激光測量的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種不存在進(jìn)行測量的激光照射范圍比需要的還要變窄的現(xiàn)象的激光測量機(jī)。所述激光測量機(jī)具有能夠傾轉(zhuǎn)且以旋轉(zhuǎn)自如的方式設(shè)置在框體(31)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)部(32)，通過所述轉(zhuǎn)動(dòng)部的旋轉(zhuǎn)將激光繞投光光軸(40)照向周圍。設(shè)置有用于檢測相對框體(31)的轉(zhuǎn)動(dòng)部(32)的傾斜角的傾斜角度檢測裝置(200)，所述傾斜角度檢測裝置(200)具有：設(shè)置在激光投光器(36)的下端面的圖案板(201)；與該圖案板(201)相向設(shè)置的多個(gè)受光元件(S1～S8)；根據(jù)各受光元件(S1～S8)的受光量，求得轉(zhuǎn)動(dòng)部(32)的傾斜方向和傾斜量的判斷部(211)。
【專利說明】激光測量機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過激光頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)將激光照向周圍的激光測量機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]以往以來，已知的激光測量機(jī)，框體內(nèi)設(shè)置有可轉(zhuǎn)動(dòng)并且可傾斜的激光頭部，該激光頭部一邊轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)一邊發(fā)出激光，從而將激光照向周圍(參考專利文獻(xiàn)I)。
[0003]所述激光測量機(jī)具有:激光投光器，其設(shè)置成向上方射出激光的同時(shí)能夠相對框體傾斜；轉(zhuǎn)動(dòng)部(激光頭部)，其以轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式設(shè)置在該激光投光器的上部；第一固定傾斜傳感器，其檢測激光投光器的相對于水平的X方向的傾斜角；第二固定傾斜傳感器，其檢測激光投光器的相對于水平的Y方向的傾斜角；傾斜機(jī)構(gòu)，其根據(jù)第一、第二固定傾斜傳感器的檢測結(jié)果，使激光投光器傾轉(zhuǎn)而成為鉛垂；光罩玻璃(coverglass)，其設(shè)置于框體的上部并覆蓋轉(zhuǎn)動(dòng)部。
[0004]激光投光器根據(jù)第一、第二固定傾斜傳感器的檢測結(jié)果，并通過傾斜機(jī)構(gòu)成為鉛垂方向。從該激光投光器射出的激光，通過轉(zhuǎn)動(dòng)部的轉(zhuǎn)動(dòng)并經(jīng)由光罩玻璃照向周圍。
[0005](先前技術(shù)文獻(xiàn))
[0006](專利文獻(xiàn))
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-271627號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008](發(fā)明需要解決的課題)
[0009]在這種激光測量機(jī)中，為了保持光罩玻璃設(shè)置有四根支柱，由于該支柱，激光被遮擋的同時(shí)，激光的光束的輪廓(profile)變形。當(dāng)利用輪廓進(jìn)行測量時(shí)，在其區(qū)域內(nèi)測量精度下降。因此，在該區(qū)域內(nèi)停止激光的照射，但是，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)部即激光投光器相對框體的傾斜度為零時(shí)，激光照射停止的區(qū)域狹窄，但當(dāng)傾斜度變大時(shí)，其區(qū)域變寬。
[0010]因此，不設(shè)置用于檢測轉(zhuǎn)動(dòng)部相對于框體的傾斜度的傳感器，并且為了不使測量精度下降，假定一最大傾斜度而取得較寬的激光照射停止區(qū)域。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)部相對于框體的傾斜度為零時(shí)，存在進(jìn)行測量的激光照射范圍比需要的還要變窄的現(xiàn)象。
[0011]本發(fā)明的目的在于，提供一種不存在激光照射范圍比需要的還要變窄的現(xiàn)象的激光測量機(jī)。
[0012](解決課題的手段)
[0013]為了解決上述課題，本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供一種激光測量機(jī)，其具有能夠傾轉(zhuǎn)且以旋轉(zhuǎn)自如的方式設(shè)置在框體內(nèi)的激光頭部，使所述激光頭部的旋轉(zhuǎn)軸朝向規(guī)定方向的同時(shí)，使所述激光頭部繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而將來自所述激光頭部的激光繞所述旋轉(zhuǎn)軸向周圍照射。其中，設(shè)置有用于檢測相對所述框體的所述激光頭部的傾斜角的傾斜角度檢測裝置，所述傾斜角度檢測裝置具有:設(shè)置在所述激光頭部和所述框體中的任意一方側(cè)并且形成有規(guī)定圖案的圖案板；設(shè)置在另一方側(cè)并且分別與所述圖案板的各自不同的各部位對應(yīng)配置且分別接收各部位所反射的反射光的多個(gè)受光元件；根據(jù)各受光元件的受光量判斷所述激光頭部的傾斜方向和傾斜量的判斷部。
