JPH11218422A

JPH11218422A - 基準照射光検出装置

Info

Publication number: JPH11218422A
Application number: JP10321764A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yamazaki; 貴章山崎
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 1999-08-10
Anticipated expiration: 2018-11-12
Also published as: JP4152504B2; US6172742B1

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、基準照射光検出装置と共に、トランシ
ットやレベル等の測量機を使用しなければならず、施工
高さの設定作業が煩雑であった。【解決手段】基準照射光検出装置４０４は、第１受光
部４１２と、第２受光部４１４とを有する。第１受光部
４１２と本体正面４１０ｆのなす角度ＳＦＨ及び第２受
光部４１４と本体正面４１０ｆのなす角度ＳＦＧは、約
３０°である。基準照射光検出装置４０４は、受光状態
表示部１１８と、切り欠き１４０と、データ表示部４０
８とを有する。回転角度演算回路が、レーザー光検出回
路が出力する出力信号に基づいて基準照射光検出装置４
０４の回転角度を求め、基準照射光検出装置の回転によ
る誤差を補正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、レーザー装置か
らの基準照射光を検出して施工高さを設定する基準照射
光検出装置に関する。また、本発明は、レーザー装置に
対する回転角度を表示するデータ表示部、及び又は、レ
ーザー装置との間の距離を表示するデータ表示部を有す
る基準照射光検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、土木建築工事等の施工現場におい
て、基準平面又は基準高の設定を行う場合には、トラン
シット、レベル等の測量機を用いていた。最近では、ト
ランシット、レベル等の測量機に代わって、レーザー光
を回転させて回転基準面を形成する回転レーザー装置
や、レーザー光を扇形に照射して基準面を形成するレー
ザーレベルが普及している。このようなレーザー装置
は、通常、レーザー光を受光して基準平面又は基準高の
設定を行うための基準照射光検出装置と組み合わせて使
用されている。施工を行う者は、このような基準照射光
検出装置を用いて、その表示部に表示された指示に従っ
て、必要な位置に指標を付けてゆく。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の基準照射光検出
装置は、トランシット、レベル等の測量機に代わって基
準とする高さを設定するのに用いられるようになった。
しかし、実際の工事では、簡単な工事であっても、基準
位置からの距離、壁面の曲がり角度、下水等の排水の勾
配の設定を必要とする場合が多い。そのため、基準照射
光検出装置の使用と同時にトランシット、レベル等の測
量機を使用しなければならなくなり、作業が、より煩雑
になるという問題点があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、従来の基準照射光検出装置に
関する上述した問題点に鑑みてなされたものであって、
従来の基準照射光検出装置を改良することにより、施工
作業に要していた時間を大幅に削減して、基準位置から
の距離又は壁面の曲がり角度を検出し、作業を効率良く
行うことができる、簡単な構造の基準照射光検出装置を
提供することを目的とする。また、本発明は、施工すべ
き勾配を設定することができる基準照射光検出装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する手段】本発明の基準照射光検出装置
は、基準平面上にレーザー光を照射するレーザー装置か
らのレーザー光を入射する第１受光部と、レーザー装置
からのレーザー光の入射角度が第１受光部に対する入射
角度と異なるように構成された第２受光部とを有する。
そして、本発明の基準照射光検出装置は又、第１受光部
及び第２受光部の出力する出力信号に基づいてレーザー
装置に対する回転角度を演算する回転角度演算回路と、
第１受光部及び第２受光部の出力する出力信号及び回転
角度演算回路の出力する出力信号に基づいてレーザー装
置との間の距離を演算する距離演算回路と、第１受光部
及び又は第２受光部の出力する出力信号に基づいてレー
ザー光の入射の状態を表示する受光状態表示部とを有す
る。

【０００６】このように構成することにより、基準位置
からの距離又は壁面の曲がり角度を検出し、作業を効率
良く行うことができる。更に、本発明の基準照射光検出
装置は、基準平面上にレーザー光を照射するレーザー装
置からのレーザー光を入射する第１受光部と、レーザー
装置からのレーザー光の入射角度が第１受光部に対する
入射角度と異なるように構成された第２受光部と、第１
受光部及び第２受光部の出力する出力信号に基づいてレ
ーザー装置に対する回転角度を演算する回転角度演算回
路と、第１受光部及び第２受光部の出力する出力信号及
び前記回転角度演算回路の出力する補正信号に基づいて
レーザー装置との間の距離を演算する距離演算回路と、
第１受光部及び又は第２受光部の出力する出力信号に基
づいてレーザー光の入射の結果を表示する表示部とを有
するように構成されている。

【０００７】この構成により、簡単な操作により、基準
照射光検出装置の位置をレーザー光に合わせることがで
き、基準照射光検出装置がレーザー光に対して回転した
ときに発生する測定誤差を、正確に補正することができ
る。また、本発明の基準照射光検出装置は、回転角度演
算回路の出力する出力信号に基づいてレーザー装置に対
する回転角度を表示するデータ表示部を有するように構
成するのが好ましい。更に、本発明の基準照射光検出装
置は、距離演算回路の出力する出力信号に基づいてレー
ザー装置との間の距離を表示するデータ表示部を有する
ように構成するのが好ましい。このように構成すること
により、レーザー装置に対する回転角度及びレーザー装
置との間の距離位置からの距離を、基準照射光検出装置
の使用者にわかりやすく指示することができる。

