JPH11325899A - レーザー装置 - Google Patents
レーザー装置Info
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- JPH11325899A JPH11325899A JP10155325A JP15532598A JPH11325899A JP H11325899 A JPH11325899 A JP H11325899A JP 10155325 A JP10155325 A JP 10155325A JP 15532598 A JP15532598 A JP 15532598A JP H11325899 A JPH11325899 A JP H11325899A
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- Japan
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- laser
- unit
- deflecting means
- deflecting
- mirror
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
- G01C15/002—Active optical surveying means
- G01C15/004—Reference lines, planes or sectors
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
［目的］ 本発明は、レーザー光による測定基準線や基
準平面を形成することのできるレーザー測量機に係わ
り、特に、水平基準線及び基準平面のみならず、水平面
に対して所定の角度傾斜した基準線や基準平面を形成す
ることのできるレーザー測量機を提供することを目的と
する。 ［構成］ 本発明は、托架部を鉛直軸周りに回動させ、
レーザー投光部が水平軸周りに回動させ、光源部が水平
軸と平行な方向にレーザー光を照射させ、回動照射部が
基準平面上にレーザー光を回動照射させ、レーザー投光
部に設けられた第１の偏向手段が、レーザー光を直交す
る方向に偏向させ、回動照射部に設けられた第２の偏向
手段が、第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方
向に偏向させる様になっており、第１の偏向手段は、ミ
ラーから構成されており、イメージローテーターが、ミ
ラーと光源部との間に配置されている。
準平面を形成することのできるレーザー測量機に係わ
り、特に、水平基準線及び基準平面のみならず、水平面
に対して所定の角度傾斜した基準線や基準平面を形成す
ることのできるレーザー測量機を提供することを目的と
する。 ［構成］ 本発明は、托架部を鉛直軸周りに回動させ、
レーザー投光部が水平軸周りに回動させ、光源部が水平
軸と平行な方向にレーザー光を照射させ、回動照射部が
基準平面上にレーザー光を回動照射させ、レーザー投光
部に設けられた第１の偏向手段が、レーザー光を直交す
る方向に偏向させ、回動照射部に設けられた第２の偏向
手段が、第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方
向に偏向させる様になっており、第１の偏向手段は、ミ
ラーから構成されており、イメージローテーターが、ミ
ラーと光源部との間に配置されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光による測定
基準線や基準平面を形成することのできるレーザー測量
機に係わり、特に、水平基準線及び基準平面のみなら
ず、水平面に対して所定の角度傾斜した基準線や基準平
面を形成することのできるレーザー測量機に関するもの
である。
基準線や基準平面を形成することのできるレーザー測量
機に係わり、特に、水平基準線及び基準平面のみなら
ず、水平面に対して所定の角度傾斜した基準線や基準平
面を形成することのできるレーザー測量機に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の傾斜設定可能な回転レーザー装置
には、レーザー投光部が自在に傾斜できる様にジンバル
又は球面で支持される構造のものや、垂直軸及び水平軸
回りに回転して傾斜設定できる様にレーザー投光部が支
持されるものがある。
には、レーザー投光部が自在に傾斜できる様にジンバル
又は球面で支持される構造のものや、垂直軸及び水平軸
回りに回転して傾斜設定できる様にレーザー投光部が支
持されるものがある。
【０００３】ここで図１１に基づいて、レーザー投光部
が、球面で支持される構造のものを説明する。レーザー
投光部９１００は、球面で支持されており、レーザー投
光部９１００に設けられた回転照射部９２００から、レ
ーザー光が基準平面上に回転照射される様に構成されて
いる。なお回転照射部９２００は、モータ９２５０によ
り駆動されている。
が、球面で支持される構造のものを説明する。レーザー
投光部９１００は、球面で支持されており、レーザー投
光部９１００に設けられた回転照射部９２００から、レ
ーザー光が基準平面上に回転照射される様に構成されて
いる。なお回転照射部９２００は、モータ９２５０によ
り駆動されている。
【０００４】レーザー投光部９１００は、直交する２方
向に伸びるアーム９３００（１方向は図示せず）をモー
タ９３５０により駆動される上下機構で上下させること
により、１方向又は２方向に傾斜可能に構成されてい
る。このレーザー投光部９１００は、本体に形成された
２個の傾斜センサ９４１０、９４２０とにより、整準さ
れている。そしてレーザー投光部９１００は、整準され
た後に所定の方向に傾斜設定される。
向に伸びるアーム９３００（１方向は図示せず）をモー
タ９３５０により駆動される上下機構で上下させること
により、１方向又は２方向に傾斜可能に構成されてい
る。このレーザー投光部９１００は、本体に形成された
２個の傾斜センサ９４１０、９４２０とにより、整準さ
れている。そしてレーザー投光部９１００は、整準され
た後に所定の方向に傾斜設定される。
【０００５】この傾斜設定は、例えば、設定傾斜角度を
直接、又は２個の傾斜センサ９４１０、９４２０の出力
をモータのパルス数に換算し、演算された角度に基づい
て、モータ９３５０を駆動させることにより設定するこ
とができる。なお、適宜の傾斜検出器を採用することが
できる。そして、レーザー投光部９１００を１方向のみ
傾斜させれば、所定の方向に対する傾斜面を形成し、レ
ーザー投光部９１００を２方向傾斜させれば、複合傾斜
面を形成することができる。
直接、又は２個の傾斜センサ９４１０、９４２０の出力
をモータのパルス数に換算し、演算された角度に基づい
て、モータ９３５０を駆動させることにより設定するこ
とができる。なお、適宜の傾斜検出器を採用することが
できる。そして、レーザー投光部９１００を１方向のみ
傾斜させれば、所定の方向に対する傾斜面を形成し、レ
ーザー投光部９１００を２方向傾斜させれば、複合傾斜
面を形成することができる。
【０００６】次に図１２に基づいて、より大きな傾斜を
設定可能なレーザー投光部９１００が垂直軸及び水平軸
上で支持される構成を説明する。垂直軸周りに回動する
托架部９５００と、托架部９５００上の水平軸周りに回
動するレーザー投光部９１００とから構成されている。
このレーザー投光部９１００上には、回転照射部９２０
０が設けられ、基準平面上にレーザー光を回転照射する
ことができる。そして、レーザー投光部が球面で支持さ
れる構成と同様に、適宜の整準手段により整準されてい
る。
設定可能なレーザー投光部９１００が垂直軸及び水平軸
上で支持される構成を説明する。垂直軸周りに回動する
托架部９５００と、托架部９５００上の水平軸周りに回
動するレーザー投光部９１００とから構成されている。
このレーザー投光部９１００上には、回転照射部９２０
０が設けられ、基準平面上にレーザー光を回転照射する
ことができる。そして、レーザー投光部が球面で支持さ
れる構成と同様に、適宜の整準手段により整準されてい
る。
【０００７】レーザー投光部９１００が垂直軸及び水平
軸上で支持される構成では、レーザー投光部９１００の
回動方向が、傾斜方向と一致する様に托架部を水平軸回
りに回転させ、この托架部の回転の後、レーザー投光部
９１００を垂直軸回りに傾斜させることにより、傾斜設
定を行う様に構成されている。
軸上で支持される構成では、レーザー投光部９１００の
回動方向が、傾斜方向と一致する様に托架部を水平軸回
りに回転させ、この托架部の回転の後、レーザー投光部
９１００を垂直軸回りに傾斜させることにより、傾斜設
定を行う様に構成されている。
【０００８】なお複合傾斜面は、２方向の傾斜データか
ら複合傾斜角を演算し、演算結果に基づいて決定された
方向に傾斜させることにより形成することができる。
ら複合傾斜角を演算し、演算結果に基づいて決定された
方向に傾斜させることにより形成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザー測量機は、傾斜設定装置の回転軸が、理想
的な任意の軸を中心に回転する場合には誤差を生じさせ
ることはないが、現実には、円滑に回転させるための軸
ガタが必要であり、軸ガタの角度の換算分が傾斜誤差と
なるという問題点があった。
来のレーザー測量機は、傾斜設定装置の回転軸が、理想
的な任意の軸を中心に回転する場合には誤差を生じさせ
ることはないが、現実には、円滑に回転させるための軸
ガタが必要であり、軸ガタの角度の換算分が傾斜誤差と
なるという問題点があった。
【００１０】従って、軸ガタによる傾斜誤差を小さく
し、傾斜設定精度を高めることのできるレーザー測量機
の出現が強く望まれていた。
