JPH0590313U - レーザーマーカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザーを用いた小型で軽量なレーザ
ーマーカーを提供する。 【構成】 レーザーマーカーは、ジンバル軸の回りに揺
動自在に支持されたジンバルと、該ジンバル上にジンバ
ル軸に略直角なジャイロ軸の回りに揺動自在に支持さ
れ、自重により鉛直方向に対してある一定位置で安定す
るようになされているジャイロとを有する。ジャイロに
半導体レーザーを固定載置し、該半導体レーザーから射
出されたレーザー光を、ジャイロに配設された光案内手
段が、前記安定時において鉛直上方と鉛直下方に一致す
る２方向、あるいはこれに水平方向を加えた３方向に案
内し射出することにより、鉛直方向、水平方向のマーキ
ングを行なう。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は建築、建設工事における位置決め等に用いられ、レーザー光を射出し て、鉛直マーキング、水平マーキングを行なうレーザーマーカーに関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

従来のレーザーマーカーはレーザー光源としてヘリウム−ネオンレーザーを用 いている。ヘリウムネオンレーザーはジンバル機構により複数の方向に揺動自在 に支持されたジャイロ部内に、レーザー照射方向に合わせて縦向きに固定される 。使用時にはジャイロ部が揺動し、重力の作用によりレーザー光の照射方向が鉛 直方向となる向きで安定することにより、鉛直上方および鉛直下方の２方向にレ ーザー光が射出される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ヘリウム−ネオンレーザーは、略反対向きの２方向にレーザー光を射出できる ため、鉛直上方と鉛直下方の両方にマーカー光を出す必要のあるレーザーマーカ ーに用いるのに適しているが、その反面、大きさ重量共に概して大きく、こうし たマーカー装置の小型化を妨げる要因ともなっていた。 それに対して半導体レーザーは小型で軽量であるという利点を有するが、レー ザーを一方向にしか射出できないため、上述のようなレーザーマーカーに用いよ うとすると、レーザー射出方向の反対側にマーカー光を回すための複雑な光学系 が必要になるか、さもなくば半導体レーザーが２つ必要になるという問題がある 。 本考案はこのような問題に鑑てなされたものであり、レーザー光源として半導 体レーザーを用いた、小型で軽量のレーザーマーカーを提供することを目的とす る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係るレーザーマーカーは、ジンバル軸の 回りに揺動自在に支持されたジンバルと、該ジンバル上にジンバル軸に略直角な ジャイロ軸の回りに揺動自在に支持され、自重により鉛直方向に対してある一定 位置で安定するようになされているジャイロと、該ジャイロに固定載置された半 導体レーザーと、該ジャイロに配設され、該半導体レーザーから射出されたレー ザー光を、前記安定時において鉛直上方と鉛直下方に一致する２方向に分割して 射出する光案内手段とを含んで成る。

【０００５】

【作用】

上記のように本考案に係るレーザーマーカーは、レーザー光源としてレーザー 光を一方向のみにしか射出しない半導体レーザーを用い、光学系によりレーザー 光を複数方向に分割することにより複数方向のマーキングを行なう。この光学系 は下記の実施例から分かるように簡単に構成することができるので、半導体レー ザーのコンパクトさと相俟って小型で軽量なレーザーマーカーを得ることができ る。また半導体レーザー、光学系共にジャイロ上に固定されているので使用時に おいてレーザー光軸の調節の必要がない。

【０００６】

【実施例】

以下において図面を参照して本考案の一実施例を説明する。図１は本考案の一 実施例に係るレーザーマーカーのジンバルおよびジャイロの立面図、図２はジャ イロの要部縦断面図、図３は図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。図１〜図３ において、ジンバル１はベアリング３、３^' を介してジンバル支軸２、２^' によ り支持される。これによりジンバルは、図３のジンバル軸Ｘの回りに揺動自在と なる。ジンバル支軸２、２^' の他端は不図示の装置本体ハウジングに固定する。 ジンバルは前記ベアリング３、３^' の中心を結ぶジンバル軸Ｘと垂直なジャイロ 軸Ｙの方向に対向して設けた通孔を有し、該通孔にはまた別のベアリング４、４^' を設ける。該ベアリング４、４’はジャイロ５をその移行部７において図３の ジャイロ軸Ｙの回りに揺動自在に支持する。

【０００７】 図２および図３に最も良く示されているように、ジャイロ５はジャイロ本体部 ６、該本体部６の両側に移行部７を介して付設されたジャイロ側設部８および下 方に延伸するジャイロ延長部９より成り、略Ｔ字形の形状を有する。ジャイロ側 設部８はベアリングに軸受けされた移行部に連続してジンバルの外側に伸びてい る。上述のようにジャイロは、軸Ｘの回りに揺動自在なジンバルに、軸Ｙの回り に揺動自在に支持されているので、２方向に揺動自在となる。したがって装置使 用時においては主に下部のジャイロ延長部９がおもりとして働き、重力の作用に より、ジャイロ長手方向Ｚが鉛直方向と一致する向きで安定する。なおここでは 実施例装置の形状に合わせて便宜上長手方向と称するが、これは本考案に係るジ ャイロの形状を限定するものではない。

