JP3138443B2 - レーザ照射装置 - Google Patents
レーザ照射装置Info
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Description
ムを有するレーザ回転照射装置、さらに詳しくは、レー
ザ光束を対象物に投射し、該レーザ光束の投射位置を基
準として使用する墨出し用レーザ回転機器や回転照射型
レーザ機器であって往復レーザ走査システムを包含する
ものに関する。
62ー95419号公報や特開昭63ー179208号
公報等に開示されている。これらの機器においては、レ
ーザ光源として、He-Ne ガスレーザやレーザダイオード
等が使用されている。
ーザを使用した回転照射型レーザ機器においては、該機
器本体から対象物までの距離が長い場合には、対象物に
到達するHe-Ne ガスレーザのエネルギが減少して視認す
ることが困難になって、墨出し作業を効率よく行うこと
ができないという問題があった。
射型レーザ機器においては、投射されるレーザが赤外光
であり、対象物に赤外光センサーを配置しなければなら
ないという問題があった。一方、最近He-Ne ガスレーザ
の波長に近い可視波長のレーザを発振するレーザダイオ
ードが出現したが、該機器本体から対象物までの距離が
長い場合には、対象物に到達するレーザ光束のエネルギ
が減少して視認することが困難になって、墨出し作業を
効率よく行うことができないという問題は依然として残
っている。
上記問題に鑑みてなされたものであって、対象物上にお
けるレーザ光束の実効的エネルギーを高めて、その視認
を容易にした往復レーザ走査システムを有するレーザ回
転照射装置を提供することを目的とする。
と、レーザ光束を照射するレーザ光束照射手段と、走査
方向にレーザ光束を照射するように前記レーザ光束照射
手段を回動する回動手段と、少なくとも2つの反射ゾー
ンを有する反射物体からの戻り光束を検出する戻り光束
検出手段と、前記反射ゾーンによる前記受光手段からの
パルス信号を受けてレーザ光束の走査を反転させて前記
反射物体上に停止させるように前記走査手段の回転を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするレーザ照射
装置である。
テムを備えたレーザ光束回転装置を図に基づいて説明す
る。往復レーザ走査システムの光学系を備えたレーザ光
束回転装置は、図1に示すように、LD発光部2から放
射されるレーザ光束の光軸O上に、コリメータレンズ4
と、傾斜角補正系6と、反射鏡8と、ビームエキスパン
ダ9と、光軸Oが通過する孔7を有する孔開きミラー8
と、ビーム回転系10とを配置してなる。往復レーザ走
査システムの光学系は、傾斜角補正系6を含むことなく
構成することも可能である。
斜にかかわらずレーザ光源2から放射されるレーザ光束
を常に鉛直に持つように反射する光学系の1部であっ
て、封入ガラス20と、液体裏面の反射面22を有する
オイルバス24と、封入ガラス26と、一対のプリズム
部材30、32からなり光軸Oを偏光させる光軸調整系
34およびビームエキスパンダ9は、異なった焦点距離
を有する一対のレンズ36、38を所定間隔をおいて配
置するこによって構成され、レーザ光束の幅を拡張す
る。
たレーザ光束を水平面内で回転走査するように反射する
光学系であって、回転支持台40にペンタプリズム42
を配置してなる。回転支持台40の中間部には、回転支
持台40の回転方向を検出するためのエンコーダ44が
取付けられている。回転支持台40の下部には、歯車4
6が取付けられ、回転支持台40の回転駆動源となるモ
ータ48の出力歯車50が歯車46に噛み合っている。
モータ48の回転駆動は制御系100によって制御さ
れ、制御系100はエンコーダ44及び後述のレーザ光
束検出系80の光電変換素子86に接続されいる。
ザ光束を反射する反射手段60は、図2に示すように、
垂直に延びた2つの反射ゾーン62、64を間隔をおい
て配置した第1反射部材66か、または図3に示すよう
に、垂直に延びた2つの垂直反射ゾーン62、64を間
隔をおいて配置し、さらにこれらの下部に別パターン反
射ゾーン67を設けた第2反射部材68である。反射ゾ
ーン62、64及び反射ゾーン67は、図4に示すよう
に、裏面に複数のコーナキュウブ70を設けるか、ある
いは、図5に示すように、複数の球反射体72を配置し
てなる。
の反射光軸00上に、コンデンサーレンズ82と、ピンホ
