(57)【要約】【課題】レーザーマーカー装置において、小型にすると遠距離へのマーキングの精度が低下する。【解決手段】マーキングする箇所への距離精度をレーザー発光部の角度に依存させず、マーキング箇所への距離方向に対して直角の方向へレーザー発光部の位置を調整し、この位置を測定することによってマーキングの距離精度を担保する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に投影するマークとしてレーザー光を発光するレーザー発光部と、
前記レーザー発光部の位置を調整する発光位置調整部と、
前記発光位置調整部によって調整された前記レーザー発光部の位置を測定する発光位置測定部と、
を具備すること、
を特徴とするレーザーマーカー。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザーマーカーであって、
前記レーザー光の発光方向を変更する発光方向変更部を具備すること、
を特徴とするレーザーマーカー。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザーマーカーであって、
前記レーザー光を任意の距離で合焦させる合焦部を具備すること、
を特徴とするレーザーマーカー。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザーマーカーであって、
前記合焦部は前記発光部の位置と発光方向に基づいて算出した距離に基づいて合焦すること、
を特徴とするレーザーマーカー。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち一項に記載のレーザーマーカーであって、
前記対象物に投影するマークは直線または模様であること、
を特徴とするレーザーマーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光によるマーカーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物体の任意の点に何かしらの印を付けたいという要望は従来より存在していた。かつては墨壷のような直接的な方法で印付を行ってきたが、物体に対して行われた印付は別の見方をすると汚損であり、付けた印を永続的に保持する必要が無い場合にはこれを消去しなくてはならなかった。
一方、近年においてはレーザー光線を用いたマーカーが普及し、例えば特開２０１３−０７２６９１に提示されるようなものが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０７２６９１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（精度問題）
レーザー光線を用いてマーカーを実現する場合、物体を水平に載置したとして考えると、基準となる点より所定の水平距離にレーザー光（例えば直線状のマーク）を照射するためには、基準となる点より適宜高度をとった位置にレーザー発光部を設置し、レーザー発光の方向を水平面より俯角となるよう設定する必要がある。しかしながら、この高度と水平距離の比率が著しく大きい（＝高度があまり無く且つ水平距離が長い）場合、俯角が小さい値となり次のような問題が生じる。
【０００５】
仮に俯角をαとすると、水平距離Ｌは高度Ｈにｔａｎ（９０°−α）を乗じたものとなる。俯角αが０に近い値の場合、ｔａｎは９０°近い領域で演算することになるが、ｔａｎは９０°附近では傾きが大きいため、俯角αの制御分解能に伴う誤差が過剰に拡大されて水平距離Ｌに反映されてしまう。結果として、俯角αが０に近い領域ではこれに基づいて水平距離Ｌを精度よく算出することは困難である。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決ために成されたものであり、水平距離Ｌの大小による精度の影響を抑えたレーザーマーカー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のレーザーマーカーは、
「対象物に投影するマークとしてレーザー光を発光するレーザー発光部と、レーザー発光部の位置を調整する発光位置調整部と、発光位置調整部によって調整されたレーザー発光部の位置を測定する発光位置測定部と、を具備する」
ことを特徴としている。
この特徴により、レーザー発光部は所定の発光方向角度を保ったまま位置を調整し、この位置を測定することでレーザー光によるマーキングの箇所を精度よく設定できる。
