KR100342030B1 - 레이저빔을 이용한 기준라인지시계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계에 관한 것으로, 기존의 레이저빔 주사기구로부터 방출된 레이저빔을 원통형 렌즈 또는 회전 다면경을 이용하여 레이저빔라인으로 변환시키고, 그 레이저빔라인을 기준 수평라인과 일치시키는 캘리브레이션절차에 의해, 육안으로 편리하게 수평라인과 수직라인 같은 기준라인을 측정하는 장치에 관한 것이다. 그 구성으로는 레이저빔을 방출하는 레이저다이오드, 상기 레이저빔을 받아 레이저빔라인으로 변환하여 출력하는 레이저빔변환수단, 및 상기 레이저빔변환수단으로부터 출력되는 레이저빔라인이 가준수평도를 유지하도록, 기준수평도를 제공하는 수단을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 레이저빔라인이 90°회전하여 방출되도록 상기 레이저빔변환수단을 90°회전시키는 회전수단을 더 포함한다. 본 발명은 상기 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계의 바닥면에 삼발이를 부착하여 사용이 더욱 편리하게 할 뿐만 아니라 본체의 측면에 원격수신장치를 두어 원격조정이 가능하도록 하여 사용이 더욱 편리하게 된다. 이로써, 본 발명은 수평라인과 수직라인 같은 기준라인을 측정하는데 드는 시간과 작업량을 감소시킬 뿐만 아니라 작업대상이 거대한 경우에도 효과적으로 기준라인을 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 레이저빔으로부터 눈을 보호하기 위한 보안시스템을 제공하여 더욱 안전하게 사용할 수 있다.

Description

레이저빔을 이용한 기준라인지시계{Reference line indicator using laser beams}

본 발명은 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기준수평을 유지한채로 레이저빔 주사기구로부터 발사된 레이저빔으로부터 레이저빔 라인을 변환출력하여 수평라인과 수직라인 같은 기준라인을 효과적으로 측정할 수 있는 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계에 관한 것이다.

기존 건축공사현장에서 건축구조물이 정상적으로 건축되기 위해서는 액체가 봉입된 유리관에 형성된 기포의 중앙위치로써 수평의 기준을 측정하며, 이렇게 수평의 기준을 측정하고 그 수평면과 일치시켜 실이나 강선을 이용하여 일정한 위치에 위치시킨 후 그 수평면 및 수평선을 기준으로 벽돌을 쌓거나 목재 등을 평행하게 건축하는 절차가 필요하다. 또한 수직선을 잡기 위해서는 실에 추를 매달아 수직의 기준을 잡고 그를 기준으로 기둥을 세우는 등의 절차가 필요하다. 이렇게 함으로써 건축구조물의 평형유지가 이루어지는 것이다. 이러한 종래의 수평 및 수직 측정장치들은 도 1에 도시한 바와 같이 액체튜브내의 기포 위치를 육안으로 측정하여 수평을 측정하는 수평지시계(수준계) 및 도 2에 도시한 바와 같이 실에 추를 매달아 중력에 의하여 실과 추가 연직선을 형성하여 수직을 측정하는 수직지시계가 있다.

이러한 공사현장에서 뿐만 아니라 건물내의 벽면에 액자나 거울 등을 고정시킬 때 2개이상을 고정시키려면 평면의 위치를 측정하여 고정시키는데 어려움이 많이 있다. 또한 기존 건축, 토목, 조선의 대형구조물용접, 대형조각 및 미술품작업 등의 현장에서 수평작업 및 수직작업을 하기 위해서는 실과 추, 수준 수평계, 측량계 등을 이용해야 했기 때문에 그 실과 추, 수준계 등의 설치와 위치변경에 많은 시간과 작업량이 필요하였고, 매 위치마다 수평계를 미시적으로 볼 수는 있으나, 작업대상이 거대한 경우 거시적으로 볼 수가 없어서 수평작업 및 수직작업에 많은 어려움이 있었다. 기존에도 일부 레이저표시장치가 있었으나, 이는 레이저빔라인을 표시하는 것이 아니고 레이저점을 표시하는 것이 보통이고, 레이저빔라인을 표시하는 장치인 경우에는 그 생산 및 조절방법이 매우 까다로와 장치의 가격이 고가이고, 사용자의 사용방법이 매우 복잡하고 어려워 오히려 작업현장의 생산성을 저하시키는 요인으로 작용하였다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 바와 같은 기존의 단점들을 해결하기 위하여, 작업이 편리하고 다루기가 손쉬운 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 작업대상이 큰 경우에도 효과적으로 사용할 수 있는 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 자동으로 수평을 유지하면서 수평라인과 수직라인 같은 기준라인을 측정할 수 있는 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 레이저빔으로부터의 시력보호수단을 채용하여 보다 안전하게 사용할 수 있는 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 원격제어수단을 채용하여 보다 효과적으로 사용할 수 있는 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 액체 봉입 수평계를 도시한 사시도이다.

도 2는 종래의 실과 추를 이용하여 수직의 기준을 잡는 것을 도시한 설명도이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 레이저빔 주사기구의 일실시예를 도시한 개념도이다.

도 4는 도 3의 레이저빔 주사기구의 광학적인 구조에 대한 분해사시도이다.

도 5는 도 3의 레이저빔 주사기구의 광학적인 구조에 대한 조립사시도이다.

도 6은 도 3의 레이저빔 주사기구를 90°회전시키는 구조를 도시한 측단면도이다.

도 7은 본 발명에 적용되는 레이저빔 주사기구의 타실시예를 개략적으로 도시한 개념도이다.

도 8과 도 9는 도 7에 의한 회전다면경의 회전각도에 따른 레이저빔의 반사위치를 도시한 개념도이다.

도 10a는 도 3 및 도 7에 도시한 레이저빔 주사기구의 기준수평을 유지하는 장치의 일실시예를 도시한 정면도이다.

도 10b 및 도 10c는 도 3 및 도 7에 도시한 레이저빔 주사기구의 기준수평을 유지하는 장치의 타실시예를 도시한 정면도 및 평면도이다.

도 11은 도 10a의 선 I-I를 통하여 본 단면도이다.

도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 레이저빔 주사기구가 도 10a의 수평유지장치를 채용한 경우 경사면에 대해서 수평을 유지하는 예들을 개념적으로 설명하기 위한 도면들이다.

도 13은 도 3 및 도 7에 도시한 레이저빔 주사기구의 기준수평을 유지하는 장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 14는 도 13의 지시계를 수평지시계로부터 수직지시계로 변환한 모양과 지시계의 360°회전구조를 설명하기 위한 사시도이다.

