JP2013092536A - レーザベースの位置合わせツール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
本発明は、第1の出力ビームと、第1の出力ビームに対して実質的に垂直である第2の出力ビームとを形成することを特徴とする。第1の出力ビームは水平を示し、第2の出力ビームは鉛直を示し、第1および第2の出力ビームは合わせて直角を示す。本発明はさらに、水平および鉛直方向の精度が損なわれるほどに、装置が傾斜したときに指示を出す、エラーインジケータと、該エラーインジケータを無効化し、それによって、出力ビームが少なくとも直角の位置合わせを示すために使用され得る、オーバーライドとを特徴とする。
【選択図】図1
Description
(項目1)
位置合わせのインジケーションを投影するための装置であって、該装置は、
ハウジングと、
水平、鉛直、および直角を示す出力ビームを投影するために、該ハウジング内に振り子状に懸架された投影ユニットであって、該投影ユニットは鉛直投影モジュールおよび水平投影モジュールを含み、該鉛直および水平投影モジュールのそれぞれは、
コリメータに入射するレーザビームを放射するための、レーザ発光ダイオードと、
該レーザビームをコリメートビームにコリメートし、かつ該コリメートビームを平面反射面に投影するように構成された、コリメータと、
該コリメータから投影された該コリメートビームの経路に対して約45°に配向され、かつ該コリメートビームの該経路の向きを約90°変えて、部分円錐形反射面へと向けるように構成された、平面反射面と、
円錐の外面の約180°の部分から形成され、かつ該向きを変えられたコリメートビームを反射して約180°の扇形出力ビームとするように構成された、部分円錐形反射面とを含み、
該鉛直投影モジュールは、実質的に鉛直の出力ビームを生成し、該水平投影モジュールは、実質的に水平の出力ビームを生成し、該鉛直および水平の出力ビームは該ハウジングから、一般に互いに垂直の位置関係をなす異なる方向に投影され、それによって、該出力ビームは、水平、鉛直、および直角の位置合わせを示すために使用され得る、投影ユニットと、
該投影ユニットの振り子運動を減衰するための、減衰器と、
を備える、装置。
(項目2)
前記鉛直投影モジュールおよび前記水平投影モジュールは、前記鉛直出力ビームおよび前記水平出力ビームの両方が前記装置の同じ面から放射されるように、該装置内に配置される、項目1に記載の装置。
(項目3)
各コリメータは非球面レンズであり、各コリメートビームは楕円形状の断面を有する、項目1に記載の装置。
(項目4)
前記投影ユニットのレーザ発光ダイオードに電力を提供するための、少なくとも1つのバッテリをさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目5)
水平および鉛直方向の精度が損なわれるほどに、前記ハウジングが傾斜したときに指示を出す、エラーインジケータと、
該エラーインジケータを無効化し、それによって、前記出力ビームが少なくとも直角の位置合わせを示すために使用され得る、オーバーライドと、
をさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目6)
前記エラーインジケータは、前記鉛直および水平出力ビームの投影を中断する、項目5に記載の装置。
(項目7)
前記エラーインジケータは、前記ハウジングが任意の方向に、水平から約±4〜9度の範囲内で傾斜したときに、水平および鉛直方向の精度が損なわれるほどに該ハウジングが傾斜していることを示す、項目5に記載の装置。
(項目8)
前記エラーインジケータは、前記ハウジングが任意の方向に、水平から約9度を超えて傾斜したときに、水平および鉛直方向の精度が損なわれるほどに該ハウジングが傾斜していることを示す、項目5に記載の装置。
(項目9)
前記オーバーライドは、ユーザの入力に応答して前記エラーインジケータを無効化するための、デジタル回路網を含む、項目5に記載の装置。
(項目10)
