JPH02179412A

JPH02179412A - 測量装置

Info

Publication number: JPH02179412A
Application number: JP33344188A
Authority: JP
Inventors: Akishige Shirasawa; 白沢　章茂; Kazuaki Kimura; 和昭木村
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1990-07-12
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JP2696240B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野Ｊ本発明は建設環ｆ％等で使用されるのに最適なレーザー
光線投光機に係わり、特に、透過反射面を備え、複数の
対象方向にレーザー光線を投光することのできる測量装
置に関するものである。

「従来の技術」従来、水平面内で走査されるレーザー光線を測景吋象に
向けて出射し、その測量対象上におけるレーザー光の１
１）遠位置の高さを、測定者の肉眼や光波感知機等で計
測して水準測量を行う１ｌＷｆ　ｌｉ装置が存在した。

更に、このレーザー光線の出射方向を変更して、鉛直面
内にレーザー光線を走査させ、電源配線の配置や柱体の
鉛直決め等を行う測量装置も存在していた。また、鉛直
方向を決定するためには、下げ振り等が使用されていた
。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら上記従来型の測！装置は、レーザー光線を
水平面又は鉛直面方向に走査するものであり、水平面方
向に走査すると同時に、鉛直法めを行うことができなか
った。従って水平出しを行ってから、改めて鉛直出しを
行わなければならず、ｆｔ業が煩雑となり作業能率が向
上しないという問題点があった９更に、鉛直出しを下げ
振りにより実施することもできるが、風等の影響を受は
易いという問題点があった。

「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、細いビーム
光を発する光源部と、この光源部からのビーム光を第１
対象方向に向けるための第１透過反射面と、この第１透
過反射面から第１対象方向以外に向かうビーム光を反射
させ再び前記第１透過反射面に向せる第２反射部とを備
え、前記第１透過反射面が前記第２反射部からのビーム
光を第１Ｎ象方向と反対に向けるように構成されている
。

そして本発明は、光源部と、この光源部から光を受けと
り第１対象方向に向ける第１透過反射面と、この第１透
過反射面から反射した光を第２対象方向に向ける第１反
射部と、この第１反射部を第１基準面と直交する軸回り
に回転させる回転部とからなっており、前記第１反射部
と回転部とを前記第１透過反射面からの光の光路から離
脱させその光を第１対象方向に直進させる離脱部と、前
記第１透過反射面から第１対象方向以外に向かう光を反
射させ再び前記第１透過反射面に向せる第２叉射部とを
備え、前記第１透過叉対面が前記第２反射部からの光を
前記第１対象方向と反対方向に向けるように構成されて
いる。

「作用」以上の様に構成された本発明は、第１透過叉射面が、光
源部からの光線を第１対象方向に反射させ、第１反射部
が、第１透過反射面で反射された光線を第２対象方向に
向けさせる。そして、第２反射部が、第１透過反射面を
透過した光線を反射させ、再び第１透過反射面に向かわ
せる。そして、第１透過反射面が、第２反射部で反射さ
れた光線を、第１反射部と反対方向である第１対象方向
に向かわせることができる。また本発明は回転部が、第
１の反射部を基準面と直交する軸回りに回転させ、離脱
部が、第１Ｆｊｉ、財部と回転部とを、第１透過反射面
からの光路から離脱させることができる３「実施例」本発明の一実１１ｉＩ！例を図面に基すいて説明する。

第１図に示す様に本実施例の回転式レーザー投光ｌｉ！
１１は、回転式レーザー投光機本体１０と回転部２０と
基盤３０とからなっている９回転式レーザー投光機本体
１０は、回転部２０と着脱自在に収り１寸けられており
、同様に基盤３０とも着脱自在に収り付けられている。

回転式レーザー投光機本体１０は、レーザー光源部１１
と、第１のプリズム１２と、第１の透過反射面１３と、
第２の反射部１４と、電子回路部１５と、鉛直軸１６と
、第１嵌合部材１７と、第２嵌合部材３９と、傾斜セン
サ１８とからなっている。レーザー光源部１１は、レー
ザー光を発生させるものであり、半導体レーザーのみな
らずヘリウム−ネオンレーザ−等何れのタイプの光源を
採用することができる。但し、連続的に安定した光線を
発射させることのできる光源が望ましく、可視光、不可
視光の何れも採用することができる。