ール板84と、光電変換素子86とを適当な間隔をおい
て配置してなる。往復レーザ走査システムの電気系は、
図6に示すように、発振器102と、発振器102の出
力が入力するLD駆動回路104と、LD駆動回路10
4の出力が入力するLD発光部106とを有する。電気
系はさらに、反射手段60から反射されたレーザ光束を
受光する光電変換素子86と、モータ48と、制御系1
00とを有する。エンコーダ44の出力が制御系100
に入力する構成もある。
御系100は、レーザ光束を2つの反射手段60の角度
範囲のみを往復走査させることによってレーザ光束の視
認を容易にするための構成である。この制御系100
は、図6に示すように、光電変換素子86の出力が接続
され入力信号を増幅する変調信号検出部112と、変調
信号検出部112の出力が接続されたチャタリング防止
回路部114とを有する。
波形成形部116、ダブルパルス判別部118及び正転
/反転信号発生部120を介してモータ駆動回路134
に接続されている。波形成形部116の出力は、遠近判
別部130を介してもダブルパルス判別部118に接続
されている。ダブルパルス判別部118の出力は、サー
チ・スキャン判別部132を介してモータ駆動回路13
4に接続されている。チャタリング防止回路部114に
は、遠近判別部130及びサーチ・スキャン判別部13
2の出力が接続されている。
ィルター回路の時定数を調節することよってチャタリン
グの発生を防止するためのものであって、図7に示すよ
うに、抵抗R1、R2、アナログスイッチS1、S2、
S3、インバータI、コンデンサーCから構成される。
チャタリング防止回路部114は、反射手段60間を走
査するスキャン時において、本体(図示せず)と対象物
の距離が短い場合は、検出信号が長くチャタリングの時
間も長くなるので、RCフィルター回路の時定数を長く
する。逆に、走査時に本体(図示せず)と対象物の距離
が長い場合は、検出信号が短くチャタリングの時間も短
くなるので、RCフィルター回路の時定数を短くする。
一方、反射手段60上を走査するサーチ時においては、
レーザ光束が反射手段60を横切る時間が短く、戻りレ
ーザ光束がチャタリングを発生するおそれが少ないた
め、入力信号がRCフィルター回路をバイパスするよう
にアナログスイッチS1、S2、S3を操作する。
の垂直反射ゾーン62、64によって発生するダブルパ
ルス信号の間隔によって本体(図示せず)と対象物の距
離を判別し、チャタリング防止回路114の時定数を切
り換える。ダブルパルス判別部118は、第1のパルス
が入力してから第2のパルスが入力するまでの時間がサ
ーチまたはスキャンにそれぞれ設定された所定時間内に
あれば、反射手段60であると判別した場合、パルスを
1つ発生し、そのパルス信号を正転/反転信号発生部1
20及びサーチ・スキャン判別部132に出力する。
パルス判別部118からの出力信号によってサーチであ
るかスキャンであるかを判定し、その結果のパルス信号
をチャタリング防止回路114に出力する。正転/反転
信号発生部120は、分周回路によって構成され、ダブ
ルパルス判別部118から反射手段60であると判別す
る信号が入力される毎に正転信号と反転信号を切り換え
てモータ駆動回路134に出力する。
発生部112からの正転信号と反転信号によってモータ
48の回転方向を制御し、サーチ・スキャン判別部13
2からのサーチかスキャンかの信号によって回転速度を
制御し、すなわちサーチ時の回転速度をスキャン時の回
転速度よりも速くなるように制御する。 〔第2実施例の制御系〕 第2実施例の制御系200
は、第1実施例と同じく、レーザ光束を2つの反射手段
60の角度範囲のみを往復走査させることによってレー
ザ光束の視認を容易にするための構成である。この制御
系200は、図8に示されるが、第1実施例と同一の構
成については同一の符号を付してその説明を省略する。
チャタリング防止回路114の出力は、マイコン202
を介してモータ駆動回路134に出力される。
ャートに示すように、サーチモードに入ると、ビーム回
転系10のサーチ回転速度を60rpm とする。次に、ダ
ブルパルス判別ステップにおいて、反射手段60からの
入力信号がダブルパルスであるか否かを判別する。ダブ
ルパルス判別ステップにおいてダブルパルスであると判
別されると、スキャンモードに切り換え、モータ48の
回転方向を切り換え、ビーム回転系10の回転速度をサ
ーチモードよりも遅いスキャンモードの回転速度とす
