JP2008145143A - レーザー墨出し器 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光の出射窓から直射日光が入射するような環境の下で使用されていても、光学的な傾き検知手段の誤作動を防止することができるレーザー墨出し器を得る。
【解決手段】レーザー墨出し器本体と、レーザー墨出し器本体に常時所定の姿勢をとるように保持されているレーザーユニットホルダー２４と、レーザーユニットホルダー２４に取り付けられていて投射対象に向けてレーザーライン光を投射するレーザーユニット３０，４０と、レーザー墨出し器本体にレーザーユニット３０，４０からのレーザー光の通り道に設けられている窓孔６１，６２と、この窓孔６１，６２に嵌められていてレーザーユニット３０，４０からのレーザー光のみを透過させるバンドパスフィルタ機能を備えた防塵カバーと、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー墨出し器に関するもので、特にレーザー光が出射する出射窓の構成、より具体的には、上記出射窓に嵌められる防塵カバーに特徴を有するものである。

建築現場などにおいて、墨出し用のレーザー光を、建築物の壁、天井、床などの投射対象面に投射するレーザー墨出し器が使用されている。レーザー墨出し器は、レーザー光源として一般に半導体レーザーが用いられている。半導体レーザーから出射されるレーザー光は拡散光であるため、これをコリメータレンズによってほぼ平行光束とし、これを円柱状のロッドレンズに透過させることにより一方向にのみ拡散させ、これを壁、天井、床などの投射対象面に投射して、レーザー光による鉛直線あるいは水平線を投射するようになっている。

レーザー墨出し器は、空気中に塵埃が舞い上がりやすい建築現場などで使用されることが多い。塵埃がレーザー墨出し器内に侵入して、半導体レーザーの光出射面やコリメータレンズ、ロッドレンズなどの光学素子に付着すると、出射光量が低下し、あるいは投射対象面に投光されるレーザーラインの鮮鋭度が劣化するなどの不具合を生じる。そこで、レーザー墨出し器の内部機構を、レーザー墨出し器本体を兼ねるカバーで覆い、カバーにはレーザー光の出射窓を設け、この出射窓を光透過部材で塞いでいる。レーザー光は上記光透過部材を透過して投射対象面に至る。

また、レーザー墨出し器は、これを傾いた状態で使用すると、投射対象面に投射される垂直ラインや水平ラインの精度が悪くなるので、ある程度以上に傾くとこれを検出してレーザー光の投射を遮断し、あるいはレーザー光を点滅させて警告を出すなどの機能を備えているものがある。かかる機能を備えたレーザー墨出し器は、傾き検知手段として、ＬＥＤなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子を組み合わせた光センサ、例えば光透過型あるいは光反射型の光インタラプタなどを備えているものが多い。

しかし、レーザー墨出し器の使用環境によっては、レーザー光の出射窓から直射日光がレーザー墨出し器本体内に入射し、この入射光によって上記光センサの受光素子が反応し、傾き検知装置が誤作動することがあることがわかった。

本発明は、以上説明した従来技術も問題点を解消することを目的とする。すなわち、レーザー光の出射窓から直射日光が入射するような環境の下で使用されていても、外部からの光の入射を遮断し、レーザー墨出し器が備えている半導体レーザーからのレーザー光は透過することができるようにして、傾き検知手段の誤作動を防止することができるレーザー墨出し器を提供することを目的とする。

なお、本発明に関連のある公知技術として、特許文献１記載の発明がある。特許文献１記載の発明は、レーザー墨出し器において、レーザー光の出射窓に嵌めた光透過性部材が外力により変形しにくいように、上記出射窓をカバーの外方向にふくらみを持つ曲面状にし、この曲面状の出射窓をガラス、樹脂、フィルムなどの光透過性部材で覆ってなるものである。

特許文献１記載の発明は、レーザー光の出射窓に嵌めた光透過性部材の構成に関するものであるが、本願発明のように、レーザー光の出射窓から直射日光が入射したとき、傾き検知手段の光センサが反応して傾き検知手段が誤作動することを防止するという目的のものではなく、また、この後の説明でも明らかなように、構成も異なる。

特開２００５−１４０７５８号公報

本発明は、レーザー墨出し器本体と、レーザー墨出し器本体に常時所定の姿勢をとるように保持されているレーザーユニットホルダーと、レーザーユニットホルダーに取り付けられていて投射対象に向けてレーザーライン光を投射するレーザーユニットと、レーザー墨出し器本体にレーザーユニットからのレーザー光の通り道に設けられている窓孔と、この窓孔に嵌められていてレーザーユニットからのレーザー光のみを透過させるバンドパスフィルタ機能を備えている防塵カバーと、を備えていることを最も主要な特徴とする。