前記減衰器は、前記ハウジング内の前記投影ユニットの下に載置された磁石と、該投影ユニットから堅固に懸架された減衰板とを含み、該減衰板は該磁石の上に配置され、該磁石の上での該減衰板の運動によって該減衰板内に渦電流が生成されるように、これらの間に十分小さな間隙が保持される、項目1に記載の装置。
(項目11)
ユーザ入力を受信するように構成されたユーザインターフェースをさらに備える、項目1に記載の装置であって、
第1のユーザ入力に応答して、前記投影ユニットは、水平を示すために使用され得る水平出力ビームを投影し、
第2のユーザ入力に応答して、該投影ユニットは、該水平出力ビームに対して一般に垂直の位置関係を有する鉛直出力ビームを投影し、それによって、該鉛直出力ビームは鉛直を示すために使用され得、
第3のユーザ入力に応答して、該投影ユニットは、該水平および鉛直出力ビームを同時に投影し、それによって、該出力ビームは水平、鉛直、および直角を同時に示すために使用され得、
第4のユーザ入力に応答して、オーバーライドがエラーインジケータを無効化するために使用され、該投影ユニットは、該水平および鉛直出力ビームを同時に投影し、それによって、該出力ビームは少なくとも直角を示すために使用され得る、
装置。
(項目12)
前記鉛直投影モジュールは、前記ハウジングの鉛直軸に対する角度γで該ハウジングに載置され、前記鉛直投影モジュールからの前記約180°の扇形出力ビームは、鉛直方向からおよそ角度γだけ回転される、項目1に記載の装置。
(項目13)
前記角度γは約15°である、項目12に記載の装置。
(項目14)
前記鉛直投影モジュール内に含まれる前記レーザ発光ダイオードは、そこから放射される前記レーザビームが実質的に楕円形の断面を有するように配向され、該楕円形の長軸は、前記約180°の扇形出力ビームを鉛直方向からおよそ角度γだけ回転させるために、鉛直方向に対して該角度γで配向される、項目1に記載の装置。
(項目15)
位置合わせのインジケーションを投影するための方法であって、該方法は、
第1のレーザビームおよび第2のレーザビームを投影するステップと、
該第1のレーザビームを第1のコリメートビームにコリメートし、かつ該第2のレーザビームを第2のコリメートビームにコリメートするステップであって、
該第1のコリメートビームは、第1の平面反射面に入射し、約90°向きが変えられて約180°の第1の部分円錐形反射面に向けられ、第1の方向に反射されて約180°の扇形第1出力ビームを形成し、
該第2のコリメートビームは、第2の平面反射面に入射し、約90°向きが変えられて約180°の第2の部分円錐形反射面に向けられ、第2の方向に反射されて約180°の扇形第2出力ビームを形成する、
ステップと、を包含し、
該第1出力ビームは水平を示し、該第2出力ビームは鉛直を示し、該第1および第2出力ビームは合わせて直角を示す、
方法。
(項目16)
水平および鉛直のそれぞれのインジケータとしての、前記第1および第2出力ビームの精度におけるエラーを示すための、エラーインジケータを提供するステップと、
該第1および第2出力ビームが少なくとも直角を示すために使用され得るように、該エラーインジケータを無効化するステップと、
をさらに包含する、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記出力ビームは、実質的に直線の像として投影される、項目15に記載の方法。
(項目18)
位置合わせのインジケーションを投影するための装置であって、該装置は、
ハウジングと、
少なくとも1つの出力ビームを投影するために、該ハウジング内に振り子状に懸架された投影ユニットであって、該投影ユニットは少なくとも1つの投影モジュールを含み、該少なくとも1つの投影モジュールは、
コリメータに入射するレーザビームを放射するための、レーザ発光ダイオードと、
該レーザビームをコリメートビームにコリメートし、かつ該コリメートビームを平面反射面に投影するように構成された、コリメータと、
該コリメータから投影された該コリメートビームの経路に対して約45°に配向され、かつ該コリメートビームの該経路の向きを約90°変えて、部分円錐形反射面へと向けるように構成された、平面反射面と、