【０００８】
また、本発明のレーザーマーカーは、
「先述のレーザーマーカーであって、レーザー光の発光方向を変更する発光方向変更部を具備する」
ことを特徴としている。
この特徴により、マーキングを行う箇所の距離に対して適切な発光方向（＝角度）を選択することが可能となり、更に精度を高めることが可能となる。
【０００９】
更に、本発明の作動装置は、
「先述のレーザーマーカーであって、レーザー光を任意の距離で合焦させる合焦部を具備する」
ことを特徴としている。
この特徴により、マーキングを行う箇所においてレーザー光を絞り込むことが可能となり、より精度を高めることができる。
【００１０】
加えて、本発明のレーザーマーカーは、
「先述のレーザーマーカーであって、合焦部は発光部の位置と発光方向に基づいて算出した距離に基づいて合焦する」
ことを特徴としている。
この特徴により、合焦部が予め算出された距離に基づいて焦点を合わせることが可能となり、レーザー光の絞込をより的確に行うことができる。
【００１１】
また、本発明のレーザーマーカーは、
「先述のレーザーマーカーであって、対象物に投影するマークは直線または模様である」
ことを特徴としている。
この特徴により、レーザーマーカーとして投影するマークがより明確となり、利用者にとって使いやすいものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により高精度でのマーキングが実現可能となり、精度問題が解決できる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の技術を示す図である。
【図２】従来の技術を示す図である。
【図３】本発明の実施例１にかかるレーザーマーカーの概要を示す図である。
【図４】本発明の実施例２にかかるレーザーマーカーの概要を示す図である。
【００１５】
本発明の説明の前に、従来の技術に基づいたレーザーマーカーについて説明する。
図１は、従来のレーザーマーカーの一例である。
点Ｏが基準となる点（基準点）であり、ここから距離Ｌだけ隔てた点である点Ｐにマーキングを行う。マーキングは直線状であっても特定の模様であってもよく特に限定しない。
レーザー発光部１２は点Ｏからレーザー発光部高Ｈだけ直角に隔てた位置に設置される。レーザー光１３は角θをもって照射される。なお、俯角とは水平面（図１では点Ｏと点Ｐを含む面）に対しての角度であるので、換算すると俯角は９０°−θとなる。
【００１６】
角θは任意に設定可能とするため図示しない調整機構と測定装置が組込まれている。距離Ｌはレーザー発光部高Ｈにｔａｎθを乗じたものになるのでレーザー発光高Ｈに比して距離Ｌが大きくなるとθも大きくなり９０°に近い値となる。先述の通り、ｔａｎは９０°附近で傾きが大きくなるので、距離Ｌが大きくなると角θの設定を９０°に近い値にする必要が生じ、結果として精度が低下してしまう。
【００１７】
図２は、従来のレーザーマーカーの別の一例である。
理想的なレーザー光はコヒーレントであり、レーザー光径Ｒは一定のままで長距離を伝播可能である。しかしながら、点Ｐにおいて角γをもって照射される場合、図２のレーザー光径Ｒ’のように照射範囲が拡大し、マークとしては不明確なものになってしまう。
【実施例１】
【００１８】
図３に基づいて、実施例１を説明する。
レーザー発光部は点Ｏより上方へ伸びる直線（点Ｏと点Ｐ１・Ｐ２を結ぶ直線に対し直角、以降「発光部移動線」と記載）上を任意の箇所に位置できる。請求項における発光位置調整部（図示せず）がこれに該当する。具体的には、手動で行うものであればラックアンドピニオンやウォームギアーを用いたハンドルのようなものであり、動力を用いるものであればリニアアクチュエータなどである。レーザー発光部高Ｈ１の位置の時のレーザー発光部がレーザー発光部３２であり、レーザー発光部高Ｈ２の位置の時のレーザー発光部がレーザー発光部３４であり、レーザー発光部が２つ存在するわけでは無い。
レーザー発光部３２はレーザー光３３を発光して点Ｏより距離Ｌ１隔てた点Ｐ１にマークする。同様に、レーザー発光部３４はレーザー光３５を発光して点Ｏより距離Ｌ２隔てた点Ｐ２にマークする。
【００１９】
レーザー発光部３２およびレーザー発光部３４は発光部移動線に対して一定の角度（角θ、図示せず）でレーザー光３３・３５を発光する。この角θは一定であるので、距離Ｌ１・Ｌ２とレーザー発光部高Ｈ１・Ｈ２は比例関係になる。よって、レーザー発光部高を測定する手段（リニアエンコーダーなど）を用いることで角θに基づき距離Ｌ１・Ｌ２は算出可能となり、特定の点にレーザー光を照射してマークをするようにレーザー発光部高を調整することができる。
