(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直軸周りに回動する托架部と、この托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と直交する方向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と直交する方向にレーザー光を偏向するための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向するための第２の偏向手段と、前記第１の偏向手段と前記第２の偏向手段との光路上に形成された角倍率縮小手段とからなるレーザー装置。
【請求項２】
鉛直軸周りに回動する托架部と、この托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と交差する方向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と直交する方向にレーザー光を偏向するための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向するための第２の偏向手段と、前記第１の偏向手段と前記第２の偏向手段との光路上に形成された角倍率縮小手段と、前記光源からのレーザー光を前記第１の偏向手段に向けて偏向するための第３の偏向手段とからなるレーザー装置。
【請求項３】
托架部には、垂直軸周りの回動を検出するための第１の回転角検出部が設けられ、前記レーザー投光部には、水平軸周りの回動を検出するための第２の回転角検出部が設けられている請求項１〜２記載の何れか１つであるレーザー装置。
【請求項４】
傾斜設定のデータと、前記第１の回転角検出部と、前記第２の回転角検出部との角度検出に基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照射する請求項１〜３記載の何れか１つであるレーザー装置。
【請求項５】
第１の偏向手段が、ＸＺ平面内誤差θ１ を相殺する様になっており、角倍率縮小手段が、ＸＹ平面内誤差θ２ を１／ｎとする（ｎは角縮小倍率）請求項１〜４記載の何れか１つであるレーザー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、レーザー光による測定基準線や基準平面を形成することのできるレーザー測量機に係わり、特に、水平基準線及び基準平面のみならず、水平面に対して所定の角度傾斜した基準線や基準平面を形成することのできるレーザー測量機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の傾斜設定可能な回転レーザー装置には、レーザー投光部が自在に傾斜できる様にジンバル又は球面で支持される構造のものや、垂直軸及び水平軸周りに回転して傾斜設定できる様に、レーザー投光部が支持されるものがある。
【０００３】
ここで図１２に基づいて、レーザー投光部が、球面で支持される構造のものを説明する。レーザー投光部９１００は、球面で支持されており、レーザー投光部９１００に設けられた回転照射部９２００から、レーザー光が基準平面上に回転照射される様に構成されている。なお回転照射部９２００は、モータ９２５０により駆動されている。
【０００４】
レーザー投光部９１００は、直交する２方向に伸びるアーム９３００（１方向は図示せず）をモータ９３５０により駆動される上下機構で上下させることにより、１方向又は２方向に傾斜可能に構成されている。このレーザー投光部９１００は、本体に形成された２個の傾斜センサ９４１０、９４２０とにより、整準されている。そしてレーザー投光部９１００は、整準された後に所定の方向に傾斜設定される。
【０００５】
この傾斜設定は、例えば、設定傾斜角度を直接、又は２個の傾斜センサ９４１０、９４２０の出力をモータのパルス数に換算し、演算された角度に基づいて、モータ９３５０を駆動させることにより設定することができる。なお、適宜の傾斜検出器を採用することができる。そして、レーザー投光部９１００を１方向のみ傾斜させれば、所定の方向に対する傾斜面を形成し、レーザー投光部９１００を２方向傾斜させれば、複合傾斜面を形成することができる。
【０００６】
次に図１３に基づいて、レーザー投光部９１００が垂直軸及び水平軸上で支持される構成を説明する。垂直軸周りに回動する托架部９５００と、托架部９５００上の水平軸周りに回動するレーザー投光部９１００とから構成されている。
このレーザー投光部９１００上には、回転照射部９２００が設けられ、基準平面上にレーザー光を回転照射することができる。そして、レーザー投光部が球面で支持される構成と同様に、適宜の整準手段により整準されている。
【０００７】
レーザー投光部９１００が垂直軸及び水平軸上で支持される構成では、レーザー投光部９１００の回動方向が、傾斜方向と一致する様に托架部を水平軸周りに回転させ、この托架部の回転の後、レーザー投光部９１００を垂直軸周りに回転させ所定傾斜角度に傾斜させることにより、傾斜設定を行う様に構成されている。
【０００８】
