JPH08136257A

JPH08136257A - レーザ測量装置

Info

Publication number: JPH08136257A
Application number: JP6277413A
Authority: JP
Inventors: Masato Hara; 正人原; Teruo Sakai; 照男坂井; Eiichi Ito; 栄一伊藤; Kensho Takahashi; 憲昭高橋
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】既設点に対する新設点の設定に関する測量
を、熟練を要することなく簡単かつ確実に行うことがで
きるレーザ測量装置を提供すること。【構成】回転投光部１５を回転軸ａを中心に回転させ
る回転駆動手段６６；該回転駆動手段６６による回転投
光部１５の回転角度を検出する回転角度検出手段８３、
９２；回転時の回転投光部１５の基準位置からの角度を
設定する投光角度設定手段９４；及び、回転投光部１５
が回転角度検出手段８３、９２によって検出される基準
位置にあるとき、及び投光角度設定手段９４によって設
定した投光角度と回転角度検出手段８３、９２によって
検出される回転角度とが一致したとき、レーザダイオー
ド２３からレーザ光束を射出させる投光制御回路８９を
備えたレーザ測量装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投光装置から測量用の
レーザ光束を投光するレーザ測量装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】工事に先立って、工事の基
準となる新設点を求める工事測量には、種々の角度を設
定するものがある。一般的に、この測量は、建物や建造
物の大多数が直角によって構成されることに起因して、
基準位置からの直角を設定するものがほとんどを占めて
いる。

【０００３】例えば、第１と第２の既設点に対する直角
な方向に新設点を設ける場合、その測量作業は次のよう
に行う。先ず、第１の既設点上にセオドライトを据え付
け、このセオドライトで第２の既設点（基準点）を視準
し、その後セオドライトを所望の方向に９０°旋回させ
る。この９０゜旋回した時点で、測量技術者が、セオド
ライトで視準する点を新設点近傍にいる設定作業員に対
し手振り等で指示する。そしてこの設定作業員が、測量
技術者の指示に従って、新設点にマーキングを行う。

【０００４】しかし、このような従来の測量方法による
と、セオドライトで目標を視準し、セオドライトを旋回
させる等の作業を行う熟練した測量技術者が不可欠であ
り、また新設点のマーキング作業は、設定作業員が測量
技術者の指示に従って間接的に行うため時間が掛かり、
マーキングにも誤差が出やすい。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、セオドライトを用いた従来の
測量作業における問題点に基づき、既設点に対する新設
点の設定に関する測量を、熟練を要することなく簡単か
つ確実に行うことができるレーザ測量装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【発明の概要】上記目的を達成するための本発明は、レ
ーザ光源と、回転軸を中心として回転可能な投光部とを
備え、この投光部を回転させ、上記レーザ光源からのレ
ーザ光束を上記回転軸と略直交する方向に回転投射し
て、基準平面を形成するビーム投射装置において、上記
投光部を回転軸を中心に回転させる回転駆動手段；該回
転駆動手段による上記投光部の回転角度を検出する回転
角度検出手段；回転時の上記投光部の基準位置からの角
度を設定する投光角度設定手段；及び、上記投光部が回
転角度検出手段によって検出される基準位置にあると
き、及び投光角度設定手段によって設定した投光角度と
回転角度検出手段によって検出される回転角度とが一致
したとき、上記レーザ光源からレーザ光束を射出させる
レーザ光束射出手段；を備えたことを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施例】以下図示実施例に基づいて本発明を説
明する。図６は、本発明を適用したレーザ測量装置の全
体を示す断面図である。このレーザ測量装置１１は、略
円筒状のハウジング１２と、該ハウジング１２の内方に
設けられた投光装置１３とを有している。ハウジング１
２の同図上方には、投光装置１３上部の回転投光部１５
を囲繞する円筒状の透明部材１６が固定され、下方に
は、レーザ測量装置１１の駆動用バッテリ（図示せず）
を収納するバッテリケース１７が固定されている。

【０００８】ハウジング１２は、その上部中央に略円錐
状の摺動案内部１９を有し、下部中央に円孔１２ａを有
している。この円孔１２ａは、バッテリケース１７の中
央部に形成した円孔１７ａと合致された状態において、
上方からのレーザ光束をレーザ測量装置１１の下方外方
に射出させる。また摺動案内部１９は、略円錐状の底部
に摺動孔１９ａを有している。この摺動孔１９ａの先端
部がなす内径は、後述する膨出部２１の球面部の外径よ
り小さく設定されている。

【０００９】また投光装置１３は、図６の上下方向に沿
う中空部を有する中空部材２０と、この中空部材２０の
上方に、ベアリング１０を介して回転自在に支持された
上記回転投光部１５とを有している。中空部材２０が有
する膨出部２１は、摺動孔１９ａにその球面部を当接さ
せた状態で、回転投光部１５（投光装置１３）を回転軸
ａ回りの全ての方向に傾け、投光レーザ光束Ｌ₃ によっ
て形成される基準平面を水平面に対して自由に調整でき
るように支持されている。

