JPH047809B2 - - Google Patents

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JPH047809B2
JPH047809B2 JP59059356A JP5935684A JPH047809B2 JP H047809 B2 JPH047809 B2 JP H047809B2 JP 59059356 A JP59059356 A JP 59059356A JP 5935684 A JP5935684 A JP 5935684A JP H047809 B2 JPH047809 B2 JP H047809B2
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JP
Japan
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laser
light
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projection lens
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JP59059356A
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English (en)
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JPS60203807A (ja
Inventor
Satoshi Hirano
Takuji Sato
Hiroshi Nishikatsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
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Publication date
Application filed by Topcon Corp filed Critical Topcon Corp
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Priority to EP85400559A priority patent/EP0162734B1/en
Priority to DE8585400559T priority patent/DE3584470D1/de
Priority to DE198585400559T priority patent/DE162734T1/de
Priority to US06/715,571 priority patent/US4781457A/en
Publication of JPS60203807A publication Critical patent/JPS60203807A/ja
Publication of JPH047809B2 publication Critical patent/JPH047809B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本件発明は、測量対象に向けて出射されるレー
ザー光を水平面内で走査させあるいは鉛直方向に
指向させながら測量を行なうレーザー測量機械の
改良に関するものである。
従来より、水平面内で走査されるレーザー光を
測量対象に向けて出射し、その測量対象上におけ
るレーザー光の到達位置の高さを測量者の肉眼で
あるいは光電的に検出して水準測量を行なつたり
あるいは鉛直方向にレーザー光を指光させて地上
の基準点を鉛直方向に移行設定するのに使用する
レーザー測量機械が知られている。この場合、レ
ーザー光は常に真の水平面内で走査されあるいは
鉛直方向に指向される必要があるから機械本体の
設置をするときは特に念入りな調整を行なう必要
がある。
このため、機械本体が傾斜したような場合でも
レーザー光の出射方向を一定方向に指向させるよ
うにする調整装置を組込んだレーザー測量機械が
提案された。
この種のレーザー測量機械の一つとしてレーザ
ー光の出射面を下端にしたレーザー発光管を機械
本体に懸吊することにより、レーザー光の出射方
向を鉛直方向に指向させ下方に設けた回転反射部
材で水平面を走査しあるいはレーザー光を直接鉛
直方向に指向させ得るように構成したものが知ら
れている。
しかしながら、このような構成によるとレーザ
ー発光管を作動させるための電源供給用電線がレ
ーザー発光管の効果的懸吊に支障を与えることと
なりしかも高精度の調整が期待できなかつた。
また、他の従来例としてはレーザー光を半導体
レーザーから出射させ、この半導体レーザーの下
方に、出射されたレーザー光を平行光束にするた
めの投影レンズを懸吊し、この投影レンズからの
レーザー光を直接鉛直方向に指向させあるいは回
転ペンタリズムにより水平面内で走査し得るよう
に構成したものが知られている。
しかしながら、このような構成によるとレーザ
ー光の出射方向は下方であるから回転ペンタプリ
ズムにより走査した場合水平に指向されるレーザ
ー光が機械本体の枠体に遮ぎられてしまうため、
特定方向の測量精度の低下あるいは測量不能とな
る恐れがあつた。
本件発明は、このような従来の問題点を解消す
るためになされたものであり、機械本体の状態如
何に拘らず測量対象に向けて出射されるレーザー
光を常時真の水平面内で走査しあるいは真の鉛直
方向に指向させ得るように調整可能としたレーザ
ー測量機械を提供することを目的とする。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。第
1図および第2図はこの発明の原理を説明するも
のであり、機械本体1に4本のリボン2で懸吊さ
れた取付台3にポロプリズム4を固定し、このポ
ロプリズム4の下方に光源5を配置する一方、ポ
ロプリズム4の上方に焦点距離がf0であつて光源
5からの光を平行光束にするための投影レンズ6
を配置するようにしている。ここで、リボン2の
長さlは焦点距離f0の2分の1に設定してあるも
のとする。
こうすると、機械本体1が鉛直軸Eに対して角
度θ0だけ傾斜した場合ポロプリズム4は投影レン
ズ6の光軸Lから距離H1、すなわち lθ0=f0θ0/2だけ移動する。なお、θ0は微小角
であつて、θ0≒tanθ0が成立するものとする。一
