(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、
前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路においてこの光路の断面の一部のみに配置された、一方向にのみパワーを有する配光レンズと、
前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、
この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段と
を備えたことを特徴とするレーザ測量装置。
【請求項２】
前記配光レンズはシリンドリカルレンズである
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ測量装置。
【請求項３】
前記配光レンズはグレーテッドインデックスレンズである
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ測量装置。
【請求項４】
前記配光レンズが有するパワーの方向は、前記回転手段による前記レーザ光の出射方向の回転方向と一致している
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のレーザ測量装置。
【請求項５】
前記配光レンズが有するパワーの方向は、前記回転手段による前記レーザ光の出射方向の回転方向と直交している
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のレーザ測量装置。
【請求項６】
前記配光レンズは、この配光レンズがパワーを有する方向において、この配光レンズを透過せずに出射されるレーザ光を中心としてその片側のみに、前記配光レンズを透過したレーザー光を拡散させる
ことを特徴とする請求項４又は５記載のレーザ測量装置。
【請求項７】
前記配光レンズは、この配光レンズがパワーを有する方向において、この配光レンズを透過せずに出射されるレーザ光を中心としてその両側に、前記配光レンズを透過したレーザ光を拡散させる
ことを特徴とする請求項４又は５記載のレーザ測量装置。
【請求項８】
前記レーザ光の光路断面の一部に前記配光レンズを複数個配置したことを特徴とする
請求項１乃至３の何れかに記載のレーザ測量装置。
【請求項９】
前記複数個の配光レンズのうちの一部の配光レンズが有するパワーの方向が前記回転手段による前記レーザ光の出射方向の回転方向と一致しているとともに、残りの配光レンズが有するパワーの方向が前記回転手段による前記レーザ光の出射方向の回転方向と直交している
ことを特徴とする請求項８記載のレーザ測量装置。
【請求項１０】
前記一部の配光レンズは、前記回転手段による前記レーザ光の回転方向と一致する方向において、前記複数個の配光レンズを透過せずに出射されるレーザ光を中心としてその両側に、前記一部の配光レンズを透過したレーザ光を拡散させ、
前記残りの配光レンズは、前記回転手段による前記レーザ光の回転方向と直交する方向において、前記複数個の配光レンズを透過せずに出射されるレーザ光を中心としてその両側に、前記残りの配光レンズを透過したレーザ光を拡散させる
ことを特徴とする請求項９記載のレーザ測量装置。
【請求項１１】
前記レーザ光の光路断面における前記配光レンズが配置されていない部分には透明部材からなる平行平面板が配置されている
ことを特徴とする請求項１又は８記載のレーザ測量装置。
【請求項１２】
前記配光レンズと前記平行平面板とが一体に形成されている
ことを特徴する請求項１１記載のレーザ測量装置。
【請求項１３】
レーザ光源と、
このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、
前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路を複数の光路に分離する光路分離手段と、
この光路分離手段によって分離された光路の一方のみに配置された、一方向にのみパワーを有する配光レンズと、
前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、
この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段と
を備えたことを特徴とするレーザ測量装置。
【請求項１４】
前記光路分離手段によって分離された前記複数の光路を前記出射部の手前で合成する光路合成手段を
更に備えたことを特徴とする請求項１３記載のレーザ測量装置。
【請求項１５】
第１のレーザ光源と、
第２のレーザ光源と、
これら各レーザ光源から発振されたレーザ光を合成して外部に出射する出射部と、
前記第１のレーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路のみに配置された、一方向にのみパワーを有する配光レンズと、
前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、
この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段と
を備えたことを特徴とするレーザ測量装置。
【請求項１６】
前記配光レンズを透過した前記レーザ光の光路と前記第２のレーザ光源から出射された前記レーザ光の光路を前記出射部の手前で合成する光路合成手段を
更に備えたことを特徴とする請求項１５記載のレーザ測量装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームによる基準線を所定の面に対して水平方向又は垂直方向に投射するレーザ測量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、土木，建築等の分野では、水平線や垂直線の墨出しを行うために、レーザ光による基準平面を形成したり、垂直方向又は水平方向の基準線（軌跡）を被投射面に投射するレーザ測量装置（いわゆるレーザプレーナ）が使用されている。
【０００３】
このようなレーザ測量装置の方式としては、シリンドリカルレンズを介してレーザ光を扇型に拡散させてラインを投射する方式（以下、「ライン投射式」という）や、レーザ光を射出する投光部を回転させこのレーザ光を走査する方式（以下、「回転走査式」という）が用いられている。このようなレーザ測量機によって投射された基準線は、投射された壁面までの距離が短く周囲が比較的暗ければ、目視によって位置確認される。
【０００４】
また、回転走査式のレーザ測量装置の場合、壁面までが遠距離であったり周囲が比較的明るくても、光検出器を使用すればこの基準線の位置を検知することができる。この光検出器とは、受光センサによって特定の波長（レーザ光の波長）の光を光電変換し、変換された電気信号に生じているパルス（レーザ光に相当）を検知することにより、レーザ光軌跡の通過位置を検出する装置だからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この回転走査式の場合、基準線を投射する壁面が平面であると、全周にわたって走査されるレーザ光のうちの壁面上に投射される部分の時間比が小さいために、レーザ光のエネルギーの大部分が無駄になってしまう欠点がある。そのため、回転走査式の場合、目視可能に基準線を投射できる距離が短く、殆ど常に光検出器が必要になるという煩わしさがある。
【０００６】
一方、ライン投射式のレーザ測量装置の場合、レーザ光を投射する角度範囲が制限されているので、レーザ光のエネルギーを無駄にすることがない。従って、同じレーザ出力であれば、回転走査式の場合よりも、基準線を目視可能に投射できる距離は長く、周囲が多少明るくても目視可能に基準線を投射できる。しかしながら、ライン投射式のレーザ測量装置は、基準線を全周方向に投射することは不可能なので、例えば部屋の内周壁の墨出しのような作業には使用できなかった。なお、ライン投射式でも、被投射面までの距離が長くなるに従い、基準線の輝度が急速に低下して目視による識別が困難となる。このとき、ライン投射型の場合のレーザ光は直流的な光なので、光検出器で基準線を検出することも不可能である。従って、ライン投射式のレーザ測量装置は、遠距離では全く使用することができなかった。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、全周方向への基準線投射が可能でありながら、単なる回転走査式の場合より、長距離の壁面に基準線を目視可能に投射でき、且つ周囲が明るくても基準線を目視可能に投射できるレーザ測量装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレーザ測量装置の第１の態様は、上記課題を解決するため、レーザ光源と、このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路においてこの光路の断面の一部のみに配置された、一方向にのみパワーを有する配光レンズと、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項１に対応）。
【０００９】