【００１０】中空部材２０は、その内方に、互いに直交
するレーザ光光路２０ａ、２０ｂを有している。レーザ
光光路２０ａには、可視レーザ光を発するレーザダイオ
ード２３と、コリメータレンズ２４と、レーザ光断面形
状変換光学系１８とが設けられている。回転投光部１５
の回転軸ａの延長上に位置するレーザ光光路２０ｂは、
投光光学系２２を有している。レーザ光断面形状変換光
学系１８は、レーザダイオード２３からのレーザ光束の
光軸上に設けたアナモフィックプリズムを有しており、
このレーザダイオード２３から射出され、コリメータレ
ンズ２４によって断面楕円状の平行光に変換されたレー
ザ光束を、断面円形状の光束に変換することができる。

【００１１】投光光学系２２は、図７に示すように、ア
ナモフィックプリズム２６から射出されるレーザ光を受
ける偏光ビームスプリッタ２７を有している。この偏光
ビームスプリッタ２７は、偏光分離面（偏光分割面）２
７ａを有し、その上部に１／４λ板２８が貼着されてい
る。この１／４λ板２８は、入射光の偏光方向に対して
該１／４λ板２８の軸方位が４５゜方向に向くように貼
着されている。さらに、１／４λ板２８の上面には、レ
ーザ光を所定の割合でペンタプリズム３５に向けて透過
し、かつ残りのレーザ光を偏光ビームスプリッタ２７に
向けて反射する、反射率１０〜２０％程度の半透膜２８
ａを有している。この偏光ビームスプリッタ２７の図
６、図７の下方には、ウェッジプリズム２９ａ、２９ｂ
が設けられている。また偏光ビームスプリッタ２７の同
図上方には、摺動円筒部材３０に固定されこの摺動円筒
部材３０と共に光軸方向に移動可能な合焦用レンズ３１
と、レーザ光光路２０ｂ内に固定された対物レンズ３２
とが設けられている。

【００１２】回転投光部１５は、レーザ光光路２０ｂと
合致して該レーザ光光路２０ｂに連続するレーザ光光路
１５ａと、このレーザ光光路１５ａに連続する該レーザ
光光路１５ａより大径のペンタプリズム収納部１５ｂと
を有している。該ペンタプリズム収納部１５ｂの側壁に
は、内方に収納したペンタプリズム３５で反射して偏向
されたレーザ光束を装置外方に投光するための投光用窓
３３が形成されている。ペンタプリズム収納部１５ｂの
上方は開放され、レーザ光光路１５ａの光軸が、透明部
材１６の上部中央の円孔１６ａに嵌込まれた透光部材３
６の中心に一致されている。

【００１３】ペンタプリズム３５は、投光装置１３の回
転投光部１５に、該回転投光部１５と一体に回転するよ
うに固定されており、この回転投光部１５の回転軸ａ上
のレーザ光束を反射する反射手段を構成している。ペン
タプリズム３５はまた、図７に示されるように、レーザ
光束が入射する光入射面３５ｃと、この光入射面３５ｃ
に対して所定角度に設定され、所要の反射率（７０〜８
０％）の半透膜１４が設けられた、該光入射面３５ｃか
ら入射したレーザ光束が入射する第１の反射面３５ａ
と、この第１の反射面３５ａで反射されたレーザ光束を
反射する、この第１の反射面３５ａとでなす角θが４５
゜である第２の反射面３５ｂと、この第２の反射面３５
ｂで反射したレーザ光束が射出する、光入射面３５ｃと
で９０゜をなす光射出面３５ｄとを有している。第２の
反射面３５ｂには、増反射膜がアルミニューム蒸着等に
よって形成されている。また第１の反射面３５ａには、
上記半透膜１４を挟んで楔型プリズム３４が貼着されて
いる。この楔型プリズム３４は、斜辺を第１の反射面３
５ａに貼着した状態において、同図上部に位置する射出
面３４ａがペンタプリズム３５の光入射面３５ｃと平行
となるように構成されている。

【００１４】他方、中空部材２０は、図６の右方に延出
する駆動用アーム３７と、この駆動用アーム３７に対し
て紙面奥方向に直交する駆動用アーム３９（図８参照）
とを一体的に有している。これらの駆動用アーム３７、
３９は、膨出部２１の最上部から下方に傾斜させて形成
され、それぞれの先端部に、膨出部２１の球心と一致さ
せて取付けられたローラ４０、４１を有している。

