[go: up one dir, main page]

JPH09229687A - Automatic inclination correcting apparatus - Google Patents

Automatic inclination correcting apparatus

Info

Publication number
JPH09229687A
JPH09229687A JP8033834A JP3383496A JPH09229687A JP H09229687 A JPH09229687 A JP H09229687A JP 8033834 A JP8033834 A JP 8033834A JP 3383496 A JP3383496 A JP 3383496A JP H09229687 A JPH09229687 A JP H09229687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
laser light
reflected
light
transparent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8033834A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiichi Kitajima
栄一 北島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8033834A priority Critical patent/JPH09229687A/en
Publication of JPH09229687A publication Critical patent/JPH09229687A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize an automatic inclination correcting apparatus by providing a container having an upper face of a reflective material and a lower face of a transparent material and containing a transparent liquid with a free liquid level and an optical member which parallels emitted light rays and composing the structure of the apparatus in which the light rays enter the container from the lower face and are reflected by the upper face and projected through the lower face of the container in the vertical direction. SOLUTION: Since a laser diode 1 is positioned at a position of the focal length (f) of a collimator lens 2, laser light L from the laser diode 1 is horizontally paralleled and enters a half-prism 3. The laser light L reflected upward by a semi-transmissive face 3a of the prism vertically enters a transparent container 4 from a lower side. The laser light L is transmitted through the lower face 4B and a silicone oil C, reflected by a mirror of the upper face 4A of the container, again transmitted through the silicone oil C, the container's lower face 4B, and the prism 3, and projected as reflected laser light L1 downward. In the case the whole body of the apparatus is installed horizontally, the laser light L, L1 is not refracted by the silicone oil C.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】主に測量作業に用いる測量機
に組み込まれる、自動傾き補正装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic inclination correcting device incorporated mainly in a surveying instrument used for surveying work.

【0002】[0002]

【従来の技術】 測量機は、測量対象箇所に設けた測量
ポイントの鉛直線上に設置することが必要である。そこ
で、測量機は設置位置を確認する装置、例えば測量機か
ら下方へレーザー光線を投射する装置を備え、投射され
たレーザー光の位置と前記測量ポイントとが一致するよ
うに測量機を設置する。しかし、前記レーザー光の投射
方向が測量機に対して一定であると、測量機の設置姿勢
が水平でないことに起因する設置誤差が生ずる。そこ
で、測量機の姿勢に関わらず鉛直下向きにレーザー光線
を投射する自動傾き補正装置がある。従来の自動傾き補
正装置は、例えば特開昭63−222214号公報に開
示された、図4に示すような構造であった。図4におい
て、測量機の本体61の上部に設けられたレーザダイオ
ード66からのレーザ光66Aが、投光レンズ65を通
して下向きに出射している。67は前記投光レンズ65
の光軸である。前記投光レンズ65の下方に、シリコン
オイル64A、64Bを封入した透明容器63が設けて
ある。該透明容器63の平面部63A、63B、63C
は平行になっている。一方、前記本体61は、その下部
に本体61を整準するための整準装置62を有してい
る。
2. Description of the Related Art A surveying instrument is required to be installed on a vertical line of a surveying point provided at a surveyed location. Therefore, the surveying instrument is provided with a device for confirming the installation position, for example, a device for projecting a laser beam downward from the surveying instrument, and the surveying instrument is installed so that the position of the projected laser beam and the surveying point coincide with each other. However, if the projection direction of the laser beam is constant with respect to the surveying instrument, an installation error occurs due to the installation orientation of the surveying instrument not being horizontal. Therefore, there is an automatic tilt correction device that projects a laser beam vertically downward regardless of the attitude of the surveying instrument. A conventional automatic inclination correction device has a structure as shown in FIG. 4, for example, disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-222214. In FIG. 4, a laser beam 66 </ b> A from a laser diode 66 provided on the upper portion of the main body 61 of the surveying instrument is emitted downward through a light projecting lens 65. 67 is the projection lens 65
The optical axis of Below the light projecting lens 65, a transparent container 63 in which silicone oils 64A and 64B are enclosed is provided. Flat portions 63A, 63B, 63C of the transparent container 63
Are parallel. On the other hand, the main body 61 has a leveling device 62 for leveling the main body 61 in the lower part thereof.