し、傾斜設定精度を高めることのできるレーザー測量機
の出現が強く望まれていた。
【００１１】更に、球面で支持される回転レーザー装置
は、傾斜を設定するための基本的構造が簡単であるた
め、比較的精度の高い設定が可能であるが、設定勾配に
構造的限界があるため、高勾配の設定には適さないとい
う問題点があった。
は、傾斜を設定するための基本的構造が簡単であるた
め、比較的精度の高い設定が可能であるが、設定勾配に
構造的限界があるため、高勾配の設定には適さないとい
う問題点があった。
【００１２】また、垂直軸及び水平軸上で支持される回
転レーザー装置は、高勾配の設定は比較的容易である
が、上述の様に、回転軸に多くの誤差が蓄積されるの
で、高い工作精度を要求され、コスト高となるという問
題点があった。
転レーザー装置は、高勾配の設定は比較的容易である
が、上述の様に、回転軸に多くの誤差が蓄積されるの
で、高い工作精度を要求され、コスト高となるという問
題点があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、鉛直軸周りに回動する托架部と、こ
の托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投
光部と、該レーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な
方向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レ
ーザー投光部に設けられ、基準平面上にレーザー光を回
動照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部
に設けられ、前記レーザー光を直交する方向に偏向する
ための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、
前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に
偏向するための第２の偏向手段とからなり、前記第１の
偏向手段は、ミラーから構成されており、このミラーと
前記光源部との間に配置されたイメージローテーターを
備えて構成されている。
案出されたもので、鉛直軸周りに回動する托架部と、こ
の托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投
光部と、該レーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な
方向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レ
ーザー投光部に設けられ、基準平面上にレーザー光を回
動照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部
に設けられ、前記レーザー光を直交する方向に偏向する
ための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、
前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に
偏向するための第２の偏向手段とからなり、前記第１の
偏向手段は、ミラーから構成されており、このミラーと
前記光源部との間に配置されたイメージローテーターを
備えて構成されている。
【００１４】更に本発明は、鉛直軸周りに回動する托架
部と、この托架部に支持され、水平軸周りに回動するレ
ーザー投光部と、該レーザー投光部に設けられ、水平軸
と平行な方向にレーザー光を照射させるための光源部
と、前記レーザー投光部に設けられ、基準平面上にレー
ザー光を回動照射させるための回動照射部と、前記レー
ザー投光部に設けられ、前記レーザー光を直交する方向
に偏向するための第１の偏向手段と、前記回動照射部に
設けられ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交
する方向に偏向するための第２の偏向手段とからなり、
前記第１の偏向手段は、ペンタミラーから構成されてお
り、このペンタミラーと前記光源部との間に配置された
イメージローテーターを備えて構成されている。
部と、この托架部に支持され、水平軸周りに回動するレ
ーザー投光部と、該レーザー投光部に設けられ、水平軸
と平行な方向にレーザー光を照射させるための光源部
と、前記レーザー投光部に設けられ、基準平面上にレー
ザー光を回動照射させるための回動照射部と、前記レー
ザー投光部に設けられ、前記レーザー光を直交する方向
に偏向するための第１の偏向手段と、前記回動照射部に
設けられ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交
する方向に偏向するための第２の偏向手段とからなり、
前記第１の偏向手段は、ペンタミラーから構成されてお
り、このペンタミラーと前記光源部との間に配置された
イメージローテーターを備えて構成されている。
【００１５】また本発明は、イメージローテーターに代
えて、第１の反射ミラーと第２の反射ミラーと第３の反
射ミラーとを使用する構成にすることもできる。
えて、第１の反射ミラーと第２の反射ミラーと第３の反
射ミラーとを使用する構成にすることもできる。
【００１６】そして本発明は、鉛直軸周りに回動する托
架部と、この托架部に設けられ、水平軸と平行な方向に
レーザー光を照射させるための光源部と、前記托架部に
支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光部と、こ
のレーザー投光部に設けられ基準平面上にレーザー光を
回動照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光
部に設けられ、前記レーザー光を直交する方向に偏向す
るための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けら
れ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方
向に偏向するための第２の偏向手段とからなり、前記第
１の偏向手段は、偏光ビームスピリッタから構成されて
おり、この偏光ビームスピリッタを透過したレーザー光
を反射するためのミラーと、このミラーと前記偏光ビー
ムスピリッタとの間に配置された、１／４波長板とイメ
ージローテーターとを備えた構成にすることもできる。
架部と、この托架部に設けられ、水平軸と平行な方向に
レーザー光を照射させるための光源部と、前記托架部に
支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光部と、こ
のレーザー投光部に設けられ基準平面上にレーザー光を
回動照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光
部に設けられ、前記レーザー光を直交する方向に偏向す
るための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けら
れ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方
向に偏向するための第２の偏向手段とからなり、前記第
１の偏向手段は、偏光ビームスピリッタから構成されて
おり、この偏光ビームスピリッタを透過したレーザー光
を反射するためのミラーと、このミラーと前記偏光ビー
ムスピリッタとの間に配置された、１／４波長板とイメ
ージローテーターとを備えた構成にすることもできる。
【００１７】更に本発明は、第１の偏向手段と第２の偏
向手段との光路上に、角倍率縮小手段を備えた構成にす
ることもできる。
向手段との光路上に、角倍率縮小手段を備えた構成にす
ることもできる。
【００１８】更に本発明の托架部には、垂直軸周りの回
動を検出するための第１の回転角検出部が設けられ、前
記レーザー投光部には、水平軸周りの回動を検出するた
めの第２の回転角検出部が設けられている構成にするこ
ともできる。
動を検出するための第１の回転角検出部が設けられ、前
記レーザー投光部には、水平軸周りの回動を検出するた
めの第２の回転角検出部が設けられている構成にするこ
ともできる。
【００１９】また本発明は、傾斜設定のデータと、前記
第１の回転角検出部と、前記第２の回転角検出部との角
度検出に基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照
射する構成にすることもできる。
第１の回転角検出部と、前記第２の回転角検出部との角
度検出に基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照
射する構成にすることもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明は、
托架部を鉛直軸周りに回動させ、托架部に支持されたレ
ーザー投光部が、水平軸周りに回動させ、レーザー投光
部に設けられた光源部が、水平軸と平行な方向にレーザ
ー光を照射させ、レーザー投光部に設けられた回動照射
部が、基準平面上にレーザー光を回動照射させ、レーザ
ー投光部に設けられた第１の偏向手段が、レーザー光を
直交する方向に偏向させ、回動照射部に設けられた第２
の偏向手段が、第１の偏向手段からのレーザー光を直交
する方向に偏向させる様になっており、第１の偏向手段
は、ミラーから構成されており、イメージローテーター
が、ミラーと光源部との間に配置されている。
托架部を鉛直軸周りに回動させ、托架部に支持されたレ
ーザー投光部が、水平軸周りに回動させ、レーザー投光
部に設けられた光源部が、水平軸と平行な方向にレーザ
ー光を照射させ、レーザー投光部に設けられた回動照射
