JP2005083790A

JP2005083790A - レーザ水準器

Info

Publication number: JP2005083790A
Application number: JP2003313614A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Narita; 芳則成田
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】電力消費が効率的に改善され、また、光ビームの認識を、高精度にかつ効率的に行うことができるレーザ水準器を提供すること。
【解決手段】対象物にレーザ光を照射して水平基準線及び垂直基準線を形成してその交点によって基準位置を表示するレーザ水準器であって、前記水平基準線と前記垂直基準線を点滅させることを特徴とするレーザ水準器。前記水平基準線と前記垂直基準線の点滅が、３Ｈｚないし１０Ｈｚであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ水準器、さらに詳しくは、レーザを対象物すなわち目的物上に照射して、工事等の垂直・水平の基準点をレーザ表示によって設定するレーザ水準器に関する。

レーザ水準器に係る背景技術として、輝度が低い光点でも簡単な構成で、人間の目に明瞭に見せることができ、より注意を引くことができるレーザポインタが提案されている。該レーザポインタは、レーザ光源と、発振回路と、この発振回路の出力を受けて前記レーザの発光状態から８Ｈｚから１６Ｈｚの周波数で点滅する点滅状態にする自動出力調整回路と、前記レーザ光源から発した光を適当な大きさに広げる光学系とを有する（例えば、特許文献１参照）。

他のレーザ水準器に係る技術として、光指示装置から出射される光ビームの点滅状態を調整し、異なる光指示装置からの出射された光ビームを区別可能にするための光指示装置が提案されている。該光指示装置は、可視光線を出射する半導体レーザ素子のような発光素子と、その発光素子から出射される光ビームを収束若しくはコリメートさせるレンズと、前記発光素子を駆動させる駆動回路と、パルス信号によって駆動回路をオンオフ制御するスイッチング回路と、スイッチング回路のオンオフ時間を調整するための可変抵抗器、及びバッテリーとをケースに納め、前記可変抵抗器の調整用スライドつまみと、電源をオンオフさせるためのスイッチとをケースの表面に設けてある。調整用スライドつまみを調整することにより光ビームの点滅状態を調整することができる（例えば、特許文献２参照）。

他のレーザ水準器に係る技術として、所定の点滅時間を有する間欠パルス光を発生させ、バートレー効果によりピークの明るさを強調することができるレーザ光源装置が提案されている。このレーザ光源装置は、タイミング回路が、励起型レーザ光源を所定の点滅時間を有する間欠パルス光が発生するようにタイミング信号を形成し、ポンピング用レーザがタイミング回路の出力信号に基づいて励起型レーザ光源をポンピングする。この間欠パルス光は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅であって、消灯時間は人間の眼に光が入射して明るさを感じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度にする（例えば、特許文献３参照）。

他のレーザ水準器に係る技術として、所定位置を指示するために可視レーザ光束を投射するレーザポインタであって、可視半導体レーザと、該可視半導体レーザをパルス駆動するためのパルス駆動回路と、前記可視半導体レーザから射出されたレーザ光束を対象物に向けるレーザ光束光学系を有するレーザポインタが提案されている（例えば、特許文献４参照）。

他のレーザ水準器に係る技術として、機器本体が鉛直に関する傾斜限界を超えた場合、傾斜検知手段によって傾斜超過信号を発生するレーザ墨だし装置が提案されている。このレーザ墨だし装置は、傾斜超過信号に発生によって機器本体の表示部に傾斜超過を表示し、あるいはレーザモジュールから照射するレーザを点滅させることにより、傾斜超過を表示する（例えば、特許文献５参照）。

特開平７−９４８１５特開平５−２３６４特開平９−２５２１５５特開平６−１３７８６９特開２０００−２３０８２８

特許文献１に記載のレーザポインタにおいては、輝度が低い光点でも簡単な構成で人間の目に明瞭に見えることを目的として、レーザポインタのレーザ光源を８Ｈｚから１６Ｈｚの周波数で点滅する。しかし、点灯時間と消灯時間に比率については何ら開示がなく、点灯のための消費電力については何ら示唆がない。従って、特許文献１に記載のレーザポインタにおいて、電力消費についての改善はなされていないものと推定される。また、ポインタの認識を、高精度にかつ効率的に行うための改善も何らなされていない。

