JPH0979855A - レーザ基準レベル設定用ターゲット及びレーザ基準レベル設定装置 - Google Patents
レーザ基準レベル設定用ターゲット及びレーザ基準レベル設定装置Info
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- JPH0979855A JPH0979855A JP6936496A JP6936496A JPH0979855A JP H0979855 A JPH0979855 A JP H0979855A JP 6936496 A JP6936496 A JP 6936496A JP 6936496 A JP6936496 A JP 6936496A JP H0979855 A JPH0979855 A JP H0979855A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レーザ基準レベル設定装置に於いて、簡単な構
成で人手を要さずレーザ光線の照射位置の上下左右方向
の位置調整を可能とし、又傾斜角を測定可能とする。 【解決手段】レーザ照準装置10とターゲットから構成
され、前記レーザ照準装置が、レーザ光線の射出手段と
反射レーザ光線の受光手段を有する回動自在に支持され
たレーザ発振装置11と、該レーザ発振装置を回動させ
る駆動装置19と、レーザ発信装置の回動角を検知する
回動角検出手段と、回動角、レーザ光線の照射方向等の
情報を表示する表示部と、前記ターゲットからの反射レ
ーザ光線受光状態に応じて前記駆動装置を駆動する制御
装置とを具備し、レーザ光線をターゲットを横切る様に
走査し、反射面からの反射光を受光手段で検出し、更に
受光手段での受光状態により、受光した反射光が前記タ
ーゲットからのものであると認識し、受光状態を演算し
て、該演算結果に基づき駆動装置を制御してレーザ光線
の照射方向を決定し、又照射方向の決定後レーザ光線の
照射方向を水平に設定し、傾斜角を測定する。
成で人手を要さずレーザ光線の照射位置の上下左右方向
の位置調整を可能とし、又傾斜角を測定可能とする。 【解決手段】レーザ照準装置10とターゲットから構成
され、前記レーザ照準装置が、レーザ光線の射出手段と
反射レーザ光線の受光手段を有する回動自在に支持され
たレーザ発振装置11と、該レーザ発振装置を回動させ
る駆動装置19と、レーザ発信装置の回動角を検知する
回動角検出手段と、回動角、レーザ光線の照射方向等の
情報を表示する表示部と、前記ターゲットからの反射レ
ーザ光線受光状態に応じて前記駆動装置を駆動する制御
装置とを具備し、レーザ光線をターゲットを横切る様に
走査し、反射面からの反射光を受光手段で検出し、更に
受光手段での受光状態により、受光した反射光が前記タ
ーゲットからのものであると認識し、受光状態を演算し
て、該演算結果に基づき駆動装置を制御してレーザ光線
の照射方向を決定し、又照射方向の決定後レーザ光線の
照射方向を水平に設定し、傾斜角を測定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土中にコンクリー
トパイプ等を埋設する場合に、コンクリートパイプの埋
設位置、姿勢等の基準となる基準レベルを設定するレー
ザ基準レベル設定装置、特に該レーザ基準レベル設定装
置に用いられるターゲットの改良に関するものである。
トパイプ等を埋設する場合に、コンクリートパイプの埋
設位置、姿勢等の基準となる基準レベルを設定するレー
ザ基準レベル設定装置、特に該レーザ基準レベル設定装
置に用いられるターゲットの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】土中にコンクリートパイプ等を埋設する
場合の作業として代表的なものに、地面を掘下げ、掘下
げた溝に順次コンクリートパイプを設置埋設し、埋戻す
作業法がある。
場合の作業として代表的なものに、地面を掘下げ、掘下
げた溝に順次コンクリートパイプを設置埋設し、埋戻す
作業法がある。
【0003】一定の直線区間毎に、コンクリートパイプ
を設置する深さ以上に地面を掘下げ、溝の底に設けた仮
台の上にコンクリートパイプを設置する。この時、方
向、傾斜、特に各コンクリートパイプの内面の最下位置
が互いに一致する様に調整し、その後埋め戻す。
を設置する深さ以上に地面を掘下げ、溝の底に設けた仮
台の上にコンクリートパイプを設置する。この時、方
向、傾斜、特に各コンクリートパイプの内面の最下位置
が互いに一致する様に調整し、その後埋め戻す。
【0004】斯かるコンクリートパイプは上下水道等、
液状物を流す為の流路として供され、或る程度の傾斜を
もって、更に屈曲のない様に設置される。埋設されたコ
ンクリートパイプが、上下、左右に蛇行していると前記
液状物が滞留し、詰まったり或は地中に漏出する事態と
なり、流路としての機能を果たせなくなる。従って、前
記コンクリートパイプ埋設には、適性な基準線を必要と
する。
液状物を流す為の流路として供され、或る程度の傾斜を
もって、更に屈曲のない様に設置される。埋設されたコ
ンクリートパイプが、上下、左右に蛇行していると前記
液状物が滞留し、詰まったり或は地中に漏出する事態と
なり、流路としての機能を果たせなくなる。従って、前
記コンクリートパイプ埋設には、適性な基準線を必要と
する。
【0005】斯かる基準線としてレーザ光線は都合がよ
く、遠距離であっても糸の様に弛むことなく、作業中の
障害になることもなく、更に作業者、コンクリートパイ
プ等と干渉して切断されることもない。
く、遠距離であっても糸の様に弛むことなく、作業中の
障害になることもなく、更に作業者、コンクリートパイ
プ等と干渉して切断されることもない。
【0006】コンクリートパイプを設置する場合の前記
レーザ光線による基準線を形成するものとして、レーザ
基準レベル設定装置がある。
レーザ光線による基準線を形成するものとして、レーザ
基準レベル設定装置がある。
【0007】該レーザ基準レベル設定装置は、レーザ照
準装置、ターゲットを有し、掘下げた最初のマンホール
或は溝の起点にレーザ照準装置を設置し、溝の他端にタ
ーゲットを設置する。該ターゲットには中心位置が分る
様に中心位置を示す印が設けられており、前記ターゲッ
トの中心位置が設置すべきコンクリートパイプの中心位
置と合致する様ターゲットを設置する。尚、ターゲット
の中心位置はセオドライト等の測量装置で決定する。
準装置、ターゲットを有し、掘下げた最初のマンホール
或は溝の起点にレーザ照準装置を設置し、溝の他端にタ
ーゲットを設置する。該ターゲットには中心位置が分る
様に中心位置を示す印が設けられており、前記ターゲッ
トの中心位置が設置すべきコンクリートパイプの中心位
置と合致する様ターゲットを設置する。尚、ターゲット
の中心位置はセオドライト等の測量装置で決定する。
【0008】次に、前記レーザ照準装置よりレーザ光線
を発し、前記ターゲットの中心にレーザ光線が照射され
る様前記レーザ照準装置を調整する。調整が完了すると
レーザ照準装置が発しているレーザ光線が、コンクリー
トパイプ設置の基準線となる。
を発し、前記ターゲットの中心にレーザ光線が照射され
る様前記レーザ照準装置を調整する。調整が完了すると
レーザ照準装置が発しているレーザ光線が、コンクリー
トパイプ設置の基準線となる。
【0009】ところが、工事途中には作業中の振動、車
両通過時の振動等があり、振動による位置ずれが多々あ
り、又工事を中断した場合の再調整等、かなりの頻度で
レーザ照準装置とターゲットの位置調整を行わなければ
ならない。
両通過時の振動等があり、振動による位置ずれが多々あ
り、又工事を中断した場合の再調整等、かなりの頻度で
レーザ照準装置とターゲットの位置調整を行わなければ
ならない。
【0010】そこで、ターゲットの中心を検出すること
ができるレーザ基準レベル設定装置、及びターゲットが
提案されている。
ができるレーザ基準レベル設定装置、及びターゲットが
提案されている。
【0011】該レーザ基準レベル設定装置はレーザ照準
装置、ターゲットから構成され、更に該レーザ照準装置
は、偏光レーザ光線の射出手段とターゲットからの反射
レーザ光線の受光手段とを有する回転自在に支持された
レーザ発振装置と、該レーザ発振手段を上下左右に回動
させる駆動装置と、前記ターゲットからの反射レーザ光
線の受光状態に応じて前記駆動装置を駆動する制御部と
から構成されている。又、前記ターゲットの反射面は小
球又は小プリズムの反射層を有する再帰反射面であり、
左右のいずれか半分には更に1/4波長複屈折板が貼設
されている。
装置、ターゲットから構成され、更に該レーザ照準装置
は、偏光レーザ光線の射出手段とターゲットからの反射
レーザ光線の受光手段とを有する回転自在に支持された
レーザ発振装置と、該レーザ発振手段を上下左右に回動
させる駆動装置と、前記ターゲットからの反射レーザ光
線の受光状態に応じて前記駆動装置を駆動する制御部と
から構成されている。又、前記ターゲットの反射面は小
球又は小プリズムの反射層を有する再帰反射面であり、
左右のいずれか半分には更に1/4波長複屈折板が貼設
されている。
【0012】レーザ照射装置からの偏光されたレーザ光
線を前記ターゲットを水平方向に横切る様走査し、前記
