JPH08159768A

JPH08159768A - レーザ測量装置

Info

Publication number: JPH08159768A
Application number: JP29850694A
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: 1994-12-01
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ測量装置の正常な作動を損なう不具合
事象が生じたとき、この不具合事象の内容を、レーザ測
量装置から離れていても容易に知ることができるレーザ
測量装置を提供すること。【構成】レーザダイオード２３と、回転軸ａを中心と
して回転可能な回転投光部１５とを備え、この回転投光
部１５を回転させ、レーザダイオード２３からの光束を
回転軸ａ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１１において、このレーザ測量
装置１１の正常な作動を損なう不具合事象の発生を検出
する事象検出回路８８、８９、９０、９１；及び、この
事象検出回路８８、８９、９０、９１が不具合事象を検
出したとき、レーザダイオード２３を連続発光から断続
発光に切り替える発光制御手段８５；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、回転軸を中心に回転す
る投光部により測量用のレーザ光束を走査するレーザ測
量装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】一般に、土木建築分野で
は、レーザ光束を出射する投光部を回転軸を中心に回転
させて、装置本体周囲の測量対象物に向けレーザ光束を
走査して基準平面を形成するレーザ測量装置（所謂レー
ザプレーナ）を用い、測量対象物上に到達したレーザ光
束のスポットの高さを計測する等により、基準出しや高
さ計測を行っている。

【０００３】このレーザ測量装置は、屋外で使用される
ことが多いため、強風により、或は大型機器が該測量装
置近傍で作動される等により、三脚が傾くことがある。
その場合には、走査レーザ光束により形成される基準平
面が傾き当初の設定角度と異なって、正確な基準出しや
高さ計測ができなくなってしまう。またレーザ測量装置
は、少なくともレーザダイオード発光用及び投光部回転
モータを駆動するための電源が必要である。この電源と
してバッテリを用いる場合には、バッテリ電圧（容量）
が所定値以下に低下する度に交換しなければならない。
このように、レーザ光束による基準平面が当初の設定角
度に対して傾いたり、バッテリ容量が低下する等の事象
が発生した場合に、上記従来のレーザ測量装置は、レー
ザ光束の出射を停止させ、投光部回転用のモータの駆動
を停止させた上で、操作表示部に上記事象の発生に応じ
た表示（警告）を行う。

【０００４】ところで、基準平面の傾斜発生の警告時、
自動による再整準だけで済む場合には、作業者はレーザ
測量装置まで戻らずその場で整準（レベル調整）終了を
待てばよく、手動の整準作業が必要な場合には、作業者
はレーザ測量装置まで戻らなければならない。またバッ
テリ容量の低下が警告されても、容量低下が許容値以内
であれば、作業者は直に戻らず、現在の作業を継続させ
た後適当な時期にレーザ測量装置まで戻ってバッテリを
交換すればよい。

【０００５】このように、発生した事象によって行われ
るべき処理はそれぞれに異なるが、従来のレーザ測量装
置の操作表示部は、該測量装置から離れて作業する場合
に表示内容の判別が難しいため、作業者は不具合事象の
発生の都度にレーザ測量装置まで戻り、操作表示部の表
示内容を確認しなければならなかった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記従来のレーザ測量装置に
おける問題点に基づき成されたもので、レーザ測量装置
の正常な作動を損なう不具合事象が生じたとき、この不
具合事象の内容を、レーザ測量装置から離れていても容
易に知る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。

【０００７】

【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光
束を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、このレーザ測量装
置の正常な作動を損なう不具合事象の発生を検出する事
象検出手段；及び、この事象検出手段が不具合事象を検
出したとき、上記レーザ光源を連続発光から断続発光に
切り替える発光制御手段；を備えたことを特徴としてい
る。

【０００８】レーザ光束を回転投射する投光部の回転角
度を検出する回転角度検出手段を設け、発光制御手段
が、この回転角度検出手段による回転角度の検出信号に
基づき、回転投射されるレーザ光束の投射を断続的に制
御するように構成することができる。また発光制御手段
が、投光部から回転投射されるレーザ光束を、一定の時
間間隔で断続的に投射制御するように構成することも可
能である。

