JP3518033B2 - レーザ投光装置 - Google Patents
レーザ投光装置Info
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- JP3518033B2 JP3518033B2 JP06881695A JP6881695A JP3518033B2 JP 3518033 B2 JP3518033 B2 JP 3518033B2 JP 06881695 A JP06881695 A JP 06881695A JP 6881695 A JP6881695 A JP 6881695A JP 3518033 B2 JP3518033 B2 JP 3518033B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、建築作業等における
測設や測量作業に用いるレーザ投光装置に関し、特に投
光装置本体が傾斜したときのレーザ光の方向を自動的に
補正する自動傾き補正装置を備えたレーザ投光装置に関
する。
測設や測量作業に用いるレーザ投光装置に関し、特に投
光装置本体が傾斜したときのレーザ光の方向を自動的に
補正する自動傾き補正装置を備えたレーザ投光装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動傾き補正装置を備えたレーザ
投光装置としては図７及び図８に示すものが知られてい
る（特開昭６３−２２２２１４号公報）。
投光装置としては図７及び図８に示すものが知られてい
る（特開昭６３−２２２２１４号公報）。
【０００３】図７は従来の自動傾き補正装置を備えたレ
ーザ投光装置の縦断面図、図８は図７のレーザ投光装置
が傾いた状態を示す縦断面図である。
ーザ投光装置の縦断面図、図８は図７のレーザ投光装置
が傾いた状態を示す縦断面図である。
【０００４】このレーザ投光装置の本体１０９の下部に
は整準装置１０８が設けられている。投光装置本体１０
９内の上部にはレーザ光Ｌを下方へ向けて出射すること
ができるようにレーザダイオード１０１が設けられ、レ
ーザダイオード１０１の下方には自動傾き補正装置が設
けられている。
は整準装置１０８が設けられている。投光装置本体１０
９内の上部にはレーザ光Ｌを下方へ向けて出射すること
ができるようにレーザダイオード１０１が設けられ、レ
ーザダイオード１０１の下方には自動傾き補正装置が設
けられている。
【０００５】自動傾き補正装置は、レーザダイオード１
０１から下方へ出射されたレーザ光Ｌを平行光にする投
光レンズ１０２と、投光レンズ１０２からの平行光が透
過される透明容器１０３とを備えている。透明容器１０
３内は上下２つの部屋に区分され、各部屋にはシリコー
ンオイルＣ１，Ｃ２がそれぞれ封入され、しかも各部屋
の上部にはシリコーンオイルＣ１，Ｃ２の液面と接する
空間１０８ａ，１０８ｂが形成されている。透明容器１
０３の上平面部１０３ａ、中平面部１０３ｂ及び下平面
部１０３ｃは互いに平行である。
０１から下方へ出射されたレーザ光Ｌを平行光にする投
光レンズ１０２と、投光レンズ１０２からの平行光が透
過される透明容器１０３とを備えている。透明容器１０
３内は上下２つの部屋に区分され、各部屋にはシリコー
ンオイルＣ１，Ｃ２がそれぞれ封入され、しかも各部屋
の上部にはシリコーンオイルＣ１，Ｃ２の液面と接する
空間１０８ａ，１０８ｂが形成されている。透明容器１
０３の上平面部１０３ａ、中平面部１０３ｂ及び下平面
部１０３ｃは互いに平行である。
【０００６】図８に示すように、投光装置本体１０９が
角度θ１だけ傾いた場合、透明容器１０３内のシリコー
ンオイルＣ１，Ｃ２は勾配角θ１をもつ楔状になる。レ
ーザダイオード１０１から出射され、投光レンズ１０２
で平行光になったレーザ光Ｌは楔状のシリコーンオイル
Ｃ１，Ｃ２を透過するときに屈折し、偏角θ２のレーザ
光Ｌとなって投光装置本体１０９の外部へ出射される。
角度θ１だけ傾いた場合、透明容器１０３内のシリコー
ンオイルＣ１，Ｃ２は勾配角θ１をもつ楔状になる。レ
ーザダイオード１０１から出射され、投光レンズ１０２
で平行光になったレーザ光Ｌは楔状のシリコーンオイル
Ｃ１，Ｃ２を透過するときに屈折し、偏角θ２のレーザ
光Ｌとなって投光装置本体１０９の外部へ出射される。
【０００７】シリコーンオイルＣ１，Ｃ２の屈折率をそ
れぞれ、ｎ１，ｎ２とすると、補正の条件式θ２＝（ｎ
１＋ｎ２−２）θ１が与えられ、ｎ１＝ｎ２＝１．５の
シリコーンオイルＣ１，Ｃ２を使用すれば、レーザ光Ｌ
の傾き補正が成り立つことになる。すなわち、レーザ光
Ｌが自動的に鉛直方向へ指向するように補正され、投光
装置本体１０９の傾斜による測定誤差が補正される。
れぞれ、ｎ１，ｎ２とすると、補正の条件式θ２＝（ｎ
１＋ｎ２−２）θ１が与えられ、ｎ１＝ｎ２＝１．５の
シリコーンオイルＣ１，Ｃ２を使用すれば、レーザ光Ｌ
の傾き補正が成り立つことになる。すなわち、レーザ光
Ｌが自動的に鉛直方向へ指向するように補正され、投光
装置本体１０９の傾斜による測定誤差が補正される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のレー
ザ投光装置は鉛直面及び水平面のいずれかの平面を形成
するようにレーザ光を投射するものであるから、鉛直面
レーザ投射による測設作業と、水平面レーザ投射による
