TWI421471B - Laser head with laser head - Google Patents

Description

雷射墨線儀用雷射頭

本發明是有關照射雷射線與雷射光點的雷射墨線儀用雷射頭。

從以往，在家屋等的建築作業時，使用對於壁面或天花板投射藉著雷射光所發出水平方向的雷射線或垂直方向的雷射線的雷射墨線儀。其雷射墨線儀是設置在屋內外的預定位置，將雷射線照射在壁面等，根據其雷射線在壁面等進行作為標記的墨線。

從雷射墨線儀的設置位置到照射雷射線的壁面為止的距離短的場合，由於可確實目視照射在壁面上的雷射線，因此可容易進行對於壁面的墨線作業。但是，從雷射墨線儀設置位置的距離為10公尺以上分開的明亮壁面上，並不能目視對此所照射的雷射線。因此，將光集中的雷射光點照射在雷射線上的1處的發明為本案申請人所提出的申請(日本專利文獻1)。將光集中的雷射光點照射在雷射線上的1處時，即使不能看見雷射線仍然可看見雷射光點，及可得知雷射線通過其雷射光點的位置。依賴其雷射光點的位置，使用檢測雷射線的雷射光受光器，即可容易辨識雷射線的位置，對壁面等進行標記用的墨線。

在此，根據第3圖說明與雷射線一起雷射光點照射在壁面的日本專利文獻1的技術如下。雷射墨線儀10根據需要分別安裝1個到複數個水平方向用的雷射頭12與垂直方向用的雷射頭12。水平方向用與垂直方向用的雷射頭12皆為相同構成。雷射頭12為作為光源的半導體雷射14；複數個透鏡16a、16b、16c所構成作為聚光用的透鏡單元18；將來自半導體雷射14的雷射光呈直線形照射在壁面等用的作為雷射線產生手段棒型透鏡20；保持半導體雷射14與透鏡單元18用的第一外殼22；及保持棒型透鏡20用的第二外殼24所構成。

以往的雷射頭12中，從半導體雷射14通過透鏡單元18的雷射光僅通過棒型透鏡20射出到雷射頭12的外部，對於對象物的壁面照射雷射線。除了雷射線的之外照射雷射光點的專利文獻1的技術是在鄰接第二外殼24的棒型透鏡20的位置上，形成作為雷射光點產生手段的開縫及空間26(第3圖及第4圖)。從半導體雷射14通過透鏡單元18的雷射光為經由棒型透鏡20與空間26，通過棒型透鏡20形成直線的雷射線28，及通過空間26形成點的雷射光點30的2部份所形成(第3圖)。在雷射墨線儀10到壁面32為止的距離增長，或壁面32附近明亮場所的場合，會有使直線的雷射線28不能反映到壁面32的場合。即使如上述雷射線28不能反映到壁面32的場合，仍然可以將光聚集的雷射光點30呈現在壁面32上。

〔日本專利文獻1〕特開2000－28359

射出垂直方向的雷射光用的雷射頭12是從水平面以朝向約35度上方的仰角安裝在雷射墨線儀10上。以約35度的仰角從安裝在雷射墨線儀10的雷射頭12所照射的雷射線28是以大約140度的廣角度跨壁面與天花板照射雷射線。

雷射墨線儀10上，一般安裝有2個以上垂直方向用的雷射頭12。雷射墨線儀10具備2個垂直方向用雷射頭12的理由是如第5圖表示，例如有從第1個垂直方向用的雷射頭12(第5圖中未圖示)對於正面壁面32a照射第一雷射線28a，從第2個垂直方向用的雷射頭12對於右壁面32b照射第二雷射線28b，在天花板34中繪製使第一雷射線28a與第二雷射線28b交叉用的交叉點(大直角)36的必要。該大直角36是位在雷射墨線儀10的正上方。並且為了使大直角36位置上的第一雷射線28a與第二雷射線28b的交叉角度形成直角，設定對於2個垂直方向用的雷射頭12的雷射墨線儀10的安裝位置。

如上述，射出垂直方向的雷射光用的雷射頭12是以約35度的仰角安裝在雷射墨線儀10上。因此，第5圖中，從雷射墨線儀10到正面壁面32a或者右壁面32b為止的距離增長的場合，形成在第一雷射線28a上的雷射光點30會出現在正面壁面32a的上方或天花板34上。同樣地，形成在第二雷射線28b上的雷射光點30會出現在右面壁面32b的上方或天花板上。在壁面32a、32b的上方或者天花板34上出現雷射光點30時，不容易尋找雷射光點30的位置，此外也不易進行使用雷射受光器尋找雷射線28a、28b的作業，並且會有對於壁面32a、32b進行作為標記用的墨線作業困難。

只要將出現在正面壁面32a或右壁面32b的雷射光點30的位置下降到下方的位置，即可容易進行尋找雷射線28a、28b的作業或進行對壁面32a、32b的墨線作業。由於使得雷射光點30的位置下降到下方，因此可考慮將發出垂直方向雷射光的雷射頭12的仰角從35度例如下降約8度左右。但是，雷射頭12的仰角減小時，第一雷射線28a與第二雷射線28b在天花板交叉的交叉點(大直角)36的線會變得非常暗而無法辨識。