レーザ光線がターゲットに照射されると、1/4波長複
屈折板が貼設された反射面からは照射された偏光とは異
なる偏光が反射される。他方の反射面では偏光が保存さ
れた状態で反射される。前記レーザ発振装置はターゲッ
トからの反射光の状態を検出し、即ち偏光状態が変化す
る点を検出することでターゲットの中心を検出すること
ができ、前記制御部が駆動装置を制御してレーザ光線を
ターゲットの中心に向ける。而して、水平方向の照射位
置が決定される。上下方向の照射位置の決定はターゲッ
トを視認しながら装置を手動又は無線にて操作をして中
心に調整する構成が多い。
線を前記ターゲットを水平方向に横切る様走査し、前記
レーザ光線がターゲットに照射されると、1/4波長複
屈折板が貼設された反射面からは照射された偏光とは異
なる偏光が反射される。他方の反射面では偏光が保存さ
れた状態で反射される。前記レーザ発振装置はターゲッ
トからの反射光の状態を検出し、即ち偏光状態が変化す
る点を検出することでターゲットの中心を検出すること
ができ、前記制御部が駆動装置を制御してレーザ光線を
ターゲットの中心に向ける。而して、水平方向の照射位
置が決定される。上下方向の照射位置の決定はターゲッ
トを視認しながら装置を手動又は無線にて操作をして中
心に調整する構成が多い。
【0013】又、コンクリートパイプ等を埋設した後、
コンクリートパイプが設定通り埋設されたどうかを確認
する為、或は所定期間経過後保守作業としてコンクリー
トパイプの埋設状態に経時的な狂いが生じていないかを
確認する作業として、流路、トンネルの傾斜を測定する
作業がある。従来のトンネルの傾斜測定を図19に於い
て説明する。
コンクリートパイプが設定通り埋設されたどうかを確認
する為、或は所定期間経過後保守作業としてコンクリー
トパイプの埋設状態に経時的な狂いが生じていないかを
確認する作業として、流路、トンネルの傾斜を測定する
作業がある。従来のトンネルの傾斜測定を図19に於い
て説明する。
【0014】トンネル1は連設されたコンクリートパイ
プ2が埋設されて形成されており、前記トンネル1の上
流端、下流端にはそれぞれマンホール3、マンホール4
が掘設されている。コンクリートパイプ2の上流側端面
の所定位置、例えばコンクリートパイプの最下位置に水
準器5を水平に設置し水平出しを行い、該水準器5の水
平出しした位置に基づいてスタッフ6を垂直に立設す
る。又、前記コンクリートパイプ2の下流側端面の前記
水準器5が水平出しした位置に対応する位置に、即ち最
下位置に水準器7を水平に設置し同様に水平出しし、該
水準器7に基づいてスタッフ8を垂直に立設する。地上
にレベル測定器9を設置し、該レベル測定器9により前
記スタッフ6と前記スタッフ8の数値を読み、その差と
前記スタッフ6と前記スタッフ8間の距離からトンネル
1の勾配を測定していた。
プ2が埋設されて形成されており、前記トンネル1の上
流端、下流端にはそれぞれマンホール3、マンホール4
が掘設されている。コンクリートパイプ2の上流側端面
の所定位置、例えばコンクリートパイプの最下位置に水
準器5を水平に設置し水平出しを行い、該水準器5の水
平出しした位置に基づいてスタッフ6を垂直に立設す
る。又、前記コンクリートパイプ2の下流側端面の前記
水準器5が水平出しした位置に対応する位置に、即ち最
下位置に水準器7を水平に設置し同様に水平出しし、該
水準器7に基づいてスタッフ8を垂直に立設する。地上
にレベル測定器9を設置し、該レベル測定器9により前
記スタッフ6と前記スタッフ8の数値を読み、その差と
前記スタッフ6と前記スタッフ8間の距離からトンネル
1の勾配を測定していた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のレーザ
基準レベル設定装置、及びそのターゲットではレーザ光
線の照射位置を決定する場合は、ターゲットの反射面の
半分に1/4波長複屈折板を貼設し、ターゲットからの
反射レーザ光線の受光状態でターゲットの中心を検出
し、レーザ光線を中心に照射する様にし位置調整の自動
を図っている。ところが、位置合わせは左右が自動であ
るが上下は手動による装置が多く、設置されたパイプが
大きくずれている場合は、レーザ光線がターゲットから
外し調整しずらい。
基準レベル設定装置、及びそのターゲットではレーザ光
線の照射位置を決定する場合は、ターゲットの反射面の
半分に1/4波長複屈折板を貼設し、ターゲットからの
反射レーザ光線の受光状態でターゲットの中心を検出
し、レーザ光線を中心に照射する様にし位置調整の自動
を図っている。ところが、位置合わせは左右が自動であ
るが上下は手動による装置が多く、設置されたパイプが
大きくずれている場合は、レーザ光線がターゲットから
外し調整しずらい。
【0016】この為、レーザ基準レベル設定装置側とタ
ーゲット側にそれぞれ作業者が必要となり、位置合わせ
に複数の人手が必要であり、作業性が悪くロスタイムが
避けられないという問題があり、この人手を省略する
為、上下の位置合わせも自動で行える様にターゲットに
90°回転する機構を設けると装置が複雑になり製作コ
ストが蒿むという問題がある。
ーゲット側にそれぞれ作業者が必要となり、位置合わせ
に複数の人手が必要であり、作業性が悪くロスタイムが
避けられないという問題があり、この人手を省略する
為、上下の位置合わせも自動で行える様にターゲットに
90°回転する機構を設けると装置が複雑になり製作コ
ストが蒿むという問題がある。
【0017】又、上記した従来のトンネル傾斜測定では
前記マンホール3、マンホール4に作業者が実際に立入
り、水準器5、水準器7を設置し、又スタッフ6、スタ
ッフ8を垂直に支持する必要があり、何人もの作業者が
必要で、その上測定精度が出しにくいという問題があっ
た。
前記マンホール3、マンホール4に作業者が実際に立入
り、水準器5、水準器7を設置し、又スタッフ6、スタ
ッフ8を垂直に支持する必要があり、何人もの作業者が
必要で、その上測定精度が出しにくいという問題があっ
た。
【0018】本発明は斯かる実情に鑑み、簡単な構成で
人手を要さずレーザ光線の照射位置の上下左右方向の位
置調整を可能とし、ロスタイムを短縮すると共に1人で
作業を行える様にして省力化を図ることを目的とし、又
完成後のトンネル、既存のトンネルの傾斜角測定を1人
で作業し得る様にし、而も測定精度の向上を図るもので
ある。
人手を要さずレーザ光線の照射位置の上下左右方向の位
置調整を可能とし、ロスタイムを短縮すると共に1人で
作業を行える様にして省力化を図ることを目的とし、又
完成後のトンネル、既存のトンネルの傾斜角測定を1人
で作業し得る様にし、而も測定精度の向上を図るもので
ある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の反射面
を有し、ターゲット中心に関して所要距離離して対称に
反射面を設けたレーザ基準レベル設定用ターゲット、又
は上下、左右それぞれの方向に対称に反射面を設けたレ
ーザ基準レベル設定用ターゲット、又は走査方向に沿っ
て所要のパターンが形成される様複数の反射面を設けた
レーザ基準レベル設定用ターゲット、又は反射面に液晶
シャッタを設けたレーザ基準レベル設定用ターゲット、
又は反射面がターゲット中心に関して所要距離離した位
置に設けられたレーザ基準レベル設定用ターゲット、又
は反射面の少なくとも一つの幅が漸次変化する形状を有
するレーザ基準レベル設定用ターゲット、又は反射面の
少なくとも一対の少なくとも一方の反射面の幅が漸次変
化する形状を有するレーザ基準レベル設定用ターゲッ
ト、又はターゲット板を透光性を有する材料とし、ター
ゲットの裏面側にレーザ光線の照射位置を確認する指標
を設けたレーザ基準レベル設定用ターゲット、又は反射
面の少なくとも一つに1/4λ複屈折部材を設けたレー
ザ基準レベル設定用ターゲット、又はレーザ照準装置と
ターゲットから構成され、前記ターゲットは前記ターゲ
ット上の所定の位置を指示する反射面を有し、前記レー
ザ照準装置は回動自在に支持されたレーザ光線の射出手
段と反射レーザ光線の受光手段とを有するレーザ発振装
置と、該レーザ発振装置の少なくともレーザ光線の射出
手段を回動させる駆動装置と、前記ターゲットの反射面
からの反射レーザ光線受光状態に応じて前記ターゲット
の所定の位置にレーザ光線を向ける様に前記駆動装置を
制御する制御部とを有するレーザ基準レベル設定装置、
又はレーザ発信装置の上下回動角を検知する傾斜角検知
手段と、水平を検知するチルトセンサと、前記傾斜角検
知手段と前記チルトセンサとの検知に基づいてレーザ光
線の照射する傾斜角を表示する表示部とを具備するレー
ザ基準レベル設定装置、又はターゲットの反射面に液晶
シャッタを設け、レーザ照準装置の受光手段が前記液晶
シャッタの開閉周波数と同調する電気フィルタを具備し
たレーザ基準レベル設定装置、又はレーザ光線の射出手
段が1/4λ複屈折部材を通して円偏光レーザ光線を照
射し、受光手段が偏光板を有しターゲットで反射され入
光するレーザ光線を判別するレーザ基準レベル設定装
置、又は制御装置が受光信号の重心位置を演算し、該重
心位置からターゲット中心を求める様にしたレーザ基準
レベル設定装置、又は制御装置が受光信号のパルス幅を