円錐の外面の約180°の部分から形成され、かつ該向きを変えられたコリメートビームを反射して約180°の扇形出力ビームとするように構成された、部分円錐形反射面とを含む、投影ユニットと、
該投影ユニットの振り子運動を減衰するための、減衰器と、
を備える、装置。
(項目19)
前記レーザ発光ダイオードは、実質的に楕円形の断面を有するレーザビームを放射し、
前記コリメータは、非球面レンズである、
項目18に記載の装置。
(項目20)
コリメータに入射するレーザビームを放射するための、レーザ発光ダイオードと、
該レーザビームをコリメートビームにコリメートし、かつ該コリメートビームを平面反射面に投影するように構成された、コリメータと、
該コリメータから投影された該コリメートビームの経路に対して約45°に配向され、かつ該コリメートビームの該経路の向きを約90°変えて、部分円錐形反射面へと向けるように構成された、平面反射面と、
円錐の外面の約180°の部分から形成され、かつ該向きを変えられたコリメートビームを反射して約180°の扇形出力ビームとするように構成された、部分円錐形反射面と、
を備える、レーザ投影モジュール。
(項目21)
前記レーザ発光ダイオードは、実質的に楕円形の断面を有するレーザビームを放射する、項目20に記載のレーザ投影モジュール。
(項目22)
前記コリメータは、非球面レンズである、項目20に記載のレーザ投影モジュール。
(項目23)
前記平面反射面は、平面鏡である、項目20に記載のレーザ投影モジュール。
本発明の1つ以上の実施形態の詳細が、添付の図面および以下の説明の中に記載される。本発明の他の特徴および利益は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかとなる。
Claims (23)
- 位置合わせのインジケーションを投影するための装置であって、該装置は、
ハウジングであって、該ハウジングは、該装置が人の手のひらに適合し得るように寸法設定されている、ハウジングと、
水平、鉛直、および直角を示す出力ビームを投影するために該ハウジング内に振り子状に懸架された投影ユニットであって、該投影ユニットは鉛直投影モジュールおよび水平投影モジュールを含み、該鉛直および水平投影モジュールのそれぞれは、
コリメータに直接入射するレーザビームを放射するためのレーザ発光ダイオードであって、該コリメータは、単一のレンズを備え、該コリメータは、該レーザビームをコリメートビームにコリメートし、かつ該コリメートビームを平面反射面に投影するように構成されている、レーザ発光ダイオードと、
該コリメータから投影された該コリメートビームの経路に対して約45°に配向され、かつ該コリメートビームの該経路の向きを約90°変えて、部分円錐形反射面へと向けるように構成された平面反射面と、
少なくとも円錐の外面の約180°の部分から形成され、かつ該向きを変えられたコリメートビームを反射して約180°の扇形出力ビームとするように構成された円錐形反射面であって、該円錐形反射面は、該コリメートビームの中心が該円錐の前面に入射するが該円錐の頂部に入射しないように該平面反射面に対して配置されている、円錐形反射面と
を含み、該鉛直投影モジュールは、実質的に鉛直の出力ビームを生成し、該水平投影モジュールは、実質的に水平の出力ビームを生成し、該鉛直および水平の出力ビームは該ハウジングから、一般に互いに垂直の位置関係をなす異なる方向に投影され、それによって、該出力ビームは、水平、鉛直、および直角の位置合わせを示すために使用され得る、投影ユニットと、
該投影ユニットの振り子運動を減衰するための減衰器と
を備える、装置。 - 前記鉛直投影モジュールおよび前記水平投影モジュールは、前記鉛直出力ビームおよび前記水平出力ビームの両方が前記装置の同じ面から放射されるように該装置内に配置される、請求項1に記載の装置。
