(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーアライメント装置において、単一のレーザー光源から複数の光ビームを発生するための方法であって、その方法が
レーザー放射のビームを生じさせるためにレーザー光源を準備するステップと、
前記レーザー放射のビームを平行化して単一平行ビームを生じさせるステップと、
第１の反射表面とアパーチャの双方を有する単一の反射装置を前記レーザー放射の単一平行ビームの光路に配置するステップであって、前記レーザー放射の単一平行ビームの第１の中央部分が前記レーザー放射の単一平行ビームの光路の軸に沿って前記アパーチャを通過し、かつ前記レーザー放射の単一平行ビームの残りの互いに同時発生する第２の外側部分が前記レーザー放射の単一平行ビームの光路の軸に直交する複数の異なる方向の直交軸に沿って、複数の別個のビームとして反射されるように、前記反射装置が配向されている、ステップとからなる方法。
【請求項２】
レンズ手段を用いて前記レーザー放射のビームを平行化する、請求項１の方法。
【請求項３】
反射された光ビームに対して透過マスクを挿入するステップを更に含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記透過マスクが、透過した光ビームを変形させるように作用する、請求項３の方法。
【請求項５】
前記透過マスクが、ホログラフィックフィルムから形成される、請求項４の方法。
【請求項６】
前記透過マスクは、光ビームの一部が妨げられずにそのマスクを通過することを可能にするアパーチャを含む、請求項５の方法。
【請求項７】
前記反射装置により反射された少なくとも１つの光ビームの光路に透過マスクを配置し、透過した光ビームの形状を変更するステップを更に含み、
前記反射装置が、複数の反射表面、及び隣接する反射表面の間に非反射表面を有する、請求項１の方法。
【請求項８】
前記透過マスクが、実質的に不透明な領域、及び実質的に半透明な領域を有し、その半透明な領域の形状がイメージとして投影されるべき前記透過した光ビームの形状に対応する、請求項７の方法。
【請求項９】
前記透過マスクが、前記実質的に半透明な領域内にアパーチャを含む、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記透過マスクが、ホログラフィックフィルムから形成される、請求項７の方法。
【請求項１１】
前記透過マスクが、前記ホログラフィックフィルム内にホログラフィックイメージを含む、請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記透過マスクが、前記ホログラフィックイメージ内のホログラフィックフィルムにアパーチャを含む、請求項１１の方法。
【請求項１３】
単一のレーザー光源から複数の光ビームを生じさせるための装置であって、
レーザー放射の単一平行ビームを生成できるレーザー光源と、
前記レーザー放射の単一平行ビームの光路に配置された単一の反射装置であって、その反射装置は、アパーチャと複数の反射表面の双方を有し、前記レーザー放射の単一平行ビームの第１の中央部分が前記レーザー放射の単一平行ビームの光路の軸に沿って前記アパーチャを通過し、かつ前記レーザー放射の単一平行ビームの互いに同時発生する第２の部分が前記レーザー放射の単一平行ビームの光路の軸に直交する複数の異なる方向の直交軸に沿って、複数の別個のビームとして前記複数の反射表面により反射されるように配向されている、単一の反射装置とからなる、装置。
【請求項１４】
変形可能な材料からなるエンクロージャであって、前記反射装置および前記レーザー光源が前記エンクロージャ内に収容されており、前記エンクロージャが、前記レーザー放射のビームの光路の軸と一致する中央光ビームの出口、及び前記複数の直交軸に対応する複数のサイド光ビームの出口を含み、前記中央光ビームが前記アパーチャを通過した光ビームであり、前記サイド光ビームが前記反射表面により反射された光ビームである、エンクロージャを更に含み、
前記複数のサイド光ビームの出口の少なくとも１つの領域において前記エンクロージャが変形されて、前記複数のサイド光ビームの出口の少なくとも１つを出射する光ビーム部分を操向することができる、請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記エンクロージャ内に前記レーザー光源と前記反射装置との間に配置されたレンズ手段を更に含む、請求項１４の装置。
【請求項１６】