演算し、該パルス幅よりターゲット中心を求める様にし
たレーザ基準レベル設定装置、又は制御装置が受光信号
のパルス幅を基にレーザ光線の走査回転角を演算し、該
走査回転角と前記パルス幅に対応するターゲットの寸法
からレーザ発振装置とターゲット間の距離を演算するレ
ーザ基準レベル設定装置に係るものである。
を有し、ターゲット中心に関して所要距離離して対称に
反射面を設けたレーザ基準レベル設定用ターゲット、又
は上下、左右それぞれの方向に対称に反射面を設けたレ
ーザ基準レベル設定用ターゲット、又は走査方向に沿っ
て所要のパターンが形成される様複数の反射面を設けた
レーザ基準レベル設定用ターゲット、又は反射面に液晶
シャッタを設けたレーザ基準レベル設定用ターゲット、
又は反射面がターゲット中心に関して所要距離離した位
置に設けられたレーザ基準レベル設定用ターゲット、又
は反射面の少なくとも一つの幅が漸次変化する形状を有
するレーザ基準レベル設定用ターゲット、又は反射面の
少なくとも一対の少なくとも一方の反射面の幅が漸次変
化する形状を有するレーザ基準レベル設定用ターゲッ
ト、又はターゲット板を透光性を有する材料とし、ター
ゲットの裏面側にレーザ光線の照射位置を確認する指標
を設けたレーザ基準レベル設定用ターゲット、又は反射
面の少なくとも一つに1/4λ複屈折部材を設けたレー
ザ基準レベル設定用ターゲット、又はレーザ照準装置と
ターゲットから構成され、前記ターゲットは前記ターゲ
ット上の所定の位置を指示する反射面を有し、前記レー
ザ照準装置は回動自在に支持されたレーザ光線の射出手
段と反射レーザ光線の受光手段とを有するレーザ発振装
置と、該レーザ発振装置の少なくともレーザ光線の射出
手段を回動させる駆動装置と、前記ターゲットの反射面
からの反射レーザ光線受光状態に応じて前記ターゲット
の所定の位置にレーザ光線を向ける様に前記駆動装置を
制御する制御部とを有するレーザ基準レベル設定装置、
又はレーザ発信装置の上下回動角を検知する傾斜角検知
手段と、水平を検知するチルトセンサと、前記傾斜角検
知手段と前記チルトセンサとの検知に基づいてレーザ光
線の照射する傾斜角を表示する表示部とを具備するレー
ザ基準レベル設定装置、又はターゲットの反射面に液晶
シャッタを設け、レーザ照準装置の受光手段が前記液晶
シャッタの開閉周波数と同調する電気フィルタを具備し
たレーザ基準レベル設定装置、又はレーザ光線の射出手
段が1/4λ複屈折部材を通して円偏光レーザ光線を照
射し、受光手段が偏光板を有しターゲットで反射され入
光するレーザ光線を判別するレーザ基準レベル設定装
置、又は制御装置が受光信号の重心位置を演算し、該重
心位置からターゲット中心を求める様にしたレーザ基準
レベル設定装置、又は制御装置が受光信号のパルス幅を
演算し、該パルス幅よりターゲット中心を求める様にし
たレーザ基準レベル設定装置、又は制御装置が受光信号
のパルス幅を基にレーザ光線の走査回転角を演算し、該
走査回転角と前記パルス幅に対応するターゲットの寸法
からレーザ発振装置とターゲット間の距離を演算するレ
ーザ基準レベル設定装置に係るものである。
【0020】レーザ発振装置からレーザ光線を照射し、
更に該レーザ光線をターゲットを横切る様に走査し、反
射面からの反射光を受光手段で検出し、更に受光手段で
の受光状態により、受光した反射光が前記ターゲットか
らのものであると認識し、受光状態を演算し、該演算結
果に基づき駆動装置を制御してレーザ光線の照射方向を
決定し、又レーザ光線の照射方向の決定後、照射方向を
水平に設定することで前記照射方向の水平に対する傾斜
角を測定する。
更に該レーザ光線をターゲットを横切る様に走査し、反
射面からの反射光を受光手段で検出し、更に受光手段で
の受光状態により、受光した反射光が前記ターゲットか
らのものであると認識し、受光状態を演算し、該演算結
果に基づき駆動装置を制御してレーザ光線の照射方向を
決定し、又レーザ光線の照射方向の決定後、照射方向を
水平に設定することで前記照射方向の水平に対する傾斜
角を測定する。
【0021】
【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。
実施の形態を説明する。
【0022】図1〜図4はレーザ照準装置10を示し、
図6はターゲット61を示す。
図6はターゲット61を示す。
【0023】先ずレーザ照準装置10について説明す
る。
る。
【0024】レーザ発振装置11は水平軸12を中心に
傾動可能なスイングフレーム13に設けられ、該スイン
グフレーム13は図示しない本体フレームに鉛直軸14
を中心に水平方向に回動可能に設けられている。又、前
記水平軸12に傾動盤42が設けられ、該傾動盤42に
チルトレバー15が連結され、又前記傾動盤42には水
平状態を示す様気泡管等のチルトセンサ16が設けられ
ている。又、前記水平軸12にはエンコーダ43が設け
られ、該エンコーダ43は前記水平軸12の回転角、即
ち前記レーザ発振装置11の傾斜角を検出する。又、前
記エンコーダ43からの信号は勾配制御器48(後述)
に入力される。
傾動可能なスイングフレーム13に設けられ、該スイン
グフレーム13は図示しない本体フレームに鉛直軸14
を中心に水平方向に回動可能に設けられている。又、前
記水平軸12に傾動盤42が設けられ、該傾動盤42に
チルトレバー15が連結され、又前記傾動盤42には水
平状態を示す様気泡管等のチルトセンサ16が設けられ
ている。又、前記水平軸12にはエンコーダ43が設け
られ、該エンコーダ43は前記水平軸12の回転角、即
ち前記レーザ発振装置11の傾斜角を検出する。又、前
記エンコーダ43からの信号は勾配制御器48(後述)
に入力される。
【0025】前記スイングフレーム13に連結して水平
角調整機構17が設けられ、前記レーザ発振装置11に
連結して垂直角調整機構18が設けられ、前記チルトレ
バー15に連結してチルトセンサ傾動機構19が設けら
れている。該チルトセンサ傾動機構19は前記レーザ発
振装置11の支持体に設けられ、レーザ発振装置11と
一体に傾動する。
角調整機構17が設けられ、前記レーザ発振装置11に
連結して垂直角調整機構18が設けられ、前記チルトレ
バー15に連結してチルトセンサ傾動機構19が設けら
れている。該チルトセンサ傾動機構19は前記レーザ発
振装置11の支持体に設けられ、レーザ発振装置11と
一体に傾動する。
【0026】前記水平角調整機構17は、水平方向に設
けられた回転自在の第1スクリュー20と、該第1スク
リュー20に螺合する第1スライドナット21、該第1
スライドナット21に植設され、前記スイングフレーム
13に係合するピン23、前記第1スクリュー20に嵌
着された従動ギア24、該従動ギア24に駆動ギア25
を介して連結された水平角調整モータ26から構成され
ている。
けられた回転自在の第1スクリュー20と、該第1スク
リュー20に螺合する第1スライドナット21、該第1
スライドナット21に植設され、前記スイングフレーム
13に係合するピン23、前記第1スクリュー20に嵌
着された従動ギア24、該従動ギア24に駆動ギア25
を介して連結された水平角調整モータ26から構成され
ている。
【0027】前記垂直角調整機構18は、水平方向に設
けられた回転自在の第2スクリュー27と、該第2スク
リュー27に螺合する第2スライドナット28、該第2
スライドナット28に植設され、前記レーザ発振装置1
1に係合するピン29、前記第2スクリュー27に嵌着
された従動ギア30、該従動ギア30に駆動ギア31を
介して連結された垂直角調整モータ32から構成されて
いる。
けられた回転自在の第2スクリュー27と、該第2スク
リュー27に螺合する第2スライドナット28、該第2
スライドナット28に植設され、前記レーザ発振装置1
1に係合するピン29、前記第2スクリュー27に嵌着
された従動ギア30、該従動ギア30に駆動ギア31を
介して連結された垂直角調整モータ32から構成されて
いる。
【0028】前記チルトセンサ傾動機構19は、垂直方
向に設けられた回転自在の第3スクリュー33と、該第
3スクリュー33に螺合する第3スライドナット34、
該第3スライドナット34に植設され、前記チルトレバ
ー15に係合するピン35、第3スクリュー33に嵌着
された従動ギア36、該従動ギア36に駆動ギア37を
介して連結された勾配設定モータ38から構成されてい
る。
向に設けられた回転自在の第3スクリュー33と、該第
3スクリュー33に螺合する第3スライドナット34、
該第3スライドナット34に植設され、前記チルトレバ
ー15に係合するピン35、第3スクリュー33に嵌着
された従動ギア36、該従動ギア36に駆動ギア37を
介して連結された勾配設定モータ38から構成されてい
る。
【0029】水平調整制御器46は前記水平角調整モー
タ26、垂直角制御器47は垂直角調整モータ32、勾
配制御器48は勾配設定モータ38をそれぞれ制御駆動
する。
タ26、垂直角制御器47は垂直角調整モータ32、勾
配制御器48は勾配設定モータ38をそれぞれ制御駆動
する。
【0030】前記水平角調整機構17の水平角調整モー
タ26は水平調整制御器46、垂直角調整機構18の垂
直角調整モータ32は垂直角制御器47、チルトセンサ