測設作業とを行うには、それぞれ専用のレーザ投光装置
を用意しなければならないという問題があった。
ザ投光装置は鉛直面及び水平面のいずれかの平面を形成
するようにレーザ光を投射するものであるから、鉛直面
レーザ投射による測設作業と、水平面レーザ投射による
測設作業とを行うには、それぞれ専用のレーザ投光装置
を用意しなければならないという問題があった。
【０００９】また、適度な粘性を有し、なお且つ屈折率
が正確に１．５００のシリコーンオイルは存在せず、実
際上は屈折率が１．４１や１．４５のものを使用せざる
を得ないので、前述の補正の条件式により、補正精度が
悪くなるという問題があった。
が正確に１．５００のシリコーンオイルは存在せず、実
際上は屈折率が１．４１や１．４５のものを使用せざる
を得ないので、前述の補正の条件式により、補正精度が
悪くなるという問題があった。
【００１０】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は鉛直面及び水平面のいずれの平面
をも形成するように光を投射することができ、且つ補正
精度が高いレーザ投光装置を提供することである。
たもので、その課題は鉛直面及び水平面のいずれの平面
をも形成するように光を投射することができ、且つ補正
精度が高いレーザ投光装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明に係るレーザ投光装置は、光源か
ら出射された光を平行光にする第１の光学部材と、前記
第１の光学部材からの平行光が透過され、自由液面を有
する透明な液体が収容された容器と、前記容器内に入射
した平行光を直角に曲げる第２の光学部材と、前記容器
に設けられ、平行光が透過する入射面と、前記入射面と
直角となるように前記容器に設けられ、前記第２の光学
部材によって直角に曲げられた平行光が透過する出射面
と、前記第２の光学部材で直角に曲げられて前記液体の
自由液面を透過した平行光、又は前記液体の自由液面を
透過して前記第２の光学部材で直角に曲げられた平行光
を、集光して前記光源の２次光源を作る２次光源光学部
材と、前記２次光源からの光を平行光にする第３の光学
部材と、前記第３の光学部材からの平行光を平面を形成
するように投射する投射手段とを備え、前記第３の光学
部材からの平行光が鉛直又は水平方向へ出射されるよう
に、前記２次光源光学部材と前記第３の光学部材との焦
点距離を、それぞれ前記液体の屈折率に応じて設定し
た。
め請求項１記載の発明に係るレーザ投光装置は、光源か
ら出射された光を平行光にする第１の光学部材と、前記
第１の光学部材からの平行光が透過され、自由液面を有
する透明な液体が収容された容器と、前記容器内に入射
した平行光を直角に曲げる第２の光学部材と、前記容器
に設けられ、平行光が透過する入射面と、前記入射面と
直角となるように前記容器に設けられ、前記第２の光学
部材によって直角に曲げられた平行光が透過する出射面
と、前記第２の光学部材で直角に曲げられて前記液体の
自由液面を透過した平行光、又は前記液体の自由液面を
透過して前記第２の光学部材で直角に曲げられた平行光
を、集光して前記光源の２次光源を作る２次光源光学部
材と、前記２次光源からの光を平行光にする第３の光学
部材と、前記第３の光学部材からの平行光を平面を形成
するように投射する投射手段とを備え、前記第３の光学
部材からの平行光が鉛直又は水平方向へ出射されるよう
に、前記２次光源光学部材と前記第３の光学部材との焦
点距離を、それぞれ前記液体の屈折率に応じて設定し
た。
【００１２】また、請求項２記載の発明に係るレーザ投
光装置は、光源から出射された光を平行光にする第１の
光学部材と、前記第１の光学部材からの平行光を直角に
曲げる第２の光学部材と、前記第２の光学部材の入射側
に配置され、自由液面を有する透明な第１の液体が収容
された第１の容器と、前記第２の光学部材の出射側に配
置され、自由液面を有する透明な第２の液体が収容され
た第２の容器と、前記第１の容器に設けられ、平行光が
透過する入射面と、前記入射面と直角となるように前記
第２の容器に設けられ、前記第２の光学部材によって直
角に曲げられた平行光が透過する出射面と、前記第１又
は第２の液体の自由液面を透過した前記第２の光学部材
からの平行光を集光して前記光源の２次光源を作る２次
光源光学部材と、前記２次光源からの光を平行光にする
第３の光学部材と、前記第３の光学部材からの平行光を
平面を形成するように投射する投射手段とを備え、前記
第３の光学部材からの平行光が鉛直又は水平方向へ出射
されるように、前記２次光源光学部材と前記第３の光学
部材との焦点距離を、それぞれ前記液体の屈折率に応じ
て設定した。
光装置は、光源から出射された光を平行光にする第１の
光学部材と、前記第１の光学部材からの平行光を直角に
曲げる第２の光学部材と、前記第２の光学部材の入射側
に配置され、自由液面を有する透明な第１の液体が収容
された第１の容器と、前記第２の光学部材の出射側に配
置され、自由液面を有する透明な第２の液体が収容され
た第２の容器と、前記第１の容器に設けられ、平行光が
透過する入射面と、前記入射面と直角となるように前記
第２の容器に設けられ、前記第２の光学部材によって直
角に曲げられた平行光が透過する出射面と、前記第１又