部が、基準平面上にレーザー光を回動照射させ、レーザ
ー投光部に設けられた第１の偏向手段が、レーザー光を
直交する方向に偏向させ、回動照射部に設けられた第２
の偏向手段が、第１の偏向手段からのレーザー光を直交
する方向に偏向させる様になっており、第１の偏向手段
は、ミラーから構成されており、イメージローテーター
が、ミラーと光源部との間に配置されている。
【００２１】また本発明の第１の偏向手段は、ペンタミ
ラーから構成されており、イメージローテーターが、ペ
ンタミラーと光源部との間に配置されている。
ラーから構成されており、イメージローテーターが、ペ
ンタミラーと光源部との間に配置されている。
【００２２】そして本発明は、イメージローテーターに
代えて、第１の反射ミラーと第２の反射ミラーと第３の
反射ミラーとを使用することもできる。
代えて、第１の反射ミラーと第２の反射ミラーと第３の
反射ミラーとを使用することもできる。
【００２３】更に本発明の第１の偏向手段は、偏光ビー
ムスピリッタから構成されており、ミラーが、偏光ビー
ムスピリッタを透過したレーザー光を反射し、１／４波
長板とイメージローテーターとが、ミラーと偏光ビーム
スピリッタとの間に配置されている。
ムスピリッタから構成されており、ミラーが、偏光ビー
ムスピリッタを透過したレーザー光を反射し、１／４波
長板とイメージローテーターとが、ミラーと偏光ビーム
スピリッタとの間に配置されている。
【００２４】また本発明は、第１の偏向手段と第２の偏
向手段との光路上に、角倍率縮小手段を備えることもで
きる。
向手段との光路上に、角倍率縮小手段を備えることもで
きる。
【００２５】そして本発明の托架部に、垂直軸周りの回
動を検出するための第１の回転角検出部を設け、レーザ
ー投光部に、水平軸周りの回動を検出するための第２の
回転角検出部を設けることもできる。
動を検出するための第１の回転角検出部を設け、レーザ
ー投光部に、水平軸周りの回動を検出するための第２の
回転角検出部を設けることもできる。
【００２６】更に本発明は、傾斜設定のデータと、第１
の回転角検出部と、第２の回転角検出部との角度検出に
基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照射するこ
ともできる。
の回転角検出部と、第２の回転角検出部との角度検出に
基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照射するこ
ともできる。
【００２７】
【００２８】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【００２９】（原理）
【００３０】ここで、本発明の原理について説明する。
【００３１】「傾斜設定装置の回転軸ガタについて」
【００３２】まず、回転軸ガタについて説明する。
【００３３】図４に示す様に、Ｘ軸方向に回転軸７００
が設置されており、第１のベアリング７１０と第２のベ
アリング７２０とにより、回動自在に軸止されている。
そして、この回転軸７００（Ｘ軸）と直交する方向に、
レーザー光が照射され、このレーザー照射光軸をＺ軸と
する。
が設置されており、第１のベアリング７１０と第２のベ
アリング７２０とにより、回動自在に軸止されている。
そして、この回転軸７００（Ｘ軸）と直交する方向に、
レーザー光が照射され、このレーザー照射光軸をＺ軸と
する。
【００３４】この回転軸７００のガタによる光学系の傾
斜誤差は、図５に示す様にＸＺ平面内誤差θ1と、図６
に示すＸＹ平面内誤差θ2となる。
斜誤差は、図５に示す様にＸＺ平面内誤差θ1と、図６
に示すＸＹ平面内誤差θ2となる。
【００３５】図５に示す様にＸＺ平面内誤差θ1 は、回
転軸７００が、原点を中心にＸＺ平面内で、角度θ1だ
け回転した場合である。この場合には、照射されるレー
ザー光は、Ｚ軸から倒れることになる。
転軸７００が、原点を中心にＸＺ平面内で、角度θ1だ
け回転した場合である。この場合には、照射されるレー
ザー光は、Ｚ軸から倒れることになる。
【００３６】次に図６に示す様に、ＸＹ平面内誤差θ2
は、回転軸７００が、原点を中心にＸＹ平面内で、角度
θ2だけ回転した場合である。
は、回転軸７００が、原点を中心にＸＹ平面内で、角度
θ2だけ回転した場合である。
【００３７】「イメージローテーター９６０を使用した
補正の原理」
補正の原理」
【００３８】（１）ＸＺ平面内誤差θ1の補正
【００３９】図７（ａ）に示す様に、レーザー光源６０
０からのレーザー光が、コリメータレンズ９１０により
平行とされてイメージローテーター９６０に入射され
る。そして、イメージローテーター９６０を通過したレ
ーザー光は、ミラー９７０に入射される。このミラー９
７０に入射されたレーザー光は、９０度偏向され、入射
方向と直交するＺ軸上に反射される様になっている。
０からのレーザー光が、コリメータレンズ９１０により
平行とされてイメージローテーター９６０に入射され
る。そして、イメージローテーター９６０を通過したレ
ーザー光は、ミラー９７０に入射される。このミラー９
７０に入射されたレーザー光は、９０度偏向され、入射
方向と直交するＺ軸上に反射される様になっている。
【００４０】そして、このＺ軸上には、角倍率縮小手段
９５０が配置されている。本実施例の角倍率縮小手段９
２０は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤
差θ1を補正するものである。イメージローテーター９
６０を除き、回転軸７００上に構成されている。そし
て、イメージローテーター９６０は本体側に固定されて
いる。
９５０が配置されている。本実施例の角倍率縮小手段９
２０は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤
差θ1を補正するものである。イメージローテーター９
６０を除き、回転軸７００上に構成されている。そし
て、イメージローテーター９６０は本体側に固定されて
いる。
【００４１】図７（ｂ）に示す様に、ＸＺ平面内で、本
実施例が角度θ1 回転した場合には、イメージローテー
ター９６０に入射するレーザー光も、角度θ1だけ傾く
ことになる。そして、イメージローテーター９６０は、
入射されたレーザー光が屈折し、内部の壁面で１回反射
した後、再び屈折した後、外部に射出する様になってい
る。
実施例が角度θ1 回転した場合には、イメージローテー
ター９６０に入射するレーザー光も、角度θ1だけ傾く
ことになる。そして、イメージローテーター９６０は、
入射されたレーザー光が屈折し、内部の壁面で１回反射
した後、再び屈折した後、外部に射出する様になってい
る。
【００４２】このイメージローテーター９６０の入射面
と出射面とは、同一角度の傾斜面を有しているので、射
出されたレーザー光は、入射角度θ1 とは反対方向に角
度２θ1 だけ傾くことになる。
と出射面とは、同一角度の傾斜面を有しているので、射
出されたレーザー光は、入射角度θ1 とは反対方向に角
度２θ1 だけ傾くことになる。
【００４３】イメージローテーター９６０を出射したレ
ーザー光は、ミラー９７０で９０度偏向され、Ｚ軸に対
して角度２θ1 だけ傾くことになる。
ーザー光は、ミラー９７０で９０度偏向され、Ｚ軸に対
して角度２θ1 だけ傾くことになる。
【００４４】そして、Ｚ軸上に配置された角倍率縮小手
段９５０に入射するレーザー光線は、Ｚ軸に対して角度
２θ1 、鉛直軸に対して角度２θ1＋θ1傾いているが、
角倍率縮小手段９５０により、入射するレーザー光線は
逆方向に傾くが、ｆ1：ｆ2＝２：１のため、傾きが２θ
1 ＊１／２補正されて、ＸＺ平面内誤差は補正される。
段９５０に入射するレーザー光線は、Ｚ軸に対して角度
２θ1 、鉛直軸に対して角度２θ1＋θ1傾いているが、
角倍率縮小手段９５０により、入射するレーザー光線は
逆方向に傾くが、ｆ1：ｆ2＝２：１のため、傾きが２θ
1 ＊１／２補正されて、ＸＺ平面内誤差は補正される。
【００４５】（２）ＸＹ平面内誤差θ2の補正
【００４６】そして図７（ｃ）に示す様に、ＸＹ平面内
で、本実施例が角度θ2 回転した場合には、イメージロ
ーテーター９６０に関わらず、角度θ2 だけ傾くことに
なるが、レーザー光源６００とミラー９７０とは一体で
あるため、ミラー９７０の反射面で９０度方向に直角に
反射される。これにより、ＸＹ平面内誤差θ2 はキャン
セルされる。
で、本実施例が角度θ2 回転した場合には、イメージロ
ーテーター９６０に関わらず、角度θ2 だけ傾くことに
なるが、レーザー光源６００とミラー９７０とは一体で
あるため、ミラー９７０の反射面で９０度方向に直角に
反射される。これにより、ＸＹ平面内誤差θ2 はキャン
セルされる。
【００４７】「実施例」
【００４８】「第１実施例」
【００４９】本第１実施例のレーザー装置１００００
は、図１に示す様に、所定の方向に傾斜を設定すること
のできるレーザー装置本体１０００と、このレーザー装
置本体１０００を水平に載置するための自動整準部２０
００とから構成されている。レーザー装置本体１０００
は、自動整準部２０００に連結されており、水平方向に
回転自在に取り付けられている。
は、図１に示す様に、所定の方向に傾斜を設定すること
のできるレーザー装置本体１０００と、このレーザー装
置本体１０００を水平に載置するための自動整準部２０
００とから構成されている。レーザー装置本体１０００
は、自動整準部２０００に連結されており、水平方向に
回転自在に取り付けられている。
【００５０】レーザー装置本体１０００は、図１に示す
様に、垂直軸周りに回動して傾斜方向に向けるための托
架部１０１０と、この托架部１０１０上にあり、鉛直軸
に交わる水平軸周りに回動して傾斜を設定するためのレ
ーザー投光部１０２０とから構成されている。
