JPS60200117A - レ−ザ−測量機械 - Google Patents

レ−ザ−測量機械

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JPS60200117A
JPS60200117A JP5528884A JP5528884A JPS60200117A JP S60200117 A JPS60200117 A JP S60200117A JP 5528884 A JP5528884 A JP 5528884A JP 5528884 A JP5528884 A JP 5528884A JP S60200117 A JPS60200117 A JP S60200117A
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JP
Japan
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laser
suspended
light
prism
surveying machine
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JP5528884A
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JPH047165B2 (ja
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Satoshi Hirano
聡 平野
Takuji Sato
卓司 佐藤
Hiroshi Nishikatsu
西勝 弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Optical Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Optical Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE8585400559T priority patent/DE3584470D1/de
Priority to EP85400559A priority patent/EP0162734B1/en
Priority to US06/715,571 priority patent/US4781457A/en
Publication of JPS60200117A publication Critical patent/JPS60200117A/ja
Publication of JPH047165B2 publication Critical patent/JPH047165B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002Active optical surveying means
    • G01C15/004Reference 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)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本件発明は、測量対象に向けて出射されるレーザー光を
水平面内で走査させながら測量を行なうレーザー測量機
械の改良に関するものである。
従来より、水平面内で走査されるレーザー光を測量対象
に向けて出射し、その測量対象上におけるレーザー光の
到達位置の高さを測量者の肉眼であるいは光電的に検出
して水準測置を行なうように構成されたレーザー測量機
械が知られている。
この場合、レーザー光は常に真の水平面内で走査される
必要があるから機械本体の設置をするときは特に恋人す
な調整を行なう必要がある。
このため、機械本体が傾斜したような場合でもレーザー
光の出射方向を一定方向に指向させるようにする調整装
置を組込んだレーザー測量機械が提案された。
この種のレーザー測量機械の一つとしてレーザー光の出
射面を下端にしたレーザー発光管を機械本体に懸吊する
ことにより、レーザー光の出射方向を鉛直方向に指向さ
せ下方に設けた回転反射部材で水平面を走査し得るよう
に構成したものが知られている。
しかしながら、このような構成によるとレーザー発光管
を作動させるための電源供給用電線がレーザー発光管の
効果的懸吊に支障を与えることとなりしかも高精度の調
整が期待できなかった。
また、他の従来例としてはレーザー光を半導体レーザー
から出射させこの半導体レーザーの下方に出射されたレ
ーザー光を平行光束にするための投影レンズを懸吊し、
この投影レンズからのレーザー光を回転ペンタプリズム
により水平面内で走査し得るように構成したものが知ら
れている。
しかしながら、このような構成によるとレーザー光の/
B射力方向下方であるから回転ペンタプリズムにより走
査した場合水平に指向されるレーザー光が機械本体の枠
体に遮ぎられてしまうため、特定方向の81!I量精度
の低下あるいはBIIJ景不能となる恐れがあった。
本件発明は、このような従来の問題点を解消するために
なされたものであり、機械本体の状態如何に拘らず測量
対象に向けて出射されるレーザー光を常時真の水平面内
で走査し得るように調整可能としたレーザー測ffi機
械を提供することを目的とする。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第1図および第2図はこの発明の詳細な説明するもので
あり、機械本体1に4本のリボン2で懸吊された取付台
3にポロプリズム4を固定し、このポロプリズム4の下
方に光源5を配置する一方、ポロプリズム4の上方に焦
点距離がf、、であって光源5からの光を平行光束にす
るための投影レンズ6を配置するようにしている。ここ
で、リボン2の長さQは焦点距離f。の2分の1に設定
しであるものとする。
こうすると1機械本体1が鉛直軸Eに対して角度θ0だ
け傾斜した場合ポロプリズム4は投影レンズ6の光軸り
から距離Hz、すなわち Qθ0=48o/2だけ移動する。なお、Ooは微小角
であって、[1o−Lane。が成立するものとする。
一方、光源5は投影レンズ6の光軸L1−にあるためポ
ロプリズム4に入射した光束は内部で4回反射をした後
光軸I−から距離112、すなわち2 Q 8o =ム
8゜だけ離れた方向に指向する。したがって、投影レン
ズ6に入射する光束は機械本体1が傾斜する前に比べて
f。00だけ平行移動することとなる。このため、対物
レンズ6を通過した光束Pは光軸りと平行な軸線L′に
対して角度θ1をなす方向に指向し。
この指向方向は対物レンズ6の焦点位置F上にある。つ
まり、L F3I= f= Qoの関係が邦時成立し機
械本体1が9゜たけ傾斜した場合でも対物レンズ6を通
過する光束は鉛直軸Eと常に平行になる。このような現