【０００８】更に、本発明の基準照射光検出装置は、レ
ーザー装置に対する施工傾斜を入力する傾斜設定値入力
手段と、傾斜設定値入力手段により入力された傾斜設定
値と距離演算回路の出力する出力信号とに基づいて施工
高さを演算する高さ演算回路と、高さ演算回路の出力す
る出力信号に基づいて施工高さを表示するデータ表示部
とを有するように構成するのが好ましい。このように構
成することにより、施工すべき勾配をたやすく設定する
ことができる。更に、本発明の基準照射光検出装置は、
データ表示部に表示されるデータのうちの少なくとも一
部を外部に出力するための外部出力手段を更に備えるよ
うに構成するのが好ましい。

【０００９】このように構成することにより、外部の表
示装置やデータ処理装置を用いて、データ表示部に表示
されるデータをたやすく処理したり、表示したりするこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に沿って説明する。最初に図２を参照すると、レーザー
装置１０２が、所定の垂直軸線を中心に水平なレーザー
ビームＬＢを回転させて基準水平面を設定する設定す
る。基準照射光検出装置４０４が、上記レーザービーム
ＬＢの到達する領域内の例えば壁（図示せず）上に配置
される。ＬＬは壁上のレーザービームＬＢの照射線を示
し、ＤＬは照射線ＬＬから所定量ずらしたところの設定
したい基準線を示す。次に図１を参照すると、基準照射
光検出装置４０４は本体４１０を有する。本体４１０に
は、本体正面４１０ｆと、本体左傾斜面４１０ｇと、本
体右傾斜面４１０ｈと、本体右側面４１０ｋが設けられ
ている。本体左傾斜面４１０ｇと本体正面４１０ｆのな
す角度は約３０°である。本体右傾斜面４１０ｈと本体
正面４１０ｆのなす角度は約３０°である。すなわち、
本体左傾斜面４１０ｇと本体右傾斜面４１０ｈとのなす
角度は約１２０°である。

【００１１】従って、本発明の図２に示す実施の形態で
は、本体４１０は中央の本体正面４１０ｆのところが一
番厚く、両側面に向かって徐々に薄くなってゆくように
構成されており、本体４１０はその上方からみると全体
的に六角形の形態である。基準照射光検出装置４０４は
又、本体右傾斜面４１０ｈに設けられかつレーザービー
ムＬＢの検出方向を垂直に配置した第１受光部４１２
と、本体左傾斜面４１０ｇに設けられかつレーザービー
ムＬＢの検出方向を垂直に配置した第２受光部４１４と
を有する。第１受光部４１２の長手方向軸線と第２受光
部４１４の長手方向軸線はほぼ平行に配置されている。
本体正面４１０ｆを含む平面に投影したときの第１受光
部４１２の幅は、本体正面４１０ｆを含む平面に投影し
たときの第２受光部４１４の幅とほぼ等しくなるように
構成されている。

【００１２】第１受光部４１２と本体正面４１０ｆのな
す角度ＳＦＨは、約１０°から約４０°の範囲内にある
のが好ましく、約２５°から３５°の範囲内にあるのが
更に好ましく、約３０°であるのが特に好ましい。第２
受光部４１４と本体正面４１０ｆのなす角度ＳＦＧは、
約１０°から約４０°の範囲内にあるのが好ましく、約
２５°から３５°の範囲内にあるのが更に好ましく、約
３０°であるのが特に好ましい。すなわち、第１受光部
４１２と第２受光部４１４のなす角度ＳＧＨは、約１２
０°であるのが特に好ましい。この場合、第１受光部４
１２の表面は本体右傾斜面４１０ｈの表面と平行に設け
られ、第２受光部４１４本体左傾斜面４１０ｇと平行に
設けられるのが好ましい。

【００１３】基準照射光検出装置４０４は又、本体正面
４１０ｆに設けられかつ検出したレーザービームＬＢの
基準位置に対するシフト位置を示す受光状態表示部１１
８と、本体右側面４１０ｋに設けられかつ受光状態表示
部１１８に対応して設けられた切り欠き１４０と、本体
正面４１０ｆに設けられかつ入力した勾配や、演算した
回転角度、距離、施工高さ等を表示するデータ表示部４
０８とを有する。受光状態表示部１１８及びデータ表示
部４０８は、液晶パネルにより構成されている。受光状
態表示部１１８及びデータ表示部４０８をＬＥＤにより
構成してもよい。受光状態表示部１１８及びデータ表示
部４０８を１部品で一体に構成してもよいし、或いは、
受光状態表示部１１８とデータ表示部４０８を、別部品
で構成してもよい。

【００１４】第１受光部４１２及び第２受光部４１４は
ＣＣＤ、ＰＳＤ等の位置センサにより構成されており、
少なくとも一方の第１受光部４１２は、上下に２分割さ
れた受光部分４１２ａ及び４１２ｂからなる。回転レー
ザ装置からのレーザビームＬＢが第１受光部４１２の２
分割された２つの受光部分４１２ａ及び４１２ｂの中間
を走査するとき基準位置となり、受光状態表示部１１８
の基準位置表示部分１２４が表示される。レーザビーム
ＬＢが第１受光部４１２の上部受光部分４１２ａを走査
する場合には、本体４１０を上方に移動し基準位置とな
るように、受光状態表示部１１８の上向き表示部分１２
２が表示される。同様に、レーザビームＬＢが第１受光
部４１２の下部受光部分４１２ｂを走査する場合には、
本体４１０を上方に移動し基準位置となるように、受光
状態表示部１１８の下向き表示部分１２０が表示され
る。

