(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と直交する方向にレーザ光束を回転照射する投光部を備える回転レーザ装置において、
前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とからなり、
該回転照射部は前記レーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる少なくとも一つの反射透過光学部材と、該反射透過光学部材を透過したレーザ光束を直交方向に反射すると共に反射する際に反転反射する反転反射光学部材とを備え、前記反射透過光学部材と前記反転反射光学部材とが一体回転されることを特徴とする回転レーザ装置。
【請求項２】
前記反射透過光学部材は、入射光を直交する方向に反射するペンタプリズムであり、前記反転反射光学部材は、入射光を直交する方向に反射すると共に像を反転させるペンタダハプリズムであることを特徴とする請求項１に記載の回転レーザ装置。
【請求項３】
前記ペンタプリズムと前記ペンタダハプリズムとの間に所定の割合で光を反射透過させるプリズムが設けられ、該プリズムは前記ペンタプリズムに接着されていることを特徴とする請求項２に記載の回転レーザ装置。
【請求項４】
前記反射透過光学部材は、入射光を所定の割合で反射透過するハーフミラーであり、前記反転反射光学部材は、入射光による像を反転して反射するダハミラーであることを特徴とする請求項１に記載の回転レーザ装置。
【請求項５】
回転軸と直交する方向にレーザ光束を回転照射する投光部を備える回転レーザ装置において、
前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とからなり、
該回転照射部は前記レーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる複数個の反射透過光学部材と、該反射透過光学部材を透過したレーザ光束を直交方向に反射すると共に反射する際に反転反射する反転反射光学部材とを備え、前記複数個の反射透過光学部材と前記反転反射光学部材とが回転軸方向にこの順に積層され、前記複数個の反射透過光学部材と前記反転反射光学部材とが一体回転されることを特徴とする回転レーザ装置。
【請求項６】
回転軸と直交する方向にレーザ光束を回転照射する投光部がユニット化され、前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とから構成され、該回転照射部は前記レーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる反射透過光学部材と、該反射透過光学部材を透過したレーザ光束を直交方向に反射すると共に反射する際に反転反射する反転反射光学部材とを備え、前記投光部のユニットを回転体に取り付け、前記投光部から回転照射されたレーザ光束を受光する受光センサ装置を用いてその検出信号の間隔を求めることにより該回転体の回転ブレを検出することを特徴とする回転ブレ検出装置。
【請求項７】
回転軸と直交する方向にレーザ光を回転照射する投光部を備える回転レーザ装置において、
前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回転照射する回転照射部とからなり、該回転照射部は、前記レーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる少なくとも一つの反射透過光学部材と、該反射透過光学部材を透過したレーザ光束を直交方向に反射すると共に反射する際に反転反射する反転反射光学部材とを有し、更に前記回転照射部はレーザ光の照射方向の回転位置を検出するエンコーダを備え、前記反射透過光学部材と前記反転反射光学部材とが一体回転されることを特徴とする回転レーザ装置。
【請求項８】
照射されるレーザ光を受光検出する受光装置に向けて、エンコーダの検出する回転位置を送信する通信装置を備える請求項７に記載の回転レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸と直交する方向にレーザ光束を回転照射する投光部を備える回転レーザ装置の改良に関し、更に詳しくは、投光部が回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、このレーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とを備えた回転レーザ装置に関し、複数のファンレーザ光を回転軸と直交する方向に回