る。ダブルパルスでないと判別されると、所定時間経過
前ならばダブルパルス判別ステップに戻り、所定時間経
過後ならばサーチモードに戻る。
御系300は、レーザ光束を2つの反射手段60上に停
止させることによってレーザ光束の視認を容易にするた
めの構成である。この制御系300は、図10に示すよ
うに、変調信号検出部112の出力がダブルパルス判別
部118及びサーチ・停止モード切換え部302を介し
てモータ駆動回路134に入力する。サーチ・停止モー
ド切換え部302は、ダブルパルス判別部118からダ
ブルパルスが入力したことを示す信号が入力されると、
ビーム回転系10の回転を所定時間停止するためのモー
タ停止信号をモータ駆動回路134に出力する。
御系400は、第3実施例と同じく、レーザ光束を2つ
の反射手段60上に停止させることによってレーザ光束
の視認を容易にするための構成である。この制御系40
0は、図11に示されるが、第1実施例と同一の構成に
ついては同一の符号を付してその説明を省略する。チャ
タリング防止回路114の出力は、マイコン402を介
してモータ駆動回路134に出力される。マイコン40
2には、エンコーダ44の出力が入力する。
図12のフローチャートに示すように、サーチモードに
入ると、ビーム回転系10の回転速度をサーチ速度60
rpmとする。次に、ダブルパルス判別ステップにおい
て、反射手段60からの入力信号のダブルパルスである
か否かを判別する。ダブルパルス判別ステップにおいて
ダブルパルスであると判別されると、エンコーダ44の
出力からその時のビーム回転系10の回転方向を記憶す
る。次に、ビーム回転系10の回転方向を切り換えてサ
ーチモードより遅い回転速度にし、ビーム回転系10を
低速逆回転をさせて上記記憶された位置まで戻して、所
定時間停止させる。ビーム回転系10が所定時間停止
後、サーチモードを再開する。ダブルパルス判別ステッ
プにおいて、ダブルパルスでないと判別されると、サー
チモードに戻る。
御系は、第1実施例と同じく、レーザ光束を2つの反射
手段60の角度範囲のみを往復走査させることによって
レーザ光束の視認を容易にするための構成であるが、2
つの反射手段60の角度位置を記憶していて、反射手段
60を取り除いたり戻りレーザ光束が一時的に遮断され
てもレーザ光束の往復走査を一時的に継続する構成であ
る。第5実施例の制御系は、マイコン402の作動を除
いて第4実施例と同じである。第5実施例のマイコンの
作動は、第13に示すように、サーチモードに入ると、
ビーム回転系10の回転速度をサーチ速度60rpm とす
る。次に、ダブルパルス判別ステップにおいて、反射手
段60からの入力信号がダブルパルスであるか否かを判
別する。
パルスであると判別されると、正/反判別ステップに進
む。正/反判別ステップにおける何れの判別において
も、エンコーダ44の出力からその時のビーム回転系1
0の回転位置I、IIを記憶する。その後、ビーム回転系
10の回転方向を切り換えて、低速回転のスキャンモー
ドでビーム回転系10を回転させる。
手段60からの入力信号がダブルパルスでないと判別さ
れ、さらに所定時間が経過していると判別されると、ス
キャンホールドモードIに進む。該所定時間が経過して
いないと判別されると、ダブルパルス判別ステップに戻
る。スキャンホールドモードIは、スキャンモード中に
最後に記憶した2つの反射手段60の角度範囲を所定時
間スキャンし続けた後、サーチモードに戻るステップで
ある。すなわち、モード判別ステップにおいてスキャン
モードであると判別されると、エンコーダ44の出力か
らビーム回転系10の回転方向及び回転位置を検出す
る。
と判別されたならばビーム回転系10の回転位置を上記
回転位置Iと比較し、反転と判別されたならばビーム回
転系10の回転位置を上記回転位置IIと比較する。これ
らが一致しているならば、スキャンホールドモードIに
入って所定時間経過したか否かを判別する。該所定時間
が経過していると判別されると、サーチモードに戻り、
所定時間が経過していないと判別されると、正/反回転
方向を切り換えて、エンコーダ44の出力からビーム回
転系10の回転方向及び回転位置を検出するステップに
戻る。上記ビーム回転系10が正転と判別されたならば
回転位置を上記回転位置Iと比較し、反転と判別された
ならばビーム回転系10の回転方向位置を上記回転位置
IIと比較して一致していないならば、エンコーダ44の
出力からビーム回転系10の回転方向及び回転位置を検
