
けられている。取り付け部21は、板状の結合部本体2
0の上下面を案内する上下滑り面を持つ案内用隙間21
aを備えている。結合部本体20は、案内用隙間21a
にはめ込まれ、軸ピン22により回転自在に取り付け部
21に支持されている。
【0056】結合部本体20は出没ピン23を備えてい
る。出没ピン23は、結合部本体20に立てた筒に挿入
されているスプリング24により取り付け部21の方に
付勢されている。図は結合部本体20が後述するレーザ
入射位置にある場合を示している。結合部本体20のレ
ーザ入射位置は、取り付け部21に設けられている位置
決め穴25により決められる。位置決め穴25は取り付
け部21の下方の滑り面である平面に連続に接続する誘
導案内面で形成されている。このような位置決め穴25
の穴形成面に適合するように、出没ピン出没ピン23の
下端面が形成されている。
【0057】位置決め穴25、出没ピン23などで構成
される位置決め手段により、レーザ入射位置の結合部本
体20は望遠鏡部1に対して位置決めされる。このよう
な結合部本体20、取り付け部21、軸ピン22、出没
ピン23は、後述するレーザ光源部2をレーザ入射位置
とレーザ非入射位置との間で位置切り換えを行うための
位置切換え手段をも構成している。
【0058】レーザ光源部2 実施例1のレーザ光源部2は、次に説明するように構成
されている。位置決め結合部3の結合部本体20に形成
したはめ込み穴26にはめられ、図示しない固定手段に
より位置決め結合部3に支持され取り付けられている。
したがって、レーザ入射位置のレーザ光源部2は位置決
め結合部3の結合部本体20を介して望遠鏡部1に対し
て位置決めされる。レーザ光源部2は、図4に示すよう
に、円筒状のレーザ光源部本体30により構成されてい
る。レーザ光源部本体30内に光源側光学系が形成され
ている。レーザ光源部本体30が位置決め結合部3の結
合部本体20の前記はめ込み穴26にはめ込まれてい
る。
【0059】レーザ光源部2は、レーザ光源を含む。レ
ーザ光源部本体30の天井壁31の下端面に筒状のレー
ザ光源ユニット32が固定され取り付けられている。レ
ーザ光源ユニット32としては、日本科学エンジニアリ
ング社から市販されているレーザプロジェクタが用いら
れている。レーザ光源ユニット32を簡単に説明する
と、レーザ光源ユニット32の内部に半導体レーザ発振
部33と複数個のレンズからなる平行化用光源としての
平行化用レンズ系34を含む光源側光学系と電気回路部
35とから構成されている。半導体レーザ発振部33は
非点隔差を有し2点光源的であるので、レンズ系34に
より出射効率を落とすがビームの平行化を調整する。
【0060】平行化用レンズ系34から出力されるレー
ザの成分は平行化されていないものを含む。平行化され
ていない成分は、後続の光学系により光学系外に自然に
捨てられる。平行化用レンズ系34の複数個のレンズの
うち少なくとも1個のレンズは、コリメータレンズ36
である。コリメータレンズ36は、レーザ光源ユニット
32の外周に回転自在にに設けられている調整用つまみ
37により光軸方向に移動する。調整用つまみ37によ
り平行化用レンズ系34から出力されるレーザビーム3
8aの拡がり角を微妙に調整できる。
【0061】図4に示すように、実施例1のレーザ光源
部2は、レーザ光源と反射鏡40とからなる光源側光学
系含む。レーザ光源ユニット32の下方に反射鏡40が
設けられている。反射鏡40は、レーザ光源部本体30
に支持されている。反射鏡40は全反射プリズムであ
る。反射鏡40は、レーザ光源から出力されるレーザビ
ーム38aの進行方向を鉛直面内で90度転換させるよ
うに位置づけられている。このように方向転換されたレ
ーザビーム38bは、レーザ光源部本体30に設けた窓
41に向かう。窓41は光学ガラスで形成されている。
【0062】レーザビーム調整手段50 実施例1のレーザビーム調整手段50は、次に説明する
ように構成されている。実施例1のレーザビーム調整手
段50は、レーザ光源と平行化用レンズ系34の1軸回
転手段51と反射鏡40の2軸回転手段52と反射鏡4
0の1軸移動手段59から合成されている。平行化用レ
ンズ系34、反射鏡40を含む光源側光学系は、全体と
して3軸回転手段と1軸移動手段により調整されて組立
てられている。ここで、回転は回転移動を言い、移動は
並進移動を言う。このような3軸回転1軸移動は、平行
化用レンズ系34の1軸回転と反射鏡40の2軸回転1
軸移動に分解されている。
【0063】第1レーザビーム角度調整手段51 第1レーザビーム角度調整手段51は、図4に示すよう
に、レーザ光源ユニット32を回転自在に支持する手段
を含む。レーザ光源ユニット32の下方部の外周面にレ
ーザ光源ユニット固定用支持体53が取りつけらてい
る。レーザ光源ユニット固定用支持体53には180度
異なる位置に支持用穴が明けられ、この支持用穴に支持
用軸54が挿入されている。支持用軸54はレーザ光源
部本体30に取りつけらている第1回転調整用支持体5
5に固定されている。支持用軸54の1部に形成したね
じ部を第1回転調整用支持体55に形成したねじ穴にね
じ込んでいる。
【0064】第1レーザビーム角度調整手段51は、レ
ーザ光源ユニット32の首振りを行わせる移動手段を含
む。このような移動手段として天井壁31が用いられて
いる。天井壁31はレーザ光源部本体30の上端面に移
動自在に固定されている。レーザ光源部本体30の上端
面は、前記支持用軸54を中心とする円筒面座56に形
成されている。円筒面座56に面接する天井壁31の部
分も円筒面座56に形成されている。天井壁31はレー
ザ光源部本体30にボルト57により固定されている。
【0065】レーザビーム位置調整手段59 実施例1のレーザビーム位置調整手段59は、次に説明
するように構成されている。実施例1のレーザビーム位
置調整手段59は、1軸並進移動台60を含む。1軸並
進移動台60にスクリュー61が通っている。スクリュ
ー61は、レーザ光源部本体30に取りつけたスクリュ
−支持部材62に支持されている。スクリュー61の両
端に鍔63,63が設けられている。鍔63,63の対
向する2面がスクリュ−支持部材62に形成した2つの
面に接しているので、スクリュー61は回転するが移動
しない。1軸並進移動台60は、スクリュ−支持部材6
2に取りつけられている両側の案内体64に挟まれてい
る。したがって、1軸並進移動台60は、1軸方向に平
行移動するが回転しない。
【0066】第2レーザビーム角度調整手段52 実施例1の第2レーザビーム角度調整手段52は、次に
説明するように構成されている。第2レーザビーム角度
調整手段52は、2軸回転体71を含む。1軸並進移動
台60の上面は、球面72に形成されている。球面72
に2軸回転体71が接している。球面72に接する2軸
回転体71の部分も球面73に形成されている。2軸回
転体71に複数のボルト通し穴74が設けられている。
1軸並進移動台60にねじ穴75が形成されている。複
数のボルト76がボルト通し穴74に通され、ねじ穴7
5にねじ込まれている。
【0067】電源部80 電池ケース81が、レーザ光源部本体30に取りつけら
ている。1.5ボルトの3本の電池82が、直列に電池
ケース81に着脱自在に挿入されている。電池ケース8
1の前面に蓋83が開閉自在に設けられている。4.5
ボルトが、直列電池の両極から取り出されレーザ光源ユ
ニット32の両電極を介してレーザ光源ユニット32内
の半導体レーザ発振部33、電気回路部35に印加され
る。
【0068】図示していないが、軸ピン22を中心に結
合部本体20を回転させレーザ入射位置に位置させると
きにのみ、電気回路部35が動作し半導体レーザ発振部
33がレーザ発振し、結合部本体20がレーザ入射位置
以外の位置すなわちレーザ非入射位置にあるときは、電
気回路部35が動作せず半導体レーザ発振部33が起動
されないようなスイッチング回路が設けられている。レ
ーザ起動は、別のスイッチで行う。
【0069】その他の手段 望遠鏡部1の望遠鏡本体4は、回転台85上に固定され
ている。回転台85は、台本体86上に回転自在に設け
られている。回転台85は図示しないつまみにより回転
駆動される。台本体85には、気泡管87が設けられて
いる。台本体86は、3脚の取り付け台88上に設けら
れている。台本体86は、取り付け台88上に3か所の
ねじ式伸縮支持部材89により支持されている。
【0070】(実施例1の動作)次に、前記実施例1の
動作を説明する。公知の望遠鏡部1の光軸が公知の調整
方法により水平になっていることを前提とする。また、
このような調整が行われた光軸(対物レンズ5の光軸に
一致して対物レンズ5に入射する光線が幾何光学的に通
過する線)上に視準手段9の十字線の交点(視準点)が
一致しているものとする。このような前提のもとで、レ
ーザビーム調整手段50,59によるレーザビーム38
bの方向と位置の調整を行う方法を説明する。
【0071】軸ピン22を中心に結合部本体20を回転
させ、結合部本体20と1体にレーザ光源部本体30を
レーザ非入射位置に位置させる。焦点合わせレンズ6を
調整つまみ8により動かしながら、接眼レンズを通し視
準手段9の視準点に一致して目に映る任意の遠方の対象
点に印をつける。たとえばマーカの十字線の交点が視準
手段9の視準点に一致するように、マーカを遠方の壁な
どに固定する。結合部本体20と1体にレーザ光源部本
体30をレーザ入射位置に位置させる。このレーザ入射
位置は、出没ピン23が取り付け部21の位置決め穴2
5にはまり込むことにより定まる。出没ピン23の位置
は、スプリング24の付勢力により安定している。
【0072】レーザ点灯可能状態のスイッチング回路の
スイッチを入れ、半導体レーザ発振部33を起動する。
レーザビーム38aはプリズムである反射鏡40で反射
しレーザビーム38bになる。レーザビーム38bは、
接眼レンズ7から入射する。結合部本体20は望遠鏡本
体4に対して軸ピン22と出没ピン23により位置決め
されている。このような位置決めの精度は、生産ライン
の品質管理により十分である。しかし、半導体レーザ発
