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JPH09210687A - レーザレベル装置 - Google Patents

レーザレベル装置

Info

Publication number
JPH09210687A
JPH09210687A JP8037458A JP3745896A JPH09210687A JP H09210687 A JPH09210687 A JP H09210687A JP 8037458 A JP8037458 A JP 8037458A JP 3745896 A JP3745896 A JP 3745896A JP H09210687 A JPH09210687 A JP H09210687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
light
laser beam
level device
laser level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8037458A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Otomo
文夫 大友
Satoshi Hirano
平野  聡
Kazutake Daibutsu
一毅 大佛
Junichi Furuhira
純一 古平
Kenichiro Yoshino
健一郎 吉野
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.)
Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Topcon Corp filed Critical Topcon Corp
Priority to JP8037458A priority Critical patent/JPH09210687A/ja
Priority to US08/784,810 priority patent/US5907907A/en
Priority to DE69725631T priority patent/DE69725631T2/de
Priority to EP97300594A priority patent/EP0787972B1/en
Priority to CN97102392.1A priority patent/CN1091876C/zh
Publication of JPH09210687A publication Critical patent/JPH09210687A/ja
Pending 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S33/00Geometrical instruments
    • Y10S33/21Geometrical instruments with laser

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザレベル装置の傾斜、姿勢調整が容易に行
え、又レーザレベル装置の設置姿勢、位置に拘らず傾
斜、姿勢調整が簡単に行える様にする。 【解決手段】レーザ光線を発光させるレーザ光線発光手
段と、前記発光手段から照射されるレーザ光線を投光す
る為の投光光学系と、前記投光光学系より投光される光
束を回動させる為の回動部と、回動部を傾斜する整準手
段とを有し水平基準面及び鉛直基準面を前記光束により
形成し、前記水平基準面又は鉛直基準面上に基準照射ス
ポットを形成し、レーザレベル装置の設置を容易にし、
又レーザレベル装置設置後のレーザ光線の照射方向の調
整、変更を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は垂直又は水平方向に
レーザを射出し、又は射出しつつ走査し、基準線又は基
準面を形成するレーザレベル装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】建屋に設置されるパーティション、天井
に取付けられる蛍光灯等の位置出しは床に印された墨出
し線に基づき行われ、該墨出し線で示される位置を天井
面、壁面等に投影するものにレーザレベル装置がある。
【0003】該レーザレベル装置は基準線、基準面を形
成するものであるので、設置される位置、姿勢等は所定
の位置、姿勢に正確に合わせられなければならない。
【0004】図15に於いて従来のレーザレベル装置を
示す。
【0005】本体1の内部にレーザ光線発光手段、回転
駆動部、制御部等が設けられ、前記本体1の上部には回
動部2が設けられ、該回動部2からレーザ光線が照射さ
れると共に前記回動部2の回転によりレーザ光線が走査
される様になっている。前記本体1は少なくとも2本の
整準螺子3,4を介して基板5に設けられており、前記
整準螺子3,4を調整することで前記回動部2の回転軸
の傾きを所要の状態に調整することができる。又、前記
本体1の側面には気泡管8,9が外部から見える様に設
けられている。傾きの調整は前記整準螺子3,4の少な
くとも1つを回し、整準螺子3,4の出入りで本体1の
傾きが調整され、更に前記整準螺子3,4による傾き調
整は前記気泡管8,9を観察しながら行う様になってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記整準螺子は整準螺
子の出入り、即ち高さ調整を傾きに変換している為、直
観的に傾斜方向、傾斜量が得られず熟練を要すると共に
傾斜状態は気泡管の気泡の位置判断によるものであるの
で判断には個人差が大きく表れ、精度を高めるにはやは
り熟練を要していた。
【0007】更に又、回転走査して鉛直基準面を形成す
る場合、補助具を用い回動部2の回転軸が水平となる様
レーザレベル装置を横倒しに保持されるが、この場合鉛
直面の方向を調整する必要があり、整準螺子が調整方向
に対して直角な位置にない限りは前記整準螺子を使って
の方向調整は極めて難しい。この為、前記補助具に調整
