JP2011012982A - レーザ光を誘導するためのシステムおよび追尾装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着脱可能なレーザ光誘導システムを提供する。
【解決手段】レーザ光誘導システムを構成する追尾装置１００は、筐体２１０と、プラスチック筐体２１１と、受信器と、コントローラと、全周ＬＥＤ２２０と、可動式三脚２１２，２１４，２１６と、ねじ部２４０とを含む。ねじ部２４０は、追尾装置１００に取り付けられるレーザ発光装置と結合するように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ光の誘導に関し、特定的には、レーザ光を用いた位置決め技術に関する。

レーザ光を用いて墨だしを行う技術が知られている。たとえば、特開２００２−１９５８３１号公報（特許文献１）は、「レーザー光を照射する照射部を保護するとともに、装置を動かすことなくレーザー光を３６０°の全方位に照射することができるレーザー墨だし器」を開示している（［要約］の［課題］）。このレーザー墨だし器は、「建築現場などにおいて床面などに設置し、床面、天井面、壁面にレーザー光を照射して墨出しラインを形成するレーザー墨だし器」であって、「墨だし器本体２に設けられてレーザー光を３６０°の全方位に照射する照射部３、４、５を、墨だし器本体２を収容するケース体１より突出して配置するとともに、照射部３、４、５を覆うカバー部材６を上記ケース体１に取り付け、該カバー部材６の周面にはレーザー光の照射方向と平行に開口部１１を形成し、該開口部１１を通してレーザー光を照射させ」る（［要約］の［解決手段］）。

特開２００２−１９５８３１号公報

墨出し器は、建築現場のように足場の不安定な場所または人の往来が激しい場所において用いられる場合もある。その場合、墨出し器が転倒して破損する場合もある。そのため、墨出しに要する費用が増大する場合もある。

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、墨出しに要する費用の増大が防止されるレーザ光を誘導するためのシステムを提供することである。他の目的は、墨出しに要する費用の増大が防止されるレーザ光を誘導するためのシステムに使用できる追尾装置を提供することである。

ある実施の形態に従うと、レーザ光を誘導するためのシステムは、追尾装置と、追尾装置に取り付けられるレーザ光発信装置と、レーザ光を受信する受信装置とを備える。受信装置は、レーザ光の受信を検知するためのセンサーと、レーザ光の受信の位置に基づいて、追尾装置を回転させる命令を発信するためのコントローラとを含む。レーザ光発信装置は、筐体と、筐体を追尾装置に取り付けるための第１の結合手段とを含む。追尾装置は、第１の結合手段との結合を可能にするように構成された第２の結合手段と、追尾装置を回転駆動するためのモータと、受信装置から発信される信号を受信する受信器と、受信器によって受信された信号に基づいて、モータを制御するコントローラとを含む。

好ましくは、追尾装置におけるレーザ光発信装置との結合面には、１つ以上の空孔が設けられている。追尾装置は、レーザ光発信装置における追尾装置の結合面に接触するように空孔に挿入された支持部材をさらに含む。

好ましくは、支持部材の軸部および空孔には、ねじ溝が形成されている。
好ましくは、第１の結合手段および第２の結合手段は、ねじ又は磁石を含む。

好ましくは、第１の結合手段および第２の結合手段には、はめ合いのための凹凸が形成されている。

好ましくは、追尾装置は、追尾装置の回転速度を調節するためのスイッチをさらに含む。

好ましくは、追尾装置はタイマをさらに含む。レーザ光発信装置からのレーザ光が受光装置において定められた位置で予め定められた時間内に受けられない場合に、追尾装置のコントローラは、追尾装置が受信装置を探索するためのロックモードを解除するように構成されている。

好ましくは、追尾装置はタイマをさらに含む。レーザ光発信装置からのレーザ光が受光装置において定められた位置で予め定められた時間内に受けられない場合に、追尾装置のコントローラは、追尾装置を駆動した時の位置に対して予め設定された角度だけずらした位置に、追尾装置を停止させるように構成されている。

好ましくは、受光装置は、センサーにおいて定められた基準位置からずれた第１の領域または第２の領域でレーザ光が受光されていることを示す第１および第２のインジケータと、第１の領域と第２の領域との間にある基準位置でレーザ光が受光されていることを示す中央インジケータとをさらに含む。受光装置のコントローラは、第１のインジケータと第２のインジケータとが交互に点灯している場合に予め定められた時間経過すると、中央インジケータを点灯させるように構成されている。

他の実施の形態に従うと、レーザ光誘導システムに用いられる追尾装置が提供される。レーザ光誘導システムは、追尾装置に取り付けられるレーザ光発信装置と、レーザ光を受信する受信装置とを備えている。当該追尾装置は、レーザ光発信装置との結合を可能にするように構成された結合手段と、追尾装置を回転駆動するためのモータと、受信装置から発信される信号を受信する受信器と、受信器によって受信された信号に基づいて、モータを制御するコントローラとを含む。

好ましくは、結合手段は、ねじ又は磁石を含む。
好ましくは、結合手段には、レーザ光発信装置とのはめ合いのための凹凸が形成されている。

好ましくは、追尾装置は、当該追尾装置の回転速度を調節するためのスイッチをさらに含む。

好ましくは、追尾装置はタイマをさらに含む。レーザ光発信装置からのレーザ光が受光装置において定められた位置で予め定められた時間内に受けられない場合に、コントローラは、追尾装置が受信装置を探索するためのロックモードを解除するように構成されている。