様に、垂直軸周りに回動して傾斜方向に向けるための托
架部１０１０と、この托架部１０１０上にあり、鉛直軸
に交わる水平軸周りに回動して傾斜を設定するためのレ
ーザー投光部１０２０とから構成されている。
【００５１】托架部１０１０は、モータ等の適宜の回動
手段から構成された托架部駆動手段８１００により回動
可能に構成されている。
手段から構成された托架部駆動手段８１００により回動
可能に構成されている。
【００５２】更にレーザー投光部１０２０も、モータ等
の適宜の回動手段から構成されたレーザー投光部駆動手
段８２００により回動可能に構成されている。
の適宜の回動手段から構成されたレーザー投光部駆動手
段８２００により回動可能に構成されている。
【００５３】またレーザー装置本体１００１は、光源部
１１００と、コリメータレンズ１２００と、イメージロ
ーテーター１３５０と、ミラー１３６０と、角倍率縮小
部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６
００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角
検出部１８００とが備えられている。
１１００と、コリメータレンズ１２００と、イメージロ
ーテーター１３５０と、ミラー１３６０と、角倍率縮小
部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６
００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角
検出部１８００とが備えられている。
【００５４】光源部１１００はレーザー光源であり、本
実施例では、半導体レーザーが採用されているが、レー
ザー光を照射可能である素子であれば、何れの素子を使
用することができる。
実施例では、半導体レーザーが採用されているが、レー
ザー光を照射可能である素子であれば、何れの素子を使
用することができる。
【００５５】コリメータレンズ１２００は、光源部１１
００からのレーザー光を平行光線とするためのものであ
る。本実施例では、レーザー装置本体１０００の水平方
向にレーザー光が照射される様に構成されている。
００からのレーザー光を平行光線とするためのものであ
る。本実施例では、レーザー装置本体１０００の水平方
向にレーザー光が照射される様に構成されている。
【００５６】なお、レーザー装置本体１０００は、光源
部１１００からのレーザー光の射出方向を中心軸とし
て、回動自在に構成されている。従って、レーザー装置
本体１０００は、水平方向と直交する面内で回転自在に
取り付けられている。
部１１００からのレーザー光の射出方向を中心軸とし
て、回動自在に構成されている。従って、レーザー装置
本体１０００は、水平方向と直交する面内で回転自在に
取り付けられている。
【００５７】イメージローテーター１３５０は、コリメ
ータレンズ１２００を介して入射されたレーザー光を透
過し、ミラー１３６０に入射させるものである。このミ
ラー１３６０に入射されたレーザー光は、９０度偏向さ
れ、鉛直上方に反射される様になっている。
ータレンズ１２００を介して入射されたレーザー光を透
過し、ミラー１３６０に入射させるものである。このミ
ラー１３６０に入射されたレーザー光は、９０度偏向さ
れ、鉛直上方に反射される様になっている。
【００５８】そして鉛直上方には、角倍率縮小部１４０
０が配置されている。本第１実施例の角倍率縮小部１４
００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤
差θ1を補正するものである。
０が配置されている。本第１実施例の角倍率縮小部１４
００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤
差θ1を補正するものである。
【００５９】レーザー装置本体１００１が角度θ1 回転
した場合には、イメージローテーター１５３０に入射す
るレーザー光も、角度θ1だけ傾くことになる。そし
て、イメージローテーター１５３０は、入射されたレー
ザー光が屈折し、内部の壁面で１回反射した後、再び屈
折した後、外部に射出する様になっている。このイメー
ジローテーター１５３０の入射面と出射面とは、同一角
度の傾斜面を有しているので、射出されたレーザー光
は、入射角度θ1 とは反対方向に角度２θ1 だけ傾くこ
とになる。
した場合には、イメージローテーター１５３０に入射す
るレーザー光も、角度θ1だけ傾くことになる。そし
て、イメージローテーター１５３０は、入射されたレー
ザー光が屈折し、内部の壁面で１回反射した後、再び屈
折した後、外部に射出する様になっている。このイメー
ジローテーター１５３０の入射面と出射面とは、同一角
度の傾斜面を有しているので、射出されたレーザー光
は、入射角度θ1 とは反対方向に角度２θ1 だけ傾くこ
とになる。
【００６０】イメージローテーター１５３０を出射した
レーザー光は、ミラー１３６０で９０度偏向され、Ｚ軸
に対して角度２θ1 だけ傾くことになる。
レーザー光は、ミラー１３６０で９０度偏向され、Ｚ軸
に対して角度２θ1 だけ傾くことになる。
【００６１】そして、鉛直方向に配置された角倍率縮小
部１４００に入射するレーザー光線は、Ｚ軸に対して角
度２θ1 、鉛直軸に対して角度２θ1＋θ1傾いている
が、角倍率縮小部１４００により、入射するレーザー光
線は逆方向に傾くが、ｆ1：ｆ2＝２：１のため、傾きが
２θ1 ＊１／２補正されて、ＸＺ平面内誤差は補正され
る。
部１４００に入射するレーザー光線は、Ｚ軸に対して角
度２θ1 、鉛直軸に対して角度２θ1＋θ1傾いている
が、角倍率縮小部１４００により、入射するレーザー光
線は逆方向に傾くが、ｆ1：ｆ2＝２：１のため、傾きが
２θ1 ＊１／２補正されて、ＸＺ平面内誤差は補正され
る。
【００６２】回転照射部１５００は、レーザー投光部１
０２０に設けられ、傾斜設定した基準平面上にレーザー
光を回転照射させるためのものである。この回転照射部
１５００には、ペンタプリズム１５１０が固定されてお
り、回転照射部駆動手段８３００により回転可能に構成
されている。レーザー光偏角部１３００により鉛直上方
に反射されたレーザー光は、角倍率縮小部１４００を通
過した後、ペンタプリズム１５１０に入射される。
０２０に設けられ、傾斜設定した基準平面上にレーザー
光を回転照射させるためのものである。この回転照射部
１５００には、ペンタプリズム１５１０が固定されてお
り、回転照射部駆動手段８３００により回転可能に構成
されている。レーザー光偏角部１３００により鉛直上方
に反射されたレーザー光は、角倍率縮小部１４００を通
過した後、ペンタプリズム１５１０に入射される。
【００６３】ペンタプリズム１５１０に入射されたレー
ザー光は、９０度偏向されて、レーザー装置本体１００
０に対して水平方向に反射されると共に、回転ヘッド１
５００の回転に伴って、水平方向に回転照射される様に
構成されている。従って、基準平面内にレーザー光を照
射してレーザー基準面を形成することができる。
ザー光は、９０度偏向されて、レーザー装置本体１００
０に対して水平方向に反射されると共に、回転ヘッド１
５００の回転に伴って、水平方向に回転照射される様に
構成されている。従って、基準平面内にレーザー光を照
射してレーザー基準面を形成することができる。
【００６４】なおペンタプリズム１５１０は、第２の偏
向手段に該当するものである。
向手段に該当するものである。
【００６５】傾斜センサ１６００は、第１の傾斜センサ
１６１０と第２の傾斜センサ１６２０とから構成されて
おり、レーザー装置本体１０００の傾きを検出すること
ができる。この傾斜センサ１６００は、傾きを検出する
ことができるものであれば、何れのセンサを採用するこ
とができる。本実施例では、気泡管が採用されており、
第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０
により、レーザー装置本体１０００の水平に対する傾き
を検出することができる。
１６１０と第２の傾斜センサ１６２０とから構成されて
おり、レーザー装置本体１０００の傾きを検出すること
ができる。この傾斜センサ１６００は、傾きを検出する
ことができるものであれば、何れのセンサを採用するこ
とができる。本実施例では、気泡管が採用されており、
第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０
により、レーザー装置本体１０００の水平に対する傾き
を検出することができる。
【００６６】傾きを検出する傾斜センサ１６００として
例えば、図２に示す様な気泡管を用いたセンサが利用で
きる。このセンサは、気泡管１６５０の上面に２つの電
極１６５１、１６５２、下面に電極１６５３を配置し、
気泡１６５０ａが気泡管の傾きに従って移動し、電極１
６５１と電極１６５３間及び電極１６５２と電極１６５
３間の静電容量Ｃ1、Ｃ2 の変化に変換し、これを検出
することにより、気泡管１６５０の傾きθを求めるもの
である。
例えば、図２に示す様な気泡管を用いたセンサが利用で
きる。このセンサは、気泡管１６５０の上面に２つの電
極１６５１、１６５２、下面に電極１６５３を配置し、
気泡１６５０ａが気泡管の傾きに従って移動し、電極１
６５１と電極１６５３間及び電極１６５２と電極１６５
３間の静電容量Ｃ1、Ｃ2 の変化に変換し、これを検出
することにより、気泡管１６５０の傾きθを求めるもの
である。
【００６７】第１の回転角検出部１７００は、托架部１
０１０の垂直軸周り（水平方向）の回転角度を検出する
と共に、傾斜方向の設定を行うためのものである。本実
施例ではローター１７１０が、托架部１０１０に取り付
けられており、このローター１７１０と対向する位置に