なお複合傾斜面は、２方向の傾斜データから複合傾斜の方向と傾斜角を演算し、演算結果に基づいて決定された方向に傾斜させることにより形成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のレーザー測量機は、傾斜設定装置の回転軸が、理想的な任意の軸を中心に回転する場合には誤差を生じさせることはないが、現実には、円滑に回転させるための軸ガタが必要であり、軸ガタの角度の換算分が傾斜誤差となるという問題点があった。
【００１０】
従って、軸ガタによる傾斜誤差を小さくし、傾斜設定精度を高めることのできるレーザー測量機の出現が強く望まれていた。
【００１１】
更に、球面で支持される回転レーザー装置は、傾斜を設定するための基本的構造が簡単であるため、比較的精度の高い設定が可能であるが、設定勾配に構造的限界があるため、高勾配の設定には適さないという問題点があった。
【００１２】
また、垂直軸及び水平軸上で支持される回転レーザー装置は、高勾配の設定は比較的容易であるが、上述の様に、回転軸に多くの誤差が蓄積されるので、高い工作精度を要求され、コスト高となるという問題点があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、鉛直軸周りに回動する托架部と、この托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と直交する方向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と直交する方向にレーザー光を偏向するための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向するための第２の偏向手段と、前記第１の偏向手段と前記第２の偏向手段との光路上に形成された角倍率縮小手段とから構成されている。
【００１４】
更に本発明は、鉛直軸周りに回動する托架部と、この托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と交差する方向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と直交する方向にレーザー光を偏向するための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向するための第２の偏向手段と、前記第１の偏向手段と前記第２の偏向手段との光路上に形成された角倍率縮小手段と、前記光源からのレーザー光を前記第１の偏向手段に向けて偏向するための第３の偏向手段とから構成されている。
【００１６】
そして本発明の托架部には、垂直軸周りの回動を検出するための第１の回転角検出部が設けられ、前記レーザー投光部には、水平軸周りの回動を検出するための第２の回転角検出部を設ける構成にすることもできる。
【００１７】
また本発明は、傾斜設定のデータと、前記第１の回転角検出部と、前記第２の回転角検出部との角度検出に基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照射する構成にすることもできる。
【００１８】
更に本発明の第１の偏向手段が、ＸＺ平面内誤差θ1 を相殺する様になっており、角倍率縮小手段が、ＸＹ平面内誤差θ2 を１／ｎとする構成にすることもできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以上の様に構成された本発明は、托架部が鉛直軸周りに回動し、托架部に支持されたレーザー投光部が水平軸周りに回動し、レーザー投光部に設けられた回動照射部が、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させ、レーザー投光部に設けられた光源部が、水平軸と直交する方向にレーザー光を照射させ、レーザー投光部に設けられた第１の偏向手段が、水平軸と直交する方向にレーザー光を偏向させ、回動照射部に設けられた第２の偏向手段が、第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向させ、角倍率縮小手段を、第１の偏向手段と第２の偏向手段との光路上に形成する様になっている。
【００２０】
また本発明は、托架部が鉛直軸周りに回動し、托架部に支持されたレーザー投光部が水平軸周りに回動し、レーザー投光部に設けられた回動照射部が、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させ、レーザー投光部に設けられた光源部が、水平軸と交差する方向にレーザー光を照射させ、レーザー投光部に設けられた第１の偏向手段が、水平軸と直交する方向にレーザー光を偏向させ、回動照射部に設けられた第２の偏向手段が、第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向させ、角倍率縮小手段を、第１の偏向手段と第２の偏向手段との光路上に形成し、第３の偏向手段が、光源からのレーザー光を第１の偏向手段に向けて偏向する様になっている。
【００２２】
そして本発明の托架部に、垂直軸周りの回動を検出するための第１の回転角検出部を設け、レーザー投光部に、水平軸周りの回動を検出するための第２の回転角検出部を設けることもできる。