【0003】次に、この装置の自動傾き補正の動作を説
明する。本体61が水平である時、本体61から投射さ
れるレーザー光は鉛直下向きである。図3に示すよう
に、本体61が水平から角θ41 傾いたとき、光軸67
も鉛直から角θ41 傾く。この時、前記透明容器63に
封入された、シリコンオイル64A、64Bのそれぞれ
の液面は水平を保つので、シリコンオイル64A、64
Bは楔角θ31をもつ楔状になる。前記レーザ光66A
は、この楔状になったシリコンオイル64A、64Bを
透過する際に屈折され、光軸67からの偏角θ42のレー
ザ光66Bとなって、本体61の外に投射される。
Next, the operation of automatic tilt correction of this apparatus will be described. When the main body 61 is horizontal, the laser light projected from the main body 61 is vertically downward. As shown in FIG. 3, when the main body 61 is inclined from the horizontal by an angle θ41, the optical axis 67
Also tilts at an angle of θ41 from the vertical. At this time, since the liquid surfaces of the silicone oils 64A and 64B enclosed in the transparent container 63 are kept horizontal, the silicone oils 64A and 64B are kept horizontal.
B has a wedge shape with a wedge angle θ31. The laser light 66A
Is refracted when passing through the wedge-shaped silicon oils 64A and 64B, and becomes a laser beam 66B having a deviation angle θ42 from the optical axis 67 and projected outside the main body 61.

【0004】ここで、前記シリコンオイル64A、64
Bの屈折率をそれぞれ、n41 、n42 とすると、楔角θ
41と偏角θ42との関係は、θ42=(n41+n42−2)θ
41(これを補正の条件式と言い、θ42 =θ41であれば
レザー光は常に鉛直下向きに投射される。)となるか
ら、シリコンオイル64A、64Bとしてn41 =n42
=1.500のシリコンオイルを用いればθ42 =θ41
となり、補正の条件式は満足される。その結果、レーザ
光66Aの出射方向は補正され、常に鉛直下方向に出射
する。
Here, the silicone oil 64A, 64
Assuming that the refractive indices of B are n41 and n42, respectively, the wedge angle θ
The relationship between 41 and the deviation angle θ42 is θ42 = (n41 + n42-2) θ
41 (this is called a correction conditional expression, and if θ42 = θ41, the laser light is always projected vertically downward), the silicone oils 64A and 64B are n41 = n42.
= 42 if using silicone oil of 1.500 = θ41
Therefore, the conditional expression for correction is satisfied. As a result, the emission direction of the laser beam 66A is corrected and always emitted vertically downward.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の装置に
おいては、シリコンオイルの容器の構造が複雑なので、
製造上のコストが高く、又、傾き補正装置をコンパクト
化できず、測量機が大きくなるという欠点があった。本
発明の目的は、製作が容易で、安価な、且つコンパクト
な自動傾き補正装置を提供し、測量機の小型化に資する
ことにある。
However, in the above-mentioned device, since the structure of the container of silicone oil is complicated,
There are drawbacks that the manufacturing cost is high, the tilt correction device cannot be made compact, and the surveying instrument becomes large. An object of the present invention is to provide an automatic tilt correction device that is easy to manufacture, inexpensive, and compact, and contributes to downsizing of a surveying instrument.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、少なくとも、反射部材の上面(4A、14A、34
A)と透明部材の下面(4B、14B、34B)とを有
し、その内部に自由液面を有する透明な液体(C、C
1、C3)が収納された容器(4、14、34)と、光
源(1、11、31)から出射された光を平行にする光
学部材(2、12、32)とを備え、前記容器の下面か
ら入射した前記光学部材からの平行光が、前記上面で反
射されて前記容器の下面から鉛直下方向に投光されるよ
うに構成した。
According to the invention described in claim 1, at least the upper surface (4A, 14A, 34) of the reflecting member is provided.
A) and a lower surface (4B, 14B, 34B) of the transparent member, and a transparent liquid (C, C) having a free liquid surface therein.
1, C3) is housed in a container (4, 14, 34), and an optical member (2, 12, 32) for collimating light emitted from a light source (1, 11, 31) is provided. The parallel light incident from the lower surface of the optical member is reflected by the upper surface and is projected vertically downward from the lower surface of the container.

【0007】光源からの光が、自由液面を有する透明液
体が収納された容器にその下面から入射し、透明液体で
屈折された後、前記容器の上面で反射され、再び透明液
体に入射し屈折されて、前記容器の下面から出射する
(投射される)。従って、前記光は2回の屈折作用を受
け、前記光の投射方向は、2(n−1)θ(θは本体の
傾いた補正範囲内の角度、nは透明液体の屈折率)の角
度変化を受けて、下方向に出射する。ここで、透明液体
として、屈折率n=1.500のものを用いれば、本体
の傾いた角度と光の投射方向の角度変化が等しくなり、
本装置を備えた測量機が傾いても、前記光の出射方向は
常に鉛直下向となる。
Light from a light source enters a container containing a transparent liquid having a free liquid surface from its lower surface, is refracted by the transparent liquid, is reflected by the upper surface of the container, and then enters the transparent liquid again. It is refracted and emitted (projected) from the lower surface of the container. Therefore, the light is refracted twice, and the projection direction of the light is an angle of 2 (n−1) θ (θ is an angle within the correction range in which the main body is inclined, n is a refractive index of the transparent liquid). In response to the change, it emits downward. Here, if a liquid having a refractive index n = 1.500 is used as the transparent liquid, the angle of inclination of the main body and the angle change of the projection direction of light become equal,
Even if the surveying instrument equipped with this device is tilted, the emission direction of the light is always vertically downward.