特許文献２の光指示装置は、それから出射される光ビームの点滅状態を調整し、異なる光指示装置からの出射された光ビームを区別可能にすることができる。従って、光点滅のは光ビームの区別のためのみであって、電力消費についての改善はなされておらず、また、光ビームの認識を、高精度にかつ効率的に行うための改善も何らなされていない。

特許文献３に記載のレーザ光源装置は、所定の点滅時間を有する間欠パルス光を発生させ、バートレー効果によりピークの明るさを強調するため、正常者のフリッカー値より周期の遅く、消灯時間は人間の眼に光が入射して明るさを感じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間によって決定している。従って、特許文献３のレーザ光源装置は、なるべく少ない電力消費によってレーザを点滅させるが、ポイントの認識を、高精度にかつ効率的に行うための改善は何らなされていない。

特許文献４は、所定位置を指示するために可視レーザ光束を投射するレーザポインタであり、パルス駆動回路がレーザパルスを形成する。レーザをパルス化することは、レーザの走査領域を制限するためである。従って、特許文献４のレーザポイントは、電力消費についての改善はなされておらず、また、光ビームの認識を、高精度にかつ効率的に行うための改善も何らなされていない。

特許文献５は、機器本体が鉛直に関する傾斜限界を超えた場合、傾斜検知手段によって傾斜超過信号を発生して傾斜超過を表示することにより、誤った墨だし作業を防止するためのものである。従って、特許文献５のレーザ墨だし装置は、傾斜超過のためのレーザの点滅は開示しているが、電力消費についての改善はなされておらず、また、光ビームの認識を、高精度にかつ効率的に行うための改善も何らなされていない。

（発明の目的）
本発明は、従来技術のレーザ水準器に係る技術の上述した問題点に鑑みてなされたものであって、電力消費が効率的に改善され、また、光ビームの認識を、高精度にかつ効率的に行うことができるレーザ水準器を提供することを目的とする。

本発明は、対象物体にレーザ光を照射して水平基準線及び垂直基準線を形成してその交点によって基準位置を表示するレーザ水準器であって、前記水平基準線と前記垂直基準線を点滅させることを特徴とするレーザ水準器である。

本発明の実施形態は、以下の通りである。
前記水平基準線と前記垂直基準線が、交互に点滅し、ON-OFFのデユーテイが５０％であることを特徴とする。
前記水平基準線と前記垂直基準線が、同時に点滅し、各基準線のON-OFFのデユーテイが５０％であることを特徴とする。
前記水平基準線と前記垂直基準線の点滅が、３Ｈｚないし１０Ｈｚであることを特徴とする。

本発明のレーザ水準器によれば、対象物にレーザ光を照射して水平基準線及び垂直基準線を形成してその交点によって基準位置を表示するレーザ水準器であって、前記水平基準線と前記垂直基準線を点滅させることを特徴とするレーザ水準器が形成される。このレーザ水準器によれば、電力消費が効率的に改善され、また、光ビームの認識を、高精度にかつ効率的に行うことができる効果を得ることができる。

本発明の実施形態のレーザ水準器１０は、図１に示すように、制御部１２に、第１スイッチ部１４、及び第２スイッチ部１６が接続されている。

第１スイッチ部１４は、水平レーザ表示Ｈを対象物Ｏ上に形成するための水平スイッチ２０、垂直レーザ表示Ｖを対象物Ｏ上に形成するための垂直スイッチ２２、及び水平レーザ表示Ｈ及び垂直レーザ表示Ｖを対象物Ｏ上に同時に形成するための同時スイッチ２４を有する。

第２スイッチ部１６は、水平レーザ表示Ｈ及び垂直レーザ表示Ｖを点滅表示させるための点滅スイッチ３０、及び同じく連続表示させるための連続スイッチ３２を有する。

制御部１２は、マイクロコンピュータＭＰＵ、発信回路３４、水平ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路３６、及び垂直ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路３８からなる。発信回路３４は、クロックパルスをマイクロコンピュータＭＰＵに出力する。マイクロコンピュータＭＰＵは、クロックパルスに基づいて水平ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路３６及び垂直ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路３８を、例えば点滅サイクル３Ｈｚないし１０Ｈｚで、デユーテイ５０％で交互にＯＮ−ＯＦＦするように制御する。

