(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗箱と、この暗箱に取り付けられレーザー墨出し器からのレーザービームを集光する集光レンズと、上記暗箱の上記集光レンズによるレーザービーム集光位置に取り付けられたピント板と、このピント板に表記された基準線と、上記ピント板上に集光されたレーザービーム及び上記基準線を上記暗箱外から観察するために暗箱に設けられた観察窓と、を有してなるレーザー墨出し器用ビーム確認補助具。
【請求項２】
ピント板上に集光されたレーザービームと基準線とを暗箱外から観察するために、ピント板の裏面側にミラーが配置されている請求項１記載のレーザー墨出し器用ビーム確認補助具。
【請求項３】
暗箱と、この暗箱に取り付けられレーザー墨出し器からのレーザービームを集光する集光レンズと、上記集光レンズを通じて上記暗箱内に入射されたレーザービームを反射するミラーと、上記ミラーにより反射されたレーザービームの集光位置に取り付けられ上記暗箱外から観察することができるピント板と、このピント板に表記され上記暗箱外から観察することができる基準線と、を有してなるレーザー墨出し器用ビーム確認補助具。
【請求項４】
集光レンズは、凸の球面レンズまたはシリンドリカルレンズからなる請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザー墨出し器用ビーム確認補助具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー墨出し器から出射されたレーザービームによる基準線を確認しやすくするためのレーザー墨出し器用ビーム確認補助具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー墨出し器は、レーザー光源から出射されたレーザービームを垂直方向または水平方向に広げ、目標の壁面にレーザービームによる鉛直線または水平線を投射するもので、主に建築現場で用いられる。壁面に投射された鉛直線または水平線に沿って印を付け、この印を基準にして作業が進められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、レーザー墨出し器は、レーザー光源の一点から出射されたレーザービームを垂直方向または水平方向に広げ、目標の壁面にレーザービームによる鉛直線または水平線を投射するものであるため、目標の壁面上でのレーザービームの単位面積あるいは単位長さ当たりの光量が極端に低下し、鉛直線または水平線を確認しずらいという難点がある。特に、日中の屋外において作業をしようとすると、周囲が明るいため、ますます確認しずらく、よほど大出力のレーザー光源を持ったレーザー墨出し器でない限り、一般的なレーザー墨出し器は日中の屋外では実用にならないことがあった。
【０００４】
本発明は以上のような従来の問題点を解消するためになされたもので、大出力のレーザー光源を持ったレーザー墨出し器でなくても、また、日中の屋外であっても、レーザービームによる鉛直線または水平線を容易に確認することができるレーザー墨出し器用ビーム確認補助具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決する手段】
上記の目的を達成するために本願発明は、請求項１に記載されているように、暗箱と、この暗箱に取り付けられレーザー墨出し器からのレーザービームを集光する集光レンズと、上記暗箱の上記集光レンズによるレーザービーム集光位置に取り付けられたピント板と、このピント板に表記された基準線と、上記ピント板上に集光されたレーザービーム及び上記基準線を上記暗箱外から観察するために暗箱に設けられた観察窓と、からなることを主な特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明のように、請求項１記載の発明において、ピント板上に集光されたレーザービームと基準線とを暗箱外から観察するために、ピント板の裏面側にミラーを配置するとよい。
また、上記の目的を達成するために本願発明は、請求項３に記載されているように、暗箱と、この暗箱に取り付けられレーザー墨出し器からのレーザービームを集光する集光レンズと、上記集光レンズを通じて上記暗箱内に入射されたレーザービームを反射するミラーと、上記ミラーにより反射されたレーザービームの集光位置に取り付けられ上記暗箱外から観察することができるピント板と、このピント板に表記され上記暗箱外から観察することができる基準線と、からなることを特徴とする。
請求項４記載の発明のように、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、集光レンズは、凸の球面レンズまたはシリンドリカルレンズにするとよい。
【０００７】
【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レーザー墨出し器用ビーム確認補助具の実施の形態について説明する。
図１において、符号１は暗箱を示している。暗箱１は側面から見ると台形状をしており、台形の頂面に相当する面（図１において右側）が正面になっている。この正面には二つの集光レンズ３が上下方向に並んで配置されている。この二つの集光レンズ３を保持する前面の板は、一側縁部がヒンジによって暗箱１の前面一側縁部に連結され、上記ヒンジを中心にして回転することによって暗箱１の前面を開閉可能となっている。