【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の装置において、前記容器の上下の2つの面(4Aと4
B等)は平行であって、前記容器の下面に、前記光学部
材からの平行光を前記容器の下面から上方向に入射させ
ると共に、前記上面で反射された光を鉛直下方に投射す
る第2光学部材(3、13)を備えた。
According to a second aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, two upper and lower surfaces (4A and 4A) of the container are provided.
B) and the like are parallel, and the parallel light from the optical member is incident on the lower surface of the container in the upward direction from the lower surface of the container, and the light reflected by the upper surface is projected vertically downward. An optical member (3, 13) was provided.

【0009】光源からの入射光と鉛直下方への出射光が
同軸となるので、よりコンパクトな自動傾き補正装置と
することができる。
Since the incident light from the light source and the light emitted vertically downward are coaxial, a more compact automatic inclination correcting device can be obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
の原理説明図である。図1において、1は可視光レーザ
ダイオードで、レーザー光Lを水平方向に出射する。2
は焦点距離fのコリメータレンズで、可視光レーザダイ
オード1から焦点距離fだけ離れた位置に配設され、前
記レーザ光Lを平行光にする。ハーフプリズム3は斜設
された半透過面3aを有し、コリメータレンズ2からの
レーザー光Lを上方向に曲げる。ハーフプリズム3の上
方には、自由液面を有するシリコンオイルCが封入され
た、平面ミラーの上面4Aと透明な下面4Bとを有する
透明容器4が設けられる。透明容器4内のシリコンオイ
ルは屈折率=nであり、透明容器4内にはシリコンオイ
ルCの液面CSと接する空間5が形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a visible light laser diode 1 emits a laser light L in a horizontal direction. 2
Is a collimator lens having a focal length f, which is arranged at a position separated from the visible light laser diode 1 by the focal length f and collimates the laser light L. The half prism 3 has a semi-transmissive surface 3a that is obliquely provided, and bends the laser light L from the collimator lens 2 upward. Above the half prism 3, a transparent container 4 having an upper surface 4A of a flat mirror and a transparent lower surface 4B, in which silicone oil C having a free liquid surface is sealed, is provided. The silicon oil in the transparent container 4 has a refractive index of n, and a space 5 in contact with the liquid level CS of the silicon oil C is formed in the transparent container 4.

【0011】次に図1の装置の動作を説明する。レーザ
ダイオード1がコリメータレンズ2の焦点距離fの位置
に配置されているので、レーザーダイオード1からのレ
ーザー光Lは、水平な平行光となってハーフプリズム3
に入射する。該ハーフプリズム3の半透過面3aで上方
向に反射されたレーザ光Lは、透明容器4に下面から垂
直に入射する。前記入射したレーザー光Lは透明容器の
下面4B、シリコンオイルCを透過し、容器上面4Aの
ミラー面で反射され、再びシリコンオイルC、容器下面
4B、ハーフプリズム3を透過して反射レザー光L1と
なって下方に投射される。
Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described. Since the laser diode 1 is arranged at the position of the focal length f of the collimator lens 2, the laser light L from the laser diode 1 becomes horizontal parallel light and the half prism 3
Incident on. The laser light L reflected upward by the semi-transmissive surface 3 a of the half prism 3 enters the transparent container 4 vertically from the lower surface. The incident laser light L passes through the lower surface 4B of the transparent container and the silicon oil C, is reflected by the mirror surface of the upper surface 4A of the container, is again transmitted through the silicon oil C, the lower surface 4B of the container, and the half prism 3, and is reflected laser light L1. And is projected downward.