ステータ１７２０を配置し、ローター１７１０とステー
タ１７２０との間の回転角を検出する様に構成されてい
る。第１の回転角検出部１７００は、托架部１０１０の
水平方向の回転角度を検出することが可能なものであれ
ば、何れのセンサを使用することができる。
０１０の垂直軸周り（水平方向）の回転角度を検出する
と共に、傾斜方向の設定を行うためのものである。本実
施例ではローター１７１０が、托架部１０１０に取り付
けられており、このローター１７１０と対向する位置に
ステータ１７２０を配置し、ローター１７１０とステー
タ１７２０との間の回転角を検出する様に構成されてい
る。第１の回転角検出部１７００は、托架部１０１０の
水平方向の回転角度を検出することが可能なものであれ
ば、何れのセンサを使用することができる。
【００６８】第２の回転角検出部１８００は、レーザー
投光部１０２０に設けられ、水平軸周りの回転角度を検
出するためのものである。本実施例ではローター１８１
０が、レーザー投光部１０２０に取り付けられており、
このローター１８１０と対向する位置にステータ１８２
０を配置し、ローター１８１０とステータ１８２０との
間の回転角を検出する様に構成されている。第２の回転
角検出部１８００は、レーザー投光部１０２０の水平軸
周りの回転角度を検出することが可能なものであれば、
何れのセンサを使用することができる。
投光部１０２０に設けられ、水平軸周りの回転角度を検
出するためのものである。本実施例ではローター１８１
０が、レーザー投光部１０２０に取り付けられており、
このローター１８１０と対向する位置にステータ１８２
０を配置し、ローター１８１０とステータ１８２０との
間の回転角を検出する様に構成されている。第２の回転
角検出部１８００は、レーザー投光部１０２０の水平軸
周りの回転角度を検出することが可能なものであれば、
何れのセンサを使用することができる。
【００６９】次に、図３（ａ）に基づいて本実施例の電
気的構成を説明する。
気的構成を説明する。
【００７０】本実施例は、托架部駆動手段８１００と、
この托架部駆動手段８１００を制御駆動するための托架
部駆動回路８１１０と、レーザー投光部駆動手段８２０
０と、このレーザー投光部駆動手段８２００を駆動する
ためのレーザー投光部駆動回路８２１０と、回転照射部
駆動手段８３００と、この回転照射部駆動手段８３００
を駆動するための回転照射部駆動回路８３１０と、第１
の回転角検出部１７００と、この第１の回転角検出部１
７００からの信号を処理するための第１の信号処理回路
１７３０と、第２の回転角検出部１８００と、この第２
の回転角検出部１８００からの信号を処理するための第
２の信号処理回路１８３０と、制御手段６０００と、設
定手段８５００と、自動整準部２０００とから構成され
ている。
この托架部駆動手段８１００を制御駆動するための托架
部駆動回路８１１０と、レーザー投光部駆動手段８２０
０と、このレーザー投光部駆動手段８２００を駆動する
ためのレーザー投光部駆動回路８２１０と、回転照射部
駆動手段８３００と、この回転照射部駆動手段８３００
を駆動するための回転照射部駆動回路８３１０と、第１
の回転角検出部１７００と、この第１の回転角検出部１
７００からの信号を処理するための第１の信号処理回路
１７３０と、第２の回転角検出部１８００と、この第２
の回転角検出部１８００からの信号を処理するための第
２の信号処理回路１８３０と、制御手段６０００と、設
定手段８５００と、自動整準部２０００とから構成され
ている。
【００７１】第１の回転角検出部１７００と第２の回転
角検出部１８００の検出信号に基づき、制御手段６００
０が、所定の方向にレーザー基準面を作成させる駆動量
を演算し、托架部駆動回路８１１０と、レーザー投光部
駆動回路８２１０と、回転照射部駆動回路８３１０とを
介して、托架部駆動手段８１００とレーザー投光部駆動
手段８２００と回転照射部駆動手段８３００とを駆動す
る様に構成されている。
角検出部１８００の検出信号に基づき、制御手段６００
０が、所定の方向にレーザー基準面を作成させる駆動量
を演算し、托架部駆動回路８１１０と、レーザー投光部
駆動回路８２１０と、回転照射部駆動回路８３１０とを
介して、托架部駆動手段８１００とレーザー投光部駆動
手段８２００と回転照射部駆動手段８３００とを駆動す
る様に構成されている。
【００７２】なお、設定手段８５００が、所定のレーザ
ー基準面を得るためのデータを設定する様になってい
る。例えば設定手段８５００が、２方向の複合傾斜を設
定すれば、制御手段６０００が設定データに基づいた演
算を行い、所定のレーザー基準面を形成させる。
ー基準面を得るためのデータを設定する様になってい
る。例えば設定手段８５００が、２方向の複合傾斜を設
定すれば、制御手段６０００が設定データに基づいた演
算を行い、所定のレーザー基準面を形成させる。
【００７３】そして設定手段８５００は、基準データ設
定手段に該当するものである。
定手段に該当するものである。
【００７４】更に、回転照射部駆動手段８３００が第１
の駆動手段に該当し、托架部駆動手段８１００が第２の
駆動手段に該当し、レーザー投光部駆動手段８２００が
第３の駆動手段に該当するものである。
の駆動手段に該当し、托架部駆動手段８１００が第２の
駆動手段に該当し、レーザー投光部駆動手段８２００が
第３の駆動手段に該当するものである。
【００７５】また、自動整準部２０００は、第１の傾斜
センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０のデータに
基づき、制御手段６０００が、托架部１０１０の回転中
心を鉛直方向と一致させる様にするものである。詳細は
以下に説明する。
センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０のデータに
基づき、制御手段６０００が、托架部１０１０の回転中
心を鉛直方向と一致させる様にするものである。詳細は
以下に説明する。
【００７６】以上の様に構成されたレーザー装置本体１
０００は、水平又は鉛直方向にレーザー光線を走査させ
るものであり、水平出し、心出し、鉛直出し等を行うこ
とができる。即ち、水平面内に走査されるレーザー光線
を、測量対象上で検出し、その到達高さから水準測量等
を行ったり、鉛直方向にレーザー光線を視光させて、地
上の基準点を移行設定させることができる。
０００は、水平又は鉛直方向にレーザー光線を走査させ
るものであり、水平出し、心出し、鉛直出し等を行うこ
とができる。即ち、水平面内に走査されるレーザー光線
を、測量対象上で検出し、その到達高さから水準測量等
を行ったり、鉛直方向にレーザー光線を視光させて、地
上の基準点を移行設定させることができる。
【００７７】自動整準部２０００は、整準台２１００と
底板２２００とからなっており、整準台２１００は、３
個の整準ネジ２３００、２３００、２３００により上下
動自在に支持されている。
底板２２００とからなっており、整準台２１００は、３
個の整準ネジ２３００、２３００、２３００により上下
動自在に支持されている。
【００７８】次に、自動整準部２０００の電気系統を図
３（ｂ）に基づいて説明すると、第１の傾斜センサ１６
１０と、第２の傾斜センサ１６２０と、制御手段６００
０と、第１のモータ駆動手段７１００と、第２のモータ
駆動手段７２００と、第３のモータ駆動手段７３００
と、第１のモータ４３１０と、第２のモータ４３２０
と、第３のモータ４３３０とからなっている。
３（ｂ）に基づいて説明すると、第１の傾斜センサ１６
１０と、第２の傾斜センサ１６２０と、制御手段６００
０と、第１のモータ駆動手段７１００と、第２のモータ
駆動手段７２００と、第３のモータ駆動手段７３００
と、第１のモータ４３１０と、第２のモータ４３２０
と、第３のモータ４３３０とからなっている。
【００７９】第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜セ
ンサ１６２０とは、直交する２軸方向の傾きを検出する
様に設定され、レーザー装置本体１０００の傾きを検出
するものである。
ンサ１６２０とは、直交する２軸方向の傾きを検出する
様に設定され、レーザー装置本体１０００の傾きを検出
するものである。
【００８０】第２の傾斜センサ１６２０と第１の傾斜セ
ンサ１６１０との検出により、托架部の回転中心を垂直
に設定するものである。
ンサ１６１０との検出により、托架部の回転中心を垂直
に設定するものである。
【００８１】制御手段６０００は、第１の傾斜センサ１
６１０と第２の傾斜センサ１６２０の出力信号に基づ
き、整準台２１００を基準面に設定するために必要な整
準ネジ２３００、２３００、２３００の変位量を演算す
るものである。即ち、第１の傾斜センサ１６１０と第２
の傾斜センサ１６２０とが検出した傾き角が、両方とも
０度となる様な３個の整準ネジ２３００、２３００、２
３００の移動量をそれぞれ計算するものである。
６１０と第２の傾斜センサ１６２０の出力信号に基づ
き、整準台２１００を基準面に設定するために必要な整
準ネジ２３００、２３００、２３００の変位量を演算す
るものである。即ち、第１の傾斜センサ１６１０と第２
の傾斜センサ１６２０とが検出した傾き角が、両方とも
０度となる様な３個の整準ネジ２３００、２３００、２
３００の移動量をそれぞれ計算するものである。
【００８２】制御手段６０００は、それぞれの整準ネジ
２３００、２３００、２３００の移動量に相当する制御
信号を、対応する第１、２、３のモータ駆動手段７１０
０、７２００、７３００に送出する。第１、２、３のモ
ータ駆動手段７１００、７２００、７３００は、図示せ
ぬコネクタを介して制御手段６０００からの制御信号に
基ずき、モータ４３１０、４３２０、４３３０を回動さ
