(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源が発光する基準照射光を検出する基準照射光検出装置であって、
本体と、
基準照射光を検出する方向に垂直になるように前記本体に配置した受光部と、
前記受光部が出力する出力信号に基づいて前記基準照射光の受光状態を検出する受光状態検出手段と、
前記基準照射光が前記受光部を走査するときに、上下方向における前記受光部の基準とする位置を前記基準照射光が走査するようにするために、前記受光状態検出手段が出力する出力信号に基づいて前記検出器本体を移動させるべき方向を表示する表示部とを備え、該表示部は前記本体に配置されており、
さらに、基準照射光検出装置の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記本体の両側又は片側に設けられ、かつ、前記傾き検出手段が検出した基準照射光検出装置の傾き状態の検出結果に基づいて、前記基準照射光からのずれ量に対応した移動量だけ移動して前記基準照射光に合わされるように構成された２個又は１個の指標と、
前記傾き検出手段が出力する出力信号に基づいて、基準照射光検出装置の傾きを演算する傾き演算手段と、
前記傾き演算手段が出力する出力信号に基づいて、基準照射光検出装置の傾きに関する情報を出力する傾き情報出力手段と、
を備えることを特徴とする基準照射光検出装置。
【請求項２】
前記傾き情報出力手段が、前記表示部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の基準照射光検出装置。
【請求項３】
前記傾き情報出力手段が、警告信号を発生する警告手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の基準照射光検出装置。
【請求項４】
前記傾き演算手段は、前記指標の位置を前記光の位置に一致させるように補正するための傾き補正演算を行い、
前記表示部は、前記傾き補正演算の結果を表示するように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の基準照射光検出装置。
【請求項５】
指標が基準照射光検出装置に移動可能に設けられており、
前記傾き情報出力手段の出力する出力信号に基づいて前記指標を移動させる指標移動手段を有することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基準照射光検出装置。
【請求項６】
前記指標は第１指標及び第２指標からなり、該第１指標及び第２指標はそれぞれ基準照射光検出装置に移動可能に設けられており、
前記傾き情報出力手段の出力する出力信号に基づいて前記指標を移動させるための指標駆動信号を出力する指標駆動回路と、
前記指標駆動回路の出力する出力信号に基づいて前記第１指標を駆動させる第１指標駆動部材と、
前記指標駆動回路の出力する出力信号に基づいて前記第２指標を駆動させる第２指標駆動部材と、
を有することを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基準照射光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、光源の発光する基準照射光を検出する基準照射光検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基準照射光検出装置により基準照射光を検出する際に、基準照射光検出装置が傾きを持つと、基準照射光検出装置の受光部と指標との間の距離のために、基準照射光の位置と指標の位置との間に位置ずれを生じることがあった。このため、従来は、作業者が基準照射光検出装置の傾きを肉眼で確認するための気泡管を基準照射光検出装置に配置して、この気泡管の中の気泡の位置により基準照射光検出装置の傾きを確認していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術においては、基準照射光を検出するための作業の効率が悪くなり、また、作業ミスが発生する可能性も高くなっていた。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、基準照射光検出装置において、その装置の傾きを気泡管を用いて肉眼で確認するのでなく、この傾きをセンサーにより検出して表示し、及び又は、この傾きを音により警告するように構成して、基準照射光を検出するための作業の効率を高くして、また、作業ミスの発生する可能性を低くすることを目的とする。
