JPH1047960A - レーザ基準レベル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザ基準レベル装置に於いて、レーザ光線が
指向性が高くリモートコントロールの状況を把握しにく
い点を改善する。 【解決手段】本発明は、基準用レーザ光線を発するレー
ザ照射装置１５がリモコンからの操作光信号を受光する
遠隔受信部と、操作確認用ブザー１９又は操作確認用ラ
ンプ１７，１８を具備し、前記遠隔受信部が操作光信号
を受光した場合に前記操作確認用ブザー発音され、或は
操作確認用ランプが点灯され、遠隔操作者は前記操作確
認用ブザーの発音、或は操作確認用ランプの点灯により
リモートコントロールの状況を確認することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種土木工事を行
う際の基準線を設定するレーザ基準レベル装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】土木工事をする場合に水平基準線、或は
水平に対し所要角度傾斜した基準線が必要となるが、斯
かる基準線を設定するものにレーザ基準レベル装置があ
る。

【０００３】下水工事でコンクリートパイプを埋設する
場合、屈曲のない様、更に所要の角度で傾斜させなけれ
ばならない。

【０００４】斯かるコンクリートパイプは上下水道等、
液状物を流す為の流路として供され、或る程度の勾配を
もって、更に屈曲のない様に設置される。埋設されたコ
ンクリートパイプが上下、左右に蛇行していると、前記
液状物が滞留し、詰まったり或は地中に漏出する事態と
なり、流路としての機能を果たせなくなる。従って、前
記コンクリートパイプ埋設には、適性な基準線を必要と
する。

【０００５】斯かる基準線として、レーザ光線は都合が
よく、遠距離であっても糸の様に弛むことなく、作業中
の障害になることもなく、更に作業中、コンクリートパ
イプ等と干渉して切断されることもない。前記レーザ基
準レベル装置は、レーザ光線を発してコンクリートパイ
プを設置する場合の基準線を形成する。

【０００６】土中にコンクリートパイプ等を埋設する場
合の作業として代表的なものに、地面を掘下げ、掘下げ
た溝に順次コンクリートパイプを設置埋設し、埋戻すオ
ープンカット工法がある。

【０００７】以下に図８を参照してオープンカット工法
を説明する。

【０００８】レーザ基準レベル装置はレーザ光線を水平
又は勾配を設けた方向にレーザ光線を発するレーザ照射
装置１及びターゲット９を有し、前記レーザ照射装置１
から照射されるレーザ光線を水平と合致させれば水平基
準線に、レーザ光線を所要角度傾斜させれば勾配を有す
る基準線となる。

【０００９】一定の直線区間毎に、コンクリートパイプ
２を埋設する始点にコンクリートパイプを設置する深さ
以上の縦穴３を掘削し、該縦穴３に連続する埋設溝４を
コンクリートパイプを設置する深さ以上に掘削する。前
記レーザ照射装置１は前記縦穴３内に設置され、レーザ
光線を勾配θで発し、基準レーザ光線Ｌを形成する。前
記コンクリートパイプ２は軸心が該基準レーザ光線Ｌに
合致する様、前記埋設溝４内に仮台５を介して設置され
る。コンクリートパイプ２の軸心が前記基準レーザ光線
Ｌに合致すると、前記埋設溝４を埋戻してコンクリート
パイプ２を埋設する。

【００１０】前記レーザ照射装置１は水平方向の位置が
正確に設定されなければならない。レーザ照射装置１の
水平方向の位置設定は、前記縦穴３の上方に支持台６を
設け、該支持台６にトランシット７を設置し、該トラン
シット７より下げ振りを垂下させ、既知の点を設定す
る。更にレーザ照射装置を縦穴３に設置し、前記下げ振
りをレーザ照射装置１の中心に合致させ、更に前記レー
ザ照射装置１から下げ振りを垂下させ、該下げ振りを前
記既知の点に合致させることで行っている。

【００１１】オープンカット工法では埋設溝４の終端位
置にコンクリートパイプ２を仮設置し、その内部にター
ゲット９を設置する。該ターゲット９はターゲット中心
と接地点迄の距離がコンクリートパイプ２の内径に等し
くなっており、コンクリートパイプ２内部に設置すると
ターゲット中心がコンクリートパイプ２の中心に一致す
る様になっている。