- 各コリメータは非球面レンズであり、各コリメートビームは楕円形状の断面を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記投影ユニットのレーザ発光ダイオードに電力を提供するための少なくとも1つのバッテリをさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 水平および鉛直方向の精度が損なわれるほどに前記ハウジングが傾斜したときを示すエラーインジケータと、
該エラーインジケータを無効化し、それによって、前記出力ビームが少なくとも直角の位置合わせを示すために使用され得るようにするオーバーライドと
をさらに備える、請求項1に記載の装置。 - 前記エラーインジケータは、前記鉛直および水平出力ビームの投影を中断する、請求項5に記載の装置。
- 前記エラーインジケータは、前記ハウジングが水平から約±4〜9度の範囲内の任意の方向に傾斜したときに、水平および鉛直方向の精度が損なわれるほどに該ハウジングが傾斜していることを示す、請求項5に記載の装置。
- 前記エラーインジケータは、前記ハウジングが水平から約9度を超えた任意の方向に傾斜したときに、水平および鉛直方向の精度が損なわれるほどに該ハウジングが傾斜していることを示す、請求項5に記載の装置。
- 前記オーバーライドは、ユーザの入力に応答して前記エラーインジケータを無効化するためのデジタル回路網を含む、請求項5に記載の装置。
- 前記減衰器は、前記ハウジング内の前記投影ユニットの下に載置された磁石と、該投影ユニットから堅固に懸架された減衰板とを含み、該減衰板は該磁石の上に配置され、該磁石の上での該減衰板の運動によって該減衰板内に渦電流が生成されるように、これらの間に十分小さな間隙が保持される、請求項1に記載の装置。
- ユーザ入力を受信するように構成されたユーザインターフェースをさらに備え、
第1のユーザ入力に応答して、前記投影ユニットは、水平を示すために使用され得る水平出力ビームを投影し、
第2のユーザ入力に応答して、該投影ユニットは、該水平出力ビームに対して一般に垂直の位置関係を有する鉛直出力ビームを投影し、それによって、該鉛直出力ビームは鉛直を示すために使用され得、
第3のユーザ入力に応答して、該投影ユニットは、該水平および鉛直出力ビームを同時に投影し、それによって、該出力ビームは水平、鉛直、および直角を同時に示すために使用され得、
第4のユーザ入力に応答して、オーバーライドがエラーインジケータを無効化するために使用され、該投影ユニットは、該水平および鉛直出力ビームを同時に投影し、それによって、該出力ビームは少なくとも直角を示すために使用され得る、請求項1に記載の装置。 - 前記鉛直投影モジュールは、前記ハウジングの鉛直軸に対する角度γで該ハウジングに載置され、前記鉛直投影モジュールからの前記約180°の扇形出力ビームは、鉛直方向からおよそ角度γだけ回転される、請求項1に記載の装置。
- 前記角度γは約15°である、請求項12に記載の装置。
- 前記鉛直投影モジュール内に含まれる前記レーザ発光ダイオードは、そこから放射される前記レーザビームが実質的に楕円形の断面を有するように配向され、該楕円形の長軸は、前記約180°の扇形出力ビームを鉛直方向からおよそ角度γだけ回転させるように、鉛直方向に対して該角度γで配向される、請求項1に記載の装置。
- 位置合わせのインジケーションを投影するための方法であって、該方法は、
第1のレーザダイオードから第1のレーザビームを投影し、かつ第2のレーザダイオードから第2のレーザビームを投影することであって、該第1のレーザビームおよび該第2のレーザビームは、単一のレンズを備えるコリメータに直接投影される、ことと、
該第1のレーザビームを第1のコリメートビームにコリメートし、かつ該第2のレーザビームを第2のコリメートビームにコリメートすることであって、
該第1のコリメートビームは、第1の平面反射面に入射し、約90°向きが変えられて少なくとも第1の円錐の外面の約180°の部分から形成された約180°の第1の円錐形反射面に向けられ、該第1のコリメートビームの中心は、該第1の円錐形反射面の前面に入射するが該第1の円錐の頂部に入射せず、該第1のコリメートビームは、第1の方向に反射されて約180°の扇形第1出力ビームを形成し、