好ましくは、追尾装置は、タイマをさらに含む。レーザ光発信装置からのレーザ光が受光装置において定められた位置で予め定められた時間内に受けられない場合に、コントローラは、追尾装置を駆動した時の位置に対して予め設定された角度だけずらした位置に、追尾装置を停止させるように構成されている。

ある実施の形態に係るシステムによると、レーザの発信機能と駆動機能とを分離することができるため、レーザ発光装置を効率よく使用することができる。

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

実施の形態に係るレーザ誘導システム１０の構成の概略を表わす図である。 実施の形態に係る追尾装置１００の外観を表わす図である。 追尾装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。 受光器１１０の外観を表わす図である。 受光器１１０の構成の概略を表わすブロック図である。 追尾装置１００のコントローラ３００が実行する一連の処理の一部を表わすフローチャートである。 受光器１１０のコントローラ５００が実行する一連の処理の一部を表わすフローチャートである。 実施の形態の第１の変形例に係る追尾装置９００の概略を表わす図である。 実施の形態の第２の変形例に係る追尾装置９００の概略を表わす図である。 追尾装置１００とレーザ発光装置１２０との結合部分に隙間が生じている状態を表わす図である。 追尾装置１１００とレーザ発光装置１２０の断面を表わす図である。 追尾装置１１００の底面を図１１に示されるＡ方向から表わす図である。 ねじ１１１０の外観を表わす図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係るレーザ誘導システム１０について説明する。図１は、レーザ誘導システム１０の構成の概略を表わす図である。レーザ誘導システム１０は、追尾装置１００と、受光器１１０と、レーザ発光装置１２０とを備える。レーザ発光装置１２０は、追尾装置１００に取り付けられている。レーザ発光装置１２０は、発光器３２０を含む。

レーザ発光装置１２０は、発光器３２０を用いてレーザ光を照射する。受光器１１０がそのレーザ光を受けると、受光器１１０における受光の位置を表わす信号またはレーザ発光装置に旋回を指示する信号を発信する。旋回の指示は、たとえば、右又は左方向への回転角度を含む。追尾装置１００は、そのような信号を受信し、受光器１１０によって送られた命令を検知する。追尾装置１００は、その命令に従ってレーザ発光装置１２０を回転させる。

図２を参照して、本実施の形態に係る追尾装置１００について説明する。図２は、追尾装置１００の外観を表わす図である。追尾装置１００は、筐体２１０と、プラスチック筐体２１１と、可動式三脚２１２，２１４，２１６と、全周ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２２０と、メインスイッチ２２２と、パイロットＬＥＤ２２４と、停止スイッチ２３０と、リセットスイッチ２３２と、ねじ部２４０とを備える。

筐体２１０は、好ましくは、防塵および防水タイプである。追尾装置１００は、建築現場その他の風塵が発生しやすい場所で使用される場合があり、また、屋外で使用される場合もあるためである。

ねじ部２４０は、プラスチック筐体２１１の中央部に設けられている。レーザ発光装置１２０は、ねじ部２４０によって追尾装置１００に取り付けられる。ねじ部２４０の構成は、ねじ溝に限られず、挿入式であってもよい。

プラスチック筐体２１１において、レーザ発光装置１２０との接合面には、はめ合いのための凹凸が形成されていてもよい。たとえば、ねじ部２４０の中心軸に対する円周上に等間隔に、凹部または凸部が形成されていてもよい。この場合、それに対応するようにレーザ発光装置１２０の底面には、凸部または凹部が形成されていてもよい。このようにすると、着脱が可能なレーザ発光装置１２０および追尾装置１００において、はめ合いを確実にすることができる。

可動式三脚２１２，２１４，２１６は、それぞれ、筐体２１０の底面に回転可能に取り付けられており、未使用時には、筐体２１０の外周の範囲内に収容できる。また、可動式三脚２１２，２１４，２１６は、脚の長さを調節することができる。

なお、レーザ発光装置１２０と追尾装置１００との取り付け方法はねじに限られない。たとえば、レーザ発光装置１２０と追尾装置１００との接合面に磁石を取り付けて、磁力によって接合されてもよい。

［ハードウェア構成］
図３を参照して、追尾装置１００の構成についてさらに説明する。図３は、追尾装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。追尾装置１００は、図２に示される構成に加えて、受信機２９０と、コントローラ３００と、モータ３１０と、電池３３０とを備える。メインスイッチ２２２と受信機２９０とからの各出力は、コントローラ３００に入力される。モータ３１０は、たとえば、歯車式モータである。

電池３３０は、追尾装置１００を駆動するための電力を各構成要素に供給する。電池３３０は、通常の乾電池であればよい。なお、他の局面において、電灯線からの電力供給を受けるための外部電源アダプタが用いられてもよい。

メインスイッチ２２２が押下されると、追尾装置１００はコントローラ３００の制御に基づいて起動する。追尾装置１００の上部に取り付けられるレーザ発光装置１２０が発光器３２０を介してレーザ光を発すると、そのレーザ光を受信する受光器１１０は、受光位置を表わす信号又は追尾装置１００の旋回命令を発信する。

追尾装置１００において、受信機２９０がその信号を受信すると、その信号は受信機２９０からコントローラ３００に送られる。コントローラ３００は、その信号に基づいて、レーザ光が受信された位置を検知し、受光器１１０から与えられた命令を検出する。この命令は、上述の、レーザ発光装置１２０による発光の方向を右寄りまたは左寄りに移動させるための命令を含む。コントローラ３００は、その検出した命令に基づいてモータ３１０に信号を与え、プラスチック筐体２１１を回転させる。プラスチック筐体２１１が回転すると、ねじ部２４０によって取り付けられているレーザ発光装置１２０も同様に回転する。したがって、レーザ光が発せられる方向は、追尾装置１００の回転に従って回転する。