は第２の液体の自由液面を透過した前記第２の光学部材
からの平行光を集光して前記光源の２次光源を作る２次
光源光学部材と、前記２次光源からの光を平行光にする
第３の光学部材と、前記第３の光学部材からの平行光を
平面を形成するように投射する投射手段とを備え、前記
第３の光学部材からの平行光が鉛直又は水平方向へ出射
されるように、前記２次光源光学部材と前記第３の光学
部材との焦点距離を、それぞれ前記液体の屈折率に応じ
て設定した。
【００１３】
【作用】請求項１記載の発明のレーザ投光装置では、レ
ーザ投光装置の姿勢を変えるだけで鉛直面及び水平面の
いずれの平面をも形成するように光を投射させることが
できる。
ーザ投光装置の姿勢を変えるだけで鉛直面及び水平面の
いずれの平面をも形成するように光を投射させることが
できる。
【００１４】また、鉛直面及び水平面のいずれの投光時
にも光源からの光が容器内の透明な液体の液面を透過
し、傾き補正機能が働く。
にも光源からの光が容器内の透明な液体の液面を透過
し、傾き補正機能が働く。
【００１５】請求項２記載の発明のレーザ投光装置で
は、鉛直面投光時に、光源からの光が第１又は第２の容
器のうち一方の容器内の液面を透過し、水平面投光時
に、光源からの光が他方の容器内の液面を透過し、いず
れの投光時にも傾き補正機能が働く。
は、鉛直面投光時に、光源からの光が第１又は第２の容
器のうち一方の容器内の液面を透過し、水平面投光時
に、光源からの光が他方の容器内の液面を透過し、いず
れの投光時にも傾き補正機能が働く。
【００１６】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１７】図１はこの発明の第１実施例に係るレーザ
投光装置の要部を示す構成図である。
投光装置の要部を示す構成図である。
【００１８】この第１実施例のレーザ投光装置は、レー
ザダイオード（光源）１から出射されたレーザ光Ｌを平
行光にするコリメータレンズ（第１の光学部材）２と、
自由液面を有するシリコーンオイル（透明な液体）Ｃが
封入された透明容器（容器）３と、透明容器３内に入射
した平行光を直角に曲げる直角プリズム（第２の光学部
材）６と、直角プリズム６からのレーザ光Ｌ１を集光し
て焦点距離ｆ２の位置にレーザダイオード１の２次光源
８を作る投影レンズ（２次光源光学部材）４と、投影レ
ンズ４からのレーザ光Ｌ１を平行光にする第３のコリメ
ータレンズ（第３の光学部材）５と、コリメータレンズ
５からのレーザ光Ｌ１を直角に反射させるペンタミラー
（投射手段）９とを備えている。
ザダイオード（光源）１から出射されたレーザ光Ｌを平
行光にするコリメータレンズ（第１の光学部材）２と、
自由液面を有するシリコーンオイル（透明な液体）Ｃが
封入された透明容器（容器）３と、透明容器３内に入射
した平行光を直角に曲げる直角プリズム（第２の光学部
材）６と、直角プリズム６からのレーザ光Ｌ１を集光し
て焦点距離ｆ２の位置にレーザダイオード１の２次光源
８を作る投影レンズ（２次光源光学部材）４と、投影レ
ンズ４からのレーザ光Ｌ１を平行光にする第３のコリメ
ータレンズ（第３の光学部材）５と、コリメータレンズ
５からのレーザ光Ｌ１を直角に反射させるペンタミラー
（投射手段）９とを備えている。
【００１９】レーザダイオード１やコリメータレンズ
２，５や投影レンズ４や透明容器３などはレーザ投光装
置の図示しない装置本体にそれぞれ固定され、ペンタミ
ラー９は装置本体に回動可能に取り付けられ、ペンタミ
ラー９は投射手段の一部を構成する図示しないモータ等
の駆動装置によって回転する。
２，５や投影レンズ４や透明容器３などはレーザ投光装
置の図示しない装置本体にそれぞれ固定され、ペンタミ
ラー９は装置本体に回動可能に取り付けられ、ペンタミ
ラー９は投射手段の一部を構成する図示しないモータ等
の駆動装置によって回転する。
【００２０】前記レーザダイオード１はコリメータレン
ズ２の焦点距離ｆ１の位置に配置されている。
ズ２の焦点距離ｆ１の位置に配置されている。
【００２１】前記直角プリズム６は透明容器３内に固定
され、透明容器３内には屈折率１．５１のシリコーンオ
イルＣが封入され、しかも透明容器３内にはシリコーン
オイルＣの液面と接する空間７が形成されている。透明
容器３の入射面３ａと出射面３ｂとは隣接し、直角をな
す。
され、透明容器３内には屈折率１．５１のシリコーンオ
イルＣが封入され、しかも透明容器３内にはシリコーン
オイルＣの液面と接する空間７が形成されている。透明
容器３の入射面３ａと出射面３ｂとは隣接し、直角をな
す。
【００２２】前記コリメータレンズ５の焦点距離ｆ３の
位置と２次光源８の位置とは一致させてある。
位置と２次光源８の位置とは一致させてある。
【００２３】前記ペンタミラー９を除くコリメータレン
ズ２、透明容器３、直角プリズム６、投影レンズ４及び
コリメータレンズ５で自動傾き補正機構が構成される。
ズ２、透明容器３、直角プリズム６、投影レンズ４及び
コリメータレンズ５で自動傾き補正機構が構成される。
【００２４】次に、水平面レーザ投射のときの自動傾き
補正機構の動作を図１に基づいて説明する。
補正機構の動作を図１に基づいて説明する。
【００２５】レーザダイオード１からのレーザ光Ｌはコ
リメータレンズ２で平行光になり、入射面３ａから透明
容器３内に入射し、直角プリズム６で直角に反射され
