JPS60200117A - Laser surveying equipment - Google Patents
Laser surveying equipmentInfo
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- JPS60200117A JPS60200117A JP5528884A JP5528884A JPS60200117A JP S60200117 A JPS60200117 A JP S60200117A JP 5528884 A JP5528884 A JP 5528884A JP 5528884 A JP5528884 A JP 5528884A JP S60200117 A JPS60200117 A JP S60200117A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本件発明は、測量対象に向けて出射されるレーザー光を
水平面内で走査させながら測量を行なうレーザー測量機
械の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement of a laser surveying machine that performs surveying while scanning a horizontal plane with a laser beam emitted toward a surveying target.
従来より、水平面内で走査されるレーザー光を測量対象
に向けて出射し、その測量対象上におけるレーザー光の
到達位置の高さを測量者の肉眼であるいは光電的に検出
して水準測置を行なうように構成されたレーザー測量機
械が知られている。Traditionally, a laser beam scanned in a horizontal plane is emitted toward a surveying target, and the height of the position of the laser beam on the surveying target is detected with the naked eye of the surveyor or photoelectrically to perform leveling. Laser surveying machines are known that are configured to perform such measurements.
この場合、レーザー光は常に真の水平面内で走査される
必要があるから機械本体の設置をするときは特に恋人す
な調整を行なう必要がある。In this case, since the laser beam must always be scanned within a true horizontal plane, it is necessary to make particular adjustments to the alignment when installing the main body of the machine.
このため、機械本体が傾斜したような場合でもレーザー
光の出射方向を一定方向に指向させるようにする調整装
置を組込んだレーザー測量機械が提案された。For this reason, a laser surveying machine has been proposed that incorporates an adjustment device that allows the laser beam to be emitted in a fixed direction even when the machine body is tilted.
この種のレーザー測量機械の一つとしてレーザー光の出
射面を下端にしたレーザー発光管を機械本体に懸吊する
ことにより、レーザー光の出射方向を鉛直方向に指向さ
せ下方に設けた回転反射部材で水平面を走査し得るよう
に構成したものが知られている。As one of this type of laser surveying machine, a laser light emitting tube with the laser light emission surface at the bottom end is suspended from the machine body, so that the laser light emission direction is directed vertically, and a rotating reflecting member is installed below. A device configured to scan a horizontal plane is known.
しかしながら、このような構成によるとレーザー発光管
を作動させるための電源供給用電線がレーザー発光管の
効果的懸吊に支障を与えることとなりしかも高精度の調
整が期待できなかった。However, with such a configuration, the power supply wire for operating the laser arc tube interferes with the effective suspension of the laser arc tube, and moreover, highly accurate adjustment cannot be expected.
また、他の従来例としてはレーザー光を半導体レーザー
から出射させこの半導体レーザーの下方に出射されたレ
ーザー光を平行光束にするための投影レンズを懸吊し、
この投影レンズからのレーザー光を回転ペンタプリズム
により水平面内で走査し得るように構成したものが知ら
れている。In addition, as another conventional example, a laser beam is emitted from a semiconductor laser, and a projection lens is suspended to convert the laser beam emitted downward from the semiconductor laser into a parallel beam.
A device is known in which the laser beam from the projection lens can be scanned in a horizontal plane by a rotating pentaprism.
しかしながら、このような構成によるとレーザー光の/
B射力方向下方であるから回転ペンタプリズムにより走
査した場合水平に指向されるレーザー光が機械本体の枠
体に遮ぎられてしまうため、特定方向の81!I量精度
の低下あるいはBIIJ景不能となる恐れがあった。However, with such a configuration, the laser beam /
81 in a specific direction because the laser beam directed horizontally is blocked by the frame of the main body of the machine when scanning with a rotating pentaprism because the direction of the B emitting force is downward. There was a risk that the accuracy of the I quantity would decrease or the BIIJ measurement would become impossible.