パイロットＬＥＤ２２４は、メインスイッチ２２２の押下に基づいてコントローラ３００からの指令により発光する。パイロットＬＥＤ２２４の点灯は、追尾装置１００が駆動していることを表わす。

全周ＬＥＤ２２０は、コントローラ３００からの信号に基づいて発光する。たとえば、追尾装置１００が左方向にまたは右方向に旋回しているとき、全周ＬＥＤ２２０は点灯し、追尾装置１００が回転していることを示す。この場合、全周ＬＥＤ２２０は、左方向の旋回と右方向の旋回とを区別する態様で発光してもよい。たとえば、左方向の旋回を示すために、全周ＬＥＤ２２０の一部が、右から左に順に発光してもよい。逆に、右方向の旋回を示す場合、全周ＬＥＤ２２０の発光の方向は、左から右であってもよい。

［動作モード］
ある局面において、レーザ誘導システム１０の動作モードは、リモコンモードと、ロックオンモードとを含む。リモコンモードは、使用者が受光器１１０を操作して追尾装置１００を回転させるモードをいう。すなわち、使用者が受光器１１０の旋回ボタン（後述する）を押下すると、受光器１１０は、その押下に基づいて、追尾装置１００を旋回させる命令を含む信号を発信する。追尾装置１００は、その信号を受信すると、その命令に応じた角度だけ旋回する。

なお、この場合、旋回ボタンの押下の態様としては、断続的な押下と、連続押下とのいずれであってもよい。たとえば、断続的な押下の場合、１回の押下に基づいて、予め設定された角度（たとえば１度）だけ旋回する。一例として、使用者が、旋回ボタンを３回押下すると、追尾装置は、３回分の角度（たとえば３度）回転する。

あるいは、他の局面において、旋回ボタンが予め設定された一定時間以上押下された場合にのみ、受光器１１０は、旋回命令を発信してもよい。このようにすると、たとえば、他の作業者が不意に旋回ボタンに触れた場合に、受光器１１０は旋回命令を発信しないので、誤動作を防止することができる。

ロックオンモードは、誘導モードとも称される。すなわち、追尾装置１００の旋回は、受光器１１０からの信号に基づいて制御される。この場合、追尾装置１００に取り付けられたレーザ発光装置１２０は、所謂縦ラインを表示するレーザ光をどの位置に照射していても、レーザ光の照射方向（すなわち、追尾装置１００の回転位置）は、受光器１１０のセンター位置まで誘導される。

この場合、受光器１１０に対して、ロックオンモードであることを示す入力が使用者によって与えられる。この入力は、たとえば、この動作モードを有効にすることを示すスイッチのオンである。そのような入力の後、使用者が旋回ボタンを押下すると、その押下に応答して、受光器１１０は、動作命令を発信する。追尾装置１００は、その動作命令を受信すると、予め定められた方向に回転し始める。この方向は、右方向（時計回り）および左方向（反時計回り）のいずれであってもよい。このモードのとき、全周ＬＥＤ２２０は、点滅し始める。ロックオンが完了すると、全周ＬＥＤ２２０は、点滅の状態から常時点灯の状態に切り換わる。その切り換わりの後、予め設定された時間が経過すると、全周ＬＥＤ２２０は消灯する。消灯は、ロックオンモードの解除を表わし、レーザ誘導システム１０の動作モードが、待機モードに切り換わったことを示す。

なお、他の局面において、本実施の形態に係るレーザ誘導システム１０は、タイムアウト機能を備えていてもよい。たとえば、何らかの理由により、追尾装置１００と受光器１１０とがロックできない場合、受光器１１０は、自動的にロックオンモードを解除してもよい。この場合、追尾装置１００は、最初の位置から一定角度回転した位置で停止してもよい。このようにすると、再度ロックオンモードに切り換わった場合に、追尾装置１００による旋回の開始位置が異なるため、ロックオンに要する時間を短くすることが可能となる。

［受光器について］
図４および図５を参照して、本実施の形態に係る受光器１１０の構成について説明する。図４は、受光器１１０の外観を表わす図である。

図４（Ａ）を参照して、受光器１１０は、筐体４００と、キャンセルボタン５１２と、左旋回ボタン５１４と、右旋回ボタン５１６とを備える。キャンセルボタン５１２は、受光器１１０が追尾装置１００に対して、追尾装置１００の駆動をキャンセルするための命令を発信する。たとえば、左旋回ボタン５１４が押下された後にキャンセルボタン５１２が押下されると、左旋回の命令がキャンセルされ得る。

左旋回ボタン５１４は、その押下に応答して、追尾装置１００に左旋回するための命令を発信する。ここで、左旋回とは、たとえば追尾装置１００によって駆動されるレーザ発光装置１２０から発信されたレーザ光が中心位置よりも右に行き過ぎた場合に、その中心位置に戻すために与えられる命令である。一方、右旋回とは、レーザ発光装置１２０が左方向に行き過ぎた場合に、レーザ光の照射方向を右方向に戻すために、追尾装置１００を右方向に回転させる命令を表わす。

