JP4290520B2 - レーザ照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、建築作業、室内での内装作業に於ける基準線、基準面を形成するレーザ照射装置、特にロッドレンズを使用し扇状にレーザ光線を照射するレーザ照射装置に係るものである。

レーザ光線により基準面を形成するものとして、例えば特許文献１に示されるレーザ投光装置がある。図１２に於いて、該レーザ投光装置について説明する。

該レーザ投光装置は、投光装置本体１と整準ユニット２を有し、前記投光装置本体１内部には鉛直方向に可視レーザ光線を射出するレーザダイオード３、レーザ光線の光軸を中心に回転可能な回転筒体４が設けられ、該回転筒体４はモータ５により回転される様になっている。前記回転筒体４にはペンタミラー６が設けられ、前記レーザ光線を水平方向に偏向する様になっている。

而して、前記整準ユニット２により前記投光装置本体１を水平状態に整準し、前記レーザダイオード３からレーザ光線を射出した状態で、前記回転筒体４を回転させることで、レーザ光線による水平基準面が形成される。

上記したレーザ投光装置では、レーザ光線を回転しているので、照射されたレーザ光線は輝度が低く視認性が悪いという問題があり、又墨出し作業では鉛直線も必要となるが、上記したレーザ投光装置では水平基準面、水平基準線を形成するのみで、鉛直基準面、鉛直基準線を形成することができないという問題があった。

又、レーザ光線により基準面、基準線を形成するものとして特許文献２に示される墨出し用レーザ装置がある。図１３により該墨出し用レーザ装置について説明する。

水平フレーム７より支持体８が重錘状に垂下され、該支持体８にレーザ投光器９が設けられ、該レーザ投光器９はレーザダイオード（図示せず）、前記水平フレーム７の中心線と直交するロッドレンズ１１を有している。前記レーザダイオードから発せられたレーザ光線は前記ロッドレンズ１１を通過することで、鉛直方向に拡散されて照射され、壁面、床に基準線を形成する。

上記した墨出し用レーザ装置では鉛直基準面、鉛直基準線は形成できるが、水平基準面、水平基準線は形成することはできない。当然２つの直交した鉛直基準面を形成することもできない。又上記した墨出し用レーザ装置では、２つの側壁、天井面、床面の４面に一挙に連続した投射ラインを形成するので、輝度が低下し、やはり視認性が悪くなるという問題がある。

特開平７−２１８２６１号公報

特開平８−２７１２５２号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、水平基準面、水平基準線及び鉛直基準面、鉛直基準線、直交する２つの鉛直基準面、鉛直基準線を同時に形成可能であると共に形成される基準面、基準線の視認性を向上させるものである。

本発明は、整準部と、該整準部に設けられた本体部とを具備し、該本体部は照射光学系を収納する回転部と、該回転部の回転中心上に第１レーザ光線を射出する第１発光部と、該第１発光部の光軸と平行な広がりを有する扇状の第２レーザ光線を照射する第２発光部とを有し、前記照射光学系は第１発光部からの前記第１レーザ光線を直角方向に偏向して照射し、第１基準面を形成し、前記第２発光部から照射される第２レーザ光線は前記第１基準面と直交する第２基準面を形成するレーザ照射装置に係るものである。

又本発明は、直交した設置面を有するベースに整準部が設けられ、該整準部は前記ベースの一方の設置面に設けられているレーザ照射装置に係り、又前記本体部が球面軸受けにより任意の方向に傾動可能に支持され、前記本体部は水平２方向の傾きを検出する傾斜検出部を具備し、前記整準部は前記本体部を２方向に独立して傾斜可能な２組の整準部を具備し、該整準部が前記傾斜検出部の検出結果に基づき駆動されるレーザ照射装置に係り、又前記本体部は球面軸受けにより任意の方向に傾動可能に支持され、前記本体部は直交する３方向の傾きを検出する傾斜検出部を具備し、前記整準部は前記本体部を２方向に独立して傾斜可能な２組の整準部と前記球面軸受けを中心に前記本体部を回転するローリング補正部とを具備し、前記整準部、前記ローリング補正部は前記傾斜検出部の検出結果に基づき駆動されるレーザ照射装置に係り、又前記第１発光部は回転部の回転中心上に同心に設けられたロッドレンズを有し、前記照射光学系は前記ロッドレンズを透過した前記第１レーザ光線を平行に反射するコーナキューブプリズムと、該コーナキューブプリズムからの反射光を直角に偏向して前記ロッドレンズに直角方向から入射させるペンタプリズムとを具備し、照射される前記第１レーザ光線は水平に広がる扇状光線であるレーザ照射装置に係り、又前記照射光学系は、回転部の回転中心上に同心に設けられたペンタプリズムを有し、前記回転部が回転されることで、前記ペンタプリズムにより偏向されたレーザ光線が走査され基準面が形成されるレーザ照射装置に係り、又前記本体部は、前記第２発光部に対して傾斜する光軸を有する第３発光部を有し、該第３発光部は扇状の第３レーザ光線を照射し、該第３レーザ光線は前記第２レーザ光線と同方向の広がりを有すると共に該第２レーザ光線と同一平面内に照射されるレーザ照射装置に係り、又前記第１レーザ光線と第２レーザ光線とは色が異なるレーザ照射装置に係り、更に又前記回転部を回転させるモータと、信号光受光部とを有し、前記信号光受光部の受光信号に基づき前記モータが駆動されるレーザ照射装置に係るものである。