る。レーザ投光装置の装置本体が角度θ１だけ傾いた場
合、透明容器３も傾くが、透明容器３内のシリコーンオ
イルＣの液面は水平を保つので、勾配角θ１をもつ楔状
になる。このシリコーンオイルＣの液面を透過したレー
ザ光Ｌ１は角度θ２、 θ２＝Ｓｉｎ−1 （ｎ・Ｓｉｎθ１）−θ１ （１）式 だけ傾き、投影レンズ４に入射する。（ｎはシリコーン
オイルＣの屈折率）シリコーンオイルＣを透過したレー
ザ光Ｌ１は投影レンズ４で集光され、投影レンズ４の焦
点距離ｆ２の位置にレーザダイオード１の２次光源８が
形成される。この２次光源８は鉛直軸から水平方向に距
離ｄ ｄ＝ｆ２・Ｔａｎθ２ （２）式 だけ離れた位置に形成される。
リメータレンズ２で平行光になり、入射面３ａから透明
容器３内に入射し、直角プリズム６で直角に反射され
る。レーザ投光装置の装置本体が角度θ１だけ傾いた場
合、透明容器３も傾くが、透明容器３内のシリコーンオ
イルＣの液面は水平を保つので、勾配角θ１をもつ楔状
になる。このシリコーンオイルＣの液面を透過したレー
ザ光Ｌ１は角度θ２、 θ２＝Ｓｉｎ−1 （ｎ・Ｓｉｎθ１）−θ１ （１）式 だけ傾き、投影レンズ４に入射する。（ｎはシリコーン
オイルＣの屈折率）シリコーンオイルＣを透過したレー
ザ光Ｌ１は投影レンズ４で集光され、投影レンズ４の焦
点距離ｆ２の位置にレーザダイオード１の２次光源８が
形成される。この２次光源８は鉛直軸から水平方向に距
離ｄ ｄ＝ｆ２・Ｔａｎθ２ （２）式 だけ離れた位置に形成される。
【００２６】投影レンズ４からのレーザ光Ｌ１はコリメ
ータレンズ５に入射し、角度θ３ θ３＝Ｔａｎ−1 （ｄ／ｆ３） （３）式 をもった平行光になり、鉛直方向に出射される。
ータレンズ５に入射し、角度θ３ θ３＝Ｔａｎ−1 （ｄ／ｆ３） （３）式 をもった平行光になり、鉛直方向に出射される。
【００２７】（３）式に（１）式及び（２）式を代入す
ると、 θ３＝Ｔａｎ−1 ×｛ｆ２・Ｔａｎ［Ｓｉｎ−1 （ｎ・Ｓｉｎθ１）−θ１］ ／ｆ３｝ （４）式 となり、補正角が求められる。
ると、 θ３＝Ｔａｎ−1 ×｛ｆ２・Ｔａｎ［Ｓｉｎ−1 （ｎ・Ｓｉｎθ１）−θ１］ ／ｆ３｝ （４）式 となり、補正角が求められる。
【００２８】（４）式よりθ１＝θ３＝θと置き、補正
条件式を導き出すと、 ｆ３／ｆ２＝［Ｓｉｎ−1 （ｎ・Ｓｉｎθ）−θ］／θ （５）式 となり（θは任意の補正角）、前記シリコーンオイルＣ
の屈折率が決まれば、投影レンズ４とコリメータレンズ
５とのそれぞれの焦点距離ｆ２，ｆ３を設定することが
できる。
条件式を導き出すと、 ｆ３／ｆ２＝［Ｓｉｎ−1 （ｎ・Ｓｉｎθ）−θ］／θ （５）式 となり（θは任意の補正角）、前記シリコーンオイルＣ
の屈折率が決まれば、投影レンズ４とコリメータレンズ
５とのそれぞれの焦点距離ｆ２，ｆ３を設定することが
できる。
【００２９】図１に示す自動傾き補正装置は（５）式を
満たすように構成されているので、レーザ光Ｌが常に鉛
直に出射される。
満たすように構成されているので、レーザ光Ｌが常に鉛
直に出射される。
【００３０】例えば、θ＝１゜、ｎ＝１．５１、ｆ２＝
２０ｍｍとすると、（５）式により、ｆ３＝１０．２ｍ
ｍと求められる。これより、（４）式から、補正角θ３
を求めると、θ１＝１０′でθ３＝１０′０″、θ１＝
３０′でθ３＝３０′０．０５″、θ１＝１゜でθ３＝
１゜０′０．４″等と正確に補正される。
２０ｍｍとすると、（５）式により、ｆ３＝１０．２ｍ
ｍと求められる。これより、（４）式から、補正角θ３
を求めると、θ１＝１０′でθ３＝１０′０″、θ１＝
３０′でθ３＝３０′０．０５″、θ１＝１゜でθ３＝
１゜０′０．４″等と正確に補正される。
【００３１】そして、鉛直方向に出射されたレーザ光Ｌ
２はペンタミラー９によって直角に反射され、水平面を
形成するレーザ光Ｌ２として３６０゜方向に回転投射さ
れる。
２はペンタミラー９によって直角に反射され、水平面を
形成するレーザ光Ｌ２として３６０゜方向に回転投射さ
れる。
【００３２】次に、鉛直面レーザ投射のときの自動傾き
補正機構の動作を図２に基づいて説明する。
補正機構の動作を図２に基づいて説明する。
【００３３】鉛直面レーザ投射の場合、レーザ投光装置
を図１の状態から図２の状態に９０゜回転させて設置す
る。レーザダイオード１からのレーザ光Ｌはコリメータ
レンズ２で平行光になり、入射面３ａから透明容器３内
に入射する。前述のようにレーザ投光装置を９０゜回転
させると、シリコーンオイルＣは流動するので、レーザ
光ＬはシリコーンオイルＣの液面に入射する。
を図１の状態から図２の状態に９０゜回転させて設置す
る。レーザダイオード１からのレーザ光Ｌはコリメータ
レンズ２で平行光になり、入射面３ａから透明容器３内
に入射する。前述のようにレーザ投光装置を９０゜回転
させると、シリコーンオイルＣは流動するので、レーザ
光ＬはシリコーンオイルＣの液面に入射する。
【００３４】レーザ投光装置の装置本体が角度θ１だけ
傾いた場合、透明容器３も傾くが、透明容器３内のシリ
コーンオイルＣの液面は水平を保つので、勾配角θ１を
もつ楔状になる。このシリコーンオイルＣの液面を透過
し、直角プリズム６で直角に反射されたレーザ光Ｌ１は
前記（１）式により角度θ２の傾きをもつ。
傾いた場合、透明容器３も傾くが、透明容器３内のシリ