このレーザー光源部１１から発射されたレーザ−光線は
、第１のプリズム１２で略９０度転向して反射され、第
１の透過反射面１３に指向される９第１の透過反射面１
３では、入射光の内、９０％を上方（第１対象方向）に
反射させる。また、第１透過又射面１３を透過したレー
ザー光線は、第２の反射部１４で反射された後、再び第
１透過反射面１３で反射され、第２の反射部１４の反射
光の内、９０％を下方に投射することができる。即ち、
第２図に示す様にレーザー光源部１１の発射光の内、９
％が、鉛直下方に放射されることになる。電子回路部１
５は、電源部、モータ駆動部。

制御部等を備えている。そして、電子回路部１５と基盤
３０内のモータ３６とは、コネクタ３８ａ、３８ｂによ
って接続されている。鉛直軸１６と第１嵌合部材１７と
は、基盤３０と連結するためのものであり、第１嵌合部
１７は、離脱部材に該当するものである。

回転部２０は、第１の反射部２１と、回転モータ２２と
、ベルト２３と、プーリ２４と、スピードコントローラ
２５とからなっている。第１の反射部２１はペンタプリ
ズムからなっており、回転式レーザー投光機本体１０の
第１透過反射面１３を反射して上方（第１の対象方向）
に向かってきたレーザー光線を、水平方向く第２の対象
方向）に反射させるものである。回転モータ２２は、第
１の反射部２１であるペンタプリズムが収り付けられた
回転部３０を、基準面（本実施例では水平面）と直交す
る軸回りに回転させるものである。

ベルト２３及びプーリ２４は、回転モータ２２により第
１の反射部２１を回転させるための動力伝達手段である
。スピードコントローラ２５は、回転部３０の回転数を
１１整するためのものであり、レーザー光線の走査速度
を変化させることができる。

基盤３０は、整準台３１と底板３２とからなっており、
整準台３１は、３個の整準ネジ３３．３３．３３により
上下動自在に支持されている。即ち整準台３１は、３ｆ
ｌｌの整準ネジ３３，３３．３３により底板３２上に支
持されており、整準ネジ３３．３３．３３を回動させる
ことにより、整準台３１の傾き角を所望の角度に調整し
、水平状態にすることができる。この整準台３１は１回
転式レーザー投光機本体１０を固定するためのものであ
る。整準ネジ３３．３３．３３には、第１の歯車３４が
形成されている。この第１の歯車３４は。

第２の歯車３５と噛合されており、第２の歯車３５は、
モータ３６と連結され、駆動手段を構成している。従っ
て、モータ３６を回動させると第２の歯車３５が回転し
、第１の歯車３４を介して整準ネジ３３が回動する探に
なっている２本実施例では、３個の整準ネジ３３．３３
．３３に対して、それぞれ第１の歯車３４．第２の歯車
３５、モータ３６が取り付けられており、３個のモータ
３６１．３６２．３６３を制ｒｎ駆動することにより、
整準台３１の傾きを調整することができる。なお駆動手
段は１本実施例の様に全ての整準ネジ３３．３３．３３
に取り付ける構成にしてもよいが、整準ネジ３３．３３
．３３の内、２個の整準ネジ３３．３３に駆動手段を収
り付けてもよい。また、第１の歯車３４と第２の歯車３
５とは、ｗ当°な減速比で噛合させることが望ましい９
またモータ３６は、正転、逆転が容易に行うことのでき
る直流モータが好ましく、低速、高トルクの物が望まし
い。特に、超低速モータを採用すれば、整準ネジ３３と
直結することもできる。なお、基盤３０の中央部には、
上下に光が貫通する貫通穴３７が形成されており、回転
式レーザー投光機本体１０の第１の透過反射面１３を反
射して下方に向かう光線を通過させることができる。そ
して整準台３１の任意の位置には、モータ３６に接続さ
れたコネクタ３８ｂが設けられている。

次に、本実施例の電気系統を第３図に基すいて説明する
と、傾斜センサ１８と、制御手段４と。

第１のモータ駆動手段５１と、第２のモータ駆動手段５
２と、第３のモータ駆動手段５３と、第１のモータ３６
１と、第２のモータ３６２と、第３のモータ３６３とか
らなっている。傾斜センサ１８は、回転式レーザー投光
機本体１０の傾斜角度を検出するためのものである。こ
の傾斜センサは、任意の２個の整準ネジ３３．３３を結
ぶ方向と平行な方向の回転式レーザ投光機本体１０の傾
きを検出するセンサ１８１と、このセンサ１８１の検出
方向と直交する方向の回転式レーザ投光機本俸１０の傾
きを検出するセンサ１８２が内蔵されている。