本発明によれば、整準部と、該整準部に設けられた本体部とを具備し、該本体部は照射光学系を収納する回転部と、該回転部の回転中心上に第１レーザ光線を射出する第１発光部と、該第１発光部の光軸と平行な広がりを有する扇状の第２レーザ光線を照射する第２発光部とを有し、前記照射光学系は第１発光部からの前記第１レーザ光線を直角方向に偏向して照射し、第１基準面を形成し、前記第２発光部から照射される第２レーザ光線は前記第１基準面と直交する第２基準面を形成するので、２姿勢での使用が可能であると共に水平基準面を必要とする作業、鉛直基準面を必要とする作業が並行して行え作業性が向上する。

又本発明は、前記本体部が球面軸受けに支持されることにより、前記本体部を水平方向に傾動可能とすると共に、本体部のローリングを可能とし、前記本体部は直交する３方向の傾きを検出する傾斜検出部を具備し、前記整準部は前記本体部を２方向に独立して傾斜可能な２組の整準部と前記球面軸受けを中心に前記本体部を回転するローリング補正部とを具備し、前記整準部、前記ローリング補正部は前記傾斜検出部の検出結果に基づき駆動される。それにより、正立、横置きの２姿勢での使用が可能であり、それぞれの姿勢で自動整準作業が可能となり、又本体部は整準部に機械的に固定されるので、レーザ照射装置の持運び等の状態にあっても、光学系が不安定な状態になることが無く、搬送時、取扱い時での損傷の虞れが無くなる。

又本発明は、前記第１発光部は回転部の回転中心上に同心に設けられたロッドレンズを有し、前記照射光学系は前記ロッドレンズを透過した前記第１レーザ光線を平行に反射するコーナキューブプリズムと、該コーナキューブプリズムからの反射光を直角に偏向して前記ロッドレンズに直角方向から入射させるペンタプリズムとを具備し、照射される前記第１レーザ光線は水平に広がる扇状光線であるので、作業に必要な範囲に輝度の高い基準面、基準線を形成でき、作業位置の変更に伴いレーザ光線の照射方向の変更が可能である。

又本発明は、前記本体部は、前記第２発光部に対して傾斜する光軸を有する第３発光部を有し、該第３発光部は扇状の第３レーザ光線を照射し、該第３レーザ光線は前記第２レーザ光線と同方向の広がりを有すると共に該第２レーザ光線と同一平面内に照射されるので、前記第２発光部と第３発光部による輝度が高く視認性に優れた基準線、基準面を広範囲に渡って形成できる。

又本発明は、前記第１レーザ光線と第２レーザ光線とは色が異なるので、複数の基準面、基準線の識別が容易となり、作業性が向上する。

又本発明は、前記回転部を回転させるモータと、信号光受光部とを有し、前記信号光受光部の受光信号に基づき前記モータが駆動されるので、遠隔操作が可能で、作業性が向上する等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１〜図３は、第１の実施の形態に係るレーザ照射装置を示している。

レーザ照射装置１３は、主に整準部１４、本体部１５から構成されている。

先ず、前記整準部１４について説明する。

略Ｌ字状のベース１６は水平基板部１６ａ及び該水平基板部１６ａと直交する垂直基板部１６ｂを有し、前記水平基板部１６ａの略中心には上方に突出する外筒１７、内筒１８から成る二重円筒状の軸支持部１９が設けられている。前記外筒１７の上部外周にはギア２１が刻設され、前記内筒１８の上端は閉塞されている。前記垂直基板部１６ｂには３個の脚部２０が突設され、図１に示す正立状態から前記レーザ照射装置１３を９０°倒した場合、前記脚部２０を介して支持される様になっている。

前記軸支持部１９と同心に整準基板２２が配設され、該整準基板２２の中心には下方に突出する中空回転軸２３が設けられ、該中空回転軸２３は軸受２４を介して前記外筒１７に回転自在に嵌合している。前記整準基板２２の直交する２の半径上にＸ軸整準部２５、Ｙ軸整準部２６が設けられ、前記整準基板２２の前記Ｘ軸整準部２５、Ｙ軸整準部２６と干渉しない部分にローリング補正部２７が設けられている。

前記本体部１５はケーシング２８を具備し、該ケーシング２８の底板部２８ａの下面には球面軸部２９が突設され、該球面軸部２９は前記整準基板２２の上端に嵌合し、該整準基板２２の上端と前記球面軸部２９とで球面軸受部が構成され、前記底板部２８ａは任意の方向に自在に傾動可能となっている。前記内筒１８の上端を貫通する螺子３１が前記球面軸部２９に螺着され、前記螺子３１の頭と前記内筒１８の上端間には圧縮スプリング３２が挾設され、前記球面軸部２９を前記整準基板２２の上端に密着させている。