도 15와 도 16은 각각 본 발명의 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계 및 그에 삼발이를 부착한 실시예도이다.

도 17과 도 18은 도 15의 삼발이부착 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 이용하여 수평 및 수직으로 벽돌쌓기 공정에 이용하는 것을 도시한 사시도들이다.

도 19와 도 20은 도 16의 삼발이부착 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 이용하여 수평 및 수직으로 벽돌쌓기 공정에 이용하는 것을 도시한 사시도들이다.

도 21a와 도 21b는 본 발명에 의한 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인지시계의 제작공정에서의 정확한 수평도를 캘리브레이션하는 과정을 설명하기 위하여 도식화한 개념도이다.

도 22a와 도 22b는 대형구조물의 수직작업시 사용되는 반사지의 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 23은 레이저빔에 의한 시력보호안경 및 레이저빔 자동차단회로를 도시한 개념도이다.

도 24는 본 발명의 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 원격으로 제어하여 레이저빔의 방사주기등을 제어하기 위한 원격제어 송신기 및 수신수단을 설명하기 위한 개략도이다.

도 25는 본 발명의 지시계를 다관절 평형유지장치위에 놓고 작업하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 26은 본 발명의 지시계가 항공기 및 선박등에 적용되는 자이로콤파스를 채용한 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 27은 본 발명의 지시계의 외부 표면에 구비된 진동 및 충격을 흡수하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2,22...변조회로, 3...전원

4...레이저빔주사기구, 6...원통형렌즈

10...지시계, 15...상부유닛

15'...하부유닛, 20...레이저빔 주사창

2,22...변조회로, 24,41...레이저다이오드

26...다면경, 28...모터

30...원격제어신호 수신창, 40...삼발이

50...캔티레버, 55...캔티레버홈

60...삼발이홀, 65...회전원판

80...리모콘, 110...상부구형체

115...공기밸브, 117...공기튜브

120...마이크로베어링, 140...연결파이프

150...하부구형체, 160,170,180...고정부

190...외함, 230...원격신호 수신기

240...원격신호 송신기, 350...다관절 평형유지장치

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 레이저빔을 이용하여 수평라인과 수직라인 같은 기준라인을 측정하기 위한 지시계에 있어서, 레이저빔을 주사하는 레이저빔주사기구; 상기 레이저빔주사기구로부터 주사된 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환출력하는 수단; 및 상기 레이저빔라인이 수평을 유지한채로 출력되도록 하는 기준수평유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계를 제공한다.

바람직하기로는 상기 레이저빔주사기구는 소정의 전원을 공급받아 펄스 간격 및 펄스폭을 변조하는 변조회로; 및 상기 변조회로로부터의 변조신호에 따라서 구동되어 레이저빔을 방출하는 레이저다이오드를 포함한다.

바람직하기로는 상기 레이저빔라인변환출력수단은 집속된 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환하도록 길이방향으로 일부 절삭 가공된 원통형렌즈인 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 레이저빔라인변환출력수단은 상기 레이저빔라인이 90°회전하여 출력되도록 상기 원통형렌즈를 90°회전시키는 회전수단을 더 포함한다.

바람직하기로는 상기 레이저빔라인변환출력수단은 집속된 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환하도록 상기 레이저빔을 받아 일정 표시구간으로 반사시키기 위하여 소정 속도로 회전하는 다면경; 및 상기 다면경을 소정 속도로 회전시키는 모터를 포함한다.

바람직하기로는 상기 기준수평유지수단은 상기 레이저빔주사기구가 안착되도록 일부 절삭 가공된 상부구형체; 상기 상부구형체가 3점에서 안착되도록 마이크로베어링수단이 상부면에 형성된 지지체; 및 상기 지지체를 통하여 상기 상부구형체와 봉상 결합되어 수직방향으로 자동적으로 균형을 유지시켜 상기 상부구형체상의 레이저빔주사기구의 수평을 유지시키며, 상기 상부구형체보다 직경이 큰 하부구형체를 포함한다.

바람직하기로는 상기 기준수평유지수단은 측부에 형성된 레이저빔 주사창을 통하여 레이저빔을 주사하는 레이저빔주사기구를 내부의 일정 공간에 내장하고 있는 액상 수평계이며, 상기 액상 수평계내의 기포의 위치를 통하여 수동으로 수평계내에 장착된 레이저빔주사기구의 수평을 유지시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 수평계는 상부유닛과 하부유닛을 구비하며, 수평지시계로 사용할 때 상부유닛과 하부유닛은 포개어져 있으며, 상부유닛에 연결된 캔티레버는 하부유닛의 상부면에 형성된 홈을 통하여 상기 캔티레버가 슬라이딩하여 접혀져 있고, 수직지시계로 사용할 때, 상부유닛과 하부유닛은 펼쳐져 있으며, 상부유닛에 연결된 캔티레버는 하부유닛의 상부면에 형성된 홈을 통하여 상기 캔티레버가 슬라이딩하여 펼쳐져 있음을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 지시계의 하부바닥면에 형성된 홀에 접속되어 지시계의 높낮이를 조절하여 레이저빔의 수평선 및 수직선을 형성시킬 수 있는 삼발이를 더 포함함을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 지시계의 측부에 원격제어 리모콘으로부터 원격제어신호를 받아 수신하는 원격수신창 및 상기 지시계의 내부에 상기 원격제어신호를 처리하여 원격제어신호를 상기 레이저빔 주사기구에 공급하는 처리부를 더 구비함을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 레이저빔라인을 검출하여 상기 레이저빔주사기구의 전원을 차단하는 제어신호를 송신하는 송신부로부터의 전원차단제어신호를 수신하여상기 레이저빔주사기구의 전원을 차단시키는 보안회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 송신부는 작업자의 시력을 보호하기 위하여 작업자의 안경 또는 작업모에 설치됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계의 구성 및 동작에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 건축현장의 각종 공사 및 실내 장식 등의 설치 절차에 사용하기 편리하게 제작된 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계에 관한 것으로, 수평라인과 수직라인 같은 기준라인의 위치를 간편하게 얻을 수 있도록 고안한 장치이다.

