(57)【要約】【課題】供給電圧が変化した場合でも半導体レーザの光量が任意の光量以上になるのを防ぐことによって、安全性に優れたレーザ光発生装置を提供すること。【解決手段】半導体レーザ１１６と、該半導体レーザ１１６を駆動するスイッチ（スイッチング素子）１０２と、半導体レーザ１１６の光量を設定する抵抗器（設定手段）１０８，１０９と、該抵抗器１０８，１０９によって設定された設定値で半導体レーザ１１６を発光するように制御するマイコン（制御手段）１０５と、抵抗器１０８，１０９に一定の電圧を供給するレギュレータ（定電圧出力手段）１０４と、該レギュレータ１０４からの出力電圧を検出して出力電圧が任意の範囲を超えたときに半導体レーザ１１６の出力を停止させるマイコン（監視手段）１０５とを含んでレーザ光発生装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、該半導体レーザを駆動するスイッチング素子と、半導体レーザの光量を設定する設定手段と、該設定手段によって設定された設定値で半導体レーザを発光するように制御する制御手段と、設定手段に一定の電圧を供給する定電圧出力手段と、該定電圧出力手段からの出力電圧を検出して出力電圧が任意の範囲を超えたときに半導体レーザの出力を停止させる監視手段とを備えたことを特徴とするレーザ光発生装置。
【請求項２】
前記監視手段は、前記定電圧出力手段からの出力電圧が任意の範囲を超えたときに前記半導体レーザの出力を停止させると共に異常表示手段によって異常を知らせることを特徴とする請求項１記載のレーザ光発生装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のレーザ光発光装置から出射した光ビームをコリメート光に変換するコリメートレンズと、コリメート光をライン光に変換するロッドレンズとを備えたことを特徴とするライン光発生光学系。
【請求項４】
請求項３記載のライン光発生光学系を支持する支持機構を備えたことを特徴とするレーザ墨出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光発生装置、ライン光発生光学系及びそれを搭載したレーザ墨出し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光をレーザポインタやレーザ墨出し装置等の表示光として用いる場合、目の安全のために常に或る任意の光量以下にする必要がある。しかし、半導体レーザは、周囲の温度変化や半導体レーザ自体の発光による温度上昇により半導体レーザの電流と光量の特性が変動してしまうため、同じ電流値でも環境によって光量が変化してしまう。この変動を抑制するために半導体レーザに内蔵されている光量測定用のホトディテクタによって半導体レーザの光量を測定し、常に予め設定してある光量になるように半導体レーザに流す電流を制御する必要がある。
【０００３】
しかしながら、半導体レーザの光量を制御する回路が何らかの原因で故障した場合、半導体レーザの光量を任意の光量以下に制御することができなくなり、使用者の目の安全には好ましくない事態が発生する。そのため、半導体レーザに内蔵されている光量測定用のホトディテクタからの出力が或る任意の値を超えたときは強制的に半導体レーザの発光を止める安全回路が必要となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２３５６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のような安全回路を用いた場合、半導体レーザの光量を制御するための回路に供給する電源と、安全回路に供給する電源は共通である場合が多く、その供給電源の電圧が何らかの原因で上がった場合には、半導体レーザの光量を設定する設定値と安全回路の設定値も同時に上がってしまうため、分に安全機能を果たすことができなくなってしまう。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、安全性に優れたレーザ光発生装置、ライン光発生光学系及び該ライン光発生光学系を用いたレーザ墨出し装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、半導体レーザと、該半導体レーザを駆動するスイッチング素子と、半導体レーザの光量を設定する設定手段と、該設定手段によって設定された設定値で半導体レーザを発光するように制御する制御手段と、設定手段に一定の電圧を供給する定電圧出力手段と、該定電圧出力手段からの出力電圧を検出して出力電圧が任意の範囲を超えたときに半導体レーザの出力を停止させる監視手段とを含んでレーザ光発生装置を構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記監視手段は、前記定電圧出力手段からの出力電圧が任意の範囲を超えたときに前記半導体レーザの出力を停止させると共に異常表示手段によって異常を知らせることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のレーザ光発光装置から出射した光ビームをコリメート光に変換するコリメートレンズと、コリメート光をライン光に変換するロッドレンズとを含んでライン光発生光学系を構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のライン光発生光学系を支持する支持機構を含んでレーザ墨出し装置を構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体レーザの光量を設定する回路に供給される電圧を常に監視しているため、供給電圧が変化した場合でも半導体レーザの光量が任意の光量以上になるのを防ぐことができる。又、供給電圧が変化して半導体レーザの発光を強制的にＯＦＦさせたときにＬＥＤ等を点滅させて異常を知らせるようにしたため、使用者が異常を容易に認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るレーザ光発生装置の一実施形態を示す構成図である。
【００１４】
図１において、１０１はレーザ光発生装置に電圧を供給する乾電池、１０２はスイッチ、１０３は乾電池１０１から供給される電圧を変換して半導体レーザ１１６とマイコン１０５及びレギュレータ１０４に一定の電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ、１０４はレーザ光量設定用のレギュレータ、１０５はマイコンである。
【００１５】
