JPH09189551A - レーザー光線水準器、その操作方法および関連装置 - Google Patents
レーザー光線水準器、その操作方法および関連装置Info
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- JPH09189551A JPH09189551A JP8342201A JP34220196A JPH09189551A JP H09189551 A JPH09189551 A JP H09189551A JP 8342201 A JP8342201 A JP 8342201A JP 34220196 A JP34220196 A JP 34220196A JP H09189551 A JPH09189551 A JP H09189551A
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- laser beam
- axis
- beam level
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- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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- G01C15/002—Active optical surveying means
- G01C15/004—Reference lines, planes or sectors
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
レーザー光線水準器は、縦軸Ａ−Ａの回りを回転する回
転フレーム１８と水平軸Ｄ−Ｄを中心に振揺する傾斜装
置３１から成る。さらに、回転・傾斜点を監視できるよ
うに、コントローラー１７に接続している手段２０、２
１、２２、２３、２４；２６、２７、２８、２９、３０
が設けられている。傾斜装置３１は、回転しているレー
ザー光線２が作るレーザー面が特定の角度で特定の方向
に傾斜するように、コントローラーによって方向付けら
れ傾けられる。この傾斜は補助的な傾斜であり、この補
助的な傾斜によってレーザー面は同時に、補助的な方向
とは異なる縦勾配及び横勾配において傾斜する。この補
助的な方向及び傾斜は、レーザー面の希望する縦勾配と
横勾配に基づいて、コントローラー１７によって自動的
に計算され、関連する制御コマンドに変換される。傾斜
装置３１の向きに基づいて垂直線を描いて放射される第
２のレーザー光線５０を使用して、関連装置を用いて、
傾斜装置３１の方向付けが監視できる。
転フレーム１８と水平軸Ｄ−Ｄを中心に振揺する傾斜装
置３１から成る。さらに、回転・傾斜点を監視できるよ
うに、コントローラー１７に接続している手段２０、２
１、２２、２３、２４；２６、２７、２８、２９、３０
が設けられている。傾斜装置３１は、回転しているレー
ザー光線２が作るレーザー面が特定の角度で特定の方向
に傾斜するように、コントローラーによって方向付けら
れ傾けられる。この傾斜は補助的な傾斜であり、この補
助的な傾斜によってレーザー面は同時に、補助的な方向
とは異なる縦勾配及び横勾配において傾斜する。この補
助的な方向及び傾斜は、レーザー面の希望する縦勾配と
横勾配に基づいて、コントローラー１７によって自動的
に計算され、関連する制御コマンドに変換される。傾斜
装置３１の向きに基づいて垂直線を描いて放射される第
２のレーザー光線５０を使用して、関連装置を用いて、
傾斜装置３１の方向付けが監視できる。
Description
【０００１】この発明は、レーザー光線を生じせしめる
手段とそのレーザー光線を放射する回転自在なヘッドを
具備し、回転ヘッドによって回転するレーザー光線が測
定に使用する水平又は傾斜したレーザー面を形成するレ
ーザー光線水準器に関するものである。この発明は、ま
た、レーザー光線水準器の操作方法及びその関連装置に
関するものである。
手段とそのレーザー光線を放射する回転自在なヘッドを
具備し、回転ヘッドによって回転するレーザー光線が測
定に使用する水平又は傾斜したレーザー面を形成するレ
ーザー光線水準器に関するものである。この発明は、ま
た、レーザー光線水準器の操作方法及びその関連装置に
関するものである。
【０００２】この種のレーザー光線水準器は水平面ある
いは傾斜面を形成するもので、建築目的に使用されるも
のである。水準器から出てくるレーザー光線は、回転ヘ
ッドによって、水平にあるいは希望する割合で傾斜して
回転する。灯台の光のように回転するレーザー光線がレ
ーザー面を作り、このレーザー光線は、レシーバーによ
って、水準器の回りのどの位置でも受け取られる。水準
器とレシーバーの間の仮想面の傾斜が測定される。この
種のレーザー光線水準器によって、種々の測定及びモニ
ター作業を行うことができ、掘割の開鑿や地ならし、コ
ンクリートの基礎やコンクリートの天井の制御、型わく
の整合、頭上クレーン用の軌道の水平化その他種々の作
業に使用される。例えば、水はけをよくするために駐車
場に傾斜をつけることが必要な場合は、測深ロッドに固
定されたレシーバーによって調整作業が行われ、あるい
は、地均し機に直接取り付けられたレシーバーによって
地均し作業が調整されることが好ましい。
いは傾斜面を形成するもので、建築目的に使用されるも
のである。水準器から出てくるレーザー光線は、回転ヘ
ッドによって、水平にあるいは希望する割合で傾斜して
回転する。灯台の光のように回転するレーザー光線がレ
ーザー面を作り、このレーザー光線は、レシーバーによ
って、水準器の回りのどの位置でも受け取られる。水準
器とレシーバーの間の仮想面の傾斜が測定される。この
種のレーザー光線水準器によって、種々の測定及びモニ
ター作業を行うことができ、掘割の開鑿や地ならし、コ
ンクリートの基礎やコンクリートの天井の制御、型わく
の整合、頭上クレーン用の軌道の水平化その他種々の作
業に使用される。例えば、水はけをよくするために駐車
場に傾斜をつけることが必要な場合は、測深ロッドに固
定されたレシーバーによって調整作業が行われ、あるい
は、地均し機に直接取り付けられたレシーバーによって
地均し作業が調整されることが好ましい。
【０００３】従来のレーザー光線水準器には、大抵、レ
ーザー光線あるいはレーザー面を水平位置丁度に設定す
る自動水準手段が備えられている。レーザー面を必要に
応じて傾斜させる種々の装置も知られている。Ｘ軸とＹ
軸の双方、即ち、縦勾配と横勾配の双方に傾斜が必要な
場合、建築上はかなりの問題となるが、従来の水準器
は、このような場合に充分対応できなかった。高精度に
製造されて組立てられなければならない複数の複雑な構
成部材を必要とするか、あるいは、水準器の操作が非常
に複雑であった。実際問題として、このことは、水準器
が非常に高価になるか、あるいは、ある場合での水準器
の複雑な操作のために頻発する測定誤差を予めプログラ
ムしていても、他の場合では測定が不正確になることを
意味するものである。
ーザー光線あるいはレーザー面を水平位置丁度に設定す
る自動水準手段が備えられている。レーザー面を必要に
応じて傾斜させる種々の装置も知られている。Ｘ軸とＹ
軸の双方、即ち、縦勾配と横勾配の双方に傾斜が必要な
場合、建築上はかなりの問題となるが、従来の水準器
は、このような場合に充分対応できなかった。高精度に
製造されて組立てられなければならない複数の複雑な構
成部材を必要とするか、あるいは、水準器の操作が非常
に複雑であった。実際問題として、このことは、水準器
が非常に高価になるか、あるいは、ある場合での水準器
の複雑な操作のために頻発する測定誤差を予めプログラ
ムしていても、他の場合では測定が不正確になることを
意味するものである。
【０００４】従って、この発明の目的は、比較的簡単に
安く製造できるとともに、非常に正確に機能し、しかも
ほぼ自動的に機能するため操作も容易である一般的なレ
ーザー光線水準器を提供することである。この発明の他
の目的は、この発明のレーザー光線水準器の操作方法及
びその関連装置を提供することである。
安く製造できるとともに、非常に正確に機能し、しかも
ほぼ自動的に機能するため操作も容易である一般的なレ
ーザー光線水準器を提供することである。この発明の他
