JP2006194762A - レーザー照射器用のレシーバー - Google Patents

Abstract

【課題】配置姿勢に係わりなく適切な動作信号をレーザー照射器に向けて送信できるレシーバーを提案する。
【解決手段】レーザー照射器より照射されたレーザーを受光するセンサー部と、センサー部にて受光したレーザーに基づいてレーザー照射器に動作信号を送信する送信部とを備えたレシーバーにおいて、前記レシーバーに、その配置姿勢が正姿勢にあるか反転姿勢あるかを検知する加速度センサーと、この加速度センサーにて検知された結果に基づいてセンサー部の信号系統を切り替える切り替え回路を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、建築工事や土木工事において使用される墨出し用のレーザー照射器のレシーバー（受光器）に関するものであり、該レーザー照射器から照射されるレーザーを、迅速、かつ正確に受光しようとするものである。

構造物の側壁面や天井面あるいは床面などにレーザーラインを出力して表示する、いわゆるレーザー墨出し器には、出力されたレーザーラインが３６０°にわたって照射できるよう照射器本体の下端には回転機構が組み込まれており、作業者は、墨出し器を設置したのちに、この回転機構で照射器本体を手動で大まかに回転させ、さらに微動による調整にて目標とする場所に正確に合致させる手順を経て墨出しを行うようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開平９−１６６４３６号公報

ところで、この種の墨出し器においては、人の手によってレーザーラインを目的とする位置に合せる場合、とくに、レーザーラインが縦ラインを形成するように出力されている場合の墨出し作業では、極めて慎重かつ正確に行うことが要求されるところ、このような作業は作業者にとって大きな負担となっていた（墨出し器と受光器との距離が長くなるほど、微調整機構を有していても作業は容易でない）。

このため、レーザー照射器をリモートコントロールあるいは自動追尾によって回転させることで、目標とする位置に予め配置した受光器で照射器から出力されたレーザーラインを検知したならば照射器の回転を停止させる仕組みの墨出し装置が知られている（例えば特許文献２、３参照）。
特開２０００−２３０８２８号公報 特開２００１−１９１２７１号公報

上記のようなタイプの墨出し器は、人手による作業の簡素化が可能であり、墨出し作業に係る時間の短縮を図る点では有効な手段であるとは言えたが以下のような不具合がありその解決が求められていた。

例えば、受光器の受光部に左右で一対になる２分割型のセンサーが組み込まれ、そのセンサーの中心を基準にしてレーザーの位置合わせを自動的に行う自動追尾式のレーザー照射器にあっては、レーザー照射器より照射されたレーザーラインを右側のセンサーで検知した場合にはセンサーの中心に該レーザーラインが向かうように左側へと移行させる信号を照射器に向けて送信する一方、左側のセンサーで検知した場合にはセンサーの中心に該レーザーラインが向かうように右側へと移行させる信号を照射器に向けて送信するが、受光器が上下反転姿勢で配置されていると、右側のセンサーで検知した場合にはセンサーの中心から離れる向きへと移行させる信号が照射器へ向けて送信され、左側のセンサーで検知した場合にも同様にセンサーの中心から離れる向きへと移行させる信号が照射器へ向けて送信されるため、レーザーラインの位置合わせが不可能になってしまう場合があった。

本発明の課題は、上下反転等、配置姿勢に係わりなく、正確な動作信号をレーザー照射器に向けて送信して迅速に位置合わせを行い得る新規なレシーバーを提案するところにある。

本発明は、レーザー照射器より照射されたレーザーを受光するセンサー部と、センサー部にて受光したレーザーに基づいてレーザー照射器に動作信号を送信する送信部とを備えたレシーバーであって、
前記レシーバーは、その配置姿勢が正姿勢にあるか反転姿勢にあるかを検知するセンサーと、このセンサーの検知結果にしたがってセンサー部の信号系統を切り替える切り替え回路を有する、ことを特徴とするレーザー照射器用のレシーバーである。

正姿勢にあるか反転姿勢にあるかをセンサーにより検知して配置姿勢が反転姿勢にある場合にはセンサー部の信号系統が切り替えられるため、その姿勢にかかわらず、センサー部の中心にレーザーが合致するように送信部から動作信号をレーザー照射器に向けて送信することが可能となり、迅速で正確な位置合わせが可能となる。

発明の実施の形態

以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は回転機構を備えた自動追尾式のレーザー照射器と、この照射器から出力されたレーザーライン（縦ラインを例として示す）を受光するレシーバーの配置状況を示したものであり、図２はレシーバーの内部構成を模式的に示した図である。

図における１はレーザー照射器、２はレーザー照射器１を回転可能に保持する回転機構、３は回転機構２の底部に設けられた三脚、４はレーザー照射器１より出力されたレーザーを受光するレシーバーである。

レーザー照射器１は回転機構２により自動で３６０°回転することができるもので（手動にて回転することも可能）、レシーバー４のセンサー部にてレーザーラインＬを検知すると該センサー部の中心にレーザーラインＬが合致するようにレシーバー４の送信部から動作信号がレーザー照射器１に向けて送信される。