【００１２】前記ターゲット９のレーザ光線照射部分
（ターゲット板）は半透明の部材から構成され、レーザ
光線の照射位置が確認できると共に透過したレーザ光線
は円錐状に拡散し、透過レーザ光線の拡散した範囲内で
前記ターゲット９の照射位置が確認できる。レーザ照射
装置１から照射されるレーザ光線の傾斜の設定をする場
合、レーザ照射装置に傾斜設定角を入力する。前記レー
ザ照射装置１には傾斜機構が内蔵されており、該傾斜機
構を作動させ、前記レーザ光線を所定の傾斜にする。

【００１３】レーザ照射装置１から照射されるレーザ光
線の延長上に置かれた前記ターゲット９により、レーザ
光線の照射位置が確認される。照射されたレーザ光線が
前記ターゲット９の中心からずれている時、上下方向に
ついては仮設したコンクリートパイプ２又はレーザ光線
を上下に調整し、横方向のずれはレーザ照射装置１側か
らターゲット９のレーザ光線照射位置を確認しながら、
手動により本体の調整装置（図示せず）を作動させ、レ
ーザ光線がターゲット９の中心に一致する様に又はコン
クリートパイプを調整し、ターゲット９の中心を照射す
るレーザ光線を基準線としてコンクリートパイプ２を設
置する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記レーザ基準レベル
装置から照射されるレーザ光線の制御操作には、例え
ば、照射レーザ光線の点滅、レーザ光線を水平方向に自
動照射させターゲットの中心に向けるオートアライメン
ト、レーザ光線を傾斜させる傾斜設定等がある。これら
の操作はレーザ基準レベル装置に設けられた操作パネル
より行うことができるが、作業の便宜上、遠隔操作がで
きる様リモコンが設けられている。然し、照射される光
は可視光ではあるが、指向性の高いレーザ光線である
為、拡散性の高いものに照射されていないと視認が困難
である。周囲とコントラストがつきやすい夜間であって
も視認は困難であり、昼間は太陽光によってより困難性
を増す。リモコンで照射されるレーザ光線の方向を設定
しようと操作を行っても、結果が分かるまで操作の確認
はできない。例えば、レーザ基準レベル装置を基準点に
据付、最初の設定作業であるレーザ光線を所定位置に設
定されたターゲットに向ける作業であるが、前記した様
にレーザ光線は指向性が高くターゲットにレーザ光線が
照射され拡散される迄は作動が視認できない為、設定作
業中に確実にリモコン操作ができているのかどうか確認
できないという問題があった。

【００１５】本発明は斯かる実情に鑑み、レーザ光線の
操作状況に拘らずリモートコントロール中作業状態を確
認できる様にし、作業性、作業の確実性を向上させよう
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準用レーザ
光線を発するレーザ照射装置がリモコンからの操作光信
号を受光する遠隔受信部と、操作確認用ブザーを具備
し、前記遠隔受信部が操作光信号を受光した場合に前記
操作確認用ブザーが駆動される様に構成したレーザ基準
レベル装置に係り、又基準用レーザ光線を発するレーザ
照射装置がリモコンからの操作光信号を受光する遠隔受
信部と、操作確認用ランプを具備し、前記遠隔受信部が
操作光信号を受光した場合に前記操作確認用ランプが点
灯される様に構成したレーザ基準レベル装置に係り、又
リモコンの操作状況に応じて操作確認用ブザーの発音が
変化するレーザ基準レベル装置に係り、又リモコンの操
作状況に応じて操作確認用ランプが点滅するレーザ基準
レベル装置に係り、更に又レーザ照射装置の状況に応じ
て操作確認用ブザーが駆動される様に構成したレーザ基
準レベル装置に係るものであり、リモートコントローラ
からの光信号が受光されると、前記操作確認用ブザーが
発音され、或は操作確認用ランプが点灯され、遠隔操作
者はリモートコントロールの状況を確認することができ
る。

【００１７】

【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。

【００１８】先ず、図１に於いて本実施の形態に係るタ
ーゲット９を具体的に説明する。

【００１９】縦長の略矩形形状のターゲット板１０のタ
ーゲット中心には十字線１１が刻印され、該十字線１１
の交点を中心に左右対称な位置にそれぞれ左反射面１
２、右反射面１３を設け、左反射面１２、右反射面１３
は少なくとも水平方向の幅が同一である。前記した左反
射面１２と右反射面１３の幅が同一でない場合は、左反
射面１２と右反射面１３の形状が前記十字線の鉛直線、
水平線に対して対称な形状であってもよい。

【００２０】前記左反射面１２は前記ターゲット板１０
に小球、又は小プリズムから成る再帰反射層が張設さ
れ、該再帰反射層に重ねて１／４λ複屈折部材が貼設さ
れたものであり、入射したレーザ光線の偏光方向を変換
して反射する偏光変換反射面であり、右反射面１３はタ
ーゲット板１０に小球、又は小プリズムから成る再帰反
射層が貼設されたものであり、入射したレーザ光線の偏
光方向を保存して反射する偏光保存反射面である。前記
ターゲット板１０はターゲット板スタンド１４により設
置面に対して垂直に設置される様になっている。