出するステップに戻る。
御系は、第1実施例と同じく、レーザ光束を2つの反射
手段60の角度範囲のみを往復走査させることによって
レーザ光束の視認を容易にするための構成であるが、ス
キャン中にダブルパルスが検出されなくなったら、サー
チモードへ移り、シングルパルスが検出されたらスキャ
ンホールドモードIIに進む。スキャンホールドモードII
は、2つの反射手段60の角度位置を記憶していて、ダ
ブルパルスを検出してスキャンモードに進まない限り上
記角度範囲を走査する。ここで、ダブルパルスはスキャ
ンホールドモードIIのフロー中の何処で発生するか不明
であるから、ダブルパルスの検出は割り込み処理で行っ
ている。すなわち、図14の右下のフローチャートは、
スキャンホールドモードIIにおいて、往復レーザ走査し
ている状態で、モータの回転方向が同じ時間内に2つの
反射手段からの反射光による信号を検出した場合に、ダ
ブル判別結果をYesとし、それ以外はNoと判別し、
この判別結果をスキャンホールドモードIIのダブル判別
結果において実行するという割り込み処理の内容を行
う。第5実施例の制御系は、マイコン402の作動を除
いて第4実施例と同じである。第5実施例のマイコンの
作動は、第14に示すように、サーチモードに入ると、
ビーム回転系10の回転速度をサーチ速度60rpm とす
る。次に、ダブルパルス判別ステップにおいて、反射手
段60からの入力信号がダブルパルスであるか否かを判
別する。
パルスであると判別されると、正/反判別ステップに進
む。正/反判別ステップにおける何れの判別において
も、エンコーダ44の出力からその時のビーム回転系1
0の回転位置I、IIを記憶する。その後、ビーム回転系
10の回転方向を切り換えて、低速回転のスキャンモー
ドでビーム回転系10を回転させる。
判別を行う。パルス判別ステップにおいてパルスが検出
されず、所定時間が経過していれば、サーチモードに戻
る。また、パルスが検出されず、所定時間が経過してい
なければ、パルス判別ステップへ戻る。パルス判別ステ
ップにおいてシングルパルスが検出されると、スキャン
ホールドモードIIへ進む。パルス判別ステップにおいて
ダブルパルスが検出されると、正/反判別ステップに進
む。
ルス判別がなされ、ダブルパルスでないと判別がなされ
ると、エンコーダ44の出力からビーム回転系10の回
転方向及び回転位置を検出する。次に、正/反判別ステ
ップにおいて、正転と判別されたならばビーム回転系1
0の回転位置を上記回転位置Iと比較し、反転と判別さ
れたならばビーム回転系10の回転位置を上記回転位置
IIと比較する。これらが一致しているならば、正/反回
転方向を切り換えて、ダブルパルス判別がなされるステ
ップに戻る。
から、レーザ光束の対象物上の走査速度を遅くしたり、
停止させたり、また往復走査させる等の制御を行うこと
によって、対象物上におけるレーザ光束の実質的エネル
ギーが高くなり、該レーザ光束の視認が容易になるとい
う効果を有する。
所定位置に存在しなくなっても一定時間経過するまでレ
ーザ光束の投射を継続させることによって、レーザ光束
の視認に基づく作業を効率的に行うことができる。ま
た、変調されたレーザ光束を使用すること、戻りレーザ
光束の検出系にピンホール絞りを配置すること、あるい
は指向性の高い反射部材を使用することによって雑音の
少ない信号を入射させて、安定した作動を確保すること
ができる。
部材を包含させることによって、反射手段からの戻り光
と、外部反射物からの反射光を区別し、誤動作を防止す
ることができる。また、レーザ光束投射手段とレーザ光
束検出手段が、部分的に共通の光学系を有すること、さ
らに該共通な光学系に孔開きミラーを配置することによ
って簡素でコンパクトなレーザ回転照射装置を得ること
ができる。
えたレーザ光束回転装置の光学図である。
ク図である。
路図である。
ク図である。
ンのフローチャート図である。
ック図である。
ック図である。
コンのフローチャート図である。
コンのフローチャート図である。
コンのフローチャート図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 レーザ光束を発する発光部と、レーザ光
束を照射するレーザ光束照射手段と、走査方向にレーザ
光束を照射するように前記レーザ光束照射手段を回動す
る回動手段と、少なくとも2つの反射ゾーンを有する反
射物体からの戻り光束を検出する戻り光束検出手段と、