본 발명에 의한 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계는 도 3에 도시한 바와 같이, 레이저빔을 발생하는 레이저빔발생기구(4)와 상기 레이저빔발생기구로부터의 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환출력하는 레이저빔라인변환출력수단(6)을 포함하고 있다. 이 레이저빔발생기구(4)는 소정의 전원(3)을 공급받아 펄스간격 및 펄스폭을 변조하는 변조회로(2), 이 변조회로로부터의 변조신호에 따라서 구동되어 레이저빔을 방출하는 레이저다이오드(41), 및 상기 레이저다이오드로부터의 레이저빔을 집속하여 출력하는 콜리메이팅집속렌즈(42)를 포함한다. 상기 레이저빔라인변환출력수단(6)은 본 실시예에서는 길이방향으로 일부 절삭 가공된 원통형렌즈(6)로 이루어지며, 이 원통형렌즈(6)를 통하여 레이저빔라인(8)이 형성된다.

도면에 개략적으로 도시하였지만, 레이저다이오드(41)에서 발생한 레이저빔은 P형 및 N형 반도체 접합다이오드의 간격과 크기가 작기때문에 반사면이 협소하므로 일정한 각도로 분산(dispersion)되어 출력된다. 이로써, 콜리메이팅집속렌즈(42)를 통해 일정한 크기로 집점시킨 후, 원통형렌즈를 통과시키면 레이저빔이 일정한 폭으로 퍼지도록 하여 일직선을 구할 수 있는 것이다. 도면에는 상세하게 도시하지 않았지만, 본 발명에 적용되는 레이저빔발생기구, 즉 레이저다이오드의 구동과 관계되는 펄스발생회로 및 레이저다이오드 구동회로에 대해서는 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

레이저빔라인변환출력수단으로서 원통형렌즈를 채용하는 경우의 상기 레이저빔주사기구에 대해서 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. 도 4는 도 3의 레이저빔 주사기구의 광학적인 구조에 대한 분해사시도이다. 도 5는 도 3의 레이저빔 주사기구의 광학적인 구조에 대한 조립사시도이다. 도 6은 도 3의 레이저빔 주사기구를 90°회전시키는 구조를 도시한 측단면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 적용되는 레이저빔주사기구는 카메라의 렌즈조립체의 구조와 유사하게 구성되는 것으로, 통형의 고정부(410)가 본 발명의 지시계의 몸체에 고정부착되어 레이저빔주사기구의 조립체가 끼워지는 구조로 형성된다. 레이저빔주사기구는 레이저다이오드(41)가 내부에 착탈가능하게 삽입되고 레벨캘리브레이션을 수행하는 레벨캘리브레이터(411), 상기 레벨캘리브레이터(411)와 결합되어 상기 레이저다이오드(41)를 포위하는 결합부(422), 상기 결합부(422)에 고정되어 레이저다이오드(41)로부터의 레이저빔의 촛점 및 폭을 조절할 수 있는 콜리메이팅집속렌즈가 내장된 포커싱부(42), 상기 포커싱부(42)로부터 출력된 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환하여 출력하는 원통형렌즈(6)가 내장 삽입되는 변환부(5), 및 상기 레이저빔라인을 출력하는 윈도우역할을 수행하는 윈도우부(7)를 포함하여 구성된다. 상기 레벨캘리브레이터(411)는 상기 고정부(410)에 대해서 반대방향으로 잡아당겨 약간 이탈시킨채로 소정의 회전각도 만큼 회전시킴으로써 레이저빔라인을 수평라인으로부터 수직라인으로 또는 그 반대로 변환할 수 있도록 한다. 이를 위하여, 상기 레벨캘리브레이터(411)의 표면에 표시되어 있는 선을 상기 고정부(410)의 표면에 표시되어 있는 선과 일치시킴으로써 원하는 각도만큼 회전시킬 수 있다. 또한, 다른 실시예로 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 레벨캘리브레이터(411)는 상기 고정부(410)에 대해서 소정의 회전각도만큼 치차감속방식 스테핑모터 또는 홀소자가 부착된 선형모터를 회전시킴으로써 레이저빔라인을 수평라인으로부터 수직라인으로 또는 그 반대로 변환할 수 있다. 본 실시예에서는 수평에서 수직으로 또는 수직에서 수평으로 변환시키면 되므로, 90°만큼 회전되는 위치에 선을 마킹하고 있다. 상기 레벨캘리브레이터(411)를 회전시킬 때에는 상기 고정부(410)에 대해서 잡아당긴 상태에서 회전되며, 소정 각도만큼 회전시킨 후 잡아당겨진 힘을 해제시키면 고정부(410)에 스프링(409)등의 힘에 의해 복원고정되며, 이 경우 상기 원통형렌즈(6)가 동시에 회전되는 구조이면 충분하다. 이러한 구조는 일반적인 카메라렌즈조립체에서 적용되는 기술을 이해하는 당업자에게는 매우 이해하기 용이하므로 추가 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로 레이저빔라인변환출력수단으로서 원통형렌즈대신에 회전다면경을 사용하는 경우에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 상술하기로 한다.

도 7은 본 발명에 적용되는 레이저빔 주사기구의 타실시예를 개략적으로 도시한 개념도이다. 도 8과 도 9는 도 7에 의한 회전다면경의 회전각도에 따른 레이저빔의 반사위치를 도시한 개념도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 레이저빔주사기구는 소정의 전원을 공급받아 펄스 간격 및 펄스폭을 변조하는 변조회로(22), 이 변조회로로부터의 변조신호에 따라서 구동되어 레이저빔을 방출하는 레이저다이오드(24), 상기 레이저빔을 받아 일정 표시구간으로 반사시키기 위하여 소정 속도로 회전하는 다면경(26), 및 상기 다면경을 소정 속도로 회전시키는 모터(28)를 포함한다.

다면경의 회전에 의한 레이저빔의 반사위치는 도 8 및 도 9에 상세하게 도시되어 있다. 레이저빔의 포인트(점)사이의 간격을 줄이기 위하여 모터(28)의 회전수를 증가시키면 되겠지만, 통상 인간의 시각은 점의 이동이 1초에 24회 이상 반복되는 경우 점이 점으로 보이지 않고 선으로 보이는 착시현상을 일으키기 때문에, 다면경의 회전은 초당 24회 이상이면 충분하다. 이와 같이, 다면경(26)을 일정한 속도로 회전시켜 레이저빔라인을 얻는 원리는 빛의 입사각과 반사각이 항상 같은 스넬의 법칙에 의해, 다면경의 회전각도에 따라 입사각 및 반사각의 위치, 즉 다면경의 표면에 대한 빛의 입사점이 변화함에 따라 반사각도가 변화하여 반사점이 변하게 되고, 이러한 연속된 점이 매초 24번 이상 반복되면 정지해 있지 않고 움직이는 것처럼 보이는 사람의 착시 현상에 의해 레이저 빔이 일정한 공간의 벽면 등 반사면에 일직선으로 보이게 되는 성질을 이용하는 것이다.

