JP4045951B2 - レーザ照射システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ照射システムに関し、特に、建築作業などに使用されるレーザ墨出し器の照射ラインと基準線の合せを容易にするための微調整スタンドを備えたレーザ照射システムに関する。本発明はまた、レーザ墨出し器用の微調整スタンドに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体レーザを用い、レンズを介して垂直ライン、水平ラインや複合ラインを照射するレーザ墨出し器を使用して、建築現場などで床等の加工対象面に直線状のレーザ光を所定の照射角度範囲(例えば170度)で照射して、レーザ光に沿って墨線を描くいわゆる墨出し作業が行われる。例えば複数の蛍光灯を一列に天井に設置するために天井面に蛍光灯のはめ込み枠の位置を示す墨線を描く場合がある。天井面に対して正確に墨線を描くことは一般に困難であるので、図14に示されるように、床Fに蛍光灯の設置場所を示す基準線Rを予め描いておき、レーザ墨出し器110からのレーザ照射ラインを基準線Rに合致させると、上述した照射角度範囲(170度)に渡り、床上にラインab、垂直壁Wにラインbc、天井にラインcdのレーザ光が描かれる。天井面のラインcdは、床Fのラインabと同一鉛直面内にあれば、天井面Cにも基準線Rと平行なレーザ光が描かれたことになるので、該天井面のレーザ光cdに沿って墨線を描くことができる。
【0003】
レーザ墨出し器は接地面が傾斜している場合、機体を水平にするための水準調整が可能であり、一般的には、墨出し器本体の複数の脚をねじ嵌合とし、墨出し器本体に対して脚を回すことによる螺進退によって脚の長さを調整することで水準調整が行われる。また幅方向の回転操作は、墨出し器本体の軸心を中心とした調整角度が0.01°〜0.02°と極めて小さいために、手作業でレーザ墨出し器本体を回して合わせる作業は極めて困難である。そこで、レーザ墨出し器の水平方向回転の微調整機構を備えた装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
特許文献1では、垂直方向に延びる脚を備えた固定ブロックと固定ブロック上で回転する回転ブロックとを具備する微調整スタンドと、回転ブロック上に装備されたレーザ墨出し器とを備えたレーザ照射システムについて記載している。回転ブロックはレーザ墨出し器を載置固定する回転台と、回転台を回転可能に支持する回転支持基盤と、回転支持基盤に設けられた回転微調整部とを有する。レーザ墨出し器からのレーザ光の水平方向を概ね設定した後に、回転微調整部を操作して、回転支持基盤に対する回転台のスライド回転を微調整でき、レーザ光の照射方向が微調整される。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−4378号公報(図1乃至図6)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のレーザ墨出し器を直接床上に置いて水準調整をするときは、墨出し器本体の脚がねじ嵌合となっているため、脚を回すことによる螺進退によって比較的容易に水準調整が可能である。しかし、レーザ墨出し器を三脚上で使用する場合には、三脚の脚の出し入れで水準調整をする必要があり、水準調整が極めて面倒であった。また、特開2001−4378号公報記載の装置では、レーザ墨出し器を回転ブロックに載置した状態での水準調整については、具体的な提案がされていない。
【0007】
そこで本発明は、微調整スタンドにレーザ墨出し器を取付けた状態で、レーザ墨出し器の水準調整が容易に実現でき、またレーザ墨出し器を微調整スタンドに載せた状態で三脚上に取付けても、回転方向の微調整及び水準調整が簡単に実行できるレーザ照射システム、及び、レーザ墨出し器用微調整スタンドを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、半導体レーザユニットとレンズを内蔵し、垂直レーザ光、水平レーザ光を照射可能なレーザ墨出し器本体と、該レーザ墨出し器本体の下部に設けられ長さ方向に移動可能な脚部とを備えて水準調整が可能なレーザ墨出し器を有するレーザ照射システムにおいて、固定ベースと、該固定ベースに嵌合載置され該固定ベースに対して回転可能であると共に、上面が該脚部と当接する回転テーブルとを有する微調整スタンドを備え、該微調整スタンド内に回転テーブル微小回転調整機構を備えたレーザ照射システムを提供している。