【００１５】ハウジング１２はその内壁に、このハウジ
ング１２の内周に向けて突出させたブラケット４２を有
している。このブラケット４２には、ギヤ支持孔４２ａ
が形成されている。また、ハウジング１２の上壁１２ｂ
においてのギヤ支持孔４２ａと対向する位置には、ギヤ
支持孔４３が形成されている。これらのギヤ支持孔４２
ａ、４３には、調整用スクリュー４５の両端の軸部が回
転自在に嵌合されている。ブラケット４２にはまた、第
１レベル調整用モータ４４が固定されている。この第１
レベル調整用モータ４４の回転軸に固定したピニオン４
９は、調整用スクリュー４５の下端部に固定した伝達ギ
ヤ５０と噛み合っている。この調整用スクリュー４５に
は、この調整用スクリュー４５とで送りねじ機構を構成
する調整用ナット４６が螺合されている。この調整用ナ
ット４６の外周には、外方に突出させた作動ピン４７が
固定されており、この作動ピン４７は、ローラ４０にそ
の上方から当接している。調整用ナット４６はまた、図
示しない支持機構によって、ハウジング１２に対する相
対回転を規制されている。

【００１６】図８に示されるように、ハウジング１２は
その内壁に、このハウジング１２の内周に向けて突出さ
せたブラケット７８を有している。このブラケット７８
には、ギヤ支持孔（図示せず）が形成され、ハウジング
１２の上壁１２ｂにおいての該ギヤ支持孔と対向する位
置には、ギヤ支持孔（図示せず）が形成されている。こ
の両ギヤ支持孔には、調整用スクリュー７９の両端の軸
部が回転自在に嵌合されている。ブラケット７８には、
第２レベル調整用モータ７５が固定されている。この第
２レベル調整用モータ７５の回転軸に固定したピニオン
７６は、調整用スクリュー７９の下端部に固定した伝達
ギヤ７７と噛み合っている。調整用スクリュー７９には
また、この調整用スクリュー７９とで送りねじ機構を構
成する調整用ナット８０が螺合されている。この調整用
ナット８０の外周には、外方に突出させた作動ピン８１
が固定され、この作動ピン８１は、ローラ４１にその上
方から当接している。調整用ナット８０はまた、図示し
ない支持機構によって、ハウジング１２に対する相対回
転を規制されている。

【００１７】ハウジング１２は、その内壁に、互いに直
交する駆動用アーム３７と３９とでなす角を二等分する
方向に設けた支持突起５１を有している。この支持突起
５１と中空部材２０との間には、引張りばね５２が張設
されている。中空部材２０は、この引張りばね５２によ
り、それぞれ同等の力で上方に向けて付勢されたローラ
４０、４１を、作動ピン４７、８１にその下方から弾接
させている。つまり、中空部材２０はその下部を、膨出
部２１が摺動孔１９ａによって支持された状態で支持突
起５１に向けて付勢されるため、マイクロコンピュータ
（以後マイコンと称する）８２の信号に基づき回転駆動
する第１、第２レベル調整用モータ４４、７５によって
昇降される作動ピン４７、８１により、水平方向におけ
る回動位置を調整可能とされる。また中空部材２０はそ
の下部に、アーム３７、３９とそれぞれ反対方向に突出
させたブラケット７０、７１を有している。この両ブラ
ケット７０、７１には、それぞれレベル検知センサ７
２、７３が取付けられている。

【００１８】また中空部材２０の下部には、外方に向け
て突出させたブラケット５３が設けられている。このブ
ラケット５３の上部には、該ブラケット５３と対向する
ブラケット５５が形成されている。これらのブラケット
５３、５５には、それぞれに対向するギヤ支持孔５３
ａ、５５ａが形成されている。両ギヤ支持孔５３ａ、５
５ａには、合焦用スクリュー５６の両端の軸部が回転自
在に嵌合されている。ブラケット５３には、合焦用モー
タ５９が固定されている。この合焦用モータ５９の回転
軸に固定したピニオン６０は、合焦用スクリュー５６の
下端部に固定した伝達ギヤ６１と噛み合っている。合焦
用スクリュー５６には、この合焦用スクリュー５６とで
送りねじ機構を構成する合焦用ナット５７が螺合されて
いる。中空部材２０の摺動部材３０と対応する壁部に
は、挿入窓６３が形成されている。上記合焦用ナット５
７には、この挿入窓６３から挿入した一端部を摺動部材
３０の下端部に固定した伝達リンク６２の他端部が固定
されている。よって、合焦用モータ５９をマイコン８２
の信号に基づき駆動することにより、ピニオン６０、伝
達ギヤ６１、合焦用スクリュー５６を介して合焦用ナッ
ト５７を昇降させ、リンク６２と摺動部材３０を介して
合焦用レンズ３１を上下動させて焦点距離を調節して、
回転投光部１５から投光するレーザ光束を適切に集光さ
せることができる。