象は機械本体1が紙面に垂直な方向に傾斜した場合でも
同様に成立するものである。
なお、ポロプリス1% 4の具体例は153図に示すと
おりであり、第1の光源5′から発した光は集光レンズ
7により上部方向に指向され第1ないし第4の反射面R
ユrn 2 III :! 、Ra にて反射さ11、
上方へ出射するようになっている。この出射方向Sは第
4の反射面R4の下方に設けられた第2の光源5パから
の光(集光レンズ7′により」二部方向へ指向される)
の光軸方向と一致する。つまり、同一の出射方向Sに二
つの異なる光束が重畳し得るようになる。第1の光源5
′を赤外光を出射する半導体レーザーとし、第2の光源
5″を可視光光源とすると、反射面R−+を赤外反射可
視光透過の波長選択特性をもつ反射面に形成すれば光量
損失を生ぜずに赤外光と可視光の2つの光束を投影する
ことができる。
第4図は他の正立正像用ポロプリズム4′の例を示した
ものであり、光源5^からの光束は第1ないし第4の反
射面r1 、r2 、ra 、r4 にてそれぞれ反射
さJしるようになっており、入射光軸と出射光軸が一致
するように構成されている。
第5図は上述の原理に基づいて構J戊されたレーザー測
Fi機械を示すものである。機械本体11は調整可能な
基台12に据えイ」けられており、この機械本体11の
底部略中夫にはホルダー13が固定さatていてこのボ
ルダ−13のf部にはレーザー光発光部としての半導体
レーザー14が配置されていると共にそのJ一方には投
影レンズ15が配置されている。
なお、第3図において説明した可視光光源については図
面」二省略する。また、投影レンズ15の上方には懸吊
反射部材を構成する正立正像のポロプリズム16が懸吊
台17に固定されており、この懸吊台17は機械本体1
1を構成する保持フレーム18の天板に対称位置に配置
された4本のプラスデック紐から成るリボン19で懸吊
されている。さらに、保持フレーム18の天板の下方に
はもう一つの保持フレーム20が取り伺けられており、
この保持フレーム20には調整用平行平面カラス21が
取り伺けられている。
保持フレーム18の天板にはレンズボルダ−22が取す
イ」けられており、このレンズホルダー22には2群の
レンズ231 、232 からなる投影レンズ23が固
定されている。この2群のレンズ2:h 、23+、!
 は1体で移動調整でき、がっレンズ231.232の
レンズ間隔を可変調整でき得るように構成されている。
こうして、半導体レーザー14を出射したレーザー光は
集光レンズ15、ポロプリズム16.平行平面ガラス2
1および投影レンズ23を通過して上方へ出射するよう
になっている。
一方、機械本体1の上部には軸受24が設けられており
、この軸受24にはプーリ25を取すイ1けた回転軸2
6か装着されるようになっている。そして、プーリ25
にはモータ28に軸着されたプーリ29に巻回されるベ
ルト30が巻回されるようになっており、これにより回
転軸26が回転V動さオしることどなる。
また、回転軸26の上端部には回転反射部材を構成する
ペンタプリズム31を取すイ1けたプリズムハウス32
が設けられており、ベンタブ、リスム3Iの入射光側に
は入射窓32Aが配設されていると共に出射光側には調
整用プリズム33が配設されている。なお、プリズムハ
ウス32は簡単な取(J手段例えば締結ビスなどにより
機械本体1に容易に着脱可能となっている。すなわち、
プリズムハウス32を取り外した時には鉛直」三方にレ
ーザー光を投影する装置として機能する。ベンタブリス
1131により反射された出射光は測M苅象である測量
地点に同番づて出射されるようになっており、回転軸2
6の回転により測量対象」二を走査することとなる。
機械本体1の側部には電源としての電池34を収納する
電池ボックス35が設けられており、スイッチ36の投
入により電気系統が作動するようになっている。
前述したように、第5図に示すレーザーingi 機械
は第1図および第2図に示す原理に基づいて構成されて
いるので、機械本体1が傾斜して半導体レーザー1/l
からのレーザー光の出射方向にずれが生したとしてもリ
ボン19の長さが投影レンズ23の焦点距離の2分の1
の長さに設定されているからポロプリズム16から出射
されるレーザー光の光軸は鉛直方向に指向される。した
がって、ペンタプリズム31から測量対象に向けて出射
される光束は常に水平面内で走査される。
なお、半導体レーザー14から出射されるレーザー光は
不可視光である赤外光を用いるのが一般的であり、il
l’l景地点に立地点れるスタッフには、赤外レーザー
光を光電的に検出する検出器を」、下動iiJ能に取り
付けることにより水平測量を行なうようにしている。こ
のため、検出器に入射するレーザー光の位置は21′1
llIIk前の段階では容易に判断し難い場合が多いこ
とから、その概略位置を検知し易くするための可視光源
を用いている。つまり、第3図に示す第1の光源5′を
半導体レーザーとし第2の光源5゛′を可視光出射用ラ
ンプとして用いれば良い。
また、−2群のレンズで構成されている投影レンズ23
は、入射レーザー光を平行光束にするため2群一体で移
動することも可能であると)(に、両レンズ群の間隔を
変えることにより焦点距離を調整することも可能である
。さらに、平行平面カラス21は傾き自在となっており
、入射するレーザー光の出射方向の調整を行ない得るよ
うになっている。
懸吊反射部材であるポロプリズム16は正立正像ブリス
ムであれば良(、第3図に示すような複数の直角プリズ
ムを組合わせたものあるいは第4図に示すようなダハプ
リズムと台形プリスムとを組合わせたものでも良い。
以上説明したように、この発明によればレーザー光発光
部からのレーザー光を懸吊反射部材の下方から入射させ
ると)(にこの懸吊反射部材からの出射光を常に鉛直方
向に指向させ得るようにし、懸吊反射部材を通過した光
束を回転反射部材により水平方向に光路変換して走査し
得るようにしたので2機械本体の傾斜如何に拘らず常時
水平面内での走査が行なえ、しかも機械本体の枠体など
に遮きられることなくいずれの方向においても岸時一定
の光が得られるので811I量精度も一定かつ高度に保
ち得るようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はこの発明の詳細な説明する光学系
の概略構成図であって第1図は機械本体が傾斜していな
い場合、第2図は機械本体が傾斜した場合をそれぞれ示
し、第3図はボロプリズ11を説明する斜視図、第4図
は他のポロプリズ11を説明する斜視図、第5図はこの
発明に係るレーザー謂量機械の一実施例を説明する縦断
面図である。 11・・・機械本体、 14・・・半導体レーザー(レーザー光発光部)、23
・・・投影レンズ、 31・・・ペンタプリズム(回転反射部材)。 第1図 第2図 第3図 」