【０００９】事象検出手段を、複数の異種の不具合を検
出し得るように複数設け、発光制御手段により、該複数
の事象検出手段がそれぞれに検出した異なる不具合事象
に応じて断続発光のデューティ比を変化させ、レーザ光
束による破線状の基準線を投影するように構成すること
ができる。また発光制御手段を、複数の事象検出手段が
それぞれに検出した異なる不具合事象に応じて断続発光
時の発光時間を順次長短に切り替え、レーザ光束による
鎖線状の基準線を投影するように構成することができ
る。

【００１０】

【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５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。

【００１１】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
に出射させる。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。

【００１２】また投光装置１３は、図５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。

【００１３】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、可視レーザ光束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１
５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から出射され、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。

【００１４】投光光学系２２は、図６に示すように、ア
ナモフィックプリズム２６から出射されるレーザ光束を
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）
２７ａ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、
レーザ光束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束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２８ａを有している。該偏光ビームスプリッタ２７の
図５、図６の下方には、ウェッジプリズム２９ａ、２９
ｂ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３
１と、レーザ光光路２０ｂ内に固定された対物レンズ３
２とが設けられている。

【００１５】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。

【００１６】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６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出射する、光入射面３５ｃと
で９０゜をなす光出射面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、図６の上部に位置する出
射面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。

【００１７】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７参照）
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。

【００１８】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。

【００１９】図７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。

【００２０】またハウジング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
７２、７３が取付けられており、該レベル検知センサ７
２、７３による検知信号はマイコン８２に送られる。

【００２１】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。該合焦用モータ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、該合焦用スクリュー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５７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５
７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。

【００２２】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。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の一部を構成する照射部８３ａと受光部８３ｂと
が設けられている。

【００２３】次に、本発明によるレーザ測量装置１１の
発光制御系を、図１により説明する。マイコン８２は、
入力ポートに、複数の事象検出回路８８、８９、９０、
９１が接続され、出力ポートに、モータ駆動回路８４及
び発光制御回路８５が接続されている。このモータ駆動
回路８４は、回転用モータ６６を駆動して回転投光部１
５を回転させる。

【００２４】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）を有する
伝達ギヤ６９と、この伝達ギヤ６９に向けて光束を照射
する照射部８３ａと、この照射部８３ａから照射され該
角度パターンで反射された光束を受光する受光部８３b
とを有する、所謂ロータリエンコーダとして構成されて
いる。この回転角度検出器８３は、照射部８３ａから伝
達ギヤ６９に向けて光束を照射し、この伝達ギヤ６９の
裏面の角度パターンで反射した光束を受光し、これに基
づき回転投光部１５の回転角を演算する。回転角度検出
器８３はさらに、回転投光部１５の回転角度（走査角
度）の検出に伴う一定の回転角毎の回転パルス信号ＣＫ
を発光制御回路８５に出力すると共に、回転投光部１５
の１回転に対応させて１パルス出力する原点パルス信号
ＢＰをマイコン８２に出力する。

【００２５】事象検出回路８８、８９、９０、９１は、
レーザ測量装置１１に発生する、該測量装置１１の正常
な作動を損なう種々の不具合に関する事象をそれぞれに
検出し、検出した事象データをマイコン８２に出力す
る。

【００２６】事象検出回路８８は、三脚８が傾く等によ
って整準作業のやり直しが必要になったことを検出し、
事象検出回路８９は、再度整準したときの回転投光部１
５（投光装置１３）の角度が、作業毎に予め設定された
角度から外れていることを検出する。また事象検出回路
９０、９１はそれぞれ、バッテリケース１７に収納され
たバッテリ７の電圧（容量）の低下を検出する。事象検
出回路９０による電圧低下の検出は、電圧が許容レベル
付近まで低下したため適当な時期のバッテリ交換が必要
であることを意味する。事象検出回路９１による電圧低
下の検出は、電圧が許容レベルを越えて低下したため早
急なバッテリ交換が必要であることを意味する。

【００２７】マイコン８２は、制御信号ＰＳと、事象検
出回路８８、８９、９０、９１の検出に基づく制御デー
タＰＩ（ＰＩ１〜ＰＩ８）を発光制御回路８５に出力す
ると共に、モータ駆動信号をモータ駆動回路８４に出力
する。マイコン８２はまた、事象検出回路８８が、レー
ザ測量装置１１が所定値内で傾斜したことを検出したと
き、その検出信号に基づき第１、第２水平調整用モータ
４４、７５を適宜回転駆動して、再整準作業を実施させ
る。

