JPH11145536A - レーザー装置 - Google Patents

レーザー装置

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JPH11145536A
JPH11145536A JP9327099A JP32709997A JPH11145536A JP H11145536 A JPH11145536 A JP H11145536A JP 9327099 A JP9327099 A JP 9327099A JP 32709997 A JP32709997 A JP 32709997A JP H11145536 A JPH11145536 A JP H11145536A
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JP
Japan
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unit
laser
deflecting
rotation
rotation angle
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JP9327099A
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Fumio Otomo
文夫 大友
Kunihiro Hayashi
邦広 林
Masayuki Nishi
正之 西
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Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002Active optical surveying means
    • G01C15/004Reference lines, planes or sectors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的] 本発明は、レーザー光による測定基準線や基
準平面を形成することのできるレーザー測量機に係わ
り、特に、水平基準線及び基準平面のみならず、水平面
に対して所定の角度傾斜した基準線や基準平面を形成す
ることのできるレーザー測量機を提供することを目的と
する。 [構成] 本発明は、托架部を鉛直軸周りに回動させ、
この托架部に設けられた光源部が、水平軸と平行な方向
にレーザー光を照射させ、托架部に支持されたレーザー
投光部を、水平軸周りに回動させ、このレーザー投光部
に設けられた回動照射部が、基準平面上にレーザー光を
回動照射させ、レーザー投光部に設けられた第1の偏向
手段が、光源部からのレーザー光を直交する方向に偏向
させ、回動照射部に設けられた第2の偏向手段が、第1
の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光による測定
基準線や基準平面を形成することのできるレーザー測量
機に係わり、特に、水平基準線及び基準平面のみなら
ず、水平面に対して所定の角度傾斜した基準線や基準平
面を形成することのできるレーザー測量機に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の傾斜設定可能な回転レーザー装置
には、レーザー投光部がジンバル又は球面で支持される
構造のものや、垂直軸及び水平軸上にレーザー投光部が
支持されるものがある。
【0003】ここで図10に基づいて、レーザー投光部
が、球面で支持される構造のものを説明する。レーザー
投光部9100は、球面で支持されており、レーザー投
光部9100に設けられた回転照射部9200から、レ
ーザー光が基準平面上に回転照射される様に構成されて
いる。なお回転照射部9200は、モータ9250によ
り駆動されている。
【0004】レーザー投光部9100は、直交する2方
向に伸びるアーム9300をモータ9350により駆動
される上下機構で上下させることにより、1方向又は2
方向に傾斜可能に構成されている。このレーザー投光部
9100は、本体に形成された2個の傾斜センサ941
0、9420とにより、整準されている。そしてレーザ
ー投光部9100は、整準された後に所定の方向に傾斜
設定される。
【0005】この傾斜設定は、例えば、2個の傾斜セン
サ9410、9420の出力をパルス数に換算し、演算
された角度に基づいて、モータ9350を駆動させるこ
とにより設定することができる。なお、適宜の傾斜検出
器を採用することができる。そして、レーザー投光部9
100を1方向のみ傾斜させれば、所定の方向に対する