【００２１】斯かるターゲット９を横切る様にレーザ光
線を走査すると、前記左反射面１２と右反射面１３とで
反射されたレーザ光線では偏光方向が異なり、反射レー
ザ光線の受光部で反射レーザ光線を分割し、分割した２
つの反射レーザ光線を偏光方向の異なる偏光板を介して
受光することで、受光部に入射する反射レーザ光線が前
記左反射面１２で反射されたものか、前記右反射面１３
反射されたものかを判別でき、受光部の受光状態からレ
ーザ光線の走査方向、ターゲット９のターゲット中心を
求めることができる。

【００２２】次に、レーザ照射装置１５について説明す
る。

【００２３】本体部２０は円筒状をしており、該本体部
２０は４本の支持脚２１により支持される。本体部２０
は筒状の筐体２２内部にレーザ発振装置（図示せず）が
上下方向、水平方向の２方向に揺動可能に設けられてお
り、レーザ発振装置は水平方向、鉛直方向の２方向にレ
ーザ光線を照射する様構成されている。

【００２４】本体部２０の前面にはガラスで覆われた投
光窓２３が設けられ、該投光窓２３を通して前記レーザ
発振装置からのレーザ光線が照射される様になってい
る。

【００２５】前記投光窓２３の上部に受光窓２４が設け
られ、該受光窓２４を通して前記ターゲット９からの反
射レーザ光線を受光し、又リモートコントロール用の操
作信号光を受光する。

【００２６】前記本体部２０の前面には操作確認用のラ
ンプ１７及び操作確認用のブザー１９が設けられてい
る。又本体部２０の前面には前部脚２５が設けられ、該
前部脚２５を介してレーザ照射装置１５は立てて設置す
ることも可能となっている。前記筐体２２の上部後側に
電池パック１６が嵌脱可能に嵌設されている。

【００２７】本体部２０の後部は傾斜しており、傾斜面
は操作パネル２６を兼ねており、該操作パネル２６には
各種操作スイッチ２７が設けられていると共に操作確認
用のランプ１８、表示部２８、気泡管２９及び前記受光
窓２４と同様にリモートコントロール操作信号を受光す
る受光窓３０が設けられている。該受光窓３０は傾斜し
た前記操作パネル２６に設けられているのでリモートコ
ントローラにより水平方向、垂直方向のいずれの方向か
らも遠隔操作が可能であり、縦坑の外から地下のレーザ
照射装置１５に向かって遠隔操作することができる。
又、前記表示部２８が傾斜した操作パネル２６に設けら
れているので同様に上方から表示内容を確認することが
できる。

【００２８】次に前記受光窓２４について図４、図５に
より説明する。尚、以下に説明する受光窓３０は反射レ
ーザ光線を受光する受光部である反射レーザ光線検出器
とが分割された光学系を有する場合である。

【００２９】前記受光窓２４はターゲット９からの反射
光と遠隔操作信号光が入光する構成であり、又受光窓２
４から入光された光は後述する光検出回路４０により両
者は識別して検出される。

【００３０】前記受光窓２４には受光レンズ３１が設け
られており、該受光レンズ３１は中央部が光軸に対して
直交する２方向で拡大率の異なるトーリックレンズ部３
１ａであり、周辺部がフレネルレンズ部３１ｂとなって
おり、前記受光レンズ３１より入光した光は偏光ミラー
３２により分割され、透過したレーザ光線は前記反射レ
ーザ光線検出器３３に入光し、反射されたレーザ光線は
前記反射レーザ光線検出器３４に入光し、それぞれ受光
して制御部６０（後述）に受光信号が出力される。

【００３１】前記トーリックレンズ部３１ａはターゲッ
ト９からの反射レーザ光線を集光し、前記フレネルレン
ズ部３１ｂは機械本体を遠隔操作する遠隔操作信号光を
集光する。フレネルレンズ部３１ｂには特定の波長を透
過するフィルターが設けてあり、遠隔操作信号光はフレ
ネルレンズ部３１ｂ及びトーリックレンズ部３１ａを透
過するが、反射レーザ光線はトーリックレンズ部３１ａ
のみ透過する。

