JPH08247762A

JPH08247762A - ビーム投射装置

Info

Publication number: JPH08247762A
Application number: JP4745095A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ono; 政博大野; Masato Hara; 正人原
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】温度変化に伴って変化する投射光束のビーム
ウエスト位置を制御して、ビーム径をできる限り変化さ
せない、安定性のある精度の高いビーム投射装置を提供
すること。【構成】レーザダイオード２３から回転投光部１５に
至る光路に設けられた、この回転投光部１５から投射さ
れる光束のビームウエスト位置を変化させるビームエキ
スパンダＢ；レーザ測量装置１１内の温度を検出する温
度検出手段９０；レーザ測量装置１１内の温度変化と、
この回転投光部１５から投射される光束のビームウエス
ト位置との変化の関係を記憶した記憶手段（８２）；及
び、温度検出手段９０による検出温度と、記憶手段（８
２）に記憶された温度とビームウエスト位置とのデータ
に基づき、ビームエキスパンダＢによりビームウエスト
位置を変化させる制御手段８２；を備えたビーム投射装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光等の光ビーム
を回転投射して基準平面を形成するビーム投射装置に関
する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】この種の装置として、回転
する投光部から装置周囲の測量対象物に向けてレーザ光
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）が知られている。土木建築分野では一
般に、このようなレーザ測量装置を用い、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こと
により、基準出しや高さ計測を行う。

【０００３】このようなレーザ測量装置として、従来、
レーザ光束を射出するレーザ光束源と、このレーザ光束
源からのレーザ光束を略水平に回転投射するための投光
部を備えたものが知られている（特開平5-322564号参
照）。

【０００４】この種の従来のレーザ測量装置は、近距離
（例えば0.5 〜1.5 ｍ）から遠距離（例えば 100ｍ〜 2
00ｍ）までの広範囲において、基準出しや高さ計測に使
用される。このような使用においては、照準点合わせを
簡便にし、検出器でビーム位置を検出する場合に検出感
度が変動することを防止することが望まれる。またレー
ザ測量装置は、屋外で使用される場合が多く、温度変化
（−20゜C 〜＋50゜C）によってレンズやレンズ支持枠
が伸縮して焦点移動が生じるため、投射レーザ光束のビ
ームウエスト位置の変化を防止して、野外等での使用を
可能にすること等が望まれる。これらの実現のために
は、使用距離範囲内において次の条件が必要である。す
なわち、 (ア) 照準点合わせをより簡便に行うため、投射レーザ光
束のビーム径をできる限り小さくすること。 (イ) 投射レーザ光束の高さ等を検出するとき、検出装置
の投射装置からの距離によってその検出感度が異なるこ
と（ばらつくこと）を防ぐため、投射レーザ光束のビー
ム径を距離に拘わらず一定にすること。 (ウ) 投射レーザ光束のビームウエスト位置の変化を防
ぎ、投射レーザ光束のビーム径をできるだけ変化させな
いようにすること。

【０００５】上記条件(ア)、(イ) は、レーザ測量装置の初
期性能というべきもので、光学部品の加工精度や組立精
度等の製作技術により克服することが可能である。

【０００６】他方、条件(ウ) は、レーザ測量装置の安定
性に関するもので、土木工事等に使用されるレーザ測量
装置では、非常に重要である。特に、レーザ測量装置の
使用環境温度範囲は、通常、−20゜C 〜＋50゜C とい
う、他の精密機器に比して格段に広い範囲が要求され
る。通常、温度変化に伴い、レンズ支持枠の膨張収縮、
レンズ自体の屈折率の変化、及びレーザ光束源の発振波
長の変化等によって、投射レーザ光束のビームウエスト
位置が変化する。

【０００７】温度変化と投射距離におけるビーム径を測
定し、その変化の様子をグラフ化した一例を、図１３及
び図１４に示す。図１３は、レーザ測量装置（ビーム投
射装置）から射出される時のビーム径がφ12.5(mm)、波
面の曲率半径が190(m)の場合に、温度を−20゜C 、 +20
゜C 、 +50゜C に変化させた場合を示している。図１４
は、レーザ測量装置から射出される時のビーム径がφ8.
0(mm) 、波面の曲率半径が78(m) の場合に、温度を−20
゜C 、 +20゜C 、 +50゜C に変化させた場合を示してい
る。これらの図から、いずれの場合も、温度によってビ
ームウエスト位置が変化し、この変化に伴ってビーム径
が変化していることが分かる。このようなビーム径の変
化により、レーザ測量装置として要求されている上記条
件(ウ) を満足できないという問題が生じていた。