転照射し、そのファンレーザ光の投光部から離れた位置で受光センサ装置で受光することにより、回転軸に直交する平面に対する傾斜角、高さを測定する回転レーザ装置、回転ブレ検出装置に応用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転レーザ装置には、レーザ光源を直接本体に対して回転される回転ヘッド（回転照射部）に設ける構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このものでは、レーザ光源からのレーザ光をファンレーザ光に変換するシリンドリカルレンズが回転ヘッドに一体に設けられ、回転ヘッドと共にレーザ光源、シリンドリカルレンズが同方向に一体回転されて、ファンレーザー光を回転照射する。
【０００３】
また、回転レーザ装置には、レーザ光源を本体に設けたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。このものでは、レーザー光が回転軸に沿って回転ヘッドに導かれ、回転軸と直交する方向に偏向される。この偏光されたレーザ光はシリンドリカルレンズ又は回折格子によりファンレーザ光に変換され、回転軸と直交する方向に回転照射される。なお、レーザ光の偏向には反射ミラーやペンタプリズム又はこれらと同等の光学部材が用いられる。
【特許文献１】特開２００２−５２７７２９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、回転するファンレーザ光を基準にして傾斜角、高さを測定するためには、ファンレーザ光にぶれが生じないようにして回転ヘッドを一定速度でかつ高速回転させなければならない。
【０００５】
回転ヘッドにレーザ光源とシリンドリカルレンズとを直接設けた回転レーザ装置では、光学素子自体の構造の簡単化を図ることができるが、回転ヘッドに直接レーザ光源を設ける構成であるので、回転軸の揺れがファンレーザ光に直接影響するため、受光センサ装置の検出精度に直接影響が及ぶという不都合がある。また、回転ヘッドに設けられているレーザ光源への電力供給にスリップリング等の電力供給機構を設けなければならないために、電力供給機構が概して複雑となる。
【０００６】
これに対して、レーザ光源を本体に設けた回転レーザ装置では、レーザ光を回転軸に沿って回転ヘッドに導き、反射ミラーやペンタプリズム又はこれらと同等の光学部材によりレーザ光を回転軸と直交する方向に偏向し、この偏向されたレーザ光を２個以上の所定方向にファンレーザ光を形成するように分割し、回転ヘッド部から照射する構成となっており、ペンタプリズム又はこれらと同等の光学部材にはこれに入射する光線を直交する光線に偏向して出射する性質があるので、回転軸のぶれの影響を回避することはできるが、回転軸と直交する方向に偏向されたレーザ光が複数個の所定形状のファンレーザー光になるように、レーザ光を分割して整形するのが容易でない等の問題がある。
【０００７】
そこで、本件出願人は、上記の問題を解決することを目的とした発明に係わる特許出願を行った（「発明の名称：回転レーザ装置」（特願２００４−２５７２４２号））。
【０００８】
この先行技術の発明の要旨は、回転軸と直交する方向に扇状に広がる少なくとも２つのファンビームを回転照射する投光部を備える回転レーザ装置において、前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とからなり、該回転照射部が射出方向を異にするようにファンビーム数に応じて回転軸方向に配列された複数個のペンタプリズムと、配列されたペンタプリズムが必要とするレーザー光を分割するビームスプリッタとを有するところにある。
【０００９】
ところで、この先願のものでは、その回転照射部には一対のベアリングが上下方向に間隔を開けて設けられ、複数個のペンタプリズムはその一対のベアリング間に積層配置されているが、一対のベアリング間の上下方向の間隔を１００ｍｍとして、回転によるガタ又はブレが最大２６μｍあるとすると、１００ｍ先では、このガタ又はブレが水平方向に拡大されて、２．６ｍｍの水平方向のズレとして現れ、レーザー光の投光距離が伸びれば伸びるほど、回転ブレによる誤差が拡大される。
【００１０】
