CN1538146A - 测量机 - Google Patents

Abstract

一种测量机，包括准直光学系统和具有发出点状光的可见激光光源部的可见激光投射装置，包含：检测出从上述准直光学系统入射的反射光的受光部；根据该受光部的检测控制上述可见激光光源部的发光的控制单元。

Description

测量机

技术领域

本发明涉及可通过发出可见光的点状光、确认点状光的照射位置来确认准直点、目标的测量机。

背景技术

在建筑工地、土木作业工地进行测量作业的情况下，为确认测量机的准直点、测量目标，使用带可见激光投射装置的测量机。

对于处于测量目标处的作业人员而言，该测量机起到由可见激光投射装置照射的可见激光光线表示测定位置的点状光的作用。作业人员执行在可见激光光线表示的位置上附加上作为测定点的印记等的作业。

尤其，在隧道内作业中，由于黑暗，通过照射点状光，测定位置变得清晰。例如，根据点状光的照射位置进行挖掘作业。

图4是具有可见激光投射装置的测量机。

构造为从望远镜准直轴上发出可见激光光线来作为照射准直点的光。替代现有的气体激光器类型的光源，使用半导体激光器，在测量机中组装入可见激光投射装置和可见激光光线。

首先说明准直光学系统1。

该准直光学系统1具有准直光轴2，在该准直光轴2上配置物镜3、聚焦透镜4、正像棱镜5、焦点板6和目镜7。通过沿着上述准直光轴2移动上述聚焦透镜4，可在聚焦状态下将准直点的像成像在上述焦点板6上。

上述聚焦透镜4和上述正像棱镜5之间设置偏光束分离器8。该偏光束分离器8具有偏光反射面8a，该偏光反射面8a例如反射S偏光，使P偏光透过。

接着，可视激光投射装置9具有投射光轴10，该投射光轴10在上述偏光反射面8a的面内与上述准直光轴2交叉，对于从上述偏光束分离器8开始到准直目标侧，共用上述准直光轴2。

上述可视激光投射装置9上设置作为发出可见激光光线的光源的半导体激光器11，该半导体激光器11和上述偏光束分离器8之间设置聚光透镜12。这里，作为上述半导体激光器11的输出，激光光线具有指向性，且由于能量密度高，输出被限制在数毫瓦左右。

上述测量机中，来自测量目标物的准直光通过上述物镜3、上述聚焦透镜4在上述焦点板6上成像，测量作业人员从上述目镜7可观察到上述焦点板6上的测量目标物的像。

或者，来自上述可见激光投射装置9的点状光是S偏光，由上述偏光反射面8a反射，通过上述聚焦透镜4、上述物镜3照射到测量目标物。

该测量目标物反射的可见激光光线透过上述物镜3、上述聚焦透镜4到达上述偏光反射面8a。上述可见激光光线通过由测量目标物反射，偏光的一致性丧失，反射可见激光光线中包含P偏光成分。因此，反射可见激光光线的P偏光成分透过上述偏光反射面8a，测量作业人员可识别出反射的可见激光光线，可确认测量目标物上的可见激光光线的照射部位。

作为具有上述结构的测量机，在例如特开平10-132557号公报中揭示。

测量目标物有反光棱镜、或测定方向上有玻璃等反射率高的元件时，上述可见激光光线被反光棱镜或玻璃等反射后，测量作业人员在直视状态下观察到经上述准直光学系统1会聚的强的可见激光光线。

像上述这样，上述可见激光光线的输出本身低，但激光光线有指向性，且能量密度高，因此直视可见激光光线的情况下，测量作业人员会感到眩目。而且，直视可见激光光线后，好长时间会残留下余像，有时进入不能作业状态。

另外，还有除上述可见激光光线以外，用可见光进行测距的测量机，该测量机中，产生测量作业人员直视棱镜反射的测距光的情况，测量作业人员同样感到眩目，或者由于余像，有时进入不能作业状态。

另外，上述的已有测量机中，是照明测定部位的可见激光投射装置，但在该可见激光投射装置发出表示测定点的点状光的情况下，光密度变高，测量作业人员直视反射点状光的情况下，会感到更眩目。