【００２８】発光制御回路８５は、回転角度検出器８３
からの回転パルス信号ＣＫ、マイコン８２からの制御信
号ＰＳ、及び制御データＰＩに基づき、レーザダイオー
ド駆動回路８６に発光制御信号ＬＤを出力する。このレ
ーザダイオード駆動回路８６は、発光制御回路８５から
の発光制御信号ＬＤに基づき、レーザダイオード２３か
ら可視レーザ光束を連続的または断続的に発光させるべ
く制御し、かつ発光時のエネルギーが一定となるように
制御する。

【００２９】発光制御回路８５は、図２に示されるよう
に、スタティックシフトレジスタにより構成されてい
る。本実施例では、このスタティックシフトレジスタと
して、CMOS-IC4021Bの８ビットスタティックシフトレジ
スタを用いている。発光制御回路８５は、各々その ^-Ｑ
（^- は便宜上トップバーを示す）出力を ^-Ｄ入力とする
８連のフリップフロップＦＦ１〜ＦＦ８を有し、初段の
ＦＦ１に、最終段のＦＦ８の出力値である上記発光制御
信号ＬＤがインバータＧ₁ を介してフィードバックされ
る。 NORゲートＧ₂ には、回転パルス信号ＣＫと制御信
号ＰＳがそれぞれ入力され、 NORゲートＧ₂ の出力は、
インバータＧ₃ を介して各フリップフロップＦＦ１〜Ｆ
Ｆ８のＣＬ（クリア）端子に入力される。制御信号ＰＳ
は、 NORゲートＧ₂ の一方の入力となると共に、インバ
ータＧ₄ を介して各フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ８の
ＰＥ端子に入力される。発光制御回路８５はまた、フリ
ップフロップＦＦ１〜ＦＦ８で構成されるシフトレジス
タ段数が、回転投光部１５の１回転によって出力される
回転角度検出器８３の出力パルス数と整数（０を除く正
の整数）比となるように構成されている。

【００３０】発光制御回路８５は、マイコン８２からの
制御信号ＰＳをパラレル／シリアル入力ラインｐｓから
入力し、事象検出回路８８、８９、９０、９１による各
事象検出に基づきマイコン８２から出力された制御デー
タＰＩ１〜ＰＩ８を、上記制御信号ＰＳに基づくパラレ
ル設定時（“１”のパルス期間）に、各フリップフロッ
プＦＦ１〜ＦＦ８にパラレル信号としてセットする。発
光制御回路８５はさらに、フリップフロップＦＦ１〜Ｆ
Ｆ８にセットされた該制御データＰＩ１〜ＰＩ８を、制
御信号ＰＳに基づくシリアル設定時（“０”のパルス期
間）に、回転角度検出器８３からのパルス出力ＣＫ（図
４参照）に同期させて右シフトさせ、シリアルな発光制
御信号ＬＤとして、８ビット周期で繰り返し出力する。

【００３１】図３に、制御データＰＩの“１”と“０”
を８ビット分組合わせて構成した各データ１〜６を示
す。同図中、データ１は、〔０，０，０，０，０，０，
０，０〕の８ビットパルスから構成された、レーザダイ
オード２３の消灯用の信号である（図４の形態１参
照）。データ２は、〔１，１，１，１，１，１，１，
１〕の８ビットパルスから構成された、レーザダイオー
ド２３の連続発光用の信号である（同図の形態２参
照）。データ３は、〔０，０，０，０，０，０，１，
１〕の８ビットパルスから構成された、再整準作業の必
要性を報知するデューティー比２５％の破線の基準線Ｌ
ａ（図９）を壁面９等に投影するための信号である（同
図の形態３参照）。

【００３２】データ４は、〔０，０，０，０，１，１，
１，１〕の８ビットパルスから構成された、再整準後の
回転投光部１５の角度が適正でない旨を報知するデュー
ティー比５０％の破線の基準線Ｌａを壁面９等に投影す
るための信号である（同図の形態４参照）。データ５
は、〔０，０，１，１，１，１，１，１〕の８ビットパ
ルスから構成された、許容レベル付近まで電圧が低下し
たため適当な時期のバッテリ交換が必要である旨を報知
するデューティー比７５％の破線の基準線Ｌａを壁面９
等に投影するための信号である（同図の形態５参照）。
データ６は、〔０，１，１，０，１，１，１，１〕の８
ビットパルスから構成された、許容レベルを越える電圧
低下のため早急なバッテリ交換が必要である旨を報知す
る一点鎖線状の基準線Ｌａを壁面９等に投影するための
信号である（同図の形態６参照）。