【００１９】中空部材２０の最上部には、外方に向けて
突出させたブラケット６５が設けられている。このブラ
ケット６５には、回転用モータ６６が固定されており、
このモータ６６の回転軸に取付けたピニオン６７は、回
転投光部１５の外周に固定された伝達ギヤ６９と噛み合
っている。従って、マイコン８２の信号に基づき回転用
モータ６６を回転駆動することにより、ピニオン６７、
伝達ギヤ６９を介して回転投光部１５を中空部材２０に
対し相対回転させることができる。

【００２０】また、中空部材２０の最上部のブラケット
６５と反対側には、回転角度検出器８３が設けられてい
る。この回転角度検出器８３は、裏面に、所定の角度ピ
ッチで形成された角度パターン（図示せず）と、この角
度パターン近傍に形成された原点パターンとを有する伝
達ギヤ６９、この伝達ギヤ６９に向けて光束を照射する
照射部８３ａ、及びこの照射部８３ａから照射され該原
点パターンまたは角度パターンで反射された光束を受光
する受光部８３ａを有する、所謂エンコーダとして構成
されている。回転角度検出器８３が上記原点パターンを
検出したとき、回転角度検出回路９２の計数が開始され
る。

【００２１】上記エンコーダとして構成された回転角度
検出器８３は、伝達ギヤ６９、即ち回転投光部１５の回
転に伴う、角度パターンに基づく一定の回転角毎のパル
ス信号と、原点パターンに基づく１回転に１回の原点パ
ルス信号とを、回転角度検出回路９２に向けて出力す
る。回転角度検出器８３は、通常、基準投光位置マーク
Ｍ（図５参照）の下方に位置し該マークＭとその回転角
度位置を一致させており、回転投光部１５のレーザ光束
Ｌ₃ の射出口の回転角度位置が原点パターン位置と一致
したとき、原点パルス信号を出力する。

【００２２】この場合、図３に示すように、回転角度検
出器８３の基準設置位置と対応させたマークＭを、レー
ザ測量装置１１の上面に設けることが望ましい。

【００２３】次に、本発明によるレーザ測量装置１１の
投光角度制御系を、図１のブロック図により説明する。
マイコン８２の入力ポートには、回転角度検出回路９
２、投光角度設定回路９４及び入力部９５が接続され、
出力ポートには、投光制御回路８９及び合焦制御器９３
が接続されている。

【００２４】回転角度検出回路９２には、回転角度検出
器８３が接続されている。この回転角度検出器８３は、
回転投光部１５回転時の基準位置と、この基準位置から
の該回転投光部１５の回転角度を検出し、その検出信号
を回転角度検出回路９２に出力する。回転角度検出回路
９２は、回転角度検出器８３から入力する検出信号に基
づいて、回転投光部１５の回転走査時の回転角度を検出
する。その際、回転角度検出回路９２は、回転角度検出
器８３が発する原点パルス信号を基準位置（角度０゜）
として、該回転角度検出器８３が発する一定角毎のパル
ス信号を計数し、その計数結果を回転投光部１５の回転
角度の検出信号としてマイコン８２に出力する。

【００２５】また、マイコン８２には、投光角度設定回
路９４からの投光角度設定信号が入力される。このとき
マイコン８２内部には、投光角度として、上記基準位置
（角度０゜）と、投光角度設定回路９４から入力された
設定投光角度の整数倍で３６０゜以内の投光角度値とが
保持される。

【００２６】投光制御回路８９は、マイコン８２からの
短時間投光指令信号に基づいて信号を出力して、レーザ
ダイオード２３を所定の短時間だけ発光させる。マイコ
ン８２は、投光角度設定回路９４に設定されている設定
投光角度が０°である場合には、連続投光信号を投光制
御回路８９に出力し、この投光制御回路８９を介してレ
ーザダイオード２３を連続的に発光させる。

【００２７】投光角度設定回路９４とマイコン８２には
それぞれ、入力部９５が接続されている。この入力部９
５には、操作部９６と受信回路９７とが接続されてい
る。この操作部９６は、ハウジング１２の外側面に設け
られたものであり、多数の釦状スイッチを有している
（図５参照）。この操作部９６を適宜操作することによ
り、入力部９５と投光角度設定回路９４を介して設定し
た設定投光角度をマイコン８２に入力することができ
る。また受信回路９７は、リモートコントローラ（以後
リモコンと称する）９９に内蔵された送信回路９８から
の操作信号を受信して、その操作結果（設定投光角度）
を、入力部９５と投光角度設定回路９４を介してマイコ
ン８２に入力することができる。

