JPH08145676A - Laser projector for forming reference plane - Google Patents
Laser projector for forming reference planeInfo
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- JPH08145676A JPH08145676A JP7235594A JP23559495A JPH08145676A JP H08145676 A JPH08145676 A JP H08145676A JP 7235594 A JP7235594 A JP 7235594A JP 23559495 A JP23559495 A JP 23559495A JP H08145676 A JPH08145676 A JP H08145676A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学系の複雑化やコストアップを招くことな
く、照準点合わせを容易にし、検出器による検出感度を
どの方向においても同じにすることが可能な基準平面形
成用レーザ投光装置を提供すること。
【構成】 レーザダイオード23からのレーザ光をペン
タプリズム35で反射させて回転照射し、基準平面を形
成する基準平面形成用レーザ投光装置11において、レ
ーザダイオード23からペンタプリズム35に至るレー
ザ光光路に、レーザダイオード23から射出後の断面楕
円状の光束を、略断面円形状に変換するレーザ光束断面
形状変換光学系18を備えた。
(57) [Abstract] [Purpose] For forming a reference plane that facilitates aiming point alignment and makes the detection sensitivity of the detector the same in any direction without complicating the optical system or increasing costs. To provide a laser projecting device. A laser beam optical path from a laser diode (23) to a pentaprism (35) in a reference plane forming laser projecting device (11) which forms a reference plane by reflecting laser light from a laser diode (23) on a pentaprism (35) and irradiating the laser beam with rotation. In addition, a laser beam cross-sectional shape conversion optical system 18 for converting a light beam having an elliptical cross section after being emitted from the laser diode 23 into a substantially circular cross section is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の技術分野】本発明は、レーザ光源からのレーザ
光束を反射手段で反射させて回転照射し、基準平面を形
成する基準平面形成用レーザ投光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference plane forming laser projecting apparatus for forming a reference plane by reflecting a laser beam from a laser light source with a reflecting means and irradiating the laser beam with rotation.
【0002】[0002]
【従来技術及びその問題点】一般に、土木建築分野で
は、回転する投光部から装置本体周囲の測量対象物に向
けてレーザ光束を走査して基準平面を形成する基準平面
形成用レーザ投光装置(所謂レーザプレーナ)を用い、
測量対象物上に到達したレーザスポットの高さを計測す
ることにより基準出しや高さ計測を行なう。2. Description of the Related Art In general, in the field of civil engineering and construction, a laser projecting device for forming a reference plane is formed by scanning a laser beam from a rotating light projecting portion toward an object to be surveyed around the device body to form a reference plane. (So-called laser planar),
By measuring the height of the laser spot that has reached the object to be surveyed, reference is made and height is measured.
【0003】このようなレーザ投光装置では従来、光源
としてヘリウムネオンレーザ(He-Ne レーザ)を用いて
いたが、近年、特開平2-179412号に記載されるような、
ヘリウムネオンレーザに代えてレーザダイオード(L
D)を用いた装置が知られるようになった。Conventionally, a helium neon laser (He-Ne laser) is used as a light source in such a laser projector, but in recent years, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-179412,
A laser diode (L
Devices using D) have become known.
【0004】このレーザダイオードを光源とするレーザ
投光装置は、装置の小型化や消費電流の低減化に寄与す
ることができるものの、レーザダイオードの射出端面が
偏平である等により射出光束の断面が楕円状となるた
め、また該レーザダイオードからの射出レーザ光束が非
点隔差を有するため、次のような問題が生じる。 断面楕円状のレーザ光束を回転投射すると、レーザ光
束スポットは、0〜360゜における回転を示す図18
のS0 〜S8 のように、光軸周りに回転するため、中心
の判別が難しく、水平基準が認識しづらい。 例えば一対の受光素子を備えた別設の検出器で断面楕
円状のレーザ光束の位置を検出する場合には、楕円状の
スポットの回転位置によって受光素子に対する照射状態
が変化するため、図20の(a)、(b)、(c) のように、検出
信号の出力波形が異なって、検出結果に誤差を招く虞れ
がある。図20の(a) は、図19に示す上下一対の受光
素子A、Bで、90゜と270゜の回転位置におけるス
ポットS2 、S6 を受光した場合の出力波形であり、図
20の(b) は、該受光素子A、Bで、135゜と315
゜の回転位置におけるスポットS3 、S7 を受光した場
合の出力波形である。また図20の(c) は、該受光素子
A、Bで、180゜と360゜の回転位置におけるスポ
ットS4 、S8 を受光した場合の出力波形である。 射出レーザ光束が有する非点隔差のため、ビーム径を
小さく絞ることが難しく、レーザ光束を遠方まで投光す
ることが極めて難しい。The laser projecting device using the laser diode as a light source can contribute to downsizing of the device and reduction of current consumption, but the cross section of the emitted light beam is reduced due to the flat emission end face of the laser diode. Because of the elliptical shape, and because the laser beam emitted from the laser diode has an astigmatic difference, the following problems occur. When a laser beam having an elliptical cross section is projected by rotation, the laser beam spot shows rotation at 0 to 360 °.
As in S 0 to S 8 , the rotation around the optical axis makes it difficult to identify the center and it is difficult to recognize the horizontal reference. For example, when the position of the laser light flux having an elliptical cross section is detected by a separately provided detector having a pair of light receiving elements, the irradiation state of the light receiving element changes depending on the rotation position of the elliptical spot, and therefore the state of FIG. As in (a), (b), and (c), the output waveform of the detection signal is different, which may cause an error in the detection result. 20A shows an output waveform when the pair of upper and lower light receiving elements A and B shown in FIG. 19 receives the spots S 2 and S 6 at the rotational positions of 90 ° and 270 °, respectively, and FIG. (b) shows the light receiving elements A and B, which are 135 ° and 315
This is an output waveform when the spots S 3 and S 7 at the rotation position of ° are received. Further, FIG. 20 (c) shows output waveforms when the light receiving elements A and B receive the spots S 4 and S 8 at the rotational positions of 180 ° and 360 °. Due to the astigmatic difference of the emitted laser beam, it is difficult to narrow the beam diameter and it is extremely difficult to project the laser beam to a distant place.
【0005】上記の問題を解決するため、レーザダ
イオードから射出したレーザ光束を、回転角を互いに9
0゜異ならせた2種の断面楕円状のレーザ光束に分割し
た後、互いの長軸を十字状に合わせて同時に投光するレ
ーザ測量機が知られている(特開平5-272967号参照)。
しかしながら、このような従来のレーザ投光装置による
と、の問題を多少緩和することができるものの、断
面楕円状の長軸を十字状に合わせただけのレーザスポッ
トを測量に用いるため、照準点合わせの容易化、或は検
出器による検出感度のムラを除去する目的を完全に達成
することはできない。さらに、回転角を90゜異ならせ
た2種のレーザ光束に分割するための光学系が複雑であ
るため、このことがコストアップに繋る。また、上記従
来のレーザ投光装置は、の問題については何も解決し
ていない。In order to solve the above problems, the laser light beams emitted from the laser diode are rotated at an angle of rotation of 9 degrees.
There is known a laser surveying instrument that splits two kinds of laser light beams having an elliptical cross section different from each other by 0 ° and projecting them at the same time with their long axes aligned in a cross shape (see Japanese Patent Laid-Open No. 5-272967). .
However, according to such a conventional laser light projecting device, although the problem of can be alleviated to some extent, since a laser spot in which the major axis of the elliptical cross section is aligned in a cross shape is used for surveying, the aiming point alignment is performed. It is impossible to completely achieve the purpose of facilitating the above, or eliminating the unevenness of the detection sensitivity of the detector. Further, since the optical system for splitting into two kinds of laser light fluxes having different rotation angles by 90 ° is complicated, this leads to an increase in cost. Further, the above-mentioned conventional laser projecting device has not solved any of the above problems.
【0006】また、NA(開口数)の小さなコリメート
レンズにより、断面楕円状のレーザ光束に無理にケラレ
を与えて断面円形状のレーザ光束を得る方法が知られて
いる。しかしこの方法によると、レーザ光束にケラレを
与えるとき多くの光エネルギーを無駄にするため、出力
の大きなレーザダイオードが必要となり、消費電流の増
大と共にコスト高を招いてしまう。There is also known a method in which a collimator lens having a small NA (numerical aperture) is used to force vignetting on a laser beam having an elliptical cross section to obtain a laser beam having a circular cross section. However, according to this method, a large amount of light energy is wasted when vignetting the laser beam, so that a laser diode with a large output is required, resulting in an increase in current consumption and an increase in cost.
【0007】[0007]
【発明の目的】本発明は、上記従来のレーザ投光装置に
おける問題点に基づき、光学系の複雑化やコストアップ
を招くことなく、照準点合わせを容易し、検出器による
検出感度をどの方向においても同じにすることが可能な
レーザ投光装置を提供することを目的とする。さらに本
発明は、射出レーザ光束が有する非点隔差のためビーム
径を小さく絞ることができない等の問題を解消可能なレ
ーザ投光装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the above-mentioned problems in the conventional laser projecting device, which facilitates aiming point alignment and which direction the detection sensitivity of the detector can be set without inviting a complicated optical system and an increase in cost. It is an object of the present invention to provide a laser light projecting device that can achieve the same in the above. A further object of the present invention is to provide a laser projecting device capable of solving the problem that the beam diameter cannot be narrowed due to the astigmatic difference of the emitted laser beam.
【0008】[0008]
【発明の概要】上記目的を達成するための本発明は、レ
ーザ光源からのレーザ光束を反射手段で反射させて回転
照射し、基準平面を形成する基準平面形成用レーザ投光
装置において、上記レーザ光源から反射手段に至るレー
ザ光束路に、レーザ光源から射出後の断面楕円状の光束
を、略断面円形状に変換するレーザ光束断面形状変換光
学系を備えたことを特徴としている。この構成により、
光学系の複雑化やコストアップを招くことなく、照準点
合わせを容易にし、検出器による検出感度をどの方向に
おいても同じにすることが可能となる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a laser projecting device for forming a reference plane, wherein a laser beam from a laser light source is reflected by a reflecting means and is radiated for rotation to form a reference plane. The laser light flux path from the light source to the reflecting means is provided with a laser light flux cross-sectional shape conversion optical system that converts a light flux having an elliptical cross-section after being emitted from the laser light source into a substantially circular cross-section. With this configuration,
It is possible to facilitate the aiming point alignment and to make the detection sensitivity of the detector the same in any direction without complicating the optical system and increasing the cost.