【００１５】第１受光部４１２及び第２受光部４１４を
ＣＣＤ等の位置センサーや、特殊形状の受光素子等によ
って形成した場合には、より高精度な基準位置の検出が
可能である。この場合は第１受光部４１２及び第２受光
部４１４の所定位置を基準位置と定めることで、基準位
置に対するレーザービームＬＢの走査位置が決定され
る。基準照射光検出装置４０４は、電源スイッチ１５０
と、検出精度調整ボタン１５２と、警告ブザーｏｎ／ｏ
ｆｆボタン１５４と、警告ブザー１５６と、表示モード
切り換えスイッチ１６０と、モード設定スイッチ３６
０、３６２、３６４とを備える。モード設定スイッチ３
６０、３６２、３６４を作動させることにより、表示モ
ード又はデータ入力のモードを設定することができる。
例えば、モード設定スイッチ３６０は勾配の入力に対応
する。

【００１６】例えば、「＋３％」の勾配を基準照射光検
出装置４０４に入力した場合には、レーザー装置１０２
からの距離が５メートルのところで高さは１５センチメ
ートルであり、この距離が１０メートルのところで高さ
は３０センチメートルである。すなわち、レーザー装置
１０２からの距離により、レーザー装置１０２から水平
に照射されたレーザー光からの垂直方向の高さが比例的
に変化する。基準照射光検出装置４０４とレーザー装置
１０２との間の距離を基準照射光検出装置４０４で検出
し、あらかじめ設定した勾配値を用いて演算処理する。
演算結果は、基準照射光検出装置１０４のデータ表示部
４０８に表示される。レーザー装置１０２からの距離が
異なる場所においても、基準照射光検出装置４０４に表
示された高さで施工を行うことにより、所定の勾配を設
定した施工をすることができる。

【００１７】次に図３を参照すると、基準照射光検出装
置４０４は、第１受光部４１２及び第２受光部４１４が
受光したレーザー光を検出するレーザー光検出回路３１
８と、レーザー光検出回路３１８の出力する出力信号に
基づいてレーザー光ＬＢの検出結果を表示する受光状態
表示部１１８とを備える。受光状態表示部１１８は、前
述したように、受光したレーザー光ＬＢの状態に対応し
て、基準位置表示部分１２４、上向き表示部分１２２又
は下向き表示部分１２０のいずれかを表示する。基準照
射光検出装置４０４は又、レーザー装置１０２から基準
照射光検出装置４０４までの距離ＬＲＳを求める距離計
算式を記憶している距離計算式記憶回路２１４と、レー
ザー光に垂直な平面に対する基準照射光検出装置４０４
の回転角度ＳＹを演算する回転角度計算式を記憶してい
る回転角度計算式記憶回路４４４と、レーザー光検出回
路３１８が出力する出力信号に基づいて、回転角度計算
式記憶回路４４４が記憶している回転角度計算式を用い
て基準照射光検出装置４０４の回転角度ＳＹを求める回
転角度演算回路４４６と、レーザー光検出回路３１８が
出力する出力信号に基づいて、回転角度演算回路４４６
が出力する出力信号を入力して、距離計算式記憶回路２
１４が記憶している距離計算式を用いて基準照射光検出
装置４０４までの距離ＬＲＳを求める距離演算回路２１
６とを備える。そして、基準照射光検出装置４０４の回
転角度に関する信号と、レーザー装置１０２から基準照
射光検出装置４０４までの距離に関する信号は、表示制
御回路４６０に入力される。表示制御回路４６０は入力
された情報に基づいて表示制御信号をデータ表示部４０
８に出力し、基準照射光検出装置４０４の回転角度及び
レーザー装置１０２から基準照射光検出装置４０４まで
の距離は、データ表示部４０８に表示される。

【００１８】基準照射光検出装置４０４は又、施工に必
要な勾配を入力する勾配入力部材２１８と、勾配入力部
材２１８が出力する出力信号に基づいて入力した勾配を
記憶する勾配記憶回路２２０と、距離演算回路２１６が
出力する出力信号及び勾配記憶回路２２０が記憶してい
る勾配の記憶内容に基づいて、施工すべき高さを演算す
る高さ演算回路２２４とを備える。高さ演算回路２２４
の演算した施工高さに関する信号と、勾配記憶回路２２
０の記憶した勾配に関する信号は、表示制御回路４６０
に入力される。表示制御回路４６０は入力された情報に
基づいて表示制御信号をデータ表示部４０８に出力し、
勾配のデータ及び施工すべき施工高さはデータ表示部４
０８に表示される。更に、基準照射光検出装置４０４
は、表示制御回路４６０の出力する出力信号を外部の機
器（図示せず）に出力するための外部出力端子４７０を
備える。

【００１９】図４を参照すると、レーザー装置１０２
は、レーザー光を発光する光源部１７２と、光源部１７
２の作動を制御する発光制御回路１７４と、レーザー光
をほぼ平行光として発する投光光学系１７６と、レーザ
ー光の光束を基準平面上に回転照射させる光束回転手段
即ち光束回転部材１７８とを備える。光源部１７２の発
光したレーザー光は投光光学系１７６を通り、光束回転
部材１７８により回転されて、レーザー光ＬＢとして基
準照射光検出装置４０４の２つの受光部４１２及び４１
４に向かって、一定の回転速度で照射される。レーザー
装置１０２が照射するレーザー光ＬＢは、回転数が一定
に維持されており、ビーム径も一定であるように調整さ
れている。なお、ビーム径が拡がり角を持つことを考慮
に含めることもできる。受光部４１２及び４１４のレー
ザー光ＬＢの回転方向に対する幅も決まっている。

