KR101037407B1 - 포인트 표시가 가능한 레이저 수평수직측정 장치에서의 레이저 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 수평수직 측정장치의 레이저를 조사하기 위한 조사모듈의 구조에 있어서, PCB 기판에 표면실장되는 레이저다이오드가 구비되는 레이저조사부가 구비되고, 상기 레이저다이오드를 감싸는 하우징이 구비되고, 상기 하우징 선단부측에 장방형상의 실린더렌즈가 결합된 실린더렌즈브라켓이 장착되도록 하되,

상기 실린더렌즈브라켓 전면에 형성되는 렌즈거치홈의 폭 및 렌즈홀을 실린더렌즈의 직경인 단폭보다 넓게 형성하고, 상기 렌즈거치홈에 실린더렌즈을 삽입한 상태에서 상기 렌즈거치홈과 실린더렌즈가 접하는 면을 실리콘 몰딩 처리하여 실린더렌즈의 몰딩처리되지 않는 타면과 인접되는 렌즈거치홈간 이격틈이 형성되도록 하고,

상기 실린더렌즈브라켓 전면에 형성되는 렌즈거치홈의 폭 및 렌즈홀을 실린더렌즈 2개가 병렬 삽입되는 각 직경의 단폭보다 넓게 형성하고, 상기 렌즈거치홈 내부에 2개의 실린더렌즈가 삽입되어 고정될 수 있도록 하되 상기 실린더렌즈와 실린더렌즈 사이의 중앙에 해당되는 부분에 이격틈이 형성되도록 하는 것을 포함하는 레이저 모듈을 제공하여, 건축 및 건설 현장 등에서 공사 전 각종 기준선 설정시 각 기준선과 기준선간의 표준점 설정이 용이하여 공사 진행 과정에서의 오차를 현저하게 줄여, 진행되는 공사의 정확성을 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있는 포인트 표시가 가능한 레이저 수평수직 측정장치에서의 레이저 모듈에 관한 것이다.

레이저 모듈, 레이저 수평수직 측정장치, 레이저 조사부, 실린더렌즈 브라켓, 실린더 렌즈, 이격틈

Description

포인트 표시가 가능한 레이저 수평수직측정 장치에서의 레이저 모듈{POINT-INDICATION TYPE LASER HORIZONTALITY-HANDWEAVING A MEAS-URING DEVICE LASER MODULE}

본 발명은 건설 현장 등에서 수평 및 수직선상을 원거리에서도 지시하기 위한 레이저 수평수직 측정 장치에 관한 것으로, 레이저 수평수직 측정장치에 관한 것으로서, 레이저 조사를 위한 모듈의 구조를 변경하여 원거리 벽면 상에 표시되는 레이저선에서의 기준점 제시가 가능하도록 하는 포인트 디스플레이가 가능한 레이저 수평수직장치에서의 모듈에 관한 것이다.

건축물의 시공시에 있어서, 이들 구조물이 중력방향에 대하여 수평, 수직을 이루도록 시공하는 것은 그 구조물의 성능이나 내구성 등에 있어서 상당히 중요한 조건 중의 하나를 이룬다.

따라서 건축 및 토목 등의 분야에서는 공간상에 수평 및 수직 위치(기준라인)의 정확한 설정 작업이 중요한 작업중 하나에 해당된다.

이와 같이, 건축물 시공작업 등에 적용되는 수평, 수직 기준을 설정하기 위해 재래식 방법으로 채택되는 작업 방식은, 지주의 수직시공을 위해 수직을 측정하거나 수직포인트를 설정할 때는 추가 달린 긴 줄을 천장에 매달아 수직의 정확도를 측정하거나 또는 수직포인트를 설정하고, 바닥면의 수평시공을 위해서는 수평자 등을 사용하여 수평측정이나 수평 포인트를 설정하는 작업 방식을 따른다.

이러한 종래 수직 및 수평 설정 방법은 천정에 줄을 인위적으로 매달아서 측정하는 방식으로 그 작업이 힘들고 위험함은 물론, 줄이 흔들리는 현상에 의해 정확한 설정을 기대하기 어렵고 또한 위에서 아래방향으로만 측정하여야 하는 불편함은 물론, 수시로 장소를 이동하며 작업하게 되어 신속성과 정확성이 결여되는 등의 문제점을 안고 있다.

또한 이와는 달리 액체가 봉입된 유리관에 형성된 기포의 중앙위치로써 수평의 기준을 측정하고 그 수평면과 일치시켜 실이나 또는 강선 등을 이용하여 일정한 위치에 위치시킨 다음, 그 수평면 및 수평선을 기준으로 벽돌 등을 쌓거나 목재 등을 평행하게 건축하고, 또한 수직선을 설정하기 위해 상기한 바와 같이 실 등에 추를 매달아 수직 기준을 잡고 그를 기준으로 기둥 등을 세우는 등의 절차가 필요하게 되는데, 이를 위한 장치 중의 하나로 액체튜브내의 기포 위치를 육안으로 측정하여 수평을 측정하는 수평지시계(수준계) 및 상기한 바와 같이 실에 추를 매달아 중력에 의하여 실과 추가 연직선을 형성하여 수직을 측정하는 수직지시계가 있다.