傾動機構19の勾配設定モータ38は勾配制御器48に
より駆動され、又該勾配制御器48にはエンコーダ43
からの回転角度信号が入力される。
タ26は水平調整制御器46、垂直角調整機構18の垂
直角調整モータ32は垂直角制御器47、チルトセンサ
傾動機構19の勾配設定モータ38は勾配制御器48に
より駆動され、又該勾配制御器48にはエンコーダ43
からの回転角度信号が入力される。
【0031】前記水平調整制御器46、垂直角制御器4
7、勾配制御器48はそれぞれ制御装置45により制御
され、該制御装置45には前記チルトセンサ16からの
検出信号が入力される。前記制御装置45には装置の起
動停止、勾配の設定等を行う操作盤49、勾配の設定
値、作動の状態、レーザ光線の照射方向、ターゲット6
1の検出位置等を表示する表示器50、反射レーザ光線
検出器51(後述)が接続されている。
7、勾配制御器48はそれぞれ制御装置45により制御
され、該制御装置45には前記チルトセンサ16からの
検出信号が入力される。前記制御装置45には装置の起
動停止、勾配の設定等を行う操作盤49、勾配の設定
値、作動の状態、レーザ光線の照射方向、ターゲット6
1の検出位置等を表示する表示器50、反射レーザ光線
検出器51(後述)が接続されている。
【0032】次に、図5によりレーザ発振装置11につ
いて略述する。
いて略述する。
【0033】図中、55はレーザ光発光部であり、該レ
ーザ光発光部55は発光ダイオード56、コリメートレ
ンズ57を有し、前記発光ダイオード56からのレーザ
光線は前記コリメートレンズ57で平行レーザ光線58
とされ、ハーフミラー59又は孔開きミラーを透過して
ターゲット61に照射される。
ーザ光発光部55は発光ダイオード56、コリメートレ
ンズ57を有し、前記発光ダイオード56からのレーザ
光線は前記コリメートレンズ57で平行レーザ光線58
とされ、ハーフミラー59又は孔開きミラーを透過して
ターゲット61に照射される。
【0034】該ターゲット61で反射された反射光5
8′は前記レーザ発振装置11に入光し、入光した反射
光58′は合焦レンズ60、反射レーザ光線検出器51
等から成る受光手段で受光される。前記合焦レンズ60
を介して反射レーザ光線検出器51が反射光58′を受
光すると、該反射レーザ光線検出器51は検出信号を前
記制御装置45へ入力する。該制御装置45は前記反射
レーザ光線検出器51の受光状態に応じて前記水平調整
制御器46を介して前記水平角調整モータ26を駆動制
御し、前記垂直角制御器47を介して前記垂直角調整モ
ータ32を駆動制御してレーザ発振装置11からのレー
ザ光線58照射方向を決定する。尚、図5ではレーザ発
振装置のレーザ光線を射出するレーザ発光部及び光学系
と、反射レーザ光線を受光する受光部である反射レーザ
光線検出器と光学系とを一体化して示してあるが、勿論
別ユニットとして構成してもよい。
8′は前記レーザ発振装置11に入光し、入光した反射
光58′は合焦レンズ60、反射レーザ光線検出器51
等から成る受光手段で受光される。前記合焦レンズ60
を介して反射レーザ光線検出器51が反射光58′を受
光すると、該反射レーザ光線検出器51は検出信号を前
記制御装置45へ入力する。該制御装置45は前記反射
レーザ光線検出器51の受光状態に応じて前記水平調整
制御器46を介して前記水平角調整モータ26を駆動制
御し、前記垂直角制御器47を介して前記垂直角調整モ
ータ32を駆動制御してレーザ発振装置11からのレー
ザ光線58照射方向を決定する。尚、図5ではレーザ発
振装置のレーザ光線を射出するレーザ発光部及び光学系
と、反射レーザ光線を受光する受光部である反射レーザ
光線検出器と光学系とを一体化して示してあるが、勿論
別ユニットとして構成してもよい。
【0035】次に、前記ターゲット61を図6を参照し
て説明する。
て説明する。
【0036】矩形のターゲット板62のターゲット中心
(本図の場合はターゲット中心と図形中心が一致した場
合を示している)に十字線63を刻印し、該十字線63
の交点を中心に左右、上下対称な位置にそれぞれ左反射
面64、右反射面65、上反射面66、下反射面67を
設け、左反射面64、右反射面65は少なくとも水平方
向の幅が同一であり、上反射面66、下反射面67は少
なくとも上下方向の幅が同一である。尚、前記した幅が
同一でない場合は、左反射面64と右反射面65、及び
上反射面66と下反射面67の形状が前記十字線の鉛直
線、水平線に対して対称な形状であってもよい。
(本図の場合はターゲット中心と図形中心が一致した場
合を示している)に十字線63を刻印し、該十字線63
の交点を中心に左右、上下対称な位置にそれぞれ左反射
面64、右反射面65、上反射面66、下反射面67を
設け、左反射面64、右反射面65は少なくとも水平方
向の幅が同一であり、上反射面66、下反射面67は少
なくとも上下方向の幅が同一である。尚、前記した幅が
同一でない場合は、左反射面64と右反射面65、及び
上反射面66と下反射面67の形状が前記十字線の鉛直
線、水平線に対して対称な形状であってもよい。
【0037】前記左反射面64、右反射面65、上反射
面66、下反射面67はターゲット板62に小球、又は
小プリズムから成る再帰反射層が貼設されたものであ
る。
面66、下反射面67はターゲット板62に小球、又は
小プリズムから成る再帰反射層が貼設されたものであ
る。
【0038】以下パイプ等を埋設する場合のレーザ光線
による基準線の設定について、基準線を水平に対して所
要の角度θ傾斜させ設定する場合について説明する。
による基準線の設定について、基準線を水平に対して所
要の角度θ傾斜させ設定する場合について説明する。
【0039】レーザ照準装置1を設置し、レーザ照準装
置1の上面に設けた棒気泡管(図示せず)によりパイプ
の円周方向(パイプの軸心方向と直交する方向)に対し
て水平となる様調整する。
置1の上面に設けた棒気泡管(図示せず)によりパイプ
の円周方向(パイプの軸心方向と直交する方向)に対し
て水平となる様調整する。
【0040】次に、前記操作盤49より前記制御装置4
5に設定傾斜角θを入力する。該制御装置45は前記勾
配制御器48を介して前記勾配設定モータ38を駆動す
る。前記駆動ギア37、従動ギア36、第3スクリュー
33を介して第3スライドナット34を上方向に移動さ
せ、前記チルトレバー15を設定角度θの逆方向に傾斜
させる。該チルトレバー15は前記傾動盤42と共に一
体に回転し、該傾動盤42の回転角はエンコーダ43に
より検出され、前記勾配制御器48にフィードバックさ
れる。前記エンコーダ43の検出角度が設定角度と同一
となった時に前記勾配設定モータ38を停止する。
5に設定傾斜角θを入力する。該制御装置45は前記勾
配制御器48を介して前記勾配設定モータ38を駆動す
る。前記駆動ギア37、従動ギア36、第3スクリュー
33を介して第3スライドナット34を上方向に移動さ
せ、前記チルトレバー15を設定角度θの逆方向に傾斜
させる。該チルトレバー15は前記傾動盤42と共に一
体に回転し、該傾動盤42の回転角はエンコーダ43に
より検出され、前記勾配制御器48にフィードバックさ
れる。前記エンコーダ43の検出角度が設定角度と同一
となった時に前記勾配設定モータ38を停止する。
【0041】前記制御装置45は前記垂直角制御器47
を介して前記垂直角調整モータ32を駆動し、前記駆動
ギア31、従動ギア30、第2スクリュー27を介して
第2スライドナット28を移動させ、ピン29を介して
レーザ発振装置11及びチルトレバー15を一体に傾動
させる。前記チルトセンサ16が検出する角度が0にな
る迄、前記垂直角調整モータ32を駆動する。
を介して前記垂直角調整モータ32を駆動し、前記駆動
ギア31、従動ギア30、第2スクリュー27を介して
第2スライドナット28を移動させ、ピン29を介して
レーザ発振装置11及びチルトレバー15を一体に傾動
させる。前記チルトセンサ16が検出する角度が0にな
る迄、前記垂直角調整モータ32を駆動する。
【0042】前記制御装置45が前記チルトセンサ16
からの基準レベルを検知したところで前記垂直角調整モ
ータ32を停止し、前記レーザ発振装置11から発せら
れるレーザ光が設定角θに設定される。この設定角は前
記表示器50に表示される。
からの基準レベルを検知したところで前記垂直角調整モ
ータ32を停止し、前記レーザ発振装置11から発せら
れるレーザ光が設定角θに設定される。この設定角は前
記表示器50に表示される。
【0043】傾斜角度設定後、前記水平角調整モータ2
6を駆動し、前記水平角調整機構17によりレーザ発振
装置11から発せられるレーザ光を水平方向を走査さ
せ、該レーザ光線が前記ターゲット61の検出に基づい
て十字線63の交点を照射する様、基準線の水平方向の
設定を行う。
6を駆動し、前記水平角調整機構17によりレーザ発振
装置11から発せられるレーザ光を水平方向を走査さ
せ、該レーザ光線が前記ターゲット61の検出に基づい
て十字線63の交点を照射する様、基準線の水平方向の
設定を行う。
【0044】尚、レーザ照準装置で一度勾配設定を完了
した後、更にレーザ照準装置を設置する場合、レーザ発
振装置を必ずしも水平に設定し直す必要はない。本体が