前記エンクロージャが、変形を助けるために前記サイド光ビームの出口の領域において予め弱くされている、請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記エンクロージャの変形が、クリンピングのプロセスにより達成される、請求項１６の装置。
【請求項１８】
変形可能な材料からなるエンクロージャであって、前記反射装置および前記レーザー光源が前記エンクロージャ内に収容されており、前記エンクロージャが、前記レーザー放射のビームの光路の軸と一致する中央光ビームの出口、及び前記複数の直交軸に対応する複数のサイド光ビームの出口を含み、前記中央光ビームが前記アパーチャを通過した光ビームであり、前記サイド光ビームが前記反射表面により反射された光ビームである、エンクロージャを更に含み、
前記エンクロージャは、前記エンクロージャの長さが、短くされるように、前記エンクロージャをそのエンクロージャの円周の周りで、対称的に変形するための複数の領域を更に含む、請求項１３の装置。
【請求項１９】
前記エンクロージャは、変形が行われる、前記レーザー光源と前記レンズとの間の前記複数の領域において、変形を助けるために予め弱くされている、請求項１８の装置。
【請求項２０】
前記予め弱くされた領域は、前記エンクロージャの円周の周りでエンクロージャの本体へ形成された一連の穴を含む、請求項１９の装置。
【請求項２１】
前記レーザー光源および前記反射装置が、振り子から垂下するレーザーアセンブリを形成し、
前記反射装置が、前記アパーチャを備えた多面体ミラーからなり、前記アパーチャが前記多面体ミラーの中央を貫通する、請求項１３の装置。
【請求項２２】
前記レーザーアセンブリに電力を供給する、コイル状導体ワイヤを含む、請求項２１の装置。
【請求項２３】
前記振り子を制動する制動要素を含み、その制動要素が対向して配置された２つの磁石を装着するＵ字形のフレームを含む、請求項２２の装置。
【請求項２４】
レーザー放射のビームを平行化するためのレンズを更に含む、請求項１３の装置。
【請求項２５】
反射された光ビームに対する透過マスクを更に含む、請求項１３の装置。
【請求項２６】
前記透過マスクは、透過した光ビームの形状を変更できる透過領域を有するホログラフィックフィルムから形成される、請求項２５の装置。
【請求項２７】
前記透過領域がアパーチャを含む、請求項２６の装置。
【請求項２８】
前記透過マスクが、実質的に不透明な領域、及び実質的に半透明な領域を有し、その半透明な領域の形状がイメージとして投影されるべき前記透過した光ビームの形状に対応する、請求項２５の装置。
【請求項２９】
前記透過マスクが、前記実質的に半透明な領域内にアパーチャを含む、請求項２８の装置。
【請求項３０】
前記透過マスクが、ホログラフィックフィルムから形成される、請求項２５の装置。
【請求項３１】
前記透過マスクが、前記ホログラフィックフィルム内にホログラフィックイメージを含む、請求項３０の装置。
【請求項３２】
前記透過マスクが、前記ホログラフィックイメージ内のホログラフィックフィルムにアパーチャを含む、請求項３１の装置。
【請求項３３】
前記レーザーアセンブリを包含する変形可能な材料からなるエンクロージャと、
前記エンクロージャの壁を通り、前記複数の直交軸に対応する複数の反射ビームの出口とを更に含む、請求項２１の装置。
【請求項３４】
前記レーザー放射のビームを集束し、前記エンクロージャ内に、かつそれと接触状態で、前記レーザー光源から離れて配置されたレンズを更に含む、請求項３３の装置。
【請求項３５】
前記複数の反射表面が、
第１の反射表面と、
第２の反射表面とを含み、
前記第１の反射表面と前記第２の反射表面が単一のブロックを形成する、請求項１３の装置。
【請求項３６】
前記第１と第２の反射表面は、楕円形であり、反射される光ビームの断面が円形になるような前記レーザー放射の入射ビームに対する角度で配向されている、請求項３５の装置。
【請求項３７】
前記反射表面が正方形である、請求項３５の装置。
【請求項３８】
前記反射表面が長方形である、請求項３５の装置。
【請求項３９】
前記第１と第２の反射表面の大きさが異なる、請求項３８の装置。
【請求項４０】
前記複数の反射表面が、
複数のファセットを有する反射表面からなり、
前記アパーチャが前記ファセットの間に配置され、
前記反射表面が単一のブロックとして形成されている、請求項１３の装置。
【請求項４１】
前記複数の反射表面が、
複数の直交する光ビームが実質的に同じ平面に生成され、かつ実質的に同じ出所を有するような、互いに対する角度において形成された複数の反射表面からなる、請求項１３の装置。