振部33はこの発明のレーザ望遠鏡のために作られてい
ない一般市販品が用いられていることと半導体レーザの
本質的性質とから、レーザビーム38aは大概の場合光
軸上にはない。
【0073】調整後のあるべきレーザビーム38bの中
心線が接眼レンズ7の光軸に一致するように調整され
る。レーザビーム38aは、接眼レンズ7の光軸に交叉
するように調整される。ボルト57が緩められ天井壁3
1を僅かに動かす。遠方の対象点の近くにレーザが届
く。遠方の対象点の近くに届いたレーザは、点状でなく
円形(楕円形)である。
【0074】レーザ光源ユニット32の調整用つまみ3
7を回して平行化用レンズ系34を僅かに移動させ、遠
方の対象点の近くに届いたレーザを点状に集光する。天
井壁31を僅かに動かし支持用軸54を中心にレーザ光
源ユニット32を回転させる。天井壁31はレーザ光源
部本体30の上端の円筒面を摺動して回転する。レーザ
集光点が対象点にもっとも近づいたところで、ボルト5
7を緩く締めて、レーザ光源ユニット32をレーザ光源
部本体30に対して仮止めする。図5に示すように、レ
ーザ光源部本体30の1軸回転調整Aが行われたことに
なる。
【0075】次に、レーザビーム位置調整手段59のス
クリュー61を回転させて1軸並進移動台60を前後動
させる。反射鏡40が前後動してレーザビーム38aが
反射鏡40に当たる位置が上下し、遠方のレーザ集光点
が上下する。遠方のレーザ集光点を対象点にできるだけ
近づける。図5に示すように、1軸並進移動Bが行われ
たことになる。次に、ボルト76を緩めて第2レーザビ
ーム角度調整手段52の2軸回転体71を2軸回転させ
る。この2軸回転調整は試行錯誤的に行うが、どのよう
な動かし方をすれば遠方のレーザ集光点がどのように動
くか経験則的に理解することが容易である。図5に示す
ように、2軸回転調整C,Dが行われたことになる。
【0076】レーザ集光点が完全に対象点に一致しない
場合、対象点にもっとも近づいたレーザ集光点の対象点
からのずれの方向を見て、第1レーザビーム角度調整手
段51、レーザビーム位置調整手段59、第2レーザビ
ーム角度調整手段52により前記調整作業を繰り返す。
すなわち、3軸回転調整A,C,Dと1軸並進移動Bを
繰り返して行う。
【0077】レーザ集光点が完全に一致したところでボ
ルト57,76を強く締め付け、最後に調整用つまみ3
7を僅かに回して、レーザ集光点をもっとも小さく且つ
高い輝度にする。以上の調整はあくまで試行錯誤的であ
るので、レーザ集光点が対象点に一致したからといっ
て、完全な調整が行われたとは限らない。他の距離が異
なる同一水平面状の対象点についても、接眼レンズ7を
通して見る視準点一致の対象点にレーザ集光点が一致す
るかどうかを確認する必要がある。
【0078】このような確認が終わった後のレーザビー
ムは、視準手段9の視準点に実像として集光している。
この明細書で、このように集光した集光点の光を視準集
光点という。すなわち、視準集光点は、新たに光源80
となる。図5に示すように、この光源80は視準手段9
の視準点に形成され、接眼レンズ7の焦点81には形成
されていない。すなわち、光源80は、接眼レンズ7の
焦点の近傍に形成されている。
【0079】光源80は、視準集光点に接眼レンズ7に
より集光されたものであるので、光源80から出るレー
ザは、視準集光点からある立体角の範囲に進行する。図
4にこの範囲が示され光円錐である。この光円錐が光軸
に対称に形成されているかどうかは定かではない。光円
錐が光軸に対称に形成されているならば、対物レンズ5
に入射する光量が最大になる。
【0080】このような観点から、すなわち対物レンズ
5に入射する光量が最大になるように、前記3軸回転1
軸移動の調整A,B,C,Dの試行錯誤が行われている
ことが好ましい。逆に言うと、対象点での輝度を最大に
する3軸回転1軸移動の調整A,B,C,Dは、レーザ
ビーム38Bを接眼レンズ7の光軸に合致させる調整に
なっている。対象点での輝度を目で見ながら(あるい
は、光量計の光量表示を見ながら)、対象点の輝度を高
くする方向に調整を行えばよいので、前記試行錯誤は相
当な法則性のもとで行われる。
【0081】したがって、もっとも輝度が高くなったと
ころで調整を終えればよい。対象点の最高の輝度は、さ
らに調整つまみ37によりコリメータレンズ36の位置
を微妙に変更することにより得られる。このような調整
により、レーザビーム38bは視準点に正確に集光す
る。このように集光した集光点のレーザビーム断面の断
面積として、現在40ミクロンX60ミクロンが得られ
ている。
【0082】光源80から出る光円錐内のレーザの全て
が、対物レンズ5に入射するとは限らない。光源80か
ら出る光円錐内の外側寄りのレーザは、固定プリズム1
3、吊りプリズム11に入射せず、焦点合わせレンズ
6、対物レンズ5の口径範囲外に到達し、対物レンズ5
に入射しない。対物レンズ5に入射したレーザは、視準
集光点の実像として、視準点に対応する対象点に集光す
る。このような調整済み状態が達成されると、望遠鏡本
体4がある許容角度範囲内にある限り、望遠鏡本体4の
傾動によらず視準集光点の実像形成位置は不変であり対
象点に一致している。
【0083】(実施例2)次に、本発明のレーザ望遠鏡
の実施例2を図6、図7を参照して説明する。図6は正
面断面図、図7は図6の1部の平面図である。図6、図
7に示すように、この実施例2は、要するに、実施例1
の対物レンズ5と焦点合わせレンズ6の組を3つ用い
て、3つの対象点にそれぞれにレーザを集光するように
した直交3軸望遠鏡である。3体の焦点合わせレンズ6
(以下、6a,6b,6cで表す)と光学的自動補正機
構10との間に、次に説明する直交3軸分離用光学系1
00を挿入する。
【0084】その他の構成、すなわち、望遠鏡部を構成
する光学的自動補正機構10、接眼レンズ7、視準手段
9は、実施例1と同様である。レーザ光源部2と位置決
め結合部3の構成は実施例1と全く同一である。その他
の構成たとえば気泡管87なども同一である。
【0085】光学的自動補正機構10の前方にレーザ用
第1ビームスプリッタ101を設ける。レーザ用第1ビ
ームスプリッタ101は、光軸を通り光軸に直交する水
平線を回転軸として45度回転させられて望遠鏡本体4
に固定されている。レーザ用第1ビームスプリッタ10
1は、約30%の反射率を有するようにレーザ用多層膜
が反射面に形成されている。望遠鏡本体4の前端部に対
物レンズ5(以下、5aで表す)が固定され設けられて
いる。
【0086】対物レンズ5aのすぐ後方にX軸焦点合わ
せ用レンズ6aが光軸方向に移動自在に設けられてい
る。X軸焦点合わせ用レンズ6aは、望遠鏡本体4に回
転自在に設けられているX軸用調整つまみ8aにより移
動させることができる。レーザ用第1ビームスプリッタ
101とX軸焦点合わせ用レンズ6aとの間に、レーザ
用第2ビームスプリッタ102が設けられている。レー
ザ用第2ビームスプリッタ102は、光軸を通る鉛直線
を回転軸として45度傾斜されて望遠鏡本体4に固定さ
れている。レーザ用第2ビームスプリッタ102は約5
0%の反射率を有するようにレーザ用多層膜が反射面に
形成されている。
【0087】図7に示すように、直角プリズムを2つは
り合わせた菱形プリズム103が設けられている。菱形
プリズム103の1つの全反射面104は、レーザ用第
2ビームスプリッタ102に直交する鉛直面である。全
反射面104に対面する他の全反射面105は、全反射
面104に平行である。
【0088】光軸がレーザ用第1ビームスプリッタ10
1と交わる点を原点Oとして考える。原点Oを通り対物
レンズ5aに向かう光軸をX軸とする。原点Oを通る光
軸上の光線はレーザ用第2ビームスプリッタ102で反
射して全反射面104に入射し、全反射面104で反射
して全反射面105に入射し、全反射面105で反射す
る。このように全反射面105で反射した光線は、原点
0を通りX軸に直交する水平線上にある。このような水
平線をY軸とする。光軸上にある光線が原点Oでレーザ
用第1ビームスプリッタ101に入射する光線は、レー
ザ用第1ビームスプリッタ101で鉛直向きに反射す
る。このように反射する光線の鉛直線をZ軸とする。こ
のように、X軸、Y軸、Z軸は、原点を点Oとする直交
座標軸を形成する。
【0089】原点Oと対物レンズ5aとの距離が、光学
的自動補正機構10の保証機能が働く長さに設定されて
いるものとする。原点Oと対物レンズ5bとの距離、原
点Oと対物レンズ5cとの距離が、原点Oと対物レンズ
5aとの距離に等しく設定されているならば、3軸光学
系は全て光学的自動補正機構10の自動補正機能を厳密
そのまま利用することができる。
【0090】対物レンズ5bと対物レンズ5cに蓋をし
て、調整つまみ8aによりX軸上対象点の実像を視準点
に形成させる。次に、対物レンズ5aと対物レンズ5c
に蓋をして、調整つまみ8bによりY軸上対象点の実像
を視準点に形成させる。次に、対物レンズ5aと対物レ
ンズ5bに蓋をして、調整つまみ8cによりZ軸上対象
点の実像を視準点に形成させる。
【0091】このような調整を行って、レーザ光源部2
からレーザを接眼鏡7に実施例1と同様に入射させる
と、X軸対象点、Y点軸対象、Z軸対象点にそれぞれに
レーザが集光する。望遠鏡本体4の傾きが許容範囲にあ
れば、レーザ集光点は不変であり、常にX軸対象点、Y
軸対象点、Z軸対象点にある。
【0092】(通信方法の実施例1)図8は、本発明の
レーザ通信方法の実施例1を示す。本発明のレーザ通信
方法は、送信側望遠鏡1aと受信側望遠鏡1bとの2つ
の望遠鏡を用いる。送信側望遠鏡1a、受信側望遠鏡1
bは、ともに、対物レンズ5、接眼レンズ7からなる。
通信は、地上で行うか宇宙空間で行うかによらず、長距
離通信であるので、対象点は無限遠にあると考えてよ
い。したがって、焦点合わせレンズは原則的に不要であ
る。工場内での近距離通信の場合には、焦点合わせレン
ズを付加する。接眼レンズ7の後方から目で対象点を見
て光軸合わせを行うためには、視準手段8を設ける。
【0093】この場合は、送信側望遠鏡1aにとって対
象点は、受信側望遠鏡1bであり、受信側望遠鏡1bに