レーザーユニットから出射されるレーザー光は、レーザー墨出し器本体に設けられている窓孔の防塵カバーを透過して投射対象に投射される。防塵カバーはレーザー光のみを透過させるバンドパスフィルタ機能を備えているため、直射日光の下でレーザー墨出し器を使用しても、日光が防塵カバーで遮断されてレーザー墨出し器の内部に進入することができず、レーザー墨出し器が光学的な傾き検知装置を備えていても、傾き検知装置が日光によって誤作動することを防止することができる。

なお、バンドパスフィルタを使用した公知の技術として、特開平６−１７６８７３号公報に記載されているような、赤外線リモコン信号で制御される照明器具に関する発明がある。これは、照明器具から離れて部屋の隅からリモコン送信器を操作するときにリモコン制御を確実にすることを目的とするもので、赤外線リモコン信号の受光部前面にバンドパスフィルタを設け、このバンドパスフィルタにおいて、赤外線リモコン信号の正面入射による透過中心波長（透過率が極大となる波長）を、赤外線リモコン信号の中心波長よりもやや大きくし、赤外線リモコン信号の到達距離を向上させる、というものである。

上記公報記載の発明は、特定の波長帯域の光を透過させるバンドパスフィルタを使用するものであるが、照明器具の赤外線によるリモコン信号制御装置においてリモコン制御を確実にすることを目的としているから、レーザー墨出し器の傾き検知装置が直射日光により悪影響を避けることを目的とする本願発明とは目的が異なり、目的を達成するための構成も異なっている。

以下、本発明にかかるレーザー墨出し器の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１において、レーザー墨出し器本体の一部を構成するベース１０には、その下側に３本の脚１２が取付けられ、これらの脚１２によってベース１０がほぼ水平に保たれるようになっている。ベース１０には、その上側に適宜数の支柱１４が垂直方向に立てられ、各支柱１４の上端部にはジンバル機構１５が取付けられている。ジンバル機構１５によってレーザーユニットホルダー２４が吊り下げられていて、レーザーユニットホルダー２４はあらゆる向きに自由に揺動することができるようになっている。

レーザーユニットホルダー２４の上端部には鉛直光線投射用のレーザーユニット３０が斜め上方に向けて取付けられている。レーザーユニットホルダー２４にはまた、ジンバル機構１５の下側に水平光線投射用の第２のレーザーユニット４０が水平方向に向けて取付けられている。レーザーユニットホルダー２４の下端部には、地墨投射用の第３のレーザーユニット５０が真下に向けて取付けられている。

鉛直光線投射用のレーザーユニット３０は、レーザー光源３１と、レーザー光源３１から出射される発散光を平行光束にするコリメータレンズ３２と、この平行光束を垂直方向にのみ伸張する円柱状ロッドレンズ３３とを有してなる。水平光線投射用の第２のレーザーユニット４０もほぼ同様の構成で、レーザー光源４１と、レーザー光源４１から出射される発散光を平行光束にするコリメータレンズ４２と、この平行光束を水平方向にのみ伸張する円柱状ロッドレンズ４３とを有してなる。地墨投射用の第３のレーザーユニット５０は、レーザー光源５１と、レーザー光源５１から出射される発散光を平行光束にするコリメータレンズ５２とを有してなる。各レーザーユニット３０、４０、５０はともに、所定の鏡筒に組み込まれている。各レーザー光源３１、４１、５１は例えば半導体レーザーからなる。

レーザーユニットホルダー２４は、ジンバル機構１５を介して吊り下げられることによりほぼ鉛直な姿勢をとる。この状態で上記三つのレーザーユニット３０、４０、５０のレーザー光源３１、４１、５１に通電されると、各レーザーユニット３０、４０、５０からレーザー光が出射される。レーザーユニット３０からは鉛直方向にのみ伸長されたレーザー光が出射され、このレーザー光の光路上にある建物の壁などに投射されて鉛直線を描くとともに、上記壁に連続する床や天井に上記鉛直線に続く直線を描く。レーザーユニット４０からは水平方向にのみ伸張されたレーザー光が出射され、このレーザー光の光路上にある建物の壁などに投射されて水平線を描く。レーザーユニット５０からはレーザーの平行光束が真下に向かって出射され、レーザー墨出し器が設置された建物の床などにレーザーのスポットを描く。このスポットが地墨用のレーザースポットで、このスポットが所定の建物の床などに記された基準マークの上に形成されるように墨出し器を設置する。

前記ベース１０の上には、以上説明した各機構を覆うカバー６０が被せられている。カバー６０は、ベース１０とともにレーザー墨出し器の本体を構成している。カバー６０には、上記レーザーユニット３０から鉛直方向に伸張されたレーザー光が出射されるのを妨げないように、このレーザー光の通り道に鉛直方向に長い窓孔６１が形成されている。カバー６０にはまた、上記レーザーユニット４０から水平方向に伸張されたレーザー光が出射されるのを妨げないように、このレーザー光の通り道に水平方向に長い窓孔６２が形成されている。地墨投射用のレーザー光に対しても出射を妨げないように、適宜の窓孔が形成されている。これらの窓孔６１、６２および地墨投射用のレーザー光の出射窓孔には、塵埃がレーザー墨出し器の内部に侵入しないように、防塵カバーが嵌め込まれている。