このレーザ光に基づいて位置検出を行うための回転レーザ装置では、より一層の精度の向上が要求されており、ベアリングに油圧をかける等のメカニカルな対策方法では精度の向上に限界がある。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、電気光学的手段を用いて回転ブレに基づく誤差を検出することのできる回転レーザ装置及び回転ブレ検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の回転レーザ装置は、回転軸と直交する方向にレーザ光束を回転照射する投光部を備えるものにおいて、前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とからなり、該回転照射部は前記レーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる少なくとも一つの反射透過光学部材と、該反射透過光学部材を透過したレーザ光束を直交方向に反射すると共に反射する際に反転反射する反転反射光学部材とを備え、前記反射透過光学部材と前記反転反射光学部材とが一体回転されることを特徴とする。
【００１３】
反射透過光学部材は、入射光を直交する方向に反射するペンタプリズムでも、入射光を所定の割合で反射透過するハーフミラーでも良く、反転反射光学部材は、入射光を直交する方向に反射すると共に像を反転させるペンタダハプリズムでも、入射光による像を反転して反射するダハミラーでも良い。
【００１４】
ペンタプリズムとペンタダハプリズムとの間には所定の割合で光を反射透過させるプリズムを設け、プリズムをペンタプリズムに接着して一体化するのが望ましい。
【００１５】
請求項５に記載の回転レーザ装置は、回転軸と直交する方向にレーザ光束を回転照射する投光部を備えるものにおいて、前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とからなり、該回転照射部は前記レーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる複数個の反射透過光学部材と、該反射透過光学部材を透過したレーザ光束を直交方向に反射すると共に反射する際に反転反射する反転反射光学部材とを備え、前記複数個の反射透過光学部材と前記反転反射光学部材とが回転軸方向にこの順に積層され、前記複数個の反射透過光学部材と前記反転反射光学部材とが一体回転されることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の回転ブレ検出装置は、回転軸と直交する方向にレーザ光束を回転照射する投光部がユニット化され、前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とから構成され、該回転照射部は前記レーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる反射透過光学部材と、該反射透過光学部材を透過したレーザ光束を直交方向に反射すると共に反射する際に反転反射する反転反射光学部材とを備え、前記投光部のユニットを回転体に取り付け、前記投光部から回転照射されたレーザ光束を受光する受光センサ装置を用いてその検出信号の間隔を求めることにより該回転体の回転ブレを検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の回転レーザ装置は、回転軸と直交する方向にレーザ光を回転照射する投光部を備える回転レーザ装置において、前記投光部は回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部と、該レーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回転照射する回転照射部とからなり、該回転照射部は、前記レーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる少なくとも一つの反射透過光学部材と、該反射透過光学部材を透過したレーザ光束を直交方向に反射すると共に反射する際に反転反射する反転反射光学部材とを有し、更に前記回転照射部はレーザ光の照射方向の回転位置を検出するエンコーダを備え、前記反射透過光学部材と前記反転反射光学部材とが一体回転されることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の回転レーザ装置は、照射されるレーザ光を受光検出する受光装置に向けて、エンコーダの検出する回転位置を送信する通信装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１ないし請求項５、請求項７、請求項８に記載の発明によれば、回転ブレに起因する誤差を検出して補正することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、回転ブレの大きさそのものを検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係わる回転レーザ装置及び回転ブレ検出装置の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は本発明に係わる回転レーザ装置１の概要を示す図である。