发明内容

本发明的目的是在包括准直望远镜、具有发出点状光的可见激光光源部的可见激光投射装置的测量机中，测量作业人员不直接观察到可见激光光线、或可见测距光的反射光。

为达到上述目的，本发明的测量机包括准直光学系统、具有发出点状光的可见激光光源部的可见激光投射装置，包含：检测出从上述准直光学系统入射的反射光的受光部、根据该受光部的检测控制上述可见激光光源部的发光的控制单元；而且本发明的测量机是，上述受光部是检测出作为反射光入射的点状光的点状光受光部，上述控制单元根据上述点状光受光部的检测控制上述可见激光光源部的发光；并且，本发明的测量机是，上述控制单元驱动停止上述可见激光光源部的发光；另外，本发明的测量机是，上述控制单元调整上述可见激光光源部发光的光量；进一步，本发明的测量机还包含测距部，该测距部的测距光受光部兼作上述点状光受光部。

本发明的测量机包括发出测距光并从该反射测距光测定距离的测距部，上述测距部具有接受反射测距光的测距光受光部，上述控制部在上述测距光受光部的反射测距光受光状态下控制上述可见激光光源部的发光；而且本发明的测量机是，上述控制单元调整上述可见激光光源部发光的光量；并且，本发明的测量机是，上述测距部具有调整测距光的光量的光量调整滤光器，根据该光量调整滤光器的调整量控制上述可见激光光源部的发光状态。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例的主要部件的示意结构图；

图2是图1的箭头A看去的图；

图3是表示本发明的第二实施例的主要部件的示意结构图；

图4是表示已有例子的主要部件的示意结构图。

具体实施方式

下面参考附图说明本发明的实施例。

图1中说明第一实施例。

图1表示测量机的主要部件，测量机具有准直光学系统15、可见激光投射装置24、控制部35。

首先说明上述准直光学系统15。

该准直光学系统15具有准直光轴16，在该准直光轴16上配置穿孔物镜(perforated objective lens)17、聚焦透镜18、正像棱镜19、焦点板21和目镜22。通过沿着上述准直光轴16移动上述聚焦透镜18，可在聚焦状态下将准直点的像成像在上述焦点板21上，测量作业人员可经上述目镜22目视该焦点板21上的测量目标物的像。

接着，上述可视激光投射装置24具有投射光轴25。

该投射光轴25上配置激光二极管26、准直透镜27、反射棱镜28，29和单向透视玻璃30。该单向透视玻璃30与上述穿孔物镜17的贯通孔17a相对地配置在上述准直光轴16上，通过上述反射棱镜28，29、上述单向透视玻璃30，将上述激光二极管26射出的可见激光光线偏向，使之与上述准直光轴16同轴地射出。

从上述激光二极管26发出的点状光32由上述反射棱镜28，29、上述单向透视玻璃30反射，上述投射光轴25与上述准直光轴16一致，上述点状光32通过上述贯通孔17a射出。

说明上述控制部35。

上述正像棱镜19通过将图1中从左侧入射的光线向图中下方、与纸面垂直、上方、以及向右方的4次反射在上述焦点板21上使正立的反射像成像。图2表示图1的A箭头所示方向，但图2中从与纸面垂直方向入射的光线向下方、右方、上方、与纸面垂直方向上进行4次反射。上述正像棱镜19具有4个反射面，但其反射面内的任意一个面上生成仅部分透过上述点状光32的波长的波长选择膜33。

与该波长选择膜33相对配置受光器37，上述受光器37接受透过上述波长选择膜33的可见激光光线。上述受光器37的受光信号输入受光检测电路38中，由该受光检测电路38进行受光判别的结果输入控制运算电路39中。该控制运算电路39根据上述受光检测电路38的判别结果经发光控制电路40控制上述激光二极管26的发光。

该激光二极管26发出的点状光32(可见激光光线)通过上述准直透镜27变为平行光束，经由上述反射棱镜28、29、上述单向透视玻璃30，通过上述贯通孔17a射出。

测量点侧的作业人员通过目视上述点状光32的照射位置可确认上述准直光学系统15的准直方向。而且测量作业人员通过上述目镜22确认上述焦点板21上成像的像，从而可确认准直点。