せるための電力を発生させる様になっている。
２３００、２３００、２３００の移動量に相当する制御
信号を、対応する第１、２、３のモータ駆動手段７１０
０、７２００、７３００に送出する。第１、２、３のモ
ータ駆動手段７１００、７２００、７３００は、図示せ
ぬコネクタを介して制御手段６０００からの制御信号に
基ずき、モータ４３１０、４３２０、４３３０を回動さ
せるための電力を発生させる様になっている。
【００８３】モータ４３１０、４３２０、４３３０は、
モータ駆動手段７１００、７２００、７３００から供給
された電力により整準ネジ２３００、２３００、２３０
０を回動させ、整準台２１００の傾きを修正する。そし
て、第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６
２０は、再び整準台２１００の傾きを検出し、フィード
バック制御を行うことにより、レーザー装置本体１００
０の鉛直軸を正確に鉛直に整準（基準面に設定）させる
ことができる。なお、任意の２個の整準ネジのみを駆動
する様に構成しても、整準が可能である。
モータ駆動手段７１００、７２００、７３００から供給
された電力により整準ネジ２３００、２３００、２３０
０を回動させ、整準台２１００の傾きを修正する。そし
て、第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６
２０は、再び整準台２１００の傾きを検出し、フィード
バック制御を行うことにより、レーザー装置本体１００
０の鉛直軸を正確に鉛直に整準（基準面に設定）させる
ことができる。なお、任意の２個の整準ネジのみを駆動
する様に構成しても、整準が可能である。
【００８４】以上の様に構成された本実施例は、自動整
準部２０００が採用されているので、観測者が平盤水準
器を視認しながら、整準ネジ２３０、２３０、２３０を
手動で操作することなく、レーザー装置本体１０００の
鉛直軸の整準を自動的に行うことができる。
準部２０００が採用されているので、観測者が平盤水準
器を視認しながら、整準ネジ２３０、２３０、２３０を
手動で操作することなく、レーザー装置本体１０００の
鉛直軸の整準を自動的に行うことができる。
【００８５】「第２実施例」
【００８６】本第２実施例のレーザー装置２００００
は、図８に示す様に、所定の方向に傾斜を設定すること
のできるレーザー装置本体１００２と、このレーザー装
置本体１００２を水平に載置するための自動整準部２０
００とから構成されている。レーザー装置本体１００２
は、自動整準部２０００に対して連結されており、水平
方向に回転自在に取り付けられている。
は、図８に示す様に、所定の方向に傾斜を設定すること
のできるレーザー装置本体１００２と、このレーザー装
置本体１００２を水平に載置するための自動整準部２０
００とから構成されている。レーザー装置本体１００２
は、自動整準部２０００に対して連結されており、水平
方向に回転自在に取り付けられている。
【００８７】またレーザー装置本体１００２は、光源部
１１００と、コリメータレンズ１２００と、第１の反射
ミラー１３５１と第２の反射ミラー１３５２と第３の反
射ミラー１３５３と、ミラー１３６０と、角倍率縮小部
１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６０
０と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検
出部１８００とが備えられている。
１１００と、コリメータレンズ１２００と、第１の反射
ミラー１３５１と第２の反射ミラー１３５２と第３の反
射ミラー１３５３と、ミラー１３６０と、角倍率縮小部
１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６０
０と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検
出部１８００とが備えられている。
【００８８】第１の反射ミラー１３５１と第２の反射ミ
ラー１３５２と第３の反射ミラー１３５３とは、第１実
施例のイメージローテーター１３５０と等価なものであ
る。
ラー１３５２と第３の反射ミラー１３５３とは、第１実
施例のイメージローテーター１３５０と等価なものであ
る。
【００８９】レーザー装置本体１００２が角度θ1 回転
した場合には、第１の反射ミラー１３５１に入射するレ
ーザー光も、角度θ1だけ傾くことになる。そして、第
１の反射ミラー１３５１は、入射されたレーザー光が反
射し、第２の反射ミラー１３５２で反射した後、第３の
反射ミラー１３５３で反射された後、外部に射出する様
になっている。
した場合には、第１の反射ミラー１３５１に入射するレ
ーザー光も、角度θ1だけ傾くことになる。そして、第
１の反射ミラー１３５１は、入射されたレーザー光が反
射し、第２の反射ミラー１３５２で反射した後、第３の
反射ミラー１３５３で反射された後、外部に射出する様
になっている。
【００９０】第１の反射ミラー１３５１と第２の反射ミ
ラー１３５２と第３の反射ミラー１３５３を経て、出射
されたレーザー光は、ミラー１３６０で９０度偏向さ
れ、角度２θ1 だけ傾くことになる。
ラー１３５２と第３の反射ミラー１３５３を経て、出射
されたレーザー光は、ミラー１３６０で９０度偏向さ
れ、角度２θ1 だけ傾くことになる。
【００９１】そして、鉛直方向に配置された角倍率縮小
部１４００に入射するレーザー光線は、第１実施例と同
様に角度２θ1 傾いているが、角倍率縮小部１４００に
より、傾きが２θ1 ＊１／２に補正されて、ＸＺ平面内
誤差θ1 は補正される。
部１４００に入射するレーザー光線は、第１実施例と同
様に角度２θ1 傾いているが、角倍率縮小部１４００に
より、傾きが２θ1 ＊１／２に補正されて、ＸＺ平面内
誤差θ1 は補正される。
【００９２】第２実施例のその他の構成、効果、作用等
は、第１実施例と同様であるから、説明を省略する。
は、第１実施例と同様であるから、説明を省略する。
【００９３】「第３実施例」
【００９４】本第３実施例のレーザー装置３００００
は、図９に示す様に、所定の方向に傾斜を設定すること
のできるレーザー装置本体１００３と、このレーザー装
置本体１００３を水平に載置するための自動整準部２０
００とから構成されている。レーザー装置本体１００３
は、自動整準部２０００に対して連結されており、水平
方向に回転自在に取り付けられている。
は、図９に示す様に、所定の方向に傾斜を設定すること
のできるレーザー装置本体１００３と、このレーザー装
置本体１００３を水平に載置するための自動整準部２０
００とから構成されている。レーザー装置本体１００３
は、自動整準部２０００に対して連結されており、水平
方向に回転自在に取り付けられている。
【００９５】またレーザー装置本体１００３は、光源部
１１００と、コリメータレンズ１２００と、イメージロ
ーテーター１３５０と、ペンタミラー１３６５と、角倍
率縮小部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜セン
サ１６００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の
回転角検出部１８００とが備えられている。
１１００と、コリメータレンズ１２００と、イメージロ
ーテーター１３５０と、ペンタミラー１３６５と、角倍
率縮小部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜セン
サ１６００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の
回転角検出部１８００とが備えられている。
【００９６】イメージローテーター１３５０は、コリメ
ータレンズ１２００を介して入射されたレーザー光を透
過し、ペンタミラー１３６５に入射させるものである。
このペンタミラー１３６５に入射されたレーザー光は、
９０度偏向され、鉛直上方に反射される様になってい
る。
ータレンズ１２００を介して入射されたレーザー光を透
過し、ペンタミラー１３６５に入射させるものである。
このペンタミラー１３６５に入射されたレーザー光は、
９０度偏向され、鉛直上方に反射される様になってい
る。
【００９７】そして鉛直上方には、角倍率縮小部１４０
０が配置されている。本第２実施例の角倍率縮小部１４
００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤
差θ1を補正するものである。
０が配置されている。本第２実施例の角倍率縮小部１４
００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤
差θ1を補正するものである。
【００９８】レーザー装置本体１００３が角度θ1 回転
した場合には、イメージローテーター１５３０に入射す
るレーザー光も、角度θ1だけ傾くことになる。そし
て、イメージローテーター１５３０は、入射されたレー
ザー光が屈折し、内部の壁面で１回反射した後、再び屈
折した後、外部に射出する様になっている。このイメー
ジローテーター１５３０の入射面と出射面とは、同一角
度の傾斜面を有しているので、射出されたレーザー光
は、入射角度θ1 とは反対の方向に角度２θ1 だけ傾く
ことになる。
した場合には、イメージローテーター１５３０に入射す
るレーザー光も、角度θ1だけ傾くことになる。そし
て、イメージローテーター１５３０は、入射されたレー
ザー光が屈折し、内部の壁面で１回反射した後、再び屈
折した後、外部に射出する様になっている。このイメー
ジローテーター１５３０の入射面と出射面とは、同一角
度の傾斜面を有しているので、射出されたレーザー光
は、入射角度θ1 とは反対の方向に角度２θ1 だけ傾く