どの様な角度に設置されても、以前に設定した角度はエ
ンコーダにより得られる為、新たに設定した角度との差
が演算により求められ、チルトセンサが基準レベルに達
した時、新たに設定した角度になる。
した後、更にレーザ照準装置を設置する場合、レーザ発
振装置を必ずしも水平に設定し直す必要はない。本体が
どの様な角度に設置されても、以前に設定した角度はエ
ンコーダにより得られる為、新たに設定した角度との差
が演算により求められ、チルトセンサが基準レベルに達
した時、新たに設定した角度になる。
【0045】前記勾配設定モータ38はパルスモータ、
DCモータ、サーボモータ等のモータが使用可能である
ことは言う迄もなく、更に前記エンコーダ43は傾動盤
42に機械的に連結されていればよく、水平軸12に軸
接手を介して連結しても、或はギア等の動作伝達手段を
介して連結してもよい。又、前記エンコーダ43は実際
の傾斜角を検出するので、レーザ照準装置の所要箇所に
設けた勾配設定表示器に勾配を表示する様にしてもよ
い。又、前記チルトセンサ16は傾動盤42に限らずチ
ルトレバー15等、チルトレバー15と一体に傾動する
箇所に設けられればよい。更に、前記エンコーダ43は
光学式、磁気式のいずれであってもよい。
DCモータ、サーボモータ等のモータが使用可能である
ことは言う迄もなく、更に前記エンコーダ43は傾動盤
42に機械的に連結されていればよく、水平軸12に軸
接手を介して連結しても、或はギア等の動作伝達手段を
介して連結してもよい。又、前記エンコーダ43は実際
の傾斜角を検出するので、レーザ照準装置の所要箇所に
設けた勾配設定表示器に勾配を表示する様にしてもよ
い。又、前記チルトセンサ16は傾動盤42に限らずチ
ルトレバー15等、チルトレバー15と一体に傾動する
箇所に設けられればよい。更に、前記エンコーダ43は
光学式、磁気式のいずれであってもよい。
【0046】次に、本発明はターゲット61の中心を検
出する機能を有し、この中心検出機能により、例えば振
動等が原因でレーザ光線の照射位置が移動した場合の自
動調整機能が可能となる。
出する機能を有し、この中心検出機能により、例えば振
動等が原因でレーザ光線の照射位置が移動した場合の自
動調整機能が可能となる。
【0047】先ず、レーザ照準装置10を起点となる場
所に水平に設置し、又前記ターゲット61を目標位置に
設置する。前記レーザ照準装置10を作動させ、レーザ
光線58を照射し、照射の方向の左右、及び傾斜を手動
により概略設定する。設定後自動調整を作動させる。
所に水平に設置し、又前記ターゲット61を目標位置に
設置する。前記レーザ照準装置10を作動させ、レーザ
光線58を照射し、照射の方向の左右、及び傾斜を手動
により概略設定する。設定後自動調整を作動させる。
【0048】前記水平角調整モータ26を回転させ、前
記第1スクリュー20を回転し、前記第1スライドナッ
ト21、ピン23を介してレーザ照準装置10のレーザ
発振装置11を鉛直軸14を中心に水平方向に往復回転
し、平行レーザ光線58を水平に往復走査する。水平方
向の走査は徐々に上方又は下方に移動しながら往復走査
する。検出されない場合は、走査範囲を広げ再び走査を
行う。
記第1スクリュー20を回転し、前記第1スライドナッ
ト21、ピン23を介してレーザ照準装置10のレーザ
発振装置11を鉛直軸14を中心に水平方向に往復回転
し、平行レーザ光線58を水平に往復走査する。水平方
向の走査は徐々に上方又は下方に移動しながら往復走査
する。検出されない場合は、走査範囲を広げ再び走査を
行う。
【0049】レーザ光線58が前記ターゲット61を横
切ると前記左反射面64、右反射面65からの反射光5
8′がレーザ発振装置11に入光し、前記反射レーザ光
線検出器51により反射光58′が検出される。前記反
射レーザ光線検出器51からの受光信号は図7に示す様
に、所定間隔を置いた同幅、同形状のパルス状となる。
前記反射レーザ光線検出器51からの信号が所定の間隔
で同幅のパルスであると、前記制御装置45は受光した
反射光が前記ターゲット61からのものであると認識
し、前記2つの受光信号に対する水平重心位置即ち水平
方向の前記十字線63の交点を演算する。演算結果は前
記制御装置45に記憶され、前記表示器50に水平角と
して表示される。更に前記制御装置45は演算結果を基
に前記水平調整制御器46を制御して前記水平角調整モ
ータ26を駆動させ、レーザ光線58の照射方向を前記
演算した方向とし、前記水平重心位置に合致させる。
切ると前記左反射面64、右反射面65からの反射光5
8′がレーザ発振装置11に入光し、前記反射レーザ光
線検出器51により反射光58′が検出される。前記反
射レーザ光線検出器51からの受光信号は図7に示す様
に、所定間隔を置いた同幅、同形状のパルス状となる。
前記反射レーザ光線検出器51からの信号が所定の間隔
で同幅のパルスであると、前記制御装置45は受光した
反射光が前記ターゲット61からのものであると認識
し、前記2つの受光信号に対する水平重心位置即ち水平
方向の前記十字線63の交点を演算する。演算結果は前
記制御装置45に記憶され、前記表示器50に水平角と
して表示される。更に前記制御装置45は演算結果を基
に前記水平調整制御器46を制御して前記水平角調整モ
ータ26を駆動させ、レーザ光線58の照射方向を前記
演算した方向とし、前記水平重心位置に合致させる。
【0050】前記水平重心の位置を演算する場合に、前
記左反射面64と右反射面65間のレーザ光線の照射方
向の角度差が求められる。又、前記左反射面64と右反
射面65間の距離は既知の値であることから、前記左反
射面64と右反射面65間の角度差と距離によりレーザ
照準装置10からターゲット61迄の距離が計測でき
る。
記左反射面64と右反射面65間のレーザ光線の照射方
向の角度差が求められる。又、前記左反射面64と右反
射面65間の距離は既知の値であることから、前記左反
射面64と右反射面65間の角度差と距離によりレーザ
照準装置10からターゲット61迄の距離が計測でき
る。
【0051】水平方向の照射位置が設定されると、前記
垂直角調整モータ32を駆動して前記第2スクリュー2
7を回転させ、第2スライドナット28、ピン29、ス
イングフレーム13を介して前記水平軸12を中心に前
記レーザ発振装置11を上下方向に所要角度で傾動さ
せ、上下方向に走査を開始する。
垂直角調整モータ32を駆動して前記第2スクリュー2
7を回転させ、第2スライドナット28、ピン29、ス
イングフレーム13を介して前記水平軸12を中心に前
記レーザ発振装置11を上下方向に所要角度で傾動さ
せ、上下方向に走査を開始する。
【0052】前記反射レーザ光線検出器51からの受光
信号の状態で前記制御装置45が鉛直重心位置、即ち鉛
直方向の前記十字線63の交点を演算する。この演算結
果は前記表示器50に垂直角として表示されると共に前
記制御装置45はこの演算結果を基に前記垂直角制御器
47を制御して前記垂直角調整モータ32を駆動させ、
レーザ光線58の照射方向を前記鉛直重心位置に更に合
致させる。而して、レーザ光線58は水平方向、垂直方
向が設定され、平行レーザ光線58の照射点は前記十字
線63の交点に合致する。
信号の状態で前記制御装置45が鉛直重心位置、即ち鉛
直方向の前記十字線63の交点を演算する。この演算結
果は前記表示器50に垂直角として表示されると共に前
記制御装置45はこの演算結果を基に前記垂直角制御器
47を制御して前記垂直角調整モータ32を駆動させ、
レーザ光線58の照射方向を前記鉛直重心位置に更に合
致させる。而して、レーザ光線58は水平方向、垂直方
向が設定され、平行レーザ光線58の照射点は前記十字
線63の交点に合致する。
【0053】次に、反射面に液晶シャッタを設けること
で、反射光58′の受光状態でのノイズの低減を防止す
ることができる。
で、反射光58′の受光状態でのノイズの低減を防止す
ることができる。
【0054】前記ターゲット61の左反射面64、右反
射面65、上反射面66、下反射面67の表面に更に液
晶シャッタを貼設し、ターゲット61の所要位置、例え
ば背面にそれぞれの液晶シャッタを異なる周波数で駆動
するシャッタ制御回路を設ける。更に、前記反射レーザ
光線検出器51には前記液晶シャッタの周波数に同調す
る電気的フィルタが設けられている。
射面65、上反射面66、下反射面67の表面に更に液
晶シャッタを貼設し、ターゲット61の所要位置、例え
ば背面にそれぞれの液晶シャッタを異なる周波数で駆動
するシャッタ制御回路を設ける。更に、前記反射レーザ
光線検出器51には前記液晶シャッタの周波数に同調す
る電気的フィルタが設けられている。
【0055】前記液晶シャッタが駆動されると反射光が
液晶シャッタの開閉に合わせて遮断され、液晶シャッタ
の駆動周波数で変調される。更に、前記電気的フィルタ
を介することで前記反射レーザ光線検出器51はターゲ
ット61からの反射光のみを検出することができ、他の
不要な反射体からのノイズを除去することができ検出精
度が向上する。尚、前記左反射面64、右反射面65、
上反射面66、下反射面67に設けられる前記液晶シャ
ッタは同一の周波数で開閉してもよく、或は異なる周波
