(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザーライン上にレーザーポイントを現すレーザーヘッドにおいて、例えば水平方向のレーザーライン上のレーザーポイントに例えば垂直方向のレーザーラインを合致させる作業を容易にし、かつそれを備えるレーザー墨出し器のコストダウンと小型化を図ることができるようにしたレーザー墨出し器用レーザーヘッドを提供する。【解決手段】レーザーヘッド４０において、ロッドレンズ２０を狭い空間４４を開けて２個配置し、半導体レーザー１４からレンズユニット１８を通過するレーザー光の光軸３６を空間４４に通過させる。これによって、レーザー墨出し器１０に水平方向のレーザーヘッド４０と垂直方向のレーザーヘッド４０を備えた場合に、水平方向のレーザーポイント３２ａの位置と垂直方向のレーザーライン２８ｂの位置とを合致させる作業を容易に行うことができる。【選択図】図１
2008139204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー墨出し器に備えるものであって、ハウジングと、光源と、前記光源からの光を焦光させるためのレンズユニットと、前記光源から前記レンズユニットを通過したレーザー光を通過させて対象物にレーザーラインを照射させるためのレーザーライン発生手段と、前記レーザーライン発生手段に隣接して設けられるものであって前記光源から前記レンズユニットを通過したレーザー光を通過させて対象物にレーザーポイントを照射するためのレーザーポイント発生手段とを有するレーザーヘッドにおいて、前記レーザーライン発生手段を間隔を開けて２個配置し、前記２個のレーザーライン発生手段の中間位置に前記レーザーポイント発生手段を配置し、前記光源からのレーザー光の光軸の延長線上に前記レーザーポイント発生手段を配置したことを特徴とするレーザー墨出し器用レーザーヘッド。
【請求項２】
前記レーザーポイント発生手段を空間としたことを特徴とする請求項１記載のレーザー墨出し器用レーザーヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーラインとレーザーポイントとを照射するレーザー墨出し器用レーザーヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、家屋等の建設作業の際に、壁面や天井等にレーザー光による水平方向のレーザーラインや垂直方向のレーザーラインを投射するレーザー墨出し器が使用されている。そのレーザー墨出し器は、屋内外の所定位置に設置し、レーザーラインを壁面等に照射し、そのレーザーラインに基づいて壁面等に目印としての墨付けを行うものである。
【０００３】
レーザー墨出し器の設置位置から、レーザーラインを照射する壁面までの距離が短い場合には、壁面に照射されたレーザーラインが確実に目視できるので、壁面への墨付け作業を容易に行うことができる。しかし、レーザー墨出し器の設置位置からの距離が例えば１０メートル以上離れた明るい壁面では、そこに照射されたレーザーラインが目視できなくなる。このため、光を集中させたレーザーポイントをレーザーライン上の１箇所に照射させる発明が、本件出願人によって出願されている（特許文献１）。光を集中させたレーザーポイントをレーザーライン上の１箇所に照射させることで、壁面等にレーザーラインが見えなくてもレーザーポイントが見えれば、そのレーザーポイントの位置近くにレーザーラインが通過していることが分かる。そのレーザーポイントの位置を頼りに、レーザーラインを検知するレーザー光受光器を使用すれば、レーザーラインの位置を容易に認識でき、壁面等に目印としての墨付けを行うことができる。
【０００４】