【0012】装置全体(透明容器4、レーザーダイオー
ド1、コリメータレンズ2等、以下符号の異なる他の実
施形態も含めて同様)が水平に置かれた時、レーザー光
L、反射レーザー光L1は、シリコンオイルCによる屈
折を受けないので鉛直下向きに投射される。この時の、
装置全体を基準とした反射レザー光L1の投射方向を装
置光軸Zと称する。(装置全体が傾くと装置光軸Zも同
じ角度だけ共に傾く。) 今、装置全体が水平から角θ1傾いたとすると、シリコ
ンオイルCの液面CSは水平を保つので、シリコンオイ
ルCは楔角θ1をもつ液体プリズムを形成する。そし
て、ハーフプリズム3で上方向に反射されたレーザ光L
は、シリコンオイルCによって、θ2=(n−1)θ1の
角度だけ屈折され、装置光軸Zに対して角θ2だけ傾い
て前記上面4Aに当たる。上面4Aは、ミラー面となっ
ているのでレーザー光Lは全反射し、装置光軸Zに対し
てθ2の角度をもって、再び、シリコンオイルCに入射
し、更に(n−1)θ1だけ屈折されてこれを透過す
る。そして、下面4B、ハーフプリズム3を透過し、装
置光軸Zからθ3の角度をもつ反射レーザー光L1’と
なって下方向に投射される。
When the entire apparatus (the transparent container 4, the laser diode 1, the collimator lens 2, etc., including other embodiments having different reference numerals below) is placed horizontally, the laser light L and the reflected laser light L1 are Since it is not refracted by the silicone oil C, it is projected vertically downward. At this time,
The projection direction of the reflected laser light L1 based on the entire device is referred to as the device optical axis Z. (When the entire device is tilted, the optical axis Z of the device is also tilted by the same angle.) Now, assuming that the entire device is tilted from the horizontal by an angle θ1, the liquid level CS of the silicon oil C is kept horizontal, and therefore the silicon oil C has a wedge angle. Form a liquid prism with θ1. Then, the laser light L reflected upward by the half prism 3
Is refracted by the silicon oil C by an angle of θ2 = (n−1) θ1 and strikes the upper surface 4A while being inclined by an angle θ2 with respect to the optical axis Z of the apparatus. Since the upper surface 4A is a mirror surface, the laser light L is totally reflected, enters the silicon oil C again at an angle of θ2 with respect to the optical axis Z of the apparatus, and is further refracted by (n-1) θ1. Through this. Then, it is transmitted through the lower surface 4B and the half prism 3, and becomes reflected laser light L1 'having an angle of .theta.3 from the optical axis Z of the device and projected downward.

【0013】ここで、θ3=θ2+(n−1)θ1=2
(n−1)θ1であるから、n=1.5であればθ3=θ
1となり、傾き補正が成り立つ。即ちレーザー光L1’
は、装置全体の傾き角θ1の値に関係なく、鉛直下向き
に投射される。図2は、上記装置を組み込んだ、求心用
のレーザビームを発生するプリズムアダプタ装置の側断
面図である。図2において、本体110の下方にプリズ
ムアダプタ装置を整準するための整準ユニット120が
ある。本体110の筐体内には、可視光レーザダイオー
ド11が光軸を水平にして固定され、コリメータレンズ
12がレーザーダイオード11からその焦点距離f2だ
け離れた位置に固定されている。透明容器14の下面1
4Bには、ハーフプリズム13が接着固定されている。
透明容器14の上面14Aは、その内側面(下側面)が
ミラー面になっている。更に、上面14Aには防液筒1
7が接着されている。前記透明容器14内には、自由液
面CS2をもつシリコンオイルC2が封入されている。
前記本体110の筐体には、レーザダイオード11に電
源を供給する電池180を収納する電池ボックス190
が設けられている。
Here, θ3 = θ2 + (n-1) θ1 = 2
(N-1) θ1, so if n = 1.5, θ3 = θ
It becomes 1, and tilt correction is established. That is, laser light L1 '
Is projected vertically downward regardless of the value of the tilt angle θ1 of the entire apparatus. FIG. 2 is a side sectional view of a prism adapter device that incorporates the above device and generates a centripetal laser beam. In FIG. 2, below the main body 110 is a leveling unit 120 for leveling the prism adapter device. In the housing of the main body 110, a visible light laser diode 11 is fixed with its optical axis horizontal, and a collimator lens 12 is fixed at a position separated from the laser diode 11 by its focal length f2. Lower surface 1 of transparent container 14
The half prism 13 is adhesively fixed to 4B.
The inner surface (lower surface) of the upper surface 14A of the transparent container 14 is a mirror surface. Further, the liquid-proof cylinder 1 is provided on the upper surface 14A.
7 is glued. Silicon oil C2 having a free liquid level CS2 is enclosed in the transparent container 14.
A battery box 190 for accommodating a battery 180 for supplying power to the laser diode 11 is provided in the housing of the main body 110.
Is provided.

