JPH10206157A - レーザ測量機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な作業で傾斜基準面、傾斜基準線の設定を
行えるレーザ測量機を実現する。 【解決手段】回転照射装置本体１と対象反射体８０とを
有し、該対象反射体がそれぞれ二ヶ所以上に分割された
反射部８４，８５を有し、該反射部の内少なくとも１つ
は反射面の形状が漸次変化する様形成され、前記回転照
射装置本体が偏光照射光束を発する発光部３と、偏光照
射光束を対象反射体に向けて回転照射し照射方向を検出
する回動部２と、偏光照射光束の回転照射面を傾斜させ
る傾斜設定部と、前記回動部を介し回転照射装置本体に
入射した前記対象反射体からの偏光反射光束を検出する
検出手段と、検出手段の出力から対象反射体を識別する
反射光検出回路７６とを有し、前記傾斜設定部が前記反
射光検出回路の検出状態を基に前記傾斜設定部を作動さ
せて前記対象反射体を追尾し、前記偏光照射光束の回転
面を傾斜させるレーザ測量機であり、傾斜基準面、傾斜
基準線の設定が容易に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光により測
定基準平面、特に水平基準面の他に水平基準面に対して
所定の角度に傾斜した任意傾斜設定面を形成可能なレー
ザ測量機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】広範囲に亘り水平な基準レベルを得る
為、光学式レベルに代わり、レーザ測量機が使用されて
いる。

【０００３】レーザ測量機は、レーザ光線を水平方向に
回転照射することにより水平基準面が、又壁等に照射す
ることで水平な基準線が簡便に得られるものであり、近
年基準レベルを得る為の手段として普及している。

【０００４】照射するレーザ光線には可視光、不可視光
のいずれもが使用され、可視光は太陽光の下では視認性
が劣る為、屋内での使用が多く、建築中、或は改築時に
窓枠、天井の組立ての位置出しに使用される。不可視光
を用いる場合は受光側に光電変換受光器が用いられ、屋
外、屋内を問わずレーザ測量機の使用が可能であり、屋
外の工事としては建屋の基礎工事、整地作業等の基準面
の形成に使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近の建屋には傾斜し
た天井を有するものも多く、天井面に合わせて室内灯を
取付ける為の墨出し作業、或は階段に沿って手摺を設置
する工事等では傾斜した基準面、基準線が必要である。

【０００６】ところが前記した従来のレーザ測量機では
水平基準面、水平基準線を形成することが主体となって
おり、傾斜基準面、傾斜基準線については容易には形成
できない構成となっており、この為屋外での工事、屋内
での室内装飾工事に於いて傾斜部分を有する建屋には有
効でないという問題がある。又、前記した天井面に合わ
せて室内灯を取付ける工事、或は階段に沿って手摺を設
置する工事は余り精度が高くなく、簡易的に傾斜設定が
行える傾斜基準面、傾斜基準線が得られるレーザ測量機
が望まれている。

【０００７】本発明は斯かる実情に鑑み、簡便に傾斜基
準面、傾斜基準線を形成することができるレーザ測量機
を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転照射装置
本体と対象反射体とを有し、該対象反射体がそれぞれ二
ヶ所以上に分割された反射部を有し、該反射部の内少な
くとも１つは反射面の形状が漸次変化する様形成され、
前記回転照射装置本体が偏光照射光束を発する発光部
と、偏光照射光束を対象反射体に向けて回転照射し照射
方向を検出する回動部と、偏光照射光束の回転照射面を
傾斜させる傾斜設定部と、前記回動部を介し回転照射装
置本体に入射した前記対象反射体からの偏光反射光束を
検出する検出手段と、検出手段の出力から対象反射体を
識別する反射光検出回路とを有し、前記傾斜設定部が前
記反射光検出回路の検出状態を基に前記傾斜設定部を作
動させて前記対象反射体を追尾し、前記偏光照射光束の
回転面を傾斜させるレーザ測量機に係るものであり、又
回転照射装置本体と対象反射体とを有し、該対象反射体
がそれぞれ二ヶ所以上に分割された反射部を有し、該反
射部の内少なくとも１つは偏光変換反射部であり、又反
射部の内少なくとも１つは反射面の形状が漸次変化する
様形成され、前記回転照射装置本体が偏光照射光束を発
する発光部と、偏光照射光束を対象反射体に向けて回転
照射し照射方向を検出する回動部と、偏光照射光束の回
転照射面を傾斜させる傾斜設定部と、前記回動部を介し
回転照射装置本体に入射した前記対象反射体からの偏光
反射光束の内回転照射装置から出射した偏光照射光束と
異なる偏光方向を検出する第一検出手段と、回転照射装
置から照射した偏光照射光束と同じ偏光方向を検出する
第二検出手段と、前記第一検出手段の出力と第二検出手
段の出力の比較から対象反射体への偏光照射光束の照射
状態を識別する反射光検出回路とを有し、前記傾斜設定
部が前記反射光検出回路の検出状態を基に前記傾斜設定
部を作動させて前記対象反射体を追尾し、前記偏光照射
光束の回転面を傾斜させるレーザ測量機に係るものであ
り、又前記回動部から照射される偏光照射光束が円偏光
であるレーザ測量機に係るものであり、又傾斜設定部の
傾斜方向を選択し、選択された傾斜方向を中心に偏光照
射光束を所定角度で往復走査し、前記傾斜設定部が前記
反射光検出回路の検出状態を基に前記対象反射体を追尾
し、前記偏光照射光束の回転面を傾斜させるレーザ測量
機に係るものであり、又対象反射体の反射部が全て偏光
照射光束の偏光方向を保存した偏光反射光束として反射
する偏光保存反射部であるレーザ測量機に係るものであ
り、又対象反射体の反射部が全て偏光照射光束の偏光方
向を変換した偏光反射光束として反射する偏光変換反射
部であるレーザ測量機に係るものであり、更に又対象反
射体の反射部の内少なくとも一つが偏光照射光束の偏光
方向を変換した偏光反射光束として反射する偏光変換反
射部であり、少なくとも一つが偏光照射光束の偏光方向
を保存した偏光反射光束として反射する偏光保存反射部
であるレーザ測量機に係るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００１０】図１〜図３は回転照射装置本体１の機構部
を示しており、以下機構部について説明する。

