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公開番号2024051269
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022157332
出願日2022-09-30
発明の名称レベリングシステムおよびレーザ受光器
出願人株式会社トプコン
代理人弁理士法人あお葉国際特許事務所,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01C 9/06 20060101AFI20240404BHJP(測定;試験)
要約【課題】レーザ受光器の傾斜を検出する。
【解決手段】レベリングシステム(1)は、測定基準点から所定の高さ(H)で水平にレーザ光(B)を出射する回転レーザ装置(10)と、前記レーザ光を受光するレーザ受光器(20)と、を備え、前記レーザ受光器は、導光体の両端部に配置された受光部を備える鉛直受光管(23)および水平受光管(24)と、前記受光部に接続された演算処理部(31)を備え、前記演算処理部は、前記受光部の各受光信号から前記レーザ光の衝突位置(235)を特定し、前記衝突位置が前記導光体の長さの中央位置を境にしたどちら側にあるかと、前記衝突位置の前記中央位置からの差分距離を算出し、前記鉛直受光管の差分距離(Dv)から前記受光器の前後傾斜(θ)を検出し、前記水平受光管の差分距離(Dh)から前記受光器の左右傾斜(δ)を検出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
測定基準点から所定の高さＨで水平にレーザ光を出射する回転レーザ装置と、前記レーザ光を受光するレーザ受光器と、を備え、
前記レーザ受光器は、受光センサとして，柱状の導光体，前記導光体の両端部に配置された受光部，前記レーザ光を前記導光体の前記両端部に向かって分割する光結合層，を備える、鉛直受光管および水平受光管と、前記受光部に接続された演算処理部を備え、
前記演算処理部は、
前記受光部の各受光信号から前記レーザ光の衝突位置を特定し、前記衝突位置が前記導光体の長さの中央位置を境にしたどちら側にあるかと、前記衝突位置の前記中央位置からの差分距離を算出し、
前記鉛直受光管の差分距離Ｄｖから前記受光器の前後傾斜θを検出し、前記水平受光管の差分距離Ｄｈから前記受光器の左右傾斜δを検出する
ことを特徴とするレベリングシステム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記演算処理部は、数式１から前記前後傾斜θを算出し、数式２から前記左右傾斜δを算出することを特徴とする請求項１に記載のレベリングシステム。
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【請求項３】
前記演算処理部は、前記差分距離Ｄｖと前記前後傾斜θの対応関係を記憶した前後傾斜検出テーブルと、前記差分距離Ｄｈと前記左右傾斜δの対応関係を記憶した水平傾斜検出テーブルから、前記鉛直受光管で検出した前記差分距離Ｄｖに対応する前記前後傾斜θを読み求め、前記水平受光管で検出した前記差分距離Ｄｈに対応する前記左右傾斜δを読み求めることを特徴とする請求項１に記載のレベリングシステム。
【請求項４】
前記鉛直受光管と前記水平受光管は、前記鉛直受光管の前記中央位置に前記水平受光管の中心軸を合わせ、受光器中心が前記水平受光管の前記中央位置になるように、Ｔ型に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレベリングシステム。
【請求項５】
前記鉛直受光管は第１鉛直受光管と第２鉛直受光管の２本、前記水平受光管は１本あり、前記第１鉛直受光管、前記第２鉛直受光管、および前記水平受光管は、前記第１鉛直受光管および前記第２鉛直受光管のそれぞれの前記中央位置に前記水平受光管の中心軸を合わせ、受光器中心が前記水平受光管の前記中央位置になるように、Ｈ型に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレベリングシステム。
【請求項６】
前記レーザ受光器では、前記水平受光管は第１水平受光管と第２水平受光管の２本、前記鉛直受光管は１本あり、前記第１水平受光管、前記第２水平受光管、および前記鉛直受光管は、前記第１水平受光管と前記第２水平受光管のそれぞれの前記中央位置の延長と前記鉛直受光管の前記中央位置の延長の交点が受光器中心となるように、Ｃ型またはＩ型に配置され、
前記回転レーザ装置では、前記高さＨのレーザ光と、前記高さＨのレーザ光から、前記第１水平受光管と前記第２水平受光管のそれぞれの前記中央位置と前記水平受光管の中心軸との離距離ｄ分上下にずれた高さＨ＋ｄのレーザ光および高さＨ－ｄのレーザ光が出射され、
前記第１水平受光管は前記高さＨ＋ｄのレーザ光で、前記第２水平受光管は前記高さＨ－ｄのレーザ光で、前記差分距離Ｄｈを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のレベリングシステム。
【請求項７】
前記レーザ受光器では、前記鉛直受光管は第１鉛直受光管と第２鉛直受光管の２本、前記水平受光管は第１水平受光管と第２水平受光管の２本あり、前記第１鉛直受光管、前記第２鉛直受光管、第１水平受光管、および前記第２水平受光管は、前記第１鉛直受光管および前記第２鉛直受光管のそれぞれの前記中央位置の延長と前記第１水平受光管と前記第２水平受光管のそれぞれの前記中央位置の延長の交点が受光器中心となるように、矩形型に配置され、