数で開閉してもよい。異なる周波数で開閉した場合は、
それぞれの左反射面64、右反射面65、上反射面6
6、下反射面67を個別認識することができる。
液晶シャッタの開閉に合わせて遮断され、液晶シャッタ
の駆動周波数で変調される。更に、前記電気的フィルタ
を介することで前記反射レーザ光線検出器51はターゲ
ット61からの反射光のみを検出することができ、他の
不要な反射体からのノイズを除去することができ検出精
度が向上する。尚、前記左反射面64、右反射面65、
上反射面66、下反射面67に設けられる前記液晶シャ
ッタは同一の周波数で開閉してもよく、或は異なる周波
数で開閉してもよい。異なる周波数で開閉した場合は、
それぞれの左反射面64、右反射面65、上反射面6
6、下反射面67を個別認識することができる。
【0056】尚、ターゲット61の反射面は左反射面6
4、右反射面65、上反射面66、下反射面67が連続
していてもよく、水平方向、鉛直方向で反射面の幅を変
えてもよい。更に又、走査線に沿って複数の反射面を設
け所要のパターンを形成し、走査することで得られる受
光信号からパターンを認識し、受光信号がターゲットか
らのものであることを認識し、更にパターンからターゲ
ット中心を判別する様にしてもよい。
4、右反射面65、上反射面66、下反射面67が連続
していてもよく、水平方向、鉛直方向で反射面の幅を変
えてもよい。更に又、走査線に沿って複数の反射面を設
け所要のパターンを形成し、走査することで得られる受
光信号からパターンを認識し、受光信号がターゲットか
らのものであることを認識し、更にパターンからターゲ
ット中心を判別する様にしてもよい。
【0057】次に、図8、図9を参照して本発明に係る
レーザ照準装置10によるトンネル1の傾斜角の測定を
説明する。
レーザ照準装置10によるトンネル1の傾斜角の測定を
説明する。
【0058】ターゲット61をトンネル1の一端に設置
し、レーザ照準装置10を他端に設置する。前記ターゲ
ット61はコンクリートパイプ2に設置した場合に照射
中心(前記十字線63の交点)が前記コンクリートパイ
プ2の中心に合致する様な構造を有する。例えば、ター
ゲット61が2の支持点68を介して前記コンクリート
パイプ2の内面に乗置され、前記2の支持点68と前記
照射中心とが2等辺三角形をなし、照射中心と支持点6
8間の距離がコンクリートパイプ2の半径に等しい等で
ある。
し、レーザ照準装置10を他端に設置する。前記ターゲ
ット61はコンクリートパイプ2に設置した場合に照射
中心(前記十字線63の交点)が前記コンクリートパイ
プ2の中心に合致する様な構造を有する。例えば、ター
ゲット61が2の支持点68を介して前記コンクリート
パイプ2の内面に乗置され、前記2の支持点68と前記
照射中心とが2等辺三角形をなし、照射中心と支持点6
8間の距離がコンクリートパイプ2の半径に等しい等で
ある。
【0059】同様に前記レーザ照準装置10は支持脚4
1を介して前記コンクリートパイプ2に設置され、レー
ザ照準装置10のレーザ光線射出中心は略コンクリート
パイプ2の中心に一致する。
1を介して前記コンクリートパイプ2に設置され、レー
ザ照準装置10のレーザ光線射出中心は略コンクリート
パイプ2の中心に一致する。
【0060】レーザ照準装置10を作動させると、レー
ザ照準装置10は前述した作動により自動で前記ターゲ
ット61の照射中心を検出し、レーザ光線の照射位置を
ターゲット61の照射中心に合致させる。この時、コン
クリートパイプとレーザ光線の照射方向及びチルトセン
サの傾斜角はトンネル1の傾斜と一致している。
ザ照準装置10は前述した作動により自動で前記ターゲ
ット61の照射中心を検出し、レーザ光線の照射位置を
ターゲット61の照射中心に合致させる。この時、コン
クリートパイプとレーザ光線の照射方向及びチルトセン
サの傾斜角はトンネル1の傾斜と一致している。
【0061】次に、チルトセンサが水平になる様に、即
ち前記勾配制御器48を介して勾配設定モータ38を駆
動し、前記チルトセンサ16の検出結果を水平の位置と
する。前記レーザ光線がターゲット61の照射中心を照
射している状態から前記チルトセンサ16の検出結果が
水平の位置を示す迄の角度は前記エンコーダ43により
検出され、検出した結果が前記トンネル1の傾斜角であ
り、この傾斜角は前記表示器50に表示される。而し
て、傾斜角が測定され、測定結果は前記表示器50によ
り容易に知り得、又測定作業としてはレーザ照準装置1
0とターゲット61をトンネル1に設置するだけでよ
く、1人の作業者で測定が可能である。更に、前述した
様に距離測定も合わせて行うことができる。
ち前記勾配制御器48を介して勾配設定モータ38を駆
動し、前記チルトセンサ16の検出結果を水平の位置と
する。前記レーザ光線がターゲット61の照射中心を照
射している状態から前記チルトセンサ16の検出結果が
水平の位置を示す迄の角度は前記エンコーダ43により
検出され、検出した結果が前記トンネル1の傾斜角であ
り、この傾斜角は前記表示器50に表示される。而し
て、傾斜角が測定され、測定結果は前記表示器50によ
り容易に知り得、又測定作業としてはレーザ照準装置1
0とターゲット61をトンネル1に設置するだけでよ
く、1人の作業者で測定が可能である。更に、前述した
様に距離測定も合わせて行うことができる。
【0062】次に、図10に示す実施の形態では、前記
反射レーザ光線検出器51での反射光58′の検出精度
を向上させる為、更に反射光58′の検出による情報量
を増加させる為、レーザ照準装置10から照射されるレ
ーザ光線を円偏光としたものである。前記ハーフミラー
59を透過するレーザ光線を更に1/4λ複屈折部材7
1に透過させ円偏光レーザ光線とし、レーザ照準装置1
0から射出する様にする。
反射レーザ光線検出器51での反射光58′の検出精度
を向上させる為、更に反射光58′の検出による情報量
を増加させる為、レーザ照準装置10から照射されるレ
ーザ光線を円偏光としたものである。前記ハーフミラー
59を透過するレーザ光線を更に1/4λ複屈折部材7
1に透過させ円偏光レーザ光線とし、レーザ照準装置1
0から射出する様にする。
【0063】本実施の形態に使用されるターゲット90
を図12に示す。
を図12に示す。
【0064】該ターゲット90は前記したターゲット6
1の左反射面64、右反射面65、上反射面66、下反
射面67の表面に更に1/4λ複屈折部材を設け、それ
ぞれの偏光反射面77,78,79,80としたもので
ある。
1の左反射面64、右反射面65、上反射面66、下反
射面67の表面に更に1/4λ複屈折部材を設け、それ
ぞれの偏光反射面77,78,79,80としたもので
ある。
【0065】レーザ照準装置10から照射された円偏光
レーザ光線58は前記ターゲット90の偏光反射面7
7,78,79,80で反射されることで照射された円
偏光レーザ光線58と偏光方向が異なる円偏光レーザ光
線58′となる。該円偏光レーザ光線58′が前記1/
4λ複屈折部材71を透過することで、前記レーザ光発
光部55から射出された直線偏光レーザ光線とは90°
偏光方向の異なる直線偏光レーザ光線となる。前記円偏
光レーザ光線58′は偏光板72を通過して前記反射レ
ーザ光線検出器51に受光される様になっており、前記
偏光板72の偏光方向をターゲット90の反射面で反射
され前記1/4λ複屈折部材71を透過して入光する偏
光方向と一致させておく。
レーザ光線58は前記ターゲット90の偏光反射面7
7,78,79,80で反射されることで照射された円
偏光レーザ光線58と偏光方向が異なる円偏光レーザ光
線58′となる。該円偏光レーザ光線58′が前記1/
4λ複屈折部材71を透過することで、前記レーザ光発
光部55から射出された直線偏光レーザ光線とは90°
偏光方向の異なる直線偏光レーザ光線となる。前記円偏
光レーザ光線58′は偏光板72を通過して前記反射レ
ーザ光線検出器51に受光される様になっており、前記
偏光板72の偏光方向をターゲット90の反射面で反射
され前記1/4λ複屈折部材71を透過して入光する偏
光方向と一致させておく。
【0066】而して、前記反射レーザ光線検出器51は
レーザ照準装置10から照射されたレーザ光線が偏光反
射面77,78,79,80で反射されたもののみを受
光することとなり、太陽光等、不要反射体により反射さ
れた外乱光が入光しても、カットされ、検出精度が向上
する。前記ターゲット90の照射位置を求める場合はタ
ーゲット61で説明したと同様、水平方向のレーザ光線
の走査をして反射光による水平方向重心位置を求め、次
に上下方向の走査をして反射光による上下方向の重心位
置を求めればよい。
レーザ照準装置10から照射されたレーザ光線が偏光反
射面77,78,79,80で反射されたもののみを受
光することとなり、太陽光等、不要反射体により反射さ
れた外乱光が入光しても、カットされ、検出精度が向上
する。前記ターゲット90の照射位置を求める場合はタ
ーゲット61で説明したと同様、水平方向のレーザ光線
の走査をして反射光による水平方向重心位置を求め、次
に上下方向の走査をして反射光による上下方向の重心位
置を求めればよい。
【0067】次に、他のターゲットの例を図13〜図1
6により説明する。