【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８、図９のように、
レーザ測量装置１１を三脚８を介して所望の位置にセッ
トする。このようにレーザ測量装置１１を所望の位置に
セットした時点では、無調整であり、一般に投光装置１
３の回転投光部１５の回転軸ａは鉛直方向と一致してい
ない。この状態において、メインスイッチ（図示せず）
をオンすると、整準作業が自動的に開始される。この整
準作業は、マイコン８２からの信号に基づいて第１、第
２水平調整用モータ４４、７５を適宜回転駆動し、回転
投光部１５から走査されるレーザ光束Ｌ₃ によって形成
される基準平面が水平面と平行となるように（或は基準
平面が水平面に対して所定の角度を持つように）、投光
装置本体１３を膨出部２１の球心を中心に回動させるこ
とを意味する。

【００３４】そして、投光装置１３の球心を中心とした
回動によって回転投光部１５が傾動されて整準が進み、
水平面と平行な基準平面の走査（或は水平面に対して所
定の角度を持つ基準平面の走査）が可能になったことが
レベル検知センサ７２、７３によって検知されると、マ
イコン８２は、この検知信号に基づき第１、第２水平調
整用モータ４４、７５の回転駆動を停止させる。

【００３５】この後マイコン８２は、モータ駆動回路８
４に駆動信号を出力して回転用モータ６６を回転駆動
し、レーザダイオード２３の発振を開始させると共に、
図３に示すデータ２〔１，１，１，１，１，１，１，
１〕を、発光制御回路８５に制御データＰＩとして入力
ラインｐｓに出力する。このデータ２を入力した発光制
御回路８５は、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ８に
〔１，１，１，１，１，１，１，１〕のパラレルデータ
をセットする。これにより、８ビット全てが“１”であ
るシリアルな発光制御信号ＬＤがレーザダイオード駆動
回路８６に出力される。よってレーザダイオード駆動回
路８６は、この発光制御信号ＬＤに基づいて、レーザダ
イオード２３を連続発光させる。

【００３６】このレーザダイオード２３から出射される
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。

【００３７】この際、図６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、その軸方位が入射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の下部外方に出射される。

【００３８】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出射面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から出射されたレーザ光束Ｌ₀ は、図６
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。

【００３９】この状態において、回転投光部１５は、回
転用モータ６６によって回転軸ａを中心に回転されてい
るため、レーザダイオード２３の連続発光によるレーザ
光束Ｌ₃ が壁面９上に走査されて、該レーザ光束Ｌ₃ の
スポットの軌跡による基準線Ｌａ（図９）が連続的に形
成（投影）される。設定作業員は、この基準線Ｌａを目
視しながらペン等によって壁面９に印しを付ける設定作
業を行う。

【００４０】上記整準作業の後、強風や振動によって三
脚８が傾く等により、レーザ測量装置１１が所定値内で
傾斜した場合には、装置内のサーボ機構（図示せず）等
がマイコン８２の信号に基づいて自動的に作動され、第
１、第２水平調整用モータ４４、７５の駆動によって上
述と同様の整準作業が再度行われるが、マイコン８２は
この再整準作業に先立ち、次のような指令を出力する。

【００４１】すなわち、マイコン８２は、上記再整準作
業に先立ち、レーザ測量装置１１の所定値内の傾斜を検
出した旨の検出信号を事象検出回路８８から入力する
と、これに基づいて、発光制御回路８５に制御データＰ
Ｉとしての８ビットパルスデータ３を出力する。これに
より、発光制御回路８５がレーザダイオード駆動回路８
６に向け、データ３に基づくシリアルな発光制御信号Ｌ
Ｄを出力するため、このレーザダイオード駆動回路８６
は、レーザダイオード２３を所定の間隔で断続発光させ
てデューティー比２５％の破線状の基準線Ｌａを投影さ
せ、再整準作業が必要になった旨を報知する。設定作業
員は、破線状の基準線Ｌａを目視して再整準作業が必要
になった旨を認識することができるため、レーザ測量装
置１１まで戻らずに、作業を中断して再整準作業の終了
を待ち、破線状の基準線Ｌａが連続的な基準線Ｌａに変
化した時点で作業を再開することができる。従って、レ
ーザ測量装置１１に生じた不具合事象の内容が分からず
に装置１１の設置場所まで戻るような無駄な動作がなく
なるため、作業性が向上される。