前記Ｘ軸整準部２５、前記Ｙ軸整準部２６はそれぞれ垂直方向に延びるＸ軸ロッド３３、Ｙ軸ロッド３４を具備し、該Ｘ軸ロッド３３、Ｙ軸ロッド３４が前記底板部２８ａの底面に当接し、該底板部２８ａは前記整準基板２２の上端、前記Ｘ軸ロッド３３、Ｙ軸ロッド３４の３点で支持されている。前記Ｘ軸整準部２５と前記Ｙ軸整準部２６との中間位置と前記水平基板部１６ａ間にスプリング４０が張設され、前記底板部２８ａが前記Ｘ軸ロッド３３、Ｙ軸ロッド３４に押圧されている。

前記Ｘ軸整準部２５と前記Ｙ軸整準部２６とは同一構造であるので、以下Ｙ軸整準部２６について説明する。

前記整準基板２２に垂直に筒状のホルダ部３５が設けられ、該ホルダ部３５内に軸受３６を介してウォームホイール３７が回転自在に収納されている。前記整準基板２２の下面にはウォームギア３８が回転自在に設けられ、該ウォームギア３８は前記ウォームホイール３７に噛合し、該ウォームホイール３７の中心部には前記Ｙ軸ロッド３４が螺合している。尚、該Ｙ軸ロッド３４は図示していないが、上下方向には移動自在であるが回転は拘束されており、前記ウォームホイール３７の回転により前記Ｙ軸ロッド３４は上下に変位する様になっている。

前記整準基板２２にはＸ軸整準モータ３９、Ｙ軸整準モータ４１が設けられ、該Ｙ軸整準モータ４１の出力軸と前記ウォームギア３８とはギア結合で連結されている。同様に、Ｘ軸整準モータ３９の出力軸はＸ軸整準部２５のウォームギア３８にギア結合で連結されている。

前記ローリング補正部２７について説明する。

前記整準基板２２の底面にウォームギア４２が回転自在に設けられると共にローリング補正モータ４３が設けられ、該ローリング補正モータ４３の出力軸と前記ウォームギア４２とはギア結合により連結され、該ウォームギア４２は前記外筒１７のギア２１に噛合する。而して、前記ローリング補正モータ４３を駆動することで、該ローリング補正モータ４３が前記外筒１７の周りを回転し、更に前記整準基板２２が回転し、該整準基板２２と一体に前記ケーシング２８が回転する様になっている。

前記Ｘ軸整準モータ３９、前記Ｙ軸整準モータ４１、前記ローリング補正モータ４３は、それぞれ後述するＸ軸傾斜検出器４８、Ｙ軸傾斜検出器４９、Ｚ軸傾斜検出器５０の傾斜検出結果に基づき制御部４５によって駆動が制御される。

前記整準基板２２と前記水平基板部１６ａ間には前記整準基板２２の回転量を制限する回転量制限センサ４４が設けられており、該回転量制限センサ４４が前記整準基板２２の回転量を検出し、基準位置からの回転量が許容値を超えた場合に前記ローリング補正部２７の回転が停止される様になっている。

前記本体部１５について説明する。

前記底板部２８ａの上面には前記球面軸部２９と同心に鏡筒部４６が突設され、該鏡筒部４６の下部には傾斜検出部４７が設けられている。

該傾斜検出装置４７はＸ軸傾斜検出器４８、Ｙ軸傾斜検出器４９、Ｚ軸傾斜検出器５０から構成され、前記Ｘ軸傾斜検出器４８とＹ軸傾斜検出器４９とは直交する方向に設けられ、前記Ｚ軸傾斜検出器５０は前記Ｘ軸傾斜検出器４８、Ｙ軸傾斜検出器４９と直交する方向に設けられている。

前記鏡筒部４６の軸心に直交する平面を有する平面形状がＬ字状である第１気泡管保持板１２０及び該気泡管保持板１２０と平行な第１発光素子保持板１２１を前記鏡筒部４６に取付ける。又、前記第１気泡管保持板１２０と直交する面を有する第２気泡管保持板１２２を前記鏡筒部４６に取付ける。

前記第１気泡管保持板１２０にはＸ軸スリット孔１２３を図１中紙面に対して垂直な方向に穿設し、Ｙ軸スリット孔１２４を図１中紙面に対して平行に穿設し、更に前記第２気泡管保持板１２２にはＺ軸スリット孔１２５を前記Ｙ軸スリット孔１２４に対して直交し、図１中紙面に対して平行に穿設する。

前記Ｘ軸スリット孔１２３に対向させＸ軸気泡管５２ｘを設ける。該Ｘ軸気泡管５２ｘの軸心は前記鏡筒部４６の軸心と直交する平面に含まれる。該Ｘ軸気泡管５２ｘの両端部に対向する様にフォトダイオード等の受光素子５４ａ、受光素子５４ｂが配設される。前記発光素子保持板１２１には前記Ｘ軸スリット孔１２３に対向して発光ダイオード（ＬＥＤ）等発光素子５３ｘが設けられ、該発光素子５３ｘの光軸は前記鏡筒部４６の軸心と平行であり、前記Ｘ軸気泡管５２ｘの軸心と中央で直交する。

