JP3441495B2 - 対象体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、レベル設定用のレーザ
光を射出走査して、マーキング、位置設定、レベル設定
を行う場合に前記レーザ光を受光し、受光状態を表示す
る対象体に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、土木、建築の分野で高さの基準を
設定する為、回転レーザレベルが使用される様になって
いる。 【０００３】回転レーザレベルは、本体に内蔵されたレ
ーザ発光部からのレーザ光を鉛直線を中心に回転させ、
レーザ光により水平基準面を形成するものであり、レー
ザ光を壁面で走査させれば所要高さの水平基準線が形成
される。 【０００４】又、回転レーザレベルのレーザ発光部から
射出されるレーザ光には、可視光と不可視光とがある。 【０００５】可視光が用いられた回転レーザレベルで
は、反射部を有する対象体（対象反射体）からの反射で
レーザ光の照射位置を視認している。更に、視認性を高
める為、回転レーザレベルに高感度の受光素子を具備
し、レーザ光の照射位置に設けた対象反射体からの反射
レーザ光を受光した位置を中心として往復走査させるも
のである。 【０００６】又、不可視光が用いられた回転レーザレベ
ルでは、対象体には高感度の光電変換素子が設けられ、
対象体へのレーザ光の照射状態が電気的に表示される様
になっているものがある。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】ところが上記した前者
の対象反射体は、レーザ光の照射位置が視認でき、作業
性が良いという利点があるが、作業者の安全確保の点か
ら、レーザ光の出力が制限を受け遠距離での視認が困難
となる。前記した様に、対象反射体からの反射光を検出
して該対象反射体を中心に往復走査させることで見掛上
の輝度が増大するが、直射日光が当たる様な場所ではや
はり視認が困難であるという問題があった。 【０００８】又、後者の対象体では、対象体が遠距離に
なるにつれて光が光電変換素子を横切る速さが早くな
り、対象体の光電変換素子や電気回路に速い応答速度が
要求され、消費電力、低価格化の点で問題があった。 【０００９】本発明は斯かる実情に鑑み、野外での測定
或は周囲がレーザ光に対して明るい様な環境でも、対象
体に当たったレーザ光の位置が容易に分かる様にし、低
価格化、低消費電力を実現するものである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は、回転レーザレ
ベルから射出されるレーザ光が照射される対象体に於い
て、光透過板と、該光透過板の表面に形成されレーザ光
を回転レーザレベルに向けて反射する反射部と、前記光
透過板の裏面に設けられ上下に分割された光電変換部
と、駆動部を具備した表示部とを有し、前記光透過板を
透過して前記光電変換部に受光されるレーザ光の位置に
基づき前記駆動部が前記表示部にレーザ光の照射位置と
対応した表示を行わせる様構成した対象体に係るもので
ある。 【００１１】 【作用】照射されたレーザ光は前記上下に分割された光
電変換部に入射され、光電変換される。レーザ光の照射
位置により上下の前記光電部からの出力差が生じ、前記
駆動部は出力差を基に、レーザ光の受光状態を表示部で
表示する。 【００１２】 【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。 【００１３】本実施例を説明する前に、先ず回転レーザ
レベル１１について図６により概略を説明する。 【００１４】図中、１ａはレーザ変調駆動回路であり、
該レーザ変調駆動回路１ａはレーザ光発光部１のレーザ
ダイオード１ｂへの動作電流を変調し、該レーザ光発光
部１ｂからは変調された直線偏光のレーザ光が発せられ
る。レーザ変調駆動回路１ａは、図９に示される様に、
変調信号３０を増幅器３１を介してスイッチング素子３
２に入力し、レーザダイオード１ｂに対する通電電流を
制御する構成となっている。レーザ光発光部１からのレ
ーザ光はハーフミラー２又は孔開きミラー、λ／４波長
板３を透過し、円偏光レーザ光４に偏光され、該円偏光
レーザ光４は、回転するペンタプリズム５を介して射出
され、回転走査される。 【００１５】円偏光レーザ光４が照射される対象体の一
つである前記対象反射体６を図７に於いて説明する。 【００１６】対象反射体６は反射板７とλ／４波長板８
から成っており、前記円偏光レーザ光４がλ／４波長板
８を透過することで直線偏光に偏光され、前記反射板７
で反射され、この反射光４′が再び前記λ／４波長板８