この回転レーザ装置１はケーシング２と投光部３とを有する。投光部３は光源部３Ａと回転照射部３Ｂとからなっている。ケーシング２の中央部には切頭円錐形の凹部４が形成されている。光源部３Ａはレーザ光線投光器５とコリメートレンズ６とを有する（図３参照）。コリメートレンズ６はレーザ光線投光器５から出射されたレーザ光Ｐを平行光束Ｐ１に変換する。
【００２３】
その光源部３Ａはその凹部４を上下方向に貫通しており、この光源部３Ａは球面座７を介して凹部４に回動可能に支承されている。投光部３は図２に拡大して示すように固定筒８を有し、その固定筒８には回転照射部３Ｂとしての回転筒９が設けられている。固定筒８にはその周回り方向に延びる投光窓８ａ〜８ｄが上下方向に間隔を開けて設けられている。回転筒９にはその投光窓８ａ〜８ｄに対応させて投光窓９ａ’〜９ｄ’が上下方向に間隔を開けて設けられている。
【００２４】
その回転筒９はその上下方向両端部がベアリング部材１０を介して固定筒８に支承され、回転筒９はコリメートレンズ６の光軸Ｏ１を回転軸として回転可能とされている。その回転筒９の内部には第１光学部材ないし第３光学部材が三段重ねに設けられている。その回転筒９は走査用モータによって駆動されるものであり、以下、その構造を概略説明する。
【００２５】
固定筒８は図２に示すように下筒８Ａと上筒８Ｂとからなり、上筒８Ｂは下筒８Ａにネジ８Ｃにより固定され、上筒８Ｂには取付けブラケット８Ｄが固定されている。その取付けブラケット８Ｄには走査用モータ８Ｅが固定され、その走査用モータ８Ｅには出力ギヤ８Ｆが取り付けられている。
【００２６】
回転筒９にはその下部にその出力ギヤ８Ｆに螺合する従動ギヤ９Ａとエンコーダ（例えば光学式エンコーダ、スリット式エンコーダ）９ｒと留め金９ｓとがネジ９Ｂにより固定されている。固定筒８にはそのスリット式エンコーダ９ｒの回転角を検出するためのパルスを発生する検出器９ｔが設けられている。
【００２７】
固定筒８、回転筒９の上部にはカバー部材８Ｇがネジ８Ｈにより固定され、回転筒９は走査用モータ８Ｅによりその軸心を中心にして安定回転するようにされている。
【００２８】
投光部３には二組の傾斜機構が設けられ、その一方の傾斜機構がその図１に示されている。その一方の傾斜機構を符号１１で示す。この傾斜機構１１は、傾斜用モータ１２、傾斜用スクリュー部材１３、傾斜用ナット１４を有する。傾斜用モータ１２の回転は駆動ギヤ１５、傾斜用ギヤ１６を介して傾斜用スクリュー部材１３に伝達され、傾斜用ナット１４はその傾斜用スクリュー部材１３の回転により上下動される。
【００２９】
その傾斜用ナット１４は傾斜用アーム１７を介して光源部３Ａに連結されている。光源部３Ａは傾斜用ナット１４の上下動により垂直線Ｃ１に対して傾斜される。他方の傾斜機構は、傾斜機構１１による傾斜方向と直交する方向に光源部３Ａを傾斜させる。
【００３０】
投光部３には、傾斜用アーム１７の延びる方向と平行方向に延びる固定傾斜センサ１８と、この固定傾斜センサ１８と直交する方向に延びる固定傾斜センサ１９とが設けられている。
【００３１】
傾斜機構１１は固定傾斜センサ１８が水平になるように制御し、他方の傾斜機構は固定傾斜センサ１９が水平になるように制御する。これらの調整によって、光軸（回転筒９の軸心）Ｏ１が垂直線Ｃ１に一致される。なお、回転筒９の軸心を垂直線Ｃ１に一致させるには、回転レーザ装置１自体をなるべく水平にして傾斜機構１１を作動させるのが良い。
【００３２】
回転筒９には、図３に拡大して示すように、第３光学部材２２の上に重ねて第４光学部材５０が設けられている。第１光学部材２０ないし第３光学部材２２は回転筒９の軸心から遠ざかるに伴って末広がりの扇状面を呈する第１扇状レーザ光９ａないし第３扇状レーザ光９ｃを形成する。同様に、第４光学部材５０は第４扇状レーザ光５０ａを形成する。第１扇状レーザ光９ａの扇状面は回転筒９の回転面（水平面）９ｄに対して垂直な状態を呈する。第２扇状レーザ光９ｂの扇状面は第１扇状レーザ光９ａの呈する扇状面に対して斜めの状態を呈する。第３扇状レーザ光９ｃの扇状面は回転筒９の回転面（水平面）９ｄに対して垂直な状態を呈すると共に、第１扇状レーザ光９ａの呈する扇状面と所定角度を為す状態を呈する。第４扇状レーザ光５０ａは、回転筒９の回転面（水平面）９ｄに対して垂直な状態を呈すると共に、第３扇状レーザ光９ｃの呈する扇状面と所定角度を為す状態を呈する。