【0014】本体110の上方には、プリズムアダプタ
装置を整準するための円形気泡管200が固定され、中
央部には、プリズム240を取り付けるアダプター部1
10Aが突出している。プリズム240が水平な軸に対
して回転可能に取り付けられたプリズムホルダー230
の下部に設けた取り付け部220がアダプター部110
Aに差し込まれ、アダプター部110Aの側面に設けた
固定ノブ210で固定されている。
A circular bubble tube 200 for leveling the prism adapter device is fixed above the main body 110, and an adapter portion 1 for mounting a prism 240 in the central portion.
10A is protruding. A prism holder 230 in which a prism 240 is rotatably attached to a horizontal axis.
The mounting part 220 provided at the bottom of the adapter is the adapter part 110.
It is inserted in A and is fixed by a fixing knob 210 provided on the side surface of the adapter section 110A.

【0015】次に、自動傾き補正の動作を説明する。前
記本体110は、傾き補正範囲内(例えば、±5′)に
円形気泡管200を見ながら、整準ユニット120で整
準される。その結果、本体110は、傾き補正範囲内の
角θ21だけ傾いている。レーザダイオード11からのレ
ーザー光L2は、コリメータレンズ12によって水平の
平行光とされ、ハーフプリズム13に入射する。
Next, the operation of automatic inclination correction will be described. The body 110 is leveled by the leveling unit 120 while looking at the circular bubble tube 200 within the tilt correction range (for example, ± 5 ′). As a result, the main body 110 is tilted by the angle θ21 within the tilt correction range. The laser light L2 from the laser diode 11 is converted into horizontal parallel light by the collimator lens 12 and enters the half prism 13.

【0016】ハーフプリズム13の半透過面13Aで上
方向に反射されたレーザ光L2は、透明容器14に底面
から入射する。透明容器14内には屈折率n2=1.4
1のシリコンオイルC2が封入され、更に透明容器14
内にはシリコンオイルC2の液面CS2と接する空間1
5が形成されている。透明容器14内のシリコンオイル
C2の液面CS2は、水平を保っているので、シリコン
オイルC2は楔角θ21の液体プリズムを形成する。
The laser light L2 reflected upward by the semi-transmissive surface 13A of the half prism 13 enters the transparent container 14 from the bottom surface. The refractive index n2 = 1.4 in the transparent container 14.
Silicone oil C2 of 1 is enclosed, and further transparent container 14
A space 1 in contact with the liquid level CS2 of the silicone oil C2
5 are formed. Since the liquid level CS2 of the silicone oil C2 in the transparent container 14 is kept horizontal, the silicone oil C2 forms a liquid prism having a wedge angle θ21.

【0017】前記ハーフプリズム13で上方向に反射し
たレーザ光L2は、θ22=(n2−1)θ21=0.41
・θ21の角度だけシリコンオイルC2によって屈折さ
れ、前記容器の上面14Aに当たる。該上面14Aは、
ミラー面となっているので全反射し、本体110が水平
に置かれた時のレーザー光L2の投射方向である装置光
軸Z2からθ22の角度をもって、再び、シリコンオイル
Cに入射し、更に角0.41・θ21だけ屈折されてこれ
をを透過し、前記下面14B、ハーフプリズム13を透
過し、装置光軸Z2から2(n2−1)θ21=0.82
・θ21の角度をもつ反射レーザ光L2’となって、プリ
ズムアダプター装置から鉛直下方向に出射する。
The laser beam L2 reflected upward by the half prism 13 is θ22 = (n2-1) θ21 = 0.41.
It is refracted by the silicone oil C2 by an angle of θ21 and hits the upper surface 14A of the container. The upper surface 14A is
Since it is a mirror surface, it is totally reflected, and is incident on the silicone oil C again at an angle of θ22 from the device optical axis Z2 which is the projection direction of the laser beam L2 when the main body 110 is placed horizontally. It is refracted by 0.41.theta.21 and transmitted therethrough, then transmitted through the lower surface 14B and the half prism 13, and from the optical axis Z2 of the apparatus 2 (n2-1) .theta.21 = 0.82.
The reflected laser light L2 ′ having an angle of θ21 is emitted vertically downward from the prism adapter device.