【００１１】ケーシング５の中央には切頭円錐形の凹部
６が形成され、該凹部６の中央に支持座７が形成してあ
る。該支持座７は、円形の貫通孔８の内周の３等分した
位置に３次曲面で滑らかに中心に向かって隆起させた突
起９を形成したものである。

【００１２】前記貫通孔８にレーザ光を発するレーザ投
光器１０を落込み、該レーザ投光器１０の頭部１１を前
記支持座７に係合支持させる。該頭部１１は下部が球面
形状をしており、この球面部１１ａが前記３つの突起９
に当接する。而して、前記レーザ投光器１０は垂線に対
して如何なる方向にも自在に傾動可能に支持される。

【００１３】前記頭部１１にモータ座１４を設け、該モ
ータ座１４には走査モータ１５を設け、該走査モータ１
５の出力軸には駆動ギア１６を嵌着する。該駆動ギア１
６は後述する走査ギア１７に噛合させる。前記レーザ投
光器１０の頭部１１には該レーザ投光器１０の軸心に合
致させ軸受１２を介して、ミラー保持体１３を回転自在
に設ける。該ミラー保持体１３には前記走査ギア１７を
嵌着し、該走査ギア１７を前記した様に駆動ギア１６に
噛合させ、前記走査モータ１５によってミラー保持体１
３が垂直軸心を中心に回転される様にする。又、該ミラ
ー保持体１３にはペンタプリズム１８を設け、前記レー
ザ投光器１０から発せられるレーザ光を投光窓１９を通
して水平方向に射出する様になっている。前記走査モー
タ１５、駆動ギア１６、ミラー保持体１３、ペンタプリ
ズム１８等は後述する様に回動部２を構成する。

【００１４】前記レーザ投光器１０の下部に水平を検知
する第一レベルセンサ２０、第二レベルセンサ２１を設
け、前記レーザ投光器１０の下端には傾斜検知体２３を
固着し、該傾斜検知体２３は逆カップ状で周辺に反射鏡
フランジ２２を形成してある。

【００１５】又、前記ケーシング５の底部、前記傾斜検
知体２３と対峙した位置に、又前記ケーシング５とレー
ザ投光器１０とが垂直状態の時の該レーザ投光器１０の
軸心を中心に同一円周上に所要数（本実施の形態では４
つ）の発光素子と受光素子の組から成る光センサ２４
ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを設ける。

【００１６】前記レーザ投光器１０の頭部１１から水平
方向に第一傾動アーム２５、第二傾動アーム２６を直交
させて延出し、それぞれ前記凹部６の円錐面を貫通させ
て、前記ケーシング５の内部に位置させ、両第一傾動ア
ーム２５、第二傾動アーム２６の先端に係合ピン２７、
係合ピン２８を突設する。該係合ピン２７、係合ピン２
８は円柱形状であり、その円柱のそれぞれの軸心は相互
に直交し、前記球面１１ａの球心を通る平面内に含まれ
る様位置関係を決定する。又、係合ピン２７、係合ピン
２８のいずれか一方、例えば係合ピン２７については水
平方向の移動を規制し、上下方向にのみ移動可能とす
る。特に図示しないが、係合ピン２７を上下方向に延び
るガイド溝に摺動自在に係合させ、或は上下方向に延び
る壁面に係合ピン２７をスプリング等の付勢手段を介し
て摺動自在に押圧する等の手段が考えられる。

【００１７】前記ケーシング５の内壁に棚板２９、棚板
３０を設け、該棚板２９に第一レベル調整モータ３１、
前記棚板３０に第二レベル調整モータ３２を設け、前記
第一レベル調整モータ３１の回転軸に第一駆動ギア３
３、前記第二レベル調整モータ３２に第二駆動ギア３４
を嵌着する。前記係合ピン２７に直交し、ケーシング５
の天井部と前記棚板２９とに掛渡る第一スクリューシャ
フト３５を回転自在に設け、該第一スクリューシャフト
３５に第一被動ギア３６を嵌着し、該第一被動ギア３６
は前記第一駆動ギア３３に噛合させる。前記第一スクリ
ューシャフト３５に第一スライドナット３７を螺合し、
該第一スライドナット３７にピン３８を突設し、該ピン
３８と前記係合ピン２７とを摺動可能に当接させる。