[0014](發(fā)明的效果)
[0015]根據(jù)本發(fā)明，不存在激光照射范圍比需要的還要變窄的現(xiàn)象的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為表示采用本發(fā)明的激光測量機(jī)的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0017]圖2為表不旋轉(zhuǎn)激光裝置的扇形光束的不意圖。
[0018]圖3為表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)激光裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0019]圖4為表示旋轉(zhuǎn)激光裝置的激光投光器的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0020]圖5為表不形成于圖案板上的圖案的不意圖。
[0021]圖6為表示圖案板的圖案與受光元件的配置關(guān)系的示意圖。
[0022]圖7為表示圖案板傾斜后的圖案與受光元件的位置關(guān)系的示意圖。
[0023]圖8為表不第一受光兀件的受光與激光投光器的傾斜方向及傾斜量之間關(guān)系的表。
[0024]圖9為表示第二受光元件的受光與激光投光器的傾斜方向及傾斜量之間關(guān)系的表。
[0025]圖10為表示旋轉(zhuǎn)激光裝置的控制系統(tǒng)的模塊圖。
[0026]圖11為表示針對激光投光器的傾斜角度而停止發(fā)光的轉(zhuǎn)動(dòng)部的旋轉(zhuǎn)角區(qū)域的坐標(biāo)。
[0027]圖12為表示第二實(shí)施例的圖案板的圖案與各受光元件的配置關(guān)系、以及圖案板移動(dòng)后的圖案與各受光元件的關(guān)系的示意圖。
[0028]圖13為表示圖案板的X方向上的傾斜角度與各受光元件的受光狀態(tài)之間關(guān)系的表。
[0029]圖14的表示圖案板的Y方向上的傾斜角度與各受光元件的受光狀態(tài)之間關(guān)系的表。
[0030]圖15為表示漸變(gradat1n)的圖案的示意圖。
[0031]圖16為表示由不同顏色的標(biāo)記所形成的圖案的示意圖。
[0032]圖17為表示由圓形標(biāo)記所形成的圖案的示意圖。
[0033](附圖標(biāo)記說明)
[0034]27旋轉(zhuǎn)激光裝置(激光測量機(jī))
[0035]31 框體
[0036]32轉(zhuǎn)動(dòng)部(激光頭部)
[0037]36激光投光器
[0038]40激光光軸(旋轉(zhuǎn)軸)
[0039]200傾斜角檢測裝置
[0040]201圖案板
[0041]SI?S8受光元件
[0042]P 圖案

【具體實(shí)施方式】
[0043]以下，參照附圖，對本發(fā)明實(shí)施方式的激光測量機(jī)進(jìn)行說明。
[0044](實(shí)施例)
[0045](第一實(shí)施例)
[0046]圖1表示采用作為本發(fā)明的激光測量機(jī)的旋轉(zhuǎn)激光裝置27的測量系統(tǒng)100。
[0047]該測量系統(tǒng)100具有:將扇形光束(fan beam)旋轉(zhuǎn)照射的旋轉(zhuǎn)激光裝置27、以及接收扇形光束的受光元件裝置28等。
[0048]測量系統(tǒng)100是通過將三腳架29與已知點(diǎn)X略一致的設(shè)置，并該三腳架29上安裝旋轉(zhuǎn)激光裝置27而進(jìn)行測量。旋轉(zhuǎn)激光裝置27具備相對于后述的殼體35以旋轉(zhuǎn)自如的方式設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)部(激光頭部)32，通過轉(zhuǎn)動(dòng)部32的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行激光33的旋轉(zhuǎn)照射。
[0049]受光元件裝置28由所需的支撐機(jī)構(gòu)所支撐著。受光元件裝置28設(shè)置在由作業(yè)人員可手持的桿體(rod) 34上，桿體34的上端設(shè)置有GPS位置測量裝置30。GPS位置測量裝置30以來自衛(wèi)星的信號為基礎(chǔ)，能夠測量出地面上的絕對位置，因此測量出GPS位置測量裝置30的距地表面的高度。