【請求項４２】
前記複数の直交する光ビームが、前記レーザー放射の単一平行ビームの光路の軸に対して回転対称である、請求項４１の装置。
【請求項４３】
単一のレーザー光源から複数の光ビームを生じさせるための装置であって、
レーザー放射の単一平行ビームを生成できるレーザー光源と、
前記レーザー放射の単一平行ビームの光路に配置された単一の屈折装置であって、その屈折装置は、アパーチャと複数の屈折面の双方を有し、前記レーザー放射の単一平行ビームの第１の中央部分が前記レーザー放射の単一平行ビームの光路の軸に沿って前記アパーチャを通過し、かつ前記レーザー放射の単一平行ビームの互いに同時発生する第２の部分が前記レーザー放射の単一平行ビームの光路の軸に直交する複数の異なる方向の直交軸に沿って、複数の別個のビームとして屈折されるように配向されている、単一の屈折装置とからなる、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、1999年５月17日に提出された「SELF-LEVELING PENTA LASER BEAM DEVICE」と題する米国暫定出願番号第60／134,403号、及び1999年10月15日に提出された「SELF-LEVELING PENTA LASER BEAM DEVICE」と題する米国暫定出願番号第60／159,524号の恩典を請求している。これらの出願の双方は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
【クロスリファレンス】
参照によって本明細書に組み込まれる1997年10月21日に発行された「GRAVITY ORIENTED LASER SCANNER」と題する米国特許第5,680,208号が、参照される。
【０００３】
【発明の背景】
多くの場合、基準線を設定することが望まれる。このことは、建築、地ならし、及び「日曜大工」の作業に特に有用である。これら作業用の伝統的ツールには、直定規、定規、分度器、直角定規、水準器、及び下げ振りが含まれる。より最近のツールには、レーザーアライメント装置が含まれる。
【０００４】
レーザーアライメント装置には、簡易ポインタ、管形レベル（bubble vial）付きポインタ、セルフレベリングポインタ、多ビームポインタ、及びシート状の光を発生する装置が含まれる。互いに直交する複数のビームを有することが非常に望ましい。このことは、レーザービームに対して４５度で部分的に銀色の幾つかのミラーによって一般に達成される。この方法は、ミラーを精密に位置合わせした状態で配置し、それらを接着剤で固定することが必用である。更に、ミラーは、時が経つにつれて、及び温度にわたって非常に安定していなければばらない。より多くのビームは、追加の費用と複雑性でより多くのミラーを必用とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、この分野に対する改良に関しており、測量、心出し、レベリング、及び他の目的のために１つ以上のレーザービームを生成できる、より簡素でより安定した低コストのレーザー装置を提供することに関する。
【０００６】
【好適な実施形態の詳細な説明】
Ｉ．ペンタビームスプリッタ
本発明（図１）は、単一のスプリッタを用いて互いに直交する一連のビームを生成することに関する非常に望ましい特徴を達成する。更に、ビームは互いに同時発生する、即ちビームは全て同じ箇所から発する。
【０００７】
本実施形態のスプリッタは、アルミニウムの小さなブロックまたはシリンダー２から製作される。他の材料および製造技術を採用することも可能である。４つの反射ミラーの表面８ａ〜８ｄは、「一点ダイヤモンド旋削（single point diamond turning）」として知られるプロセスにより製作される。このプロセスは、レーザープリンター用のポリゴンミラーを製作するために広く用いられている。本発明の１つの特定の実施形態において、平行ビーム９の４つのセクションまたは４つの部分１０ａ〜１０ｄは、ミラーの表面から反射される。光の第５の部分１２は、ブロックの中央の穴１４を直接通過する。
【０００８】
ミラーの角度は、入射ビームに対して精密に４５度でなければならず、正確に回転対称でなければならない。これは、光学ツーリング固定具により容易に達成される。
【０００９】
この実施形態において、レーザーダイオード４からの光は、レンズおよびコリメータ６を介して方向付けられる。この平行光は、ミラーブロック２に向けられる。
【００１０】
