JPH08338726A - 測量機の自動傾き補正装置 - Google Patents

測量機の自動傾き補正装置

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JPH08338726A
JPH08338726A JP7171491A JP17149195A JPH08338726A JP H08338726 A JPH08338726 A JP H08338726A JP 7171491 A JP7171491 A JP 7171491A JP 17149195 A JP17149195 A JP 17149195A JP H08338726 A JPH08338726 A JP H08338726A
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JP
Japan
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light
optical member
telescope
silicone oil
laser
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Withdrawn
Application number
JP7171491A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiichi Kitajima
栄一 北島
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH08338726A publication Critical patent/JPH08338726A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 墨出し作業を可能にするとともに、精度の高
い測量機の自動傾き補正装置を提供する。 【構成】 レーザダイオード1A,1Bから出射された
レーザ光を平行光にするコリメートレンズ2A,2B
と、シリコーンオイルCが収納された透明容器4と、レ
ーザダイオード1A,1Bからのレーザ光がシリコーン
オイルCの自由液面を上下両方向へ透過するように光路
を変更させるハーフミラー3A,3Bと、シリコーンオ
イルCの自由液面を上方へ透過するレーザ光の傾きを拡
大するケプラー式望遠鏡5と、シリコーンオイルCの自
由液面を下方へ透過するレーザ光の傾きを拡大するガリ
レオ式望遠鏡6と、ケプラー式望遠鏡5及びガリレオ式
望遠鏡6からの出射光がそれぞれ鉛直方向へ出射される
ように、ケプラー式望遠鏡5及びガリレオ式望遠鏡6に
よる変更角度をそれぞれシリコーンオイルCの屈折率に
応じて設定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は測量機の自動傾き補正
装置に関し、主に墨出し作業に用いるレーザ鉛直機に内
蔵される自動傾き補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のレーザ投光測量機の自動傾き補正
装置としては図4及び図5に示すものが知られている
(特開昭63−222214号公報)。
【0003】図4は従来の自動傾き補正装置を備えたレ
ーザ投光測量機の縦断面図、図5は図4のレーザ投光測
量機が傾いた状態を示す縦断面図である。
【0004】このレーザ投光測量機の測量機本体109
の下部には整準装置108が設けられている。測量機本
体109内の上部にはレーザ光Lを下方へ向けて出射す
ることができるようにレーザダイオード101が設けら
れ、レーザダイオード101の下方には自動傾き補正装
置が設けられている。
【0005】自動傾き補正装置は、レーザダイオード1
01から下方へ出射されたレーザ光Lを平行光にする投
光レンズ102と、投光レンズ102からの平行光が透
過される透明容器103とを備えている。透明容器10
3内は上下2つの部屋に区分され、各部屋にはシリコー
ンオイルC1,C2がそれぞれ封入され、しかも各部屋
の上部にはシリコーンオイルC1,C2の液面と接する
空間108a,108bが形成されている。透明容器1
03の上平面部103a、中平面部103b及び下平面
部103cは互いに平行である。
【0006】図5に示すように、測量機本体109が角
度θ1だけ傾いた場合、透明容器103内のシリコーン
オイルC1,C2は勾配角θ1をもつ楔状になる。レー
ザダイオード101から出射され、投光レンズ102で
平行光になったレーザ光Lは楔状のシリコーンオイルC
1,C2を透過するときに屈折し、偏角θ2のレーザ光
Lとなって測量機本体109の外部へ出射される。
【0007】シリコーンオイルC1,C2の屈折率をそ
