(57)【要約】【課題】レーザ光源をレーザ光線照準装置の本体側に設けて共用可能とし、而もレーザ光線照射部を交換可能とし、交換した場合レーザ光線の鉛直、水平の精度の維持が可能であるレーザ光線照準装置を提供する。【解決手段】本体部２と、該本体部の傾きを調整する整準部１と、前記本体部に設けられるレーザ光線照射部３とを具備し、前記本体部には、前記本体部の傾きと該本体部に対する前記レーザ光線照射部の傾きを検出する傾斜検出装置４８と、前記レーザ光線照射部を介して照射するレーザ光線を発する光源部７０と、前記本体部に対するレーザ光線照射部の傾きに応じて前記光源部から前記レーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを補償する光軸補償部８０とを備えた。【選択図】        図１
2005003612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、該本体部の傾きを調整する整準部と、前記本体部に交換可能に設けられるレーザ光線照射部とを具備し、前記本体部には、前記本体部の傾きと該本体部に対する前記レーザ光線照射部の傾きを検出する傾斜検出装置と、前記レーザ光線照射部を介して照射するレーザ光線を発する光源部と、前記本体部に対するレーザ光線照射部の傾きに応じて前記光源部から前記レーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを補償する光軸補償部とを備えたことを特徴とするレーザ光線照準装置。
【請求項２】
前記傾斜検出装置は、自由液面の反射光を検出することにより前記本体部の傾きを検出する第１傾斜検出部と、前記レーザ光線照射部に設けられた固定反射面からの反射光により前記本体部に対する傾きを検出する第２傾斜検出部とを有し、前記第２傾斜検出部の検出に基づき前記整準部が前記本体部を傾け前記レーザ光線照射部の傾きを補正し、補正量に応じて前記光軸補償部が前記光源部からレーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを補償する請求項１のレーザ光線照準装置。
【請求項３】
前記傾斜検出装置は、自由液面の反射光を捕らえることにより前記本体部の傾きを検出する第１傾斜検出部と、前記レーザ光線照射部からの反射光で前記本体部に対する傾きを捕らえる第２傾斜検出部と、前記レーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを検出する第３傾斜検出部とを有し、前記第３傾斜検出部の検出に基づき前記光軸補償部が前記光源部から前記レーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを補償する請求項１のレーザ光線照準装置。
【請求項４】
前記傾斜検出装置は、前記自由液面に向かって第１検出光線を射出する第１検出用光源と、前記固定反射面に向かって第２検出光線を射出する第２検出用光源と、前記固定反射面に光軸補償部を透して第３検出光線を射出する第３検出用光源と、前記自由液面で反射された第１検出光線、前記固定反射面で反射された第２検出光線、前記固定反射面で反射された第３検出光線を同一受光面で受光し、受光位置を検出する受光検出手段を有する請求項２のレーザ光線照準装置。
【請求項５】
前記傾斜検出装置は、検出光線を射出する検出用光源と、自由液面に向け検出光線を分割し、自由液面からの反射光を受光検出手段に向ける第１の光学手段と、前記検出光線を固定反射面に向け分割し、固定反射面からの反射光を前記受光手段に向ける第２の光学手段と、前記検出光線を分割し、光軸補償部を透して前記固定反射面に向け、該固定反射面からの反射光を前記受光検出手段に向ける第３の光学手段を有する請求項２のレーザ光線照準装置。
【請求項６】
前記光軸補償部は回転可能な楔プリズムを有する請求項１のレーザ光線照準装置。
【請求項７】
本体に設けられる自由液面と、前記本体部に交換可能に設けられ固定反射面を有するレーザ光線照射部と、該レーザ光線照射部に向かう光軸中に設けられた光軸補償部とを有するレーザ光線照準装置に於いて、前記自由液面からの反射光で本体を整準する工程と、前記固定反射面からの反射光と前記自由液面からの反射光との角度偏差を基に前記レーザ光線照射部の整準を行う工程と、前記レーザ光線照射部の整準を基に前記レーザ光線照射部に向かう光軸を補償する工程を具備することを特徴とする光軸補償方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光線を射出し、レーザ照射基準面を形成し、或は基準点を投光するレーザ光線照準装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザ光線照準装置としては、鉛直を補償されたレーザ光線を回転するペンタプリズムを介して照射し、水平レーザ照射基準面を形成するもの、又はレーザ光線照準装置を９０°倒して同様に回転するペンタプリズムを介してレーザ光線を照射し、鉛直レーザ照射基準面を形成するものがある。
【０００３】
又、レーザ光線を一方向、若しくは複数方向に照射し、一点若しくは複数点の基準点を形成するレーザ光線照準装置がある。
【０００４】