別の実施形態において、同様の効果は、９０度の曲がりを生じさせるために内部全反射または屈折を用いる屈折装置の使用により達成できる。小さい平らな部分が、入射ビームに最も近い装置の先端に形成され、ビームの一部が偏向せずに通過でき、第５のビームを生成する。
【００１１】
II．ビーム及びディスクスプリッタ
図２の実施形態において図示するように、関連した特徴は、円すい面１６と穴１４を用いることにより達成できる。これにより、直交するレーザースポットと共に、レーザー光１８の平面または円板が生じる。
【００１２】
本発明の種々の実施形態には、多面体反射装置、または円筒形のミックスおよびファセット領域を有する装置が含まれる。例えば、２４個のファセットを有する装置は、２４個のビームまたはスポットを生じ、各々はその最も近くに隣接するものから１５度の角度だけ離れている。より大きな領域を４つのファセットに使用することができ、それらのファセットは他に比べて明るい４つの反射ビームを発生させる。これは、長軸をマーキングする際に有用である。
【００１３】
III．十字線の投射
短い距離において、ビームは明るすぎて基準線または基準点上で容易に芯合わせするために使用できない可能性がある。図３に示すような本発明の実施形態において、１つ以上の横方向に反射したビーム２２（または図１のビーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）に配置されたホログラフィックフィルム２４のようなマスキング要素を用いて、十字線２８、または一連の同心円のような、より有用な射程の短いイメージを投影することができる。マスクのアパーチャ２６により、通過する光の一部が少し離れて使用することを可能にする。
【００１４】
代案として、他の実施形態において、同様の効果は、ミラー面へ意図的に不完全状態を導入することにより達成されることができる。
【００１５】
図３はビームスプリッタとしてハーフミラーを使用することにより簡略化されている。代案として、図１のビームスプリッティングを用いることができる。
【００１６】
IV．サイドビーム操向
図１のペンタビームスプリッタの実施形態により生じた４つのサイドビームは、設計によって互いに垂直で同一平面にあり、それらの精度はカッティングプロセスの精度により決まる。しかし、その後、それらは中央ビームに対して精密に垂直になるように位置合わせされる、または調整されることができる。伝統的な手法は、４個の止めネジを用いてミラーブロックの向きを精密に変える。
【００１７】
本発明の本実施形態（図４ａ、図４ｂ）は、例えば、金属またはプラスチックのような変形可能な材料からなる円筒形エンクロージャ３０内にレーザーアセンブリを装着する際のビーム調整に対する新規な手法を利用する。エンクロージャはその円周の周りに一連のビーム出射穴３６ａ〜３６ｄを含み、反射ビームが装置から出射することを可能にする。変形可能な材料のウェブが穴の間に残る。本発明において具現化されるようなビーム操向（beam steering）の方法は、側面の出射穴の間に形成されたウェブ３４をクリンピングすることにより作用する。ウェブの隣接対を僅かに変形させることにより、円筒形構造の局所領域において円筒形構造が短くなる。これによりビームがこの位置を中心に回転して戻る。クリンピングとビーム方向の調整は、図４ａの角度θによって示される。
【００１８】
このビーム調整の方法は、接着剤の必要性を無くすという重要な利点を有し、製造および長期の安定性の助けになる。
【００１９】
Ｖ．対称的なクリンピングによるビームの集束
上述したサイドビーム操向の技術に類似した技術を用いて、図５の実施形態に示すようにレーザーダイオードのビームを集束する。この実施形態において、別の一連の穴３８ａ〜３８ｄ（穴３８ｃと３８ｄは、エンクロージャの切り取った半分に存在するため、示されていない）が、円筒形のエンクロージャへ、今度はレーザー光源４とレンズ６との間に導入される。変形可能な材料のウェブ３９が穴の間に残る。４つのウェブ全てを同じ量だけ曲げることにより、セクションの全体的な長さは、短くなる。実際には、ダイオードは、公称焦点距離よりも僅かに長い距離でシリンダーへと圧入され、クリンピングすることにより、レーザーの焦点が合うまで量４０だけダイオード／レンズの離隔距離が短くなる。一般に、多くの金属は、曲げ後に少しの量の反動を有する。この因子は、予測されることが可能であり、焦点以上にクリンピングすることにより補償される。
【００２０】
VI．ベアリングマウント