の目的は、この発明のレーザー光線水準器の操作方法及
びその関連装置を提供することである。
【０００５】この発明のレーザー光線水準器は、請求項
１の特徴に相当するものである。この発明の方法は請求
項２１に記載され、この発明の関連装置は請求項２４に
特徴付けられている。
１の特徴に相当するものである。この発明の方法は請求
項２１に記載され、この発明の関連装置は請求項２４に
特徴付けられている。
【０００６】この発明の主題の好ましい実施例を、図面
を参照しながら、以下に詳述する。レーザー光線水準器
の全主要部分は筒状ハウジング１内に収容され、この筒
状ハウジング１は、三脚台に固定されるのが好ましい。
レーザー光線２を発する回転ヘッド３は、ハウジング１
の上から突出している。ヘッド３は、フード（覆い）４
で保護されているが、ここでは単に存在のみが図示され
ているフード４はどのようなものでもよい。このフード
のレーザー光線の放射域は透明でなければならない。一
方、フード４の上蓋部は閉じられていてもよく、レーザ
ー光線水準器の持ち運び用把手を付けることもできる。
を参照しながら、以下に詳述する。レーザー光線水準器
の全主要部分は筒状ハウジング１内に収容され、この筒
状ハウジング１は、三脚台に固定されるのが好ましい。
レーザー光線２を発する回転ヘッド３は、ハウジング１
の上から突出している。ヘッド３は、フード（覆い）４
で保護されているが、ここでは単に存在のみが図示され
ているフード４はどのようなものでもよい。このフード
のレーザー光線の放射域は透明でなければならない。一
方、フード４の上蓋部は閉じられていてもよく、レーザ
ー光線水準器の持ち運び用把手を付けることもできる。
【０００７】図１、２に示すように、レーザー光線２が
作るレーザー面の自動水準あるいは傾斜は、ハウジング
１の内部で行われる。このため、測定板５は、最初に、
ジルバル上に自動水準する態様で置かれる。次に、その
他の全ての構成部材、即ち、レーザー光線光学装置とこ
れを調整する構成部材がこの測定板５の上に配置され
る。
作るレーザー面の自動水準あるいは傾斜は、ハウジング
１の内部で行われる。このため、測定板５は、最初に、
ジルバル上に自動水準する態様で置かれる。次に、その
他の全ての構成部材、即ち、レーザー光線光学装置とこ
れを調整する構成部材がこの測定板５の上に配置され
る。
【０００８】自動水準は、例えば、以下のように行われ
る。ハウジングの蓋６から下方向に突出している二つの
フランジ７に、ジンバル８が軸Ｂ−Ｂの回りを振揺する
態様で繋がっている。測定板５は、このジンバル８に吊
持されている。測定板５は、測定板５に固定されている
キャリヤ部材９によってジンバル８に繋がっていて、最
初の軸Ｂ−Ｂに直交する第２の軸Ｃ−Ｃを中心に振揺す
る。測定板５と二つのキャリヤ部材９によって略Ｕ字形
をなし、Ｕ字形の２つ自由なウェッブ、即ち、キャリア
部材９の上方端部がジンバル８に取付けられていて、Ｕ
字形の中央ウェッブ、即ち、測定板５が、ほぼ水平に吊
持されている。ジンバル８は、ジンバル８の自由振揺域
とハウジングの蓋６の間の距離を調整する電気モーター
１０によってレベリング（水準化）され、電気モーター
１０は電気水準器１１に接続する。この構造は、対応す
る技術的には同一の機能を奏する第２の構成である測定
板５を参照することによって理解できる。電気モーター
１２は、測定板５に振揺自在に設けられている。電気モ
ーター１２の駆動軸にはネジ部を有する筒部材１３が固
定されていて、そのネジ部は、上端がジンバル８に繋が
っている接続部材１５のネジ部と螺合している。ネジ部
を有する筒部材１３の電気モーター１２による回転によ
って、測定板５とジンバル８の距離は増大あるいは減少
するため、測定板５は軸Ｃ−Ｃを中心に振揺し、ジンバ
ル８に対する角度が変化する。この動きは、電気水準器
１６が水平になったことを知らせるまでつづく。
る。ハウジングの蓋６から下方向に突出している二つの
フランジ７に、ジンバル８が軸Ｂ−Ｂの回りを振揺する
態様で繋がっている。測定板５は、このジンバル８に吊
持されている。測定板５は、測定板５に固定されている
キャリヤ部材９によってジンバル８に繋がっていて、最
初の軸Ｂ−Ｂに直交する第２の軸Ｃ−Ｃを中心に振揺す
る。測定板５と二つのキャリヤ部材９によって略Ｕ字形
をなし、Ｕ字形の２つ自由なウェッブ、即ち、キャリア
部材９の上方端部がジンバル８に取付けられていて、Ｕ
字形の中央ウェッブ、即ち、測定板５が、ほぼ水平に吊
持されている。ジンバル８は、ジンバル８の自由振揺域
とハウジングの蓋６の間の距離を調整する電気モーター
１０によってレベリング（水準化）され、電気モーター
１０は電気水準器１１に接続する。この構造は、対応す
る技術的には同一の機能を奏する第２の構成である測定
板５を参照することによって理解できる。電気モーター
１２は、測定板５に振揺自在に設けられている。電気モ
ーター１２の駆動軸にはネジ部を有する筒部材１３が固
定されていて、そのネジ部は、上端がジンバル８に繋が
っている接続部材１５のネジ部と螺合している。ネジ部
を有する筒部材１３の電気モーター１２による回転によ
って、測定板５とジンバル８の距離は増大あるいは減少
するため、測定板５は軸Ｃ−Ｃを中心に振揺し、ジンバ
ル８に対する角度が変化する。この動きは、電気水準器
１６が水平になったことを知らせるまでつづく。
【０００９】電気水準器１１、１６は、最初に図示した
位置において、二つの振揺軸Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃに対応して
互いに直角に配置されている。レベリングができるだけ
正確であるように、二つの水準器１１、１６は、測定の
基準となるこの発明の水準器の構成部材１８、２５上に
配置されている。構成部材の作動については後述する
が、ここでは、構成部材１８は回転自在であって、構成
部材２５を支えていることについて述べておく。従っ
て、二つの水準器１１、１６の方向付けは、この発明の
水準器による測定作業が進むにつれて変化する。従っ
て、二つの水準器１１、１６が一つの振揺軸に対して固
定的に連携するのではなく、その位置に応じて、一つの
振揺軸Ｂ−Ｂあるいは他の振揺軸Ｃ−Ｃのどちらかに連
携するようにデバイスコントローラー１７が構成されて
いることが好ましい。例えば、振揺軸Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃの
それぞれに対して４５°以下の角度にある水準器１１、
１６が使用されるようにコントローラー１７プログラム
することができる。このことは、図示している初期位置
だけでなく、測定に基準となるこの発明の水準器の構成
部材１８、２５がどのような位置関係にあるときでもレ
ベリングが行えることを保証する。従って、測定作業中
引き続いてレベリングのチェックが出来、発明の水準器
が振動してもそのマイナス影響は相殺される。
位置において、二つの振揺軸Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃに対応して
互いに直角に配置されている。レベリングができるだけ
正確であるように、二つの水準器１１、１６は、測定の
基準となるこの発明の水準器の構成部材１８、２５上に
配置されている。構成部材の作動については後述する
が、ここでは、構成部材１８は回転自在であって、構成
部材２５を支えていることについて述べておく。従っ
て、二つの水準器１１、１６の方向付けは、この発明の
水準器による測定作業が進むにつれて変化する。従っ
て、二つの水準器１１、１６が一つの振揺軸に対して固
定的に連携するのではなく、その位置に応じて、一つの
振揺軸Ｂ−Ｂあるいは他の振揺軸Ｃ−Ｃのどちらかに連
携するようにデバイスコントローラー１７が構成されて
いることが好ましい。例えば、振揺軸Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃの
それぞれに対して４５°以下の角度にある水準器１１、
１６が使用されるようにコントローラー１７プログラム
することができる。このことは、図示している初期位置
だけでなく、測定に基準となるこの発明の水準器の構成
部材１８、２５がどのような位置関係にあるときでもレ
ベリングが行えることを保証する。従って、測定作業中
