JP2003161616A

JP2003161616A - レーザー墨出し装置とその調整方法

Info

Publication number: JP2003161616A
Application number: JP2001361604A
Authority: JP
Inventors: Mizuhito Ida; 瑞人井田; Koji Tsuji; 幸司辻; Takuya Nakatani; 卓也中谷
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2003-06-06
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: JP3873723B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度を安価に得る。【解決手段】レーザーを出力するレーザー出力部と、
レーザー出力部から出力されたレーザーを集光する投光
レンズと、投光レンズを経たレーザーをライン光生成用
のシリンドリカルレンズ１５，１７に向けて偏向させる
偏向手段１４，１６とを本体部１に設けて、該本体部１
を支持体２にて揺動自在に枢支している。本体部１はシ
リンドリカルレンズ１５，１７の取り付け用の取付部３
５，３７と、取付部にシリンドリカルレンズを固定する
固定部材３１と、取付部でのシリンドリカルレンズの姿
勢を調整する調整部４１，４７とを備える。本体部１が
備える調整部４１，４７によってシリンドリカルレンズ
１５，１７の姿勢を調整して所要の精度を保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は住宅建設や電気工事
に際して壁や天井に基準線をマークするために用いるレ
ーザー墨出し装置、殊にライン光を出力させるためのシ
リンドリカルレンズの調整構造とその調整方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザー墨出し装置においては、レーザ
ー発振器から出力されたレーザーを投光レンズに通して
所定距離のところで集光させるとともに、シリンドリカ
ルレンズに通すことで扇状に広がるライン光を得ている
が、この時、設置面の傾斜にかかわらずライン光が鉛直
あるいは水平となるように、上記のレーザー発振器や投
光レンズやシリンドリカルレンズを備えた本体部を支持
体に対してジンバル機構などを介して揺動自在に取り付
けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここにおいて、ジンバ
ル機構などによって本体部の鉛直度を確保できても、本
体部におけるシリンドリカルレンズの取付精度が悪けれ
ば、出力されるライン光は鉛直あるいは水平とならずに
傾いてしまう。ちなみに５ｍ先で±２ｍｍ以下の精度を
ライン光が持つようにするには、シリンドリカルレンズ
をμｍ以下のオーダーの精度で本体部に取り付ける必要
がある。

【０００４】しかし、従来はシリンドリカルレンズや本
体部の部品精度及び組立精度で上記精度を確保していた
ことから、多数のものを安価に製造することは非常に困
難であった。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは高精度を安価に得る
ことができるレーザー墨出し装置とその調整方法を提供
するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、レー
ザーを出力するレーザー出力部と、レーザー出力部から
出力されたレーザーを集光する投光レンズと、投光レン
ズを経たレーザーをライン光生成用のシリンドリカルレ
ンズに向けて偏向させる偏向手段とを本体部に設けると
ともに、該本体部を支持体にて揺動自在に枢支している
レーザー墨出し装置であって、上記本体部はシリンドリ
カルレンズの取り付け用の取付部と、取付部にシリンド
リカルレンズを固定する固定部材と、取付部でのシリン
ドリカルレンズの姿勢を調整する調整部とを備えている
ことに特徴を有している。本体部が備えている調整部に
よってシリンドリカルレンズの姿勢を調整することで所
要の精度を保つことができるようにしたものである。

【０００７】上記取付部はシリンドリカルレンズが納め
られる凹所として形成するとよい。また、調整部はシリ
ンドリカルレンズの姿勢を２軸回りに調整自在としてお
くのが好ましい。

【０００８】そして、調整部は本体部の一部であり且つ
取付部に取り付けたシリンドリカルレンズとの接触面を
備えて外力の印加による塑性変形で可動となっている可
動部であると、別途調整部材を必要とすることがない。

【０００９】この場合の調整部はシリンドリカルレンズ
と平行な棒状部として形成されたものが好ましく、殊に
シリンドリカルレンズの軸方向において間隔をおいて接
触する突部を備えていることが好ましい。さらに、調整
部がその端部に薄肉部を備えていると、塑性変形させる
ことが容易となる。