【0009】また、レーザ光源とレーザ光束断面形状変
換光学系との間に、このレーザ光源から射出されるレー
ザ光束を平行光束に変換するコリメートレンズを設け、
このレーザ光源とコリメートレンズとの間隔を変化させ
てレーザ光束に含まれる非点隔差を補正するように構成
する。これにより、射出レーザ光束が有する非点隔差の
ためビーム径を小さく絞ることができない等の問題を解
消することができる。Further, a collimator lens for converting a laser light flux emitted from the laser light source into a parallel light flux is provided between the laser light source and the laser light flux cross-sectional shape conversion optical system,
The astigmatic difference contained in the laser beam is corrected by changing the distance between the laser light source and the collimator lens. This can solve the problem that the beam diameter cannot be narrowed due to the astigmatic difference of the emitted laser beam.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下図示実施例に基づいて本発明
を説明する。図1は、本発明を適用した基準平面形成用
レーザ投光装置の全体を示す断面図である。このレーザ
投光装置11は、略円筒状のハウジング12と、該ハウ
ジング12の内方に設けられた投光装置本体13とを有
している。ハウジング12の同図上方には、投光装置本
体13上部の回転投光部15を囲繞する円筒状の透明部
材16が固定され、下方には、レーザ投光装置11の駆
動用バッテリ(図示せず)を収納するバッテリケース1
7が固定されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 is a sectional view showing the whole of a laser projecting device for forming a reference plane to which the present invention is applied. The laser light projecting device 11 has a substantially cylindrical housing 12 and a light projecting device main body 13 provided inside the housing 12. A cylindrical transparent member 16 surrounding the rotary light projecting portion 15 at the upper part of the light projecting device main body 13 is fixed to the upper part of the housing 12 in the figure, and a driving battery (not shown) for the laser light projecting device 11 is located below the housing 12. Battery case 1 for storing
7 is fixed.
【0011】ハウジング12は、その上部中央に略円錐
状の摺動案内部19を有し、下部中央に円孔12aを有
している。この円孔12aは、バッテリケース17の中
央部に形成した円孔17aと合致された状態において、
上方からのレーザ光束をレーザ投光装置11の下方外方
に射出させる。また摺動案内部19は、略円錐状の底部
に摺動孔19aを有している。この摺動孔19aの先端
部がなす内径は、後述する膨出部21の球面部の外径よ
り小さく設定されている。The housing 12 has a sliding guide portion 19 having a substantially conical shape at the center of its upper portion and a circular hole 12a at the center of its lower portion. The circular hole 12a, in a state of being matched with the circular hole 17a formed in the central portion of the battery case 17,
A laser beam from above is emitted to the outside below the laser projecting device 11. Further, the slide guide portion 19 has a slide hole 19a in a substantially conical bottom portion. The inner diameter formed by the tip portion of the sliding hole 19a is set to be smaller than the outer diameter of the spherical portion of the bulging portion 21 described later.
【0012】また投光装置本体13は、図1の上下方向
に沿う中空部を有する中空部材20と、この中空部材2
0の上方に、ベアリング12を介して回転自在に支持さ
れた上記回転投光部15とを有している。中空部材20
が有する膨出部21は、摺動孔19aにその球面部を当
接させた状態で、回転投光部15(投光装置本体13)
を回転軸a回りの全ての方向に傾け、投光レーザ光束L
3 によって形成される基準平面を水平面に対して自由に
調整できるように支持されている。The main body 13 of the projector is a hollow member 20 having a hollow portion extending in the vertical direction of FIG.
The rotary projection unit 15 is rotatably supported above the bearing 0 by means of a bearing 12. Hollow member 20
The bulging portion 21 of the rotary light projecting portion 15 (the light projecting device main body 13) is in a state where its spherical surface portion is brought into contact with the sliding hole 19a.
Is tilted in all directions around the rotation axis a, and the projected laser light flux L
It is supported so that the reference plane formed by 3 can be freely adjusted with respect to the horizontal plane.
【0013】中空部材20は、その内方に、互いに直交
するレーザ光光路20a、20bを有している。レーザ
光光路20aには、可視レーザ光束を発するレーザダイ
オード23と、コリメートレンズ24と、一対のアナモ
フィックプリズム25、26(図12参照)からなるレ
ーザ光束断面形状変換光学系18とが設けられている。
回転投光部15の回転軸aの延長上に位置するレーザ光
光路20bは、投光光学系22を有している。The hollow member 20 has laser light optical paths 20a and 20b which are orthogonal to each other inside thereof. The laser light optical path 20a is provided with a laser diode 23 that emits a visible laser light flux, a collimator lens 24, and a laser light flux cross-sectional shape conversion optical system 18 including a pair of anamorphic prisms 25 and 26 (see FIG. 12). .
The laser light optical path 20 b located on the extension of the rotation axis a of the rotary light projecting unit 15 has a light projecting optical system 22.
【0014】レーザ光束断面形状変換光学系18は、後
述するプリズムPを有している。投光光学系22は、図
2に示すように、プリズムPから射出されるレーザ光束
を受ける偏光ビームスプリッタ27を有している。この
偏光ビームスプリッタ27は、偏光分離面(偏光分割
面)27aを有し、その上部に1/4λ板28が貼着さ
れている。この1/4λ板28は、入射光の偏光方向に
対して該1/4λ板28の軸方位が45゜方向に向くよ
うに貼着されている。さらに、1/4λ板28の上面に
は、レーザ光束を所定の割合でペンタプリズム35に向
けて透過し、かつ残りのレーザ光束を偏光ビームスプリ
ッタ27の偏光分離面27aに向けて反射する、反射率
10〜20%程度の半透膜28aを有している。ここ
で、偏光ビームスプリッタ27と半透膜28aとの間に
設けられた上記1/4λ板28は、この偏光ビームスプ
リッタ27で反射した後、半透膜28aにより大部分の
光は円偏光のままペンタプリズム35に向けて透過させ
る。残りの光は半透膜28aで反射され、さらに1/4
λ板28を再び透過することにより、入射時とは逆方向
の直線偏光となる。このため、偏光ビームスプリッタ2
7の偏光分離面27aに向かった光は、この偏光分離面
27aで反射されることなく、即ちレーザ光源であるレ
ーザダイオード23に戻ることなく、偏光分離面27a
を全て透過する。The laser beam cross-sectional shape conversion optical system 18 has a prism P which will be described later. As shown in FIG. 2, the light projecting optical system 22 has a polarization beam splitter 27 that receives a laser beam emitted from the prism P. The polarization beam splitter 27 has a polarization splitting surface (polarization splitting surface) 27a, and a ¼λ plate 28 is attached to the upper portion thereof. The 1/4 λ plate 28 is attached so that the axis direction of the 1/4 λ plate 28 is oriented at 45 ° with respect to the polarization direction of the incident light. Furthermore, on the upper surface of the 1/4 λ plate 28, a laser beam is transmitted toward the pentaprism 35 at a predetermined ratio, and the remaining laser beam is reflected toward the polarization splitting surface 27a of the polarization beam splitter 27. It has a semipermeable membrane 28a having a rate of about 10 to 20%. Here, after the 1/4 λ plate 28 provided between the polarization beam splitter 27 and the semi-transmissive film 28a is reflected by the polarization beam splitter 27, most of the light is circularly polarized by the semi-transmissive film 28a. The light is transmitted as it is toward the pentaprism 35. The rest of the light is reflected by the semi-permeable film 28a, and further 1/4.
By passing through the λ plate 28 again, linearly polarized light in the direction opposite to that at the time of incidence is obtained. Therefore, the polarization beam splitter 2
The light directed to the polarization splitting surface 27a of No. 7 is not reflected by the polarization splitting surface 27a, that is, does not return to the laser diode 23 which is the laser light source, and the polarization splitting surface 27a.
Through all.
【0015】偏光ビームスプリッタ27の図1、図2の
下方には、ウェッジプリズム29a、29bが設けられ
ている。また偏光ビームスプリッタ27の同図上方に
は、摺動円筒部材30に固定されこの摺動円筒部材30
と共に光軸方向に移動可能な合焦用レンズ31と、レー
ザ光光路20b内に固定された対物レンズ32とが設け
られている。Below the polarization beam splitter 27 in FIGS. 1 and 2, wedge prisms 29a and 29b are provided. Above the polarization beam splitter 27 in the figure, the sliding cylindrical member 30 is fixed to the sliding cylindrical member 30.
At the same time, a focusing lens 31 movable in the optical axis direction and an objective lens 32 fixed in the laser light optical path 20b are provided.
【0016】回転投光部15は、レーザ光光路20bと
合致して該レーザ光光路20bに連続するレーザ光光路
15aと、このレーザ光光路15aに連続する該レーザ
光光路15aより大径のペンタプリズム収納部15bと
を有している。該ペンタプリズム収納部15bの側壁に
は、内方に収納したペンタプリズム35で反射して偏向
されたレーザ光束を装置外方に投光するための投光用窓
33が形成されている。ペンタプリズム収納部15bの
上方は開放され、レーザ光光路15aの光軸が、透明部
材16の上部中央の円孔16aに嵌込まれた透光部材3
6の中心に一致されている。The rotary light projecting unit 15 has a laser beam optical path 15a which is aligned with the laser beam optical path 20b and is continuous with the laser beam optical path 20b, and a pentagon having a diameter larger than that of the laser beam optical path 15a which is continuous with the laser beam optical path 15a. It has a prism housing portion 15b. A light projecting window 33 is formed on the side wall of the pentaprism housing portion 15b for projecting the laser light flux reflected and deflected by the pentaprism 35 housed inward to the outside of the device. The upper portion of the pentaprism housing portion 15b is opened, and the optical axis of the laser light optical path 15a is fitted into the circular hole 16a at the center of the upper portion of the transparent member 16.
It is aligned with the center of 6.