【００３３】
第１光学部材２０は、コリメートレンズ６の光軸Ｏ１に直交しかつ平行光が入射される入射面２０ａとこの入射面２０ａに入射した平行光の一部を反射すると共に残部を透過させる透過面２０ｂとこの透過面２０ｂにより反射された平行光をコリメートレンズ６の光軸に直交する方向に偏向して出射面２０ｃに向けて反射する反射面２０ｄとを有する第１ペンタプリズム２０ｅと、出射面２０ｃから出射された平行光Ｐ１を第１扇状レーザ光９ａに変形する第１レンズ２０ｆとから構成されている。
【００３４】
第２光学部材２１は、コリメートレンズ６の光軸Ｏ１と直交しかつ第１ペンタプリズム２０ｅの透過面２０ｂを透過した平行光Ｐ１が入射される入射面２１ａとこの入射面２１ａに入射した平行光の一部を反射すると共に残部を透過させる透過面２１ｂとこの透過面２１ｂにより反射された平行光Ｐ１をコリメートレンズ６の光軸Ｏ１に直交する方向に偏向して出射面２１ｃに向けて反射する反射面２１ｄとを有する第２ペンタプリズム２１ｅと、出射面２１ｃから出射された平行光Ｐ１を第２扇状レーザ光９ｂに変形する第２レンズ２１ｆとから構成されている。
【００３５】
第３光学部材２２は、コリメートレンズ６の光軸Ｏ１と直交しかつ第２ペンタプリズム２１ｅの透過面２１ｂを透過した平行光Ｐ１が入射される入射面２２ａとこの入射面２２ａに入射した平行光Ｐ１を反射する第１反射面２２ｂとこの第１反射面２２ｂにより反射された平行光をコリメートレンズ６の光軸Ｏ１に直交する方向に偏向して出射面２２ｃに向けて反射する第２反射面２２ｄとを有する第３ペンタプリズム２２ｅと、出射面２２ｃから出射された平行光Ｐ１を第３扇状レーザ光９ｃに変形する第３レンズ２２ｆとから構成されている。
【００３６】
第４光学部材５０は、コリメートレンズ６の光軸Ｏ１と直交しかつ第３ペンタプリズム２２ｅの透過面２２ｂを透過した平行光Ｐ１が入射される入射面５０ｂとこの入射面５０ｂに入射した平行光Ｐ１を反射する第１反射面５０ｃ、５０ｃ’とこの第１反射面５０ｃ、５０ｃ’により反射された平行光を偏向する第２反射面５０ｅ、５０ｅ’とこの第２反射面５０ｅ、５０ｅ’により反射された平行光を光軸Ｏ１に直交する方向に偏向して出射面５０ｇに向けて反射する第３反射面５０ｋとを有するペンタダハプリズム５０ｆと、出射面５０ｇから出射された平行光Ｐ１を第３扇状レーザ光５０ａに変形する第４レンズ５０ｈとから構成されている。
【００３７】
第１ペンタプリズム２０ｅ〜第３ペンタプリズム２２ｅは、入射面２０ａ〜２２ａに垂直に入射したレーザ光束を水平方向に偏向して出射させる光学特性を有する。
【００３８】
ペンタダハプリズム５０ｆは、入射面５０ｂに垂直に入射したレーザ光束を屋根型の第１反射面５０ｃ、５０ｃ’により第２反射面５０ｅ、５０ｅ’に向けて偏向させ、この第２反射面５０ｅ、５０ｅ’により反射されたレーザ光束を第３反射面５０ｋに向けて偏向させ、この第３反射面５０ｋにより出射面５０ｇに向けて反射させることにより、入射面５０ｂに垂直に入射したレーザ光束を像反転させると共に水平方向に向けて出射面５０ｇから出射させる光学特性を有する。
【００３９】
第１ペンタプリズム２０ｅと第２ペンタプリズム２１ｅとの間には、ウエッジプリズム２３が設けられて接着により一体構成とされている。ウエッジプリズム２３は第２ペンタプリズム２１ｅの間の隙間を埋めると共に透過面２０ｂにビームスプリッタを形成している。同様に、第２ペンタプリズム２１ｅと第３ペンタプリズム２２ｅとの間にはウエッジプリズム２４が設けられて一体構成とされている。また、同様に、第３ペンタプリズム２２ｅとペンタダハプリズム５０ｆとの間にはウエッジプリズム２５が設けられている。そのウエッジプリズム２５は第３ペンタプリズム２２ｅに接着固定され、所定の割合で光を反射透過させる役割を有する。これらのペンタプリズム２０ｅ、２１ｅ、２２ｅ、ペンタダハプリズム５０ｆは固定補助部材２５’と固定板２６とネジ２７とにより回転筒９内に固定される。
【００４０】
ここでは、各扇状レーザ光９ａないし９ｃ、５０ａを形成するために第１レンズ２０ｆないし第３レンズ２２ｆ、第４レンズ５０ｈとして、凸のシリンドリカルレンズが用いられている。扇状レーザー光９ａの拡がり角αと扇状レーザ光９ｃ、５０ａの拡がり角αとを等しくするため、その第１レンズ２０ｆと第３レンズ２２ｆと第４レンズ５０ｈの焦点距離とは同じとされている。もっとも、第１扇状レーザー光９ａと第３扇状レーザー光９ｃとは第１ペンタプリズム２０ｅと第３ペンタプリズム２２ｅとの高さの差に相当する分だけ、高さ方向にずれて投光されることになるが、回転筒９の軸心から遠い箇所では、第１扇状レーザ光９ａと第３扇状レーザ光９ｃとの射出高さのずれは無視でき、図４に示すように、第１扇状レーザ光９ａと第３扇状レーザ光９ｃとは第２扇状レーザ光９ｂとを間に挟んで対称になる。