手段等を設ける必要があった。回転走査されるレーザ光
線を床面の墨出し線の位置に一致させようとする場合、
レーザ光線は線状である為合わせにくいという問題があ
り、更にレーザ光線の回転走査する軌跡が離れた場所で
ある場合にはレーザ光線を合わせるのに装置本体側で操
作しながら目視で合わせるのは困難であった。又前記気
泡管は上方より見る必要があるが、レーザレベル装置の
設置場所が視線より高くなると調整が行えないという不
具合もあった。
【0008】本発明は斯かる実情に鑑み、レーザレベル
装置の姿勢調整、レーザ光も位置合わせ、天上の位置出
しが容易に行えるレーザレベル装置を提供しようとする
ものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光線を
発光させるレーザ光線発光手段と、前記発光手段から照
射されるレーザ光線を投光する為の投光光学系と、前記
投光光学系より投光される光束を回動させる為の回動部
と、回動部を傾斜する整準手段とを有し水平基準面及び
鉛直基準面を前記光束により形成し、前記水平基準面又
は鉛直基準面上に基準照射スポットを形成するレーザレ
ベル装置に係り、又レーザ光線を発光させるレーザ光線
発光手段と、前記発光手段から照射されるレーザ光線を
投光する為の投光光学系と、前記投光光学系より投光さ
れる光束を回動させる為の回動部と、投光されるレーザ
光線上に配置される対象反射体より反射されるレーザ光
線を受光する受光手段と、該受光手段からの信号により
前記対象反射体を検出する信号処理部と、回動部を傾斜
させる整準手段とを有し水平基準面及び鉛直基準面を前
記光束により形成し、前記水平基準面又は鉛直基準面上
に基準照射スポットを形成するレーザレベル装置に係
り、又前記整準手段と連動し、回動部の傾きを示す傾斜
表示手段を有するレーザレベル装置に係り、又前記整準
手段は2軸方向に傾斜させる様設けられた傾斜機構であ
って、調整ノブの回転軸と傾斜の回転軸は平行であるレ
ーザレベル装置に係り、又基準照射スポットが、回動す
る光束上に配置されたスリットにより形成されるレーザ
レベル装置に係り、又前記回動部に設けられた回転角検
出手段と、前記回転角検出手段からの検出信号に基づき
発光を制御する制御手段により発光手段を制御し、レー
ザ光線の回動面内にスポットを形成するレーザレベル装
置に係り、又前記回転角検出手段と、前記制御手段とを
有し、前記回転角検出手段からの信号に基づき前記制御
手段が回動部を往復走査又は停止させるレーザレベル装
置に係り、又前記発光手段から照射される光束を構成全
体の傾きに関係なく、常に鉛直又は水平に維持する為の
角度補償装置を具備するレーザレベル装置に係り、又前
記水平基準面及び鉛直基準面に垂直なレーザ光線を照射
するレーザレベル装置に係り、又前記受光手段からの信
号に基づき回転部を制御するレーザレベル装置に係り、
又前記信号処理部が検出した対象反射体からの情報を表
示する表示手段を有するレーザレベル装置に係り、又前
記表示手段が前記整準手段の操作方向を示すレーザレベ
ル装置に係り、又回動部を保護する様に前記回動部を囲
んで設けられた取手を有するレーザレベル装置に係り、
又固定物をクランプするクランプ手段と、レーザ光線を
水平方向に回動走査する様に本体を昇降可能に支持する
ガイド手段とを有するウォールマウントを具備するレー
ザレベル装置に係り、又レーザ光線を垂直方向に回動走
査する様に本体を支持し、少なくとも1つの整準螺子を
有するフロアマウントを具備するレーザレベル装置に係
り、更に又本体に気泡管が設けられ、該気泡管に対峙し
てミラーが設けられ、前記気泡管は直接又はミラーを介
して目視可能であるレーザレベル装置に係るものであ
る。而して、レーザレベル装置の設置、設置後のレーザ
光線の照射方向の調整、変更等行う場合、調整方向と作
業方向が一致しているので操作が容易であり、又調整ノ
ブの近傍に調整の状態を示す表示器が付いているので作
業者が作業の状態を目視でき操作性が向上する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
【0011】図1に於いて、図11中で示したものと同
様のものには同符号を付してある。
【0012】整準台10に本体1が載設され、本体1の
頂部には回動部2が回転自在に設けられ、該回動部2の
側面、及び上端面からはレーザ光線が射出される様にな
っている。本体1には水平用の円形気泡管6と垂直用の
円形気泡管7の2つが設けられる。前記本体1の側面に
は円形気泡管6が設けられ、前記円形気泡管6は図2に
見られる如く、前記本体1に形成された凹部11に設け
られている。該凹部11は円形気泡管6が設けられる平
面部12とが該平面部に対峙して設けられた斜面13又
該斜面13とは傾斜角の異なる斜面13′とを有し、該
斜面13にはミラー14が設けられ、前記斜面13′に
はミラー14′が設けられる。而して、前記円形気泡管
6は上方から、或は前記ミラー14,14′を介して側
方又は下方から前記円形気泡管6を観察できる。又、前
記円形気泡管7は前記円形気泡管6が設けられた側面と
直交する面に設けられ、本装置を垂直に設置した場合に
使用する。
【0013】前記整準台10は後述する様に2方向に傾
斜可能な傾斜台を有し、又軸心が直交する様に配設され
た調整ノブ15、調整ノブ16を有している。調整ノブ
15,16の回転方向と前記円形気泡管6の気泡の移動
方向は連動しており、該円形気泡管6を合わせることで
レーザレベル装置の姿勢を概略調整することができる。
概略調整された後、レーザ光線の回転操作面は後述する
傾斜補正機構により水平又は垂直に補正される。本装置
を垂直に設置した場合は、調整ノブ15とフロアマウン
ト85に設けられた整準螺子86によって概略姿勢を調
整する。調整ノブ16は垂直の回転照射の方向を調整す
る。
【0014】尚、図1中、18は走査ボタン、表示部等
が設けられた操作パネルである。
【0015】以下、前記本体1の基本的な構成、整準台
10の構成について説明する。
【0016】先ず本体1の基本的な構成について図3に
より説明する。