更に、本発明は、基準照射光検出装置が傾いたときに生じる測定誤差を自動的に補正することができる基準照射光検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決する手段】
本発明の基準照射光検出装置は、本体と、基準照射光を検出する方向に垂直になるように前記本体に配置した受光部と、前記受光部が出力する出力信号に基づいて前記基準照射光の受光状態を検出する受光状態検出手段と、前記基準照射光が前記受光部を走査するときに、上下方向における前記受光部の基準とする位置を前記基準照射光が走査するようにするために、前記受光状態検出手段が出力する出力信号に基づいて前記検出器本体を移動させるべき方向を表示する表示部とを備え、該表示部は前記本体に配置されている。本発明の基準照射光検出装置は、さらに、基準照射光検出装置の傾きを検出する傾き検出手段と、前記本体の両側又は片側に設けられ、かつ、前記傾き検出手段が検出した基準照射光検出装置の傾き状態の検出結果に基づいて、前記基準照射光からのずれ量に対応した移動量だけ移動して前記基準照射光に合わされるように構成された２個又は１個の指標と、基準照射光検出装置の傾きを検出する傾き検出手段と、前記傾き検出手段が出力する出力信号に基づいて、基準照射光検出装置の傾きを演算する傾き演算手段と、前記傾き演算手段の出力する出力信号に基づいて、基準照射光検出装置の傾きに関する情報を出力する傾き情報出力手段とを備えることを特徴とする。上記の構成によって、光源の発光する基準照射光を検出して、傾き検出手段を用いて装置の傾きを検出し、その結果を傾き情報出力手段により出力することができる。
【０００６】
本発明の基準照射光検出装置では、傾き情報出力手段が表示部に設けられているのが好ましい。
このように構成することにより、装置の傾きを記号や数字を用いてわかりやすく表示することができるので、作業の効率を高くして、また、作業ミスの発生する可能性を低くすることができる。
また、本発明の基準照射光検出装置では、傾き情報出力手段が警告信号を発生する警告手段を含むのが好ましい。
このように構成することにより、装置の傾きを音により警告することができるので、作業の効率を高くして、また、作業ミスの発生する可能性を低くすることができる。
【０００７】
また、本発明の基準照射光検出装置では、傾き演算手段は、指標の位置を光の位置に一致させるように補正するための傾き補正演算を行い、表示部は、傾き補正演算の結果を表示するように構成されているのが好ましい。
このように構成することにより、傾き補正演算の結果をわかりやすく表示することができる。
また、本発明の基準照射光検出装置では、指標が基準照射光検出装置に移動可能に設けられており、傾き情報出力手段の出力する出力信号に基づいて指標を移動させる指標移動手段を有するのが好ましい。
そして、指標は第１指標及び第２指標からなり、第１指標及び第２指標はそれぞれ基準照射光検出装置に移動可能に設けられており、傾き情報出力手段の出力する出力信号に基づいて指標を移動させるための指標駆動信号を出力する指標駆動回路と、指標駆動回路のの出力する出力信号に基づいて第１指標を駆動させる第１指標駆動部材と、指標駆動回路のの出力する出力信号に基づいて前記第２指標を駆動させる第２指標駆動部材とを有するのが好ましい。
【０００８】
このように構成することにより、基準照射光検出装置の傾きを自動的に補正することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図２に示すように、基準照射光として、例えば、所定の垂直軸線を中心に水平なレーザービームＬＢを回転させて基準水平面を設定するための光源であるレーザー装置１０２を設置する。レーザービームＬＢの到達する領域内の例えば壁（図示せず）上に、基準照射光検出装置１０４を配置する。ＬＬは壁上のレーザービームＬＢの照射線を示し、ＤＬは照射線ＬＬから所定量ずらしたところの設定したい基準線を示す。基準照射光検出装置１０４は、図１に示すように、レーザービームＬＢを検出する方向に垂直に配置した受光部１１２と、検出したレーザービームＬＢの基準位置に対するシフト方向を示す表示部１１８とを有する。表示部１１８は、例えば、液晶パネル又はＬＥＤにより構成されている。
【００１０】