引き続いてレベリングのチェックが出来、発明の水準器
が振動してもそのマイナス影響は相殺される。
【００１０】二つの水準器１１、１６は、公知の機能を
も果たす。それぞれには電流を伝導する液体が満たさ
れ、二つの回路を操作するのための電気接点が設けられ
ている。この二つの回路の電流は、それぞれの水準器１
１、１６に繋がっている対応する電気モーター１０ある
いは１２を前方へあるいは後方へと動かす。この工程
は、デバイスコントローラー１７によって監視される。
測定板５があらゆる点において水平にレベル化されてい
るとき、回転ヘッド３から放射されるレーザー光線２は
正確に水平レーザー面を構成する。
も果たす。それぞれには電流を伝導する液体が満たさ
れ、二つの回路を操作するのための電気接点が設けられ
ている。この二つの回路の電流は、それぞれの水準器１
１、１６に繋がっている対応する電気モーター１０ある
いは１２を前方へあるいは後方へと動かす。この工程
は、デバイスコントローラー１７によって監視される。
測定板５があらゆる点において水平にレベル化されてい
るとき、回転ヘッド３から放射されるレーザー光線２は
正確に水平レーザー面を構成する。
【００１１】この発明に重要な部分、即ち、レーザー光
線の光学装置とこれを調整するために使用される構成部
材は、測定板５上に配置されている。レーザー光線水準
器のこの部分は、以下のように構成されている。垂直軸
Ａ−Ａの回りを回転する回転フレーム１８は、測定板５
の上に設けられ、一方には回転手段を他方には回転フレ
ーム１８の回転位置を監視する監視手段を有している。
これら手段の詳細は後述するが、取りあえずここでは、
光学装置と回転ヘッドから成るユニットを水平軸Ｄ−Ｄ
を中心に傾斜させる構成が回転フレームの上に設けられ
ているので、回転するレーザー光線２が作るレーザー面
は、最終的には、傾斜することを明記しておく。従っ
て、一方では傾斜が調整でき、他方では、この傾斜の方
向が回転フレーム１８を回転させることによって測定で
きる。
線の光学装置とこれを調整するために使用される構成部
材は、測定板５上に配置されている。レーザー光線水準
器のこの部分は、以下のように構成されている。垂直軸
Ａ−Ａの回りを回転する回転フレーム１８は、測定板５
の上に設けられ、一方には回転手段を他方には回転フレ
ーム１８の回転位置を監視する監視手段を有している。
これら手段の詳細は後述するが、取りあえずここでは、
光学装置と回転ヘッドから成るユニットを水平軸Ｄ−Ｄ
を中心に傾斜させる構成が回転フレームの上に設けられ
ているので、回転するレーザー光線２が作るレーザー面
は、最終的には、傾斜することを明記しておく。従っ
て、一方では傾斜が調整でき、他方では、この傾斜の方
向が回転フレーム１８を回転させることによって測定で
きる。
【００１２】回転フレーム１８は、電気モーター１９に
よって回転する。このため、回転フレーム１８は、軸Ａ
−Ａの回りを回転するギアリング２０と係合して回転
し、このギアリング２０には、電気モーター１９の駆動
軸に取り付けられた大歯車２１が係合している。体回転
フレーム１８の回転位置は、ギアリング２０と同様に回
転フレーム１８に繋がっている測定ディスク２２によっ
て測定できる。測定ディスク２２の縁領域には、その周
縁に沿って環状に複数のマーク２３が付けられている。
マーク２３はそれぞれ個々に特定できるので、測定ディ
スク２２、従って回転フレーム１８のその都度の回転位
置は、固定されたマーク読み取り器２４を使って、読み
取られたマーク２３から測定できる。電気モーター１９
及びマーク読み取り器２４はデバイスコントローラー１
７に繋がり、このデバイスコントローラー１７は、次い
で、公知の方法で、レーザー光線水準器の外部に設けら
れた制御キーボードに繋がっている。これによって、希
望する回転位置を入力することができ、この回転位置に
到達したことをマーク読み取り器２４が知らせるまで、
デバイスコントローラー１７が電気モーター１９を制御
することになる。
よって回転する。このため、回転フレーム１８は、軸Ａ
−Ａの回りを回転するギアリング２０と係合して回転
し、このギアリング２０には、電気モーター１９の駆動
軸に取り付けられた大歯車２１が係合している。体回転
フレーム１８の回転位置は、ギアリング２０と同様に回
転フレーム１８に繋がっている測定ディスク２２によっ
て測定できる。測定ディスク２２の縁領域には、その周
縁に沿って環状に複数のマーク２３が付けられている。
マーク２３はそれぞれ個々に特定できるので、測定ディ
スク２２、従って回転フレーム１８のその都度の回転位
置は、固定されたマーク読み取り器２４を使って、読み
取られたマーク２３から測定できる。電気モーター１９
及びマーク読み取り器２４はデバイスコントローラー１
７に繋がり、このデバイスコントローラー１７は、次い
で、公知の方法で、レーザー光線水準器の外部に設けら
れた制御キーボードに繋がっている。これによって、希
望する回転位置を入力することができ、この回転位置に
到達したことをマーク読み取り器２４が知らせるまで、
デバイスコントローラー１７が電気モーター１９を制御
することになる。
【００１３】略Ｕ字形の取付け具２５が回転フレーム１
８の上に取り付けられており、二つの自由なＵ字形の腕
部は上方に延びて、回転水平軸Ｄ−Ｄを受けるベアリン
グを有している。光学装置と回転ヘッドを備えたユニッ
ト全体が、この水平軸Ｄ−Ｄを中心に振揺する。マーク
２６を備えマーク読み取り器２８に繋がっている測定デ
ィスク２７は、回転フレーム１８と同様に、軸Ｄ−Ｄ上
に設けられている。ここに、ギアリング２９と電気モー
ター３０が順に設けられて、上述と同様に、回転位置が
測定、制御される。
８の上に取り付けられており、二つの自由なＵ字形の腕
部は上方に延びて、回転水平軸Ｄ−Ｄを受けるベアリン
グを有している。光学装置と回転ヘッドを備えたユニッ
ト全体が、この水平軸Ｄ−Ｄを中心に振揺する。マーク
２６を備えマーク読み取り器２８に繋がっている測定デ
ィスク２７は、回転フレーム１８と同様に、軸Ｄ−Ｄ上
に設けられている。ここに、ギアリング２９と電気モー
ター３０が順に設けられて、上述と同様に、回転位置が
測定、制御される。
【００１４】光学装置と回転ヘッドからなるユニット
は、上述したように水平軸Ｄ−Ｄの回りを振揺する振揺
ハウジング３１の中あるいはその上に配置されている。
振揺ハウジング３１は電気モーター３２によって回転す
るが、この電気モーター３２は駆動軸上にあり、ヘッド
３と回転係合するギアリング３４に作用する大歯車３３
を備えている。
は、上述したように水平軸Ｄ−Ｄの回りを振揺する振揺
ハウジング３１の中あるいはその上に配置されている。
振揺ハウジング３１は電気モーター３２によって回転す
るが、この電気モーター３２は駆動軸上にあり、ヘッド
３と回転係合するギアリング３４に作用する大歯車３３
を備えている。
【００１５】より明確にするために、光学装置と回転ヘ
ッドから成るユニットの内部の構造の概要が、別途、図
３に図示してある。ヘッド３はボールベアリング３５に
よって、振揺ハウジング３１の上端の円形の開口部の領
域に取り付けられている。ヘッド３はその下端に一定の
長さの管部３６を有し、この管部３６にギアリング３４
は取り付けられ、第２のボールベアリング３７によって
固定されている。これとは別に、筒状ハウジング３８が
筒部３６の下方に固定されている。筒状ハウジング３８
は回転しない態様で振揺ハウジング３１の内部に配置さ
れており、従って、ヘッド３あるいは筒部３６が回転し
ても、筒状ハウジング３８は回転しない。レーザー光源
３９（例えば、レーザーダイオード）、サイコロ形状の
光分離器（ライトスピッター）４０（この使用目的は後
述する）、光学レンズ４１が、筒状ハウジング３８内に
固定されている。これらの部材は、使用に都合が良いよ
うに、互換性のある部材とした筒状ハウジング３８内に
配置されている。
ッドから成るユニットの内部の構造の概要が、別途、図
３に図示してある。ヘッド３はボールベアリング３５に
よって、振揺ハウジング３１の上端の円形の開口部の領
域に取り付けられている。ヘッド３はその下端に一定の
長さの管部３６を有し、この管部３６にギアリング３４
は取り付けられ、第２のボールベアリング３７によって
固定されている。これとは別に、筒状ハウジング３８が