コーンオイルＣの液面は水平を保つので、勾配角θ１を
もつ楔状になる。このシリコーンオイルＣの液面を透過
し、直角プリズム６で直角に反射されたレーザ光Ｌ１は
前記（１）式により角度θ２の傾きをもつ。
【００３５】直角プリズム６で直角に反射されたレーザ
光Ｌ１は出射面３ｂから出射する。出射面３ｂから出射
されたレーザ光Ｌ１は投影レンズ４で集光され、投影レ
ンズ４の焦点距離ｆ２の位置にレーザダイオード１の２
次光源８が形成される。この２次光源８は水平軸から鉛
直方向に、前記（２）式の通り、距離ｄだけ離れた位置
に形成される。
光Ｌ１は出射面３ｂから出射する。出射面３ｂから出射
されたレーザ光Ｌ１は投影レンズ４で集光され、投影レ
ンズ４の焦点距離ｆ２の位置にレーザダイオード１の２
次光源８が形成される。この２次光源８は水平軸から鉛
直方向に、前記（２）式の通り、距離ｄだけ離れた位置
に形成される。
【００３６】投影レンズ４からのレーザ光Ｌ１はコリメ
ータレンズ５に入射し、前記（３）式の通り、角度θ３
をもった平行光になり、水平方向に出射される。
ータレンズ５に入射し、前記（３）式の通り、角度θ３
をもった平行光になり、水平方向に出射される。
【００３７】そして、水平方向に出射されたレーザ光Ｌ
２はペンタミラー９によって直角に反射され、鉛直面を
形成するレーザ光Ｌ２として３６０゜方向に回転投射さ
れる。
２はペンタミラー９によって直角に反射され、鉛直面を
形成するレーザ光Ｌ２として３６０゜方向に回転投射さ
れる。
【００３８】この第１実施例のレーザ投光装置によれ
ば、レーザ投光装置の姿勢を変えるだけで鉛直面及び水
平面のいずれの平面をも形成するようにレーザ光Ｌを回
転投射させることができるので、１台で鉛直面及び水平
面の両方の測設作業等を行うことが可能であり、それぞ
れ専用のレーザ投光装置を用意する必要がない。したが
って、作業性が向上するとともに、作業コストの低減を
図ることができる。
ば、レーザ投光装置の姿勢を変えるだけで鉛直面及び水
平面のいずれの平面をも形成するようにレーザ光Ｌを回
転投射させることができるので、１台で鉛直面及び水平
面の両方の測設作業等を行うことが可能であり、それぞ
れ専用のレーザ投光装置を用意する必要がない。したが
って、作業性が向上するとともに、作業コストの低減を
図ることができる。
【００３９】また、鉛直面及び水平面のいずれの投光時
にも傾き補正機能が働くので、高い傾き補正精度を得る
ことができる。更に、シリコーンオイルＣを収容した１
個の透明容器３と簡単な光学系によって高い補正精度を
得ることができるので、製作コストの低減を図ることが
できる。
にも傾き補正機能が働くので、高い傾き補正精度を得る
ことができる。更に、シリコーンオイルＣを収容した１
個の透明容器３と簡単な光学系によって高い補正精度を
得ることができるので、製作コストの低減を図ることが
できる。
【００４０】図３はこの発明の第２実施例に係るレーザ
投光装置の要部を示す構成図、図４は図３のレーザ投光
装置を９０゜回転させた状態を示す図である。図１に示
す実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を
省略する。
投光装置の要部を示す構成図、図４は図３のレーザ投光
装置を９０゜回転させた状態を示す図である。図１に示
す実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を
省略する。
【００４１】第１実施例では、第２の光学部材として、
レーザダイオード１からのレーザ光Ｌを直角に曲げる直
角プリズム６を透明容器３内に収容させた場合について
述べたが、第２実施例では、図３に示すように、直角プ
リズム６を用いずに、断面が直角二等辺三角形の透明容
器１３だけを用いた。透明容器１３内にシリコーンオイ
ルＣが封入され、透明容器１３内にシリコーンオイルＣ
の液面と接する空間７が形成されている点は、第１実施
例と共通する。透明容器１３は入射面１３ａ、出射面１
３ｂ及び斜面１３ｃを有している。
レーザダイオード１からのレーザ光Ｌを直角に曲げる直
角プリズム６を透明容器３内に収容させた場合について
述べたが、第２実施例では、図３に示すように、直角プ
リズム６を用いずに、断面が直角二等辺三角形の透明容
器１３だけを用いた。透明容器１３内にシリコーンオイ
ルＣが封入され、透明容器１３内にシリコーンオイルＣ
の液面と接する空間７が形成されている点は、第１実施
例と共通する。透明容器１３は入射面１３ａ、出射面１
３ｂ及び斜面１３ｃを有している。
【００４２】第２の光学部材としての斜面１３ｃは４５
゜の臨界角度をもっているので、入射面１３ａから入射
したコリメータレンズ２からのレーザ光Ｌは斜面１３ｃ
で全反射され、出射面１３ｂから出射される。
゜の臨界角度をもっているので、入射面１３ａから入射
したコリメータレンズ２からのレーザ光Ｌは斜面１３ｃ
で全反射され、出射面１３ｂから出射される。
【００４３】水平面レーザ投射及び鉛直面レーザ投射の
ときの自動傾き補正機構の動作は第１実施例と同様であ
り、水平面レーザ投射のときにレーザ投光装置を図３の
状態に設置し、鉛直面レーザ投射のときにレーザ投光装
置を図３の状態から図４の状態へと９０゜傾けて設置す
る点も第１実施例と同様であるので、動作等の説明を省