【０００８】
上記暗箱１の底部にはピント板５が取り付けられている。ピント板５は磨りガラスあるいはプラスチックなどからなる長方形の板で、長手方向に沿って２本の基準線７が平行に、かつ、ピント板５の幅方向の中心を挟んで表記されている。暗箱１の底部にはまた、ピント板５の裏面側すなわちピント板５よりも後方にミラー９が配置されている。ミラー９は長方形状で、ピント板５の面に対しほぼ４５゜傾けて配置され、ピント板５からの光を側方にほぼ直角に曲げるようになっている。暗箱１の底部の一側面は開放面１０となっていて、ミラー９で反射されたピント板５からの光が上記開放面１０を通じて暗箱１の外に向かうようになっている。従って、開放面１０を通じてピント板５を観察することができるようになっている。
【０００９】
暗箱１の図１において上面と、図示されていないが暗箱１の下面には、上記２本の基準線７と所定の対応関係を持つ基準線１５が表記されている。すなわち、レーザー墨出し器から出射され、鉛直方向に広がるレーザービーム１３が上記２本の基準線７と平行になりかつ２本の基準線７の中心を通るとき、レーザービームによって暗箱１の上下面に描かれる線と一致するように、基準線１５が表記されている。
【００１０】
次に、上記実施の形態の動作ないしは使用方法について説明する。図２は本発明の概念を示す。墨出し器１１から出射されたレーザービーム１３は暗箱１に設けられた集光レンズ３を通ることによってピント板５の面上に集光される。上記レーザービーム１３の幅は、ある程度の広がりを持っているが、集光レンズ３を通ることによって集光されるため、ピント板５の面上での明るさが増大する。
【００１１】
図３は、集光前のレーザービーム１３の幅と、ピント板５の面上での２本の基準線７と、集光されたレーザービーム２０の幅との関係を示すもので、（ａ）は集光レンズとしてシリンドリカルレンズを用い、その中心軸線を、上記ピント板５の２本の基準線７と平行になるように配置した場合の例を、（ｂ）は集光レンズとして、上記実施の形態のように２個の球面レンズを並べて配置した場合の例を示している。シリンドリカルレンズを用いた図３（ａ）の場合、レーザービーム１３が幅方向にのみ集光される。集光前のレーザービーム１３の幅Ａは１．５〜２．５ｍｍ程度であるのに対し、集光レンズ３で集光されたピント板５上でのレーザービーム２０の幅Ｂは１．２〜０．５ｍｍ程度にすることができ、約１／１０の幅となる。従って、集光されたレーザービームによって描かれる線の明るさは約１０倍となり、白昼の屋外の作業でも認識することができる。球面レンズを用いた図３（ｂ）の場合、レーザービーム１３は幅方向と長さ方向に集光され、楕円形状のスポット光となり、ピント板の面上での明るさがより一層増大する。
【００１２】
図１の実施の形態にかかるレーザー墨出し器用ビーム確認補助具を使用するには、所定の位置に設置されたレーザー墨出し器からレーザービームを出射し、目標の壁面にレーザービームによる鉛直線を描かせる。次に、目標の壁面のレーザービームが照射されていると思われる位置に暗箱１の底面を当て、集光レンズ３を通してレーザー墨出し器からのレーザービームを受ける。レーザービームを受けているかどうかは、暗箱１の開放面１０からミラー９を介してピント板５を観察することによって確認することができる。レーザービームを受けていれば、集光されたレーザービームで描かれた線がピント板５の面に明るく表示されるため、容易に確認できる。
【００１３】
集光レンズとしてシリンドリカルレンズを用いているものにおいては、レーザービームを確認したら、上記のようにピント板５を観察しながら、レーザービームで描かれる鉛直線に対してピント板５の２本の基準線７が平行になるように、かつ、２本の基準線７間の中心を通るように、暗箱１の底面を前記壁面に当てたまま暗箱１を位置調整する。こうして位置調整された状態では、暗箱１の外表面に記された基準線１５上をレーザービームが通っていることになるので、目標の壁面に、基準線１５の延長上に印１７をつける。暗箱１の上下に印を付け、これを直線で結べば、壁面に鉛直線を引くことができ、これを基準として作業を行えばよい。
【００１４】
図１に示す実施の形態では、集光レンズ３として凸の球面レンズを２個、上下に配置している。２個の球面レンズ３の光軸は互いに平行となるように、かつ、２個の球面レンズ３の光軸を含む一つの平面が、上記ピント板５の２本の基準線７間の中心を通るように配置されている。
【００１５】
上記のように、集光レンズ３として凸の球面レンズを用いる場合、１個の球面レンズではなく、２個の球面レンズを用いている。その根拠は次の通りである。仮に、１個の球面レンズのみを用いたとすると、図４に示すように、レンズ光軸と前記基準線１５との間に隔たりａがあるため、レンズ３の中心をレーザービーム１３が通過して、図３（ｂ）に示すように２本の基準線７間の中心に集光したとしても、そのとき暗箱１が図４に示すように傾いていたとすると、上記レーザービーム１３の集光位置と上記基準線１５との間に水平方向のずれｄを生じてしまう。
【００１６】