【０００８】このような問題を解決するため、温度変化
を補償するコリメータが提案されている（米国特許第5,
225,928 号参照）。しかしこのコリメータは、補償を可
能にする光学ガラスが離散的にしか存在しないため、他
の収差を補正しつつ、温度補償を完全行うことは困難で
ある。特に、光源として、光の放射角が大きな半導体レ
ーザ等を用いる場合には、ＮＡ（開口数）の大きなコリ
メータレンズが必要となるため、温度補償を完全に行う
ことは一層困難とされる。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、従来のレーザ測量装置におけ
る上記問題点に基づき、温度変化に伴って変化する投射
光束のビームウエスト位置を制御して、ビーム径をでき
る限り変化させない、安定性のある精度の高いビーム投
射装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【発明の概要】上記目的を達成するための本発明は、光
源と、回転軸を中心に回転可能な投光部とを備え、この
投光部を回転させ、上記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ビーム
投射装置において、上記光源から投光部に至る光路に設
けられた、この投光部から投射される光ビームのビーム
ウエスト位置を変化させるビームウエスト位置変更光学
系；上記ビーム投射装置内の温度を検出する温度検出手
段；上記ビーム投射装置内の温度変化と、上記投光部か
ら投射される光束のビームウエスト位置との変化の関係
を記憶した記憶手段；及び、上記温度検出手段による検
出温度、及び上記記憶手段に記憶された温度とビームウ
エスト位置とのデータに基づき、上記ビームウエスト位
置変更光学系によりビームウエスト位置を変化させる制
御手段；を備えたことを特徴としている。

【００１１】また本発明は、光源と、回転軸を中心に回
転可能な投光部とを備え、この投光部を回転させ、上記
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ビーム投射装置において、上記
光源から投光部に至る光路に設けられた、この投光部か
ら投射される光ビームのビームウエスト位置を変化させ
る、少なくとも一対のレンズ群を有するビームウエスト
位置変更光学系；上記ビーム投射装置内の温度を検出す
る温度検出手段；上記ビーム投射装置内の温度変化と、
上記一対のレンズ群の一方に対する他方の移動量との変
化の関係を記憶した記憶手段；上記温度検出手段による
検出温度、及び上記記憶手段に記憶された温度とレンズ
移動量とのデータに基づき、上記ビームウエスト位置変
更光学系によりビームウエスト位置を変化させる制御手
段；を備えたことを特徴としている。

【００１２】

【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１は、本発明を適用したレーザ測量装置（ビ
ーム投射装置）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１２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。

【００１３】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。

【００１４】また投光装置１３は、図１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８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。

【００１５】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、一対のアナモ
フィックプリズム２５、２６（図４参照）からなるレー
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。

【００１６】投光光学系２２は、図２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の偏光分離面２７ａ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。ここで、偏
光ビームスプリッタ２７と半透膜２８ａとの間に設けら
れた上記１／４λ板２８は、この偏光ビームスプリッタ
２７で反射し、ペンタプリズム３５に向けて透過する直
線偏光のレーザ光束を、円偏光に変換した後、半透膜２
８ａにより大部分の光は円偏光のままペンタプリズム３
５に向けて透過させる。残りの光は半透膜２８ａで反射
され、さらに１／４λ板２８を再び透過することによ
り、入射時とは逆方向の直線偏光となる。このため、偏
光ビームスプリッタ２７の偏光分離面２７ａに向かった
光は、この偏光分離面２７ａで反射されることなく、即
ちレーザ光束源であるレーザダイオード２３に戻ること
なく、偏光分離面２７ａを全て透過する。

【００１７】偏光ビームスプリッタ２７の図１、図２の
下方には、ウェッジプリズム２９ａ、２９ｂが設けられ
ている。

【００１８】偏光ビームスプリッタ２７の同図上方に
は、前群レンズ３１と後群レンズ３２が設けられてい
る。後群レンズ３２は、レーザダイオード２３、コリメ
ータレンズ２４等を支持する一連の支持部材である中空
部材２０に、レーザ光光路２０ｂ内において固定されて
いる。前群レンズ３１は、レーザ光光路２０ｂ内におい
て摺動可能な摺動円筒部材３０に固定され、中空部材２
０に対して相対移動可能にされている。これらの前群レ
ンズ３１と後群レンズ３２とにより、コリメータレンズ
２４で平行光束に変換され、レーザ光断面形状変換光学
系１８で断面円形状に変換された平行光束のビーム径を
調整するビームエキスパンダＢが構成されている。この
ガリレオタイプのビームエキスパンダＢは、本発明のビ
ームウエスト位置変更光学系を構成するもので、その詳
細は後述する。