筒部３６の下方に固定されている。筒状ハウジング３８
は回転しない態様で振揺ハウジング３１の内部に配置さ
れており、従って、ヘッド３あるいは筒部３６が回転し
ても、筒状ハウジング３８は回転しない。レーザー光源
３９（例えば、レーザーダイオード）、サイコロ形状の
光分離器（ライトスピッター）４０（この使用目的は後
述する）、光学レンズ４１が、筒状ハウジング３８内に
固定されている。これらの部材は、使用に都合が良いよ
うに、互換性のある部材とした筒状ハウジング３８内に
配置されている。
【００１６】レーザー光源３９から生じるレーザー光線
２は垂直方向に上端にあるヘッド３方向に向けられ、レ
ンズ４１によって束ねられてヘッド３に到達する。レー
ザー光線２を水平に偏向させる五角形のプリズム４２が
ヘッド３に配置されている。この五角形のプリズム４２
はヘッド３の内部に固定され、ヘッド３と共に回転す
る。レーザー光線２が回転ヘッド３によって灯台の光の
ように回転すると、上述したように、測定に使われるレ
ーザー面が形成される。
２は垂直方向に上端にあるヘッド３方向に向けられ、レ
ンズ４１によって束ねられてヘッド３に到達する。レー
ザー光線２を水平に偏向させる五角形のプリズム４２が
ヘッド３に配置されている。この五角形のプリズム４２
はヘッド３の内部に固定され、ヘッド３と共に回転す
る。レーザー光線２が回転ヘッド３によって灯台の光の
ように回転すると、上述したように、測定に使われるレ
ーザー面が形成される。
【００１７】光学装置と回転ヘッドからなるこのユニッ
トはさらに特別の特徴を備えている。水平軸Ｅ−Ｅを中
心に回転可能に取り付けられている回転部材４３が、ヘ
ッド３の上に配置されている。この部材の詳細が図４、
図５に示されている。回転部材４３は、振揺ハウジング
３１に固定された支持部材４４に取り付けられている。
レーザー光線２がヘッド３から離れる高さ４５におい
て、ヘッドが回転している間繰り返しその高さ４５を通
過するレーザー光線２を損じないよう、支持部材４４は
その断面に可能な限り適切なテーパーを有することが好
ましい。回転部材４３を回転させるための別個の駆動手
段は不要である。ヘッド３の回転を、転向して利用でき
るからである。即ち、ギアリング４６が筒状ヘッド３の
環状の上面に配置されて、大歯車４７に繋がっている。
この大歯車４７は、回転部材４３と回転を通して係合
し、共に軸Ｅ−Ｅを中心に回転する。従って、ヘッド３
が垂直軸Ａ−Ａの回りを回転すると、自動的に回転部材
４３は水平軸Ｅ−Ｅの回りを回転することになる。
トはさらに特別の特徴を備えている。水平軸Ｅ−Ｅを中
心に回転可能に取り付けられている回転部材４３が、ヘ
ッド３の上に配置されている。この部材の詳細が図４、
図５に示されている。回転部材４３は、振揺ハウジング
３１に固定された支持部材４４に取り付けられている。
レーザー光線２がヘッド３から離れる高さ４５におい
て、ヘッドが回転している間繰り返しその高さ４５を通
過するレーザー光線２を損じないよう、支持部材４４は
その断面に可能な限り適切なテーパーを有することが好
ましい。回転部材４３を回転させるための別個の駆動手
段は不要である。ヘッド３の回転を、転向して利用でき
るからである。即ち、ギアリング４６が筒状ヘッド３の
環状の上面に配置されて、大歯車４７に繋がっている。
この大歯車４７は、回転部材４３と回転を通して係合
し、共に軸Ｅ−Ｅを中心に回転する。従って、ヘッド３
が垂直軸Ａ−Ａの回りを回転すると、自動的に回転部材
４３は水平軸Ｅ−Ｅの回りを回転することになる。
【００１８】鏡４８が回転部材４３上の配置されてい
る。鏡の表面の中心が、ほぼ回転軸Ｅ−Ｅの域内にくる
ように、回転部材４３には凹部が設けられている。従っ
て、鏡４８は回転軸Ｅ−Ｅを中心に回転する。五角形の
プリズム４２は、五角形の光分離プリズムとして構成さ
れている。このことは、垂直方向下方から到達するレー
ザー光線２の一部分は水平方向に偏向せずに、直進する
ことを意味する。レーザー光線２がどのような分離する
かは、五角形の光分離プリズム４２の構造に依存する。
例えば、８０％のレーザー光線が水平方向に偏向し、２
０％が直進する場合がある。この場合、この２０％のレ
ーザー光線は、回転軸Ａ−Ａの延長上を進んでヘッド３
の上部に設けた開口部４９を通ってヘッド３から出て、
この開口部４９の上方で回転している鏡４８に衝突す
る。鏡４８がその回転中に下方から届くレーザー光線２
に対抗する時はいつも、レーザー光線２は鏡４８によっ
て探知され偏向される。鏡４８の継続的な回転に伴い、
レーザー光線２は最終的に横方向に偏向され、鏡４８に
よって偏向されたレーザー光線５０は第二のレーザー光
線となり、水準器のヘッド域を離れて、レーザー光線水
準器の側で肉眼で受け止められる。しかしながら、鏡４
８が回転しているため、この第２のレーザー光線５０は
最初のレーザー光線２のように所定の角度では照射され
ず、図３に示すように、扇形域内を通過する。実際に
は、このことは、第２のレーザー光線５０は鏡４８が必
要な回転位置に到達するとすぐに視覚で捕られることに
なり、垂直軌道を通って、即ち、いわゆる鏡との衝突点
で垂直進路を描いて、再び消えることになる。この工程
は、回転部材４３の回転毎に繰り返される。回転毎の第
２のレーザー光線５０が目視できる扇形域の角度は、そ
の下端はヘッド３によって、上端は保護フードによって
限定され、あるいは、下方から届くレーザー光線２が反
射する限定された角度範囲となる。ここで重要なのは、
鏡４８が水平軸Ｅ−Ｅの回りを連続的に回転するだけ
で、垂直軸Ａ−Ａの回りのヘッド３の連続的な回転を伴
うものではないことである。その結果、垂直な進路を通
って進む第２のレーザー光線５０の衝突点は、回転フレ
ーム１８の回転位置によって測定される。
る。鏡の表面の中心が、ほぼ回転軸Ｅ−Ｅの域内にくる
ように、回転部材４３には凹部が設けられている。従っ
て、鏡４８は回転軸Ｅ−Ｅを中心に回転する。五角形の
プリズム４２は、五角形の光分離プリズムとして構成さ
れている。このことは、垂直方向下方から到達するレー
ザー光線２の一部分は水平方向に偏向せずに、直進する
ことを意味する。レーザー光線２がどのような分離する
かは、五角形の光分離プリズム４２の構造に依存する。
例えば、８０％のレーザー光線が水平方向に偏向し、２
０％が直進する場合がある。この場合、この２０％のレ
ーザー光線は、回転軸Ａ−Ａの延長上を進んでヘッド３
の上部に設けた開口部４９を通ってヘッド３から出て、
この開口部４９の上方で回転している鏡４８に衝突す
る。鏡４８がその回転中に下方から届くレーザー光線２
に対抗する時はいつも、レーザー光線２は鏡４８によっ
て探知され偏向される。鏡４８の継続的な回転に伴い、
レーザー光線２は最終的に横方向に偏向され、鏡４８に
よって偏向されたレーザー光線５０は第二のレーザー光
線となり、水準器のヘッド域を離れて、レーザー光線水
準器の側で肉眼で受け止められる。しかしながら、鏡４
８が回転しているため、この第２のレーザー光線５０は
最初のレーザー光線２のように所定の角度では照射され
ず、図３に示すように、扇形域内を通過する。実際に
は、このことは、第２のレーザー光線５０は鏡４８が必
要な回転位置に到達するとすぐに視覚で捕られることに
なり、垂直軌道を通って、即ち、いわゆる鏡との衝突点
で垂直進路を描いて、再び消えることになる。この工程
は、回転部材４３の回転毎に繰り返される。回転毎の第
２のレーザー光線５０が目視できる扇形域の角度は、そ
の下端はヘッド３によって、上端は保護フードによって
限定され、あるいは、下方から届くレーザー光線２が反
射する限定された角度範囲となる。ここで重要なのは、
鏡４８が水平軸Ｅ−Ｅの回りを連続的に回転するだけ
で、垂直軸Ａ−Ａの回りのヘッド３の連続的な回転を伴
うものではないことである。その結果、垂直な進路を通
って進む第２のレーザー光線５０の衝突点は、回転フレ
ーム１８の回転位置によって測定される。
【００１９】このレーザー光線水準器の操作の態様を以
下の説明する。図６に示すように、レーザー光線水準器
５１は、ここでは上から目視できるものとしているが、
測定面域に直立させる。縦勾配Ｘとこれに直交する横勾
配Ｙを測定することを目的とする。レーザー光線水準器
によって照射されたレーザー光線は、従来の方法で、レ
シーバー５２に受けられる。このレシーバー５２は、レ