を透過することで、前記円偏光レーザ光４に対して逆回
転方向の円偏光に偏光される。前記反射光４′は前記回
転レーザレベル１１に入光し、ペンタプリズム５を経て
前記λ／４波長板３を透過する。λ／４波長板３を透過
することで反射光４′は直線偏光に偏光され、前記ハー
フミラー２で反射光検出器９に向かって反射される。該
反射光検出器９には直線偏光板１０が設けられ、該直線
偏光板１０の偏光面は、前記反射光４′が直線偏光とな
った偏光面と合致している。而して、反射光検出器９は
前記反射板７からの反射光を検知し、回転レーザレベル
１１は検出した位置を中心に往復走査する。 【００１７】これに対して、図８に示される様に、回転
レーザレベル１１からの円偏光レーザ光４が対象反射体
６以外の不要反射体１２に照射された場合、該不要反射
体１２からの反射光の偏光状態は円偏光レーザ光４と同
回転方向の円偏光となる。この為、不要反射体１２から
の反射光は回転レーザレベル１１内部の前記λ／４波長
板３で直線偏光に偏光された場合、前記反射光４′の直
線偏光とは偏光方向が９０°異なることとなって偏光板
１０を透過しない為、前記反射光検出器９は検知しな
い。而して、該反射光検出器９は、前記対象反射体６か
らの反射光のみを受光する。 【００１８】以上は、回転レーザレベル１１自体が、対
象反射体６の反射光を確認する場合を述べたが、作業者
による対象反射体６へのレーザ光の照射を視認する場合
は対象反射体６での反射、拡散を観察する。 【００１９】次に、図１〜図３により本実施例に係る対
象反射体２０を説明する。 【００２０】プラスチック、ガラス等で縦長の矩形形状
の光透過板１３の反射面（表面）側の片側部に所要幅で
反射部１５を形成する。反射部１５は反射層１４の表面
にλ／４波長板８を重合させたものである。又、前記光
透過板１３の左右両側縁には上下に２分する位置にノッ
チ１６を刻設する。 【００２１】前記光透過板１３の裏面に光電変換板１７
を貼設する。該光電変換板１７には光電池の一種である
太陽電池等が用いられ、又前記光電変換板１７は前記左
右のノッチ１６を結ぶ直線で上光電変換部１７ａ、下光
電変換部１７ｂに分割されており、それぞれが独立して
受光状態を出力する様になっている。 【００２２】前記光透過板１３の表面所要位置に、表示
器１８を設ける。該表示器１８は図５で示す様な駆動回
路２１を具備すると共に該駆動回路２１により駆動され
る下向き矢印１９ａ、合致線１９ｂ、上向き矢印１９ｃ
から成る液晶表示部１９を有している。 【００２３】前記駆動回路２１は前記上光電変換部１７
ａ、下光電変換部１７ｂの受光状態に応じて、前記液晶
表示部１９の下向き矢印１９ａ、合致線１９ｂ、上向き
矢印１９ｃのいずれかを駆動表示させるものであり、同
調回路２２ａ，２２ｂ、信号処理器２３ａ，２３ｂ、制
御回路２４を具備している。 【００２４】以下、作用を説明する。 【００２５】尚、レーザ光反射部１５で反射されたレー
ザ光に関しては、図７で示したと同様であるので説明を
省略する。 【００２６】レーザ光が光電変換板１７に投射される
と、投射された位置により異なった受光信号が前記駆動
回路２１に発せられる。即ち、レーザ光が光電変換板１
７に投射されると上光電変換部１７ａからの受光信号が
前記同調回路２２ａに入力される。一方前記下光電変換
部１７ｂはレーザ光を受光していないので受光信号を前
記同調回路２２ｂに入力しない。 【００２７】前記同調回路２２ａは図５に示す様に、上
光電変換部１７ａからの電流信号ａの内、太陽光等によ
る直流成分や種々のノイズをカットし、レーザ光による
信号だけを電圧信号ｂとして出力する。前記同調回路２
２ａからの信号は前記信号処理器２３ａで増幅し、且検
波して直流に変換されたｃとして得られる。 【００２８】而して、光電変換素子の負荷として同調回
路を用いることにより抵抗負荷に比して太陽光等の外乱
光の影響が少なくなる為、Ｓ／Ｎの良い、大振幅の信号
が得られる。従って利得帯域積の小さい増幅回路で構成
でき、低消費電力、低価格化が実現できる。 【００２９】同様に、前記下光電変換部１７ｂからの信
号を前記同調回路２２ｂ、信号処理器２３ｂでノイズを
除去した直流信号に変換する。前記制御回路２４には前
記信号処理器２３ａ、信号処理器２３ｂからの信号が入
力され、両信号の比較を行う。前記上光電変換部１７ａ
がレーザ光を受光しているので、前記信号処理器２３ａ
からの信号が大きく、前記制御回路２４は前記上向き矢
印１９ｃを駆動し、作業者にレーザ光の受光位置を上方
へ移動させる旨の表示をする。尚、前記駆動回路２１に
デレイ回路等を設け、同調回路２２ａからの信号入力で
所定時間前記液晶表示部１９の表示を保持する様にして