傾斜面を形成し、レーザー投光部9100を2方向傾斜
させれば、複合傾斜面を形成することができる。
【0006】次に図11に基づいて、レーザー投光部9
100が垂直軸及び水平軸上で支持される構成を説明す
る。垂直軸周りに回動する托架部9500と、托架部9
500上の水平軸周りに回動するレーザー投光部910
0とから構成されている。このレーザー投光部9100
上には、回転照射部9200が設けられ、基準平面上に
レーザー光を回転照射することができる。そして、レー
ザー投光部が球面で支持される構成と同様に、適宜の整
準手段により整準されている。
【0007】レーザー投光部9100が垂直軸及び水平
軸上で支持される構成では、レーザー投光部9100の
回動方向が、傾斜方向と一致する様に托架部を所定の方
向に回転させ、この托架部の回転の後、レーザー投光部
9100を所定傾斜角度に傾斜させることにより、傾斜
設定を行う様に構成されている。
【0008】なお複合傾斜面は、2方向傾斜データから
演算し、演算結果に基づいて決定された方向に傾斜させ
ることにより形成することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザー測量機は、傾斜設定装置の回転軸が、理想
的な任意の軸を中心に回転する場合には誤差を生じさせ
ることはないが、現実には、円滑に回転させるための軸
ガタが必要であり、軸ガタの角度の換算分が傾斜誤差と
なるという問題点があった。
【0010】従って、軸ガタによる傾斜誤差を小さく
し、傾斜設定精度を高めることのできるレーザー測量機
の出現が強く望まれていた。
【0011】更に、球面で支持される回転レーザー装置
は、傾斜を設定するための基本的構造が簡単であるた
め、比較的精度の高い設定が可能であるが、設定勾配に
構造的限界があるため、高勾配の設定には適さないとい
う問題点があった。
【0012】また、垂直軸及び水平軸上で支持される回
転レーザー装置は、高勾配の設定は比較的容易である
が、上述の様に、回転軸に多くの誤差が蓄積されるの
で、高い工作精度を要求され、コスト高となるという問
題点があった。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、鉛直軸周りに回動する托架部と、こ
の托架部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光
を照射させるための光源部と、前記托架部に支持され、
水平軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー
投光部に設けられ基準平面上にレーザー光を回動照射さ
せるための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けら
れ、前記光源部からのレーザー光を直交する方向に偏向
するための第1の偏向手段と、前記回動照射部に設けら
れ、前記第1の偏向手段からのレーザー光を直交する方
向に偏向するための第2の偏向手段とから構成されてい
る。
【0014】また本発明は、第1の偏向手段と第2の偏
向手段との光路上に、角倍率縮小手段を備える構成にす
ることもできる。
【0015】そして本発明は、角倍率縮小手段をアナモ
ルフィックプリズムで構成することもできる。
【0016】更に本発明は、角倍率縮小手段をシリンド
リカルレンズビームエキスパンダで構成することもでき
る。
【0017】また本発明は、第1の偏向手段と第2の偏
向手段とを、ペンタプリズムで構成することもできる。
【0018】そして本発明の托架部には、垂直軸周りの
回動を検出するための第1の回転角検出部が設けられ、
前記レーザー投光部には、水平軸周りの回動を検出する
ための第2の回転角検出部を設ける構成にすることもで
きる。
【0019】更に本発明は、傾斜設定のデータと、前記
第1の回転角検出部と、前記第2の回転角検出部との角
度検出に基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照
射する構成にすることもできる。
【0020】また本発明は、鉛直軸周りに回動する托架
部と、この托架部に設けられ、水平軸と平行な方向にレ
ーザー光を照射させるための光源部と、前記托架部に支
持され、水平軸周りに回動するレーザー投光部と、この
レーザー投光部に設けられ基準平面上にレーザー光を回
動照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部
に設けられ、前記光源部からのレーザー光を直交する方
向に偏向するための第1の偏向手段と、前記回動照射部
