(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ受信器（１２）を用いて回転レーザ（１１）のコーンエラーを検査する方法であって、前記回転レーザ（１１）が水平面内にて回転軸線（２１）回りに回転可能な第１回転レーザ光（２２）を投射し、前記水平面が第１水平軸線（５１）及び第２水平軸線（５２）を通じて広がっており、前記レーザ受信器（１２）は、該レーザ受信器の測定方向に相当する縦方向（２５）と、横方向（２６）と、を有する検出区域（１８）を備える、方法において、
・前記回転レーザ（１１）が第１測定面（９１）と第２測定面（９２）との間の第１場所に設置され、前記第１場所での前記回転レーザ（１１）が前記第２測定面（９２）に対して第１測定距離（Ｄ１）を有して、前記第２測定面（９２）に向かう測定方向（９６）に方向付けられる、工程と、
・前記回転レーザ（１１）の前記第１及び第２水平軸線（５１，５２）が水平状態に方向付けられ、前記第１及び第２水平軸線（５１，５２）の前記水平状態が前記第１水平軸線（５１）のための第１ヌル位置（υ１）及び前記第２水平軸線（５２）のための第２ヌル位置（υ２）によって確定される、工程と、
・前記第１測定面（９１）への前記レーザ光（２２）の入射位置が第１制御点（９７）として決定される、工程と、
・前記第２測定面（９２）への前記レーザ光（２２）の入射位置が前記レーザ受信器（１２）の前記検出区域（１８）によって第２制御点（９８）として決定され、前記検出区域（１８）の零位置（１９）に対する前記第２制御点（９８）の距離が第１高さオフセット（Ｈ１）として格納される、工程と、
・前記回転レーザ（１１）が前記第１測定面（９１）と前記第２測定面（９２）との間の第２場所に設置され、前記第２場所での前記回転レーザ（１１）が前記第２測定面（９２）に対して第２測定距離（Ｄ２）を有して、前記第２測定面（９２）に向かう前記測定方向（９６）に方向付けられる、工程と、
・前記第２場所において、前記第１測定面（９１）への前記レーザ光（２２）の入射位置が前記第１制御点（９７）に一致する高さに前記回転レーザ（１１）が配置される、工程と、
・前記第２測定面（９２）への前記レーザ光（２２）の入射位置が前記レーザ受信器（１２）の前記検出区域（１８）よって第３制御点（９９）として決定されて、前記検出区域（１８）の前記零位置（１９）に対する前記第３制御点（９９）の距離が第２高さオフセット（Ｈ２）として格納される、工程と、
・前記第２制御点（９８）と前記第３制御点（９９）との間の距離が第１高さオフセット（Ｈ１）と第２高さオフセット（Ｈ２）との間の差（Δ）として算出される、工程と、
・前記第１測定距離（Ｄ１）、前記第２測定距離（Ｄ２）及び前記差（Δ）から、ｔａｎ（δ）=１／２(Ｈ１ − Ｈ２)/(Ｄ１ − Ｄ２) =１／２ ＊Δ /(Ｄ１ − Ｄ２)の式を用いて、コーンエラー（δ）が算出される、工程と、
・前記コーンエラー（δ）が最大エラー（δmax）と比較される、工程と
を有する方法。
【請求項２】
前記第１場所にて、前記第１測定面（９１）への前記レーザ光（２２）の入射位置が付加的なレーザ受信器（９４）によって決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２場所での前記回転レーザ（１１）の高さ調整が制御された仕方でもって生じることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１場所での前記第１測定距離（Ｄ１）及び／又は第２場所での前記第２測定距離（Ｄ２）が前記回転レーザ（１）及び前記レーザ受信器（１２）によって決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１及び／又は第２測定距離（Ｄ１, Ｄ２）が第１測定手順による第１距離（ｄ１）、第２測定手順による第２距離（ｄ２）、又は、第１及び第２距離（ｄ１，ｄ２）の平均の距離（ｄ）として決定されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記回転レーザ（１１）が水平なレベルにされ、該水平なレベルのレーザ光（１０２）が前記検出区域（１８）の零位置（１９）に調整され、前記レーザ光が傾斜角（α）にて前記レーザ受信器（１２）の方向に傾斜され、前記レーザ受信器（１２）の前記検出区域（１８）への傾斜したレーザ光の入射位置が第１測定点（１０４）として決定され、前記検出区域（１８）の前記零位置（１９）に対する第１測定点（１０４）の距離が第１高さ（ｈ１＝ｈ（α））として格納され、前記第１距離（ｄ１）が傾斜角（α）と、前記第１高さ（ｈ１＝ｈ（α））と前記検出区域（１８）の前記零位置（１９）との間の高さの差（Δｈ）とから算出されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記回転レーザ（１１）が水平なレベルにされ、前記レーザ受信器（１２）の前記検出区域（１８）への水平なレベルのレーザ光（１０２）の入射位置が参照点（１０５）として決定され、前記検出区域（１８）の前記零位置（１９）に対する前記参照点（１０５）の距離が参照高さ（ｈ０）として格納され、前記レーザ光が傾斜角（α）で傾斜され、前記検出区域（１８）への傾斜したレーザ光の入射位置が第１測定点（１０７）として決定され、前記検出区域（１８）の前記零位置（１９）に対する前記第１測定点（１０７）の距離が第１高さ（ｈ１＝ｈ（α））として格納され、前記第１距離（ｄ１）が前記傾斜角（α）と、前記第１高さ（ｈ１）と前記参照高さ（ｈ０）との間の高さの差（Δｈ＝ｈ１-ｈ０）とから算出されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記回転レーザ（１１）が水平なレベルにされ、水平なレベルのレーザ光（１０２）が傾斜角（α）にて傾斜方向に傾斜され、前記レーザ受信器（１２）の前記検出区域（１８）へのレーザ光（１０３）の入射位置が第１測定点（１０７）として決定され、前記検出区域（１８）の前記零位置（１９）に対する前記第１測定点（１０７）の距離が第１高さ（ｈ１＝ｈ（α））として格納され、レーザ光が負の傾斜角（-α）だけ反対の傾斜方向に傾斜され、前記検出区域（１８）への傾斜したレーザ光（１０８）の入射位置が第２測定点（１０９）として決定され、前記検出区域の前記零位置（１９）に対する前記第２測定点（１０９）の距離が第２高さ（ｈ２＝ｈ（-α））として格納され、前記第１（ｄ１）が前記傾斜角（α）と、前記第１高さ（ｈ１）と前記第２高さ（ｈ２）との間の高さの差（Δｈ＝ｈ１-ｈ２）とから算出されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記回転レーザ（１１）が水平なレベルにされ、水平なレベルのレーザ光（１０２）が回転軸線（２１）の回りを回転速度（ＶＲ）で回転され、回転するレーザ光（２２）の信号長さが前記レーザ受信器（１２）の前記検出区域（１８）で決定され、第２距離（ｄ２）が回転するレーザ光（２２）の回転速度（ＶＲ）、回転するレーザ光（２２）の信号長さ（ｔｓ）及び前記検出区域（１８）の検出幅（ＢＤ）から算出されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
重力方向（２４）に対する前記レーザ受信器（１２）の傾斜が、第１鉛直面内の第１鉛直角（φ１）及び／又は第２鉛直面内の第２鉛直角（φ２）として決定され、前記第１鉛直面が前記重力方向（２４）と前記レーザ受信器（１２）の前記検出区域（１８）の法線ベクトル（１１）とで広げられ、前記第２鉛直面が前記検出区域（１８）の縦方向（２５）と横方向（２６）とで広げられることを特徴とする、請求項１〜９の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第１鉛直角（φ１）及び／又は第２鉛直面内の第２鉛直角（φ２）のために、前記レーザ受信器（１２）を使用する評価において、角度依存の補正係数（cos(φ１)，cos(φ２)，１／cos(φ２)）が乗算されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
