JP2004282059A - レーザ光発生装置、ライン光発生光学系、レーザ墨出し装置、及び、卓上丸鋸 - Google Patents

Abstract

【課題】 様々な使用態様に応じて消費電力と視認性を最適化することが可能なレーザ光発生装置、ライン光発生光学系、レーザ墨出し装置、及び、卓上丸鋸を提供する。
【解決手段】 ユーザは、モード切換スイッチ４９を操作することで、難認識通常モード、難認識省エネモード、易認識通常モード、易認識省エネモード、受光器モードのうちの１つを選択することができる。ＲＯＭ５８には、各モードに対応して、１つの駆動周波数及び１つのオンデューティ比の組み合わせのデータが予め格納されている。ユーザが１つのモードを選択すると、ＣＰＵ５４は、当該モードに対応する駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせのデータをＲＯＭ５８から読み出し、当該駆動周波数とオンデューティ比とに対応する周期及び幅の電圧をトランジスタ４２のベースに印加する。この結果、レーザダイオード３２は、当該駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせにてパルス発振する。
【選択図】図３

Description

本発明はレーザ光発生装置、ライン光発生光学系、レーザ墨出し装置、及び、卓上丸鋸に関する。

レーザ光を表示光として出力する装置として、レーザポインタとレーザ墨出し装置とが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

これらの装置では、レーザ光を表示光として用いる。そのため、目の安全のため、光強度を所定の値（例えば、１ｍＷ）以下とする必要がある。表示用レーザ光を明るい場所に照射した場合、照射されたレーザ光が認識しにくかったり認識できない場合がある。特に、レーザ墨出し装置では、ドット形状のレーザ光をライン状に引き伸ばして表示光として用いる。そのため、ライン光の単位面積当たりの光強度は元のドット形状のレーザ光より小さい。したがって、ライン光は、ドット光より認識しにくい。レーザ墨出し装置から出力されたライン光が認識しにくければ、墨出しラインを精度よく描くことができない。

なお、特許文献１のレーザポインタでは、連続点灯からパルス点灯に切り換えることができる。また、パルス点灯の周波数やパルス幅を切り換えることもできる。

特許文献２のレーザポインタでは、半導体レーザを８〜１６Ｈｚの周波数で点滅させ、レーザ光を人間の目に認識しやすくしている。

また、特許文献３のレーザ墨出し装置では、半導体レーザをパルス状態と連続光状態とに切り換えることができる。半導体レーザのパルス周期を変化させることもできる。半導体レーザのオンデューティ比も変化させることができる。

卓上丸鋸も、レーザ光を表示光として利用する装置の１つである（例えば、特許文献４参照）。特許文献４の卓上丸鋸では、レーザー発振器が切断刃物部側に設けられており、切断材料の切断位置にレーザー光を照射し切断位置を示す。レーザー発振器は、レーザー光源と凸形レンズと円柱レンズとを備えており、ライン光を発生する。
特開平３−２００９９４号公報（第２〜３頁、第１図） 特開平７−９４８１５号公報（第２〜４頁、図３） 特開平１１−２９５０７０号公報（第４〜５頁、図２３） 特開２００１−１５８００３号公報（第３頁、図１）

ここで、レーザポインタやレーザ墨出し装置、卓上丸鋸は、様々な使用環境にて使用される。また、消費電力の節約が必要な場合もあるし、必要でない場合もある。

しかしながら、従来のレーザポインタやレーザ墨出し装置、卓上丸鋸では、消費電力の節約と視認性の向上という２つの要請を、様々な使用態様に応じて、最適化することはできなかった。

本発明は、このような従来の課題を解決し、様々な使用態様に応じて消費電力と視認性とを最適化することが可能なレーザ光発生装置、ライン光発生光学系、レーザ墨出し装置、及び、卓上丸鋸を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザをオンオフ駆動するスイッチング素子と、複数の所定のモードのうちの１つを選択する選択手段と、前記スイッチング素子を制御して、前記選択手段により選択されたモードに対応する駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせにて前記半導体レーザを駆動させる制御手段とを備えたことを特徴とするレーザ光発生装置を提供している。

このような構成によると、使用態様に応じてモードを選択すれば、使用態様に適した駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせで半導体レーザを駆動させることができる。したがって、使用態様に応じて視認性と消費電力とを最適化できる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ光発生装置において、前記複数の所定のモードに１対１に対応して、駆動周波数とオンデューティ比との複数の組み合わせのデータを予め格納した記憶部を更に備え、前記制御手段は、前記選択手段にて選択されたモードに対応した駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせのデータを前記記憶部から読み出し、前記スイッチング素子を制御して、読み出した駆動周波数とオンデューティ比とに基づいて前記半導体レーザを駆動させることを特徴としている。

各モードに対応した駆動周波数とオンデューティ比とが予め格納されているため、１つのモードが選択されると、当該モードに対応した駆動周波数とオンデューティ比とが読み出される。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ光発光装置において、前記複数の所定のモードは、難認識通常モードと難認識省エネモードと易認識通常モードと易認識省エネモードとを含み、前記記憶部は、前記難認識通常モードに対応して、４Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と３５％以上７０％以下の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納し、前記記憶部は、前記難認識省エネモードに対応して、４Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と２０％以上３５％以下の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納し、前記記憶部は、前記易認識通常モードに対応して、８０Ｈｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と５０％以上１００％未満の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納し、前記記憶部は、前記易認識省エネモードに対応して、８０Ｈｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と２０％以上５０％以下の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納したことを特徴としている。

ここで、易認識通常モードは、使用環境が暗所等であり目視認識が容易で、消費電力低減化の必要性が少ない場合に選択される。易認識省エネモードは、使用環境が暗所等であり目視認識が容易で、消費電力の低減化が必要な場合に選択される。難認識通常モードは、使用環境が明所等であり目視認識が困難で、消費電力低減化の必要性が少ない場合に選択される。難認識省エネモードは、使用環境が明所等であり目視認識が困難で、消費電力の低減化が必要な場合に選択される。記憶部には、各モードが選択される際の使用環境及び使用態様に対応した駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせのデータが格納されている。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のレーザ光発光装置において、前記複数の所定のモードは、受光器モードを更に含み、前記記憶部は、前記受光器モードに対応して、１ＫＨｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と３０％以上１００％未満の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納していることを特徴としている。

受光器モードは、受光器を使用する場合に選択される。記憶部には、受光器モードが選択される際の使用態様に対応した駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせのデータが格納されている。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ光発生装置において、前記選択手段は操作部材からなり、ユーザが前記操作部材を操作することにより、前記複数の所定のモードのうち所望の１つを選択することを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のレーザ光発生装置において、前記制御手段は調整部材を備え、ユーザが前記調整部材を調整することにより、前記スイッチング素子の駆動周波数とオンデューティ比とのうちの少なくとも１つを調整することを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ光発生装置において、前記半導体レーザから出力されたレーザ光の波長を５３２ｎｍの波長に変換する波長変換素子を更に備えていることを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一に記載のレーザ光発生装置と、前記レーザ光発生装置から出射した光ビームをコリメート光に変換するコリメートレンズと、コリメート光をライン光に変換するロッドレンズとを備えたことを特徴とするライン光発生光学系を提供している。

また、請求項９に記載の発明は、請求項８記載のライン光発生光学系と、前記ライン光発生光学系を支持する支持機構とを備えたことを特徴とするレーザ墨出し装置を提供している。

また、請求項１０に記載の発明は、被切断材が載置されるベース部と、前記ベース部に支持された支持部と、前記支持部に揺動可能に支持された丸鋸切断部と、前記支持部または前記丸鋸切断部に設けられた請求項１〜７のいずれか一に記載のレーザ光発生装置とを備え、前記レーザ光発生装置が前記被加工材にレーザ光を照射することを特徴とする卓上丸鋸を提供している。

また、請求項１１に記載の発明は、被切断材が載置されるベース部と、前記ベース部に支持された支持部と、前記支持部に揺動可能に支持された丸鋸切断部と、前記支持部または前記丸鋸切断部に設けられ、前記被加工材にレーザ光を照射するレーザ光発生装置とを備え、前記レーザ光発生装置が、レーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザをオンオフ駆動するスイッチング素子と、点滅モードと連続点灯モードとのうちの１つを選択する選択手段と、前記点滅モードが選択された場合には前記スイッチング素子を制御して所定周波数で前記半導体レーザを駆動させ、前記連続点灯モードが選択された場合には前記スイッチング素子を制御して半導体レーザを連続発光させる制御手段とを備えることを特徴とする卓上丸鋸を提供している。