に設けられ、前記第1の偏向手段からのレーザー光を直
交する方向に偏向するための第2の偏向手段と、前記第
1の偏向手段と該第2の偏向手段との光路上に設けられ
た角倍率縮小手段と、垂直軸周りの回動を検出するため
の第1の回転角検出部と、水平軸周りの回動を検出する
ための第2の回転角検出部と、所定のレーザー基準面を
設定させるための基準データを設定するための基準デー
タ設定手段と、前記回動照射部を駆動するための第1の
駆動手段と、前記托架部を駆動するための第2の駆動手
段と、前記レーザー投光部を駆動するための第3の駆動
手段と、前記第1の回転角検出部と第2の回転角検出部
とによる検出角度に基づき、前記第1の駆動手段と前記
第2の駆動手段と前記第3の駆動手段とを制御し、前記
レーザー基準面を形成するための制御手段とから構成さ
れている。
【0021】そして本発明の托架部には、直交する2方
向の傾きを検出するための第1の傾斜センサと第2の傾
斜センサとを備え、この第1の傾斜センサと第2の傾斜
センサとの検出信号に基づき、前記托架部の回転中心を
鉛直方向と一致させる様にするための整準手段を備える
構成にすることもできる。
【0022】また本発明の第1の偏向手段が、XZ平面
内誤差θ1 を相殺する様になっており、角倍率縮小手段
が、XY平面内誤差θ2 を1/nとする構成にすること
もできる。
【0023】
【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明は、
托架部を鉛直軸周りに回動させ、この托架部に設けられ
た光源部が、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射さ
せ、托架部に支持されたレーザー投光部を、水平軸周り
に回動させ、このレーザー投光部に設けられた回動照射
部が、基準平面上にレーザー光を回動照射させ、レーザ
ー投光部に設けられた第1の偏向手段が、光源部からの
レーザー光を直交する方向に偏向させ、回動照射部に設
けられた第2の偏向手段が、第1の偏向手段からのレー
ザー光を直交する方向に偏向させることができる。
【0024】また本発明は、第1の偏向手段と第2の偏
向手段との光路上に、角倍率縮小手段を備えることもで
きる。
【0025】そして本発明は、角倍率縮小手段をアナモ
ルフィックプリズムにすることもできる。
【0026】更に本発明は、角倍率縮小手段をシリンド
リカルレンズビームエキスパンダにすることもできる。
【0027】また本発明は、第1の偏向手段と第2の偏
向手段とを、ペンタプリズムにすることもできる。
【0028】そして本発明の托架部に、垂直軸周りの回
動を検出するための第1の回転角検出部を設け、レーザ
ー投光部に、水平軸周りの回動を検出するための第2の
回転角検出部を設けることもできる。
【0029】更に本発明は、傾斜設定のデータと、第1
の回転角検出部と、第2の回転角検出部との角度検出に
基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照射するこ
ともできる。
【0030】また本発明は、托架部を鉛直軸周りに回動
させ、この托架部に設けられた光源部が、水平軸と平行
な方向にレーザー光を照射させ、托架部に支持されたレ
ーザー投光部を、水平軸周りに回動させ、このレーザー
投光部に設けられた回動照射部が、基準平面上にレーザ
ー光を回動照射させ、レーザー投光部に設けられた第1
の偏向手段が、光源部からのレーザー光を直交する方向
に偏向させ、回動照射部に設けられた第2の偏向手段
が、第1の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に
偏向させ、第1の偏向手段と第2の偏向手段との光路上
に角倍率縮小手段を設け、第1の回転角検出部が、垂直
軸周りの回動を検出し、第2の回転角検出部が、水平軸
周りの回動を検出し、基準データ設定手段が、所定のレ
ーザー基準面を設定し、第1の駆動手段が回動照射部を
駆動し、第2の駆動手段が托架部を駆動し、第3の駆動
手段がレーザー投光部を駆動し、第1の回転角検出部と
第2の回転角検出部とによる検出角度に基づき、制御手
段が、第1の駆動手段と第2の駆動手段と第3の駆動手
段とを制御し、レーザー基準面を形成することができ
る。
【0031】そして本発明の托架部には、第1の傾斜セ
ンサと第2の傾斜センサとが、直交する2方向の傾きを
検出し、第1の傾斜センサと第2の傾斜センサとの検出
信号に基づき、整準手段が、托架部の回転中心を鉛直方
向と一致させる様になっている。
【0032】また本発明の第1の偏向手段が、XZ平面
内誤差θ1 を相殺させ、角倍率縮小手段が、XY平面内