本件発明は、このような従来の問題点を解消するために
なされたものであり、機械本体の状態如何に拘らず測量
対象に向けて出射されるレーザー光を常時真の水平面内
で走査し得るように調整可能としたレーザー測ffi機
械を提供することを目的とする。The present invention was made to solve these conventional problems, and it is possible to always scan a laser beam emitted toward a surveying target within a true horizontal plane regardless of the state of the machine body. It is an object of the present invention to provide a laser measurement ffi machine which can be adjusted as follows.
以下、この発明を図面に基づいて説明する。The present invention will be explained below based on the drawings.
第1図および第2図はこの発明の詳細な説明するもので
あり、機械本体1に4本のリボン2で懸吊された取付台
3にポロプリズム4を固定し、このポロプリズム4の下
方に光源5を配置する一方、ポロプリズム4の上方に焦
点距離がf、、であって光源5からの光を平行光束にす
るための投影レンズ6を配置するようにしている。ここ
で、リボン2の長さQは焦点距離f。の2分の1に設定
しであるものとする。1 and 2 are detailed explanations of the present invention, in which a Porro prism 4 is fixed to a mounting base 3 suspended from the machine body 1 by four ribbons 2, and the Porro prism 4 is A light source 5 is disposed above the Porro prism 4, and a projection lens 6 having a focal length f and for converting the light from the light source 5 into a parallel beam is disposed above the Porro prism 4. Here, the length Q of the ribbon 2 is the focal length f. It is assumed that the value is set to one half of .
こうすると1機械本体1が鉛直軸Eに対して角度θ0だ
け傾斜した場合ポロプリズム4は投影レンズ6の光軸り
から距離Hz、すなわち
Qθ0=48o/2だけ移動する。なお、Ooは微小角
であって、[1o−Lane。が成立するものとする。In this way, when the main body 1 of the machine is tilted by an angle θ0 with respect to the vertical axis E, the Porro prism 4 moves by a distance of Hz, that is, Qθ0=48o/2, from the optical axis of the projection lens 6. Note that Oo is a minute angle, [1o-Lane. It is assumed that the following holds true.
一方、光源5は投影レンズ6の光軸L1−にあるためポ
ロプリズム4に入射した光束は内部で4回反射をした後
光軸I−から距離112、すなわち2 Q 8o =ム
8゜だけ離れた方向に指向する。したがって、投影レン
ズ6に入射する光束は機械本体1が傾斜する前に比べて
f。00だけ平行移動することとなる。このため、対物
レンズ6を通過した光束Pは光軸りと平行な軸線L′に
対して角度θ1をなす方向に指向し。On the other hand, since the light source 5 is located on the optical axis L1- of the projection lens 6, the light beam incident on the Porro prism 4 is reflected four times internally and is then separated from the optical axis I- by a distance of 112, that is, 2 Q 8o = μ8°. Orient in the same direction. Therefore, the light flux incident on the projection lens 6 is f compared to before the machine body 1 is tilted. This results in a parallel movement of 00. Therefore, the light beam P passing through the objective lens 6 is directed in a direction forming an angle θ1 with respect to the axis L' parallel to the optical axis.
この指向方向は対物レンズ6の焦点位置F上にある。つ
まり、L F3I= f= Qoの関係が邦時成立し機
械本体1が9゜たけ傾斜した場合でも対物レンズ6を通
過する光束は鉛直軸Eと常に平行になる。このような現
象は機械本体1が紙面に垂直な方向に傾斜した場合でも
同様に成立するものである。This pointing direction is on the focal point F of the objective lens 6. In other words, the relationship LF3I=f=Qo holds true and the light beam passing through the objective lens 6 is always parallel to the vertical axis E even if the machine body 1 is tilted by 9 degrees. This phenomenon similarly occurs even when the machine body 1 is tilted in a direction perpendicular to the plane of the paper.