選択手段は、使用環境が暗所等であり目視認識が容易な場合には、連続点灯モードを選択し、使用環境が明所等であり目視認識が困難な場合には、点滅モードを選択し、視認しやすくする。

本発明の請求項１記載のレーザ光発生装置によれば、使用態様に応じた最適な駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせで半導体レーザが駆動されるため、視認性と消費電力とが最適化される。

本発明の請求項２記載のレーザ光発生装置によれば、各使用態様に最適な視認性と消費電力にて半導体レーザを駆動させることが確保される。

本発明の請求項３記載のレーザ光発生装置によれば、使用環境及び消費電力節約の要請の有無に対して最適な駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせで半導体レーザが駆動されるため、視認性と消費電力とを最適化することが確保される。

本発明の請求項４記載のレーザ光発生装置によれば、明るさを受光器に対して最適化することと消費電力を最適化することとが共に確保される。

本発明の請求項５記載のレーザ光発生装置によれば、ユーザが所望のモードを自由に選択することができ、半導体レーザを、使用態様に最適な駆動状態で駆動させることができる。

本発明の請求項６記載のレーザ光発生装置によれば、ユーザが駆動周波数とオンデューティ比とのうちの少なくとも１つを微調整できるので、ユーザの好みに応じて駆動状態を更に自由に調整することができる。

本発明の請求項７記載のレーザ光発生装置によれば、５３２ｎｍ（緑）のレーザ光により、視認性を更に向上させることができる。

本発明の請求項８記載のライン光発生光学系によれば、使用態様に応じた最適な駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせで半導体レーザが駆動されるため、視認性と消費電力とが最適化される。

本発明の請求項９記載のレーザ墨出し装置によれば、使用態様に応じた最適な駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせで半導体レーザが駆動されるため、視認性と消費電力とが最適化される。

本発明の請求項１０記載の卓上丸鋸によれば、使用態様に応じた最適な駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせで半導体レーザが駆動されるため、視認性と消費電力とが最適化される。

本発明の請求項１１記載の卓上丸鋸によれば、使用環境に併せてレーザ光の視認性を調整することができる。

本発明の第１の実施の形態によるレーザ墨出し装置について図１〜図４を参照しながら説明する。

図１に、第１の実施の形態によるレーザ墨出し装置１を示す。レーザ墨出し装置１は、基本的には、ライン光発生光学系２と、ライン光発生光学系２を水平に保つための支持機構部１１と、ライン光発生光学系２と支持機構部１１とを覆うケース１６とから構成されている。

支持機構部１１は、公知のジンバル機構を用いている。支持機構部１１は、支持フレーム１２、大リング１３、小リング１４、装着台１５を備えている。大リング１３は、図示しない軸受により、支持フレーム１２に対して、水平に延びるＨ１軸の回りに揺動可能である。小リング１４は、図示しない軸受により、大リング１３に対して、水平に延びる別のＨ２軸（Ｈ１軸に垂直であり、そのため、紙面に垂直な方向）の回りに揺動可能である。小リング１４には、ライン光発生光学系２が搭載された装着台１５が固定されている。かかる構成によって、ライン光発生光学系２が搭載された装着台１５は、水平を保持することができる。

次に、ライン光発生光学系２を図２を参照して説明する。

ライン光発生光学系２は、レーザ光源モジュール３と、パルス発振回路４と、コリメータレンズ５と、ロッドレンズ６とを備えている。

レーザ光源モジュール３は、本実施の形態では、グリーンレーザ光を発生する。より詳しくは、レーザ光源モジュール３は、レーザダイオード３２と、波長変換光学素子３４とを備えている。本実施の形態では、レーザダイオード３２は、波長が８０８ｎｍのレーザ光を生成する基本レーザダイオードからなる。波長変換光学素子３４は、波長８０８ｎｍを波長５３２ｎｍ（緑色）に波長変換するためのＳＨＧ結晶からなる。

コリメータレンズ５は、レーザ光源モジュール３から出射した光をコリメートして平行光に変換するためのものである。ロッドレンズ６は、コリメータレンズ５の光軸上に設けられており、コリメータレンズ５からのコリメータ光を透過してライン光に変換するためのものである。

レーザ光源モジュール３にはパルス発振回路４が接続されている。パルス発振回路４は、レーザダイオード３２をパルス状の駆動信号で駆動して、レーザダイオード３２をパルス発振させるためのものである。パルス発振回路４は、パルス発振の発振周波数とオンデューティ比とを制御する。レーザ光源モジュール３から発生した点滅パルス光は、コリメートレンズ５及びロッドレンズ６とにより、点滅するライン光に変換される。

パルス発振回路４の概略構成の一例を図３に示す。

パルス発振回路４は、マイコン４４、電源４７、レギュレータ４８、モード切換スイッチ４９、可変抵抗４５及び４６、トランジスタ４２、抵抗４３を備えている。マイコン４４は、入力ポート５２、ＣＰＵ５４，ＲＡＭ５６，ＲＯＭ５８、出力ポート６０を備えている。入力ポート５２、ＣＰＵ５４，ＲＡＭ５６，ＲＯＭ５８、出力ポート６０は、バスにより互いに接続されている。

電源４７は、レギュレータ４８を介して、マイコン４４及びレーザダイオード３２に接続されている。レギュレータ４８は、電源４７からの電圧を安定化して所定の安定電圧をマイコン４４及びレーザダイオード３２に供給するためのものである。

出力ポート６０は、抵抗４３を介して、トランジスタ４２のベースと接続されている。トランジスタ４２はレーザダイオード３２をオンオフ駆動するためのスイッチング素子である。マイコン４４が所定の駆動周波数及び所定のオンデューティ比のパルス状の駆動電流を出力ポート６０から抵抗４３を介してトランジスタ４２のベースに流す。トランジスタ４２は、当該駆動周波数及びオンデューティ比にてオンオフ動作をして、レーザダイオード３２に対し当該駆動周波数及びオンデューティ比のパルス電流を印加する。この結果、レーザダイオード３２は当該駆動周波数及びオンデューティ比にてパルス発振する。

ここで、パルス発振周波数をＦ（Ｈｚ）、１周期の動作に要する時間をＴ（ｓ）、１周期のうちのオン区間とオフ区間の時間をそれぞれＰ、Ｑとすると、Ｔ＝Ｐ＋Ｑ ・・・（１）、Ｆ＝１／Ｔ ・・・（２）である。オンデューティー比Ｄとは、周期Ｔに対するオン時間Ｐの割合、すなわち、Ｐ＝Ｄ・Ｔ＝Ｄ・（１／Ｆ） ・・・（３）を満たすものとして定義される。

モード切換スイッチ４９はユーザが操作するためのスイッチである。モード切換スイッチ４９は入力ポート５２に接続されている。ユーザは、モード切換スイッチ４９を操作することで、５つのモード：難認識通常（ｄｎ）モード、難認識省エネ（ｄｅｓ）モード、易認識通常（ｅｎ）モード、易認識省エネ（ｅｅｓ）モード、及び、受光器（ｐ）モードのうちの１つを選択することができる。なお、易認識通常モードと易認識省エネモードとを、まとめて、易認識（ｅ）モードという。難認識通常モードと難認識省エネモードとを、まとめて、難認識（ｄ）モードという。

レーザ墨出し装置１を明所で使用する場合には、ライン光は周りの外光の影響を受けて目視による認識が困難となる。一方、暗所等で使用する場合には目視認識が容易であり、むしろ、ライン光のちらつきが感覚的に疎ましがられるおそれがある。そこで、本実施の形態では、ユーザは、レーザ墨出し装置１を目視認識が容易な環境で使用する場合において消費電力を節約する必要がない場合には易認識通常モードを選択し、消費電力を節約したい場合には易認識省エネモードを選択する。一方、ユーザは、レーザ墨出し装置１を目視認識が困難な環境で使用する場合において消費電力を節約する必要がない場合には難認識通常モードを選択し、消費電力を節約したい場合には難認識省エネモードを選択する。なお、ユーザは、受光器を用いてライン光の存在箇所を探す場合には、受光器モードを選択する。