本発明によるレーザ測量装置の第２の態様は、上記課題を解決するため、レーーザ光源と、このレーザ光源から発振されたレーザ光を外部に出射する出射部と、前記レーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路を複数の光路に分離する光路分離手段と、この光路分離手段によって分離された光路の一方のみに配置された、一方向にのみパワーを有するレンズと、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項１３に対応）。
【００１０】
本発明によるレーザ測量装置の第３の態様は、上記課題を解決するため、第１のレーザ光源と、第２のレーザ光源と、これら各レーザ光源から発振されたレーザ光を合成して外部に出射する出射部と、前記第１のレーザ光源から前記出射部までの前記レーザ光の光路のみに配置された、一方向にのみパワーを有するレンズと、前記出射部によるレーザ光の出射方向を一定平面内で回転させる回転手段と、この回転手段の動作及び停止を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする（請求項１５に対応）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
各実施例の詳細な説明を行う前に、本発明の各構成要件の概念を説明する。
（出射部）
出射部とは、レーザ光をレーザ測量装置外部に出射する部分のことである。従って、単なるケーシングの開口であっても良いし、レンズであっても良いし、透明な平行平面板が填められた窓であっても良い。また、この出射部自体が配光レンズであっても良い。また、出射部は、レーザ光の出射方向が回転される方向に沿って筒状に形成されていても良い。
（レンズ）
配光レンズは、シリンドリカルレンズであっても良いし（請求項２に対応）、グレーテッドインデックスレンズであっても良い（請求項３に対応）。また、レーザ光の光路断面の一部に配光レンズを複数個配置しても良い（請求項８に対応）。
【００１２】
この配光レンズが有するパワーの方向は、回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と一致していても良いし（請求項４に対応）、直交していても良い（請求項５に対応）。方向が一致していれば、回転手段によって出射部が回転している時と停止している時とで形成される基準線・基準面の方向が同じになるので、距離や周囲の明るさに応じて基準線・基準面の形成方法を使い分けることができる。一方、方向が交差していると、回転手段によって出射部が回転している時と停止している時とで、形成される基準線・基準面の方向が変わるので、異なった方向の基準線・基準面を使い分けることができる。また、配光レンズを複数設けた場合には、一部の配光レンズが有するパワーの方向が回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と一致しているとともに、残りの配光レンズが有するパワーの方向が回転手段によるレーザ光の出射方向の回転方向と直交しているように構成しても良い（請求項９に対応）。このように構成すれば、上述した配光レンズが有するパワーの方向を回転方向と一致させた場合の利点と直交させた場合の利点とを、両方享受することができる。
【００１３】
この配光レンズは、この配光レンズがパワーを有する方向において、この配光レンズを透過せずに出射されるレーザ光を中心としてその片側のみに前記配光レンズを透過したレーザ光を拡散させても良いし（請求項６に対応）、この配光レンズがパワーを有する方向において、この配光レンズを透過せずに出射されるレーザ光を中心としてその両側に前記配光レンズを透過したレーザ光を拡散させても良い（請求項７に対応）。また、配光レンズを複数設ける場合には、前記一部の配光レンズは、前記回転手段による前記レーザ光の回転方向と一致する方向において、前記複数個の配光レンズを透過せずに出射されるレーザ光を中心としてその両側に、前記一部の配光レンズを透過したレーザ光を拡散させ、前記残りの配光レンズは、前記回転手段による前記レーザ光の回転方向と直交する方向において、前記複数個の配光レンズを透過せずに出射されるレーザ光を中心としてその両側に、前記残りの配光レンズを透過したレーザ光を拡散させても良い（請求項１０に対応）。
【００１４】
レーザ光の光路断面における配光レンズが配置されていない部分には、何も配置されてないままであっても良いし、透明部材からなる平行平面板が配置されていても良い（請求項１１に対応）。後者の場合、配光レンズと平行平面板とを一体に形成しても良い（請求項１２に対応）。このようにすれば、配光レンズの取り付けが容易になる。
（回転手段）
回転手段は、出射部自体を回転させるものであっても良いし、出射部が上述したように回転方向に沿った筒状に構成されている場合にあってはその内部において光路を回転させるものであっても良い。また、レーザダイオードを含めてレーザ測量装置全体を回転させるものであっても良い。
【００１５】
【実施例１】
以下、本発明の第１実施例を説明する。
＜実施例の構成＞
図１は、本実施例によるレーザ測量装置の構成を示す断面図である。この図１は、水平方向へのレーザ光走査を行うためにレーザ測量装置を鉛直方向に立てた状態を示している。
【００１６】
図１に示すように、レーザ測量装置１１は、略円筒状の本体ハウジング１２と、この本体ハウジング１２の上端面１２ｂからその回転投光部１５を突出させた状態でこの本体ハウジング１２内に格納された投光装置１３と、この投光装置１３の回転投光部１５を囲繞する上部ハウジング１６と、投光装置１３の駆動用バッテリを収容するために本体ハウジング２の底部に設けられたバッテリーケース１７とから構成されている。
〔本体ハウジング〕
略円筒形状である本体ハウジング１２の上端面１２ｂには、その中心軸と同軸に、すり鉢状の摺動案内部１９が形成されている。この摺動案内部１９の底面には、円形の摺動穴１９ａが、その中心軸と同軸に形成されている。
【００１７】
この摺動案内部１９の側方にあたる本体ハウジング１２の内面には、その中心軸に向けて突出形成されたブラケット４２が形成されている。このブラケット４２は、本体ハウジング１２の中心軸を中心として相互に９０度ずれた位置に、２個形成されている。また、これら２個のブラケット４２と中心軸とでなす角を二等分する方向における摺動案内部１９外面（本体ハウジング１２内部の面）には、支持突起５１が形成されている。
【００１８】
また、本体ハウジング１２の下端面には、その中心軸と同軸に、円孔１２ａが形成されている。
〔バッテリーケース〕
バッテリーケース１７は、本体ハウジング１２の外径と同径の円筒形状を有している。このバッテリーケース１７の上端面及び下端面の中心には、本体ハウジング１２の下端面に形成された円孔１２ａと重なる円孔１７ａ，１７ａが形成されている。
〔上部ハウジング〕
上部ハウジング１６は、本体ハウジング１２の中心軸と同軸の円筒状の透明部材からなる窓（出射部）１６ｂと、この窓１６ｂの端面を閉じる不透明部材からなる蓋１６ｃとから構成されている。この蓋１６ｃの中心には、透明部材３６が填め込まれている円孔１６ａが形成されている。
〔投光装置〕
投光装置１３は、回転投光部１５と、ベアリング１０を介してこの回転投光部１５を回転自在且つ同軸に保持する本体部２０とから、構成されている。この本体部２０には、その中心軸に沿ってその全体を貫通する中空のレーザ光光路２０ｂと、このレーザ光光路から直角に分岐したレーザ光光路２０ａとが、形成されている。また、回転投光部１５には、このレーザ光光路２０ｂと同軸に連通するとともにその回転軸と同軸に形成された中空のレーザ光光路１５ａ，及びこのレーザ光光路１５ａに連通するとともに端面方向及び側方に開口を有するペンタプリズム収納部１５ｂが、形成されている。
（レーザ出射光学系）
これら各レーザ光光路２０ａ，２０ｂ，１５ａ内に内蔵されているレーザ出射光学系の光学構成を、図１及び図２を参照して説明する。
【００１９】
本体部２０内のレーザ光光路２０ａ及び２０ｂの交点には、偏光ビームスプリッタ２７が固定されている。また、このレーザ光光路２０ａの端面には、レーザダイオード２３が固定されており、その中間部には、コリメータレンズ２４及びアナモフィックレンズ１８が固定されている。また、レーザ光光路２０ｂ内のバッテリケース側には、ウェッジプリズム２９ａ，２９ｂが固定されている。また、レーザ光光路２０ｂ内の回転投光部側には、λ／４板２８，半透膜２８ａ，前群レンズ３１，及び後群レンズ３２が固定されている。また、回転投光部１５のペンタプリズム収容部１５ｂ内には、ペンタプリズム３５及び楔型プリズム３４が固定されている。また、ペンタプリズム収容部１５ｂの側方に開口した投光用窓３３には、配光レンズ１が填め込まれている。
【００２０】
レーザ光源としてのレーザダイオード２３は、偏光ビームスプリッタ２７の偏光分離面２７ａに対するＳ偏光面（紙面に垂直な面）内で直線偏光するレーザ光を発振する。コリメータレンズ２４は、レーザダイオード２３から出射されたレーザ光を平行光にするレンズである。また、アナモフィックレンズ１８は、コリメータレンズ２４を透過したレーザ光の断面形状を真円形に修正するためのレンズである。