【0017】図中、図1中で示したものと同様のものに
は同符号を付してあり、前記本体1は発光部20、回動
部2、反射光検出部21、制御部(CPU)38、発光
素子駆動部23、モータ駆動部24、表示部39から構
成される。
【0018】前記発光部20について説明する。
【0019】直線偏光の偏光照射光束を射出するレーザ
ダイオード25の光軸上に、レーザダイオード25側か
らコリメータレンズ26、第一λ/4複屈折部材27、
孔開きミラー28が順次配設され、前記レーザダイオー
ド25から射出されるレーザ光線は直線偏光の偏光照射
光束であり、該偏光照射光束は前記コリメータレンズ2
6により平行光とされ、前記第一λ/4複屈折部材27
で円偏光に変換される。円偏光の偏光照射光束は前記孔
開きミラー28を通って回動部2に射出される。
【0020】前記回動部2ついて説明する。該回動部2
は前記発光部20から入射された偏光照射光束の光軸を
90°変向して射出し、更に回転することで走査するも
のである。
【0021】回転支持体40が回転自在に設けられ、該
回転支持体40には前記走査ギア41が嵌着され、該走
査ギア41には走査モータ42に設けられた駆動ギア4
3が噛合し、前記走査モータ42によって前記回転支持
体40が前記発光部20の光軸を中心に回転される様に
する。
【0022】前記回転支持体42には前記上垂直レーザ
光線を透過光と反射光とに分割するペンタプリズム44
が設けられ、前記発光部20から発せられるレーザ光線
を水平方向に射出すると共に前記ペンタプリズム44を
透過したレーザ光線を上垂直レーザ光線として上方に射
出する様になっている。又、前記回転支持体40の回転
状態は、エンコーダ45により検出され、該エンコーダ
45の検出信号は前記制御部(CPU)38に入力され
る。
【0023】前記回動部2から射出されるレーザ光線は
対象反射体47を通過する様走査され、レーザ光線が通
過した際に前記対象反射体47からの偏光反射光束が前
記回動部2に入射する様になっており、前記ペンタプリ
ズム44に入射した偏光反射光束は前記孔開きミラー2
8に向けて変向され、前記孔開きミラー28は前記反射
光検出部21に偏光反射光束を入射させる。
【0024】次に、前記反射光検出部21について説明
する。
【0025】前記孔開きミラー28の反射光軸上にコン
デンサレンズ30、第二λ/4複屈折部材31、ピンホ
ール32、偏光ビームスプリッタ33、第一光電変換器
34を前記孔開きミラー28側から順次配設し、前記偏
光ビームスプリッタ33の反射光軸上に第二光電変換器
35を配設する。前記第一光電変換器34、前記第二光
電変換器35からの出力は反射光検出回路36に入力さ
れる。
【0026】前記偏光ビームスプリッタ33は反射光検
出部21に入射する偏光反射光束を分割して前記第一光
電変換器34、前記第二光電変換器35に入射させる
が、前記発光部20から射出された偏光照射光束がλ/
4複屈折部材を2回透過して本体に戻ってきた偏光反射
光束の偏光方向と一致する光束が前記第一光電変換器3
4に、前記発光部20から射出された偏光照射光束と同
方向の偏光方向で本体に戻ってきた偏光反射光束が前記
第二光電変換器35に入射する様に、前記第二λ/4複
屈折部材31、前記偏光ビームスプリッタ33を配設す
る。
【0027】次に、前記対象反射体47を図4に於いて
説明する。
【0028】基板53上に反射層54を形成し、図中,
右上角から左下角への対角線に沿って反斜面を2分割
し、右半分にλ/4複屈折部材55を貼設する。左半分
の反射層54露出部分を入射光束の偏光方向を保存して
反射する偏光保存反射部54a、右半分の前記λ/4複
屈折部材55が貼設された部分を入射光束に対して偏光
方向を変換して反射する偏光変換反射部55aとして構
成する。偏光保存反射部54aと偏光変換反射部55a
の幅は所定の関係、例えば、下から上に向って偏光保存
反射部54aの幅が直線的に減少し、偏光変換反射部5
5aの幅が直線的に増加する関係で変化する様にしてお
く。図4では反射層54の対角線で偏光保存反射部54
aと偏光変換反射部55aを分けているがこれに限った
ものではない。前記反射層54は再帰反射材から成り、
複数の微小なコーナキューブ、又は球反射体等を配した
ものである。又、前記λ/4複屈折部材55は前述した
様に入射光束に対して偏光反射光束がλ/2の位相差を
生じさせる作用を有する。従って、反射光束は入射光束
に対してλ/4複屈折部材55を2回通過することにな
り、円偏光が入射すると反射光は逆回転の円偏光とな
り、直線偏光が入射すると反射光は入射光に対して直角
な偏光面を有する。
【0029】以下、作動を説明し、対象反射体47の検
出方法を説明する。
【0030】前記レーザダイオード25から射出された
直線偏光の偏光照射光束は、前記コリメータレンズ26
で平行光束にされ、更に前記第一λ/4複屈折部材27
を透過することで円偏光の偏光照射光束となる。円偏光
照射光束は前記孔開きミラー28を透過し、前記ペンタ
プリズム44により90°変向され本体1より射出され
る。
【0031】前記ペンタプリズム44は前記走査モータ
42により駆動ギア43、走査ギア41を介して回転さ
れる。前記ペンタプリズム44の回転により偏光照射光
束が全周に走査される。全周走査により偏光照射光束が
前記対象反射体47を走査した際に該対象反射体47か
ら偏光反射光束が反射され、偏光反射光束が前記ペンタ
プリズム44に入射する。
【0032】前記した様に前記対象反射体47は偏光保
存反射部54aと偏光変換反射部55aから構成され、
前記偏光保存反射部54aで反射された偏光反射光束は
入射偏光照射光束の偏光状態が保存された円偏光であ
り、前記偏光変換反射部55aで反射された偏光反射光
束は入射偏光照射光束の偏光状態に対してλ/2位相の
ずれた円偏光となっている。
【0033】前記ピンホール32は本体から射出された
偏光照射光束に対して光軸のずれた正対しない反射光
束、即ち、対象反射体47以外の不要反射体からの反射
光束を前記第一光電変換器34、前記第二光電変換器3