誤差θ2 を1/nとすることもできる。
【0033】
【実施例】
【0034】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
【0035】(原理)
【0036】ここで、本発明の原理について説明する。
【0037】「傾斜設定装置の回転軸ガタについて」
【0038】まず、回転軸ガタについて説明する。
【0039】図4に示す様に、X軸方向に回転軸700
が設置されており、第1のベアリング710と第2のベ
アリング720とにより、回動自在に軸止されている。
そして、この回転軸700(X軸)と直交する方向に、
レーザー光が照射され、このレーザー照射光軸をZ軸と
する。
【0040】この回転軸700のガタによる光学系の傾
斜誤差は、図5に示す様にXZ平面内誤差θ1と、図6
に示すXY平面内誤差θ2となる。
【0041】図5に示す様にXZ平面内誤差θ1 は、回
転軸700が、原点を中心にXZ平面内で、角度θ1
け回転した場合である。この場合には、照射されるレー
ザー光は、Z軸から倒れることになる。
【0042】次に図6に示す様に、XY平面内誤差θ2
は、回転軸700が、原点を中心にXY平面内で、角度
θ2だけ回転した場合である。
【0043】「補正の原理」
【0044】(1)XZ平面内誤差θ1の補正
【0045】図7(a)に示す様に、レーザー光源60
0からのレーザー光が、X軸方向からペンタプリズム6
10に入射し、ペンタプリズム610で2回反射された
レーザー光は、入射方向と直交するZ軸上に反射される
様になっている。
【0046】この様に、ペンタプリズム610で2回反
射させる構成とすれば、回転軸700が、原点を中心に
XZ平面内で、角度θ1 だけ回転した場合でも、図7
(b)に示す様にペンタプリズム610で角度θ1 傾け
ることができ、結果的に角度θ1 分相殺して補正するこ
とができる。
【0047】(2)XY平面内誤差θ2の補正
【0048】図8(a)に示す様に、レーザー光源60
0からのレーザー光が、X軸方向から入射する様に構成
されており、図8(b)に示す様に回転軸700が、原
点を中心にXY平面内で、角度θ2だけ回転したとす
る。
【0049】この場合の補正方法は、図8(c)に示す
様な角倍率縮小手段620を採用することにより、XY
平面内誤差θ2を1/nとするものである。
【0050】図8(c)に示す角倍率縮小手段620
は、図9の(c)に示す様なアナモルフィックプリズム
を使用したものであるが、図9の(a)や図9の(b)
に示す焦点距離の異なるシリンドリカルレンズを使用し
たシリンドリカルレンズビームエキスパンダを採用する
こともできる。
【0051】「実施例」
【0052】本実施例のレーザー装置10000は、図
1に示す様に、所定の方向に傾斜を設定することのでき
るレーザー装置本体1000と、このレーザー装置本体
1000を水平に載置するための自動整準部2000と
から構成されている。レーザー装置本体1000は、自
動整準部2000に対して、図示せぬ鉛直軸を一致させ
て連結されており、水平方向に回転自在に取り付けられ
ている。
【0053】レーザー装置本体1000は、図1に示す
様に、垂直軸周りに回動して傾斜方向に向けるための托
架部1010と、この托架部1010上にあり、鉛直軸
に交わる水平軸周りに回動して傾斜を設定するためのレ
ーザー投光部1020とから構成されている。
【0054】托架部1010は、モータ等の適宜の回動
手段から構成された托架部駆動手段8100により回動
可能に構成されている。
【0055】更にレーザー投光部1020も、モータ等
の適宜の回動手段から構成されたレーザー投光部駆動手
段8200により回動可能に構成されている。
【0056】またレーザー装置本体1000は、光源部
1100と、対物レンズ1200と、レーザー光偏角部
1300と、角倍率縮小部1400と、回転照射部15
00と、傾斜センサ1600と、第1の回転角検出部1
700と、第2の回転角検出部1800とが備えられて
いる。
【0057】光源部1100はレーザー光源であり、本
実施例では、半導体レーザーが採用されているが、レー
ザー光を照射可能である素子であれば、何れの素子を使
用することができる。
【0058】対物レンズ1200は、光源部1100か
らのレーザー光を平行光線とするためのものである。本
実施例では、レーザー装置本体1000の水平方向にレ
ーザー光が照射される様に構成されている。
【0059】なお、レーザー装置本体1000は、光源
部1100からのレーザー光の射出方向を中心軸とし
て、回動自在に構成されている。従って、レーザー装置