【００１８】同様に、前記係合ピン２８に直交し、ケー
シング５の天井部と前記棚板３０とに掛渡る第二スクリ
ューシャフト３９を回転自在に設け、該第二スクリュー
シャフト３９に第二被動ギア４０を嵌着し、該第二被動
ギア４０は前記第二駆動ギア３４に噛合させる。前記第
二スクリューシャフト３９に第二スライドナット４１を
螺合し、該第二スライドナット４１にピン４２を突設
し、該ピン４２と前記係合ピン２８とを摺動可能に当接
させる。

【００１９】前記ケーシング５の天井部、前記第一スク
リューシャフト３５と前記第二スクリューシャフト３９
との間にスプリング受け４３を設け、該スプリング受け
４３と前記レーザ投光器１０との間にスプリング４４を
張設し、該レーザ投光器１０を図１中前記支持座７を中
心に時計方向に付勢する。

【００２０】図中、４５はレーザ測量機を駆動する為の
電池を収納する電池ボックスである。又、上記した回転
照射装置本体１はレベル出しの為のネジ４６を介して図
示しない３脚に設けられる。又、４７は前記ミラー保持
体１３の周囲を囲繞するガラス窓である。

【００２１】次に、図４は本実施の形態の傾動制御装置
を示す。

【００２２】前記第一レベルセンサ２０、第二レベルセ
ンサ２１の検出結果は、それぞれ第一角度検出回路５
１、第二角度検出回路５２に入力され、又該第一角度検
出回路５１、第二角度検出回路５２には基準角度５０
（通常は基準面が水平で基準角度は０°）が設定入力さ
れており、両第一角度検出回路５１、第二角度検出回路
５２で前記基準角度５０を基に角度偏差を演算し、演算
された角度偏差はそれぞれ第一モータ制御器５３、第二
モータ制御器５４に入力され或は演算制御器５５に入力
され、該演算制御器５５は回転方向指令信号、速度制御
信号、速度加減速信号等の制御信号を第一モータ制御器
５３、第二モータ制御器５４に入力する。該第一モータ
制御器５３、第二モータ制御器５４は前記第一レベル調
整モータ３１、第二レベル調整モータ３２をそれぞれ駆
動し、前記演算制御器５５は前記第一角度検出回路５
１、第二角度検出回路５２からの角度信号の偏差が０と
なる様に前記第一モータ制御器５３、第二モータ制御器
５４を介して前記第一レベル調整モータ３１、第二レベ
ル調整モータ３２を制御する。

【００２３】以下に於いて上記レーザ測量機の整準作動
を説明する。

【００２４】前記回転照射装置本体１が設置され、無調
整の状態では前記レーザ投光器１０の軸心は一般に鉛直
線と合致してなく、前記第一レベルセンサ２０、第二レ
ベルセンサ２１は水平ではない。前記した基準角度５０
が０°とすると前記第一角度検出回路５１、第二角度検
出回路５２からは角度偏差信号が出力される。角度偏差
信号が出力されると前記各第一モータ制御器５３、第二
モータ制御器５４は、それぞれの角度偏差信号が０とな
る様に前記第一モータ制御器５３、第二モータ制御器５
４を介して前記第一レベル調整モータ３１、第二レベル
調整モータ３２を所要の方向に駆動する。

【００２５】この両レベル調整モータ３１，３２に関連
する作動を一方、例えば第一レベル調整モータ３１につ
いて説明する。

【００２６】該第一レベル調整モータ３１が駆動される
と、該第一レベル調整モータ３１の回転は、前記第一駆
動ギア３３、第一被動ギア３６を介して前記第一スクリ
ューシャフト３５に伝達され、該第一スクリューシャフ
ト３５の回転で第一スライドナット３７が昇降する。該
第一スライドナット３７の昇降動は、前記ピン３８、前
記係合ピン２７を介して前記第一傾動アーム２５に伝達
され、前記レーザ投光器１０を傾動させる。

【００２７】前記した様に、係合ピン２７は水平方向の
動きが規制され上下方向にのみ移動可能であるので、前
記レーザ投光器１０の傾動方向は規制され、前記球面部
１１ａの球心を通る係合ピン２８の軸心を中心に傾動す
る。次に、前記第二レベル調整モータ３２が駆動される
と、前記第二スクリューシャフト３９が回転して前記ピ
ン４２を介して係合ピン２８が上下動する。

【００２８】前記係合ピン２７の水平方向の動きは、溝
（図示せず）によって規制され、上下方向の動きは、前
記ピン３８と前記スプリング４４により規制されるの
で、前記係合ピン２７は前記球面部１１ａの球心を通る
該係合ピン２７の軸心を中心に回転する動きのみが許容
される。前記ピン４２を上下動させると、該ピン４２と
前記係合ピン２８との間で該係合ピン２８の軸心方向の
摺動を伴いつつ、該係合ピン２８に上下方向の変化が与
えられ、前記レーザ投光器１０は前記係合ピン２７の軸
心を中心に傾動する。ここで、前記した様に係合ピン２
７の断面は円であるので、該係合ピン２７の回転によっ
て、該係合ピン２７の軸心の傾きは変化することがな
い。即ち、各レベル調整モータ３１，３２による傾動作
動は他方の傾動軸即ち係合ピン２７、係合ピン２８の軸
心の傾きに影響を及ぼすことがない。従って、一軸の傾
動調整作業を他軸の傾動調整作業とは独立に行え、傾動
調整作業及び該傾動調整作業に関連する制御シーケンス
は著しく簡略化される。