5に入射させない様にする作用を有し、前記ピンホール
32を通過した偏光反射光束は前記偏光ビームスプリッ
タ33に入射する。
【0034】該偏光ビームスプリッタ33は、光束を直
交する偏光成分に分割する作用を有し、前記レーザダイ
オード25から射出した偏光照射光束と同様の(180
°偏光方向が異なる)偏光反射光束を透過し、レーザダ
イオード25から射出した偏光照射光束と90°偏光方
向が異なる偏光反射光束を反射する。前記第一光電変換
器34、前記第二光電変換器35は分割された偏光反射
光束をそれぞれ受光する。
【0035】第一光電変換器34、第二光電変換器35
の受光状態は、前記対象反射体47の偏光変換反射部で
反射された偏光反射光束が前記反射光検出部21に入射
すると、前記第二λ/4複屈折部材31と前記偏光ビー
ムスプリッタ33の関係から、前記第一光電変換器34
に入射する光量の方が前記第二光電変換器35に入射す
る光量より多くなり、前記対象反射体47の反射部又は
不要反射体で反射された偏光反射光束が前記反射光検出
部21に入射すると、前記第二光電変換器35に入射す
る光量の方が前記第一光電変換器34に入射する光量よ
り多くなる。
【0036】よって、前記第一光電変換器34、前記第
二光電変換器35への偏光反射光束の差をとることによ
り、入射した偏光反射光束が前記対象反射体47の反射
部で反射されたものか、偏光変換反射部で反射されたも
のかを識別することができる。更に、前記対象反射体4
7からの偏光反射光束を受光した第一光電変換器34、
第二光電変換器35の信号の状態、即ち走査速度を一定
に保持すると第一光電変換器34、第二光電変換器35
からの信号幅が前記対象反射体47を走査する位置によ
り異なるので、第一光電変換器34、第二光電変換器3
5からの信号幅を検出し、或は両者を比較することで対
象反射体47に対するレーザ光線の照射位置を判断する
ことができる。例えば第一光電変換器34、第二光電変
換器35からの信号幅がそれぞれ等しくなるとレーザ光
線の照射位置は対象反射体47の中心となる。以上は全
周回転により対象反射体47の中心に走査する場合の説
明であるが、動作のモードを変えることにより往復動
作、回転停止の動作をさせることができる。そして、対
象反射体の形状は対象反射体47に限られるものでな
く、形状により動作を変える様に関連付けることもでき
る。
【0037】次に、本レーザレベル装置が具備する角度
自動補償機構を図5、図6について説明する。
【0038】自由液面95を形成する様透明液体96を
封入した液体封入容器102の下側面に外部より透明液
体96へ光束を導く第1の光入射手段である第1入射窓
98、及び第2の光入射手段である第2入射窓99を隣
接させ設け、前記自由液面95で反射された反射光束を
液体封入容器102外部に射出させる第1の光射出手段
である第1射出窓100及び第2の光射出手段である第
2射出窓101をそれぞれ前記液体封入容器102に設
け、前記第2入射窓99に対して側方に第1射出窓10
0、前記第1入射窓98に対して側方に第2射出窓10
1を配置する。
【0039】又、前記液体封入容器102内部に液揺れ
防止器103を前記透明液体96に浸漬させ回転自在に
設け、該液揺れ防止器103の回転軸心は前記自由液面
95の面内に合致、或は略合致する。該液揺れ防止器1
03は後述する様に、前記透明液体96の自由液面95
より若干液中に没した位置に透明な液揺れ防止板104
を有し、該液揺れ防止板104が常に水平になる様液揺
れ防止器103の重心位置が設定されている。
【0040】前記第1入射窓98、第2入射窓99に対
向して投光系105を設ける。該投光系105は光源部
106、コリメータレンズ107、偏光ビームスプリッ
タ108を前記第1入射窓98に向かって順次配設し、
前記偏光ビームスプリッタ108とコリメータレンズ1
07との間に複屈折部材の1/2波長板109を回転自
在に設ける。該1/2波長板109は図5で示す様に装
置の全構成のy軸が鉛直方向に向いてる状態では前記1
/2波長板109が光源部106からの光束を横切り、
図6に示す様に全構成のz軸が鉛直方向に向いている状
態では、前記光束の光路から外れる様、重心位置が回転
中心から偏心して決定されている。
【0041】前記光源部106の光源は略直線偏光を有
する半導体レーザが使用され、偏光方向は図5に示され
るx軸に平行に振動する直線偏光になる様設け、前記光
源部106からの入射光束2が前記1/2波長板109
を透過すると偏光方向が90°回転し、y軸と平行にな
る様、前記1/2波長板109の偏光面を設定してあ
る。
【0042】前記偏光ビームスプリッタ108に対峙し
て反射ミラー110が設けられ、該反射ミラー110は
前記偏光ビームスプリッタ108により反射された光束
を前記第2入射窓99に向けて反射する様になってい
る。又、該偏光ビームスプリッタ108は前記1/2波
長板109を透過した入射光束112、即ちy軸と平行
に振動する入射光束112を透過し、前記1/2波長板
109を透過しない入射光束112、即ちx軸と平行に
振動する入射光束112は反射する様な形態に作られて
いる。
【0043】前記第1入射窓98から透明液体96に入
射した入射光束112は、前記液揺れ防止器103の液
揺れ防止板104を透過し、図5の状態で前記自由液面
95に対し所要の角度、例えば50°で入射し、前記自
由液面95で反射された後、反射光束113として液揺
れ防止板104を透過し第1射出窓100より射出する
様になっている。又、前記第2入射窓99から透明液体
96に入射した入射光束112は、前記液揺れ防止器1
03の液揺れ防止板104を透過し、図6の状態で前記
自由液面95に対し所要の角度、50°で入射し、前記
自由液面95で反射された反射光束113が液揺れ防止
板104を透過し、第2射出窓101より射出する様に
なっている。
【0044】前記第1射出窓100から射出される反射
光束113を鉛直方向に反射する反射ミラー114を設
け、前記第1射出窓100と前記反射ミラー114間に
アナモフィックプリズム系115を設け、反射ミラー1