とって対象点は送信側望遠鏡である。送信側望遠鏡1a
の接眼レンズ7の後方にレーザ発振源たとえば半導体レ
ーザ発振部33を設ける。この半導体レーザ発振部33
は、対物レンズ5と接眼レンズ7を支持する図示しない
望遠鏡本体4に固定して設けるか、レーザ望遠鏡の実施
例1,2と同様に、回転変位自在にまたは着脱自在に設
ける。
【0094】半導体レーザ発振部33の直前に平行化用
レンズ系34を設ける。平行化用レンズ系34は、非点
隔差がある半導体レーザ発振部33の出力レーザを平行
なレーザビーム38bになるように、非平行成分を除去
するためのものである。平行化用レンズ系34と接眼レ
ンズ7との間に通信用レーザ変調素子110が設けられ
ている。送信側レーザ変調素子110は、たとえば、チ
タン酸バリューム結晶体111と偏光素子112とから
なる。この場合は、送信側レーザ変調素子110は、パ
ワー変調素子である。送信側レーザ変調素子110に
は、通信用電圧信号発生回路114から送信信号電圧が
入力される。
【0095】受信側望遠鏡1bには、接眼レンズ7を通
る平行化された受信側レーザビーム38cを通す受信側
レーザ変調素子111が設けられている。この受信側レ
ーザ変調素子111は、対物レンズ5と接眼レンズ7を
支持する図示しない望遠鏡本体4に固定して設けるか、
レーザ望遠鏡の実施例1,2と同様に、回転変位自在に
または着脱自在に設ける。
【0096】通信用電圧信号発生回路114に、受信側
レーザ変調素子111で発生する電圧信号が入力され
る。受信側望遠鏡1bにも、半導体レーザ発振部33と
平行化用レンズ系34を対称に設けると好都合である。
さらに、受信側レーザ変調素子111の手前に偏光素子
112を追加して、受信側と送信側の電気系、光学系を
完全対称に構成すると、双方向通信が可能である。図8
は、受信専用の望遠鏡として示されているが、前記完全
対称系が構成されているものとして以下説明する。 受
信側望遠鏡1bの半導体レーザ発振部33を起動しレー
ザビーム38bの口径を拡大して対物レンズ5から出力
させる。受信側望遠鏡1bの光軸は概略送信側望遠鏡1
aの方に向いている。接眼レンズ5から出るレーザビー
ムは、焦点合わせレンズで調整しても、光の本性として
ある角度で広がる。このように広がるレーザビームは、
ほとんど平行な部分が遠方の送信側望遠鏡1aの対物レ
ンズ5に入射し、対物レンズの後方焦点に実像として集
光する。
【0097】その実像が、視準点に合致するように、望
遠鏡1aの姿勢を調整する。同様に、受信側望遠鏡1b
の姿勢を調整して、両望遠鏡1a,1bの光軸を合致さ
せる。受信側・送信側レーザ変調素子111が受信する
光量が最大になるように望遠鏡1a,1bの姿勢を調整
する原理は前述の通りである。このような方法により、
望遠鏡1a,1bの姿勢制御は自動化することができ
る。
【0098】半導体レーザ発振部33から出力されるレ
ーザは、平行化用レンズ系34により平行化され、送信
側レーザ変調素子110により変調され、接眼レンズ7
に入射し、対物レンズ5と接眼レンズ7との共焦点近傍
の視準点に集光され、対物レンズ5により平行ビームと
なって、送信側望遠鏡1aから受信側望遠鏡1bに向か
う。受信側望遠鏡1bの対物レンズ5に入射したレーザ
は、対物レンズの焦点近傍に像を結んだ後接眼レンズ7
を通り、受信側レーザビーム38cになる。受信側レー
ザビーム38cが、受信側レーザ変調素子111により
電気信号に変換される。このようなレーザ通信は、双方
向で行うことができる。
【0099】送受信用望遠鏡1a,1bは、ともに地面
上に設置する場合、一方が地面上に他方が静止軌道上の
衛星に設置する場合、ともに衛星に設置する場合、3台
の望遠鏡を用いて、1台が地面上に他の1台が静止衛星
上にさらに他の1台が周回軌道上の衛星に設置する場合
など色々な場合がある。
【0100】(実施例4)実施例4は、本発明のレーザ
望遠鏡に用いる望遠鏡部1として鉛直器を用いた実施例
である。このような鉛直器は、最近開発され一般ユーザ
に提供されている鉛直専用の視準望遠鏡である。
【0101】望遠鏡部1 図9に示すように、望遠鏡部1の円筒状本体121の底
部に直交する2体の独立した高性能の気泡管122a,
122bが取り付けられている。気泡管122a,12
2bにより後述する鉛直方向の光軸を正確に鉛直に設定
することができる。
【0102】本体121の側周面に上側覗き部123が
突設され、覗き部123の端部に接眼レンズ7が設けら
れている。本体121の内部にプリズム124が固定さ
れている。接眼レンズ7の光軸は、プリズム124によ
り直角に曲げられ鉛直に向きを変える。このように曲げ
られた光軸を以下に鉛直光軸125といい、接眼レンズ
7の光軸を以下に水平光軸126という。
【0103】鉛直光軸125を光軸とする対物レンズ5
が、本体121の頭部に固定され設けられている。プリ
ズム124と対物レンズ5との間で鉛直光軸125を光
軸とする焦点合わせレンズ6が介設されている。焦点合
わせレンズ6は、本体121の側周面に突設されている
調整つまみ8により光軸方向に移動する。調整つまみ8
により、対物レンズ5と焦点合わせレンズ6からなるレ
ンズ系の焦点距離を変えることができる。
【0104】覗き部123に鉛直方向に並び下側覗き部
128が本体121の側周面に突設されている。下側覗
き部128の端部に第2接眼レンズ129が設けられて
いる。本体121の内部に第2プリズム130が固定さ
れている。第2接眼レンズ129の光軸は、プリズム1
30により直角に曲げられ鉛直下方に向きを変える。こ
のように曲げられた光軸を以下に第2鉛直光軸131と
いい、第2接眼レンズ129の光軸を以下に第2水平光
軸132という。
【0105】第2鉛直光軸131を光軸とする対物レン
ズ132が、本体121の底部に固定され設けられてい
る。第2プリズム130と第2対物レンズ132との間
で第2鉛直光軸131を光軸とする第2焦点合わせレン
ズ133が介設されている。第2焦点合わせレンズ13
3は、本体121の側周面に突設されている第2調整つ
まみ134により光軸方向に移動する。第2調整つまみ
134により、第2接眼レンズ129と第2対物レンズ
132からなるレンズ系の焦点距離を変えることができ
る。
【0106】位置決め結合部3 次に、位置決め結合部3を説明する。本体121の上端
に近い中径部135の側周面は、鉛直光軸125を中心
とし基準面136となる円筒面に精密に機械加工され仕
上げられている。基準面136に合致する内周面を持っ
た結合用円筒体137が本体121にはめ込まれてい
る。結合用円筒体137は中径部135の下端の本体段
壁に上方から当接し鉛直方向の位置決めがなされてい
る。
【0107】結合用円筒体137の下方の大径部138
の1部は切除され、図11に示すように、調整つまみ8
は切除部139を通り大径部138より突出している。
切除部139の周辺部は、薄肉になっていて外面は平面
に形成されている。切除部139の周辺部の外面に上側
当て板140と下側当て板141とが当てられている。
上側当て板140と下側当て板141はともに半円形の
切除部を備えている。
【0108】上側当て板140の切除部を調整つまみ8
の軸筒の小径部の上半分に上側からはめ込み、下側当て
板141の切除部を調整つまみ8の軸筒の小径部の下半
分に下側からはめ込み、上側当て板140と下側当て板
141と切除部139の周辺部との図に現れていない重
なり部分をネジで締め付けることにより、結合用円筒体
137を本体121の1部である調整つまみ8の小径部
に固定する。
【0109】このような固定により、結合用円筒体13
7の上方への抜け出しが阻止される。また、結合用円筒
体137は割り管構造であり、割部をボルトで締め付け
ることにより、結合用円筒体137を強固に本体121
に圧着させている。
【0110】結合用円筒体137の上端内周縁が凹曲面
状に形成された上端開放部から本体121の上端部が貫
通している。凹曲面状に形成された結合用円筒体137
の凹部に収容されるように、キャップ142(図11参
照)が、本体121の上端部に被せられている。
【0111】図9に示すように、結合用回転体150
が、2体の球軸受151,152を介して結合用円筒体
137に回転自在にはめ込まれている。上下2体の球軸
受151,152の間には、結合用回転体150の内側
突周部153がはまり込こんでいる。下側の球軸受15
2は、結合用円筒体137の段部に支持されている。上
側の球軸受151は、結合用円筒体137の周面に設け
られた輪溝154にはめ込まれているスナップリング1
55により上側から押さえられている。したがって、結
合用回転体150は、本体121に対して上下方向に動
くことはない。
【0112】円筒状の結合用回転体150の1部である
突出部156と結合用円筒体137との間に半径方向に
動く位置決め用ピン157が設けられている。図12に
示すように、位置決め用ピン157は、突出部156に
設けられている案内穴158に1部がはめ込まれてい
る。位置決め用ピン157は、案内穴158に挿入され
ているコイルスプリング159により常時結合用円筒体
137の方に向かう付勢力をかけられている。結合用円
筒体137の外周面には2箇所(図示するものはその内
の1箇所)で半球状の位置決め用穴137aが設けられ
ている。
【0113】位置決め用ピン157の半球状頭部が位置
決め用穴137aに入り込むことにより、鉛直光軸12
5を軸として回転する結合用円筒体137の回転位置が
定まる。このように定まる回転位置は、後述するレーザ
ビームが接眼レンズ7に正しく入射するレーザ入射位置
とレーザビームが接眼レンズ7に入射しないレーザ非入
射位置である。図10に仮想線で示す突出部156のレ
ーザ非入射位置の設定は、装置の安定化のためで位置決
めのためではない。
【0114】レーザ光源部2 次に、レーザ光源部2を説明する。位置決め結合部3
に、レーザ光源部2が取り付けられている。箱状の本体
ケース160が後述する複数のボルトにより位置決め結
合部3の突出部156に結合されている。本体ケース1
60内に、レーザ発振源を有する光源側光学系と2軸移