なお、受光器は、光を検出する受光素子と、受光素子の出力を増幅する増幅器と、受光素子によって検出され増幅器によって増幅された光のレベルが所定のしきい値を越えているか否か判断する比較器とを備え、ライン光発生光学系２から出力されたライン光を検出したか判断する。かかる受光器としては、例えば、米国特許第５，６２１，５３１号に記載された受光器を使用することができる。もしくは、受光器は、定常光をカットしてパルス光を取り出す微分回路を備えており、パルス状のライン光をより精度よく検出するようにしても良い。かかる受光器としては、例えば、特許文献３に記載された受光器を使用することができる。

ＲＯＭ５８には、上記５つのモードのそれぞれに対応して、１つの駆動周波数及び１つのオンデューティ比の組み合わせのデータが予め格納されている。

より詳しくは、ＲＯＭ５８は、難認識通常（ｄｎ）モードに対応して、１つの駆動周波数Ｆ_ｄｎ（難認識通常駆動周波数Ｆ_ｄｎ）と１つのオンデューティ比Ｄ_ｄｎ（難認識通常オンデューティ比Ｄ_ｄｎ）とを格納している。駆動周波数Ｆ_ｄｎ及びオンデューティ比Ｄ_ｄｎは、レーザ光源モジュール３からの点滅光の見かけの明るさを後述するブロッカ・ザルツァー効果によって増大させる値の組み合わせに設定されている。この例では、駆動周波数Ｆ_ｄｎは難認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｄ（＝４Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下）内の１つの値であり、オンデューティ比Ｄ_ｄｎは、難認識通常オンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｎ（３５％以上７０％以下）内の１つの値である。

ＲＯＭ５８は、難認識省エネ（ｄｅｓ）モードに対応して、１つの駆動周波数Ｆ_ｄｅｓ（難認識省エネ駆動周波数Ｆ_ｄｅｓ）と１つのオンデューティ比Ｄ_ｄｅｓ（難認識省エネオンデューティ比Ｄ_ｄｅｓ）とを格納している。駆動周波数Ｆ_ｄｅｓ及びオンデューティ比Ｄ_ｄｅｓは、レーザ光源モジュール３からの点滅光の見かけの明るさをブロッカ・ザルツァー効果によって増大させつつ、消費電力を低減させることができる値の組み合わせに設定されている。この例では、駆動周波数Ｆ_ｄｅｓは難認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｄ（＝４Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下）内の１つの値であり、オンデューティ比Ｄ_ｄｅｓは、難認識省エネオンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｅｓ（２０％以上３５％以下）内の１つの値である。

ＲＯＭ５８は、易認識通常（ｅｎ）モードに対応して、１つの駆動周波数Ｆ_ｅｎ（易認識通常駆動周波数Ｆ_ｅｎ）と１つのオンデューティ比Ｄ_ｅｎ（易認識通常オンデューティ比Ｄ_ｅｎ）とを格納している。駆動周波数Ｆ_ｅｎ及びオンデューティ比Ｄ_ｅｎは、レーザ光源モジュール３からの点滅光のちらつきを感じさせない値の組み合わせに設定されている。この例では、駆動周波数Ｆ_ｅｎは易認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ（＝８０Ｈｚ以上１０ＫＨｚ）内の１つの値であり、オンデューティ比Ｄ_ｅｎは、易認識通常オンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｎ（５０％以上１００％未満）内の１つの値である。

ＲＯＭ５８は、易認識省エネ（ｅｅｓ）モードに対応して、１つの駆動周波数Ｆ_ｅｅｓ（易認識省エネ駆動周波数Ｆ_ｅｅｓ）と１つのオンデューティ比Ｄ_ｅｅｓ（易認識省エネオンデューティ比Ｄ_ｅｅｓ）とを格納している。駆動周波数Ｆ_ｅｅｓ及びオンデューティ比Ｄ_ｅｅｓは、レーザ光源モジュール３からの点滅光のちらつきを感じさせず、しかも、消費電力を低減させることができる値の組み合わせに設定されている。この例では、駆動周波数Ｆ_ｅｅｓは易認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ（＝８０Ｈｚ以上１０ＫＨｚ）内の１つの値であり、オンデューティ比Ｄ_ｅｅｓは、易認識省エネオンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｅｓ（２０％以上５０％以下）内の１つの値である。

ＲＯＭ５８は、受光器（ｐ）モードに対応して、１つの駆動周波数Ｆ_ｐ（受光器モード駆動周波数Ｆ_ｐ）と１つのオンデューティ比Ｄ_ｐ（受光器モードオンデューティ比Ｄ_ｐ）とを格納している。駆動周波数Ｆ_ｐ及びオンデューティ比Ｄ_ｐは、使用される受光器がパルス状のライン光を精度良く検出できるような値の組み合わせに設定されている。この例では、駆動周波数Ｆ_ｐは受光器モード駆動周波数範囲ＲＦ_ｐ（＝１ＫＨｚ以上１０ＫＨｚ以下）内の１つの値であり、オンデューティ比Ｄ_ｐは、受光器モードオンデューティ比範囲ＲＤ_ｐ（３０％以上１００％未満）内の１つの値である。

以下、駆動周波数とデューティ比との組み合わせのデータ（Ｆ_ｄｎ、Ｄ_ｄｎ）、（Ｆ_ｄｅｓ、Ｄ_ｄｅｓ）、（Ｆ_ｅｎ，Ｄ_ｅｎ）、（Ｆ_ｅｅｓ、Ｄ_ｅｅｓ）、（Ｆ_ｐ，Ｄ_ｐ）の設定方法について、説明する。

レーザ墨出し装置１の製造作業者は、レーザ墨出し装置１の製造段階において、レーザ墨出し装置１を工場から出荷する前に、レーザ墨出し装置１に搭載されているレーザ光源モジュール３の駆動試験を行い、これらデータを設定する。

この駆動試験では、製造作業者は、まず、駆動周波数とオンデューティ比とを、難認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｄ内及び難認識通常オンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｎ内の様々な値に変更しながら、レーザ光源モジュール３を繰り返しパルス駆動する。製造作業者は、得られるライン光の見かけの明るさが最も大きくなると判定した駆動周波数の値及びオンデューティ比の値を、駆動周波数Ｆ_ｄｎ及びオンデューティ比Ｄ_ｄｎとして設定する。

次に、製造作業者は、駆動周波数とオンデューティ比とを、難認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｄ内及び難認識省エネオンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｅｓ内の様々な値に変更しながら、レーザ光源モジュール３を繰り返しパルス駆動する。製造作業者は、得られるライン光の見かけの明るさが最も大きくなると判定した駆動周波数の値及びオンデューティ比の値を、駆動周波数Ｆ_ｄｅｓ及びオンデューティ比Ｄ_ｄｅｓとして設定する。

次に、製造作業者は、駆動周波数とオンデューティ比とを、易認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ内及び易認識通常オンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｎ内の様々な値に変更しながら、レーザ光源モジュール３を繰り返しパルス駆動する。製造作業者は、得られるライン光のちらつきが最も気にならないと判定した駆動周波数の値及びオンデューティ比の値を、駆動周波数Ｆ_ｅｎ及びオンデューティ比Ｄ_ｅｎとして設定する。

次に、製造作業者は、駆動周波数とオンデューティ比とを、易認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ内及び易認識省エネオンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｅｓ内の様々な値に変更しながら、レーザ光源モジュール３を繰り返しパルス駆動する。製造作業者は、得られるライン光のちらつきが最も気にならないと判定した駆動周波数の値及びオンデューティ比の値を、駆動周波数Ｆ_ｅｅｓ及びオンデューティ比Ｄ_ｅｅｓとして設定する。

次に、製造作業者は、駆動周波数とオンデューティ比とを、受光器モード駆動周波数範囲ＲＦ_ｐ内及び受光器モードオンデューティ比範囲ＲＤ_ｐ内の様々な値に変更しながら、レーザ光源モジュール３を繰り返しパルス駆動する。製造作業者は、受光器が最も精度よく得られるライン光を検出したと判定した駆動周波数の値及びオンデューティ比の値を、駆動周波数Ｆ_ｐ及びオンデューティ比Ｄ_ｐとして設定する。

