(57)【要約】      （修正有）【課題】光源から直接出る光線が捕捉できない範囲でも光学マークを作る。【解決手段】光軸１５、１７に沿って光を放出する光源１６、１８を備えたケース１１と、光源に前置され、光軸が貫き、光を反射及び透過するレンズ２８、３０とを具備し、レンズ２８、３０は光源１６、１８の光軸１５、１７を横切る縦軸を備えた樋状の幾何学的形状を有し、レンズが光源側の第１の部分を有し、第１の部分が光を光源の方向からレンズの縦軸の位置に応じて光源の下、横又は上及び光源に対して反対側の区域に至る範囲まで反射する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸（１５、１７、１９、２９）に沿って光を放出する光源（１６、１８、２０、２２、６４）を備えたケース（１１、１３）と、光源に前置され、光軸が貫き、光を反射及び透過するレンズ（２８、３０、３２、３４、３６、３８、４６、５８）とを具備する、線状の光学マークを室内に描くための装置において、レンズ（２８、３０、３２、３４、３６、４６、５８）が光源（１６、１８、２０、２２、６４）の光軸（１５、１７、１９、２９）を横切る縦軸（３７、４９）を備えた樋状の幾何学的形状を有し、レンズが光源側の第１の部分（３８、４８）を有し、第１の部分が光を光源の方向からレンズの縦軸の位置に応じて光源の下、横又は上及び光源に対して室の光源反対側の区域に至る範囲まで反射することを特徴とする装置。
【請求項２】
ケース（１１、１３）に底面（１４）例えば室の床面が割当てられた請求項１に記載の装置において、レンズ（２８、３０、３２、３４、３６、４６）の縦軸（３４、３９、５９）が底面（１４）に沿って延びており、光が光源側の第１の部分（３８、４８）又はその外面（４４、５４）により、底面に関して光源の直下に広がる区域と一致する範囲で、底面へ反射されることを特徴とする装置。
【請求項３】
レンズ（２８、３０、３２、３４、３６、４６、５８）が光源側の第１の区域（３８、４８）と光源の反対側の第２の部分（４０、５０）からなり、第１及び第２の部分がそれぞれ光源（１６、１８、２０、２２、）の光軸（１５、１７、１９、５９）に垂直な平面（４２、５２）の片側にあって、異なる長さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
レンズ（２８、３０、３２、３４、３６、４６、５８）が光源側の第１の区域（３８、４８）と光源の反対側の第２の部分（４０、５０）からなり、第１及び第２の部分がそれぞれ光源（１６、１８、２０、２２、）の光軸（１５、１７、１９、５９）に垂直な平面（４２、５２）の片側にあって、等しい長さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。  
【請求項５】
レンズ（３６、４６）の第１の部分（３８、４８）が第２の部分（４０、５０）より長いことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
樋状の幾何学的形状を有するレンズ（２８、３０、３２、３４、３６、４６、５８）が円形又は楕円形断面を有する管の縦断片であることを特徴とする請求項
１に記載の装置。
【請求項７】
樋状の幾何学的形状を有するレンズ（４６、５８）が、放物線の切片に相当する横断面を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
レンズ（３６、４６、５６）の少なくとも光源側の第１の部分（３８、４８）が相異なる曲率半径を有する複数の部分からなることを特徴とする請求項１に記載の装置。      
【請求項９】
レンズ（３６,４６,５６）の第１の部分（３８、４８）も第２の部分（４０、５０）も相異なる曲率半径を有する複数の部分からなることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
【請求項１０】
レンズ（３６）の第１の部分（３８）が第１の曲率半径、第２の部分（４０）が第２の曲率半径を有し、第１の曲率半径が第２の曲率半径と異なることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
【請求項１１】
レンズが相異なる肉厚の複数の区域を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
ケース（１１、１３）の中に複数個の光源（１６、１８、２０、２２）及びこれに前置されたレンズ（２８、３０、３２、３４）が配置され、レンズの縦軸（３７、４９）が１つの共通の平面又は互いに平行な平面で互いに直角に通っており、レンズが作る線状の光学マーク（３６、３８、４０、４２）が直角に交わることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光軸に沿って光を放出する光源を備えたケースと、光源に前置され、光軸が貫通し、光を反射及び透過するレンズとを具備する、線状の光学マークを室内に描くための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームを使用する当該の装置がドイツ特許公開第１０２１７１０８号で明らかである。特に建設産業で使用されるレーザビーム装置によって広い角にわる線を切れ目なく生じるために、コリメータレンズを通るレーザビームを棒レンズに入射させる。線状の光線を光源の方向へ反射するために、棒レンズは光源側に半透明の面を有する。反射されなかった光は次に棒レンズの完全に透明な光源反対側の面を通り、第１の方向と逆向きの第２の方向に線状の光線を生じるために屈折される。