水平状態で前記第１及び第２水平軸線（５１，５２）を方向付けるために、多数の第１ヌル位置（υ１）及び第２ヌル位置（υ２）が温度（Ｔ）又は前記温度（Ｔ）依存の測定値（Ｌ）の関数として記憶され、第１特性曲線及び第２特性曲線にして格納されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記回転レーザ（１１）の前記温度（Ｔ）又は前記温度依存の測定値（Ｌ）が測定され、前記温度（Ｔ）又は温度依存の測定値（Ｌ）と関連する前記第１及び第２ヌル位置（υ１，υ２）が特性曲線から決定され、前記第１及び第２水平軸線（５１，５２）が前記第１及び第２ヌル位置（υ１，υ２）によって規定された水平状態で方向付けられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に従って回転レーザのコーンエラーを検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標面に向けて水平、鉛直又は対角的に走るレーザマークの表示、又は、水平高さ、垂直線、アライメント及び垂直点の決定或いは検査等のレベル合わせやマーク付けの仕事のために、屋内及び屋外で回転レーザが使用されている。回転レーザは、水平位置や鉛直位置として選択された種々の装置位置にて配置可能であり、これにより、水平位置で使用されるだけの水平に使用可能な回転レーザと、水平位置及び鉛直位置で使用される水平及び鉛直に使用可能な回転レーザとに区別される。水平に使用可能な回転レーザは装置軸線としての第１水平軸線及び第２水平軸線を有し、これら水平軸線は互いに対して垂直に走り、水平面を広げる。水平及び鉛直に使用可能な回転レーザは、第１及び第２水平軸線に加えて装置軸線としての鉛直軸線を有し、該鉛直軸線は第１及び第２水平軸線の水平面に対して垂直に走る。
【０００３】
作動中、回転レーザの正確さを確実なものにするため、その正確さは定期的に検査されなければならず、装置製造者によって規定された最大の差異を超えたなら、回転レーザは較正されなければならない。これにより、回転レーザの正確さは全ての装置軸線について検査される。水平軸線を検査及び／又は較正し、そして、鉛直軸線を検査及び／又は較正する方法は公知である。水平に使用可能な回転レーザにとって、第１及び第２水平軸線は連続して検査され、検査の順序は任意である。水平及び鉛直に使用可能な回転レーザにとっては、第１及び第２水平軸線が検査された後に、鉛直軸線の検査が実施される。
【０００４】
規定状態への装置軸線の方向付けは回転レーザの水平化装置によってもたらされる。水平位置での回転レーザの規定状態は水平状態として参照され、そして、鉛直位置では鉛直状態として参照される。水平化装置は、第１規定状態に第１水平軸線を方向付ける第１水平化ユニット、第２規定状態に第２水平軸線を方向付ける第２水平化ユニットと含み、鉛直に使用可能な回転レーザにとっては、第３規定状態に鉛直軸線を方向付ける第３水平化ユニットが存在する。各水平化ユニットは、装置軸線の傾斜を測定する傾斜センサと、装置軸線の傾斜を調整可能にする調整要素とを含む。理想的には、傾斜センサは、割り当ての装置軸線と平行に方向付けられている。傾斜センサが割り当ての装置軸線と平行でないなら、装置軸線は傾斜エラーを有することになる。
【０００５】
傾斜センサと装置軸線との間の偏差の他に、回転レーザの正確さを害する付加的なエラーも生じ得る。これらエラーは回転レーザのコーンエラーを含み、該コーンエラーは回転軸線に対する偏向レンズの傾斜によってもたらされる。従来技術の回転レーザの大部分では、操作員によって回転レーザのコーンエラーを検査できない。大部分の回転レーザにとってコーンエラーの検査は装置の製造者側にて較正保守点検の一部として実行される。操作員によりコーンエラーの検査がなされる回転レーザは、Sokkia TRIAX UL-300の回転レーザ及びTopcon RL-100 1Sの回転レーザを含む。コーンエラーの検査手順は、水平軸線の検査、そして、適用可能ならば較正の後に実施される。コーンエラーの検査は、水平位置の回転レーザにおいて、第１測定面と平行な第２測定面との間にて回転するレーザ光を用いてなされる。回転レーザは、第２測定面に対して種々の測定距離の第1空間的位置及び第２場所に設置される。
【０００６】
TRIAX UL-300及びRL-100 1Sのコーンエラーを検査する公知の方法の手順は同一であって、これら方法は第１及び第２測定面間の距離や、第２測定面に対して第１及び第２場所の回転レーザが有する測定距離で相違する。TRIAX UL-300の回転レーザに関して、第1及び第２測定面は約３０ｍの距離を存し、RL-100 1Sではその距離は約５０ｍである。TRIAX UL-300の回転レーザは第２測定面に対して第１場所では約２９ｍの第１測定距離、第２場所では約１ｍの第２測定距離を有する。RL-100 1Sの回転レーザは第２測定面に対して第１場所では約２５ｍの第１測定距離、第２場所では約１〜２ｍの第２測定距離を有する。
【０００７】
回転レーザのコーンエラーを検査するために、回転レーザは第２測定面に対して第１測定距離の第１場所に水平位置に設置される。回転レーザの水平軸線は第１場所で水平状態に方向付けられ、ここで、第１水平軸線の水平状態は第１ヌル位置によって確定され、第２水平軸線の水平状態は第２ヌル位置によって確定される。回転レーザ光の入射位置は第１測定面にて第１制御点としてマーク付けされる。回転レーザは第１場所にて、回転レーザの回転軸線の回りに１８０°だけ回転され、第２測定面に対する回転レーザ光の入射位置は第２制御点としてマーク付けされる。続いて、回転レーザは第２測定面に対して第２測定距離の第２場所に水平位置に設置され、ここで、第１場所に関しての水平軸線の方向付けは変化されない。第２場所において、回転レーザの水平軸線は水平状態に方向付けられている。第２測定面に対する回転レーザ光の入射位置は第３制御点としてマーク付けされる。第２場所において、回転レーザは該回転レーザの回転軸線回りに１８０°回転され、第１測定面に対する回転レーザ光の入射位置が第４制御点としてマーク付けされる。第１測定面上における第１及び第４制御点間の距離は第１の差として決定され、そして、第２測定面上における第２及び第３制御点間の距離は第２の差として決定される。第１及び第２の差は、装置の製造者によって確定された最大差と比較される。第１及び／又は第２の差が最大差を超えたなら、回転レーザは正確さの要求を満たさず、装置の製造者によって調整されるべきである。最大差は、Sokkia TRIAX UL-300の回転レーザで６ｍｍ、Topcon RL-100 1Sの回転レーザで１０ｍｍである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
回転レーザのコーンエラーを検査する公知の方法は、第１測定面と第２測定面との間の距離が予め規定されているという不具合を有する。Sokkia TRIAX UL-300の回転レーザで３０ｍ、特にTopcon RL-100 1Sの回転レーザで５０ｍに確定されている第１及び第２測定面間の距離は、屋内での測定作業では屡々有り得ないことである。付け加えて、レーザ光の入射位置が測定面に手動で移され、これは手順の自動化に適したものでない。他の不具合は、測定面へレーザ光の中心位置を移すときや制御点間の距離を決定する際のレーザ光における中心位置の決定において、手順の正確さが操作員の気遣いに依存することにある
【０００９】
本発明の目的は、回転レーザのコーンエラーを検査する方法を発展させ、測定環境の周囲条件に適合可能にすることである。付け加えて、前記方法が主として自動化に適した構成となることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、上述の回転レーザのコーンエラーを検査する方法にとって、独立請求項１の特徴による発明に従って解決される。好適な発展は従属請求項に示されている。
【００１１】
本発明によれば、回転レーザのコーンエラーを検査する方向方法は以下の工程、
・前記回転レーザが第１測定面と第２測定面との間の第１場所に位置付けられ、該第１場所での前記回転レーザが前記第２測定面に対して第１測定距離Ｄ１を有し且つ前記第２測定面に向かう測定方向に方向付けられている，工程と、
・前記回転レーザの水平軸線が水平状態に方向付けられ、該水平状態が第１水平軸線の第１ヌル位置及び第２水平軸線の第２ヌル位置によって確定される、工程と、
・前記第１測定面へのレーザ光の入射位置が前記第１制御点によって決定される、工程と、
・前記第２測定面へのレーザ光の入射位置がレーザ受信器の検出区域によって第２制御点として決定され、前記検出区域に零位置に対する前記第２制御点の距離が第１高さオフセットＨ１として格納される、工程と、
・前記回転レーザが前記第１測定面と前記第２測定面との間の第２場所に設置され、前記第２場所の前記回転レーザが前記第２測定面に対して第２測定距離Ｄ２を有し且つ前記第２測定面に向かう測定方向に方向付けられる、工程と、
・前記第１測定面への前記レーザ光の入射位置が前記第１制御点に一致する高さに前記回転レーザが配置される、工程と、