上記レーザ照射基準面を形成するレーザ光線照準装置、基準点を形成するレーザ光線照準装置はそれぞれ個別のレーザ光線照準装置の場合もあるが、光学系の一部を交換可能にし、或は光源を含む光学系全体をユニットで交換可能にする等し、光学系を用途に応じて使い分けることが可能な構成とし、一台のレーザ光線照準装置に於いてレーザ照射基準面の形成と基準点の形成とを可能にしているレーザ光線照準装置がある。
【０００５】
レーザ光線照準装置に於いて、正確な基準面、基準点を形成する為にはレーザ光線の照射方向を鉛直、或は水平に正確に補償する必要がある。
【０００６】
従って、光学系を交換できる構成のレーザ光線照準装置に於いて、使用態様に応じて、例えば回転プリズムを着脱し、或は光学系全体を使用用途毎に交換したりするが、回転プリズム、光学系全体の交換後、光学系とレーザ光線照準装置本体との位置決めをする必要がある。
【０００７】
この為、本出願人は特許文献１に示される様に、自由液面を用いて光学系の光軸と傾斜センサの基準角との関係を検出し、この検出結果を基にレーザ光線照準装置自体の整準を行い、照射されるレーザ光線の鉛直、水平の精度を維持するレーザ光線照準装置を提案している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２８６４５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記したレーザ光線照準装置に於いて、基準面を形成し、或は基準点を投光する可視のレーザ光線の光源としては、半導体レーザが使用され、該半導体レーザは光学系と共に交換可能なレーザ光線照射部に設けられている。半導体レーザは小型且つ安価であり、又光源をレーザ光線照射部に設けることで、光源の光軸と照射光学系との光軸合せが不要となり、利便性に優れている等の利点を有する。
【００１０】
然し乍ら、レーザ光線の出力は安全上等の理由から出力が制限され、又赤色レーザ光線より、緑色レーザ光線の方が視認性に優れる等の理由から、レーザ光源として例えば緑色レーザ光線を発する半導体励起レーザ光源、その他小型化が難しい高価な光源を使用する場合がある。斯かる場合は、構造上、レーザ光線照射部に組込むことが困難であり、或はレーザ光源をレーザ光線照準装置本体部に設けて共用した方がコスト上好ましい。
【００１１】
本発明は斯かる実情に鑑み、レーザ光源をレーザ光線照準装置の本体側に設けて共用可能とし、而もレーザ光線照射部を交換可能とし、交換した場合レーザ光線の鉛直、水平の精度の維持が可能であるレーザ光線照準装置に係るものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本体部と、該本体部の傾きを調整する整準部と、前記本体部に交換可能に設けられるレーザ光線照射部とを具備し、前記本体部には、前記本体部の傾きと該本体部に対する前記レーザ光線照射部の傾きを検出する傾斜検出装置と、前記レーザ光線照射部を介して照射するレーザ光線を発する光源部と、前記本体部に対するレーザ光線照射部の傾きに応じて前記光源部から前記レーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを補償する光軸補償部とを備えたレーザ光線照準装置に係り、又前記傾斜検出装置は、自由液面の反射光を検出することにより前記本体部の傾きを検出する第１傾斜検出部と、前記レーザ光線照射部に設けられた固定反射面からの反射光により前記本体部に対する傾きを検出する第２傾斜検出部とを有し、前記第２傾斜検出部の検出に基づき前記整準部が前記本体部を傾け前記レーザ光線照射部の傾きを補正し、補正量に応じて前記光軸補償部が前記光源部からレーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを補償するレーザ光線照準装置に係るものであり、又前記傾斜検出装置は、自由液面の反射光を捕らえることにより前記本体部の傾きを検出する第１傾斜検出部と、前記レーザ光線照射部からの反射光で前記本体部に対する傾きを捕らえる第２傾斜検出部と、前記レーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを検出する第３傾斜検出部とを有し、前記第３傾斜検出部の検出に基づき前記光軸補償部が前記光源部から前記レーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを補償するレーザ光線照準装置に係るものであり、又前記傾斜検出装置は、前記自由液面に向かって第１検出光線を射出する第１検出用光源と、前記固定反射面に向かって第２検出光線を射出する第２検出用光源と、前記固定反射面に光軸補償部を透して第３検出光線を射出する第３検出用光源と、前記自由液面で反射された第１検出光線、前記固定反射面で反射された第２検出光線、前記固定反射面で反射された第３検出光線を同一受光面で受光し、受光位置を検出する受光検出手段を有するレーザ光線照準装置に係るものであり、又前記傾斜検出装置は、検出光線を射出する検出用光源と、自由液面に向け検出光線を分割し、自由液面からの反射光を受光検出手段に向ける第１の光学手段と、前記検出光線を固定反射面に向け分割し、固定反射面からの反射光を前記受光手段