【００２３】
更に本発明は、傾斜設定のデータと、第１の回転角検出部と、第２の回転角検出部との角度検出に基づいて、所定方向の傾斜面にレーザー光を照射することもできる。
【００２４】
また本発明の第１の偏向手段が、ＸＺ平面内誤差θ1 を相殺させ、角倍率縮小手段が、ＸＹ平面内誤差θ2 を１／ｎとすることもできる。
【００２５】
【実施例】
【００２６】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（原理）
【００２８】
ここで、本発明の原理について説明する。
【００２９】
「傾斜設定装置の回転軸ガタについて」
【００３０】
まず、回転軸ガタについて説明する。
【００３１】
図４に示す様に、Ｘ軸方向に回転軸７００が設置されており、第１のベアリング７１０と第２のベアリング７２０とにより、回動自在に軸止されている。そして、この回転軸７００（Ｘ軸）と直交する方向に、レーザー光が照射され、このレーザー照射光軸をＺ軸とする。
【００３２】
この回転軸７００のガタによる光学系の傾斜誤差は、図５に示す様にＸＺ平面内誤差θ1と、図６に示すＸＹ平面内誤差θ2となる。
【００３３】
図５に示す様にＸＺ平面内誤差θ1 は、回転軸７００が、原点を中心にＸＺ平面内で、角度θ1だけ回転した場合である。この場合には、照射されるレーザー 光は、Ｚ軸から倒れることになる。
【００３３】
レーザー装置では、Ｚ軸の直角方向に向けて回転射されるため、Ｚ軸の倒れは回転射面の倒れとなる。例えば水平面から傾いた平面が形成される。
【００３４】
次に図６に示す様に、ＸＹ平面内誤差θ2 は、回転軸７００が、原点を中心にＸＹ平面内で、角度θ2だけ回転した場合である。
【００３５】
軸ガタは、通常ＸＺ平面内誤差θ1 とＸＹ平面内誤差θ2 の誤差を有しており、ＸＺ平面内誤差θ1 の誤差をなくすには、ＸＹ平面内誤差θ2  の誤差も除去する必要がある。ＸＺ平面内誤差θ1 のみ補正する構造の場合には、必ず回転照射面の傾きとなる。
【００３６】
「補正の原理」
【００３７】
（１）ＸＺ平面内誤差θ1の補正
【００３８】
図７（ａ）に示す様に、水平回転軸のＸ軸方向から見て、レーザー光源６００の出射方向と角倍率縮小手段６２０の光軸とが、平行な場合には、レーザー光源６００からのレーザー光は、直角プリズム９４０よりＺ軸上に反射される。直角プリズム９４０の性質により、ＸＺ平面内誤差θ1 にかかわらず出射光は、入射光と平行に反射される。
【００３９】
Ｙ軸方向では、図７（ｂ）で示す様に、入射と反射とが、等しくミラーと同様に反射される場合には、直角プリズム９４０からの出射光は、Ｚ軸の傾きであるＸＺ平面内誤差θ1 とは反対方向にθ1 だけ傾いて、角倍率縮小手段６２０に入射される。
【００４０】
角倍率縮小手段６２０は、ｆ1：ｆ2＝２：１となるオウレンズとトツレンズとで構成される。直角プリズム９４０からの入射光は、２＊θ1＊１／２だけ傾く様に補正される。この結果、角度θ1分相殺されて、レーザー光は鉛直方向に向けられる。
【００４１】
（２）ＸＹ平面内誤差θ2の補正
【００４２】
図７（ｂ）に示す様に、水平回転軸をＹ軸方向から見て、レーザー光源６００の出射方向と角倍率縮小手段６２０の光軸とが、平行な場合には、ＸＹ平面内誤差θ2 はレーザー光源６００から角倍率縮小手段６２０の光軸に反射されるレーザー光が、Ｚ軸に対して平行にずれる様に作用する。このため、実質的な影響はなくなる。
【００４３】
レーザー光源６００の出射方向と角倍率縮小手段６２０の光軸とに傾きがある場合には、ＸＹ平面内誤差θ2 の影響があるが、この場合は、角倍率縮小手段６２０を採用することにより、影響する誤差を１／ｎ（ｎは角縮小倍率）にすることができる。
【００４４】
「実施例」
【００４５】
「第１実施例」
【００４６】
本第１実施例のレーザー装置１００００は、図１に示す様に、所定の方向に傾斜を設定することのできるレーザー装置本体１００１と、このレーザー装置本体１００１を水平に載置するための自動整準部２０００とから構成されている。レーザー装置本体１００１は、自動整準部２０００に対して連結されており、水平方向に回転自在に取り付けられている。
【００４７】
またレーザー装置本体１００１は、光源部１１００と、対物レンズ１２００と、反射部材１３３６と、角倍率縮小部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検出部１８００とが備えられている。
【００４８】
斜め上方に形成された光源部１１００から、レーザー光が、反射部材１３３７に対して入射され、反射部材１３３６に入射されたレーザー光は、鉛直上方に反射される様に構成されている。
【００４９】
反射部材１３３６は、反射されるレーザー光が鉛直上方となる様に、傾けて配置されている。
【００５０】
そして鉛直上方には、角倍率縮小部１４００が配置されている。本第１実施例の角倍率縮小部１４００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっている。
【００５１】