【0018】ここで、傾き補正精度を考えると、補正範
囲の最大傾き角θ21=5′、整準台の下面270から測
量ポイント面260までの高さhを最大で3mとする
と、補正誤差Δは、 Δ=h・Tan〔(1−0.82)・θ21 =3000・Tan(0.18・5′) =0.78mm となる。即ち、プリズムの測量点からの鉛直ポイントの
誤差は、±1mm以内であり、工事測量等には支障のな
い精度で補正されている。尚、高さhは、厳密には測量
ポイント面260から透明容器上面14Aの反射面まで
の高さであるが、整準台の下面270から測量ポイント
面260までの高さを採用するのが業界の慣行である。
これは整準台下面270から透明容器上面14Aの反射
面までの高さは、各種測量機器により異なる上、各測量
機器共、測量ポイント面260から整準台下面270ま
での高さに較べ充分小さく(約80mm)これに起因す
る誤差量は無視しても問題ないことによる。
Considering the inclination correction accuracy, assuming that the maximum inclination angle θ21 of the correction range is 5 ′ and the height h from the lower surface 270 of the leveling table to the survey point surface 260 is 3 m at maximum, the correction error Δ Is Δ = hTan [(1-0.82) θ21 = 3000Tan (0.18 / 5 ') = 0.78 mm. That is, the error of the vertical point from the surveying point of the prism is within ± 1 mm, and it is corrected with accuracy that does not hinder construction surveying. Strictly speaking, the height h is the height from the surveying point surface 260 to the reflecting surface of the transparent container upper surface 14A, but the height from the lower surface 270 of the leveling table to the surveying point surface 260 is adopted. It is an industry practice.
This is because the height from the lower surface 270 of the leveling table to the reflecting surface of the upper surface 14A of the transparent container is different depending on various surveying instruments, and each surveying instrument is sufficiently higher than the height from the surveying point surface 260 to the lower surface 270 of the leveling platform. This is because it is small (about 80 mm) and there is no problem in ignoring the error amount caused by this.

【0019】このように、透明液体(ここではシリコン
オイルC2)は、必要な補正精度に応じて、n=1.5
00に近似の屈折率を有するものを使用することができ
る。図3は、本発明の第2の実施形態の原理説明図であ
る。図4において、上面34Aが下面34Bに対して角
θmだけ傾斜した透明容器34に、空間35に接する自
由液面CS3を有するシリコンオイルC3(屈折率=n
3)が封入されている。透明容器34の下方には、可視
光レーザーダイオード31が透明容器34の下面34B
の法線N3に対して角θ0だけ傾いて上向きに設けら
れ、前記レーザーダイオード31から、その焦点距離f
3だけ離れた位置にコリメータレンズ32が配設されて
いる。
As described above, the transparent liquid (here, silicone oil C2) is n = 1.5 depending on the required correction accuracy.
Those having a refractive index close to 00 can be used. FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, in a transparent container 34 in which an upper surface 34A is inclined by an angle θm with respect to a lower surface 34B, a silicone oil C3 (refractive index = n
3) is enclosed. Below the transparent container 34, the visible light laser diode 31 is provided on the lower surface 34B of the transparent container 34.
Of the laser diode 31 and its focal length f.
A collimator lens 32 is arranged at a position separated by 3.

【0020】次に図3の装置の動作を説明する。レーザ
ダイオード31がコリメータレンズ32の焦点距離f3
の位置に配置されているので、レーザーダイオード31
からのレーザー光L3は、平行光となって透明容器34
に下面34Bから入射する。透明容器34の下面34B
が水平になるように置かれた時、レーザー光L3は容器
下面34B、シリコンオイルC3を透過して容器上面3
4Aに、法線N3に対して角θ0だけ傾いて入射し上面
34Aのミラー面で反射され、反射レーザー光L31と
なる。この方向が装置光軸Z3である。ここで、θ0=
2・θmとすれば、反射レーザー光L31の投射方向は
法線N3と一致し、鉛直下向きとなる。
Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 3 will be described. The laser diode 31 has a focal length f3 of the collimator lens 32.
Since it is located at the position
The laser light L3 from the collimated light becomes parallel light.
From the lower surface 34B. Lower surface 34B of transparent container 34
Laser light L3 passes through the lower surface 34B of the container and the silicone oil C3, the upper surface 3 of the container
4A is incident at an angle of .theta.0 with respect to the normal line N3, is reflected by the mirror surface of the upper surface 34A, and becomes reflected laser light L31. This direction is the device optical axis Z3. Where θ0 =
If 2 · θm, the projection direction of the reflected laser light L31 coincides with the normal line N3, and is vertically downward.

【0021】今、装置全体が水平から角θ31傾いたとす
ると、シリコンオイルC3の液面CS3は水平を保つの
で、シリコンオイルC3は楔角θ31をもつ液体プリズム
を形成する。そして、透明容器34の下面34Bから入
射したレーザ光L3は、シリコンオイルC3によって、
θ32=(n3−1)θ31の角度だけ屈折され、装置全体
が水平に置かれた時の反射レーザー光L31の射出方向
である装置光軸Z3(N3)に対して角θ32だけ傾いて
容器上面34Aに当たる。上面34Aは、ミラー面とな
っているのでレーザー光L3は全反射し、装置光軸に対
してθ32の角度をもって、再び、シリコンオイルC3に
入射し、更に(n3−1)θ31だけ屈折されてこれを透
過する。そして、透明容器の下面34Bを透過し、装置
光軸からθ33の角度をもつ反射レーザー光L31’とな
って下方向に出射する。
Now, assuming that the entire apparatus is tilted at an angle θ31 from the horizontal, the liquid level CS3 of the silicone oil C3 is kept horizontal, so that the silicone oil C3 forms a liquid prism having a wedge angle θ31. Then, the laser light L3 incident from the lower surface 34B of the transparent container 34 is changed by the silicone oil C3.
θ32 = (n3-1) θ31 is refracted and the upper surface of the container is inclined by an angle θ32 with respect to the optical axis Z3 (N3) of the device, which is the emitting direction of the reflected laser light L31 when the entire device is placed horizontally. It hits 34A. Since the upper surface 34A is a mirror surface, the laser light L3 is totally reflected, enters the silicon oil C3 again at an angle of θ32 with respect to the optical axis of the apparatus, and is further refracted by (n3-1) θ31. This is transparent. Then, the light passes through the lower surface 34B of the transparent container and becomes reflected laser light L31 ′ having an angle of θ33 from the optical axis of the device, and is emitted downward.