【００１９】他方、回転投光部１５は、レーザ光光路２
０ｂ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１
５ｂ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１
５ｂ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３６の中心に一致されている。

【００２０】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、図２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（７０〜８０
％）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３５ｂで
反射したレーザ光束が射出する、光入射面３５ｃとで９
０゜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３５
ａに貼着した状態において、図２の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。

【００２１】他方、中空部材２０は、図１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３参照）
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。

【００２２】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。

【００２３】図３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。

【００２４】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。ま
た該マイコン８２には、レーザ測量装置１１内の温度を
検出するサーミスタ等の温度検出手段９０が接続されて
いる。

【００２５】他方、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、ビーム径調整スクリュー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、ビー
ム径調整モータ５９が固定されている。該ビーム径調整
モータ５９の回転軸に固定したピニオン６０は、ビーム
径調整スクリュー５６の下端部に固定した伝達ギヤ６１
と噛み合っている。ビーム径調整スクリュー５６には、
このビーム径調整スクリュー５６とで送りねじ機構を構
成するビーム径調整ナット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６
３が形成されている。上記ビーム径調整ナット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。

【００２６】よって、ビーム径調整モータ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６
０、伝達ギヤ６１、ビーム径調整スクリュー５６を介し
てビーム径調整ナット５７を昇降させ、リンク６２と摺
動円筒部材３０を介して前群レンズ３１を後群レンズ３
２に対して相対移動させ、平行光束であるレーザ光束Ｌ
₁ のビーム径を調整して、回転投光部１５から投光され
るレーザ光束Ｌ₃ のビームウエスト位置を変更させるこ
とができる。

【００２７】他方、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。

【００２８】中空部材２０の最上部のブラケット６５と
反対側には、回転検知センサ８３が上方に向けて設けら
れている。この回転検知センサ８３は、上方即ち伝達ギ
ヤ６９に向けて光束を照射し、この伝達ギヤ６９の裏面
に設けた所定のパターン（図示せず）で反射した光束
を、受光した後信号としてマイコン８２に送る。このマ
イコン８２は、入力した該受光信号に基づいて、回転投
光部１５の回転角を演算する。

【００２９】レーザ光断面形状変換光学系１８は、例え
ば図４に示すように、レーザダイオード２３からのレー
ザ光束の光軸上に前後して並べられたアナモフィックプ
リズム２５、２６を有している。該アナモフィックプリ
ズム２５、２６はそれぞれ、頂角がα₁ 、α₂ で、レー
ザ光束を曲げる方向が互いに逆となるように配置されて
いて、入射レーザ光束と投射レーザ光束とを互いに平行
にすることができる。アナモフィックプリズム２５とレ
ーザダイオード２３との間に位置するコリメータレンズ
２４は、十分に大きな開口数（ＮＡ）を持ち、アナモフ
ィックプリズム２５に対し所定の入射角ｉを持つように
配置されている。

【００３０】レーザダイオード２３から射出される進行
方向に垂直な断面で楕円状の光強度分布を持つレーザ光
束は、コリメータレンズ２４によって、紙面内では短軸
（短径）Ｄａ、紙面に垂直な面内では長軸（長径）Ｄｂ
の楕円状の断面を持つ平行光に変換される。紙面内にお
いて、このようなレーザ光束（図５参照）は、アナモフ
ィックプリズム２５に対して入射角ｉで入射するとき短
軸Ｄａが伸ばされてＤｂ′、さらにアナモフィックプリ
ズム２６において長軸Ｄｂ側の径と同寸法となって、射
出面２６ａに対して垂直に射出される。従って、このと
きの投射レーザ光束は、図６に示すように、長軸Ｄｂと
同寸法の直径を持つ円形形状の光束となる。

【００３１】次に、本発明の特徴である、温度変化に応
じてビームウエスト位置を変化させるビームエキスパン
ダＢの制御に関して説明する。

【００３２】図７において、ビームエキスパンダＢは、
入射光束径Ｄｉを適当な大きさの射出光束径Ｄｏとして
投射するために、焦点距離ｆ₁ （ｆ₁ ＜０）を有する前
群レンズ３１と、焦点距離ｆ₂ （０＜ｆ₂ ）を有する後
群レンズ３２から構成されている。このビームエキスパ
ンダＢは、温度変化等により変化するビームウエスト位
置を補正すべく、初期設定された互いのレンズ間隔ｄを
変えてビームウエスト位置を可変とする構成となってい
る。