【００２９】尚、前記レーザ投光器１０は前記スプリン
グ４４によって図１中時計方向に付勢されているので、
前記レーザ投光器１０は前記第一スライドナット３７の
動きに正確に追従する。

【００３０】機械的な調整範囲を越えて前記第一レベル
調整モータ３１、第二レベル調整モータ３２、第一駆動
ギア３３、第二駆動ギア３４、第一被動ギア３６、第二
被動ギア４０、前記第一スクリューシャフト３５、第二
スクリューシャフト３９、第一スライドナット３７、第
二スライドナット４１、第一傾動アーム２５、第二傾動
アーム２６等から成る調整機構が動作しない様、前記光
センサ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが設けられてい
る。即ち、機械的調整範囲の限界に達すると光センサ２
４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄのいずれか１つから発す
る光が前記反射鏡フランジ２２に反射して再び光センサ
で受光され機械的調整範囲の限界に達したことが検知さ
れ、前記第一レベル調整モータ３１、第二レベル調整モ
ータ３２が停止され、或は表示装置（図示せず）に機械
的調整範囲の限界であることが表示され、或はブザー等
による警報が発せられる。

【００３１】該レーザ投光器１０の傾動作動について、
前記した様にレーザ投光器１０の球面部１１ａが前記突
起９により３点支持されているので、該レーザ投光器１
０の支持は安定でぐらつくことはなく、又球面部１１ａ
と円滑な曲面で形成された前記突起９との接触であるの
で、前記レーザ投光器１０はあらゆる傾動方向に円滑に
自在に動き得、レーザ投光器１０の姿勢調整は容易に行
える。尚、傾動動作については前記した整準動作と同様
であるので以下説明を省略する。

【００３２】図６により前述した回転照射装置本体１の
光学的構成、電気的構成を説明する。

【００３３】図中、図１中で示したものと同様のものに
は同符号を付してあり、回転照射装置本体１は発光部
３、回動部２、反射光検出部４、制御部（ＣＰＵ）６
０、発光素子駆動部６１、モータ駆動部６２、コントロ
ールパネル６３から構成される。

【００３４】前記発光部３について説明する。

【００３５】直線偏光の偏光照射光束を射出するレーザ
ダイオード６５の光軸上に、レーザダイオード６５側か
らコリメータレンズ６６、第一λ／４複屈折部材６７、
孔開きミラー６８が順次配設され、前記レーザダイオー
ド６５から射出される直線偏光の偏光照射光束は前記コ
リメータレンズ６６により平行光束とされ、前記第一λ
／４複屈折部材６７で円偏光に変換される。円偏光の偏
光照射光束は前記孔開きミラー６８を通って前記回動部
２に射出される。

【００３６】該回動部２は前記発光部３から入射された
偏光照射光束１００を該偏光照射光束の光軸を９０°変
向して射出走査するものであり、前記発光部３からの偏
光照射光束の光軸を９０°変向するペンタプリズム１８
が前記偏光照射光束の光軸を中心に回転するミラー保持
体１３に設けられ、該ミラー保持体１３は走査ギア１
７、駆動ギア１６を介して走査モータ１５に連結されて
いる。前記ミラー保持体１３の回転状態は、エンコーダ
６９により検出され、該エンコーダ６９の検出信号は前
記制御部（ＣＰＵ）６０に入力される。

【００３７】前記回動部２からの照射レーザ光線は対象
反射体８０により反射され、前記回動部２には前記対象
反射体８０からの偏光反射光束が入射する様になってお
り、前記ペンタプリズム１８に入射した偏光反射光束は
前記孔開きミラー６８に向けて変向され、前記孔開きミ
ラー６８は前記反射光検出部４に偏光反射光束を入射さ
せる。

【００３８】次に、該反射光検出部４について説明す
る。

【００３９】前記孔開きミラー６８の反射光軸上にコン
デンサレンズ７０、第二λ／４複屈折部材７１、ピンホ
ール７２、偏光ビームスプリッタ７３、第一光電変換器
７４を前記孔開きミラー６８側から順次配設し、前記偏
光ビームスプリッタ７３の反射光軸上に第二光電変換器
７５を配設する。前記第一光電変換器７４、前記第二光
電変換器７５からの出力は反射光検出回路７６に入力さ
れる。

【００４０】前記偏光ビームスプリッタ７３は前記反射
光検出部４に入射する偏光反射光束を分割して前記第一
光電変換器７４、前記第二光電変換器７５に入射させる
が、前記発光部３から射出された偏光照射光束がλ／４
複屈折部材を２回透過して本体に戻ってきた偏光反射光
束の偏光方向と一致する光束が前記第一光電変換器７４
に、前記発光部３から射出された偏光照射光束と同方向
の偏光方向で本体に戻ってきた偏光反射光束が前記第二
光電変換器７５に入射する様に、前記第二λ／４複屈折
部材７１、前記偏光ビームスプリッタ７３を配設する。