・前記第２測定面へのレーザ光の入射位置が前記レーザ受信器の前記検出区域によって前記第３制御点として決定され、前記検出区域の前記零位置に対する前記第３制御点の距離が前記第２高さオフセットＨ２として格納される、工程と、
前記第２制御点と前記第３制御点との間の前記距離が前記第１及び第２高さオフセットとの間の差Δとして算出される、工程と、
・コーンエラーδが前記第１測定距離Ｄ１、前記第２測定距離Ｄ２及び前記差Δから算出される、工程と、
・前記コーンエラーδが最大エラーδmaxと比較される、工程と
を有する。
【００１２】
回転レーザのコーンエラーを検査する本発明の方法に関して、回転レーザとレーザ受信器との間の測定距離Ｄ１，Ｄ２は第１及び第２場所にて測定され、具体的な測定距離に基づいて確定されているものでない。このことは、第１及び第２測定距離Ｄ１，Ｄ２が測定環境の周囲条件に適合され得る利点を有する。本発明の方法において、第２測定面に対するレーザ光の入射位置はレーザ受信器を使用して決定され、検出区域の零位置のための高さオフセットＨ１，Ｈ２として格納される。測定機能を備えたレーザ受信器を使用して前記手順を実行するとき、測定の正確さが増加される。レーザ受信器は一定の作業に従って、検出区域に対するレーザ光の入射位置を決定する。このことは、その方法の正確さが操作員の気遣いとは独立したものとなり、且つ、方法の自動的な実行に適するという利点を有する。回転レーザが動力化された高さ調整や回転台を備えた三脚に配置されているとき、本発明の方法は第１及び第２場所にて自動的に実行され、操作員は回転レーザを第１場所から第２場所に移動させるだけである。
【００１３】
第１場所にて、回転レーザは第２測定面に向け、任意の測定方向に方向付けられている。これにより、第２測定面に向け、水平面内の第１水平軸線、第２水平軸線又は任意の軸線を方向付け可能である。第２場所での回転レーザの方向付けが第１場所に対して変更されず、そして、確定された測定方向が第２測定面に向けて方向付けられることが重要となる。第１測定面上の第１制御点は第２場所で回転レーザの高さ調整を引き受けるのに使用される。コーンエラーδは、第１測定距離Ｄ１、第２測定距離Ｄ２及び第1及び第２高さオフセットＨ１，Ｈ２との差Δから算出される。コーンエラーδは、式tan(δ)＝1/2（Ｈ１−Ｈ２）／（Ｄ１−Ｄ２）に従って算出可能である。コーンエラーδが最大エラーδmaxよりも大きいなら、回転レーザの調整が要求される。
【００１４】
好適な構成において、第１場所での第１測定面に対するレーザ光の入射位置は付加的なレーザ受信器により決定される。別のレーザ受信器の使用は、第１測定面に対するレーザ光の入射位置が測定の高い正確さでもって決定できるという利点を有する。付け加えて、第１測定面の位置や第２測定面に対する距離は各々の測定環境に適合させることができる。回転レーザ及びレーザ受信器が自動アライメント機能を有するなら、本発明における方法の工程は第１及び第２場所で完全に自動化して実行可能である。操作員は、回転レーザを第１場所から第２場所へ移動させるだけである。
【００１５】
特に好適な方式において、回転レーザの高さ調整は第２場所で制御される。第１及び第２測定距離Ｄ１，Ｄ２が任意であるので、回転レーザの高さは、偏差がコーンエラーに帰するように調整されなければならない。このため、第１測定面に対するレーザ光の第１制御点が使用される。回転レーザは、第１測定面に対するレーザ光の入射位置が第１制御点に一致するように、第２場所で高さ方向に調整される。高さ調整が制御された仕方でもって生じるなら、方法は自動化して実行される。第１制御点は付加的なレーザ受信器によって格納され、回転レーザの高さを調整するための自動アライメント機能で使用される。自動アライメント機能は欧州特許EP 1 203 930 B1に記載されている。
【００１６】
好ましくは、回転レーザ及びレーザ受信器を用いて、第１測定距離は第１場所で決定され、及び／又は、第２測定距離は第２場所で決定される。本発明の方法は、回転レーザのコーンエラーを検査するとき、測定環境の周囲条件が考慮され得るという利点を有する。第１及び第２場所にて回転レーザとレーザ受信器との間の第１及び第２測定距離は、測定環境が許すときに選択可能である。
【００１７】
特に好適な方式において、回転レーザとレーザ受信器との間の第１及び／又は第２測定距離は第１測定手順を使用した第１距離、第２測定手順を使用した第２距離、又は、第１及び第２距離の平均の距離として決定される。回転レーザとレーザ受信器との間の第１及び／又は第２測定距離が種々の手順を使用して決定できるなら、回転レーザのコーンエラーを検査する方法は、測定環境の周囲条件及び測定装置（回転レーザ及びレーザ受信器）の機能に適合可能となる。
【００１８】
第１の好適な構成において、回転レーザとレーザ受信器との間の第１及び／又は第２測定距離は、第１測定手順によって第１距離として決定される。第１測定手順にて、レーザ光は公知の傾斜角で傾斜され、検出区域の零位置に対する傾斜したレーザ光の距離が格納される。第１測定手順は、零位置に対するレーザ光の距離を測定できる測定機能を備えたレーザ受信器に適する。レーザ光は回転レーザの水平化装置によって傾斜角だけ傾斜可能である。水平化装置は、第１水平軸線を第１規定状態に方向付ける第１水平化ユニットと、第２水平軸線を第２規定状態に方向付ける第２水平化ユニットとを含む。回転レーザは、第２測定面に向かう任意の測定方向に方向付け可能であって、ここでは、水平面内の第１水平軸線、第２水平軸線又は任意の軸線を測定方向として規定できる。測定方向として第１又は第２水平軸線が使用されるなら、回転レーザは距離測定のために、適した角位置で配置される。これにより、レーザ光は、第１水平軸線が測定方向として使用されるときは第１水平化ユニットによって、そして、第２水平軸線が測定方向として使用されるときは第２水平化ユニットによって傾斜される。
【００１９】
第１測定手順の第１変形例においては、回転レーザは水平に方向付けられ、水平に方向付けられたレーザ光は検出区域の零位置に衝突され、レーザ光はレーザ受信器に向けて傾斜角αだけ傾斜され、レーザ受信器の検出区域に対する傾斜レーザ光の入射位置が第１測定点として決定され、検出区域の零位置に対する第１測定点の距離が第１高さｈ１＝ｈ（α）として格納され、そして、第１距離ｄ１は、傾斜角α、第１高さｈ１と検出区域の零位置との間の高さの差Δｈから算出される。レーザ受信器の縦方向が重力方向と平行に方向付けられているとき、第１距離ｄ１は式tan(α)＝Δｈ／ｄ１に従って算出できる。小さな傾斜角αではほぼ、tan(α)≒sin(α)である。特に、第１測定手順の第１変形例は自動アライメント機能を備えた回転レーザ及びレーザ受信器に適し、ここでは、レーザ受信器の検出区域の零位置に対するレーザ光の高さ調整が自動的に実行可能である。
【００２０】
第１測定手順の第２変形例においては、回転レーザが鉛直に方向付けられ、レーザ受信器の検出区域に対して鉛直に方向付けられたレーザ光の入射位置が参照点として決定され、検出区域の零位置に対する参照点の距離が参照高さｈ０＝ｈ（０°）として格納され、レーザ光が傾斜角αだけ傾斜され、検出区域に対する傾斜したレーザ光の入射位置が第１測定点として決定され、検出区域の零位置に対する第１測定点の距離が第１高さｈ１＝ｈ（α）として格納され、そして、第１距離ｄ１が傾斜角αと、第１高さｈ１と参照高さｈ０との間の高さの差Δｈから算出される。レーザ受信器の縦方向が重力方向と平行に方向付けられているなら、第1距離ｄ１は式tan(α)＝（ｈ１−ｈ０）／ｄ１＝Δｈ／ｄ１に従って算出可能である。小さな傾斜角αにあっては、前記関係はほぼtan(α)≒sin(α)である。第１測定手順の第２変形例は、自動アライメント機能を備えていない回転レーザ及びレーザ受信器に適する。操作員は、傾斜角αで傾斜されたレーザ光がレーザ受信器の検出区域で捕らえられるのを確保するだけである。自動アライメント機能を備えた回転レーザ及びレーザ受信器にあっては、レーザ光は検出区域の領域に自動的に動かされる。
【００２１】