【0017】ペンタプリズム35は、投光装置本体13
の回転投光部15に、該回転投光部15と一体に回転す
るように固定されており、この回転投光部15の回転軸
a上のレーザ光束を反射する反射手段を構成している。
ペンタプリズム35は、図2に示されるように、レーザ
光束が入射する光入射面35cと、この光入射面35c
に対して所定角度に設定され、所要の反射率(70〜8
0%)の半透膜14が設けられた、該光入射面35cか
ら入射したレーザ光束が入射する第1の反射面35a
と、この第1の反射面35aで反射されたレーザ光束を
反射する、この第1の反射面35aとでなす角θが45
゜である第2の反射面35bと、この第2の反射面35
bで反射したレーザ光束が射出する、光入射面35cと
で90゜をなす光射出面35dとを有している。第2の
反射面35bには、増反射膜がアルミニューム蒸着等に
よって形成されている。また第1の反射面35aには、
上記半透膜14を挟んで楔型プリズム34が貼着されて
いる。この楔型プリズム34は、斜辺を第1の反射面3
5aに貼着した状態において、図2の上部に位置する射
出面34aがペンタプリズム35の光入射面35cと平
行となるように構成されている。The pentaprism 35 is provided in the main body 13 of the light projecting device.
Is fixed to the rotary light projecting unit 15 so as to rotate integrally with the rotary light projecting unit 15, and constitutes a reflecting means for reflecting the laser beam on the rotation axis a of the rotary light projecting unit 15. .
As shown in FIG. 2, the penta prism 35 includes a light incident surface 35c on which a laser beam is incident and a light incident surface 35c.
Is set to a predetermined angle with respect to the required reflectance (70 to 8
0%) of the semi-transmissive film 14 is provided on the first reflecting surface 35a on which the laser beam incident from the light incident surface 35c is incident.
And the angle θ formed by the first reflecting surface 35a that reflects the laser light flux reflected by the first reflecting surface 35a is 45.
The second reflecting surface 35b having
It has a light incident surface 35c from which the laser beam reflected by b is emitted and a light emitting surface 35d which makes 90 ° with the light incident surface 35c. On the second reflecting surface 35b, a reflection enhancing film is formed by aluminum vapor deposition or the like. Further, on the first reflecting surface 35a,
A wedge-shaped prism 34 is attached with the semipermeable membrane 14 interposed therebetween. The wedge-shaped prism 34 has the hypotenuse of the first reflecting surface 3
2 is arranged so that the exit surface 34a located in the upper part of FIG. 2 is parallel to the light incident surface 35c of the pentaprism 35.
【0018】他方、中空部材20は、図1の右方に延出
する駆動用アーム37と、この駆動用アーム37に対し
て紙面奥方向に直交する駆動用アーム39(図3参照)
とを一体的に有している。これらの駆動用アーム37、
39は、膨出部21の最上部から下方に傾斜させて形成
され、それぞれの先端部に、膨出部21の球心と一致さ
せて取付けられたローラ40、41を有している。On the other hand, the hollow member 20 includes a drive arm 37 extending rightward in FIG. 1 and a drive arm 39 orthogonal to the drive arm 37 in the depth direction of the drawing (see FIG. 3).
And have integrally. These drive arms 37,
39 is formed by inclining downward from the uppermost portion of the bulging portion 21, and has rollers 40 and 41 attached to the respective tip portions so as to match the spherical center of the bulging portion 21.
【0019】ハウジング12はその内壁に、このハウジ
ング12の内周に向けて突出させたブラケット42を有
している。このブラケット42には、ギヤ支持孔42a
が形成されている。また、ハウジング12の上壁12b
においてのギヤ支持孔42aと対向する位置には、ギヤ
支持孔43が形成されている。これらのギヤ支持孔42
a、43には、調整用スクリュー45の両端の軸部が回
転自在に嵌合されている。ブラケット42にはまた、第
1レベル調整用モータ44が固定されている。この第1
レベル調整用モータ44の回転軸に固定したピニオン4
9は、調整用スクリュー45の下端部に固定した伝達ギ
ヤ50と噛み合っている。この調整用スクリュー45に
は、この調整用スクリュー45とで送りねじ機構を構成
する調整用ナット46が螺合されている。この調整用ナ
ット46の外周には、外方に突出させた作動ピン47が
固定されており、この作動ピン47は、ローラ40にそ
の上方から当接している。調整用ナット46はまた、図
示しない支持機構によって、ハウジング12に対する相
対回転を規制されている。The housing 12 has, on its inner wall, a bracket 42 projecting toward the inner circumference of the housing 12. The bracket 42 has a gear support hole 42a.
Are formed. Also, the upper wall 12b of the housing 12
A gear support hole 43 is formed at a position facing the gear support hole 42a in FIG. These gear support holes 42
Shafts at both ends of the adjusting screw 45 are rotatably fitted in the a and 43. A first level adjusting motor 44 is also fixed to the bracket 42. This first
Pinion 4 fixed to the rotary shaft of level adjustment motor 44
9 is meshed with the transmission gear 50 fixed to the lower end of the adjusting screw 45. An adjusting nut 46, which constitutes a feed screw mechanism together with the adjusting screw 45, is screwed onto the adjusting screw 45. An operating pin 47 protruding outward is fixed to the outer periphery of the adjusting nut 46, and the operating pin 47 is in contact with the roller 40 from above. The adjustment nut 46 is also restricted from rotating relative to the housing 12 by a support mechanism (not shown).
【0020】図3に示されるように、ハウジング12は
その内壁に、このハウジング12の内周に向けて突出さ
せたブラケット78を有している。このブラケット78
には、ギヤ支持孔(図示せず)が形成され、ハウジング
12の上壁においての該ギヤ支持孔と対向する位置に
は、ギヤ支持孔(図示せず)が形成されている。この両
ギヤ支持孔には、調整用スクリュー79の両端の軸部が
回転自在に嵌合されている。ブラケット78には、第2
レベル調整用モータ75が固定されている。この第2レ
ベル調整用モータ75の回転軸に固定したピニオン76
は、調整用スクリュー79の下端部に固定した伝達ギヤ
77と噛み合っている。調整用スクリュー79にはま
た、この調整用スクリュー79とで送りねじ機構を構成
する調整用ナット80が螺合されている。この調整用ナ
ット80の外周には、外方に突出させた作動ピン81が
固定され、この作動ピン81は、ローラ41にその上方
から当接している。調整用ナット80はまた、図示しな
い支持機構によって、ハウジング12に対する相対回転
を規制されている。As shown in FIG. 3, the housing 12 has a bracket 78 formed on the inner wall thereof so as to project toward the inner circumference of the housing 12. This bracket 78
Has a gear support hole (not shown) formed therein, and a gear support hole (not shown) is formed at a position on the upper wall of the housing 12 facing the gear support hole. The shaft portions at both ends of the adjusting screw 79 are rotatably fitted in the both gear supporting holes. The bracket 78 has a second
The level adjusting motor 75 is fixed. The pinion 76 fixed to the rotating shaft of the second level adjusting motor 75.
Engages with a transmission gear 77 fixed to the lower end of the adjusting screw 79. An adjusting nut 80, which constitutes a feed screw mechanism together with the adjusting screw 79, is screwed onto the adjusting screw 79. An operating pin 81 protruding outward is fixed to the outer periphery of the adjusting nut 80, and the operating pin 81 is in contact with the roller 41 from above. The adjustment nut 80 is also restricted from rotating relative to the housing 12 by a support mechanism (not shown).
【0021】またハウジング12は、その内壁に、互い
に直交する駆動用アーム37と39とでなす角を二等分
する方向に設けた支持突起51を有している。この支持
突起51と中空部材20との間には、引張りばね52が
張設されている。中空部材20は、この引張りばね52
により、それぞれ同等の力で上方に向けて付勢されたロ
ーラ40、41を、作動ピン47、81にその下方から
弾接させている。つまり、中空部材20はその下部を、
膨出部21が摺動孔19aによって支持された状態で支
持突起51に向けて付勢されるため、マイクロコンピュ
ータ(以後マイコンと称する)82の信号に基づき回転
駆動する第1、第2レベル調整用モータ44、75によ
って昇降される作動ピン47、81により、水平方向に
おける回動位置を調整可能とされる。また中空部材20
はその下部に、アーム37、39とそれぞれ反対方向に
突出させたブラケット70、71を有している。この両
ブラケット70、71には、それぞれレベル検知センサ
72、73が取付けられており、該レベル検知センサ7
2、73による検知信号はマイコン82に送られる。The housing 12 has, on its inner wall, a support projection 51 provided in a direction that bisects the angle formed by the drive arms 37 and 39 orthogonal to each other. A tension spring 52 is stretched between the support protrusion 51 and the hollow member 20. The hollow member 20 has the tension spring 52.
Thus, the rollers 40 and 41 biased upward by the same force are elastically contacted with the operation pins 47 and 81 from below. That is, the hollow member 20 is
Since the bulging portion 21 is urged toward the supporting protrusion 51 while being supported by the sliding hole 19a, the first and second level adjustments are performed in which the bulging portion 21 is rotationally driven based on a signal from a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 82. The rotational position in the horizontal direction can be adjusted by the operation pins 47 and 81 that are moved up and down by the motors 44 and 75 for use. The hollow member 20
Has a bracket 70, 71 projecting in the opposite direction to the arms 37, 39 at the lower part thereof. Level detection sensors 72 and 73 are attached to the brackets 70 and 71, respectively.
The detection signal from 2, 73 is sent to the microcomputer 82.