[0050]激光33由多個(gè)扇形激光光束構(gòu)成，例如由鉛垂的扇形光束33a、33b以及在對角線上相對該扇形光束33a、33b以Θ角度傾斜的扇形光束33c構(gòu)成為N字狀。此外，如圖2所不，扇形光束33a、33b分別以α的張開角度朝± σ方向照射。另外,扇形光束33a、33b不一定非要鉛垂，扇形光束33a、33b相互平行并且相對于水平面交叉即可。另外符號62為受光元件裝置28的受光部。
[0051](旋轉(zhuǎn)激光裝置)
[0052]如圖3以及圖4所示，旋轉(zhuǎn)激光裝置27具有:框體31 ;激光投光器36，其以傾轉(zhuǎn)可能的方式配置在該框體31內(nèi)并且具有投光光軸40 (后述的)；傾斜機(jī)構(gòu)44，其使該激光投光器36傾轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)部32，其以旋轉(zhuǎn)自如的方式設(shè)置在激光投光器36的上部；傾斜角度檢測裝置200，其檢測出相對于框體31的激光投光器36的傾斜角。
[0053]框體31具有:殼體35 ;以及光罩玻璃61，其設(shè)置在該殼體35的上部。光罩玻璃61由未圖示的四根支柱支撐著，光罩玻璃61的上部安裝有頂板65。
[0054]殼體35的上壁部37的中央部形成有截頂圓錐形的凹部37A，該凹部37A的中央部形成有孔70。
[0055](激光投光器)
[0056]激光投光器36具有:筒狀的本體外殼36A ;激光二極管(laser d1de) 52,其設(shè)置在該本體外殼36A的底部；準(zhǔn)直透鏡(collimate lens) 53。
[0057]本體外殼36A的上部側(cè)的外周面形成有球面座38，該本體外殼36A從上方插入至殼體35的凹部37A的孔70中，并且本體外殼36A的球面座38以轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式支撐于該孔70的緣部70A。激光投光器36借由球面座38在360度方向上傾轉(zhuǎn)自如。
[0058]本體外殼36A的上部設(shè)置有相對投光光軸40垂直的方向延伸的一對傾斜臂51。由于一對傾斜臂51相互垂直的方向延伸，故其中一個(gè)未圖示。
[0059]激光二極管52為朝上方射出激光的部件，通過準(zhǔn)直透鏡53該激光成為平行光束。而且，激光二極管52和準(zhǔn)直透鏡53構(gòu)成投光光學(xué)系統(tǒng)54。
[0060]此外,本體外殼36A的上部設(shè)置有掃描電機(jī)(scan motor) 43,該掃描電機(jī)43的驅(qū)動(dòng)軸上安裝有驅(qū)動(dòng)齒輪42。
[0061](轉(zhuǎn)動(dòng)部)
[0062]轉(zhuǎn)動(dòng)部32具有:五角棱鏡(Pentaprism) 39 ;將該五角棱鏡39保持在其內(nèi)部的圓筒狀棱鏡支架55 ;配置在五角棱鏡39的下側(cè)的衍射光柵(BOE) 56。符號57為投光窗口。
[0063]棱鏡支架55的下部形成有小徑部55A，該小徑部55A通過軸承以轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式保持在激光投光器36的本體外殼36A的上部。小徑部55A和棱鏡支架55之間的外周設(shè)置有掃描齒輪41，該掃描齒輪41與掃描電機(jī)43的驅(qū)動(dòng)齒輪42嚙合。
[0064]由于掃描電機(jī)43的驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部32通過驅(qū)動(dòng)齒輪42及掃描齒輪41相對于激光投光器36的本體外殼36A繞投光光軸(旋轉(zhuǎn)軸)40旋轉(zhuǎn)。
[0065]轉(zhuǎn)動(dòng)部32的旋轉(zhuǎn)角度是通過響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)角度的、由編碼器(encoder) 60所檢測出的檢測信號來求得。
[0066](傾斜機(jī)構(gòu))
[0067]框體31的殼體35內(nèi)設(shè)置有一對傾斜機(jī)構(gòu)44，圖3中只顯示一個(gè)。
[0068]傾斜機(jī)構(gòu)44具有:設(shè)置在殼體35內(nèi)的傾斜用電機(jī)45 ;具有與激光投光器36平行方向的旋轉(zhuǎn)中心的傾斜用絲桿46 ;以及與該傾斜用絲桿46螺合的傾斜用螺母47。傾斜用電機(jī)45的驅(qū)動(dòng)軸上安裝有驅(qū)動(dòng)齒輪48，傾斜用絲桿46的下部安裝有傾斜用齒輪49，該傾斜用齒輪49與驅(qū)動(dòng)齒輪48嚙合。由此,通過傾斜用電機(jī)45的驅(qū)動(dòng)而傾斜用絲桿46旋轉(zhuǎn)，通過該傾斜用絲桿46的旋轉(zhuǎn)而傾斜用螺母47上下移動(dòng)。
[0069]傾斜用螺母47上形成有未圖示的卡合部，該卡合部與形成在激光投光器36的傾斜臂51的前端的銷釘卡合，通過傾斜用螺母47上下移動(dòng)激光投光器36相對于圖3所示的X方向傾斜。
[0070]未圖示的另一傾斜機(jī)構(gòu)44也具有傾斜用電機(jī)45A(參見圖10)，且相同結(jié)構(gòu)構(gòu)成。通過該傾斜機(jī)構(gòu)44的傾斜用螺母的上下移動(dòng)激光投光器36相對于Y方向(相對紙面垂直的方向)傾斜。