【０００８】 図２、図３に示されているように、ジャイロ５の内部は中空の内孔となってお り、一方のジャイロ側設部８の内孔に半導体レーザー１０およびコリメーターレ ンズ２０を載置固定する。該半導体レーザーから射出されたレーザー光はベアリ ングに支持された移行部７を通過して、即ちジンバルに設けられたベアリング部 ４、４^' を貫いて、ジャイロ本体部へ導かれる。もう一方のジャイロ側設部内孔 には後述する円柱レンズ２３が設置される。またジャイロ本体部６および同延長 部９内には、後に詳述するハーフミラー２１、２２、光軸調整用ガラス２４、等 より成る光学系を設置する。２５、２６はカバーガラスである。

【０００９】 続いて本実施例の光学系の動作を説明する。本実施例の光学系を図式的に示す 説明図である図４を参照すると、半導体レーザー１０から射出されたレーザー光 はコリメーターレンズ２０を通過してジャイロ長手方向Ｚに垂直な向きの平行光 となり、第１のハーフミラー２１に入射する。該第１のハーフミラー２１におい て入射光の一部は反射されて直角に向きを変え、ジャイロ長手方向軸に平行に下 方に導かれ、一部はそのまま水平方向に透過する。

【００１０】 下方に反射された光レーザー光は、ジャイロ延長部内孔内に置かれた第２のハ ーフミラー２２に、その反射面に垂直に入射する。該第２のハーフミラーにおい て、入射光の一部はそのまま透過し、一部は入射方向逆向きに反射される。該第 ２のハーフミラー２２を透過した方の光はさらにカバーガラスを透過し、絞り２ ９によってピンスポットに絞られて、装置外に射出される。この際、前述したよ うに重力の作用によりジャイロ長手方向が鉛直方向と一致していること、および 射出光がジャイロ長手方向と平行であることにより、射出光の向きは鉛直方向と 一致する。したがって鉛直下方のマーキングが出来る。なおハーフミラー２２と カバーガラス２７の間に、図２に示すような光軸調整用ガラス２４を配置しても 良い。第２のハーフミラー２２において反射された方の光は下方から再び第１の ハーフミラーに入射しその一部はそのまま透過し、さらにカバーガラス２６を通 過し、絞り２９と同様の絞り２８を経て装置外部に射出される。この上方に射出 された光の方向も、上と同様の理由により鉛直方向と一致している。したがって 鉛直上方のマーキングが出来る。

【００１１】 前述した半導体レーザーから射出され第１のハーフミラー２１に水平に入射し たレーザー光のうち、第１のハーフミラーを透過した方のレーザー光は円柱レン ズ２３に入射する。水平方向には広範囲にマーキングできる方が実用上便利であ るので、円柱レンズ２３により入射した光をジャイロ長手方向に垂直な面内で、 約６０度の照射角に広げる。図５は図４の光学系を上方から見たところを示す説 明図でありレーザー光が円柱レンズにより６０度に広がる様子を示している。角 度はここに述べた６０度に限られるものではなく、また上下方向と同じくスポッ ト状にすることも可能である。６０度に広げられたレーザー光はカバーガラス２ ５を経て、装置外部に射出される。この光はジャイロ長手方向に垂直な平面内で 射出されることと、またジャイロ長手方向が鉛直方向と一致していることにより 、水平方向、即ち鉛直方向に対して垂直な方向のマーキングが出来る。

【００１２】 図６に本実施例のレーザーマーカーの詳細を示す。図６において図１〜図５と 同等なものは同じ参照番号で表している。上で説明されていない要素について説 明すると、参照番号４１から４５は半導体レーザー１０およびコリメーターレン ズ２０を取り付けるための要素であり、４１は半導体レーザー押え、４２は半導 体レーザー枠、４３はコリメーターレンズ枠、４４、４５は止めネジである。参 照番号５１から５４は円柱レンズ２３を取り付けるための要素であり、５１はレ ンズ枠、５２は押え環、５３、５４は止めネジである。参照番号６１から６９は 第１、第２のハーフミラーおよび光軸調整ガラスを取り付けるための要素であり 、６１は第１の受け台、６２はミラー取り付け台、６３はミラースプリング、６ ４は止めネジ、６５は第２の受け台、６６はミラー台、６７、６８および６９は 止めネジである。また、７０は窓板兼ピンホールである。８０はジャイロに鉛直 方向の安定を与えるための重りである。

