JP4671110B2 - レーザー墨出器 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー墨出器に関し、特に、非常に広角にライン光を照射可能なレーザー墨出器に関する。

近年、建設現場等で基準線を引くための墨出し作業には、レーザービームにより壁等に直線を投影するレーザー墨出器が用いられている。例えば、ハウジングにハの字状をなすように形成された二つの照射窓をそれぞれ塞ぐように設けられた二つの平面状の防塵カバーと、二つのレーザー光源と、各防塵カバーに対向配置され各レーザー光源からのレーザービームをライン光に変換する二つの広角レンズとを備えるレーザー墨出器がある。個々のレーザー光源及び広角レンズからのライン光の広がり角度は、それぞれ１８０°よりも小さい。しかし、これらのライン光の一部を重ねて一本の直線とすることにより、１８０°以上の広がりを有する一本のライン光である天井ラインを実現している（例えば、特許文献１参照）。また、一つのレーザー光源及び一つの広角レンズによって、ライン光を形成するレーザー墨出器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

実用新案登録３０７８３１２号公報 特開２００４−９４１２０号公報

しかし、上記の二つのレーザー光源によって天井ラインを形成するレーザー墨出器では、二つのライン光が重なる箇所でのライン光の強度が変化する。そこで、一つのレーザー光源及び一つの広角レンズを適用して、ハの字状をなす二つの防塵カバーから一つのライン光を出射すると、ライン光が途切れてしまうことが予想される。また、複数の平面で構成される防塵カバーから一つのライン光を出射すると、互いに隣接する平面の交差部から出射されるライン光が歪んでしまうことが考えられる。

一方、防塵カバーの形状を平面ではなく円弧状にするとライン光の歪まないが、防塵カバーのハウジング内部側で反射する反射光がゴーストライン光として出射され、作業者にライン光の誤認識をさせる恐れがある。また、反射光により透過光量が減少し、ライン光の強度が低下する。

そこで、本発明は、ライン光の強度が一様で、ゴースト現象を防止し、ライン光の強度を向上させ、作業者のライン光の誤認識を防止するレーザー墨出器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、ハウジングに設けられ、ハウジングの外部と内部とを連通しアーチ状をなす第１の照射窓が形成された第１の照射窓部と、ハウジングに設けられ、ハウジングの外部と内部とを連通する第２の照射窓が形成された第２の照射窓部と、ハウジング内に設けられた鉛直機構と、ハウジング内に設けられ、鉛直機構に支持された鏡筒と、鏡筒に設けられたレーザー光源と、レーザー光源から出射されるレーザービームの一部を反射し、残部を下方から上方である鉛直方向へと透過させるハーフミラーと、レーザービームの残部を第１の照射窓を通って該ハウジング外に出射するライン光に変換するための広角レンズ部と、第１の照射窓を塞ぐように、第１の照射窓部に取り付けられ、該ライン光を透過可能な第１の防塵カバーと、レーザービームの一部を第２の照射窓を通ってハウジング外に出射するためのレンズ部と、第２の照射窓を塞ぐように、第２の照射窓部に取り付けられ、レーザービームの一部を透過可能な第２の防塵カバーと、を備えたレーザー墨出器であって、第１の防塵カバーのハウジング内部側であってライン光が透過する部分は、反射防止被膜によって被覆されているレーザー墨出器を提供している。

ここで、反射防止膜は、ＳｉＯ _２ 、ＴｉＯ _２ 、ＭｇＦ _２ のうちの１つからなる単層膜、あるいはＳｉＯ _２ 膜、ＴｉＯ _２ 膜、ＭｇＦ _２ 膜のうちの少なくとも２つ以上の膜を積層させた積層膜であることが好ましい。

更に、第１の防塵カバーは、ライン光が透過する部分よりも大きく設けられていることが好ましい。

請求項１に記載のレーザー墨出器によれば、防塵カバーのハウジング内部側は、反射防止被膜によって被覆されているので、反射光の発生を抑制することができ、防塵カバーを透過するライン光量の損失を低減することができる。更に、反射防止膜が無い場合と比較して、低電流で所望のライン光量を得ることができ、レーザー光源の寿命を延ばすことができる。

請求項２に記載のレーザー墨出器によれば、反射防止膜は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｇＦ_２のうちの１つからなる単層膜、あるいはＳｉＯ_２膜、ＴｉＯ_２膜、ＭｇＦ_２膜のうちの少なくとも２つ以上の膜を積層させた積層膜であるので、効果的にライン光の反射を防止することができ、耐久性、対破損性に優れており、レーザー墨出器の使用環境に適している。