に向ける第２の光学手段と、前記検出光線を分割し、光軸補償部を透して前記固定反射面に向け、該固定反射面からの反射光を前記受光検出手段に向ける第３の光学手段を有するレーザ光線照準装置に係るものであり、更に又前記光軸補償部は回転可能な楔プリズムを有するレーザ光線照準装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、本体に設けられる自由液面と、前記本体部に交換可能に設けられ固定反射面を有するレーザ光線照射部と、該レーザ光線照射部に向かう光軸中に設けられた光軸補償部とを有するレーザ光線照準装置に於いて、前記自由液面からの反射光で本体を整準する工程と、前記固定反射面からの反射光と前記自由液面からの反射光との角度偏差を基に前記レーザ光線照射部の整準を行う工程と、前記レーザ光線照射部の整準を基に前記レーザ光線照射部に向かう光軸を補償する工程を具備する光軸補償方法に係るものである。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態の概略構成を示しており、図中、１は整準部、２は本体部、３はレーザ光線照射部３である。
【００１６】
前記整準部１について説明する。
【００１７】
固定基板５は４本の脚柱６により支持されている。前記固定基板５の下面側に第１傾動モータ７が設けられ、該第１傾動モータ７の出力軸は上方に突出し、突出端部には第１駆動ギア８が嵌着されている。又前記固定基板５には第１従動ギア９が回転自在に設けられ、該第１従動ギア９は前記第１駆動ギア８に第１減速アイドルギア１０を介して噛合している。前記第１従動ギア９の回転軸はナット部が形成され第１傾動ロッド１１が螺合貫通し、該第１傾動ロッド１１の上端が突出すると共に該第１傾動ロッド１１の上端は球面に形成されている。該第１傾動ロッド１１にはＬ字状の回止め金具１２が固着され、該回止め金具１２は前記本体部２の筐体３０の底部を摺動自在に貫通しており、上下変位は可能であるが回転は規制されている。
【００１８】
前記固定基板５の下面側に第２傾動モータ１３が設けられ、該第２傾動モータ１３の出力軸は上方に突出し、突出端部には第２駆動ギア１４が嵌着されている。又前記固定基板５には第２従動ギア１５が回転自在に設けられ、該第２従動ギア１５は前記第２駆動ギア１４に第２減速アイドルギア１６を介して噛合している。該第２減速アイドルギア１６の中心にはナット部が形成され第２傾動ロッド１７が螺合貫通し、上端が突出すると共に該第２傾動ロッド１７の上端は球面に形成されている。該第２傾動ロッド１７にはＬ字状の回止め金具１８が固着され、該回止め金具１８は前記本体部２の筐体３０の底部を摺動自在に貫通しており、上下変位は可能であるが回転は規制されている。
【００１９】
前記第１傾動ロッド１１と第２傾動ロッド１７とが等距離に位置する様に支柱１９が前記固定基板５に立設され、前記支柱１９と前記第１傾動ロッド１１、第２傾動ロッド１７との位置関係は直交座標の交点に前記支柱１９が位置し、前記第１傾動ロッド１１と第２傾動ロッド１７はそれぞれ座標軸上に位置する関係となっている。
【００２０】
前記筐体３０の底部には筒状凹部３１が形成され、該筒状凹部３１の上端には球面座３２が設けられている。前記支柱１９の上端は球状となっており、該支柱１９は前記筒状凹部３１に挿入され、上端が前記球面座３２に回転可能に当接している。
【００２１】
而して、前記第１傾動ロッド１１、第２傾動ロッド１７、支柱１９の３点で前記筐体３０が支持され、該筐体３０は前記支柱１９を中心に２方向に傾動可能となっている。
【００２２】
前記筐体３０の下面にはＶブロック２１が取付けられ、前記第１傾動ロッド１１の上端は前記Ｖブロック２１のＶ溝２２に当接しており、該Ｖ溝２２の中心は前記第１傾動ロッド１１の軸心、前記支柱１９の軸心を含む平面内に含まれる。
【００２３】
又、前記筐体３０の下面には滑り座２３が設けられ、前記第２傾動ロッド１７の上端は前記滑り座２３に摺動自在に当接している。
【００２４】
前記固定基板５、筐体３０間にはスプリング２４が張設され、前記筐体３０の下面を下方、即ち前記Ｖブロック２１を前記第１傾動ロッド１１の上端に押圧すると共に前記滑り座２３を前記第２傾動ロッド１７の上端に押圧している。
【００２５】
而して、前記第１傾動モータ７を駆動することで、前記第１傾動ロッド１１が上下方向に変位し、前記筐体３０は前記支柱１９を中心に傾動する。又、前記第２傾動モータ１３を駆動することで、前記第２傾動ロッド１７が上下方向に変位し、前記筐体３０が前記支柱１９を中心に傾動する。前記第１傾動ロッド１１の先端は前記Ｖ溝２２に係合しているので、前記筐体３０の水平方向の回転は規制され、前記第１傾動モータ７、前記第２傾動モータ１３の駆動で正確に２方向での傾動が行われる。
【００２６】
前記レーザ光線照射部３について説明する。
【００２７】
該レーザ光線照射部３は前記本体部２にインロー方式で着脱可能であり、前記レーザ光線照射部３は前記本体部２に取付けると、前記レーザ光線照射部３と本体部２との位置決めが略なされる様になっている。
【００２８】
前記レーザ光線照射部３はケーシング３４と該ケーシング３４に収納される投光部３６、回動部３７を具備している。尚、前記ケーシング３４の上部には全周に投光窓３５が設けられている。