【００４１】次に、前記制御部（ＣＰＵ）６０について
説明する。

【００４２】該制御部（ＣＰＵ）６０には、前記コント
ロールパネル６３を介して作業者からの指示が入力され
ると共に、前記エンコーダ６９、前記反射光検出部４か
らの信号が入力され、前記対象反射体８０の位置及び該
対象反射体８０の偏光変換反射部（後述）と反射層（後
述）の幅を検出して前記回動部２を前記モータ駆動部６
２を介して回転制御すると共に、前記対象反射体８０の
偏光変換反射部（後述）と反射層（後述）の幅の関係か
ら偏光照射光束が対象反射体８０のどこの位置を走査し
ているかを走査位置信号として検出する。検出位置に基
づいて制御部６０からの信号は前記演算制御器５５に入
力され、該演算制御器５５はモータ制御器５３，５４を
介してレベル調整モータ３１，３２を駆動する。又、前
記レーザダイオード６５の発光状態を前記発光素子駆動
部６１を介して前記回動部２の回転状態に応じて制御す
る。

【００４３】次に、前記発光素子駆動部６１について説
明する。

【００４４】該発光素子駆動部６１は前記反射光検出回
路７６からパルス変調する為のクロック信号を得てレー
ザダイオード６５から射出される偏光照射光束をパルス
変調させる。パルス変調させることで受光信号の増幅を
容易にすると共にノイズレベルを低下させることができ
る。

【００４５】次に、前記モータ駆動部６２について説明
する。

【００４６】該モータ駆動部６２は前記制御部６０から
の回転方向信号を基に前記回動部２の走査モータ１５を
回転制御して偏光照射光束を走査制御する。

【００４７】次に、図５により前記コントロールパネル
６３を説明する。

【００４８】該コントロールパネル６３は、傾斜方向
（レーザ光線を所要角度で往復走査する為の照射方向）
を設定する傾斜方向設定釦９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９
０ｄ、レーザ光線の照射方向を固定し、ステップ送りを
行うことができるストップモードに設定するストップモ
ード釦９１ａ，９１ｂ、回転走査速度設定釦９２ａ，９
２ｂ、電源釦９３、受光器を使用する場合と視準する場
合とでは走査回転速度が異なり、受光器を使用する場合
と視準の場合とでのレーザ光線の回転走査速度を変える
受光器設定釦９４、自動整準、手動による機器の調整を
選択できるマニュアル釦９５を有し、前記傾斜方向設定
釦９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄによる設定状態は発
光ダイオード９６により表示され、回転照射装置本体１
の電池の消耗状態は発光ダイオード９７により表示さ
れ、前記受光器設定釦９４による受光器の選択状態は発
光ダイオード９８により表示され、前記マニュアル釦９
５による自動、手動の選択状態は発光ダイオード９９で
表示される。

【００４９】以下、回転照射装置本体１の光学的、電気
的な作動を説明し、前記対象反射体８０の検出方法を説
明する。

【００５０】前記発光素子駆動部６１により駆動される
前記レーザダイオード６５から射出される偏光照射光束
は、図示しない発振器からのクロック信号を基に変調さ
れている。前記レーザダイオード６５から射出された直
線偏光の偏光照射光束は、前記コリメータレンズ６６で
平行光束にされ、更に前記第一λ／４複屈折部材６７を
透過することで円偏光の偏光照射光束となる。円偏光照
射光束は前記孔開きミラー６８を透過し、前記ペンタプ
リズム１８により９０°変向され回転照射装置本体１よ
り射出される。

【００５１】前記ペンタプリズム１８は前記走査モータ
１５により駆動ギア１６、走査ギア１７を介して回転さ
れる。前記ペンタプリズム１８は最初は全周回転であ
り、従って該ペンタプリズム１８から射出される偏光照
射光束は全周走査する。

【００５２】次に、図７、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に於
いて対象反射体８０を説明する。

【００５３】該対象反射体８０では左側縁に沿って短冊
状のλ／４複屈折部材を貼設して偏光変換反射部８５ａ
を設けると共に、該偏光変換反射部８５ａに対し倒立３
角形状のλ／４複屈折部材を正立３角形状の反射層（偏
光保存反射部）８４ｂを挾んで貼設して偏光変換反射部
８５ｂを設け、更に右側縁に沿って短冊状の反射層（偏
光保存反射部）８４ａを設けたものである。

【００５４】前記した様に対象反射体８０は偏光保存反
射部８４ａ，８４ｂと偏光変換反射部８５ａ，８５ｂか
ら構成され、前記偏光保存反射部８４ａ，８４ｂで反射
された偏光反射光束は入射偏光照射光束の偏光状態が保
存された円偏光であり、前記偏光変換反射部８５ａ，８
５ｂで反射された偏光反射光束は入射偏光照射光束の偏
光状態に対してλ／２位相のずれた円偏光となってい
る。