該第2のコリメートビームは、第2の平面反射面に入射し、約90°向きが変えられて少なくとも第2の円錐の外面の約180°の部分から形成された約180°の第2の円錐形反射面に向けられ、該第2のコリメートビームの中心は、該第2の円錐形反射面の前面に入射するが該第2の円錐の頂部に入射せず、該第2のコリメートビームは、第2の方向に反射されて約180°の扇形第2出力ビームを形成する、ことと
を包含し、
該第1出力ビームは水平を示し、該第2出力ビームは鉛直を示し、該第1および第2出力ビームは合わせて直角を示す、方法。 - 水平および鉛直のそれぞれのインジケータとしての、前記第1および第2出力ビームの精度におけるエラーを示すためのエラーインジケータを提供することと、
該第1および第2出力ビームが少なくとも直角を示すために使用され得るように、該エラーインジケータを無効化することと
をさらに包含する、請求項15に記載の方法。 - 前記出力ビームは、実質的に直線の像として投影される、請求項15に記載の方法。
- 位置合わせのインジケーションを投影するための装置であって、該装置は、
ハウジングであって、該ハウジングは、該装置が人の手のひらに適合し得るように寸法設定されている、ハウジングと、
少なくとも1つの出力ビームを投影するために該ハウジング内に振り子状に懸架された投影ユニットであって、該投影ユニットは少なくとも1つの投影モジュールを含み、該少なくとも1つの投影モジュールは、
コリメータに直接入射するレーザビームを放射するためのレーザ発光ダイオードであって、該コリメータは、単一のレンズを備え、該コリメータは、該レーザビームをコリメートビームにコリメートし、かつ該コリメートビームを平面反射面に投影するように構成されている、レーザ発光ダイオードと、
該コリメータから投影された該コリメートビームの経路に対して約45°に配向され、かつ該コリメートビームの該経路の向きを約90°変えて、部分円錐形反射面へと向けるように構成された平面反射面と、
少なくとも円錐の外面の約180°の部分から形成され、かつ該向きを変えられたコリメートビームを反射して約180°の扇形出力ビームとするように構成された円錐形反射面であって、該円錐形反射面は、該コリメートビームの中心が該円錐の前面に入射するが該円錐の頂部に入射しないように該平面反射面に対して配置されている、円錐形反射面と
を含む、投影ユニットと、
該投影ユニットの振り子運動を減衰するための減衰器と
を備える、装置。 - 前記レーザ発光ダイオードは、実質的に楕円形の断面を有するレーザビームを放射し、
前記コリメータは、非球面レンズである、請求項18に記載の装置。 - レーザ投影モジュールであって、該レーザ投影モジュールは、
単一のレンズを備えるコリメータに直接入射するレーザビームを放射するためのレーザ発光ダイオードであって、該コリメータは、該レーザビームをコリメートビームにコリメートし、かつ該コリメートビームを平面反射面に投影するように構成されている、レーザ発光ダイオードと、
該コリメータから投影された該コリメートビームの経路に対して約45°に配向され、かつ該コリメートビームの該経路の向きを約90°変えて、部分円錐形反射面へと向けるように構成された平面反射面と、
少なくとも円錐の外面の約180°の部分から形成され、かつ該向きを変えられたコリメートビームを反射して約180°の扇形出力ビームとするように構成された部分円錐形反射面であって、該円錐形反射面は、該コリメートビームの中心が該円錐の前面に入射するが該円錐の頂部に入射しないように該平面反射面に対して配置されている、部分円錐形反射面と
を備える、レーザ投影モジュール。 - 前記レーザ発光ダイオードは、実質的に楕円形の断面を有するレーザビームを放射する、請求項20に記載のレーザ投影モジュール。
- 前記コリメータは、非球面レンズである、請求項20に記載のレーザ投影モジュール。
- 前記平面反射面は、平面鏡である、請求項20に記載のレーザ投影モジュール。
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