ＲＯＭ５８には、また、図４を参照して後述するレーザ発振プログラムが予め格納されている。ＣＰＵ５４は、レーザ発振プログラムを実行することで、ユーザに所望の１つのモードを選択させ、対応する駆動周波数及びオンデューティ比の組み合わせをＲＯＭ５８から読み出し、レーザダイオード３２を当該駆動周波数及びオンデューティ比の組み合わせにてパルス発振させる。

ＲＡＭ５６には、ＣＰＵ５４がレーザ発振プログラムを実行している最中に得られる計算結果等のデータ等が一時的に格納される。

可変抵抗４５及び４６は、入力ポート５２に接続されている。ユーザは可変抵抗４５の抵抗値を調整することで、レーザダイオード３２のオンデューティ比を微調整することができる。ユーザは可変抵抗４６の抵抗値を調整することで、レーザダイオード３２の駆動周波数を微調整することができる。

次に、図４を参照して、レーザ発振動作について、説明する。

まず、ユーザが電源４７をオンすると（Ｓ０）、ＣＰＵ５４は、Ｓ２にて、初期モードとして難認識通常モードを設定する。Ｓ２にて、ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５８から、難認識通常モードに対応する駆動周波数Ｆ_ｄｎとオンデューティ比Ｄ_ｄｎとの組み合わせのデータを読み出し、当該駆動周波数Ｆ_ｄｎとオンデューティ比Ｄ_ｄｎとに対応する周期及び幅の電圧をトランジスタ４２のベースに印加する。この結果、レーザダイオード３２は、当該駆動周波数Ｆ_ｄｎとオンデューティ比Ｄ_ｄｎとの組み合わせにてパルス発振する。

次に、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えたか否かを判断する（Ｓ４）。ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えなければ（Ｓ４にてＮｏ）、ＣＰＵ５４はユーザが電源４７をオフしたか否か判断する（Ｓ５）。ユーザが電源をオフしなければ（Ｓ５にてＮｏ）、Ｓ４に戻る。ユーザが電源４７をオフすると（Ｓ５にてＹｅｓ）、動作を終了する。こうして、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えるかまたは電源をオフするまで、レーザダイオード３２を難認識通常モードにて発振駆動させ続ける。

ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えると（Ｓ４にてＹｅｓ）、ＣＰＵ５４は、難認識省エネモードを設定する（Ｓ６）。Ｓ６にて、ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５８から、難認識省エネモードに対応する駆動周波数Ｆ_ｄｅｓとオンデューティ比Ｄ_ｄｅｓとの組み合わせのデータを読み出し、当該駆動周波数Ｆ_ｄｅｓとオンデューティ比Ｄ_ｄｅｓとに対応する周期及び幅の電圧をトランジスタ４２のベースに印加する。この結果、レーザダイオード３２は、当該駆動周波数Ｆ_ｄｅｓとオンデューティ比Ｄ_ｄｅｓとの組み合わせにてパルス発振する。

次に、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えたか否かを判断する（Ｓ８）。ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えなければ（Ｓ８にてＮｏ）、ＣＰＵ５４はユーザが電源４７をオフしたか否か判断する（Ｓ９）。ユーザが電源をオフしなければ（Ｓ９にてＮｏ）、Ｓ８に戻る。ユーザが電源をオフすると（Ｓ９にてＹｅｓ）、動作を終了する。こうして、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えるかまたは電源をオフするまで、レーザダイオード３２を難認識省エネモードにて発振駆動させ続ける。

ユーザがモード切換スイッチ４９を更に切換えると（Ｓ８にてＹｅｓ）、ＣＰＵ５４は、易認識通常モードを設定する（Ｓ１０）。Ｓ１０にて、ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５８から、易認識通常モードに対応する駆動周波数Ｆ_ｅｎとオンデューティ比Ｄ_ｅｎとの組み合わせのデータを読み出し、当該駆動周波数Ｆ_ｅｎとオンデューティ比Ｄ_ｅｎとに対応する周期及び幅の電圧をトランジスタ４２のベースに印加する。この結果、レーザダイオード３２は、当該駆動周波数Ｆ_ｅｎとオンデューティ比Ｄ_ｅｎとの組み合わせにてパルス発振する。

次に、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えたか否かを判断する（Ｓ１２）。ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えなければ（Ｓ１２にてＮｏ）、ＣＰＵ５４はユーザが電源４７をオフしたか否か判断する（Ｓ１３）。ユーザが電源をオフしなければ（Ｓ１３にてＮｏ）、Ｓ１２に戻る。ユーザが電源をオフすると（Ｓ１３にてＹｅｓ）、動作を終了する。こうして、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えるかまたは電源をオフするまで、レーザダイオード３２を易認識通常モードにて発振駆動させ続ける。

ユーザがモード切換スイッチ４９を更に切換えると（Ｓ１２にてＹｅｓ）、ＣＰＵ５４は、易認識省エネモードを設定する（Ｓ１４）。Ｓ１４にて、ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５８から、易認識省エネモードに対応する駆動周波数Ｆ_ｅｅｓとオンデューティ比Ｄ_ｅｅｓとの組み合わせのデータを読み出し、当該駆動周波数Ｆ_ｅｅｓとオンデューティ比Ｄ_ｅｅｓとに対応する周期及び幅の電圧をトランジスタ４２のベースに印加する。この結果、レーザダイオード３２は、当該駆動周波数Ｆ_ｅｅｓとオンデューティ比Ｄ_ｅｅｓとの組み合わせにてパルス発振する。

次に、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えたか否かを判断する（Ｓ１６）。ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えなければ（Ｓ１６にてＮｏ）、ＣＰＵ５４はユーザが電源４７をオフしたか否か判断する（Ｓ１７）。ユーザが電源をオフしなければ（Ｓ１７にてＮｏ）、Ｓ１６に戻る。ユーザが電源をオフすると（Ｓ１７にてＹｅｓ）、動作を終了する。こうして、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えるかまたは電源をオフするまで、レーザダイオード３２を易認識省エネモードにて発振駆動させ続ける。

ユーザがモード切換スイッチ４９を更に切換えると（Ｓ１６にてＹｅｓ）、ＣＰＵ５４は、受光器モードを設定する（Ｓ１８）。Ｓ１８にて、ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５８から、受光器モードに対応する駆動周波数Ｆ_ｐとオンデューティ比Ｄ_ｐとの組み合わせのデータを読み出し、当該駆動周波数Ｆ_ｐとオンデューティ比Ｄ_ｐとに対応する周期及び幅の電圧をトランジスタ４２のベースに印加する。この結果、レーザダイオード３２は、当該駆動周波数Ｆ_ｐとオンデューティ比Ｄ_ｐとの組み合わせにてパルス発振する。

次に、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えたか否かを判断する（Ｓ２０）。ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えなければ（Ｓ２０にてＮｏ）、ＣＰＵ５４はユーザが電源４７をオフしたか否か判断する（Ｓ２１）。ユーザが電源をオフしなければ（Ｓ２１にてＮｏ）、Ｓ２０に戻る。ユーザが電源をオフすると（Ｓ２１にてＹｅｓ）、動作を終了する。こうして、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えるかまたは電源をオフするまで、レーザダイオード３２を受光器モードにて発振駆動させ続ける。

ユーザがモード切換スイッチ４９を更に切換えると（Ｓ２０にてＹｅｓ）、ＣＰＵ５４は、ユーザが電源４７をオフしたか否か判断し（Ｓ２２）、オフしていなければ（Ｓ２２にてＮｏ）、Ｓ２に戻る。ユーザが電源をオフすると（Ｓ２２にてＹｅｓ）、動作を終了する。

このように、切換スイッチ４９を操作することなく電源４７をオンすると、レーザダイオード３２は、最初、難認識通常モードで駆動される。次に切換スイッチ４９が１回操作されると、レーザダイオード３２は難認識省エネモードで駆動される。以後切換スイッチ４９が操作されるごとに、易認識通常モード、易認識省エネモード、受光器モードと設定され、更に切換えられると難認識通常モードに戻る。こうして、切換スイッチ４９が操作されるごとに、レーザダイオード３２は各発光モードで順に駆動される。

なお、レーザダイオードが選択された発光モードで駆動されている間にユーザが可変抵抗４５、４６を操作すれば、レーザダイオード３２を任意の発振周波数及び任意のオンデューティ比で駆動することが可能となり、より見易くしたり、省エネ効果を向上させることができる。