【0022】ここで、θ33=θ32+(n3−1)θ31=
2(n3−1)θ31であるから、n3=1.5であればθ
33=θ31となり、傾き補正が成り立つ。即ち、反射レー
ザー光L31’は、装置全体の傾き角θ31の値に関係な
く、鉛直下向きに出射する。本実施例では、説明の都合
上、装置全体が水平に置かれた時を基準としたが、基準
状態は厳密な水平である必要はなく、或る傾きを持った
状態での反射レーザー光の射出方向が鉛直方向になるよ
うに角θ0を調整すれば良い。又、第2の実施形態と同
様、シリコンオイルC3は、許容誤差の範囲内でn3=
1.5に近似の屈折率を有するものが使用できる事は言
うまでもない。
Here, θ33 = θ32 + (n3-1) θ31 =
Since 2 (n3-1) θ31, if n3 = 1.5, θ
33 = θ31, and tilt correction is established. That is, the reflected laser light L31 ′ is emitted vertically downward regardless of the value of the tilt angle θ31 of the entire device. In the present embodiment, for convenience of explanation, the time when the entire apparatus is placed horizontally is used as a reference, but the reference state does not have to be strictly horizontal, and the reflected laser light in a state having a certain inclination may be used. The angle θ0 may be adjusted so that the emission direction is the vertical direction. Further, as in the second embodiment, the silicone oil C3 has n3 = within the allowable error range.
It goes without saying that a material having a refractive index close to 1.5 can be used.

【0023】[0023]

【発明の効果】請求項1の発明は、透明容器の構造が簡
単にできるので、製作が容易で、低コスト、コンパクト
な傾き補正装置を提供することできる。その結果、測量
機を小型にすることができる。請求項2の発明は、光路
の一部が共通となるので、よりコンパクトな傾き補正装
置を提供する。
According to the first aspect of the present invention, since the structure of the transparent container can be simplified, it is possible to provide a tilt correcting device which is easy to manufacture, low in cost and compact. As a result, the surveying instrument can be downsized. The invention of claim 2 provides a more compact tilt correction device because a part of the optical path is common.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の原理説明図。FIG. 1 is an explanatory view of the principle of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置を組み込んだプリズムアダプタ装置
の側断面図。
2 is a side sectional view of a prism adapter device incorporating the device of FIG.

【図3】本発明の第2の実施形態の原理説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of the principle of the second embodiment of the present invention.