動2軸回転によりレーザビームを接眼レンズに対して入
射させる入射位置・入射角度調整手段とレーザビーム3
8bの進行方向を変えるための反射鏡40が設けられて
いる。
【0115】第1レーザビーム位置調整手段 次に、第1レーザビーム位置調整手段を説明する。本体
ケース160の内壁鉛直面161に、第1位置調整用支
持台162が4本のボルト163により取り付けられて
いる。ボルト163の先頭部は、結合用回転体150の
突出部156までねじ込まれているので、本体ケース1
60はボルト163により結合用回転体150に固定さ
れている。図13、図14、図15に示すように、第1
位置調整用支持台162は、基台164と基台164か
ら内壁鉛直面161に直交する方向即ち水平方向に立ち
上がる両側壁165からできている。
【0116】両側壁165間に、図16,17に示すレ
ーザ光源ユニット固定用支持体166のピン通し部16
7が挿入されている。第1位置調整用支持台162の両
側壁165及びレーザ光源ユニット固定用支持体166
のピン通し部167に、第1ピン通し孔168,169
がそれぞれに設けられている。
【0117】第1ピン通し孔168,169は、それぞ
れに同一間隔と同一径で2カ所に平行に設けられてい
る。図18に示すように、2本の第1共通ピン170,
170が、第1ピン通し孔168,169に差し込まれ
ている。ピン通し部167の幅は両側壁165間の幅よ
り狭いので、ピン通し部167は第1共通ピン170,
170に案内され両側壁165間で移動することができ
る。
【0118】第1共通ピン170の間で中間位置にピン
通し部167に貫通する第1位置調整用ねじ穴171が
設けられている。両側壁165の一方の側壁の2カ所に
中心対称に第1位置調整用ねじ穴172が設けられてい
る。第1位置調整用ねじ穴171及び第1位置調整用ね
じ穴172にそれぞれに第1位置調整用ねじ173,1
74がはめ込まれている。2体の第1位置調整用ねじ1
74を取り囲むコイルスプリング175,175が、片
方の側壁165とピン通し部167との間に差し込まれ
ている。第1位置調整用ねじ173の軸線上で両側壁1
65の一方の側壁に道具通し穴165aが開けられてい
る。
【0119】図16,17に示すように、レーザ光源ユ
ニット固定用支持体166の挟持部176には、底付き
円柱状穴177と割り溝178と割り溝に直交する2つ
のネジ穴179が設けられている。図17に示すよう
に、円柱状穴177の底には小径穴180が設けられて
いる。
【0120】図9に示すように、レーザ光源ユニット固
定用支持体166の円柱状穴177にレーザ光源ユニッ
ト181がはめ込まれ、レーザ光源ユニット181の大
径部の下端面が円柱状穴177の底に突き当たってい
る。このように底に突き当たった状態で、2つのネジ穴
179にねじをねじ込み割り溝を狭めてレーザ光源ユニ
ット181を締め付けてレーザ光源ユニット固定用支持
体166に位置決めして固定する。レーザ光源ユニット
181の下方部は、円柱状穴177の底の小径穴180
から下方へ突出している。
【0121】第2位置調整用支持台190が、本体ケー
ス160の内壁鉛直面161に4本のボルト191によ
り取り付けられている。ボルト191の先頭部は、結合
用回転体150の突出部156までねじ込まれているの
で、本体ケース160はボルト191により結合用回転
体150に固定されている。
【0122】第2レーザビーム位置調整手段 次に、第2レーザビーム位置調整手段を説明する。図1
9,20に示すように、第2位置調整用支持台190は
基部191と基部191から立ち上がる支持部192と
支持部192から下方に向く両側壁193,194から
できている。両側壁193,194間に、図21,22
に示す反射鏡固定用支持体195のピン通し部196が
挿入されている。第2位置調整用支持台190の両側壁
193,194及び反射鏡固定用支持体195のピン通
し部196に、第2ピン通し孔197,198がそれぞ
れに設けられている。
【0123】第2ピン通し孔197,198は、それぞ
れに同一間隔と同一径で2カ所に平行に設けられてい
る。図23に示すように、2本の第2共通ピン199,
199が、第2ピン通し孔197,198に差し込まれ
ている。ピン通し部196の幅は両側壁193,194
間の幅より狭いので、ピン通し部196は第2共通ピン
199,199に案内され両側壁193,194間で移
動することができる。
【0124】第2共通ピン199の上方でピン通し部1
96に貫通する2つの第2位置調整用ねじ穴200が設
けられている。両側壁165の一方の側壁193の中心
位置に第2位置調整用ねじ穴201が設けられている。
第2位置調整用ねじ穴200,200及び第2位置調整
用ねじ穴201にそれぞれに第2位置調整用ねじ20
2,202,203がはめ込まれている。第2位置調整
用ねじ203を取り囲むコイルスプリング204が、側
壁193とピン通し部196との間に差し込まれてい
る。第2位置調整用ねじ202,202の軸線上で側壁
194に道具通し穴205,205が開けられている。
【0125】反射鏡固定用支持体195は、前記ピン通
し部196と両側壁210と底面壁211とからできて
いる。ピン通し部196と両側壁210とは、ねじ21
2により結合されている。反射鏡固定用支持体195
に、レーザビームの方向を調整するための2軸回転調整
手段が設けられる。2軸回転調整手段は、反射鏡40の
2軸回転手段により構成される。
【0126】第1、第2レーザビーム回転調整手段 図24,25,26に示す反射鏡固定体213は、3角
柱から1部斜面を共有する3角柱をくり抜いた形状で3
角形の両側壁214a、底面壁214b、背面壁214
cを備える反射鏡固定部214と、反射鏡固定部214
の底面側のディスク状回転軸215と、回転軸215の
底面側にあり回転軸215と同心の回転調整部216
と、雌ねじ部217からできている。
【0127】図25に示されるように、回転調整部21
6の断面形状は、円周と弦で囲まれる部分が円から欠如
した形に形成されている。反射鏡固定部214の両側壁
214aには、図24,26に示すように第3ピン通し
穴218が開けられている。反射鏡固定部214の背面
壁214cには、第1角度調整用ねじ穴221aが開け
られている。反射鏡固定部214の底面壁214b、回
転軸215、回転調整部216には、貫通するもう1つ
の第1角度調整用ねじ穴221bが開けられている。2
つの第1角度調整用ねじ穴221a,221bは互いに
直交している。
【0128】図21に示すように、反射鏡固定用支持体
195の前記底面壁211には、反射鏡固定体213の
回転軸215及び回転調整部216が回転自在にはまり
込む軸受穴222、223及び反射鏡固定体213の雌
ねじ部217を通す通し穴224が設けられている。
【0129】反射鏡固定用支持体195の前記両側壁壁
210の一方の側壁には、軸受穴223に達する2つの
第2角度調整用ねじ穴225、225が設けられてい
る。第2角度調整用ねじ穴225は、第3ピン通し穴軸
218に平行であり、かつ、第1角度調整用ねじ穴22
1a,221bに直交している。反射鏡固定用支持体1
95の両側壁210には、覗き窓226,226が開け
られている。
【0130】図27は、反射鏡ユニット231を示して
いる。反射鏡40は、ディスク状の銀蒸着単層100%
反射ミラーが用いられている。反射鏡ユニット231に
は、円板形の固定用穴233が設けられ反射鏡固定体2
13の前記3角柱くり抜き穴よりサイズが小さい大きさ
の3角柱231aと、固定用穴233に挿入され光学用
接着剤で3角柱231aに固定された前記反射鏡40と
からなる。3角柱231aには、前記第3ピン通し穴2
18と同径の第3ピン通し穴234が開けられている。
【0131】図21は、先に説明した反射鏡固定体21
3を反射鏡固定用支持体195に収容して、反射鏡固定
体213の第1角度調整用ねじ穴221a、もう1つの
第1角度調整用ねじ穴221bにそれぞれに第1角度調
整用螺子232a、もう1つの第1角度調整用螺子23
2bを導入し、反射鏡固定体213の第3ピン通し穴2
18と第3ピン通し穴234に共通の第3共通ピン23
5を挿通し、2つの第2角度調整用ねじ穴225に第2
角度調整用螺子236を導入した組立状態を示してい
る。
【0132】レーザ光源ユニット181 図9に示すレーザ光源ユニット181は、内部に光源及
び光源側光学系を備えている。レーザ発振部33である
光源は半導体可視光レーザ発振素子を有している。レー
ザ発振素子240は、両端ミラー間が長い気体レーザと
異なり、共振幅が微視的であり短く非点隔差を有し、2
点光源的である。このような意味での2点の間の距離は
微視的であるので、とりあえずは近似的に1点と考え、
後に補正を行う。
【0133】レーザ発振素子240の前方(図で下方)
に、小さい口径の対レーザ光源レンズ241が置かれ
る。対レーザ光源レンズ241の光軸上で短い焦点距離
の位置にレーザ発振素子240の前記近似的点光源が位
置づけられている。対レーザ光源レンズ241の前方に
同軸に焦点距離が短い絞りレンズ242が置かれる。絞
りレンズ242の前方に同軸に絞りレンズ242の焦点
距離より短い焦点距離の平行化レンズ243が置かれ
る。
【0134】平行化レンズ243の前方にビーム調整レ
ンズ36(実施例1のコリメータレンズに相当)が同軸
に置かれる。ビーム調整レンズ36は、調整用つまみ3
7によりわずかに軸方向に進退動する。対レーザ光源レ
ンズ241と絞りレンズ242と平行化レンズ243と
ビーム調整レンズ36とから、光源側光学系が構成され
ている。対レーザ光源レンズ241は単独で平行化レン
ズであるが、ビームの平行性は、絞りレンズ242と平
行化レンズ243とで補正される。
【0135】したがって、対レーザ光源レンズ241と
絞りレンズ242と平行化レンズ243とで平行化用レ
ンズ系34を構成する。平行度を調整するビーム調整レ
ンズ36も平行化レンズ系34に含まれる。レーザ発振
素子240は近似的に点光源であるので、ビーム調整レ
ンズ36は、対レーザ光源レンズ241と絞りレンズ2