前記Ｘ軸気泡管５２ｘ、発光素子５３ｘ、受光素子５４ａ、受光素子５４ｂは前記Ｘ軸傾斜検出器４８を構成する。

前記Ｙ軸スリット孔１２４に対向させＹ軸気泡管５２ｙを設ける。該Ｙ軸気泡管５２ｙの軸心は前記鏡筒部４６の軸心と直交する平面に含まれ、且つ前記Ｘ軸気泡管５２ｘの軸心と直角の方向に延びている。該Ｙ軸気泡管５２ｙの両端部に対向する様にフォトダイオード等の受光素子５４ａ、受光素子５４ｂが配設される。前記発光素子保持板１２１には前記Ｙ軸スリット孔１２４に対向して発光ダイオード（ＬＥＤ）等発光素子５３ｙが設けられ、該発光素子５３ｙの光軸は前記鏡筒部４６の軸心と平行であり、前記Ｙ軸気泡管５２ｙの軸心と中央で直交する。

前記Ｙ軸気泡管５２ｙ、発光素子５３ｙ、受光素子５４ａ、受光素子５４ｂは前記Ｙ軸傾斜検出器４９を構成する。

前記Ｚ軸スリット孔１２５に対向させＺ軸気泡管５２ｚを前記第１気泡管保持板１２０と前記発光素子保持板１２１間に設ける。該Ｚ軸気泡管５２ｚの軸心は前記鏡筒部４６の軸心と平行である。前記Ｚ軸気泡管５２ｚの両端部に対向する様にフォトダイオード等の受光素子５４ａ、受光素子５４ｂが配設される。前記発光素子保持板１２１には前記Ｚ軸スリット孔１２５に対向して発光ダイオード（ＬＥＤ）等発光素子５３ｚが設けられ、該発光素子５３ｚの光軸は前記Ｚ軸気泡管５２ｚの軸心と中央で直交する。

前記Ｚ軸気泡管５２ｚ、発光素子５３ｚ、受光素子５４ａ、受光素子５４ｂは前記Ｚ軸傾斜検出器５０を構成する。

上記した様に、前記Ｘ軸傾斜検出器４８、Ｙ軸傾斜検出器４９、Ｚ軸傾斜検出器５０とは同一構造であり、それぞれ前記気泡管５２、該気泡管５２を挾み対向して配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子５３、フォトダイオード等の受光素子５４ａ，５４ｂを具備しており、該受光素子５４ａと受光素子５４ｂは前記気泡管５２を透過した光を受光する様になっており、前記受光素子５４ａ、受光素子５４ｂの受光光量は、前記気泡管５２中の気泡の位置（即ち気泡管５２の傾斜）により受光量が変化し、受光素子５４ａ，５４ｂの受光量に対応した受光信号を出力し、該受光信号は前記制御部４５に入力され、該制御部４５は受光信号の偏差から傾斜方向、傾斜量を演算し、前記レーザ照射装置１３の傾斜が検出される様になっている。

前記レーザ照射装置１３が標準状態（図１で示す正立状態）に設置された場合は、前記Ｘ軸傾斜検出器４８と前記Ｙ軸傾斜検出器４９とが水平面に対する傾斜を検出し、前記レーザ照射装置１３が９０°倒された状態（横置き状態）では前記Ｘ軸傾斜検出器４８と前記Ｚ軸傾斜検出器５０が水平面に対する傾斜を検出する様になっている。

前記鏡筒部４６内には可視光例えば緑色のレーザ光線を射出する第１レーザダイオード５５、該第１レーザダイオード５５と同一の光軸を有する第１コリメートレンズ５６が設けられ、該第１レーザダイオード５５、前記第１コリメートレンズ５６の光軸は前記鏡筒部４６の中心線に合致している。

前記鏡筒部４６の中空上端部には、円柱レンズホルダ５７が設けられ、該円柱レンズホルダ５７の中心部には前記光軸と合致する光路５８が形成され、該光路５８の上端に第１ロッドレンズ５９が設けられ、該第１ロッドレンズ５９の中心線は前記光軸と合致している。

前記ケーシング２８の上部はヘッドケース６２によって形成されており、該ヘッドケース６２の中心部には円筒部６２ａが形成されている。該円筒部６２ａは軸受６１を介して前記鏡筒部４６の上端部に外嵌し、前記ヘッドケース６２は前記鏡筒部４６に対して回転自在となっている。前記円筒部６２ａには回転ギア６８が固着され、該回転ギア６８に噛合する駆動ギア６９はヘッド回転モータ７１により回転される様になっている。

前記ヘッドケース６２には凹部６３が形成され、該凹部６３の底部にコーナキューブプリズム６４が設けられ、前記ヘッドケース６２の内部には前記底部を介して前記コーナキューブプリズム６４に隣接するペンタプリズム６５が収納されている。又、前記ヘッドケース６２にはレーザ光線が通過する光路６６が形成されている。