レーザー装置本体１００１は、図１に示す様に、垂直軸周りに回動して傾斜方向に向けるための托架部１０１０と、この托架部１０１０上にあり、鉛直軸に交わる水平軸周りに回動して傾斜を設定するためのレーザー投光部１０２０とから構成されている。
【００５２】
托架部１０１０は、モータ等の適宜の回動手段から構成された托架部駆動手段８１００により回動可能に構成されている。
【００５３】
更にレーザー投光部１０２０も、モータ等の適宜の回動手段から構成されたレーザー投光部駆動手段８２００により回動可能に構成されている。
【００５４】
またレーザー装置本体１０００は、光源部１１００と、対物レンズ１２００と、反射部材１３３６と、角倍率縮小部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検出部１８００とが備えられている。
【００５５】
光源部１１００はレーザー光源であり、本実施例では、半導体レーザーが採用されているが、レーザー光を照射可能である素子であれば、何れの素子を使用することができる。
【００５６】
対物レンズ１２００は、光源部１１００からのレーザー光を平行光線とするためのものである。本実施例では、レーザー装置本体１０００の鉛直方向から斜め下方にレーザー光が照射される様に構成されている。
【００５７】
なお、レーザー装置本体１００１は、光源部１１００からのレーザー光の射出方向を中心軸として、回動自在に構成されている。従って、レーザー装置本体１００１は、水平方向と直交する面内で回転自在に取り付けられている。
【００５８】
斜め上方に形成された光源部１１００から、レーザー光が、反射部材１３３６に対して入射され、反射部材１３３６に入射されたレーザー光は、鉛直上方に反射される様に構成されている。
【００５９】
本第１実施例の角倍率縮小部１４００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤差θ1 を相殺し、ＸＹ平面内誤差θ2 を１／２にすることができる。
【００６０】
回転照射部１５００は、レーザー投光部１０２０に設けられ、傾斜設定した基準平面上にレーザー光を回転照射させるためのものである。この回転照射部１５００には、ペンタプリズム１５１０が固定されており、回転照射部駆動手段８３００により回転可能に構成されている。レーザー光偏角部である反射部材１３３６により鉛直上方に反射されたレーザー光は、角倍率縮小部１４００を通過した後、ペンタプリズム１５１０に入射される。
【００６１】
ペンタプリズム１５１０に入射されたレーザー光は、９０度偏向されて、レーザー装置本体１０００に対して水平方向に反射されると共に、回転ヘッド１５００の回転に伴って、水平方向に回転照射される様に構成されている。従って、基準平面内にレーザー光を照射してレーザー基準面を形成することができる。
【００６２】
なおペンタプリズム１５１０は、第２の偏向手段に該当するものである。
【００６３】
傾斜センサ１６００は、第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０とから構成されており、レーザー装置本体１０００の傾きを検出することができる。この傾斜センサ１６００は、傾きを検出することができるものであれば、何れのセンサを採用することができる。本実施例では、気泡管が採用されており、第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０により、レーザー装置本体１０００の水平に対する傾きを検出することができる。
【００６４】
傾きを検出する傾斜センサ１６００として例えば、図２に示す様な気泡管を用いたセンサが利用できる。このセンサは、気泡管１６５０の上面に２つの電極１６５１、１６５２、下面に電極１６５３を配置し、気泡１６５０ａが気泡管の傾きに従って移動し、電極１６５１と電極１６５３間及び電極１６５２と電極１６５３間の静電容量Ｃ1、Ｃ2 の変化に変換し、これを検出することにより、気泡 管１６５０の傾きθを求めるものである。
【００６５】
第１の回転角検出部１７００は、托架部１０１０の垂直軸周り（水平方向）の回転角度を検出すると共に、傾斜方向の設定を行うためのものである。本実施例ではローター１７１０が、托架部１０１０に取り付けられており、このローター１７１０と対向する位置にステータ１７２０を配置し、ローター１７１０とステータ１７２０との間の回転角を検出する様に構成されている。第１の回転角検出部１７００は、托架部１０１０の水平方向の回転角度を検出することが可能なものであれば、何れのセンサを使用することができる。
【００６６】
第２の回転角検出部１８００は、レーザー投光部１０２０に設けられ、水平軸周りの回転角度を検出するためのものである。本実施例ではローター１８１０が、レーザー投光部１０２０に取り付けられており、このローター１８１０と対向する位置にステータ１８２０を配置し、ローター１８１０とステータ１８２０との間の回転角を検出する様に構成されている。第２の回転角検出部１８００は、レーザー投光部１０２０の水平軸周りの回転角度を検出することが可能なものであれば、何れのセンサを使用することができる。
【００６７】
次に、図３（ａ）に基づいて本実施例の電気的構成を説明する。
【００６８】