なお、ポロプリス1% 4の具体例は153図に示すと
おりであり、第1の光源5′から発した光は集光レンズ
7により上部方向に指向され第1ないし第4の反射面R
ユrn 2 III :! 、Ra にて反射さ11、
上方へ出射するようになっている。この出射方向Sは第
4の反射面R4の下方に設けられた第2の光源5パから
の光(集光レンズ7′により」二部方向へ指向される)
の光軸方向と一致する。つまり、同一の出射方向Sに二
つの異なる光束が重畳し得るようになる。第1の光源5
′を赤外光を出射する半導体レーザーとし、第2の光源
5″を可視光光源とすると、反射面R−+を赤外反射可
視光透過の波長選択特性をもつ反射面に形成すれば光量
損失を生ぜずに赤外光と可視光の2つの光束を投影する
ことができる。A specific example of Polopuris 1% 4 is as shown in Fig. 153, in which the light emitted from the first light source 5' is directed upward by the condensing lens 7 and passes through the first to fourth reflecting surfaces R.
Yurn 2 III:! , reflected at Ra 11,
It is designed to emit upward. This emission direction S is light from the second light source 5 provided below the fourth reflective surface R4 (directed in the second direction by the condensing lens 7')
coincides with the optical axis direction of In other words, two different light fluxes can be superimposed in the same emission direction S. First light source 5
' is a semiconductor laser that emits infrared light, and the second light source 5'' is a visible light source.If the reflective surface R-+ is formed as a reflective surface with wavelength selection characteristics of infrared reflection and visible light transmission, the amount of light can be reduced. Two beams of light, infrared light and visible light, can be projected without causing loss.
第4図は他の正立正像用ポロプリズム4′の例を示した
ものであり、光源5^からの光束は第1ないし第4の反
射面r1 、r2 、ra 、r4 にてそれぞれ反射
さJしるようになっており、入射光軸と出射光軸が一致
するように構成されている。FIG. 4 shows an example of another erecting image Porro prism 4', in which the light beam from the light source 5^ is reflected by the first to fourth reflecting surfaces r1, r2, ra, r4, respectively. J, and is configured so that the incident optical axis and the output optical axis coincide.
第5図は上述の原理に基づいて構J戊されたレーザー測
Fi機械を示すものである。機械本体11は調整可能な
基台12に据えイ」けられており、この機械本体11の
底部略中夫にはホルダー13が固定さatていてこのボ
ルダ−13のf部にはレーザー光発光部としての半導体
レーザー14が配置されていると共にそのJ一方には投
影レンズ15が配置されている。FIG. 5 shows a laser measurement machine constructed on the basis of the above-mentioned principle. The machine body 11 is placed on an adjustable base 12, and a holder 13 is fixed to the bottom of the machine body 11, and a laser beam emitting device is attached to the f part of the machine body 13. A semiconductor laser 14 as a part is disposed, and a projection lens 15 is disposed on one side thereof.
なお、第3図において説明した可視光光源については図
面」二省略する。また、投影レンズ15の上方には懸吊
反射部材を構成する正立正像のポロプリズム16が懸吊
台17に固定されており、この懸吊台17は機械本体1
1を構成する保持フレーム18の天板に対称位置に配置
された4本のプラスデック紐から成るリボン19で懸吊
されている。さらに、保持フレーム18の天板の下方に
はもう一つの保持フレーム20が取り伺けられており、
この保持フレーム20には調整用平行平面カラス21が
取り伺けられている。Note that the visible light source explained in FIG. 3 is omitted from the drawing. Further, above the projection lens 15, an erect normal image Porro prism 16 constituting a suspended reflecting member is fixed to a suspension base 17, and this suspension base 17 is connected to the machine body 1.
It is suspended from the top plate of the holding frame 18 constituting the holding frame 1 by ribbons 19 made up of four Plus Deck strings arranged symmetrically. Furthermore, another holding frame 20 is located below the top plate of the holding frame 18.
This holding frame 20 has a parallel plane crow 21 for adjustment.