[0071](傾斜傳感器)
[0072]平行于傾斜臂51的固定傾斜傳感器(傾斜傳感器)58以及與該傾斜臂51垂直的固定傾斜傳感器(傾斜傳感器)59設(shè)置在激光投光器36的中間部。
[0073]固定傾斜傳感器58及固定傾斜傳感器59檢測出激光投光器36相對于X、Y方向的傾斜角，并且能夠精密地檢測出激光投光器36的至40分程度的傾斜角度。
[0074]根據(jù)該固定傾斜傳感器58及固定傾斜傳感器59的檢測結(jié)果，兩組傾斜機(jī)構(gòu)44進(jìn)行如下控制。即，通過兩個(gè)傾斜臂51使激光投光器36傾斜，從而使激光投光器36 —直保持鉛垂?fàn)顟B(tài)。并且能夠以任何角度傾斜。在本實(shí)施例中，根據(jù)該固定傾斜傳感器58及固定傾斜傳感器59的檢測結(jié)果，控制使激光投光器36 —直保持鉛垂?fàn)顟B(tài)。
[0075](傾斜角檢測裝置)
[0076]傾斜角檢測裝置200具有:設(shè)置在激光投光器36的本體外殼36A的下表面的圖案板201 ;與該圖案板201相向設(shè)置的多個(gè)受光元件SI?S8 ;朝向圖案板201發(fā)出照明光的光源(lamp) 202 ;根據(jù)各受光兀件SI?S8的受光量,求得激光投光器36的傾斜方向和傾斜量的判斷部211 (參見圖10)。
[0077]受光元件SI?S8和光源202設(shè)置在與圖案板201相向配置的基臺205的上表面。
[0078](圖案板)
[0079]如圖5所示，圖案板201中形成有如下標(biāo)記(mark)Ml?M4。即，形成在中央部的正方形黑色標(biāo)記Ml ;該黑色標(biāo)記Ml的外側(cè)以寬度Wl形成的四角框狀的白色標(biāo)記M2 ;該白色標(biāo)記M2的外側(cè)以寬度W2( > Wl)形成的四角框狀的黑色標(biāo)記M3，該黑色標(biāo)記M3的外側(cè)以寬度W3(>W2)形成的四角框狀的白色標(biāo)記M4。通過這些標(biāo)記Ml?M4形成明暗交替的明暗圖案P。此外，各標(biāo)記Ml?M4的寬度互不相同，標(biāo)記Ml的寬度為W0( > W3)，并且設(shè)定為 W3 > W0/2。
[0080](第一受光元件)
[0081]圖6表不相對于框體31的激光投光器36的傾斜角為零時(shí)的圖案板201與受光兀件(第一受光元件)SI?S4之間的配置關(guān)系。
[0082]如圖6所不,受光兀件SI?S4沿X方向(第一方向)配置的同時(shí)，受光兀件S1、S2和受光元件S3、S4相對于圖案P的中心位置Op對稱地配置。此外，受光元件SI對應(yīng)于標(biāo)記M4的左側(cè)部分(在圖6中)中靠近標(biāo)記M3的邊界的部位。
[0083]受光元件S2對應(yīng)于標(biāo)記M3的左側(cè)部分并包括一部分與標(biāo)記M2重疊的部分的部位。受光元件S3、S4對應(yīng)于標(biāo)記M4、M3的右側(cè)部分并相對于中心位置Op與受光元件S1、S2對稱的部位。
[0084]受光元件SI?S4接收相向的圖案板201的圖案P的各部位的反射光。
[0085](第二受光元件)
[0086]此外，圖6表不相對于框體31的激光投光器36的傾斜角為零時(shí)的圖案板201與受光元件(第二受光元件)S5?S8之間的配置關(guān)系。
[0087]受光兀件S5?S8沿Y方向(第二方向)配置的同時(shí),受光兀件S5、S6和受光兀件S7、S8相對于圖案P的中心位置Op對稱地配置。此外，受光元件S5對應(yīng)于標(biāo)記M4的下側(cè)部分(在圖6中)中靠近標(biāo)記M3的邊界的部位。
[0088]受光元件S6對應(yīng)于標(biāo)記M3的下側(cè)部分并包括一部分與標(biāo)記M2重疊的部分的部位。受光元件S7、S8對應(yīng)于標(biāo)記M4、M3的上側(cè)部分并相對于中心位置Op與受光元件S5、S6對稱的部位。
[0089]受光元件S5?S8接收相向的圖案板201的圖案P的各部位的反射光。
[0090](第一受光元件與激光投光器的傾斜角之間的關(guān)系)
[0091]圖7表不激光投光器36即圖案板201的傾斜角和相對于標(biāo)記Ml?M4的受光兀件SI?S4的位置關(guān)系。
[0092]相對于框體31的激光投光器36的傾斜角為零時(shí)，如圖7(A)所示，受光元件S1、S4接收圖案板201的標(biāo)記M4的反射光，受光元件S2、S3接收圖案板201的標(biāo)記M3的反射光。
[0093]由于白色標(biāo)記M4的反射光量較大，因此受光兀件S1、S4的受光量大,此時(shí)的受光元件S1、S4為開通(on)。由于黑色標(biāo)記M3的反射光量接近于零，因此此時(shí)的受光元件S2、S3為關(guān)閉(off)。而且，當(dāng)開通表示為“O”，關(guān)閉表示為“籲”時(shí)，如圖8的表I的傾斜角為“O”度欄所示。
[0094]同樣地，圖7的⑶?⑶所示，以-1度?-3度傾斜的時(shí)候，以及如圖7的(E)?