【００３３】レンズ間隔ｄと、焦点距離ｆ₁ 、ｆ₂ との
間には、ｄ＝（ｆ₁ ＋ｆ₂ ＋ΔＬ）で示す関係が成り立
つ（ΔＬは、“ｄ＝（ｆ₁ ＋ｆ₂ ＋ΔＬ）”がビームウ
エスト位置を所定の位置にするためのｄの初期値であ
り、即ちδが初期値からどの程度移動されたかを示
す）。そしてレーザ測量装置１１からの投射ビームがガ
ウスビームである場合、ビームウエスト位置は、後群レ
ンズ３２からＸｓ離れたＥ点にあり、このときのビーム
ウエスト径はＷｘである。これらの関係を定義すると、
次式のようになる。すなわち、 Wx＝ m×Di／｛ 1＋（ m⁴ ×α² ／ f₂ ⁴) ×ΔL²｝^1/2 …(1) Xs＝f₂＋〔（ m×α)²／｛( f₂／m )²＋(m×α／f₂)²×ΔL²｝〕×ΔL …(2) 但し、 λ：入射光の波長、 α：π×Di² ／４λ、ｍ：｜f₂／f₁｜、である。このとき、レーザビーム投射口での波面の曲率
半径Ｒは、 R ＝Xs×{ 1 ＋( π×Wx² ／ 4λ× Xs)² ｝ …(3) なる式で定義できる。

【００３４】ここで、一方のレンズ（図７では前群レン
ズ３１）を、初期設定間隔ｄからδだけ移動させたとす
ると、ビームウエスト位置は、Ｅ点から、後群レンズ３
２からＸｓ′離れたＦ点に変化し、ビームウエスト径は
Ｗｘ′となる。ビームウエスト位置Ｘｓ′、Ｗｘ′は、
上記式(1)、(2) において、“ΔＬ”の代わりに“ΔＬ＋
δ”を代入すれば求まる。このとき、前群レンズ３１の
移動により変化した波面の曲率半径Ｒ′は、“Ｘｓ”、
“Ｗｘ”の代わりに“Ｘｓ′”、“Ｗｘ′”を(3) 式に
代入すれば求まる。

【００３５】以上述べたことは即ち、次のように換言す
ることができる。つまり、ビームエキスパンダＢの一方
のレンズをδだけ動かすことにより、波面の曲率半径を
“Ｒ”から“Ｒ′”に変化させ、その結果、ビームウエ
スト位置を“Ｘｓ”から“Ｘｓ′”に、及びビーム径を
“Ｗｘ”から“Ｗｘ′”に変化させる（調整する）こと
ができる。

【００３６】一方、ここで、外乱の１つである、温度変
化量Δｔが生じたときのビームウエスト位置及びビーム
ウエスト径の変化について、図８により説明する。

【００３７】レーザ測量装置１１は、レーザダイオード
２３からの光束を、焦点距離ｆｃのコリメートレンズ２
４により入射光束径Ｄｉの略平行な光ビームとして、ビ
ームエキスパンダＢの前群レンズ３１（焦点距離ｆ₁ ）
に入射する。そして、この入射光束径Ｄｉを拡大した
後、後群レンズ３２（焦点距離ｆ₂ ）から投射する構成
となっている。上述のように、ビームエキスパンダＢの
両レンズ群３１、３２間の間隔をｄとして初期設定した
場合には、ビームウエスト位置は“Ｘｓ”となり、ビー
ムウエスト径は“Ｗｘ”となり、そのとき後群レンズ３
２から投射される光ビーム（レーザ光束）の波面の曲率
半径は“Ｒ”となる。

【００３８】この状態において温度変化が生じると、レ
ンズ群を保持している鏡枠の伸縮、レンズ群の屈折率の
変化等によって、投射ビームのビームウエスト位置が変
化する。特に、レーザダイオード２３とコリメートレン
ズ２４を保持している鏡枠２３０の伸縮による両者の間
隔ｐの変化に伴う影響は大きく、このことが、温度変化
によって生じるビームウエスト位置変化の主要因となっ
ている。即ち、温度変化によって間隔ｐが変化すると、
コリメートレンズ２４を射出した光ビームの波面の曲率
半径が変化し、その結果、ビームエキスパンダＢの後群
レンズ３２から射出される投射ビームの波面の曲率半径
Ｒも変化し、それに伴ってビームウエスト位置Ｘｓ及び
ビームウエスト径Ｗｘが変化するのである（それらの例
は図１３、図１４で説明済）。