42と平行化レンズ243で平行化されない光束を平行
化し、逆に、対レーザ光源レンズ241と絞りレンズ2
42と平行化レンズ243とで平行化された光束をコー
ン状に拡散する。
【0136】電池ケース81 図9は、電池ケース81を示している。電池ケース本体
250は円筒状に形成され、アルミニウム製であり、一
方の電極を形成する。電池ケース本体250の下端に底
蓋251がねじ込まれている。底蓋251と電池ケース
本体250の段壁面とに挟まれて絶縁性材料で作られた
電極固定用部材252が固定され設けられている。他方
の電極253は、電極固定用部材252を縦方向に貫通
して電極固定用部材252にねじ込まれている。電極2
53の上下端部は、電極固定用部材252の上下に露出
している。電極253が下方に露出した部分に他方の電
極端子254が取りつけらている。
【0137】電極253の上方に3個の乾電池が次々に
収容される。電池ケース本体250の上端にスイッチ用
天井蓋255がねじ込まれている。スイッチ用天井蓋2
55は、絶縁材料製のつまみ部256と、つまみ部25
6の下面に接合された銅製の円板257と、円板257
の下面に接合された絶縁材料製のねじ部258と、ねじ
部258を貫通する電極棒259とからなる。
【0138】つまみ部256をまわすことにより、電極
棒259の下端が乾電池の電極に接し、円板257が電
池ケース本体250の上端面に接する。電池ケース本体
250の内周面との間に防滴用Oリング258aが介設
されている。ねじ部258の下端に導電性材料製のコイ
ルスプリング260が固定され設けられている。
【0139】スイッチ回路 次に、レーザ入射位置で接続しレーザ非入射位置で切断
されるスイッチ回路を説明する。このスイッチ回路はレ
ーザ発振回路に含まれる。図12に示すように、結合用
円筒体137の1部にスイッチ用突起261が設けられ
ている。レーザ入射位置のスイッチ用突起261に押さ
れて変位する導電性弾性体で形成した電気接触子262
とこのように変位した電気接触子262が弾性的に接触
する電気接触子263が、結合部3の突出部156に取
りつけらている。レーザ光源部2がレーザ入射位置にあ
るときには、図12に示すように、電気接触子262は
電気接触子263に接触する。
【0140】電池ケース本体250と電気接触子262
とは、リード線264により接続されている。電気接触
子263とレーザ光源ユニット181の後端(図9で上
端)に結合されているレーザ発振回路基板181aの一
方の電極との間はリード線265により接続されてい
る。レーザ発振回路基板181aの他方の電極と電極端
子254との間は、リード線266により接続されてい
る。電池ケース本体250は、本体ケース160に対し
て取り外し自在であるように、電気的接続が行われてい
る。このように、レーザ入射位置で接続しレーザ非入射
位置で切断される電気回路が形成されている。
【0141】(実施例4の動作)スイッチ用天井蓋25
5をまわして電池ケース本体250から取り外し、図9
に示す装置全体を逆さまに向けると、3個の乾電池を取
り出すことができる。元の姿勢に戻して3個の乾電池を
電池ケース本体250に挿入する。スイッチ用天井蓋2
55を強くねじ込むと、電池ケース本体250は円板2
57、ねじ部258、コイルスプリング260を介して
乾電池の電極に接続される。このような接続のみによっ
てはレーザ発振しない。
【0142】レーザ光源部2をレーザ入射位置に持って
行くと、スイッチ用突起261に押されて電気接触子2
62が電気接触子263に接触し、レーザ発振回路基板
181aに定電圧が発生し、4.5ボルトの直流電圧が
印加されたレーザ発振回路基板181aが備えるレーザ
発振回路が動作して、レーザ発振素子240がレーザ発
振する。
【0143】次に、レーザビームの調整方法について説
明する。図9に示す組立以前に、(a)レーザ光源ユニ
ット181の光源光学系の光軸調整、(b)第1位置調
整用支持台162に対するレーザ光源ユニット固定用支
持体166の第1位置調整、(c)第2位置調整用支持
台190に対する反射鏡固定用支持体195の第2位置
調整、(d)反射鏡固定体213の反射鏡固定用支持体
195に対する第1角度調整、(e)第1角度調整用ね
じ231の反射鏡固定体213に対する第2角度調整の
以上(a)〜(e)の各精度は、機械加工精度の範囲に
ある。しかし、半導体レーザ発振素子240は、1個1
個に特性があるので、望遠鏡部1の光学系に合わせて、
前記(a)〜(e)を1つの光学系として微調整しなけ
ればならない。
【0144】実施例4の望遠鏡部1には、重力振子式光
学的自動補正機構は設けられていないので、図9に示す
レーザ望遠鏡を倒して光学調整をすることができる。5
0メートル遠方に常時設置された調整時使用反射ミラー
を介して、手元に置かれた調整用十字線ターゲットを接
眼レンズ7から覗きながら調整つまみ8をまわしして、
ターゲットの十字線の交点(調整用視準対象点)の実像
を視準手段9の十字線交点に合わせる。レーザ光源部2
をレーザ入射位置に持って行く。レーザビームは、接眼
レンズ7から入射し、反射鏡40とプリズム124で反
射し、焦点合わせレンズ6、対物レンズ5を透過し、調
整時使用反射ミラーで反射して、手元のターゲットに戻
ってくる。
【0145】このように戻って来たレーザは、ターゲッ
ト面である程度の大きさの楕円形になっている。本体ケ
ース160は、図9で正面側の蓋が外されており、内部
が露出している。指で調整つまみ37を僅かに左右方向
に回転させビーム調整レンズ36を光軸方向に前後動さ
せると、ターゲット面上の像が変化し、輝点が発生し現
れる。この輝点はレーザ光特有で、赤色レーザを用いて
いる場合にも、目には白色に映るので、レーザ特有の焦
点合わせが行われたことがわかる。
【0146】この輝点が、調整用視準対象点に一致して
いるならば、調整は一応完了したことになる。この暫定
的調整完了について、光学的に以下に説明する。図28
は、半導体素子240を光源とするレーザが、接眼レン
ズ7に入射して視準点Sの近傍に最大密度で集光するま
での光学系を示している。半導体素子240内で、光源
は2点光源的である。近似的にわずかに離れた2点光源
をG1,G2で表す。
【0147】光源G1からコーン状に出射した光円錐レ
ーザ(現実には、断面は台形、楕円的形状であるが近似
的に説明する便宜のため光円錐とした)は、対レーザ光
源レンズ241に入射する。対レーザ光源レンズ241
の焦点位置近傍に2点光源が置かれているので、対レー
ザ光源レンズ241から出射する光束は、ほとんど円柱
に近い。しかし、一般には、光源G1,G2に対応してと
もに拡がり角が小さい2つの光円錐レーザC1,C2にな
っている。
【0148】このような光円錐レーザC1,C2は、絞り
レンズ242を透過して、絞りレンズ242の焦点近傍
に集光する。それぞれ焦点近傍に集光したレーザは再び
第2の光円錐レーザD1,D2になり、かなりよい(平行
度がそろった光の密度が高い)平行光束E1,E2となっ
て、平行化レンズ243から出る。しかし、平行光束E
1,E2の拡がり角度は、異なっている。ビーム調整レン
ズ36の位置調整により、ビーム調整レンズ36を透過
したレーザは、一方F1の平行性が優れ他方F2の平行性
が悪い。
【0149】平行性がよい光束F1は接眼レンズ7を透
過して接眼レンズ7の焦点に集光するが、平行性が悪い
光束F2は接眼レンズ7を透過して拡散し、1部は図示
しない対物レンズ5に入射せず、対物レンズに入射した
ものは拡散する。ビーム調整レンズ36の位置調整によ
り、光束F1を視準点Sに集光させることができるが、
ビーム調整レンズ36の使用は、光束F1をわざと視準
点Sに一致させないように用いる。
【0150】視準点Sを光源とする光は、幾何光学的に
は視準対象点に集光するが、波動性を持つレーザは、視
準対象点に最大密度で集光しない。ビーム調整レンズ3
6の位置調整により、とりあえず調整用視準対象点に最
高輝度の実像を形成させる。なお、最高輝度は、最大密
度を意味しない。輝点と輝点周囲の密度差が大きいと、
視覚的に輝度が高くなるからである。接眼レンズ7によ
り集光されるレーザは、図28に拡大して示すように、
球状ではなく直方体が内接する楕円状体であると理論的
にいわれている。
【0151】次に、光軸合わせについて説明する。前記
輝点が、調整用視準対象点に一致することは滅多にな
い。光束F1の中心線が、光軸に一致しているとは限ら
ない。不一致の仕方には、2通りがある。1つは平行で
ない場合であり、他の1つは、平行であるが一致してい
ない場合である。後者の場合は、光学精度にはあまり影
響しない。レンズ系は、平行光束F1を構成するどの光
線も1点である焦点に集光するように設計されている。
しかし、平行移動により平行光束F1が結像点に集光す
る角度は異なる。大きい角度で結像点に集光する部分
は、結像点から大きい角度で対物レンズ5に向かうた
め、対物レンズに入射しないので、ロス部分になる。
【0152】まず、第1位置調整を行う。6角レンチを
第1位置調整用支持台162の両側壁165の道具通し
穴165aに通して(図18参照)、第1位置調整用ね
じ173をまわす。第1位置調整用ねじ173は正方向
にまわすと前進し負方向にまわすと後退する。第1位置
調整用ねじ173が前進するとピン通し部ス167はコ
イルスプリング175の抗力に抗して後退する。第1位
置調整用ねじ173が後退するとピン通し部ス167は
コイルスプリング175の付勢力により前進する。
【0153】このような前進後退は、第1共通ピン17
0により案内される平行移動である。このような調整に
より、ターゲット面に集光するレーザの最大輝度が得ら
れる。このような位置調整の間、結像点の移動はほとん
どないこよが確認される。この確認により、光束F1の
中心線が、かなりよい精度で光軸に一致していることが
ほぼ確定的に推定される。
【0154】次に、第2位置調整を行う。1本の直角形
状の6角レンチの短い方を本体ケース160と電池ケー
ス本体250との間から差し込み、前記短い方の頭部を
道具通し穴205から通して図23に示す第2位置調整
用ねじ202を緩め、もう1本の6角レンチで第2位置