前記第１レーザダイオード５５から射出された第１レーザ光線６０は、前記第１コリメートレンズ５６を透過して平行光束となり、前記第１ロッドレンズ５９を中心線に沿って透過し、前記コーナキューブプリズム６４で平行に反射され、前記ペンタプリズム６５で直角に反射され、前記第１ロッドレンズ５９を中心線とは直角に透過する。該第１ロッドレンズ５９を透過することで水平方向にのみ拡散し、前記ヘッドケース６２から扇状レーザ光線が照射される様になっている。

前記第１レーザダイオード５５、第１コリメートレンズ５６、前記第１ロッドレンズ５９は第１発光部を構成し、前記コーナキューブプリズム６４、前記ペンタプリズム６５は第１照射光学系を構成し、前記ヘッドケース６２、コーナキューブプリズム６４、ペンタプリズム６５は回転ヘッド６７を構成する。

前記ケーシング２８の下部で前記垂直基板部１６ｂの反対側には、ラインレーザ発光部７２が形成され、該ラインレーザ発光部７２には第２発光部７４が収納されている。

該第２発光部７４は、第２レーザダイオード７５、第２コリメートレンズ７６、第２ロッドレンズ７７を具備し、前記第２レーザダイオード７５は可視光例えば赤色のレーザ光線を発し、該レーザ光線は斜め下方に延びる光軸を有し、前記第２ロッドレンズ７７は該光軸と直交し、水平方向に延びる光軸を有している。

前記第２レーザダイオード７５から射出された第２レーザ光線７０は、前記第２コリメートレンズ７６により平行光束とされ、前記第２ロッドレンズ７７を透過することで、鉛直方向にのみ拡散する扇状レーザ光線として照射される。

前記ケーシング２８の前記ラインレーザ発光部７２の上部に信号光受光窓７８が設けられ、該信号光受光窓７８に対向して信号光受光器７９が設けられている。該信号光受光器７９の受光信号は前記制御部４５に送出され、該制御部４５は前記信号光受光器７９からの受光信号から通信信号を検出し、前記ヘッド回転モータ７１を駆動制御して、前記第１レーザ光線６０の照射方向を変更する。

前記ケーシング２８の前記垂直基板部１６ｂと対向する部分に、アライメント用バー８１が回転軸８２を介して水平軸心を中心として回転可能に設けられ、図１に示されるアライメント位置と該アライメント位置から１８０°回転された格納位置とでそれぞれ位置保持される機構を具備している。前記アライメント用バー８１の先端部にはレーザ光線ファインダ８３が穿設され、前記アライメント用バー８１がアライメント位置にある状態で、前記レーザ光線ファインダ８３は前記第１レーザ光線６０が形成する水平面内に位置し、前記第１ロッドレンズ５９の中心線と直交する中心線を有している。

前記底板部２８ａと前記水平基板部１６ａ間には防塵用の蛇腹８４が設けられ、該蛇腹８４及び前記水平基板部１６ａには前記第２レーザ光線７０と干渉しない様に、凹部８５が形成されている。

図５はリモートコントローラ８７を示しており、該リモートコントローラ８７は変調等の手段により通信信号を重畳した信号光８９を射出可能となっている。前記リモートコントローラ８７は操作釦８８を有し、該操作釦８８の操作でレーザ照射装置１３の駆動停止、前記回転ヘッド６７の回転、前記本体部１５の傾動等所要の操作を行うことができる様になっている。

以下、作動について説明する。

図１に示す様に正立状態にレーザ照射装置１３を設置し、駆動を開始すると、前記整準部１４による整準作動が開始される。尚、正立設置状態では前記レーザ光線ファインダ８３は格納し、前記第１レーザ光線６０と干渉しない様にする。

正立状態では前記Ｘ軸傾斜検出器４８、前記Ｙ軸傾斜検出器４９からの傾斜検出結果が前記制御部４５に入力され、前記Ｘ軸傾斜検出器４８、Ｙ軸傾斜検出器４９が水平を検出する様に、前記Ｘ軸整準部２５、前記Ｙ軸整準部２６が作動される。

例えば、前記Ｙ軸傾斜検出器４９の受光素子５４ａ，５４ｂからの信号で、Ｙ軸に関する傾斜方向、傾斜量が検出され、前記Ｙ軸整準部２６が作動される。前記制御部４５により前記Ｙ軸整準モータ４１が駆動され、該Ｙ軸整準モータ４１の駆動により、前記ウォームギア３８を介してウォームホイール３７が回転し、該ウォームホイール３７の回転により前記Ｙ軸ロッド３４が上下変位する。該Ｙ軸ロッド３４の上下変位により前記底板部２８ａは、前記球面軸部２９とＸ軸ロッド３３を結ぶ仮想線を中心に傾動する。