14で反射された反射光束113の光軸上にビームエキ
スパンダ116、偏光ビームスプリッタ117、モータ
等所要の回転手段で回転される回動ペンタプリズム44
を順次配設する。
【0045】又、前記第2射出窓101に対峙させ反射
ミラー119を設け、該反射ミラー119で前記第2射
出窓101から射出する反射光束113を前記偏光ビー
ムスプリッタ117に導くと共に該偏光ビームスプリッ
タ117と前記反射ミラー119との間にビームエキス
パンダ120を配設し、前記偏光ビームスプリッタ11
7で反射された反射光束113の光軸は前記偏光ビーム
スプリッタ117を透過した光束の光軸と合致する様に
する。該偏光ビームスプリッタ117はz軸と平行に振
動する光束を透過し、x軸と平行に振動する光束を反射
する様製作してある。
【0046】以下、作動を説明する。
【0047】前記光源部106より射出され、前記1/
2波長板109を透過してy軸方向の振動を有する入射
光束112は、前記偏光ビームスプリッタ108を透過
し、前記第1入射窓98より透明液体96内に入射し、
更に前記自由液面95で全反射される。該透明液体96
の反射点は前記液揺れ防止器103の回転軸心に一致、
或は略一致している。
【0048】前記透明液体96の自由液面95で反射さ
れた反射光束113は第1射出窓100より射出し、ア
ナモフィックプリズム系115を透過した後、前記反射
ミラー114により鉛直方向に反射され、更にビームエ
キスパンダ116、偏光ビームスプリッタ117を透過
し、前記ペンタプリズム44により前記反射光束113
は水平方向に射出される。
【0049】前記した様にアナモフィックプリズム系1
15は前記自由液面95での反射感度を全方向で同様に
し、ビームエキスパンダ116は最終的に感度を調整す
る。従って、該ビームエキスパンダ116を透過した光
束の光軸は、全構成の傾きに関係なく常に鉛直方向に補
償されている。従って、前記ペンタプリズム44から射
出される反射光束3は水平基準線を形成し、更にペンタ
プリズム44を回転させることで常に一定の水平基準面
を得ることができる。即ち、本発明をレベル出し器に応
用することができる。
【0050】次に、図6は全構成を90°回転した場合
を示す。
【0051】前記液揺れ防止具103は前記液揺れ防止
板104が水平になる様、90°回転し、透明液体96
の自由液面95は重力中心に対して常に水平であるので
全構成の90°回転に追従して90°回転する。又、前
記1/2波長板109も90°回転し、前記入射光束1
12の光路から外れる。従って、偏光ビームスプリッタ
108にはx軸方向の振動を有する入射光束112が入
射し、該入射光束112は前記偏光ビームスプリッタ1
08により前記反射ミラー110に向かって反射され
る。該反射ミラー110により反射され、前記第2入射
窓99から入射した入射光束112は前記自由液面95
で全反射される。この時の入射光束112の透明液体9
6での反射点は前記液揺れ防止器103の回転軸心に一
致、或は略一致している。
【0052】前記自由液面95で反射された反射光束1
13は第2射出窓101より射出し、反射ミラー119
で反射され、ビームエキスパンダ120を透過し、更に
偏光ビームスプリッタ117で水平方向に反射され、9
0°倒す前の反射光束の光軸と同じ光軸を辿る。光学系
全体は90°倒れているので、前記偏光ビームスプリッ
タ117で反射される反射光束113の光軸は常に水平
となっており、前記ペンタプリズム44を回転すること
で照射され形成される基準面は鉛直方向に変換され、構
成全体の傾きに関係なく常にzy平面内に於いて鉛直を
維持する回転照射面を得ることができる。
【0053】ここで、図6の様に構成全体を90°倒し
た場合の光軸の補償に関してはzy平面に於いて鉛直を
補償し、xy平面に関しては光軸の補償は行わない。こ
れは本装置の使用上、鉛直照射面を基準点に合致させる
際、構成を回転させて基準にのせる為、装置の設置時に
照射面の回転方向の動きが鈍い方が使い勝手が良いから
である。
【0054】次に整準台10について図7〜図10に於
いて説明する。
【0055】整準台10は固定架台57と該固定架台5
7に対して傾動可能な傾斜台58を有し、該傾斜台58
に前記本体1が載設されている。前記整準台10のX軸
と合致させ、X軸調整ノブ15を設け、Y軸と合致させ
Y軸調整ノブ16を設け、前記傾斜台58の上面にはY
軸と平行なY軸円形気泡管7を円形気泡管台63を介し
て設け、又X軸と平行なX軸円形気泡管6を円形気泡管
台62を介して設ける。尚、前記円形気泡管6,7は傾
斜方向を示すものであり、傾斜の検出は本体に別途設け
られたもので行われ、例えば電気円形気泡管で行われ
る。
【0056】前記X軸調整ノブ15を回転することで、
X軸調整ノブ15の軸心と平行な軸心を中心に傾斜台5
8の上面が傾斜し、該傾斜はY軸円形気泡管7により検
知できる。同様にY軸調整ノブ16を回転することでY
軸調整ノブ16の軸心と平行な軸心を中心に傾斜台58
の上面が傾斜し、該傾斜は前記X軸円形気泡管6により
検知できる。
【0057】而して、軸調整ノブの回転方向と傾斜台5
8の上面の傾斜方向とが一致し、又軸調整ノブの回転の
結果は軸調整ノブに対峙した円形気泡管に現れ、又円形
気泡管は前記傾斜台58の傾斜方向を現している。
【0058】前記傾斜台58はピボット軸64、X軸ナ
ットブロック61、Y軸ナットブロック65を介して3
点で前記固定架台57に支持されている。
【0059】前記Y軸調整ノブ16を回転した場合の傾
斜調整を図7、図8により説明する。尚、X軸に関して
もY軸と同様の構成を有する固定架台57傾斜調整機構
が設けられている。
【0060】Y軸送り螺子66が右螺子である場合は、
前記Y軸調整ノブ16を時計方向に回転させると前記Y
軸ナットブロック65は、図7中で紙面に対して垂直な
方向に前進し、図8中で右方に移動する。前記した様
に、Y軸ナットブロック65の下面はテーパ面となって
いるので、該Y軸ナットブロック65が前記方向に移動
