(57)【要約】【課題】  作業場所に応じて最適な色のレーザーラインを照射可能とすることによって、作業者がレーザーラインを見易くし作業性を向上させるレーザー墨出し器を提供する。【解決手段】  色の異なるレーザービームを照射するため、複数のレーザー光源８を設け、更に、作業場所（照射箇所）の色を識別する色識別センサ１４を設け、色識別センサ１４によって識別した色に応じて複数のレーザー光源８からのレーザーの混合割合を調整し、作業者にとって最も見易い色のレーザービームを生成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーを照射するレーザー光源を有するレーザーユニットと、該レーザーユニットを収容する本体部と、前記レーザーユニットを覆うカバーと、前記レーザー光を該カバーの外部に照射するための照射窓と、を備えたレーザー墨出し器において、
前記レーザー光源を、異なる色のレーザーを照射するために複数設けたことを特徴とするレーザー墨出し器。
【請求項２】
前記複数のレーザー光源から照射されるレーザーを制御する制御部を備え、
該制御部によって、前記複数のレーザー光源から照射されるレーザーの色の合成を調整し、合成した任意の色のレーザー光を前記照射窓から照射することを特徴とする請求項１記載のレーザー墨出し器。
【請求項３】
前記本体部はレーザー光が照射される場所の色を識別するための色識別センサを備え、
前記制御部は、該色識別センサによって識別された前記場所の色に応じて、前記複数のレーザー光源から照射される前記レーザーの色の合成を調整し、任意の色のレーザー光を前記照射窓から照射することを特徴とする請求項２記載のレーザー墨出し器。
【請求項４】
前記本体部はレーザー光の照射を操作するための操作部を備え、
該操作部の操作によって、前記制御部は前記レーザーの色の合成の調整を実行し任意の色のレーザー光を前記照射窓から照射することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のレーザー墨出し器。
【請求項５】
前記本体部は前記任意の色のレーザー光を記憶する記憶部を備え、
前記操作部の操作によって、該記憶部に記憶されている任意の色のレーザー光を前記照射窓から照射可能であることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のレーザー墨出し器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築現場などで使用されるレーザー光を照射するレーザー墨出し器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザー墨出し器は、スタンド上に配置された本体にレーザーユニットを収納しており、本体に設けられた照射窓を介してレーザーユニットからレーザー光を本体外部に照射する構成となっている。
【０００３】
一方、レーザー墨出し器は、自重によってレーザーユニットを垂直に維持する機械式ジンバル方式と、モータによってレーザーユニットの姿勢を制御する電子式ジンバル方式の２つに大きく分けられる。電子式ジンバル方式のレーザー墨出し器は、レーザーユニットの姿勢を制御するためのモータを内蔵しているため、モータを制御する制御部を内部に設けている。したがって、機械式ジンバル方式では実現できなかった種々の制御が可能である。
【０００４】
レーザーユニットは、水平センサと２個のモータを含む姿勢制御ユニットにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に２軸制御され、水平センサが水平状態を検出する位置に自動で姿勢調整され、レーザーユニットから照射されたレーザー光は水平または垂直なラインとなる。
【０００５】
また、照射されるレーザー光は高精度の直線ラインであると共に、レーザーユニットに設けられたレーザー光源によって照射されるレーザー光の色が決まり、任意の色に変えることはできないようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザー墨出し器は主に建築現場で使用され、床上に直接置いて使用するか、或いは、高い位置にレーザー光を照射する場合には三脚に取り付けて使用する。レーザー墨出し器の最も基本的な使用方法は、建築現場において正確な水平線及び垂直線をレーザーラインとして照射し、そのレーザーラインを作業の際の基準線として使用する。