6により説明する。
【0068】図13に示すターゲット91は反射面8
1,82を対称な正立直角3角形、倒立直角3角形とし
たものである。
1,82を対称な正立直角3角形、倒立直角3角形とし
たものである。
【0069】該ターゲット91からの円偏光レーザ光線
58′は2のパルス状となり、レーザ光線を走査する位
置により左右のパルス幅が変化し、左右のパルス幅が等
しくなる位置が前記十字線63の交点を通過する位置で
あり、又左右のパルス幅の重心を演算することで前記十
字線63の水平方向の位置も検出できる。従って、ター
ゲット91を用いることで水平方向に走査しつつ、更に
走査位置を上下方向に移動させることで十字線63の交
点の位置、照射中心をすることができる。従って、図
6、図12で示したターゲット61、ターゲット90の
様に上下方向に中心位置を求めるのに水平方向の動きを
停止させ、上下方向の走査を行う必要がなくなり、作業
能率が向上する。
58′は2のパルス状となり、レーザ光線を走査する位
置により左右のパルス幅が変化し、左右のパルス幅が等
しくなる位置が前記十字線63の交点を通過する位置で
あり、又左右のパルス幅の重心を演算することで前記十
字線63の水平方向の位置も検出できる。従って、ター
ゲット91を用いることで水平方向に走査しつつ、更に
走査位置を上下方向に移動させることで十字線63の交
点の位置、照射中心をすることができる。従って、図
6、図12で示したターゲット61、ターゲット90の
様に上下方向に中心位置を求めるのに水平方向の動きを
停止させ、上下方向の走査を行う必要がなくなり、作業
能率が向上する。
【0070】図14に示すターゲット92も基本的には
前記ターゲット91と同様であり、反射面81,82を
対角線に沿って設けたストリップ状の非反射面83を挾
んで対称な正立直角3角形、倒立直角3角形とし、ター
ゲット板92の片隅にまとめて設けたものである。反射
面81,82、非反射面83と前記十字線63との距離
は既知であるので反射面81,82、非反射面83の中
心を求めることで十字線63の交点位置を求めることが
できる。
前記ターゲット91と同様であり、反射面81,82を
対角線に沿って設けたストリップ状の非反射面83を挾
んで対称な正立直角3角形、倒立直角3角形とし、ター
ゲット板92の片隅にまとめて設けたものである。反射
面81,82、非反射面83と前記十字線63との距離
は既知であるので反射面81,82、非反射面83の中
心を求めることで十字線63の交点位置を求めることが
できる。
【0071】図15に示すターゲット93は、正立直角
3角形の反射面81と倒立直角3角形の非反射面84と
を臨接させ設け、更に非反射面84に沿ってストリップ
状の反射面85を設けたのである。前記反射面81、非
反射面84、反射面85に対してレーザ光線が水平方向
に走査すると、前記ターゲット93からは前記反射面8
1と前記反射面85からパルス状の反射光が有り、反射
面81による反射光のパルスの幅と、該パルスから反射
面85による反射光のパルス迄の幅(非反射面84の
幅)が同一となった状態を検出することで、前述したと
同様にターゲット93の照射中心を検出することができ
る。
3角形の反射面81と倒立直角3角形の非反射面84と
を臨接させ設け、更に非反射面84に沿ってストリップ
状の反射面85を設けたのである。前記反射面81、非
反射面84、反射面85に対してレーザ光線が水平方向
に走査すると、前記ターゲット93からは前記反射面8
1と前記反射面85からパルス状の反射光が有り、反射
面81による反射光のパルスの幅と、該パルスから反射
面85による反射光のパルス迄の幅(非反射面84の
幅)が同一となった状態を検出することで、前述したと
同様にターゲット93の照射中心を検出することができ
る。
【0072】図16に示すターゲット94は3のストリ
ップ状の反射面86をN字状に配置したものであり、該
ターゲット94に対してレーザ光線が水平方向に走査す
ると、前記ターゲット94からは3の同幅のパルス状の
反射光が有り、該3のパルス状の反射光の間隔が同一と
なった場合が前記十字線63の交点を通過する位置であ
り、前述したと同様にターゲット94の照射中心を検出
することができる。
ップ状の反射面86をN字状に配置したものであり、該
ターゲット94に対してレーザ光線が水平方向に走査す
ると、前記ターゲット94からは3の同幅のパルス状の
反射光が有り、該3のパルス状の反射光の間隔が同一と
なった場合が前記十字線63の交点を通過する位置であ
り、前述したと同様にターゲット94の照射中心を検出
することができる。
【0073】尚、図13〜図16に示したターゲットは
反射面に1/4λ複屈折部材を設けなければ、図5で示
した実施の形態で使用可能であることは言う迄もない。
更に、反射面の形状は正立3角形状、又は倒立3角形状
のものが1つでもよい。この場合レーザ光線の十字線6
3の交点を通過する走査線が前記反射面を横切った場合
の幅を予め測定し、比較値として前記制御装置45に設
定入力しておけばよい。或は、反射面の形状を極大値、
極小値を有する形状とし、前記制御装置45で極値を検
出する様にしてもよい。
反射面に1/4λ複屈折部材を設けなければ、図5で示
した実施の形態で使用可能であることは言う迄もない。
更に、反射面の形状は正立3角形状、又は倒立3角形状
のものが1つでもよい。この場合レーザ光線の十字線6
3の交点を通過する走査線が前記反射面を横切った場合
の幅を予め測定し、比較値として前記制御装置45に設
定入力しておけばよい。或は、反射面の形状を極大値、
極小値を有する形状とし、前記制御装置45で極値を検
出する様にしてもよい。
【0074】次に、図11は更に他の実施の形態を示し
ており、図10で示した実施の形態に下記の構成を付加
したものである。
ており、図10で示した実施の形態に下記の構成を付加
したものである。
【0075】ハーフミラー59と合焦レンズ60との間
にハーフミラー73を設け、該ハーフミラー73で反射
された円偏光レーザ光線58′を合焦レンズ74、偏光
板75を介して反射レーザ光線検出器76に入光させ、
該反射レーザ光線検出器76からの受光信号は前記制御
装置45に入力する。前記偏光板72と前記偏光板75
とは偏光方向を90°変えており、前記反射レーザ光線
検出器51と反射レーザ光線検出器76はそれぞれ偏光
方向が90°異なる直線偏光レーザ光線を検知し得る構
成となっている。又、前記制御装置45は前記反射レー
ザ光線検出器51からのレーザ光線受光信号と前記反射
レーザ光線検出器76からのレーザ光線受光信号とを比
較演算する。
にハーフミラー73を設け、該ハーフミラー73で反射
された円偏光レーザ光線58′を合焦レンズ74、偏光
板75を介して反射レーザ光線検出器76に入光させ、
該反射レーザ光線検出器76からの受光信号は前記制御
装置45に入力する。前記偏光板72と前記偏光板75
とは偏光方向を90°変えており、前記反射レーザ光線
検出器51と反射レーザ光線検出器76はそれぞれ偏光
方向が90°異なる直線偏光レーザ光線を検知し得る構
成となっている。又、前記制御装置45は前記反射レー
ザ光線検出器51からのレーザ光線受光信号と前記反射
レーザ光線検出器76からのレーザ光線受光信号とを比
較演算する。
【0076】本実施の形態で使用されるターゲット95
は図17に示す様に、反射面の全体の形状が縦長の矩形
形状であり、該反射面は対角線で2分され、分割された
1方は偏光変換反射面87、分割された他方は偏光保存
反射面88で構成されている。正立3角形の前記偏光変
換反射面87は表面に1/4λ複屈折部材を有し、入射
レーザ光線の偏光方向を変換して反射し、倒立3角形の
前記偏光保存反射面88は入射レーザ光線の偏光方向を
保存して反射する。
は図17に示す様に、反射面の全体の形状が縦長の矩形
形状であり、該反射面は対角線で2分され、分割された
1方は偏光変換反射面87、分割された他方は偏光保存
反射面88で構成されている。正立3角形の前記偏光変
換反射面87は表面に1/4λ複屈折部材を有し、入射
レーザ光線の偏光方向を変換して反射し、倒立3角形の
前記偏光保存反射面88は入射レーザ光線の偏光方向を
保存して反射する。
【0077】円偏光レーザ光線58を前記ターゲット9
5に対して水平方向に走査すると、偏光変換反射面87
で反射された円偏光レーザ光線58′は偏光方向が変換
され、前記1/4λ複屈折部材71を透過し、更に前記
ハーフミラー73を透過したレーザ光線の偏光方向は前
記偏光板72と一致し、前記反射レーザ光線検出器51
により検出される。又、前記ハーフミラー73で反射さ
れた円偏光レーザ光線58′は前記偏光板75とは偏光
方向が異なり該偏光板75によりカットされ、前記反射
レーザ光線検出器76には入光しない。
5に対して水平方向に走査すると、偏光変換反射面87
で反射された円偏光レーザ光線58′は偏光方向が変換
され、前記1/4λ複屈折部材71を透過し、更に前記
ハーフミラー73を透過したレーザ光線の偏光方向は前
記偏光板72と一致し、前記反射レーザ光線検出器51
により検出される。又、前記ハーフミラー73で反射さ
れた円偏光レーザ光線58′は前記偏光板75とは偏光
方向が異なり該偏光板75によりカットされ、前記反射