保持フレーム18の天板にはレンズボルダ−22が取す
イ」けられており、このレンズホルダー22には2群の
レンズ231 、232 からなる投影レンズ23が固
定されている。この2群のレンズ2:h 、23+、!
は1体で移動調整でき、がっレンズ231.232の
レンズ間隔を可変調整でき得るように構成されている。A lens boulder 22 is recessed on the top plate of the holding frame 18, and a projection lens 23 consisting of two groups of lenses 231 and 232 is fixed to this lens holder 22. These two groups of lenses 2: h, 23+,!
can be moved and adjusted as a single unit, and the distance between the lenses 231 and 232 can be variably adjusted.
こうして、半導体レーザー14を出射したレーザー光は
集光レンズ15、ポロプリズム16.平行平面ガラス2
1および投影レンズ23を通過して上方へ出射するよう
になっている。In this way, the laser beam emitted from the semiconductor laser 14 passes through the condensing lens 15, the Porro prism 16. Parallel plane glass 2
1 and a projection lens 23 to be emitted upward.
一方、機械本体1の上部には軸受24が設けられており
、この軸受24にはプーリ25を取すイ1けた回転軸2
6か装着されるようになっている。そして、プーリ25
にはモータ28に軸着されたプーリ29に巻回されるベ
ルト30が巻回されるようになっており、これにより回
転軸26が回転V動さオしることどなる。On the other hand, a bearing 24 is provided in the upper part of the machine body 1, and a one-digit rotating shaft 2 is provided on this bearing 24 to which a pulley 25 is attached.
6 or more can be installed. And pulley 25
A belt 30 is wound around a pulley 29 which is pivotally attached to the motor 28, so that the rotating shaft 26 is rotated.
また、回転軸26の上端部には回転反射部材を構成する
ペンタプリズム31を取すイ1けたプリズムハウス32
が設けられており、ベンタブ、リスム3Iの入射光側に
は入射窓32Aが配設されていると共に出射光側には調
整用プリズム33が配設されている。なお、プリズムハ
ウス32は簡単な取(J手段例えば締結ビスなどにより
機械本体1に容易に着脱可能となっている。すなわち、
プリズムハウス32を取り外した時には鉛直」三方にレ
ーザー光を投影する装置として機能する。ベンタブリス
1131により反射された出射光は測M苅象である測量
地点に同番づて出射されるようになっており、回転軸2
6の回転により測量対象」二を走査することとなる。Furthermore, a one-digit prism house 32 is provided at the upper end of the rotating shaft 26 to accommodate a pentagonal prism 31 constituting a rotating reflective member.
An entrance window 32A is provided on the incident light side of the ventab and Rhythm 3I, and an adjustment prism 33 is provided on the output light side. Note that the prism house 32 can be easily attached to and detached from the machine body 1 using a simple method such as a fastening screw.
When the prism house 32 is removed, it functions as a device that projects laser light in three vertical directions. The emitted light reflected by Ventabris 1131 is emitted to the same number of survey points as the measurement M field, and the rotation axis 2
By rotating 6, the survey object 2 will be scanned.
機械本体1の側部には電源としての電池34を収納する
電池ボックス35が設けられており、スイッチ36の投
入により電気系統が作動するようになっている。A battery box 35 for storing a battery 34 as a power source is provided on the side of the machine body 1, and the electric system is activated by turning on a switch 36.
前述したように、第5図に示すレーザーingi 機械
は第1図および第2図に示す原理に基づいて構成されて
いるので、機械本体1が傾斜して半導体レーザー1/l
からのレーザー光の出射方向にずれが生したとしてもリ
ボン19の長さが投影レンズ23の焦点距離の2分の1
の長さに設定されているからポロプリズム16から出射
されるレーザー光の光軸は鉛直方向に指向される。した
がって、ペンタプリズム31から測量対象に向けて出射
される光束は常に水平面内で走査される。As mentioned above, the laser ingi machine shown in FIG. 5 is constructed based on the principle shown in FIGS.