【００４２】第１、第２水平調整用モータ４４、７５の
駆動による再整準作業が終了すると、事象検出回路８８
からの検出信号が出力されなくなるため、マイコン８２
は、該検出信号が出力されなくなった時点で、発光制御
回路８５に、制御データＰＩとしてデータ２を出力す
る。すると、発光制御回路８５がこの制御データＰＩに
基づきレーザダイオード２３を連続発光させるため、レ
ーザ測量装置１１は、回転投光部１５から投射するレー
ザ光束Ｌ₃ により、図４の形態２に示すような連続的な
基準線Ｌａを壁面９上に投影する。

【００４３】またレーザ測量装置１１が、強風や振動等
によって所定値を越えて傾斜した場合には、この不具合
事象が事象検出回路８９によって検出され、その検出信
号がマイコン８２に入力される。これによりマイコン８
２は、事象検出回路８９からの信号に基づき、発光制御
回路８５に制御データＰＩとして８ビットパルスデータ
４を出力する。

【００４４】すると、発光制御回路８５は、このデータ
４をフリップフロップＦＦ１〜ＦＦ８にセットし、回転
投光部１５の回転に応じて回転角度検出器８３から出力
される回転パルス信号ＣＫに同期して、データ４の
〔０，０，０，０，１，１，１，１〕の各ビットを順次
右シフトさせ、レーザダイオード駆動回路８６に向けシ
リアルな発光制御信号ＬＤを出力する。よってレーザダ
イオード駆動回路８６は、レーザダイオード２３を断続
発光させてデューティー比５０％の破線状の基準線Ｌａ
を壁面９上に投影させ、手動による再整準作業が必要に
なった旨を報知する。設定作業員は、この基準線Ｌａを
見て、手動による再整準作業の必要性を認識することが
できるため、直ちに作業を中止してレーザ測量装置１１
の設置場所に戻り、この測量装置１１の再整準設定作業
を行うことができる。

【００４５】また、レーザ測量装置１１を連続使用する
等によりバッテリ７が消耗し、事象検出回路９０によっ
て許容レベル付近までの電圧低下が検出されると、マイ
コン８２は、この検出信号に基づき、発光制御回路８５
に、制御データＰＩとして８ビットパルスデータ５を出
力する。

【００４６】すると、発光制御回路８５が、レーザダイ
オード駆動回路８６に向けて、データ５に基づくシリア
ルな発光制御信号ＬＤを出力するため、このレーザダイ
オード駆動回路８６が、レーザダイオード２３を断続発
光させて、デューティー比７５％の破線状の基準線Ｌａ
を壁面９上に投影させる。設定作業員は、この基準線Ｌ
ａを視認することにより、許容レベル付近までバッテリ
電圧が低下したことを知り、早急なバッテリ交換の必要
がないことを認識することができる。従って、設定作業
員は、現在の作業をそのまま継続させ、区切りのよいと
きにレーザ測量装置１１の設置場所に戻ってバッテリ７
を交換するという、無駄のない作業を選択することがで
きる。

【００４７】また、許容レベル付近までの電圧低下後も
レーザ測量装置１１の使用を続けると、バッテリ７の電
圧はさらに低下するが、この許容レベルを越えて電圧低
下した現象が事象検出回路９１によって検出されると、
マイコン８２は、この検出信号に基づき、発光制御回路
８５に制御データＰＩとして８ビットパルスデータ６を
出力する。

【００４８】すると、発光制御回路８５が、レーザダイ
オード駆動回路８６に向けて、データ６に基づくシリア
ルな発光制御信号ＬＤを出力するため、このレーザダイ
オード駆動回路８６は、レーザダイオード２３を断続発
光させて、一点鎖線状の基準線Ｌａを壁面９上に投影さ
せ、バッテリ７が許容レベルを越えて電圧低下した旨を
報知する。設定作業員は、この基準線Ｌａを見て、電圧
が許容レベルを越えて低下した旨を認識することができ
るため、作業を中断して速やかにレーザ測量装置１１の
設置場所に戻り、バッテリ７を交換することができる。