第１測定手順の第３変形例においては、回転レーザが水平に方向付けられ、水平に方向付けられたレーザ光が傾斜角αだけ傾斜方向に傾斜され、レーザ受信器の検出区域に対する傾斜したレーザ光の入射位置が第１測定点として決定され、検出区域の零位置に対する第１測定点の距離が第１高さｈ１＝ｈ（α）として格納され、レーザ光が反対の傾斜方向に負の傾斜角−αだけ傾斜され、検出区域に対する傾斜したレーザ光の入射位置が第２測定点として決定され、検出区域の零位置に対する第２測点点の距離が第２高さｈ２＝ｈ（−α）として格納され、そして、第１距離ｄ１が傾斜角αと、第１高さｈ１と第２高さｈ２との間の高さの差Δｈから算出される。レーザ受信器の縦方向が重力方向と平行に方向付けられているとき、第１距離ｄ１は、式tan(２α)＝（ｈ（α）−ｈ（−α））／ｄ１＝Δｈ／ｄ１に従って算出可能である。小さな傾斜角αにあっては、ほぼtan(２α)≒sin(２α)である。第１測定手順の第３変形例は、自動アライメント機能の有無に拘わらず、回転レーザ及びレーザ受信器に適する。水平に方向付けられたレーザ光が検出区域の零位置又は少なくとも零位置の近傍に最初に方向付けられるとき、検出区域の全検出高さが使用可能である。自動アライメント機能を備えた装置システムにあっては、零位置に対する調整が自動的に実行される。
【００２２】
好適な第２実施形態において、回転レーザとレーザ受信器との間の第１及び／又は第２測定距離は第２測定手順により第２距離として決定される。第２測定手順においては、回転レーザが水平に方向付けられ、水平なレーザ光が回転軸線回りに回転速度VRで動かされ、レーザ受信器の検出区域に対する回転レーザ光の信号長さｔｓが決定され、そして、第２距離ｄ２が回転速度VR、信号長さｔｓ、検出区域の検出幅ＢＤから算出される。レーザ受信器の縦方向が重力方向と平行に方向付けられているとき、第２距離ｄ２は式ｔs/tfull＝ＢＤ／（２πｄ２）に従って算出でき、ここで、tfull＝６０／VRである。回転速度VRは毎分当たりの回転数で示され、１回転に要求されるtfullは６０／VRである。第２測定手順は、自動アライメント機能の有無に拘わらず、回転レーザ及びレーザ受信器に適する。レーザ受信器は、検出区域の信号長さｔｓを測定可能でなければならない。
【００２３】
好適な第３実施形態においては、回転レーザとレーザ受信器との間の第１及び／又は第２測定距離が第１及び第２距離の平均距離として決定される。第１及び第２距離を平均することで、回転レーザとレーザ受信器との間の測定距離を決定する正確さを増大可能である。第１測定手順を使用して決定された第１距離は実測定距離よりも長いか、又は、実測定距離に等しい。レーザ受信器の縦方向が重力方向と平行に方向付けられておらず、重力方向に対して傾斜されているとき、重力方向の鉛直距離は、レーザ受信器の検出区域が測定した距離よりも短い。第２測定手順を使用して決定された第２距離は実測定距離よりも短いか、又は、実測定距離に等しい。レーザ受信器の横方向が重力方向に平行に方向付けられておらず、重力方向に対して傾斜されているとき、重力方向に垂直で、回転するレーザ光が検出区域を横切る水平距離は検出区域の検出幅ＢＤよりも長い。
【００２４】
本発明の好適な発展においては、重力方向に対するレーザ受信器の傾斜が第１鉛直面での第１鉛直角φ１として、及び／又は、第２鉛直面での第２鉛直角φ２として決定され、ここで、第１鉛直面は重力方向とレーザ受信器の検出区域の法線ベクトルとで広がり、そして、第２鉛直面は検出区域の縦方向及び横方向とで広がる。第１鉛直角φ１は検出区域の法線ベクトルと重力方向との間で測定され、ここで、第１鉛直角φ１は法線ベクトルと重力方向との間の９０°からの偏差を表す。第２鉛直角φ２は、重力方向と検出区域の縦方向との間で測定される。本発明の方法の実行において、レーザ受信器は縦配置で方向付けられ、ここで、検出区域の縦方向は重力方向と平行に走るべきであり、検出区域の横方向は重力方向と垂直に走るべきである。重力方向に対してレーザ受信器を傾斜させることで、水平及び鉛直距離はレーザ受信器の検出区域が測定した距離から逸脱する。レーザ受信器の傾斜が既知ならば、これに応じて寸法の補正ができる。レーザ受信器は重力方向に対して、第１鉛直角、第２鉛直角又は第１及び第２鉛直角だけ傾斜され得る。レーザ受信器の傾斜は２軸加速度センサ又は２つの１軸加速度センサを用いて測定できる。
【００２５】
特に好適な方式では、第１鉛直角φ１及び／又は第２鉛直角φ２に関してのレーザ受信器の評価において、角度依存の補正係数cos(φ１)，cos(φ２)，１／cos(φ２)が乗算される。単一の角度依存補正係数又は多数の角依存補正係数で乗算することによって、レーザ受信器の傾斜は第１鉛直角φ１及び／又は第２鉛直角φ２だけ補償され得る。レーザ受信器の測定機能や縦方向での検出区域の測定距離を使用する式において、距離は、第１鉛直角φ１のための補正係数cos(φ１)及び第２鉛直角φ２のための補正係数cos(φ２)によって乗算される。補正係数cos(φ１)×cos(φ２)は本発明の方法の範囲内にて、第１測定手順を使用する測定距離の距離測定、第２及び第３制御点間の差の決定及びコーンエラーの算出にて考慮されるべきものである。
【００２６】
第２測定手順を使用し、第２距離としての第１又は第２測定距離の距離測定に関して、操作員はレーザ受信器の通常の測定機能を縦方向で使用しないが、横方向の検出幅を使用する。第２鉛直面内のレーザ受信器を第２鉛直角φ２だけ傾斜させることで、レーザ光が検出区域を通過する水平距離は検出区域の検出幅ＢＤよりも長い。回転するレーザ光の信号長さは検出区画での水平距離に相当する。水平距離に関しては、相関関係ＢＤ／cos(φ２)が適用される。第１鉛直角φ１だけのレーザ受信器の傾斜は水平距離を変化させない。角度依存の補正係数１／cos(φ２)は、第２測定手順を使用する距離測定において考慮される。
【００２７】
本発明の好適な発展において、第１及び第２水平軸線を水平状態に方向付けるために、多数の第１及び第２ヌル位置が温度又は温度依存の測定値の関数として含まれ、そして、第１及び第２特性曲線に格納される。これにより、「特性曲線」の語句は、連続した特性曲線と、ヌル位置と温度とのペア又はヌル位置と温度依存の測定値とのペアからなる個別的な値を備えた表との両方を含む。第１特性曲線は第１水平軸線のために、温度又は温度依存測定値と第１傾斜センサの第１ヌル位置との間の関係を作り出し、第２特性曲線は第２水平軸線のために温度又は温度依存測定値と第２傾斜センサの第２ヌル位置との間の関係を確定する。ヌル位置として規定された傾斜角は水平軸線の規定状態に相当する。それ故、特性曲線から、回転レーザの許容作動温度範囲内の温度毎のヌル位置を読み取り可能である。
【００２８】
好ましくは、回転レーザの温度又は温度依存の測定変数が測定され、温度又は測定値に関連したヌル位置が特性曲線から決定され、そして、水平軸線がヌル位置によって規定された状態に方向付けられる。回転レーザの正確さに関して温度の影響が減少されるので、温度測定を用いて、回転レーザの正確さを増加させることができる。回転レーザのコーンエラーを検査する本発明の方法は第１及び第２水平軸線の水平状態で実施される。その検査では、偏差がコーンエラーに帰するものであると仮定されている。第１及び第２水平軸線の傾斜エラーが小さければ小さい程、コーンエラーを決定する影響もより小さくなる。
【００２９】
本発明の実施形態は図面を使用して以下に記述される。図面は実施形態を一定の縮尺で必ずしも描くことを意図しておらず、説明に有益なら概略的及び／又は僅かに歪曲した形態で作図されている。これにより、本発明の総括的な思想から逸脱することなく、その形態や構成の詳細に属する種々の改良や変更が保証されることを考慮すべきである。本発明の総括的な思想は、以下に記載される好適な構成のそのもの形態又は詳細に制約されるものでないし、また、特許請求の範囲で請求された主題との比較にて制限された主題に制約されるものでもない。提示された測定範囲に関して、記載した制限範囲内の値は制御値として開示され、任意に使用可能且つ請求可能である。簡略化のため、以下には同一の参照符号が同一又は同様な機能を備えた部材に使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】水平置の回転レーザ及び縦配置のレーザ受信器を備えた装置を示す図である。
【図２Ａ】図１の回転レーザを三次元図解で示した図である。
【図２Ｂ】鉛直面内での回転レーザの主要構成部品を概略的に示した図である。
【図２Ｃ】水平面内での回転レーザの主要構成部品を概略的に示した図である。
【図３Ａ】図１のレーザ受信器を三次元的な図解で示した図である。
【図３Ｂ】レーザ受信器及び回転レーザの主要構成部品を概略的に示した図である。
【図４Ａ】回転レーザのコーンエラーを検査する本発明の方法を実行する図１の回転レーザ及びレーザ受信器を示す図である。
【図４Ｂ】回転レーザのコーンエラーを検査する本発明の方法を実行する図１の回転レーザ及びレーザ受信器を示す図である。
【図４Ｃ】回転レーザのコーンエラーを検査する本発明の方法を実行する図１の回転レーザ及びレーザ受信器を示す図である。
