JP2008026323A - 自己水準調整可能なレーザー光発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鉛直ビームの補正距離を減少する携帯可能な自己水準調整可能なレーザー発振器を得る。
【解決手段】携帯可能なハウジング２を有する自己水準調整可能なレーザー発振器であって、ハウジング２には、その高さＨの１／３〜２／３の領域に設けた軸受ポイント４に、下方に指向する重力Ｇによって自己水準調整する光発生ユニット５を２次元方向に回動可能に取り付け、光発生ユニット５は、鉛直ビーム６を含めて少なくとも２個の光軸に沿って光軸ビーム７を軸線方向に放射する該レーザー光発生装置において、光発生ユニット５には、軸受ポイント４の上方に少なくとも１個の第１光源８ａを、下方に少なくとも１個の第２光源８ｂを設ける。好適には、光発生ユニットを２軸カルダン継手により軸受ポイントに取り付け、少なくとも３個の光軸ビームを互いに直交する光軸方向に放射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯可能なレーザー光発生装置であり、鉛直方向を含めて少なくとも２個の光軸方向にビームを放射し、特に鉛直ビーム発生装置、または多軸レーザービーム発生装置を、重力に関して自己水準調整するように構成したレーザー光発生装置に関するものである。

重力により自己水準調整して、不動の可視スポットビームもしくは可視クロスビーム（本発明はこれらに限定するものである）を有する、携帯可能な鉛直ビーム発生装置もしくは多軸レーザービーム発生装置は、とくに、一時的かつ局部的なデカルト座標系の座標原点および、座標方向を、安定的に確定する必要のある建設業において使用される。このため本発明は、厳密に言えば、例えばローテーションレーザーのような長時間安定性が十分でない、アクティブに偏向移動させるレーザー光を有するレーザー光発生装置には関係しない。

特許文献１には、上方に指向する垂直スポットビームを設けた、地球の重力場に整列させる鉛直ビーム発生装置が記載されている。レーザー光源は、頂部軸受の下方に取り付ける。
独国実用新案第２０１０００４１号明細書

特許文献２には、地球の重力場に指向する多軸レーザー光発生装置が記載されている。５個のスポットビームのうち２個は、半球空間における水平平面または垂直平面に広がる。特許文献３には、スポットビームのかわりに、水平平面および垂直平面に扇状に広がる光束をクロスビームとして多軸方向に放射する。以下、両方の実施形態におけるビームタイプも光軸ビームの概念に含まれる。
欧州特許第０７１５７０７号明細書 米国特許第５５３９９９０号明細書

特許文献４には、５個の光線を放射する多軸レーザー光発生装置が記載されており、携帯可能なハウジングの上部に２軸カルダン継手を設け、ハウジング下方にレーザー光源およびビームスプリッタを取り付け、２軸カルダン継手により点で支え、重力で自己水準調整しながら動くように懸垂する。多軸レーザー光発生装置を、目的にあわせて粗調整した接地面の目標点に載置すると、自己水準調整した接地面の補正角度に応じて、デカルト座標系に投影された鉛直ビームの鉛直点は、目標点から補正距離だけ移動する。補正距離が十分に小さくなかった場合、多軸レーザー光発生装置の場所を移動し、改めて自己水準調整しなければならない。
米国特許第５１４４４８７号明細書

さらに、特許文献５によれば、２個の光線を放射する多軸レーザー光発生装置が記載されており、この多軸レーザー光発生装置においては、鉛直ビームを使わずに、ハウジングのおよそ半分の高さに支持した軸に、２軸カルダン継手を取り付ける。この２軸カルダン継手には、下部に設けた、互いに直交する２個のレーザー光源を点支持し、かつ重力によって自己水準調整しながら動くように懸垂する。
欧州特許出願公開第１０２６４７６号明細書

このため、本発明の課題は、鉛直ビームの補正距離を減少する携帯可能な自己水準調整可能なレーザー光発生装置を得るにある。

この課題は、請求項１に記載する特徴によって達成される。さらに好適な実施例は、従属項に記載する。

本発明によれば、ハウジングの高さの１／３〜２／３の領域に設けた軸受ポイントに、下方に指向する重力によって自己水準調整する光発生ユニットを、２次元方向に回動可能に設け、この光発生ユニットは、鉛直ビームを含めて少なくとも２個の光軸に沿って光軸ビームを放射する、携帯可能なハウジングを有する自己水準調整可能なレーザー発振器において、光発生ユニットには、その軸受ポイントの、上方に少なくとも１個の第１光源を、下方に少なくとも１個の第２光源を設ける。

このように、鉛直ビーム発生装置として構成したレーザー光発生装置は、第１光源から光軸を垂直方向上方に、第２光源から光軸を垂直方向下方に放射する。少なくとも第１光源を軸受ポイントの上方に取り付けると、第１光源が占める自由空間がハウジング内での軸受ポイントの高さを短縮するのに利用される。所定の補正角度において、ハウジングとともにレーザー光発生装置を載置する接地面における補正距離は、三角法から、軸受ポイントの高さに比例するため、補正距離は短くなる。

好適には、光発生ユニットは、２軸カルダン継手により軸受ポイントに取り付ける。この構成により、２次元方向に回動自由であり、摩擦が少なく、反作用の無い、十分に堅牢な軸受が実現される。