【００２１】
偏光ビームスプリッタ２７内には、レーザダイオード２３からのレーザ光Ｌ0の光軸に対してλ／４板側に４５度傾いた偏光分離面２７ａが形成されている。この偏光分離面２７ａは、Ｓ偏光を１００パーセント反射するとともにＰ偏光を１００パーセント透過する特性を有している。従って、アナモフィックレンズ１８を透過したレーザ光は、１００パーセントλ／４板２８側へ反射される。
【００２２】
λ／４板２８は、光軸を中心にその光学軸の方向を偏光分離面２７ａに対するＰ偏光面（紙面と平行な面）に対して４５度傾けた状態で、偏光ビームスプリッタ２７に貼付けられている。従って、λ／４板２８は、入射した直線偏光を円偏光に変換する。このλ／４板２８のペンタプリズム側面には、レーザ光の一部を偏光ビームスプリッタ２７に向けて反射する半透膜２８ａが貼り付けられている。この半透膜２８ａにおいて反射された円偏光のレーザ光は、λ／４板２８に再入射し、Ｐ偏光に変換されて、偏光ビームスプリッタ２７を透過する。
【００２３】
この偏光ビームスプリッタ２７を透過したレーザ光Ｌ2は、ウェッジプリズム２９ａ，２９ｂを透過し、透光装置３の下端からその軸の延長線方向に出射される。
【００２４】
一方、半透膜２８ａを透過したレーザ光が入射する前群レン３１は負レンズであり、レーザ光光路２０ｂ内に進退自在に挿入された摺動円筒部材３０内に保持されている。また、この前群レンズ３１によって発散されたレーザ光が入射する後群レンズ３２は正レンズであり、レーザ光光路２０ｂ内に固定されている。従って、これら前群レンズ３１及び後群レンズ３２は、入射されたレーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダを構成する。そして、前群レンズ３１を移動させることにより、ビームウェストの形成位置を可変することができる。
【００２５】
後群レンズ３２を透過したレーザ光が入射するペンタプリズム３５は、回転投光部１５のペンタプリズム収納部１５ｂ内に、この回転投光部１５と一体に回転するように固定されている。このペンタプリズム３５は、レーザ光が入射する光入射面３５ｃと、この光入射面３５ｃに対して２２．５度傾いているとともにこの光入射面３５ｃから入射したレーザ光が入射する第１の反射面３５ａと、この第１の反射面３５ａに対して４５度傾いているとともにこの第１の反射面で反射されたレーザ光を再度反射する第２の反射面３５ｂと、光入射面３５ｃに対して直角をなしているとともに第２の反射面３５ｂで反射されたレーザ光Ｌ3を出射する光出射面３５ｄとを有している。従って、ペンタプリズム３３が図１及び図２の面内で傾いたとしても、レーザ光Ｌ1の光軸と出射レーザ光Ｌ3の光軸との間の角度は、常に９０度に保持される。なお、第２の反射面３５ｂには増反射膜がアルミニューム蒸着によって形成されているので、この第２の反射面３５ｂにおいてレーザ光は１００パーセント内面反射する。一方、第１の反射面３５ａには反射率７０〜８０パーセントの半透膜１４が形成されている。従って、２０〜３０パーセントのレーザ光Ｌ4が、この第１の反射面３５ａを透過し、楔型プリズム３４を通って、投光装置１３の上端からその軸の延長方向に出射される。
【００２６】
一方、ペンタプリズム３５の光出射面３５ｄから出射されたレーザ光Ｌ3は、配光レンズ１に入射する。この配光レンズ１は、図３に示すような外形を有しており、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する一種の負シリンドリカルレンズである。即ち、図２のＡ方向から見た上面図である図４に示すように、配光レンズ１は、一般的な負シリンドリカルレンズをその母線に沿って２分して離間させた形状を有する拡散部１ａ，１ｃと、それら各拡散部１ａ，１ｃの間に挟まれた平行平面の平板部１ｂとを、一体に形成した形状となっている。
【００２７】
ペンタプリズム３５から出射されたレーザ光Ｌ3は、配光レンズ１の平板部１ｂとともに各拡散部１ａ，１ｃにも入射する。このうち、平板部１ｂを透過したレーザ光は、従来の走査方式の場合と同様に、何ら拡散を受けることなく壁面８７上に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。また、配光レンズとしての各拡散部１ａ，１ｃを透過したレーザ光は、従来のシリンドリカルレンズを用いる方式の場合と同様に、パワーを有する軸方向に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。即ち、拡散部１ａは、図４上でスポットＳＰよりも上側にレーザ光を拡散させて、基準線ＳＬの上半分を形成する。また、拡散部１ｂは、図４上でスポットＳＰよりも下側にレーザ光を拡散させて、基準線ＳＬの下半分を形成する。
（傾動機構）
次に、図１に戻り、投光装置１３を本体ハウジング１２内においてあらゆる方向に傾動可能とするための構成を説明する。
【００２８】
この本体部２０の上部には、摺動案内部１９内に保持される膨出部２１が形成されている。この膨出部２１は、摺動孔１９ａの内径よりも大径の外径を有する円筒状部分とこの大径の円筒状部分と他の部分とを繋ぐ半球面部分とから構成されている。従って、この膨出部２１は、その半球面部分が摺動孔１９ａ内に当接した状態で、摺動孔１９ａから脱落することなく保持されている。投光装置１３の本体ハウジング１２への保持は、この部分の接触によってのみなされているので、摺動孔１９ａ内で膨出部２１の半球面部分を回転させることにより、投光装置１３全体をその半球部分の球心を中心にあらゆる方向に傾動させることができる。
【００２９】
この傾動を行うための機械構成を説明する。先ず、本体部２０の突出部２１よりも下方の部分と支持突起５１との間には、引張りバネ５２が張られている。そのため、膨出部２１には、引張りバネ５２による回転トルクが加えられている。
【００３０】
また、摺動案内部１９には、その中心軸から見て直交して設けられた各ブラケット４２と同じ方向に、２本のスリット１９ｂが形成されている。また、膨出部２１の最上部には、その中心軸から見て各スリット１９ｂと同じ方向に駆動アーム３７が突出形成されている。各駆動アーム３７は、下部方向に向かって傾斜しており、夫々対応するスリット１９ｂを通って本体ハウジング内に入り込んでいる。これら各駆動アーム３７の先端には、膨出部２１の球心の方向を向いたピン４０が形成されている。
【００３１】
一方、各ブラケット４２と本体ハウジング１２の上端面１２ｂとの間には、調整用スクリュー４５が本体ハウジング１２の中心軸と平行に回転自在に掛け渡されている。各調整用スクリュー４５は、ピニオン４９及び伝動ギヤ５０を介して、各ブラケット４２上に固定された各レベル調整用モータ４４，７６により回転される。また、各調整用スクリュー４５には、調整用ナット４６が螺合されている。調整用ナット４６の外面には、ピン４０と接触する作動ピン４７が突出形成されており、膨出部２１の回転を規制している。
【００３２】
各調整用ナット４６は、図示せぬ回転規制手段によって本体ハウジング１２に対する回転が規制されているので、各レベル調整用モータ４４，７６により調整用スクリュー４５が回転駆動されると、上下に昇降する。従って、各作動ピン４７に弾設しているピン４０がこの昇降に追従して昇降するので、膨出部２１がこの昇降の方向に従って何れかの方向に回転するのである。
【００３３】
マイコン８２は、投光装置１３のＹ方向（紙面に直交する方向）の傾きを検出するＹ方向のレベル検知センサ７２，及び投光装置１３のＸ方向（紙面方向）の傾きを検出するＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号を受信して、投光装置１３の軸が鉛直方向を向くようにＸ方向レベル調整用モータ４４，及びＹ方向レベル調整用モータ７６の回転制御を行う。
（回転機構）
次に、回転投光部１５を本体部２０に対して回転させるための回転手段としての機構につき説明する。
【００３４】
ベアリング１０を介して本体部２０に対して回転自在に接続された回転投光部１５の外周面には、ギア６９が固定されている。一方、本体部２０の膨出部２１の上端面には、外方に向けて突出させたブラケット６５が設けられている。このブラケット６５には、投光部回転用モータ６６が固定されており、この投光部回転用モータ６６の回転軸に取り付けられたピニオン６７が回転投光部１５のギア６９に噛み合っている。この投光部回転用モータ６６は、マイコン８２によって停止又は回転の制御がなされている。即ち、この投光部回転用モータ６６を停止させると、配光レンズ１から出射されるレーザ光Ｌ3の光軸は、或る一定方向を向いたまま停止する。これに対して、投光部回転用モータ６６を回転させると、配光レンズ１から出射されるレーザ光Ｌ3の出射方向が回転投光部１５の回転軸を中心に回転するので、この回転軸に直交する基準平面が形成される。
（合焦機構）
次に、前群レンズ３１を光軸方向に進退駆動するための構成について説明する。
【００３５】