ーザー光線水準器５１の回り３６０度内の希望の位置に
直立させること、あるいは、移動中の地均し機械等に搭
載することができる。このことは、レシーバーが適正な
高さに保持されているときは、目標面に相応するレシー
バー５２は、レーザー光線水準器から放射された３６０
度回転するレーザー光線を受けることを意味する。レー
ザー光線水準器５１から出るレーザー光線２の傾斜角は
振揺ハウジング３１の振揺位置で測定できるので、必要
に応じて調整することによって、レシーバー５２がレー
ザー光線２を受けたときが測定面が必要な割合で傾斜し
ていることを確かめることができる。
下の説明する。図６に示すように、レーザー光線水準器
５１は、ここでは上から目視できるものとしているが、
測定面域に直立させる。縦勾配Ｘとこれに直交する横勾
配Ｙを測定することを目的とする。レーザー光線水準器
によって照射されたレーザー光線は、従来の方法で、レ
シーバー５２に受けられる。このレシーバー５２は、レ
ーザー光線水準器５１の回り３６０度内の希望の位置に
直立させること、あるいは、移動中の地均し機械等に搭
載することができる。このことは、レシーバーが適正な
高さに保持されているときは、目標面に相応するレシー
バー５２は、レーザー光線水準器から放射された３６０
度回転するレーザー光線を受けることを意味する。レー
ザー光線水準器５１から出るレーザー光線２の傾斜角は
振揺ハウジング３１の振揺位置で測定できるので、必要
に応じて調整することによって、レシーバー５２がレー
ザー光線２を受けたときが測定面が必要な割合で傾斜し
ていることを確かめることができる。
【００２０】測定面の縦勾配Ｘだけでなく横勾配Ｙも測
定する場合は、第２の傾斜部材が必要となるものである
が、この発明による場合には不要である。なぜならば、
第２の傾斜、即ち横勾配Ｙは、この発明のレーザー光線
水準器においては、回転フレーム１８、即ち、光学装置
と回転ヘッドから成るユニットの回転位置を正確に決め
ることによって、コンピューターによって測定できるか
らである。このことは、縦勾配Ｘの傾斜と横勾配Ｙの傾
斜を測定するためには、光学装置と回転ヘッドから成る
ユニットである回転フレーム１８の特定の補助軸Ｈにお
ける方向付けと、特定の補助傾斜の調整が必要であるこ
とを意味する。光学装置と回転ヘッドからなるユニット
の補助軸Ｈ方向における傾斜によって、回転するレーザ
ー光線２が作るレーザー面もまた必然的に縦勾配Ｘと横
勾配Ｙの領域において傾斜することになる。このこと
が、図７に示されている。縦勾配Ｘと横勾配Ｙの両方に
丁度同じ傾斜が必要な場合は、補助軸Ｈは二つの勾配
Ｘ、Ｙに間の丁度中心に位置することになる。即ち、二
つの測定軸Ｘ、Ｙのそれぞれに対して丁度４５度の角度
に位置することになる。縦勾配Ｘと横勾配Ｙの傾斜が異
なれば異なる程、補助軸Ｈは、勾配Ｘ、Ｙの何れかによ
り近くなる。補助軸Ｈの向きの正確な角度５３とその正
確な傾斜は、縦勾配Ｘと横勾配Ｙに対して求める傾斜の
組合せによって変化する。これら相応する複数の値がデ
バイスコントローラー２７にプログラムされる。
定する場合は、第２の傾斜部材が必要となるものである
が、この発明による場合には不要である。なぜならば、
第２の傾斜、即ち横勾配Ｙは、この発明のレーザー光線
水準器においては、回転フレーム１８、即ち、光学装置
と回転ヘッドから成るユニットの回転位置を正確に決め
ることによって、コンピューターによって測定できるか
らである。このことは、縦勾配Ｘの傾斜と横勾配Ｙの傾
斜を測定するためには、光学装置と回転ヘッドから成る
ユニットである回転フレーム１８の特定の補助軸Ｈにお
ける方向付けと、特定の補助傾斜の調整が必要であるこ
とを意味する。光学装置と回転ヘッドからなるユニット
の補助軸Ｈ方向における傾斜によって、回転するレーザ
ー光線２が作るレーザー面もまた必然的に縦勾配Ｘと横
勾配Ｙの領域において傾斜することになる。このこと
が、図７に示されている。縦勾配Ｘと横勾配Ｙの両方に
丁度同じ傾斜が必要な場合は、補助軸Ｈは二つの勾配
Ｘ、Ｙに間の丁度中心に位置することになる。即ち、二
つの測定軸Ｘ、Ｙのそれぞれに対して丁度４５度の角度
に位置することになる。縦勾配Ｘと横勾配Ｙの傾斜が異
なれば異なる程、補助軸Ｈは、勾配Ｘ、Ｙの何れかによ
り近くなる。補助軸Ｈの向きの正確な角度５３とその正
確な傾斜は、縦勾配Ｘと横勾配Ｙに対して求める傾斜の
組合せによって変化する。これら相応する複数の値がデ
バイスコントローラー２７にプログラムされる。
【００２１】レーザー光線水準器５１又はこの水準器の
光学装置と回転ヘッドから成るユニットを正確に方向付
けることが、測定結果を正確なものにする。このために
使用される装置は数々あるが、装置５４も、この目的の
ために使用できる。この実施例においては、縦勾配Ｘ方
向の正確な方向付けが必要である。こうした方向付け
は、その後、角度５３の測定のための０−ポイントとな
る。第２のレーザー光線５０はこの方向付けが正確に行
われるために使用される。レーザー光線はその特有の動
きによって、いわゆる垂直線を描く。レーザー光線５０
が装置５４に衝突するとき、レーザー光線水準器５１又
はこの水準器の光学装置と回転ヘッドから成るユニット
が、装置５４に対して、すなわち所望の軸に対して、正
確に方向付けられていることが確かめられる。従って、
装置５４は、角度５３に対する初期点としてなる０−ポ
イントに正確に位置している。
光学装置と回転ヘッドから成るユニットを正確に方向付
けることが、測定結果を正確なものにする。このために
使用される装置は数々あるが、装置５４も、この目的の
ために使用できる。この実施例においては、縦勾配Ｘ方
向の正確な方向付けが必要である。こうした方向付け
は、その後、角度５３の測定のための０−ポイントとな
る。第２のレーザー光線５０はこの方向付けが正確に行
われるために使用される。レーザー光線はその特有の動
きによって、いわゆる垂直線を描く。レーザー光線５０
が装置５４に衝突するとき、レーザー光線水準器５１又
はこの水準器の光学装置と回転ヘッドから成るユニット
が、装置５４に対して、すなわち所望の軸に対して、正
確に方向付けられていることが確かめられる。従って、
装置５４は、角度５３に対する初期点としてなる０−ポ
イントに正確に位置している。
【００２２】一旦、レーザー光線水準器５１が方向付け
られると、キーボードのオペレータは単に希望する縦勾
配Ｘと所望の横勾配Ｙをタイプ入力すればよい。そうす
ると、回転フレーム１８が希望した傾斜の組合せに必要
な回転位置に到達したことをマーク読み取り器２４が知
らせるまで、デバイスコントローラー１７が電気モータ
ー１９を制御する。次の段階では、所望の傾斜の組合せ
に必要な傾斜の補助角に到達したことをマーク読み取り
器２８が知らせるまで、デバイスコントローラー１７は
電気モーター３１を制御する。従って、オペレーターが
さらに操作することなく、このようなレーザー面の複雑
な方向付けと傾斜付けが行えて、誤操作がなくなる。オ
ペレータはキーボートに接続しているディスプレイか
ら、正確な値をタイプ入力したかどうかを確認すること
ができる。このディスプレイあるいは照明ライトは、レ
ーザー光線水準器器が必要な調整を行い、レーザー面が
希望通りに方向付けられたことを示すことができる。ま
た、例えば、測定用のレーザー光線水準器が準備ができ
たことをレーザー光源３９との自動的な接続と自動的な
接続の切れによって表示することも可能である。最初
に、０−軸への方向付けで接続が起こり、次に、傾斜の
調整によって接続が切れることになるからである。従っ
て、レーザー光が点灯することによって、オペレータ
は、レーザー光線水準器の準備ができたことが分かる。
マーク２３、２６の付いた測定ディスク２２、２７とこ
れに関連するマーク読み取り器２４、２８を装置に取り
付けることによって、正確な水準器に求められるレーザ
ー面の高精度の調整を保証できる。
られると、キーボードのオペレータは単に希望する縦勾
配Ｘと所望の横勾配Ｙをタイプ入力すればよい。そうす
ると、回転フレーム１８が希望した傾斜の組合せに必要
な回転位置に到達したことをマーク読み取り器２４が知
らせるまで、デバイスコントローラー１７が電気モータ
ー１９を制御する。次の段階では、所望の傾斜の組合せ
に必要な傾斜の補助角に到達したことをマーク読み取り