【0009】
ここで、該回転テーブル微小回転調整機構は、該固定ベースに固設されたピンと、該回転テーブルに螺合して設けられ、該ピンと係合する調整ネジとを有し、該調整ネジの螺進退により、該ピンを水平方向に付勢して該回転テーブルを微小回転させる。
【0010】
また、三脚の頂部に固定可能で回転阻止面を備えるアダプタが設けられ、該固定ベースには該アダプタの回転阻止面と嵌合する嵌合面が形成されると共に該固定ベースを該アダプタに固定するための固定手段が設けられている。
【0011】
また、該回転テーブルには、該レーザ墨出し器のそれぞれの脚部を固定するための弾性体のバンドが設けられている。ここで、該回転テーブルは該脚部を挿通させる円形穴が形成された座部が設けられ、該脚部は該座部の上面に当接配置されると共に、該バンドは該円形穴の中心に対して該回転テーブルの回転軸心側にずれた位置にて該円形穴に固定されている。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施形態によるレーザ照射システムについて図1乃至図7を参照して説明する。図1はレーザ照射システム1の全体を示しており、レーザ墨出し器10と、固定ベース20と、レーザ墨出し器10を載置し固定ベース20に支持される回転テーブル30と、微小回転調整部40とを有する。
【0017】
レーザ墨出し器10は、図示せぬ半導体レーザユニットと図示せぬレンズを内蔵する墨出し器本体11及び複数の(3本)脚部12を有する。墨出し器本体11の上部及び中央部には、それぞれ垂直ラインを所定角度範囲で照射するための垂直照射口13と、水平ラインを所定角度範囲で照射するための水平照射口14が形成されている。例えば、垂直ライン照射口13からは図14に示されるように、約170度の範囲に亘って垂直光が照射可能である。
【0018】
脚部12は、墨出し器本体11の下部から水平方向に突出して設けられた腕部15と、腕部15から鉛直下方に突出し、先端に雄ネジ部16Aが形成された円柱部16(図4)と、円柱部16の外周側に位置する脚部本体17とを有する。脚部本体17は、その上部に位置する回転操作部17Aと、ネジ部16Aと螺合する雌ネジ部17aとを有する。回転操作部17Aはその外周面がローレット加工されると共に、段部をなす下端面は回転テーブル30の上面と当接する当接面17Bをなす。回転操作部17Aを回転させることにより、雌ネジ部17aが雄ネジ16Aに対して螺進退し、当接面17Bが回転テーブル30の上面と当接した状態で、円柱部16が脚部本体17に対して軸方向に移動する。
【0019】
固定ベース20は、回転テーブル30を回転可能に支持するために設けられ、脚部本体17の下部を収容する脚収容部21と、円筒部22とを有する。円筒部22の上部には、後述する回転テーブル30の下方環状凸部34の外周面と嵌合する小径穴部22aが形成され、円筒部22の下部には、後述するアダプタ50と嵌合する大径穴部22bが形成されている。又固定ベース20には、後述する微小回転調整機構の一部をなすピン41が立設固定されている。大径穴部22bは断面が真円ではなく、図7(B)に示されるように一部に弦部22cが設けられて厚肉となる形状である。
【0020】
回転テーブル30は、墨出し器本体11の下部と嵌合する上方環状突起部31と、脚部12を挿入させる座部32と、微小回転調整機構の外枠部33と、下方環状凸部34とからなる一体物である。墨出し器本体11の下端部は、円形の凹部が形成されて、上方環状突起部31の外周面側にルーズに嵌合配置される。ここで上方環状突起31の外径は、墨出し器本体11の下端部の円形凹部の内径よりも小さく形成されて両者間に隙間が提供され、墨出し器10を回転テーブル30上に載置したとき、墨出し器10の回転軸心は回転テーブル30の回転軸心30aとほぼ一致するように構成されるが、墨出し器本体11は、回転テーブル30に対して、隙間分だけ横方向に僅かに変位可能である。座部32の頂面は脚部12の回転操作部17Aの当接面17Bと当接する上部当接面32Aをなす。また座部32は脚部本体17を挿通させる円形穴が形成されており、円形穴の内径は、脚部12の外径よりも僅かに大きく両者間に隙間が形成されており、脚部12は座部32の内周面内で僅かに横方向に移動可能である。よって傾斜した設置面上にレーザ照射システムを設置した場合であっても、上記隙間によって、傾斜に見合った水準調整が可能となる。