【００２９】
前記ケーシング３４には底部を貫通し、固定支持軸３８が設けられている。該固定支持軸３８は中空であり、該固定支持軸３８の下端部は下方に突出し、前記筐体３０との嵌合部となっている。又、前記固定支持軸３８の底面は前記本体部２内部に露出しており、底面には後述する固定反射部材６４が前記固定支持軸３８の軸心と直交する様に設けられている。前記固定反射部材６４は中心部分が透明で中心部を除く周辺部が反射鏡となっている。
【００３０】
前記固定支持軸３８の上端にはインロー方式で中空の回転中心軸３９が設けられ、該回転中心軸３９に中空のプリズムホルダ４０が回転自在に設けられている。
【００３１】
前記回転中心軸３９には水平方向に延出するモータブラケット４１が取付けられ、該モータブラケット４１に走査モータ４２が取付けられ、該走査モータ４２の出力軸に走査駆動ギア４３が設けられている。前記プリズムホルダ４０には走査従動ギアモータ４４が設けられ、該走査従動ギアモータ４４と前記走査駆動ギア４３とが噛合している。
【００３２】
前記投光部３６の上端部にコンデンサレンズ４５が設けられ、該コンデンサレンズ４５の光軸上に配置されたペンタプリズム４６が前記プリズムホルダ４０に設けられている。前記コンデンサレンズ４５、前記ペンタプリズム４６等は投光部光学系を構成する。
【００３３】
前記本体部２について説明する。
【００３４】
前記本体部２は少なくとも投光光源部４７、傾斜検出装置４８、制御部４９、表示部５０を具備している。
【００３５】
前記傾斜検出装置４８及び照射用レーザ光線の投光光学系について説明する。
【００３６】
水平方向に第１レーザ光線を発する第１検出用光源５２、例えばＬＤが設けられ、該第１検出用光源５２の投光光軸上に第１コンデンサレンズ５３、第１ハーフミラー５４が配設され、該第１ハーフミラー５４の反射光軸上に液体部材５７が配設され、該液体部材５７は自由液面５８を形成する様に容器５６に封入されている。前記液体部材５７の材質としては適度な粘性を有する液体、例えばシリコンオイルが使用される。前記第１検出用光源５２と液体部材５７の自由液面５８とは共役な位置に配置することも可能である。
【００３７】
前記第１検出用光源５２、第１コンデンサレンズ５３、第１ハーフミラー５４等は自由液面投光系５１を構成する。
【００３８】
前記第１ハーフミラー５４で反射されたレーザ光線は前記液体部材５７の自由液面５８で反射され、前記第１ハーフミラー５４を透過する。該第１ハーフミラー５４の透過光軸上に第２ハーフミラー５５、受光検出手段５９が配設される。該受光検出手段５９は、受光面が所要の面積を有し、受光面上の受光位置を検出可能な受光素子、例えばＣＣＤを具備したものが用いられる。前記受光検出手段５９の基準位置に前記第１検出用光源５２の像が結像される場合に、前記本体部２は水平に整備された状態である。
【００３９】
第２レーザ光線を発する第２検出用光源６１が前記第１検出用光源５２と平行な光軸を有する様に配設され、前記第２検出用光源６１の投光光軸上に第２コンデンサレンズ６２、第３ハーフミラー６３が配設されている。該第３ハーフミラー６３に対向して前記固定反射部材６４が設けられ、該固定反射部材６４の反射面は、前記第３ハーフミラー６３の反射光軸に対して直交している。前記固定反射部材６４で反射したレーザ光線が前記第３ハーフミラー６３を透過した光軸上に第４ハーフミラー６５が配設されている。
【００４０】
前記固定反射部材６４と直交する光軸を有し、第３レーザ光線を発する第３検出用光源６７が設けられ、該第３検出用光源６７の光軸上に第３コンデンサレンズ６８、第５ハーフミラー６９が配設されている。前記自由液面５８と前記固定反射部材６４とが完全に平行となり、前記第２ハーフミラー５５、前記第４ハーフミラー６５、第５ハーフミラー６９の反射光が、前記受光検出手段５９の基準位置に結像する場合に、前記本体部２、前記レーザ光線照射部３は共に水平に整準された状態である。
【００４１】
上記した様に、前記第１検出用光源５２、前記自由液面５８、前記第２ハーフミラー５５、前記受光検出手段５９等は前記本体部２の傾きを検出する第１傾斜検出部を構成し、前記第２光源６１、前記固定反射部材６４、前記第３ハーフミラー６３、前記第４ハーフミラー６５、前記受光検出手段５９等は前記本体部２と前記レーザ光線照射部３間の傾斜を検出する第２傾斜検出部を構成し、前記第３検出用光源６７、前記固定反射部材６４、前記第５ハーフミラー６９、前記受光検出手段５９等は前記レーザ光線照射部３に向うレーザ光線の傾きを検出する第３傾斜検出部を構成する。
【００４２】
尚、上記した第１ハーフミラー５４、第２ハーフミラー５５、第３ハーフミラー６３、第４ハーフミラー６５、第５ハーフミラー６９はビームスプリッタ等他の光束分割光学部材を用いてもよい。又、第１検出用光源５２、第２検出用光源６１、第３検出用光源６７は、レーザではなく発光ダイオードを用いてもよい。
【００４３】
前記筐体３０内部に可視光の照射用レーザ光線を発するレーザ光源７０が設けられ、該レーザ光源７０の投光光軸上にコンデンサレンズ７１、光路偏向用のミラー７２，７３が設けられ、該ミラー７２，７３により前記レーザ光源７０のレーザ光線の光軸は、前記固定支持軸３８の軸心、即ち前記回動部３７の回転中心に合致される。尚、前記レーザ光源７０の投光光軸、及び前記第３検出用光源６７の投光光軸は完全に平行となる様に調整される。