すると、前記Y軸滑りピン67と前記Y軸送り螺子66
の軸心との距離が減少する。前記Y軸ナットブロック6
5の移動に関して、該Y軸ナットブロック65と前記Y
軸滑りピン67とは線接触であるので、両者の間で回転
抑止力が作用し、Y軸ナットブロック65の回止めは必
要ない。
【0061】前記X軸調整ノブ15を調整しない状態で
は、3点での支点の内前記Y軸ナットブロック65の箇
所のみの高さが変化する。従って、前記傾斜台58はピ
ボット軸64にある傾斜中心点64′、X軸滑りピン6
0と前記X軸ナットブロック61との接触点を結ぶ軸
線、即ち前記Y軸調整ノブ16の回転軸心と平行な軸線
を中心に傾斜し、前記X軸調整ノブ15の調整に干渉せ
ずに、独立した傾斜調整を行うことができる。又、回転
止めピン69は固定架台57と傾斜台58間の相対回転
変位を抑止する為設けられ、矩形孔70に摺動自在に嵌
合している。前記回転止めピン69は固定架台57と傾
斜台58の傾斜分だけ摺接ピン71との間で上下方向に
摺動しつつ、傾斜台58の回転を抑止する。
【0062】前記傾斜台58の回転方向は、前記Y軸調
整ノブ16の回転方向と平行である。尚、Y軸調整ノブ
16の回転方向と傾斜台58の傾斜方向とを一致させる
場合は、前記Y軸送り螺子66の螺子を右螺子とするか
或は左螺子にするかを選択すればよい。
【0063】前記Y軸調整ノブ16の調整の結果は、作
業者と対峙するX軸円形気泡管6に現れるので、作業者
は目前のX軸円形気泡管6を見ながら傾斜の調整を行え
る。
【0064】同様に前記X軸調整ノブ15を回転させた
場合もX軸送り螺子68の回転で前記X軸ナットブロッ
ク61が移動し、X軸ナットブロック61の移動で、前
記傾斜中心点64′と前記Y軸滑りピン67と前記Y軸
ナットブロック65との接触点とを結ぶ線を中心に傾斜
し、前記Y軸調整ノブ16の調整に干渉せずに、独立し
た傾斜調整を行うことができる。
【0065】而して、前記Y軸調整ノブ16、X軸調整
ノブ15を回転することで前記傾斜台58の傾斜を調整
することができ、而もY軸調整ノブ16、X軸調整ノブ
15の回転方向と傾斜の方向とが一致するので、感覚的
なマッチングがとれ、更に目前の円形気泡管を見ながら
調整が行えるので、傾斜台58の整準作業は容易であ
る。
【0066】次に、図11に於いて本発明のレーザレベ
ル装置73を壁面に等に取付ける場合のウォールマウン
ト75について説明する。
【0067】上下方向に延びるガイド76の上端には壁
面に設けられるリブ77を挾持するクランプ78を有
し、該クランプ78はクランプレバー79を回すことで
固定解除される。前記ガイド76には受載台82を有す
るスライダ部80が摺動自在に嵌合しており、前記ガイ
ド76とスライダ部80との固定は上下スライド調整ノ
ブ81によって行われる。前記受載台82に乗載された
前記レーザレベル装置73は受載台82の下方から固定
ボルト83により固着される。
【0068】前記ウォールマウント75の壁面等垂直面
への固定は前記リブ77等にクランプ78により固定
し、前記レーザレベル装置73はウォールマウント75
を介して壁面等垂直面に取付けられる。前記レーザレベ
ル装置73の高さ方向の位置調整は前記調整ノブ81を
回してガイド76上を上下動させ、所要の位置で前記調
整ノブ81を固定することで行う。
【0069】レーザレベル装置73取付け後のレーザ光
線射出方向の、調整、修正については前述したと同様、
概略は前記調整ノブ15、調整ノブ16を操作し円形気
泡管を合わせて行う。概略調整後は、補正機構が走査レ
ーザ光を水平方向に補正調整する。
【0070】次に、図12はレーザレベル装置73を横
倒した姿勢で使用し、垂直基準面を形成する場合等に使
用した例示している。
【0071】レーザレベル装置73を横倒した姿勢で使
用する場合にはフロアマウント85が用いられ、前記レ
ーザレベル装置73は該フロアマウント85に装着した
状態で床面に設置される。レーザレベル装置73を横倒
しした姿勢で設置した場合は、前記調整ノブ15とフロ
アマウント85に設けられた整準螺子86によって概略
姿勢を調整する。調整ノブ16は垂直回転照射面の向き
を調整する。
【0072】前記フロアマウント85には少なくとも1
本の整準螺子86を有し、該整準螺子86と調整ノブ1
5の調整によりフロアマウント85に取付けられた前記
レーザレベル装置73の水平出しを円形気泡管7により
概略行う。概略調整後、前述した補正機構によって走査
レーザ光は垂直方向に補正調整される。垂直走査レーザ
光の走査回転軸の水平方向の向きは調整ノブ16により
調整する。調整ノブ16の近傍には表示部17が設けら
れ、後述する対象反射体の所定の位置を走査するレーザ
光が通る様に、表示部に調整ノブの回転方向がランプに
より表示される。レーザ光の走査が所定の位置になる
と、所定の位置を示すランプが表示される。
【0073】尚、レーザ光線の照射方向の調整に、前記
対象反射体47が用いられる。
【0074】該対象反射体47に指標マーク87を設
け、該指標マーク87を床面に記した墨出し線93に合
致させておく。前記した様に偏光保存反射部54aと偏
光変換反射部55aからの反射光束でレーザ光線の照射
位置が検出できるので、前記対象反射体47からの反射
光束の受光状態を検出することで位置合わせを行うこと
ができる。又、基準点Oとレーザ光線の鉛直下方の照射
点の位置合わせを行う場合、レーザ光線でスポットを形
成すると視認性、位置合わせが簡単になる。而して、ス
ポットを形成する為、スリット板90が設けられる。
【0075】該スリット板90には回動部2の回転軸心
の直下に位置するスリット孔91が穿設されており、レ
ーザ光線の走査部分の該スリット孔91の前後が前記ス
リット板90で遮断されることで回動部2の回転軸心の
直下にスポット光が形成される。前記スリット板90は
本体1の所要の位置に設けられ、図10に示す例では取
手89に設けられている。
【0076】レーザレベル装置本体1の設置は、前記し
た発光状態で先ずスポット光92を墨出し線93と墨出
し線94の交点に合致させ、レーザ光線の走査により得