【００３２】前記偏光ミラー３２は所定方向の偏光のみ
を透過する。例えば偏光方向がそのままの状態の反射レ
ーザ光線は透過し、偏光方向を変換された反射レーザ光
線は反射される。然し、偏光ミラー３２の特性として入
射の限界角を越えると偏光ミラーとして使用できなくな
る。トーリックレンズ部３１ａはそれを考慮した集光レ
ンズであって、偏光ミラー３２が傾斜した上下方向はあ
まり集光せず、水平方向は限界角を越えない為集光して
いる。

【００３３】遠隔操作信号光は偏光ミラー３２で選択す
る必要がない。従って、反射レーザ光線と波長が異なり
偏光ミラー３２を透過し集光するが、一部は反射され
る。遠隔操作信号光が受光されると２つの受光器の出力
信号は加算され、その信号に基づいて本体の動作が制御
される。又反射レーザ光線が受光されると前述した様に
反射レーザ光線は分割され、分割された反射レーザ光線
は偏光板を介して２つの受光器５４，５５（後述）で受
光され、２つの受光器の出力信号の差分を計算され、タ
ーゲットの中心が算出され、その信号に基づいて本体の
動作が制御される。

【００３４】前記受光窓２４を通して受光されたレーザ
光線リモートコントロール用操作信号光は、光検出回路
４０により所要の信号処理がなされる。該光検出回路４
０は反射レーザ光検出回路４０ａ及びリモートコントロ
ール光信号検出回路４０ｂ等から成っている。

【００３５】反射レーザ光検出回路４０ａ及びリモート
コントロール光信号検出回路４０ｂを、図６に基づいて
説明する。該反射レーザ光検出回路４０ａは、第１の増
幅器４１と、第２の増幅器４２と、第３の増幅器４３
と、第１の同調回路４４と、第２の同調回路４５と、第
３の同調回路４６と、第１の作動増幅部４７と、同期検
波部４８と、第２の作動増幅部４９と、レベル判定器５
０と、発振器５１と、波形成形回路５２とから構成され
ている。

【００３６】尚、第１の同調回路４４と第２の同調回路
４５の同調周波数は同じであり、これに対して、第３の
同調回路４６の同調周波数は異なっている。

【００３７】第１の増幅器４１は、第１受光器５４の出
力信号を前記第１の同調回路４４を介して増幅するもの
であり、第２の増幅器４２は、第２受光器５５の出力信
号を前記第２の同調回路４５を介して増幅するものであ
る。

【００３８】ターゲット９からの反射光を偏光方向で選
択して、第１受光器５４と第２受光器５５に入光させ、
反射光の割合を検出することにより、ターゲットの中心
位置を求めることができる。

【００３９】前記ターゲット９からの反射レーザ光線
は、第１受光器５４と第２受光器５５とで受光され、そ
れぞれ、第１の増幅器４１及び第２の増幅器４２で増幅
され、第１の作動増幅部４７に入力される。第１の作動
増幅部４７は、第１の増幅器４１と第２の増幅器４２と
の信号の差を得る様に構成されている。

【００４０】前記同期検波部４８は、第１の同期検波部
５７と第２の同期検波部５８とから構成されており、発
振器５１で発生しているクロック１と、その反転信号の
クロック２により、第１の作動増幅部４７の出力信号に
応じて、それぞれ正及び負の電圧を発生させる。

【００４１】第２の作動増幅部４９が、同期検波部４８
の第１の同期検波部５７と第２の同期検波部５８との差
の信号を得る様になっており、バイアス信号に対して
正、又は負の電圧を得る様になっている。而して、第２
の作動増幅部４９の出力信号は、レベル判定器５０でレ
ベルを判定した後、制御部６０に入力される様になって
いる。制御部６０はレベル判定器５０からの信号でター
ゲット９の位置を検出する。

【００４２】前記発振器５１は、同期検波部４８に対し
て同期検波に必要なクロック信号を供給すると共に、レ
ーザ駆動部５９に送出され、レーザ照射装置１５のレー
ザ発振装置（図示せず）のレーザ光源をパルス駆動する
為のクロック信号も供給する様になっている。

【００４３】光検出回路４０の第１受光器５４と第２受
光器５５とは、反射光検出に使用されるのみでなく、リ
モートコントローラからの光信号を検出する為にも使用
できる構成となっている。

【００４４】又リモートコントローラからの光信号は、
第１受光器５４と第２受光器５５とで受光され、第１受
光器５４と第２受光器５５の出力信号は、第３の同調回
路４６で加算され、第３の増幅器４３で増幅された後、
波形成形回路５２を介して制御部６０に入力される様に
なっている。