投光装置１３の本体部２０における摺動円筒部材３０の移動範囲近傍には、その内外面を貫通するスリット６３が形成されている。このスリット６３を上下から挟むように、本体部２０の外面には、ブラケット５３及びブラケット５５が突出形成されている。これらブラケット５３，５５の間には合焦用スクリュー５６が本体部２０の中心軸と平行に回転自在に掛け渡されている。この合焦用スクリュー５６には、合焦用ナット５７が螺合している。この合焦用ナット５７には、スリット６３を通り抜けてその一端が摺動円筒部材３０に固定された伝達リンク６２の他端が固定されている。
【００３６】
合焦用スクリュー５６は、ピニオン６０及び伝達ギヤ６１を介して、ブラケット５３上に固定された合焦用モータ５９によって回転駆動される。この合焦用モータ５９は、マイコン８２によって回転制御される。即ち、壁面８７までの距離に応じて適宜この合焦用モータ５９を回転制御することにより、この壁面８７にビームウェストを形成することができる位置に、前群レンズ３１を進退移動させることができるのである。
〔回路構成〕
次に、マイコン８２等の回路部品の接続関係を説明する。
【００３７】
図５に示すように、マイコン８２には、Ｙ方向のレベル検知センサ７２，Ｘ方向のレベル検知センサ７３，投光部回転用モータ６６，合焦用モータ５９，Ｘ方向のレベル調整用モータ４４，Ｙ方向レベル調整用モータ７６が接続されている。また、マイコン８２には、レーザダイオード駆動回路９５を介してレーザダイオード２３が接続されている。
【００３８】
また、マイコン８２には、メインスイッチ９６，発光指示操作部９７，回転指示操作部９８，距離入力部９９，及び回転位置調整釦１００が接続されている。これらは、本体ハウジング１２の外面に設けられたスイッチである。これらのうちメインスイッチ９６は、マイコン８２に電源を投入して起動させるためのスイッチである。このメインスイッチ９６を投入することにより、Ｙ方向のレベル検知センサ７２及びＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号がマイコン８２に読み込まれ、それに応じてＸ方向レベル調整用モータ４４及びＹ方向レベル調整用モータ７６が駆動制御される。
【００３９】
また、発光指示操作部９７は、レーザダイオード駆動回路９５によるレーザダイオード２３の駆動を行うか否かの旨を入力するスイッチである。
また、切換手段としての回転指示操作部９６は、回転投光部１５を回転させるか否か，即ち投光部回転用モータ６６を回転させるか否かの旨を入力するスイッチある。
【００４０】
また、距離入力部９９は、レーザ測量装置１１から壁面８７までの距離を入力するスイッチである。この距離入力部９９により距離が入力されると、その距離に対応する位置に前群レンズ３１を移動させる分だけ合焦用モータ５９が駆動される。
【００４１】
また、投光部回転用モータ６６が停止している状態において回転位置調整ボタン１００が押下されると、投光部回転用モータ６６は、特定の微少量だけ回転駆動される。この回転位置調整ボタン１００が一回押下される毎に投光部回転用モータ６６が回転駆動される量は、それによって回転される回転投光部１５の回転角が配光レンズ１によって拡散されるレーザ光の拡散角の角度よりも狭くなるように調整されている。
＜実施例の作用＞
上記構成を有する本実施例によるレーザ測量装置１１の動作を説明する。まず、図６に示すように、基準線ＳＬを投射すべき壁面８７に向けて、三脚８５によってレーザ測量装置１１を立てる。そして、この三脚８５の長さを適宜調整することにより、レーザ測量装置１１の窓１６ｂの高さを、基準線ＳＬを形成すべき高さと同じ高さに合わせる。
【００４２】
次に、メインスイッチ９６を投入して、マイコン８２に電源を与える。すると、マイコン８２は、Ｙ方向のレベル検知センサ７２及びＸ方向のレベル検知センサ７３からの傾き検知信号を読み込み、それに応じてＸ方向レベル調整用モータ４４及びＹ方向レベル調整用モータ７６を適宜駆動し、投光装置１５の軸（回転投光部１５の回転軸）が鉛直方向を向くように傾きの調整を行う。
【００４３】
次に、発光指示操作部９７を投入して、レーザダイオード２３を発振させる。すると、レーザダイオード２３から発振されたレーザ光Ｌ0は、レーザ出射光学系内において、投光装置１３の軸に沿って鉛直方向下向きに出射されるレーザ光Ｌ2，投光装置１３の軸（回転投光部１５の回転軸）に沿って鉛直方向上向きに出射されるレーザ光Ｌ4，及び投光装置１３の軸（回転投光部１５の回転軸）に直交する方向に出射されるレーザ光Ｌ3に分割される。
【００４４】
レーザ光Ｌ2は、本体ハウジング１２の円孔１２ａ，及びバッテリーケース１７の円孔１７ａ，１７ａを通って、床（地面）にスポットを形成する。また、レーザ光Ｌ4は、上部ハウジング１６の透明部材３６を透過して、天井等にスポットを形成する。従って、これらスポットを手がかりにして、レーザ測量装置１１を所定の測量基準点上（又は、測量基準点下）に移動させることができる。また、レーザ光Ｌ3は、配光レンズ１を透過することによってその一部が拡散され、窓１６ｂを通って壁面８７に向けて照射される。しかし、この時点では、前群レンズ３１の合焦調整は行われていないので、このレーザ光Ｌ3によって形成される基準線ＳＬは、ぼんやりとした状態となっている。
【００４５】
次に、レーザ測量装置１１から壁８７までの距離を目測して、距離入力部９９に入力する。すると、合焦用モータ５９が適宜回転駆動され、前群レンズ３１が対応する位置に移動する。その結果、図６に示すように、壁面８７上に、中間部分に高輝度のスポットＳＰを有するとともに水平方向に伸びた細い基準線ＳＬが、明確に形成される。
【００４６】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。なお、周囲が比較的暗く，且つ壁面までが極近距離であると、この線は目視によって識別できるが、周囲が比較的明るかったり壁面までが比較的長距離である場合には、目視による識別はできない。その場合には、光位置検出器を用いてスポットＳＰの走査軌跡を検出し、マーキング等を行う。つまり、直進するレーザ光の指向性故に、配光レンズ１の平板部１ｂを透過した光は、拡散することなく直線に進行する。従って、遠距離になっても光位置検出器により検出可能なシュレッショルドレベル以上のエネルギー密度が維持される。その結果、スポットＳＰが目視できない場合でも、光位置検出器により瞬間的に通過するスポットＳＰを検知することによって、その走査軌跡を検出することができるのである。
【００４７】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の停止を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が停止され、壁面上に基準線ＳＬが形成される。この場合、基準線を形成すべき長さ範囲があまりにも広い場合には回転投光部１５を回転させれば良いという理由から、基準線ＳＬが形成される長さ，即ち、拡散部１ａ，１ｃによる拡散角は、狭い範囲に制限されている。従って、拡散部１ａ，１ｃによるレーザ光エネルギーの拡散率が低くレーザ光エネルギーを無駄にすることがないので、回転投光部１５を回転させてスポットＳＰを走査させる場合に比較して、壁面がより遠距離にあったり周囲がより明るくても、目視可能に基準線ＳＬを形成することができる。作業者は、基準線ＳＬが所望の壁面上に形成されるように、回転位置調整釦１００を適当な回数だけ押下して、回転投光部１５の回転位置を調整する。そして、所望の壁面上に形成された基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行うのである。
【００４８】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、基準線ＳＬの目視は不可能になる。その場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、平面上の壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。この場合には、スポットＳＰの走査軌跡は目視し得ないので、作業者は、光検知器によってスポットＳＰの走査軌跡を識別して、マーキング等を行う。
【００４９】
本実施例によるレーザ測量装置では、基準線投影時には、モータの加減速は行わないので、レーザ測量装置自体が振動して基準線がぶれたり投光部回転用モータ６６の消費電力が大きくなることもない。
【００５０】
【実施例２】
本第２実施例は、第１実施例に比して、第１実施例のものと全く同じ配光レンズ１を光軸中心に９０度回転して横に配置したことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、図３及び図４に示した配光レンズ１を、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んだものである。従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、図７に示したように、壁面８７上に、中間部分に高輝度のスポットＳＰを有するとともに垂直方向に伸びた細い基準線ＳＬが形成される。
【００５１】