【００２０】次に、基準照射光検出装置４０４がレーザ
ー装置１０２に対して回転角度ＳＹ＝０°で配置されて
いるとき、すなわち、基準照射光検出装置４０４の本体
正面４１０ｆがレーザー光ＬＢの照射方向に対して垂直
に配置されている場合について、レーザー装置１０２か
ら基準照射光検出装置４０４までの距離ＬＲＳを求める
方法を説明する。図５を参照すると、基準照射光検出装
置４０４の第１受光部４１２は、レーザー光ＬＢに垂直
な平面ＬＢＺに対して角度ＳＲをなしている。図５に示
す状態では、ＳＲは反時計回り方向にＳＲ１＝３０°で
ある（図５（ａ）参照）。基準照射光検出装置４０４の
第２受光部４１４は、レーザー光ＬＢに垂直な平面ＬＢ
Ｚに対して角度ＳＬをなしており、図５に示す状態で
は、ＳＬは時計回り方向にＳＬ１＝３０°である。

【００２１】基準照射光検出装置４０４の第１受光部４
１２及び第２受光部４１４は、レーザー装置１０２から
回転照射されたレーザー光ＬＢを検出し、レーザー光Ｌ
Ｂの回転速度、レーザー光ＬＢのビーム径、第１受光部
４１２と第２受光部４１４との間の距離ＬＥＬＥ、第１
受光部４１２と第２受光部４１４をレーザー光ＬＢが横
切る時間Ｔ（図５（ｂ）参照）とにより、レーザー装置
１０２から基準照射光検出装置４０４までの距離ＬＲＳ
を演算処理して求める。次に、第１受光部４１２及び第
２受光部４１４がレーザー光ＬＢを受光した時間間隔の
測定について説明する。この時間間隔の測定は、レーザ
ー光検出回路３１８が行う。図６を参照すると、第１受
光部４１２を矢印の方向に横切るレーザー光ＬＢは、Ｌ
Ｂ１の状態で第１受光部４１２への入射を開始し、ＬＢ
２の状態で第１受光部４１２の水平方向の中央部分を照
射し、ＬＢ３の状態で第１受光部４１２への入射を終了
する。更に、第２受光部４１４を矢印の方向に横切るレ
ーザー光ＬＢは、ＬＢ４の状態で第２受光部４１４への
入射を開始し、ＬＢ５の状態で第２受光部４１４の水平
方向の中央部分を照射し、ＬＢ６の状態で第２受光部４
１４への入射を終了する。

【００２２】図７を参照すると、レーザー光ＬＢが入射
した第１受光部４１２の出力信号は、時間Ｔ₁₁で出力を
開始し、時間Ｔ₁₂で出力の最大値をとり、出力時間Ｔ₁₃
で出力を終了する。レーザー光ＬＢが入射した第２受光
部４１４の出力信号は、時間Ｔ₁₄で出力を開始し、時間
Ｔ₁₅で出力の最大値をとり、出力時間Ｔ₁₆で出力を終了
する。この時間Ｔ₁₂と時間Ｔ₁₅との間の時間間隔Ｔ₁を
計測する。同様に、図８を参照すると、レーザー光ＬＢ
が入射した第１受光部４１２の出力信号は、時間Ｔ₂₁で
出力を開始し、時間Ｔ₂₂で出力の最大値をとり、出力時
間Ｔ₂₃で出力を終了する。レーザー光ＬＢが入射した第
２受光部４１４の出力信号は、時間Ｔ₂₄で出力を開始
し、時間Ｔ₂₅で出力の最大値をとり、出力時間Ｔ₂₆で出
力を終了する。この時間Ｔ₂₂と時間Ｔ₂₅との間の時間間
隔Ｔ₁を計測する。

【００２３】ここで、図７に示すＴ₁が図８に示すＴ₂
より大きいのは、レーザー装置１０２から基準照射光検
出装置４０４までの距離ＬＲＳが、図７に示す状態の方
が図８に示す状態よりも近いことを意味する。すなわ
ち、レーザー装置１０２から基準照射光検出装置４０４
までの距離ＬＲＳが近いほど、第１受光部４１２が出力
する出力信号が最大値をとる時と、第２受光部４１４が
出力する出力信号が最大値をとる時との間の時間間隔は
長い。レーザー光検出回路３１８は、時間Ｔ₁₂と時間Ｔ
₁₅との間の時間間隔Ｔ₁をカウンターにより計数する。
次の段階で、カウンターの計数結果を読み出し、レーザ
ー装置１０２から基準照射光検出装置４０４までの距離
ＬＲＳを算出し、傾斜勾配を設定する。

【００２４】次に、傾斜勾配を設定する方法を説明す
る。レーザー光ＬＢの光束直径をｄ〔ｍｍ〕、第１受光
部４１２の幅及び第２受光部４１４の幅をｗ〔ｍｍ〕と
する。この場合に、レーザー光ＬＢに垂直な平面に対す
る第１受光部４１２の有効幅ＷＦは、ＷＦ＝ｗ・ｃｏｓＳＲであり、レーザー光ＬＢに垂直な平面に対する第２受光
部４１４の有効幅ＷＳは、ＷＳ＝ｗ・ｃｏｓＳＬである。