【０００７】
一方、レーザーライン（レーザー光）の色はレーザーユニットに設けられたレーザー光源によって決まってしまい、作業者や作業場所に応じて色を任意に変更することはできない。レーザー墨出し器で多く用いられているのは、安価で小型である赤色半導体レーザーでありレーザーラインの色は赤である。また、赤色半導体レーザーより高価であるが、赤色より視認性の高い緑色の半導体レーザー（グリーンレーザー）を搭載したものもある。
【０００８】
しかしながら、レーザー墨出し器でレーザーラインとして使用されている色は赤と緑の二色しかないため、作業場所すなわちレーザーラインを照射する対象物によってはレーザー光が見え難い場合もある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、レーザー光を照射する対象物に応じて任意にレーザー光の色を変えることができるようにし、墨出し作業の作業効率を向上させたレーザー墨出し器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、レーザーを照射するレーザー光源を有するレーザーユニットと、該レーザーユニットを収容する本体部と、前記レーザーユニットを覆うカバーと、前記レーザー光を該カバーの外部に照射するための照射窓と、を備えたレーザー墨出し器において、前記レーザー光源を、異なる色のレーザーを照射するために複数設けたことによって達成できる。
【００１１】
このような構成にすることにより、異なる色のレーザーを照射することができるため、墨出し作業を容易に行なうことができ作業効率を向上することができる。
【００１２】
また、前記複数のレーザー光源から照射されるレーザーを制御する制御部を備え、該制御部によって、前記複数のレーザー光源から照射されるレーザーの色の合成を調整し、合成した任意の色のレーザー光を前記照射窓から照射することが好ましい。
【００１３】
このような構成にすることにより、任意の色のレーザー光を生成して照射することができるため、作業効率を更に向上することができる。
【００１４】
また、前記本体部はレーザー光が照射される場所の色を識別するための色識別センサを備え、  前記制御部は、該色識別センサによって識別された前記場所の色に応じて、前記複数のレーザー光源から照射される前記レーザーの色の合成を調整し、任意の色のレーザー光を前記照射窓から照射することが好ましい。
【００１５】
このような構成にすることにより、作業場所に応じて適切な色のレーザー光を自動的に生成し照射することができるため、作業効率を更に向上することができる。
【００１６】
また、前記本体部はレーザー光の照射を操作するための操作部を備え、該操作部の操作によって、前記制御部は前記レーザーの色の合成の調整を実行し任意の色のレーザー光を前記照射窓から照射することが好ましい。
【００１７】
このような構成にすることにより、作業場所に応じて、或いは、作業者の好みに応じて任意の色のレーザー光を生成し照射することができる。
【００１８】
また、前記本体部は前記任意の色のレーザー光を記憶する記憶部を備え、前記操作部の操作によって、該記憶部に記憶されている任意の色のレーザー光を前記照射窓から照射可能であることが好ましい。
【００１９】
このような構成にすることにより、記憶した色のレーザー光を使用することができるため、作業の都度、レーザーを合成して任意の色のレーザー光を調整する必要がないため作業性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、作業場所に応じて任意の色のレーザー光を照射することができるため、高い視認性を得ることができ、或いは、作業者の好みに応じた色のレーザー光を照射することができるため、墨出し作を容易に行なうことができ作業効率を向上することができる。また、一度照射した色のレーザー光を記憶し、再び照射することができるため、任意の色のレーザー光を生成する手間をなくすことができ、更に作業効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態によるレーザー墨出し器の外観を示す斜視図、図２はレーザー墨出し器の内部機構を示す図、図３はレーザー墨出し器のレーザー光源を示す図、図４はレーザー墨出し器のレーザー光を示す図、図５はレーザー墨出し器の制御ブロック図、図６はレーザー墨出し器のレーザー光の色を決定する際の制御フローチャートである。