本体1000は、水平方向と直交する面内で回転自在に
取り付けられている。
【0060】レーザー光偏角部1300は、光源部11
00からのレーザー光を90度偏向し、レーザー装置本
体1000の鉛直上方にレーザー光を反射させると共
に、XZ平面内誤差θ1の補正するためのものである。
このXZ平面内誤差θ1の補正は、前述の「原理」で説
明したものであり、XZ平面内で、角度θ1 だけ回転し
た場合でも、レーザー光偏角部1300で角度θ1 傾け
ることができ、結果的に角度θ1 分相殺して補正するこ
とができる。本実施例のレーザー光偏角部1300は、
ペンタプリズムが使用されている。
【0061】なお、レーザー光偏角部1300は、第1
の偏向手段に該当するものである。
【0062】角倍率縮小部1400は、前述の「原理」
で説明したXY平面内誤差θ2の補正するためのもので
あり、本実施例では、アナモルフィックプリズムが採用
されている。角倍率縮小部1400は、アナモルフィッ
クプリズムに限ることなく、シリンドリカルレンズビー
ムエキスパンダ等を採用することもでき、XY平面内誤
差θ2 を1/nとするものであれば、何れのものを採用
することができる。なお、角倍率縮小部1400は、角
倍率縮小手段に該当するものである。
【0063】回転照射部1500は、レーザー投光部1
020に設けられ、傾斜設定した基準平面上にレーザー
光を回転照射させるためのものである。この回転照射部
1500には、ペンタプリズム1510が固定されてお
り、回転照射部駆動手段8300により回転可能に構成
されている。レーザー光偏角部1300により鉛直上方
に反射されたレーザー光は、角倍率縮小部1400を通
過した後、ペンタプリズム1510に入射される。
【0064】ペンタプリズム1510に入射されたレー
ザー光は、90度偏向されて、レーザー装置本体100
0に対して水平方向に反射されると共に、回転ヘッド1
500の回転に伴って、水平方向に回転照射される様に
構成されている。従って、基準平面内にレーザー光を照
射してレーザー基準面を形成することができる。
【0065】なおペンタプリズム1510は、第1の偏
向手段に該当するものである。
【0066】傾斜センサ1600は、第1の傾斜センサ
1610と第2の傾斜センサ1620とから構成されて
おり、レーザー装置本体1000の傾きを検出すること
ができる。この傾斜センサ1600は、傾きを検出する
ことができるものであれば、何れのセンサを採用するこ
とができる。本実施例では、気泡管が採用されており、
第1の傾斜センサ1610と第2の傾斜センサ1620
により、レーザー装置本体1000の水平に対する傾き
を検出することができる。
【0067】傾きを検出する傾斜センサ1600として
例えば、図2に示す様な気泡管を用いたセンサが利用で
きる。このセンサは、気泡管1650の上面に2つの電
極1651、1652、下面に電極1653を配置し、
気泡1650aが気泡管の傾きに従って移動し、電極1
651と電極1653間及び電極1652と電極165
3間の静電容量C1、C2 の変化に変換し、これを検出
することにより、気泡管1650の傾きθを求めるもの
である。
【0068】第1の回転角検出部1700は、托架部1
010の垂直軸周り(水平方向)の回転角度を検出する
と共に、傾斜方向の設定を行うためのものである。本実
施例ではローター1710が、托架部1010に取り付
けられており、このローター1710と対向する位置に
ステータ1720を配置し、ローター1710とステー
タ1720との間の回転角を検出する様に構成されてい
る。第1の回転角検出部1700は、托架部1010の
水平方向の回転角度を検出することが可能なものであれ
ば、何れのセンサを使用することができる。
【0069】第2の回転角検出部1800は、レーザー
投光部1020に設けられ、水平軸周りの回転角度を検
出するためのものである。本実施例ではローター181
0が、レーザー投光部1020に取り付けられており、
このローター1810と対向する位置にステータ182
0を配置し、ローター1810とステータ1820との
間の回転角を検出する様に構成されている。第2の回転
角検出部1800は、レーザー投光部1020の水平軸
周りの回転角度を検出することが可能なものであれば、
何れのセンサを使用することができる。
【0070】次に、図3(a)に基づいて本実施例の電
気的構成を説明する。
【0071】本実施例は、托架部駆動手段8100と、
この托架部駆動手段8100を制御駆動するための托架
部駆動回路8110と、レーザー投光部駆動手段820
0と、このレーザー投光部駆動手段8200を駆動する