【図５Ａ】回転レーザとレーザ受信器との間の第１距離を傾斜したレーザ光を用いて測定する第１測定手順の１つの変形例を示す図である。
【図５Ｂ】回転レーザとレーザ受信器との間の第１距離を傾斜したレーザ光を用いて測定する第１測定手順の１つの変形例を示す図である。
【図５Ｃ】回転レーザとレーザ受信器との間の第１距離を傾斜したレーザ光を用いて測定する第１測定手順の１つの変形例を示す図である。
【図６Ａ】重力方向に対して第１鉛直角だけ傾斜されたレーザ受信器を概略的に示す図である。
【図６Ｂ】重力方向に対して第２鉛直角だけ傾斜されたレーザ受信器を概略的に示す図である。
【図７Ａ】ガス泡を備えた視覚傾斜センサのセットアップを示す図である。
【図７Ｂ】温度の関数として傾斜センサのヌル位置を表す特性曲線を示す図である。
【図７Ｃ】ガス泡の泡長さの関数としての温度を表す特性曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、回転レーザ１１及びレーザ受信器１２を備えた装置１０を示し、これらは無線通信１３を介して接続可能である。回転レーザ１１は水平位置に方向付けられ、該水平位置は回転レーザ１１を水平に適用するために準備されている。回転レーザ１１はモータ駆動の三脚１４上に配置され、該三脚１４は高さ方向１５に対する回転レーザ１１の自動的な高さ調整を可能にする。付け加えて、回転台１６が備えられ、該回転台１６は、回転台１６の回転軸線１７回りにおける回転レーザ１１の自動的な角度調整を可能にする。回転台１６は三脚１４に一体化されているか、又は、三脚１４上に配置された別個の構成部分として構成されている。レーザ受信器１２は測定機能を備え、該測定機能はレーザ受信器１２における検出区域１８へのレーザ光の入射位置を決定して、該検出区域１８の零位置１９に対するレーザ光の距離を示す。
【００３２】
回転レーザ１１は水平且つ鉛直に使用可能な回転レーザとして構成され、該回転レーザは回転レーザ１１の回転軸線２１回りに回転する第１レーザ光２２及び静止の第２レーザ光２３を有する。回転する第１レーザ光２２はレーザ面を発生させ、該レーザ面は回転軸線２１に対して垂直に配置されている。第２レーザ光２３は第１レーザ光２２のレーザ面に対して垂直に走っている。図１に示された回転レーザ１１の水平位置は第１レーザ光２２を利用する。第１レーザ光２２はレーザ受信器１２の検出区域１８に対して方向付けられ、ここで、レーザ受信器１２は縦配置にして方向付けられている。
【００３３】
レーザ受信器１２の方向付けは検出区域１８及び重力方向２４によって規定される。第１又は第２レーザ光２２，２３の入射位置が捕らえられるレーザ受信器１２の検出区域１８は、縦方向２５の検出高さＨＤ及び横方向２６の検出幅ＢＤを有する。縦方向２５はレーザ受信器１２の測定方向に相当し、横方向２６は縦方向２５に対して垂直に方向付けられている。ここで、縦方向２５及び横方向２６は検出区域１８の表面に対して平行に走っている。前記縦方向の配置はレーザ受信器１２の方向付けに関係し、ここでは、検出区域１８の縦方向２５が重力方向２４と平行に方向付けられている。横方向の配置はレーザ受信器１２の方向付けに関係し、ここでは、検出区域１８の横方向２６が重力方向２４と平行に方向付けられている。
【００３４】
図２Ａ〜Ｃは、三次元的な図解（図２Ａ）の回転レーザ１１や、該回転レーザ１１の主要な構成部品を概略的に示し、ここで、図２Ｂは回転軸線２１に対して平行な鉛直面内での構成部品を示し、図２Ｃは回転軸線２１に対して垂直な水平面内での構成部品を示す。
【００３５】
回転レーザ１１は、装置ハウジング３１及び該装置ハウジング３１内に配置された測定装置を含む。装置ハウジング３１はベースハウジング３２、回転ヘッド３３及び多数の取手３４からなる。回転レーザ１１は操作器３５を介して操作され、該操作器３５はベースハウジング３２に組み込まれ、外側から操作可能である。ベースハウジング３２に組み込まれた操作器３５の他に、遠隔制御器３６を備えることもでき、該遠隔制御器３６は回転レーザ１１に通信接続を介して接続可能である。回転レーザ１１の測定装置はベースハウジング３２内でレーザ光を発生させ、該レーザ光は、回転軸線２１回りを回転する偏向レンズ３７に衝突する。
【００３６】
レーザ光の第１部分は偏向レンズ３７にて９０°だけ偏向されて回転レーザ１１の第１レーザ光２２を形成し、該第１レーザ光２２はレーザ面３８として広がる。レーザ光の第２部分は偏向レンズ３７を通過して回転レーザ１１の第２レーザ光２３を形成する。回転モード、ラインモード及びポイントモードは、回転軸線２１の回りを回転する第１レーザ光２２の回転速度に依存して区別される。
【００３７】
図２Ｂ，Ｃは、回転レーザ１１の主要な構成部品を概略的に示す。回転レーザ１１は、レーザ光を発生する光源３９を備えたレーザ装置と、コリメートレンズ４０とを含む。光源３９は例えば半導体レーザとして構成され、該半導体レーザは可視の波長スペクトラムのレーザ光、例えば６３５ｎｍ波長の赤色のレーザ光又は５３２ｎｍ波長の緑色のレーザ光を発生する。光源３９からレーザ光が出た後、レーザ光はコリメートレンズ４０を使用してコリメートされる。代替的には、コリメートレンズは光源内に組み込み可能であるか、又は、光線の品質が高く且つ発散(divergence)が僅かな光源３９の場合、コリメートレンズは省略可能である。
【００３８】
コリメートされたレーザ光は偏向レンズ３７に衝突し、第１及び第２レーザ光２２，２３に分離される。偏向レンズ３７は回転装置４１に接続され、該回転装置４１は回転軸線２１回りに偏向レンズ３７を動かす。回転装置４１は、回転軸４２、モータユニット４３及び伝動装置４４を含む。該伝動装置４４は例えば歯付きベルトの形態で構成され、モータユニット４３の回転運動を回転軸４２に伝達する。偏向レンズ３７は回転軸４２に結合されて、回転軸線２１回りに回転可能に構成されている。回転軸４２はステータ要素４６のピボット軸受４５に着座され、ステータ要素４６は球状キャップ４７に結合されている。該球状キャップ４７は、ハウジング嵌合(housing-fitted)の取り付けフレーム４９の球状キャップ軸受４８に、２つの回転面（回転軸線２１に対しての垂直な面）に対して垂直な２つの旋回面に関して傾動可能に着座されている。回転レーザ１１は測定装置５０を含み、該測定装置５０は回転軸線２１回りの回転中、回転軸４２の回転角を測定する。例えば、測定装置５０は角度エンコーダとして構成され、回転軸４２に回転不能に結合された測定ディスク（目盛り付きディスク）、該測定ディスクを走査する走査装置及び評価／制御要素からなる。
【００３９】
回転レーザ１１は、水平且つ鉛直に使用可能な回転レーザとして構成され、ここで、水平且つ鉛直に使用可能な回転レーザと水平に使用可能な回転レーザとは付加的な装置軸線にて相違する。回転レーザ１１は、付加的な装置軸線としての第１水平軸線５１及び第２水平軸線５２を有し、これら水平軸線は互いに対して垂直に走り、１つの装置面を広げる。第１及び第２水平軸線５１，５２は回転レーザ１１の回転ヘッド３３に表示要素で示されている。水平且つ鉛直に使用可能な回転レーザ１１は、第１及び第２水平軸線５１，５２の他に、鉛直軸線５３として参照される別の装置軸線を有し、理想的には、鉛直軸線５３は第１及び第２水平軸線５１，５２の装置面に対して垂直に方向付けられている。
【００４０】
回転レーザ１１は、自己水平化回転レーザとして構成されている。回転レーザ１１の装置ハウジング３１が自己水平化の範囲内で据付けられたとき、回転レーザ１１は自動的に水平になる。典型的には、回転レーザにおける自己水平化の範囲は５°である。回転レーザ１１は水平化装置を含み、該水平化装置は装置ハウジング３１の方向付けとは独立して、回転レーザ１１の装置軸線を規定状態に方向付ける。水平化装置は、第1水平軸線５１を第1の規定状態に方向付ける第１水平化ユニット５５と、第２水平軸線５２を第２の規定状態に方向付ける第２水平化ユニット５６と、鉛直軸線５３を第３の規定状態に方向付ける第３水平化ユニット５７とを含む。
【００４１】
第１水平化ユニット５５は第１傾斜センサ５８及び第１調整要素を含み、第２水平化ユニット５６は第２傾斜センサ５９及び第２調整要素を含み、そして、第３水平化ユニット５７は第３傾斜センサ６０及び第３調整要素を含む。第１〜第３水平化ユニット５５，５６，５７の調整要素は傾斜装置６１に組み込まれ、該傾斜装置６１は第１調整モータ６２及び第２調整モータ６３を有する。第１調整モータ６２は、第２水平軸線５２に一致した第１旋回軸線回りに取り付けフレーム４９を傾動させ、第２調整モータ６３は、第１水平軸線５１に一致した第２旋回軸線回りに取り付けフレーム４９を傾動させる。第１調整モータ６２は第１水平化ユニット５５の第１調整要素を形成し、第２調整モータ６３は第２水平化ユニット５６の第２調整要素を形成する。鉛直軸線５３は第１及び第２水平軸線５１，５２の水平面に対して垂直に方向付けられているので、鉛直軸線５３の方向付けは第１及び第２調整モータ６２，６３を介して調整可能である。第１及び第２調整モータ６２，６３は一緒に、第３水平化ユニット５７の第３調整要素を形成する。