【００２８】また本実施例では、投光時の基準位置を、
回転角度検出器８３の回転角度検出値に対しバイアス角
度値を与えることによって任意に変更する構成となって
いる。従って、操作部９６またはリモコン９９によって
設定した基準位置変更信号が入力部９５を介して入力さ
れたとき、マイコン８２は、回転角度検出回路９２と投
光角度設定回路９４からの入力信号に基づき、投光時の
基準点の位置を変更させることができる。上記基準位置
変更信号には、（＋）方向と（−）方向とがあり、それ
ぞれに投光時の基準点の角度位置を増減させることがで
きる。例えば、回転投光部１５の回転駆動用の伝達ギヤ
６９裏面の角度パターンが１°ピッチの場合に、（＋）
方向の基準位置変更信号が１回入力されると、マイコン
８２から投光制御回路８９を介して出力される短時間投
光指令信号の角度位置は、０°、９０°、１８０°、２
７０°となるべきものが、１°、９１°、１８１°、２
７１°としてそれぞれ１゜ずつ増加される。これは、
（＋）方向の投光位置変更信号が繰返し入力される毎
に、同様に増加される。また、（−）方向の投光位置変
更信号が入力された場合、短時間投光指令信号の角度位
置は、この投光位置変更信号の入力毎に減少される。

【００２９】また、投光時の基準位置からの変更ステッ
プを小さくするには、伝達ギヤ６９裏面の角度パターン
のピッチを小さくすればよい。そして、角度パターンの
ピッチを細かく設定した場合に、操作部９６の操作スイ
ッチ（図示せず）を押し続けることにより入力部９５か
ら基準位置変更信号を連続出力可能に構成すると、基準
投光位置の変更作業を短時間で行うことが可能となる。

【００３０】合焦制御器９３は、操作部９６またはリモ
コン９９からの合焦調整信号が入力部９５を介してマイ
コン８２に入力されたとき、このマイコン８２からの調
整信号を受けて作動し、合焦用モータ５９を駆動して調
整アーム６２、摺動円筒部材３０を介して合焦用レンズ
３１を対物レンズ３２に対して移動させ、レーザ光束の
集光（合焦）位置を調整する。

【００３１】ここで、レーザ測量装置１１の整準駆動制
御系を、図２のブロック図により説明する。マイコン８
２の入力ポートには、角度検出回路１０１、１０２、及
び駆動スイッチＳＷが接続されており、出力ポートに
は、モータ制御回路１０３、１０４が接続されている。

【００３２】レベル検知センサ７２、７３による検出結
果はそれぞれ、角度検出回路１０１、１０２に入力され
る。角度検出回路１０１、１０２には、基準水平度（水
平基準面に対する角度が０°）が設定入力されている。
両角度検出回路１０１、１０２は、この基準水平度に基
づいて投光装置１３の角度偏差を演算し、この演算後の
角度偏差をマイコン８２に入力する。マイコン８２は、
駆動スイッチＳＷがオンされると、該角度偏差に基づ
き、第１、第２レベル調整用モータ４４、７５をモータ
制御回路１０３、１０４を介して、上記角度偏差が０゜
となるように回転駆動する。

【００３３】上記構成を有する本レーザ測量装置１１
は、次のように作動する。先ず、図４のように、レーザ
測量装置１１を三脚８５を介して、第１の既設点Ａ上に
セットする。無調整の状態において回転投光部１５の軸
心（回転軸ａ）は、一般に鉛直線と一致せず、またレベ
ル検知センサ７２、７３は、水平状態とはされていな
い。この状態において駆動スイッチＳＷをオンすると、
マイコン８２が、角度検出回路１０１、１０２からの演
算角度偏差に基づき、第１、第２レベル調整用モータ４
４、７５を、モータ制御回路１０３、１０４を介してそ
れぞれに回転駆動する。

【００３４】例えば、第１レベル調整用モータ４４が回
転駆動されると、その回転はピニオン４９、伝達ギヤ５
０を介してレベル調整用スクリュー４５に伝達され、こ
のレベル調整用スクリュー４５の回転によってレベル調
整用ナット４６が昇降される。その際、このレベル調整
用ナット４６の突起４７には、引張りばね５２によって
所定の方向に付勢されたローラ４０が弾接されているた
め、中空部材２０をこのローラ４０を介して膨出部２１
の球心を中心として回動させ、回転投光部１５を鉛直方
向に対して傾けることができる。

【００３５】またモータ７５を駆動する場合、その回転
はピニオン７６、伝達ギヤ７７を介してレベル調整用ス
クリュー７９に伝達され、このレベル調整用スクリュー
７９の回転によってレベル調整用ナット８０が昇降す
る。その際、このレベル調整用ナット８０の突起８１に
は、引張りばね５２によって所定の方向に付勢されたロ
ーラ４１が弾接されているため、中空部材２０をこのロ
ーラ４１を介して膨出部２１の球心を中心として回動さ
せ、回転投光部１５を鉛直方向に対して傾けることがで
きる。