【００４９】ところで、回転投光部１５の１回転に対応
させて回転角度検出器８３から出力される回転パルス信
号ＣＫのパルス数と、発光制御回路８５のフリップフロ
ップＦＦ１〜ＦＦ８のシフトレジスタ段数とが整数比と
されない場合には、回転投光部１５の回転毎に、端数分
のデータ位置のずれが生じる。このため、連続発光時及
び消灯時を除き、回転投光部１５の１回転毎に投影され
る基準線Ｌａの輝線部分がずれて重なり、視認しにくく
なることが考えられる。

【００５０】しかしながら、本第１実施例では、回転投
光部１５の１回転に対応させて出力される回転角度検出
器８３からの出力パルス数と、発光制御回路８５のシフ
トレジスタ段数とが整数比となるように構成されている
から、回転投光部１５の回転速度の変化等に拘わらず、
この回転投光部１５の各回転毎の同一回転角度におい
て、同一のデータによる同一の基準線Ｌａを投影するこ
とができる。これにより、基準線Ｌａの形態を、常に正
確に視認することが可能となる。

【００５１】なお本第１実施例では、上述したように、
回転角度検出器８３からの回転パルス信号ＣＫのパルス
数と、発光制御回路８５のシフトレジスタ段数とを整数
比として構成しているため、回転投光部１５の回転角度
を検出しながらレーザ光束を断続的に投射する絶対位置
制御において、回転毎の同一位置に同一の基準線Ｌａを
正確に投影することができる。しかしながら、逆に、上
記パルス数とシフトレジスタ段数とを整数比からわずか
にずらすことにより、回転毎に、基準線Ｌａの投影位置
に順次ズレを生じさせて、投影される基準線Ｌａを走査
方向において移動させることが可能となる。その場合、
回転角度検出器８３からの回転パルス信号ＣＫのパルス
数と発光制御回路８５のシフトレジスタ段数との比を、
整数比よりわずかに大きくするか、または小さく設定す
るかを選択することによって、基準線Ｌａの移動方向を
変えることができる。

【００５２】他方、照射されるレーザ光束Ｌ₃ の集光点
を、壁面９等の照射対象物に対して合わせる場合は、図
示しない合焦スイッチの操作によって合焦用モータ５９
を回転駆動する。すると、この回転がピニオン６０、伝
達ギヤ６１を介して合焦用スクリュー５６に伝達される
ため、合焦用ナット５７が昇降され、この合焦用ナット
５７に固定されたリンク６２を介して摺動部材３０が昇
降される。作業者は、壁面９等に投影されたレーザ光束
のスポットを観察しながら合焦スイッチの操作を続け、
集光点の位置を調整する。

【００５３】なお、本第１実施例では、種々の不具合事
象の検出をマイコン８２とは別に設けた事象検出回路８
８、８９、９０、９１によって検出したが、これらに代
わる検出手段をマイコン８２そのものに設けることもで
きる。また図３、図４に示す各データ１〜６及び該各デ
ータに対応する各形態１〜６は、８ビット中の“１”と
“０”の組合わせを変えることにより、他の形態を実現
させることが可能である。その場合は、発光制御回路８
５のシフトレジスタ段数と事象検出回路数を増加させ
る。

【００５４】また例えば、図３のデータ１と他のデータ
をマイコン８２の制御により所定の時間間隔で発光制御
回路８５に交互に書き込むように構成すれば、各デュー
ティー比の破線状の基準線や一点鎖線状の基準線を、上
記所定時間間隔で投影させることが可能となる。上記デ
ータの交互の書込み制御は、マイコン８２のタイマ機能
等によって実現させることができるが、所定の時間間隔
は、視認のしやすさを考慮すると、１秒程度が適当であ
る。また、所定時間経過後に出力される原点パルス信号
ＢＰに同期させて、図３のデータ３〜６の書き込みを行
えば、断続発光時に破線等の形態位置を変化させない基
準線を得ることができる。

【００５５】上述の第１実施例は、クロック信号である
回転パルス信号ＣＫを回転角度検出器８３から得ていた
が、このような回転パルス信号に代えてクロック信号を
出力するクロック出力部をマイコン８２に内蔵した第２
実施例を、図１０により説明する。同図において、図１
と共通の部分は同一の符号を付してその説明を省略す
る。