図４（Ｂ）を参照して、受光器１１０は、筐体４００の正面において、メインスイッチ５１０と、リモコン操作スイッチ５１１と、位置ずれＬＥＤ５３０，５３１と、発信機５４０とを備える。メインスイッチ５１０は、その押下に応答して受光器１１０を起動する。リモコン操作スイッチ５１１が押下されると、受光器１１０は、リモコンモードとして操作され得る。この場合、使用者が、前述の左旋回ボタンあるいは右旋回ボタンに相当する操作を受光器１１０に対して与えることにより、追尾装置１００を旋回させることができる。

受光器１１０は、受光センサ５１９において、レーザ発光装置１２０から発信されたレーザ光を受信する。受光センサ５１９において予め規定された中央の位置でレーザ光が受信されると、センターＬＥＤ５２０が点灯する。レーザ光が領域５７１において受信されると、その受信の位置がずれていることを示すために、位置ずれＬＥＤ５３０が点灯する。同様に、領域５７２においてレーザ光が受信されると、位置ずれＬＥＤ５３１が点灯する。発信機５４０は、受光器５７０による受信の結果に基づいてあるいは、左旋回ボタンまたは右旋回ボタンの押下に基づいて、追尾装置１００を駆動させるための命令を含む信号を発信する。また他の局面において、レーザ光が受光センサ５１７の中心位置において受信されたとき、発信機５４０は、センター位置合わせが行なわれたことを示す信号を発信してもよい。

スピーカ５５０は、受光器１１０によるレーザ光の受信の状態を示す音声を出力する。たとえば、センター位置合わせが行なわれたとき、スピーカ５５０は、そのことを示すために予め設定された音声を出力する。他の局面において、スピーカ５５０は、左旋回または右旋回を示すための音声を出力してもよい。

図４（Ｃ）を参照して、受光器１１０は、筐体４００において、左旋回ボタン５１５と右旋回ボタン５１７とキャンセルボタン５１３とを備える。各ボタンの機能は、図４（Ａ）に示されるものと同じである。したがって、それらの説明は繰り返さない。図４（Ａ）および図４（Ｃ）から明らかなように、これらのボタンは筐体４００の側面に設けられている。各ボタンが筐体４００に対して対称に設けられていることにより、受光器１１０がどのように置かれても少なくともいずれか一面が、受光器１００の操作面として使用者に視認される。

［ハードウェア構成］
図５は、受光器１１０の構成の概略を表わすブロック図である。受光器１１０は、図４に示される構成に加えて、コントローラ５００と、タイマ５１８と、電池５６０とを備える。メインスイッチ５１０とリモコン操作スイッチ５１１と、キャンセルボタン５１２，５１３と、左旋回ボタン５１４，５１５と、右旋回ボタン５１６，５１７と、受光センサ５１９と、タイマ５１８からの出力は、それぞれコントローラ５００に入力される。メインスイッチ５１０が押下されると、受光器１１０は、コントローラ５００の制御に基づいて予め設定された初期状態に切り換わる。このとき、タイマ５１８はレーザ光の受光までの時間を計測する。

リモコン操作スイッチ５１１が押下されると、コントローラ５００は、左旋回または右旋回を指令するために使用者によって与えられる操作を受け付ける。

キャンセルボタン５１２，５１３が押下されると、コントローラ５００は、直前に送られた命令をキャンセルするための信号を発信する。具体的には、キャンセルボタン５１２，５１３のいずれかが押下されると、そのことを示す信号がコントローラ５００に送られる。コントローラ５００は、その信号に基づいて、内部のレジスタに格納されている命令であって直前に発信した命令をキャンセルするための新たな命令を出力する。発信機５４０がその命令を出力すると、レーザ発光装置１２０は、追尾装置１００によって直前の状態に戻される。

左旋回ボタン５１４，５１５は、受光器１１０の使用者による操作を受け付けて、その操作に応じた信号をコントローラ５００に送る。たとえば、左旋回ボタン５１４，５１５のいずれかが１回押下されると、１回の押下について予め設定された移動を示す信号が、コントローラ５００によって発信される。この信号は、たとえば、予め設定された角度だけ回転することを表わす信号を含む。

右旋回ボタン５１６，５１７は、左旋回ボタン５１４，５１５と同様、受光器１１０の使用者による操作を受け付ける。たとえば、使用者が、右旋回ボタン５１６，５１７のいずれかを１回押下すると、コントローラ５００は、その１回に付き予め定められた回転角度だけ追尾装置１００を右方向に旋回させるための命令を発信する。追尾装置１００がその信号を受信すると、右方向に旋回する。たとえば、レーザ発光装置１２０によるレーザの照射位置がセンター位置よりも左に行き過ぎた場合には、使用者が右旋回ボタン５１６，５１７のいずれかを押下すると、右方向に回転駆動する。

受光センサ５１９は、レーザ発光装置１２０から発信されたレーザ光を受信し、その受信した位置を表わす信号をコントローラ５００に送出する。コントローラ５００は、その信号に基づいてセンターＬＥＤ５２０または位置ずれＬＥＤ５３０，５３１のいずれかを点灯させる。赤外線受光部５０９は、受光器１１０を制御するためのリモコン信号を受信する。

タイマ５１８は、受光器１１０が始動してから最初にレーザ光を受信するための時間を計測する。その後、タイマ５１８は、レーザ光を受信してから次にレーザ光を受信するまでの時間を計測する。これらの時間が予め設定されたタイムアウト時間を超えた場合には、コントローラ５００は、受光器１１０の運転を終了する。これにより、電池５６０による電力の消耗が最低限に抑えられる。