【００２５】ここで、本発明の基準照射光検出装置４０
４では、ＷＦ＝ＷＳである。更に、第１受光部４１２と第２受光部４１４と
の間の間隔をＬＥＬＥ〔ｍｍ〕、レーザー装置１０２か
ら照射されるレーザー光ＬＢの回転数をＲＬＢ〔ｒｐ
ｍ〕、レーザー装置１０２から基準照射光検出装置４０
４までの距離ＬＲＳとする。レーザー光ＬＢの光束が第
１受光部４１２の中心から第２受光部４１４の中心まで
を横切る時間Ｓｄ〔秒〕は、Ｓｄ＝（ＬＥＬＥ＋ＷＦ／２＋ＷＳ／２）／（２π×ＬＲＳ×ＲＬＢ／６０）＝（ＬＥＬＥ＋ＷＦ）／（２π×ＬＲＳ×ＲＬＢ／６０）・・（式１）従って、ＬＲＳ＝（ＬＥＬＥ＋ＷＦ）／（２π×ＲＬＢ×Ｓｄ／６０）・・（式２）である。

【００２６】再び図３を参照すると、距離計算式記憶回
路２１４は、この距離計算式（式２）を記憶している。
ここで、レーザー光ＬＢの光束直径ｄ〔ｍｍ〕、第１受
光部４１２及び第２受光部４１４の幅ｗ〔ｍｍ〕、レー
ザー光ＬＢと垂直な平面に対する第１受光部４１２の角
度ＳＲ、レーザー光ＬＢと垂直な平面に対する第２受光
部４１４の角度ＳＬ、レーザー装置１０２から照射され
るレーザー光ＬＢの回転数ＲＬＢ〔ｒｐｍ〕は、基準照
射光検出装置４０４の距離計算式記憶回路２１４により
あらかじめ記憶しておいてもよいし、これらの数値を使
用者が入力し、この入力した値を距離計算式記憶回路２
１４により記憶していてもよい。距離演算回路２１６
は、レーザー光検出回路３１８が出力する信号を入力
し、距離計算式記憶回路２１４が記憶している距離計算
式（式２）を用いてレーザー装置１０２から基準照射光
検出装置４０４までの距離ＬＲＳを演算する。

【００２７】高さ演算回路２２４は、勾配記憶回路２２
０が記憶している勾配ＳＬＡと、距離演算回路２１６が
出力する距離ＬＲＳを用いて、以下に示す（式３）によ
り施工高さＨＩＧを演算する。施工したい勾配をＳＬＡ
〔％〕とすると、施工高さＨＩＧ〔ｍｍ〕は、ＨＩＧ＝ＳＬＡ×ＬＲＳ／１００・・・（式３）で求められる。次に、基準照射光検出装置４０４がレー
ザー装置１０２に対して回転角度ＳＹで配置されている
とき、すなわち、基準照射光検出装置４０４の本体正面
４１０ｆが、本体４１０の上から見たときに、レーザー
光ＬＢの照射方向に対して時計回り方向にＳＹだけ回転
した状態で配置されている場合について、レーザー装置
１０２から基準照射光検出装置４０４までの距離ＬＲＳ
を求める方法を説明する。

【００２８】図９を参照すると、基準照射光検出装置４
０４の第１受光部４１２及び第２受光部４１４は、レー
ザー装置１０２から回転照射されたレーザー光ＬＢを検
出し、レーザー光ＬＢの回転速度、レーザー光ＬＢのビ
ーム径、第１受光部４１２と第２受光部４１４との間の
距離ＬＥＬＥ、第１受光部４１２と第２受光部４１４を
レーザー光ＬＢが横切る時間Ｔ（図９（ｂ）参照）によ
り、レーザー装置１０２から基準照射光検出装置４０４
までの距離ＬＲＳを演算処理して求める。ここで、レー
ザー光ＬＢの照射方向に垂直な平面ＬＢＺに対して基準
照射光検出装置４０４が回転角度ＳＹだけ回転している
ので、距離ＬＲＳの演算処理に第１受光部４１２と第２
受光部４１４との間の距離ＬＥＬＥを用いるときには、
この回転角度ＳＹにより生じた距離ＬＥＬＥの誤差の補
正を行う必要がある。

【００２９】図９では、この回転角度ＳＹが１５°であ
る場合を示す（図９（ａ）参照）。従って、第１受光部
４１２と面ＬＢＺとのなす角度は１５°であり、第２受
光部４１４と面ＬＢＺとのなす角度は４５°である。次
に、レーザー光検出回路３１８により、第１受光部４１
２及び第２受光部４１４がレーザー光ＬＢを受光した時
間間隔を測定する方法について説明する。この場合にお
いても、レーザー装置１０２が照射するレーザー光ＬＢ
は、回転数が一定に維持されており、ビーム径も一定で
あるように調整されている。更に、この場合には、ビー
ム径が拡がり角を持つことを考慮に含めることもでき
る。第１受光部４１２と第２受光部４１４のレーザー光
ＬＢの回転方向に対する有効幅も決まっている。

