(57)【要約】【課題】乾電池の使用時間を長くすることができるレーザ光発生装置、ライン光発生光学系及び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。【解決手段】半導体レーザ１１５と、該半導体レーザ１１５を駆動するスイッチング素子１０２と、レーザ光発生装置に電圧を供給する乾電池（電圧供給手段）１０１と、該乾電池（電圧供給手段）１０１からの出力電圧を検出し、検出した出力電圧値に応じて半導体レーザ１１５の発光する時間比を制御するマイコン（デューティ比制御手段）１０４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、レーザ光発生装置に電圧を供給する電圧供給手段と、該電圧供給手段からの出力電圧を検出し、検出した出力電圧値に応じて半導体レーザの発光する時間比を制御するデューティ比制御手段を備えたことを特徴とするレーザ光発生装置。
【請求項２】
前記デューティ比制御手段は、選択手段によって、検出した出力電圧値に応じて半導体レーザの発光する時間比を制御するモードと、予め設定されている時間比で半導体レーザを発光させるモードを、自由に選択できるようにした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、レーザ光発生装置とライン光発生光学系及びこ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、乾電池で駆動させることが多いため、半導体レーザを人間の目で感じない速さでスイッチングさせて乾電池の消費電力を抑える方法が採られている。このときの半導体レーザの発光する時間の割合をＯＮデューティ比と言う。このＯＮデューティ比を上げると半導体レーザの平均光量が上がるため、使用者がレーザ光を認識し易くなるが、その分だけ乾電池の消費電力が多くなってしまう。又、逆にＯＮデューティ比を下げると乾電池の消費電力を少なくすることができるが、半導体レーザの平均光量が下がるため、使用者がレーザ光の場所を認識しづらくなってしまう。そのため、明るい場所で使用する時は半導体レーザのＯＮデューティ比を上げてレーザ光を認識し易くし、暗い場所で使用する時はＯＮデューティ比を下げて乾電池の消費電力を抑えるという方法が採られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０９３１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなＯＮデューティ比を下げて乾電池の消費電力を抑えるという方法を用いた場合においても、乾電池の消費電力は残容量に関係なく常に一定であるため、乾電池の残容量が少なくなって乾電池の出力電圧が低下した場合、その分だけ出力電流値を増加させることとなるため、更に乾電池の出力電圧低下を引き起こすという悪循環になってしまい、乾電池の容量を十分に使い切ることができなかった。
【０００５】
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、乾電池の使用時間を長くすることができるレーザ光発生装置と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】
【０００６】
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、レーザ光発生装置に電圧を供給する電圧供給手段と、該電圧供給手段からの出力電圧を検出し、検出した出力電圧値に応じて半導体レーザの発光する時間比を制御するデューティ比制御手段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。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記デューティ比制御手段は、選択手段によって、検出した出力電圧値に応じて半導体レーザの発光する時間比を制御するモードと、予め設定されている時間比で半導体レーザを発光させるモードを、自由に選択できるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
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設けて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】
【００１０】
本発明によれば、乾電池の出力電圧低下に伴って半導体レーザのＯＮデューティ比を下げて乾電池の消費電力を抑えるため、乾電池の容量を最後まで十分に使い切ることができ、乾電池の使用時間を長くすることができる。又、モード選択手段を設けたため、半導体レーザのＯＮデューティ比を制御するモード（省エネモード）と、予め設定されている時間比で半導体レーザを発光させるモード（通常モード）を使用者が使用環境に応じて自由に選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は本発明に係るレーザ光発生装置の回路構成図であり、同図において、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１１５、マイコン１０４等に一定の電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ、１０４はマイコン、１０５は半導体レーザ１１５のＯＮデューティ比を通常モード（ＯＮデューティ比固定）又は省エネモード（ＯＮデューティ比制御）に選択するためのモード選択手段、１０６はマイコン１０４からの信号を受けて半導体レーザをＯＮ／ＯＦＦさせるトランジスタ、１０７，１０９，１１０，１１３は抵抗器、１０８は半導体レーザ１１５の光量を設定する可変抵抗器、１１２はオペアンプ、１１４は半導体レーザ１１５を駆動するトランジスタ、１１５は発光素子であるレーザダイオード１１５Ａと光量検出手段であるホトディテクタ１１５Ｂから成る半導体レーザである。