【0022】また中空部材20の下部には、外方に向け
て突出させたブラケット53が設けられている。このブ
ラケット53の上部には、該ブラケット53と対向する
ブラケット55が形成されている。これらのブラケット
53、55には、それぞれに対向するギヤ支持孔53
a、55aが形成されている。両ギヤ支持孔53a、5
5aには、合焦用スクリュー56の両端の軸部が回転自
在に嵌合されている。ブラケット53には、合焦用モー
タ59が固定されている。該合焦用モータ59の回転軸
に固定したピニオン60は、合焦用スクリュー56の下
端部に固定した伝達ギヤ61と噛み合っている。合焦用
スクリュー56には、この合焦用スクリュー56とで送
りねじ機構を構成する合焦用ナット57が螺合されてい
る。中空部材20の摺動部材30と対応する壁部には、
挿入窓63が形成されている。上記合焦用ナット57に
は、この挿入窓63から挿入した一端部を摺動部材30
の下端部に固定した伝達リンク62の他端部が固定され
ている。よって、合焦用モータ59をマイコン82の信
号に基づき駆動することにより、ピニオン60、伝達ギ
ヤ61、合焦用スクリュー56を介して合焦用ナット5
7を昇降させ、リンク62と摺動部材30を介して合焦
用レンズ31を上下動させて焦点距離を調節して、回転
投光部15から投光するレーザ光束を適切に集光させる
ことができる。A bracket 53 is provided at the bottom of the hollow member 20 so as to project outward. A bracket 55 facing the bracket 53 is formed on the upper portion of the bracket 53. These brackets 53 and 55 have gear support holes 53 facing each other.
a and 55a are formed. Both gear support holes 53a, 5
Shafts at both ends of the focusing screw 56 are rotatably fitted to the shaft 5a. A focusing motor 59 is fixed to the bracket 53. The pinion 60 fixed to the rotating shaft of the focusing motor 59 meshes with the transmission gear 61 fixed to the lower end of the focusing screw 56. A focusing nut 57, which constitutes a feed screw mechanism together with the focusing screw 56, is screwed onto the focusing screw 56. In the wall portion of the hollow member 20 corresponding to the sliding member 30,
An insertion window 63 is formed. One end of the focusing nut 57 inserted through the insertion window 63 is attached to the sliding member 30.
The other end of the transmission link 62 fixed to the lower end of the is fixed. Therefore, by driving the focusing motor 59 based on the signal from the microcomputer 82, the focusing nut 5 is passed through the pinion 60, the transmission gear 61, and the focusing screw 56.
7 is moved up and down, the focusing lens 31 is moved up and down via the link 62 and the sliding member 30, the focal length is adjusted, and the laser light beam projected from the rotary light projecting unit 15 is appropriately focused. You can
【0023】また中空部材20の最上部には、外方に向
けて突出させたブラケット65が設けられている。この
ブラケット65には、回転用モータ66が固定されてお
り、このモータ66の回転軸に取付けたピニオン67
は、回転投光部15の外周に固定された伝達ギヤ69と
噛み合っている。従って、マイコン82の信号に基づき
回転用モータ66を回転駆動することにより、ピニオン
67、伝達ギヤ69を介して回転投光部15を中空部材
20に対し相対回転させることができる。A bracket 65 is provided at the top of the hollow member 20 so as to project outward. A rotation motor 66 is fixed to the bracket 65, and a pinion 67 attached to a rotation shaft of the motor 66.
Engages with a transmission gear 69 fixed to the outer periphery of the rotary light projecting portion 15. Therefore, by rotating the rotation motor 66 based on the signal from the microcomputer 82, the rotary light projecting unit 15 can be rotated relative to the hollow member 20 via the pinion 67 and the transmission gear 69.
【0024】また、中空部材20の最上部のブラケット
65と反対側には、回転検知センサ83が上方に向けて
設けられている。この回転検知センサ83は、上方即ち
伝達ギヤ69に向けて光束を照射し、この伝達ギヤ69
の裏面に設けた所定のパターン(図示せず)で反射した
光束を、受光した後信号としてマイコン82に送る。こ
のマイコン82は、入力した該受光信号に基づいて、回
転投光部15の回転角を演算する。A rotation detecting sensor 83 is provided on the uppermost side of the hollow member 20 opposite to the bracket 65, facing upward. The rotation detection sensor 83 emits a light beam toward the upper side, that is, toward the transmission gear 69, and the transmission gear 69
After receiving the light flux reflected by a predetermined pattern (not shown) provided on the back surface of the device, it is sent to the microcomputer 82 as a signal. The microcomputer 82 calculates the rotation angle of the rotary light projecting unit 15 based on the received light receiving signal.
【0025】図1において、レーザ光束断面形状変換光
学系18が有するプリズムPを概略的に示したが、本発
明の特徴である該プリズムPを、以下具体的に説明す
る。In FIG. 1, the prism P included in the laser beam cross-sectional shape conversion optical system 18 is schematically shown. The prism P, which is a feature of the present invention, will be specifically described below.
【0026】先ず、図4により本発明に係る第1の実施
例を説明する。同実施例では、プリズムPとして、頂角
α、屈折率nの1個のアナモフィックプリズム25を用
いている。該アナモフィックプリズム25とレーザダイ
オード23の間に位置するコリメートレンズ24は、十
分に大きな開口数(NA)を持ち、アナモフィックプリ
ズム25に対して所定の入射角度iを持つように配置さ
れている。First, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, as the prism P, one anamorphic prism 25 having an apex angle α and a refractive index n is used. The collimating lens 24 located between the anamorphic prism 25 and the laser diode 23 has a sufficiently large numerical aperture (NA) and is arranged so as to have a predetermined incident angle i with respect to the anamorphic prism 25.
【0027】このような構成の第1の実施例において、
レーザダイオード23から射出される断面楕円状のレー
ザ光束は、コリメートレンズ24によって、短軸(短
径)Di、長軸(長径)D0 (紙面に垂直な方向での光
束径)の断面楕円状の平行光に変換される。このような
断面形状の入射時のレーザ光束(図5)は、アナモフィ
ックプリズム25に対して入射角iで入射するとき短軸
Diが伸ばされて、この短軸Di側の径が長軸D0 側の
径と同寸法となって、射出面25aに対して垂直に射出
される。よってこのときの射出レーザ光束は、図6に示
すように、長軸D0 を直径とする円形形状の光束とな
る。In the first embodiment having such a structure,
The laser beam emitted from the laser diode 23 and having an elliptical cross section is elliptical in cross section having a minor axis (minor axis) Di and a major axis (major axis) D 0 (luminous flux diameter in a direction perpendicular to the paper surface) by the collimator lens 24. Is converted into parallel light. The laser light flux (FIG. 5) at the time of incidence of such a cross-sectional shape has its minor axis Di extended when it is incident on the anamorphic prism 25 at the incidence angle i, and the diameter on the minor axis Di side is the major axis D 0. The diameter is the same as the side diameter, and the light is ejected perpendicularly to the ejection surface 25a. Therefore, the emitted laser light flux at this time becomes a circular light flux having a diameter on the long axis D 0 , as shown in FIG.
【0028】このとき、射出レーザ光束の断面の短軸D
i、長軸D0 、及びアナモフィックプリズム25の頂角
αの間には、 D0 /Di= cosα/ cosi= cosα/( 1−n2・sin2
α)1/2=m の関係が成立する(但し、mはアナモ倍率)。すなわ
ち、アナモフィックプリズム25から射出されるレーザ
光束を、上述のように、長軸D0 を直径とした円形状の
光束としたい場合、頂角α、屈折率n及び入射角iをそ
れぞれ適宜決定することにより、所要のアナモ倍率m
(D0 /Di)を得ることができる。At this time, the short axis D of the cross section of the emitted laser light beam
Between i, the long axis D 0 , and the apex angle α of the anamorphic prism 25, D 0 / Di = cosα / cosi = cosα / (1−n 2 · sin 2
The relationship α) 1/2 = m holds (where m is the anamorphic magnification). That is, when the laser light flux emitted from the anamorphic prism 25 is to be a circular light flux whose diameter is the major axis D 0 as described above, the apex angle α, the refractive index n, and the incident angle i are appropriately determined. Therefore, the required anamorphic magnification m
(D 0 / Di) can be obtained.
【0029】上記アナモフィックプリズム25の各量
を、図7と図8に示す。図7は、アナモ倍率mと頂角α
との相関関係を示すグラフであり、図8は、アナモ倍率
mをパラメータとしたとき、頂角αに対する入射角iと
表面反射率Rpとの相関関係を示す。The respective quantities of the anamorphic prism 25 are shown in FIGS. 7 and 8. FIG. 7 shows the anamorphic magnification m and the apex angle α.
FIG. 8 is a graph showing the correlation between the incident angle i with respect to the apex angle α and the surface reflectance Rp when the anamorphic magnification m is used as a parameter.
【0030】図7では、屈折率nがそれぞれ1.5、
1.65、1.8のアナモフィックプリズムが用いられ
ている。同図において、屈折率nの大きいアナモフィッ
クプリズムほど、小さな頂角αで所要アナモ倍率mが得
られることが分かる。因に、屈折率nが1.8のアナモ
フィックプリズムの場合、頂角αが30.5゜のとき、
アナモ倍率mは2.11となる。図8では、アナモ倍率
mがそれぞれ2、2.5、3のアナモフィックプリズム
が用いられている。同図において、同じ頂角αに対して
必要なアナモ倍率mが大きい程、大きな入射角iが必要
である。またアナモ倍率mが大きいほど、小さな頂角α
で表面反射率Rpが小さくなる。In FIG. 7, the refractive index n is 1.5,
Anamorphic prisms of 1.65 and 1.8 are used. In the figure, it can be seen that the required anamorphic magnification m can be obtained with a smaller apex angle α as the anamorphic prism having a larger refractive index n. Incidentally, in the case of an anamorphic prism with a refractive index n of 1.8, when the apex angle α is 30.5 °,
The anamorphic magnification m is 2.11. In FIG. 8, anamorphic prisms having anamorphic magnifications m of 2, 2.5 and 3 are used. In the figure, the larger the required anamorphic magnification m for the same apex angle α, the larger the incident angle i is required. Also, the larger the anamorphic magnification m, the smaller the vertical angle α.
Thus, the surface reflectance Rp becomes small.
【0031】また一般に、レーザダイオードから照射さ
れるレーザ光束は非点隔差を含んでいるが、この非点隔
差をそのままにすると、射出レーザ光束の径を小さく絞
ることができなくなり、レーザ光束を遠方まで投光する
ことが困難となる。本第1実施例では、レーザダイオー
ド23から射出されるレーザ光束に含まれる非点隔差
を、レーザダイオード23とコリメートレンズ24との
間隔を変化させることによって補正している。In general, the laser beam emitted from the laser diode includes an astigmatic difference. However, if the astigmatic difference is left as it is, the diameter of the emitted laser beam cannot be narrowed down and the laser beam is distant. It becomes difficult to project light. In the first embodiment, the astigmatic difference contained in the laser light flux emitted from the laser diode 23 is corrected by changing the distance between the laser diode 23 and the collimator lens 24.