레이저빔라인변환출력수단으로서 회전다면경(26)을 채용하는 경우에도 도 3 내지 도 6의 원통형렌즈(6)를 사용하는 경우에서와 같이, 기구적으로 레이저빔주사기구를 구성하면 되지만, 본 실시예에서는 회전다면경을 회전시키는 모터(28)가 더 포함되는 것이 차이점이다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않지만 본 실시예에서도 레이저빔의 수평라인을 수직라인으로 또는 그 반대로 전환하기 위한 기구적인 메카니즘이 추가로 구비될 수도 있다. 예를들면 도 7의 실시예의 경우에는 레이저빔라인이 출력되는 레이저빔주사창(20)을 포함하는 전체적인 레이저빔주사기구를 소정 각도만큼 회전시키는 구조이면 된다. 이에 대해서는 당업자에게 명백하므로 보다 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 일반적인 레이저빔발생장치로부터의 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환하여 출력하는 레이저빔주사기구에서는 강의실내에 강의중 칠판 또는 스크린에 형성된 사항들을 가르킬 목적으로 널리 사용되고 있는 650-670 나노미터 파장의 적색 가시광선 레이저를 이용하며, 상술한 레이저다이오드에서 일정 각도로 퍼져나오는 레이저빔을 콜리메이팅집속렌즈를 통해 평행광선으로 만들고, 이러한 평행광선은 강의실에서 사용하는 레이저포인터로 보편적으로 사용되고 있다. 이러한 고휘도 적색 가시광선 레이저는 일정한 거리 범위 내에서 빔 폭이 커지거나 줄어들지 않도록 유지할 수 있기 때문에 주사창을 통해 표시되는 일직선은 수백미터의 가시거리 범위내에서 일정한 선폭을 유지하며 표시될 수 있다.

본 발명에 의한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계는 상술한 구성의 레이저빔주사기구로부터 주사된 레이저빔라인, 즉 레이저직선이 기준 수평을 유지한채로 출력되도록 하는 기준수평유지수단을 포함한다. 이하, 상기 기준수평유지수단의 실시예들에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 10a는 도 3 내지 도 9에 도시한 레이저빔 주사기구의 수평을 유지하는 장치의 일실시예를 도시한 정면도이다. 도 11은 도 10a의 선 I-I를 통하여 본 단면도이다. 도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 레이저빔 주사기구가 도 10a의 기준수평유지장치를 채용한 경우 경사면에 대해서 수평을 유지하는 예들을 개념적으로 설명하기 위한 도면들이다.

도 10a 및 도 11 내지 도 12d에 도시된 기준수평유지수단은 상기 레이저빔주사기구(4)가 안착되도록 표면의 일부가 밀링 절삭 가공된 상부구형체(110), 상기 상부구형체(110)가 3점에서 안착되도록 마이크로베어링수단(120)이 상부면에 형성된 지지체(125), 및 상기 지지체(125)를 통하여 상기 상부구형체(110)와 파이프(140)로 봉상 결합되어 수직방향으로 자동적으로 균형을 유지시켜 상기 상부구형체상의 레이저빔주사기구(4)의 수평을 유지시키며, 상기 상부구형체보다 직경이 큰 하부구형체(130)를 포함한다. 상기 지지체(125)에는 공기를 넣거나 뺄 수 있는 밸브(115)와 상기 밸브에 대해서 투입되거나 배출되는 공기에 의해 팽창 및 수축하는 공기튜브(117)가 구비되어, 캘리브레이션 및 이동시 상기 상부구형체(110)를 고정시킬 수가 있다. 또한, 상기 상부구형체(110)와 상기 하부구형체(130)를 연결하는 파이프(140)는 상기 하부구형체(130)를 관통하여 하부구형체의 하부에 있는 덮개부(160)에 고정되며, 상기 파이프(140)의 내부는 비어 있어 그 내부에는 상기 밸브 또는 레이저빔주사기구에 전원을 공급하기 위한 배터리들(150)이 삽입되는 구조를 취할 수 있다. 상기 하부구형체(130)의 하부에는 이동시 상기 하부구형체(130)를 고정시키기 위한 고정수단(170)이 구비되며, 이 고정수단(170)은 스크류등으로 이루어져 있어 고정수단(170)의 몸체를 회전시키면 위로 올라가 하부구형체(130)를 감싸듯이 고정시키는 구조로서 간단히 구성될 수 있다. 또한, 상기 기준수평유지수단은 외함(19)으로 덮혀져 있어서 이물질이 내부로 들어오는 것을 방지하게 할 수도 있으며, 상기 외함은 투명재로 만들어져 있어 외부에서 내부가 보이도록 할 수도 있다. 또한, 외함의 하부 바닥에는 본 발명의 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 삼발이등과 같은 지지대에 설치할 수 있도록 하는 고정수단(180)을 구비하며, 이러한 고정수단(180)은 삼발이등에 나사로 결합되는 구조로 이루어질 수 있다.

상술한 기준수평유지수단의 동작을 설명하면, 상기 하부구형체(110)와 상기 하부구형체(130)는 파이프(140)로 연결되어 항상 지구의 중력방향으로 중심을 잡으려는 추의 역할을 하는 하부구형체(130)에 의해 상기 상부구형체(110)는 상기 지지체(125)상의 3개의 소형 볼로 이루어진 마이크로베어링수단(120)에 의해 삼각위치에서 고정지지되어 상기 상부구형체 및 하부구형체는 항상 수직위치에 정지하려 하므로, 상기 상부구형체(110)의 상부 밀링가공면상에 놓여진 레이저빔주사기구(4)는 상기 외함의 수평도와 관계없이 항상 수평을 유지하게 되어, 레이저빔주사기구로부터 방출된 레이저빔라인은 기준수평을 유지하게 된다. 도 12a 내지 도 12d를 참조하여, 이들 수평유지수단의 동작을 개념적으로 설명한다. 여기서는 설명의 편이를 위하여 지면에 닿는 레이저빔주사기구의 외함의 모양을 변형시키는 것으로 하였다. 이렇게 지면의 상태에 따라서 외함의 모양은 변형될 것이지만, 외함내에 있는 상부구형체와 하부구형체는 구형체들의 무게에 의하여 항상 중력방향으로 유지하려는 성질 때문에, 상부구형체의 상부단면은 항상 수평을 유지하게 되고, 이에 따라서 상부구형체의 상단에 놓여 있는 레이저빔주사기구는 항상 자동적으로 수평을 유지하게 된다.