【００１３】
先ず、半導体レーザの制御方法について説明する。
【００１４】
半導体レーザ１１５が発光すると、内蔵されているホトディテクタ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１１１によって電圧に変換し、オペアンプ１１２の反転入力端子に入力する。又、同時に抵抗器１０７と可変抵抗器１０８によって設定された光量設定電圧もオペアンプ１１２の非反転入力端子に入力される。オペアンプ１１２は、光量設定値と実際の光量（ホトディテクタから出力）の比較演算を行う加減算増幅器であり、抵抗器１０９，１１０，１１３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１１４のベース端子に入力し、半導体レーザ１１５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。
【００１５】
又、半導体レーザ１１５のスイッチング動作は、マイコン１０４から指示を出し、トランジスタ１０６をＯＮさせると、抵抗器１０７と可変抵抗器１０８によって設定された光量設定値は０になるため、半導体レーザ１１５をＯＦＦさせることができ、トランジスタ１０６をＯＦＦさせると、抵抗器１０８と可変抵抗器１０９によって予め設定されている光量で半導体レーザ１１５を発光させることができる。
【００１６】
次に、図１の回路図と図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。
【００１７】
先ず、スイッチ１０２をＯＮさせると、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１１５、マイコン１０４等に一定の電圧が供給される（ステップ２０１）。
【００１８】
次に、マイコン１０４は、モード選択手段１０５によって選択された発光モードが通常モード（ＯＮデューティ比固定）であるか省エネモード（ＯＮデューティ比制御）であるかを判別する（ステップ２０２）。このとき選択された発光モードが通常モードであれば、半導体レーザ１１５をＯＮデューティ比固定で発光させるようにトランジスタ１０６をスイッチングし、半導体レーザ１１５を発光させる（ステップ２０７）。
【００１９】
他方、選択された発光モードが省エネモードであれば、マイコン１０４によって乾電池１０１の出力電圧の測定を行い（ステップ２０３）、測定した電圧値に応じてＯＮデューティ比を決定し（ステップ２０４）、その後、決定したＯＮデューティ比でトランジスタ１０６をスイッチングし、半導体レーザ１１５を発光させる（ステップ２０５）。
【００２０】
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、選択された発光モードが省エネモードであれば、乾電池１０１の出力電圧測定（ステップ２０３）、ＯＮデューティ比決定（ステップ２０４）、決定したＯＮデューティ比で半導体レーザ１１５発光（ステップ２０５）を繰り返し行い、乾電池１０１の出力電圧の低下に伴ってＯＮデューティ比を徐々に下げていく。
【００２１】
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２０７）。
【００２２】
以上のように、本発明に係るレーザ光発生装置によれば、乾電池１０１の出力電圧低下に伴って半導体レーザ１１５のＯＮデューティ比を下げて乾電池１０１の消費電力を抑えるため、乾電池１０１の容量を最後まで十分に使い切ることができ、乾電池１０１の使用時間を長くすることができる。
【００２３】
又、モード選択手段１０５を設けたため、半導体レーザ１１５のＯＮデューティ比を制御するモード（省エネモード）と、予め設定されている時間比で半導体レーザ１１５を発光させるモード（通常モード）を使用者が使用環境に応じて自由に選択することができる。
【００２４】
ところで、本発明に係る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することができ、又、このライン光発生光学系を支持する支持機構を設けててレーザ墨出し装置を構成することができる。その実施の形態を以下に説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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】
【００３１】
【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説明用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】
【００３２】
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  マイコン
１０５  モード選択手段
１０６  トランジスタ
１０７  抵抗器
１０８  可変抵抗器
１０９  抵抗器
１１０  抵抗器
１１１  抵抗器
１１２  オペアンプ
１１３  抵抗器
１１４  トランジスタ
１１５  半導体レーザ
【図１】
2006173518.tif 000003
【図２】
2006173518.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006173518.tif 000006