【００２２】
まず、本発明のレーザー墨出し器について図１及び図２を用いて説明する。図１に示すように、レーザー墨出し器１は、主に本体部２とスタンド部３から構成される。本体部２は、後述するレーザーユニットを収納するカバー４と、レーザーユニットからのレーザー光をカバー４の外に照射するための照射窓５と、レーザーユニットの姿勢制御やレーザー光の照射を指示するための操作部６等を備えている。更に、レーザー光を照射する対象物の色を識別するための色識別センサ１４がカバー４に設けられている。
【００２３】
本体部２すなわちカバー４の内部には、図２に示すように、レーザーユニット７が収納されている。レーザーユニット７は、複数個、本実施の形態では３つのレーザー光源８と、レーザー光源８から出されたレーザー光を複数の方向に分岐するためのレーザー分岐機構９と、レーザー分岐機構９によって分岐されたレーザー光を照射窓５から照射ラインとして照射する複数のレンズ１０と、レーザー光源８及びレーザー分岐機構９を支持するフレーム１１を備えている。更に、操作部６からの指示に従いレーザーユニット７の姿勢を制御する２つのモータ１２を含むモータ機構部１３を備えており、レーザー光源８には不図示の２つのセンサが設けられている。一方のセンサによりＸ軸方向の姿勢を検出しその検出結果を受けて制御部によって、センサに対応する一方のモータ１２を制御すると共に、他方のセンサによりＹ軸方向の姿勢を検出して他方のモータ１２を制御し、自動的にレーザーユニット７を適切な姿勢に制御するように構成されている。
【００２４】
このように構成されたレーザー墨出し器１は、通常使用時には、操作部６を操作して電源スイッチをオンする。制御部は、センサによってレーザーユニット７の姿勢を適切な姿勢にするためにモータ機構部１３を制御する。その後、操作部６に設けられたライン照射スイッチ等を操作することにより、水平または垂直なレーザー光をレンズ１０から所望の位置に照射することができる。また、操作部６に設けられたライン強度スイッチを操作することにより、照射ラインの強度を制御することができレーザー墨出し器１の使用環境に応じて最適なライン強度にすることができる。
【００２５】
従来のレーザー墨出し器では、レーザー光の色は赤或いは緑のみであり、レーザー光の色を任意に変えることはできず、作業場所によってはレーザー光が見難くなる場合があった。そこで、本発明は、レーザー光を照射する対象物（作業場所）の色に応じてレーザーユニット７から照射するレーザー光の色を任意に設定できるようにすることによって、レーザー光の視認性を高めることができるようになっている。以下、図３乃至６を用いて詳細に説明する。
【００２６】
本発明は、レーザーユニット７に設けられたレーザー光源８を複数個、本実施形態では３つ設け、それらのレーザー光源８から照射される異なる色のレーザーを作業場所に応じて合成することによって、任意の色のレーザー光を照射できるようにしている。すなわち、図３に示すように、
本体部２の内部には、後述する制御部によって、複数（３つ）のレーザー光源８Ａ乃至８Ｃから出されたレーザーはダイクロイックプリズム１６によって集められ、照射場所に応じて最も見易い色に調整されてからレーザー光Ｌとしてレンズ１０を介して照射窓５から照射される。このプリズム１６及びレーザー光源８は一体化電源１５として機能する。
【００２７】
ここで、一体化電源１５について説明する。一般に光は、赤、緑、青の三原色を均等に混ぜ合わせると白色光が得られるが、本発明では、一体化電源１５によって、これら三原色の混合割合を変えることによって照射場所に最も適した色のレーザー光を照射するようにしている。
【００２８】