【００４５】リモートコントロール用の光信号は、図７
で示す様にパルス駆動されており、そのパルス幅は、第
１の同調回路４４と第２の同調回路４５に影響を与えな
い様になっている。即ち、リモコンのパルス幅の２倍の
時間が、第１の同調回路４４と第２の同調回路４５の同
調周波数に一致しない様になっている。

【００４６】この為、第１の同調回路４４及び第２の同
調回路４５に出力信号は現れない。然し乍ら、第３の同
調回路４６は、リモートコントローラのパルス幅の２倍
の時間を周期とする周波数に同調しているので、リモー
トコントロール用の光信号が入射されると、第３の同調
回路４６からは減衰振動波形が表れる。この第３の同調
回路４６からの減衰振動波形を第３の増幅器４３を介し
て波形成形回路５２で波形を成形すれば、制御信号を生
成することができる。該制御信号は制御部６０に入力さ
れ、該制御部６０はドライバ６１を介して操作確認用ラ
ンプ１７，１８を点灯し、或はドライバ６２を介して操
作確認用ブザーを発音させる。

【００４７】一般に音は減衰、拡散が大きく遠方には届
きにくいが、本レーザ基準レベル装置はコンクリートパ
イプという密閉された空間で使用される場合、音の減
衰、拡散が抑制される。従って、小さなブザー音でも１
００ｍ程度の距離であると充分に到達可能であり、リモ
ートコントローラを操作する者はブザー音を確認するこ
とができる。而して、ブザー音の確認、ランプ１７，１
８の点灯により操作が確実に行われていることが確認で
きる。又、操作確認用ランプ１７，１８による操作の確
認は、オープンカット方式等開放された空間内での作業
に有効であり、コンクリートパイプ等密閉された空間で
使用される場合は、前記したと同様な理由で視認しやす
い環境であり、小出力のランプ１７，１８でよく、小電
力で経済的である。

【００４８】又、操作の状況に応じてブザー音を変化さ
せる、ブザー音の点滅或いは、ランプを点灯する様にし
てもよい。例えば、レーザ光線がターゲット中心に近づ
くに従って、発音の周波数を高くし、ランプの点灯間隔
を短くする等である。更に、レーザ照射装置自体の状況
も操作確認用のブザーによって知ることができる。例え
ば、電池の残量が少なくなった場合にブザーの発音を行
う等である。

【００４９】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、リモー
トコントローラによりレーザ照射装置をリモートコント
ロールする場合に、操作状況を知ることができ、指向性
の高いレーザ光線を使用したレーザ基準レベル装置に於
ける作業性、作業の確実性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に使用されるターゲットの
説明図である。

【図２】本発明の実施の形態に使用されるレーザ照射装
置の正面斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態に使用されるレーザ照射装
置の背面斜視図である。

【図４】同前実施の形態の投影光学系の受光窓説明側面
図である。

【図５】同前実施の形態の投影光学系の受光窓説明平面
図である。

【図６】同前実施の形態に於ける光検出回路図である。

【図７】該光検出回路図に於けるリモコン信号の波形、
及び信号処理過程での波形を示す線図である。

【図８】オープンカット工法の説明図である。

【符号の説明】

９ ターゲット １５ レーザ照射装置 １７ ランプ １８ ランプ １９ ブザー ２４ 受光窓 ３０ 受光窓 ４０ 光検出回路 ５４ 第１受光器 ５５ 第２受光器 ６０ 制御部 ６１ ドライバ ６２ ドライバ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準用レーザ光線を発するレーザ照射装
   置がリモコンからの操作光信号を受光する遠隔受信部
   と、操作確認用ブザーを具備し、前記遠隔受信部が操作
   光信号を受光した場合に前記操作確認用ブザーが駆動さ
   れる様に構成したことを特徴とするレーザ基準レベル装
   置。
2. 【請求項２】 基準用レーザ光線を発するレーザ照射装
   置がリモコンからの操作光信号を受光する遠隔受信部
   と、操作確認用ランプを具備し、前記遠隔受信部が操作
   光信号を受光した場合に前記操作確認用ランプが点灯さ
   れる様に構成したことを特徴とするレーザ基準レベル装
   置。
3. 【請求項３】 リモコンの操作状況に応じて操作確認用
   ブザーの発音が変化する請求項１のレーザ基準レベル装
   置。
4. 【請求項４】 リモコンの操作状況に応じて操作確認用
   ランプが点滅する請求項２のレーザ基準レベル装置。
5. 【請求項５】 レーザ照射装置の状況に応じて操作確認
   用ブザーが駆動される様に構成した請求項１のレーザ基
   準レベル装置。