以下、各モードにおける駆動周波数範囲ＲＦ_ｄ，ＲＦ_ｅ，ＲＦ_ｐ，及び、オンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｎ，ＲＤ_ｄｅｓ、ＲＤ_ｅｎ、ＲＤ_ｅｅｓ、ＲＤ_ｐについて、詳細に、説明する。

難認識省エネモードのオンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｅｓの上限（３５％）は難認識通常モードのオンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｎの下限（３５％）と等しい。同様に、易認識省エネモードのオンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｅｓの上限（５０％）は易認識通常モードのオンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｎの下限（５０％）と等しい。省エネモードでは、通常モードに比べ、小さい電流量でレーザ発光を行い、消費電力を節約するためである。

易認識モード、及び、受光器モードの駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ、ＲＦ_ｐの上限は、レーザダイオード３２が発振可能な最大周波数Ｆｍａｘと等しい。この例では、波長８０８ｎｍ用基本レーザダイオード３２が発振可能な最大周波数Ｆｍａｘが１０ＫＨｚであることから、駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ、ＲＦ_ｐの上限は１０ｋＨｚに等しい。なお、波長８０８ｎｍ用基本レーザダイオード３２が発振可能な最大周波数Ｆｍａｘが、レーザダイオード３２の改良により変化すれば、駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ、ＲＦ_ｐの上限を、改良後の最大周波数Ｆｍａｘに等しく設定すれば良い。

難認識モードの駆動周波数範囲ＲＦ_ｄの上限は、後述する臨界融合頻度範囲ＣＦＦＲ（８０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下）の上限（１００Ｈｚ）に等しい。難認識モードの駆動周波数範囲ＲＦ_ｄの下限はブロッカ・ザルツァー効果が得られる最低駆動周波数（４Ｈｚ）に等しい。

易認識モードの駆動周波数範囲ＲＦ_ｅの下限は、臨界融合頻度範囲ＣＦＦＲの下限（８０Ｈｚ）に等しい。受光器モードの駆動周波数範囲ＲＦ_ｐの下限は、一般の蛍光灯周波数である５０または６０Ｈｚより十分高い１ＫＨｚに等しい。

人間の網膜は、周波数が低いパルス光に対してちらつき（flicker）を感じる。しかしながら、周波数が臨界融合頻度（critical fusion frequency（以下、ＣＦＦという））以上になると、人間の網膜は、ちらつきが融合して連続光と同じように一様な明るさに感じるようになる。ここで、ＣＦＦの値は、個人によって異なり、一定の値には定まらないが、おおよそ８０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の範囲（臨界融合頻度範囲ＣＦＦＲという）内の周波数である。

ＣＦＦ以上の周波数で点滅する光のオンデューティ比、絶対的強さを、それぞれ、Ｄ、Ｉとすると、この点滅光の見かけの明るさＩ’は、Talbotの法則により、I’＝Ｉ・Ｄで表される。Ｄは１未満であるので、Ｉ’＜Ｉとなる。従って、ある電圧をレーザダイオードに印加してＣＦＦ以上で点滅させると、同一電圧を同一のレーザダイオードに印加して連続発振させる場合より暗く感じられる。

一方、ＣＦＦより小さい周波数で点滅する光の周波数、オンデューティ比、絶対的強さを、それぞれ、Ｆ、Ｄ、Ｉとすると、この点滅光の見かけの明るさＩ’は、点滅光の点灯時間τ（＝（１／Ｆ）・Ｄ）の増大と共に大きくなり、絶対的強さＩを有する連続光の見かけの明るさよりも大きくなってやがてピークに達する（ブロッカ・ザルツァー効果）。見かけの明るさＩ’は、点灯時間τが更に増大すると、今度は小さくなっていき、やがて絶対的強さＩを有する連続光の見かけの明るさと等しい明るさで安定する。

ここで、ピークにおける見かけの明るさＩ’と絶対的強さＩとの比（Ｉ’／Ｉ）を、ブロッカ・ザルツァー効果指数ｋと定義する。ピークとなる点灯時間τ、及び、ブロッカ・ザルツァー効果指数ｋは、以下の表１に示すように、絶対的明るさＩの大きさによって、異なっていることが知られている（「視覚の心理物理学」１６７頁、池田光男著、森北出版、１９７５年５月５日発行）。

表１より、例えば、絶対的強さＩ＝２００（トロランド（ｔｄ））の場合には、見かけの明るさＩ’は、持続時間τ＝０．０３（ｓ）でピークとなり、絶対的強さＩの連続光の見かけの明るさの５．５倍となることがわかる。

表１によると、点灯時間τが０．０３（ｓ）から０．１２５（ｓ）へと徐々に長くなっていくに従って、ブロッカ・ザルツァー効果指数ｋが徐々に低下しているのがわかる。換言すれば、点滅光の１回当りの点灯時間を約０．１２５（ｓ）以下とすることで、ｋの値を１以上とすることができ、見かけ上の明るさを連続光の見かけ上の明るさより増大させることができるのがわかる。

ここで、デューティ比Ｄ＝５０％とすると、持続時間τ＝０．０３（ｓ）、０．０４（ｓ）、０．０６２（ｓ）、０．１（ｓ）、０．１２５（ｓ）は、点滅周波数Ｆ＝１６．５（Ｈz）、１２．５（Ｈz）、８．０（Ｈz）、５．０（Ｈz）、４．０（Ｈz）に対応している。したがって、レーザダイオード３２を、４Ｈｚ以上の駆動周波数と５０％以下のオンデューティ比との組み合わせで駆動すれば見かけ上の明るさを連続光の見かけ上の明るさより増大させることができることがわかる。

本発明者は、さらに、レーザダイオード３２を駆動周波数４Ｈｚで駆動させ、デューティ比を５０％から７０％まで増大させる実験を行った。デューティ比を５０％から７０％まで変化させても、見かけ上の明るさはデューティ比５０％の場合と同程度に連続光の見かけ上の明るさより増大することを確認した。レーザダイオード３２を駆動周波数４Ｈｚで駆動させている場合、デューティ比を５０％から７０％まで増大させても、見かけ上の明るさを連続光の見かけ上の明るさより増大させることができることがわかった。

本発明者は、さらに、駆動周波数とオンデューティ比との複数の組み合わせにてレーザ光源モジュール３を駆動して、それぞれの場合に得られるライン光の目視認識の程度を調べた。駆動周波数として、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、４０Ｈｚ、６０Ｈｚ、８０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、６００Ｈｚ、８００Ｈｚ、１ＫＨｚ、２ＫＨｚ、４ＫＨｚ、６ＫＨｚ、８ＫＨｚ、及び、１０ＫＨｚ、オンデューティ比として、１％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、１００％を使用した。結果を以下の表２に示す。表２において、数値は目視認識の程度を定量的に示したものである。１は全く目視認識できなかったもの、２は目視認識し難かったもの、３〜６は認識可能だったもので、数値が大きいほど目視認識し易かったことを示す。

表２から明らかなように、駆動周波数が易認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ（＝８０Ｈｚ〜１０ＫＨｚ）内でオンデューティ比が易認識通常オンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｎ（＝５０％〜１００％）内、もしくは、易認識省エネオンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｅｓ（＝２０％〜５０％）内であれば、ほぼ目視認識可能である。また、駆動周波数が難認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｄ（＝４Ｈｚ〜１００Ｈｚ）内でオンデューティ比が難認識通常オンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｎ（＝３５％〜７０％）内、もしくは、難認識省エネオンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｅｓ（＝２０％〜３５％）内であれば、より目視認識しやすい。駆動周波数が受光器モード駆動周波数範囲ＲＦ_ｐ（＝１ＫＨｚ〜１０ＫＨｚ）内でオンデューティ比が受光器モードオンデューティ比範囲ＲＤ_ｐ（＝３０％〜１００％）である場合にも、目視認識できる。