略する。
ときの自動傾き補正機構の動作は第１実施例と同様であ
り、水平面レーザ投射のときにレーザ投光装置を図３の
状態に設置し、鉛直面レーザ投射のときにレーザ投光装
置を図３の状態から図４の状態へと９０゜傾けて設置す
る点も第１実施例と同様であるので、動作等の説明を省
略する。
【００４４】この第２実施例のレーザ投光装置によれ
ば、第１実施例と同様の効果を得ることができるととも
に、第２の光学部材として直角プリズム６を用いないの
でコストを低減することができる。
ば、第１実施例と同様の効果を得ることができるととも
に、第２の光学部材として直角プリズム６を用いないの
でコストを低減することができる。
【００４５】図５はこの発明の第３実施例に係るレーザ
投光装置の要部を示す構成図、図６は図５のレーザ投光
装置を９０゜回転させた状態を示す図である。図１に示
す実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を
省略する。
投光装置の要部を示す構成図、図６は図５のレーザ投光
装置を９０゜回転させた状態を示す図である。図１に示
す実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を
省略する。
【００４６】第１実施例では、第２の光学部材としての
直角プリズム６を透明容器３内に収容させた場合につい
て述べたが、第３実施例では、図５に示すように、第２
の光学部材としての直角プリズム６の入射側に断面矩形
の透明容器（第１の容器）２３を配置し、直角プリズム
６の出射側に透明容器（第２の容器）３３を配置した。
透明容器２３，３３内にはそれぞれシリコーンオイルＣ
１，Ｃ２が封入され、透明容器２３，３３内にはそれぞ
れシリコーンオイルＣ１，Ｃ２の自由液面と接する空間
２７，３７が形成されている。
直角プリズム６を透明容器３内に収容させた場合につい
て述べたが、第３実施例では、図５に示すように、第２
の光学部材としての直角プリズム６の入射側に断面矩形
の透明容器（第１の容器）２３を配置し、直角プリズム
６の出射側に透明容器（第２の容器）３３を配置した。
透明容器２３，３３内にはそれぞれシリコーンオイルＣ
１，Ｃ２が封入され、透明容器２３，３３内にはそれぞ
れシリコーンオイルＣ１，Ｃ２の自由液面と接する空間
２７，３７が形成されている。
【００４７】水平面レーザ投射のときの自動傾き補正機
構の動作を図５に基づいて説明する。
構の動作を図５に基づいて説明する。
【００４８】レーザダイオード１からのレーザ光Ｌはコ
リメータレンズ２で平行光になり、透明容器２３の入射
面２３ａから入射し、空間２７を経て出射面２３ｂから
出射する。出射面２３ｂから出射したレーザ光Ｌは直角
プリズム６で直角に反射され、透明容器３３の入射面３
３ａから入射し、シリコーンオイルＣ２の自由液面を透
過して、出射面３３ｂから出射する。シリコーンオイル
Ｃ２の自由液面を透過したレーザ光Ｌ１は投影レンズ４
で集光され、投影レンズ４の焦点距離ｆ２の位置にレー
ザダイオード１の２次光源８が形成される。この２次光
源８は鉛直軸から水平方向に、前記（２）式の通り、距
離ｄだけ離れた位置に形成される。
リメータレンズ２で平行光になり、透明容器２３の入射
面２３ａから入射し、空間２７を経て出射面２３ｂから
出射する。出射面２３ｂから出射したレーザ光Ｌは直角
プリズム６で直角に反射され、透明容器３３の入射面３
３ａから入射し、シリコーンオイルＣ２の自由液面を透
過して、出射面３３ｂから出射する。シリコーンオイル
Ｃ２の自由液面を透過したレーザ光Ｌ１は投影レンズ４
で集光され、投影レンズ４の焦点距離ｆ２の位置にレー
ザダイオード１の２次光源８が形成される。この２次光
源８は鉛直軸から水平方向に、前記（２）式の通り、距
離ｄだけ離れた位置に形成される。
【００４９】投影レンズ４からのレーザ光Ｌ１はコリメ
ータレンズ５に入射し、前記（３）式の通り、角度θ３
をもった平行光になり、鉛直方向に出射される。
ータレンズ５に入射し、前記（３）式の通り、角度θ３
をもった平行光になり、鉛直方向に出射される。
【００５０】そして、鉛直方向に出射されたレーザ光Ｌ
２はペンタミラー９によって直角に反射され、水平面を
形成するレーザ光Ｌ２として３６０゜方向に回転投射さ
れる。
２はペンタミラー９によって直角に反射され、水平面を
形成するレーザ光Ｌ２として３６０゜方向に回転投射さ
れる。
【００５１】鉛直面レーザ投射の場合、レーザ投光装置
を図５の状態から図６の状態に９０゜回転させて設置す
る。レーザダイオード１からのレーザ光Ｌはコリメータ
レンズ２で平行光になり、透明容器２３の入射面２３ａ
から入射する。前述のようにレーザ投光装置を９０゜回
転させると、シリコーンオイルＣ１，Ｃ２は流動するの
で、入射面２３ａから入射したレーザ光Ｌはシリコーン
オイルＣ１の液面に入射する。シリコーンオイルＣ１の
自由液面を透過したレーザ光Ｌは出射面２３ｂから出射
し、直角プリズム６で直角に反射され、透明容器３３の
入射面３３ａから入射し、空間３７を経て出射面３３ｂ
から出射する。
を図５の状態から図６の状態に９０゜回転させて設置す
る。レーザダイオード１からのレーザ光Ｌはコリメータ
レンズ２で平行光になり、透明容器２３の入射面２３ａ
から入射する。前述のようにレーザ投光装置を９０゜回