【００５５】前記対象反射体８０で反射され回動部２に
入射した偏光反射光束は、前記ペンタプリズム１８によ
り９０°変向され前記孔開きミラー６８に入射し、該孔
開きミラー６８は反射光束を前記コンデンサレンズ７０
に向けて反射する。該コンデンサレンズ７０は反射光束
を収束光として前記第二λ／４複屈折部材７１に入射す
る。円偏光で戻ってきた偏光反射光束は該第二λ／４複
屈折部材７１により直線偏光に変換され、前記ピンホー
ル７２に入射する。前記した様に偏光保存反射部８４
ａ，８４ｂで反射された偏光反射光束と偏光変換反射部
８５ａ，８５ｂで反射された偏光反射光束とでは位相が
λ／２異なっている為、前記第二λ／４複屈折部材７１
により直線偏光に変換された２つの偏光反射光束は偏光
面が９０°異なっている。

【００５６】前記ピンホール７２は本体から射出された
偏光照射光束に対して光軸のずれた正対しない反射光
束、即ち、前記対象反射体８０以外の不要反射体からの
反射光束を前記第一光電変換器７４、前記第二光電変換
器７５に入射させない様にする作用を有し、前記ピンホ
ール７２を通過した偏光反射光束は前記偏光ビームスプ
リッタ７３に入射する。

【００５７】該偏光ビームスプリッタ７３は、光束を直
交する偏光成分に分割する作用を有し、前記レーザダイ
オード６５から射出した偏光照射光束と同様の（１８０
°偏光方向が異なる）偏光反射光束を透過し、レーザダ
イオード６５から射出した偏光照射光束と９０°偏光方
向が異なる偏光反射光束を反射する。前記第一光電変換
器７４、前記第二光電変換器７５は分割された偏光反射
光束をそれぞれ受光する。

【００５８】第一光電変換器７４、第二光電変換器７５
の受光状態は、前記対象反射体８０の偏光変換反射部８
５ａ，８５ｂで反射された偏光反射光束が前記反射光検
出部４に入射すると、前記第二λ／４複屈折部材７１と
前記偏光ビームスプリッタ７３の関係から、前記第一光
電変換器７４に入射する光量の方が前記第二光電変換器
７５に入射する光量より多くなり、前記対象反射体８０
の偏光保存反射部８４ａ，８４ｂで反射された偏光反射
光束が前記反射光検出部４に入射すると、前記第二光電
変換器７５に入射する光量の方が前記第一光電変換器７
４に入射する光量より多くなる。

【００５９】前記対象反射体８０をレーザ光線が走査し
た場合の前記反射光検出回路７６からの出力信号は図８
（Ｂ）となり、出力信号のｔ1，ｔ2の幅（時間）が一致
する点を検出することで、対象反射体８０の中心を検出
できる。又出力信号は信号波形が非対称となる。従っ
て、レーザ光線が対象反射体８０の中心を走査した場合
でも前記反射光検出回路７６からの出力信号からだけ
で、レーザ光線の走査方向も識別することができる。

【００６０】通常、対象反射体から反射レーザ光線を受
光すると、受光と同時に受光信号が立上がるのではな
く、反射レーザ光線のスポット光の中心部が明るいと同
様に曖昧さを持った傾斜で立上がる。図７で示す対象反
射体８０は３角形状の偏光保存反射部８４ｂ、偏光変換
反射部８５ｂの両端に短冊状の偏光保存反射部８４ａ，
偏光変換反射部８５ａを形成することにより、受光信号
の切替え点が容易に判別でき、中心位置を高い精度で検
出する。又、対象反射体自体から上下方向が判断できる
為、回転照射装置本体１を天井、床等に設置した時、天
井面、床面で反射して戻ってくる反射光と容易に区別す
ることができる。

【００６１】尚、対象反射体８０の中心の位置を判別可
能とする前記倒立３角形の偏光保存反射部８４ｂ、偏光
変換反射部８５ｂの形状は中心に極値を有する様なＶ形
状、或は山型状であってもよい。その外、上下位置で幅
変化があり、中心位置が幅変化で検出できるものであれ
ば、上記形状に限定されるものではない。

【００６２】次に、図９〜図１３を参照してレーザ測量
機による傾斜設定作業について説明する。

【００６３】前記回転照射装置本体１は所定位置、例え
ば図１１に示す様に、建屋１０１の壁面の上部、天井１
０２に接近して設置スタンド１０４を介して取付けられ
る。該設置スタンド１０４はクランプ１０５を有してお
り、例えば壁面のビーム１０３をクランプ１０５で把持
することで壁面に固定することができ、又前記設置スタ
ンド１０４は昇降テーブル１０６を有し、該昇降テーブ
ル１０６は昇降可能で上下位置を調整できる様になって
いる。前記回転照射装置本体１は前記昇降テーブル１０
６にボルト等の固着手段で固定される。