れぞれ、n1,n2とすると、補正の条件式θ2=(n
1+n2−2)θ1が与えられ、n1=n2=1.5の
シリコーンオイルC1,C2を使用すれば、レーザ光L
の傾き補正が成り立つことになる。すなわち、レーザ光
Lが自動的に鉛直方向へ指向するように補正され、測量
機本体109の傾斜による測定誤差が補正される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、適度な粘性
を有し、なお且つ屈折率が1.500のシリコーンオイ
ルは存在せず、実際上は屈折率が1.41や1.45の
ものを使わざるを得ないので、前述の補正の条件式によ
り、補正精度が悪くなるという問題があった。
【0009】また、前述のレーザ鉛直機には、鉛直ビー
ムを下方向だけにしか出射できないので、建築の内装作
業等において、床上の基準ポイントを天井に移す墨出し
作業を行うことができないという問題があった。
【0010】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は墨出し作業を可能にするととも
に、精度の高い測量機の自動傾き補正装置を提供するこ
とである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項1記載の発明の測量機の自動傾き補正装置は、
光源から出射された光を平行光にする第1の光学部材
と、自由液面を有する透明な液体が収納された容器と、
前記光源からの光が前記自由液面を上下両方向へ透過す
るように光路を変更させる光路変更手段と、前記自由液
面を上方へ透過する光の傾きを任意の角度に変更する第
2の光学部材と、前記自由液面を下方へ透過する光の傾
きを任意の角度に変更する第3の光学部材と、前記第2
の光学部材及び前記第3の光学部材からの出射光がそれ
ぞれ鉛直方向へ出射されるように、前記第2の光学部材
及び前記第3の光学部材による変更角度をそれぞれ前記
液体の屈折率に応じて設定した。
【0012】請求項2記載の発明の測量機の自動傾き補
正装置は、前記第2の光学部材及び前記第3の光学部材
がそれぞれ1群のレンズで構成される望遠鏡であり、そ
の拡大率を前記液体の屈折率に応じて設定した。
【0013】
【作用】光源から出射された光が容器内の自由液面を上
下両方向へ透過したときの屈折角と、第2の光学部材及
び第3の光学部材による変更角とで、傾き補正機能が働
き、鉛直上方及び鉛直下方へそれぞれ光が出射される。
【0014】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0015】図1はこの発明の第1実施例に係る自動傾
き補正装置を示す全体構成図である。
【0016】第1実施例の自動傾き補正装置は、自由液
面を有するシリコンオイル(透明な液体)Cが封入され
た透明容器(容器)4と、この透明容器4の上下にそれ
ぞれ配設されたハーフミラー(光路変更手段)3A,3
Bと、下ビーム用レーザダイオード(光源)1Aから出
射されたレーザ光Lを平行光にするコリメータレンズ
(第1の光学部材)2Aと、上ビーム用レーザダイオー
ド(光源)1Bから出射されたレーザ光Lを平行光にす
るコリメータレンズ(第1の光学部材)2Bと、透明容
器4からのレーザ光L2Bの傾き角を拡大するための凸レ
ンズ5Aと凸レンズ5Bとを組み合わせてなるケプラー
式望遠鏡(第2の光学手段)5と、透明容器4からのレ
ーザ光L2Aの傾き角を拡大するための凸レンズ6Aと凹
ンズ6Bとを組み合わせてなるガリレオ式望遠鏡(第3
の光学手段)6とで構成されている。
【0017】前記レーザダイオード1A,1Bは、コリ
メータレンズ2A,2Bの焦点距離f1A,f1Bの位置に
それぞれ配置されている。それぞれのレーザ光L1A,L
1Bはハーフミラー3A,3Bによってそれぞれ90°に
曲げられ、レーザ光L1Aは上方から、レーザ光L1Bは下
方からそれぞれ透明容器4に入射する。
【0018】前記透明容器4内には屈折率n=1.41
のシリコーンオイルCが封入され、更に透明容器4内に
はシリコーンオイルCの液面と接する空間Dが形成され
ている。
【0019】シリコーンオイルCを屈折透過したレーザ
光L2A,L2Bは、ハーフミラー3A,3Bを透過し、望
遠鏡5,6にそれぞれ入射する。
【0020】レーザ光L2B用のケプラー式望遠鏡5内の
凸レンズ5Aと凸レンズ5Bとの焦点距離f2B,f3B
倍率によってレーザ光L2Bの傾き角が拡大され、再び、
平行光L3Bとなって鉛直上方へ出射する。
【0021】レーザ光L2A用のガリレオ式望遠鏡6内の
凸レンズ6Aと凹レンズ6Bとの焦点距離f2A,f3A
倍率によってレーザ光L2Aの傾き角が拡大され、再び、
平行光L3Aとなって鉛直下方へ出射する。