前記反射ゾーンによる前記受光手段からのパルス信号を
受けてレーザ光束の走査を反転させて前記反射物体上に
停止させるように前記走査手段の回転を制御する制御手
段とを備えたことを特徴とするレーザ照射装置。 - 【請求項2】 前記制御手段が、前記走査手段の回転位
置を検出するエンコーダと、該エンコーダからの出力と
前記受光手段からの出力に基づいて前記反射物体上にレ
ーザ光束を停止するように前記走査手段を制御すること
を特徴とする請求項1に記載のレーザ光照射装置。 - 【請求項3】 前記回動手段が、回転速度をサーチモー
ドから停止モードへ、又は停止モードからサーチモード
へ切り換わることを特徴とする請求項1に記載のレーザ
照射装置。 - 【請求項4】 前記制御手段が、前記反射手段に基づく
前記戻り光束検出手段からの出力が無くなっても、該出
力が存在した時の制御状態を維持することを特徴とする
請求項1に記載のレーザ照射装置。 - 【請求項5】 前記反射物体が、入射光束を入射方向と
同じ方向で反射する反射部材を包容することを特徴とす
る請求項1に記載のレーザ照射。 - 【請求項6】 前記レーザ光束が、変調されたレーザ光
であり、前記戻り光束検出手段が前記変調された成分だ
けを検出することを特徴とする請求項1に記載のレーザ
照射。 - 【請求項7】 前記レーザ光束照射手段と前記戻り光束
検出手段が、共通する光学系を有することを特徴とする
請求項1に記載のレーザ照射装置。 - 【請求項8】 前記戻り光束検出手段が、複数のパター
ンの戻り光束を識別して検出し、前記回動手段が前記戻
り光束検出手段によって検出されたパターンに基づいて
モードを変更することを特徴とする請求項1に記載のレ
ーザ照射装置。 - 【請求項9】 前記レーザ照射装置がさらに、前記反射
部材からの戻り光束を受光した時のパルス信号の間隔に
基づいて前記反射手段までの距離を演算する演算手段を
有することを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10008204A JP3138443B2 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | レーザ照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10008204A JP3138443B2 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | レーザ照射装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04289042A Division JP3100478B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 往復レーザ走査システムを有するレーザ回転照射装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10185573A JPH10185573A (ja) | 1998-07-14 |
JP3138443B2 true JP3138443B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=11686732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10008204A Expired - Lifetime JP3138443B2 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | レーザ照射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3138443B2 (ja) |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP10008204A patent/JP3138443B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10185573A (ja) | 1998-07-14 |
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Legal Events
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