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
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unit
laser
deflecting
rotation
rotation angle
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JP9327099A
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English (en)
Inventor
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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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • 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)
  • 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だ
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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