本実施例は、托架部駆動手段８１００と、この托架部駆動手段８１００を制御駆動するための托架部駆動回路８１１０と、レーザー投光部駆動手段８２００と、このレーザー投光部駆動手段８２００を駆動するためのレーザー投光部駆動回路８２１０と、回転照射部駆動手段８３００と、この回転照射部駆動手段８３００を駆動するための回転照射部駆動回路８３１０と、第１の回転角検出部１７００と、この第１の回転角検出部１７００からの信号を処理するための第１の信号処理回路１７３０と、第２の回転角検出部１８００と、この第２の回転角検出部１８００からの信号を処理するための第２の信号処理回路１８３０と、制御手段６０００と、設定手段８５００と、自動整準部２０００とから構成されている。
【００６９】
第１の回転角検出部１７００と第２の回転角検出部１８００の検出信号に基づき、制御手段６０００が、所定の方向にレーザー基準面を作成させる駆動量を演算し、托架部駆動回路８１１０と、レーザー投光部駆動回路８２１０と、回転照射部駆動回路８３１０とを介して、托架部駆動手段８１００とレーザー投光部駆動手段８２００と回転照射部駆動手段８３００とを駆動する様に構成されている。
【００７０】
なお、設定手段８５００が、所定のレーザー基準面を得るためのデータを設定する様になっている。例えば設定手段８５００が、２方向の複合傾斜を設定すれば、制御手段６０００が設定データに基づいた演算を行い、所定のレーザー基準面を形成させる。
【００７１】
そして設定手段８５００は、基準データ設定手段に該当するものである。
【００７２】
更に、回転照射部駆動手段８３００が第１の駆動手段に該当し、托架部駆動手段８１００が第２の駆動手段に該当し、レーザー投光部駆動手段８２００が第３の駆動手段に該当するものである。
【００７３】
また、自動整準部２０００は、第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０のデータに基づき、制御手段６０００が、托架部１０１０の回転中心を鉛直方向と一致させる様にするものである。詳細は以下に説明する。
【００７４】
以上の様に構成されたレーザー装置本体１０００は、水平又は傾斜方向にレーザー光線を走査させるものであり、水平出し、傾斜出し等を行うことができる。即ち、水平面内に走査されるレーザー光線を、測量対象上で検出し、その到達高さから水準測量等を行ったり、傾斜方向にレーザー光線を視光させて、傾斜設定させることができる。
【００７５】
自動整準部２０００は、整準台２１００と底板２２００とからなっており、整準台２１００は、３個の整準ネジ２３００、２３００、２３００により上下動自在に支持されている。
【００７６】
次に、自動整準部２０００の電気系統を図３（ｂ）に基づいて説明すると、第１の傾斜センサ１６１０と、第２の傾斜センサ１６２０と、制御手段６０００と、第１のモータ駆動手段７１００と、第２のモータ駆動手段７２００と、第３のモータ駆動手段７３００と、第１のモータ４３１０と、第２のモータ４３２０と、第３のモータ４３３０とからなっている。
【００７７】
第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０とは、直交する２軸方向の傾きを検出する様に設定され、レーザー装置本体１０００の傾きを検出するものである。
【００７８】
第２の傾斜センサ１６２０と第１の傾斜センサ１６１０との検出により、托架部の回転中心を垂直に設定するものである。
【００７９】
制御手段６０００は、第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０の出力信号に基づき、整準台２１００を基準面に設定するために必要な整準ネジ２３００、２３００、２３００の変位量を演算するものである。即ち、第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０とが検出した傾き角が、両方とも０度となる様な３個の整準ネジ２３００、２３００、２３００の移動量をそれぞれ計算するものである。
【００８０】
制御手段６０００は、それぞれの整準ネジ２３００、２３００、２３００の移動量に相当する制御信号を、対応する第１、２、３のモータ駆動手段７１００、７２００、７３００に送出する。第１、２、３のモータ駆動手段７１００、７２００、７３００は、図示せぬコネクタを介して制御手段６０００からの制御信号に基ずき、モータ４３１０、４３２０、４３３０を回動させるための電力を発生させる様になっている。
【００８１】
モータ４３１０、４３２０、４３３０は、モータ駆動手段７１００、７２００、７３００から供給された電力により整準ネジ２３００、２３００、２３００を回動させ、整準台２１００の傾きを修正する。そして、第１の傾斜センサ１６１０と第２の傾斜センサ１６２０は、再び整準台２１００の傾きを検出し、フィードバック制御を行うことにより、レーザー装置本体１０００の鉛直軸を正確に鉛直に整準（基準面に設定）させることができる。なお、任意の２個の整準ネジのみを駆動する様に構成しても、整準が可能である。
【００８２】