ジンバル特性を生じさせる伝統的な手段は、２対のローラベアリングを用いることである。この対は精密に位置決めされなければならず、予荷重がベアリングとレースとの間のクリアランスを取り除くように加えられなければならない。本発明の実施形態（図６ａ、図６ｂ）は、これをチェーンのような構成でつり下げられた一対のベアリング４７、４８に変える。横方向のビーム４６上に示された僅かな角度θにより、レーザーエンクロージャ３０が装着された振り子４９の重量が、ベアリングユニットの双方にわたって分散されることを可能にする。
【００２１】
図６ａ、図６ｂに示された振り子の構成は、２つのベアリング４７、４８からつるされ、振り子４９を含む。振り子４９は、一例として図１と図２に示されたレーザーエンクロージャを含むことができるレーザーエンクロージャ４０を装着する。４つのミラー（クォッドミラー）を有する図１のエンクロージャが好ましい。更に好ましいのは、より十分に後述されるような、図９または図１１に示されるクォッドミラーである。
【００２２】
図６ａは、図６ｂに示された上部ベアリング４７の断面図である。下部ベアリング４８は、振り子本体４９から傾いて伸びるピン４６に装着される。このように、下部ベアリング４８は上部ベアリング４７から垂下し、振り子４９は下部ベアリング４８から垂下する。制動おもり４４が振り子の底部にある。制動おもり４４は、概して導体からなり、とりわけ銅の導体からなる。制動を行うための、磁石の構成４５が図示される。好適な実施形態において、磁石の構成は、制動おもり４４の背面の周りに伸びる軟鉄のＵ字形のマウント４６を含む。磁石５１のような２つの磁石は、Ｕ字形要素４６の端部に装着される。Ｕ字形要素は、磁石５１の前面の間の磁界を集束することを補助するために、及び制動おもり４４をより効率的に制動するために磁束のリターンパスを提供する。好適な実施形態において、磁石の構成４５が制動おもりの各側に配置されることは理解されるべきである。制動おもりは、双方の磁石の構成４５を通ってスイングし、双方の磁石の構成４５によって制動される。
【００２３】
VII．円形ミラー５４
レーザースポットの形状は注目すべき関心対象である。実用上の必要性は、スポットの中心を識別してマーキングできることである。直角にする（squaring）用途または垂直を調べる下げ振りの用途において、これは２つの軸で行われる必用がある。これを容易にするため、もっともな選択肢は円形のスポットである。以下に円形のスポットを生じさせる新規な方法を説明する。それは、前述したアルミニウムのダイカストのクォッドミラーを含む。装置の特徴は、中央穴５８を取り囲む４つの小さな支柱５６ａ〜５６ｄ（図７）である。各支柱の端部は、４つの楕円ミラーを作成するために一点ダイヤモンド旋削される。各ミラーの軸方向投影は円である。従って、これらは、４つの方向のそれぞれにおいて光の円形軸を投射するためのアパーチャの働きをする。
【００２４】
円形ミラーによってもたらされる円形のスポット
より小さい円形のアパーチャ５６ａ〜５６ｄによって、少し離れてより大きなレーザースポットが現れる。これは、鋭いアパーチャから発せられる光の通常の分散に起因する。レーザー光は、単一波長であるので、アパーチャの一方の側からの波面は、他方の側からの波面と干渉する。これは、一連の円形の干渉リング５９（図８）になる。穴５８からの中央スポット６０、及びこれのリング５９の正確なサイズと直径は、波長、ターゲットまでの距離、およびアパーチャの直径に依存する。２ｍｍの範囲のアパーチャは、許容可能なスポットを生成する。
【００２５】
VIII．正方形ミラー６０
上記に提案されたピラミッド状ミラーの形状に対する新規な代案は、４つの小さなミラーを、平行な辺を有するクォッドミラー構成６０へと形成することである。これは、円すいの先端に対して特殊な形状を有するネジ切り盤にブランクを形成することにより容易に達成される。正方形のアパーチャ６４は、中心を通って容易にブローチ加工される。次いで、剣バイト（diamond point）舞いカッタの４回の通過により、介在する円錐曲線を残して４つのミラー６２ａ〜６２ｂが切削される。使用中、これは、入射レーザービームに対する５つの同様のアパーチャをもたらす。
【００２６】
図９で見ることができるように、４つのミラーは、中央の正方形アパーチャ６４を画定する共通の角で互いに接触する。４つのミラー６２ａ〜６２ｄの辺における角６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、および６３ｄは、構造の頂点を通過しない。事実上、構造は、正方形のアパーチャ６４を形成するために先端が切り取られている。その截頭形の構造は、４つのミラー６２ａ〜６２ｄが発する正方形のアパーチャ６４を形成する。この構造により、この構成は、以下に説明するようなターゲットが形成され得るように、適切な干渉パターンを提供する。