ことになる。
【００９９】イメージローテーター１５３０を出射した
レーザー光は、ペンタプリズム１３６５で偏向され、Ｚ
軸に対して角度２θ1 だけ傾くことになる。
レーザー光は、ペンタプリズム１３６５で偏向され、Ｚ
軸に対して角度２θ1 だけ傾くことになる。
【０１００】ペンタプリズム１３６５は、ミラーと異な
り、Ｚ軸に対して逆方向に角度２θ1傾けるため「オウ
レンズ」を使用した角倍率縮小部での補正となる。
り、Ｚ軸に対して逆方向に角度２θ1傾けるため「オウ
レンズ」を使用した角倍率縮小部での補正となる。
【０１０１】そして、鉛直方向に配置された角倍率縮小
部１４００に入射するレーザー光線は、角度２θ1 回転
傾いているが、角倍率縮小部１４００により、傾きが２
θ1＊１／２に補正されて、ＸＺ平面内誤差θ1 は補正
される。
部１４００に入射するレーザー光線は、角度２θ1 回転
傾いているが、角倍率縮小部１４００により、傾きが２
θ1＊１／２に補正されて、ＸＺ平面内誤差θ1 は補正
される。
【０１０２】第３実施例のその他の構成、効果、作用等
は、第１〜２実施例と同様であるから、説明を省略す
る。
は、第１〜２実施例と同様であるから、説明を省略す
る。
【０１０３】「第４実施例」
【０１０４】本第４実施例のレーザー装置４００００
は、図１０に示す様に、所定の方向に傾斜を設定するこ
とのできるレーザー装置本体１００４と、このレーザー
装置本体１００４を水平に載置するための自動整準部２
０００とから構成されている。レーザー装置本体１００
４は、自動整準部２０００に対して連結されており、水
平方向に回転自在に取り付けられている。
は、図１０に示す様に、所定の方向に傾斜を設定するこ
とのできるレーザー装置本体１００４と、このレーザー
装置本体１００４を水平に載置するための自動整準部２
０００とから構成されている。レーザー装置本体１００
４は、自動整準部２０００に対して連結されており、水
平方向に回転自在に取り付けられている。
【０１０５】またレーザー装置本体１００４は、他の実
施例と異なり、軸の反対側に設けた光源部１１００と、
コリメータレンズ１２００と、偏光ビームスピリッタ１
３１０と、１／４波長板１３２０と、イメージローテー
ター１５３０と、ミラー１３２５と、角倍率縮小部１４
００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６００
と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検出
部１８００とが備えられている。
施例と異なり、軸の反対側に設けた光源部１１００と、
コリメータレンズ１２００と、偏光ビームスピリッタ１
３１０と、１／４波長板１３２０と、イメージローテー
ター１５３０と、ミラー１３２５と、角倍率縮小部１４
００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６００
と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検出
部１８００とが備えられている。
【０１０６】偏光ビームスピリッタ１３１０は、コリメ
ータレンズ１２００を介して入射されたレーザー光を透
過し、１／４波長板１３２０を介して、イメージローテ
ーター１５３０に入射される。そしてイメージローテー
ター１５３０から出射されたレーザー光は、ミラー１３
２５で反射され、再び、イメージローテーター１５３０
を通過した後、１／４波長板１３２０を介して、偏光ビ
ームスピリッタ１３１０に入射される。
ータレンズ１２００を介して入射されたレーザー光を透
過し、１／４波長板１３２０を介して、イメージローテ
ーター１５３０に入射される。そしてイメージローテー
ター１５３０から出射されたレーザー光は、ミラー１３
２５で反射され、再び、イメージローテーター１５３０
を通過した後、１／４波長板１３２０を介して、偏光ビ
ームスピリッタ１３１０に入射される。
【０１０７】偏光ビームスピリッタ１３１０に入射され
たレーザー光は、９０度偏向され、鉛直上方に反射され
る様になっている。
たレーザー光は、９０度偏向され、鉛直上方に反射され
る様になっている。
【０１０８】そして鉛直上方には、角倍率縮小部１４０
０が配置されている。本第４実施例の角倍率縮小部１４
００は、ｆ1：ｆ2＝４：１となっており、ＸＺ平面内誤
差θ1を補正するものである。即ち、本第５実施例で
は、イメージローテーター１５３０を２回通過するた
め、４θ1となっている。
０が配置されている。本第４実施例の角倍率縮小部１４
００は、ｆ1：ｆ2＝４：１となっており、ＸＺ平面内誤
差θ1を補正するものである。即ち、本第５実施例で
は、イメージローテーター１５３０を２回通過するた
め、４θ1となっている。
【０１０９】なお本第４実施例では、ミラー１３２５と
レーザー光源等が一体であるため、直角プリズム等を必
要としない。
レーザー光源等が一体であるため、直角プリズム等を必
要としない。
【０１１０】
【効果】以上の様に構成された本発明は、鉛直軸周りに
回動する托架部と、この托架部に支持され、水平軸周り
に回動するレーザー投光部と、該レーザー投光部に設け
られ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させるた
めの光源部と、前記レーザー投光部に設けられ、基準平
面上にレーザー光を回動照射させるための回動照射部
と、前記レーザー投光部に設けられ、前記レーザー光を
直交する方向に偏向するための第１の偏向手段と、前記
回動照射部に設けられ、前記第１の偏向手段からのレー
ザー光を直交する方向に偏向するための第２の偏向手段
とからなり、前記第１の偏向手段は、ミラーから構成さ
れており、このミラーと前記光源部との間に配置された
イメージローテーターを備える構成となっているので、
球面で支持されるタイプの回転レーザー装置でも、高勾
配の設定が可能であり、垂直軸及び水平軸上で支持され
るタイプの回転レーザー装置でも、回転軸に多くの誤差
が蓄積されることなく、コスト安で高精度のレーザー装
置を提供できるという卓越した効果がある。
回動する托架部と、この托架部に支持され、水平軸周り
に回動するレーザー投光部と、該レーザー投光部に設け
られ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させるた
めの光源部と、前記レーザー投光部に設けられ、基準平
面上にレーザー光を回動照射させるための回動照射部
と、前記レーザー投光部に設けられ、前記レーザー光を
直交する方向に偏向するための第１の偏向手段と、前記
回動照射部に設けられ、前記第１の偏向手段からのレー
ザー光を直交する方向に偏向するための第２の偏向手段
とからなり、前記第１の偏向手段は、ミラーから構成さ
れており、このミラーと前記光源部との間に配置された
イメージローテーターを備える構成となっているので、
球面で支持されるタイプの回転レーザー装置でも、高勾
配の設定が可能であり、垂直軸及び水平軸上で支持され
るタイプの回転レーザー装置でも、回転軸に多くの誤差
が蓄積されることなく、コスト安で高精度のレーザー装
置を提供できるという卓越した効果がある。
【０１１１】
【図１】本発明の第１実施例であるレーザー装置１００
０を説明する図である。
０を説明する図である。
【図２】傾斜センサ１６００を説明する図である。
【図３（ａ）】本実施例の電気的構成を説明する図であ
る。
る。
【図３（ａ）】自動整準部２０００の電気系統を説明す
る図である。
る図である。
【図４】傾斜設定装置の回転軸ガタについて説明する図
である。
である。
【図５】ＸＺ平面内誤差θ1 を説明する図である。
【図６】ＸＹ平面内誤差θ2 を説明する図である。
【図７】イメージローテーターを利用した補正の原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図８】本発明の第２実施例であるレーザー装置１００
２を説明する図である。
２を説明する図である。
【図９】本発明の第３実施例であるレーザー装置１００
３を説明する図である。
３を説明する図である。
【図１０】本発明の第４実施例であるレーザー装置１０
０４を説明する図である。
０４を説明する図である。
【図１１】従来技術を説明する図である。
【図１２】従来技術を説明する図である。
１００００ 第１実施例のレーザー装置 ２００００ 第２実施例のレーザー装置 ３００００ 第３実施例のレーザー装置 ４００００ 第４実施例のレーザー装置 １００１ 第１実施例のレーザー装置本体 １００２ 第２実施例のレーザー装置本体 １００３ 第３実施例のレーザー装置本体 １００４ 第４実施例のレーザー装置本体 １０１０ 托架部 １０２０ レーザー投光部 １１００ 光源部 １２００ 対物レンズ １３００ レーザー光偏角部 １３１０ 偏光ビームスピリッタ １３２０ １／４波長板 １３２５ ミラー １３３０ 直角プリズム １３５０ イメージローテーター １３５１ 第１の反射ミラー １３５２ 第２の反射ミラー １３５３ 第３の反射ミラー １３６０ ミラー １３６５ ペンタミラー １４００ 角倍率縮小部 １５００ 回転ヘッド １５１０ ペンタプリズム １６００ 傾斜センサ １６１０ 第１の傾斜センサ １６２０ 第２の傾斜センサ １７００ 第１の回転角検出部 １７１０ ローター １７２０ ステータ １７３０ 第１の信号処理回路 １８００ 第２の回転角検出部 １８１０ ローター １８２０ ステータ １８３０ 第２の信号処理回路 ２０００ 自動整準部 ２１００ 整準台 ２３００ 整準ネジ ４０００ 駆動手段 ６０００ 制御手段 ８１００ 托架部駆動手段 ８１１０ 托架部駆動回路 ８２００ レーザー投光部駆動手段 ８２１０ レーザー投光部駆動回路 ８３００ 回転照射部駆動手段 ８３１０ 回転照射部駆動回路 ８５００ 設定手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年９月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるレーザー装置１００