【００４４】
前記第３検出用光源６７の投光光軸、前記レーザ光源７０の投光光軸に掛渡って、光軸補償部８０が設けられる。
【００４５】
該光軸補償部８０は、一対の楔プリズム７４，７６を有し、該楔プリズム７４，７６はそれぞれ回転自在となっている。該楔プリズム７４，７６にはそれぞれギア７５，７７が固着され、該ギア７５は光路調整第１モータ７８によりピニオンギア７９を介して回転され、前記ギア７７は光路調整第２モータ８１によりピニオンギア８２を介して回転される。一対の楔プリズムの回転位置の組合わせにより光軸の向きが鉛直方向に補償される。
【００４６】
前記傾斜検出装置４８に於いて、前記自由液面５８で反射され、前記受光検出手段５９で受光された第１レーザ光線と、前記固定反射部材６４で反射され、前記受光検出手段５９で受光された第２レーザ光線の受光位置が基準位置で同一である場合は、前記固定反射部材６４が水平、即ち前記回動部３７の回転中心が鉛直である。又、前記受光検出手段５９での前記第１レーザ光線に対して前記第２レーザ光線の受光位置がずれている場合は、ずれ方向とずれ量を検出することで傾斜方向、傾斜量を演算することができる。
【００４７】
次に、図３により前記制御部４９について説明する。
【００４８】
該制御部４９は、メモリ、ＣＰＵで代表される演算装置等で構成される演算処理部１０５、前記受光検出手段５９が受光しているレーザ光線の受光面での位置を演算検出する受光位置検出回路１０６を具備している。
【００４９】
該演算処理部１０５には前記受光位置検出回路１０６の検出結果が入力され、前記演算処理部１０５は前記整準部１、前記光軸補償部８０を駆動制御する。又、該演算処理部１０５は前記第１検出用光源５２、前記第２検出用光源６１、前記第３検出用光源６７を順次時分割して駆動点灯し、第１レーザ光線、第２レーザ光線、第３レーザ光線をそれぞれ射出させる。
【００５０】
前記受光検出手段５９の受光信号は、前記受光位置検出回路１０６に入力され、該受光位置検出回路１０６は受光面内での受光位置を演算して前記演算処理部１０５に入力する。
【００５１】
前記演算処理部１０５は、受光位置の検出結果を基に前記整準部１を駆動し、前記本体部２、或は前記レーザ光線照射部３の整準が行われ、或は前記光軸補償部８０による光軸補償が行われ、前記レーザ光源７０から射出されるレーザ光線の光軸の鉛直、即ち前記レーザ光線照射部３から照射されるレーザ光線の水平が補償される。
【００５２】
前記表示部５０には整準作動の経過、光軸補償の経過等が表示される。
【００５３】
以下、図５を参照してレーザ光線照準装置の作動について説明する。
【００５４】
レーザ光線照準装置が所定位置に設置されると、前記第１傾斜検出部が前記本体部２の傾きを検出し、検出結果は前記演算処理部１０５に入力される。該演算処理部１０５は前記第１傾斜検出部が検出した傾きに基づき前記整準部１を作動させる。即ち、前記第１傾動モータ７、前記第２傾動モータ１３を駆動し、前記第１傾動ロッド１１又は前記第２傾動ロッド１７を上下させる。前記第１傾動ロッド１１、第２傾動ロッド１７の上下動で前記筐体３０が傾動し、前記本体部２が水平に整準される。
【００５５】
前記本体部２が水平に整準された状態では前記自由液面５８に入射する前記第１検出用光源５２からの前記第１レーザ光線は鉛直となっており、前記自由液面５８で反射された前記第１レーザ光線は前記受光検出手段５９の受光面の基準点に入射する。
【００５６】
次に、前記第１検出用光源５２を消灯し、前記第２検出用光源６１を点灯し、第２レーザ光線を射出する。前記第２検出用光源６１から射出された前記第２レーザ光線は、前記第２コンデンサレンズ６２で平行光束とされ、前記第３ハーフミラー６３で反射され、前記固定反射部材６４に入射する。該固定反射部材６４で反射された前記第２レーザ光線は前記第３ハーフミラー６３を透過し、前記第４ハーフミラー６５で反射して前記受光検出手段５９で受光される。
【００５７】
前記固定反射部材６４が前記自由液面５８と平行の場合は、前記第１レーザ光線と前記第２レーザ光線の受光位置が基準点で合致する。
【００５８】
前記レーザ光線照射部３が前記本体部２に対して傾斜している場合は、前記第２レーザ光線の受光位置は基準点からずれる。前記受光位置検出回路１０６により、前記受光検出手段５９での前記第１レーザ光線の受光位置と前記第２レーザ光線の受光位置の偏差が演算され、傾き量と傾き方向が検出される。検出結果は前記演算処理部１０５に入力され、前記検出結果を基に前記偏差が０になる様に、前記整準部１が作動される。前記本体部２が傾き、前記偏差が０になった状態では前記固定反射部材６４が水平となっている。
【００５９】
この状態で前記第１レーザ光線と前記第２レーザ光線の受光位置が合致する。
【００６０】