方、光源5は投影レンズ6の光軸L上にあるため
ポロプリズム4に入射した光束は内部で4回反射
をした後光軸Lから距離H2、すなわち2lθ0=f0θ0
だけ離れた方向に指向する。したがつて、投影レ
ンズ6に入射する光束は機械本体1が傾斜する前
に比べてf0θ0だけ平行移動することとなる。この
ため、対物レンズ6を通過した光束Pは光軸Lと
平行な軸線L′に対して角度θ1をなす方向に指向
し、この指向方向は対物レンズ6の焦点位置F上
にある。つまり、f0θ1=f0θ0の関係が常時成立し
機械本体1がθ0だけ傾斜した場合でも対物レンズ
6を通過する光束は鉛直軸Eと常に平行になる。
このような現象は機械本体1が紙面に垂直な方向
に傾斜した場合でも同様に成立するものである。
なお、ポロプリズム4の具体例は第3図に示す
とおりであり、第1の光源5′から発した光は集
光レンズ7により上部方向に指向され第1ないし
第4の反射面R1,R2,R3,R4にて反射され、上
方へ出射するようになつている。この出射方向S
は第4の反射面R4の下方に設けられた第2の光
源5″からの光(集光レンズ7′により上部方向へ
指向される)の光軸方向と一致する。つまり、同
一の出射方向Sに二つの異なる光束が重畳し得る
ようになる。第1の光源5′を赤外光を出射する
半導体レーザーとし、第2の光源5″を可視光光
源とすると、反射面R3を赤外反射可視光透過の
波長選択特性をもつ反射面に形成すれば光量損失
を生ぜずに赤外光と可視光の2つの光束を投影す
ることができる。
第4図は他の正立正像用ポロプリズム4′の例
を示したものであり、光源5Aからの光束は第1
ないし第4の反射面r1,r2,r3,r4にてそれぞれ
反射されるようになつており、入射光軸と出射光
軸が一致するように構成されている。
第5図は上述の原理に基づいて構成されたレー
ザー測量機械を示すものである。機械本体11は
調整可能な基台12に据え付けられており、この
機械本体11の底部略中央にはホルダー13が固
定されていてこのホルダー13の下部にはレーザ
ー光発光部としての半導体レーザー14が配置さ
れていると共にその上方には投影レンズ15が配
置されている。なお、第3図において説明した可
視光光源については図面上省略する。また、投影
レンズ15の上方には正立正像反射部材を構成す
る正立正像のポロプリズム16が懸吊台17に固
定されており、この懸吊台17は、機械本体11
を構成する保持フレーム18の天板にリボン19
からなる懸吊線材により懸吊されている。リボン
19は、投影レンズ15の焦点距離f〓の略二分の
一の長さを有していると共に、保持フレーム18
に対象位置に配置された四本のプラスチツク紐に
より形成されている。
このため、正立正像のポロプリズム16をリボ
ン19で懸吊したものであるからその構成を簡素
化することができ、測量機械の小型軽量化を図る
ことができる。
加えて、正立正像のポロプリズム16は、正立
正像のポロプリズム16が前後左右にある程度傾
いても反射光の出射方向が変わらないので、その
取付け精度は要求されず、その取り付け作業は簡
単なものとなる。
さらに、保持フレーム18の天板の下方にはも
う一つの保持フレーム20が取り付けられてお
り、この保持フレーム20には調整用平行平面ガ
ラス21が取り付けられている。
保持フレーム18の天板にはレンズホルダー2
2が取り付けられており、このレンズホルダー2
2には2群のレンズ231,232からなる投影レ
ンズ23が固定されている。この2群のレンズ2
1,232は1体で移動調整でき、かつレンズ2
1,232のレンズ間隔を可変調整でき得るよう
に構成されている。
こうして、半導体レーザー14を出射したレー
ザー光は集光レンズ15、ポロプリズム16、平
行平面ガラス21および投影レンズ23を通過し
て上方へ出射するようになつている。
このとき、ポロプリズム16は、レーザー光を
上方へ反射させると共にこの反射光の光軸を常時
鉛直方向に正立正像で指向させる。また、投影レ
ンズ23は、ポロプリズム16で上方へ反射され
たレーザー光を、略平行光束にして投影する。
一方、機械本体1の上部には軸受24が設けら
れており、この軸受24にはプーリ25を取り付
けた回転軸26が装着されるようになつている。
そして、プーリ25にはモータ28に軸着された
プーリ29に巻回されるベルト30が巻回される
ようになつており、これにより回転軸26が回転
駆動されることとなる。また、回転軸26の上端
部には回転反射部材を構成するペンタプリズム3
1を取り付けたプリズムハウス32が設けられて
おり、ペンタプリズム31の入射光側には入射窓
32Aが配設されていると共に出射光側には調整
用プリズム33が配設されている。なお、プリズ
ムハウス32は簡単な取付手段例えば締結ビスな
どにより機械本体1に容易に着脱可能となつてい
る。すなわち、プリズムハウス32を取り外した
時には鉛直上方にレーザー光を投影する装置とし
て機能する。ペンタプリズム31により反射され
た出射光は測量対象である測量地点に向けて出射
されるようになつており、回転軸26の回転によ
り測量対象上を走査することとなる。
機械本体1の側部には電源としての電池34を
収納する電池ボツクス35が設けられており、ス
イツチ36の投入により電気系統が作動するよう
になつている。
前述したように、第5図に示すレーザー測量機
械は第1図および第2図に示す原理に基づいて構
成されているので、機械本体1が傾斜して半導体
レーザー14からのレーザー光の出射方向にずれ
が生じたとしてもリボン19の長さが投影レンズ
23の焦点距離の2分の1の長さに設定されてい
るからポロプリズム16から出射されるレーザー
光の光軸は鉛直方向に指向される。したがつて、
ペンタプリズム31から測量対象に向けて出射さ
れる光束は常に水平面内で走査される。
なお、半導体レーザー14から出射されるレー
ザー光は不可視光である赤外光を用いるのが一般
的であり、測量地点に立設されるスタツフには、
赤外レーザー光を光電的に検出する検出器を上下
動可能に取り付けることにより水平測量を行なう
ようにしている。このため、検出器に入射するレ
ーザー光の位置は測量前の段階では容易に判断し
難い場合が多いことから、その概略位置を検知し
易くするための可視光源を用いている。つまり、
第3図に示す第1の光源5′を半導体レーザーと
し第2の光源5″を可視光出射用ランプとして用
いれば良い。