このように、表２から明らかなように、駆動周波数とオンデューティ比の組み合わせを選択すれば、目視認識の程度及び消費電力の程度を調整できる。ここで、目視認識の程度には個人差がある。そこで、本実施の形態では、レーザ墨出し装置１の出荷前に、製造作業者が試験を行い、難認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｄと難認識通常オンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｎとの組み合わせ、難認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｄと難認識省エネオンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｅｓとの組み合わせ、易認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｅと易認識通常オンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｎとの組み合わせ、易認識駆動周波数範囲ＲＦ_ｅと易認識省エネオンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｅｓとの組み合わせの中から、それぞれ、最も目視認識しやすい組み合わせを選択してその値の組み合わせを、（Ｆ_ｄｎ，Ｄ_ｄｎ）、（Ｆ_ｄｅｓ，Ｄ_ｄｅｓ）、（Ｆ_ｅｎ，Ｄ_ｅｎ）、（Ｆ_ｅｅｓ，Ｄ_ｅｅｓ）として設定し、ＲＯＭ５８に格納する。受光器モード駆動周波数範囲ＲＦ_ｐと受光器モードオンデューティ比範囲ＲＤ_ｐとの組み合わせの中から、受光器が最も精度よく検出する組み合わせを選択して、その値の組み合わせを（Ｆ_ｐ，Ｄ_ｐ）として設定し、ＲＯＭ５８に格納する。また、レーザ墨出し装置１の使用時には、ユーザは、所望のモードに設定した後（Ｓ２，Ｓ６，Ｓ１０，Ｓ１４，Ｓ１８）、可変抵抗４５，４６の少なくとも一方を微調整することができる。ユーザは、駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせを、ユーザの視感度もしくは受光器の感度、もしくは、ユーザが求める消費電力に応じて最適化することができる。

本実施の形態では、レーザ光源モジュール３はグリーンレーザである。人間の目の緑色に対する視感度は他の色に対する視感度に比べ高い。具体的には、グリーンレーザは、例えば赤色レーザに対して約５倍の視感度を有する。したがって、他の色のレーザに比べ、認識しやすい。ただし、グリーンレーザは、通常の赤色レーザに比べて消費電流が大きい。基本レーザからＳＨＧ結晶への入射効率が低いからである。例えば、１０ｍＷのグリーン光を得るのに必要な基本レーザ出力は１００ｍＷ以上である。しかしながら、省エネモードを選択すれば、消費電流を非常に小さくすることができる。

また、グリーンレーザの発光特性は、温度の影響を受け易く、低温及び高温域で発光しなくなる。基本レーザの波長は１℃当り約０．２ｎｍ変動するが、波長が８０８ｎｍから±２ｎｍ〜±３ｎｍ変動するとＳＨＧ結晶による波長変換ができなくなるからである。特に高温の環境においては、環境温度の影響に加えて基本レーザ自身の自己発熱による温度上昇がレーザダイオード内部で生じる。その結果、波長のずれが大きくなり波長変換できなくなってしまう。しかし、オンデューティ比を小さくすることで、レーザダイオード３２への通電時間の割合を減らし、通電していない時間の割合を増加させ、高温域でも安定してグリーン光を発光させることが可能となる。通電ストップ時の放熱効果が自己発熱による温度上昇を上回るからである。

本発明者は、レーザ光源モジュール３をオンデューティ比１００％、すなわち、連続発振させた。レーザ光源モジュール３を２０℃の雰囲気中に配置したところ、レーザ光源モジュール３は１０ｍＷを出力した。同一条件において、レーザ光源モジュール３を４０℃の雰囲気中に移動させたところ、レーザ光源モジュール３の出力は３％程度まで低下した。本発明者は、このレーザ光源モジュール３を、発振周波数１０ｋＨｚ、オンデューティ比４０％でパルス発振させ、２０℃の雰囲気中に配置し、その後、４０℃の雰囲気中に移した。レーザ光源モジュール３は、２０℃の雰囲気中に配置した際に得られた出力の１００％の出力を安定して出した。さらに、本発明者は、オンデューティ比は４０％に維持した状態で、レーザ光源モジュール３の発振周波数を４０Ｈｚに変更し、２０℃の雰囲気中に配置し、その後、４０℃の雰囲気中に移した。レーザ光源モジュール３は、２０℃の雰囲気中に配置した際に得られた出力の１００％を安定して出力した。しかも、発振周波数を４０Ｈｚに変更した結果、発振周波数１０ｋＨｚの場合に比べ、目視認識性が向上した。

本実施の形態によれば、駆動周波数及びオンデューティ比を変更するだけで、所望の使用環境、使用態様に適したライン光を発生させることができるので、高精度のレーザ墨出し装置を低価格で提供することが可能となる。

なお、製造作業者は、駆動試験を行うことなく、駆動周波数Ｆ_ｄｎを駆動周波数範囲ＲＦ_ｄ内の任意の１つの値に設定し、オンデューティ比Ｄ_ｄｎをオンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｎ内の任意の１つの値に設定し、駆動周波数Ｆ_ｄｅｓを駆動周波数範囲ＲＦ_ｄ内の任意の１つの値に設定し、オンデューティ比Ｄ_ｄｅｓをオンデューティ比範囲ＲＤ_ｄｅｓ内の任意の１つの値に設定し、駆動周波数Ｆ_ｅｎを駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ内の任意の１つの値に設定し、オンデューティ比Ｄ_ｅｎをオンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｎ内の任意の１つの値に設定し、駆動周波数Ｆ_ｅｅｓを駆動周波数範囲ＲＦ_ｅ内の任意の１つの値に設定し、オンデューティ比Ｄ_ｅｅｓをオンデューティ比範囲ＲＤ_ｅｅｓ内の任意の１つの値に設定し、駆動周波数Ｆ_ｐを駆動周波数範囲ＲＦ_ｐ内の任意の１つの値に設定し、オンデューティ比Ｄ_ｐをオンデューティ比範囲ＲＤ_ｐ内の任意の１つの値に設定しても良い。各値Ｆ_ｄｎ、Ｄ_ｄｎ、Ｆ_ｄｅｓ、Ｄ_ｄｅｓ、Ｆ_ｅｎ、Ｄ_ｅｎ、Ｆ_ｅｅｓ、Ｄ_ｅｅｓ、Ｆ_ｐ，Ｄ_ｐを、対応するモードに適した値に設定することができる。ユーザが所望のモードを選択すると、対応する値が選択されるが、ユーザは、可変抵抗４５，４６を操作することにより、対応する値を更に微調整することができる。

次に、図５〜図９を参照して、本発明の第２の実施の形態による卓上丸鋸について説明する。

本実施の形態による卓上丸鋸は、第１の実施の形態によるライン光発生光学系２を搭載している。

図５、図６に示すように、卓上丸鋸１０１は、ベース１０２と、ベース１０２に対して回転可能に支持されベース１０２と共に被加工材Ｗを支持するターンテーブル１１０と、丸鋸刃１２１を支持する丸鋸切断部１２０と、ターンテーブル１１０の上方に丸鋸切断部１２０を移動可能に支持するためターンテーブル１１０と丸鋸切断部１２０とを接続する支持部１３０とにより主に構成される。ターンテーブル１１０は、ベース１０２の中央部において水平方向へ回動自在に埋設され、ターンテーブル１１０の上面は、ベース１０２の上面と同一面となっている。ベース１０２及びターンテーブル１１０の上面には木材等の被加工材Ｗが載置される。また、ベース１０２の上面側には、ベース１０２に固定されターンテーブル１１０を直径方向に横断する方向に延び、被加工材Ｗを当接させる被加工材当接面１０３Ａを有して被加工材Ｗの位置決めをするフェンス１０３が設けられる。なおフェンス１０３は１対一列に設けられ、丸鋸刃１２１との干渉を避けるために内端側が互いに離間している。

図６に示すように、ターンテーブル１１０は、略円形のテーブル部１１１と、テーブル部１１１の前方側でテーブル部１１１の直径方向に延びる回動操作部１１２を有し、回動操作部１１２の前端に固定された握り部１１３を把持し、横方向に移動することで、テーブル部１１１はその回転軸心を中心にベース１０２に対して回転可能に設けられる。またテーブル部１１１及び操作部１１２の上面には１対の刃口板１１４が互いに離間して固定され、丸鋸刃１２１の刃先が侵入可能なテーブル部１１１の直径方向に延びるスリットＳが提供される。図７に示すように、刃口板１１４の後端面、即ちスリットＳの後端側は、フェンス１０３の被加工材当接面１０３Ａよりも、支持部１３０側に延びており、ターンテーブル１１０の回動に係わらず、常にフェンス１０３の内端間の隙間にスリットＳが位置するようになっている。