調整用ねじ203を進退動させて、レーザビームが反射
鏡40で反射する位置を変え、プリズム124に対する
反射鏡40の位置を調整する。このような反射鏡40の
移動により、ターゲット面の輝度が変化する。ターゲッ
ト面の輝度が最大になるように調整する。
【0155】次に、第1角度調整を行う。1本の直角形
状の6角レンチの短い方を本体ケース160と電池ケー
ス本体250との間から差し込み、前記短い方の頭部を
第1角度調整用螺子231に当て込み、もう1本の6角
レンチの長い方を下方から当て込み、両方のレンチを正
負反対方向にまわして、第1角度調整用螺子231を回
転させる。第1角度調整用螺子231は、水平向き(こ
の望遠鏡を鉛直にむけたときに水平向き)の第3共通ピ
ン235を中心に回転し、ターゲット面上の輝点は、十
字線のX方向に左右動する。輝点がY軸に一致した時に
輝度が最高になるはずである。
【0156】次に、第2角度調整を行う。2本の6角レ
ンチの長い方を手前から2体の第2角度調整ねじ36に
当て込み、両方のレンチを正負反対方向にまわして、反
射鏡固定体213を回転させる。反射鏡固定体213
は、自転するディスク状回転軸215と回転調整部21
6と1体に回転し、鉛直線を中心に回転し、ターゲット
面上の輝点は、十字線のY方向に左右動する。輝点がX
軸に一致した時に輝度が最高になるはずである。
【0157】前記説明において、輝点がX軸、Y軸に一
致した時に輝度が最高になるはずであると述べたが、も
しそうでない場合には、そうならないもっとも有力な原
因は、第1位置調整、第2位置調整がよくないことであ
る。このような場合は、第1位置調整、第2位置調整、
第1角度調整、第2角度調整をこれらの順序で繰り返
す。よくなる方に進めば、この調整は正しいと推定でき
る。もしそうでない場合は、前記調整順序を入れかえ
る。それでもよくならない場合は、半導体素子に欠陥が
ある(予想以上に光源側光学系の光軸が角度的にずれて
いる)。調整終了後に、各ねじを強く締める。このよう
な調整をした視準器(対物レンズの口径25mm)によ
るテスト結果は、50mm遠方のスポット径が、長軸
2.5mm、短軸1.5mmの楕円状または矩形状の輝
点の集合であった。
【0158】この実施例4は、接眼レンズ7に入射する
前にビームの方向変換を行うための反射鏡を含んだ光学
系の位置・角度調整が容易である。また、同一方向から
調整が行えるので、調整を含んだ組立作業が容易であ
る。
【0159】(その他の実施例)実施例1,2,3,4
のレーザ光源部2は、位置決め結合部3を介して望遠鏡
部1に回転自在に設けられているが、平行移動自在に設
けることができる。実施例1,2,3,4のレーザ光源
部2の位置決め結合部3を介した望遠鏡部1に対する取
り付けは着脱自在でないが、さし込み式に着脱自在にす
ることができる。
【0160】実施例1,2,3のレーザ光源部は、3軸
回転1軸移動であり、実施例4のレーザ光源部は、2軸
回転2軸移動であるが、相互に入れ換えることができ
る。量産時には、基準となる水平線または鉛直線上に光
軸が設定された点光源と円形スリット(対物レンズの直
前におかれ、対物レンズに同じ口径)を通るレーザの集
光点に視準点を位置決めし、逆に、前記点光源の位置に
レーザが最高密度をもって輝点として集光するようにレ
ーザ光源部光学系の調整を行う。
【0161】レーザ光源部2に気泡管を設けたり、鉛直
用対物レンズと水平用対物レンズを設け、プリズムを回
転させ、鉛直・水平両用の望遠鏡を提供したり、各種設
計変更が可能である。
【0162】
【発明の効果】この発明によると、次の効果が奏され
る。視準点に正確にあるレーザ点光源は、波動性により
視準対象点に正確に点状に集光しないが、調整された視
準点近傍につくられるレーザ点光源の点実像は望遠鏡の
視準対象点に最大輝度で集光する(光の逆進性原理によ
りそのような視準点近傍点がある)。また、視準点から
わずかであるが集光点がずれているので、視準手段が仮
に十字線でつくられていても、集光点が十字線の交点に
当たらないので、レーザの進行が妨げられたたり散乱す
ることがない。
【0163】さらに、入射レーザビームの角度が調整さ
れているので、前記点実像は正確に視準対象点に形成さ
れる。また、入射レーザビームの位置が調整されている
ので、出力されるレーザビームの中心部が最大効率で利
用される。レーザビームの中心部は光軸に近くかつ平行
度が高いので、点実像は望遠鏡の視準対象点に最大輝度
で鮮明にかつ正確に集光する。
【0164】1軸移動3軸回転または2軸移動2軸回転
により、出力するレーザビームの位置及び角度を順序よ
く調整するので、視準対象点での結象を最大輝度にする
と同時に視準対象点での結象位置を正確にすることがで
きる1石2鳥の効果がある。
【0165】直交3軸望遠鏡に1つのレーザ光源部を兼
用させることができる。1台で水平2軸鉛直1軸の視準
器を提供でき、建築現場における作業能率を高めること
ができる。
【0166】平行ビームで発信して平行ビームで受信す
るので、発信ビームの加工処理、受信ビームの信号処理
が容易である。また、視準機能により望遠鏡で望遠鏡を
見て(目で見るだけでなく光学的目で見て)望遠鏡同士
の光軸合わせが容易である。
【0167】反射鏡を設けたため、レーザ光源部のデザ
インの自由度が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のレーザ望遠鏡の実施例1を示
し、正面断面図である。
【図2】図2は、図1のII−II線における断面図であ
る。
【図3】図3は、位置決め結合部3の平面図である。
【図4】図4は、レーザ光源部の正面断面図である。
【図5】図5は、レーザビームの方向・位置調整手段に
よる調整を説明するための幾何学図である。
【図6】図6は、本発明のレーザ望遠鏡の実施例2を示
し、正面断面図である。
【図7】図7は、図6の平面図である。
【図8】図8は、本発明の通信方法の実施例1を示す光
学図である。
【図9】図9は、本発明のレーザ望遠鏡の実施例4を示
し、1部断面正面図である。
【図10】図10は、図9の平面図である。
【図11】図11は、図9の側面図である。
【図12】図12は、図9の1部の拡大断面図である。
【図13】図13は、第1位置調整手段を示す斜軸投影
図である。
【図14】図14は、第1位置調整手段の部品を示す正
面図である。
【図15】図15は、図14の側面図である。
【図16】図16は、第1位置調整手段の部品を示す正
面図である。
【図17】図17は、図16の平面図である。
【図18】図18は、第1位置調整手段の断面図であ
る。
【図19】図19は、第2位置調整手段の部品を示す正
面図である。
【図20】図20は、図19の側面断面図である。
【図21】図21は、第1、第2角度調整手段を示す正
面断面図である。
【図22】図22は、図21の側面図である。
【図23】図23は、第2位置調整手段を示す断面図で
ある。
【図24】図24は、第1,第2角度調整手段の部品を
示す正面図である。
【図25】図25は、図24の底面図である。
【図26】図26は、図24の側面図である。
【図27】図27は、反射鏡ユニットを示す正面図であ
る。
【図28】図28は、レーザ望遠鏡の光学系を示す光学
図である。
【符号の説明】
1…望遠鏡部 2…レーザ光源部 3…位置決め結合部(20,21,22,23,25) 4…望遠鏡本体 5,5a,5b,5c…対物レンズ 6,6a,6b,6c…焦点合わせレンズ 7…接眼レンズ 9…視準手段 10…光学的自動補正機構(11,12,13) 11…吊りプリズム 12…吊り部材 13…固定プリズム 20…結合部本体 21…取り付け部 22…軸ピン 23…出没ピン 25…位置決め穴 30…レーザ光源部本体 31…天井壁 32…レーザ光源ユニット 33…半導体レーザ発振部 34…平行化用レンズ系 35…電気回路部 36…コリメータレンズ 38a,b…レーザビーム 40…反射鏡 50…レーザビーム調整手段(51,52) 51…第1レーザビーム角度調整手段(31,54,5
6) 52…第2レーザビーム角度調整手段(60,71,7
2,73) 54…支持用軸 56…円筒面 59…レーザビーム位置調整手段(60,61) 60…1軸並進移動台 61…スクリュー 71…2軸回転体 72,73…球面 101…第1ビームスプリッタ 102…第2ビームスプリッタ 110…レーザ変調素子 162…第1位置調整用支持台 166…レーザ光源ユニット固定用支持体 170…第1共通ピン 171…第1位置調整用ねじ穴 173…第1位置調整用ねじ 174…第1位置調整用ねじ 181…レーザ光源ユニット 190…第2位置調整用支持台 195…反射鏡固定用支持体 199…第2共通ピン 202,203…第2位置調整用ねじ 240…レーザ光源 262,263…電気接触子(スイッチ回路)

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)とからなる
    ことを特徴とするレーザ望遠鏡。
  2. 【請求項2】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)と前記位置
    決め結合部(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のか
    ら出力される前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡
    部(1)に入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射
    位置以外のレーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部
    (2)の位置を切り換えるための位置切り換え手段(2
    0,21,22,23,25)とからなることを特徴と
    するレーザ望遠鏡。
  3. 【請求項3】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)とレーザ光