【００３６】そして、投光装置１３が適切に傾動されて
整準が進むと、レベル検知センサ７２、７３からの検出
値が基準水平度に近づくため、モータ制御回路１０３、
１０４によってそれぞれ出力される角度偏差が最終的に
０となる。投光装置１３（回転投光部１５）は、これら
の傾動調整によって、レーザ光束投光時の水平方向位置
を定められ、よって整準作業が完了する。第１、第２レ
ベル調整用モータ４４、７５による上記傾動作動は、両
ローラ４０、４１が互いの軸心の傾きに影響を及ぼすこ
とがないから、一方の軸の傾動調整作業を他方の軸の傾
動調整作業に対して完全に独立させて行うことができ
る。よって、傾動調整作業並びに該傾動調整作業に関連
する制御シーケンスを簡略化させることができる。

【００３７】上記整準作業完了状態において、マイコン
８２から駆動信号が出力されると、レーザダイオード２
３が発振を開始する。すると、射出されるレーザ光束
は、コリメータレンズ２４によって断面楕円状の平行光
束に変換された後、レーザ光断面形状変換光学系１８に
よってその短軸を伸ばされて、断面円形状の光束に変換
される。さらにこの断面円形状の光束は、偏光ビームス
プリッタ２７によって上方に向かう光束Ｌ₁ と下方に向
かう光束Ｌ₂ とに分割される。

【００３８】この際、図７において、偏光ビームスプリ
ッタ２７に対して入射するレーザ光束Ｌ₀ が、偏光分離
面２７ａの法線ｎとレーザ光束Ｌ₀ とを含む入射面に対
して垂直な振動方向を有する、Ｓ偏光成分を持つかつＰ
偏光成分を持たない直線偏光である場合、このレーザ光
束Ｌ₀ は、偏光分離面２７ａで全て反射されて９０゜偏
向され、同図上方に向かう。このとき、１／４λ板２８
は、その軸方位が光の振動方向に対して４５゜となるよ
うに偏光ビームスプリッタ２７に貼付けられているた
め、レーザ光束Ｌ₀ は１／４λ板２８を透過すると、円
偏光のレーザ光束Ｌ₁ となってペンタプリズム３５に向
かう。また半透膜２８ａで反射して偏光分離面２７ａに
戻されるレーザ光束Ｌ₁ は、１／４λ板２８を再び透過
することにより、入射時とは直交した振動方向を有する
直線偏光に変換される。すなわち、Ｓ偏光成分の直線偏
光がＰ偏光成分の直線偏光に変換される。よって、この
Ｐ偏光成分の直線偏光であるレーザ光束は、レーザ光束
Ｌ₂ として、偏光分離面２７ａで反射することなくこの
面２７ａを透過して同図下方に向かい、さらにウェッジ
プリズム２９ａ、２９ｂを透過した後、レーザ測量装置
１１の下部外方に射出される。

【００３９】他方、上方に向かうレーザ光束Ｌ₁ は、合
焦用レンズ３１と対物レンズ３２を透過し、ペンタプリ
ズム３５の光入射面３５ｃを透過後、第１、第２の反射
面３５ａ、３５ｂで順に反射されて進路を９０゜偏向さ
れ、レーザ光束Ｌ₃ としてレーザ光束Ｌ₁ と垂直な方
向、つまり略水平方向に向けて光射出面３５ｄから投光
される。またレーザ光束Ｌ₁ のうち、第１の反射面３５
ａで所定の割合で反射したもの以外は、そのままの進路
を変化させることなく、該第１の反射面３５ａとその上
面部に貼着された楔型プリズム３４とでなすハーフミラ
ー面を透過して、レーザ光束Ｌ₁ と同軸のレーザ光束Ｌ
₄ として上方に向けて投光される。このように、レーザ
ダイオード２３から射出されたレーザ光束Ｌ₀ は、図７
の上下方向にそれぞれ投光されるレーザ光束Ｌ₁ 、Ｌ
₄ 、Ｌ₂ 、及びこれらのレーザ光束Ｌ₁ 、Ｌ₄ 、Ｌ₂ と
直交する方向（水平方向）に向けて投光されるレーザ光
束Ｌ₃とに分割される。

【００４０】レーザ光束投光状態において、マイコン８
２からの駆動信号に基づき回転用モータ６６が駆動する
と、回転投光部１５が鉛直方向に向いた回転軸ａを中心
に回転し始め、これにより、ペンタプリズム３５で反射
されるレーザ光束Ｌ₃ が水平方向に射出されて該レーザ
光束Ｌ₃ による水平基準面が形成される。また、楔形プ
リズム３４を透過して鉛直方向上方に、基準光束である
レーザ光束Ｌ₄ が射出される。