ためのレーザー投光部駆動回路8210と、回転照射部
駆動手段8300と、この回転照射部駆動手段8300
を駆動するための回転照射部駆動回路8310と、第1
の回転角検出部1700と、この第1の回転角検出部1
700からの信号を処理するための第1の信号処理回路
1730と、第2の回転角検出部1800と、この第2
の回転角検出部1800からの信号を処理するための第
2の信号処理回路1830と、制御手段6000と、設
定手段8500と、自動整準部2000とから構成され
ている。
【0072】第1の回転角検出部1700と第2の回転
角検出部1800の検出信号に基づき、制御手段600
0が、所定の方向にレーザー基準面を作成させる駆動量
を演算し、托架部駆動回路8110と、レーザー投光部
駆動回路8210と、回転照射部駆動回路8310とを
介して、托架部駆動手段8100とレーザー投光部駆動
手段8200と回転照射部駆動手段8300とを駆動す
る様に構成されている。
【0073】なお、設定手段8500が、所定のレーザ
ー基準面を得るためのデータを設定する様になってい
る。例えば設定手段8500が、2方向の複合傾斜を設
定すれば、制御手段6000が設定データに基づいた演
算を行い、所定のレーザー基準面を形成させる。
【0074】そして設定手段8500は、基準データ設
定手段に該当するものである。
【0075】更に、回転照射部駆動手段8300が第1
の駆動手段に該当し、托架部駆動手段8100が第2の
駆動手段に該当し、レーザー投光部駆動手段8200が
第3の駆動手段に該当するものである。
【0076】また、自動整準部2000は、第1の傾斜
センサ1610と第2の傾斜センサ1620のデータに
基づき、制御手段6000が、托架部1010の回転中
心を鉛直方向と一致させる様にするものである。詳細は
以下に説明する。
【0077】以上の様に構成されたレーザー装置本体1
000は、水平又は鉛直方向にレーザー光線を走査させ
るものであり、水平出し、心出し、鉛直出し等を行うこ
とができる。即ち、水平面内に走査されるレーザー光線
を、測量対象上で検出し、その到達高さから水準測量等
を行ったり、鉛直方向にレーザー光線を視光させて、地
上の基準点を移行設定させることができる。
【0078】自動整準部2000は、整準台2100と
底板2200とからなっており、整準台2100は、3
個の整準ネジ2300、2300、2300により上下
動自在に支持されている。
【0079】次に、自動整準部2000の電気系統を図
3(b)に基づいて説明すると、第1の傾斜センサ16
10と、第2の傾斜センサ1620と、制御手段600
0と、第1のモータ駆動手段7100と、第2のモータ
駆動手段7200と、第3のモータ駆動手段7300
と、第1のモータ4310と、第2のモータ4320
と、第3のモータ4330とからなっている。
【0080】第1の傾斜センサ1610は、任意の2個
の整準ネジ2300、2300を結ぶ方向と平行な方向
のレーザー装置本体1000の傾きを検出するものであ
る。
【0081】第2の傾斜センサ1620は、第1の傾斜
センサ1610の検出方向と直交する方向のレーザー装
置本体1000の傾きを検出するものである。
【0082】制御手段6000は、第1の傾斜センサ1
610と第2の傾斜センサ1620の出力信号に基づ
き、整準台2100を基準面に設定するために必要な整
準ネジ2300、2300、2300の変位量を演算す
るものである。即ち、第1の傾斜センサ1610と第2
の傾斜センサ1620とが検出した傾き角が、両方とも
0度となる様な3個の整準ネジ2300、2300、2
300の移動量をそれぞれ計算するものである。
【0083】制御手段6000は、それぞれの整準ネジ
2300、2300、2300の移動量に相当する制御
信号を、対応する第1、2、3のモータ駆動手段710
0、7200、7300に送出する。第1、2、3のモ
ータ駆動手段7100、7200、7300は、図示せ
ぬコネクタを介して制御手段6000からの制御信号に
基ずき、モータ4310、4320、4330を回動さ
せるための電力を発生させる様になっている。
【0084】モータ4310、4320、4330は、
モータ駆動手段7100、7200、7300から供給
された電力により整準ネジ2300、2300、230
0を回動させ、整準台2100の傾きを修正する。そし
て、第1の傾斜センサ1610と第2の傾斜センサ16
20は、再び整準台2100の傾きを検出し、フィード
バック制御を行うことにより、レーザー装置本体100
0の鉛直軸を正確に鉛直に整準(基準面に設定)させる
ことができる。
【0085】以上の様に構成された本実施例は、自動整