[0095](G)所示，以+1度?+3度傾斜的時(shí)候的受光元件SI?S4的開通/關(guān)閉的狀態(tài)表不于圖8的表I中。
[0096]如圖8的表I所不，由受光兀件SI?S4的開通/關(guān)閉的狀態(tài)可知，激光投光器36的傾斜方向和傾斜角度。
[0097]同樣地，當(dāng)激光投光器36在Y方向上傾斜時(shí)，激光投光器36的Y方向的傾斜角度和受光兀件S5?S8的開通/關(guān)閉的狀態(tài)表不于圖9的表2中。
[0098]如圖8、9的表1、2所示，傾斜角檢測裝置200能夠檢測出3度以內(nèi)的傾斜角，但其精度以I度為單位。
[0099](控制系統(tǒng))
[0100]圖10為表示旋轉(zhuǎn)激光裝置27的控制系統(tǒng)的模塊圖。在圖10中，符號210為存儲有圖8的表I以及圖9的表2的記憶體(memory)，符號211為根據(jù)存儲在記憶體210內(nèi)的圖8的表I以及圖9的表2和受光元件SI?S8的開通/關(guān)閉(受光量)的狀態(tài)，判斷激光投光器36的傾斜方向和傾斜角度的判斷部。
[0101]符號220為根據(jù)固定傾斜傳感器58、59的檢測結(jié)果,控制傾斜用電機(jī)45、45A而使激光投光器36朝向鉛垂方向的控制裝置。此外，該控制裝置220還根據(jù)編碼器60檢測的轉(zhuǎn)動(dòng)部32的旋轉(zhuǎn)角度和判斷部211判斷的激光投光器36的傾斜方向及傾斜角度，控制激光二極管52的發(fā)光。
[0102](工作情況)
[0103]接下來，對如上構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)激光裝置27的工作情況進(jìn)行說明。
[0104]如圖1所示，首先，將三腳架29與已知點(diǎn)X略一致的設(shè)置，并該三腳架29上安裝旋轉(zhuǎn)激光裝置27。進(jìn)而，當(dāng)操作未圖示的開關(guān)，圖10所示的控制裝置220根據(jù)圖3所示的兩組傾斜機(jī)構(gòu)44的固定傾斜傳感器58、59的檢測結(jié)果，驅(qū)動(dòng)控制傾斜用電機(jī)45、45A而使傾斜用絲桿46旋轉(zhuǎn)，并使傾斜用螺母47上下移動(dòng)，以使激光投光器36鉛垂。
[0105]其次，傾斜角檢測裝置200的判斷部211根據(jù)存儲在記憶體210中的圖8的表I及圖9的表2的各受光元件SI?S8的開通/關(guān)閉的狀態(tài)，求得相對于框體31的激光投光器36的傾斜方向和傾斜角度(傾斜量)。
[0106]控制裝置220驅(qū)動(dòng)激光二極管52而使其發(fā)出激光的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)掃描電機(jī)43而使轉(zhuǎn)動(dòng)部32轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0107]如圖4所示，由激光二極管52發(fā)出的激光33通過準(zhǔn)直透鏡53成為平行光束，并入射于衍射光柵56。入射的激光33通過衍射光柵56分割形成為三個(gè)扇形光束33a、33b、33c (參見圖2)。該三個(gè)扇形光束33a、33b、33c通過五角棱鏡39向水平方向偏向，并且從透鏡支架55的投光窗口 57照射。
[0108]通過掃描電機(jī)43的轉(zhuǎn)動(dòng)部32的轉(zhuǎn)動(dòng)，又通過該轉(zhuǎn)動(dòng)上述扇形光束33a、33b、33c繞投光光軸40周圍360度的方向旋轉(zhuǎn)照射，該扇形光束33a、33b、33c由圖1所示的桿體34的受光元件裝置28接收而進(jìn)行測量。由于該測量與現(xiàn)有測量相同，故省略其說明。
[0109]框體31的光罩玻璃61設(shè)置有四根支柱，由于該支柱遮擋扇形光束33a、33b、33c，從而該扇形光束33a、33b、33c的輪廓變形而測量精度下降。如圖11的斜線部分Ul所示，該測量精度下降區(qū)域是由相對于框體31的激光投光器36的傾斜角而相異，隨著該傾斜角的增大而該區(qū)域范圍增大。