ここで、レーザーラインと共にレーザーポイントを壁面に照射する特許文献１の技術を図３に基づいて説明する。レーザー墨出し器１０のボディ１１には、水平方向及び垂直方向のレーザーヘッド１２が複数個取り付けられている。レーザーヘッド１２は、水平方向用のものも、垂直方向用のもの同じ構成のものである。レーザーヘッド１２は、光源としての半導体レーザー１４と、複数のレンズ１６ａ，１６ｂ，１６ｃから成るもので焦光させるためのレンズユニット１８と、半導体レーザー１４からのレーザー光を壁面等に直線状に照射するためのレーザーライン発生手段としてのロッドレンズ２０と、半導体レーザー１４やレンズユニット１８を保持するための第一ハウジング２２と、ロッドレンズ２０を保持するための第二ハウジング２４とを有する。
【０００５】
従来のレーザーヘッド１２では、半導体レーザー１４からレンズユニット１８を通過したレーザー光は、ロッドレンズ２０を通ってのみレーザーヘッド１２の外部に出て、対象物である壁面２６にレーザーライン２８を照射するものであった。レーザーラインと共にレーザーポイントを照射する特許文献１の技術は、第二ハウジング２４におけるロッドレンズ２０に隣接した位置に、レーザーポイント発生手段としてのスリットまたは狭い幅の空間３０を形成する（図３及び図４）。半導体レーザー１４からレンズユニット１８を通過したレーザー光は、図４に示すように、楕円形の光の束３４（楕円形の面積全体）となる。その光の束３４の殆どがロッドレンズ２０を通過し、そのロッドレンズ２０を通過した光の束３４が壁面２６に直線状のレーザーライン２８として現われる。一方、光の束３４の僅かな一部が空間３０を通過し、その空間３０を通過した光の束３４は、壁面２６のレーザーライン２８上に点状のレーザーポイント３２となって現われる（図３）。
【０００６】
レーザー墨出し器１０から壁面２６までの距離が長かったり、壁面２６付近が明るい場所であったりした場合には、直線のレーザーライン２８が壁面２６に映らない場合がある。そのようなレーザーライン２８が壁面２６に映らない場合であっても、光が集中するレーザーポイント３２は壁面２６に現われる。壁面２６からレーザーポイント３２を見つけることによって、レーザーポイント３２を通過するレーザーライン２８をレーザー受光器を用いて探すことができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２８３５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に示すように、半導体レーザー１４から照射するレーザー光の軸中心を光軸３６とすると、図４では、光軸３６は、光の束３４の楕円形の中心位置（長軸と短軸との交差位置）に点Ｐとして現われる。一方、図４における空間３０を通る光の束３４の中心を点Ｑとすると、点Ｐと点Ｑとの間には距離Ｅが生じる。図３に示すように、レーザー光の光軸３６の延長線が、壁面２６におけるレーザーライン２８上で点３８とすると、点３８とレーザーポイント３２とは、距離Ｅだけずれた位置となる。
【０００９】
ここで、レーザーポイント３２を出すレーザーヘッド１２を備えたレーザー墨出し器１０を、図５に平面図で示す。レーザー墨出し器１０のボディ１１には、例えば３個の垂直方向のレーザー光を出すレーザーヘッド１２が取り付けられている。水平方向のレーザー光を出すレーザーヘッドは、真中に位置する垂直方向のレーザーヘッド１２の下方に配置されており、図５では図示されていない。垂直方向のレーザーヘッド１２を複数備えるのは、おおがね（天井における鉛直方向の交点が直角であること）や通り芯（天井と側面とを含んだ１８０度にわたる直線）を出すためである。
【００１０】
レーザーポイント３２を出すレーザーヘッド１２において、図３並びに図４に示すように、レーザーライン２８上における光軸３６の延長線との交点を点３８で示すと、点３８とレーザーポイント３２とは距離Ｅだけずれた位置となる。このため、垂直方向のレーザーヘッド１２と水平方向のレーザーヘッド１２とを上下方向に配置した場合に、図５並びに図６（ａ）に示すように、水平方向のレーザーライン２８ａの上のレーザーポイント３２ａの位置と垂直方向のレーザーライン２８ｂとは、距離Ｅ’の長さ（Ｅに近い長さ）だけずれてしまう。このずれをそのままにした場合に、明るい場所でレーザー墨出し器１０を使用した作業者は、レーザーポイント３２ａ上で垂直方向のレーザーライン２８ｂが通っていると考える。この状態で、墨出し作業を行うと、正確な墨出し作業を行うことができなくなってしまう。