【００３９】さてここで、上述したビームエキスパンダ
Ｂの一方のレンズ（図８では前群レンズ３１）を所定量
移動させて、温度変化に伴うビームウエスト位置の変化
を相殺すれば、温度変化が生じても、ビームウエスト位
置Ｘｓ及びビームウエスト径Ｗｘを変化させることな
く、安定した精度でレーザ光束を投射することができ
る。即ち、予め、温度変化に対するビームウエスト位置
の変化と、ビームエキスパンダＢの一方のレンズの移動
量に対するビームウエスト位置の変化を対応させたデー
タを設けておけば、このデータに基づき、温度変化によ
る影響を容易に除去することができる。

【００４０】これを実現させる具体例を挙げる。その第
１の例として、図８において、コリメートレンズ２４の
焦点距離ｆｃを６（mm）、コリメートレンズ２４射出後
の光束径Ｄｉをφ６（mm）、ビームエキスパンダＢの前
群レンズ３１の焦点距離ｆ₁を−78.7（mm）、後群レン
ズ３２の焦点距離ｆ₂ を 104.9（mm）、倍率ｍ（｜f₂／
f₁｜）を1.33、後群レンズ３２からの射出光束の径Ｄｏ
をφ8(mm) と設定し、さらに、両レンズ群３１、３２間
の初期設定間隔ｄを26.34(mm) 、前群レンズ３１のΔＬ
を略0.14(mm)、波面の曲率半径Ｒを78(m) 、ビームウエ
スト位置Ｘｓを39.6(m) 、及びビームウエスト径Ｗｘを
φ5.7(mm) と設定したものを考える。

【００４１】また第２の例として、上記第１の例におい
て焦点距離ｆ₁ を−43.2(mm)とし、焦点距離ｆ₂ を90.8
(mm)とし、倍率ｍを2.08とし、射出光束径Ｄｏをφ１
２．５（ｍｍ）とし、初期設定間隔ｄを４７．６４（ｍ
ｍ）とし、ΔＬを略0.04(mm)とし、曲率半径Ｒを190
(m)とし、ビームウエスト位置Ｘｓを96.6(m) とし、ビ
ームウエスト径Ｗｘをφ8.8(mm) として設定したものを
考える。

【００４２】図１４は既に説明したように、倍率ｍ＝1.
33（射出径Ｄｏ：φ8(mm) ）の上記第１例の構成を用
い、レーザ測量装置１１内の温度が20゜C のときを初期
設定（ビームウエスト位置Ｘs ≒39.578(m) ）として、
温度が50゜C または−20゜C に変化したときの各々の投
射距離におけるビーム径を示している。同図において各
ビームウエスト位置は、それぞれの温度下で29.646(m)
及び−38.203(m) （ (−) は光の進行方向と逆向きを意
味する）となっている。

【００４３】同様に、図１３には、倍率ｍ＝2.08（射出
径Ｄｏ：φ12.5(mm)）の上記第２例の構成を用い、レー
ザ測量装置１１内の温度が20゜C のときを初期設定（ビ
ームウエスト位置Ｘｓ＝96.605(m) ）として、温度が50
゜C または−20゜C に変化したときの各々のビームウエ
スト位置におけるビーム径を示している。同図において
各ビームウエスト位置は、それぞれの温度下で63.944
(m) 及び−94.255(m) となっている。

【００４４】次に、図９と図１０は、前群レンズ３１及
び後群レンズ３２の間隔を所定値に設定したときに、レ
ンズの移動量δを０(mm)とし、この移動量δをある値に
特定したとき、基準となる移動量0.00(mm)に対してビー
ム径が各々の投射距離でどのように変化するかを示した
ものである。横軸は、ビームの投射距離を示し、縦軸は
各投射距離におけるビーム径の大きさを示す。

【００４５】図９は、ビーム拡大率1.33倍のビームエキ
スパンダＢを用い、移動量δをそれぞれ-0.05(mm) 、+
0.05(mm) に変化させた場合における（ (＋) はレンズ
を遠ざける方向を意味する）、基準移動量による変化曲
線(カ) に対する変化の様子を示す。同図に示されるよう
に、各移動量δにおけるビーム径はいずれも、ビームウ
エスト位置が25〜50(m) の範囲内に集中している。移動
量δを0.05(mm)に変えると（変化曲線(ク) 参照）、ビー
ムウエスト位置は、基準時に比して射出側に近付き、遠
距離でのビーム径は変化曲線(カ) のそれを越える。また
移動量δを-0.05(mm) に変えると（変化曲線(キ) 参
照）、ビームウエスト位置は変化曲線(ク) 以上に射出側
に近付き、遠距離でのビーム径は変化曲線(カ) のそれを
下回る。