【0032】すなわち、レーザ光束が非点隔差を全く含
まないものとして考えるとき、コリメートレンズ24か
らの射出光の波面は、コリメートレンズ24とレーザダ
イオード23の間隔が所定位置からずれた場合に、図1
1に示されるように、デフォーカスを持った曲面状の波
面となる(間隔が所定位置のときは平面状の波面とな
る)。もともとレーザダイオード23からの射出レーザ
光束の断面は楕円形であるため、互いに直交する方向に
おけるそれぞれの径が異なる。つまり、このレーザ光束
の短径をρ、長径をρ0 とするとき、この短径ρ側で曲
面波面に表われる基準平面Sとのずれ量はWyとなり、
長径ρ0 側で曲面波面に表われる基準平面Sとのずれ量
はWzとなる。ここで、コリメートレンズ24から射出
後の光束がアナモフィックプリズム25を通過すると、
光束の短径ρはρ0 に引き伸ばされ、半径をρ0 とする
円形光束となる。しかし、短径方向でのずれ量は相変わ
らずWyであるため、短径方向ではWy、長径方向では
Wz(同じρ0 に対し)となり、非点隔差を持った波面
となる(図9〜図11参照)。That is, assuming that the laser light flux does not include astigmatic difference at all, the wavefront of the light emitted from the collimator lens 24 is as shown in the figure when the distance between the collimator lens 24 and the laser diode 23 deviates from a predetermined position. 1
As shown in FIG. 1, it becomes a curved wavefront with defocus (it becomes a planar wavefront when the interval is a predetermined position). Since the cross section of the laser light flux emitted from the laser diode 23 is originally elliptical, the diameters thereof in the directions orthogonal to each other are different. That is, when the minor axis of this laser beam is ρ and the major axis is ρ 0 , the amount of deviation from the reference plane S that appears on the curved wavefront on the minor axis ρ side is Wy,
The amount of deviation from the reference plane S that appears on the curved wavefront on the major axis ρ 0 side is Wz. Here, when the light flux emitted from the collimator lens 24 passes through the anamorphic prism 25,
The short diameter [rho of the light beam is stretched in [rho 0, a circular light flux to radius [rho 0. However, since the amount of deviation in the minor axis direction is still Wy, it is Wy in the minor axis direction and Wz (for the same ρ 0 ) in the major axis direction, resulting in a wavefront having an astigmatic difference (FIGS. 9 to 11). reference).
【0033】ところで、レーザダイオード23をコリメ
ートレンズ24に対してΔzだけ相対移動させる等によ
り、両者の間隔を、基準の間隔からどちらの方向にずら
すか(即ち、大きくするか小さくするか)によって、発
生する非点隔差の符号を変化させることができる。つま
り、該ずれの向きと量を調整することにより、レーザ光
束が本来持っている非点隔差を相殺するような非点隔差
を発生させることができる。本第1実施例は、このよう
なレーザダイオード23とコリメートレンズ24間の関
係に着目したもので、両者の間隔を変化させることによ
り、上記曲面波面のずれ量WyとWzで説明したような
半導体レーザ光束が本来有する非点隔差を相殺する非点
隔差を、積極的に形成して補正している。よって、光エ
ネルギーを有効に使用した非点隔差のないレーザ光束を
得ることができる。このとき波面にデフォーカス成分が
残るが、これは合焦レンズ31を対物レンズ32に対し
て動かすことによって打ち消すことができる。その結
果、レーザ光束を問題なく遠距離まで投光することが可
能となる。なお、後述する第2の実施例(図12)、第
3の実施例(図14)、第4の実施例(図15)におい
ても、レーザダイオード23とコリメートレンズ24の
間隔を変化させることにより、本第1の実施例と同様の
効果を奏することができる。By the way, by moving the laser diode 23 relative to the collimator lens 24 by Δz or the like, depending on which direction the distance between the two is displaced from the reference distance (that is, whether to increase or decrease). The sign of the generated astigmatic difference can be changed. That is, by adjusting the direction and amount of the shift, it is possible to generate an astigmatic difference that cancels the astigmatic difference originally possessed by the laser light flux. The first embodiment focuses on the relationship between the laser diode 23 and the collimator lens 24 as described above, and by changing the distance between the two, the semiconductors as described with reference to the amounts Wy and Wz of the curved wavefronts described above. The astigmatic difference that cancels out the astigmatic difference originally possessed by the laser beam is positively formed and corrected. Therefore, it is possible to obtain a laser beam having no astigmatic difference that effectively uses the light energy. At this time, a defocus component remains on the wavefront, but this can be canceled by moving the focusing lens 31 with respect to the objective lens 32. As a result, it becomes possible to project the laser light beam to a long distance without any problem. In the second embodiment (FIG. 12), the third embodiment (FIG. 14), and the fourth embodiment (FIG. 15) which will be described later, the distance between the laser diode 23 and the collimator lens 24 is changed. The same effects as those of the first embodiment can be obtained.
【0034】以上の説明に関し、次式のように定義する
ことができる。 Wz=〔 {1− (1−NA0 2)1/2 }×ΔZ〕 ≒ 1/2×NA0 2×ΔZ Wy=Wz×(ρ/ρ0 )2 =Wz×1/m2 従って、 def=(Wz+Wz/m2 )/2 =Wz/2×(1+1/m2 ) As=Wz−Wz/m2 =Wz(1−1/m2 ) 但し、 As:非点隔差、 def:デフォーカス、 NA:開口数、 m:アナモ倍率(m=ρ0 /ρ)、 Wy:曲面波面の短径側のρにおいての基準平面Sに対
するずれ量、 Wz:曲面波面の長径側のρ0 においての基準平面Sに
対するずれ量、 λ:レーザ光束の波長。The above description can be defined by the following equation. Wz = [{1- (1-NA 0 2 ) 1/2 } × ΔZ] ≈ 1/2 × NA 0 2 × ΔZ Wy = Wz × (ρ / ρ 0 ) 2 = Wz × 1 / m 2 Therefore, def = (Wz + Wz / m 2 ) / 2 = Wz / 2 × (1 + 1 / m 2 ) As = Wz−Wz / m 2 = Wz (1-1 / m 2 ), where As: astigmatic difference, def: de Focus, NA: numerical aperture, m: anamorphic magnification (m = ρ 0 / ρ), Wy: amount of deviation from the reference plane S at ρ on the minor axis side of the curved wavefront, Wz: at ρ 0 on the major axis side of the curved wavefront Amount of deviation from the reference plane S, λ: wavelength of laser beam.
【0035】上記構成を有する本レーザ投光装置11
は、次のように作動する。先ず、図1のように、レーザ
投光装置11を所望の位置に配置する。この状態におい
て、図示しないメインスイッチをオンすると、マイコン
82の信号に基づき、レーザダイオード23が発振を開
始させ、レーザ光束を照射する。このレーザ光束は、コ
リメートレンズ24によって楕円状の平行光束に変換さ
れた後アナモフィックプリズム25に入射され、このア
ナモフィックプリズム25によってその短軸径Di(図
5参照)を伸ばされて、図6に示すような径がD0 の円
形状の光束に変換される。さらにこの円形状の光束は、
偏光ビームスプリッタ27によって上方に向かう光束L
1 と下方に向かう光束L2 とに分割される。The present laser projecting device 11 having the above structure
Operates as follows. First, as shown in FIG. 1, the laser projecting device 11 is arranged at a desired position. In this state, when a main switch (not shown) is turned on, the laser diode 23 starts oscillating based on a signal from the microcomputer 82 and irradiates a laser beam. This laser light flux is converted into an elliptical parallel light flux by the collimator lens 24 and then incident on the anamorphic prism 25, and its minor axis diameter Di (see FIG. 5) is extended by the anamorphic prism 25, as shown in FIG. Such a light beam is converted into a circular light beam having a diameter D 0 . Furthermore, this circular luminous flux
The light beam L directed upward by the polarization beam splitter 27
It is split into 1 and a light beam L 2 directed downward.
【0036】この際、図2において、偏光ビームスプリ
ッタ27に対して入射するレーザ光束L0 が、偏光分離
面27aの法線nとレーザ光束L0 とを含む入射面に対
して垂直な振動方向を有する、S偏光成分を持ちかつP
偏光成分を持たない直線偏光である場合、このレーザ光
束L0 は、偏光分離面27aで全て反射されて90゜偏
向され、同図上方に向かう。このとき、1/4λ板28
は、その軸方位が入射光の振動方向に対して45゜とな
るように偏光ビームスプリッタ27に貼付けられている
ため、レーザ光束L0 は1/4λ板28を透過すると、
円偏光のレーザ光束L1 となってペンタプリズム35に
向かう。また半透膜28aで反射して偏光分離面27a
に戻されるレーザ光束L1 は、1/4λ板28を再び透
過することにより、入射時とは直交した振動方向を有す
る直線偏光に変換される。すなわち、S偏光成分の直線
偏光がP偏光成分の直線偏光に変換される。よって、こ
のP偏光成分の直線偏光であるレーザ光束は、レーザ光
束L2 として、偏光分離面27aで反射することなくこ
の面27aを透過して同図下方に向かい、さらにウェッ
ジプリズム29a、29bを透過した後、レーザ投光装
置11の下部外方に射出される。At this time, in FIG. 2, the laser beam L 0 incident on the polarization beam splitter 27 is oscillated in a direction perpendicular to the plane of incidence including the normal line n of the polarization splitting surface 27a and the laser beam L 0. With S polarization component and P
In the case of linearly polarized light having no polarization component, this laser light beam L 0 is totally reflected by the polarization splitting surface 27a and is deflected by 90 °, and goes upward in the figure. At this time, the 1/4 λ plate 28
Is attached to the polarization beam splitter 27 so that its axis direction is 45 ° with respect to the vibration direction of the incident light, so that the laser light flux L 0 passes through the ¼λ plate 28,
The circularly polarized laser beam L 1 is directed to the pentaprism 35. Further, the light is reflected by the semi-transparent film 28a and the polarization splitting surface 27a
The laser light flux L 1 returned to ( 1) is converted into linearly polarized light having a vibration direction orthogonal to that at the time of incidence by passing through the 1/4 λ plate 28 again. That is, the linearly polarized light of the S polarization component is converted into the linearly polarized light of the P polarization component. Therefore, the laser light flux which is the linearly polarized light of the P-polarized component passes through the surface 27a as the laser light flux L 2 without being reflected by the polarization splitting surface 27a and goes downward in the figure, and further passes through the wedge prisms 29a and 29b. After passing through, it is emitted to the outside of the lower part of the laser projecting device 11.