又、１０６はＬＥＤ等で構成された異常表示回路であって、これは前記マイコン１０５からの信号を受けて異常を表示する。１０７はマイコン１０５からの信号を受けて半導体レーザ１１６をＯＮ／ＯＦＦさせるトランジスタ、１０８，１１０，１１１，１１２，１１４は抵抗器、１０９は半導体レーザ１１６の光量を設定する可変抵抗器、１１３はオペアンプ、１１５は半導体レーザ１１６を駆動するトランジスタ、１１６は発光素子であるレーザダイオード１１６Ａと光量検出素子であるホトディテクタ１１６Ｂから成る半導体レーザである。
【００１６】
先ず、半導体レーザ１１６の光量安定化制御について説明する。
【００１７】
半導体レーザ１１６が発光すると、これに内蔵されているホトディテクタ１１６Ｂからは光量に比例した電流が出力される。この電流値を抵抗器１１２によって電圧に変換し、オペアンプ１１３の反転入力端子に入力する。又、同時に抵抗器１０８と可変抵抗器１０９によって設定された光量設定電圧もオペアンプ１１３の非反転入力端子に入力される。ここで、オペアンプ１１３は、光量設定値と実際の光量（ホトディテクタ１１６Ｂから出力）の比較演算を行う加減算増幅器であり、抵抗器１１０，１１１，１１４の設定値に応じて入力された信号の加減算及び増幅を行い、その結果をトランジスタ１１５のベース端子に入力し、半導体レーザ１１６の光量が予め設定された値になるように電流の制御を行っている。
【００１８】
次に、図１の構成図と図２のフローチャートを参照して本発明に係るレーザ光発生装置の動作について説明する。
【００１９】
先ず、スイッチ１０２をＯＮすると、乾電池１０１からＤＣ／ＤＣコンバータ１０３に電圧が供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３によって電圧を変換し、半導体レーザ１１６、マイコン１０５、レギュレータ１０４に一定の電圧が供給される。レギュレータ１０４は、電圧が供給されると光量設定用の抵抗器１０８、可変抵抗器１０９に一定の電圧を供給する（ステップ２０１）。
【００２０】
次に、レギュレータ１０４の出力電圧をマイコン１０５によって検出し、その値がレギュレータ１０４の出力電圧精度の範囲内であるか否かを判別する（ステップ２０２）。このとき、検出した電圧がレギュレータ１０４の出力電圧精度の範囲から外れているときはマイコン１０５から異常表示回路１０６に指示を出し、ＬＥＤを点滅させて異常を知らせる（ステップ２０６）とともに、トランジスタ１０７をＯＮさせて光量設定値を０にし、半導体レーザ１１６を発光させないようにする（ステップ２０５）。
【００２１】
他方、レギュレータ１０４の出力電圧が出力電圧精度の範囲内であった場合は、トランジスタ１０７をＯＮさせないで抵抗器１０８、可変抵抗器１０９によって予め設定されている光量で半導体レーザ１１６を発光させる（ステップ２０３）。次に、スイッチ１０２がＯＮの状態を引き続き維持している場合はステップ２０２に戻り、レギュレータ１０４の出力電圧をマイコン１０５によって常に監視しながら半導体レーザ１１６を発光させ、レギュレータ１０４の出力電圧が出力電圧精度の範囲から外れたときには半導体レーザ１１６の発光を強制的にＯＦＦさせ、ＬＥＤを点滅させて異常を知らせる。又、スイッチ１０２がＯＦＦされた場合は、乾電池１０１からの電圧供給が遮断され、半導体レーザ１１６はＯＦＦする（ステップ２０５）。
【００２２】
次に、本発明に係るライン光発生光学系をレーザ墨出し装置に実装した形態について説明する。
【００２３】
図３は垂直ライン用のレーザ墨出し装置の一実施形態を示す上面図と縦断面図であり、同図に示すように、レーザ墨出し装置本体６には半導体レーザ１とコリメータレンズ２が取り付けられている。ここで、コリメータレンズ２は、半導体レーザ１の出射口先端部に取り付けられており、このコリメータレンズ２によって円形形状のコリメータ光が得られるようになっている。
【００２４】
又、ライン光を作るためのロッドレンズ３がレンズホルダ７に取り付けられており、レンズホルダ７は、支持部材４を介して軸受５によってレーザ墨出し装置本体６に取り付けられている。
【００２５】
而して、ライン光は、レーザ墨出し装置本体６に設けられた窓１３を通過して外部に出射される。
【００２６】
又、レーザ墨出し装置本体６には、レーザ駆動回路基板８と電源９が実装されている。更に、レーザ墨出し装置本体６の上部には、装置設計時の水平度を確認するための気泡管１０がレーザ出射方向及びそれと直交する方向に取り付けられ、下部には、装置設置時の水平度を調整するための高さ調整脚１２が取り付けられている。
【００２７】
図４は水平ライン用のレーザ墨出し装置の一実施形態を示す上面図と縦断面図である。水平ライン用レーザ墨出し装置の場合は、ロッドレンズ３の配置が異なり、該ロッドレンズ３を縦方向に実装する。その他の構成は図３に示す垂直ライン用レーザ墨出し装置の構成と同じである。
【００２８】
尚、上記実施の形態において使用した軸受５にジンバル機構を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るレーザ光発生装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係るレーザ光発生装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明に係る垂直ライン用のレーザ墨出し装置の一実施形態を示す上面図と縦断面図である。
【図４】本発明に係る水平ライン用のレーザ墨出し装置の一実施形態を示す上面図と縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１        半導体レーザ
２        コリメータレンズ
３        ロッドレンズ
４        支持部材
５        軸受
６        レーザ墨出し装置本体
７        レンズホルダ
８        レーザ駆動回路基板
９        電源
１０      気泡管
１２      高さ調整脚
１３      窓
１０１    乾電池
１０２    スイッチ
１０３    ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０４    レギュレータ（定電圧出力手段）
１０５    マイコン（制御手段、監視手段）
１０６    異常表示回路（異常表示手段）
１０７    トランジスタ
１０８    抵抗器（設定手段）
１０９    可変抵抗器（設定手段）
１１０    抵抗器
１１１    抵抗器
１１２    抵抗器
１１３    オペアンプ
１１４    抵抗器
１１５    トランジスタ
１１６    半導体レーザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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