【００４２】
レーザ面又は装置面の水平な方向付けは好適な規定状態を示し、該規定状態にて、回転レーザ１１は水平位置に方向付けされなければならず、また、水平に方向付けられた装置面は水平面として参照される。レーザ面又は装置面の鉛直な方向付けは好適な規定状態を示し、該規定状態にて、回転レーザ１１は鉛直位置に方向付けられなければならず、また、鉛直に方向付けられた装置面は鉛直面として参照される。回転する第１レーザ光２２が作り出すレーザ面３８は傾斜装置６１によって、回転レーザ１１の水平面又は鉛直面に対して傾動させることができる。回転レーザ１１は、回転する第１レーザ光２２からなるレーザ面を単一の傾斜方向又は２つの傾斜方向に傾動させることができる。レーザ面の傾動は、回転レーザ１１が水平化された状態にあるときに生じる。回転レーザ１１は水平位置又は鉛直位置に傾動可能である。
【００４３】
図３Ａ，Ｂは、三次元的な図解のレーザ受信器１２（図３Ａ）、レーザ受信器１２の主要な構成部品や回転レーザ１１との相互作用を概略的に示す（図３Ｂ）。レーザ受信器１２は測定機能を備え、該測定機能は検出区域１８の零位置１９に対してのレーザ光の距離を測定する。
レーザ受信器１２は、受信器ハウジング７１、操作装置７２、視覚表示器７３、スピーカ７４及び検出区域１８を含み、該検出区域１８にてレーザ光の衝突位置が捕まえられる。検出区域１８は縦方向２５での検出高さＨＤ、横方向２６での検出幅ＢＤを有する。縦方向２５はレーザ受信器１２の測定方向に相当し、横方向２６は縦方向２５に対して垂直に方向付けられ、縦及び横方向２５，２６は検出区域１８に対して平行に走っている。
【００４４】
操作装置７２、視覚表示器７３、スピーカ７４及び検出区域１８は、レーザ受信器１２の受信器ハウジング７１に組み込まれている。操作員は視覚表示器７３を介してレーザ受信器１２に関する情報を読み取り可能である。例えば、情報にはレーザ受信器１２の充電状態や、回転レーザ１１の無線通信１３に関しての情報、そして、スピーカ７４の音量が含まれる。これに加えて、レーザ受信器１２の零位置１９に対するレーザ光の距離を数値でもって視覚的に表示することもできる。視覚表示器７３での視覚的な表示に対し、代替的又は付加的に、レーザ光の距離をスピーカ７４により報知することもできる。検出区域１８の零位置１９は受信器ハウジング７１にノッチマーク７５で示されている。
【００４５】
図３Ｂは、レーザ受信器１２の主要な構成部品や、回転レーザ１１とレーザ受信器１２との相互作用をブロック図の形態で示している。レーザ受信器１２と回転レーザ１１との間での通信は前記無線通信１３を介してなされ、該無線通信１３は、レーザ受信器１２の第１送受信ユニット７６を回転レーザ１１の第２送信ユニット７７に接続する。例えば、第１及び第２送受信ユニット７６，７７は無線モジュールとして構成され、レーザ受信器１２と回転レーザ１１との間の通信は無線通信１３を介してなされる。
【００４６】
検出区域１８、視覚表示器７３及びスピーカ７４は評価装置７８に接続され、該評価装置７８は受信器ハウジング７１内に配置されている。評価装置７８はレーザ受信器１２を制御する制御装置７９に接続され、ここで、評価装置７８及び制御装置７９は例えばマイクロコントローラとして構成された制御装置８１として組み込まれている。また、レーザ受信器１２はセンサモジュール８２を付加的に含み、該センサモジュール８２は受信器ハウジング７１内に配置され、制御装置８１に接続されている。重力方向２４に対するレーザ受信器１２の傾きは、センサモジュール８２を使用して測定可能である。センサモジュール８２は単一の２軸加速度センサ又は２つの１軸加速度センサを含む。
【００４７】
制御要素によって制御されるか又は評価要素に接続された回転レーザ１１の構成部品は、光源３９、回転装置４１、測定装置５０、水平化装置５４、また、持ち合わせていれば傾斜装置６１を含む。光源３９を制御する第１制御要素８３、回転装置４１を制御する第２制御要素８４、測定装置５０のための評価・制御要素８５、水平化装置５４を制御する第３制御要素８６、そして、傾斜装置６１を制御する第４制御要素８７は個別の構成部品として構成されているか、又は、図３Ｂに示されているように、例えばマイクロコントローラとして構成された共通の制御装置８８に組み込まれている。前記制御要素は、回転レーザ１１側の制御されるべき構成部品に通信接続を介して接続されている。
【００４８】
また、回転レーザ１１は温度センサ８９を含み、該温度センサ８９は回転レーザ１１の装置ハウジング３１内に配置されている。温度センサ８９は装置ハウジング３１内の温度を測定し、該温度を回転レーザ１１の制御装置８８に伝送する。回転レーザ１１の第１及び第２水平軸線５１，５２を水平状態に方向付ける傾斜センサ５８，５９が温度に依存し、そして、回転レーザ１１が例えば−２０℃〜＋５０℃の広い温度範囲で利用されるので、回転レーザ１１の制御装置８８内に多数のヌル位置υが格納されていれば有利となる。このために、第１傾斜センサ５８のために多数の第１ヌル位置υ１が温度の関数として入力されて、特性曲線又は表で格納され、第２傾斜センサ５９のために多数の第２ヌル位置υ2が温度の関数として入力されて、特性曲線又は表で格納され、第３傾斜センサ６０のために多数の第３ヌル位置υ３が温度の関数として入力されて、特性曲線又は表で格納されている。測定温度に関連した零位置は特性曲線又は表から読み取られ、そして、水平軸線がヌル位置によって規定された水平状態に方向付けられる。
【００４９】
図４Ａ〜Ｃは、回転レーザ１１及びレーザ受信器１２を備えて、回転レーザ１１のコーンエラー(cone error)を検査する本発明の方法を実施する図１の装置を示す。図４Ａは、レーザ受信器１２に対して第１測定距離Ｄ1を有した第１場所での回転レーザ１１を示し、図４Ｂはレーザ受信器１２に対して第２測定距離Ｄ２を有した第２場所での回転レーザ１１を示し、そして、図４Ｃは第１及び第２場所において、検出区域１８に対して、回転する第１レーザ光２２が入射するレーザ受信器１２を示す。
【００５０】
回転レーザ１１のコーンエラーを検査する本発明の方法は、回転レーザ１１を水平位置、レーザ受信器１２を縦配置にして実施される。回転レーザ１１は三脚１４又は安定した基盤上に水平位置にして組み付けられる。三脚１４の使用は、本発明の方法が地面よりも温度変動が少ない高さで実施されるという利点を有する。付け加えて、三脚１４はその高さ調整装置１６を介して回転レーザ１１の自動的な高さ調整を可能にする。
【００５１】
回転レーザ１１の水平位置を調整するために、第１及び第２水平軸線５１，５２は水平状態に方向付けられ、ここで、第１水平軸線５１の水平状態は第１傾斜センサ５８の第１ヌル位置υ１によって達成され、第２水平軸線５２の水平状態は第２傾斜センサ５９の第２ヌル位置υ２によって達成される。第１水平軸線５１は第１水平化ユニット５５によって第１ヌル位置υ１に方向付けられ、第２水平軸線５２は第２水平化ユニット５６によって第２ヌル位置υ２に方向付けられる。回転レーザ１１の制御装置８８には、第１傾斜センサ５８のための第１ヌル位置υ１及び第２傾斜センサ５９のための第２ヌル位置υ２が格納されている。
【００５２】
回転レーザ１１におけるコーンエラーの検査は、第１測定面９１と第２測定面９２との間で実施される。第１及び第２測定面はレーザ光の入射位置を決定するために使用される。レーザ受信器１２は測定棒９３に取り付けられ、第２測定面９２を含む。本実施形態において、第１測定面９１は付加的なレーザ受信器９４に組み込まれ、該レーザ受信器９４は別の測定棒９５に取り付けられている。付加的なレーザ受信器９４はその取り付けがレーザ受信器１２に対応し、且つ、測定機能を備えている。
【００５３】
回転レーザ１１は第１及び第２場所に順次配置される。第１場所では、回転レーザ１１が第２測定面９２から第１測定距離Ｄ1に設置され、第１水平軸線５１は第２測定面９２に向けて方向付けられている。代替的には、回転レーザ１１の第２水平軸線５２、又は、水平面内の任意の軸線を第２測定面９２に方向付けることも可能である。第１場所にて、第２測定面９２に向けて方向付けられた軸線は測定方向９６として参照される。第２場所では、回転レーザ１１は第２測定面９２から第２測定位置Ｄ２に設置され、測定方向９６は第２測定面９２に向けて方向付けられている。第１及び第２測定距離Ｄ１，Ｄ２は、回転レーザ１１の回転軸線２１と第２測定面９２を形成する検出区域１８の前面との間で測定される。図４Ａ〜Ｃの実施形態では、回転レーザ１１の第１水平軸線５１は第１及び第２場所で、第２測定面９２に向け方向付けられている。