    源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38b)を前記
    望遠鏡部(1)の視準点近傍に集光させるために前記レ
    ーザビーム(38b)の平行度を調整するためのビーム
    調整用レンズ(36)とからなることを特徴とするレー
    ザ望遠鏡。
  4. 【請求項4】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)とレーザ光
    源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38b)を前記
    望遠鏡部(1)の視準点近傍に集光させるために前記レ
    ーザビーム(38b)をほぼ平行化する光源側光学系と
    からなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3,4から選択される1項
    において、 前記光源側光学系を望遠鏡部(1)に対して少なくとも
    1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段と、 前記光源側光学系を望遠鏡部(1)に対して少なくとも
    2軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段とから
    なることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  6. 【請求項6】請求項1,2,3,4から選択される1項
    において、 前記光源側光学系を望遠鏡部(1)に対して2軸移動さ
    せるためのレーザビーム位置調整手段と、 前記光源側光学系を望遠鏡部(1)に対して少なくとも
    2軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段とから
    なることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  7. 【請求項7】請求項1,2,3,4から選択される1項
    において、 前記光源側光学系を望遠鏡部(1)に対して少なくとも
    1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段と、 前記光源側光学系を望遠鏡部(1)に対して少なくとも
    3軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段とから
    なることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  8. 【請求項8】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)とレーザ光
    源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38b)を前記
    望遠鏡部(1)の視準点近傍に集光させるために前記レ
    ーザビーム(38b)をほぼ平行化する光源側光学系
    と、 レーザ光源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38
    b)の進行方向を前記接眼レンズ(7)に向かうように
    進行方向を変えるための反射鏡(40)とからなること
    を特徴とするレーザ望遠鏡。
  9. 【請求項9】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)と前記位置
    決め結合部(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のか
    ら出力される前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡
    部(1)に入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射
    位置以外のレーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部
    (2)の位置を切り換えるための位置切り換え手段(2
    0,21,22,23,25)とレーザ光源部(2)に
    含まれ前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部
    (1)の視準点近傍に集光させるために前記レーザビー
    ム(38b)をほぼ平行化する光源側光学系と、 レーザ光源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38
    b)の進行方向を前記接眼レンズ(7)に向かうように
    進行方向を変えるための反射鏡(40)とからなること
    を特徴とするレーザ望遠鏡。
  10. 【請求項10】請求項8又は9において、 前記光源側光学系を前記反射鏡(40)に対して少なく
    とも1軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段
    と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段
    と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも2軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段
    とからなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  11. 【請求項11】請求項8又は9において、 前記光源側光学系を前記反射鏡(40)に対して少なく
    とも1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段
    と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段
    と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも2軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段
    とからなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  12. 【請求項12】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)とレーザ光
    源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38b)を前記
    望遠鏡部(1)の視準点近傍に集光させるために前記レ
    ーザビーム(38b)をほぼ平行化する光源側光学系
    と、 レーザ光源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38
    b)の進行方向を前記接眼レンズ(7)に向かうように
    進行方向を変えるための反射鏡(40)と前記光源側光
    学系を前記反射鏡(40)に対して少なくとも1軸回転
    させるためのレーザビーム角度調整手段(51)と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段
    (59)と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも2軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段
    (52)とからなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  13. 【請求項13】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)と前記位置
    決め結合部(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のか
    ら出力される前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡
    部(1)に入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射
    位置以外のレーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部
    (2)の位置を切り換えるための位置切り換え手段(2
    0,21,22,23,25)とレーザ光源部(2)に
    含まれ前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部
    (1)の視準点近傍に集光させるために前記レーザビー
    ム(38b)をほぼ平行化する光源側光学系と、 レーザ光源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38
    b)の進行方向を前記接眼レンズ(7)に向かうように
    進行方向を変えるための反射鏡(40)と、 前記光源側光学系を前記反射鏡(40)に対して少なく
    とも1軸回転させるための第1レーザビーム角度調整手
    段(51)と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段
    (59)と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも2軸回転させるための第2レーザビーム角度調整
    手段(52)とからなることを特徴とするレーザ望遠
    鏡。
  14. 【請求項14】請求項12又は13において、 前記レーザ光源部(2)には、 レーザ光源(35)と前記光源側光学系とからなるレー