[0110]因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，假定激光投光器36的傾斜最大的一最大傾斜角，在該最大傾斜角對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，停止激光二極管52的激光的發(fā)射。即，如圖11所示，相對于支柱Q的最大傾斜角為例如3°時(shí)，并且支柱Q的位置定為轉(zhuǎn)動(dòng)部32的旋轉(zhuǎn)角“O”度時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部32從旋轉(zhuǎn)角-β至+β范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的期間內(nèi)，停止激光二極管52的發(fā)光。即，與激光投光器36的實(shí)際傾斜角度無關(guān)，在圖11的Vl范圍內(nèi)停止激光的發(fā)射。
[0111]因此，例如，當(dāng)相對支柱Q的激光投光器36的實(shí)際傾斜為I度時(shí)，只要在從-α至+ α的范圍V2內(nèi)停止激光的發(fā)射即可，但在Vl范圍內(nèi)停止激光的發(fā)射，從而使進(jìn)行測量的激光照射范圍比需要的還要變窄。
[0112]在本實(shí)施例中，求得相對于框體31的激光投光器36的傾斜方向和傾斜角度，由該傾斜方向和傾斜角度求得相對于四根支柱Q的各自的傾斜角，由該傾斜角求得各自的相對于支柱Q的停止激光發(fā)射的范圍。
[0113]控制裝置220根據(jù)來自編碼器60的檢測信號，求得轉(zhuǎn)動(dòng)部32的旋轉(zhuǎn)角，如該旋轉(zhuǎn)角落入相對于各自的支柱Q的停止發(fā)光范圍時(shí)，停止激光二極管52的激光的發(fā)射。即，旋轉(zhuǎn)角落入圖11的斜線部分Ul內(nèi)時(shí)，停止激光的發(fā)射。
[0114]因此，不存在進(jìn)行測量的激光照射范圍比需要的還要變窄現(xiàn)象，并能夠取得較寬的進(jìn)行測量的激光照射范圍。
[0115]由于傾斜角檢測裝置200由形成有圖案的圖案板201、受光元件SI?S8構(gòu)成，因此其結(jié)構(gòu)簡單，并且能夠用簡單結(jié)構(gòu)檢測出傾斜方向和傾斜角度，從而能夠提供較廉價(jià)的旋轉(zhuǎn)激光裝置27。
[0116]此外，在傾斜角檢測裝置200中，將激光投光器36的傾斜角度以每I度為單位進(jìn)行檢測，但不局限于此，例如將標(biāo)記Ml?Μ4的寬度變窄而以0.5度為單位進(jìn)行檢測亦可。
[0117]本第一實(shí)施例中，利用由標(biāo)記Ml?Μ4構(gòu)成的圖案P和受光元件SI?S8求得激光投光器36的傾斜方向和傾斜角度，但是只要能夠求得該傾斜方向和傾斜角度的話，任意圖案亦可，此外受光元件SI?S8配置不限于圖6所示。
[0118](第二實(shí)施例)
[0119]圖12的(A)為表示第二實(shí)施例的傾斜角檢測裝置的圖案板250與受光元件Sla?S5a的不意圖。根據(jù)該第二實(shí)施例，利用五個(gè)受光兀件Sla?S5a和圖案板250能夠檢測出傾斜方向和傾斜量。此外，配置在對角線中心位置上的受光元件S3a為X方向和Y方向上的兼用受光元件。
[0120]圖案板250中形成有如下標(biāo)記Mla?M4a。即，以寬度Wla形成在中央部的正方形白色標(biāo)記Mla ;以寬度W2a形成在該白色標(biāo)記Mla的外側(cè)的四角框狀的黑色標(biāo)記M2a ;以寬度W3a形成在該黑色標(biāo)記M2a的外側(cè)的四角框狀的白色標(biāo)記M3 ;以寬度W4a形成在該白色標(biāo)記M3a的外側(cè)的四角框狀的黑色標(biāo)記M4a。通過這些標(biāo)記Mla?M4a形成明暗交替的明暗圖案Pa。
[0121]標(biāo)記Mla?M4a的寬度設(shè)定為如下:標(biāo)記M2a的寬度W2a和標(biāo)記M3a的寬度W3a大致相同；標(biāo)記M2a的寬度W2a為標(biāo)記Mla的寬度Wla的約一半；標(biāo)記M4a的寬度W4a大于標(biāo)記M3a的寬度W3a且小于標(biāo)記Mla的寬度Wla。
[0122]圖12 (A)表示相對于框體31的激光投光器36的傾斜角為零時(shí)的受光元件Sla?S5a與圖案板250之間的配置關(guān)系。