以上説明したレーザー墨出し器の構成は、公知の構成と実質的に変わりがない。本発明に係るレーザー墨出し器の特徴は、上記窓孔６１、６２など、レーザー光の出射窓孔に嵌め込まれている防塵カバーの構成にある。
図１には示されていないが、前に説明したとおり、傾き検知装置とこの検知装置の検出信号でレーザー光の出射を遮断しあるいは点滅などの警告を発する装置が組み込まれている。前述のように、傾き検知装置が発光素子と受光素子からなる光学的なセンサで構成されていると、直射日光が入射する環境の下でレーザー墨出し器を使用するとき、傾き検知装置が誤動作することがある。そこで、レーザー光の出射窓孔に嵌め込まれている防塵カバーの表面をコーティング加工して、日光の大半を遮断する薄膜を形成している。ただし、防塵カバーはレーザー墨出し器から出射するレーザー光を透過させる必要があるから、防塵カバーはレーザー光のみを透過させるバンドパスフィルタを構成するようにコーティング加工する。

図２、図３は防塵カバーの例を示している。図２、図３において、防塵カバーは適宜の厚さのガラス板８０の両面の有効領域に、コーティングによって薄膜８１を形成することによって構成されている。この防塵カバーの、入射する光の波長に対する光学特性すなわち光透過率Ｔの例を示すと以下のとおりである。防塵カバーに対する入射光の角度は０°すなわち防塵カバーの面に対し直角である。
透過率Ｔ 波長（ｎｍ）
Ｔ≦ ２％ ４００〜５８０
Ｔ＝５０％ ６１５±１０
Ｔ≧９０％ ６３０〜６４０
Ｔ＝５０％ ６５５±１０
Ｔ≦ ２％ ６９０〜１０００
Ｔ≦１０％ １０００〜１１００

この特性をグラフに表すと図４のようになり、特定の波長帯域、上記の例では赤色のレーザー光の波長帯域のみにおいて透過率が突出して高くなっている。この光学特性からわかるように、上記防塵カバーは太陽光のほとんどを遮断し、レーザー墨出し器内部の光源から出射されるレーザー光のほとんどを透過させるバンドパスフィルタ機能を備えている。よって、例えば、夏場の屋外など、直射日光の下でレーザー墨出し器を使用しても、太陽光が傾き検知装置の光センサに入射することがなく、傾き検知装置の誤動作を防止することができる。

防塵カバーのベースとなる素材はガラスに限られるものではない。剛性のあるプラスチック（樹脂）板であってもよいし、フィルム状のものであってもよい。
レーザーユニットは、鉛直ライン投射用または水平ライン投射用のうちのいずれか一つのみを備えているものであってもよいし、複数のレーザーユニットを備えているものであってもよい。一つのみのレーザーユニットを備えているものにおいては、レーザー光の通り道となる窓孔とこの窓孔に嵌められる防塵カバーは１個あればよい。

本発明を適用可能なレーザー墨出し器の例を示す縦断面図である。 本発明に用いることができる防塵カバーの例を示す正面図である。 上記防塵カバーの側面図である。 上記防塵カバーの光学特性例を示すグラフである。

符号の説明

１０ ベース
１５ ジンバル機構
２４ レーザーユニットホルダー
３０ レーザーユニット
４０ レーザーユニット
６０ カバー
６１ 窓孔
６２ 窓孔

Claims (3)

1. レーザー墨出し器本体と、
   レーザー墨出し器本体に常時所定の姿勢をとるように保持されているレーザーユニットホルダーと、
   レーザーユニットホルダーに取り付けられていて投射対象に向けてレーザーライン光を投射するレーザーユニットと、
   レーザー墨出し器本体にレーザーユニットからのレーザー光の通り道に設けられている窓孔と、
   上記窓孔に嵌められていてレーザーユニットからのレーザー光のみを透過させるバンドパスフィルタ機能を備えている防塵カバーと、を備えているレーザー墨出し器。
2. レーザー墨出し器本体は、ベースとこのベースの上に被せられたカバーを有してなり、レーザーユニットホルダー、レーザーユニットを含む内部機構がベースとカバーによって覆われている請求項１記載のレーザー墨出し器。
3. ベースとカバーからなるレーザー墨出し器本体内に、レーザー墨出し器の傾きを検知する光学的な傾き検知装置が取り付けられている請求項２記載のレーザー墨出し器。
   

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