【００５４】
第１場所にて、レーザ光２２は回転軸線２１回りに回転し、第１測定面９１及び第２測定面９２に衝突する。第１測定面９１に対しての回転レーザ光２２の入射位置は付加的なレーザ受信器９４の評価装置にて第１制御点９７として測定される。第２測定面９２に対して回転レーザ光２２の入射位置は、レーザ受信器１２の評価装置にて第２制御点９８として測定され、そして、検出区域１８の零位置１９に対する第２制御点９８の距離が第１高さオフセットＨ１として格納される。回転レーザ１１は第１場所から第２場所に移動される（図４Ｂ）。第２場所にて、レーザ光線２２は回転軸線２１回りに回転し、第１測定面９１及び第２測定面９２に衝突する。回転レーザ１１は、第１測定面９１に対するレーザ光２２の入射位置が第１制御点９７に一致するまで三脚１４の高さ調整装置によって高さ方向１５に移動される。第２測定面９２に対する回転レーザ光２２の入射位置は第３制御点９９としてレーザ受信器１２の評価装置７８により決定され、そして、検出区域１８の零位値１９に対する第３制御点９９の距離が第２高さオフセットＨ２として格納される。
【００５５】
レーザ受信器１２の評価装置７８は、第２制御点９８と第３制御点９９との間の距離を第１及び第２高さオフセットＨ１，Ｈ２の差Δとして算出する（図４Ｃ）。前述したように、前記評価はレーザ受信器１２の評価装置７８で実施可能である。代替的には、前記評価は、回転レーザ１１内の対応した構成部品又は付加的な構成部品によっても実施可能である。前記評価がレーザ受信器１２の評価装置７８によって実施されないならば、第２及び第３制御点９８，９９又は前記差Δが通信接続を介して対応する構成部品に伝送される。レーザ受信器１２の評価装置７８は、回転する回転レーザ１１とレーザ受信器１２との間における第１測定距離Ｄ１及び第２測定距離Ｄ２での前記差Δ＝Ｈ１-Ｈ２からコーンエラーδを算出し、そして、該コーンエラーδを設定された(established)最大欠陥δmaxと比較する。コーンエラーδは式tan(δ)=1/2(Ｈ１-Ｈ２)/(Ｄ１-Ｄ２)に従って算出される。コーンエラーδが最大欠陥δmaxよりも大きければ、回転レーザ１１の調整が要求される。
【００５６】
回転レーザ１１とレーザ受信器１２との間の第１及び第２測定距離Ｄ1，Ｄ２は、回転レーザ１１及びレーザ受信器１２を用い、第１及び／又は第２測定手順で決定される。回転レーザ１１とレーザ受信器１２との間の第１測定距離Ｄ1は第１場所にて決定され、回転レーザ１１とレーザ受信器１２との間の第２測定距離Ｄ２は第２場所にて決定される。測定手順は、第１測定手順を用いた第１距離ｄ1、第２測定手順を用いた第２距離ｄ２、又は、第１及び第２距離ｄ1，ｄ２の平均距離ｄとして、測定距離Ｄ1，Ｄ２を決定することができる。これにより、回転レーザ１１の水平位置及びレーザ受信器１２の縦配置での第１及び第２距離ｄ1，ｄ２が決定される。
【００５７】
第２測定手順では、回転レーザ１１は回転モードで作動され、回転する第１レーザ光２２は回転軸線２１の回りを一定の回転速度ＶＲで運動する。第２測定手順は次の工程を含む。回転レーザ１１は水平に向けられ、第１レーザ光２２は回転軸線２１の回りを一定の回転速度ＶＲで回転される。レーザ受信器１２の評価装置７８はレーザ受信器１２の検出区域１８に対する（回転の）第１レーザ光２２の信号長さtsを決定する。第２距離ｄ２は、第１レーザ光２２の回転速度ＶＲ、第１レーザ光２２の信号長さts及び検出区域１８の検出幅ＢＤから、ts/tfull=ＢＤ/(2πｄ２)に従って算出され、ここで、tfull=６０／ＶＲである。回転速度ＶＲは毎分当たりの回転数で示され、1回転に要求される時間tfullは６０／ＶＲである。
【００５８】
図５Ａ〜Ｃは第１測定手順の３つの変形例を示し、これらの変形例では、回転レーザ１１とレーザ受信器１２と間の測定距離が第１距離ｄ1として決定される。第１測定手順は第１場所での回転レーザ１１とレーザ受信器１２との間の第１測定距離Ｄ1、そして、第２場所での回転レーザ１１とレーザ受信器１２との間の第２測定距離Ｄ２を測定するために適用される。
【００５９】
レーザ受信器１２は重力方向２４と平行に方向付けられ、第１距離ｄ1は回転レーザ１１の回転軸線２１とレーザ受信器１２における検出区域１８の前面１０１との間で測定される。第１測定手順の開始時、回転レーザ１１の水平軸線５１，５２は水平状態にあるか、又は、水平な状態に方向付けられる。回転レーザ１１は水平に方向付けられたレーザ光１０２を投射する。
【００６０】
第１測定手順において、回転レーザ１１はポイントモードで作動され、レーザ光が回転軸線２１の回りを動くことはない。レーザ光は公知の傾斜角αだけ傾斜され、レーザ受信器１２の検出区域１８に対する傾斜レーザ光の入射位置が測定点として決定され、測定点の高さオフセットが高さとして格納される。これにより、レーザ光は水平化装置５４又は傾斜装置６１によって傾斜可能である。水平化装置５４の使用は、傾斜装置６１無しに、回転レーザ１１で測定距離Ｄの測定が可能となる利点を有する。第１測定手順は、レーザ受信器１２の検出区域１８に対して傾斜方向がほぼ垂直であるように、回転レーザ１１がレーザ受信器１２に対して方向付けられていることを要求する。垂直な方向付けに対しての逸れは測定エラーを導き、該測定エラーは前記逸れが僅かであれば許容可能である。
【００６１】
第１及び第２場所にて、回転レーザ１１は第２測定面に向け、測定方向９６に方向付けられ、ここでは、第１水平軸線５１、第２水平軸線５２又は水平面内の任意の軸線を測定方向９６として規定可能である。第１又は第２水平軸線５１，５２が測定方向９６として使用されるなら、回転レーザ１１は好適な角位置にて、距離測定のために配置される。これにより、第１水平軸線５１が測定方向９６として使用されるときには第１水平化ユニット５５により、そして、第２水平軸線５２が測定方向９６として使用されるときには第２水平化ユニット５６により、レーザ光１０２の傾斜が生じる。水平面内の任意の軸線が測定方向として使用されるならば、距離測定のために、回転レーザ１１は対応する角位置（第1又は第２水平軸線５１，５２）に調整されなければならない。
【００６２】
図５Ａは第１測定手順の第１変形例を示す。水平に方向付けられたレーザ光１０２はレーザ受信器１２の零位置１９上に調整されている。レーザ光１０２は例えば、高さ調整可能な三脚を用いて零位置１９に方向付けることができる。全自動の構成のためには、欧州特許EP 1 203 930 B1に記載されているような、所謂、「自動調整機能」を備えた三脚が適している。この後、レーザ光は水平化装置５４における対応の水平化ユニット又は傾斜装置６１を使用して、傾斜角αだけ傾斜される。レーザ受信器１２の検出区域１８に対する傾斜レーザ光１０３の入射位置は第１測定点１０４として決定され、そして、零位置１９に対する第１測定点１０４の距離が第１高さｈ1=ｈ(α)として格納される。第１距離ｄ１は、傾斜角度αや、第１高さ（ｈ1=ｈ(α)）と検出区域１８の零位置１９との間の高さの差Δｈから算出される。零位置１９が０ｍｍの高さに相当するとき、第１距離ｄ１はtan(α)=ｈ(α)/ｄ１に従って算出される。
【００６３】
図５Ｂは第１測定手順の第２変形例を示す。水平に方向付けされたレーザ光線１０２はレーザ受信器１２の検出区域１８に投射される。検出区域１８へのレーザ光１０２の入射位置は参照点１０５として決定され、そして、零位置１９に対する参照点１０５の距離が参照高さｈ０=ｈ(０°)として格納される。この後、レーザ光は傾斜角αだけ傾けられ、検出区域１８上への傾斜したレーザ光１０３の入射位置が第１測定点１０６として決定され、零位置１９に対する第１測定点１０６の距離が第１高さｈ１=ｈ(α)として格納される。第１距離ｄ１は、傾斜角αや、第１高さｈ１=ｈ(α)と参照高さｈ０=ｈ(０°)との間の高さの差Δｈから、tan(α)=(ｈ１-ｈ０)/ｄ１に従って算出される。
【００６４】
図５Ｃは第１測定手順の第３変形例を示す。水平に方向付けられたレーザ光１０２は傾斜角αだけ正の傾斜方向に傾けられる。検出区域１８上への傾斜したレーザ光１０３の入射位置は第１測定点１０７として決定され、そして、零位置１９に対する第１測定点１０７の距離が第１高さｈ１=ｈ(+α)として格納される。続いて、レーザ光線は正の傾斜方向とは反対の負の傾斜方向に負の傾斜角−αだけ傾けられる。検出区域１８への傾斜したレーザ光１０８の入射位置は第２測定点１０９として測定され、そして、零位置１９に対する第２測定点１０９の距離が第２高さｈ２=ｈ(-α)として格納される。第１距離ｄ１は、傾斜角αや、第１高さｈ１=ｈ(+α)と第２高さｈ２=ｈ(-α)との間の高さの差Δｈからtan(2α)=(ｈ(+α)−ｈ(-α))/ｄ１に従って算出される。