そして、ある程度近距離且つ周囲が比較的暗いという条件下ではこの基準線ＳＬを目視し得るので、垂直方向を向いた基準線ＳＬによる墨出し作業を行いたい場合には、回転位置調整釦１００によって基準線ＳＬの投射方向の調整を行い、この基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行う。
【００５２】
一方、水平方向の基準線を投射したい場合には、ある程度近距離且つ周囲が比較的明るいときでも、回転指示操作部９８を投入することにより、投光回転用モータ６６を回転させる。すると、高輝度のスポットＳＰが水平方向に走査されるので、スポットＳＰの残像による水平線が形成される。このスポットＳＰの残像による線が識別できる場合には、目視によってマーキング等を行えば良いが、識別しにくい場合には、光位置検出器を用いてスポットＳＰの走査軌跡を検出してマーキング等を行う。
【００５３】
このように、本実施例によると、距離に応じて基準線の投射の方式を切り換えるということはできないが、投射方式を切り換えることによって、基準線を形成したい方向を垂直方向又は水平方向に切り換える事ができる。
【００５４】
【実施例３】
本第３実施例は、第１実施例に比して、配光レンズ１の代わりに、図８及び図９に示すような配光レンズ１０１を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。この配光レンズ１０１は、図８に示すような外形を有しており、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有した一種の正シリンドリカルレンズである。即ち、図８のＢ方向から見た上面図である図９に示すように、配光レンズ１０１は、一般的な正シリンドリカルレンズをその母線に沿って２分して離間させた形状を有する拡散部１０１ａ，１０１ｃと、それら各拡散部１０１ａ，１０１ｃの間に挟まれた平行平面の平板部１０１ｂとを、一体に形成した形状となっている。
【００５５】
そのため、第１実施例の配光レンズ１の場合と同様に、配光レンズとしての各拡散部１０１ａ，１０１ｃを透過したレーザ光は、パワーを有する軸方向に一旦収束した後で拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。また、平板部１０１ｂを透過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００５６】
本第３実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第３実施例において、配光レンズ１０１を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００５７】
【実施例４】
本第４実施例は、第１実施例に比して、配光レンズ１の平板部１ｂのみを削除したのと等価な配光レンズ１０２を、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有するように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、この配光レンズ１０２は、図１０の上面図に示すように、一般的な負シリンドリカルレンズをその母線に沿って２分した形状を有する拡散部１０２ａ，１０２ｂを、間隙を挟んで離間させたものである。
【００５８】
そのため、第１実施例の配光レンズ１の場合と同様に、配光レンズとしての各拡散部１０２ａ，１０２ｂを透過したレーザ光は、パワーのある軸方向に拡散されて、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。また、各拡散部１０２ａ，１０２ｂの間を通過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００５９】
本第４実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第４実施例において、配光レンズ１０２を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００６０】
【実施例５】
本第５実施例は、第３実施例に比して、配光レンズ１０１の平板部１０１ｂのみを削除したのと等価な配光レンズ１０３を、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有するように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、この配光レンズ１０３は、図１１の上面図に示すように、一般的な正シリンドリカルレンズをその母線に沿って２分した形状を有する拡散部１０３ａ，１０３ｂを、間隙を挟んで離間させたものである。
【００６１】
そのため、第２実施例の配光レンズ１０１の場合と同様に、配光レンズとしての各拡散部１０３ａ，１０３ｂを透過したレーザ光は、パワーのある軸方向に一旦収束されて、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。また、各拡散部１０３ａ，１０３ｂの間を通過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００６２】
本第５実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第５実施例において、配光レンズ１０３を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００６３】
【実施例６】
本第６実施例は、第１実施例に比して、配光レンズ１の拡散部１ｃをも平板部としたのと等価な配光レンズ１０４を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、この配光レンズ１０４は、図１２に示すような外形を有しており、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有した一種の負シリンドリカルレンズである。即ち、図１２のＣ方向から見た上面図である図１３に示すように、配光レンズ１０４は、一般的な負シリンドリカルレンズをその母線に沿って２分したものの片方を拡散部１０４ａとするとともに、その光軸に沿った分断面に平行平面の平板部１０４ｂを一体に繋げた形状となっている。
【００６４】
図１３に示すように、ペンタプリズム３５から出射されたレーザ光Ｌ3は、配光レンズ１０４の平板部１０４ｂとともに拡散部１０４ａにも入射する。このうち、平板部１０４ｂを透過したレーザ光は、従来の走査方式の場合と同様に、何ら拡散を受けることなく壁面８７上に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。また、配光レンズとしての拡散部１０４ａを透過したレーザ光は、従来のシリンドリカルレンズを用いる方式の場合と同様に、パワーを有する軸方向に拡散されて、壁面８７上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。即ち、拡散部１０４ａは、図１３上でスポットＳＰよりも上側にレーザ光を拡散させて、スポットＳＰから上側に延ばした基準線ＳＬを形成する。
【００６５】
本第６実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第６実施例において、配光レンズ１０４を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００６６】
【実施例７】
本第７実施例は、第２実施例に比して、配光レンズ１０１の拡散部１０１ｃをも平板部としたのと等価な配光レンズ１０５を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、この配光レンズ１０５は、図１４に示すような外形を有しており、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有すた一種の負シリンドリカルレンズである。即ち、図１４のＤ方向から見た上面図である図１５に示すように、配光レンズ１０５は、一般的な正シリンドリカルレンズをその母線に沿って２分したものの片方を拡散部１０５ａとするとともに、その光軸に沿った分断面に平行平面の平板部１０５ｂを一体に繋げた形状となっている。
【００６７】
ペンタプリズム３５から出射されたレーザ光Ｌ3は、配光レンズ１０５の平板部１０５ｂとともに拡散部１０５ａにも入射する。この拡散部１０５ａを透過したレーザ光は、パワーを有する軸方向に一端収束した後で拡散されて、壁面上に比較的低輝度の基準線を静的に形成する。また、平板部１０５ｂを透過したレーザ光は、従来の走査方式の場合と同様に、何ら拡散を受けることなく、基準線の端部に比較的高輝度のスポットを形成する。
【００６８】
本第７実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第７実施例において、配光レンズ１０５を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００６９】
【実施例８】