【0021】
回転テーブル30を固定ベース20上に載置したとき、下方環状凸部34の外周面は、固定ベース20の小径穴部22aに回転可能に嵌合し、墨出し器10と回転テーブル30と、固定ベース10が軸心30aを中心に同軸配置可能となる。また、下方環状凸部34の下端面には、ネジを介してプレート35が固定される。プレート35の外縁は固定ベース20に重なり、よって回転テーブル30は固定ベース20に離脱不能に取付けられる。上記固定ベース20と回転テーブル30とにより微調整スタンドが構成される。
【0022】
微小回転調整部40は、上述したピン41と、ピン41に係合し、外枠部33に支持された調節ネジ42と、調節ネジ42の一端に固定されたノブ43とを有する。図5に示されるように、調節ネジ42は、外枠部33の雌ネジ33aに螺合する大径雄ネジ部42Aと、中間小径部42Bとフランジ部42Cと外枠部33に形成された貫通穴33bに対して摺動するスライド軸部42Dとを有する。中間小径部42Bの軸方向長さは、ピン41の先端部の直径と略同一であり、大径雄ネジ部42Aの先端面とフランジ部42Cとの間にピン41の先端が係合される。ノブ43を回転操作すると、調節ネジ42が軸方向に移動しようとする。しかし、ピン41は固定ベース20に固定されているので、調節ネジ42の移動が妨げられ、相対的に回転テーブル30の外枠部33が調節ネジ42に対して移動し、結果的に回転テーブル30が軸心30aを中心に微小回転することで、回転テーブル30上に載置されたレーザ墨出し器10が微小回転し、レーザ光の水平方向に関する照射角度が調整可能となる。
【0023】
図6に示されるように、レーザ墨出し器10を回転テーブル30と固定ベース20とによる微調整スタンドを介して三脚60上にセットする必要があるときは、図7に示されるようにアダプタ50を三脚60にねじ61で固定する。上述したように、アダプタ50は固定ベース20の大径穴部22bに嵌合可能に設けられる。固定ベース20の厚肉弦部22cには、断面が直線上の嵌合面22dが形成されると共に固定ノブ52が螺合され、アダプタ50の上側リブ51には、嵌合面22dと嵌合する直線状の回転阻止面51aが形成されている。そして固定ノブ52の先端が回転阻止面51aを押圧可能に構成されている。よって、固定ベース20はアダプタ50に対して回転不能に嵌合した状態で、アダプタ50に固着される。
【0024】
レーザ墨出し器10を単体で使用するときは、従来と同様に、3本の脚部本体17の先端を床上に設置し、それぞれの回転操作部17Aを回転操作することにより、それぞれの脚部本体17に対してそれぞれの円柱部16が軸方向に移動することで、レーザ墨出し器10の水準が調整できる。
【0025】
図1に示されるように、レーザ墨出し器10を微調整スタンドに載置したときは、微小回転調整と、水準調整の両方が実現できる。水準調整は、レーザ墨出し器10の回転操作部17Aを回転操作することにより、脚部本体17に対して円柱部16の軸方向位置が変化する。このとき回転操作部17Aの当接面17Bは回転テーブル30の上部当接面32Aと当接しているので、それぞれの座部32に対して、それぞれの円柱部16の高さが個別的に調整できるので、回転テーブル30上にレーザ墨出し器10をセットした状態で、水準調整が可能となる。またこの状態で、ノブ43を回転操作することで、回転テーブル30を固定ベース20上で微少角度回転でき、レーザ光の水平方向の微調整が可能となる。
【0026】
図6に示されるように、レーザ照射システム1を三脚上に取付けた場合には、アダプタ50は三脚60の上部に固定され、固定ベース20はアダプタ50に対して回転不能に嵌合しており、固定ベース20に設けられた固定ノブ52によって固定ベースはアダプタ50に固定されるので、ノブ43を操作したときに固定ベース20が回転することを阻止しつつ、回転テーブル30が固定ベース20に対して微小回転可能となる。また、図1の状態と同様にしてレーザ墨出し器10の水準調整が可能となる。
【0027】