【００６４】所定位置に固定後、前記コントロールパネ
ル６３の電源釦９３を操作し、回転照射装置本体１を始
動する。以下図１２、図１３を参照して説明する。

【００６５】回転照射装置本体１は前述した整準動作を
開始し、偏光照射光束１００を水平方向に照射可能な状
態を実現し、偏光照射光束１００を水平方向に回転照射
する。前記傾斜方向設定釦９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９
０ｄのいずれかを押して第一傾斜方向を設定する。前記
設定された第一傾斜方向は前記制御部６０に記憶され
る。第一傾斜方向の設定後所定時間経過内に第二傾斜方
向の設定がない場合は、第一傾斜方向に偏光照射光束１
００が照射され、予め設定された走査範囲角度で扇状に
往復走査される。傾斜方向の設定が完了する。

【００６６】尚、傾斜を設定すべき方向と偏光照射光束
１００の照射方向とが一致しない場合は、前記回転照射
装置本体１と前記昇降テーブル１０６との固定を緩め回
転照射装置本体１を適宜回転させる。この場合整準がず
れると再び整準作動が繰返される。

【００６７】又、複数の対象反射体８０を用いて、或は
単数の対象反射体８０を所定方向に移動させて複数の傾
斜方向を設定することができる。以下、傾斜方向設定が
２方向である場合を説明する。

【００６８】第一傾斜方向設定後所定時間経過内に他の
傾斜方向設定釦を操作して第二傾斜方向の設定をする
と、該設定された第二傾斜方向は第一傾斜方向と同様前
記制御部６０に記憶される。該制御部６０で第二傾斜方
向と前記第一傾斜方向との比較が行われ、傾斜方向が同
一であると設定がキャンセルされる。又、第二傾斜方向
と前記第一傾斜方向とが異なるとそれぞれの傾斜方向に
ついて傾斜設定動作が行われる。即ち、先ず最初に第一
傾斜方向に偏光照射光束１００が照射され、予め設定さ
れた走査範囲角度で往復走査され、傾斜設定動作しｔ
1，ｔ2が一致したら、所要時間経過後第二傾斜方向に偏
光照射光束１００が照射され、予め設定された走査範囲
角度で往復走査し、同様に傾斜設定を行う。尚、第一傾
斜方向の傾斜設定動作、第二傾斜方向傾斜設定動作の切
替えは前記した様に所定時間経過後自動的に行われる様
にしてもよく、或は作業者が釦等を操作して切替えても
よい。

【００６９】傾斜設定動作を図１３を参照して説明す
る。

【００７０】作業者が対象反射体８０を手に持ち走査さ
れている偏光照射光束１００内に保持し、偏光照射光束
１００を対象反射体８０に照射させる。該偏光照射光束
１００が対象反射体８０を横切り往復走査することで、
対象反射体８０からの反射光が回転照射装置本体１に入
光し、前記反射光検出部４から受光信号が前記制御部６
０に出力される。該制御部６０は受光信号から前記ｔ
1，ｔ2 との比較を行い、ｔ1／ｔ2 ＝１となる様、偏光
照射光束１００の照射方向を上下方向に変更する。前記
対象反射体８０を所定の方向に、例えば仰角を設定する
場合は、図１０、図１１の様に上方に移動させる。前記
回転照射装置本体１は偏光照射光束１００を対象反射体
８０に追従させ、仰角を付ける。偏光照射光束１００の
俯仰は前記レーザ投光器１０の傾斜により行われ、俯仰
角の決定に伴う偏光照射光束１００の水平面に対する傾
斜は前記レーザ投光器１０の傾斜する方向と一致する。

【００７１】前記対象反射体８０を設定すべき位置迄移
動させ所定時間保持する。回転照射装置本体１は偏光照
射光束１００の走査位置を対象反射体８０の中心に合致
させ、その状態で所定時間経過すると傾斜設定完了と判
断し、前記対象反射体８０を除去してもその位置で偏光
照射光束１００の往復走査を維持する。

【００７２】偏光照射光束１００の傾斜の設定、俯仰角
の設定が完了すると、偏光照射光束１００は前記天井１
０２と平行な基準平面となり、該基準平面を基に例えば
天井から一定の寸法で照明灯が取付けられる。

【００７３】又、俯仰角が予め分かっている場合は整準
後図４で示される基準角度５０に俯仰角の設定値を入力
する。前記第一角度検出回路５１、第二角度検出回路５
２からの出力は前記演算制御器５５に入力され、該演算
制御器５５は前記第一角度検出回路５１、第二角度検出
回路５２からの検出角度が前記基準角度５０となる様に
前記第一モータ制御器５３、第二モータ制御器５４を介
して前記第一レベル調整モータ３１、第二レベル調整モ
ータ３２を駆動する。

【００７４】又、図７で示した対象反射体８０に於いて
偏光保存反射部８４ａ，８４ｂが反射面、偏光変換反射
部８５ａ，８５ｂが非反射面であってもよい。又、漸次
形状が変化する反射部で中心位置での幅を既知として比
較値を入力しておけば、２つの反射部からの受光状態を
比較する必要はなく、１つの反射部からの受光信号で得
られる信号幅（時間）と前記比較値との比較で対象反射
体の中心を求めることも可能である。更に、前記演算制
御器５５と前記制御部６０とはそれぞれの機能を有する
一つの制御部に置換してもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、傾斜方
向設定釦を押すだけで傾斜方向が設定され、又傾斜角度
の設定は対象反射体に偏光照射光束が照射された状態で
所定の位置迄移動させるだけで完了するので、作業が著
しく簡単で、傾斜基準面、傾斜基準線の設定が容易に行
えるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の機構部分を示す立断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】同前本発明の実施の形態の傾動制御装置を示す
ブロック図である。