【００１３】 以上に本考案を実施する装置の一例を説明したが、本考案はその細部に限定さ れるものではない。例えば本実施例では、鉛直上方、鉛直下方に加えて水平方向 のにもマーカー光を射出する構成としたが、鉛直上方および鉛直下方にだけ射出 するようにしても良い。 また、第１ハーフミラーで下方に反射する構成としたが、これを上方に反射さ せ、それに合わせて第２ハーフミラーを上部に設けるようにしても良い。 また、半導体レーザーからのレーザー光の射出方向をジャイロ長手方向に垂直 な方向としたが、これとは異なる向きにしても良い。その場合には第１のハーフ ミラー２１の向きを変えて、該ミラーによる反射光の向きが、ジャイロ長手方向 と平行になるようにすれば良い。 さらにまた、本実施例ではジャイロを中空構造とし、その内部に半導体レーザ ーと光学系を配置したが、ジャイロを中実構造とし、その表面に半導体レーザー と光学系を配することも可能である。 その外にも本考案の範囲内で様々な変形が可能である。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案のレーザーマーカーは、レーザー源としてレーザー 光を一方向のみにしか射出しない半導体レーザーを用い、光学系によりレーザー 光を複数方向に分割することにより複数方向のマーキングを行なう。半導体レー ザーは従来この種のレーザーマーカーに用いられていたヘリウムネオンレーザー と比べて大きさ重量共にかなり小さく、また光学系も実施例に見られるように簡 単に構成することができるので、従来装置に比して大幅な小型化、軽量化が成し 遂げられる。また半導体レーザー、光学系共にジャイロ上に固定されているので 使用時においてレーザー光軸の調節の必要がなく使い勝手も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るレーザーマーカーのジ
ンバルおよびジャイロの概略を示す立面図である。

【図２】ジャイロの要部縦断面図である。

【図３】図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。

【図４】図１から図３に示された実施例に係るレーザー
マーカーの光学系の働きを図式的に示す図である。

【図５】図４と同様の図であり、上方から見たところを
示している。

【図６】図１に示すレーザーマーカーのジンバルおよび
ジャイロの詳細図である。

【符号の説明】

１ ジンバル ２ ジンバル支軸 ５ ジャイロ １０ 半導体レーザー ２０ コリメーターレンズ ２１ 第１ハーフミラー ２２ 第２ハーフミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 柴田 隆則 東京都渋谷区代々木１丁目３番６号 日東 光器株式会社内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジンバル軸の回りに揺動自在に支持され
   たジンバルと、該ジンバル上にジンバル軸に略直角なジ
   ャイロ軸の回りに揺動自在に支持され、自重により鉛直
   方向に対してある一定位置で安定するようになされてい
   るジャイロと、該ジャイロに固定載置された半導体レー
   ザーと、該ジャイロに配設され、該半導体レーザーから
   射出されたレーザー光を、前記安定時において鉛直上方
   と鉛直下方に一致する２方向に分割して射出する光案内
   手段とを含むレーザーマーカー。
2. 【請求項２】 前記光案内手段が、前記半導体レーザー
   から射出されたレーザー光を、前記安定時において鉛直
   上方または下方のいずれかに一致する方向に反射する第
   １のハーフミラーと、該第１のハーフミラーで反射した
   レーザー光の光路上に置かれ、該反射したレーザー光の
   一部をそのままの方向に透過し、一部を入射方向と同方
   向逆向きに反射する第２のハーフミラーとを含むことを
   特徴とする請求項１記載のレーザーマーカー。
3. 【請求項３】 ジンバル軸の回りに揺動自在に支持され
   たジンバルと、該ジンバル上にジンバル軸に略直角なジ
   ャイロ軸の回りに揺動自在に支持され、自重により鉛直
   方向に対してある一定位置で安定するようになされてい
   るジャイロと、該ジャイロに固定載置された半導体レー
   ザーと、該ジャイロに配設され、該半導体レーザーから
   射出されたレーザー光を、前記安定時において鉛直上方
   と鉛直下方および水平方向の３方向に一致する方向に分
   割して射出する光案内手段とを含むレーザーマーカー。
4. 【請求項４】 前記半導体レーザーは、前記安定時にお
   いて水平方向に一致する方向にレーザー光を射出し、前
   記光案内手段は前記半導体レーザーから射出されたレー
   ザー光の一部をそのままの方向に透過し、一部を前記安
   定時において鉛直上方または下方のいずれかの方向に一
   致する方向に反射する第１のハーフミラーと、該第１の
   ハーフミラーで反射されたレーザー光の光路上に置か
   れ、該反射されたレーザー光の一部をそのままの方向に
   透過し、一部を入射方向と同方向逆向きに反射する第２
   のハーフミラーとを含むことを特徴とする請求項３記載
   のレーザーマーカー。