また、2群のレンズで構成されている投影レン
ズ23は、入射レーザー光を平行光束にするため
2群一体で移動することも可能であると共に、両
レンズ群の間隔を変えることにより焦点距離を調
整することも可能である。さらに、平行平面ガラ
ス21は傾き自在となつており、入射するレーザ
ー光の出射方向の調整を行ない得るようになつて
いる。正立正像反射部材であるポロプリズム16
は正立正像プリズムであれば良く、第3図に示す
ような複数の直角プリズムを組合わせたものある
いは第4図に示すようなダハプリズムと台形プリ
ズムとを組合わせたものでも良い。
以上説明したように、この発明によればレーザ
ー光発光部からのレーザー光を正立正像反射部材
の下方から入射させると共にこの正立正像反射部
材からの出射光を常に鉛直方向に指向させ得るよ
うにし、正立正像反射部材を通過した光束を回転
反射部材により水平方向に光路変換して走査し得
るようにしたので、機械本体の傾斜如何に拘らず
常時水平面内での走査あるいは鉛直方向への指向
が行なえ、しかも水平面内の走査を行なうために
用いる場合には機械本体の枠体などに遮ぎられる
ことなくいずれの方向においても常時一定の光が
得られるので測量精度も一定かつ高度に保ち得る
ようになる。
更に、正立正像反射部材の取付け精度は要求さ
れず、その取り付け作業は簡単なものとなる。し
かも、正立正像反射部材を懸吊線材で懸吊したも
のであるからその構成を簡素化することができ、
測量機械の小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はこの発明の原理を説明す
る光学系の概略構成図であつて第1図は機械本体
が傾斜していない場合、第2図は機械本体が傾斜
した場合をそれぞれ示し、第3図はポロプリズム
を説明する斜視図、第4図は他のポロプリズムを
説明する斜視図、第5図はこの発明に係るレーザ
ー測量機械の一実施例を説明する縦断面図であ
る。 11……機械本体、14……半導体レーザー
(レーザー光発光部)、{16……ポロプリズム、
17……懸吊台、19……リボン}正立正像反射
部材、23……投影レンズ、31……ペンタプリ
ズム(回転反射部材)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レーザー光発光部と、このレーザー光発光部
    から出射したレーザー光を上方へ反射させると共
    にこの反射光の光軸を常時鉛直方向に正立正像で
    指向させる正立正像反射部材と、この正立正像反
    射部材を懸吊する懸吊線材と、前記正立正像反射
    部材で上方へ反射されたレーザー光を略平行光束
    にして投影するための投影レンズ系とを有するこ
    とを特徴とするレーザー測量機械。 2 前記正立正像反射部材は、ポロプリズムであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    レーザー測量機械。 3 前記懸吊線材は、投影レンズ系の焦点距離の
    略2分の1の長さに設定されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のレーザー測量機
    械。 4 前記正立正像反射部材は、4本の懸吊線材に
    よつて懸吊されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のレーザー測量機械。
JP5935684A 1984-03-24 1984-03-29 レ−ザ−測量機械 Granted JPS60203807A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5935684A JPS60203807A (ja) 1984-03-29 1984-03-29 レ−ザ−測量機械
EP85400559A EP0162734B1 (en) 1984-03-24 1985-03-22 Laser surveying equipment
DE8585400559T DE3584470D1 (de) 1984-03-24 1985-03-22 Geodaetisches instrument mit laser.
DE198585400559T DE162734T1 (de) 1984-03-24 1985-03-22 Geodaetisches instrument mit laser.
US06/715,571 US4781457A (en) 1984-03-24 1985-03-25 Laser surveying equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5935684A JPS60203807A (ja) 1984-03-29 1984-03-29 レ−ザ−測量機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60203807A JPS60203807A (ja) 1985-10-15
JPH047809B2 true JPH047809B2 (ja) 1992-02-13

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ID=13110903

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JP5935684A Granted JPS60203807A (ja) 1984-03-24 1984-03-29 レ−ザ−測量機械

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06103178B2 (ja) * 1988-05-02 1994-12-14 株式会社ソキア レーザを有するセオドライト
JPH0587571A (ja) * 1991-09-27 1993-04-06 Nippon Supiide Shiyoa Kk 揺動式レーザ
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Publication number Publication date
JPS60203807A (ja) 1985-10-15

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