【００５６】同図において、マイコン８２には、図４に
示した回転パルス信号ＣＫと同じ働きをするクロック信
号ＣＫ′を一定時間間隔で出力するクロック出力部９９
が内蔵されている。また回転角度検出器８３′は、マイ
コン８２に、回転投光部１５の１回転に対応させて１パ
ルス出力する原点パルス信号ＢＰのみ出力する。

【００５７】従って、本第２実施例の発光制御回路８
５′は、クロック出力部９９から出力されるクロック信
号ＣＫ′と、マイコン８２から出力される制御信号ＰＳ
と、マイコン８２から出力される制御データＰＩとに基
づき、レーザダイオード駆動回路８６に発光制御信号Ｌ
Ｄ′を出力し、該駆動回路８６を介して、レーザダイオ
ード２３を連続的にまたは一定の時間間隔で断続的に発
光させる。従って、レーザダイオード２３から投射され
る可視レーザ光束により、図４に示した各形態１〜６の
基準線が、第１実施例と同様に得られる。

【００５８】なお、上記第１、第２実施例はいずれも、
４種類の不具合事象を報知する構成としたが、該４種以
外の不具合事象を検出するように構成し、その検出に基
づいてレーザダイオード２３を、異なるパターンで断続
発光させることもできる。また、基準線Ｌａとして比較
的デューティー比の高い形態を選択する場合は、発生し
た不具合事象を認識できると共に、作業への支障を少な
くすることができる。さらに、基準線Ｌａとしてデュー
ティー比の低い形態を選択すれば、レベル設定作業が行
いにくくなるから、整準作業中等、基準平面の精度保証
ができない状態で誤ってレベル設定作業を行う不都合を
回避させることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ測
量装置の正常な作動を損なう不具合事象の発生を検出す
る事象検出手段と、この事象検出手段が不具合事象を検
出したときレーザ光源を連続発光から断続発光に切り替
える発光制御手段とを備えたから、レーザ測量装置の正
常な作動を損なう不具合事象が生じたとき、この不具合
事象の内容を、レーザ測量装置から離れた位置で容易に
知ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例の発光制御系を示すブ
ロック図である。

【図２】同発光制御系の発光制御回路を詳細に示す図で
ある。

【図３】マイコンから同発光制御回路に出力される各パ
ルスデータを示す図である。

【図４】図３の各パルスデータと対応する、基準線の形
態を示す図である。

【図５】本発明に係るレーザ測量装置の全体を示す断面
図である。

【図６】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７】同レーザ測量装置の要部を拡大して示す平面図
である

【図８】同レーザ測量装置の測量時の設置状況を示す側
面図である。

【図９】同レーザ測量装置の測量時の設置状況を示す斜
視図である。

【図１０】本発明による第２実施例の発光制御系を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１１レーザ測量装置１５回転投光部（投光部）１５ａ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（反射手段）６６回転用モータ６９伝達ギヤ８３８３′ 回転角度検出器８３ａ照射部８３ｂ受光部８４モータ駆動回路８５８５′ 発光制御回路（発光制御手段）８６レーザダイオード駆動回路８８８９９０９１事象検出回路（事象検出手
段）９９クロック出力部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光束を回
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、このレーザ測量装置の正常な作動を損なう不具合事象の
発生を検出する事象検出手段；及び、この事象検出手段が不具合事象を検出したとき、上記レ
ーザ光源を連続発光から断続発光に切り替える発光制御
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、レーザ光束を回転投
射する投光部の回転角度を検出する回転角度検出手段を
備え、発光制御手段は、この回転角度検出手段による回
転角度の検出信号に基づき、回転投射されるレーザ光束
を断続発光させるレーザ測量装置。
【請求項３】請求項１において、発光制御手段は、投
光部から回転投射されるレーザ光束を、一定の時間間隔
で断続発光させるレーザ測量装置。
【請求項４】請求項１において、事象検出手段は、複
数の異種の不具合を検出する複数が備えられ、発光制御
手段は、該複数の事象検出手段がそれぞれに検出した異
なる不具合事象に応じて断続発光のデューティ比を変化
させ、レーザ光束による破線状の基準線を投影するレー
ザ測量装置。
【請求項５】請求項１において、事象検出手段は、複
数の異種の不具合を検出する複数が備えられ、発光制御
手段は、該複数の事象検出手段がそれぞれに検出した異
なる不具合事象に応じて断続発光時の発光時間を順次長
短に切り替え、レーザ光束による鎖線状の基準線を投影
するレーザ測量装置。