受光部１１２は、例えば、ＰＤにより構成されており、上下に２分割された上部受光部分１１２ａと、下部受光部分１１２ｂとからなる。レーザー装置からのレーザービームＬＢが受光部１１２の２分割された上部受光部分１１２ａ及び下部受光部分１１２ｂの中間を走査するとき基準位置となり、表示部１１８の基準位置表示部分１２４が表示される。レーザービームＬＢが上部受光部分１１２ａを走査する場合には、本体１３０を上方に移動し基準位置となるように、表示部１１８の上向き表示部分１２２が表示される。同様に、レーザービームＬＢが下部受光部分１１２ｂを走査する場合には、本体１３０を下方に移動し基準位置となるように、表示部１１８の下向き表示部分１２０が表示される。受光部１１２をＣＣＤ等の位置センサーや、特殊形状の受光素子等によって形成した場合には、より高精度な基準位置の検出が可能である。この場合は受光部の所定位置を基準位置と定めることで、受光部の基準位置に対するレーザービームＬＢの走査位置が決定される。
【００１１】
基準照射光検出装置１０４は、図１に示すように、電源スイッチ１５０、検出精度調整スイッチ１５２、ブザー音量調整スイッチ１５４、及びブザー１５６を備える。
電源スイッチ１５０、検出精度調整スイッチ１５２、警告ブザー音量調整スイッチ１５４をメンブレンスイッチで構成するのがよい。
電源スイッチ１５０は、最初に押すと電源が入り、次に押すと電源が切れ、次に押すと再び電源が入るように構成されている。
検出精度調整スイッチ１５２は、最初に押すと高い検出精度に設定され、次に押すと低い検出精度に設定され、次に押すと再び高い検出精度に設定されるように構成されている。
【００１２】
警告ブザー音量調整スイッチ１５４は、最初に押すと大きい音量に設定され、次に押すと中ぐらいの音量に設定され、次に押すと小さい音量に設定され、更に押すと再び大きい音量に設定されるように構成されている。
これらのスイッチを、ラバースイッチや、回転スイッチで構成してもよい。
上述した構成の基準照射光検出装置１０４は、この本体１３０を壁（図示せず）上で上下移動させて、レーザービームＬＢが受光部１１２の基準位置（図示せず）に合致するようにする。レーザービームＬＢが受光部１１２の基準位置より上方にある時は上向き表示１２２が表示され本体１３０を上方へ移動させることを指示し、レーザービームＬＢが受光部１１２の基準位置より下方にある時は下向き表示１２０が表示されて本体１３０を下方へ移動させることを指示し、レーザービームＬＢが受光部１１２の基準位置に合致すると基準位置表示１２４が表示されて本体１３０の位置調整が完了したことを表示する。引き続いて、指標１４０及び又は１４２を利用して壁上に罫書き等を行う。
【００１３】
指標は、本体１３０の両側に１個ずつ設けられている。
図３を参照すると、レーザー装置１０２は、基準照射光であるレーザー光を発光する光源部１７２と、光源部１７２の作動を制御する発光制御回路１７４と、レーザー光を収束させて光束を発する投光光学系１７６と、レーザー光の光束を回転させる光束回転手段即ち光束回転部材１７８とを備える。光源部１７２の発光したレーザー光は投光光学系１７６を通り、光束回転部材１７８により回転されて、レーザー光ＬＢとして基準照射光検出装置１０４の受光部１１２に向かって、一定の回転速度で照射される。
基準照射光検出装置１０４は、レーザー光ＬＢを受光する受光部１１２と、受光したレーザー光ＬＢの状態を検出する受光状態検出回路２１０と、レーザー光ＬＢの検出結果を表示する表示部１１８とを備える。
【００１４】
表示部１１８は、前述したように、受光したレーザー光ＬＢの状態に対応して、基準位置表示部分１２４、上向き表示部分１２２又は下向き表示部分１２０のいずれかを表示する。表示部１１８を液晶パネル又はＬＥＤで構成するのがよい。
基準照射光検出装置１０４は更に、基準照射光検出装置１０４の傾きを検出するための傾き検出手段を構成するチルトセンサー２２０と、チルトセンサー２２０の出力する出力信号に基づいて基準照射光検出装置１０４の傾きを演算する傾き演算回路２２２とを備える。表示部１１８は、傾き演算回路２２２の出力する出力信号に基づいて基準照射光検出装置１０４の傾きに関する情報を出力する傾き情報出力手段をも構成する。
【００１５】
基準照射光検出装置１０４は更に、傾き演算回路２２２の出力する出力信号に基づいてブザーを駆動させる信号を出力するブザー駆動回路２２４と、ブザー駆動回路２２４の出力する出力信号に基づいて基準照射光検出装置１０４の傾きに関する警告信号を発生させる警告手段を構成するブザー１５６とを有する。
基準照射光検出装置１０４は更に、傾き演算回路２２２の出力する出力信号に基づいて指標を移動させる信号を出力する指標駆動回路２３０と、指標駆動回路２３０の出力する出力信号に基づいて第１指標１４０を移動させる第１指標駆動部材２３２と、指標駆動回路２３０の出力する出力信号に基づいて第２指標１４２を移動させる第２指標駆動部材２３４と、第１指標１４０と、第２指標１４２とを有する。