準部2000が採用されているので、観測者が平盤水準
器を視認しながら、整準ネジ230、230、230を
手動で操作することなく、レーザー装置本体1000の
鉛直軸の整準を自動的に行うことができる。
【0086】そしてレーザー装置本体1000が、XZ
平面内で、角度θ1 だけ回転した場合でも、レーザー光
偏角部1300により角度θ1 傾けることができ、結果
的に角度θ1 分相殺して補正することができる。
【0087】更に、レーザー装置本体1000が、XY
平面内で、θ2 だけの回転した場合でも、角倍率縮小部
1400により、XY平面内誤差θ2 を1/nとするこ
とができる。
【0088】以上の様に本実施例のレーザー装置本体1
000は、自動整準部2000により自動的に鉛直軸を
整準し、XZ平面内で角度θ1 の誤差が生じても相殺
し、XY平面内でθ2 の誤差が生じても、1/nに減少
させることができる。
【0089】
【効果】以上の様に構成された本発明は、鉛直軸周りに
回動する托架部と、この托架部に設けられ、水平軸と平
行な方向にレーザー光を照射させるための光源部と、前
記托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投
光部と、このレーザー投光部に設けられ基準平面上にレ
ーザー光を回動照射させるための回動照射部と、前記レ
ーザー投光部に設けられ、前記光源部からのレーザー光
を直交する方向に偏向するための第1の偏向手段と、前
記回動照射部に設けられ、前記第1の偏向手段からのレ
ーザー光を直交する方向に偏向するための第2の偏向手
段とからなるので、球面で支持されるタイプの回転レー
ザー装置でも、高勾配の設定が可能であり、垂直軸及び
水平軸上で支持されるタイプの回転レーザー装置でも、
回転軸に多くの誤差が蓄積されることなく、コスト安で
高精度のレーザー装置を提供できるという卓越した効果
がある。
【0090】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例であるレーザー装置を説明する
図である。
【図2】傾斜センサ1600を説明する図である。
【図3(a)】本実施例の電気的構成を説明する図であ
る。
【図3(a)】自動整準部2000の電気系統を説明す
る図である。
【図4】傾斜設定装置の回転軸ガタについて説明する図
である。
【図5】XZ平面内誤差θ1 を説明する図である。
【図6】XY平面内誤差θ2 を説明する図である。
【図7(a)】XZ平面内誤差θ1 の補正を説明する図
である。
【図7(b)】XZ平面内誤差θ1 の補正を説明する図
である。
【図8(a)】XY平面内誤差θ2 の補正を説明する図
である。
【図8(b)】XY平面内誤差θ2 の補正を説明する図
である。
【図8(C)】XY平面内誤差θ2 の補正を説明する図
である。
【図9】角倍率縮小手段620の具体例を説明する図で
ある。
【図10】従来技術を説明する図である。
【図11】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
10000 レーザー装置 1000 レーザー装置本体 1010 托架部 1020 レーザー投光部 1100 光源部 1200 対物レンズ 1300 レーザー光偏角部 1400 角倍率縮小部 1500 回転ヘッド 1510 ペンタプリズム 1600 傾斜センサ 1610 第1の傾斜センサ 1620 第2の傾斜センサ 1700 第1の回転角検出部 1710 ローター 1720 ステータ 1730 第1の信号処理回路 1800 第2の回転角検出部 1810 ローター 1820 ステータ 1830 第2の信号処理回路 2000 自動整準部 2100 整準台 2300 整準ネジ 4000 駆動手段 6000 制御手段 8100 托架部駆動手段 8110 托架部駆動回路 8200 レーザー投光部駆動手段 8210 レーザー投光部駆動回路 8300 回転照射部駆動手段 8310 回転照射部駆動回路 8500 設定手段

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛直軸周りに回動する托架部と、この托
    架部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照
    射させるための光源部と、前記托架部に支持され、水平
    軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー投光
    部に設けられ基準平面上にレーザー光を回動照射させる