本発明の第2の実施形態によるレーザ照射システムについて図8乃至図13を参照して説明する。これらの図において、第1の実施の形態におけるレーザ照射システム1と同一の部材は同一の番号を付し、説明を省略する。第1の実施の形態によるレーザ照射システム101では、上方環状突起31の外径が墨出し器本体11の下端部の円形凹部の内径よりも小さく形成されて両者間に隙間が提供されると共に、座部32の内径が脚部12の外径よりも僅かに大きく形成されて両者間に隙間が形成され、そのことにより、傾斜した設置面上にレーザ照射システム1を設置した場合であっても、上記隙間によって、傾斜に見合った水準調整が可能となる。しかし、この隙間によってレーザ墨出し器10が微調整スタンドに対して横方向にずれる可能性がある。また、水準調整のためにレーザ墨出し器10の脚部12を伸縮させるので、微調整スタンドの回転テーブル30上にレーザ墨出し器10を単に載置する構成であるため、移動や運搬時にレーザ墨出し器10を微調整スタンドから転倒、落下させてしまうおそれがある。第2の実施の形態によるレーザ照射システムは、かかる問題点を解消している。
【0028】
図9、図10、図11において、回転テーブル130の座部132の穴の中心よりも、回転軸心30a側には、凹溝132aが形成され、凹溝132aには弾性体からなる円形状のバンド70が配設されている。この円形バンド70は、脚部17が挿通する座部132の穴に対して横断する位置にある。
【0029】
図13に示される拡大図によれば、上方環状突起31の外径は墨出し器本体11の下端部の円形凹部の内径よりも小さく形成されて両者間に隙間S1が提供されると共に、座部132の内径が脚部本体17の外径よりも僅かに大きく形成されて両者間に隙間S2が形成されている。
【0030】
図8、図12、図13は微調整スタンド上にレーザ墨出し器10を載置した状態を示しており、第1の実施の形態と同様に、回転テーブル130の座部132にレーザ墨出し器10の脚部本体17を入れた状態で、バンド70にてレーザ墨出し器10の腕部15が弾性的に固定される。微調整スタンドの回転テーブル130上で、レーザ墨出し器10の水準調整を行うと、レーザ墨出し器10の脚部12において、円柱部12が脚部本体17に対して軸方向に移動し、その移動量に追従してバンド70が伸縮する。よって、上方環状突起31と墨出し器本体11の下端部の円形凹部の間の隙間S1や座部132の内周面と脚部本体17の外周面との間の隙間S2があっても、レーザ墨出し器10をガタツキなく微調整スタンドに固定することができる。また、バンド70は座部132の穴の中心位置よりやや軸心30a側を横断しているため、脚部本体17を座部132に挿入すると、バンド70の弾性力により脚部12は軸心30aに関して半径方向外方に均等に付勢され、レーザ墨出し器10と微調整スタンドの回転中心のずれが抑制される。また微調整スタンドとレーザ墨出し器10を互いに固定した状態で、レーザ墨出し器10を傾斜させて水準調整ができる。
【0031】
本発明によるレーザ照射システムは上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、固定ベース20とアダプタ50との嵌合は、図7に示される形状に限定されず、固定ベース側に凹部又は凸部形状の係合部を設け、アダプタ側に凸部又は凹部を設けて、係合部と係合するようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】
請求項1記載のレーザ照射システムによれば、微調整スタンドにレーザ墨出し器を載置する際、回転テーブルの上面にレーザ墨出し器の脚を当接させることにより、微調整スタンド上で脚部の移動を調整することでレーザ墨出し器の水準調整が可能となる。また微小回転調整機構を持たない既存のレーザ墨出し器を本発明の微調整スタントに取付けて使用することができる。更に、レーザ墨出し器を微調整スタンドに載置した状態で微少回転調整機構を操作することにより、レーザ光の水平方向の照射方向を微調整できる。
【0033】
請求項2記載のレーザ照射システムによれば、ピンと調整ネジとの組合せのみで、これらの係合関係を保持した状態で調整ネジを螺進退させることにより、ピンを押圧して固定ベースに対して回転テーブルを微小角度回転させることができ、少ない部品点数にて水平方向のレーザ照射角度を容易に調整することができる。
【0034】
請求項3記載のレーザ照射システムによれば、微調整スタンドを三脚上で使う場合、アダプタと固定手段とにより固定ベースを三脚に固定でき、三脚上で回転テーブルの微小回転調整や水準調整が可能となる。
【0035】