上述点状光32的反射光透过上述单向透视玻璃30，透过上述波长选择膜33，入射到上述受光器37中。该受光器37发出与入射到该受光器37中的反射光强度对应的信号，上述受光检测电路38进行受光信号的电平判定。上述点状光32照射低反射率部分的情况下，来自上述受光器37的信号强度小，上述受光检测电路38判断为受光信号的电平在基准值以下。上述控制运算电路39根据上述受光检测电路38的电平判定控制上述发光控制电路40，驱动激光二极管26，使其发出恒定状态的点状光32。

测量目标物有如三面直角棱镜等的反光棱镜或玻璃等或金属镜面等的强反射面的情况下，强度高的点状光32的反射光被上述受光器37受光。该受光器37向上述受光检测电路38发出强的受光信号，上述受光检测电路38判断为受光信号在规定电平以上，将判定结果输入上述控制运算电路39。该控制运算电路39根据来自上述受光检测电路38的信号控制上述发光控制电路40，暂时使上述激光二极管26的发光停止。或者降低该激光二极管26的发光强度。

由于该激光二极管26的发光暂时停止或被降低，因此目视上述焦点板21上的测量目标物的像的测量作业人员不会感知上述点状光32的反射光，不会感到眩目。

上述激光二极管26的发光停止在经过规定时间后解除，再次在恒定状态下从该激光二极管26发光。而且，上述受光器37的受光强度在规定电平以上时，反复上述激光二极管26的停止控制，受光强度在规定电平以下时，恢复恒定状态的发光。

该激光二极管26的发光强度降低时，上述受光检测电路38进行降低发光强度的状态下的电平检测，受光强度在规定电平以下时，将电平检测结果输入上述控制运算电路39。该控制运算电路39根据来自上述受光检测电路38的检测结果经上述发光控制电路40使上述激光二极管26的发光恢复恒定状态。

而且，从上述目镜22对测量目标物进行准直的测量作业人员不直视反光棱镜等反射的点状光32，避免了因测量作业人员感到目眩、或因余像而陷入不能执行作业的状态。

第一实施例中，作为分割上述点状光32的一部分的光学单元，将上述正像棱镜19的反射面之一作为波长选择膜33，但可在上述准直光轴16上配置仅部分反射点状光32的波长的光学单元、使该光学单元与上述受光器37对应设置。

图3表示第二实施例，是将本发明适用于发出点状光的测距仪的情况。

图3中，与图1所示相同的部件加上相同符号，其说明从略。

在单向透视玻璃30和聚焦透镜18之间设置测距光学系统42。

该测距光学系统42位于上述单向透视玻璃30和上述聚焦透镜18之间，具有在该准直光轴16上配置的双色棱镜48。该双色棱镜48具有波长选择膜50，该波长选择膜50反射测距光49，透过点状光32和从测量目标物入射的准直光(未示出)。

与上述波长选择膜50相对地配置3角反射镜44。该3角反射镜44具有与上述波长选择膜50相向且正交的2个反射面44a、反射面44b，与上述反射面44a相对地设置发出上述测距光49的测距光源43，与上述反射面44b相对地设置受光器45。上述测距光49可以是可见光或不可见光之一，但最好使用不可见光。

在上述反射面44b和上述受光器45之间配置光量调整滤光器47以遮住光轴，该光量调整滤光器47通过马达等的光量调整用的致动器46旋转。

上述测距光学系统42具有内部参照光学系统，但未示出。

从激光二极管26发出的点状光32由反射棱镜28，29和上述单向透视玻璃30反射，投射光轴25与上述准直光轴16一致，上述点状光32通过上述贯通孔17a射出。

来自测量目标物的准直光通过穿孔物镜17、上述聚焦透镜18在焦点板21上成像，测量作业人员通过目镜22观察到上述焦点板21上的测量目标物的像。测量作业人员也经上述目镜22目视上述点状光32照射的照射点(准直点)。

从上述测距光源43发出的上述测距光49由上述反射面44a反射，再由上述波长选择膜50反射，上述测距光49通过上述穿孔物镜17变为平行光束而射出。

测量目标物反射的上述测距光49入射到上述穿孔物镜17，上述测距光49透过上述穿孔物镜17而由上述波长选择膜50、上述反射面44b反射，在上述受光器45的受光面上聚光。

该受光器45交互接受来自内部参照光学系统的光线和反射测距光49’，未示出的测距运算部根据二者之间的相位差运算到测量目标物的距离。

上述反射测距光49’根据距离、测量目标物的反射面的性状使得光强度不同。上述光量调整滤光器47调整反射测距光49’的透过光量，以使得反射测距光49’与内部参照光的光强度为相同光强度。