もよい。而して、作業者はレーザ光の反射を確認するこ
とに加えて液晶表示部１９による確認を行えるので、外
光が強くレーザ光の確認が困難な状態でも支障なく作業
を行える。 【００３０】次に、レーザ光が前記下光電変換部１７ｂ
に投射した場合は、同様にして前記下向き矢印１９ａを
表示させ、作業者にレーザ光の受光位置を下方へ移動さ
せる旨教示する。 【００３１】更に、レーザ光が上光電変換部１７ａと下
光電変換部１７ｂの丁度境界を投射した場合は、前記信
号処理器２３ａ、信号処理器２３ｂからの信号値が同一
となり、両信号の偏差が０となる。この時は前記制御回
路２４は前記合致線１９ｂを駆動表示し、作業者に対象
反射体２０のレーザ光受光の位置が適正であることを知
らせる。作業者は、前記ノッチ１６を利用して壁面等に
マーキングをする。 【００３２】図４は他の実施例を示すものであり、前記
液晶表示部１９の代わりにブザー２５を設け、対象反射
体２０の位置合わせがなされるとブザー２５が鳴る様に
するか、或は前記光電変換板１７の受光状態に応じて、
ブザー２５の鳴り方を変える。又、表示手段として液晶
表示部１９、ブザー２５を併用してもよく、或は液晶以
外の表示を用いてもよい。又反射部１５、光電変換板１
７の設ける位置、形状については適宜変更が可能であ
る。 【００３３】又、一般にレーザ光のスポット径は小さ
く、この為上光電変換部１７ａ、下光電変換部１７ｂの
境界近傍をレーザ光が投射する場合は、手振れ、その他
の振動により下向き矢印１９ａ、合致線１９ｂ、上向き
矢印１９ｃが頻繁に切替わる可能性があり、位置合わせ
を難しくする可能性がある。この様な場合は、前記光透
過板１３を光拡散透過性材料とするか、或は光透過板１
３の裏面を拡散面にするか等し、光電変換板１７の受光
面でのレーザ光のスポット径を拡大する様にしてもよ
い。 【００３４】或は、光透過板１３から太陽光等外光の入
射があると、光電変換板１７が受光し、誤動作の原因と
なる為、前記回転レーザレベル１１からのレーザ光に合
致したレーザ光のみを透過させる偏光板を設けてもよ
い。 【００３５】又、上記実施例は反射部を有する対象体に
ついて述べたが、反射部を有さない対象体にも実施可能
であることは勿論である。 【００３６】 【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、外光が
強い環境でも又遠距離であっても、対象体に投射された
レーザ光を確実に確認し得、又レーザ光の走査位置の確
認も容易となり、更に、安価で電池寿命も長いという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示す正面図である。 【図２】同前側面図である。 【図３】同前斜視図である。 【図４】他の実施例の正面図である。 【図５】前記実施例に於ける液晶表示部の駆動回路を示
すブロック図である。 【図６】回転レーザレベルの基本構成図である。 【図７】回転レーザレベルに対して設けられる対象反射
体の説明図である。 【図８】回転レーザレベルと対象反射体、不要反射体と
の関係を示す説明図である。 【図９】レーザ変調駆動の一例を示す回路図である。 【符号の説明】 １３ 光透過板 １５ 反射部 １７ 光電変換板 １７ａ 上光電変換部 １７ｂ 下光電変換部 １９ 液晶表示部 １９ａ 下向き矢印 １９ｂ 合致線 １９ｃ 上向き矢印 ２１ 駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿出川 俊和 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社 トプコン内 (56)参考文献 特開 昭62−95419（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−59233（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 5/00 G01C 15/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 回転レーザレベルから射出されるレーザ
   光が照射される対象体に於いて、光透過板と、該光透過
   板の表面に形成されレーザ光を回転レーザレベルに向け
   て反射する反射部と、前記光透過板の裏面に設けられ上
   下に分割された光電変換部と、駆動部を具備した表示部
   とを有し、前記光透過板を透過して前記光電変換部に受
   光されるレーザ光の位置に基づき前記駆動部が前記表示
   部にレーザ光の照射位置と対応した表示を行わせる様構
   成したことを特徴とする対象体。