傾きを検出する傾斜センサとして例えば、第６図に示す
ような気泡管を用いたセンナが利用できる。このセンサ
は、気泡管１１０の上面に２つの電極１１２，１１４、
下面に電［１１１６を配置し、気泡１１０ａが気泡管の
傾きに従って移動し、電極１１２と＄１１１６間及び電
［１１１４と電極１１６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１１０の
傾きθを求めるものである。この傾きθはの関係がある、（Ｐ：定数　Ｒ：気泡の曲率半径）この
検出の方式は特開昭６１−４２６４１４号に詳細に記載
されているが、以下第６図に従って簡単に説明する２電極１１２及び電［１１１６で形成される第１コンデン
サ、及び電［１１４及び電極１１６で形成される第２コ
ンデンサは、スイッチング回路１１８により択一的に積
分部１２０．シュミットトリガ回路１２２と接続され、
これらと共に発振器を構成し、第１のコンデンサの容量
Ｃ１、又は第２のコンデンサの容量Ｃ２に応じた周期Ｔ
五、Ｔ２の信号を形成する。

ここで、シュミットトリガ回路１２２の出力信号の周期
Ｔは。

Ｔ＝Ｋ　　１　・　Ｒ五　・　Ｃ・　　・　　・　　・
　　（２）（ここで、Ｃは積分部に接続されるコンデン
サの容量、Ｒ１は積分部の抵抗の抵抗値、Ｋ］は定数）によって定まる９このシュミ・ソトトリガ回路１２２の出力は、計数部１
２４で計数され演算制御部１２６に送られる。演算制御
部１２６はクロック発振器１２８からのクロックに基づ
き、所定時間での計数部１２４の計数値を求め、その出
力信号の周期Ｔを得る。

そして計数部１２４、スイッチング回路１１８の切替に
より、第１コンデンサの周期Ｔ、からその容量Ｃ１、及
び第２コンデンサの周期Ｔ２からその容ｌｃ２を求める
。

従って（１）式によって傾きθが求まり、は号ライン１
３０を通じ制御手段４に送られる。傾斜センサ１８は、
頷きを検出することのできるセンサであれば何れのセン
サを採用することができる。

制御手段４は、傾斜センサ１８１と傾斜センサ１８２の
出力信号に基すき、整準台３１を基準面に設定するため
に必要な整準ネジ３３．３３．３３の変位量を演算する
ものである。即ち、傾斜センサ１８１．１８２が検出し
た傾き角が１両方とも０度となる様な３個の整準ネジ３
３．３３．３３の移動量をそれぞれ計算するものである
９制脚手段４は、それぞれの整準ネジ３３，３３．３３
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５１．５２．５３に送出する。

第１．２．３のモータ駆動手段５１．５２．５３は、制
御手段４からの制御信号に基ずき、モータ３６１．３６
２，３６３を回動させるための電力を発生させる様にな
っている。モータ３６１．．３６２．３６３は、モータ
駆動手段５１．５２．５３から供給された電力により整
準ネジ３３．３３．３３を回動させ、整準台３１の傾き
を修正する。

そして、傾斜センサ１８１，１８２は、再び整準台３１
の傾き登検出し、フィードバック制御３行うことにより
、回転式レーザー投光機本体１０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。

以上において整準ねじを３つとも駆動する構成として記
載しであるが、原理的には２つの整準ねじが駆動できれ
ば整準作業が行える。

また回転式レーザ投光桟木＃、１０には、第１嵌合部１
７の他に第２嵌合部３９が設けられており、その本体１
０を９０度回転させて第２嵌合部３９を基盤３０に収り
付けることができる。

以上の様に構成された本実施例は、第１ｔｆ’ｊ：台部
１７を基盤３０に収り付けた状態で、水平方向にレーザ
ー光線を走査すると同時に、鉛直下方にレーザー光線登
校光することができる。また本体１０を９０度回転させ
第２嵌合部３９を基盤３０に収りけけることにより、所
定の経線方向にレーザー光線を走査することができる９更に本実施例は、観測者が平盤水準器を視認しながら、
整準ネジ３３．３３．３３を手動で操作する必要がない
ので、常に正確な測量装置本体の鉛直軸の整準が自動的
に行えるという効果がある。

更に熟練を要せず、手動に比較して極めて高速に整準動
ＩＹを行わせることができるので１作業能率が向上する
という効果がある。

回転部２０は、回転式レーザー投光製本体１０と着脱自
在に構成されているので、回転部２０を離脱すれば、第
１の透過反射面１３を反射したレーザー光が上方に投射
され、鉛直機として使用することができる。動力伝達手
段は、本実施例ではベルト２３とプーリ２４が採用され
ているが、回転部２０を回転させるものであれば、何れ
の回転伝達手段を採用することができる。