【００３０】図１０を参照すると、第１受光部４１２を
矢印の方向に横切るレーザー光ＬＢは、ＬＢ１の状態で
第１受光部４１２への入射を開始し、ＬＢ２の状態で第
１受光部４１２の水平方向の中央部分を照射し、ＬＢ３
の状態で第１受光部４１２への入射を終了する。更に、
第２受光部４１４を矢印の方向に横切るレーザー光ＬＢ
は、ＬＢ４の状態で第２受光部４１４への入射を開始
し、ＬＢ５の状態で第２受光部４１４の水平方向の中央
部分を照射し、ＬＢ６の状態で第２受光部４１４への入
射を終了する。図１１を参照すると、レーザー光ＬＢが
入射した第１受光部４１２の出力信号は、時間Ｔ₃₁で出
力を開始し、時間Ｔ₃₂で出力の最大値をとり、出力時間
Ｔ₃₃で出力を終了する。レーザー光ＬＢが入射した第２
受光部４１４の出力信号は、時間Ｔ₃₄で出力を開始し、
時間Ｔ₃₅で出力の最大値をとり、出力時間Ｔ₃₆で出力を
終了する。

【００３１】レーザー光検出回路３１８は、時間Ｔ₃₂と
時間Ｔ₃₅との間の時間間隔Ｔ₃をカウンターにより計数
する。レーザー光検出回路３１８は又、時間Ｔ₃₁と時間
Ｔ₃₃との間の時間間隔ＴＬと、時間Ｔ₃₄と時間Ｔ₃₆との
間の時間間隔ＴＲをカウンターにより計数する。図１０
において、基準照射光検出装置４０４の位置におけるレ
ーザー光ＬＢの周速度をＶＬＢとし、第１受光部４１２
がレーザー光ＬＢを入射するときの有効幅をＷＲＲと
し、第２受光部４１４がレーザー光ＬＢを入射するとき
の有効幅をＷＲＬとする。回転角度ＳＹの計算は、ＶＬＢ×ＴＲ＝ＷＲＲ・・・（式４）ＶＬＢ×ＴＬ＝ＷＲＬ・・・（式５）の２つの式を、ＶＬＢを消去することにより解いて行
う。

【００３２】（式４）は、ＶＬＢ×ＴＲ＝ｗ×ｃｏｓ（ＳＲ−ＳＹ）・・・（式６）（式５）は、ＶＬＢ×ＴＬ＝ｗ×ｃｏｓ（ＳＬ＋ＳＹ）・・・（式７）従って、ｃｏｓ（ＳＲ−ＳＹ）／ＴＲ＝ｃｏｓ（ＳＬ＋ＳＹ）／ＴＬ従って、（ｃｏｓＳＲ×ｃｏｓＳＹ＋ｓｉｎＳＲ×ｓｉｎＳＹ）／ＴＲ＝（ｃｏｓＳＬ×ｃｏｓＳＹ−ｓｉｎＳＬ×ｓｉｎＳＹ）／ＴＬ従って、（ｓｉｎＳＲ／ＴＲ＋ｓｉｎＳＬ／ＴＬ）×ｓｉｎＳＹ＝（ｃｏｓＳＬ／ＴＬ−ｃｏｓＳＲ／ＴＲ）×ｃｏｓＳＹ従って、ｓｉｎＳＹ／ｃｏｓＳＹ＝ｔａｎＳＹ＝（ｃｏｓＳＬ／ＴＬ−ｃｏｓＳＲ／ＴＲ）／（ｓｉｎＳＲ／ＴＲ＋ｓｉｎＳＬ／ＴＬ）従って、ＳＹ＝ａｒｃｔａｎ（（ｃｏｓＳＬ／ＴＬ−ｃｏｓＳＲ／ＴＲ）／（ｓｉｎＳＲ／ＴＲ＋ｓｉｎＳＬ／ＴＬ））・・・（式８）（式８）において、ＳＬ及びＳＲは基準照射光検出装置
４０４についてあらかじめ設定されている値であり、こ
の値は回転角度計算式記憶回路４４４に記憶されてい
る。

【００３３】そして、上記の（式４）から（式８）を用
いた計算手順は、回転角度計算式記憶回路４４４に記憶
されている。更に、ＴＬ及びＴＲはカウンターの計数結
果の出力により決定される。その結果、上記の（式８）
により、基準照射光検出装置４０４が回転している回転
角度ＳＹは、回転角度演算回路４４６により演算するこ
とができる。このようにして、基準照射光検出装置４０
４のレーザー光ＬＢの方向に対する回転角度の補正を行
い、レーザー装置１０２から基準照射光検出装置４０４
までの距離ＬＲＳを算出し、施工高さを設定する。従っ
て、第１受光部４１２と第２受光部４１４との間の距離
の補正した値ＬＥＬＲは、ＬＥＬＲ＝ＬＥＬＥ×ｃｏｓＳＹ・・・（式９）で求められる。

【００３４】また、レーザー光ＬＢに垂直な平面に対す
る第１受光部４１２の有効幅ＷＧは、ＷＧ＝ｗ・ｃｏｓ（ＳＲ−ＳＹ）・・・（式１０）また、レーザー光ＬＢに垂直な平面に対する第２受光部
４１４の有効幅ＷＴは、ＷＴ＝ｗ・ｃｏｓ（ＳＲ＋ＳＹ）・・・（式１１）である。次に、施工高さを設定する方法を説明する。前
述した方法と同様に、レーザー光ＬＢの光束直径をｄ
〔ｍｍ〕、第１受光部４１２及び第２受光部４１４の幅
をｗ〔ｍｍ〕、第１受光部４１２と第２受光部４１４と
の間の間隔をＬＥＬＥ〔ｍｍ〕、レーザー装置１０２か
ら照射されるレーザー光ＬＢの回転数をＲＬＢ〔ｒｐ
ｍ〕、レーザー装置１０２から基準照射光検出装置４０
４までの距離ＬＲＳとする。