【００１０】固定部材にはシリンドリカルレンズを取付
部に対して押さえ固定する弾性体を好適に用いることが
できる。また、固定部材が不要光の漏洩防止のための光
遮蔽部を備えていたり、本体部に取り付けられた複数の
シリンドリカルレンズを夫々固定する固定部を一体に備
えたものが好ましい。

【００１１】そして本発明に係る上記のレーザー墨出し
器の調整方法は、本体部を位置決め固定した状態でレー
ザーを出力させ、調整部の調整装置により投射されたラ
イン光を予め設けておいた基準線に合わせることに特徴
を有している。この時、本体部の位置決め固定を、本体
部からシリンドリカルレンズを経ることなく出力される
レーザーポイント光を基準点に合わせることで行うのが
好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、このレーザー墨出し装置は、図２
に示す支持体２と、この支持体２内に配設されていると
ともに支持体２に対してジンバル機構（図示せず）を介
して取り付けられている図３に示す本体部１とからなる
もので、上部が円筒体として形成されているとともにこ
の円筒体の内部にジンバル機構を介して本体部１を枢支
している支持体２は、その下部に開閉自在な３本の支持
脚２０を備えており、これら支持脚２０を開いた状態で
設置すれば、本体部１はジンバル機構による枢支のため
に自重によって鉛直状態を保つ。

【００１３】一方、本体部１は図４に示すように、光学
部品保持用のボディ１０に、レーザー出力部である半導
体レーザー素子１２及び集光レンズ１３を備えたレーザ
ーアセンブリ１１と、ハーフミラーで構成された２つの
偏向部材１４，１６と、２つのシリンドリカルレンズ１
５，１７等を組み付けたもので、レーザーアセンブリ１
１における半導体レーザー素子１２が上面に取り付けら
れた基板１８の下面には発光ダイオード（図示せず）が
取り付けられており、ボディ１０の底部にはレンズ押さ
え２２によって上記発光ダイオードから下方に出力され
る光の集光用のレンズ２３が取り付けられている。ま
た、ボディ１０にはジンバル機構における直交する２軸
のうちの１つが通される軸孔２５が形成されている。図
中２６はこのジンバル機構の軸を受ける軸受である。

【００１４】半導体レーザー素子１２から上方へ出力さ
れるレーザーは集光レンズ１３を経た後、偏向部材１４
によって上方への光と横方向への光に分岐し、横方向へ
の光はボディ１０に固定されたミラー２７で反射してシ
リンドリカルレンズ１５を通過する。偏向部材１４を通
過した光は、さらに偏向部材１６によって上方への光と
斜め上方への光に分岐し、上方への光はそのままボディ
１０の上方へと出力され、斜め上方への光はシリンドリ
カルレンズ１７を通過する。

【００１５】ここにおいて、シリンドリカルレンズ１５
はその軸方向が鉛直状態となるように保持されることか
ら、シリンドリカルレンズ１５を通過して扇状に広がる
レーザーは図２に示す水平ライン光Ｈを構成する。ま
た、シリンドリカルレンズ１７はその軸方向が水平状態
となるように保持されることから、シリンドリカルレン
ズ１７を通過して扇状に広がるレーザーは鉛直ライン光
Ｖを構成する。さらに偏向部材１６を透過したレーザー
は鉛直上方に上ポイント光ＵＰを、発光ダイオードは鉛
直下方に下ポイント光ＤＰを形成する。

【００１６】偏向部材１４，１６はそれぞれボディ１０
に形成された傾斜面に押さえ部材２８，２９で固定さ
れ、直径が４〜６ｍｍ、長さが８〜１２ｍｍ程度の大き
さのシリンドリカルレンズ１５，１７はボディ１０に設
けた凹所３５，３７に夫々納められて厚さが０．１〜
０．４ｍｍ程度の押さえばね３１におけるばね片３１，
３２によってボディ１０に固定される。