【００４１】
同様に、第１扇状レーザー光９ａと第４扇状レーザー光５０ａも同様に第１ペンタプリズム２０ｅとペンタダハプリズム５０ｆとの高さの差に相当する分だけ、高さ方向にずれて投光されることになる。その第４扇状レーザ光５０ａは、図４に示すように、第３扇状レーザ光９ｃと平行になる。
【００４２】
なお、ここでは、第１レンズ２０ｆないし第３レンズ２２ｆ、第４レンズ５０ｈとして凸のシリンドリカルレンズを用いる場合について説明したが、凹のシリンドリカルレンズを用いても良い。
【００４３】
第１ペンタプリズム２０ｅと第３ペンタプリズム２２ｅとは、第１扇状レーザ光９ａの呈する扇状面と第３扇形状レーザ光９ｃの呈する扇状面とが所定角度を為すようにかつ第２扇状レーザ光９ｂの呈する扇状面を間に挟んで第２扇状レーザ光９ｂの扇状面に対して対称に第１扇状レーザ光９ａの扇状面と第３扇状レーザ光の扇状面とが存在するようにその出射面２０ｃ、２２ｃが回転筒９の回転方向にずらされて配置されると共に第２ペンタプリズム２０ｅを間に挟んで回転筒９にその軸方向から押圧積層固定される。
【００４４】
ペンタダハプリズム５０ｆは、第３ペンタプリズム２２ｅに対してその出射面５０ｇが水平方向に所定角度ずらされて配置されている。
【００４５】
第１光学部材２０〜第３光学部材２２は、レーザ光源部３Ａからのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる反射透過光学部材として機能し、第４光学部材５０は反射透過光学部材を透過したレーザ光束を反転反射する反転反射光学部材として機能するもので、図４（ａ）に模式的に示すように、受光センサ装置５２を配設すると、扇状レーザ光９ａ〜９ｃ、扇状レーザ光５０ａが受光センサ装置５２を横切ることにより、図４（ｂ）に示すように、受光センサ装置５２から時間的にずれた検出出力Ｑ１〜Ｑ４が得られる。
【００４６】
その検出出力Ｑ１〜Ｑ３の各時間差ｔ１〜ｔ３等に基づき、受光センサ装置５２の位置、高さ等が求められる（例えば、特開平２００３−２１４８５２号公報参照）。なお、検出出力Ｑ４の役割については、以下に説明する。
【００４７】
ところで、図５に矢印ＢＸで示すように、紙面と直交する方向に回転照射部９に垂直方向に機械的な回転ブレがあると、その回転ブレの影響により、レーザ光束が水平方向に振れる。
【００４８】
図６（ｂ）、（ｃ）はその回転照射部９に基づく機械的な回転ブレによって扇状レーザ光９ｃ、５０ａがブレて出力された状態を示している。また、図６（ａ）は回転ブレがないとした場合の扇状レーザ光９ｃ、５０ａの出力状態を示している。その図６において、（ａ）は回転ブレがないとしたときの、検出出力Ｑ３、Ｑ４の時間間隔を示している。
【００４９】
図６（ａ）に示す検出出力Ｑ３、Ｑ４を基準にして、図６（ｂ）に示すように、扇状レーザ光９ｃ、５０ａの水平方向の間隔が広がる方向に回転照射部９がブレたときには、受光センサ装置５２上で受光される受光出力Ｑ３と受光出力Ｑ４との時間間隔ｔが増加し、図６（ａ）に示す基準の受光出力Ｑ３、Ｑ４に対して双方ともΔｔ／２づつ増加する。これに対して、図６（ｃ）に示すように、扇状レーザ光９ｃ、５０ａの水平方向の間隔が小さくなる方向に回転照射部９がブレたときには、受光センサ装置５２上で受光される受光出力Ｑ３と受光出力Ｑ４の時間間隔ｔは減少し、図６（ａ）に示す基準の受光出力Ｑ３、Ｑ４に対して双方ともΔｔ／２づつ減少する。
【００５０】
これは、ペンタダハプリズム５０ｆが像を反転させる光学特性を有し、回転ブレによって、互いに扇状レーザ光束５０ａ、９ｃを互いに水平方向にかつ反対方向に振らせることになるからである。
【００５１】
従って、回転照射部３Ｂの回転数毎に、ブレのない状態で回転させたときの時間間隔ｔをテーブル表として記憶させておき、実際に得られた検出出力との時間間隔の差を求めれば、回転ブレによる時間間隔のズレ量Δｔを求めることができ、これを用いて検出パルスＱ１〜Ｑ３の時間間隔ｔ１〜ｔ３を補正することにより、回転ブレに起因する誤差補正を行うことができることになる。
【００５２】
ここでは、回転筒９の下部のその出力ギヤ８Ｆに螺合する従動ギヤ９Ａとエンコーダ９ｒと留め金９ｓがねじ９Ｂにより固定され、固定筒８にそのエンコーダ９ｒの回転角を検出するためのパルスを発生する検出器９ｔが設けられているので、エンコーダ９ｒの検出する回転角と回転照射部９が照射するレーザ光の方向とを関連づけることができる。