本第８実施例は、第６実施例に比して、配光レンズ１０４の平板部１０４ｂのみを削除したのと等価な配光レンズ１０６を、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有するように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、この配光レンズ１０６は、図１６の上面図に示すように、一般的な負シリンドリカルレンズをその母線に沿って２分したものの片方を、その軸側からレーザ光光路Ｌ3内に進入させるようにして、配置されている。
【００７０】
そのため、第１実施例の配光レンズ１の場合と同様に、配光レンズ１０６を透過したレーザ光は、パワーを有する軸方向に拡散されて、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。また、配光レンズ１０６の脇を通過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの端部に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００７１】
本第８実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第８実施例において、配光レンズ１０６を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００７２】
【実施例９】
本第９実施例は、第７実施例に比して、配光レンズ１０５の平板部１０５ｂのみを削除したのと等価な配光レンズ１０７を、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有するように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、この配光レンズ１０７は、図１７の上面図に示すように、一般的な正シリンドリカルレンズをその母線に沿って２分したものの片方を、その軸側からレーザ光Ｌ3光路内に進入させるようにして、配置されている。
【００７３】
そのため、第１実施例の配光レンズ１の場合と同様に、配光レンズ１０７を透過したレーザ光は、パワーを有する軸方向に一旦収束された後で拡散されて、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。また、配光レンズ１０７の脇を通過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの端部に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００７４】
本第９実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第９実施例において、配光レンズ１０７を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００７５】
【実施例１０】
本第１０実施例は、第１実施例に比して、配光レンズ１の代わりに、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する一般的な負シリンドリカルレンズである配光レンズ１０８を、図１８に示すように、レーザ光光路ｌの一部のみが透過するように投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、配光レンズ１０８は、図１９の正面図に示すように、レーザ光Ｌ3の光路の下半分のみが透過するように、配置される。
【００７６】
そのため、このレーザ光Ｌ3の光路の下半分においては、図１９のＥ方向から見た上面図である図２０に示すように、配光レンズ１０８が、そのパワーのある軸方向にレーザ光Ｌ3を拡散して、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。一方、配光レンズ１０８の脇を通過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００７７】
本第１０実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第１０実施例において、配光レンズ１０８を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００７８】
【実施例１１】
本第１１実施例は、第１０実施例に比して、図２１に示すように、配光レンズ１０８の代わりに、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する一般的な負シリンドリカルレンズをその軸に直交する方向に分割してなる配光レンズ１０９を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、図２２に示すように、分割された配光レンズ１０９の各部分１０９ａ，１０９ｂを離間させて、それらの間に間隙を挟んだ状態でレーザ光Ｌ3の光路の上端部及び下端部に配置したものである。
【００７９】
そのため、このレーザ光Ｌ3の光路の上端部及び下端部においては、図２２のＦ方向から見た上面図である図２３に示すように、拡散部である配光レンズ１０９が、そのパワーのある軸方向にレーザ光Ｌ3を拡散して、壁面上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。一方、配光レンズ１０９の各部分１０９ａ，１０９ｂの間の間隙を通過した、レーザ光Ｌ3の中心部分は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００８０】
本第１１実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第１１実施例において、配光レンズ１０９を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００８１】
【実施例１２】
本第１２実施例は、第４実施例の配光レンズ１０２と第１１実施例の配光レンズ１０９とを組み合わせたのと等価な配光レンズ１１０を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、図２４に示すように、配光レンズ１１０は、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する一般的な負シリンドリカルレンズの中央部分を、その光軸方向に沿って矩形に切除した開口部１１０ａとして形成したものである。
【００８２】
そのため、拡散部である配光レンズ１１０の光学部材内を透過したレーザ光の周辺部分は、パワーを有する軸方向に拡散されて、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。また、配光レンズ１１０の開口部１１０ａを通過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００８３】
本第１２実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第１２実施例において、配光レンズ１１０を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００８４】
【実施例１３】
本第１３実施例は、第１２実施例に比して、第１２実施例の配光レンズ１１０を正レンズにしたのと等価な配光レンズ１１１を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、図２５に示すように、配光レンズ１１１は、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する一般的な正シリンドリカルレンズの中央部分を、その光軸方向に沿って矩形に切除した開口部１１１ａとして形成したものである。
【００８５】
そのため、拡散部である配光レンズ１１１の光学部材内を透過したレーザ光の周辺部分は、パワーのある軸方向に一旦収束された後で拡散されて、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。また、配光レンズ１１１の開口部１１１ａを通過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００８６】
本第１３実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第１３実施例において、配光レンズ１１１を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００８７】
【実施例１４】
本第１４実施例は、第１実施例に比して、第１実施例の配光レンズ１を構成する拡散部１ａ，１ｃをグレーテッドインデックスレンズにしたのと等価な配光レンズ１１２を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。即ち、図２６に示すように、配光レンズ１１２は、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）に３つの部分に分けられている。そして、その中央部分は、均一な屈折率を有する平板部１１２ｂとして構成されている。また、その両端部は、屈折率が外端側に向かって徐々に大きくなる様に分布しているグレーテッドインデックスレンズとして構成された拡散部１１２ａ，１１２ｃとなっている。