【００１７】そして、シリンドリカルレンズ１７を納め
る凹所３７は、図１に示すように、ボディ１０の上端付
近に正面に開口するものとして形成されているととも
に、ボディ１０の上端側の部分の長手方向両端がシリン
ドリカルレンズ１７の軸方向長さよりも大きく、さらに
ボディ１０の上端面と凹所３７との間の部分の肉厚が上
記両端部において各々切欠を形成することで薄くされて
いる。この薄肉部４０，４０は塑性変形を容易とするた
めに設けたものであり、図１に矢印で示す部分（薄肉部
４０の０．５〜１ｍｍ内側）を調整ピンで押して薄肉部
４０を塑性変形させることによって、突部４２をシリン
ドリカルレンズ１７に接触させているボディ１０上端の
壁４１を動かすことで、シリンドリカルレンズ１７のＸ
軸回り（図３参照）の姿勢を調整し、鉛直ライン光Ｖを
鉛直線に合わせることができるようにしてある。なお、
シリンドリカルレンズ１７の軸方向において間隔をおい
て並んでいる突部４２は上記調整を容易にするために設
けたもので、幅０．３〜１ｍｍ程度、長さ２〜４ｍｍ程
度の平面形状としてあるが、これは半径０．１〜０．５
ｍｍ程度の半円柱型（図６参照）のものであってもよ
く、さらには突部４２を設けていなくても調整は可能で
ある。

【００１８】また、シリンドリカルレンズ１７を納めた
凹所３７の背後は偏向部材１６の取り付けのための斜面
となっていて、シリンドリカルレンズ１７の両端部の背
後の壁４３も肉厚が薄くなっていることから、この壁４
３を調整ピンで押して塑性変形させることで、シリンド
リカルレンズ１７のＺ軸回りの姿勢を調整することも可
能であり、従って、シリンドリカルレンズ１７の軸をＹ
軸に正確に合わせることができる。

【００１９】シリンドリカルレンズ１５を納めた凹所３
５にしても、図５に示すように、該凹所３５が開口する
正面と隣接する側面から凹所３５の奥部に繋がるスリッ
ト４５を設けるとともに、凹所３５の長手方向両端部の
上記側面側に夫々薄肉部４６，４６を設けて、シリンド
リカルレンズ１５が接する上記側面側の壁４７を調整ピ
ンで押圧することによって上記薄肉部４６を塑性変形さ
せて壁４７を移動させることで、Ｘ軸回りのシリンドリ
カルレンズ１５の姿勢を調整してシリンドリカルレンズ
１５の軸方向をＺ軸に合わせることができるようにして
いる。もちろん、凹所３５の奥部の壁の肉厚を薄くして
おけば、凹所３７の場合と同様に、シリンドリカルレン
ズ１５の背後の壁を移動させてＹ軸回りの調整も行うこ
とができることから、シリンドリカルレンズ１５を軸方
向をＺ軸にさらに正確に合わせることができる。

【００２０】なお、薄肉部４０，４６やスリット４５
は、ボディ１０の一部を塑性変形させることが容易とな
るようにするために設けたものであり、従って薄肉部４
０，４６やスリット４５がなくともボディ１０の一部を
塑性変形させてシリンドリカルレンズ１５，１７の調整
ができる構成となっているのであれば、薄肉部４０，４
６やスリット４５は不要である。

【００２１】ところで、凹所３５における壁４７に対向
する内側面とシリンドリカルレンズ１５との間の隙間
（図５(c)における３５’）から光が漏れ出て水平ライ
ン光Ｈの一部が明るくなってしまう場合、図６に示すよ
うに、両シリンドリカルレンズ１５，１７の固定のため
の押さえばね３１におけるシリンドリカルレンズ１５用
のばね片３３に漏光を防ぐ光遮蔽片３４を設けておくと
よい。