[0123]如圖12 (A)所示，受光元件Sla與標(biāo)記M4a的左側(cè)部分的外側(cè)并鄰接該標(biāo)記M4a的外側(cè)邊界的位置對應(yīng)配置；受光兀件S2a與標(biāo)記M3a的左側(cè)部分的中心位置對應(yīng)配置；受光元件S3a與標(biāo)記Mla的中心位置對應(yīng)配置。
[0124]此外,受光元件S4a與標(biāo)記M3a的上側(cè)部分的中心位置對應(yīng)配置；受光元件S5a與標(biāo)記M4a的上側(cè)部分的外側(cè)并鄰接該標(biāo)記M4a的外側(cè)邊界的位置對應(yīng)配置。
[0125]此時(shí)，受光元件Sla?S3a為開通(on)，圖案板250即使向右方向(在圖12中)移動(dòng)(傾斜)0.99度，受光元件Sla?S3a還保持著開通。即，如圖13的表3所示，成為如X方向的移動(dòng)角為“O?0.99 ”欄所示的“〇、O、O”。
[0126]如圖12⑶所示，當(dāng)圖案板250向右移動(dòng)1.5度時(shí)，受光元件Sla為開通、受光元件S2a為關(guān)閉(off)、受光元件S3a為開通。即，如圖13的表3所示，成為如X方向的移動(dòng)角為“I?1.99”欄所示的“〇、籲、〇”。同樣地，當(dāng)X方向的移動(dòng)角成為“2?2.99”時(shí)，受光元件Sla成為開通、受光元件S2a成為關(guān)閉、受光元件S3a成為關(guān)閉，如圖13的表3的“2?2.99”欄所示，成為“O、.、.”。
[0127]同樣地，當(dāng)圖案板250從圖12(A)所示的位置向左方向移動(dòng)大于零且小于等于0.99度范圍時(shí)，受光元件Sla為關(guān)閉、受光元件S2a為開通、受光元件S3a為開通。S卩，如圖13的表3的“▲().99?O”欄所示，成為“.、〇、〇”。
[0128]當(dāng)圖案板250進(jìn)一步向左方向移動(dòng)時(shí)，如“▲ I?▲ 1.99”欄、“▲ 2?▲ 2.99”欄所示，受光元件Sla?S3a成為“.、.、〇”、“.、.、.”。
[0129]當(dāng)圖案板250向作為Y方向的上下方向移動(dòng)(傾斜)時(shí)，受光元件S5a?S3a成為圖14所示的表4的狀態(tài)。即，圖案板250向右移動(dòng)的情況和向下移動(dòng)的情況相同，受光兀件Sla?S3a和受光兀件S5a?S3a成為相同的開通、關(guān)閉狀態(tài)。
[0130]其中，當(dāng)圖案板250在“2?2.99”范圍內(nèi)向作為Y方向的上側(cè)或下側(cè)移動(dòng)(傾斜)時(shí)，受光元件S3a成為關(guān)閉，在該狀態(tài)下，圖案板250即使向X方向移動(dòng)，受光元件S3a還保持著關(guān)閉，因此不能檢測出X方向上的傾斜方向和傾斜量。同樣地，當(dāng)圖案板250在“2?2.99”范圍內(nèi)向作為X方向的左側(cè)或右側(cè)移動(dòng)時(shí)，受光元件S3a成為關(guān)閉，在該狀態(tài)下，即使向Y方向移動(dòng)，受光元件S3a還保持著關(guān)閉，因此不能檢測出Y方向上的傾斜方向和傾斜量。
[0131]也就是說，在本實(shí)施例中，圖13、14所示的表3、4所示的？1^2范圍即X、Y方向的2度范圍內(nèi)，能夠檢測出傾斜方向和傾斜量。
[0132](其他實(shí)施例)
[0133]圖15表示由中心部向外側(cè)濃度逐漸變淡的圖案Ρ1。當(dāng)針對該圖案Pl如圖6所示配置受光元件SI?S8時(shí),利用各受光元件SI?S8的受光量的變化大小來判斷傾斜方向和傾斜量。而且能夠精密地求得傾斜量。此外，在此情況下，僅用受光元件S2、S3、S6、S7也能夠求得激光投光器36的傾斜方向和傾斜量。
[0134]該圖案Pl雖然由中心部向外側(cè)濃度逐漸變淡，但相反亦可。
[0135]圖16所示的圖案P2由不同顏色(色違^ )的標(biāo)記Mbl?Mb3形成，在此情況下，受光元件SI?S8的受光面前設(shè)置濾色鏡，以使僅接收規(guī)定顏色的標(biāo)記Mbl?Mb3的反射光。
[0136]同樣地，當(dāng)圖12所示的圖案Pa的標(biāo)記Mla?M3a由不同顏色形成時(shí)，受光元件Sla?S5a的受光面前設(shè)置濾色鏡，以使僅接收規(guī)定顏色的反射光。