前記第２検出用光源６１が消灯され、前記第３検出用光源６７が点灯される。該第３検出用光源６７からの第３レーザ光線は前記光軸補償部８０を通過し、前記固定反射部材６４で反射されて前記受光検出手段５９に入射する。前記第３レーザ光線の受光位置が検出され、前記受光位置検出回路１０６に於いて前記第１レーザ光線と前記第２レーザ光線の合致位置と前記第３レーザ光線の受光位置との偏差が演算される。該偏差が０の場合は、前記第３レーザ光線の前記固定反射部材６４への入射角が垂直、即ち鉛直であり、前記偏差が存在する場合は前記第３検出用光源６７のレーザ光線照射部３の投光光軸が傾いていることになる。尚、光軸補償部８０は、固定反射部材６４が水平で第３レーザ光線が基準点に結像するときを基準としている。
【００６１】
前記第１レーザ光線と前記第２レーザ光線の合致位置と前記第３レーザ光線との受光位置の偏差から前記第３レーザ光線の傾きが演算され、前記演算処理部１０５は演算結果に基づき前記偏差が０になる様に、前記光軸補償部８０を作動させる。即ち、前記光路調整第１モータ７８、前記光路調整第２モータ８１が駆動され、前記ピニオンギア７９，８２、ギア７５，７７を介して前記楔プリズム７４及び前記楔プリズム７６が偏差が０になる方向に回転される。前記楔プリズム７４，７６の回転は、個々に行ってもよく、同時に行ってもよい。
【００６２】
前記基準点と前記第３レーザ光線との受光位置の偏差が０になった状態では、前記第３レーザ光線の光軸は補償され鉛直となっている。又、前記レーザ光源７０からの照射用レーザ光線の光軸と前記第３検出用光源６７からの第３レーザ光線の光軸とは光学的に平行となる様に構成されているので、照射用レーザ光線の光軸も鉛直となっている。
【００６３】
前記レーザ光源７０を駆動して照射用レーザ光線を射出する。照射用レーザ光線は、光路偏向用の前記ミラー７２，７３、前記光軸補償部８０、前記コンデンサレンズ４５を経て前記ペンタプリズム４６に入射し、該ペンタプリズム４６で水平方向に偏向されて照射される。
【００６４】
而して、該ペンタプリズム４６に入射する照射用レーザ光線の光軸は鉛直となっているので、前記ペンタプリズム４６で偏向された照射用レーザ光線は水平となっており、前記走査モータ４２が駆動され、前記走査駆動ギア４３、前記走査従動ギアモータ４４を介して前記ペンタプリズム４６が回転されることで水平基準面が形成される。
【００６５】
又、照射用レーザ光線に緑色レーザ光線が用いられることで、レーザ光線の出力を増大させることなく、視認性が向上する。
【００６６】
図６に於いて、第２の実施の形態について説明する。
【００６７】
第２の実施の形態では、所定方向に扇状のレーザ光線を照射し、部分的に基準面、基準線を形成するものである。
【００６８】
第２の実施の形態に於いて、第１の実施の形態と同等のものには同符号を付してあり、又レーザ光線照射部３′を除き本体部２、整準部１は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６９】
固定支持軸８５は筐体３０に嵌合し、着脱可能であり、中心部は中空となっている。前記固定支持軸８５の下端に固定反射部材６４が設けられる。該固定反射部材６４は中心部が透明であり、周辺部が反射鏡となっている。
【００７０】
前記固定支持軸８５の中心軸に沿ってコンデンサレンズ８６、円柱レンズ８７が設けられている。前記コンデンサレンズ８６の光軸は前記固定支持軸８５の中心軸と合致し、前記円柱レンズ８７の中心軸は前記固定支持軸８５の中心軸に合致している。
【００７１】
前記固定支持軸８５の上端に軸受８８を介してプリズムホルダ８９が回転可能に設けられ、該プリズムホルダ８９にはコーナプリズム９１が保持されている。前記プリズムホルダ８９の下面にプリズムホルダ９２が固着され、該プリズムホルダ９２にはペンタプリズム９３が保持されている。又、前記固定支持軸８５、前記プリズムホルダ８９、前記プリズムホルダ９２にはレーザ光線の通過光路として光路孔９４が穿設されている。
【００７２】
前記コーナプリズム９１は入射光を平行に反射し、前記ペンタプリズム９３は入射光を直角に偏向するので、前記レーザ光源７０から射出された照射用レーザ光線が、前記円柱レンズ８７の軸心を通過して前記コーナプリズム９１に入射すると、前記コーナプリズム９１、前記ペンタプリズム９３で偏向された照射用レーザ光線は前記円柱レンズ８７の軸心と直交する様に該円柱レンズ８７に入射する。
【００７３】
該円柱レンズ８７に入射した照射用レーザ光線は、前記円柱レンズ８７を透過することで、水平方向に拡散された扇状レーザ光線として照射される。而して、部分的な水平基準面が形成され、或は照射用レーザ光線が壁面を照射することで、部分的な基準線が形成される。基準面が形成される方向を変える場合は、前記レーザ光線照射部３′を回転させ、レーザ光線の照射方向を移動する。前記レーザ光線照射部３′の回転は手動で行ってもよく、或はモータを設けて自動で行ってもよい。
【００７４】
第１の実施の形態と第２の実施の形態とで、前記レーザ光線照射部３、前記レーザ光線照射部３′と前記筐体３０との嵌合部とを共通とすれば、使用態様に応じて前記レーザ光線照射部３と前記レーザ光線照射部３′との交換が可能である。又、前記レーザ光源７０を前記レーザ光線照射部３、レーザ光線照射部３′に設けないので、前記レーザ光線照射部３、レーザ光線照射部３′の小型化が可能である。又、高価なレーザ光源７０を用いた場合、レーザ光線照準装置の価格の低減が可能となる。
【００７５】
図７に於いて、第３の実施の形態について説明する。