発信機５４０は、左方向への旋回または右方向への旋回またはセンター位置決めができたことを表わす信号を発信する。この信号が追尾装置１００によって受信されると、追尾装置１００は、その信号に応じた旋回または停止を実現する。スピーカ５５０は、受光器１１０によるレーザ光の受信状態を通知するための音声を出力する。これらの音声は、レーザ光がセンター位置で受信されていることを示す音声、右方向にずれていることを通知する音声、左方向にずれていることを通知する音声等を含む。その他の通知のための音声が含まれてもよい。

［制御構造］
図６および図７を参照して、本実施の形態に係るレーザ誘導システム１０の制御構造について説明する。図６は、追尾装置１００のコントローラ３００が実行する一連の処理の一部を表わすフローチャートである。図７は、受光器１１０のコントローラ５００が実行する一連の処理の一部を表わすフローチャートである。

図６を参照して、ステップＳ６１０にて、追尾装置１００のコントローラ３００は、メインスイッチ２２２の押下に基づいてパイロットＬＥＤ２２２を点灯させる。ステップＳ６１２にて、コントローラ３００は、さらに、全周ＬＥＤ２２０を点滅させる。ステップＳ６１４にて、追尾装置１００に取り付けられているレーザ発光装置１２０は、発光器３２０を用いてレーザ光を発信する。このレーザ光は、受光器１１０によって受信される。受光器１１０は、そのレーザ光の受信に応じた信号を発信する。

ステップＳ６１６にて、コントローラ３００は、受信機２９０を介して受光器１１０によって送られた信号を受信する。この信号は、たとえば、レーザ発光装置１２０を右方向または左方向に旋回するべき旨の信号、または、受光位置がセンサーの中央であることを示す信号を含む。ステップＳ６１８にて、コントローラ３００は、その信号に基づいて回転量を計算する。たとえば、コントローラ３００は、その信号に含まれる値に応じて予め定められた回転角を算出する。

ステップＳ６２０にて、コントローラ３００は、その計算した回転量に応じてモータ３１０を駆動する。モータ３１０が駆動すると、ねじ部２４０を含むプラスチック筐体が旋回する。ねじ部２４０によってプラスチック筐体に取り付けられているレーザ発光装置１２０は、回転する。その結果、発光器３２０から照射されるレーザ光の向きもその回転量に応じて移動する。受光器１１０がそのレーザ光を受信すると、コントローラ５００は、受光センサ５１９において受信した位置を特定する。コントローラ５００は、その位置に基づいて追尾装置１００によるレーザ光の照射方向を特定し、右方向への旋回又は左方向への旋回が必要であるか否かを判断する。その判断結果に基づいて、コントローラ５００は、レーザ発光装置１２０を右方向または左方向に回転するための命令を送信する。

ステップＳ６２２にて、コントローラ３００は、受光器１１０からの信号を、受信機２９０を介して受信する。

ステップＳ６３０にて、コントローラ３００は、受光センサ５１９からの出力に基づいて、レーザ光が受光器１１０のセンター位置にロックしたか否かを判断する。コントローラ３００は、レーザ光がセンター位置にロックしたと判断すると（ステップＳ６３０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ６４０に切り換える。そうでない場合には（ステップＳ６３０にてＮＯ）、コントローラ３００は、制御をステップＳ６１８に戻す。

ステップＳ６４０にて、コントローラ３００は、それまで点滅していた全周ＬＥＤ２２０を常時点灯させる。これにより、レーザ誘導システム１０の使用者は、レーザ光が受光器１１０のセンター位置にロックしたことを容易に認識できる。また、別の局面において、コントローラ３００は、スピーカ５００に、レーザ光が受光器１１０のセンター位置にロックしたことを通知する音声を出力させてもよい。

ステップＳ６５０にて、コントローラ３００は、受光器１１０がその後移動されたか否かを判断する。たとえば、レーザ光が受光器１１０のセンター位置に一旦ロックした場合であっても、その後に、受光器１１０が不意に移動される場合がある。そこで、コントローラ３００は、レーザ光がロックした後であって予め設定された時間内に受光器１１０が移動されたか否かを判断する。コントローラ３００は、受光器１１０が移動されたと判断すると（ステップＳ６５０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ６６０に切り換える。そうでない場合には（ステップＳ６５０にてＮＯ）、コントローラ３００は、レーザ発光装置１２０の駆動のための動作を終了する。

ステップＳ６６０にて、コントローラ３００は、受光器１１０を追尾する。具体的には、コントローラ３００は、制御をステップＳ６２２に戻し、レーザ光が受光器１１０のセンター位置にロックされることを再度検知するまで、前述の処理を繰り返す。

図７を参照して、ステップＳ７１０にて、コントローラ５００は、メインスイッチ５１０がオンされたことを検知する。コントローラ５００は、電池５６０から各構成要素に対する電力の供給を可能にし、受光器１１０を待機状態に切り換える。ステップＳ７１２にて、コントローラ５００は、受光センサ５１９からの出力に基づいて、レーザ光の受信を検知する。

ステップＳ７２０にて、コントローラ５００は、受光センサ５１９からの信号に基づいて受光位置が受光センサ５１９の中央であるか否かを判断する。コントローラ５００は、受光位置がセンサ５１９の中央であると判断すると（ステップＳ７２０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ７３０に切り換える。そうでない場合には（ステップＳ７２０にてＮＯ）、コントローラ５００は、制御をステップＳ７４０に切り換える。