転させると、シリコーンオイルＣ１，Ｃ２は流動するの
で、入射面２３ａから入射したレーザ光Ｌはシリコーン
オイルＣ１の液面に入射する。シリコーンオイルＣ１の
自由液面を透過したレーザ光Ｌは出射面２３ｂから出射
し、直角プリズム６で直角に反射され、透明容器３３の
入射面３３ａから入射し、空間３７を経て出射面３３ｂ
から出射する。
【００５２】レーザ投光装置の装置本体が角度θ１だけ
傾いた場合、透明容器２３，３３も傾くが、透明容器２
３，３３内のシリコーンオイルＣ１，Ｃ２の液面は水平
を保つので、勾配角θ１をもつ楔状になる。このシリコ
ーンオイルＣ１の液面を透過し、直角プリズム８で直角
に反射されたレーザ光Ｌ１は前記（１）式により角度θ
２の傾きをもつ。
傾いた場合、透明容器２３，３３も傾くが、透明容器２
３，３３内のシリコーンオイルＣ１，Ｃ２の液面は水平
を保つので、勾配角θ１をもつ楔状になる。このシリコ
ーンオイルＣ１の液面を透過し、直角プリズム８で直角
に反射されたレーザ光Ｌ１は前記（１）式により角度θ
２の傾きをもつ。
【００５３】直角プリズム８で直角に反射されたレーザ
光Ｌ１は出射面３３ｂから出射する。レーザ光Ｌ１は投
影レンズ４で集光され、投影レンズ４の焦点距離ｆ２の
位置にレーザダイオード１の２次光源８が形成される。
この２次光源８は水平軸から鉛直方向に、前記（２）式
の通り、距離ｄだけ離れた位置に形成される。
光Ｌ１は出射面３３ｂから出射する。レーザ光Ｌ１は投
影レンズ４で集光され、投影レンズ４の焦点距離ｆ２の
位置にレーザダイオード１の２次光源８が形成される。
この２次光源８は水平軸から鉛直方向に、前記（２）式
の通り、距離ｄだけ離れた位置に形成される。
【００５４】投影レンズ４からのレーザ光Ｌ１はコリメ
ータレンズ５に入射し、前記（３）式の通り、角度θ３
をもった平行光になり、水平方向に出射される。
ータレンズ５に入射し、前記（３）式の通り、角度θ３
をもった平行光になり、水平方向に出射される。
【００５５】そして、水平方向に出射されたレーザ光Ｌ
２はペンタミラー９によって直角に反射され、鉛直面を
形成するレーザ光Ｌ２として３６０゜方向に回転投射さ
れる。
２はペンタミラー９によって直角に反射され、鉛直面を
形成するレーザ光Ｌ２として３６０゜方向に回転投射さ
れる。
【００５６】この第３実施例のレーザ投光装置によれ
ば、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
ば、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５７】なお、前述の各実施例では、投射手段をペ
ンタミラー９とこのペンタミラー９を回転させる駆動装
置とで構成した場合について述べたが、これに代え、投
射手段として円錐ミラーを用いるようにしてもよい。
ンタミラー９とこのペンタミラー９を回転させる駆動装
置とで構成した場合について述べたが、これに代え、投
射手段として円錐ミラーを用いるようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明のレーザ投
光装置によれば、レーザ投光装置の姿勢を変えるだけで
鉛直面及び水平面のいずれの平面をも形成するように光
を投射させることができるので、１台で鉛直面及び水平
面の両方の測設作業等を行うことが可能であり、それぞ
れ専用のレーザ投光装置を用意する必要がない。したが
って、作業性が向上するとともに、作業コストの低減を
図ることができる。
光装置によれば、レーザ投光装置の姿勢を変えるだけで
鉛直面及び水平面のいずれの平面をも形成するように光
を投射させることができるので、１台で鉛直面及び水平
面の両方の測設作業等を行うことが可能であり、それぞ
れ専用のレーザ投光装置を用意する必要がない。したが
って、作業性が向上するとともに、作業コストの低減を
図ることができる。
【００５９】また、鉛直面及び水平面のいずれの投光時
にも傾き補正機能が働くので、高い傾き補正精度を得る
ことができる。更に、透明な液体を収容した１個の容器
と簡単な光学系とによって高い補正精度を得ることがで
きたので、製作コストの低減を図ることができる。
にも傾き補正機能が働くので、高い傾き補正精度を得る
ことができる。更に、透明な液体を収容した１個の容器
と簡単な光学系とによって高い補正精度を得ることがで
きたので、製作コストの低減を図ることができる。
【図１】図１はこの発明の第１実施例に係るレーザ投光
装置の要部を示す構成図である。
装置の要部を示す構成図である。
【図２】図２は図１のレーザ投光装置を９０゜回転させ
た状態を示す図である。
た状態を示す図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施例に係るレーザ投光
装置の要部を示す構成図である。
装置の要部を示す構成図である。
【図４】図４は図３のレーザ投光装置を９０゜回転させ
た状態を示す図である。
た状態を示す図である。
【図５】図５はこの発明の第３実施例に係るレーザ投光
装置の要部を示す構成図である。
装置の要部を示す構成図である。
【図６】図６は図５のレーザ投光装置を９０゜回転させ
た状態を示す図である。
た状態を示す図である。
【図７】図７は従来のレーザ投光装置の縦断面図であ
る。
る。