同様に、前記Ｘ軸傾斜検出器４８の検出結果で、前記Ｘ軸整準部２５が作動され、前記底板部２８ａは、前記球面軸部２９とＹ軸ロッド３４を結ぶ仮想線を中心に傾動する。

而して、前記Ｘ軸整準部２５、Ｙ軸整準部２６の作動により、前記底板部２８ａは水平に整準される。

前記底板部２８ａが水平に整準されることで、前記第１レーザダイオード５５の光軸は鉛直に調整され、更に前記コーナキューブプリズム６４は入射光に対して平行に反射し、前記ペンタプリズム６５は入射光に対して直角に反射するので、前記回転ヘッド６７から照射される扇状の第１レーザ光線６０は水平に且つ水平方向の広がりを持って照射され、水平基準面が形成され、壁面等に投射されたレーザ光線は水平基準線を形成する。

前記第２発光部７４から照射される第２レーザ光線７０は鉛直方向に広がりを持っており、鉛直基準面を形成し、壁面等に投射されたレーザ光線は鉛直基準線を形成する。

前記第１レーザ光線６０、前記第２レーザ光線７０の照射状態は、図６（Ａ）に示される。照射される前記第１レーザ光線６０、第２レーザ光線７０は扇状レーザ光線であり、部分的な照射となるので、輝度を高く保て、視認性が高い。又、水平基準線は緑色であり、又鉛直基準線は赤色であり、判別が容易で、作業性が向上する。

前記第１レーザ光線６０の照射方向を変更する場合は前記リモートコントローラ８７より変更の指令を発する。前記信号光８９は前記信号光受光窓７８を通して前記信号光受光器７９により受光され、前記制御部４５により通信信号が演算抽出され、前記ヘッド回転モータ７１が駆動される。該ヘッド回転モータ７１の駆動により前記駆動ギア６９、前記回転ギア６８を介して前記ヘッドケース６２が回転され、前記第１レーザ光線６０の照射方向が変更される。

前記ヘッドケース６２が回転により揺動、振動を伴ったとしても、前記コーナキューブプリズム６４、ペンタプリズム６５により、第１レーザ光線６０が前記第１レーザダイオード５５の光軸と直交する状態は保証されるので、前記第１レーザ光線６０のふらつき、揺らぎ等は発生しない。

図７は、前記レーザ照射装置１３を９０°倒して設置した（横置き）状態を示している。

横置き状態では、図６（Ｂ）に示される様に、直交する鉛直な２平面を形成することができる。

前記レーザ照射装置１３を横置きに設置する場合は、前記アライメント用バー８１を引出しておく、この状態で前記第１レーザ光線６０を下向きに照射すると、前記レーザ光線ファインダ８３を透過したレーザ光線は点として床面に投射される。投射された点は、前記レーザ照射装置１３を設置する場合の基準点として利用でき、前記レーザ照射装置１３の設置を迅速に且つ精度よく行うことができる。

前記レーザ照射装置１３を駆動すると、前記整準部１４による整準作動が開始される。横置き状態では、前記Ｚ軸傾斜検出器５０及び前記Ｘ軸傾斜検出器４８からの検出信号に基づき整準が行われる。

前記Ｚ軸傾斜検出器５０からの検出信号が水平を示す様に、前記Ｙ軸整準部２６が動作され、前記Ｘ軸傾斜検出器４８が水平を示す様に前記ローリング補正部２７が動作される。

前記ローリング補正モータ４３が駆動すると、前記ウォームギア４２が回転する。前記ギア２１が固定している前記外筒１７に形成されているので、前記ローリング補正モータ４３が底板部２８ａと一体に回転する。前記Ｘ軸傾斜検出器４８が水平を検出することで、前記第２レーザ光線７０が形成する基準面が鉛直となり、前記Ｚ軸傾斜検出器５０が水平を検出することで、前記第１レーザ光線６０が形成する基準面が鉛直となる。

尚、前記第１レーザ光線６０の照射方向の変更は、正立設置の時と同様前記リモートコントローラ８７によって行える。

次に、前記Ｘ軸傾斜検出器４８の使用の態様について説明する。

図８（Ａ）は、前記レーザ照射装置１３が正立設置の状態を示しており、気泡管５２の気泡９１は、前記受光素子５４ａ，５４ｂと対面した位置にあり、前記気泡９１によって形成される液面が前記発光素子５３の光軸と略垂直な状態となっている。該発光素子５３からの光は、前記気泡９１の位置により遮られ、或は液面により反射され、屈折され前記受光素子５４ａ，５４ｂに到達する光量が変化する。従って、前記受光素子５４ａと前記受光素子５４ｂの受光量の差を求めることで、前記気泡９１の位置即ち傾斜方向、傾斜量を検出することが可能となる。

図８（Ｂ）は、前記レーザ照射装置１３が横置き設置の状態を示している。この場合、前記Ｘ軸傾斜検出器４８に関して前記Ｘ軸気泡管５２ｘは軸心を中心に９０°回転するが、気泡管内は任意断面が正円の樽形状の為、軸心の方向は変化しない様になっている。