따라서, 기존 건축, 토목, 조선의 대형구조물 용접, 대형조각 및 미술품작업 등의 각종 구조물 축조, 보수 및 기타 작업등에서 요구하는 수평 및 수직작업을 행 하기 위해서는 실과 추, 수준 수평계, 측량계 등을 이용하여야 하기 때문에 그 장치의 설치 및 위치변경에 따른 상당한 시간 및 작업량이 소요됨은 물론, 매 위치마다 수평계를 미시적으로 볼 수는 있으나, 작업 대상이 거대할 경우에는 거시적 관찰이 힘들어 수평작업 및 수직설정 작업에 많은 어려움이 뒤따르는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점 등을 해결하기 위한 수단 중의 하나로 레이저표시장치 등이 개시되고 있는데, 이는 레이저빔라인을 표시하는 것이 아니라 레이저점을 표시하는 것이 보통이고, 레이저빔라인을 표시하는 장치인 경우 그 조절 방법이 매우 까다롭고 작업현장에서의 생산성 등을 저하시키는 요인으로 작용되고 있다.

또한, 본원인에 의해 대한민국 특허청에 출원되어 개시되고 있는 공개특허 제2008-0048979호(2008. 6. 3 공개)의 경우 수평 및 수직조사부에서 레이저가 조사될 때 일반적으로 피조사대상물 즉 벽면체나 구조물 표면에 일직선상으로 레이저빔이 표현되는데, 수직과 수평선의 교차점을 일련의 기준점으로 하는 좌표로 설정하고자 할 경우 정확한 설정 작업이 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저를 이용한 수평수직 측정장치에서 레이저를 조사하기 위한 모듈(레이저조사부)의 구조를 변경하여, 피대상물 즉 공사현장에서의 구조물이나 벽면체 표면에 수평선 또는 수직선이 표시되어질 때 그 수평선 또는 수직선상에 기준점을 표시하기 위한 포인트가 디스플레이되도록 하여, 공사 현장에서 작업자가 원거리에서 손쉽게 기준점을 확인하고 공사 가능하도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 것으로 본 발명은, 레이저 수평수직 측정장치의 레이저를 조사하기 위한 조사모듈의 구조에서 장방형상을 갖는 실린더렌즈를 병렬 형성하여 모듈 내부의 레이저다이오드에서 나오는 레이저가 비구면렌즈를 통과 한 후, 상기 병렬 형성되는 장방형상의 실린더렌즈 사이의 틈을 통해 통과되는 빛에 의해, 피조사체 표면에 형성되는 라인상에 포인트가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 건축 및 건설 현장 등에서 공사 전 각종 기준선 설정시 각 기준선과 기준선간의 표준점 설정이 용이하여 공사 진행 과정에서의 오차를 현 저하게 줄여, 진행되는 공사의 정확성을 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부하는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 전술한 바와 같이 공사현장 등에서 사용되는 레이저 수평수직 측정장치에 관한 것으로서 그 수평수직 측정장치에서 채택되는 레이저 조사를 위한 레이저 모듈 구조를 변경하여, 피대상체 즉 공사현장의 구조체나 벽면체 등에 지시되는 수평선 및 수직선 등에 포인트가 디스플레이되도록 함으로서, 공사 과정에서의 정확성을 제공할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 상기한 레이저 모듈을 채택한 레이저 수평수직 측정장치의 전체 도면을 도시한 것으로, 도면에서 보는 바와 같이 레이저 모듈을 통해 조사되는 레이저빔은 건축물의 표면이나 벽면체 등에 수평선 및 수직선상으로 표시되어 작업자에게 기준선을 제시하게 된다.

도 2는 상기한 레이저 수평수직 측정장치의 레이저 모듈만을 도시한 분리 사시도이고, 도 3은 이에 대한 단면도를 도시한 것이다.

상기한 도 2에서 보는 바와 같이 레이저 모듈의 구성은, PCB 기판(11)에 표면실장되는 레이저다이오드(12)가 구비되는 레이저조사부(10)가 구비되고, 상기 레이저다이오드(12)를 감싸는 하우징(20)이 구비되고, 상기 하우징(20) 선단부측에 결합되는 실린더렌즈브라켓(30)이 장착된다.

