(57)【要約】【課題】レーザー光源の出力を高くしなくても、レーザーライン光が中央部も周辺部も明るさが均一化され、視認性の良好なラインレーザーユニット用円筒レンズを得る。【解決手段】レーザー光源２１から円筒レンズ２２に向けてレーザー光を出射し、このレーザー光を円筒レンズ２３で一方向にのみ伸張して被照射体にレーザーライン光を照射するラインレーザーユニットの円筒レンズ。円筒レンズ２３の外周面の少なくとも半周がコーティング面２４になっていて、コーティング面２４をレーザー光が透過するようになっており、コーティング面２４の周方向周辺部の光透過率がそれ以外の部分の光透過率よりも高い。レーザー光源２１と円筒レンズ２３との間にコリメータレンズ２２が配置され、コリメータレンズ２２を透過したレーザーの平行光束が円筒レンズ２３によって一方向にのみ伸張される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光源から円筒レンズに向けてレーザー光を出射し、このレーザー光を上記円筒レンズで一方向にのみ伸張して被照射体にレーザーライン光を照射するラインレーザーユニットの上記円筒レンズであって、
円筒レンズの外周面の少なくとも半周がコーティング面になっていてこのコーティング面をレーザー光が透過するようになっており、
上記コーティング面の周方向周辺部の光透過率がそれ以外の部分の光透過率よりも高いことを特徴とするラインレーザーユニット用円筒レンズ。
【請求項２】
レーザー光源と円筒レンズとの間にコリメータレンズが配置され、コリメータレンズを透過したレーザーの平行光束が円筒レンズによって一方向にのみ伸張される請求項１記載のラインレーザーユニット用円筒レンズ。
【請求項３】
コーティング面は、円筒レンズのレーザー光入射面側である請求項１記載のラインレーザーユニット用円筒レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築現場などにおいて、壁、天井、床などの被照射物に墨出し用のレーザー光を投光するレーザー墨出し器などに適用可能なラインレーザーユニット用円筒レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザーから出射されるレーザー光は拡散光であるため、これをコリメータレンズによってほぼ平行光束とし、これを円柱状の円筒レンズに透過させることにより一方向にのみ伸張させることができる。このように、レーザー光源から円筒レンズに向けてレーザー光を出射し、このレーザー光を上記円筒レンズで一方向にのみ伸張して被照射体にレーザーライン光を照射するようにしたユニットを、ここではラインレーザーユニットという。ラインレーザーユニットを用い、ラインレーザーユニットから一方向にのみ伸張されたレーザー光を被照射体に照射して、レーザー光による鉛直方向の基準線または水平方向の基準線を引く装置としてレーザー墨出し器がある。レーザー墨出し器は、ラインレーザーユニットから鉛直方向または水平方向に伸張されたレーザー光を、壁、天井、床などの被照射物に投光して、レーザー光による鉛直線あるいは水平線を引くようにしたものである。
【０００３】
従来のレーザー墨出し器などに用いられているラインレーザーユニットの例を図２に示す。図２において、半導体レーザーからなるレーザー光源１１、コリメータレンズ１２、円筒レンズ１３がこの順に配置されてラインレーザーユニットを構成している。レーザー光源１１から出射されたレーザーの発散光束は、コリメータレンズ１２によって平行光束となり、この平行光束が円筒レンズ１３に向けて出射される。このレーザーの平行光束を上記円筒レンズ１３が一方向にのみ伸張して出射する。円筒レンズ１３による伸張方向が鉛直方向であれば被照射体に鉛直方向のレーザーライン光が照射され、円筒レンズ１３による伸張方向が水平方向であれば被照射体に水平方向のレーザーライン光が照射される。
【０００４】
鉛直方向のレーザーライン光であるか、または水平方向のレーザーライン光であるかはラインレーザーユニットの円筒レンズ１３の向きによって決まる。レーザー墨出し器においては、ジンバル機構によって鉛直方向の姿勢で支持された振り子にラインレーザーユニットが取り付けられる。このラインレーザーユニットの円筒レンズ１３が、その中心軸線を水平方向にして取り付けられると、被照射体に鉛直方向のレーザーライン光が照射され、上記円筒レンズ１３が、その中心軸線を垂直方向にして取り付けられると、被照射体に水平方向のレーザーライン光が照射されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記コリメータレンズ１２から出射されるレーザーの平行光束の横断面における光量分布を見ると、中心部が高く、周辺部が低くなっている。すなわち、中心部が明るく、周辺部に至るにしたがって暗くなっている。そのため、円筒レンズ１３で伸張されたライン光も、ラインの中央部が明るく、ラインの両端部に近づくにしたがって暗くなる。ライン光が暗くなると、被照射面とのコントラストが低くなって視認性が悪くなるという問題を生じる。かかる問題を解消するためには、レーザー光源の出力を高くすればよいが、そうすると、ラインの中央部と周辺部との明るさの不均一さが目立つようになり、特に、ラインの中央部が明るすぎて視認性が低下する。また、レーザー光源の出力を高くすると、高出力のレーザー光が人体の直接照射されたときの健康上の問題などが生じるので、レーザー光源の出力を高くするには限界がある。