図５及び図６に示すように、支持部１３０は、ホルダ１３１と、ホルダシャフト１３２と、ブラケット１３３と、クランプレバー１３４と、１対のスライドシャフト１３９と、丸鋸切断部１２０を回動可能に支持するヒンジ１４１とにより主に構成される。ホルダ１３１は、ターンテーブル１１０の後端部からホルダシャフト１３２を介して立設され、ホルダシャフト１３２の軸心は、ターンテーブル１１０上面とほぼ一致するように位置させることで、ホルダ１３１はホルダシャフト１３２を支点にターンテーブル１１０の上面を中心に左右傾斜自在に軸支されている。ホルダ１３１の後方において、ターンテーブル１１０の後端からはホルダシャフト１３２を中心とする円弧状の長穴１３３ａが形成されたブラケット１３３が立設され、クランプレバー１３４の軸部１３５が長穴１３３ａを貫通し、クランプレバー１３４の操作により、軸部１３５のホルダ１３１に対する固定位置が可変となり、ホルダシャフト１３２を中心としたホルダ１３１の左右傾斜角度が調節可能となる。また、図８に示すように、ホルダ１３１の下方の左右端には、切欠き１３１ａ、１３１ｂが形成され、それぞれの切欠き１３１ａ、１３１ｂに当接可能に調節ネジ１３６，１３７がターンテーブル１１０に螺合されている。調節ネジ１３６、１３７を螺進退させ、その頭部の高さを調節することにより、クランプレバー１３４を開放しているときのホルダ１３１の左右傾斜角度が調節可能となる。ホルダ１３１の傾斜角度を固定することにより、丸鋸刃１２１も同様な傾斜角度に固定され、いわゆる傾斜切りが可能となる。

図５、図６に示すように、ホルダ１３１の上端には筒状のスライドシャフト支持部１３８が一体に設けられ、１対のスライドシャフト１３９が互いに平行にスライドシャフト支持部１３８に対して前後方向に摺動可能に設けられる。またスライドシャフト１３９の最前端位置を規制するためのストッパ部材１４０が１対のスライドシャフト１３９の後端部間に跨って設けられる。そしてヒンジ１４１は、１対のスライドシャフト１３９の前端に固定される。ヒンジ１４１はその中間部がスライドシャフト１３９に固定され、その上部には丸鋸切断部１２０を回動可能に支承する回動支承部１４２が設けられ、その下部には、図２を参照して説明したライン光発生光学系２を収納したレーザケース１４３が設けられる。

丸鋸切断部１２０は、丸鋸刃１２１を着脱可能、回転可能に支持するギヤケース１２２を有し、ギヤケース１２２と一体に、丸鋸刃１２１の上半分をカバーする鋸カバー１２３、鋸カバー１２３の前方側に位置するハンドル１２４、ハンドル１２４の後方に位置しモータ１２５を収容するモータハウジング１２６、ヒンジ１４１の回動支承部１４２に回転可能に支持される回動軸１２７が設けられる。回動軸１２７は丸鋸刃１２１の回動軸とほぼ平行に延びている。即ち丸鋸切断部１２０は、ホルダ１３０に対して、丸鋸刃１２１の回転軸方向とほぼ平行に延びた回動支点を有している。こうして、丸鋸切断部１２０は、ヒンジ１４１に対して揺動可能に支持されている。モータハウジング１２６は、切断時にギヤケース１２２が被加工材Ｗ方向に下降したとき、鋸カバー１２３の頂部に位置する。そしてギヤケース１２２とヒンジ１４１との間には、ギヤケースを上方向に回動付勢する捩りスプリング１２８が回動軸１２７の回りに配設されている。ギヤケース１２２内には、モータ１２６の回転を伝達するための無端ベルト１２９Ａやプーリ１２９Ｂ等の動力伝達機構１２９が収容され、モータ１２６の回転が動力伝達機構１２９を介して丸鋸刃１２１に伝達される。また、切断屑を回収するための集塵袋１４４が鋸カバー１２３とギヤケース１２２間の空間に連通して鋸カバー１２３に着脱可能に設けられる。

かかる構成の卓上丸鋸１０１において、ターンテーブル１１０を回転させて、被加工材Ｗの例えば上面に引かれた墨線Ｍにライン光発生光学系２からのライン光Ｒが当たるようにする。こうして、目視にて切断位置と切断刃物の位置決めをすることにより、墨線Ｍに沿った切断が可能となる。

本実施の形態では、ＲＯＭ５８に、受光器モードを除く４つのモードに対応して、駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせのデータが格納されている。パルス発振回路４は、図４のＳ０〜Ｓ２２のうちＳ１８とＳ２０とＳ２１の処理を除いた処理を実行する。ユーザは、使用環境及び消費電力の節約の要否に対応して、４つのモードのうちのいずれか１つを選択する。レーザダイオード３２は、各モードに最適な駆動周波数とオンデューティ比の組み合わせにて駆動される。

以下、本実施の形態の卓上丸鋸１０１の変更例について、説明する。

本変更例では、ＲＯＭ５８には、点滅発光モードに対応して１つの駆動周波数と１つのオンデューティ比との組み合わせのデータが予め格納されており、連続発光モードに対応してオンデューティ比１００％のデータが予め格納されている。なお、点滅発光モードに対応する駆動周波数とオンデューティ比とは、この例では、第１の実施の形態における駆動周波数Ｆ_ｄｎとオンデューティ比Ｄ_ｄｎと等しい。

本変更例では、パルス発振回路４は、図９に示すレーザ発振動作を実行する。

まず、ユーザが電源４７をオンすると（Ｓ３０）、ＣＰＵ５４は、Ｓ３２にて、初期モードとして点滅発光モードを設定する。Ｓ３２にて、ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５８から、点滅発光モードに対応する駆動周波数Ｆ_ｄｎとオンデューティ比Ｄ_ｄｎとの組み合わせのデータを読み出し、当該駆動周波数Ｆ_ｄｎとオンデューティ比Ｄ_ｄｎとに対応する周期及び幅の電圧をトランジスタ４２のベースに印加する。この結果、レーザダイオード３２は、当該駆動周波数Ｆ_ｄｎとオンデューティ比Ｄ_ｄｎとの組み合わせにてパルス発振する。

次に、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えたか否かを判断する（Ｓ３４）。ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えなければ（Ｓ３４にてＮｏ）、ＣＰＵ５４はユーザが電源４７をオフしたか否か判断する（Ｓ３５）。ユーザが電源をオフしなければ（Ｓ３５にてＮｏ）、Ｓ３４に戻る。ユーザが電源をオフすると（Ｓ３５にてＹｅｓ）、動作を終了する。こうして、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えるかまたは電源をオフするまで、レーザダイオード３２を点滅発光モードにて発振駆動させ続ける。

ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えると（Ｓ３４にてＹｅｓ）、ＣＰＵ５４は、連続点灯モードを設定する（Ｓ３６）。Ｓ３６にて、ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５８から、連続点灯モードに対応するオンデューティ比１００％のデータを読み出し、トランジスタ４２を連続的に駆動する電圧をトランジスタ４２のベースに印加する。この結果、レーザダイオード３２は、連続発振する。

次に、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えたか否かを判断する（Ｓ３８）。ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えなければ（Ｓ３８にてＮｏ）、ＣＰＵ５４はユーザが電源４７をオフしたか否か判断する（Ｓ３９）。ユーザが電源をオフしなければ（Ｓ３９にてＮｏ）、Ｓ３８に戻る。ユーザが電源をオフすると（Ｓ３９にてＹｅｓ）、動作を終了する。こうして、ＣＰＵ５４は、ユーザがモード切換スイッチ４９を切換えるかまたは電源をオフするまで、レーザダイオード３２を連続点灯モードにて発振駆動させ続ける。

ユーザがモード切換スイッチ４９を更に切換えると（Ｓ３８にてＹｅｓ）、ＣＰＵ５４は、ユーザが電源４７をオフしたか否か判断し（Ｓ４０）、オフしていなければ（Ｓ４０にてＮｏ）、Ｓ３２に戻る。ユーザが電源をオフすると（Ｓ４０にてＹｅｓ）、動作を終了する。