前記Ｘ軸気泡管５２ｘ内で前記気泡９１は、正立状態から前記Ｘ軸気泡管５２ｘの軸心を中心に９０°回転し、前記受光素子５４ａ，５４ｂとは９０°ずれた位置、即ち液面が前記発光素子５３の光軸と略平行となる。この場合、前記受光素子５４ａ，５４ｂの受光総量は、正立状態の場合より多くなるが、該発光素子５３からの光は、前記気泡９１の位置により遮られ、或は液面により反射され、屈折されるので、前記受光素子５４ａ，５４ｂに到達する光量が変化し、前記受光素子５４ａと前記受光素子５４ｂの受光量の差を求めることで、前記気泡９１の位置即ち傾斜方向、傾斜量を検出することが可能となる。

而して、前記Ｘ軸傾斜検出器４８は、レーザ照射装置１３の正立設置、横置き設置の２状態での傾きを検出する。

図９は第２の実施の形態を示しており、該第２の実施の形態では前記第２発光部７４と同様な構成の第３発光部９２が設けられている。

上下２面に傾斜面が形成される様に前記ラインレーザ発光部７２が形成され、下傾斜面に前記第２発光部７４が設けられ、上傾斜面に前記第３発光部９２が設けられる。該第３発光部９２は、第３レーザダイオード９３、第３コリメートレンズ９４、第３ロッドレンズ９５を有し、前記第２発光部７４と同等の構成となっている。

前記第２レーザダイオード７５と前記第３発光部９２の光軸は同一平面上にあり、又前記第３ロッドレンズ９５の中心線は前記第２ロッドレンズ７７の中心線と平行になっている。前記第２発光部７４から照射される扇状レーザ光線７０と前記第３発光部９２から照射される扇状の第３レーザ光線９６とは同一平面内に含まれる。従って、前記第２レーザ光線７０と前記第３レーザ光線９６とは連続した基準平面を形成し、レーザ光線の輝度を高く維持して広範囲の基準平面を形成することができる。

図１０は、第３の実施の形態を示している。

該第３の実施の形態では、第１レーザ光線６０を回転照射して基準面を形成する様にしたものである。尚、図１０中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付し、説明を省略する。

鏡筒部４６の先端に、回転体９７を軸受９８を介して回転自在に設け、前記回転体９７には走査回転ギア９９が設けられ、該走査回転ギア９９は走査モータ１０１により走査駆動ギア１０２を介して回転される様になっている。

前記回転体９７には第１レーザダイオード５５の光軸上にペンタプリズム１０３が設けられ、又該ペンタプリズム１０３を収納するヘッドケース６２が設けられている。該ヘッドケース６２には前記ペンタプリズム１０３により偏向された第１レーザ光線６０を透過する第１照射窓１０４及び前記ペンタプリズム１０３で分割された第４レーザ光線１０６を透過する第２照射窓１０５が設けられている。

前記第１レーザダイオード５５から射出された第１レーザ光線６０は、前記ペンタプリズム１０３により前記第１レーザダイオード５５の光軸と直角方向に偏向され、前記第１照射窓１０４より照射される。前記走査モータ１０１を駆動し、前記走査駆動ギア１０２、走査回転ギア９９を介して前記ペンタプリズム１０３を回転することで、前記第１レーザ光線６０が回転照射され、基準平面が形成される。又、第２照射窓１０５を透過した第４レーザ光線１０６は前記第１レーザダイオード５５の光軸上に照射され、基準線を形成する。

図１１は、第４の実施の形態を示している。

該第４の実施の形態は、上記第３の実施の形態に対して前記第１レーザ光線６０が形成する基準面、基準線の視認性を高めたものである。尚、図１１中に於いて、図１０中で示したものと同等のものには同符号を付し説明を省略する。

第４の実施の形態では第３の実施の形態の構成に、更に受光部１０７が設けられると共に対象反射体（図示せず）が用いられ、レーザ照射装置１３が前記対象反射体を検出し、該対象反射体を中心に所要範囲で往復走査を行い、照射レーザ光線の見かけ上の輝度を増大させ、視認性高めるものである。

鏡筒部４６の所要位置に孔明きミラー１０８が設けられ、該孔明きミラー１０８の反射光軸上に集光レンズ１０９、偏光板１１１、受光素子１１２が設けられる。該受光素子１１２の受光信号は制御部４５（図３参照）に送出される。

走査される前記第１レーザ光線６０は前記対象反射体を通過することで、該対象反射体に反射され、反射光は前記第１照射窓１０４、ペンタプリズム１０３を経て前記孔明きミラー１０８により反射され、前記集光レンズ１０９により集光され、前記受光素子１１２に受光される。該受光素子１１２は受光信号を前記制御部４５に送出し、該制御部４５は前記受光素子１１２が受光した際の前記第１レーザ光線６０の照射方向を検出し、更に記憶し、検出した照射方向を中心に所要角度の範囲で前記第１レーザ光線６０が往復走査される様、前記走査モータ１０１を駆動制御する。前記偏光板１１１は、偏光方向を、受光する反射光の偏光面と合致させて設けられており、該偏光板１１１は入射する反射光に含まれるノイズ光をカットし、前記対象反射体の識別精度を向上させている。