好適には、レーザー光発生装置には、少なくとも３個の光軸ビームを互いに直交する軸線方向に放射する構成とする。この構成により、デカルト座標系に広がる多軸レーザー光発生装置が構成される。

好適には、多軸レーザー光発生装置は、少なくとも５個の光軸ビームを放射する構成とする。この構成により、完全な半球空間のデカルト座標系が展開できる。

好適には、少なくとも２個の光源は、共通する光軸に関して互いに直交する平面に、扇状に広がる光束を放射する構成とする。この構成により、この光軸ビームをクロスビームとして構成できる。

好適には、少なくとも１個の光源に、レーザーダイオードおよびコリメーターレンズを有するコリメーター光学系を設ける。この構成により、強く集束した、遠くまで可視であるレーザー光を放射できる。

好適には、少なくとも１個の光源に、複数の、互いに直交する光軸ビームを放射させるビームスプリッタを設ける。この構成により、コリメーター光学系は、放射する光軸方向の数よりも少なくて済む。

図１に示すように、自己水準調整可能なレーザー光発生装置１は、操作簡単な角柱形状のハウジング２を有し、このハウジング２を僅かに傾斜した接地面３に載置した状態を示す。ハウジング２の高さＨの半分の高さに設けた取り付け箇所４には、ビーム発生ユニット５を回動可能に取り付け、このビーム発生ユニット５は、鉛直線ビーム６を含む互いに直交する光軸に沿う５個の可視光軸ビーム７を、光軸方向に光を放射する。レーザー光発生装置１は、下方に指向する鉛直ビーム６および上方に指向する光軸ビーム７で同時に発生する鉛直ビーム発生装置と、また、共通して水平方向の光軸ビーム７を発生する多軸レーザービーム発生装置とにより構成する。光軸ビーム７は、光軸方向（図上左方向）には、水平方向および垂直方向に扇状に広がる光束から成るクロスビームとして構成し、他の残り全ての光軸方向には、スポットビームとして構成する。ビーム発生ユニット５は、水準調整していない着床ビームＡに対して、下方に指向する重力Ｇにより自己水準調整して、補正角度αにわたり偏向し、これにより接地面３に対して、鉛直ビーム６を着床ビームＡに対して補正距離Xにわたり移動し、この着床ビームＡは、載置の際に多軸レーザー光発生装置１を目標点Ｓに位置決めするために使用する。

図２には、２軸カルダン継手９によりハウジング２に回動可能に取り付けたビーム発生ユニット５を示す。このビーム発生ユニット５には、軸受ポイント４の上方に第１光源８ａを、下方に第２光源８ｂを設ける。双方の光源８ａ，８ｂは、それぞれレーザーダイオード１１およびコリメーターレンズ１２を有するコリメーター光学系１０、ならびにビームスプリッタ１３により構成する。

本発明レーザー光発生装置の線図的説明図である。 光発生ユニットの縦断面図である。

符号の説明

１ レーザー光発生装置
２ ハウジング
３ 接地面
４ 軸受ポイント
５ 光発生ユニット
６ 鉛直ビーム
７ 光軸ビーム
８ 光源
９ カルダン継手
１０ コリメーター光学系
１１ レーザーダイオード
１２ コリメーターレンズ
１３ ビームスプリッタ

Claims (7)

1. 携帯可能なハウジング（２）を有する自己水準調整可能なレーザー光発生装置であって、前記ハウジング（２）には、その高さ（Ｈ）の１／３〜２／３の領域に設けた軸受ポイント（４）に、下方に指向する重力（Ｇ）によって自己水準調整する光発生ユニット（５）を２次元方向に回動可能に取り付け、前記光発生ユニット（５）は、鉛直ビーム（６）を含めて少なくとも２個の光軸に沿って光軸ビーム（７）を放射する該レーザー光発生装置において、前記光発生ユニット（５）には、前記軸受ポイント（４）の上方に少なくとも１個の第１光源（８ａ）を、下方に少なくとも１個の第２光源（８ｂ）を設けたレーザー光発生装置。
2. 前記光発生ユニット（５）を、２軸カルダン継手（９）により前記軸受ポイント（４）に取り付けた請求項１記載のレーザー光発生装置。
3. 少なくとも３個の前記光軸ビーム（７）を、互いに直交する軸線方向に放射する構成とした請求項１または２に記載のレーザー光発生装置。
4. ５個の前記光軸ビーム（７）を放射する構成とした請求項３記載のレーザー光発生装置。
5. 少なくとも２個の前記光源（８ａ，８ｂ）は、共通する光軸に関して互いに直交する平面に、扇状に広がる光束を放射する構成とした請求項３または４に記載のレーザー光発生装置。
6. 少なくとも１個の前記光源（８ａ，８ｂ）に、レーザーダイオード（１１）およびコリメーターレンズ（１２）を有するコリメーター光学系（１０）を設けた請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のレーザー光発生装置。
7. 少なくとも１個の前記光源（８ａ，８ｂ）に、複数の光軸ビームを放射させるビームスプリッタ（１３）を設けた請求項６記載のレーザー光発生装置。

Images