また実施例では、第１透過反射面１３を透過し。

第２の反射部１４を反射したレーザー光線を鉛直下方に
正確に投射することができる。従って、下げ振りを使用
する場合と比較して風の影響が少なく、オペレータの援
助がなくとも正確に柱体の鉛直決め等を容易に実施する
ことができるという効果がある。更に１本実施例では、
整準台３１に載置する？ｓｔ装置本体を複数種類交換使
用することが可能である。従って、整準台３１には、第
４図に示すオートレベル６や第５図に示す七オドライト
７等を取り１引することができる。整準ネジ３３．３３
．３３を回動させる駆動手段が、整準台３１内に設けら
れているので、各種測量装置本体内に重複して駆動手段
等を配備する必要がなく、コストが安いという卓越した
効果がある。

また上記実施例では、オートレベル６や回転式レーザー
投光機本体１０等を水平になる様に整準したが、コント
ローラ等から所望の傾斜角を入力し、傾斜センサ１８の
検出信号を読み収ることで、任意の角度に回転式レーザ
投光機本体１０等を傾かせることもできる。この場合に
はトンネル工事等に最適である。更に、回転式レーザー
投光機本体１０を適当な托架部に装着し、広範囲に傾斜
角度を設定することもできる。そして９回転部２０の回
転速度をコントローラでコントロールさせる構成にする
こともできる。

以上の様に構成された本実施例は、水準測址や側溝の工
事の位置決め、蛍光灯の配役工事、高層ビルの鉛直点検
等に応用することが可能である。

「効果」以上の様に構成された本発明は、第１透過反射面が、光
源部からの光線を第１対象方向に反射させ、第１反射部
が、第１透過反射面で反射された光線を第２対象方向に
向けさせると共に、第２Ｆｊ。

封部が、第１透過反射面を透過した光線を反射させ、再
び第１透過反射面に向かわせ、第１透過叉対面が、第２
Ｆｉ、封部で反射された光線を、第１Ｆｉ。

封部と反対方向である第１対象方向に向かわせる様に構
成されているので、第１対象方向に光線を投射すると同
時に、第２対象方向にも光線を投射することができる効
果がある９また本発明は、回転部が、第１の反射部を基
準面と直交する軸回りに回転させ１ｗ１脱部が、第１反
射部と回転部とを、第１透過反射面からの光路から離脱
させることができるので、基準面と平行な面に光線を走
査することができると同時に、第１対象方向にも光線を
投射することができるという効果がある。そして、第１
反射部と回転部とを離脱させれば、第１対象方向であっ
て、互いに逆方向となる光線を投射することができると
いう効果がある。特に、基準面を水平面とすれば、水平
方向に光線を走査することができると同時に、鉛直下方
にも光線を投射することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は本実施例の
断面図であり、第２図はレーザー光線の透過反射面にお
ける透過率を説明する図、第３図は本実施例の電気系統
の構成を示す図、第４図は整準台にオートレベルを収り
けけた状態を説明する図、第５図は整準台に七オドライ
トを収りけけた状態を説明する図であり、第６図は傾斜
角測定手段の構成を示す図である。１　・　・１０　・１１　・１２　・１３　・１４　・１７　・１８　・２１　・２２　・回転式レーザー投光機回転式レーザー投光機本体レーザー光源部第１のプリズム第１の透過反射面第２の反射部嵌合部材傾斜センサ第１反射部回転モータ３１　・３２　・３３　・４　・　・５　・　・・整準台・底板・整準ネジ・副脚手段・モータ駆動手段第λ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）細いビーム光を発する光源部と、この光源部から
のビーム光を第１対象方向に向けるための第１透過反射
面と、この第１透過反射面から第１対象方向以外に向か
うビーム光を反射させ再び前記第１透過反射面に向せる
第２反射部とを備え、前記第１透過反射面が前記第２反
射部からのビーム光を第１対象方向と反対に向けるよう
に構成されていることを特徴とする測量装置。
（２）光源部と、この光源部から光を受けとり第１対象
方向に向ける第１透過反射面と、この第１透過反射面か
ら反射した光を第２対象方向に向ける第１反射部と、こ
の第１反射部を第１基準面と直交する軸回りに回転させ
る回転部とからなつており、前記第１反射部と回転部と
を前記第１透過反射面からの光の光路から離脱させその
光を第１対象方向に直進させる離脱部と、前記第１透過
反射面から第１対象方向以外に向かう光を反射させ再び
前記第１透過反射面に向せる第２反射部とを備え、前記
第１透過反射面が前記第２反射部からの光を前記第１対
象方向と反対方向に向けるように構成されていることを
特徴とする測量装置。