본 발명의 레이저빔주사기구의 기준수평유지수단의 다른 실시예로서는 도 10b와 도 10c에 도시한 바와 같이, 외함(190a)안에 유체(188)를 채우고 유체내에 속이 빈 배형체의 부유몸체(125a)를 띄운다. 상기 부유몸체의 상부에는 레이저빔주사기구(4)가 놓이는 갑판((125b)이 구비된다. 상기 부유몸체(125)의 내부를 관통하는 관통공(140a)내에 배터리를 삽입할 수 있으며 그 관통공(140a)의 하단에 구형추(130a)를 연결한다. 상기 구형추(130a)의 연직방향의 중력과 상기 부유몸체(125a)의 부력의 작용에 의하여 상기 갑판(125b)은 항상 수평을 유지하게 된다. 이 때, 생산과정에서 상기 갑판위에 레이저빔주사기구의 수평을 정밀하게 잡아 고정시키려면 어려우므로 적당히 고정한 후, 갑판위에 위치한 3점의 소형 무게추(120a)와 무게추의 사이를 연결하는 봉(115a)과 그 봉을 따라서 이동되어 레이저빔주사기구로부터의 레이저빔이 3미터 전방의 2개 물기둥의 수평라인의 수평과 일치하도록 조정하는 조절추(115b)에 의하여 캘리브레이션을 수행한다. 이 실시예는 물위에 떠 있는 선박상의 물체의 수평을 유지하는 개념을 도입한 것으로, 이 경우 부력은 무게추의 중력보다 크고 3개의 무게추의 중력이 전체 부력과 상응하도록 함이 바람직하다.

레이저빔주사기구의 기준수평유지수단의 또 다른 실시예로서는 기존의 액상 수평계를 이용하는 것으로서, 도 13에 도시한 바와 같이, 액상 수평계의 내부에 상술한 레이저빔주사기구를 내장하여, 레이저빔라인의 수평을 맞추기 위하여 작업자가 액상 수평계내에 액포의 중앙위치를 육안으로 확인하여 기준수평을 유지하는 방법이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 액상수평계(10)의 내부의 일정 공간에 레이저빔 주사창(20)을 통하여 레이저빔을 주사하는 레이저빔주사기구(미도시)를 내장하고 있다. 이 레이저빔주사기구는 앞서 기술한 바와 같은 원통형렌즈를 채용하는 레이저빔주사기구일 수도 있고 회전다면경을 채용하는 레이저빔주사기구일 수도 있으므로, 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 레이저빔 주사창(20)은 수평계의 측부에 형성된 개구부로 레이저빔이 통과하기 쉬운 재질, 가령 굴절이 없는 평면가공된 유리로 이루어진 창이다. 액포(13)의 중앙위치를 확인한 후 레이저빔주사기구를 동작시킴으로써 기준수평에 맞추어진 레이저빔 수평라인이 주사창(20)을 통하여 방출된다. 또한, 상기 수평계에는 원격조정이 가능하도록 원격조정신호를 수신하는 다른 수신창(30)이 형성되어 있으며, 물론 도면에는 도시되어 있지 않지만, 수신창에는 수신된 원격신호를 처리하는 처리계가 상기 레이저빔 주사기구와 별도로 설치된다. 또한, 상기 액상수평계는 레이저빔주사기구가 내장된 상부유닛(15)과 삼발이등이 결합되는 부분을 구비한 하부유닛(15')으로이루어져 있다. 후술하겠지만, 상부유닛(15)은 하부유닛(15')에 대해서 슬라이딩방식으로 위로올려져 상부유닛과 하부유닛이 상호 직각을 이룰 수 있도록 형성되며, 이 때에도 마찬가지로 액포(13)의 중앙위치를 확인한 후 레이저빔주사기구를 동작시키면 레이저빔 수직라인이 형성된다. 도 14는 이러한 수평과 수직라인의 변환하는 과정을 설명하기 위한 것으로, 도 14는 수평지시계를 수직지시계로 변환한 모양과 지시계의 360°회전구조를 설명하기 위한 사시도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계는 상부에 액상수준계(13)가 형성되고, 측부에 레이저빔 주사창(20)이 형성되고, 바람직하게는 측부에 원격수신창(30)이 형성된 상부유닛(15)과 삼발이(40)가 삽입되는 홀(60)이 구비되어 있고 상기 상부유닛(15)이 수직계로 사용되기 위하여 캔티레버(50)가 슬라이딩되도록 내부에 형성된 홈(55)을 갖는 하부유닛(15')을 구비한다. 상기 하부유닛(15')에 형성된 홀(60)은 삼발이(도 15 및 도 16의 40)와 접속되어 상기 지시계를 자유로이 원하는 만큼 회전가능하게 하는 구조이면 된다. 그러한 구조의 일예로는 삼발이와 홀은 나사결합되어 있고 홀(60)의 주변에 설치된 회전원판(65)을 돌려 삼발이(40)상의 수평라인과 수직라인 같은 기준라인지시계를 회전시킬 수 있게 할 수도 있다. 또 다른 예로는 삼발이와 홀을 나사결합하여 삼발이위에 부착된 지시계를 회전시킴으로써 나사가 풀리거나 조이거나 하여 삼발이위에 지시계를 원하는 위치에 위치시킬 수 있다.

상술한 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계는 삼발이위에 설치되어 보다 효율적으로 동작될 수 있다.

도 15에는 본 발명의 한 실시예인 자동 기준수평 유지 방식을 채용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계에 삼발이를 부착한 예를 도시한 사시도이다. 도 16은 본 발명의 다른 실시예인 수동 기준수평 유지방식을 채용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계에 삼발이를 부착한 예를 도시한 사시도이다. 도 17과 도 18은 도 15의 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 이용하여 각각 수평 및 수직으로 벽돌을 쌓기 위한 공정에 적용되는 예를 도시한 사시도들이다. 도 19와 도 20은 도 16의 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 이용하여 각각 수평 및 수직으로 벽돌을 쌓기 위한 공정에 적용되는 예를 도시한 사시도들이다.