【図８】図８は図７のレーザ投光装置が傾いた状態を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
１ レーザダイオード
２，５ コリメータレンズ
３，１３，２３，３３ 透明容器
４ 投影レンズ
６ 直角プリズム
７，２７，３７ 空間
８ ２次光源
９ ペンタミラー
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ レーザ光
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ シリコーンオイル
ｆ２ 投影レンズの焦点距離
ｆ３ コリメータレンズ５の焦点距離
Claims (2)
- 【請求項１】 光源から出射された光を平行光にする第
１の光学部材と、 前記第１の光学部材からの平行光が透過され、自由液面
を有する透明な液体が収容された容器と、 前記容器内に入射した平行光を直角に曲げる第２の光学
部材と、前記容器に設けられ、平行光が透過する入射面と、 前記入射面と直角となるように前記容器に設けられ、前
記第２の光学部材によって直角に曲げられた平行光が透
過する出射面と、 前記第２の光学部材で直角に曲げられて前記液体の自由
液面を透過した平行光、又は前記液体の自由液面を透過
して前記第２の光学部材で直角に曲げられた平行光を、
集光して前記光源の２次光源を作る２次光源光学部材
と、 前記２次光源からの光を平行光にする第３の光学部材
と、 前記第３の光学部材からの平行光を平面を形成するよう
に投射する投射手段とを備え、 前記第３の光学部材からの平行光が鉛直又は水平方向へ
出射されるように、前記２次光源光学部材と前記第３の
光学部材との焦点距離を、それぞれ前記液体の屈折率に
応じて設定したことを特徴とするレーザ投光装置。 - 【請求項２】 光源から出射された光を平行光にする第
１の光学部材と、 前記第１の光学部材からの平行光を直角に曲げる第２の
光学部材と、 前記第２の光学部材の入射側に配置され、自由液面を有
する透明な第１の液体が収容された第１の容器と、 前記第２の光学部材の出射側に配置され、自由液面を有
する透明な第２の液体が収容された第２の容器と、前記第１の容器に設けられ、平行光が透過する入射面
と、 前記入射面と直角となるように前記第２の容器に設けら
れ、前記第２の光学部材によって直角に曲げられた平行
光が透過する出射面と、 前記第１又は第２の液体の自由液面を透過した前記第２
の光学部材からの平行光を集光して前記光源の２次光源
を作る２次光源光学部材と、 前記２次光源からの光を平行光にする第３の光学部材
と、 前記第３の光学部材からの平行光を平面を形成するよう
に投射する投射手段とを備え、 前記第３の光学部材からの平行光が鉛直又は水平方向へ
出射されるように、前記２次光源光学部材と前記第３の
光学部材との焦点距離を、それぞれ前記液体の屈折率に
応じて設定したことを特徴とするレーザ投光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06881695A JP3518033B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | レーザ投光装置 |
| US09/138,521 US5933393A (en) | 1995-03-02 | 1998-08-24 | Laser beam projection survey apparatus with automatic grade correction unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06881695A JP3518033B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | レーザ投光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240432A JPH08240432A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3518033B2 true JP3518033B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=13384625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06881695A Expired - Lifetime JP3518033B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | レーザ投光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3518033B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP06881695A patent/JP3518033B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08240432A (ja) | 1996-09-17 |
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