【００２２】上記調整を行うにあたっては、本体部１の
周面のうちの隣接する２面（図示例では正面と上記壁４
７を有する側面とは反対側の側面）とに設けた平面部５
０，５１を調整台（図示せず）の固定部に接触固定させ
た状態でレーザーを出力させて水平ライン光Ｈと鉛直ラ
イン光Ｖとを予め基準線を付した壁面などの投射面に投
射し、ライン光Ｈ，Ｖが水平基準線及び鉛直基準線に合
致するように調整部である壁４１，４３、４７を動かし
てシリンドリカルレンズ１５，１７の姿勢を調整する
（図７参照）。

【００２３】本体部１が上述のように上ポイント光ＵＰ
も出力するものである場合は、上記平面部５０，５１を
用いた位置合わせではなく、図８に示すように、上ポイ
ント光ＵＰが予め設けてある基準点に合うように本体部
１を調整台の固定部に固定した後、水平ライン光Ｈと鉛
直ライン光Ｖとを予め基準線を付した壁面などの投射面
に投射し、水平及び鉛直ライン光Ｈ，Ｖが水平基準線及
び鉛直基準線に合致するように調整を行えばよい。水平
ライン光Ｈは円筒レンズ１５の姿勢を、鉛直ライン光Ｖ
は円筒レンズ１７の姿勢を変化させて個別に調整する上
に相互に影響しあうことはないために、これらライン光
を水平基準線及び鉛直基準線に合わせ込むことは簡単に
行うことができる。

【００２４】しかも、上記調整は、ボディ１０の一部を
塑性変形させることで行うものであり、円筒レンズ１
５，１７を別途調整手段を介してボディ１０に取り付け
た場合に比して、別途調整手段を全く必要としないもの
である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明においては、レーザ
ーを出力するレーザー出力部と、レーザー出力部から出
力されたレーザーを集光する投光レンズと、投光レンズ
を経たレーザーをライン光生成用のシリンドリカルレン
ズに向けて偏向させる偏向手段とを本体部に設けるとと
もに、該本体部を支持体にて揺動自在に枢支しているレ
ーザー墨出し装置において、シリンドリカルレンズの取
り付け用の取付部と、取付部にシリンドリカルレンズを
固定する固定部材と、取付部でのシリンドリカルレンズ
の姿勢を調整する調整部とを本体部が備えているため
に、部品精度や組み付け精度が低くても、調整部によっ
てシリンドリカルレンズの姿勢を調整することで所要の
精度を容易に確保することができるものであり、精度の
確保に必要なコストを低減することができる。

【００２６】上記取付部はシリンドリカルレンズが納め
られる凹所として形成すると、シリンドリカルレンズの
取り付けが容易となる。

【００２７】また、調整部はシリンドリカルレンズの姿
勢を２軸回りに調整自在としておくと、より正確な調整
を行うことができる。

【００２８】そして、調整部が本体部の一部であり且つ
取付部に取り付けたシリンドリカルレンズとの接触面を
備えて外力の印加による塑性変形で可動となっている可
動部であると、別途調整部材を必要とすることがなく、
コストをさらに低減させることができるとともに小型化
を図ることができる。

【００２９】この場合の調整部はシリンドリカルレンズ
と平行な棒状部として形成しておくと、調整部を容易に
形成することができるとともに調整作業も楽になる。

【００３０】殊にシリンドリカルレンズの軸方向におい
て間隔をおいて接触する突部を備えていると、シリンド
リカルレンズの姿勢を的確に調整することができる。

【００３１】さらに、調整部がその端部に薄肉部を備え
ていると、塑性変形させることが容易となるために、調
整作業が容易となる。

【００３２】シリンドリカルレンズを取付部に対して押
さえ固定する弾性体を固定部材に用いると、シリンドリ
カルレンズの固定作業が容易となる上に、調整も固定状
態のままで行うことができて、調整作業の点でも好まし
い結果を得ることができる。

【００３３】また、固定部材が不要光の漏洩防止のため
の光遮蔽部を備えていると、出力されるライン光の一部
が明るくなってしまう事態が生じるのを防ぐことができ
る。

【００３４】そして固定部材が本体部に取り付けられた
複数のシリンドリカルレンズを夫々固定する固定部を一
体に備えていると、単一の固定部材で複数のシリンドリ
カルレンズの固定を行うことができて、組立性が良くな
る。