【００１１】
このため、レーザーポイント３２を出すレーザーヘッド１２を備えたレーザー墨出し器１０では、水平方向のレーザーライン２８ａの上のレーザーポイント３２ａに、垂直方向のレーザーライン２８ｂを合致させるための調整を行っていた。この調整を行うために、図３並びに図５に示すように、レーザー墨出し器１０のボディ１１に、各レーザーヘッド１２（垂直方向の各レーザーヘッド１２と水平方向のレーザーヘッド１２）の位置を僅かに移動できるための移動調整手段３９を備えている。移動調整手段３９は、ボディ１１に対するレーザーヘッド１２の角度の微調整と移動距離の微調整とを行うものである。
【００１２】
図６（ａ）に示すように、水平方向のレーザーライン２８ａ上のレーザーポイント３２ａと、垂直方向のレーザーライン２８ｂとが距離Ｅ’ずれている場合に、水平方向のレーザーライン２８ａ上のレーザーポイント３２ａを垂直方向のレーザーライン２８ｂ側に近づけ、垂直方向のレーザーライン２８ｂ側を水平方向のレーザーライン２８ａの上のレーザーポイント３２ａ側に近づけるように、移動調整手段３９で水平方向のレーザーヘッド１２と垂直方向の各レーザーヘッド１２とを移動させていた。そして最終的に、図６（ｂ）に示すように、水平方向のレーザーライン２８ａの上のレーザーポイント３２ａに垂直方向のレーザーライン２８ｂを合致させていた。
【００１３】
ボディ１１に対して、水平方向のレーザーヘッド１２と垂直方向のレーザーヘッド１２とをそれぞれ移動させると、ボディ１１の重量バランスが崩れてしまう。このため、ボディ１１には数ヶ所にバランス調整手段としての雄螺子（図示せず）が螺合されており、その数ヶ所の雄螺子をボディ１１に出し入れすることによってレーザー墨出し器１０全体の重量バランスを調整している。
【００１４】
図６（ａ）の状態（レーザーポイント３２ａと垂直方向のレーザーライン２８ｂとが距離Ｅ’ずれている状態）から、図６（ｂ）の状態（レーザーポイント３２ａと垂直方向のレーザーライン２８ｂとが合致した状態）に調整する際に、垂直方向のレーザーライン２８ｂ側を水平方向のレーザーポイント３２ａ側に近づけると共に、水平方向のレーザーポイント３２ａを垂直方向の垂直方向のレーザーライン２８ｂ側に近づけていた。これに対して、一方のレーザーヘッド１２を固定状態にして、他方のレーザーヘッド１２のみを移動させれば良いとも考えられるが、この場合にはボディ１１の重量バランスが大きく崩れるために、バランス調整手段の調整が難しくなるという不具意がある。このため、水平方向のレーザーポイント３２ａに垂直方向のレーザーライン２８ｂを合致させるために、水平方向のレーザーヘッド１２と垂直方向のレーザーヘッド１２との両方を移動調整していた。
【００１５】
図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態にするためには、垂直方向のレーザーヘッド１２と水平方向のレーザーヘッド１２との調整を行わなければならず、その調整に時間がかかるという不具合があった。更に、全てのレーザーヘッド１２に移動調整手段３９を備えなければならず、レーザー墨出し器１０のコスト高となり、かつ移動調整手段３９の存在がレーザー墨出し器１０の小型化の妨げとなっていた。
【００１６】