本發明是以提供可確實呈現天花板的大直角，同時使出現在雷射線上的雷射光點呈現在壁面上作業人員眼睛高度附近的雷射墨線儀為目的。本發明的其他目的為當雷射光點從雷射線上偏離時容易進行雷射光點與雷射線上對齊的調整。

本發明所涉及的雷射墨線儀用雷射頭是具備雷射墨線儀，其特徵為，具備：外殼；光源；透鏡單元；從上述光源使通過上述透鏡單元的雷射光通過雷射線照射在對象物用的雷射線產生手段；及鄰接上述雷射線產生手段所設置使得從上述光源通過透鏡單元的雷射光通過雷射光點照射在對象物用的雷射光點產生手段的雷射頭中，將通過上述雷射光點產生手段的雷射光進行方向變更用的反射手段安裝在上述外殼，在上述外殼可自由位移地保持上述雷射線產生手段，上述外殼安裝有使上述雷射線產生手段的位置位移用的2個調整手段。本發明的特徵是以形成在使上述雷射光點產生手段鄰接於上述雷射線產生手段的上述外殼的空間，其空間具備上述反射手段。本發明的特徵為在上述外殼固定可將上述雷射線產生手段自由位移地保持在上述外殼的保持手段，為利用外力使得上述保持手段位移的撓性原材料所形成。本發明的特徵為在上述外殼形成內螺紋，形成將上述調整手段與上述內螺紋栓鎖的外螺紋。

本發明是在垂直方向的雷射頭中，藉反射手段改變顯示出雷射光點的雷射光的進行角度，使雷射光點下降到下方。例如，形成在從雷射墨線儀離開約10公尺壁面的預定高度(例如1.5公尺左右的高度)呈現雷射光點的可能。藉此，在壁面的大致眼睛的高度呈現雷射光點，可以容易尋找雷射光點，與以往比較可以大幅地縮短對於壁面的墨線作業時間。

由於藉著反射手段改變雷射光點的方向，因此會有雷射光點從雷射線偏移之虞，而必須要調整使雷射光點與雷射線對齊。因此，將反射手段固定在外殼上，將雷射線產生手段可自由位移地保持在外殼上，以2個調整手段微調 整相對於外殼之雷射線產生手段的位置與角度。藉此，可以短時間容易地將雷射光點對齊在雷射線上。

接著，根據圖示說明本發明如下，第1圖為本發明所涉及雷射墨線儀用雷射頭的剖視圖。第1圖中與第3圖相同的符號是表示同一構件。本發明所涉及垂直方向用的雷射頭40有2個被安裝在雷射墨線儀10上。再者，雷射墨線儀10同樣安裝有水平方向用的雷射頭，在此省略其說明。雷射頭40為作為光源的半導體雷射14；複數透鏡16a、16b、16c所構成可聚光用的透鏡單元18；作為將來自半導體雷射14的雷射光呈直線形照射在壁面等用的雷射線產生手段的棒型透鏡20；保持半導體雷射14與透鏡單元18用的第一外殼22；保持棒型透鏡20用的第二外殼24；及第二外殼24中鄰接棒型透鏡20所形成，作為將來自半導體雷射14的雷射光呈點狀照射在壁面等用的雷射光點產生手段的開縫或空間26所構成。也可以在開縫或空間26具備透明的玻璃等以防止塵埃進入之用。以上為止的雷射頭40的構成是與第3圖表示的雷射頭12的構成相同。

本發明的雷射頭40中，空間26具備作為改變通過空間26的雷射光角度用的反射手段的鏡子42。鏡子42的相對於法線的入射角與反射角為同角度，並且入射角與反射角為90度以下。利用該鏡子42改變射出雷射光點的雷射光角度，改變角度可以降低照射在壁面32的雷射光點44的高度降低。

即使從雷射墨線儀10到正面壁面32a或右壁面32b為止的距離增長的場合，仍可藉著鏡子42的位置與角度的調整，如第5圖表示，形成在垂直直線方向的第一雷射線28a上的雷射光點44或形成在垂直方向的第二雷射線28b上的雷射光點44可藉著習知的雷射頭12所呈現的雷射光點30使其充分地降低呈現。藉著鏡子42的位置與角度的調整，使得從雷射墨線儀10的距離分開大約10公尺(該距離可根據其需要加以適當設定)左右的正面壁面32a或右壁面32b中，呈現在作業人員眼睛的高度附近(約1.5公尺的高度)。如上述，由於可以將形成在垂直直線方向的雷射線上的雷射光點44呈現在壁面的眼睛高度，因此即使不能看見雷射線，仍然可以容易尋找雷射光點44的位置，使用雷射受光器來察覺雷射線，容易進行墨線作業。

上述的說明中，作為改變照射在壁面32的雷射光點44的反射角度的反射手段雖是使用鏡子42，但是反射手段也可以使用稜鏡來代替鏡子42。利用稜鏡的折射，形成在垂直方向的雷射線28上的雷射光點44也可以在正面壁面32a或右壁面32b呈現在作業人員的眼睛高度附近。本發明是在反射手段包含稜鏡，在「光的反射」包含「利用稜鏡的光的折射」。