【００４６】図１０は、ビーム拡大率2.08倍のビームエ
キスパンダＢを用い、移動量δを図９と同様に特定した
ときの変化の様子を示している。図１０に示されるよう
に、移動量δを0.05(mm)に変えると（変化曲線(ス) 参
照）、ビームウエスト位置は、基準時に比して射出側に
近付き、遠距離でのビーム径は変化曲線(サ) のそれを越
える。また移動量δを-0.05(mm) に変えると（変化曲線
(シ) 参照）、ビームウエスト位置は、変化曲線(ス) 以上
に射出側に近付き、ビーム径は、略全距離に亘って変化
曲線(サ) のそれを上回る。

【００４７】よって、前群レンズ３１を後群レンズ３２
に対して移動させて、移動量δを0.00(mm)から-0.05(m
m) に或は0.05(mm)に切替えれば、ビーム径の変化曲線
を(カ)、(サ) から(キ)、(シ) に、或は(キ)、(シ) から(ク)、(ス)
に変化させることができる。つまり、移動量δを種々変
えたときのビームウエスト位置の値をテーブルデータと
してマイコン８２に記憶しておき、このテーブルデータ
に基づき、温度変化によるビームウエスト位置の変化を
補正するように前群レンズ３１を適宜移動させれば、ビ
ームウエスト位置を温度変化に拘わらず所望の位置に保
持することができる。

【００４８】次に、温度検出手段９０による温度検出信
号を入力したマイコン８２により、前群レンズ３１をど
のように駆動し、ビームウエスト位置をどのように制御
するかについて説明する。

【００４９】マイコン８２の図示しない記憶部に、温度
検出手段９０による検出温度と、温度変化によって変化
するビームウエスト位置を補正すべき前群レンズ３１の
移動量δとの関係を設定したテーブルデータを記憶して
おく。このテーブルデータには、基準温度20゜C での所
定のビームウエスト位置を満足させる前群レンズ３１の
位置を移動量０とするときに各検出温度に応じてビーム
ウエスト位置を略一定位置に補正するのに必要な移動量
δと、各検出温度との関係が、1.33倍と2.08倍のビーム
エキスパンダ毎に表１のように設定されている。

【００５０】

【表１】 50゜C 20゜C 0゜C -20゜C 1.33倍 δ(mm) -0.020 0.000 0.023 0.046 2.08倍 δ(mm) -0.022 0.000 0.016 0.035

【００５１】したがって、マイコン８２が、温度検出手
段９０からの温度検出信号に基づき、検出温度に対応さ
せた移動量δだけ前群レンズ３１を後群レンズ３２に対
して移動させるべく、ビーム径調整モータ５９に駆動信
号を出力すると、このモータ５９の回転駆動により、温
度変化に伴ってずれたビームウエスト位置が移動され
て、所定位置に補正される。このように、温度変化に伴
い変化する投射レーザ光束Ｌ₃ 及びＬ₄ のビームウエス
ト位置をマイコン８２によって制御することにより、ビ
ーム径をできる限り変化させない、安定性がありかつ精
度の高いレーザ測量装置１１を提供することができる。

【００５２】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１のように、レーザ
測量装置１１を所望の位置に配置する。この状態におい
て、図示しないメインスイッチをオンすると、マイコン
８２の信号に基づき、レーザダイオード２３が発振を開
始させ、レーザ光束を照射する。このレーザ光束は、コ
リメータレンズ２４によって楕円状の平行光束に変換さ
れた後アナモフィックプリズム２５に入射され、このア
ナモフィックプリズム２５と２６によってその短軸径Ｄ
ａ（図５参照）を伸ばされて、図６に示すような径がＤ
ｂの円形状の光束に変換される。さらにこの円形状の光
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（図２
参照）。

【００５３】この際、図２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偏光成分を持ちかつ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の下部外方に射出される。

【００５４】他方、上方に向かう上記レーザ光束Ｌ₁
は、前群レンズ３１と後群レンズ３２を透過し、ペンタ
プリズム３５の入射面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３５ａ
で所定の割合で反射したもの以外は、ペンタプリズム３
５の該第１の反射面３５ａ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上方に向
けて射出される。このようにして、レーザダイオード２
３から射出されたレーザ光束Ｌ₀ は、図２の上下方向に
それぞれ投光されるレーザ光束Ｌ₁ 、Ｌ₄ 、Ｌ₂ 、及び
これらのレーザ光束Ｌ₁ 、Ｌ₄ 、Ｌ₂ と直交する方向
（水平）に向けて投光されるレーザ光束Ｌ₃ とに分割さ
れる。