られる床上の軌跡を前記墨出し線93に合致させること
で容易に行える。又、レーザレベル装置本体1設置の為
に回動部2の回動を停止させる或は低速度で回転させる
等の特別な操作は不要であることは言う迄もない。
【0077】尚、前記スポット光を形成する方法として
は、スリット板90によりスリット孔91の前後を物理
的に遮断する方法の外、レーザ光線の走査軌跡上にスポ
ット光が形成される様、スポットの前後を消灯したり、
スポットとなる様その部分を消灯する等の方法が考えら
れる。エンコーダ出力により所定の位置を点灯又は消灯
することによってスポット光を形成する方法を図13、
図14に於いて説明する。又、図13、図14中、図3
中で示したものと同様の構成要素には同符号を付してあ
る。
【0078】回転支持台40の回転を検出する角度検出
器46が設けられ、又前記回転支持台40の回転軸心と
合致した光軸を有する発光部20が設けられている。前
記角度検出器46は回転ディスクと検出部から成り、該
回転ディスクには等角度ピッチで全周に設けられた角度
検出スリットと全周に1箇所だけ設けられた0位置検出
スリットを有し、検出部は前記角度検出スリットを検出
して角度パルスを発信するエンコーダ部と前記0位置検
出スリットを検出して0セット信号を発するインタラプ
タ部を有している。又、前記発光部20はレーザダイオ
ード25と光学系29を有し、レーザダイオード25か
ら発せられたレーザ光線を平行光束として前記ペンタプ
リズム44に向かって射出する。
【0079】又、前記本体1は信号処理部48を有し、
該信号処理部48には前記角度検出器46からの信号が
入力され、又前記信号処理部48からの信号はCPU3
8に入力される。該CPU38は、前記発光部20を駆
動する発光制御部23、走査モータ42駆動する回動制
御部24にそれぞれ制御信号を発する。
【0080】前記信号処理部48は更に、角度信号処理
部49、カウンタ50、比較器51、カウンタ基準値設
定部52から成り、前記角度検出器46からの信号は前
記角度信号処理部49に入力され、該角度信号処理部4
9に於いて増幅等所要の信号処理がなされ、角度信号に
対応するパルス信号を前記カウンタ50に入力する。該
カウンタ50は角度信号処理部49からのパルス数をカ
ウントし、カウント数を前記比較器51、CPU38に
出力する。前記カウンタ基準値設定部52は任意のパル
ス数の設定を行え、該設定した数値は前記比較器51に
入力される。前記比較器51は前記カウンタ基準値設定
部52で設定された数値と前記カウンタ50からの数値
とを比較し、両者が一致した場合に一致信号を前記CP
U38に入力する。該CPU38は一致信号を基に前記
発光制御部23に発光制御信号を出力し、該発光制御部
23を介して前記レーザダイオード25の発光を制御す
る。又、CPU38は回動制御部24に回動制御信号を
発して、該回動制御部24を介して前記走査モータ42
の回転を制御する。
【0081】以下、図14を参照して作動を説明する。
【0082】前記発光部20から発せられた平行光束の
レーザ光線は、前記ペンタプリズム44により光軸に対
して直角方向に変向され回動部2より射出される。又前
記ペンタプリズム44は前記走査モータ42により駆動
ギア43、走査ギア41を介して回転され、ペンタプリ
ズム44より射出されるレーザ光線が走査されることで
レーザ光線により鉛直な基準面が形成される。
【0083】前記角度検出器46のインタラプタ部から
の0セット信号は、レーザ光線が鉛直下方に射出される
位置から所定角度前に、例えば30°前に発せられる様
に設定し、該0セット信号は前記カウンタ50を介して
前記CPU38に入力される様になっている。
【0084】又、前記0セット信号がカウンタ50に入
力されることでカウンタ20でのカウンタ値が0セット
される。又、前記カウンタ基準値設定部52により前記
比較器51には30°未満で30°に近い値の角度に相
当する第1の設定カウント値、30°を含む近傍の小角
に相当する第2の設定カウント値、60°に相当する第
3の設定カンウント値がそれぞれ入力されている。
【0085】前記カウンタ50よりCPU38に0セッ
ト信号が入力された時に、前記発光制御部23に消灯信
号を発して前記レーザダイオード25の発光を停止す
る。又前記比較器51はカウンタ50からの信号とカウ
ンタ基準値設定部52からの設定値とを比較し、カウン
ト数が前記第1の設定カウント値に一致した時に前記C
PU38に第1の一致信号を発する。該第1の一致信号
を基に前記CPU38は前記発光制御部23に発光制御
信号を発して発光部20よりレーザ光線を射出する。
【0086】次に前記比較器51はカウンタ50からの
信号が前記第2の設定カンウント値に一致した時に前記
CPU38に第2の一致信号を発する。該第2の一致信
号を基に前記CPU38は前記発光制御部23に制御信
号を発して発光部20の発光を停止する。更に、前記比
較器51はカウント数が前記第3の設定カンウント値に
一致した時に前記CPU38に第3の一致信号を発し、
該第3の一致信号を基に前記CPU38は前記発光制御
部23を介して前記発光部20よりレーザ光線を射出さ
せる。而して、レーザ光線の発光状態は図14に見られ
る様に、鉛直下方にスポット状に発せられる。
【0087】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、設置を
容易にする為、レーザ光をスポット状に発し、又対象反
射体を検出可能としている。更に視認を容易とする様往
復動作、回転停止の動作が可能となっている。又、レー
ザレベル装置の設置、設置後のレーザ光線の照射方向の
調整、変更等を行う場合、調整方向と作業方向が一致し
ているので操作が容易であり、又調整ノブの近傍に調整
の状態を示す表示器が付いているので作業者が作業の状
態を目視でき操作性が向上する。又、円形気泡管を上方
からのみでなく側方、或は下方からも目視できるのでレ
ーザレベル装置の設置位置の制限が大幅に緩和される等