【００７６】
第３の実施の形態に於いて、第１の実施の形態と同等のものには同符号を付してあり、又傾斜検出装置４８を除き整準部１、レーザ光線照射部３は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００７７】
第３の実施の形態では、１つの検出用光源を用いて傾斜検出装置４８を構成したものである。
【００７８】
固定支持軸３８の下端に固定反射部材６４が設けられ、該固定反射部材６４はレーザ光源７０からの照射用レーザ光線を透過し、第１検出用光源５２からの第１レーザ光線を反射する反射面を有している。
【００７９】
自由液面５８に対して光軸が垂直となる様に、第１検出用光源５２が配設され、該第１検出用光源５２の光軸上に第１コンデンサレンズ５３、第１ハーフミラー９７が配設され、又前記第１検出用光源５２から射出された第１レーザ光線が前記第１ハーフミラー９７によって反射され、前記第１レーザ光線の反射光軸上に第２ハーフミラー９８が配設されている。該第２ハーフミラー９８は前記第１レーザ光線を固定反射部材６４に対して垂直に入射させる様に反射する。
【００８０】
前記本体部２の内部にレーザ光源７０が収納され、該レーザ光源７０は投光光軸が前記レーザ光線照射部３の回転中心と合致する様に配設され、前記投光光軸上にコンデンサレンズ７１、光軸補償部８０が配設され、該光軸補償部８０と前記コンデンサレンズ７１との間に前記第３ハーフミラー９９が配設されている。
【００８１】
前記レーザ光源７０からのレーザ光線は前記固定反射部材６４で一部が反射され、更に前記第３ハーフミラー９９で反射されたレーザ光線は受光検出手段５９に入射する。
【００８２】
前記自由液面５８からの前記第１レーザ光線の反射光１０１ａは前記第１ハーフミラー９７で反射されて前記受光検出手段５９に入射し、前記固定反射部材６４で反射された前記第１レーザ光線の反射光１０１ｂは前記第２ハーフミラー９８で反射され、前記第１ハーフミラー９７を透過して前記受光検出手段５９に入射し、前記固定反射部材６４で反射された前記レーザ光源７０のレーザ光線の反射光１０１ｃは前記光軸補償部８０を透過し、前記第３ハーフミラー９９で反射され、前記第２ハーフミラー９８、第１ハーフミラー９７を透過して前記受光検出手段５９に入射する。
【００８３】
又、図９は前記反射光１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの前記受光検出手段５９の受光面での受光位置を示している。
【００８４】
前記本体部２、前記レーザ光線照射部３が適正に整準された状態で、前記反射光１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの受光が重ならない様に前記第１ハーフミラー９７、第２ハーフミラー９８、第３ハーフミラー９９の位置、傾斜が調整されている。又、前記本体部２、前記レーザ光線照射部３が適正に整準された状態で前記反射光１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの受光位置は基準位置として、前記制御部４９の記憶部に記憶されている。
【００８５】
上記第３の実施の形態では、前記第１検出用光源５２、前記自由液面５８、前記第１ハーフミラー９７、前記受光検出手段５９等が前記本体部２の傾きを検出する第１傾斜検出部を構成し、前記第１検出用光源５２、前記固定反射部材６４、前記第２ハーフミラー９８、前記受光検出手段５９等が前記本体部２と前記レーザ光線照射部３間の傾斜を検出する第２傾斜検出部を構成し、前記レーザ光源７０、前記第１ハーフミラー９７、前記第３ハーフミラー９９、前記固定反射部材６４、前記受光検出手段５９等は第３傾斜検出部を構成している。
【００８６】
尚、上記した第１ハーフミラー９７、第２ハーフミラー９８、第３ハーフミラー９９等はビームスプリッタ等他の光束分割光学部材を用いてもよい。
【００８７】
図３、図５を参照して、第３の実施の形態の作動について説明する。
【００８８】
レーザ光線照準装置を設置した後、前記第１検出用光源５２を点灯し、前記自由液面５８からの反射光１０１ａを前記受光検出手段５９で受光し、反射光１０１ａの受光位置と基準位置とを比較し、偏差を求める。偏差を求めることで、傾斜量、傾斜方向が検出でき、前記演算処理部１０５はこの検出結果に基づき前記整準部１を作動させ、偏差を０とする。偏差が０となった状態で、前記本体部２は水平状態である。
【００８９】
次に、前記受光検出手段５９により、前記第２ハーフミラー９８で反射した前記第１レーザ光線の前記固定反射部材６４からの反射光１０１ｂの受光位置を検出し、前記演算処理部１０５により該反射光１０１ｂの受光位置と基準位置との偏差を演算し、水平面に対する前記固定反射部材６４の傾斜量、傾斜方向を求める。
【００９０】
前記固定反射部材６４の水平面に対する傾斜量が０、即ち該固定反射部材６４が水平となる様に前記整準部１を動作させる。
【００９１】
反射光１０１ｃの受光位置と基準位置を比較し、偏差を求め、受光位置が一致する様に、前記光軸補償部８０を動作させる。
【００９２】