【０００６】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、レーザー光源の出力を高くしなくても、レーザーライン光が中央部も周辺部も明るさが均一化され、視認性の良好なラインレーザーユニット用円筒レンズを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、レーザー光源から円筒レンズに向けてレーザー光を出射し、このレーザー光を上記円筒レンズで一方向にのみ伸張して被照射体にレーザーライン光を照射するラインレーザーユニットの上記円筒レンズであって、円筒レンズの外周面の少なくとも半周がコーティング面になっていてこのコーティング面をレーザー光が透過するようになっており、上記コーティング面の周方向周辺部の光透過率がそれ以外の部分の光透過率よりも高くなっていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明のように、レーザー光源と円筒レンズとの間にコリメータレンズが配置され、コリメータレンズを透過したレーザーの平行光束が円筒レンズによって一方向にのみ伸張されるように構成するとよい。
請求項３記載の発明のように、コーティング面は、円筒レンズのレーザー光入射面側としてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるラインレーザーユニット用円筒レンズの実施の形態について説明する。
図１において、半導体レーザーからなるレーザー光源２１、コリメータレンズ２２、円筒レンズ２３がこの順に配置されてラインレーザーユニットを構成している。レーザー光源２１から出射されたレーザーの発散光束は、コリメータレンズ２２によって平行光束となり、この平行光束が円筒レンズ２３に向けて出射される。このレーザーの平行光束を上記円筒レンズ２３が一方向にのみ伸張して出射する。
【００１０】
上記円筒レンズ２３の外周面には、コリメータレンズ２２からの平行光束の入射面側がほぼ半周にわたってコーティングされ、コーティング面２４が形成されている。このコーティング面２４はレーザー光が透過可能なコーティング面で、光透過率分布に所定の規則性を持たせてある。具体的には、コーティング面２４の周方向周辺部２４Ｂの光透過率がそれ以外の部分、特に中央部２４Ａの光透過率よりも高くなっている。前に説明したように、コリメータレンズ２２を透過することにより平行光束とされたレーザー光束の、横断面における光量分布は、中心部が高く、周辺部に近づくにしたがって低くなっている。そこで、上記平行光束とされたレーザー光束の光量分布に対応させて、上記コーティング面２４の周方向の光透過率を徐々に変化させ、光透過率分布を持たせた。
【００１１】
このように構成されたラインレーザーユニット用円筒レンズ２３を用いれば、平行光束とされたレーザー光束が円筒レンズ２３を透過することによって一方向にのみ伸張されるとともに、コーティング面２４によって、円筒レンズ２３の周方向中央部において光量が比較的大きく抑制され、周辺に近づくにしたがって光量の抑制が小さくなり、被照射体に照射されるライン光の明るさは、ライン光の長さ方向全体にわたってほぼ均一となる。従って、ライン光の両端付近で明るさが足りず、視認性が悪いという問題を解消することができる。また、レーザー光源２１の出力を高くする必要もないから、レーザーライン光の明るさの不均一さを解消することができるし、ライン光の中央部が明るすぎて、逆に視認性が悪いという問題を解消することもできる。
【００１２】
上記円筒レンズ２３による伸張方向が鉛直方向であれば被照射体に鉛直方向のレーザーライン光が照射され、円筒レンズ２３による伸張方向が水平方向であれば被照射体に水平方向のレーザーライン光が照射される。既に説明したように、鉛直方向のレーザーライン光であるか、または水平方向のレーザーライン光であるかはラインレーザーユニットの円筒レンズ２３の向きによって決まる。レーザー墨出し器では、ジンバル機構によって鉛直方向の姿勢で支持された振り子にラインレーザーユニットが取り付けられる。このラインレーザーユニットの円筒レンズ２３が、その中心軸線を水平方向にして取り付けられると、被照射体に鉛直方向のレーザーライン光が照射され、上記円筒レンズ２３が、その中心軸線を垂直方向にして取り付けられると、被照射体に水平方向のレーザーライン光が照射されることになる。
【００１３】
図１に示す実施形態では、円筒レンズ２３のコーティング面２４が、コリメータレンズ２２からの平行光束の入射面側約半周に形成されているが、円筒レンズ２３で伸張されたレーザー光の出射側の約半周に形成してもよい。その場合の光透過率分布は、前述のとおりで、中央部から周辺部に向かって徐々に透過率が高くなるようにする。コーティング面２４は、光の半透過膜によって形成することができる。円筒レンズ２３の周方向全体にわたってコーティング面２４を形成するとともに光透過率分布を持たせてもよいが、コーティング面２４の形成工程が面倒になること、どの方向から平行光束を入射させればよいかという方向性の判別が難しいことなどの理由から、円筒レンズ２３の外周面の少なくとも半周がコーティング面２４になっていればよく、そのほうが、加工上も使用上も都合がよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザー光束が円筒レンズを透過することによって一方向にのみ伸張されるとともに、円筒レンズに形成されたコーティング面をレーザー光束が透過することにより、被照射体に照射されるライン光の明るさは、ライン光の長さ方向全体にわたってほぼ均一となる。従って、ライン光の両端付近で明るさが足りず、視認性が悪いという問題を解消することができる。また、レーザー光源の出力を高くする必要もないから、レーザーライン光の明るさの不均一さを解消することができるし、ライン光の中央部が明るすぎて、逆に視認性が悪いという問題を解消することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるラインレーザーユニット用円筒レンズの実施形態をラインレーザーユニットの例とともに示す光学配置図である。
【図２】従来のラインレーザーユニット用円筒レンズの例をラインレーザーユニットの例とともに示す光学配置図である。
【符号の説明】
２１　レーザー光源
２２　コリメータレンズ
２３　円筒レンズ
２４　コーティング
【図１】
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【図２】
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