【００４１】測量対象物である壁面８７でのレーザ光束
Ｌ₃ の照射位置をより明確にする場合には、図示しない
合焦調整スイッチの操作により、マイコン８２と合焦制
御器９３を介して合焦用モータ５９を回転駆動し、合焦
用スクリュー５６と合焦用ナット５７を介して摺動円筒
部材３０を摺動させ、合焦用レンズ３１を対物レンズ３
２に対して移動させることにより、レーザ光束Ｌ₃ を壁
面８７上または壁面８７近傍において合焦させることが
できる。レーザ測量装置１１は、水平面と略平行な基準
面を形成すると共に、鉛直方向下方に向けてレーザ光束
Ｌ₂ を照射するため、このレーザ光束Ｌ₂ を所定の既設
点（図４の設定板１０５上の第１既設点Ａ）に合わせる
等により、投光装置１３（回転投光部１５）の回転軸ａ
を、鉛直線上に容易に合わせることができる。

【００４２】ここで、レーザ測量装置１１を用いた直角
設定測量時の工程を、図３のフローチャート及び図４に
より説明する。

【００４３】先ず、駆動スイッチＳＷをオンした後（ス
テップＳ１）、投光角度設定回路９４の設定投光角度を
０°と設定して回転投光部１５を一方向に連続回転させ
て（Ｓ２）、レーザ測量装置１１を、該投光部１５から
レーザ光束Ｌ₃ を投光させかつ下方にレーザ光束Ｌ₂ を
投光させた状態にしておく。この状態のレーザ測量装置
１１を、装置下方に射出されるレーザ光束Ｌ₂ を既設点
Ａの中心に合わせながら、三脚８５を介してこの既設点
Ａ上に配置して、鉛直方向での軸心をこの既設点Ａに合
わせる。このとき、基準投光位置マークＭは実際にはど
こに向けられていてもよいが、図４に示されるように略
第２既設点Ｂに向けてセットされるのが好ましい。

【００４４】そして、上述の整準作動を実行した後、操
作部９６またはリモコン９９を適宜操作して、投光時の
基準点の位置が第２既設点Ｂに向く方向と一致するよう
に調整する。

【００４５】この後、第２既設点Ｂに対する直角設定の
測量を行うべく、操作部９６またはリモコン９９によっ
て設定される設定投光角度９０°を、入力部９５、投光
角度設定回路９４を介してマイコン８２に入力する。該
設定投光角度９０°に関する信号が、投光角度設定回路
９４を経てマイコン８２に入力されると（Ｓ３）、この
マイコン８２内部には、投光角度として、基準位置（角
度０゜）と、設定投光角度９０゜の整数倍で３６０゜以
内の投光角度値とが保持される（Ｓ４）。そしてマイコ
ン８２は、先ず、レーザダイオード２３に対する投光制
御回路８６による連続投光信号を停止させて、レーザダ
イオード２３の射出を一旦停止させる（Ｓ５）。

【００４６】さらにマイコン８２は、回転投光部１５の
回転時に、回転角度検出回路９２から入力される回転角
度検出信号と、投光角度設定回路９４からの設定投光角
度信号とを比較して、第２既設点Ｂを照射すべき基準位
置である０°位置、この０°位置に対して９０°をなす
新設点Ｃを照射すべき９０°位置、該９０°位置に対し
て９０゜をなす１８０°位置、及び、該１８０°位置に
対して９０゜をなす２７０°位置のそれぞれと対応する
各回転角度（投光角度）において、投光制御回路８９に
対し、予め定められた短時間だけレーザダイオード２３
発光させる旨の短時間投光指令信号を発する（Ｓ６）。
そして、他の測量制御が選択されたか否かをチェックし
（Ｓ７）、他の測量制御が選択されればリターンし、選
択されなければＳ６を繰り返す。

【００４７】このようにレーザ測量装置１１は、図４に
示されるように、回転投光部１５を一定の速度で回転さ
せながら上記０°位置において第２既設点Ｂに対しレー
ザ光束Ｌ₃ を短時間投光し、この後該０°位置に対し同
図の反時計方向に９０゜回転した時点で再びレーザ光束
Ｌ₃ を短時間投光し、さらに１８０°位置及び２７０゜
位置で同様に短時間投光する。よって設定作業員Ｗは、
設定板１０６及び他の設定板（図示せず）に対して照射
されるレーザ光束Ｌ₃ を、残像現象により輝点として視
認しながら、設定板１０６や他の設定板上のレーザ光束
照射位置をマーキングすることができる。これにより、
新設点Ｃ、或は該新設点Ｃ以外の１８０゜位置及び２７
０゜位置にある新設点（図示せず）が簡単かつ確実に求
められる。なお、図５中のＦは、水平面内において走査
されるレーザ光束Ｌ₃ の地面からの高さを示す。