도 17 내지 도 20에는 도 15 및 도 16의 삼발이(40)위의 지시계(10)를 이용하여 형성된 수평 및 수직 지시선을 벽돌쌓기 공정에 적용하는 것을 설명하기 위한 도면들이다. 도 17과 도 18에는 상술한 바와 같이, 지시계(10)는 레이저빔주사기구(4)의 하부의 외함(190)안에 위치한 2개의 볼(구형체)을 이용한 기준수평유지수단에 의해 자동으로 기준수평이 유지되어 레이저빔라인을 형성출력하며, 이 때, 수평선이 형성되는 높이는 삼발이의 각도를 조절하여 조정될 수 있다. 다만, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 레이저빔주사기구의 회전메카니즘을 통하여 레이저빔 수평라인과 수직라인을 전환시킴으로써 도 17에서와 같이 수평작업을 수행하거나 도 18의 수직작업을 수행할 수 있다. 한편, 도 19에 도시한 바와 같이, 삼발이(40)의 위의 지시계는 액상 수평지시계(10)로 동작하도록 상부유닛(15)과 하부유닛(15')이 서로 포개어져 있고, 내부에 설치된 레이저빔 주사기구는 레이저빔주사창(20)을 통하여 레이저빔을 수평 발사하여 쌓고자 하는 벽돌쌓기 벽에 수평선을 형성한다.이 때, 수평선이 형성되는 높이는 삼발이의 각도를 조절하여 조정될 수 있다. 도 20에는 상부유닛(15)과 하부유닛(15')이 직각으로 젖혀져 있어 레이저빔 주사창(20)을 통하여 원하는 위치에 수직선의 레이저빔이 형성된다. 즉, 도면에서 레이저빔은 벽돌쌓기 벽에 기준 수직선으로 형성된다.

상술한 바와 같이, 지시계(10)를 고정시키는 삼발이(Tripod)(40)는 정밀도에 따라 카메라용의 삼발이를 사용할 수도 있으나, 고급제품을 위해서는 별도의 삼발이를 사용할 수도 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계는 제작과정에서 레이저빔주사기구와 기준수평유지장치를 셋팅한 후, 정밀한 캘리브레이션을 거쳐야 한다. 이러한 캘리브레이션과정을 도 21a와 도 21b를 참조하여 개념적으로 설명하기로 한다.

도 21a와 도 21b는 본 발명에 의한 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인지시계의 제작공정에서의 정확한 수평도를 캘리브레이션하는 과정을 설명하기 위하여 도식화한 개념도들이다.

생산현장에서 기준평면을 기준으로 수평계의 지시계가 수평을 지시하는 위치에서 주사된 레이저빔이 수평면을 갖도록 정밀조정을 하여 출하를 하고, 수평지시계를 설치하는 공간 어디에서나 수평 상태를 확인할 수 있도록 레이저 빔의 방사 방향과 평행한 유리컵에 액체를 봉입하여 액체의 면이 유리컵의 면에 표시된 선과 일치하는 위치를 평행으로 잡으면 레이저빔은 수평선을 유지할 수 있게 된다. 도 21a의 (A)와 (B)에 도시한 바와 같이, 별개의 컵에 담겨 있는 물의 수면높이를 일치시키는 것은 매우 어렵거나 거의 불가능하다. 그러나, (C),(D),(E)에 도시한 바와 같이, 밑부분을 공통으로 관통시키고 액체를 넣으면 대기압에 의해 액체 수면높이가 동일하게 된다. 도 21b를 참조하면, 물기둥 (D)의 수면위치에 지시계(10)의 레이저빔의 광원 높이를 일치시키고, 레이점빔주사기구의 수직을 유지한 상태에서 레이저빔의 광원높이를 (C) 및 (D)의 수면높이에 일치시키도록 본 실시예에서는 원통형렌즈(다른 실시예에서는 회전다면경의 위치 및 각도 조절)의 각도를 미세조정하면, 레이저빔주사기구로부터 방출된 레이저빔은 항상 기준수평과 동일하게 방출될 수 있게 캘리브레이션된다.

유리컵의 액체가 유리컵의 벽면에 그어진 직선과 일치하는 여부를 육안으로 파악하는 방법 이외에 액체와 기체공간의 경계선을 파악하는 광학센서 및 위치센서에 의해 전자적으로 수평을 파악할 수도 있으며, 가장 이상적인 수직을 구성하기 위해서는 1분간 2만회전을 하는 모터의 원심력을 이용하면 지구팽이 회전력에 의해 수직자세를 유지하듯이 항공기의 수평자세를 자동으로 이루게하는 자이로콤파스 원리를 적용하여 수직의 위치를 파악하고 수직위치에서 벗어나는 범위를 2축에 서보모터를 설치하여 수직을 기준으로 변화된 변위 만큼 서보모터가 변위를 보상해주는 방법에 의해 수평을 자동으로 유지하는 방법도 도입할 수 있다.

상술한 바와 같이 캘리브레이션이 완료된 본 발명의 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계는 어디에 설치를 해도 육안으로 수평상태를 파악하거나 자동으로 수평을 유지할 수 있게 되고 이 수평계가 방사한 레이저빔이 표시된 선은 수평선을 유지할 수 있게 된다. 이러한 수평 지시계의 레이저빔주사기구내의 회전메카니즘을 이용하여, 예로써 원통형렌즈를 회전시키거나, 삼발이에 고정된 고정너트부위를 기준으로 수평계를 90도 각도로 세워서 고정시키면, 실에 추를 매달아 수직을 측정하는 것과 동일한 효과를 갖게 되어 건축물에 기둥을 세우거나 수직으로 작업을 해야하는 모든 응용분야에 사용할 수 있게 된다.

수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계의 응용분야를 확대하기 위하여 레이저 빔이 주사되는 시간 간격을 조정하여 일정시간 간격으로 점멸하며, 레이저빔을 주사함과 동시에 다면경의 회전속도를 일정한 속도로 가변시켜 고정해두면 레이저 빔이 표시하는 수평선은 일정한 간격의 점선이 표시되고 이를 기준으로 양쪽 끝면을 기준으로 표시된 법선의 개수를 기준으로 중앙위치나 거리를 측정할 수 있다.

상술한 본 발명의 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계의 응용에 대해서 기술한다.