図３に示すように、一体化電源１５は、赤色レーザーを照射するレーザー光源８Ａ、緑色レーザーを照射するレーザー光源８Ｂ、青色レーザーを照射するレーザー光源８Ｃと、これら３つのレーザー光源８から照射された色が異なるレーザーを１つにまとめるためのダイクロイックプリズム１６から構成されている。なお、各レーザー光源にはレーザービームを整形するためのコリメータレンズが取り付けられている。同図において、プリズム１６の左側に設けられた赤色レーザー光源８Ａからプリズム１６に向かって（図中右方向）出射した赤色レーザービームは、プリズム１６の内部に設けられた反射部１７によって図中上方向に進行方向を変えられ、同様に、プリズム１６の右側に設けられた青色レーザー光源８Ｃからプリズム１６に向かって（図中左方向）出射した青色レーザービームは、プリズム１６の内部に設けられた反射部１７によって図中上方向に進行方向を変えられる。また、プリズム１６の下側に設けられた緑色レーザー光源８Ｂからプリズム１６に向かって（図中上方向）出射した緑色レーザービームは、プリズム１６の内部に設けられた反射部１７に関係なくそのまま直進して図中上方向に進む。その結果、プリズム１６の上方出射面からは、三色のレーザービームが混色した状態のレーザービームＬを出射することができる。このようにして、調整した色のレーザービームをレーザー墨出し器１のレーザーラインとしてレンズ１０を透過させて照射窓５から照射することによって、照射場所に応じて最も見易い任意の色を有するレーザーラインを照射することができる。なお、レーザー光の制御については後述する。
【００２９】
この一体化電源１５を用いたレーザー墨出し器１の光学系の一例を図４に示す。３つのレーザー光源８から照射されたレーザーはプリズム１６によって照射場所に応じた適切な色に調整されレーザービームＬとして一体化電源１５から照射される。レーザービームＬはビームスプリッタユニット１８に入力され、その一部はレーザーの分岐用に設けられたレーザースプリット１９によって反射され水平方向（図中左方向）に進み、レンズ１０（ロッドレンズ）を透過した後、レーザービームは水平方向に扇状に広がり水平ライン２１となる。ビームスプリッタ１９で反射されずに直進した残りのレーザービームは、反射ミラー２０によって斜め上の方向（図中左斜め上方向）に進み、レンズ１０（ロッドレンズ）を透過した後、レーザービームは垂直方向に扇状に広がり垂直ライン２２となる。
【００３０】
図１に示すように、レーザー墨出し器１のカバー４の前面部には色識別センサ１４が設けられている。色識別センサ１４は、照射場所すなわち水平ライン２１又は垂直ライン２２が照射される場所の色を検出し、この検出信号はレーザー墨出し器１の内部に設けられた制御部（マイコン）に入力され、制御部はこの検出信号に基いて照射場所の色を判別し、照射場所の色に対して作業者が最も見やすいと判断された色となるレーザービームＬを一体化電源１５によってレーザー光源８の混合割合を変えることで自動的に生成する。そして、上述したようにレンズ１０から生成した色のレーザービームによって水平ライン２１及び垂直ライン２２を照射する。
【００３１】
次に、レーザービームの自動色調整について図５及び図６を用いて説明する。図５に示すように、レーザー墨出し器１は内部に制御部（マイコン）１９を内蔵しており、制御部２３は、操作部６の電源スイッチ６ａ、ライン照射スイッチ６ｂ、ライン再生スイッチ６ｃ、制御切換スイッチ６ｄ等の各種スイッチからの入力信号、姿勢制御センサ２４からのレーザーユニット姿勢情報信号、色識別センサ１４からの照射場所の色信号等により、レーザーユニット７、レーザーユニット姿勢制御用モータ１２を制御する。また、制御部２３は、色識別センサ１４からの識別信号に応じて適切な色のレーザー光を照射するようにレーザーユニット７（一体化電源１５）を構成する３つのレーザー光源８を制御する。
【００３２】
図６を用いて、レーザー墨出し器１の自動色調整制御について説明する。ステップＳ１においてレーザー墨出し器１の電源スイッチ６ａをオンすると、ステップ２で制御部２３は水平センサ２４からの信号に基づいてレーザーユニット姿勢制御用モータ１２（Ｘ軸用及びＹ軸用）を制御してレーザーユニット７の水平及び垂直の姿勢を調整し、適切な姿勢に制御する。ステップＳ３でレーザーユニット７の姿勢制御が終了すると、色識別センサ１４からの信号により制御部２３は照射場所の色を検出する（ステップＳ４）。照射場所の色を識別すると（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御部２３は照射場所に最も適した色を決定し３つのレーザー光源から照射されたレーザーの混合割合を決定する（ステップＳ５）。その後、ステップＳ６乃至ステップＳ８において、３つのレーザー光源８からステップＳ５で決定した混合割合になるようにレーザー光源８（一体化電源１５）を制御し、照射場所に対して最適なレーザー色に制御する（ステップＳ９）。
【００３３】