以上の様に構成された本実施例は、自動整準部２０００が採用されているので、観測者が平盤水準器を視認しながら、整準ネジ２３０、２３０、２３０を手動で操作することなく、レーザー装置本体１０００の鉛直軸の整準を自動的に行うことができる。
【００８３】
そしてレーザー装置本体１０００が、ＸＺ平面内で、角度θ1 だけ回転した場合でも、角倍率縮小部１４００及び反射部材１３３６により、角度θ1 傾けることができ、結果的に角度θ1 分相殺して補正することができる。
【００８４】
更に、レーザー装置本体１０００が、ＸＹ平面内で、θ2 だけの回転した場合でも、ＸＹ平面内誤差θ2 の影響を小さくすることができる。
【００８５】
以上の様に本第１実施例のレーザー装置本体１０００は、自動整準部２０００により自動的に鉛直軸を整準し、ＸＹ平面内でθ2 の誤差が生じても、補正することができる。
【００８６】
「第２実施例」
【００８７】
本第２実施例のレーザー装置２００００は、図８に示す様に、所定の方向に傾斜を設定することのできるレーザー装置本体１００２と、このレーザー装置本体１００２を水平に載置するための自動整準部２０００とから構成されている。レーザー装置本体１００２は、自動整準部２０００に対して連結されており、水平方向に回転自在に取り付けられている。
【００８８】
またレーザー装置本体１００２は、光源部１１００と、対物レンズ１２００と、反射部材１３３６と、アナモフィックプリズム１３３７と、角倍率縮小部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検出部１８００とが備えられている。
【００８９】
斜め上方に形成された光源部１１００から、レーザー光が、反射部材１３３６に対して入射され、反射部材１３３６に入射されたレーザー光は、適宜の反射角で反射される様に構成されている。
【００９０】
反射部材１３３６で反射されたレーザー光は、アナモルフィックプリズム１３３７に入射し、透過屈折されたレーザー光が、鉛直上方に射出される様になっている。
【００９１】
レーザー光源となるレーザー素子のレーザー光は、楕円形状であり、アナモルフィックプリズム１３３７を通すことで、略円形状に補正することもできる。
【００９２】
そして鉛直上方には、角倍率縮小部１４００が配置されている。本第２実施例の角倍率縮小部１４００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤差  θ1を補正するものである。
【００９３】
第２実施例のその他の構成、効果、作用等は、第１実施例と同様であるから、説明を省略する。
【００９４】
「第３実施例」
【００９５】
本第３実施例のレーザー装置３００００は、図９に示す様に、所定の方向に傾斜を設定することのできるレーザー装置本体１００３と、このレーザー装置本体１００３を水平に載置するための自動整準部２０００とから構成されている。レーザー装置本体１００３は、自動整準部２０００に対して連結されており、水平方向に回転自在に取り付けられている。
【００９６】
またレーザー装置本体１００３は、光源部１１００と、対物レンズ１２００と、反射部材１３３６と、ミラー部材１３３８と、角倍率縮小部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検出部１８００とが備えられている。
【００９７】
斜め上方に形成された光源部１１００から、レーザー光が、反射部材１３３６に対して入射され、反射部材１３３６に入射されたレーザー光は、適宜な角度で上方に反射される様に構成されている。
【００９８】
反射部材１３３６から射出されたレーザー光は、ミラー部材１３３８に入射し、ミラー部材１３３８で反射されたレーザー光は、鉛直上方に向く様に構成されている。
【００９９】
従って、ミラー部材１３３８で反射されたレーザー光が、鉛直上方に向かう様に、ミラー部材１３３８を傾斜させて構成されている。
【０１００】
そして鉛直上方には、角倍率縮小部１４００が配置されている。本第３実施例の角倍率縮小部１４００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤差  θ1を相殺することができる。
【０１０１】
第３実施例のその他の構成、効果、作用等は、第１〜３実施例と同様であるから、説明を省略する。
【０１０２】
「第４実施例」
【０１０３】
本第４実施例のレーザー装置４００００は、図１０（ａ）と図１０（ｂ）に示す様に、所定の方向に傾斜を設定することのできるレーザー装置本体１００４と、このレーザー装置本体１００４を水平に載置するための自動整準部２０００とから構成されている。レーザー装置本体１００４は、自動整準部２０００に対して連結されており、水平方向に回転自在に取り付けられている。
【０１０４】
またレーザー装置本体１００４は、光源部１１００と、対物レンズ１２００と、直角ミラー１３３５と、角倍率縮小部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検出部１８００とが備えられている。
【０１０５】
上方に形成された光源部１１００から、レーザー光が、直角ミラー１３３５に対して入射され、直角ミラー１３３５に入射されたレーザー光は、直角ミラー１３３５内で９０度偏向されて反射され、更に、もう１度９０度偏向されて上方に反射され、入射光と反射光とは水平軸回りに平行となる様に構成されている。