ステップＳ７３０にて、コントローラ５００は、センターＬＥＤ５２０を点灯させる。これにより、レーザ誘導システム１０の使用者は、レーザ光が中央位置にロックしたことを認識することができる。

ステップＳ７４０にて、コントローラ５００は、受光位置が受光センサ５１９の受光領域におけるセンター位置よりも左であるか否かを判断する。コントローラ５００は、受光位置が中央の左であると判断すると（ステップＳ７４０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ７４２に切り換える。そうでない場合には（ステップＳ７４０にてＮＯ）、コントローラ５００は、制御をステップＳ７４４に切り換える。

ステップＳ７４２にて、コントローラ５００は、左の位置ずれＬＥＤ５３０を点灯させる。これにより、使用者はレーザ光の受光の位置が左に行き過ぎていることを認識できる。

ステップＳ７４４にて、コントローラ５００は、右の位置ずれＬＥＤ５３１を点灯させる。これにより、使用者は、受光位置がセンター位置よりも右方向にずれていることを認識することができる。

ステップＳ７５０にて、コントローラ５００は、受光センサ５１９における受光位置を示す信号または、追尾装置１００を右方向または左方向に旋回するべき旨を示す信号を、発信機５４０を介して発信する。詳しくは、受光位置が受光センサ５１９の中央であるとき（ステップＳ７２０にてＹＥＳ）、コントローラ５００は、現在の状態においてレーザ光が中央位置に位置決めされていることを示す信号を発信する。このような信号が追尾装置１００によって受信されると、追尾装置１００は、レーザ発光装置１２０をそれ以上旋回させない。一方、受光位置が左ずれている場合（ステップＳ７４２）、コントローラ５００は、左方向の位置ずれを解消するために、レーザ発光装置１２０を右方向に旋回させるべき旨を示す信号を発信する。追尾装置１００がそのような信号を受信すると、レーザ発光装置１２０を右方向に旋回させる。また、受光位置が右にずれている場合には（ステップＳ７４４）、レーザ発光装置１２０を左方向に旋回させるべき旨を示す信号を発信する。追尾装置１００がそのような信号を受信すると、レーザ発光装置１２０を予め設定された回転角度に応じて旋回させる。

ステップＳ７６０にて、コントローラ５００は、タイマ５１８からの出力に基づいて、受光器１１０の駆動時間が予め設定された一定時間（たとえば６０秒）経過したか否かを判断する。コントローラ５００は、駆動時間が一定時間経過したと判断すると（ステップＳ７６０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ７７０に切り換える。そうでない場合には（ステップＳ７６０にてＹＥＳ）、コントローラ５００は、制御をステップＳ７１２に戻す。

＜第１の変形例＞
図８を参照して、本実施の形態に係る第１の変形例について説明する。図８は、実施の形態の第１の変形例に係る受光器１００の概略を表わす図である。

ある局面において、センターＬＥＤ５２０と、位置ずれＬＥＤ５３０，５３１とが、交互に点灯する場合が考えられる。たとえばこのような状態になったとき、予め設定された時間（たとえば１秒）が経過した場合には、受光器１１０におけるレーザ光の受光位置はセンター位置であると「見なし判断」を行ない、コントローラ５００は、センターＬＥＤ５２０のみを点灯させてもよい。

たとえば、本変形例に係る受光器の各ＬＥＤの状態が、図８（Ａ）から図８（Ｅ）である場合に、予め設定された時間（たとえば１秒）が経過すると、受光器のコントローラ５００は、レーザ光をロックしたとみなして、センターＬＥＤ５２０を点灯する。これにより、たとえば、何らかの要因で完全にロックしない場合でもロック状態を特定することができる。

＜第２の変形例＞
図９を参照して、第２の変形例について説明する。図９は、実施の形態の第２の変形例に係る追尾装置９００の概略を表わす図である。さらに他の局面において、受光器１１０の反応速度は、作業環境や受光器１１０の電池５６０の残量などに応じて必ずしも一定でない場合がある。そこで、本変形例に係る追尾装置９００は、プラスチック筐体２１１の旋回速度を調整する機能を有してもよい。

すなわち、本変形例に係る追尾装置９００は、図２に示される構成に加えて、旋回スピードボリュームスイッチ９１０をさらに備える。旋回スピードボリュームスイッチ９１０が操作されると、その操作に応じた信号がコントローラ３００に送られる。コントローラ３００は、その信号に基づいてモータ３１０に与える駆動信号を生成する。詳しくは、コントローラ３００は、旋回スピードボリュームスイッチ９１０によって特定される速度だけスピードを落とした状態で回転するようにモータ３１０に指令を与える。モータ３１０は、その指令に基づいて、予め設定された回転速度よりも遅い速度で駆動する。プラスチック筐体２１１がこのようにして引下げられた速度で旋回するため、受光器１１０による反応の遅延を防止することができる。

なお、この場合の調整は、前述の「ロックオンモード」のときに有効となる。また、旋回スピードボリュームスイッチ９１０は、防塵および防水のため、シールドとして、たとえばＶリング（図示しない）を含むのが好ましい。

上記の実施の形態および各変形例に係る受光器１１０において、ボタンの配置は図に示されるものに限られない。すなわち、本実施の形態においては、受光器１１０の筐体の側面に、旋回スイッチあるいはキャンセルボタンが配置されている構成が示されているが、他の局面において、旋回スイッチおよびキャンセルボタンが筐体４００の正面に配置されていてもよい。