【００３５】レーザー光ＬＢの光束が第１受光部４１２
の中心から第２受光部４１４の中心までを横切る時間Ｓ
ｄ〔秒〕は、Ｓｄ＝（ＬＥＬＲ＋ＷＧ／２＋ＷＴ／２）／（２π×ＬＲＳ×ＲＬＢ／６０）・・・（式１２）従って、ＬＲＳ＝（ＬＥＬＲ＋ＷＧ／２＋ＷＴ／２）／（２π×ＲＬＢ×Ｓｄ／６０）・・・（式１３）である。（式１１）において、ＬＥＬＲは前述した（式
９）により求められており、ＷＧは前述した（式１０）
により求められており、ＷＴは前述した（式１１）によ
り求められている。そして、ＲＬＢはレーザー装置１０
２により設定された値であり、Ｓｄは本発明の基準照射
光検出装置４０４により測定される値である。

【００３６】従って、上述した（式１３）を用いること
により、レーザー装置１０２から基準照射光検出装置４
０４までの距離ＬＲＳを求めることができる。再び図３
を参照すると、距離計算式記憶回路２１４は、距離計算
式（式１３）を記憶している。ここで、レーザー光ＬＢ
の光束直径ｄ〔ｍｍ〕、受光部４１２の幅ｗ〔ｍｍ〕、
レーザー光ＬＢと垂直な平面に対する第１受光部４１２
の角度ＳＲ、レーザー光ＬＢと垂直な平面に対する第２
受光部４１４の角度ＳＬ、レーザー装置１０２から照射
されるレーザー光ＬＢの回転数をＲＬＢ〔ｒｐｍ〕は、
基準照射光検出装置４０４の距離計算式記憶回路２１４
によりあらかじめ記憶しておいてもよいし、これらの数
値を使用者が入力し、この入力した値を距離計算式記憶
回路２１４により記憶していてもよい。

【００３７】距離演算回路２１６は、レーザー光検出回
路３１８が出力する信号を入力し、距離計算式記憶回路
２１４が記憶している距離計算式（式４）〜（式１３）
を用い、回転角度演算回路４４６が出力する信号を入力
して、レーザー装置１０２から基準照射光検出装置４０
４までの距離ＬＲＳを演算する。高さ演算回路２２４
は、勾配記憶回路２２０が記憶している勾配ＳＬＡと、
距離演算回路２１６が出力する距離ＬＲＳを用いて、前
述した（式３）により施工高さＨＩＧを演算する。デー
タ表示部４０８は、高さ演算回路２２４の出力信号を入
力して、施工高さＨＩＧの計算結果を表示する。次に、
本発明の基準照射光検出装置の具体的な構成と作動につ
いて説明する。

【００３８】本発明の基準照射光検出装置は、図１２に
示すように、電池等の電源６０４と、水晶振動子等の源
振６０６と、レーザー光を受光する２つの受光素子６０
８及び６０９と、処理プログラム及び距離計算式及び回
転角度計算式を記憶したＲＯＭ６１０と、基準照射光検
出装置の作動を制御し、必要なデータを入力するための
１つ以上のスイッチ６２１〜６２６と、これらのスイッ
チから入力したデータを記憶するためのＲＡＭ６３０
と、ＲＯＭ６１０に記憶されている処理プログラムを動
作させ、ＲＯＭ６１０及び又はＲＡＭ６３０に記憶した
データを用いて、計数処理、演算処理及び比較処理を行
うＣＰＵ６５０と、警告を発する警告ブザー６５６と、
データの入力結果及び又は演算結果を表示するＬＣＤパ
ネル６６０と、表示するデータを外部に出力する外部出
力端子（外部出力手段）４７０とを備えている。

【００３９】スイッチ６２１をオンさせて基準照射光検
出装置を動作状態にする。次に、受光素子６０８及び６
０９がレーザー光を受光すると、ＣＰＵ６５０はＲＯＭ
６１０が記憶している距離計算式及び回転角度計算式と
ＲＡＭ６３０が記憶している勾配のデータを用いて、基
準照射光検出装置が回転しているときはこの回転角度を
補正して、レーザー装置から基準照射光検出装置までの
距離を演算し、施工すべき高さを演算する。演算された
施工すべき高さはＬＣＤパネル６６０に表示される。必
要に応じて、ＣＰＵ６５０はＲＯＭ６１０が記憶してい
る距離計算式及び回転角度計算式とＲＡＭ６３０が記憶
している勾配のデータを用いて、レーザー装置から基準
照射光検出装置までの距離を演算して、施工すべき高さ
を演算する。

【００４０】本発明の基準照射光検出装置においては、
スイッチ６２１〜６２６に加えて、データを入力するた
めのテンキーを備えてもよいし、ＬＣＤパネル６６０の
代わりに、ＬＥＤ等を用いてもよい。

【００４１】

【発明の効果】（１）本発明の基準照射光検出装置は、
簡単な構造で基準高さを検出することができ、更に、基
準位置からの距離を検出することができる。（２）本発明の基準照射光検出装置は、基準照射光検出
装置自身がレーザー光に対して回転していても、基準位
置からの距離を正確に検出することができる。（３）本発明の基準照射光検出装置は、施工すべき勾配
を設定することができるので、施工作業の時間を大幅に
削減することができ、作業を効率良く行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基準照射光検出装置の実施の形態を示
す斜視図である。