【００６５】
回転レーザ１１とレーザ受信器１２との間の測定距離ＤＶを算出する公式及び鉛直軸線５３を較正するときの補正角θ１を算出する公式は、重力方向２４と平行に方向付けられたレーザ受信器１２に適用される。レーザ受信器１２の非垂直な方向付けに起因した測定エラーを補正するために、レーザ受信器１２はセンサモジュール８２を含み、該センサモジュール８２を用いて、重力方向２４に対するレーザ受信器１２の傾斜が測定される。
【００６６】
図６Ａ，Ｂはレーザ受信器１２の方向付けを概略的な図解で示し、ここで、レーザ受信器１２は重力方向２４に対して第１鉛直角φ１及び／又は第２鉛直角φ２だけ傾斜することができる。これにより、図６Ａは、第１鉛直角φ１だけ傾斜した第１鉛直面でのレーザ受信器１２を示し、図６Ｂは、第２鉛直角φ2だけ傾斜した第２鉛直面でのレーザ受信器１２を示す。第１鉛直面は重力方向２４及び検出区域１８の法線ベクトル１１０によって広げられ、第２鉛直面は検出区域１８における縦方向２５及び横方向２６によって広げられる。第１鉛直角φ１は法線ベクトル１１０と重力方向２４との間で測定され、ここで、第１鉛直角φ１は法線ベクトル１１０と重力方向２４との間の９０°からの偏差を表し、そして、第２鉛直角φ2は重力方向２４と検出区域１８の縦方向２５との間で測定される。
【００６７】
第１レーザ光はレーザ受信器１２の検出区域１８に衝突し、第１入射位置１１１を生じさせる。第２レーザ光はレーザ受信器１２の検出区域１８に衝突し、第２入射位置１１２を生じさせる。レーザ受信器１２の評価装置７８は第１入射位置１１１と第２入射位置１１２との間の距離ΔIを算出する。回転レーザのコーンエラーを検査する方法において、距離ΔIは、第１高さオフセットＨ１及び第２高さオフセットＨ２の差Δに相当し、第１測定手順を使用する距離測定においては、距離ΔIは高さの差Δｈに相当する。
【００６８】
レーザ受信器１２が重力方向２４に対して第１鉛直角φ１だけ傾斜されたなら、第１鉛直面にて重力方向２４の鉛直距離ｖ１は、レーザ受信器１２の検出区域１８で測定された距離ΔIよりも短い（図６Ａ）。鉛直距離ｖ１のための相関はΔI×cos(φ１)である。レーザ受信器１２が重力方向２４に対して第２鉛直角φ２だけ傾けられたなら、第２鉛直面にて重力方向２４の鉛直距離ｖ２は、レーザ受信器１２の検出区域１８で測定された距離ΔIよりも短い（図６Ｂ）。鉛直距離ｖ２のための相関はΔI×cos(φ２)である。レーザ受信器１２が重力方向２４に対して第１鉛直角φ１及び第２鉛直角φ２だけ傾斜されたとき、重力方向２４において鉛直距離の相関はΔI×cos(φ１)×cos(φ２)である。レーザ受信器１２の測定機能及び検出区域１８の測定距離ΔIを使用する式において、距離ΔIは相関係数cos(φ１)×cos(φ２)だけ乗算される。相関係数cos(φ１)×cos(φ２)は、第１測定手順を使用する第１及び第２測定距離Ｄ１，Ｄ２の距離測定や、第２及び第３制御点９８，９９間の差Δを決定するときに考慮されるべきものである。
【００６９】
また、第２鉛直角φ２は第２測定手順を使用する距離測定にて考慮されるべきである。第２鉛直角φ２だけレーザ受信器１２を傾斜させることで、重力方向２４に対して垂直であって、その回転する第１レーザ光２２が検出区域１８を通過する(pass over)水平距離は横方向２６における検出区域１８の検出幅ＢＤよりも大きい。回転する第１レーザ光２２の信号長さは検出区域１８の水平距離に相当する。この水平距離のための相関はＢＤ／cos(φ２)である。第１鉛直角φ１だけのレーザ受信器１２の傾斜は、回転する第１レーザ光２２が検出区域１８を通過する水平距離を変化させない。
【００７０】
図７Ａ〜Ｃは視覚傾斜センサ１１５の設置を示し、該視覚傾斜センサ１１５はガス泡１１６（図７Ａ）と、温度の関数としての傾斜センサ１１５のヌル位置υを表す特性曲線（図７Ｂ）、ガス泡１１６の泡長さＬの関数としての度Ｔを表す別の特性曲線（図７Ｃ）を有する。
【００７１】
回転レーザ１１を屋外で適用する際、太陽光線が回転レーザ１１における装置ハウジング３１内の温度変動を生じさせ、これにより、測定温度は装置ハウジング３１内の温度センサ８９の位置に依存する。温度測定での測定エラーを減少するために、傾斜センサ５８，５９の温度を測定可能である。第１傾斜センサ５８の温度は第１温度Ｔ１として参照され、第２傾斜センサ５９の温度は第２温度Ｔ２として参照される。温度測定は傾斜センサ５８，５９を使用して行われる。傾斜センサ５８，５９を使用する温度測定は、温度Ｔ１，Ｔ２が装置ハウジング３１内の場所で正確に測定されるという利点を有し、その場所は第１及び第２水平軸線５１，５２の方向付けに関連性がある。
【００７２】
図７は傾斜センサ１１５の構成部品を示し、該傾斜センサ１１５の構造は回転レーザ１１の傾斜センサ５８，５９に相当する。傾斜センサ１１５は、ガス泡１１６及び液１１８で満たされたハウジング１１７と、光源１１９、光検出器１２０及びスペーサ１２１を含む。ガス泡１１６は泡長さＬを有し、該泡長さＬは温度に依存し、従って、温度Ｔのための測定変数として適する。ガス泡１１６の泡長さＬは、光源１１９及び光検出器１２０を使用して測定可能である。第１及び第２傾斜センサ５８，５９間を区別するため、これらセンサには指標が設けられ、該指標は参照符号からハイフンだけ離れている。第１傾斜センサ５８は指標「１」を有し、第２傾斜センサ５９は指標「２」を有する。
【００７３】
図７Ｂは、温度Ｔの関数としての傾斜センサ１１５のヌル位置υを表す特性曲線を示す。回転レーザ１１における−２０℃〜＋５０℃の許容温度範囲のために、特性曲線は傾斜センサ１１５の温度と傾斜センサ１１５のヌル位置υとの間の関係を提示し、該関係は傾斜センサ１１５における規定状態の方向付けに対応する。回転レーザ１１の制御装置８８には、第１温度Ｔ１の関数として第１傾斜センサ５８の第１ヌル位置υ1を表す第１特性曲線及び第１温度Ｔ２の関数として第２傾斜センサ５９の第２ヌル位置υ２を表す第２特性曲線が格納されている。
【００７４】
図７Ｃは、ガス泡１１６の泡長さＬの関数としての温度Ｔを表す別の特性曲線を示す。回転レーザ１１における−２０℃〜＋５０℃の許容温度範囲のために、特性曲線は傾斜センサ１１５の温度Ｔとガス泡１１６の泡長さＬとの間の関係を提示する。ガス泡１１６の泡長さＬは傾斜センサ１１５の温度Ｔと共に線形に変化し、ここでは、泡長さＬは温度Ｔの低下に伴って減少する。回転レーザ１１の制御装置８９には、第１ガス泡１１６-1の第１泡長さＬ1の関数としての第１温度Ｔ１を表す付加的な第１特性曲線と、第２ガス泡１１６-2の第２泡長さＬ２の関数としての第２温度Ｔ２を表す付加的な第２特性曲線とが格納されている。
【００７５】
代替的には、温度Ｔの関数として傾斜センサ１１５のヌル位置υを表す特性曲線は、ガス泡１１６の泡長さＬの関数として傾斜センサ１１５のヌル位置υを表す特性曲線に置換可能である。この場合、回転レーザ１１の制御装置８８には、第１ガス泡１１６-1の第１泡長さＬ1の関数として第１傾斜センサ５８の第１ヌル位置υ１を表す第１特性曲線と、第２ガス泡１１６-2の第２泡長さＬ２の関数として第２傾斜センサ５９の第２ヌル位置υ２を表す第２特性曲線とが格納されている。
【図１】
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【図２Ａ】
0006675485.tif 000003
【図２Ｂ】
0006675485.tif 000004
【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
0006675485.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
0006675485.tif 000010
【図５Ａ】
0006675485.tif 000011
【図５Ｂ】
0006675485.tif 000012
【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
0006675485.tif 000014
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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