    ための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けられ、
    前記光源部からのレーザー光を直交する方向に偏向する
    ための第1の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、
    前記第1の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に
    偏向するための第2の偏向手段とからなるレーザー装
    置。
  2. 【請求項2】 第1の偏向手段と第2の偏向手段との光
    路上に、角倍率縮小手段を備えた請求項1記載のレーザ
    ー装置。
  3. 【請求項3】 角倍率縮小手段が、アナモルフィックプ
    リズムで構成される請求項2記載のレーザー装置。
  4. 【請求項4】 角倍率縮小手段が、シリンドリカルレン
    ズビームエキスパンダで構成される請求項2記載のレー
    ザー装置。
  5. 【請求項5】 第1の偏向手段と第2の偏向手段とが、
    ペンタプリズムである請求項1〜4記載の何れか1つで
    あるレーザー装置。
  6. 【請求項6】 托架部には、垂直軸周りの回動を検出す
    るための第1の回転角検出部が設けられ、前記レーザー
    投光部には、水平軸周りの回動を検出するための第2の
    回転角検出部が設けられている請求項1〜5記載の何れ
    か1つであるレーザー装置。
  7. 【請求項7】 傾斜設定のデータと、前記第1の回転角
    検出部と、前記第2の回転角検出部との角度検出に基づ
    いて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照射する請求項
    1〜6記載の何れか1つであるレーザー装置。
  8. 【請求項8】 鉛直軸周りに回動する托架部と、この托
    架部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照
    射させるための光源部と、前記托架部に支持され、水平
    軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー投光
    部に設けられ基準平面上にレーザー光を回動照射させる
    ための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けられ、
    前記光源部からのレーザー光を直交する方向に偏向する
    ための第1の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、
    前記第1の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に
    偏向するための第2の偏向手段と、前記第1の偏向手段
    と該第2の偏向手段との光路上に設けられた角倍率縮小
    手段と、垂直軸周りの回動を検出するための第1の回転
    角検出部と、水平軸周りの回動を検出するための第2の
    回転角検出部と、所定のレーザー基準面を設定させるた
    めの基準データを設定するための基準データ設定手段
    と、前記回動照射部を駆動するための第1の駆動手段
    と、前記托架部を駆動するための第2の駆動手段と、前
    記レーザー投光部を駆動するための第3の駆動手段と、
    前記第1の回転角検出部と第2の回転角検出部とによる
    検出角度に基づき、前記第1の駆動手段と前記第2の駆
    動手段と前記第3の駆動手段とを制御し、前記レーザー
    基準面を形成するための制御手段とからなるレーザー装
    置。
  9. 【請求項9】 托架部には、直交する2方向の傾きを検
    出するための第1の傾斜センサと第2の傾斜センサとを
    備え、この第1の傾斜センサと第2の傾斜センサとの検
    出信号に基づき、前記托架部の回転中心を鉛直方向と一
    致させる様にするための整準手段を備えた請求項1〜8
    記載の何れか1つであるレーザー装置。
  10. 【請求項10】 第1の偏向手段が、XZ平面内誤差θ
    1 を相殺する様になっており、角倍率縮小手段が、XY
    平面内誤差θ2 を1/nとする請求項1〜9記載の何れ
    か1つであるレーザー装置。
JP9327099A 1997-11-11 1997-11-11 レーザー装置 Pending JPH11145536A (ja)

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