本発明は、レーザーライン上にレーザーポイントを現すレーザーヘッドにおいて、例えば水平方向のレーザーライン上のレーザーポイントに例えば垂直方向のレーザーラインを合致させる作業を容易にし、かつそれを備えるレーザー墨出し器のコストダウンと小型化を図ることができるようにしたレーザー墨出し器用レーザーヘッドを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るレーザー墨出し器用レーザーヘッドは、レーザー墨出し器に備えるものであって、ハウジングと、光源と、前記光源からの光を焦光させるためのレンズユニットと、前記光源から前記レンズユニットを通過したレーザー光を通過させて対象物にレーザーラインを照射させるためのレーザーライン発生手段と、前記レーザーライン発生手段に隣接して設けられるものであって前記光源から前記レンズユニットを通過したレーザー光を通過させて対象物にレーザーポイントを照射するためのレーザーポイント発生手段とを有するレーザーヘッドにおいて、前記レーザーライン発生手段を間隔を開けて２個配置し、前記２個のレーザーライン発生手段の中間位置に前記レーザーポイント発生手段を配置し、前記光源からのレーザー光の光軸の延長線上に前記レーザーポイント発生手段を配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、レーザーヘッドにおいて光軸の延長線上にレーザーポイントが位置する。この結果、水平方向のレーザーヘッドと垂直方向のレーザーヘッドとをレーザー墨出し器のボディの同一鉛直平面上に上下方向に取り付けた場合に、水平方向のレーザーポイントの位置に垂直方向のレーザーラインがほぼ合致するようになる。仮に、水平方向のレーザーポイントと垂直方向のレーザーラインとに若干のずれが生じたとしても、例えば垂直方向のレーザーヘッドの位置を僅かに移動調整するだけで、水平方向のレーザーポイントに垂直方向のレーザーラインを合致させることができる。水平方向のレーザーポイントに垂直方向のレーザーラインを合致させる調整の際に、一方のレーザーヘッド（例えば水平方向のレーザーヘッド）を移動させる必要が無くなるので、一方のレーザーヘッドの移動調整手段を省略することができる。この移動調整手段の省略によって、レーザー墨出し器のコストの削減と小型化とを達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るレーザー墨出し器用レーザーヘッドの断面図、図２は図１のＡ方向側面図である。図1及び図２において図３乃至図６と同一符号は同一部材を示す。本発明に係るレーザーヘッド４０は、レーザー墨出し器１０のボディ１１に、水平方向用のものと垂直方向用のものとが取り付けられている。本発明のレーザーヘッド４０は、光源としての半導体レーザー１４と、複数のレンズ１６ａ，１６ｂ，１６ｃから成るもので集光させるためのレンズユニット１８と、半導体レーザー１４からのレーザー光を壁面等に直線状に照射するためのレーザーライン発生手段としての２個ロッドレンズ２０を有する。レーザーヘッド４０は更に、半導体レーザー１４やレンズユニット１８を保持するための第一ハウジング２２と、２個のロッドレンズ２０を保持するための第二ハウジング２４と、第二ハウジング２４に２個のロッドレンズ２０を保持固定するためのカバー４２とを有する。
【００２０】
第二ハウジング２４に保持される２個のロッドレンズ２０の間には、半導体レーザー１４からのレーザー光を壁面２６等に点状に照射するためのレーザーポイント発生手段としてのスリットまたは空間４４が形成されている。スリットまたは空間４４には、埃の進入を防ぐために、透明なガラスを備えても良い。
【００２１】
本発明のレーザーヘッド４０においては、光源としての半導体レーザー１４からの光の光軸３６の延長線上に、空間４４の中心位置が配置されるように設定する。半導体レーザー１４からの光は、レンズユニット１８を通過した後、図２に示すように、楕円形の光の束３４となって２個のロッドレンズ２０とその中間に位置する空間４４に照射される。楕円形の光の束３４の半分弱が一方のロッドレンズ２０に照射され、楕円形の光の束３４の他の半分弱が他方のロッドレンズ２０に照射される。これによって、それぞれのロッドレンズ２０を通過した光が、壁面２６に直線状のレーザーライン２８となって照射される。更に、２個のロッドレンズ２０の中間に位置する空間４４を通過した光がレーザーライン２８上にレーザーポイント３２として照射される。
【００２２】