器２８が知らせるまで、デバイスコントローラー１７は
電気モーター３１を制御する。従って、オペレーターが
さらに操作することなく、このようなレーザー面の複雑
な方向付けと傾斜付けが行えて、誤操作がなくなる。オ
ペレータはキーボートに接続しているディスプレイか
ら、正確な値をタイプ入力したかどうかを確認すること
ができる。このディスプレイあるいは照明ライトは、レ
ーザー光線水準器器が必要な調整を行い、レーザー面が
希望通りに方向付けられたことを示すことができる。ま
た、例えば、測定用のレーザー光線水準器が準備ができ
たことをレーザー光源３９との自動的な接続と自動的な
接続の切れによって表示することも可能である。最初
に、０−軸への方向付けで接続が起こり、次に、傾斜の
調整によって接続が切れることになるからである。従っ
て、レーザー光が点灯することによって、オペレータ
は、レーザー光線水準器の準備ができたことが分かる。
マーク２３、２６の付いた測定ディスク２２、２７とこ
れに関連するマーク読み取り器２４、２８を装置に取り
付けることによって、正確な水準器に求められるレーザ
ー面の高精度の調整を保証できる。
【００２３】装置５４の正確な操作を以下に説明する。
装置５４には、レーザー光線５０を反射して、レーザー
光線反射光５５として、レーザー光線水準器に投げ返す
反射部材が設けられている。図３に示すように、このレ
ーザー光線反射光５５はレーザー光線水準器のヘッド３
領域で鏡４８に受けられ、下方に偏向させられる。この
光は、上述したサイコロ形状の光分離器４０へと進む。
光分離器４０は、下から届くレーザー光線２を上方向に
通す一方上から届くレーザー光線反射光５５を光電セル
５６に向けて横方向に偏向させるように構成されてい
る。光電セル５６は、実用的な理由から、振揺ハウジン
グ３１の外側に設けられている。これに対応する開口
が、レーザー光線反射光５５が通るように、振揺ハウジ
ング３１および筒状ハウジング３８の壁に設けられてい
る。装置５４とレーザー光線水準器５１又はその光学装
置と回転ヘッドからなるユニットが、ここで、相互に正
確に方向付けされていれば、レーザー光線反射光５５は
反射して光電セル５６へと進むことになる。ところで、
鏡４８は引き続きレーザー光線水準器のヘッド３領域で
回転しているので、レーザー光線反射光５５は、脈動光
として光電セル５６へと進む。光電セル５６の感度は、
この脈動するレーザー光線反射光５５を正確に記録して
デバイスコントローラー１７に知らせるように調整され
る。従って、デバイスコントローラー１７は、レーザー
光線水準器５１と装置５４が互いに正確に方向付けられ
たことを知る。その結果、レーザー光線水準器５１又は
その光学装置と回転ヘッドから成るモジュールの方向付
けは、自動化される。
装置５４には、レーザー光線５０を反射して、レーザー
光線反射光５５として、レーザー光線水準器に投げ返す
反射部材が設けられている。図３に示すように、このレ
ーザー光線反射光５５はレーザー光線水準器のヘッド３
領域で鏡４８に受けられ、下方に偏向させられる。この
光は、上述したサイコロ形状の光分離器４０へと進む。
光分離器４０は、下から届くレーザー光線２を上方向に
通す一方上から届くレーザー光線反射光５５を光電セル
５６に向けて横方向に偏向させるように構成されてい
る。光電セル５６は、実用的な理由から、振揺ハウジン
グ３１の外側に設けられている。これに対応する開口
が、レーザー光線反射光５５が通るように、振揺ハウジ
ング３１および筒状ハウジング３８の壁に設けられてい
る。装置５４とレーザー光線水準器５１又はその光学装
置と回転ヘッドからなるユニットが、ここで、相互に正
確に方向付けされていれば、レーザー光線反射光５５は
反射して光電セル５６へと進むことになる。ところで、
鏡４８は引き続きレーザー光線水準器のヘッド３領域で
回転しているので、レーザー光線反射光５５は、脈動光
として光電セル５６へと進む。光電セル５６の感度は、
この脈動するレーザー光線反射光５５を正確に記録して
デバイスコントローラー１７に知らせるように調整され
る。従って、デバイスコントローラー１７は、レーザー
光線水準器５１と装置５４が互いに正確に方向付けられ
たことを知る。その結果、レーザー光線水準器５１又は
その光学装置と回転ヘッドから成るモジュールの方向付
けは、自動化される。
【００２４】このために、デバイスコントローラー１７
はサーチプログラムを呼び出せるように構成されること
が好ましい。上述の手段により、回転フレーム１８は進
退運動（行ったり来たりする運動）をするので、レーザ
ー光線水準器を出ようとする第２のレーザー光線５０
は、例えば５度の扇形５７（図６）の範囲内でいわゆる
振動態様で、進退運動する。このレーザー光線５０に与
えられる上下運動は、結局、レーザー光線５０にいわゆ
るサーチループを行わせることになる。レーザー光線５
０がこのサーチプログラム中に装置５４に衝突すると、
反射鏡によって反射して、上述のように、直ちにデバイ
スコントローラーに記録される。デバイスコントローラ
ー１７はサーチプログラム、即ち、回転フレーム１８の
進退運動を止め、この時点で、角度５３の測定の０−ポ
イントを設定する。このような事前の対策は、レーザー
光線水準器の誤った方向付けの防止のみならず、一人の
オペレータによる容易な装置の操作を可能にする。特
に、レーザー光線水準器とコントローラーが離れている
場合、上記の効果がある。従って、一人のオペレータは
目視でレーザー光線水準器の大体の方向付けができ、そ
の後、レーザー光線水準器５１から離れて、装置５４を
使用して、細かい点に進むことができ、遠隔操作によっ
てサーチプログラムを呼び出すことができる。レーザー
光線水準器５１は、すぐに、装置５４の正確な位置を突
き止める。ここで、遠隔操作によって、縦勾配Ｘと横勾
配Ｙの希望する傾斜と傾斜の組合せが入力される。
はサーチプログラムを呼び出せるように構成されること
が好ましい。上述の手段により、回転フレーム１８は進
退運動（行ったり来たりする運動）をするので、レーザ
ー光線水準器を出ようとする第２のレーザー光線５０
は、例えば５度の扇形５７（図６）の範囲内でいわゆる
振動態様で、進退運動する。このレーザー光線５０に与
えられる上下運動は、結局、レーザー光線５０にいわゆ
るサーチループを行わせることになる。レーザー光線５
０がこのサーチプログラム中に装置５４に衝突すると、
反射鏡によって反射して、上述のように、直ちにデバイ
スコントローラーに記録される。デバイスコントローラ
ー１７はサーチプログラム、即ち、回転フレーム１８の
進退運動を止め、この時点で、角度５３の測定の０−ポ
イントを設定する。このような事前の対策は、レーザー
光線水準器の誤った方向付けの防止のみならず、一人の
オペレータによる容易な装置の操作を可能にする。特
に、レーザー光線水準器とコントローラーが離れている
場合、上記の効果がある。従って、一人のオペレータは
目視でレーザー光線水準器の大体の方向付けができ、そ
の後、レーザー光線水準器５１から離れて、装置５４を
使用して、細かい点に進むことができ、遠隔操作によっ
てサーチプログラムを呼び出すことができる。レーザー
光線水準器５１は、すぐに、装置５４の正確な位置を突
き止める。ここで、遠隔操作によって、縦勾配Ｘと横勾
配Ｙの希望する傾斜と傾斜の組合せが入力される。
【００２５】図８、９は、装置５４によって反射され、
光の円い点として明らかに回転部材４３の領域に衝突す
るレーザー光線反射光５５を受ける２つの態様を示して
いる。図３、４を参照した上述の工程とは異なり、ここ
では、レーザー光線反射光５５は回転部材の直近域にお
いて記録され、並んで配置された多数の光電セル５８を
用いるのが好ましい。
光の円い点として明らかに回転部材４３の領域に衝突す
るレーザー光線反射光５５を受ける２つの態様を示して
いる。図３、４を参照した上述の工程とは異なり、ここ
では、レーザー光線反射光５５は回転部材の直近域にお
いて記録され、並んで配置された多数の光電セル５８を
用いるのが好ましい。
【００２６】図８の第１の態様では、一列の電光セル５
８が、回転部材４３のすぐ前において回転しない態様で
支持体４４に固定されている。この一列の電光セル５８
は、鏡４８のすぐ下に水平に配置され、希望する方向に
なったとき、レーザー光線反射光５５は電光セル５８に