の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【図2】該実施の形態中円形気泡管部分を示す部分断面
図である。
【図3】同前実施の形態の骨子構成図である。
【図4】同前実施の形態に於ける対象反射体の斜視図で
ある。
【図5】同前実施の形態に於ける角度自動補償機構の骨
子構成図である。
【図6】同前実施の形態に於ける角度自動補償機構の骨
子構成図である。
【図7】同前実施の形態に於ける整準台の平面図であ
る。
【図8】同前実施の形態に於ける整準台の平断面図であ
る。
【図9】(A)(B)は図8のC−C矢視図である。
【図10】(A)(B)は図8のD−D矢視図である。
【図11】本発明に係るレーザレベル装置をウォールマ
ウントを用いて設置した状態を示す斜視図である。
【図12】本発明に係るレーザレベル装置をフロアマウ
ントを用いて設置した状態を示す斜視図である。
【図13】他の実施の形態を示す骨子構成図である。
【図14】同前他の実施の形態の説明図である。
【図15】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 本体 6 円形気泡管 7 円形気泡管 10 整準台 11 凹部 15 調整ノブ 16 調整ノブ 17 表示部 47 対象反射体 75 ウォールマウント 77 リブ 78 クランプ 85 フロアマウント 86 整準螺子 89 取手 90 スリット板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古平 純一 東京都板橋区蓮沼町75番1号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 吉野 健一郎 東京都板橋区蓮沼町75番1号 株式会社ト プコン内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光線を発光させるレーザ光線発光
    手段と、前記発光手段から照射されるレーザ光線を投光
    する為の投光光学系と、前記投光光学系より投光される
    光束を回動させる為の回動部と、回動部を傾斜する整準
    手段とを有し水平基準面及び鉛直基準面を前記光束によ
    り形成し、前記水平基準面又は鉛直基準面上に基準照射
    スポットを形成することを特徴とするレーザレベル装
    置。
  2. 【請求項2】 レーザ光線を発光させるレーザ光線発光
    手段と、前記発光手段から照射されるレーザ光線を投光
    する為の投光光学系と、前記投光光学系より投光される
    光束を回動させる為の回動部と、投光されるレーザ光線
    上に配置される対象反射体より反射されるレーザ光線を
    受光する受光手段と、該受光手段からの信号により前記
    対象反射体を検出する信号処理部と、回動部を傾斜させ
    る整準手段とを有し水平基準面及び鉛直基準面を前記光
    束により形成し、前記水平基準面又は鉛直基準面上に基
    準照射スポットを形成することを特徴とするレーザレベ
    ル装置。
  3. 【請求項3】 前記整準手段と連動し、回動部の傾きを
    示す傾斜表示手段を有する請求項1又は請求項2のレー
    ザレベル装置。
  4. 【請求項4】 前記整準手段は2軸方向に傾斜させる様
    設けられた傾斜機構であって、調整ノブの回転軸と傾斜
    の回転軸は平行である請求項1〜請求項3のレーザレベ
    ル装置。
  5. 【請求項5】 基準照射スポットが、回動する光束上に
    配置されたスリットにより形成される請求項1又は請求
    項2のレーザレベル装置。
  6. 【請求項6】 前記回動部に設けられた回転角検出手段
    と、前記回転角検出手段からの検出信号に基づき発光を
    制御する制御手段により発光手段を制御し、レーザ光線
    の回動面内にスポットを形成する請求項1又は請求項2
    のレーザレベル装置。
  7. 【請求項7】 前記回転角検出手段と、前記制御手段と
    を有し、前記回転角検出手段からの信号に基づき前記制
    御手段が回動部を往復走査又は停止させる請求項1又は
    請求項6のレーザレベル装置。
  8. 【請求項8】 前記発光手段から照射される光束を構成
    全体の傾きに関係なく、常に鉛直又は水平に維持する為
    の角度補償装置を具備する請求項1又は請求項2のレー
    ザレベル装置。
  9. 【請求項9】 前記水平基準面及び鉛直基準面に垂直な
    レーザ光線を照射する請求項1〜請求項8のレーザレベ
    ル装置。
  10. 【請求項10】 前記受光手段からの信号に基づき回転
    部を制御する請求項2のレーザレベル装置。
  11. 【請求項11】 前記信号処理部が検出した対象反射体
    からの情報を表示する表示手段を有する請求項2のレー
    ザレベル装置。
  12. 【請求項12】 前記表示手段が前記整準手段の操作方
    向を示す請求項11のレーザレベル装置。
  13. 【請求項13】 回動部を保護する様に前記回動部を囲
    んで設けられた取手を有する請求項1又は請求項2のレ
    ーザレベル装置。
  14. 【請求項14】 固定物をクランプするクランプ手段
    と、レーザ光線を水平方向に回動走査する様に本体を昇
    降可能に支持するガイド手段とを有するウォールマウン
    トを具備する請求項1又は請求項2のレーザレベル装
    置。
  15. 【請求項15】 レーザ光線を垂直方向に回動走査する
    様に本体を支持し、少なくとも1つの整準螺子を有する
    フロアマウントを具備する請求項1又は請求項2のレー
    ザレベル装置。
  16. 【請求項16】 本体に気泡管が設けられ、該気泡管に
    対峙してミラーが設けられ、前記気泡管は直接又はミラ
    ーを介して目視可能である請求項1又は請求項2又は請
    求項13又は請求項15のレーザレベル装置。
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