さらに他の局面において、受光器１１０が信号を発信するために使用するチャネルは、選択的に切り換えることが可能であってもよい。この場合、同一の作業場所において複数のレーザ誘導システム１０が使用されても、受光器１１０が発信する信号の混信を防止することができる。なお、チャネル切り換えの態様は、特に限られない。

＜第３の変形例＞
以下、本実施の形態の第３の変形例について説明する。追尾装置１００におけるレーザ発光装置１２０との結合面、あるいは、レーザ発光装置１２０における追尾装置１００との結合面は、加工の状態等によっては、隙間なく結合できない場合も生じ得る。この場合、追尾装置１００の回転中心と、レーザ発光装置１２０の回転中心とがずれ、結果として、偏芯の状態になり得る。

図１０は、追尾装置１００とレーザ発光装置１２０との結合部分に隙間が生じている状態を表わす図である。その結果、追尾装置１００の中心軸１０１０と、レーザ発光装置１２０の回転軸１０４０とは、ずれることになる。すなわち、本来であれば、重心１０２０を通る中心軸１０３０と、中心軸１０１０とが、同一中心線上にあることが望ましい。しかしながら、レーザ発光装置１２０が傾いた状態で追尾装置１００に取り付けられていることにより、中心軸１０１０上の回転中心と、重心１０２０とがずれている。そのため、追尾装置１００が回転運動するとき、レーザ発光装置１２０が首振り状態になる可能性がある。そこで、このようなずれを防止する必要性が存在する。

図１１を参照して、本変形例に係る追尾装置１１００とレーザ発光装置１２０の構造について説明する。図１１は、追尾装置１１００とレーザ発光装置１２０の断面を表わす図である。追尾装置１１００には空孔１１０２，１１０４，１１０６が形成されている。空孔１１０２，１１０４，１１０６には、支持部材としてのねじ１１１０，１１２０，１１３０がそれぞれ嵌め込まれている。ねじ１１１０，１１２０の頭部は、レーザ発光装置１２０の底面に対して圧迫力を与えるために、たとえば、半球状の形状である。ねじ１１３０の頭部は、結合部材１１５０に遮られている。

このような構成により、ねじ１１１０，１１２０，１１３０を回転させることにより、レーザ発光装置１２０の底面の傾きを調整することができる。その結果、たとえば、結合部材１１５０の精度により、レーザ発光装置１２０が追尾装置１１００に対して傾いて取り付けられている場合であっても、いずれかのねじの送りを調整することにより、当該傾きを相殺することができる。

図１２は、追尾装置１１００の底面を図１１に示されるＡ方向から表わす図である。追尾装置１１００の筐体には、空孔１１０２，１１０４，１１０６が形成されている。空孔１１０２，１１０４，１１０６には、ねじ１１１０，１１２０，１１３０がそれぞれ取り付けられている。追尾装置１１００における空孔１１０２，１１０４，１１０６の位置は、たとえば、等間隔であるが、等間隔でなくてもよい。また、追尾装置１１００に形成される空孔の数は、図１２から特定される数に限られず、１つ以上であればよい。また、用いられるねじの数も、３に限られず、１、２あるいは４以上でもよい。

図１３を参照して、ねじ１１１０の構造について説明する。なお、ねじ１１２０，１１３０も同様の構成である。ねじ１１１０は、半球状の頭部１１１１と、スパナの装着を受ける軸部１１１２と、空孔１１０２におけるはめ合いを実現するためのねじ部１１１３とを含む。

ある局面において、頭部１１１１の外径は、ねじ部１１１３の外径よりも小さい。これにより、追尾装置１１００の筐体の内側からねじ１１１０を挿入することができる。他の局面において、頭部１１１１の外径は、ねじ部１１１３の外径よりも大きくてもよい。この場合、追尾装置１１００の筐体の上部（レーザ発光装置１２０の底面に対抗する面）からねじ１１１０を挿入することができる。このような構成により、本変形例に係るねじ１１１０，１１２０，１１３０は、追尾装置１１００とレーザ発光装置１２０との結合面の傾きを調整することができる。その結果、レーザ発光装置１２０の回転中心と、追尾装置１１００の回転中心とをほぼ同一軸上にすることができるため、追尾装置１１００の回転運転時におけるレーザ発光装置１２０の首振りその他の偏芯に起因する現象の発生を防止することができる。

以上のようにして、本実施の形態に係るレーザ誘導システム１０は、着脱可能な追尾装置１００とレーザ発光装置１２０とを備える。したがって、レーザ発光装置１２０を取り替えることが可能になるため、１つの追尾装置１００で複数の異なるタイプのレーザ発光装置を使用することができる。これにより、用途に応じたレーザ誘導システムを提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ レーザ誘導システム、１００ 追尾装置、１１０ 受光器、１２０ レーザ発光装置、３２０ 発光器、２１０ 筐体、２１１ プラスチック筐体、２１２，２１４，２１６ 可動式三脚、２２０ 全周ＬＥＤ、２２２ メインスイッチ、２２４ パイロットＬＥＤ、２３０ 停止スイッチ、２３２ リセットスイッチ、２４０ ねじ部、４００ 筐体、５００ コントローラ、５１０ メインスイッチ、５１１ リモコン操作スイッチ、５１２，５１３ キャンセルボタン、５１４，５１５ 左旋回ボタン、５１６，５１７ 右旋回ボタン、５１８ タイマ、５１９ 受光センサ、５２０ センターＬＥＤ、５３０，５３１ 位置ずれＬＥＤ、５５０ スピーカ、５７０ 受光器、９００ 追尾装置、９１０ 旋回スピードボリュームスイッチ。