【００８８】
そのため、第１実施例の場合と同様に、負レンズとして機能する各拡散部１１２ａ，１１２ｃを透過したレーザ光は、パワーを有する軸方向に拡散されて、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成する。また、平板部１１２ｂを通過したレーザ光は、何ら拡散を受けることなく、基準線ＳＬの中央に比較的高輝度のスポットＳＰを形成する。
【００８９】
本第１４実施例によると第１実施例と全く同じ作用を生じる。また、本第１４実施例において、配光レンズ１１２を、第２実施例の場合のように、図１及び図２の紙面の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有するような向きで投光用窓３３にはめ込んでも良い。
【００９０】
また、配光レンズ１１２の各拡散部１１２ａ，１１２ｂを、屈折率が外端側に向かって徐々に小さくなる様に分布した正レンズ相当のグレーテッドインデックス部としてもよい。このようにすると、各拡散部１１２ａ，１１２ｃを透過したレーザ光は、パワーのある軸方向に一旦収束された後で拡散されて、壁面（測量対象物）上に比較的低輝度の基準線ＳＬを静的に形成することになる。
【００９１】
また、配光レンズ１１２の拡散部１１２ａ，１１２ｂは、何れか一方のみであっても良い。
【００９２】
【実施例１５】
本第１５実施例は、第１実施例に比して、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズと紙面の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズとを組み合わせた配光レンズ１１３を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【００９３】
即ち、図２７に示すように、配光レンズ１１３は、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズである水平方向拡散部１１３ａと紙面の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズである垂直方向拡散部１１３ｂとを、図１及び図２の紙面に直交する方向に並べた構成を有している。そして、図２８の正面図に示すように、この配光レンズ１１３を、レーザ光Ｌ3の光路の下半分のみに挿入したのである。従って、図２８のＧ方向から見た上面図である図２９に示すように、レーザ光Ｌ3の光路の下半分においては、レーザ光Ｌ3の一部が水平方向拡散部１１３ａに入射するとともに、レーザ光Ｌ3の残りが垂直方向拡散部１１３ｂに入射する。一方、図２８のＨ方向から見た側面図である図３０に示すように、レーザ光Ｌ3の光路の上半分においては、レーザ光Ｌ3は配光レンズ１１３を透過することなく通過する。
【００９４】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、図３１に示したように、壁面８７上に、水平方向拡散部１１３ａによって拡散されたレーザ光による水平方向に伸びた水平方向基準線ＳＬ１と、垂直方向拡散部１１３ｂによって拡散されたレーザ光による垂直方向に伸びた垂直方向基準線ＳＬ２と、配光レンズ１１３を入射せずに投光用窓３３を通過したレーザ光による高輝度のスポットＳＰが投射される。この水平方向基準線ＳＬ１と垂直方向基準線ＳＬ２とは互いの中間部分で互いに直交しているとともに、その交点に高輝度のスポットＳＰが形成される。
【００９５】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。作業者は、この線を目視又は光検出器によって識別して、マーキング等を行う。
【００９６】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の停止を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が停止され、ある程度壁面までが近距離であって周囲が比較的暗い限り、壁面上に水平方向基準線ＳＬ１及び垂直方向基準線ＳＬ２が目視可能に形成される。作業者は、ドット状基準線ＳＬが所望の壁面上に形成されるように、回転位置調整釦１００を適当な回数だけ押下して、回転投光部１５の回転位置を調整する。そして、所望の壁面上に形成された水平方向基準線ＳＬ１及び垂直方向基準線ＳＬ２を目視して、マーキング等を行うのである。
【００９７】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、水平方向基準線ＳＬ１及び垂直方向基準線ＳＬ２の目視は不可能になる。その場合には、作業者は、回転指示操作部９８によって回転投光部１５の回転を指示する。すると、投光部回転用モータ６６が回転駆動され、平面上の壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。この場合には、スポットＳＰの走査軌跡は目視し得ないので、作業者は、光検知器によってスポットＳＰの走査軌跡を識別して、マーキング等を行う。
【００９８】
このように、本第１５実施例によると、回転投射部１５による走査を行わなくても、水平方向及び垂直方向に基準線ＳＬ１，ＳＬ２が形成される。また、遠距離の場合や周囲が暗い場合でも、回転投射部１５による走査を行うことにより、水平方向の基準線をスポットＳＰの軌跡として形成することができる。さらに、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を投射する必要がある場合でも、回転投射部１５による走査を行うことにより、全周方向に伸びた基準線をスポットＳＰの軌跡として形成することができる。
【００９９】
【実施例１６】
本第１６実施例は、第１５実施例に比して、平行平面板の４辺に図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズと紙面の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズとを組み合わせてなる配光レンズ１１４を投光用窓３３にはめ込んだことを特徴とし、その他の部分を同一とする。
【０１００】
即ち、図３２に示すように、配光レンズ１１４の中心には、正面から見て正方形の平行平面ガラスからなる平板部１１４ａが形成されている。そして、図１及び図２の紙面に直交する軸方向（水平方向）のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズをその軸に沿って二分した形状の水平方向拡散部１１４ｂと、紙面の上下方向（垂直方向）のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズをその軸に沿って二分した形状の垂直方向拡散部１１４ｃとが、一体成形により平板部１１４ａを取り囲むように形成されている。
【０１０１】
従って、投光部回転用モータ６６を停止した状態では、壁面８７上に、水平方向拡散部１１４ｂによって拡散されたレーザ光による水平方向に伸びた水平方向基準線ＳＬ１と、垂直方向拡散部１１４ｃによって拡散されたレーザ光による垂直方向に伸びた垂直方向基準線ＳＬ２と、平板部１１４ａを通過したレーザ光による高輝度のスポットＳＰが投射される。この水平方向基準線ＳＬ１と垂直方向基準線ＳＬ２とは互いの中間部分で互いに直交しているとともに、その交点に高輝度のスポットＳＰが形成される。
【０１０２】
本第１６実施例によると第１５実施例と全く同じ作用を生じる。
なお、本第１６実施例において、水平方向拡散部１１４ｂ及び垂直方向拡散部１１４ｃの形状を、負シリンドリカルレンズをその軸に沿って二分したものとしても良い。また、水平方向拡散部１１４ｂ又は垂直方向拡散部１１４ｃは、各々１箇所のみに形成されていても良い。
【０１０３】
【実施例１７】
本第１７実施例は、第１乃至第１６実施例が一つの光源（レーザダイオード３４）から発振されたレーザ光を一本の光路を通して出射するのと異なり、２つの光源から発振されたレーザ光を二本の光路を通して出射するとともに、片方の光路にのみシリンドリカルレンズを配置したことを特徴とする。
＜実施例の構成＞
本第１７実施例の構成を、図３３に示す。図３３において、回転投光部１１５は、切換手段としてＯＮ／ＯＦＦ切換が自在な回転手段としての回転モータ１１６によって、鉛直軸方向に向いた回転軸１２２を中心に回転する。
【０１０４】
この回転投光部１１５内には、二つのレーザダイオード１１７，１１８，シリンドリカルレンズ１１９，反射ミラー１２０，及びビームスプリッタ１２１が配置されている。
【０１０５】
第１及び第２のレーザ光源としての各レーザダイオード１１７，１１８は、回転軸１２２と平行にレーザ光を発振する。このレーザダイオード１１７，１１８は、図１に示すようなシリンドリカルレンズ２４及びアナモフィックレンズ１８を一体に組み込んでいる。