【０００３】
米国特許第６，５０２，３１９号によれば、光源を収容するケースの直前で始まる面に可視光の線を描くために、複数の円柱レンズ又はミラーが設けられ、これによって光源が放出する光線が必要な範囲で展開される。
【０００４】
ドイツ実用新案第２０３０４１１７号及びドイツ実用新案第２０３０４１１４号による光ビーム水準装置は、線状の光線を発生させるための光源の前に、異なる焦点距離の複数の部分からなる列状レンズを有する。
【０００５】
ドイツ特許第１９９５３１１４号によれば、光学マーキング装置の下で加工品の上に２本の直角に交わる線を生じるために、それぞれ光源と光路に配置された光学系とからなる２個の横に並置された投影装置が提案される。
【０００６】
米国特許第６，５３９，６３８号によれば、ほぼ３６０°をカバーする光学マーク線を発生するために、円柱状の半透明レンズが利用される。
【０００７】
歯科領域で使用されるライトガイドのための付属品がドイツ特許第３６０４５００号により知られている。ライトガイドによって長方形区画の均一な照明が行われる。このために樋状の空欠部を有する円柱レンズが使用される。
【０００８】
米国特許公開第２００３／０１５９２９９号によれば、レンズ配列によって１つの面の上で互いに交わる線が描かれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、光源の直接光路が捕捉できない区域を構造上簡単な処置によって光学的に照明すること、即ち線を描くことができるように、冒頭に挙げた種類の装置を改良することを課題とする。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
上記課題の解決のために、本発明は、次のことを提案する。即ちレンズが光源の光軸を横切る縦軸を備えた樋状の幾何学的形状を有し、レンズが光源側の第１の部分を有し、第１の部分が光を光源の方向からレンズの縦軸の位置に応じて光源の下、横及び／又は上及び光源に対して室の光源反対側の区域に至る範囲まで反射するのである。
【００１１】
本発明によれば光源の放射特性によりほぼ線状の光線がレンズによって展開され、光源の背後に至るまで光の反射が行われるから、特に装置の足元の底面区域で光源から直接出る光線が捕捉できない範囲、例えば底面の場合、底面方向への光源の垂直投影で生じる範囲でも光学マークを作ることができる。光源の横又は上でも同様の像を作ることができる。
【００１２】
実現のために、幾何学的に簡単で安価に製造できるレンズ、即ち最も簡単な場合は中空円柱形の幾何学的形状を有するガラス体の樋状縦断片が使用される。この樋状縦断片は、一方では光源に対するレンズのアラインメントに応じて光を光源の下、横又は上の区域に反射し、他方では常法により光源の前方に所望の線が描かれ、こうして特に建設分野で測定目的のために利用できるように光を透過する。
【００１３】
特に断面が弓形をなす第１の部分又は側辺部及び同じく断面が弓形をなす第２の部分又は側辺部が、光源の光軸に対して垂直な平面のそれぞれ片側にあって、光源側にある第１の部分はとりわけ第２の部分より長いものとする。この点に関する構造上の処置によって、必要に応じて所望の強さの光の反射と屈折が行われる。
【００１４】
線状の光線の投射と結像を十分に得るために、樋形縦断片は円形又は楕円形の幾何学的形状の断面を有する管の断片である。樋形断片は放物線の切片に相当する横断面を有することもできる。
【００１５】
これとは別に、特に少なくともレンズ側の第１の部分は相異なる曲率半径を有する２つの部分からなるものとする。第１の部分も第２の部分もそれぞれ異なる曲率半径の部分からなることが好ましい。
【００１６】
また所望の光学的性質を得るために、レンズが一定の肉厚を持たず、むしろ区域ごとに肉厚が変化することが可能である。
【００１７】
交叉する線からなるマークを描くために、ケースの中に少なくとも２個の光源とこれに前置されたレンズを配置し、レンズの縦軸が１つの共通の平面又は互いに平行な平面でとりわけ互いに直角をなすものとする。これによって特にケースの直下、即ち底面に十字を描くことが可能である。
【００１８】
本発明のその他の細部、利点及び特徴は特許請求の範囲及び特許請求の範囲に見られる特徴−単独で及び／又は組合せとして−だけでなく、図面に見られる好ましい実施例の下記の説明からも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
特に建設分野で垂直及び水平の線を表面上に表示するために、いわゆるレーザマーキング又は水準装置を使用することが知られている。その場合通常レーザダイオードが利用される。その放出光は光学系によって線状に集束されて、希望に応じてマークラインを生じる。
【００２０】
底面１４に配置されたマーキング装置１０又は１２が図１及び２で明らかである。その場合本例では装置１０、１２の各ケース１１、１３にそれぞれ２個のレーザダイオード１６、１８、２０、２２が配置され、これに通常コリメータレンズを含む光学系２３、２４、２５、２６が配属される。こうしてレーザダイオード１６、１８、２０、２２から来る光が線状に集束され、次に別のレンズ２８、３０、３２、３４に入射し、希望に応じて光学ライン３６、３８、４０、４２が底面又は床面１４に描かれるように、これらのレンズによってビームが展開される。また光学ラインが床面１４だけでなく、室の隣接する壁面にも描かれるように、光学系２３、２４、２５、２６又はレンズ２８、３０、３２、３４を構成することができる。