【０１０６】
そして鉛直上方には、角倍率縮小部１４００が配置されている。本第４実施例の角倍率縮小部１４００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっており、ＸＺ平面内誤差  θ1を相殺するものである。
【０１０７】
なお、光源部１１００から直角ミラー１３３５に至る光路と、直角ミラー１３３５から角倍率縮小部１４００に至る光路を平行にすることから、ＸＹ平面内誤差θ2 は、レーザー光をＺ軸に対して平行にずらすことになる。平行ずれとなるため、ＸＹ平面内誤差θ2 は補正され、実質的な影響はない。
【０１０８】
第４実施例のその他の構成、効果、作用等は、第１〜３実施例と同様であるから、説明を省略する。
【０１０９】
「変形例」
【０１１０】
本変形例のレーザー装置５００００は、図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示す様に、所定の方向に傾斜を設定することのできるレーザー装置本体１００５と、このレーザー装置本体１００５を水平に載置するための自動整準部２０００とから構成されている。レーザー装置本体１０００は、自動整準部２０００に連結されており、水平方向に回転自在に取り付けられている。
【０１１１】
レーザー装置本体１００５は、図１１に示す様に、垂直軸周りに回動して傾斜方向に向けるための托架部１０１０と、この托架部１０１０上にあり、鉛直軸に交わる水平軸周りに回動して傾斜を設定するためのレーザー投光部１０２０とから構成されている。
【０１１２】
托架部１０１０は、モータ等の適宜の回動手段から構成された托架部駆動手段８１００により回動可能に構成されている。
【０１１３】
更にレーザー投光部１０２０も、モータ等の適宜の回動手段から構成されたレーザー投光部駆動手段８２００により回動可能に構成されている。
【０１１４】
またレーザー装置本体１００５は、光源部１１００と、対物レンズ１２００と、直角ミラー１３３５と、角倍率縮小部１４００と、回転照射部１５００と、傾斜センサ１６００と、第１の回転角検出部１７００と、第２の回転角検出部１８００とが備えられている。
【０１１５】
光源部１１００はレーザー光源であり、本実施例では、半導体レーザーが採用されているが、レーザー光を照射可能である素子であれば、何れの素子を使用することができる。
【０１１６】
対物レンズ１２００は、光源部１１００からのレーザー光を平行光線とするためのものである。本実施例では、レーザー装置本体１００５の鉛直方向から斜め下方にレーザー光が照射される様に構成されている。
【０１１７】
なお、レーザー装置本体１００５は、光源部１１００からのレーザー光の射出方向を中心軸として、回動自在に構成されている。従って、レーザー装置本体１０００は、水平方向と直交する面内で回転自在に取り付けられている。
【０１１８】
直角ミラー１３３５は、レーザー補正部に該当するものであり、直角プリズム１３３０が採用されている。
【０１１９】
斜め上方に形成された光源部１１００から、レーザー光が、直角ミラー１３３５に対して入射され、直角ミラー１３３５に入射されたレーザー光は、鉛直上方に反射される様に構成されている。
【０１２０】
即ち、直角ミラー１３３５は、光源部１１００からのレーザー光を、レーザー装置本体１０００の鉛直上方に反射し、レーザー装置本体１０００の鉛直上方にレーザー光を反射させると共に、ＸＺ平面内誤差θ1の補正するためのものである。このＸＺ平面内誤差θ1の補正は、前述の「角倍率縮小手段９５０の原理（ＸＹ平面内誤差θ1の補正）」で説明したものであり、ＸＺ平面内で、角度θ1 だけ回転した場合でも、直角ミラー１３３５と角倍率縮小部１４００とで、角度θ1 傾けることができ、結果的に角度θ1 分相殺して補正することができる。
【０１２１】
なお、直角ミラー１３３５は、レーザー補正部と共に、第１の偏向手段にも該当するものである。
【０１２２】
本変形例の角倍率縮小部１４００は、ｆ1：ｆ2＝２：１となっている。
【０１２３】
以上の様に構成された本変形例は、自動整準部２０００が採用されているので、観測者が平盤水準器を視認しながら、整準ネジ２３０、２３０、２３０を手動で操作することなく、レーザー装置本体１００５の鉛直軸の整準を自動的に行うことができる。
【０１２４】
そしてレーザー装置本体１００５が、ＸＺ平面内で、角度θ1 だけ回転した場合でも、レーザー光偏角部である直角ミラー１３３５により角度θ1 傾けることができ、結果的に角度θ1 分相殺して補正することができる。
【０１２５】
更に、レーザー装置本体１００５が、ＸＹ平面内で、θ2 だけの回転した場合でも、レーザー光源６００が水平軸回りに平行に設けることにより、ＸＹ平面内誤差θ2 を補正することができる。
【０１２６】
以上の様に本変形例のレーザー装置本体１００５は、自動整準部２０００により自動的に鉛直軸を整準し、ＸＺ平面内で角度θ1 の誤差が生じても相殺し、ＸＹ平面内でθ2 の誤差が生じても、補正することができる。