【００１６】
次に、本発明の基準照射光検出装置１０４の具体的な構成と作動について説明する。
本発明の基準照射光検出装置１０４は、図４に示すように、電池等の電源３０４と、水晶振動子等の源振３０６と、レーザー光を受光するＣＣＤ３０８と、処理プログラムを記憶したＲＯＭ３１０と、基準照射光検出装置の作動を制御するための１つ以上のスイッチ３２１〜３２３と、ＲＯＭ３１０に記憶されている処理プログラムを動作させ、ＲＯＭ３１０に記憶してあるデータを用いて、計数処理、演算処理及び比較処理を行うＣＰＵ３５０と、警告を発するブザー１５６又はスピーカ３５６（図にはスピーカ３５６を表示してある）と、演算結果などを表示するＬＣＤパネル３６０とを備えている。
【００１７】
電源３０４はリチウム電池又は銀電池を用いるのがよい。
ＬＣＤパネル３６０の代わりに、蛍光管、ＬＥＤ等を用いてもよい。
レーザー光を受光する素子は、ＰＳＤであってもよいし、或いは、縦にＰＤを配列して、基準照射光が横切る位置を検出できるようにしたセンサーであってもよい。
スイッチ３２１〜３２３は、電源スイッチ１５０、検出精度調整スイッチ１５２、警告ブザー音量調整スイッチ１５４にそれぞれ対応する。
本発明の基準照射光検出装置は更に、チルトセンサー２２０を有する。チルトセンサー２２０は、図５に示すように、気泡管５１０の下面に設けられた基準電極２１２と、気泡管５１０の上面に設けられた第１検出電極５１４及び第２検出電極５１６との間の静電容量の変化を差動で検出する。図５に実線で示す気泡５２０が点線で示す位置に移動すると、基準電極２１２と第１検出電極５１４との間のコンデンサは、誘電率が大きい液体５３０の占める割合が大きくなるので、静電容量が増加する。これに対して、基準電極２１２と第２検出電極５１６との間のコンデンサは、誘電率が小さい空気５３０の占める割合が大きくなるので、静電容量が低下する。このような静電容量の変化は、基準電極２１２と、第１検出電極５１４及び第２検出電極５１６との間の静電容量を交流ブリッジの１辺として、気泡の位置の変化による２つの静電容量の差動変化を差動増幅した後、整流して変位電圧信号を得る。このようなチルトセンサー２２０を用いて基準照射光検出装置の傾きを検出することができる。
【００１８】
基準照射光検出装置の傾きの検出の原理は、上記のチルトセンサーを用いる検出だけに限定されることはなく、金属部材（例えば、鋼球）の移動の検出や、磁気を持った部材の移動をホール素子等を用いて検出することによって行ってもよい。
本発明の基準照射光検出装置１０４は更に、ＣＰＵ３５０の指令に基づいて第１指標１４０を移動させる第１アクチュエータ３７２と、第２指標１４２を移動させる第２アクチュエータ３７４とを有する。これらのアクチュエータを、例えば、リニアモータを用いて構成するのがよい。
なお、１つのアクチュエータだけを用るように構成して、このアクチュエータにより第１指標１４０及び第２指標１４２を同時に移動させるように構成してもよい。
【００１９】
次に、本発明の基準照射光検出装置１０４の作用について説明する。
電源スイッチ１５０をオンさせて基準照射光検出装置１０４を動作状態にする。
レーザー装置１０２が照射するレーザー光ＬＢは、回転数が一定に維持されており、ビーム径も一定であるように調整されている。なお、ビーム径が拡がり角を持つことを考慮に含めることもできる。受光部１１２のレーザー光ＬＢの回転方向に対する幅も決まっている。
図６を参照すると、基準照射光検出装置１０４の中心軸線１０４ｙが、基準照射光であるレーザー光ＬＢの照射軌跡の法線ＬＢＮに対してθの傾きをもつときには、第１指標１４０及び第２指標１４２がレーザー光ＬＢからずれてしまう。
【００２０】
この場合に、受光部１１２の中心軸線１１２ｙから第１指標１４０までの距離をＬ１とし、中心軸線１１２ｙから第２指標１４２までの距離をＬ２とすると、第１指標１４０がレーザー光ＬＢから下方にずれる量Ｓ１は、
Ｓ１  ＝  Ｌ１  ×  ｔａｎθ      ・・・（式１）
であり、
第２指標１４２がレーザー光ＬＢから上方にずれる量Ｓ２は、
Ｓ２  ＝  Ｌ２  ×  ｔａｎθ      ・・・（式２）
である。
チルトセンサー２２０は、基準照射光検出装置１０４の傾きθを検出し、傾き演算回路２２２はこのθを用いてずれ量Ｓ１及びＳ２を演算する。傾きの値θを表示部１１８で表示するように構成することができる。
【００２１】