その点、図１に示す実施の形態のように２個の球面レンズを用いれば、暗箱１に傾きがなく、かつ、レーザービーム１３が２個のレンズの光軸中心を通るとき、ピント板５上でのスポット状の光の輝度が最も高く、暗箱１が傾くと、図５からわかるように、レーザービーム１３が２個のレンズの周辺部を通ることになって、ピント板５上でのスポット状の光の輝度が低下する。そこで、ピント板５を観察しながら、スポット状の光の輝度が最も高くなるように暗箱１の姿勢を調整することによって、暗箱１を正しい姿勢に設定することができ、レーザービーム１３の集光位置と上記基準線１５との水平方向のずれをなくすことができる。
【００１７】
比較的径の大きい球面レンズを用いる場合、レーザービームが横切る方向を挟んでその両側（図１の例において左右側）はある程度の範囲にわたって切除し、あるいはマスクで両側を覆ってもよい。
【００１８】
既に述べたように、集光レンズ３として凸の球面レンズを用いると、線状のレーザービームが、幅方向ばかりでなく線方向にも集光される。そのため、ピント板５の長さ方向全範囲ではなく、図３（ｂ）に示すように、長さ方向の中心部に、楕円形状のスポット状に、あるいは、縮小された短い線のように描かれる。そこで、線状のレーザービームの幅方向にのみ集光させようとする場合は、既に述べたように、集光レンズとしてシリンドリカルレンズを用いるとよい。この場合、シリンドリカルレンズの中心軸線は、上記ピント板５の２本の基準線７と平行になるように配置する。
【００１９】
図１に示す例では、レーザービームが鉛直線を描く場合の使用例となっているが、このレーザー墨出し器用ビーム確認補助具は、図１に示す姿勢から壁面に沿って９０゜回転させることにより、レーザービームが水平線を描く場合にも使用することができる。使用法は、レーザービームが鉛直線を描く場合の使用法と同じであるから説明は省略する。
【００２０】
図１に示す実施の形態では、ピント板５を観察するために、ピント板５の裏面側にミラー９を配置していたが、暗箱１の側面に観察窓を設け、この観察窓からピント板５の前面を直接見るようにすれば、ミラー９を省略することができる。しかし、暗箱１内はできるだけ暗くした方がレーザービームを認識しやすいので、図１に示す実施の形態のように、ピント板５の裏面側にミラーを配置するのが望ましい。
【００２１】
さらに別の実施の形態として、図６に示すような構成としてもよい。この実施の形態が図１に示す実施の形態と異なる点は、ピント板とミラーの配置を逆にして点である。図６において、暗箱２１内の、集光レンズ３を透過したレーザービームの通路には、ミラー２３が例えば４５゜に傾けて配置され、ミラー２３によるレーザービームの反射光路上にはピント板２４が配置され、集光レンズ３によってピント板２４上にレーザービームを集光させ、ピント板２４を外側から観察するようになっている。また、ピント板２４を観察する際に、ピント板２４に外光が入射するのをできるだけ遮断して、ピント板２４の観察を容易にするために、ピント板２４の周囲を囲むように暗箱２１の一部を延長してなるフード２２が形成されている。
【００２２】
請求項１又は３記載のレーザー墨出し器用ビーム確認補助具によれば、暗箱と、この暗箱に取り付けられレーザー墨出し器からのレーザービームを集光する集光レンズと、上記暗箱の上記集光レンズによるレーザービーム集光位置に取り付けられたピント板と、このピント板に表記され上記暗箱外から観察することができる基準線とを有しているため、レーザー墨出し器からのレーザービームは集光レンズによってピント板上に集光され、単位面積当たりの明るさが増大し、白昼の屋外でも、レーザービームを容易に観察することができる。また、レーザービームは暗箱に配置されたピント板上に集光させるため、ピント板上にレーザービームによって描かれる線のコントラストが増大し、レーザービームをさらに容易に確認することができる。
【００２３】
請求項２記載の発明のように、ピント板上に集光されたレーザービームと基準線とを暗箱外から観察するために、ピント板の裏面側にミラーを配置すれば、レーザービームの進行方向に実質的に正対してピント板を観察することができるため、正確な墨出しを行うことができる。また、暗箱にピント板観察のための窓孔などを形成する必要がないから、ピント板上にレーザービームで描かれた線を高いコントラストで観察することができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるレーザー墨出し器用ビーム確認補助具の実施の形態を簡略化して示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるレーザー墨出し器用ビーム確認補助具の概念を示す光学配置図である。
【図３】上記実施の形態のピント板上に描かれるレーザービームによる線と、集光前のレーザービームの幅と、基準線との関係の例を示す正面図であって、（ａ）は集光レンズがシリンドリカルレンズの場合、（ｂ）は集光レンズが球面レンズの場合の例である。
【図４】集光レンズが１個の球面レンズからなる場合の不具合を説明するための正面概念図である。
【図５】集光レンズが２個の球面レンズからなる場合の作用を説明するための正面概念図である。
【図６】本発明にかかるレーザー墨出し器用ビーム確認補助具の別の実施の形態を簡略化して示す平面断面図である。
【符号の説明】
１    暗箱
３    集光レンズ
５    ピント板
７    基準線
９    ミラー
１１  レーザー墨出し器
【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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