    ザ光源ユニット(32)と、 前記レーザ光源ユニット(32)を固定するレーザ光源
    ユニット固定用支持体(53)と、 前記レーザ光源ユニット固定用支持体(53)を支持す
    る第1角度調整用支持台(55)と、 前記レーザ光源ユニット固定用支持体(53)と前記第
    1角度調整用支持台(55)とに共通に通る支持軸(5
    4)と、 前記レーザ光源ユニット(32)の前記支持軸(54)
    のまわりの回転を可能として前記第1角度調整用支持台
    (55)に対して前記レーザ光源ユニット(32)を受
    ける円筒面座(56)と、 スクリュ−(61)により移動する1軸並進移動台(6
    0)と、 1軸並進移動台(60)に形成した球面(72)に接し
    て2軸回転自在に結合し前記反射鏡(40)を固定する
    2軸回転体(71)とからなることを特徴とするレーザ
    望遠鏡。
  15. 【請求項15】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)とレーザ光
    源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38b)を前記
    望遠鏡部(1)の視準点近傍に集光させるために前記レ
    ーザビーム(38b)をほぼ平行化する光源側光学系
    と、 レーザ光源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38
    b)の進行方向を前記接眼レンズ(7)に向かうように
    進行方向を変えるための反射鏡(40)と前記光源側光
    学系を前記反射鏡(40)に対して少なくとも1軸移動
    させるための第1レーザビーム位置調整手段と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも1軸移動させるための第2レーザビーム位置調整
    手段と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも2軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段
    とからなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  16. 【請求項16】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)と前記位置
    決め結合部(3)に含まれ前記レーザ光源部(2)のか
    ら出力される前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡
    部(1)に入射させるレーザ入射位置と前記レーザ入射
    位置以外のレーザ非入射位置との間で前記レーザ光源部
    (2)の位置を切り換えるための位置切り換え手段(2
    0,21,22,23,25)とレーザ光源部(2)に
    含まれ前記レーザビーム(38b)を前記望遠鏡部
    (1)の視準点近傍に集光させるために前記レーザビー
    ム(38b)をほぼ平行化する光源側光学系と、 レーザ光源部(2)に含まれ前記レーザビーム(38
    b)の進行方向を前記接眼レンズ(7)に向かうように
    進行方向を変えるための反射鏡(40)と、 前記光源側光学系を前記反射鏡(40)に対して少なく
    とも1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段
    と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも1軸移動させるためのレーザビーム位置調整手段
    と、 前記反射鏡(40)を前記望遠鏡部(1)に対して少な
    くとも2軸回転させるためのレーザビーム角度調整手段
    とからなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  17. 【請求項17】請求項15又は16において、 前記レーザ光源部(2)には、 レーザ光源(240)と前記光源側光学系とからなるレ
    ーザ光源ユニット(181)と、 前記レーザ光源ユニット(181)を固定するレーザ光
    源ユニット固定用支持体(166)と、 前記レーザ光源ユニット固定用支持体(166)を支持
    する第1位置調整用支持台(162)と、 前記レーザ光源ユニット固定用支持体(166)と前記
    第1位置調整用支持台(162)とに共通に通る第1共
    通ピン(170,170)と、 前記レーザ光源ユニット固定用支持体(166)と第1
    位置調整用ねじ穴171と一方にねじ込まれ他方に当接
    する第1位置調整用ねじ173と、 前記レーザ光源ユニット固定用支持体(166)と第1
    位置調整用ねじ穴171の他方にねじ込まれ一方に当接
    する第1位置調整用ねじ174と、 反射鏡固定用支持体(195)と前記反射鏡固定用支持
    体(195)に支持される第2位置調整用支持台(19
    0)と、 前記反射鏡固定用支持体(195)と前記反射鏡固定用
    支持体(195)とに共通に通る第2共通ピン(19
    9,199)と、 前記反射鏡固定用支持体(195)と前記反射鏡固定用
    支持体(195)の一方にねじ込まれ他方に当接する第
    2位置調整用ねじ(202)と、 前記反射鏡固定用支持体(195)と前記反射鏡固定用
    支持体(195)の他方にねじ込まれ一方に当接する第
    2位置調整用ねじ(203)と、 からなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  18. 【請求項18】3つの対物レンズ(5a,5b,5c)
    と3つの焦点合わせレンズ(6a,6b,6c)と1つ
    の接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)と、 前記3つの対物レンズ(5a,5b,5c)と前記接眼
    レンズ(7)前記対物レンズ(5a)を通る光軸と前記
    対物レンズ(5c)を通る光軸の直交点に45度の角度
    で交わる第1ビームスプリッタ(101)と、 前記第1ビームスプリッタ(101)と前記対物レンズ
    (5a)との間におかれ前記対物レンズ(5a)を通る
    光軸と前記対物レンズ(5b)を通る光軸の直交点に4
    5度の角度で交わる第2ビームスプリッタ(102)と
    からなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  19. 【請求項19】請求項18において、 対面レンズ(5)と接眼レンズ(7)との間の光学系を
    吊り下げる機構からなる自動補正機構(10)が設けら
    れているレーザ望遠鏡。
  20. 【請求項20】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなり対物レンズ(5)
    の焦点近傍に視準点が位置する望遠鏡部(1)と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させるレーザビーム(38b)を出力するレーザ光源
    部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)とからなる
    レーザ望遠鏡から出るレーザービームを遠方対象点に点
    状に結像させるためのレーザ望遠鏡の結像方法であっ
    て、 前記レーザ光源部(2)から前記接眼レンズ(7)に入
    射させるレーザビーム(38b)を前記望遠鏡部(1)
    の視準点近傍に集光させることを特徴とするレーザ望遠
    鏡の結像方法。
  21. 【請求項21】対物レンズ(5)と焦点合わせレンズ
    (6)と接眼レンズ(7)とからなる望遠鏡部(1)
    と、 前記望遠鏡部(1)に前記接眼レンズ(7)を通して入
    射させ視準点近傍に集光させるほぼ平行化されたレーザ
    ビーム(38b)を出力するレーザ光源部(2)と、 前記レーザ光源部(2)を前記望遠鏡部(1)に位置決
    めして結合するための位置決め結合部(3)と、 前記位置決め結合部(3)に含まれ前記レーザ光源部
    (2)のから出力される前記レーザビーム(38b)を
    前記望遠鏡部(1)に入射させるレーザ入射位置と前記
    レーザ入射位置以外のレーザ非入射位置との間で前記レ
    ーザ光源部(2)の位置を切り換えるための位置切り換
    え手段(20,21,22,23,25)と、 レーザ発振回路に含まれレーザ入射位置で接続しレーザ
    非入射位置で切断されるスイッチ回路(262,26
    3)とからなることを特徴とするレーザ望遠鏡。
  22. 【請求項22】対物レンズ(5)と接眼レンズ(7)と
    からなる送信側望遠鏡部(1a)と、前記送信側望遠鏡
    部(1a)に接眼レンズ(7)からレーザビーム(38
    b)を入射させる光源側光学系及びレーザ変調器(11
    0)を含むレーザ光源部(2)とからなる送信側レーザ
    発振装置(A)と、 対物レンズ(5)と接眼レンズ(7)とからなる受信側
    望遠鏡部(1b)と、前記望遠鏡部(1b)に対物レン
    ズ(7)により前記送信側レーザ発振装置(A)から発
    射されたレーザを受け接眼レンズ(7)を通されたレー
    ザを受信するレーザ受信装置(B)とを用いてレーザ通
    信を行うことを特徴とするレーザ通信方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US12011802B2 (en) 2017-10-27 2024-06-18 Hilti Aktiengesellschaft Clamping device and hand-held power tool

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