また、５はレシーバー４の内部に組み込まれるセンサー部である。このセンサー部５は図２に示すように左右で一対になる２分割型を例としたチップ５ａ、５ｂからなっている。

また、６ａ、６ｂはチップ５ａ、５ｂにつながるフィルター増幅器である。このフィルター増幅器６ａ、６ｂによって必要な周波数帯域だけを抽出する。

７ａ、７ｂはフィルター増幅器６ａ、６ｂにそれぞれつながる整流器、８は整流器７ａ、７ｂにて信号変換された情報を信号処理、演算処理するマイクロコンピューター、９はマイクロコンピューター８より出力された動作信号（指令信号）をレーザー照射器１に向けて送信する送信部、１０はレシーバー４の配置姿勢が正姿勢にあるか反転姿勢にあるかを検知する加速度センサーである。

また、１１〜１３は各種スイッチ類、１４〜１６はレーザーラインの受光状況を表示するＬＥＤ、１７はレーザーラインＬがセンサー部５の中心０−０に合致したときに音を発するブザーである。

図３（ａ）（ｂ）に示したところにおいて、図３（ａ）をレシーバー４の正姿勢とし、図３（ｂ）をレシーバー４の反転姿勢とした場合、正姿勢において右側チップ５ａにてレーザーラインＬを検知したとすると、センサー部５の中心０−０に向かわせる信号が送信部９からレーザー照射器１に向けて送信され該レーザー照射器１は反時計回りに回転しレーザーラインＬがセンサー部５の中心０−０に合致したところで位置合わせが完了する。逆に、正姿勢において左側チップ５ｂにてレーザーラインＬを検知したときは、センサー部５の中心０−０に向かわせる信号が送信部９からレーザー照射器１に向けて送信され該レーザー照射器１を時計回りに回転しレーザーラインＬがセンサー部５の中心０−０に合致したところで位置合わせが完了することになり、位置合わせが完了するとレーザーラインＬが目的とする位置に合致したことを表示するＬＥＤが点灯すると同時にブザーにより音を発する。

これに対して、レシーバー４が図３（ｂ）の如く反転姿勢にて配置された場合には、加速度センサー１０によりレシーバー４が反転姿勢にあることを検知してその情報はマイクロコンピューター８に入力され、このときマイクロコンピューター８においてチップ５ａ、５ｂの信号系統を切り替える回路が形成されることとなり、チップ５ａにてレーザーラインＬを検知した場合には、センサー部５の中心０−０に向かわせる信号が送信部９からレーザー照射器１に向けて送信され該レーザー照射器１は時計回りに回転しレーザーラインＬがセンサー部５の中心０−０に合致したところで位置合わせが完了し、逆に、チップ５ｂにてレーザーラインＬを検知したときは、センサー部５の中心０−０に向かわせる信号が送信部９からレーザー照射器１に向けて送信され該レーザー照射器１を反時計回りに回転しレーザーラインＬがセンサー部５の中心０−０に合致したところで位置合わせが完了する。

図４はレーザー照射器１とこの照射器１を回転可能に支持する回転機構２の構成を模式的に示したのであり、図において１８ａ〜１８ｄは受信窓、１９ａ〜１９ｄは受信センサー、２０は光電変換回路、２１は光電変換回路２０を通して入力された情報を信号処理するマイクロコンピューター、２２、２３はドライバー、２４はＤＣモーターを組み込んだ高速回転用のモーターユニット、２５はステップモーターを組み込んだ低速回転用のモーターユニット、２６は高速回転用のモーターユニット２４及び低速回転用のモーターユニット２５につながる回転ディスクと手動回転ディスクを積層配置した回転体である。この回転体２６はレーザー照射器１に連結しており、レシーバー４の送信部９より送信された動作信号を、受信センサー１９ａ〜１９ｄにて受信し、マイクロコンピューター２１による適切な指令にて高速回転用のモーターユニット２４あるいは低速回転用モーターユニット２５の何れかを駆動することで該レーザー照射器１を自動的に回転させる。

上掲図１においては、縦のレーザーラインＬを照射して位置決めする場合を示したが、レーザー照射器１としては縦のラインのみならず横ラインや点（ビーム）あるいは縦９０°ラインを形成するレーザーを照射するものもあり、レシーバー４にはこれらのラインや点を適宜に切り替えるスイッチ類を設けることもできる。また同時に電源のオン・オフ等の切り替えを可能としておくようにしてもよい。

また、レシーバー４の配置姿勢は加速度センサー１０で検知するようにしたが、傾斜センサーや光センサーを適用することも可能である。

また、レシーバー４のセンサー部５に配置されるチップ５ａ、５ｂは２分割型のものを例示したが、これは４分割型あるいは６分割型のものも適用可能であり、この点については限定されない。