Even if there is a deviation in the direction of laser beam emission from the ribbon 19, the length of the ribbon 19 is one half of the focal length of the projection lens 23.
Since the length is set to , the optical axis of the laser beam emitted from the Porro prism 16 is directed in the vertical direction. Therefore, the light beam emitted from the pentaprism 31 toward the surveying object is always scanned in the horizontal plane.
なお、半導体レーザー14から出射されるレーザー光は
不可視光である赤外光を用いるのが一般的であり、il
l’l景地点に立地点れるスタッフには、赤外レーザー
光を光電的に検出する検出器を」、下動iiJ能に取り
付けることにより水平測量を行なうようにしている。こ
のため、検出器に入射するレーザー光の位置は21′1
llIIk前の段階では容易に判断し難い場合が多いこ
とから、その概略位置を検知し易くするための可視光源
を用いている。つまり、第3図に示す第1の光源5′を
半導体レーザーとし第2の光源5゛′を可視光出射用ラ
ンプとして用いれば良い。Note that the laser light emitted from the semiconductor laser 14 generally uses infrared light, which is invisible light.
The staff stationed at the scenic spots are equipped with a detector that photoelectrically detects infrared laser light to perform horizontal surveying. Therefore, the position of the laser beam incident on the detector is 21'1
Since it is often difficult to easily determine the position before llIIk, a visible light source is used to make it easier to detect the approximate position. That is, the first light source 5' shown in FIG. 3 may be used as a semiconductor laser, and the second light source 5' may be used as a lamp for emitting visible light.
また、−2群のレンズで構成されている投影レンズ23
は、入射レーザー光を平行光束にするため2群一体で移
動することも可能であると)(に、両レンズ群の間隔を
変えることにより焦点距離を調整することも可能である
。さらに、平行平面カラス21は傾き自在となっており
、入射するレーザー光の出射方向の調整を行ない得るよ
うになっている。In addition, a projection lens 23 composed of a -2 group of lenses
It is also possible to move the two lens groups together in order to make the incident laser beam a parallel beam. The plane crow 21 is tiltable so that the direction of emission of the incident laser beam can be adjusted.
懸吊反射部材であるポロプリズム16は正立正像ブリス
ムであれば良(、第3図に示すような複数の直角プリズ
ムを組合わせたものあるいは第4図に示すようなダハプ
リズムと台形プリスムとを組合わせたものでも良い。The Porro prism 16, which is a suspended reflective member, may be an erect regular-image brism (or a combination of a plurality of right-angle prisms as shown in FIG. 3, or a roof prism and a trapezoidal prism as shown in FIG. 4). A combination is also fine.
以上説明したように、この発明によればレーザー光発光
部からのレーザー光を懸吊反射部材の下方から入射させ
ると)(にこの懸吊反射部材からの出射光を常に鉛直方
向に指向させ得るようにし、懸吊反射部材を通過した光
束を回転反射部材により水平方向に光路変換して走査し
得るようにしたので2機械本体の傾斜如何に拘らず常時
水平面内での走査が行なえ、しかも機械本体の枠体など
に遮きられることなくいずれの方向においても岸時一定
の光が得られるので811I量精度も一定かつ高度に保
ち得るようになる。As explained above, according to the present invention, when the laser light from the laser light emitting section is incident from below the suspended reflective member, the emitted light from the suspended reflective member can always be directed in the vertical direction. In this way, the light beam that has passed through the suspended reflecting member can be converted into an optical path in the horizontal direction by the rotating reflecting member so that it can be scanned, so scanning can always be performed in a horizontal plane regardless of the inclination of the machine body. Since constant light can be obtained in any direction without being obstructed by the frame of the main body, the 811I quantity accuracy can also be maintained at a constant and high level.