發出雷射光點44的雷射光在本發明的雷射頭40中，藉著鏡子42在中途改變進行方向。因此，雷射光點44會有與雷射線28不能對齊的疑慮。在雷射線28上無雷射光點44的場合，雷射墨線儀10到壁面32為止的距離短時，雷射光點44雖然有如出現在雷射線28上，但是雷射墨線儀10到壁面32為止的距離增長時，雷射光點44明顯從雷射線28上偏離。雷射光點44不在雷射線28上的場合，即使使用雷射受光器也不能簡單地尋找雷射線28。

發出雷射光點44的雷射光的角度由於為鏡子42所改變，因此調整相對於第二外殼24的鏡子42的安裝角度，隨後以黏著劑將鏡子42固定在第二外殼24上。但是，以黏著劑將鏡子42固定在第二外殼24時，同樣會使得相對於第二外殼24的安裝角度變化，產生雷射光點44與雷射線28不對齊的問題。

為了消除此一問題，調整相對於第二外殼24的棒型透鏡20的角度而非調整鏡子42的角度。如第1圖及第2圖表示，棒型透鏡20的長邊方向兩端是以作為保持手段的承接構件46及按壓構件48夾持。可藉著外力使作為保持手段的承接構件46及按壓構件48的至少一方位移的撓性原材料所形成。在第二外殼24形成2個到達棒型透鏡20側面的孔50，在其孔50的內壁形成內螺紋52。其內螺紋52栓鎖作為調整手段的外螺紋54，將2個外螺紋54中的至少1個接觸按壓在棒型透鏡20，調整相對於第二外殼24的棒型透鏡20的角度。將外螺紋54的前端頂部形成圓形的圓錐形，容易進行棒形透鏡20角度的微調，並且不會損傷棒形透鏡。

2個外螺紋54的進行軸方向(Y)為彼此平行，與棒形透鏡20的軸方向(Z)是設定形成偏移的狀態。藉此，可以2個外螺紋54進行相對於第二外殼24的棒形透鏡20的位置與角度的調整，容易使雷射光點與雷射線對齊。

10．．．雷射墨線儀

14．．．半導體雷射

18．．．透鏡單元

20．．．棒形透鏡

22．．．第一外殼

24．．．第二外殼

26．．．空間

28．．．雷射線

28a．．．第一雷射線

28b．．．第二雷射線

32．．．壁面

40．．．雷射頭

42．．．鏡子

44．．．雷射光點

46．．．支撐構件

48．．．按壓構件

52．．．內螺紋

54．．．外螺紋

第1圖為本發明所涉及墨線移用雷射頭的剖視圖。

第2圖是表示棒形透鏡的角度調整機構的透視圖。

第3圖為習知墨線移用雷射頭的剖視圖。

第4圖是表示從第3圖的A方向顯示之棒形透鏡與空間的位置關係圖。

第5圖是表示藉雷射墨線儀所照射的雷射線與雷射光點的透視圖。

10．．．雷射墨線儀

14．．．半導體雷射

16a、16b、16c．．．透鏡

18．．．透鏡單元

22．．．第一外殼

24．．．第二外殼

26．．．空間

28．．．雷射線

32．．．壁面

34．．．天花板

40．．．雷射頭

42．．．鏡子

44．．．雷射光點

46．．．支撐構件

48．．．按壓構件

50．．．孔

52．．．內螺紋

54．．．外螺紋

Claims (5)

1. 一種雷射墨線儀用雷射頭，具備雷射墨線儀，具備外殼；光源；透鏡單元；從上述光源使通過上述透鏡單元的雷射光通過雷射線照射在對象物用的雷射線產生手段；及鄰接在上述雷射線產生手段所設置使得從上述光源通過上述透鏡單元的雷射光通過雷射光點照射在對象物用的雷射光點產生手段的雷射頭，其特徵為：將通過上述雷射光點產生手段的雷射光進行方向變更用的反射手段安裝在上述外殼，上述外殼可自由位移地保持上述雷射線產生手段，上述外殼安裝有使上述雷射線產生手段的位置位移用的2個調整手段。
2. 如申請專利範圍第1項記載的雷射墨線儀用雷射頭，其中，以形成在上述雷射光點產生手段鄰接於上述雷射線產生手段的上述外殼的空間，其空間具備上述反射手段。
3. 如申請專利範圍第1項記載的雷射墨線儀用雷射頭，其中，在上述外殼固定可將上述雷射線產生手段自由位移地保持在上述外殼的保持手段，為利用外力使得上述保持手段位移的撓性原材料所形成。
4. 如申請專利範圍第2項記載的雷射墨線儀用雷射頭，其中，在上述外殼固定可將上述雷射線產生手段自由位 移地保持在上述外殼的保持手段，為利用外力使得上述保持手段位移的撓性原材料所形成。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項記載的雷射墨線儀用雷射頭，其中，在上述外殼形成內螺紋，形成將上述調整手段與上述內螺紋栓鎖的外螺紋。