상기 하우징(20)은 원통형상으로 되며 내부는 중공(中空) 형태를 갖으며, 후방측으로는 전술한 레이저다이오드(12)가 삽입될 수 있도록 하되, 하우징(20) 후방 내주면측으로 돌출내면(22)을 형성하여, 삽입된 레이저다이오드(12) 외주면을 지지하여 유동성을 제한한다.

아울러, 하우징(20) 후방 외주면측으로부터 내주 방향으로 관통 되는 결합공(21)을 천공하고, 하우징(20) 후방측으로 삽입 되는 레이저다이오드(12) 후단 외주면을 별도의 고정볼트 등으로 지지 가능하도록 한다.

한편 하우징(20) 전면측으로 주연부에 가이드홈(23)을 형성하고, 하우징(20)의 전면 내주면에 비구면렌즈(24)가 상술한 레이저다이오드(12)와 이격되며 고정되도록 하는데, 상기 비구면렌즈(24) 외주면을 지지하기 위한 것으로 도면에서 보는 바와 같이 원통형상의 지지부재(25) 내측면에 긴밀하게 접촉하며 고정 지지되도록 한다.

상기 지지부재(25) 선단측 즉 비구면렌즈(24)가 감싸지는 부분의 내주면으로 단턱(25a)를 형성하고, 상기 비구면렌즈(24)가 지지부재(25) 내주면에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 지지부재(25) 내주면에 요철면(25b)을 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 하우징(20) 전면측으로 실린더렌즈(31)를 구비하여서 되는 실린더렌즈브라켓(30)이 결합된다.

상기 실린더렌즈브라켓(30)은 도면에서 보는 바와 같이, 원반형상의 형태를 이루되 중앙은 원형태로 관통 형성되는 렌즈홀(32)을 형성하고, 전면측으로는 실린 더렌즈(40)가 고정되기 위한 렌즈거치홈(33)이 형성되고, 후면측으로는 상기 하우징(20) 전면측에 형성되어 있는 가이드홈(23)에 끼워져 위치 고정 되도록 하는 가이드돌기(31)를 형성한다.

한편, 상기 실린더렌즈브라켓(30)과 하우징(20)간 고정 결합을 위해, 하우징(20) 전면으로 형성되는 결합공(21b)와 실린더렌즈브라켓(30) 전면을 관통하는 고정수단과의 결합에 의해 실린더렌즈브라켓(30)과 하우징(20)을 결합하게 되고, 상기 하우징(20) 전방측 외주면으로도 결합공(21a)를 형성하여, 전술한 지지부재(25) 외주면을 볼트 등의 고정수단에 의해 고정 지지하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 실린더렌즈(40)는 전술한 바와 같이 실린더렌즈브라켓(30) 전면에 고정 장착되어지는 것으로, 상기 실린더렌즈(40)와 실린더렌즈브라켓(30)간 결합 구성에 의해 본 발명의 목적 및 효과를 달성할 수 있다.

도 3은 실린더렌즈(40)와 실린더렌즈브라켓(30)간 결합 상태의 일예에 의한 구성을 도시한 도면이다.

도 3에서 보듯이, 실린더렌즈브라켓(30) 전면의 렌즈거치홈(33)의 폭을 실린더렌즈(40)의 폭보다 넓게 형성한 후, 상기 렌즈거치홈(33)에 실린더렌즈(40)을 삽입한 상태에서 상기 렌즈거치홈(33)과 실린더렌즈(40)가 접하는 면을 실리콘 몰딩 처리하여 고정하게 된다.

이와 같이 실린더렌즈(40)가 렌즈거치홈(33)에 삽입 거치되는 상태로 고정되면, 실리콘 몰딩 처리되지 않는 실린더렌즈(40)의 타면과 이와 인접되는 렌즈거치 홈(33)의 인접면과는 도 3에서 보는 바와 같이 이격틈(T)이 형성되도록 한다.

상기와 같은 예에 의해, 레이저 수평수직 측정장치를 이용하여 대상체에 레이저를 조사하게 되면 레이저다이오드(12)로부터 조사되는 레이저 빛은 비구면렌즈(24)를 통과한 후 장방형태의 실린더렌즈(40)를 통과하며 벽면체나 구조체 등에 수평선상 또는 수직선상으로 육안 가능하도록 선명하게 디스플레이되고, 상기 레이저 빛이 실린더렌즈(40)를 통과하지 않고 상기 이격틈(T)을 통과한 레이저 빛은 벽면에 포인트(P)가 생기게 되어, 작업자로 하여금 기준점을 제시할 수 있게 된다.

본원인에 의해 상기한 예에 의해 실시하여 본 결과, 위 예에 의할 경우 실린더렌즈(40)를 전술한 렌즈거치홈(33)에 고정시킬 때 렌즈거치홈(33) 및 렌즈홀(32)과 실린더렌즈(40)간 중심이 편심되어, 벽면체 등에 표시되는 기준점인 포인트(P) 위치가 레이저 모듈의 중심과 일치하지 않게 되는 문제점은 남는다.