【００５５】またレーザ測量装置１１は、回転用モータ
６６が、メインスイッチのオンによって電力を供給され
ることにより所定速度で回転されると、該モータ６６の
回転をピニオン６７と伝達ギヤ６９を介して回転投光部
１５に伝え、これにより該回転投光部１５を中空部材２
１に対して相対回転させる。よってレーザ測量装置１１
は、後群レンズ３２から照射されているレーザ光束Ｌ₁
をペンタプリズム３５によって９０゜偏向させ、回転投
光部１５を回転させながらレーザ光束Ｌ₃ を水平方向に
射出し続けることができる。これにより、レーザ測量装
置１１からは、断面円形状のレーザ光束Ｌ₃ が一定のレ
ベルを維持して射出され続け、水平プレーン（水平基準
面）が形成される。

【００５６】この場合、レーザ測量装置１１内の温度変
化に伴い、投射レーザ光束Ｌ₃ のビームウエスト位置が
所定の位置からずれようとしても、マイコン８２が、温
度検出手段９０からの温度検出信号に基づき、その検出
温度に対応させた移動量δだけ、前群レンズ３１を後群
レンズ３２に対して移動させるから、ビームウエスト位
置は所定位置に保持される。

【００５７】またレーザ測量装置１１の傾斜角を調整す
る場合には、図示しないスイッチを操作して、第１、第
２調整用モータ４４、７５を回転駆動する。例えば、第
１調整用モータ４４を駆動する場合、その回転はピニオ
ン４９、伝達ギヤ５０を介して調整用スクリュー４５に
伝達され、この調整用スクリュー４５の回転によって調
整用ナット４６が昇降する。その際、この調整用ナット
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、この
ローラ４０を介して中空部材２０を膨出部２１の球心を
中心として回動させることができる。また第２調整用モ
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を介して調整用スクリュー７９に伝達され、
この調整用スクリュー７９の回転によって調整用ナット
８０が昇降する。その際、この調整用ナット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
て回動させることができる。中空部材２０は、これらの
回動調整によって、レーザ光束照射時の水平方向位置が
決定される。

【００５８】照射されるレーザ光束の壁や柱等の照射対
象物に対して集光点を合わせる場合には、図示しないス
イッチの操作によってビーム径調整モータ５９を回転駆
動する。この回転はピニオン６０、伝達ギヤ６１を介し
てビーム径調整スクリュー５６に伝達される。すると、
ビーム径調整スクリュー５６の回転によりビーム径調整
ナット５７が昇降されるため、このビーム径調整ナット
５７に固定されたリンク６２を介して摺動円筒部材３０
にこの昇降動が伝達される。そして、壁や柱等の照射対
象物に投影したレーザ光束のスポットを観察しながら、
集光点の位置を調整する。

【００５９】また、本発明による別の実施例を、図１１
と図１２を基に説明する。両図はいずれも、マイコン８
２の制御時における、基準温度 ( +20゜C)から温度が変
化した場合のビームウエスト位置の変化量を補正すべ
く、前群レンズ３１の移動量δと、温度検出手段９０に
よって検出された温度Ｔとの関係を示している。図１１
は、ビームエキスパンダＢにビーム拡大率1.33倍のもの
を用いた場合であり、図１２は、ビーム拡大率2.08倍の
ものを用いた場合である。両図において、移動量δと温
度Ｔとはリニアな関係にあり、１次関数で近似できる。
すなわち、両者の関係は、次式(4) のように定義するこ
とができる。 δ＝ａＴ＋ｂ ………(4) よって、１次関数である式における傾きａ及び切片ｂ
の値を、マイコン８２の記憶部に記憶しておけば、この
記憶データと検出温度とから前群レンズ３１の移動量δ
を求めることができる。

【００６０】したがって、レーザ測量装置１１内の温度
変化に伴い、投射レーザ光束Ｌ₃ のビームウエスト位置
が所定の位置からずれようとしても、マイコン８２が、
温度検出手段９０からの温度検出信号と記憶部のデータ
とに基づき、検出温度に対応する移動量δを演算し、こ
の移動量δだけ前群レンズ３１を後群レンズ３２に対し
て移動させるため、ビームウエスト位置は所定位置に保
持される。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、温度変化
に伴って変化する投射光束のビームウエスト位置を制御
して、ビーム径の変化が少なく、安定性があって精度の
高いビーム投射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ測量装置の全体を示す断面
図である。

【図２】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３】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４】同レーザ測量装置のレーザダイオードとコリメ
ータレンズとレーザ光束断面形状変換光学系を示す側面
図である。