指標駆動回路２３０は指標を移動させるための指標駆動信号を指標駆動部材であるアクチュエータ３７２及び３７４に出力する。これらのアクチュエータ３７２及び３７４を作動させるための移動量を計算するための計算式はＲＯＭ３１０に記憶されており、上記の演算はＣＰＵ３５０により行われる。
その結果、図７に示すように、第１アクチュエータ３７２が作動して第１指標１４０を上方へＳ１だけ移動させ、第２アクチュエータ３７４が作動して第２指標１４２を下方へＳ２だけ移動させる。
また、傾き演算回路２２２が演算した基準照射光検出装置１０４の傾きの補正演算結果は表示部１１８に表示される。表示の内容は、例えば、図８に示すように、基準照射光検出装置１０４の傾きを無くす方向を矢印１１８Ｒで示すことによって表示される。
【００２２】
また、傾き演算回路２２２が演算した基準照射光検出装置１０４の傾きの補正演算結果はブザー駆動回路２２４に入力され、ブザー駆動回路２２４は傾きの補正演算結果に対応したブザー駆動信号を出力してブザー１５６により警告音を発生させる。例えば、基準照射光検出装置１０４の傾きの方向及び傾き量に対応して、警告音の音質、周波数、音量等を変化させる。変形例として、ＣＰＵ３５０に音声合成回路を内蔵して、ブザー１５６の代わりにスピーカ３５６を用いて、基準照射光検出装置１０４の傾きの方向及び量を音声により指示することもできる。
図９を参照すると、１つの指標１４４だけを有する基準照射光検出装置１０４では、この指標１４４がレーザー光ＬＢから上方にずれる量Ｓ３は、
Ｓ３  ＝  Ｌ３  ×  ｔａｎθ      ・・・（式３）
である。
【００２３】
従って、チルトセンサー２２０により、基準照射光検出装置１０４の傾きθを検出し、傾き演算回路２２２はこのθを用いてずれ量Ｓ３を演算する。そして、アクチュエータが作動して指標１４４を下方へＳ３だけ移動させる。
また、Ｓ３の量だけ受光素子の基準位置をずらし、レーザー光ＬＢと指標が一致するように、表示部に指示してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、下記の効果を有する。
（１）基準照射光検出装置の傾きをセンサーにより検出して、その結果を表示部で表示することができる。
（２）基準照射光検出装置の傾きをセンサーにより検出して、その結果を音により警告することができる。
（３）基準照射光を検出するための作業の効率を高くして、また、作業ミスの発生する可能性を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基準照射光検出装置の実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明の基準照射光検出装置がレーザー装置の照射する基準照射光を入射している状態を示す概略説明図である。
【図３】レーザー装置と、本発明の基準照射光検出装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の基準照射光検出装置の具体的な構成を示すブロック図である。
【図５】チルトセンサーの構造を示す概略図である。
【図６】傾いた状態にあるときの本発明の基準照射光検出装置の実施の形態を示す正面図である。
【図７】本発明の基準照射光検出装置において、指標の補正方向を示す正面図である。
【図８】本発明の基準照射光検出装置において、傾きの補正方向を表示している状態を示す正面図である。
【図９】１つの指標を有する本発明の基準照射光検出装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１０２  レーザー装置
１０４  基準照射光検出装置
１１２  受光部
１１８  表示部
１２０  下向き表示部分
１２２  上向き表示部分
１２４  基準位置表示部分
１３０  本体
１４０  第１指標
１４２  第２指標
１５０  電源スイッチ
１５２  検出精度調整スイッチ
１５４  ブザー音量調整スイッチ
１５６  ブザー
２１０  受光状態検出回路
２２０  チルトセンサー
２２２  傾き演算回路
２２４  ブザー駆動回路
２３０  指標駆動回路
２３２  第１指標駆動部材
２３４  第２指標駆動部材
３０４  電源
３０６  源振
３０８  ＣＣＤ
３１０  ＲＯＭ
３２１〜３２３  スイッチ
３５０  ＣＰＵ
３５６  スピーカ
３６０  ＬＣＤパネル
３７２  第１アクチュエータ
３７４  第２アクチュエータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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