도 22a와 도 22b는 대형구조물의 수직작업시 사용되는 반사지의 기능을 설명하기 위한 사시도이다. 대형구조물로서 전신주등의 수직작업을 행하는 경우를 설명하기 위한 것으로, 주간에 일사량이 많거나 작업대상의 거리가 먼 경우, 도 22a에 도시한 것처럼, 대상물에 반사지(220)(리트로리플렉터 용지)를 미리 부착하여 작업한다. 반사지는 그 표면에 도 22b에 도시한 바와 같이 입사한 각도로 반사되는 유리구슬이나 삼각추로 구성된다. 이 반사지(220)를 이용하면 작업거리를 수백미터까지 연장할 수도 있고, 이 반사지(220)에 지시계(10)로부터 레이저빔라인이 수직으로 입사되면 주간에 태양빛 때문에 레이저빔이 보이지 않는 경우에도 반사된 빛을 볼 수 있게 되어 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 작업을 가능하게 한다. 도면에 도시한 바와 같이, 전신주의 수직을 맞추는 작업인 경우, 한 위치에서 레이저빔을 반사지에 보내어 반사되는 빛이 형성되도록 육안으로 확인하면서 전신주의 수직을 조정한 후 90°간격으로 벌어진 위치에서 다시 레이저빔을 방출하여 반사지로부터 반사된 빛이 형성되도록 전신주의 수직을 조정하면 전신주의 수직작업은 완료된다.

한편, 본 발명에 의한 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 사용하는 경우, 650나노미터 대역의 적색 레이저빔이 일정한 출력범위내에서는 반사된 직선광을 눈으로 보는 것은 상관이 없지만, 이 레이저빔의 발광부위를 직접 육안으로 바라보게 되는 경우에는 태양을 보안경없이 바로 쳐다 보는 경우에서처럼 실명의 위험이 있게 된다. 이 때문에, 본원 발명의 레이저빔 지시계를 사용하는 작업자의 눈을 보호하기 위한 작업용 안경이나 작업모에 부착하여 사용하는 보안장치가 필요하다. 도 23을 참조하여 레이저빔으로부터의 눈을 보호하는 보안시스템에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 23은 레이저빔에 의한 시력보호안경 및 레이저빔 자동차단회로를 도시한 개념도이다. 도 23에 도시한 바와 같이, 지시계(10)내의 레이저빔주사기구로부터 방출된 레이저빔이 작업자의 눈에 직접 닿게 되는 것을 방지하기 위하여 지시계(10)에 부착된 수신기(230)와 작업자의 안경(250)에 부착된 송신기(240)로 이루어진 보안시스템이 설치된다. 도면에 도시한 바와 같이, 눈에 직접 가해지는 레이저빔은 전원(248)의 공급하에 안경의 송신기(240)내의 포토트랜지스터(242)에서 검출되고 증폭처리부(244)에서 처리된 후 RF송신부(246)에서 레이저빔차단을 위한 제어신호로 출력된다. 지시계(10)내의 수신기(230)내에서는 상기 제어신호를수신하는 RF수신부(238)와 상기 수신된 제어신호에 의해 펄스제어회로(232)와 레이저빔주사기구(236)사이에 위치한 스위칭회로(234)는 작동하여 레이저빔이 방출되지 않도록 한다. 도면에서는 제어신호로서 RF신호를 채용하는 것에 대해서 설명하였지만, 940나노미터의 적외선신호를 채용할 수도 있다. 이러한 보안시스템을 채용하는 경우, 레이저빔을 등지고 작업하는 중에는 동작하지 않으나 일정한 펄스폭의 레이저빔이 안경 또는 작업모의 양측, 즉 동공의 위치에 주사되면, 상술한 바와 같이 RF제어신호 또는 적외선제어신호를 빔차단제어신호로 방출하여 레이저주사기구에서 레이저빔이 방출되지 않도록 하게 설계함으로써 눈을 보호할 수 있다.

또한, 본 발명의 지시계는 원격작업이 가능하도록 할 수 있다. 도 24는 본 발명의 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 원격으로 제어하여 레이저빔의 방사주기등을 제어하기 위한 원격제어 송신기 및 수신수단을 설명하기 위한 개략도이다.

도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명의 원격수신창(30)에 리모콘과 같은 원격제어기(80)를 이용하여 레이저빔 및 그 레이저빔의 방사주기를 원격제어하도록 설계할 수 있다. 이 경우 도면에는 도시되지 않았지만, 지시계의 내부에 원격지시신호를 받아서 레이저빔의 펄스간격 및 펄스폭등을 조절하기 위한 제어신호를 생성하여 도 3의 변조회로(2)나 도 7의 변조회로(22) 및 다면경회전모터(28)에 제공하는 처리기를 구비한다. 이에 대한 설명은 당업자에게는 명백하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 여기서는 원격제어기능을 액상수평계에 내장된 본 발명의 지시계에 대해서 설명하였지만, 이외에 도 10a에 도시한 자동 기준수평유지장치를 채용한본 발명의 지시계에 적용될 수 있음은 당업자에게 명백하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 지시계는 일반적인 다관절평형유지장치위에 놓고 작업하는 경우 보다 효율적으로 작업할 수 있다. 도 25에는 이러한 본 발명의 지시계를 다관절 평형유지장치위에 놓고 작업하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 25에 도시한 바와 같이, 본 발명의 지시계(10)를 삼발이(40)에 놓는 대신에 다관절 평형유지장치(350)를 삼발이(40)에 상에 올려놓고 그 위에 지시계(10)를 올려놓는 경우, 관절의 변형에 따라서 높낮이가 조절되면서 평형을 유지하는 다관절 평형유지장치를 조절함으로써 삼발이(40)를 조절하여 지시계(10)의 높낮이를 조절하는 것보다 훨씬 용이하고 효율적으로 지시계(10)의 높낮이를 조절할 수 있게 된다.