以上により説明したように、本発明によれば、色識別センサによって照射場所の色を検出し、その色に対して最適な色のレーザービーム（レーザーライン）になるように自動的に色を制御するため、作業者にとっての視認性を向上することができ、墨出し作業を容易に行うことができるようになり、作業性を向上することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、制御部によって自動的にラインの照射場所の色を検出し、検出した色に対して作業者が最も見易いと考えられる最適な色のレーザービームになるように３つのレーザー光源からのレーザーの混合割合を自動的に調整して照射するようにした。しかしながら、自動的に行うのではなく、作業者が任意に照射場所の色に応じて、或いは、自分の好む色になるように、操作部に設けられた色調整スイッチにより手動で自由に調整するようにしても良い。すなわち、図５において、制御切換スイッチ６ｄを設け、自動的にレーザービーム（ライン光）の色を制御するか、或いは、作業者が手動で色を調整するかを選択できるように切換可能とし、自動制御を選択した場合には図６の制御フローに従い自動的にレーザービームの色を制御するようにする。手動制御を選択した場合には、３つのレーザー光源８からの各色のレーザーの混合割合を調整する例えば色調整スイッチ（不図示）によって作業者が手動で調整するようにしても良い。この場合、図６において、レーザーユニットの姿勢を制御する前又は後に、制御切換スイッチのオン・オフを検出するステップを設け、該スイッチがオンの場合には図６に従い自動制御し、オフの場合には、ステップＳ４及びステップＳ５の代わりに不図示の色調整スイッチによって手動でステップＳ６乃至ステップＳ８を実行すればよい。
【００３５】
更に、一度作成した色の混合割合のデータを制御部２３内または制御部２３とは別に設けた記憶部２５（メモリ）に記憶させておき、使用したい時にライン再生スイッチ６ｃを操作すれば記憶部２５に過去に記憶したデータの中から使用したいデータを呼び出して、記憶したライン色を再生して照射するようにすれば、墨出し作業の都度、ライン色を作成する必要がなく手間がかからなくなり、作業性を更に向上することができる。この場合には、図６において、ステップＳ１で電源をオンした後やレーザーユニットの姿勢を制御した後など、任意のタイミングで図５に示すライン再生スイッチ６ｃをオン・オフするステップを設け、該スイッチ６ｃがオフであれば通常の自動制御又は手動制御を行い、スイッチ６ｃがオンであれば記憶部２５から過去に作成した色データの中から任意にデータを選択できるようにすれば、図６のステップＳ４以降の制御が不要になり、レーザーライン色の制御に手間がかからず更に作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態によるレーザー墨出し器の外観を示す斜視図であり、（ａ）は前面正面斜視図、（ｂ）は後方斜視図である。
【図２】本発明の実施形態によるレーザー墨出し器のレーザーユニットを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態によるレーザー墨出し器の一体化電源の概念図である。
【図４】本発明の実施形態によるレーザー墨出し器のライン生成過程を示す図である。
【図５】本発明の実施形態によるレーザー墨出し器の制御ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態によるレーザー墨出し器の制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１はレーザー墨出し器、２は本体部、３はスタンド部、４はカバー、５は照射窓、６は操作部、７はレーザーユニット、８はレーザー光源、９はレーザー分岐機構部、１０はレンズ、１１はフレーム、１２はレーザーユニット姿勢制御用モータ、１３はモータ機構部、１４は色識別セン器、１５は一体化電源、１６はプリズム、１７は反射部、１８はレーザースプリッタユニット、１９はレーザースプリッタ、２０は反射ミラー、２１は水平ライン、２２は垂直ライン、２３は制御部、２４は水平センサ、２５は記憶部である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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