【０１０６】
配光レンズとしてのシリンドリカルレンズ１１９は、図３３の紙面に直交する軸方向のみにパワーを有する正シリンドリカルレンズであり、第１のレーザ光源としてのレーザダイオード１１８から発振されたレーザ光を図３３の紙面に直交する軸方向に拡散する。
【０１０７】
反射ミラー１２０は、シリンドリカルレンズ１１９を透過したレーザ光を、回転軸１２２に直交する方向に反射する。
光路合成手段及び出射部としてのビームスプリッタ１２１は、反射ミラー１２０によって反射されたレーザ光とレーザダイオード１１７から発振されたレーザ光とを、図３３の紙面内において軸合わせして、回転投光部１１５の側方に出射する。
＜実施例の作用＞
本第１７実施例によると、ビームスプリッタ１２１において、レーザダイオード１１７から発振されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ１１９によって拡散されたレーザ光の中央部分に合わせられる。従って、図６に示したのと同じように、シリンドリカルレンズ１１９において拡散されたレーザ光は、壁８７上に、水平方向に伸びた基準線ＳＬを形成する。一方、レーザダイオード１１７から発振されたレーザ光は、基準線ＳＬの中央に高輝度のスポットＳＰを形成する。
【０１０８】
そして、室内での墨出し作業のように全周方向に基準線を形成する必要がある場合には、回転モータ１１６によって回転投光部１１５を回転させる。すると、全周方向に存在する壁面上に、スポットＳＰの走査軌跡による線が形成される。作業者は、この線を目視又は光検出器によって識別して、マーキング等を行う。
【０１０９】
また、一方向にのみ存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合には、回転モータ１１６を停止させる。すると、ある程度壁面までが近距離であって周囲が比較的暗い限り、壁面上に基準線ＳＬが目視可能に形成される。そこで、作業者は、所望の壁面上に形成された基準線ＳＬを目視して、マーキング等を行うのである。
【０１１０】
なお、一方向のみに存在している平面状の壁面上に基準線を形成する場合であっても、壁面までが更に遠距離になったり明るくなったりすると、ドット状基準線ＳＬの目視は不可能になる。その場合には、回転モータ１１６によって回転投光部１１５を回転させる。その結果、高輝度のスポットＳＰが走査されるので、スポットＳＰの残像による線が形成される。作業者は、このスポットＳＰの残像を光位置検出器を用いて検出して、マーキング等を行う。なお、回転投光部１１５の回転を行う場合には、基準線ＳＬは形成できないので、発光ダイオード１１８の発振を停止しても良い。
【０１１５】
【実施例１９】
本第１９実施例は、第１７実施例に比して、一個のレーザダイオード１２６のみを配置し、このレーザダイオード１２６から発振されたレーザ光を第２のビームスプリッタ１２４によって分割したことを特徴とする。
【０１１６】
本第１９実施例の構成を、図３５に示す。図３５において、レーザ光源としてのレーザダイオード１２６は、回転投光部１１５の回転軸１２２に直交する方向にレーザ光を発振する。レーザダイオード１２６から発振されたレーザ光は、光路分離手段としての第１のビームスプリッタ１２４において、そのまま直進するレーザ光と回転軸１２２に平行な方向に反射されるレーザ光とに分離される。
【０１１７】
回転軸２２に平行な方向に反射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ１１９を透過することによって図３５の紙面に直交する方向に拡散され、第１の反射ミラー１２０により回転軸１２２に直交する方向に反射される。
【０１１８】
一方、第１のビームスプリッタ１２４を透過したレーザ光は、第２の反射ミラー１２５により回転軸１２２と平行な方向に反射される。
光路分離手段としての第２のビームスプリッタ１２１は、第１の反射ミラー１２０によって反射されたレーザ光と第２の反射ミラー１２５によって反射されたレーザ光とを、図３３の紙面内において軸合わせして、回転投光部１１５の側方に出射する。
【０１１９】
本第１９実施例によると、第１７実施例と全く同じ作用を生じる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上のように構成した本発明のレーザ測量装置によると、シリンドリカルレンズによってレーザ光を拡散して基準面又は基準線を形成する方式とレーザ光を走査することによって基準面又は基準線を形成する方式とを組み合わせた。従って、全周方向への基準線投射が可能であり、また、単なる回転走査式の場合より、長距離の壁面に基準線を目視可能に投射でき、且つ周囲が明るくても基準線を目視可能に投射できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例によるレーザ測量装置の断面図
【図２】  図１のレーザ出射光学系の光学構成図
【図３】  図２の配光レンズの斜視図
【図４】  図２の配光レンズの機能説明図
【図５】  図１のレーザ測量装置の内部回路を示すブロック図
【図６】  本発明の第１実施例の作用説明図
【図７】  本発明の第２実施例の作用説明図
【図８】  本発明の第３実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図９】  図８の配光レンズの上面図
【図１０】  本発明の第４実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの上面図
【図１１】  本発明の第５実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの上面図
【図１２】  本発明の第６実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図１３】  図１２の配光レンズの機能説明図
【図１４】  本発明の第７実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図１５】  図１４の配光レンズの上面図
【図１６】  本発明の第８実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの上面図
【図１７】  本発明の第９実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの上面図
【図１８】  本発明の第１０実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図１９】  図１８の配光レンズの正面図
【図２０】  図１８の配光レンズの上面図
【図２１】  本発明の第１１実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図２２】  図２１の配光レンズの正面図
【図２３】  図２１の配光レンズの上面図
【図２４】  本発明の第１２実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図２５】  本発明の第１３実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図２６】  本発明の第１４実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図２７】  本発明の第１５実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図２８】  図２７の配光レンズの正面図
【図２９】  図２７の配光レンズの上面図
【図３０】  図２７の配光レンズの側面図
【図３１】  本発明の第１５実施例の作用説明図
【図３２】  本発明の第１６実施例によるレーザ測量装置に用いられる配光レンズの斜視図
【図３３】  本発明の第１７実施例によるレーザ測量装置の概略構成図
【図３４】  本発明の第１８実施例によるレーザ測量装置の概略構成図
【図３５】  本発明の第１９実施例によるレーザ測量装置の概略構成図
【図３６】  本発明の第２０実施例によるレーザ測量装置の概略構成図
【符号の説明】
１    配光レンズ
１１    レーザ測量装置
１２    本体ケーシング
１３    投光装置
１５    回転投光部
２０    本体部
２３    レーザダイオード
２７    偏光ビームスプリッタ
３５    ペンタプリズム
６６    投光部回転用モータ
ＳＬ    基準線
ＳＰ    スポット
１０１〜１１４    配光レンズ
【図１】
0003683964.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003683964.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003683964.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３５】
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