本発明のレーザーヘッド４０では、半導体レーザー１４からのレーザー光の軸中心である光軸３６が、レーザーヘッド４０全体の中心に配置される。この光軸３６は、空間４４の中心位置（楕円形の光の束３４の中心点Ｐ）と合致するように設定してあるので、レーザーポイント３２はレーザーライン２８における左右の中心点３８に合致する。この結果、レーザー墨出し器１０のボディ１１の上下方向に、水平方向のレーザーヘッド４０と垂直方向のレーザーヘッド４０とを取り付け、互いの光軸３６の位置を同一垂直平面上に合致させた場合には、レーザー墨出し器１０と壁面２６との距離がどのような場合であっても、水平方向のレーザーライン２８ａのレーザーポイント３２ａの位置と垂直方向のレーザーライン２８ｂとをほぼ合致させることができる。仮に、水平方向のレーザーポイント３２ａの位置と垂直方向のレーザーライン２８ｂの位置とに若干のずれがあったとしても、そのずれは非常に小さいものであり、例えば垂直方向のレーザーヘッド４０を移動調整手段３９（図５）によって微調整移動することによって、水平方向のレーザーポイント３２ａと垂直方向のレーザーライン２８ｂとを容易に合致させることができる。
【００２３】
また、水平方向のレーザーポイント３２ａの位置と垂直方向のレーザーライン２８ｂの位置とに若干のずれがあったとしても、そのずれは非常に小さいものであることから、例えば水平方向のレーザーヘッド４０を固定した状態とし（水平方向のレーザーヘッド４０に移動調整手段３９を備えない）、垂直方向のレーザーヘッド４０にのみ移動調整手段３９を備えるようにすることが可能となる。これによって、水平方向のレーザーヘッド４０の移動調整手段３９を省略することができる。移動調整手段３９を省略することで、レーザー墨出し器１０のコストを低減することができ、かつレーザー墨出し器１０の小型化を達成することができる。
【００２４】
水平方向のレーザーポイント３２ａの位置と垂直方向のレーザーライン２８ｂの位置との位置調整をするにしても、その調整範囲は小さいものであることから、垂直方向のレーザーヘッド４０のみを移動調整すれば良く、従来のような２つのレーザーヘッド４０を移動調整するものと比べて、調整作業は非常に容易となる。また、垂直方向のレーザーヘッド４０の移動量は非常に僅かなものであることから、レーザー墨出し器１０のバランスの崩れは小さいものとなり、バランス調整手段によるバランス調整も容易である。即ち、水平のレーザーポイント３２ａと垂直方向のレーザーライン２８ｂとを合致させる作業も、レーザー墨出し器１０のバランス調整作業も非常に短時間で行うことができる。
【００２５】
なお、上述の説明では、水平方向のレーザーポイント３２ａの位置に垂直方向のレーザーライン２８ｂを合致させる例について明らかにしたが、垂直方向のレーザーポイント３２ｂの位置に水平方向のレーザーライン２８ａを合致させる場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るレーザー墨出し器用レーザーヘッドの断面図である。
【図２】図１のＡ方向から見た側面図である。
【図３】従来のレーザー墨出し器用レーザーヘッドの断面図である。
【図４】図３のＢ方向から見た側面図である。
【図５】３個のレーザーヘッドを備えたレーザー墨出し器の平面図である。
【図６】壁面に照射する水平方向のレーザーポイントと垂直のレーザーラインとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  レーザー墨出し器
１４  半導体レーザー
１８  レンズユニット
２０  ロッドレンズ
２２  第一ハウジング
２４  第二ハウジング
２６  壁面
２８  レーザーライン
２８ａ  レーザーライン
２８ｂ  レーザーライン
３２  レーザーポイント
３２ａ  レーザーポイント
３２ｂ  レーザーポイント
３６  光軸
４０  レーザーヘッド
４４  空間
【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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