【００５３】
図７は三脚５４上に設置した回転レーザ装置１と、その回転レーザ装置１からのレーザ光を受光するポール５３上に設けられた受光センサ装置５２を示している。受光センサ装置５２は、図４に示すレーザ光を受光することにより水平からの迎角βを検出する。受光センサ装置５２が２個の場合は、受光センサ装置５２の側で回転レーザ装置１から受光センサ装置５２までの水平方向距離が演算により求めることができる（特開２００３−２１４８５２号公報参照）。従って、受光センサ装置５２が２個の場合には、エンコーダ９ｒが検出した角度データを通信により受光センサ５２に向けて送信する。また、受光センサ装置５２が１個の場合には、水平方向距離データとエンコーダ９ｒが検出した角度データを通信により受光センサ５２に向けて送信する。その通信装置は回転レーザ装置１に設けられ、送信方法には、例えば、水平方向距離データと角度データとを変調してレーザ光に重畳させて出力するものを用いる。受光センサ装置５２にはその変調レーザ光を受光して水平方向距離データと角度データとを復調する復調手段を有する。
【００５４】
エンコーダ９ｒの出力とレーザ光の照射方向の回転位置とを関連づけ、図４（ｂ）に示すレーザ光の検出出力Ｑ１と検出出力Ｑ３との中間を基準にして、検出出力Ｑ３と検出出力Ｑ４との間隔のズレ（時間ｔに相当）を距離と角度とに関連づけることにより回転照射部３Ｂの傾きの補正が可能となる。
【００５５】
これにより、受光センサ装置５２での精度の高い位置検出が可能となる。受光センサ装置５２は、最初に基準位置で位置を測定すると、次の測定点は、相対的に位置が求められる。なお、その図７において、符号Ａは地面からレーザ光の照射中心までの高さ、符号Ｂはそのレーザ光の照射中心からセンサ受光装置５２の受光中心までの高さである。
【００５６】
以上、実施例では、回転レーザ装置について説明したが、回転軸方向にレーザ光を発するレーザ光源部とこのレーザ光源部からのレーザ光を回転軸と直交する方向に回動照射する回転照射部とによって回転軸と直交する方向にレーザ光束を回転照射する投光部をユニット化し、この回転照射部にレーザ光源部からのレーザ光束を直交する方向に反射すると共に透過させる反射透過光学部材とこの反射透過光学部材を透過したレーザ光束を反転反射する反転反射光学部材とを設け、このユニット化された投光部を、検査対象としての例えば回転体に取り付け、受光センサ装置を用いて検出信号の間隔を求めれば、回転体の回転ブレを検出することができ、本発明を回転ブレ検出装置として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係わる回転レーザ装置の全体構成を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す投光部の要部拡大図である。
【図３】図２に示す回転照射部の光学部材の配置関係の一例を示す分解斜視図である。
【図４】図３に示す扇状レーザー光の位置関係を示す図であって、（ａ）はセンサ装置と扇状レーザ光との関係を示し、（ｂ）は（ａ）に示す受光センサ装置によって検出された検出出力を示す図である。
【図５】図１に示す回転照射部の回転ブレを説明するための図である。
【図６】図５に示す回転ブレが生じたときの検出出力の変動を説明するための説明図であって、（ａ）は回転ブレがないとしたときの検出出力を示し、（ｂ）は回転ブレにより検出出力の時間間隔が増大したときの検出出力を示し、（ｃ）は回転ブレにより検出出力の時間間隔が減少したときの検出出力を示す。
【図７】本発明に係わる回転レーザ装置の使用方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…回転レーザ装置
３…投光部
３Ａ…レーザ光源部
３Ｂ…回転照射部
８…固定筒
９…回転筒
３Ｂ…回転照射部
９ａ〜９ｃ…第１扇状レーザ光〜第３扇状レーザ光
２０ｅ…第１ペンタプリズム
２１ｅ…第２ペンタプリズム
２２ｅ…第３ペンタプリズム（反射透過光学部材）
５０ｆ…ペンタダハプリズム（反転反射光学部材）
【図１】
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【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】
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【図７】
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