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザー光発光部と、このレーザー光発光部から
    出射したレーザー光を上方へ反射させると共にこの反射
    光の光軸を常時鉛直方向に指向させるように懸吊された
    懸吊反射部材と、そのレーザー光を略平行光束にして投
    影するための投影レンズ系と、この投影レンズ系から得
    られる平行光束を略90゛′光路変換して水平面内にて
    その平行光束を測量対象に対して走査するため回転可能
    に配設された回転反射部材とを有することを特徴とする
    レーザー測量機械。
  2. (2)レーザー光発光部は、半導体レーザーである特許
    請求の範囲第1項記載のレーザー測量機械。
  3. (3)懸吊反射部材は、正立正像プリズムである特許請
    求の範囲第1項記載のレーザー測量機械。
  4. (4)正立正像プリズムは、ポロプリズムである特許請
    求の範囲第3項記載のレーザー測量機械。
  5. (5)懸吊反射部材は、投影レンズ系の魚点距離の略2
    分の1の長さに形成された吊線により懸吊される特許請
    求の範囲第1項記載のレーザー測量機械。
  6. (6) ’it!吊反射部材は、4本の吊線により懸吊
    されている特許請求の範囲第1項記載のレーザー測量機
    械。
JP5528884A 1984-03-24 1984-03-24 レ−ザ−測量機械 Granted JPS60200117A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5528884A JPS60200117A (ja) 1984-03-24 1984-03-24 レ−ザ−測量機械
DE198585400559T DE162734T1 (de) 1984-03-24 1985-03-22 Geodaetisches instrument mit laser.
DE8585400559T DE3584470D1 (de) 1984-03-24 1985-03-22 Geodaetisches instrument mit laser.
EP85400559A EP0162734B1 (en) 1984-03-24 1985-03-22 Laser surveying equipment
US06/715,571 US4781457A (en) 1984-03-24 1985-03-25 Laser surveying equipment

Applications Claiming Priority (1)

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JP5528884A JPS60200117A (ja) 1984-03-24 1984-03-24 レ−ザ−測量機械

Publications (2)

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JPS60200117A true JPS60200117A (ja) 1985-10-09
JPH047165B2 JPH047165B2 (ja) 1992-02-10

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ID=12994393

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5032014A (en) * 1988-10-27 1991-07-16 Asahi Seimitu Kabushiki Kaisha Datum beam projecting apparatus for use with surveying equipment

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5181152A (ja) * 1975-01-14 1976-07-15 Sokkisha Rezaakojidosuichokuoyobisuiheisenkaiki
JPS5582011A (en) * 1978-11-20 1980-06-20 Spectra Physics Level measuring method and apparatus with laser beam

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JPH047165B2 (ja) 1992-02-10

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