Claims (17)

1. 追尾装置と、
   前記追尾装置に取り付けられるレーザ光発信装置と、
   レーザ光を受信する受信装置とを備え、
   前記受信装置は、
   レーザ光の受信を検知するためのセンサーと、
   レーザ光の受信の位置に基づいて、前記追尾装置を回転させる命令を発信するためのコントローラとを含み、
   前記レーザ光発信装置は、
   筐体と、
   前記筐体を前記追尾装置に取り付けるための第１の結合手段とを含み、
   前記追尾装置は、
   前記第１の結合手段との結合を可能にするように構成された第２の結合手段と、
   前記追尾装置を回転駆動するためのモータと、
   前記受信装置から発信される信号を受信する受信器と、
   前記受信器によって受信された信号に基づいて、前記モータを制御するコントローラとを含む、レーザ光を誘導するためのシステム。
2. 前記追尾装置における前記レーザ光発信装置との結合面には、１つ以上の空孔が設けられており、
   前記追尾装置は、前記レーザ光発信装置における前記追尾装置の結合面に接触するように前記空孔に挿入された支持部材をさらに含む、請求項１に記載のレーザ光を誘導するためのシステム。
3. 前記支持部材の軸部および前記空孔には、ねじ溝が形成されている、請求項２に記載のレーザ光を誘導するためのシステム。
4. 前記第１の結合手段および前記第２の結合手段は、ねじ又は磁石を含む、請求項１から３のいずれかに記載のレーザ光を誘導するためのシステム。
5. 前記第１の結合手段および前記第２の結合手段には、はめ合いのための凹凸が形成されている、請求項１から４のいずれかに記載のレーザ光を誘導するためのシステム。
6. 前記追尾装置は、前記追尾装置の回転速度を調節するためのスイッチをさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載のレーザ光を誘導するためのシステム。
7. 前記追尾装置はタイマをさらに含み、
   前記レーザ光発信装置からのレーザ光が前記受光装置において定められた位置で予め定められた時間内に受けられない場合に、前記追尾装置の前記コントローラは、前記追尾装置が前記受信装置を探索するためのロックモードを解除するように構成されている、請求項１から６のいずれかに記載のレーザ光を誘導するためのシステム。
8. 前記追尾装置はタイマをさらに含み、
   前記レーザ光発信装置からのレーザ光が前記受光装置において定められた位置で予め定められた時間内に受けられない場合に、前記追尾装置の前記コントローラは、前記追尾装置を駆動した時の位置に対して予め設定された角度だけずらした位置に、前記追尾装置を停止させるように構成されている、請求項１から６のいずれかに記載のレーザ光を誘導するためのシステム。
9. 前記受光装置は、
   前記センサーにおいて定められた基準位置からずれた第１の領域または第２の領域でレーザ光が受光されていることを示す第１および第２のインジケータと、
   前記第１の領域と前記第２の領域との間にある前記基準位置でレーザ光が受光されていることを示す中央インジケータとをさらに含み、
   前記受光装置の前記コントローラは、
   前記第１のインジケータと前記第２のインジケータとが交互に点灯している場合に予め定められた時間経過すると、前記中央インジケータを点灯させるように構成されている、請求項１から８のいずれかに記載のレーザ光を誘導するためのシステム。
10. レーザ光誘導システムに用いられる追尾装置であって、前記レーザ光誘導システムは、前記追尾装置に取り付けられるレーザ光発信装置と、レーザ光を受信する受信装置とを備えており、
    前記追尾装置は、
    前記レーザ光発信装置との結合を可能にするように構成された結合手段と、
    前記追尾装置を回転駆動するためのモータと、
    前記受信装置から発信される信号を受信する受信器と、
    前記受信器によって受信された信号に基づいて、前記モータを制御するコントローラとを含む、追尾装置。
11. 前記追尾装置における前記レーザ光発信装置との結合面には、１つ以上の空孔が設けられており、
    前記追尾装置は、前記レーザ光発信装置における前記追尾装置の結合面に接触するように前記空孔に挿入された支持部材をさらに含む、請求項１０に記載の追尾装置。
12. 前記支持部材の軸部および前記空孔には、ねじ溝が形成されている、請求項１１に記載の追尾装置。
13. 前記結合手段は、ねじ又は磁石を含む、請求項１０から１２のいずれかに記載の追尾装置。
14. 前記結合手段には、前記レーザ光発信装置とのはめ合いのための凹凸が形成されている、請求項１０から１３のいずれかに記載の追尾装置。
15. 前記追尾装置の回転速度を調節するためのスイッチをさらに含む、請求項１０から１４のいずれかに記載の追尾装置。
16. タイマをさらに含み、
    前記レーザ光発信装置からのレーザ光が前記受光装置において定められた位置で予め定められた時間内に受けられない場合に、前記コントローラは、前記追尾装置が前記受信装置を探索するためのロックモードを解除するように構成されている、請求項１０から１５のいずれかに記載の追尾装置。
17. タイマをさらに含み、
    前記レーザ光発信装置からのレーザ光が前記受光装置において定められた位置で予め定められた時間内に受けられない場合に、前記コントローラは、前記追尾装置を駆動した時の位置に対して予め設定された角度だけずらした位置に、前記追尾装置を停止させるように構成されている、請求項１０から１５のいずれかに記載の追尾装置。

Images