本変更例によれば、点滅発光、連続発光を選択可能とすることにより、周囲環境に応じた発光が可能となる。例えば、明所等視認し難い環境では、レーザダイオード３２を点滅発光させることによりレーザ光Ｌを視認しやすくできる。墨線に沿った切断作業が容易になる。

なお、上記説明においては、ホルダ１３１は、ターンテーブル１１０に対して回動可能で傾斜可能に支持されていた。しかしながら、ホルダ１３１は、ベース１０２に対して回動可能に支持されていてもよい。この場合には、ブラケット１３３もベース１０２上に設けられる。

なお、ホルダ１３１はターンテーブル１１０またはベース１０２に対して固定されていても良い。スライドシャフト１３９はなくても良い。ホルダ１３１にヒンジ１４１が直接固定されていても良い。レーザケース１４３は、ホルダ１３１ではなく、丸鋸切断部１２０、具体的には、例えば、ハンドル１２４の前側端１２４Ａ（図５、図６参照）に設けられていても良い。

上記説明では、ライン光発生光学系２をレーザケース１４３に搭載していた。しかしながら、ロッドレンズ６やコリメータレンズ５はレーザケース１４３に搭載しなくても良い。レーザ光源モジュール３とパルス発生回路４とをレーザケース１４３に搭載すればよい。なお、レーザ光源モジュール３のみをレーザケース１４３に搭載し、パルス発生回路４は卓上丸鋸１０１上の別の位置に配置しても良い。

本発明によるレーザ光発生装置、ライン光発生光学系、レーザ墨出し装置、及び、卓上丸鋸は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、レーザ光源モジュール３は赤色レーザからなるのでも良い。その場合には、レーザダイオード３２は、波長が例えば６３５ｎｍであるレーザダイオードからなり、レーザ光源モジュール３には波長変換光学素子３４を設ける必要がない。

第１の実施の形態においても、レーザを連続的に点灯させるモードを追加してもよい。すなわち、第２の実施の形態同様、連続発光モードに対応したオンデューティ比１００％のデータを予めＲＯＭ５８に格納しておいてもよい。この場合には、図９のＳ３６とＳ３８とＳ３９とを図４のＳ２０とＳ２２との間に追加すれば良い。

レーザ光源モジュール３とパルス発振回路４とを、ペンライト型の円筒状パッケージ等の内部に収容し、レーザポインタとして使用しても良い。その場合には、パルス発振回路４は、第２の実施の形態の卓上丸鋸１０１と同様、図４のＳ０〜Ｓ２２のうちＳ１８とＳ２０とＳ２１とを省略した動作や、図９の動作を行えば良い。

本発明のレーザ光発生装置は、ライン光発生光学系やレーザ墨出し装置や卓上丸鋸のみならず、レーザ光を使用する他の装置に広く適用することができる。本発明のライン光発生光学系は、レーザ墨出し装置や卓上丸鋸のみならず、ライン光を使用する他の装置に広く適用することができる。

本発明の第１の実施の形態にかかるレーザ墨出し装置の概略側面図。 図１のレーザ墨出し装置が搭載するライン光発生光学系の概略構成図。 図２のライン光発生光学系が搭載するパルス発振回路の回路図。 図３のパルス発振回路が実行するレーザ発振動作のフローチャート。 本発明の第２の実施の形態による卓上丸鋸の構成を示す側面説明図。 本発明の第２の実施の形態による卓上丸鋸において被加工材をセットした状態を示す斜視図。 本発明の第２の実施の形態による卓上丸鋸において被加工材セット前の状態を示す斜視図。 本発明の第２の実施の形態による卓上丸鋸を示す背面図。 本発明の第２の実施の形態の変更例によるレーザ発振動作のフローチャート。

符号の説明

１ レーザ墨出し装置
２ ライン光発生光学系
１１ 支持機構部
３ レーザ光源モジュール
３２ レーザダイオード
３４ 波長変換光学素子
４ パルス発振回路
５ コリメータレンズ
６ ロッドレンズ
４４ マイコン
４７ 電源
４８ レギュレータ
４９ モード切換スイッチ
４５ 可変抵抗
４６ 可変抵抗
４２ トランジスタ
４３ 抵抗
４４ マイコン
５２ 入力ポート
５４ ＣＰＵ
５６ ＲＡＭ
５８ ＲＯＭ
６０ 出力ポート

Claims (11)

1. レーザ光を出射する半導体レーザと、
   半導体レーザをオンオフ駆動するスイッチング素子と、
   複数の所定のモードのうちの１つを選択する選択手段と、
   前記スイッチング素子を制御して、前記選択手段により選択されたモードに対応する駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせにて前記半導体レーザを駆動させる制御手段と
   を備えたことを特徴とするレーザ光発生装置。
2. 前記複数の所定のモードに１対１に対応して、駆動周波数とオンデューティ比との複数の組み合わせのデータを予め格納した記憶部を更に備え、
   前記制御手段は、前記選択手段にて選択されたモードに対応した駆動周波数とオンデューティ比との組み合わせのデータを前記記憶部から読み出し、前記スイッチング素子を制御して、読み出した駆動周波数とオンデューティ比とに基づいて前記半導体レーザを駆動させることを特徴とする請求項１記載のレーザ光発生装置。
3. 前記複数の所定のモードは、難認識通常モードと難認識省エネモードと易認識通常モードと易認識省エネモードとを含み、
   前記記憶部は、前記難認識通常モードに対応して、４Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と３５％以上７０％以下の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納し、
   前記記憶部は、前記難認識省エネモードに対応して、４Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と２０％以上３５％以下の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納し、
   前記記憶部は、前記易認識通常モードに対応して、８０Ｈｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と５０％以上１００％未満の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納し、
   前記記憶部は、前記易認識省エネモードに対応して、８０Ｈｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と２０％以上５０％以下の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納したことを特徴とする請求項２記載のレーザ光発光装置。
4. 前記複数の所定のモードは、受光器モードを更に含み、
   前記記憶部は、前記受光器モードに対応して、１ＫＨｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲内の１つの値の駆動周波数と３０％以上１００％未満の範囲内の１つの値のオンデューティ比との組み合わせを予め格納していることを特徴とする請求項３記載のレーザ光発光装置。
5. 前記選択手段は操作部材からなり、ユーザが前記操作部材を操作することにより、前記複数の所定のモードのうち所望の１つを選択することを特徴とする請求項１記載のレーザ光発生装置。
6. 前記制御手段は調整部材を備え、ユーザが前記調整部材を調整することにより、前記スイッチング素子の駆動周波数とオンデューティ比とのうちの少なくとも１つを調整することを特徴とする請求項５記載のレーザ光発生装置。
7. 前記半導体レーザから出力されたレーザ光の波長を５３２ｎｍの波長に変換する波長変換素子を更に備えていることを特徴とする請求項１記載のレーザ光発生装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一に記載のレーザ光発生装置と、
   前記レーザ光発生装置から出射した光ビームをコリメート光に変換するコリメートレンズと、
   コリメート光をライン光に変換するロッドレンズとを備えたことを特徴とするライン光発生光学系。
9. 請求項８記載のライン光発生光学系と、
   前記ライン光発生光学系を支持する支持機構とを備えたことを特徴とするレーザ墨出し装置。
10. 被切断材が載置されるベース部と、
    前記ベース部に支持された支持部と、
    前記支持部に揺動可能に支持された丸鋸切断部と、
    前記支持部または前記丸鋸切断部に設けられた請求項１〜７のいずれか一に記載のレーザ光発生装置とを備え、
    前記レーザ光発生装置が前記被加工材にレーザ光を照射することを特徴とする卓上丸鋸。
11. 被切断材が載置されるベース部と、
    前記ベース部に支持された支持部と、
    前記支持部に揺動可能に支持された丸鋸切断部と、
    前記支持部または前記丸鋸切断部に設けられ、前記被加工材にレーザ光を照射するレーザ光発生装置とを備え、
    前記レーザ光発生装置が、
    レーザ光を出射する半導体レーザと、
    前記半導体レーザをオンオフ駆動するスイッチング素子と、
    点滅モードと連続点灯モードとのうちの１つを選択する選択手段と、
    前記点滅モードが選択された場合には前記スイッチング素子を制御して所定周波数で前記半導体レーザを駆動させ、前記連続点灯モードが選択された場合には前記スイッチング素子を制御して半導体レーザを連続発光させる制御手段と
    を備えることを特徴とする卓上丸鋸。

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