【0037】他方、上方に向かう上記レーザ光束L1
は、合焦用レンズ31と対物レンズ32を透過し、ペン
タプリズム35の光入射面35cを透過後、第1、第2
の反射面35a、35bで順に反射されて進路を90゜
偏向され、レーザ光束L3 としてレーザ光束L2 と垂直
な方向、つまり水平方向に向けて光射出面35dから投
光される。またレーザ光束L1 のうち、第1の反射面3
5aで所定の割合で反射したもの以外は、ペンタプリズ
ム35の該第1の反射面35aの上面部に貼着された楔
型プリズム34とでなすハーフミラー面を透過して上方
に向けて射出される。このようにして、レーザダイオー
ド23から射出されたレーザ光束L0 は、図2の上下方
向にそれぞれ投光されるレーザ光束L1 、L4 、L2 、
及びこれらのレーザ光束L1 、L4 、L2 と直交する方
向(水平)に向けて投光されるレーザ光束L3 とに分割
される。On the other hand, the laser beam L 1 directed upwards
Passes through the focusing lens 31 and the objective lens 32, and after passing through the light incident surface 35c of the pentaprism 35, the first and second
Are sequentially reflected by the reflecting surfaces 35a and 35b, and are deflected by 90 ° in the path, and are emitted from the light emitting surface 35d as a laser beam L 3 in a direction perpendicular to the laser beam L 2 , that is, in the horizontal direction. The first reflection surface 3 of the laser beam L 1
Except for the light reflected at a predetermined ratio by 5a, the light passes through a half mirror surface formed by a wedge prism 34 attached to the upper surface of the first reflection surface 35a of the penta prism 35, and is emitted upward. To be done. In this way, the laser light flux L 0 emitted from the laser diode 23 is the laser light fluxes L 1 , L 4 , L 2 , respectively projected in the vertical direction of FIG.
And a laser beam L 3 projected in a direction (horizontal) orthogonal to these laser beams L 1 , L 4 and L 2 .
【0038】レーザ投光装置11は、回転用モータ66
が、メインスイッチのオンによって電力を供給されるこ
とにより所定速度で回転されると、該モータ66の回転
をピニオン67と伝達ギヤ69を介して回転投光部15
に伝え、これにより該回転投光部15を中空部材20に
対して相対回転させる。よってレーザ投光装置11は、
対物レンズ32から射出されるレーザ光束L1 をペンタ
プリズム35によって90゜偏向させ、回転投光部15
を水平方向に回転させながらレーザ光束L3 を射出し続
けることができる。これにより、レーザ投光装置11か
らは、断面円形状のレーザ光束L3 が一定のレベルを維
持して射出され続けるため、即ち水平プレーン(水平基
準面)を形成することが可能となる。作業者は、建物の
柱等に照射された略断面円形状のレーザ光束の通った軌
跡上に標しを付ける等の作業を行なうことができる。The laser projecting device 11 includes a rotation motor 66.
Is rotated at a predetermined speed by being supplied with electric power when the main switch is turned on, the rotation of the motor 66 is rotated through the pinion 67 and the transmission gear 69.
The rotating light projecting portion 15 is thereby rotated relative to the hollow member 20. Therefore, the laser projecting device 11
The laser beam L 1 emitted from the objective lens 32 is deflected by 90 ° by the penta prism 35, and the rotary light projecting unit 15
The laser beam L 3 can be continuously emitted while rotating the laser beam in the horizontal direction. As a result, the laser light beam L 3 having a circular cross section is continuously emitted from the laser projecting device 11 while maintaining a constant level, that is, it is possible to form a horizontal plane (horizontal reference plane). An operator can perform an operation such as putting a mark on a locus through which a laser beam having a substantially circular cross-section that irradiates a pillar or the like of a building passes.
【0039】また、レーザ投光装置11を置いた場所に
よって異なる傾斜角を調整する場合には、図示しないス
イッチを操作して、第1、第2レベル調整用モータ4
4、75を回転駆動する。例えば、第1レベル調整用モ
ータ44を駆動する場合、その回転はピニオン49、伝
達ギヤ50を介して調整用スクリュー45に伝達され、
この調整用スクリュー45の回転によって調整用ナット
46が昇降する。その際、この調整用ナット46の突起
47には、引張りばね52によって所定の方向に付勢さ
れたローラ40が弾接されているため、このローラ40
を介して中空部材20を膨出部21の球心を中心として
回動させることができる。また第2調整用モータ75を
駆動する場合、その回転はピニオン76、伝達ギヤ77
を介して調整用スクリュー79に伝達され、この調整用
スクリュー79の回転によって調整用ナット80が昇降
する。その際、この調整用ナット80の突起81には、
引張りばね52によって所定の方向に付勢されたローラ
41が弾接されているため、中空部材20をこのローラ
41を介して、膨出部21の球心を中心として回動させ
ることができる。中空部材20は、これらの回動調整に
よって、レーザ光束照射時の水平方向に対する傾動位置
が決定される。When adjusting the tilt angle which differs depending on the place where the laser projecting device 11 is placed, a switch (not shown) is operated to drive the first and second level adjusting motors 4.
4 and 75 are rotationally driven. For example, when driving the first level adjustment motor 44, the rotation is transmitted to the adjustment screw 45 via the pinion 49 and the transmission gear 50,
The rotation of the adjusting screw 45 moves the adjusting nut 46 up and down. At that time, since the roller 40 biased in a predetermined direction by the tension spring 52 is elastically contacted with the protrusion 47 of the adjusting nut 46, the roller 40 is
The hollow member 20 can be rotated about the spherical center of the bulging portion 21 via the. Further, when the second adjusting motor 75 is driven, the rotation thereof is performed by the pinion 76 and the transmission gear 77.
Is transmitted to the adjustment screw 79 via the, and the adjustment nut 80 moves up and down by the rotation of the adjustment screw 79. At that time, the protrusion 81 of the adjusting nut 80 is
Since the roller 41 biased in a predetermined direction by the tension spring 52 is elastically contacted, the hollow member 20 can be rotated about the spherical center of the bulging portion 21 via the roller 41. The tilting position of the hollow member 20 with respect to the horizontal direction at the time of laser beam irradiation is determined by these rotation adjustments.
【0040】照射されるレーザ光束の壁や柱等の照射対
象物に対して焦光点を合わせる場合、図示しないスイッ
チの操作によって合焦用モータ59を回転駆動する。こ
の回転はピニオン60、伝達ギヤ61を介して合焦用ス
クリュー56に伝達される。すると、合焦用スクリュー
56の回転により合焦用ナット57が昇降されるため、
この合焦用ナット57に固定されたリンク62を介して
摺動部材30にこの昇降動が伝達される。そして、壁や
柱等の照射対象物に投影したレーザ光束のスポットを観
察しながら、焦光点の位置を調整する。When the focal point is aligned with the irradiation target such as the wall or column of the laser beam to be irradiated, the focusing motor 59 is rotationally driven by operating a switch (not shown). This rotation is transmitted to the focusing screw 56 via the pinion 60 and the transmission gear 61. Then, since the focusing nut 57 is moved up and down by the rotation of the focusing screw 56,
This vertical movement is transmitted to the sliding member 30 via the link 62 fixed to the focusing nut 57. Then, the position of the focal point is adjusted while observing the spot of the laser light flux projected on the irradiation target such as a wall or a pillar.
【0041】次に、図12により本発明に係る第2の実
施例を説明する。同実施例では、レーザ光束断面形状変
換光学系18が有するプリズムPとして、アナモ倍率が
m1、m2 であるアナモフィックプリズム25、26を
用いている。両アナモフィックプリズム25、26によ
るアナモ倍率mは m=m1 ×m2 で表わされる。この
場合、入射レーザ光束と射出レーザ光束とを互いに平行
にすることができる。ここで、特に、両アナモフィック
プリズム25、26は、互いに同じ形状かつ同じ硝材を
用いれば、同じアナモ倍率(m2 =m1 )となる。この
とき、異なるアナモフィックプリズムを製造する等の製
造時の手間を省くことができ、製造コストの削減に寄与
する。Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, anamorphic prisms 25 and 26 having anamorphic magnifications of m 1 and m 2 are used as the prism P included in the laser beam cross-sectional shape conversion optical system 18. The anamorphic magnification m of both anamorphic prisms 25 and 26 is represented by m = m 1 × m 2 . In this case, the incident laser beam and the emitted laser beam can be made parallel to each other. Here, in particular, both anamorphic prisms 25 and 26 have the same anamorphic magnification (m 2 = m 1 ) if the same shape and the same glass material are used. At this time, it is possible to save labor at the time of manufacturing such as manufacturing different anamorphic prisms, which contributes to reduction of manufacturing cost.
【0042】ところで、一般に、温度変化等によってレ
ーザダイオード23の発振波長が変化すると、アナモフ
ィックプリズム25、26による色収差(倍率色収差)
が生じて、射出面26aからの射出角がΔθ(図13参
照)だけ変化する。例えば、可視のレーザ光束(波長λ
=635nm )の場合には 2nm/10゜程度変化する。従っ
て、この変化量Δθをできるだけ小さくすることは、測
量時に基準ビームや基準平面を形成するためのレーザ投
光装置11において極めて重要である。By the way, generally, when the oscillation wavelength of the laser diode 23 changes due to temperature change or the like, chromatic aberration (chromatic aberration of magnification) due to the anamorphic prisms 25 and 26.
Occurs, the emission angle from the emission surface 26a changes by Δθ (see FIG. 13). For example, visible laser beam (wavelength λ
= 635 nm), it changes about 2 nm / 10 °. Therefore, it is extremely important in the laser projecting device 11 for forming the reference beam and the reference plane during surveying that the variation Δθ is made as small as possible.