第1図および第2図はこの発明の詳細な説明する光学系
の概略構成図であって第1図は機械本体が傾斜していな
い場合、第2図は機械本体が傾斜した場合をそれぞれ示
し、第3図はボロプリズ11を説明する斜視図、第4図
は他のポロプリズ11を説明する斜視図、第5図はこの
発明に係るレーザー謂量機械の一実施例を説明する縦断
面図である。
11・・・機械本体、
14・・・半導体レーザー(レーザー光発光部)、23
・・・投影レンズ、
31・・・ペンタプリズム(回転反射部材)。
第1図 第2図
第3図
」Figures 1 and 2 are schematic configuration diagrams of an optical system to explain the present invention in detail. Figure 1 shows the case where the machine body is not tilted, and Figure 2 shows the case where the machine body is tilted. , FIG. 3 is a perspective view for explaining the Boro priz 11, FIG. 4 is a perspective view for explaining another Porro priz 11, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view for explaining one embodiment of the laser measuring machine according to the present invention. be. 11... Machine body, 14... Semiconductor laser (laser light emitting part), 23
...Projection lens, 31...Penta prism (rotating reflective member). Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (6)
出射したレーザー光を上方へ反射させると共にこの反射
光の光軸を常時鉛直方向に指向させるように懸吊された
懸吊反射部材と、そのレーザー光を略平行光束にして投
影するための投影レンズ系と、この投影レンズ系から得
られる平行光束を略90゛′光路変換して水平面内にて
その平行光束を測量対象に対して走査するため回転可能
に配設された回転反射部材とを有することを特徴とする
レーザー測量機械。(1) a laser light emitting section; a suspended reflecting member that reflects upward the laser light emitted from the laser light emitting section and always directs the optical axis of the reflected light in the vertical direction; A projection lens system for converting the laser beam into a substantially parallel beam of light and projecting it, and converting the parallel light beam obtained from this projection lens system into an optical path of approximately 90゛' and scanning the parallel light beam on the surveying target in a horizontal plane. 1. A laser surveying machine characterized by having a rotary reflecting member rotatably disposed to perform a laser survey.
請求の範囲第1項記載のレーザー測量機械。(2) The laser surveying machine according to claim 1, wherein the laser light emitting section is a semiconductor laser.
求の範囲第1項記載のレーザー測量機械。(3) The laser surveying machine according to claim 1, wherein the suspended reflecting member is an erect image prism.
求の範囲第3項記載のレーザー測量機械。(4) The laser surveying machine according to claim 3, wherein the erecting image prism is a Porro prism.
分の1の長さに形成された吊線により懸吊される特許請
求の範囲第1項記載のレーザー測量機械。(5) The suspended reflecting member is approximately 2 times the fish point distance of the projection lens system.
The laser surveying machine according to claim 1, which is suspended by a suspension line formed to have a length of 1/2.
されている特許請求の範囲第1項記載のレーザー測量機
械。(6) 'it! The laser surveying machine according to claim 1, wherein the suspended reflection member is suspended by four suspension lines.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5528884A JPS60200117A (en) | 1984-03-24 | 1984-03-24 | Laser surveying equipment |
EP85400559A EP0162734B1 (en) | 1984-03-24 | 1985-03-22 | Laser surveying equipment |
DE198585400559T DE162734T1 (en) | 1984-03-24 | 1985-03-22 | GEODETIC INSTRUMENT WITH LASER. |
DE8585400559T DE3584470D1 (en) | 1984-03-24 | 1985-03-22 | GEODETIC INSTRUMENT WITH LASER. |
US06/715,571 US4781457A (en) | 1984-03-24 | 1985-03-25 | Laser surveying equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5528884A JPS60200117A (en) | 1984-03-24 | 1984-03-24 | Laser surveying equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60200117A true JPS60200117A (en) | 1985-10-09 |
JPH047165B2 JPH047165B2 (en) | 1992-02-10 |
Family
ID=12994393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5528884A Granted JPS60200117A (en) | 1984-03-24 | 1984-03-24 | Laser surveying equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60200117A (en) |
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1984
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