前記レーザ光源７０からの照射用レーザ光線は前記光軸補償部８０を透過することで、前記回動部３７の回転中心に合致し、前記ペンタプリズム４６に入射し、該ペンタプリズム４６で水平方向に偏向され、照射される。前記走査モータ４２により前記走査駆動ギア４３、前記走査従動ギアモータ４４を介して前記ペンタプリズム４６が回転されることで水平基準面が形成される。
【００９３】
該第３の実施の形態に於いても、前記レーザ光線照射部３を図６で示したレーザ光線照射部３′に交換可能であることは言う迄もない。
【００９４】
図１０に於いて、第４の実施の形態について説明する。
【００９５】
第４の実施の形態では、前記第１の実施の形態の第３検出用光源６７、固定反射部材６４、第５ハーフミラー６９、受光検出手段５９等からなる第３傾斜検出部が省略されて構成されたものである。
【００９６】
該第３傾斜検出部がない構成の場合、最初の段階での光軸調整が必要となる。
【００９７】
前記固定反射部材６４が自由液面５８と平行となり、第１レーザ光線と第２レーザ光線の受光位置が基準点で合致する様に調整され、このとき光軸補償部８０を通るレーザ光源７０からのレーザ光線は鉛直となる様に前記光軸補償部８０で補償されている。
【００９８】
本体部２にレーザ光線照射部３′が傾いて取付けられる場合、前記第１の実施の形態と同様に第１傾斜検出部により前記本体部２は整準される。次に、前記受光検出手段５９での前記第１レーザ光線の受光位置と前記第２レーザ光線の受光位置の偏差が演算され、前記偏差が０になる様に整準部１により前記固定反射部材６４が水平に調整され、前記レーザ光線照射部３′の傾きが補正される。而して前記整準部１の傾き量と傾き方向の調整量に基づき、前記光軸補償部８０の光路調整モータを駆動して、前記レーザ光源７０からのレーザ光線を鉛直となる様に補償する。
【００９９】
尚、前記整準部１の調整量と前記光軸補償部８０の補償量の対応は予め記憶されている。
【０１００】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、本体部と、該本体部の傾きを調整する整準部と、前記本体部に交換可能に設けられるレーザ光線照射部とを具備し、前記本体部には、前記本体部の傾きと該本体部に対する前記レーザ光線照射部の傾きを検出する傾斜検出装置と、前記レーザ光線照射部を介して照射するレーザ光線を発する光源部と、前記本体部に対するレーザ光線照射部の傾きに応じて前記光源部から前記レーザ光線照射部へ向かうレーザ光線の傾きを補償する光軸補償部とを備えたので、レーザ光源がレーザ光線照準装置の本体側に設けられ共用可能であり、又レーザ光線照射部を交換した場合レーザ光線の鉛直、水平の精度の維持が可能であるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】該第１の実施の形態に於ける整準部の要部を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態に於ける制御ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施の形態に於ける傾斜検出装置の骨子図である。
【図５】本発明の第１実施の形態に於ける作動を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第３実施の形態に於ける傾斜検出装置の骨子図である。
【図９】本発明の第３実施の形態に於ける受光検出手段での受光状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１          整準部
２          本体部
３          レーザ光線照射部
３７        回動部
４０        プリズムホルダ
４６        ペンタプリズム
４７        投光光源部
４８        傾斜検出装置
５１        自由液面投光系
５２        第１検出用光源
５４        第１ハーフミラー
５８        自由液面
５９        受光検出手段
６１        第２検出用光源
６３        第３ハーフミラー
６４        固定反射部材
６５        第４ハーフミラー
６７        第３検出用光源
６９        第５ハーフミラー
７０        レーザ光源
８０        光軸補償部
９７        第１ハーフミラー
９８        第２ハーフミラー
９９        第３ハーフミラー
１０５      演算処理部
１０６      受光位置検出回路
【図１】
2005003612.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005003612.tif 000005
【図４】
2005003612.tif 000006
【図５】
2005003612.tif 000007
【図６】
2005003612.tif 000008
【図７】
2005003612.tif 000009
【図８】
2005003612.tif 000010
【図９】
2005003612.tif 000011
【図１０】
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