【図4】従来の自動傾き補正装置を備えたレーザ投光測
量機の側断面図。
FIG. 4 is a side sectional view of a laser projection surveying instrument equipped with a conventional automatic tilt correction device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、31・・・・・・可視光レーザダイオード
(光源) 2、12、32・・・・・・コリメータレンズ(光学部
材) 3、13・・・・・・・・・ハーフプリズム(第2光学
部材) 4、14、34・・・・・・透明容器 4A、14A、34A・・・上面(ミラー面) 4B、14b、34B・・・下面(透明部) 5、15、35・・・・・・空間 C、C2、C3・・・・・・シリコンオイル(透明液
体) Ln、Ln’・・・・・・・レーザ光(nは整数) θn1・・・・・・・・・・・装置全体の傾き角 θn3・・・・・・・・・・・装置全体が角θn1傾いた時
の、投射レーザー光の装置光軸からの角度
Visible light laser diode (light source) 2, 12, 32 ... Collimator lens (optical member) 3, 13 ... Half prism ( Second optical member) 4, 14, 34 ... Transparent container 4A, 14A, 34A ... Upper surface (mirror surface) 4B, 14b, 34B ... Lower surface (transparent portion) 5, 15, 35.・ ・ ・ Space C, C2, C3 ・ ・ ・ ・ ・ Silicon oil (transparent liquid) Ln, Ln '・ ・ ・ Laser light (n is an integer) θn1 ・ ・ ・・ ・ ・ Inclination angle of the entire device θn3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Angle of the projected laser beam from the optical axis of the device when the entire device is inclined by the angle θn1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、反射部材の上面と透明部材
の下面とを有し、その内部に自由液面を有する透明な液
体が収納された容器と、光源から出射した光を平行光に
する光学部材とを備え、前記容器の下面から入射し、前
記上面で反射されて前記容器の下面から鉛直下方向に投
射されるように構成したことを特徴とする自動傾き補正
装置。
1. A container having at least an upper surface of a reflecting member and a lower surface of a transparent member, in which a transparent liquid having a free liquid surface is housed, and an optical for collimating light emitted from a light source. An automatic tilt correction device comprising: a member, which is configured to enter from a lower surface of the container, reflected by the upper surface, and projected vertically downward from the lower surface of the container.
【請求項2】 請求項1に記載の装置において、 前記容器の上下2つの面は平行であって、前記容器の下
面に、前記光学部材からの平行光を前記容器の下面から
上方向に入射させると共に、前記上面で反射された光を
鉛直下方に投射する第2光学部材を備えたことを特徴と
する自動傾き補正装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the upper and lower two surfaces of the container are parallel to each other, and the parallel light from the optical member is incident on the lower surface of the container in the upward direction from the lower surface of the container. In addition, the automatic tilt correction device is provided with a second optical member for projecting the light reflected on the upper surface vertically downward.
JP8033834A 1996-02-21 1996-02-21 Automatic inclination correcting apparatus Pending JPH09229687A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8033834A JPH09229687A (en) 1996-02-21 1996-02-21 Automatic inclination correcting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8033834A JPH09229687A (en) 1996-02-21 1996-02-21 Automatic inclination correcting apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09229687A true JPH09229687A (en) 1997-09-05

Family

ID=12397528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8033834A Pending JPH09229687A (en) 1996-02-21 1996-02-21 Automatic inclination correcting apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09229687A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908699A2 (en) * 1997-10-08 1999-04-14 Kabushiki Kaisha Topcon Inclination sensor and surveying instrument using the same
CN110631552A (en) * 2019-09-27 2019-12-31 西安华腾光电有限责任公司 Photoelectric liquid pendulum two-dimensional inclination angle sensor
CN112304288A (en) * 2020-09-27 2021-02-02 南京信息职业技术学院 Dip angle detector and detection method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908699A2 (en) * 1997-10-08 1999-04-14 Kabushiki Kaisha Topcon Inclination sensor and surveying instrument using the same
EP0908699A3 (en) * 1997-10-08 2000-10-25 Kabushiki Kaisha Topcon Inclination sensor and surveying instrument using the same
CN110631552A (en) * 2019-09-27 2019-12-31 西安华腾光电有限责任公司 Photoelectric liquid pendulum two-dimensional inclination angle sensor
CN112304288A (en) * 2020-09-27 2021-02-02 南京信息职业技术学院 Dip angle detector and detection method
CN112304288B (en) * 2020-09-27 2022-08-30 南京信息职业技术学院 Dip angle detector and detection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5617202A (en) Diode laser co-linear and intersecting light beam generator
US5619802A (en) Automatic level and plumb tool
WO1994011704A1 (en) Automatic inclination angle compensator
US5933393A (en) Laser beam projection survey apparatus with automatic grade correction unit
JPH09229687A (en) Automatic inclination correcting apparatus
US5978076A (en) Reference light generator
US5032014A (en) Datum beam projecting apparatus for use with surveying equipment
JP3518107B2 (en) Automatic tilt correction device for surveying equipment
US4971440A (en) Projection of two orthogonal reference light planes
JP3106417B2 (en) Automatic inclination correction device for surveying machines
JPH0875466A (en) Automatic inclination correcting device for laser projecting device
JP2002181545A (en) Target device for surveying machine
JPH0430492Y2 (en)
JP3518033B2 (en) Laser floodlight
JP3122517B2 (en) Surveying instrument for forming reference plane
JPH08338724A (en) Automatic inclination compensating device of survey machine
US6909551B1 (en) Side by side laser level device
JP3228578B2 (en) Automatic vertical angle compensator
JPH08338725A (en) Auotmatic inclination compensating device of survey machine
JP2002340554A (en) Distance-measuring optical system for surveying instrument
EP0281924A2 (en) Automatic compensator for compensating collimation error due to inclination in surveying instruments
JP3069896B2 (en) Laser planar
JPH0972741A (en) Automatic inclination correcting unit for surveying instrument
JP3208727B2 (en) Laser projection device for horizontal reference plane
JPH08338726A (en) Automatic inclination compensating device of survey machine