衝突する。一列の電光セル５８はデバイスコントローラ
ー１７に接続しているので、レーザー光線反射光５５の
衝突だけでなく、正確な衝突点が探知できる。電光セル
５８からのフィードバックが中心の左から来るかあるい
は右から来るかによって、レーザー光線反射光が左に衝
突するかあるいは右に衝突するかが記録される。
８が、回転部材４３のすぐ前において回転しない態様で
支持体４４に固定されている。この一列の電光セル５８
は、鏡４８のすぐ下に水平に配置され、希望する方向に
なったとき、レーザー光線反射光５５は電光セル５８に
衝突する。一列の電光セル５８はデバイスコントローラ
ー１７に接続しているので、レーザー光線反射光５５の
衝突だけでなく、正確な衝突点が探知できる。電光セル
５８からのフィードバックが中心の左から来るかあるい
は右から来るかによって、レーザー光線反射光が左に衝
突するかあるいは右に衝突するかが記録される。
【００２７】図９の態様は、図８に非常によく似ている
が、ここでは、少なくとも一つの電光セル５８が鏡４８
の右に、少なくとも他の一つの電光セル５８が鏡４８の
左にあるように、電光セル５８の列を二つに分けて鏡４
８の高さに設定している。電光セル５８は同様に支持体
４４に動かないように固定されている。操作の態様は、
図８の実施例と同じである。
が、ここでは、少なくとも一つの電光セル５８が鏡４８
の右に、少なくとも他の一つの電光セル５８が鏡４８の
左にあるように、電光セル５８の列を二つに分けて鏡４
８の高さに設定している。電光セル５８は同様に支持体
４４に動かないように固定されている。操作の態様は、
図８の実施例と同じである。
【００２８】電光セル５８を図８あるいは図９のように
構成すると、図３の構成には部分的に不必要なものがで
きる。特に、多少の光の損失を伴うレーザー光分離器４
０はなくてもよく、この光分離器に関連する電光セル５
６も不要となることは明白である。
構成すると、図３の構成には部分的に不必要なものがで
きる。特に、多少の光の損失を伴うレーザー光分離器４
０はなくてもよく、この光分離器に関連する電光セル５
６も不要となることは明白である。
【００２９】最後に、図１０は、レーザー光線水準器の
ディスプレイ５９と制御用キーボード６０の一例がどの
ようであり得るかを示している。
ディスプレイ５９と制御用キーボード６０の一例がどの
ようであり得るかを示している。
【００３０】上述の特別の構成を備えるこの発明のレー
ザー光線水準器は、最高の精密さをもって機能するばか
りでなく、操作が非常に容易になる。レーザー光線水準
器５１、関連装置５４及び一以上のレシーバー５２は、
一人のオペレータにより操作される。さらに、一方が水
平レーザー面、他方が垂直レーザー面を表示する二つの
レーザー光線２、５０の照射によって、床と壁が同時に
測定でき、建設中、特に上部構造の建設中に方向付けら
れる。最後に、垂直位置を表示する第２のレーザー光線
５０が、正確に測定できる水平角５３に照射され得ると
いう事実は、従来のレーザー光線水準器では達成できな
かった正確な水平角５３の測定を可能にする。この発明
のレーザー光線水準器は、従って、従来技術に勝る多く
の明確な利点を有している。
ザー光線水準器は、最高の精密さをもって機能するばか
りでなく、操作が非常に容易になる。レーザー光線水準
器５１、関連装置５４及び一以上のレシーバー５２は、
一人のオペレータにより操作される。さらに、一方が水
平レーザー面、他方が垂直レーザー面を表示する二つの
レーザー光線２、５０の照射によって、床と壁が同時に
測定でき、建設中、特に上部構造の建設中に方向付けら
れる。最後に、垂直位置を表示する第２のレーザー光線
５０が、正確に測定できる水平角５３に照射され得ると
いう事実は、従来のレーザー光線水準器では達成できな
かった正確な水平角５３の測定を可能にする。この発明
のレーザー光線水準器は、従って、従来技術に勝る多く
の明確な利点を有している。
【図１】 水準器の縦断面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ線による、即ち、９０度回転し
た、縦断面図。
た、縦断面図。
【図３】 水準器の光学部分の略図。
【図４】 水準器の回転ヘッドの図。
【図５】 水準器の回転ヘッドの部分平面図。
【図６】 水準器の操作態様を示す図。
【図７】 水準器の操作態様を示す図。
【図８】 回転ヘッドの第一の態様を示す図。
【図９】 回転ヘッドの第二の態様を示す図。
【図１０】水準器のディスプレイと制御用キーボードを
示す図。
示す図。
Claims (24)
- 【請求項１】 レーザー光線を生じせしめる手段とその
レーザー光線を放射する回転ヘッドを有し、回転ヘッド
によって回転するレーザー光線が水平のあるいは傾斜し
た測定に使用されるレーザー面を形成するレーザー光線
水準器において、 ほぼ垂直な軸Ａ−Ａの回りを回転あるいは振揺する回転
フレーム１８と、この回転フレーム１８に接続し、ほぼ
水平な軸Ｄ−Ｄの回りを振揺する少なくとも一つの傾斜
装置３１を具備し、前記回転フレーム１８及び傾斜装置
３１によって、もう一つの本来的に回転する装置３２、
３３、３４により回転するヘッド３が、前記垂直な軸Ａ
−Ａおよび水平な軸Ｄ−Ｄの両方を中心に振揺しあるい
は方向付けし、前記回転フレーム１８と傾斜装置３１は
駆動手段１９、２０、２１；２９、３０と、回転あるい
は振揺位置を決めるための手段２２、２３、２４；２
６、２７、２８を有し、前記駆動手段１９、２０、２
１；２９、３０と手段２２、２３、２４；２６、２７、
２８が、回転あるいは振揺位置を決めてそれぞれの位置
を監視・制御するための少なくとも一つのコントローラ
ー１７に接続していることを特徴とするレーザー光線水
準器。 - 【請求項２】 前記回転フレーム１８が、自動水準手段
７、８、９を具備しているキャリア部材、例えば、測定
板５の上に設けられており、前記回転フレーム１８の上
に傾斜装置３１が設けられていることを特徴とする請求
項１記載のレーザー光線水準器。 - 【請求項３】 前記回転フレーム１８と傾斜装置３１
が、それぞれ、環状あるいは一部環状の当たり面、例え
ば、ギヤリング２０、２９を有し、各当たり面が各電気
モーター１９、３０の駆動軸に接続している大歯車２１
等の手段によって動くことを特徴とする請求項１記載の
レーザー光線水準器。 - 【請求項４】 前記回転フレーム１８と傾斜装置３１の
回転あるいは振揺位置を測定する手段が、それぞれ、マ
ーク読み取り器２４、２８で読み取られる多数の連続的
なマーク２３、２６を付けた測定装置を備えていて、当
該マーク読み取り器２４、２８用のマーク２３、２６の
列の位置が、コントローラー１７によって測定できるこ
とを特徴とする請求項１記載のレーザー光線水準器。 - 【請求項５】 前記多数の連続的なマーク２３、２６
が、例えば、環状あるいは部分的に環状の測定ディスク
２２、２７上に、環状あるいは部分的に環状に配置され
ていて、測定ディスク２２、２７がそれぞれ回転あるい
は振揺軸（Ａ−Ａ、Ｄ−Ｄ）の回りを回転するように回
転フレーム１８あるいは傾斜装置３１に接続しており、
例えば、回転フレーム１８の回転位置を監視するために
使用される第一のマーク読み取り器２４がキャリア部材
又は測定板５の上に、傾斜装置３１の振揺位置を監視す
るために使用される第二のマーク読み取り器が回転フレ
ーム１８の上に配置されて、マーク読み取り器２４、２
８がディスク２２、２７とは一緒に回転しないように固
定されていることを特徴とする請求項４記載のレーザー
光線水準器。 - 【請求項６】 前記傾斜装置３１が振揺ハウジング３１
を有し、この振揺ハウジング３１の中あるいは上にレー
ザー光源３９が配置され、この光源の上であって、振揺
ハウジング上には電気モーター３２によって駆動される
回転ヘッド３が取りつけられていて、振揺ハウジング３
は、取付具２５、例えばＵ字形状の取付具によって、回
転フレーム１８の上に、水平軸Ｄ−Ｄの回りを振揺する
ように取り付けられていることを特徴とする請求項１記
載のレーザー光線水準器。 - 【請求項７】 垂直軸Ａ−Ａあるいは傾斜している軸の
回りを回転するベッド３に加えて、反射部材４８を備え
たほぼ水平の軸Ｅ−Ｅの回りを回転する回転部材４３が
取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のレ