水平ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路３６は、水平レーザ投射部５６に接続されている。垂直ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路３８は、垂直レーザ投射部５８に接続されている。水平レーザ投射部５６は、水平ラインレーザ発光回路６０、第１レーザダイオード６２、水平ライン光学系６４からなり、水平に広がったファンレーザ光束を対象物Ｏへ投射する。垂直レーザ投射部５８は、垂直ラインレーザ発光回路７０、第２レーザダイオード７２、垂直ライン光学系７４からなり、垂直に広がったファンレーザ光束を対象物Ｏへ投射する。

レーザ水準器１０の作動は、まず、第１スイッチ部１４及び第２スイッチ部１６によって、対象物Ｏ上のレーザ表示を、垂直レーザ表示又は水平レーザ表示又は垂直水平の双方にするか、点滅表示又は連続表示にするかについて入力する。
これによって制御部１２は、水平ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路３６及び垂直ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路３８を制御して、水平レーザ表示Ｈ及び垂直レーザ表示Ｖを対象物Ｏ上に形成する。

第１レーザダイオード６２及び第２レーザダイオード発光素子７２は、それぞれ、例えば日立製作所製半導体レーザダイオードＨＬ６３１２Ｇであり、図２に示すように、光出力４ｍＷで５５ｍＡの順電流を消費する。単一電池３本を直列配列した場合の電池使用時間は、図３に示すように、本発明のレーザ水準器１０で光出力４ｍＷ、使用可能電圧３Ｖとした場合、２７０時間である。第１レーザダイオード６２及び第２レーザダイオード７２を同時に発光させた場合、５８時間である。

水平レーザ投射部５６は、図４及び図５に示すように、水平レーザ表示光軸Ｚ１上に、第１レーザダイオード６２、第１コリメートレンズ８２、及び円柱軸を垂直に配置した第１ロッドレンズ８４を配置してなる。垂直レーザ投射部５８は、図４及び図５に示すように、垂直レーザ表示光軸Ｚ２上に、第２レーザダイオード７２、第２コリメートレンズ８６、及び円柱軸を水平に配置した第２ロッドレンズ８８を配置してなる。水平レーザ表示光軸Ｚ１及び垂直レーザ表示光軸Ｚ２は、図５に示すように、水平方向及び垂直方向ともに互いに位置がずれており、水平レーザ表示Ｈ及び垂直レーザ表示Ｖの交点が表示すべき水準点Ｘである。

本発明の実施形態のレーザ水準器１０のブロック図である。本発明の実施形態のレーザ水準器で使用する半導体レーザダイオードの光出力と消費電流の関係を示すグラフである。本発明の実施形態のレーザ水準器で使用する電池の消費電流と消費時間を示すグラフである。本発明の実施形態のレーザ水準器のレーザ投射部の光学斜視図である。本発明の実施形態のレーザ水準器のレーザ投射部の光学正面図である。

符号の説明

Ｘ水準点
Ｈ水平レーザ表示
Ｖ垂直レーザ表示
ＭＰＵマイクロコンピュータ
Ｚ１水平レーザ表示光軸
Ｚ２垂直レーザ表示光軸
１０レーザ水準器
１２制御部
１４第１スイッチ部
１６第２スイッチ部
１８第３スイッチ部
１９タイミングクロック部
２０水平スイッチ
２２垂直スイッチ
２４同時スイッチ
３０点滅スイッチ
３２連続スイッチ
３４発信回路
３６水平ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路
３８垂直ラインレーザ投射ＯＮ−ＯＦＦ回路
５６水平レーザ投射部
５８垂直レーザ投射部
６０水平ラインレーザ発生回路
６２第１レーザダイオード
６４水平ライン光学系
７０垂直ラインレーザ発光回路
７４垂直ライン光学系
８２第１コリメートレンズ
８４第１ロッドレンズ
８６第２コリメートレンズ
８８第２ロッドレンズ

Claims

対象物にレーザ光を照射して水平基準線及び垂直基準線を形成してその交点によって基準位置を表示するレーザ水準器であって、前記水平基準線と前記垂直基準線を点滅させることを特徴とするレーザ水準器。
前記水平基準線と前記垂直基準線が、交互に点滅し、ON-OFFのデユーテイが５０％であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ水準器。
前記水平基準線と前記垂直基準線が、同時に点滅し、各基準線のON-OFFのデユーテイが５０％であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ水準器。
前記水平基準線と前記垂直基準線の点滅が、３Ｈｚないし１０Ｈｚであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ水準器。