【００３５】そして本発明に係る上記のレーザー墨出し
器の調整方法は、本体部を位置決め固定した状態でレー
ザーを出力させ、調整部の調整装置により投射されたラ
イン光を予め設けておいた基準線に合わせることから、
調整作業を簡便に且つ確実に行うことができる。

【００３６】この時、本体部の位置決め固定を、本体部
からシリンドリカルレンズを経ることなく出力されるレ
ーザーポイント光を基準点に合わせると、より正確な調
整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示すもので、(a)
は本体部の要部正面図、(b)は本体部の要部断面図、(c)
は本体部の要部斜視図である。

【図２】同上の斜視図である。

【図３】(a)(b)は同上の本体部の斜視図である。

【図４】同上の本体部の分解斜視図である。

【図５】(a)(b)は同上の他の要部の斜視図、(c)はＡ−
Ａ線断面図である。

【図６】同上の他例の部分正面図である。

【図７】同上の調整作業の一例のフローチャートであ
る。

【図８】同上の調整作業の他例のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１本体部２支持体１５シリンドリカルレンズ１７シリンドリカルレンズ３５凹所３７凹所４０薄肉部４１壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中谷卓也大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザーを出力するレーザー出力部と、
レーザー出力部から出力されたレーザーを集光する投光
レンズと、投光レンズを経たレーザーをライン光生成用
のシリンドリカルレンズに向けて偏向させる偏向手段と
を本体部に設けるとともに、該本体部を支持体にて揺動
自在に枢支しているレーザー墨出し装置であって、上記
本体部はシリンドリカルレンズの取り付け用の取付部
と、取付部にシリンドリカルレンズを固定する固定部材
と、取付部でのシリンドリカルレンズの姿勢を調整する
調整部とを備えていることを特徴とするレーザー墨出し
装置。
【請求項２】取付部はシリンドリカルレンズが納めら
れる凹所として形成されていることを特徴とする請求項
１記載のレーザー墨出し装置。
【請求項３】調整部はシリンドリカルレンズの姿勢を
２軸回りに調整自在となっていることを特徴とする請求
項１または２記載のレーザー墨出し装置。
【請求項４】調整部は本体部の一部であり且つ取付部
に取り付けたシリンドリカルレンズとの接触面を備えて
外力の印加による塑性変形で可動となっている可動部で
あることを特徴とする請求項１または２記載のレーザー
墨出し装置。
【請求項５】調整部はシリンドリカルレンズと平行な
棒状部として形成されていることを特徴とする請求項４
記載のレーザー墨出し装置。
【請求項６】調整部はシリンドリカルレンズの軸方向
において間隔をおいて接触する突部を備えていることを
特徴とする請求項５記載のレーザー墨出し装置。
【請求項７】調整部はその端部に薄肉部を備えている
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれかの項に記載の
レーザー墨出し装置。
【請求項８】固定部材はシリンドリカルレンズを取付
部に対して押さえ固定する弾性体であることを特徴とす
る請求項１〜７のいずれかの項に記載のレーザー墨出し
装置。
【請求項９】固定部材は不要光の漏洩防止のための光
遮蔽部を備えていることを特徴とする請求項８記載のレ
ーザー墨出し装置。
【請求項１０】固定部材は本体部に取り付けられた複
数のシリンドリカルレンズを夫々固定する固定部を一体
に備えたものであることを特徴とする請求項１または８
または９記載のレーザー墨出し装置。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかの項に記載
のレーザー墨出し装置の調整方法であって、本体部を位
置決め固定した状態でレーザーを出力させ、調整部の調
整装置により投射されたライン光を予め設けておいた基
準線に合わせることを特徴とするレーザー墨出し装置の
調整方法。
【請求項１２】本体部の位置決め固定を、本体部から
シリンドリカルレンズを経ることなく出力されるレーザ
ーポイント光を基準点に合わせることで行うことを特徴
とする請求項１１記載のレーザー墨出し装置の調整方
法。