ーザー光線水準器。 - 【請求項８】 前記回転ヘッド３には、五角形の光分離
プリズム４２である五角形のプリズムが設けられてい
て、このプリズムによって、ヘッド３の下のレーザー光
源３９から上方に進むレーザー光線２の一部がほぼ直角
に横方向に偏向してレーザー面を形成し、一方、残りの
レーザー光線２は五角形の光分離プリズム４２から上方
に向かって、水平軸Ｅ−Ｅ上に回転可能に取り付けられ
た回転部材４３の反射部材、例えば鏡４８に向かって直
進することを特徴とする請求項７記載のレーザー光線水
準器。 - 【請求項９】 回転ヘッド３に接続していないので回転
ヘッドと共には回転運動をしない態様で、例えば光学装
置と回転ヘッドからなるユニットを収容する振揺ハウジ
ング３１の上端に設けられている少なくとも一つの支持
部材４４に回転部材が取り付けられていて、回転部材４
３を回転させる手段４６、４７が設けられていることを
特徴とする請求項８記載のレーザー光線水準器。 - 【請求項１０】 軸Ａ−Ａの回りのヘッド３の回転運動
をほぼ直角な第二の回転軸Ｅ−Ｅの回りを回転する回転
部材４３に伝えるように互いに共働する当たり面４６、
４７が、それぞれ、回転ヘッド３と回転部材４３に設け
られており、回転部材４３には追加の電気モーターが不
要であることを特徴とする請求項９記載のレーザー光線
水準器。 - 【請求項１１】 回転部材４３の反射部材、例えば、鏡
４８が、その反射面が回転部材４３の回転軸Ｅ−Ｅを中
心に回転して、一回転に一度レーザー光線を探知、反射
するように設けられていて、鏡４８の回転運動によって
横に偏向され、鏡４８の前の扇形の垂直進路を通るレー
ザー光線５０が、レーザー光線を探知し得る回転域を離
れることによって、このレーザー光線作る光の通過点を
通って目標面上に垂直線が描かれることを特徴とする請
求項７記載のレーザー光線水準器。 - 【請求項１２】 コントローラー１７と接続する少なく
とも一つの感光装置５６；５８が設けられており、レー
ザー光線水準器５１の方を向いている少なくとも一つの
反射部材を有する関連装置５４から照射して戻されるレ
ーザー光線反射光５５が、この装置５６；５８によって
レーザー光線水準器５１に受け取られることを特徴とす
る請求項７記載のレーザー光線水準器。 - 【請求項１３】 レーザー光源３９から届くレーザー光
線２の少なくとも一部を反射部材４８の方向に進め、反
射部材４８から届くレーザー光線反射光５５の少なくと
も一部を感光装置５６に向けて偏向する光分離器４０
が、レーザー光源３９と回転部材４３の反射部材４８の
間において軸Ａ−Ａに設けられていて、レーザー光線レ
シーバー５２の反射部材５４によって、放射して戻され
たレーザー光線反射光５５は、感光装置５６によって探
知されて、デバイスコントローラー１７に知らせるため
に使われることを特徴とする請求項７又は１２記載のレ
ーザー光線水準器。 - 【請求項１４】 光分離器４０がサイコロ形状であっ
て、ほぼ対角位置に光分離面を有することを特徴とする
請求項１３記載のレーザー光線水準器。 - 【請求項１５】 感光装置５８が回転部材４３の領域に
設けられていることを特徴とする請求項７又は１２記載
のレーザー光線水準器。 - 【請求項１６】 感光装置５８は、回転部材４３の下あ
るいは上において関連装置５４の方を向くように、例え
ば、支持部材４４に固定されて取り付けられて、関連装
置に偏向された後は、反射部材又は鏡４８の効果が害さ
れないように、感光装置５８は回転しないよう、即ち、
回転部材４３あるいはヘッド３と共には回転できないよ
うに設けられていることを特徴とする請求項１５記載の
レーザー光線水準器。 - 【請求項１７】 感光装置５８が２部分に分けられて回
転部材４３の関連装置５４に向いた側面領域にあるよう
に配置され、感光装置５８の２部分は反射部材又は鏡４
８とほぼ同じ高さに位置し、各部分が反射部材又は鏡４
８の２つの部分の何れかに位置し、この感光装置５８は
回転しないように、例えば支持材４４に取り付けられ、
回転部材４３あるいはヘッド３の何れとも共には回転し
ないことを特徴とする請求項１５記載のレーザー光線水
準器。 - 【請求項１８】 感光装置５６；５８が少なくとも一つ
の光電セルからなることを特徴とする請求項１２乃至１
７記載のレーザー光線水準器。 - 【請求項１９】 レーザー面をＸ軸とＹ軸の双方、即
ち、縦勾配Ｘの方向とこれに垂直な横勾配Ｙの方向の双
方に傾斜させるために、回転フレーム１８が自動的にＸ
軸とＹ軸の間の９０度内にある補助軸Ｈに向けて方向付
けられ、傾斜装置３１の振揺軸Ｄ−Ｄはこの補助軸Ｈに
直交していて、傾斜装置３１が補助軸Ｈ方向に傾斜し、
傾斜装置３１の補助軸Ｈ方向の傾斜角がデバイスコント
ローラー１７によって測定され、傾斜装置、従ってレー
ザー面を、補助軸Ｈ方向に特定の傾斜補助角だけ傾斜さ
せることによって、この傾斜の動きためにＸ軸とＹ軸の
方向に必然的に傾斜するレーザー面が、測定のために希
望した二つの軸Ｘ、Ｙにおける傾斜を取り、その傾斜が
オペレータによってデバイスコントローラー１７に接続
する入力手段、例えば、キーボートに入力されるよう
に、デバイスコントローラー１７が構成、プログラムさ
れていることを特徴とする請求項１記載のレーザー光線
水準器。 - 【請求項２０】 キャリア部材又は測定板５が自動水準
化のためにジンバル式に取り付けられており、第一軸Ｂ
−Ｂ、例えば、ジンバル８の回りを振揺する部材、第一
軸に直交する第二軸Ｃ−Ｃの回りを振揺するキャリア部
材であるかあるいはキャリア部材又は測定板５に固定さ
れている第二部材が設けられており、これらの２部材
５、８はそれぞれ、少なくとも一つの電気水準器１６、
１５及び少なくとも一つの電気モーター１０、１２に接
続しており、これによって、部材８、５の軸Ｂ−Ｂ、Ｃ
−Ｃの回りの振揺位置がコントロールでき、二つの部材
８、５がモーターによってそれぞれ水平になることを特
徴とする請求項２記載のレーザー光線水準器。 - 【請求項２１】 Ｘ軸およびＹ軸の双方、例えば、縦勾
配Ｘとこれに直交する横勾配Ｙの方向にレーザー面を傾
斜させるために、コントローラーにより回転フレーム１
８をＸ軸とＹ軸の間に形成される９０度内にある補助軸
Ｈに向くように方向付けて、傾斜装置３１の振揺軸Ｄ−
Ｄをこの補助軸Ｈと直交させ、傾斜装置３１を補助軸Ｈ
方向に傾斜させ；傾斜装置３１、従って、レーザー面
を、補助軸Ｈ方向の特定の補助角だけ傾斜させることに
よって、補助軸Ｈ方向の傾斜装置３１の傾斜角をデバイ
スコントローラー１７で測定することにより、この傾斜
によっＸ軸とＹ軸の方向に必然的に傾斜するレーザー面
が二つの軸Ｘ、Ｙにおける測定のために必要な傾斜を取
とり、ここで、回転フレームの回転角と傾斜装置の傾斜
の多数の組合せがデバイスコントローラー１７にプログ
ラムされ、デバイスコントローラー１７は、回転フレー
ム１８が取る補助軸Ｈ、傾斜装置３１が取る傾斜の補助
角５３を、オペレータが入力装置に入力したＸ軸、Ｙ軸
の二つの傾斜角を基に計算し、それに従って、駆動手段
１９、２０、２１；２９、３０と、回転あるいは振揺位
置を測定する手段２２、２３、２４；２６、２７、２８
をコントロールすることを特徴とする請求項１記載のレ
ーザー光線水準器の操作方法。 - 【請求項２２】 必要に応じて、扇形をなす所定の角度
内で、デバイスコントローラー１７が回転フレーム１８
を前後に動かすことを特徴とする請求項７乃至１２記載
のレーザー光線水準器を操作するための請求項２１に記
載した方法。 - 【請求項２３】 レーザー光線レシーバー５２に設けら
れた反射部材５４によって放射して戻されたレーザー光
線反射光５５が感光装置５６に探知され、デバイスコン
トローラー１７に知らされるとすぐに、デバイスコント
ローラー１７は、回転フレーム１８の前記前後の運動を
停止し、この停止位置が補助軸Ｈが方向付けられる角度
５３の測定用のための０−ポイントとなることを特徴と
する請求項２２記載の方法。 - 【請求項２４】 レーザー光線水準器５１から届くレー
ザー光線を、レーザー光線水準器５１に対して放射して
戻す少なくとも一つの反射部材が具備されていることを
特徴とする請求項１記載のレーザー光線水準器用の関連
装置。
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