【００２０】
上述では角θを一定としたが、点Ｏからマークする点までの距離やレーザー発光部高に設定可能な高さなど諸条件に応じて角θを変更可能としても良い。複数の角度選択肢のうちから一つを手動で選択可能となるよう節度感のある機構を取り入れると好適である。また、ステッピングモーターなどで駆動して角θを変更可能としても良い。請求項における発光方向変更部がこれに相当する。
加えて、角θを測定可能な発光角度測定装置（ロータリーエンコーダーなど）を組込むとより好適である。
【実施例２】
【００２１】
図４に基づいて、実施例２を説明する。
基本的には図３と同じであるが、差異のある部分について特に記載する。
本来、角θが大きくなると点Ｐに照射されるレーザー光４３は拡散してしまい、マークとして不適切な状態になることは図２に基づいて先述したとおりである。
【００２２】
しかし、本実施例では合焦部４２ａを有しており、距離Ｄにおいて合焦するよう制御する。実施例１において説明した通り、本発明では距離Ｌとレーザー発光部高Ｈと角θのそれぞれを把握できるので結果として距離Ｄも算出可能であり、算出可能な距離Ｄに併せて合焦させることが可能となる。
合焦部４２ａは具体的にはレンズなどで構成される。
【実施例３】
【００２３】
ここまでは、図に基づいて本発明の原理について説明してきた。
以降では、更に具体的な利用方法について説明する。
【００２４】
本発明のレーザーマーカー装置は、建築現場作業の基準ライン表示・材料加工基準ライン表示・室内レイアウト基準ライン表示などに適用可能である。即ち、レーザー発光部・発光位置調整部・発光位置測定部・発光方向変更部・合焦部などの本発明の構成要素を装置として適宜配置することであらゆる分野での利用が可能となる。
【００２５】
ユーザーインターフェイスとしては、図示しないＣＰＵ・ＲＡＭ・ＲＯＭ・ストレイジ・入出力装置などを具備したコンピューターシステムを更に組込むことも可能である。レーザー発光部高Ｈや角θをディジタルデータとして読込み、更にユーザーが所望の距離Ｌを入力することでレーザー発光部から点Ｐへマークを投影するようにすると省力化が図れる。
【００２６】
コンピューターを用いないものとして機構的なユーザーインターフェイスを採用しても良い。
例えば、レーザー発光部高Ｈはラックアンドピニオンやウォームギアーを介してハンドルの回転で調整し、角θは１５°単位の節度感付切替機構を使用する。そして、レーザーマーカー装置の筐体に目盛様のものが見える小窓を設け、レーザー発光部高Ｈと角θに応じて巻尺歯車の変速比を切替えるようにし、この巻尺の特定箇所を距離Ｌとして小窓を通してユーザーに見えるようにしても良い。更には歯車の変速比の切換えを省略し、角θ毎に専用の目盛を用意しておいても良い。
ユーザーはハンドルの回転と切替機構を併用して所望の距離Ｌとなるよう調整を行う。
【００２７】
レーザー発光部からは単にビーム状のレーザー光線が発光されるのみではなく、ロッドレンズなどによりマークとして直線になるようにしても良く、パターンマスクやＤＯＥなどを採用して特定の模様が生じるようにしても良い。
【００２８】
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない限り多くの改変を施すことが可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
量産可能な位置調整機構によりレーザーマーカーを高精度で実現でき、高い経済性と広い応用可能性を得られるなどの効果を有している。
【符号の説明】
【００３０】
１０    従来の技術のレーザーマーカー
１２    レーザー光発光部
１３    レーザー光
２０    従来の技術のレーザーマーカー
２２    レーザー発光部
２３    レーザー光
３０    実施例１のレーザーマーカー
３２    レーザー発光部
３３    レーザー光
３４    レーザー発光部
３５    レーザー光
４０    実施例２のレーザーマーカー
４２    レーザー発光部
４２ａ  合焦部
４３    レーザー光
【図１】
2016071255.tif 000003
【図２】
2016071255.tif 000004
【図３】
2016071255.tif 000005
【図４】
2016071255.tif 000006