０を説明する図である。
０を説明する図である。
【図２】傾斜センサ１６００を説明する図である。
【図３（ａ）】本実施例の電気的構成を説明する図であ
る。
る。
【図３（ｂ）】自動整準部２０００の電気系統を説明す
る図である。
る図である。
【図４】傾斜設定装置の回転軸ガタについて説明する図
である。
である。
【図５】ＸＺ平面内誤差θ１を説明する図である。
【図６】ＸＹ平面内誤差θ２を説明する図である。
【図７】イメージローテーターを利用した補正の原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図８】本発明の第２実施例であるレーザー装置１００
２を説明する図である。
２を説明する図である。
【図９】本発明の第３実施例であるレーザー装置１００
３を説明する図である。
３を説明する図である。
【図１０】本発明の第４実施例であるレーザー装置１０
０４を説明する図である。
０４を説明する図である。
【図１１】従来技術を説明する図である。
【図１２】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】 １００００ 第１実施例のレーザー装置 ２００００ 第２実施例のレーザー装置 ３００００ 第３実施例のレーサー装置 ４００００ 第４実施例のレーザー装置 １００１ 第１実施例のレーザー装置本体 １００２ 第２実施例のレーザー装置本体 １００３ 第３実施例のレーザー装置本体 １００４ 第４実施例のレーザー装置本体 １０１０ 托架部 １０２０ レーザー投光部 １１００ 光源部 １２００ 対物レンズ １３００ レーザー光偏角部 １３１０ 偏光ビームスピリッタ １３２０ １／４波長板 １３２５ ミラー １３３０ 直角プリズム １３５０ イメージローテーター １３５１ 第１の反射ミラー １３５２ 第２の反射ミラー １３５３ 第３の反射ミラー １３６０ ミラー １３６５ ペンタミラー １４００ 角倍率縮小部 １５００ 回転ヘッド １５１０ ペンタプリズム １６００ 傾斜センサ １６１０ 第１の傾斜センサ １６２０ 第２の傾斜センサ １７００ 第１の回転角検出部 １７１０ ローター １７２０ ステータ １７３０ 第１の信号処理回路 １８００ 第２の回転角検出部 １８１０ ローター １８２０ ステータ １８３０ 第２の信号処理回路 ２０００ 自動整準部 ２１００ 整準台 ２３００ 整準ネジ ４０００ 駆動手段 ６０００ 制御手段 ８１００ 托架部駆動手段 ８１１０ 托架部駆動回路 ８２００ レーザー投光部駆動手段 ８２１０ レーザー投光部駆動回路 ８３００ 回転照射部駆動手段 ８３１０ 回転照射部駆動回路 ８５００ 設定手段
Claims (7)
- 【請求項１】 鉛直軸周りに回動する托架部と、この
托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光
部と、該レーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な方
向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レー
ザー投光部に設けられ、基準平面上にレーザー光を回動
照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部に
設けられ、前記レーザー光を直交する方向に偏向するた
めの第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、前
記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏
向するための第２の偏向手段とからなり、前記第１の偏
向手段は、ミラーから構成されており、このミラーと前
記光源部との間に配置されたイメージローテーターを備
えたレーザー装置。 - 【請求項２】 鉛直軸周りに回動する托架部と、この
托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光
部と、該レーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な方
向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レー
ザー投光部に設けられ、基準平面上にレーザー光を回動
照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部に
設けられ、前記レーザー光を直交する方向に偏向するた
めの第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、前
記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏
向するための第２の偏向手段とからなり、前記第１の偏
向手段は、ペンタミラーから構成されており、このペン
タミラーと前記光源部との間に配置されたイメージロー
テーターを備えたレーザー装置。 - 【請求項３】 イメージローテーターに代えて、第１の
反射ミラーと第２の反射ミラーと第３の反射ミラーとを
使用する請求項１又は２記載のレーザー装置。 - 【請求項４】 鉛直軸周りに回動する托架部と、この托
架部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照
射させるための光源部と、前記托架部に支持され、水平
軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー投光
部に設けられ基準平面上にレーザー光を回動照射させる
ための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けられ、
前記レーザー光を直交する方向に偏向するための第１の
偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、前記第１の偏
向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向するため
の第２の偏向手段とからなり、前記第１の偏向手段は、
偏光ビームスピリッタから構成されており、この偏光ビ
ームスピリッタを透過したレーザー光を反射するための
ミラーと、このミラーと前記偏光ビームスピリッタとの
間に配置された、１／４波長板とイメージローテーター
とを備えたレーザー装置。 - 【請求項５】 第１の偏向手段と第２の偏向手段との光
路上に、角倍率縮小手段を備えた請求項１〜４記載の何
れか１つであるレーザー装置。 - 【請求項６】 托架部には、垂直軸周りの回動を検出す
るための第１の回転角検出部が設けられ、前記レーザー
投光部には、水平軸周りの回動を検出するための第２の
回転角検出部が設けられている請求項１〜５記載の何れ
か１つであるレーザー装置。 - 【請求項７】 傾斜設定のデータと、前記第１の回転角
検出部と、前記第２の回転角検出部との角度検出に基づ
いて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照射する請求項
１〜６記載の何れか１つであるレーザー装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15532598A JP3937268B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | レーザー装置 |
| US09/313,915 US6104479A (en) | 1998-05-19 | 1999-05-18 | Laser system |
| EP99108699A EP0959326B1 (en) | 1998-05-19 | 1999-05-19 | Laser system |
| DE69932668T DE69932668T2 (de) | 1998-05-19 | 1999-05-19 | Lasersystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15532598A JP3937268B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | レーザー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325899A true JPH11325899A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3937268B2 JP3937268B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=15603431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15532598A Expired - Fee Related JP3937268B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | レーザー装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6104479A (ja) |
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