請求項4記載のレーザ照射システムによれば、レーザ墨出し器を微調整スタンドに固定するバンドを弾性材としたことにより、微調整スタンドにレーザ墨出し器を固定した状態で、レーザ墨出し器を傾斜させて水準調整ができる。
【0036】
請求項5記載のレーザ照射システムによれば、脚部が挿通する穴にバンドが横断する位置にバンドを配置させることができ、脚部挿入時に脚部はバンドの弾性力で半径方向外方側に付勢される。よってレーザ墨出し器と回転テーブル間の嵌合部のがたつきがなくなるとともに、微調整スタンドと墨出し器の心出しが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態によるレーザ照射システムにおいて、レーザ墨出し器を微調整スタンドに設置した状態を示す斜視図。
【図2】本発明の第1の実施の形態による微調整スタントを示す斜視図。
【図3】図2のIII−III断面図。
【図4】本発明の第1の実施形態によるレーザ照射システムにおいて、レーザ墨出し器を微調整スタンドに設置した状態を示す断面図。
【図5】図2のV−V線に沿った断面図。
【図6】本発明の第1の実施形態によるレーザ照射システムを三脚上に取付けた状態を示す斜視図。
【図7】本発明の第1の実施形態によるレーザ照射システムのアダプタと固定べースとの接続状態を示し、(A)は断面図、(B)はVII−VII線に沿った断面図。
【図8】本発明の第2の実施形態によるレーザ照射システムにおいて、レーザ墨出し器を微調整スタンドに設置した状態を示す斜視図。
【図9】本発明の第2の実施の形態による微調整スタンドを示す斜視図。
【図10】図9のX−X断面図。
【図11】図10の矢印XI方向から見た回転テーブルの座部付近の平面図。
【図12】本発明の第2の実施形態によるレーザ照射システムにおいて、レーザ墨出し器を微調整スタンドに設置した状態を示す図8のXII−XII線に沿った断面図。
【図13】本発明の第2の実施形態によるレーザ照射システムにおいて、レーザ墨出し器を微調整スタンドに設置した状態を示す拡大断面図。
【図14】従来のレーザ墨出し器のライン照射状態を示す説明図。
【符号の説明】
1…レーザ照射システム、 10…レーザ墨出し器、 11墨出し器本体、
12…脚部、 17…脚部本体、 17B…当接面、 20…固定ベース、 22b…嵌合面、 30 130…回転テーブル、 32A…上部当接面、 40…微小回転調整部、 41…ピン、 42…調整ネジ、 43…ノブ、 50…アダプタ、 51a…回転阻止面、 52…固定ノブ、 60…三脚 70…バンド
Claims (5)
- 半導体レーザユニットとレンズを内蔵し、垂直レーザ光、水平レーザ光を照射可能なレーザ墨出し器本体と、該レーザ墨出し器本体の下部に設けられ、長さ方向に移動可能な複数の脚部とを備えて水準調整が可能なレーザ墨出し器を有するレーザ照射システムにおいて、
固定ベースと、該固定ベースに嵌合載置され該固定ベースに対して回転可能であると共に、上面が該脚部と当接する回転テーブルとを有する微調整スタンドを備え、該微調整スタンド内に回転テーブル微小回転調整機構を備えたことを特徴とするレーザ照射システム。 - 該回転テーブル微小回転調整機構は、該固定ベースに固設されたピンと、該回転テーブルに螺合して設けられ、該ピンと係合する調整ネジとを有し、該調整ネジの螺進退により、該ピンを水平方向に付勢して該回転テーブルを微小回転させることを特徴とする請求項1記載のレーザ照射システム。
- 三脚の頂部に固定可能で回転阻止面を備えるアダプタが設けられ、該固定ベースには該アダプタの回転阻止面と嵌合する嵌合面が形成されると共に該固定ベースを該アダプタに固定するための固定手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載のレーザ照射システム。
- 該回転テーブルには、該レーザ墨出し器のそれぞれの脚部を固定するための弾性体のバンドが設けられていることを特徴とする請求項1記載のレーザ照射システム。
- 該回転テーブルは該脚部を挿通させる円形穴が形成された座部が設けられ、該脚部は該座部の上面に当接配置されると共に、該バンドは該円形穴の中心に対して該回転テーブルの回転軸心側にずれた位置にて該円形穴に固定されていることを特徴とする請求項4記載のレーザ照射システム。
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