도 26은 본 발명의 지시계가 항공기 및 선박등에 적용되는 자이로콤파스를 채용한 경우를 설명하기 위한 도면으로 본 발명의 평형유지수단으로 적용될 수 있음을 설명하기 위한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 1분간 2만번의 회전을 하는 모터의 원심력을 이용하여 수평을 유지하는 자이로콤파스(450)의 원리를 이용하여 도 7의 자동 기준수평유지장치를 채용한 지시계의 상부에 자이로콤파스(450)를 부착하면 보다 정밀하게 수직의 위치를 파악하여 수직의 위치에서 벗어나는 범위를 보상해줌으로써 보다 정밀한 수평을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 지시계는 잔동 및 충격에 매우 민감하므로, 진동 및 충격을 완화시킬 수 있는 구조를 채ㅛㅇ하는 것이 바람직하다. 도 27은 본 발명의 지시계의 외부 표면에 진동 및 충격을 흡수하는 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 지시계(10)의 외벽면은 벌집구조를 채용하여 바람이나 지면의 진동 또는 물체와의 충격에 의한 영향을 덜 받도록 설계한다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 레이저빔을 이용한 지시계는 레이저 빔에 의해 수평라인 및 수직라인을 쉽고 정확하게 형성하여, 수평 수직 작업의 생산성을 배가시킬 수 있으며, 수백미터에 달하는 구조물의 전체적인 수평상태를 파악할 수 있게 되고, 수직선을 2개 지점에 위치시키고 작업대상물에 투사하면 전신주 및 철탑, 건축물의 H빔 및 철근작업, 내부 기둥 및 목재공사현장 등 수직작업이 필요한 모든 응용분야에서 생산성을 배가시킬 수 있게된다. 즉 수평이 유지된 수평 지시계를 90도 각도로 세워 빔을 주사하면 실을 추에 매달고 수직의 기준을 잡는 것과 같은 효과를 볼 수 있기 때문에 편리하게 사용할 수 있다. 수평지시계를 직각으로 세워 수직지시계로 사용할 수 있는 직각고정점에 정지할 수 있는 잠금장치를 두고, 이러한 수직 수평 지시계를 360도 회전할 수 있는 원판이 삼발이에 고정되도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 레이저빔을 이용한 수평라인과 수직라인 같은 기준라인 지시계를 제공할 뿐만 아니라, 상기 기준라인 지시계의 바닥면에 삼발이를 부착하여 사용이 더욱 편리하게 할뿐만 아니라 본체의 측면에 원격수신장치를 두어 원격조정이 가능하도록 하여 사용이 더욱 편리하게 된다. 또한, 회전기구를 내장하여 수평지시계를 수직지시계로 전환사용할 수 있도록 한다. 이로써, 본 발명은 수평라인과 수직라인 같은 기준라인을 측정하는데 드는 시간과 작업량을 감소시킬 뿐만 아니라 작업대상이 거대한 경우에도 효과적으로 기준라인을 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 레이저빔을 이용하여 수평라인과 수직라인 같은 기준라인을 측정하기 위한 지시계에 있어서,

   레이저빔을 주사하는 레이저빔주사기구;

   상기 레이저빔주사기구로부터 주사된 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환출력하는 수단; 및

   상기 레이저빔라인이 수평을 유지한채로 출력되도록 하는 기준수평유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
2. 제1항에 있어서, 상기 레이저빔주사기구는 소정의 전원을 공급받아 펄스 간격 및 펄스폭을 변조하는 변조회로; 및 상기 변조회로로부터의 변조신호에 따라서 구동되어 레이저빔을 방출하는 레이저다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 레이저빔라인변환출력수단은 집속된 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환하도록 길이방향으로 일부 절삭 가공된 원통형렌즈인 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
4. 제3항에 있어서, 상기 레이저빔라인변환출력수단은 상기 레이저빔라인이 90°회전하여 출력되도록 상기 원통형렌즈를 90°회전시키는 회전수단을 더 포함하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 레이저빔라인변환출력수단은 집속된 레이저빔을 레이저빔라인으로 변환하도록 상기 레이저빔을 받아 일정 표시구간으로 반사시키기 위하여 소정 속도로 회전하는 다면경; 및 상기 다면경을 소정 속도로 회전시키는 모터를 포함하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기준수평유지수단은 상기 레이저빔주사기구가 안착되도록 일부 절삭 가공된 상부구형체; 상기 상부구형체가 3점에서 안착되도록 마이크로베어링수단이 상부면에 형성된 지지체; 및 상기 지지체를 통하여 상기 상부구형체와 봉상 결합되어 수직방향으로 자동적으로 균형을 유지시켜 상기 상부구형체상의 레이저빔주사기구의 수평을 유지시키며, 상기 상부구형체보다 직경이 큰 하부구형체를 포함하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기준수평유지수단은 측부에 형성된 레이저빔 주사창을 통하여 레이저빔을 주사하는 레이저빔주사기구를 내부의 일정 공간에 내장하고 있는 액상 수평계이며, 상기 액상 수평계내의 기포의 위치를 통하여 수동으로 수평계내에 장착된 레이저빔주사기구의 수평을 유지시키는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
8. 제7항에 있어서, 상기 수평계는 상부유닛과 하부유닛을 구비하며, 수평지시계로 사용할 때 상부유닛과 하부유닛은 포개어져 있으며, 상부유닛에 연결된 캔티레버는 하부유닛의 상부면에 형성된 홈을 통하여 상기 캔티레버가 슬라이딩하여 접혀져 있고, 수직지시계로 사용할 때, 상부유닛과 하부유닛은 펼쳐져 있으며, 상부유닛에 연결된 캔티레버는 하부유닛의 상부면에 형성된 홈을 통하여 상기 캔티레버가 슬라이딩하여 펼쳐져 있음을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지시계의 하부바닥면에 형성된 홀에 접속되어 지시계의 높낮이를 조절하여 레이저빔의 수평선 및 수직선을 형성시킬 수 있는 삼발이를 더 포함함을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지시계의 측부에 원격제어 리모콘으로부터 원격제어신호를 받아 수신하는 원격수신창 및 상기 지시계의 내부에 상기 원격제어신호를 처리하여 원격제어신호를 상기 레이저빔 주사기구에 공급하는 처리부를 더 구비함을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 레이저빔라인을 검출하여 상기 레이저빔주사기구의 전원을 차단하는 제어신호를 송신하는 송신부로부터의 전원차단제어신호를 수신하여 상기 레이저빔주사기구의 전원을 차단시키는 보안회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
12. 제11항에 있어서, 상기 송신부는 작업자의 시력을 보호하기 위하여 작업자의 안경 또는 작업모에 설치됨을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기준수평유지수단은 상기 레이저빔주사기구가 안착되도록 상부에 갑판을 구비하고 통형의 부유몸체;

    상기 부유몸체의 상부에 위치한 갑판상의 3점에 무게추, 상기 무게추의 사이를 연결하는 봉과 상기 봉상을 이동하여 상기 레이저빔주사기구의 수평을 조절하는 조절추를 구비한 캘리브레이터장치;

    상기 부유몸체의 내부를 수직관통하고 그 안에 배터리들을 삽입하는 관통공;

    상기 관통공의 하단에 연결된 구형추; 및

    상기 구형추가 연결된 채, 상기 부유몸체를 부양하는 액체를 수용하고 있는 외함을 포함하는 레이저빔을 이용한 기준라인 지시계.