本発明の第１の実施の形態を示す立断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 傾斜検出装置の拡大図である。 リモートコントローラの説明図である。 第１の実施の形態での作動状態を示す説明図であり、（Ａ）はレーザ照射装置の正立状態、（Ｂ）はレーザ照射装置の横置き状態を示している。 第１の実施の形態に於けるレーザ照射装置の横置き状態での立断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は第１の実施の形態に於ける傾斜検出装置の作動を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態を示す部分立断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す横置き状態の立断面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す横置き状態の立断面図である。 従来例を示す説明図である。 他の従来例を示す説明図である。

符号の説明

１３ レーザ照射装置
１４ 整準部
１５ 本体部
１６ ベース
１６ａ 水平基板部
１６ｂ 垂直基板部
２２ 整準基板
２５ Ｘ軸整準部
２６ Ｙ軸整準部
２７ ローリング補正部
２８ ケーシング
２８ａ 底板部
２９ 球面軸部
３９ Ｘ軸整準モータ
４１ Ｙ軸整準モータ
４３ ローリング補正モータ
４４ 回転量制限センサ
４５ 制御部
４６ 鏡筒部
４８ Ｘ軸傾斜検出器
４９ Ｙ軸傾斜検出器
５０ Ｚ軸傾斜検出器
５２ 気泡管
５３ 発光素子
５４ 受光素子
５５ 第１レーザダイオード
５９ 第１ロッドレンズ
６０ 第１レーザ光線
６２ ヘッドケース
６４ コーナキューブプリズム
６５ ペンタプリズム
７０ 第２レーザ光線
７１ ヘッド回転モータ
７４ 第２発光部
７７ 第２ロッドレンズ
７９ 信号光受光器
８７ リモートコントローラ
９２ 第３発光部
１０３ ペンタプリズム
１０７ 受光部

Claims (8)

1. 整準部と、該整準部に設けられた本体部とを具備し、該本体部は照射光学系を収納する回転部と、該回転部の回転中心上に第１レーザ光線を射出する第１発光部と、該第１発光部の光軸と平行な広がりを有する扇状の第２レーザ光線を照射する第２発光部とを有し、前記照射光学系は第１発光部からの前記第１のレーザ光線を直角方向に偏向して照射し、第１基準面を形成し、前記第２発光部から照射される第２レーザ光線は前記第１基準面と直交する第２基準面を形成し、前記本体部が球面軸受けにより任意の方向に傾動可能に支持され、前記本体部は水平２方向の傾きを検出する傾斜検出部を具備し、前記整準部は前記本体部を２方向に独立して傾斜可能な２組の整準部を具備し、該整準部は前記傾斜検出部の検出結果に基づき駆動されることを特徴とするレーザ照射装置。
2. 整準部と、該整準部に設けられた本体部とを具備し、該本体部は照射光学系を収納する回転部と、該回転部の回転中心上に第１レーザ光線を射出する第１発光部と、該第１発光部の光軸と平行な広がりを有する扇状の第２レーザ光線を照射する第２発光部とを有し、前記照射光学系は第１発光部からの前記第１のレーザ光線を直角方向に偏向して照射し、第１基準面を形成し、前記第２発光部から照射される第２レーザ光線は前記第１基準面と直交する第２基準面を形成し、前記本体部が球面軸受けにより任意の方向に傾動可能に支持され、前記本体部は直交する３方向の傾きを検出する傾斜検出部を具備し、前記整準部は前記本体部を２方向に独立して傾斜可能な２組の整準部と前記球面軸受けを中心に前記本体部を回転するローリング補正部とを具備し、前記整準部、前記ローリング補正部は前記傾斜検出部の検出結果に基づき駆動されることを特徴とするレーザ照射装置。
3. 直交した設置面を有するベースに整準部が設けられ、該整準部は前記ベースの一方の設置面に設けられている請求項１又は請求項２のレーザ照射装置。
4. 前記第１発光部は回転部の回転中心上に同心に設けられたロッドレンズを有し、前記照射光学系は前記ロッドレンズを透過した前記第１レーザ光線を平行に反射するコーナキューブプリズムと、該コーナキューブプリズムからの反射光を直角に偏向して前記ロッドレンズに直角方向から入射させるペンタプリズムとを具備し、照射される前記第１レーザ光線は水平に広がる扇状光線である請求項１又は請求項２のレーザ照射装置。
5. 前記照射光学系は、回転部の回転中心上に同心に設けられたペンタプリズムを有し、前記回転部が回転されることで、前記ペンタプリズムにより偏向されたレーザ光線が走査され基準面が形成される請求項１又は請求項２のレーザ照射装置。
6. 前記本体部は、前記第２発光部に対して傾斜する光軸を有する第３発光部を有し、該第３発光部は扇状の第３レーザ光線を照射し、該第３レーザ光線は前記第２レーザ光線と同方向の広がりを有すると共に該第２レーザ光線と同一平面内に照射される請求項１又は請求項２のレーザ照射装置。
7. 前記第１レーザ光線と第２レーザ光線とは色が異なる請求項１又は請求項２のレーザ照射装置。
8. 前記回転部を回転させるモータと、信号光受光部とを有し、前記信号光受光部の受光信号に基づき前記モータが駆動される請求項１又は請求項２のレーザ照射装置。

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