【００２７】
正方形のスポット
正方形の中央アパーチャは公称の正方形のスポット（図１０ａ、図１０ｂ）を生成する。円形のアパーチャを用いた場合、反対側からの波面が干渉するが、この場合、４つの方向に放射する一連のスポットが形成される（図１０ａ）。これにより、マーキングのために理想的である「十字線」の配列が生じる。ミラーにより形成されるアパーチャは、同様の態様で機能する。平行なエッジが現れる方向において、干渉のスポットが形成される。他の方向において、１つの鋭いエッジのみが存在する（図１０ｂ）。このエッジからの分散は、この軸に沿った「かすれ様のもの（smear）」を生じる。それは、他の方向におけるスポットの列に対して明るさとサイズにおいて類似している。従って、十字線の現象が生じる。
【００２８】
IX．長方形のミラー６８
レーザーダイオードからの光は、短い線分として一般的なコリメータレンズから現れ、その光は他に比べて１つの横断面軸に沿ってより多く広がる。一実施形態において、このビームをより適切に切り分けるために、ミラー７０ａ、７０ｂと７１ａ、７１ｂは、全て同じである必用はない（図１１）。パワー分散の更なる設計考慮が望まれる。例えば、上へ行くビームと下へ行くビームが、側方へのビームと同じ強さであることが望ましくない可能性があり、それゆえ上向きの反射器と下向きの反射器は、横方向または横向きの反射器より小さくなるように設計されることができる。パワー分散の広い範囲は、ミラー間の空間において最小の損失でもって可能である。
【００２９】
図１１を参照すると、クォッドミラーの構成６８が以下のことを含んでいる。長方形のアパーチャ７４が４つの角７５ａ〜７５ｄを有すること。これらの４つの角から、ミラー７０ａ、７０ｂと７１ａ、７１ｂが伸長することである。従って、前に指摘したように、ミラーの角は全て、同じ頂点から発生していない。ミラー７１ａを見ると、それぞれ角７５ａ、７５ｂから発生している実質的に平行な辺７２ａ、７２ｂによってミラー７１ａが画定されていることが明らかである。同様に、ミラー７０ｂの実質的に平行な辺７３ａ、７３ｂが、それぞれ角７５ｂ、７５ｃから発生している。これと同じパターンが他のミラー７０ａと７１ｂに関して生じている。係る構成において、十字線のパターンが所望のターゲットに生成される。また、ミラーのサイズは異なる面積を有するように作成され得るので、ビームの輝度はいろいろであるように作成され得る。
【００３０】
長方形のスポット
長方形のミラーにより生じたスポット（図１２ａ、図１２ｂ、図１２ｃ）は、ほぼ長方形である。干渉スポット及びかすれ様のものの方向は、正方形のミラーに関して上述したのと同じである。スポットの間隔は各方向におけるアパーチャの幅に依存し、そのためスポットの間隔は各方向に関して同じでない可能性がある。
【００３１】
Ｘ．スプリング補整
図１３の実施形態は、ジンバルマウント７６から垂下する振り子８０を含む。ジンバルマウントにより、振り子が２方向の運動の自由においてスイングすることを可能にする。ジンバルマウントから垂下するコイルワイヤ７８を用いてレーザーアセンブリ３５に電力を供給する。レーザーアセンブリは、ワイヤが接続されたドライバボード４１を含む。振り子から垂下しているのは、ダンパ４４である。ダンパ４４は前述したような制動構成４５により制動される。
【００３２】
エンクロージャ４０内のレーザーダイオード光学アセンブリは、２つの電気接続を必用とする。これは、細い銅のワイヤの使用により一般的に達成される。しかし、係るワイヤは、意外にかなりのスプリングトルクを振り子に与える。非ゼロの剛性は、ハウジングが順方向に回転する場合にビームを下向きにする特性を有する。これは、振り子アセンブリを小型化する際の主要な制限要因の１つである。振り子をより長く作ること、動作ループ（service loop）をより長くすること、及び／又はワイヤをコイル状に巻くことは、既存のシステムにおいて広く使用されている技術である。
【００３３】
本発明の実施形態は、コイル７８へと形成され、かつ引張りバネとして使用されるワイヤを有する。それは、振り子８０の回転軸を横切って伸ばされることにより、「オーバセンタ機構」の役目をする。これは、ハウジングが順方向に傾斜する場合にビームがポンと飛び上がる反対の特性を有する。
【００３４】