【0022】次に、自動傾き補正装置の動作を説明す
る。
【0023】2つのレーザダイオード1A,1Bからの
レーザ光Lはコリメータレンズ2A,2Bでそれぞれ平
行光L1A,L1Bになり、ハーフミラー3A,3Bによっ
てそれぞれ透明容器4に入射する。
【0024】装置全体が角度θ1 だけ傾くと透明容器4
も傾くが、透明容器4内のシリコーンオイルCの液面は
水平を保つので、勾配角度θ1 をもつ楔状になる。
【0025】このシリコーンオイルCを透過したレーザ
光L2A,L2Bは、それぞれ屈折され、角度θ2A,θ2B、 θ2A,θ2B=(n−1)・θ1 (1)式 だけ傾き、望遠鏡5,6にそれぞれに入射する。(nは
シリコーンオイルCの屈折率) θ2Aの傾きをもった下方向のレーザ光L2Aは、凸レンズ
6Aの焦点距離f2Aと凹レンズ6Bの焦点距離f3Aとに
よる倍率によって、角度θ3A、 θ3A=θ2A・f2A/f3A (2)式 に拡大されたレーザ光L3Aになり、鉛直下方へ出射され
る。
【0026】一方、θ2Bの傾きをもった上方向のレーザ
光L2Bは、凸レンズ5Aの焦点距離f2Bと凸レンズ5B
の焦点距離f3Bとによる倍率によって、角度θ3B、 θ3B=θ2B・f2B/f3B (3)式 に拡大されたレーザ光L3Bになり、鉛直上方へ出射され
る。
【0027】つまり、自動傾き補正された角度θ3A,θ
3Bは、(2),(3)式に(1)式を代入し、それぞ
れ、 θ3A=(n−1)・θ1 ・f2A/f3A (4)式 θ3B=(n−1)・θ1 ・f2B/f3B (5)式 となる。
【0028】(4),(5)式より、装置全体の傾き角
度θ1 と補正された角度θ3A,θ3Bは等しくなければな
らないので、θ1 =θ3A=θ3B=θと置くと、 f2A/f3A=f2B/f3B=θ/(n−1)・θ (6)式 の傾き補正の条件式が導き出される。
【0029】シリコーンオイルCは装置に生じる振動の
減衰を考慮し、粘性などの点で適当なものを自由に選ぶ
ことができる。このようにしてシリコーンオイルCの屈
折率nが決まるので、ケプラー式望遠鏡5内の凸レンズ
5Aと凸レンズ5Bとの焦点距離f2B,f3Bと、ガリレ
オ式望遠鏡6内の凸レンズ6Aと凹レンズ6Bとの焦点
距離f2A,f3Aを傾き補正の条件(6)式を満たすよう
に設定すればよい。
【0030】この第1実施例の自動傾き補正装置によれ
ば、1個の透明容器4と簡単な光学系の構成により、上
下両方向へレーザ光を出射させることができ、床上の基
準ポイントを天井に移す墨出し作業が可能になるととも
に、シリコーンオイルCを透過したときのレーザ光の屈
折と各望遠鏡5,6による出射光の傾きの拡大とで、上
下両方向のレーザ光を同時に精度の高い自動傾き補正す
ることができる。
【0031】図2はこの発明の第2実施例に係る自動傾
き補正装置を示す全体構成図である。前述の実施例と共
通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0032】第2実施例の自動傾き補正装置は、自由液
面を有するシリコンオイル(透明な液体)Cが封入され
た透明容器(容器)4と、この透明容器4の上下にそれ
ぞれ設されたハーフミラー(光路変更手段)3A,3B
と、下ビーム用の直角プリズム(光路変更手段)3C
と、レーザダイオード(光源)1から出射されたレーザ
光Lを平行光にするコリメータレンズ(第1の光学部
材)2と、透明容器4からのレーザ光L2Bの傾き角を拡
大するための凸レンズ5Aと凸レンズ4Bとを組み合わ
せてなるケプラー式望遠鏡(第2の光学手段)5と、透
明容器4からのレーザ光L2Aの傾き角を拡大するための
凸レンズ6Aと凹ンズ6Bとを組み合わせてなるガリレ
オ式望遠鏡(第3の光学手段)6で構成されている。
【0033】前記レーザダイオード1はコリメータレン
ズ2の焦点距離f1 の位置に配置されている。
【0034】レーザ光L1Aはハーフミラー3Bによって
上ビーム用として90°に曲げられ、レーザ光L1Aの一
部はハーフミラー3Bを透過し、直角プリズム3Cによ
ってハーフミラー3Aに入射し、下ビーム用として90
°に曲げられた後、それぞれ透明容器4に入射する。
【0035】前記透明容器4内には屈折率n=1.39
のシリコーンオイルCが封入され、更に透明容器4内に
はシリコーンオイルCの液面と接する空間Dが形成され
ている。
【0036】レーザ光L2B用のケプラー式望遠鏡5内の
凸レンズ5Aと凸レンズ5Bとの焦点距離f2B=25.
64mm、f3B=10mmの倍率=2.564倍によっ
てレーザ光L2Bの傾き角が拡大され、再び、平行光L3B
となって鉛直上方へ出射する。
【0037】レーザ光L2A用のガリレオ式望遠鏡6内の
凸レンズ6Aと凹レンズ6Bとの焦点距離f2A=20.