【００２１】
光学系２３、２４、２５、２６又はレーザダイオード１６、１８、２０、２２の直下、即ちレーザダイオード１６、１８、２０、２２の垂直投影がよぎる区域にもマークを描くために、レンズ２８、３０、３２、３４は縦軸が底面１４に沿ってとりわけ平行に延びる樋状の幾何学的形状を有する。レンズ２８、３０、３２、３４は光学系２３、２４、２５、２６から来る光を反射及び屈折し、こうして常法により結像する。この原理を図３及び４に基づき詳述する。
【００２２】
図３の実施例では、中空円柱の縦断片としての樋状の幾何学的形状を有する透明なレンズ３６の断面図が示されている。レンズ３６の縦軸３７は図平面に対して垂直である。その場合レンズ３６は光源側の第１の部分３８又は側辺部及び光源の反対側の第２の部分４０又は側辺部からなり、底面又は床面１４に垂直な平面４２沿いに見て、第１の部分３８は第２の部分４０より長い。第１及び第２の部分３８、４０の断面は円切片の幾何学的形状を有する。
【００２３】
レンズ３６に入射するビームの一部は第１の部分３８の光源反対側の外面４４で反射され、線状の光線がレーザダイオード１６、１８、２０、２２又はこれに直接後置され、コリメータレンズを含む光学系２３、２４、２５の下側の区域に広がる。第１の部分３８を通過する光線分は、次に常法により第２の部分４０で屈折され、図３に示す光線で略示するように、レンズ３６の前方、即ちレーザダイオード１６、１８、２０、２２から遠隔の区域で線状の光学マークを底面又は床面１４の上に描く。
【００２４】
図４に見られる、同じく樋状の幾何学的形状を有するレンズ４６もまた光源側の第１の部分４８と、光源側から遠隔の第２の部分５０を有し、レンズ３６に基づいて説明した機能を光学的に働かせる。しかしレンズ４６は図３の実施例と異なり、中空円柱の縦断片の幾何学的形状でなく、断面が楕円又は放物線の切片の幾何学的形状を有する。その場合底面又は床面１４に垂直な平面で見て、第１の部分４８はやはり第２の部分５０より長い。レンズ４６の縦軸４９は図平面を貫いている。
【００２５】
光源又はこれに直接後置された光学系の直下に線を光学的に描くために、光源に由来する放射の一部が第１の部分４８の光源側の外面で反射される。放射の残りの部分は屈折され、希望に応じて光学系の前方で底面１４の上に線を描く。
【００２６】
第１及び第２の部分３８、４０又は４８、５０はそれぞれ異なる曲率半径の複数の部分で構成することができ、又は単一体として第１の部分が全体として第１の曲率半径を、第２の部分が第２の曲率半径を有し、曲率半径自体は相違する。
【００２７】
レンズ３６、４６がとりわけ透明に形成されているならば、底面１４に結像されるビームの強さを希望に応じて調整するために、希望に応じて半透明にすることもできる。
【００２８】
また図１及び２で分かるように、ケース１１又は１３の中に配置された光源１６、１８、２０、２２、即ちその光軸１５、１７又は１９、２９は、樋状の幾何学的形状を有する前置のレンズ２８、３０、３２、３４により底面１４に描かれる線３６、３８、４０、４２が点３９、４１でとりわけ直角に交わるように、互いに整列されている。
【００２９】
物体、例えば部屋の壁に線状の光学マークを映写することができるマーキング装置５６の別の実施形態が図５で明らかである。同じく樋状の幾何学形状を有するレンズ５８の縦軸５９は、図１及び２の実施形態と異なり垂直に通っており、その結果これに垂直に、即ち水平に当該のマーク６０を描くことができる。図１ないし４の説明と同様にレーザダイオード６４の前方にも横後方にも延びるマーク６０を生じるために、レーザダイオード６４から放出された適当な光線６２がレンズ５８に入射することが必要であることはもちろんである。
【００３０】
図５の説明又は図１ないし４の実施例との比較で明らかなように、レンズ５８の縦軸５９のアラインメントに従って線状の光学マーク６０を物体上に整列することができる。
【００３１】
種々異なる投射方向を可能にするために、レンズ５８をレンズ５８の縦軸５９に垂直な軸の周りに回転しうるように形成することができる（矢印６６）。光学マークの延長を調整するために、レンズ５８を縦軸５９の周りに回転することも可能である（矢印６８）。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】線状の光学マークの発生のための装置の第１の実施例を示す。
【図２】線状の光学マークの発生のための装置の第２の実施例を示す。
【図３】レンズの第１の実施例を示す。
【図４】レンズの第２の実施例を示す。
【図５】線状の光学マークの発生のための装置の別の実施形態を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１１、１３  ケース
１４  底面
１５、１７、１９、２９  光軸
１６、１８、２０、２２、６４  光源
３６、３８、４０、４２、６０  光学マーク
２８、３０、３２、３４、３６、４６、５８  レンズ
【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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