【図５】同レーザ測量装置のレーザダイオードから射出
された断面楕円状のレーザ光束を示す図である。

【図６】同レーザ測量装置のレーザ光束断面形状変換光
学系によって断面形状を円形に変換されたレーザ光束を
示す図である。

【図７】同レーザ測量装置のビームエキスパンダによる
ビームウエスト位置の補正を説明するための図である。

【図８】同レーザ測量装置のビームエキスパンダによる
ビームウエスト位置の補正を説明するための図である。

【図９】前群レンズの移動量をある値に特定したとき投
射距離によってビーム径がどのように変化するかを示
す、本発明の実施例に係る図である。

【図１０】前群レンズの移動量をある値に特定したとき
投射距離によってビーム径がどのように変化するかを示
す、本発明の実施例に係る図である。

【図１１】ビーム拡大率1.33倍のビームエキスパンダを
用いたときの移動量と温度との相関関係を示す、本発明
の別の実施例に係る図である。

【図１２】ビーム拡大率2.08倍のビームエキスパンダを
用いたときの移動量と温度との相関関係を示す、本発明
の別の実施例に係る図である。

【図１３】温度変化時の投射距離とビーム径の変化との
相関関係を示す図である。

【図１４】温度変化時の投射距離とビーム径の変化との
相関関係を示す図である。

【符号の説明】

１１レーザ測量装置（ビーム投射装置）１５回転投光部（投光部）２３レーザダイオード（光源）３０摺動円筒部材３１前群レンズ（可動レンズ群）３２後群レンズ（固定レンズ群）８２マイコン（記憶手段、制御手段）９０温度検出手段ａ回転軸Ｂビームエキスパンダ（ビームウエスト位置変更光学
系）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年３月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】また投光装置１３は、図１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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】投光光学系２２は、図２、図４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の偏光分離面２７ａ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。ここ
で、偏光ビームスプリッタ２７と半透膜２８ａとの間に
設けられた上記１／４λ板２８は、この偏光ビームスプ
リッタ２７で反射し、ペンタプリズム３５に向けて透過
する直線偏光のレーザ光束を、円偏光に変換した後、半
透膜２８ａにより大部分の光は円偏光のままペンタプリ
ズム３５に向けて透過させる。残りの光は半透膜２８ａ
で反射され、さらに１／４λ板２８を再び透過すること
により、入射時とは逆方向の直線偏光となる。このた
め、偏光ビームスプリッタ２７の偏光分離面２７ａに向
かった光は、この偏光分離面２７ａで反射されることな
く、即ちレーザ光束源であるレーザダイオード２３に戻
ることなく、偏光分離面２７ａを全て透過する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、回転軸を中心に回転可能な投光
部とを備え、この投光部を回転させ、上記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ビ
ーム投射装置において、上記光源から投光部に至る光路に設けられた、この投光
部から投射される光ビームのビームウエスト位置を変化
させるビームウエスト位置変更光学系；上記ビーム投射
装置内の温度を検出する温度検出手段；上記ビーム投射
装置内の温度変化と、上記投光部から投射される光ビー
ムのビームウエスト位置との変化の関係を記憶した記憶
手段；及び、上記温度検出手段による検出温度、及び上記記憶手段に
記憶された温度とビームウエスト位置とのデータに基づ
き、上記ビームウエスト位置変更光学系によりビームウ
エスト位置を変化させる制御手段；を備えたことを特徴
とするビーム投射装置。
【請求項２】請求項１において、ビームウエスト位置
変更光学系は、光源から投光部に至る光路に固定された
固定レンズ群と、該光路内をこの固定レンズ群に対して
進退可能な可動レンズ群からなるビームエキスパンダで
あるビーム投射装置。
【請求項３】光源と、回転軸を中心に回転可能な投光
部とを備え、この投光部を回転させ、上記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ビ
ーム投射装置において、上記光源から投光部に至る光路に設けられた、この投光
部から投射される光ビームのビームウエスト位置を変化
させる、少なくとも一対のレンズ群を有するビームウエ
スト位置変更光学系；上記ビーム投射装置内の温度を検
出する温度検出手段；上記ビーム投射装置内の温度変化
と、上記一対のレンズ群の一方に対する他方の移動量と
の変化の関係を記憶した記憶手段；及び、上記温度検出手段による検出温度、及び上記記憶手段に
記憶された温度とレンズ移動量とのデータに基づき、上
記ビームウエスト位置変更光学系によりビームウエスト
位置を変化させる制御手段；を備えたことを特徴とする
ビーム投射装置。
【請求項４】請求項１または３において、制御手段
は、ビームウエスト位置を、温度変化に拘わらず一定の
位置に保持するようにビームウエスト位置変更光学系を
制御するビーム投射装置。