[0137]圖17所示的圖案P3由圓形的標(biāo)記Mcl?Mc4形成，當(dāng)標(biāo)記Mcl?Mc4以規(guī)定寬度設(shè)定時(shí)，能夠利用圖6所示的受光元件SI?S8或圖12所示的受光元件Sla?S5a求得激光投光器36的傾斜方向和傾斜量。
[0138]圖案的形狀不限于上述實(shí)施例的形狀，例如也可以是三角形，重要的是如能夠求得激光投光器36的傾斜方向和傾斜量話，圖案的形狀也可任意形狀，受光元件SI?S8、Sla?S5a也可任意配置。此外，受光元件的數(shù)量也可任意設(shè)置。
[0139]該發(fā)明不限于上述實(shí)施例，只要不脫離權(quán)利要求范圍的各權(quán)利要求所涉及的發(fā)明的主旨，允許進(jìn)行設(shè)計(jì)的變更以及追加等。
【權(quán)利要求】
1.一種激光測量機(jī)，其具有能夠傾轉(zhuǎn)且以旋轉(zhuǎn)自如的方式設(shè)置在框體內(nèi)的激光頭部，使所述激光頭部的旋轉(zhuǎn)軸朝向規(guī)定方向的同時(shí)，使所述激光頭部繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而將來自所述激光頭部的激光繞所述旋轉(zhuǎn)軸向周圍照射，其特征在于， 設(shè)置有用于檢測相對所述框體的所述激光頭部的傾斜角的傾斜角度檢測裝置， 所述傾斜角度檢測裝置具有:設(shè)置在所述激光頭部和所述框體中的任意一方側(cè)并且形成有規(guī)定圖案的圖案板；設(shè)置在另一方側(cè)并且分別與所述圖案板的各自不同的各部位對應(yīng)配置且分別接收各部位所反射的反射光的多個(gè)受光元件；根據(jù)各受光元件的受光量判斷所述激光頭部的傾斜方向和傾斜量的判斷部。
2.如權(quán)利要求1所述的激光測量機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)受光元件具有:從與所述圖案板的中心位置對應(yīng)的中心對應(yīng)位置沿規(guī)定的第一方向排列的三個(gè)第一受光元件；以及從所述中心對應(yīng)位置沿與所述第一方向正交的第二方向排列的三個(gè)第二受光元件。
3.如權(quán)利要求2所述的激光測量機(jī)，其特征在于，配置在所述中心對應(yīng)位置的第一受光元件和第二受光元件由一個(gè)受光元件兼用。
4.如權(quán)利要求1所述的激光測量機(jī)，其特征在于，所述受光元件具有沿規(guī)定的第一方向配置并且相對于與所述圖案板的中心位置對應(yīng)的中心對應(yīng)位置對稱地配置的四個(gè)第一受光元件；以及沿與所述第一方向正交的第二方向配置并且相對于所述中心對應(yīng)位置對稱地配置的四個(gè)第二受光元件。
5.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的激光測量機(jī)，其特征在于，所述圖案為以所述圖案的中心位置為中心朝向外側(cè)明暗交替并且其寬度的大小相互不同的明暗圖案。
6.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的激光測量機(jī)，其特征在于，所述圖案為從所述圖案的中心位置朝向外側(cè)擴(kuò)展的同時(shí)顏色不同并且其寬度的大小相互不同的顏色不同的圖案。
7.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的激光測量機(jī)，其特征在于，所述圖案為隨著從所述圖案的中心位置朝向外側(cè)遠(yuǎn)離而濃度逐漸增大或逐漸減小的圖案。
8.如權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的激光測量機(jī)，其特征在于，具有檢測相對于所述激光頭部的垂直線的傾斜角的傾斜傳感器， 所述傾斜角檢測裝置設(shè)定為:比所述傾斜傳感器能夠檢測的角度的范圍廣，且比所述傾斜傳感器的檢測分辨能力低。
【文檔編號】G01C9/00GK104251674SQ201410291359
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月25日
【發(fā)明者】古平純一, 上園史彥 申請人:株式會社拓普康