【図５】同前本発明の実施の形態の回転照射装置本体に
設けられるコントロールパネルを示す図である。

【図６】同前本発明の実施の形態の回転照射装置本体の
光学的構成、電気的構成を示すブロック図である。

【図７】同前本発明の実施の形態の対象反射体を示す斜
視図である。

【図８】（Ａ）は該対象反射体の正面図、（Ｂ）は該対
象反射体の反射光から得られる受光信号を示す線図であ
る。

【図９】同前本発明の実施の形態に於ける回転照射装置
本体と傾斜方向設定の関係を示す説明図である。

【図１０】同前本発明の実施の形態に於ける回転照射装
置本体と傾斜角設定の関係を示す説明図である。

【図１１】同前本発明の実施の形態に於ける傾斜角設定
を行う場合の具体例を示す説明図である。

【図１２】同前本発明の実施の形態に於ける傾斜方向設
定のフローチャートである。

【図１３】同前本発明の実施の形態に於ける傾斜角設定
のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 回転照射装置本体 ２ 回動部 ３ 発光部 ４ 反射光検出部 １０ レーザ投光器 １４ モータ座 ２０ 第一レベルセンサ ２１ 第二レベルセンサ ３１ 第一レベル調整モータ ３２ 第二レベル調整モータ ３５ 第一スクリューシャフト ３９ 第二スクリューシャフト ６０ 制御部（ＣＰＵ） ６２ モータ駆動部 ６３ コントロールパネル ７６ 反射光検出回路 ８０ 対象反射体 １００ 偏光照射光束

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転照射装置本体と対象反射体とを有
   し、該対象反射体がそれぞれ二ヶ所以上に分割された反
   射部を有し、該反射部の内少なくとも１つは反射面の形
   状が漸次変化する様形成され、前記回転照射装置本体が
   偏光照射光束を発する発光部と、偏光照射光束を対象反
   射体に向けて回転照射し照射方向を検出する回動部と、
   偏光照射光束の回転照射面を傾斜させる傾斜設定部と、
   前記回動部を介し回転照射装置本体に入射した前記対象
   反射体からの偏光反射光束を検出する検出手段と、検出
   手段の出力から対象反射体を識別する反射光検出回路と
   を有し、前記傾斜設定部が前記反射光検出回路の検出状
   態を基に前記傾斜設定部を作動させて前記対象反射体を
   追尾し、前記偏光照射光束の回転面を傾斜させることを
   特徴とするレーザ測量機。
2. 【請求項２】 回転照射装置本体と対象反射体とを有
   し、該対象反射体がそれぞれ二ヶ所以上に分割された反
   射部を有し、該反射部の内少なくとも１つは偏光変換反
   射部であり、又反射部の内少なくとも１つは反射面の形
   状が漸次変化する様形成され、前記回転照射装置本体が
   偏光照射光束を発する発光部と、偏光照射光束を対象反
   射体に向けて回転照射し照射方向を検出する回動部と、
   偏光照射光束の回転照射面を傾斜させる傾斜設定部と、
   前記回動部を介し回転照射装置本体に入射した前記対象
   反射体からの偏光反射光束の内回転照射装置から出射し
   た偏光照射光束と異なる偏光方向を検出する第一検出手
   段と、回転照射装置から照射した偏光照射光束と同じ偏
   光方向を検出する第二検出手段と、前記第一検出手段の
   出力と第二検出手段の出力の比較から対象反射体への偏
   光照射光束の照射状態を識別する反射光検出回路とを有
   し、前記傾斜設定部が前記反射光検出回路の検出状態を
   基に前記傾斜設定部を作動させて前記対象反射体を追尾
   し、前記偏光照射光束の回転面を傾斜させることを特徴
   とするレーザ測量機。
3. 【請求項３】 前記回動部から照射される偏光照射光束
   が円偏光である請求項１、請求項２のレーザ測量機。
4. 【請求項４】 傾斜設定部の傾斜方向を選択し、選択さ
   れた傾斜方向を中心に偏光照射光束を所定角度で往復走
   査し、前記傾斜設定部が前記反射光検出回路の検出状態
   を基に前記対象反射体を追尾し、前記偏光照射光束の回
   転面を傾斜させる請求項１〜請求項３のレーザ測量機。
5. 【請求項５】 対象反射体の反射部が全て偏光照射光束
   の偏光方向を保存した偏光反射光束として反射する偏光
   保存反射部である請求項１〜請求項４のレーザ測量機。
6. 【請求項６】 対象反射体の反射部が全て偏光照射光束
   の偏光方向を変換した偏光反射光束として反射する偏光
   変換反射部である請求項１〜請求項４のレーザ測量機。
7. 【請求項７】 対象反射体の反射部の内少なくとも一つ
   が偏光照射光束の偏光方向を変換した偏光反射光束とし
   て反射する偏光変換反射部であり、少なくとも一つが偏
   光照射光束の偏光方向を保存した偏光反射光束として反
   射する偏光保存反射部である請求項１〜請求項４のレー
   ザ測量機。