【図２】本発明の基準照射光検出装置を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の基準照射光検出装置のブロック図であ
る。

【図４】本発明の基準照射光検出装置にレーザー光を照
射するのに用いられるレーザー装置のブロック図であ
る。

【図５】本発明の基準照射光検出装置の受光部を横切る
レーザー光の光束を示す概略平面図（図５（ａ））と、
この状態における受光部の出力信号を示す図（図５
（ｂ））である。

【図６】本発明の基準照射光検出装置の受光部を横切る
レーザー光の光束を示す概略正面図である。

【図７】本発明の基準照射光検出装置の受光部の出力信
号を示す図である。

【図８】本発明の基準照射光検出装置の受光部の出力信
号を示す図である。

【図９】基準照射光検出装置がレーザー光の照射方向に
対して回転している場合における、本発明の基準照射光
検出装置の受光部を横切るレーザー光の光束を示す平面
図（図９（ａ））と、この状態における受光部の出力信
号を示す図（図９（ｂ））である。

【図１０】基準照射光検出装置がレーザー光の照射方向
に対して回転している場合における、本発明の基準照射
光検出装置の受光部を横切るレーザー光の光束を示す正
面図である。

【図１１】基準照射光検出装置がレーザー光の照射方向
に対して回転している場合における、本発明の基準照射
光検出装置の受光部の出力信号を示す図である。

【図１２】本発明の基準照射光検出装置の具体的な構成
の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】１０２レーザー装置１０８データ表示部１１８受光状態表示部１２０下向き表示部分１２２上向き表示部分１２４基準位置表示部分１４０切り欠き１５０電源スイッチ１５２検出精度調整ボタン１５４警告ブザーｏｎ／ｏｆｆボタン１５６警告ブザー１６０表示モード切り換えスイッチ１７２光源部１７４発光制御回路１７６投光光学系１７８光束回転部材２１４距離計算式記憶回路２１６距離演算回路２１８勾配入力部２２０勾配記憶回路２２４高さ演算回路３１８レーザー光検出回路３６０、３６４モード設定スイッチ４０４基準照射光検出装置４０８データ表示部４１０本体４１２第１受光部４１４第２受光部４４４回転角度計算式記憶回路４４６回転角度演算回路４７０表示制御回路４７０外部出力端子６０４電源６０６源振６０８受光素子６０９受光素子６１０ＲＯＭ６２１〜６２６スイッチ６３０ＲＡＭ６５０ＣＰＵ６５６警告ブザー６６０ＬＣＤパネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準平面上にレーザー光を照射するレー
ザー装置からのレーザー光を入射する第１受光部と、前
記レーザー装置からのレーザー光の入射角度が前記第１
受光部に対する入射角度と異なるように構成された第２
受光部と、前記第１受光部及び第２受光部の出力する出
力信号に基づいて前記レーザー装置に対する回転角度を
演算する回転角度演算回路と、前記第１受光部及び第２
受光部の出力する出力信号及び前記回転角度演算回路の
出力する出力信号に基づいて前記レーザー装置との間の
距離を演算する距離演算回路と、前記第１受光部及び又
は前記第２受光部の出力する出力信号に基づいてレーザ
ー光の入射の状態を表示する受光状態表示部とを有する
ことを特徴とする基準照射光検出装置。
【請求項２】基準平面上にレーザー光を照射するレー
ザー装置からのレーザー光を入射する第１受光部と、前
記レーザー装置からのレーザー光の入射角度が前記第１
受光部に対する入射角度と異なるように構成された第２
受光部と、前記第１受光部及び第２受光部の出力する出
力信号に基づいて前記レーザー装置に対する回転角度を
演算する回転角度演算回路と、前記第１受光部及び第２
受光部の出力する出力信号及び前記回転角度演算回路の
出力する補正信号に基づいて前記レーザー装置との間の
距離を演算する距離演算回路と、前記第１受光部及び又
は前記第２受光部の出力する出力信号に基づいてレーザ
ー光の入射の結果を表示する表示部とを有することを特
徴とする基準照射光検出装置。
【請求項３】前記回転角度演算回路の出力する出力信
号に基づいて前記レーザー装置に対する回転角度を表示
するデータ表示部を有することを特徴とする、請求項１
又は請求項２に記載の基準照射光検出装置。
【請求項４】前記距離演算回路の出力する出力信号に
基づいて前記レーザー装置との間の距離を表示するデー
タ表示部を有することを特徴とする、請求項１から請求
項３のいずれか１項に記載の基準照射光検出装置。
【請求項５】前記レーザー装置に対する施工傾斜を入
力する傾斜設定値入力手段と、前記傾斜設定値入力手段
により入力された傾斜設定値と前記距離演算回路の出力
する出力信号とに基づいて施工高さを演算する高さ演算
回路と、前記高さ演算回路の出力する出力信号に基づい
て施工高さを表示するデータ表示部とを有することを特
徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載
の基準照射光検出装置。
【請求項６】前記データ表示部に表示されるデータの
うちの少なくとも一部を外部に出力するための外部出力
手段を更に備えることを特徴とする、請求項１から請求
項５のいずれか１項に記載の基準照射光検出装置。