또한, 실린더렌즈(40)를 어느 한측으로 편심하여 고정하게 되어 발생되는 이격틈(T)을 통해 투과되는 레이저 빛이 균형을 잃게 되어 도 3에서 보는 바와 같이 표시선 즉 수평선이나 수직선의 레이저 라인 굵기가 일정하게 유지 되지 못하여 표시선 굵기의 차이가 발생되는 문제점이 지적되었다.

따라서, 본원인은 이러한 점을 더 극복하기 위해 타 실시예에 해당되는 도 4에서와 같은 구성을 제시한다.

즉, 도 4의 결합된 상태에서의 단면을 도시한 도 5에서 보는 바와 같이 렌즈거치홈(33) 내부에 2개의 실린더렌즈(40)가 삽입되어 고정될 수 있도록 하되 상기 실린더렌즈(40)와 실린더렌즈(40) 사이의 중앙에 해당되는 부분에 이격틈(T')이 형 성되도록 한다.

이와 같이 할 경우 상기한 이격틈(T')은 도 5에서 보는 바와 같이 레이저다이오드(12)와 비구면렌즈(24)의 중심과 일치되는 지점에 위치하게 되고, 상기 레이저다이오드(12)에서 조사되는 레이저 빛이 비구면렌즈(24)를 통과한 다음 2개의 실린더렌즈(40)를 통과한 레이저 빛은 벽면체 등의 표면에 일직선상으로 수직선 또는 수평선으로 표시되고, 상기 실린더렌즈(40)의 사이에 형성된 이격틈(T')을 통과한 레이저 빛은 벽면체에 포인트(P)로 표시되어진다.

한편, 상기한 구성에 의하면 도 6에서 보는 바와 같이 벽면체에 표시되는 수평선 또는 수직선으로 되는 지시선의 경우에 그 굵기가 일정하게 표시되고, 실린더렌즈(40)간 사이를 통과하는 레이저 빛에 의해 벽면체에 표시되는 포인트(P)는 레이저 모듈(1)의 중심과 일치하는 위치로 설정할 수 있어, 이를 기준으로 하여 공사 진행의 정확성을 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에서의 레이저 수평수직 측정장치의 일예를 도시한 분리 사시도

도 2는 도 1에 의한 레이저 수평수직 측정장치에 채택되는 레이저 모듈을 분리하여 도시한 분리 사시도

도 3은 도 2의 레이저모듈이 결합된 상태에서의 정단면도

도 4는 본 발명에서의 레이저 모듈에 대한 다른 실시예를 도시한 분리 사시도

도 5는 도 4의 실시예에 의한 레이저모듈이 결합된 상태를 도시한 정단면도

도 6은 본 발명에 의한 레이저모듈을 채택한 상태에서 기준선(수평선,수직선)과 이의 기준점을 제시하기 위한 포인트가 표시되는 것을 개괄적으로 도시한 예시도

※ 도면 중 주요 부호에 대한 간단한 설명

1; 레이저 모듈 10; 레이저 조사부

11; PCB기판 12; 레이저다이오드

20; 하우징 21, 21a, 21b; 결합공

22; 돌출내면 23; 가이드홈

24; 비구면렌즈 25; 지지부재

25a; 단턱 25b; 요철면

30; 실린더렌즈브라켓 31; 가이드돌기

32; 렌즈홀 33; 렌즈거치홈

40; 실린더렌즈 T, T'; 이격틈

P; 포인트 100; 레이저 수평수직 측정장치

Claims (6)

1. PCB 기판(11)에 표면실장되는 레이저다이오드(12)가 구비되는 레이저조사부(10)가 구비되고, 상기 레이저다이오드(12)를 감싸는 하우징(20)이 구비되고, 상기 하우징(20) 선단부측에 장방형상의 실린더렌즈(40)가 결합된 실린더렌즈브라켓(30)이 장착되는 것을 특징으로 하는 포인트 표시가 가능한 레이저 수평수직 측정장치에서의 레이저 모듈 구조에 있어서,

   상기 실린더렌즈브라켓(30) 전면에 형성되는 렌즈거치홈(33)의 폭 및 렌즈홀(32)을 실린더렌즈(40)의 직경인 단폭보다 넓게 형성하고, 상기 렌즈거치홈(33)에 실린더렌즈(40)을 삽입한 상태에서 상기 렌즈거치홈(33)과 실린더렌즈(40)가 접하는 면(A)을 실리콘 몰딩 처리하여 실린더렌즈(40)의 몰딩처리되지 않는 타면과 인접되는 렌즈거치홈(33)간 이격틈(T)이 형성되도록 하는 것을 포함하는 포인트 표시가 가능한 레이저 수평수직 측정장치에서의 레이저 모듈.
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