【0043】そこで、上記第2の実施例では、アナモフ
ィックプリズム25、26を、レーザ光束を曲げる方向
が互いに逆になるように配置し、かつそれぞれに色収差
を打ち消し合うような硝材を選択することにより、色収
差に関する上記問題を解決することができる。第2の実
施例に関する具体的な設計例を、表1に示す。ここでは
必要なアナモ倍率mを約4.4と考えている(対象とし
ている可視のレーザダイオードに対して)。なお、この
表1において設計例1、2は異なる硝材を用いた場合で
あり、設計例3は参考のために同じ硝材を用いた場合で
ある。Therefore, in the second embodiment, the anamorphic prisms 25 and 26 are arranged so that the bending directions of the laser beams are opposite to each other, and the glass materials are selected so as to cancel the chromatic aberrations. The above-mentioned problem regarding chromatic aberration can be solved. Table 1 shows a specific design example regarding the second embodiment. Here, the necessary anamorphic magnification m is considered to be about 4.4 (for the visible laser diode of interest). In Table 1, Design Examples 1 and 2 are cases where different glass materials are used, and Design Example 3 is a case where the same glass material is used for reference.
【表1】 [Table 1]
【0044】設計例1〜3において、倍率は入射角、頂
角、屈折率で決まり、色収差はアナモフィックプリズム
25のアッベ数と、アナモフィックプリズム26のアッ
べ数との関係により決まる。すなわち、アナモフィック
プリズム25のアッベ数をν1 、アナモフィックプリズ
ム26のアッベ数をν2 とするとき、以下の条件式 (1)
を満足するように硝材を選択すると、色収差が補正でき
る。 (1)ν2 /ν1 >1.8 、ν2 >ν1 なお頂角α1、α2 は、レーザ光束を平行入射させ、射出
面からの射出レーザ光束が該射出面に対して90゜にな
るように設定したときの角度である。図12に示す本第
2の実施例によれば、アナモフィックプリズム25、2
6それぞれの頂角α1、α2 の方向の設定により、レーザ
ダイオード23から射出されたレーザ光束の方向を変え
ることなく、ビームスプリッタ27に入射させることが
できる。よって、光学系の配置に要する無駄なスペース
を省くことができる。In Design Examples 1 to 3, the magnification is determined by the incident angle, the apex angle, and the refractive index, and the chromatic aberration is determined by the relationship between the Abbe number of the anamorphic prism 25 and the Abbe number of the anamorphic prism 26. That is, when the Abbe number of the anamorphic prism 25 is ν 1 and the Abbe number of the anamorphic prism 26 is ν 2 , the following conditional expression (1)
If the glass material is selected so as to satisfy the above condition, the chromatic aberration can be corrected. (1) ν 2 / ν 1 > 1.8, ν 2 > ν 1 At the apex angles α 1 and α 2 , the laser beam is made to enter in parallel, and the laser beam emitted from the emission surface is 90 ° to the emission surface. This is the angle when set to be °. According to the second embodiment shown in FIG. 12, anamorphic prisms 25, 2
By setting the directions of the apexes α 1 and α 2 respectively, the laser beam emitted from the laser diode 23 can be incident on the beam splitter 27 without changing the direction. Therefore, a useless space required for disposing the optical system can be omitted.
【0045】また図14に示すように、アナモフィック
プリズム25と26を、それぞれの頂角α1、α2 が図1
2に示す状態と反対方向に向くように配置することもで
きる。この第3の実施例によっても、図12に示した第
2の実施例と同様に、レーザダイオード23からの射出
レーザ光束の方向を変えないでビームスプリッタ27に
入射させることができ、これにより光学系の配置に要す
る無駄なスペースを省くことができる。Further, as shown in FIG. 14, the anamorphic prisms 25 and 26 have apex angles α 1 and α 2 of FIG.
It can also be arranged so as to face in the direction opposite to the state shown in 2. According to the third embodiment as well, similar to the second embodiment shown in FIG. 12, the laser beam emitted from the laser diode 23 can be made incident on the beam splitter 27 without changing its direction. It is possible to save a wasteful space for arranging the system.
【0046】上記第1〜第3の実施例ではいずれも、レ
ーザ光束断面形状変換光学系18により、レーザダイオ
ード23からの断面楕円状の光束の短軸Di を伸ばして
円形形状に変換したが、本発明のレーザ光束断面形状変
換光学系18はこれに限られない。すなわち、図15に
示す第4の実施例のように、アナモフィックプリズム2
5′と26′を配置することにより、断面楕円状の光束
の長軸DO (長径方向)を縮めて、短軸Di を直径とし
た円形状とすることができる。In each of the first to third embodiments, the laser beam cross-sectional shape converting optical system 18 extends the short axis Di of the light beam having the elliptical cross section from the laser diode 23 to convert it into a circular shape. The laser beam cross-sectional shape conversion optical system 18 of the present invention is not limited to this. That is, as in the fourth embodiment shown in FIG. 15, the anamorphic prism 2
By arranging 5'and 26 ', the major axis D O (major axis direction) of the luminous flux having an elliptical cross section can be reduced to a circular shape having the minor axis D i as the diameter.
【0047】また、上記第1〜第3の実施例ではいずれ
も、断面楕円状のレーザ光束を略断面円形状に変換する
のにアナモフィックプリズムを用いたが、このアナモフ
ィックプリズムに代えてシリンドリカルレンズを用いた
第5の実施例を、図16により説明する。同図におい
て、コリメートレンズ24の後方に、焦点距離f1 のシ
リンドリカルレンズ91と、焦点距離f2 のシリンドリ
カルレンズ90が順に配置されている。これらのシリン
ドリカルレンズ90、91はそれぞれ正のパワーを有
し、互いに、一方向において共焦点の関係となるように
配置され、焦点距離の範囲で、コリメートレンズ24か
ら射出される断面楕円状のレーザ光束の長径と短径のう
ちの一方のみを変化させることができる。すなわち、所
要のアナモ倍率mに対して、 m=D0 /Di =|f2 /f1 | を満たすように、各焦点距離f1 、f2 を選択すること
により、例えばコリメートレンズ24からの断面楕円状
のレーザ光束の短径を伸ばして略断面円形状の光束とす
ることができる。In each of the first to third embodiments, the anamorphic prism is used to convert the laser beam having an elliptical cross section into a substantially circular cross section. However, a cylindrical lens is used instead of this anamorphic prism. The fifth embodiment used will be described with reference to FIG. In the figure, behind the collimator lens 24, a cylindrical lens 91 having a focal length f 1, the cylindrical lens 90 of focal length f 2 are arranged in this order. These cylindrical lenses 90 and 91 each have a positive power, are arranged so as to be in a confocal relationship with each other in one direction, and lasers having an elliptical cross section emitted from the collimator lens 24 within the range of the focal length. Only one of the major axis and the minor axis of the light beam can be changed. That is, by selecting the focal lengths f 1 and f 2 so that m = D 0 / D i = | f 2 / f 1 | It is possible to extend the minor axis of the laser light flux having an elliptical cross section to obtain a light flux having a substantially circular cross section.
【0048】さらに図17に、図16のシリンドリカル
レンズ91に代えて、負のパワーを有するシリンドリカ
ルレンズ94を配置することにより、上記第5の実施例
と同様、アナモフィックプリズムを用いずに断面楕円状
のレーザ光束を略断面円形状に変換する第6の実施例を
示す。Further, in FIG. 17, by replacing the cylindrical lens 91 of FIG. 16 with a cylindrical lens 94 having a negative power, as in the fifth embodiment described above, an elliptical cross section is formed without using an anamorphic prism. A sixth embodiment for converting the laser light flux of the above into a substantially circular cross section will be described.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ光
源から反射手段に至るレーザ光路に、レーザ光源から射
出後の断面楕円状のレーザ光束を、略断面円形状に変換
するレーザ光束断面形状変換光学系を備えたから、光学
系の複雑化やコストアップを招くことなく、照準点合わ
せを容易にし、検出器による検出感度をどの方向におい
ても同じにすることが可能なレーザ測量装置を提供する
ことができる。As described above, according to the present invention, a laser light beam cross section for converting a laser light beam having an elliptical cross section after being emitted from the laser light source into a substantially circular cross section in the laser optical path from the laser light source to the reflecting means. Equipped with a shape conversion optical system, we provide a laser surveying device that facilitates aiming point alignment and makes the detection sensitivity of the detector the same in any direction without complicating the optical system or increasing costs. can do.
【0050】また請求項5に記載の発明によれば、レー
ザ光源とレーザ光束断面形状変換光学系との間に、この
レーザ光源から射出されるレーザ光を平行光束に変換す
るコリメートレンズを設け、該レーザ光源とコリメート
レンズとの間隔を変化させてレーザ光束に含まれる非点
隔差を補正するように構成したから、射出レーザ光束が
有する非点隔差のためビーム径を小さく絞ることができ
ない等の問題を解消可能な基準平面形成用レーザ投光装
置を提供することができる。According to the invention described in claim 5, a collimator lens for converting the laser light emitted from the laser light source into a parallel light flux is provided between the laser light source and the laser light beam cross-sectional shape conversion optical system. Since the astigmatic difference contained in the laser light beam is corrected by changing the distance between the laser light source and the collimator lens, the beam diameter cannot be reduced to a small size due to the astigmatic difference of the emitted laser light beam. A laser projecting device for forming a reference plane that can solve the problem can be provided.
【図1】本発明に係るレーザ投光装置の全体を示す断面
図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an entire laser projection device according to the present invention.
【図2】同レーザ投光装置のレーザ光束断面形状変換光
学系等を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a laser beam cross-sectional shape conversion optical system and the like of the laser projection device.
【図3】同レーザ投光装置の要部を拡大して示す平面図
である。FIG. 3 is an enlarged plan view showing a main part of the laser projection device.
【図4】本発明に係るレーザ光束断面形状変換光学系の
第1の実施例を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a first embodiment of a laser beam cross-sectional shape conversion optical system according to the present invention.
【図5】レーザダイオードから射出された断面楕円状の
レーザ光束を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a laser light flux having an elliptical cross section emitted from a laser diode.
【図6】レーザ光束断面形状変換光学系によって断面形
状を略円形に変換されたレーザ光束を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a laser light flux whose cross-sectional shape is converted into a substantially circular shape by a laser light flux cross-sectional shape conversion optical system.
【図7】アナモフィックプリズムのアナモ倍率と頂角と
の相関関係を示すグラフ図である。FIG. 7 is a graph showing the correlation between the anamorphic magnification of the anamorphic prism and the apex angle.
【図8】アナモフィックプリズムの入射角と頂角と表面
反射率との相関関係を示すグラフ図である。FIG. 8 is a graph showing a correlation between an incident angle, an apex angle and a surface reflectance of an anamorphic prism.
【図9】射出レーザ光束の非点収差をなくする構成を説
明するための概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a configuration for eliminating astigmatism of an emitted laser beam.