【００４８】なお、本実施例では、基準投光位置を変更
させる場合に回転角度検出回路９２の計数出力を用いた
が、停止状態の伝達ギヤ６９（回転部材）の角度パター
ンと、照射部８３ａ、受光部８３ｂとの相対位置を、モ
ータ等によって移動可能にして、回転角度検出器８３に
よる原点検出位置を機械的に移動させるように構成すれ
ば、基準投光位置を任意に変更させることが可能とな
る。また、基準投光位置の０°位置をレーザ測量装置１
１の一定回転方向に定めておけば、レーザ測量装置１１
の設置や、投光基準位置変更による既設点へのレーザ光
束の照射位置合わせが容易となる。

【００４９】さらに、レーザダイオード２３からの射出
レーザ光束が可視レーザ光束である場合に、基準設定位
置において特定の小角度で回転投光部１５を反復回転さ
せるように構成すると、９０°毎に投光されるレーザ光
束Ｌ₃ を、特定の小範囲で壁面８７上で振ることができ
る。この場合、レーザ光束Ｌ₃ の残像現象により、輝点
Ｈ、Ｉとして一層容易かつ確実に視認することが可能と
なる。特に、波長６３５ｎｍ付近のレーザ光束を射出可
能なレーザダイオード２３を用いると、視感度を高くす
ることができ、目の保護等から法令で制限されているレ
ーザ光束の強度でも十分観察可能とすることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明のレーザ測量装置に
よれば、既設点に対する新設点の設定の関する測量を、
熟練を要することなく簡単かつ確実に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ測量装置の投光角度制御系
を示すブロック図である。

【図２】同レーザ測量装置の整準駆動制御系を示すブロ
ック図である。

【図３】本発明に係るレーザ測量装置による直角測量時
の作動を示すフローチャートである。

【図４】同レーザ測量装置により行う直角測量作業を説
明するための説明図である。

【図５】同レーザ測量装置による投光角度制御と投光基
準点調整を説明するための説明図である。

【図６】同レーザ測量装置の全体を示す断面図である。

【図７】同レーザ測量装置の投光光学系等を拡大して示
す側面図である

【図８】同レーザ測量装置の要部を拡大して示す平面図
である

【符号の説明】

１１レーザ測量装置１３投光装置１５回転投光部２０中空部材２０ａ２０ｂレーザ光光路２３レーザダイオード（レーザ光源）３５ペンタプリズム６６回転用モータ（回転駆動手段）６９伝達ギヤ（回転部材）８２マイクロコンピュータ８３回転角度検出器（回転角度検出手段）８３ａ照射部８３ｂ受光部８９投光制御回路（レーザ光束射出手段）９２回転角度検出回路（回転角度検出手段）９４投光角度設定回路（投光角度設定手段）ａ回転軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋憲昭東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源と、回転軸を中心として回転
可能な投光部とを備え、この投光部を回転させ、上記レーザ光源からのレーザ光
束を上記回転軸と略直交する方向に回転投射して、基準
平面を形成するレーザ測量装置において、上記投光部を回転軸を中心に回転させる回転駆動手段；
該回転駆動手段による上記投光部の回転角度を検出する
回転角度検出手段；回転時の上記投光部の基準位置から
の角度を設定する投光角度設定手段；及び、上記投光部が回転角度検出手段によって検出される基準
位置にあるとき、及び投光角度設定手段によって設定し
た投光角度と回転角度検出手段によって検出される回転
角度とが一致したとき、上記レーザ光源からレーザ光束
を射出させるレーザ光束射出手段；を備えたことを特徴
とするレーザ測量装置。
【請求項２】請求項１において、回転角度検出手段
は、所定の角度ピッチで形成された角度パターンを有す
る、投光部と共に回転する回転部材と、この角度パター
ンに対して光を照射する照射部と、その反射光を受光す
る受光部とを備え、この受光部が受光した反射光に基づ
き投光部の回転角度を検出するレーザ測量装置。
【請求項３】請求項２において、回転角度検出手段
は、検出した投光部の回転角度検出値に対してバイアス
角度値を与えられて基準投光位置が変更されるレーザ測
量装置。
【請求項４】請求項２において、回転角度検出手段
は、停止状態の回転部材の角度パターンに対する照射部
と受光部の相対位置を機械的に移動されることにより基
準投光位置が変更されるレーザ測量装置。
【請求項５】請求項１において、投光角度設定手段
は、レーザ測量装置に設けられた操作部から投光部の回
転角度に関するデータを入力されるレーザ測量装置。
【請求項６】請求項１において、投光角度設定手段
は、レーザ測量装置とは別に設けられたリモートコント
ローラからのデータを入力されるレーザ測量装置。
【請求項７】請求項１において、レーザ光束射出手段
は、予め定められた時間だけレーザ光源からレーザ光束
を射出させるレーザ測量装置。
【請求項８】請求項１において、投光角度設定手段
は、設定した角度の整数倍で３６０゜未満の角度を演算
設定するレーザ測量装置。