オーバセンタスプリングに対向する曲げ剛性を慎重にマッチングさせることにより、２つの作用はほとんど相殺される。図１３は、１次元による断面図を示すが、この作用は、振り子の全自由度で同時に作用する。
【００３５】
この方法の更なる利点は、オーバセンタスプリングがベアリングに対する重力ドラッグトルクを軽減するように作用することである。これにより、もっと短い振り子、およびローラレスベアリングを使用することが可能になる。
【００３６】
XI．スプリング補整による現場較正
本発明の特徴は、現場較正である。これは、振り子に装着された調整ネジ７８ａ、７８ｂにより概して達成される。現場において、レーザービームのアライメントが狂った場合、アライメントは振り子に対する重さの分布を調整することにより補正され得る。これは、調整ネジ７８ａ、７８ｂの位置を調整することにより達成され、ネジが振り子を中へまたは外へ移動させる。
【００３７】
製造中の最初のアライメントは、例えばレーザービームを予め設定されたターゲットと位置合わせするためのドリル開け技術によって、ダンパ４４からの重さを除去することにより実現され得る。
【００３８】
現場アライメントの別の種類に関して、オーバセンタスプリングの位置決め軸は、重要である。軸からそれる（off-axis）場合、振り子に対する正味のトルクが残ることになる。本発明の新規な特徴は、係るアライメント不良に関して振り子を現場較正するために使用することを可能にすることである。図１４に示すように、ネジ対８２、８４は、スプリングの取付点８６を操作することができ、そこでつり下げられたレーザーアセンブリの位置決め基準点（orientation）を調整する。これは、ユーザがデリケートな振り子アセンブリに接触する必用がないという望ましい特性を有する。
【００３９】
工業適応性
本発明は、測量、心出し、レベリング、及び他の目的のために複数のレーザービームを生成できる複数の実施形態を提供する。更に、実施形態は、ビームの操向と集束、並びにレーザー自体の取り付けに関している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のペンタビームスプリッタの実施形態に関する斜視図である。
【図２】  本発明のビームスプリッタの別の実施形態に関する斜視図である。
【図３】  十字線のパターンのようなパターンを投射するために用いることができる、本発明の更なる実施形態である。
【図４ａ】  主レーザー光源に対する角度の状態であるビームを操向できる本発明の更に別の実施形態の斜視図である。
【図４ｂ】  主レーザー光源に対する角度の状態であるビームを操向できる本発明の更に別の実施形態の側断面図である。
【図５】  主レーザービームが本実施形態のハウジングの対称的なクリンピングにより集束され得る、本発明の更に別の実施形態の側断面図である。
【図６ａ】  本発明の別の実施形態の側断面図を図示し、レーザーアセンブリがベアリングマウントにより如何にしてつり下げられるかを示す。
【図６ｂ】  本発明の別の実施形態の側断面図を図示し、レーザーアセンブリがベアリングマウントにより如何にしてつり下げられるかを示す。
【図７】  楕円反射ミラーを用いる本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図８】  図７の装置の使用によってもたらされる干渉ターゲットを示す図である。
【図９】  正方形の反射ミラーを用いる、本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１０ａ】  図９の装置の使用によってもたらされる干渉ターゲットを示す図である。
【図１０ｂ】  図９の装置の使用によってもたらされる干渉ターゲットを示す図である。
【図１１】  長方形のミラーを用いる、本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１２ａ】  図１１の装置の使用によってもたらされる干渉ターゲットを示す図である。
【図１２ｂ】  図１１の装置の使用によってもたらされる干渉ターゲットを示す図である。
【図１２ｃ】  図１１の装置の使用によってもたらされる干渉ターゲットを示す図である。
【図１３】  スプリング補整付き振り子レーザーマウントの側面図である。
【図１４】  現場較正することが可能な、図１３に類似の側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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