【０１２７】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、鉛直軸周りに回動する托架部と、この托架部に支持され、水平軸周りに回動するレーザー投光部と、このレーザー投光部に設けられ、水平軸と平行な方向にレーザー光を照射させるための回動照射部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と直交する方向にレーザー光を照射させるための光源部と、前記レーザー投光部に設けられ、前記水平軸と直交する方向にレーザー光を偏向するための第１の偏向手段と、前記回動照射部に設けられ、前記第１の偏向手段からのレーザー光を直交する方向に偏向するための第２の偏向手段と、前記第１の偏向手段と前記第２の偏向手段との光路上に形成された角倍率縮小手段とからなるので、球面で支持されるタイプの回転レーザー装置でも、高勾配の設定が可能であり、垂直軸及び水平軸上で支持されるタイプの回転レーザー装置でも、回転軸に多くの誤差が蓄積されることなく、コスト安で高精度のレーザー装置を提供できるという卓越した効果がある。
【０１２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるレーザー装置１００１を説明する図である。
【図２】傾斜センサ１６００を説明する図である。
【図３（ａ）】本実施例の電気的構成を説明する図である。
【図３（ｂ）】自動整準部２０００の電気系統を説明する図である。
【図４】傾斜設定装置の回転軸ガタについて説明する図である。
【図５】ＸＺ平面内誤差θ1 を説明する図である。
【図６】ＸＹ平面内誤差θ2 を説明する図である。
【図７（ａ）】ＸＺ平面内誤差θ1 の補正を説明する図である。
【図７（ｂ）】ＸＺ平面内誤差θ1 の補正を説明する図である。
【図８】本発明の第２実施例であるレーザー装置１００２を説明する図である。
【図９】本発明の第３実施例であるレーザー装置１００３を説明する図である。
【図１０（ａ）】本発明の第４実施例であるレーザー装置１００４を説明する図である。
【図１０（ｂ）】本発明の第４実施例であるレーザー装置１００４を説明する図である。
【図１１（ａ）】本発明の変形例であるレーザー装置１００５を説明する図である。
【図１１（ｂ）】本発明の変形例であるレーザー装置１００５を説明する図である。
【図１２】従来技術を説明する図である。
【図１３】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１００００  第１実施例のレーザー装置
２００００  第２実施例のレーザー装置
３００００  第３実施例のレーザー装置
４００００  第４実施例のレーザー装置
５００００  変形例のレーザー装置
１００１  第１実施例のレーザー装置本体
１００２  第２実施例のレーザー装置本体
１００３  第３実施例のレーザー装置本体
１００４  第４実施例のレーザー装置本体
１００５  変形例のレーザー装置本体
１０１０  托架部
１０２０  レーザー投光部
１１００  光源部
１２００  対物レンズ
１３００  レーザー光偏角部
１３１０  偏光ビームスピリッタ
１３２０  １／４波長板
１３３０  直角プリズム
１３３６  反射部材
１３３７  アナモフィックプリズム
１３３８  ミラー部材
１４００  角倍率縮小部
１５００  回転ヘッド
１５１０  ペンタプリズム
１６００  傾斜センサ
１６１０  第１の傾斜センサ
１６２０  第２の傾斜センサ
１７００  第１の回転角検出部
１７１０  ローター
１７２０  ステータ
１７３０  第１の信号処理回路
１８００  第２の回転角検出部
１８１０  ローター
１８２０  ステータ
１８３０  第２の信号処理回路
２０００  自動整準部
２１００  整準台
２３００  整準ネジ
４０００  駆動手段
６０００  制御手段
８１００  托架部駆動手段
８１１０  托架部駆動回路
８２００  レーザー投光部駆動手段
８２１０  レーザー投光部駆動回路
８３００  回転照射部駆動手段
８３１０  回転照射部駆動回路
８５００  設定手段
【図１】
0004035800.tif 000002
【図２】
0004035800.tif 000003
【図３（ａ）】
0004035800.tif 000004
【図３（ｂ）】
0004035800.tif 000005
【図４】
0004035800.tif 000006
【図５】
0004035800.tif 000007
【図６】
0004035800.tif 000008
【図７（ａ）】
0004035800.tif 000009
【図７（ｂ）】
0004035800.tif 000010
【図８】
0004035800.tif 000011
【図９】
0004035800.tif 000012
【図１０（ａ）】
0004035800.tif 000013
【図１０（ｂ）】
0004035800.tif 000014
【図１１（ａ）】
0004035800.tif 000015
【図１１（ｂ）】
0004035800.tif 000016
【図１２】
0004035800.tif 000017
【図１３】
0004035800.tif 000018