上述受光器45检测出上述反射测距光49’后，进行上述测距的运算，同时受光信号输入受光检测电路38中。该受光检测电路38在输入来自上述受光器45的信号后经上述发光控制电路40停止上述激光二极管26的上述点状光32的射出。

由于上述反射测距光49’的光束宽度远大于上述点状光32的光束宽度，因此上述点状光32在由上述贯通孔17a入射前可停止上述激光二极管26的驱动。

在变为上述受光器45不接受反射测距光49’的状态后，没有了来自上述受光器45的受光信号，上述受光检测电路38将未接受反射测距光49’的情况输入上述控制运算电路39中。该控制运算电路39经上述发光控制电路40再次驱动上述激光二极管26，射出点状光32。

而且，测量作业人员不直视点状光32，避免了感到目眩、或测量作业人员因余像而陷入不能执行作业的状态。

第二实施例中，通过上述受光检测电路38判断上述受光器45是否接受反射测距光49’来控制上述激光二极管26的驱动停止，但也可检测出上述光量调整滤光器47的光量调整量(或上述致动器的旋转量、旋转位置)，进行上述激光二极管26的驱动停止。

即，上述光量调整滤光器47调整透过光量，使得上述受光器45接受的光量大致一定，但由于上述反射测距光49’的光量大小与入射的上述点状光32的光量大小对应，因此根据上述光量调整滤光器47的光量调整量，通过上述激光二极管26的驱动停止或调整激光二极管26的发光光量，测量作业人员避免了直视点状光32，或在直视点状光32的情况下避免测量作业人员感到眩目。

上述受光器45构成上述测距光学系统42，但作为上述激光二极管26的控制用，为了检测出反射测距光49’，可另外进行设置。第二实施例中，与第一实施例同样，在上述正像棱镜19上设置波长选择膜33，与该波长选择膜33相对地设置受光器37(参照图1)，用该波长选择膜33分割点状光32的一部分，由上述受光器37检测出点状光32，从而驱动停止上述激光二极管26或进行激光二极管26的发光控制。

上述波长选择膜50如果还分割上述点状光32的一部分并进行反射，则上述受光检测电路38将上述受光器45是否接受点状光32输入上述控制运算电路39中，该控制运算电路39通过上述受光检测电路38的点状光32的受光判断进行上述激光二极管26的驱动停止。

根据本发明，是一种包括准直光学系统、具有发出点状光的可见激光光源部的可见激光投射装置的测量机，包含：检测出从上述准直光学系统入射的反射光的受光部；根据该受光部的检测控制上述可见激光光源部的发光的控制单元，因此准直观察测量目标物的测量作业人员避免由于反射的点状光感到目眩、或由于余像而陷入不能进入作业的状态。

Claims (8)

1.一种测量机，包括准直光学系统和具有发出点状光的可见激光光源部的可见激光投射装置，其特征是设有：

检测出从所述准直光学系统入射的反射光的受光部；

根据该受光部的检测控制所述可见激光光源部的发光的控制单元。

2.根据权利要求1的测量机，其特征是，所述受光部是检测出作为反射光入射的点状光的点状光受光部，所述控制单元根据所述点状光受光部的检测控制所述可见激光光源部的发光。

3.根据权利要求2的测量机，其特征是，所述控制单元驱动停止所述可见激光光源部的发光。

4.根据权利要求2的测量机，其特征是，所述控制单元调整所述可见激光光源部发光的光量。

5.根据权利要求2的测量机，其特征是，还包含测距部，该测距部的测距光受光部兼作所述点状光受光部。

6.根据权利要求1的测量机，其特征是，包括发出测距光并从该反射测距光测定距离的测距部，所述测距部具有接受反射测距光的测距光受光部，所述控制部在所述测距光受光部的反射测距光受光状态下控制所述可见激光光源部的发光。

7.根据权利要求6的测量机，其特征是，所述控制单元调整所述可见激光光源部发光的光量。

8.根据权利要求6的测量机，其特征是，所述测距部具有调整测距光的光量的光量调整滤光器，根据该光量调整滤光器的调整量控制所述可见激光光源部的发光状态。