前記回転レーザ装置では、前記高さＨのレーザ光と、前記高さＨのレーザ光から、前記第１水平受光管と前記第２水平受光管のそれぞれの前記中央位置と前記水平受光管の中心軸との離距離ｄ分上下にずれた高さＨ＋ｄのレーザ光および高さＨ－ｄのレーザ光が出射され、
前記第１水平受光管は前記高さＨ＋ｄのレーザ光で、前記第２水平受光管は前記高さＨ－ｄのレーザ光で、前記差分距離Ｄｈを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のレベリングシステム。
【請求項８】
測定基準点から所定の高さＨで水平に出射されるレーザ光を受光するレーザ受光器であって、
受光センサとして、柱状の導光体，前記導光体の両端部に配置された受光部，前記レーザ光を前記導光体の前記両端部に向かって分割する光結合層，を備える鉛直受光管および水平受光管と、前記受光部に接続された演算処理部を備え、
前記演算処理部は、
前記受光部の各受光信号から前記レーザ光の衝突位置を特定し、前記衝突位置が前記導光体の長さの中央位置を境にしたどちら側にあるかと、前記衝突位置の前記中央位置からの差分距離を算出し、
前記鉛直受光管の差分距離Ｄｖから前記受光器の前後傾斜θを検出し、前記水平受光管の差分距離Ｄｈから前記受光器の左右傾斜δを検出する
ことを特徴とするレーザ受光器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転レーザ装置からの水平なレーザ光を受光してレベリングするための、レベリングシステムおよびレーザ受光器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
建築・土木・内装工事などの測量作業では、水平出し（レベリング）のために、回転レーザ装置とレーザ受光器が利用されている。回転レーザ装置は、測定基準点に据え付けられ、レーザ光源を備えた回転ヘッドを備え、基準とする高さで水平にレーザ光を旋回させる。レーザ受光器は、受光センサを備えた検出体内でレーザ光の衝突位置を検出して、レーザ光に対するレーザ受光器の高さ方向（鉛直方向）の位置を検出する。例えば特許文献１では、受光センサとして複数のフォトダイオートを鉛直な軸線周りに設け、かつ受光センサを鉛直方向に移動可能に構成して、レーザ光を常に受光センサの高さ方向（鉛直方向）中央位置で受光する、レーザ受光器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１６９９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のレーザ受光器は、レーザ受光器の傾斜に起因する誤差を防止するために、チルトセンサを備える必要があった。
【０００５】
本発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、チルトセンサを使用せずに、レーザ受光器の傾斜を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様のレベリングシステムは、測定基準点から所定の高さＨで水平にレーザ光を出射する回転レーザ装置と、前記レーザ光を受光するレーザ受光器と、を備え、前記レーザ受光器は、受光センサとして，柱状の導光体，前記導光体の両端部に配置された受光部，前記レーザ光を前記導光体の前記両端部に向かって分割する光結合層，を備える、鉛直受光管および水平受光管と、前記受光部に接続された演算処理部を備え、前記演算処理部は、前記受光部の各受光信号から前記レーザ光の衝突位置を特定し、前記衝突位置が前記導光体の長さの中央位置を境にしたどちら側にあるかと、前記衝突位置の前記中央位置からの差分距離を算出し、前記鉛直受光管の差分距離Ｄｖから前記受光器の前後傾斜θを検出し、前記水平受光管の差分距離Ｄｈから前記受光器の左右傾斜δを検出する。
【０００７】
第２の態様のレベリングシステムでは、第１の態様において、前記演算処理部は、数式１から前記前後傾斜θを算出し、数式２から前記左右傾斜δを算出するのも好ましい。
【０００８】
第３の態様のレベリングシステムでは、第１の態様において、前記演算処理部は、前記差分距離Ｄｖと前記前後傾斜θの対応関係を記憶した前後傾斜検出テーブルと、前記差分距離Ｄｈと前記左右傾斜δの対応関係を記憶した水平傾斜検出テーブルから、前記鉛直受光管で検出した前記差分距離Ｄｖに対応する前記前後傾斜θを読み求め、前記水平受光管で検出した前記差分距離Ｄｈに対応する前記左右傾斜δを読み求めるのも好ましい。
【０００９】
第４の態様のレベリングシステムでは、第１～３のいずれかの態様において、前記鉛直受光管と前記水平受光管は、前記鉛直受光管の前記中央位置に前記水平受光管の中心軸を合わせ、受光器中心が前記水平受光管の前記中央位置になるように、Ｔ型に配置されているのも好ましい。
【００１０】
第５の態様のレベリングシステムでは、第１～３のいずれかの態様において、前記鉛直受光管は第１鉛直受光管と第２鉛直受光管の２本、前記水平受光管は１本あり、前記第１鉛直受光管、前記第２鉛直受光管、および前記水平受光管は、前記第１鉛直受光管および前記第２鉛直受光管のそれぞれの前記中央位置に前記水平受光管の中心軸を合わせ、受光器中心が前記水平受光管の前記中央位置になるように、Ｈ型に配置されているのも好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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