通信信号（動作信号）は赤外線方式や電波方式を適宜採用することができ、この点についても限定はされない。

図５は本発明に適用し得る傾斜センサー２７の構成を示したものであり、２８〜３１は内部固定接点、３２〜３５は内部固定接点２８〜３１のそれぞれにつながるリード端子、３６は金属ボールである。

上記の傾斜センサー２７において、金属ボール３６はその内部において固定接点上をランダムに転がるものであり、Ａ面が底面となっている場合、リード端子３４と、３５が金属ボール３６によって接続し、Ｂ面が底面となっている場合には、リード端子３２と３３が接続する。また、Ｃ面が底面となっている場合３２と３４が、Ｄ面が底面となっている場合には３３と３５が接続する。

この種のセンサーにおいては、金属ボール３６の操作が安定するまでのチャタリングは不可避であり、このチャタリングによる誤作動を防止するため、図６に示すような回路が適用される。

図６において３７、３８はＤタイプフリップフロップデジタルＩＣ、３９マイクロコンピューター、CKはクロック端子、CLRはクリアー端子、Ｄは入力端子、PRはプリセット端子、Vccは電源電圧、Qはフリップフロップ出力端子、R１は抵抗器、C1はコンデンサーである。

傾斜センサー２７はリード端子３２、３４が接続された状態にあり、接地されたコンデンサーC１及び抵抗器R１を介してフリップフロップ３７、３８のクリアー端子CLRにつながっている。クリアー端子CLRにはマイクロコンピューター３９で生成されたパルス信号が供給される。

一方、傾斜センサー２７のリード端子３３、３５はフリップフロップデジタルＩＣ３７、３８のクロックCK端子に入るようになっており、該フリップフロップデジタルＩＣの入力端子Ｄは、電源電圧Vccに接続され同時にプリセット端子PRも電源、電圧Vccに接続される。

傾斜センサー２７においてＡ面が底面となっている場合には、傾斜センサー２７の固定端子３０、３１が接続することになるので、フリップフロップデジタルＩＣ３８のクロック端子CKにマイクロコンピューター３８からのパルス信号が入り、フリップフロップ出力端子Qからの出力が“high”に立ち上がり、Ａ面が底面であることを検知してその信号がマイクロコンピューター３９に入ってＡ面が底面であることを表示する。

同様に、Ｂ面が底面であるときは、傾斜センサー２７の固定端子２８、２９が接続することになるので、フリップフロップデジタルＩＣ３７のクロック端子CKからの信号が加わり、フリップフロップデジタルＩＣ３７の出力端子Qの出力が“high”に立ち上がりＢ面であることを検知し、その信号がマイクロコンピューター３９に入ってＢ面が底面であることを表示する。

抵抗器R、コンデンサーC１はマイクロコンピューター３９から出力されるパルス信号をクリアー端子CLRにおいて一時的に遅延させ傾斜センサー２７のチャタリングを防止するもので、該傾斜センサー２７で発生するチャタリングを時間的にずらして検知することで誤作動を回避することが可能となる。

配置姿勢に係わりなくレーザーラインを迅速かつ正確に位置合せできるレシーバーが提供できる。

本発明にしたがう回転機構を備えたレーザー照射器とレシーバーの配置状況を示した図である。 レシーバーの構成を示した図である。 （ａ）はレシーバーを正姿勢にて配置した場合の図であり、（ｂ）はレシーバーを反転姿勢にて配置した場合の図である。 レーザー照射器と回転機構の構成を模式的に示した図である。 傾斜センサーの構成を示した図である。 図５に示した傾斜センサーを使用した回路の構成を示した図である。

符号の説明

１ レーザー照射器
２ 回転機構
３ 三脚
４ レシーバー
５ センサー部
５ａ チップ
５ｂ チップ
６ａ フィルター増幅器
６ｂ フィルター増幅器
７ａ 整流器
７ｂ 整流器
８ マイクロコンピューター
９ 送信部
１０ 加速度センサー
１１ スイッチ類
１２ スイッチ類
１３ スイッチ類
１４ ＬＥＤ
１５ ＬＥＤ
１６ ＬＥＤ
１７ ブザー
１８ａ〜１８ｄ 受信窓
１９ａ〜１９ｄ 受信センサー
２０ 光電変換回路
２１ マイクロコンピューター
２２ ドライバー
２３ ドライバー
２４ 高速回転用モーターユニット
２５ 低速回転用モーターユニット
２６ 回転体
２７ 傾斜センサー
２８〜３１ 内部固定接点
３２〜３５ リード端子
３６ 金属ボール
３７、３８ フリップフロップデジタルＩＣ
３９ マイクロコンピューター

Claims (1)

1. レーザー照射器より照射されたレーザーを受光するセンサー部と、センサー部にて受光したレーザー光に基づいてレーザー照射器に動作信号を送信する送信部とを備えたレシーバーであって、
   前記レシーバーは、その配置姿勢が正姿勢にあるか反転姿勢あるかを検知するセンサーと、このセンサーの検知結果にしたがってセンサー部の信号系統を切り替える切り替え回路を有する、ことを特徴とするレーザー照射器用のレシーバー。

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