51mm、f3A=8mmの倍率=2.564倍によって
レーザ光L2Aの傾き角が拡大され、再び、平行光L3A
なって鉛直下方へ出射する。
【0038】この第2実施例の自動傾き補正装置の動作
原理は第1実施例とほぼ同様であり、説明を省略する。
【0039】この第2実施例の自動傾き補正装置によれ
ば、直角プリズム3Cを使用することにより、1個のレ
ーザダイオード1だけで第1実施例と同様に上下方向に
レーザ光を投射させることができ、第1実施例と同様の
効果を得ることができ、小型化を図るとともに、消費電
力を抑制することもできる。
【0040】図3はこの発明の第3実施例に係る自動傾
き補正装置を示す全体構成図である。前述の実施例と共
通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0041】第3実施例の自動傾き補正装置は、自由液
面を有するシリコーンオイル(透明な液体)Cが封入さ
れた透明容器(容器)4と、この透明容器4の上下にそ
れぞれ配設されたコリメートレンズ5A,6A(第1の
光学部材)と、ハーフミラー(光路変更手段)3A,3
Bと、レーザダイオード(光源)1A,1Bと、透明容
器4からのレーザ光L2Bの傾き角を拡大するための凸レ
ンズ5Aと凸レンズ5Bを組み合わせてなるケプラー式
望遠鏡(第2の光学手段)5と、透明容器4からのレー
ザ光L2Aの傾き角を拡大するための凸レンズ6Aと凹ン
ズ6Bとを組み合わせてなるガリレオ式望遠鏡(第3の
光学手段)6とで構成されている。
【0042】前記レーザダイオード1A,1Bはコリメ
ータレンズ5A,6A(各望遠鏡の凸レンズと共用)の
焦点距離f2A,f2Bの位置に、ハーフミラー3A,3B
を介してそれぞれ配置され、レーザ光L1A,L1Bはそれ
ぞれ透明容器4に入射する。
【0043】前記透明容器4内には屈折率n=1.42
のシリコーンオイルCが封入され、更に透明容器4内に
はシリコーンオイルCの液面と接する空間Dが形成され
ている。
【0044】レーザ光L2B用のケプラー式望遠鏡5内の
凸レンズ5Aと凸レンズ5Bとの焦点距離f2B=23.
81mm、f3B=10mmの倍率=2.381倍によっ
てレーザ光L2Bの傾き角が拡大され、再び、平行光L3B
となって上方へ出射する。
【0045】レーザ光L2A用のガリレオ式望遠鏡6内の
凸レンズ6Aと凹レンズ6Bとの焦点距離f2A=28.
57mm,f3A=12mmの倍率=2.381倍によっ
てレーザ光L2Aの傾き角が拡大され、再び、平行光L3A
となって下方へ出射する。
【0046】この第3実施例の自動傾き補正装置の動作
原理は第1実施例とほぼ同様であり、説明を省略する。
【0047】この第3実施例の自動傾き補正装置によれ
ば、第1実施例と同様の効果を得ることができるととも
に、コリメートレンズと各望遠鏡5,6の入力側凸レン
ズ5A,6Aと共用させたので、第1実施例と較べコン
パクト化とコストダウンとを図ることができる。
【0048】なお、前述の実施例では、正倍率の各望遠
鏡を用いたが、透明液体の屈折率や透明容器4の数に応
じて、等倍率や負倍率(縮小)の光学系を用いることが
できる。
【0049】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の自動傾き
補正装置によれば、鉛直上下方向へ光を出射させること
ができ、墨出し作業が可能になるとともに、精度の高い
自動傾き補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1実施例に係る自動傾き補
正装置を示す全体構成図である。
【図2】図2はこの発明の第2実施例に係る自動傾き補
正装置を示す全体構成図である。
【図3】図3はこの発明の第3実施例に係る自動傾き補
正装置を示す全体構成図である。
【図4】図4は従来の自動傾き補正装置を備えたレーザ
投光測量機の縦断面図である。
【図5】図5は図4のレーザ投光測量機が傾いた状態を
示す縦断面図である。
【符号の説明】 1A,1B レーザダイオード 2A,2B コリメートレンズ 3A,3B ハーフミラー 4 透明容器 5 ケプラー式望遠鏡 6 ガリレオ式望遠鏡 C シリコーンオイル D 空間 L レーザ光

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から出射された光を平行光にする第
    1の光学部材と、 自由液面を有する透明な液体が収納された容器と、 前記光源からの光が前記自由液面を上下両方向へ透過す
    るように光路を変更させる光路変更手段と、 前記自由液面を上方へ透過する光の傾きを任意の角度に
    変更する第2の光学部材と、 前記自由液面を下方へ透過する光の傾きを任意の角度に
    変更する第3の光学部材と、 前記第2の光学部材及び前記第3の光学部材からの出射
    光がそれぞれ鉛直方向へ出射されるように、前記第2の
    光学部材及び前記第3の光学部材による変更角度をそれ
    ぞれ前記液体の屈折率に応じて設定したことを特徴とす
    る測量機の自動傾き補正装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の光学部材及び前記第3の光学
    部材がそれぞれ1群のレンズで構成される望遠鏡であ
    り、その拡大率を前記液体の屈折率に応じて設定したこ
    とを特徴とする請求項1記載の測量機の自動傾き補正装
    置。
JP7171491A 1995-06-14 1995-06-14 測量機の自動傾き補正装置 Withdrawn JPH08338726A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020903