レーザ光線検出器76には入光しない。
【0078】前記偏光保存反射面88で反射された円偏
光レーザ光線58′は偏光方向が保存された反射光であ
り、前記1/4λ複屈折部材71を透過したレーザ光線
の偏光方向は前記偏光板75とは一致し、前記偏光板7
2とは不一致となる。従って、前記反射レーザ光線検出
器51には入光せず、反射レーザ光線検出器76にのみ
入光する。前記制御装置45は前記反射レーザ光線検出
器51、反射レーザ光線検出器76との受光信号を比較
し、両反射レーザ光線の検出器51,76からの信号パ
ルス幅が等しくなった状態が、前記十字線63の中心を
円偏光レーザ光線58が通過する位置とする。ターゲッ
ト95の反射面全体の中心と前記十字線63の交点の距
離は既知であるのでターゲット95の照射中心は演算に
より求められる。
光レーザ光線58′は偏光方向が保存された反射光であ
り、前記1/4λ複屈折部材71を透過したレーザ光線
の偏光方向は前記偏光板75とは一致し、前記偏光板7
2とは不一致となる。従って、前記反射レーザ光線検出
器51には入光せず、反射レーザ光線検出器76にのみ
入光する。前記制御装置45は前記反射レーザ光線検出
器51、反射レーザ光線検出器76との受光信号を比較
し、両反射レーザ光線の検出器51,76からの信号パ
ルス幅が等しくなった状態が、前記十字線63の中心を
円偏光レーザ光線58が通過する位置とする。ターゲッ
ト95の反射面全体の中心と前記十字線63の交点の距
離は既知であるのでターゲット95の照射中心は演算に
より求められる。
【0079】図18に示すターゲット96は、ターゲッ
ト板62に透明、半透明の透光性の材料を使用し、背面
に前記十字線63の交点と一致する中心を有する指標8
9を印刷又は刻印したものであり、反射面側から円偏光
レーザ光線58の照射位置を確認できる様にしたもので
ある。
ト板62に透明、半透明の透光性の材料を使用し、背面
に前記十字線63の交点と一致する中心を有する指標8
9を印刷又は刻印したものであり、反射面側から円偏光
レーザ光線58の照射位置を確認できる様にしたもので
ある。
【0080】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ターゲ
ットを回転することなく上下左右の照射位置をターゲッ
ト中心に合致させることができ、補助作業者が不要とな
ると共にタイムロスがなくなり、作業効率が向上し、更
にターゲット回転機構が必要ないので構造が簡単であ
り、又中心を求める為に偏光を使用する必要がないので
光学系が簡素化され、更に又液晶シャッタを設けること
でノイズを除去し得、誤動作が防止できる等の優れた効
果を発揮する。
ットを回転することなく上下左右の照射位置をターゲッ
ト中心に合致させることができ、補助作業者が不要とな
ると共にタイムロスがなくなり、作業効率が向上し、更
にターゲット回転機構が必要ないので構造が簡単であ
り、又中心を求める為に偏光を使用する必要がないので
光学系が簡素化され、更に又液晶シャッタを設けること
でノイズを除去し得、誤動作が防止できる等の優れた効
果を発揮する。
【図1】本発明の実施の形態に係るレーザ照準装置の要
部側面図である。
部側面図である。
【図2】同前実施の形態に係るレーザ照準装置の要部断
面図である。
面図である。
【図3】(A)(B)(C)は作動説明図である。
【図4】同前実施の形態の制御ブロック図で有る。
【図5】同前実施の形態のレーザ発振装置の光学系を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図6】同前実施の形態に用いられるターゲットの正面
図である。
図である。
【図7】該ターゲットに対してレーザ光線を照射して得
られる受光信号の波形図である。
られる受光信号の波形図である。
【図8】本発明に係るレーザ基準レベル設定装置による
トンネルの傾斜角を測定する場合の説明図である。
トンネルの傾斜角を測定する場合の説明図である。
【図9】該傾斜角測定に使用されるターゲットとトンネ
ル1との関係を示す説明図である。
ル1との関係を示す説明図である。
【図10】本発明のレーザ基準レベル設定装置に具備さ
れるレーザ発振装置の光学系の他の例を示すブロック図
である。
れるレーザ発振装置の光学系の他の例を示すブロック図
である。
【図11】本発明のレーザ基準レベル設定装置に具備さ
れるレーザ発振装置の光学系の更に他の例を示すブロッ
ク図である。
れるレーザ発振装置の光学系の更に他の例を示すブロッ
ク図である。
【図12】ターゲットの他の例を示す説明図である。
【図13】ターゲットの他の例を示す説明図である。
【図14】ターゲットの他の例を示す説明図である。
【図15】ターゲットの他の例を示す説明図である。
【図16】ターゲットの他の例を示す説明図である。
【図17】ターゲットの他の例を示す説明図である。
【図18】ターゲットの他の例を示す説明図である。
【図19】従来のトンネル傾斜角測定方法の説明図であ
る。
る。
1 トンネル 2 コンクリートパイプ 10 レーザ照準装置 11 レーザ発振装置 16 チルトセンサ 17 水平角調整機構 18 垂直角調整機構 19 チルトセンサ傾動機構 43 エンコーダ 45 制御装置 48 勾配制御器 50 表示器 61 ターゲット 90 ターゲット 91 ターゲット 92 ターゲット 93 ターゲット 94 ターゲット 95 ターゲット
Claims (16)
- 【請求項1】 複数の反射面を有し、ターゲット中心に
関して所要距離離して対称に反射面を設けたことを特徴
とするレーザ基準レベル設定用ターゲット。 - 【請求項2】 上下、左右それぞれの方向に対称に反射
面を設けた請求項1のレーザ基準レベル設定用ターゲッ
ト。 - 【請求項3】 走査方向に沿って所要のパターンが形成
される様複数の反射面を設けた請求項1のレーザ基準レ
ベル設定用ターゲット。 - 【請求項4】 反射面に液晶シャッタを設けた請求項
1、請求項2のレーザ基準レベル設定用ターゲット。 - 【請求項5】 反射面がターゲット中心に関して所要距
離離した位置に設けられたことを特徴とするレーザ基準
レベル設定用ターゲット。 - 【請求項6】 反射面の少なくとも一つの幅が漸次変化
する形状を有する請求項1又は請求項5のレーザ基準レ
ベル設定用ターゲット。 - 【請求項7】 反射面の少なくとも一対の少なくとも一
方の反射面の幅が漸次変化する形状を有する請求項1又
は請求項5のレーザ基準レベル設定用ターゲット。 - 【請求項8】 ターゲット板を透光性を有する材料と
し、ターゲットの裏面側にレーザ光線の照射位置を確認
する指標を設けた請求項1〜請求項7のレーザ基準レベ
ル設定用ターゲット。 - 【請求項9】 反射面の少なくとも一つに1/4λ複屈
折部材を設けた請求項1〜請求項7のレーザ基準レベル
設定用ターゲット。 - 【請求項10】 レーザ照準装置とターゲットから構成
され、前記ターゲットは前記ターゲット上の所定の位置
を指示する反射面を有し、前記レーザ照準装置は回動自
在に支持されたレーザ光線の射出手段と反射レーザ光線
の受光手段とを有するレーザ発振装置と、該レーザ発振
装置の少なくともレーザ光線の射出手段を回動させる駆
動装置と、前記ターゲットの反射面からの反射レーザ光
線受光状態に応じて前記ターゲットの所定の位置にレー
ザ光線を向ける様に前記駆動装置を制御する制御部とを
有することを特徴とするレーザ基準レベル設定装置。 - 【請求項11】 レーザ発信装置の上下回動角を検知す
る傾斜角検知手段と、水平を検知するチルトセンサと、
前記傾斜角検知手段と前記チルトセンサとの検知に基づ
いてレーザ光線の照射する傾斜角を表示する表示部とを
具備することを特徴とするレーザ基準レベル設定装置。 - 【請求項12】 ターゲットの反射面に液晶シャッタを
設け、レーザ照準装置の受光手段が前記液晶シャッタの
開閉周波数と同調する電気フィルタを具備した請求項1
0のレーザ基準レベル設定装置。 - 【請求項13】 レーザ光線の射出手段が1/4λ複屈
折部材を通して円偏光レーザ光線を照射し、受光手段が
偏光板を有しターゲットで反射され入光するレーザ光線
を判別する請求項10のレーザ基準レベル設定装置。 - 【請求項14】 制御装置が受光信号の重心位置を演算
し、該重心位置からターゲット中心を求める様にした請
求項10のレーザ基準レベル設定装置。 - 【請求項15】 制御装置が受光信号のパルス幅を演算
し、該パルス幅よりターゲット中心を求める様にした請
求項10のレーザ基準レベル設定装置。 - 【請求項16】 制御装置が受光信号のパルス幅を基に
レーザ光線の走査回転角を演算し、該走査回転角と前記
パルス幅に対応するターゲットの寸法からレーザ発振装
置とターゲット間の距離を演算する請求項10のレーザ
基準レベル設定装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8069364A JP2994256B2 (ja) | 1995-07-11 | 1996-02-29 | レーザ照準装置及びレーザ基準レベル設定装置 |
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