【図10】射出レーザ光束の非点収差をなくする構成を
説明するための概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a configuration for eliminating astigmatism of an emitted laser beam.
【図11】射出レーザ光束の非点収差をなくする構成を
説明するための概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a configuration for eliminating astigmatism of an emitted laser beam.
【図12】本発明に係るレーザ光束断面形状変換光学系
の第2の実施例を示す側面図である。FIG. 12 is a side view showing a second embodiment of the laser beam cross-sectional shape conversion optical system according to the present invention.
【図13】アナモフィックプリズムからの射出レーザ光
束の射出角が色収差によって変化する様子を示す概略側
面図である。FIG. 13 is a schematic side view showing how the emission angle of a laser beam emitted from an anamorphic prism changes due to chromatic aberration.
【図14】本発明に係るレーザ光束断面形状変換光学系
の第3の実施例を示す側面図である。FIG. 14 is a side view showing a third embodiment of the laser light beam cross-sectional shape conversion optical system according to the present invention.
【図15】本発明に係るレーザ光束断面形状変換光学系
の第4の実施例を示す側面図である。FIG. 15 is a side view showing a fourth embodiment of the laser beam cross-sectional shape conversion optical system according to the present invention.
【図16】本発明に係るレーザ光束断面形状変換光学系
の第5の実施例を示す側面図である。FIG. 16 is a side view showing a fifth embodiment of the laser light beam cross-sectional shape conversion optical system according to the present invention.
【図17】本発明に係るレーザ光束断面形状変換光学系
の第6の実施例を示す側面図である。FIG. 17 is a side view showing a sixth embodiment of the laser beam cross-sectional shape conversion optical system according to the present invention.
【図18】従来のレーザ投光装置の問題点を説明するた
め射出光束の様子を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a state of an emitted light beam for explaining a problem of the conventional laser projecting device.
【図19】従来のレーザ投光装置の問題点を説明するた
め検出器による光束スポットの受光状態を示す説明図で
ある。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a light receiving state of a light beam spot by a detector for explaining a problem of the conventional laser light projecting device.
【図20】図19の検出器による光束スポット受光時の
出力波形を示す図である。20 is a diagram showing an output waveform when a light beam spot is received by the detector of FIG.
11 レーザ投光装置 13 投光装置本体 15 回転投光部 15a レーザ光光路 20a 20b レーザ光光路(第1の光路、第2の光
路) 18 レーザ光束断面形状変換光学系 20 中空部材 23 レーザダイオード(レーザ光源) 24 コリメートレンズ 25 26 アナモフィックプリズム 27 偏光ビームスプリッタ 35 ペンタプリズム(反射手段) 90 91 シリンドリカルレンズ11 Laser Projection Device 13 Projection Device Main Body 15 Rotating Projection Unit 15a Laser Light Optical Path 20a 20b Laser Light Optical Path (First Optical Path, Second Optical Path) 18 Laser Beam Cross Section Shape Conversion Optical System 20 Hollow Member 23 Laser Diode ( Laser light source) 24 Collimating lens 25 26 Anamorphic prism 27 Polarizing beam splitter 35 Penta prism (reflecting means) 90 91 Cylindrical lens
Claims (11)
で反射させて回転照射し、基準平面を形成する基準平面
形成用レーザ投光装置において、 上記レーザ光源から反射手段に至るレーザ光光路に、該
レーザ光源から射出後の断面楕円状のレーザ光束を、略
断面円形状に変換するレーザ光束断面形状変換光学系を
備えたことを特徴とする基準平面形成用レーザ投光装
置。1. A reference plane forming laser projecting apparatus for forming a reference plane by irradiating a laser beam from a laser light source with a reflecting means and irradiating the laser beam in rotation, wherein a laser beam optical path from the laser light source to the reflecting means is provided. A laser projecting device for forming a reference plane, comprising a laser beam cross-sectional shape conversion optical system for converting a laser light beam having an elliptical cross section after being emitted from the laser light source into a substantially circular cross section.
変換光学系は、レーザ光源からの楕円状のレーザ光束の
短径方向を伸ばして円形状とするアナモフィックな光学
系である基準平面形成用レーザ投光装置。2. The reference plane forming laser according to claim 1, wherein the laser beam cross-sectional shape conversion optical system is an anamorphic optical system in which an elliptical laser beam from a laser light source is extended in a minor axis direction to be a circular shape. Floodlight device.
変換光学系は、レーザ光源からの楕円状のレーザ光束の
長径方向を縮めて円形状とするアナモフィックな光学系
である基準平面形成用レーザ投光装置。3. The reference plane forming laser projection system according to claim 1, wherein the laser beam cross-sectional shape conversion optical system is an anamorphic optical system in which the major axis direction of the elliptical laser beam from the laser light source is reduced to a circular shape. Light equipment.
変換光学系は、焦点距離が互いに異なり、共焦点の関係
に配置された一対のシリンドリカルレンズからなるアナ
モフィックな光学系であって、所要のアナモ倍率mに関
して、次の条件式(1)を満足させるようにそれぞれの
焦点距離が設定されている基準平面形成用レーザ投光装
置。 (1)m=D0 /Di =|f2 /f1 | 但し、 D0 :レーザ光源からの楕円状のレーザ光束の長軸寸
法、 Di :レーザ光源からの楕円状のレーザ光束の短軸寸
法、 f1 :一対のシリンドリカルレンズのうちレーザ光源側
に位置する一方の焦点距離、 f2 :一対のシリンドリカルレンズの他方の焦点距離。4. The laser beam cross-sectional shape conversion optical system according to claim 1, which is an anamorphic optical system including a pair of cylindrical lenses arranged in a confocal relationship with different focal lengths. A laser projection device for forming a reference plane, wherein each focal length is set so as to satisfy the following conditional expression (1) with respect to the magnification m. (1) m = D 0 / D i = | f 2 / f 1 | where D 0 : major axis dimension of elliptical laser beam from laser light source, D i : elliptical laser beam from laser source Short-axis dimension, f 1 : focal length of one of the pair of cylindrical lenses located on the laser light source side, f 2 : focal length of the other of the pair of cylindrical lenses.
光束断面形状変換光学系との間には、このレーザ光源か
ら射出されるレーザ光束を平行光束に変換するコリメー
トレンズが設けられ、該レーザ光源とコリメートレンズ
との間隔を変化させることにより、レーザ光束に含まれ
る非点隔差を補正する基準平面形成用レーザ投光装置。5. The collimator lens for converting a laser light flux emitted from the laser light source into a parallel light flux, is provided between the laser light source and the laser light flux cross-sectional shape conversion optical system according to claim 1. A laser projecting device for forming a reference plane that corrects the astigmatic difference contained in the laser beam by changing the distance between the collimating lens and the collimating lens.
光を射出するレーザダイオードである基準平面形成用レ
ーザ投光装置。6. The laser projecting device for forming a reference plane according to claim 1, wherein the laser light source is a laser diode that emits visible light.
変換光学系は、レーザ光源からのレーザ光束の光軸上に
配置された一対のアナモフィックプリズムであり、この
一対のアナモフィックプリズムそれぞれのアッベ数をレ
ーザ光源側から順にν1 、ν2 とするとき、次の条件式
(1)を満足する基準平面形成用レーザ投光装置。 (1)ν2 /ν1 >1.8 、ν2 >ν1 7. The laser light flux cross-sectional shape conversion optical system according to claim 1, wherein the laser light flux cross-sectional shape conversion optical system is a pair of anamorphic prisms arranged on the optical axis of the laser light flux from the laser light source. A laser projecting device for forming a reference plane, which satisfies the following conditional expression (1), where v 1 and v 2 are set in order from the laser light source side. (1) ν 2 / ν 1 > 1.8, ν 2 > ν 1
変換光学系は、レーザ光源からのレーザ光束の光軸上に
配置された一対のアナモフィックプリズムであり、この
一対のアナモフィックプリズムはそれぞれ、レーザ光束
を曲げる方向が互いに逆となるように配置されている基
準平面形成用レーザ投光装置。8. The laser light flux cross-sectional shape conversion optical system according to claim 1, wherein the laser light flux cross-sectional shape conversion optical system is a pair of anamorphic prisms arranged on the optical axis of the laser light flux from the laser light source. A laser projecting device for forming a reference plane, which is arranged so that the bending directions of the two are opposite to each other.
いに直交する、レーザ光源が位置する第1の光路と該レ
ーザ光源からのレーザ光束を反射手段に導く第2の光路
とを備えている基準平面形成用レーザ投光装置。9. The laser light optical path according to claim 1, wherein the laser light optical path includes a first optical path orthogonal to each other, in which the laser light source is located, and a second optical path for guiding the laser light flux from the laser light source to the reflecting means. Laser projecting device for forming a reference plane.
の交差部には、レーザ光源からの射出レーザ光束を反射
手段に向けて偏向させる偏光ビームスプリッタが設けら
れている基準平面形成用レーザ投光装置。10. The reference plane forming device according to claim 9, wherein a polarization beam splitter is provided at the intersection of the first and second optical paths to deflect the laser beam emitted from the laser light source toward the reflecting means. Laser projector.
形状変換光学系は、レーザ光源と偏光ビームスプリッタ
の間に設けられている基準平面形成用レーザ投光装置。11. The laser projecting device for forming a reference plane according to claim 10, wherein the laser beam cross-sectional shape conversion optical system is provided between the laser light source and the polarization beam splitter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7235594A JPH08145676A (en) | 1994-09-19 | 1995-09-13 | Laser projector for forming reference plane |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-223250 | 1994-09-19 | ||
JP22325094 | 1994-09-19 | ||
JP7235594A JPH08145676A (en) | 1994-09-19 | 1995-09-13 | Laser projector for forming reference plane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08145676A true JPH08145676A (en) | 1996-06-07 |
Family
ID=26525353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7235594A Withdrawn JPH08145676A (en) | 1994-09-19 | 1995-09-13 | Laser projector for forming reference plane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08145676A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015056469A (en) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 昭和オプトロニクス株式会社 | Diode laser module wavelength controlled by external resonator |
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-
1995
- 1995-09-13 JP JP7235594A patent/JPH08145676A/en not_active Withdrawn
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A977 | Report on retrieval |
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A761 | Written withdrawal of application |
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