本発明の実施の形態によるレーザー墨出器について図１から図４に基づき説明する。図１は、レーザー墨出器１の正面断面図、図２は、レーザー墨出器１の側方断面図を示している。図１に示すように、レーザー墨出器１は、スタンド２と、ベース３と、ハウジング４と、本体部１０とを備えている。以下、スタンド２側を下側、ハウジング４側を上側として説明する。スタンド２は、図示せぬ床上に配置されている。ベース３は、スタンド２上に回転可能に搭載されている。

ハウジング４は、ベース３上に設けられ、ベース３及びハウジング４により空間部４ａが画成されている。図２に示すように、ハウジング４のレーザー墨出器１の正面側には、スリット状の水平照射窓４ｂが開口している。水平照射窓４ｂは、図示せぬ床と平行に延びている。水平照射窓４ｂを塞ぐように、後述のライン光を透過可能なポリエステル等により構成されるフィルム材からなる水平照射窓防塵カバー６Ａがハウジング４に取り付けられている。また、ハウジング４の水平照射窓４ｂの上側には、図２の紙面と同じ面を含むように上方から下方に延び、略円弧状をなす垂直照射窓４ｃが形成されている。そして、垂直照射窓４ｃを塞ぐように、水平照射窓防塵カバー６Ａと同様のポリエステル等により構成されるフィルム材からなる垂直照射窓防塵カバー６Ｂがハウジング４に取り付けられている。

図１に示すように、ハウジング４の上部には、アーチ状をなす天井照射窓部７が設けられている。天井照射窓部７には、ハウジング４の内部と外部とを連通する長穴からなる天井照射窓７ａが、図１の紙面と同じ面を含みアーチ状をなすように形成されている。そして、図１及び図４に示すように天井照射窓７ａを塞ぐように、水平照射窓防塵カバー６Ａと同様のポリエステル等により構成されるフィルム材からなる天井照射窓防塵カバー８が天井照射窓部７に取り付けられている。よって、天井照射窓防塵カバー８は、後述する天井広角レンズ部１７を覆うようにアーチ状をなしている。

天井照射窓防塵カバー８は、約０．５ｍｍの厚さを有し、その屈折率は１．４〜１．６である。図１のＡで囲まれた部分の拡大図である図３に示すように、天井照射窓防塵カバー８のハウジング４内部側全体は、反射防止膜９によって被覆されている。反射防止膜９は、ＳｉＯ_２により構成されており、その膜厚は１００ｎｍである。図１において、説明の便宜上、反射防止膜９の符号を示しているが、非常に薄いため図面には現れていない。

図２に示すように、本体部１０は、空間部４ａに配置されている。本体部１０は、フレーム１１と、ジンバル機構１２と、鏡筒１３と、レーザー光源１４と、水平広角レンズ部１５と、垂直広角レンズ部１６と、天井広角レンズ部１７と、ビームスプリッタ１８とを備えている。フレーム１１は、ベース３上に設けられている。ジンバル機構１２は、フレーム１１の上端に配置されている。鏡筒１３は、後述の図１に示すレーザービーム１４Ａが常に鉛直方向に指向するようにジンバル機構１２に懸架されている。

鏡筒１３には、上下方向に沿って延びかつ鏡筒１３の上端に開口する第１トンネル１３ａが形成されている。また、鏡筒１３の水平照射窓４ｂに対向する位置には、第１トンネル１３ａに直交し、かつレーザー墨出器１の前後方向（図２の左右方向）に貫通する第２トンネル１３ｂが形成されている。鏡筒１３の第２トンネル１３ｂが形成された部分の上側には、第１トンネル１３ａと連通し、垂直照射窓４ｃに向かって延びる第３トンネル１３ｃが形成されている。各トンネル１３ａ、１３ｂ、１３ｃの内周面には、光の反射を防止するためのアルマイト処理が施されている。

レーザー光源１４は、鏡筒１３の第３トンネル１３ｃの後方側の開口部に配置されている。レーザー光源１４は、波長が５３２ｎｍのグリーンのレーザー光を出射する。水平広角レンズ部１５は、鏡筒１３の第２トンネル１３ｂの前方側の開口部に設けられ、水平照射窓４ｂに対向している。垂直広角レンズ部１６は、第３トンネル１３ｃの開口部に設けられ、垂直照射窓防塵カバー６に対向している。天井広角レンズ部１７は、鏡筒１３の第１トンネル１３ａの上端の開口部に設けられ、天井照射窓防塵カバー８に対向している。

ビームスプリッタ１８は、鏡筒１３の第１トンネル１３ａ内に配置されている。ビームスプリッタ１８は、ホルダ１８Ａと、第１ハーフミラー１８Ｂと、第２ハーフミラー１８Ｃとを備えている。ホルダ１８Ａは、鏡筒１３に固定されている。第１ハーフミラー１８Ｂは、長方形のガラスであり、ホルダ１８Ａの第１トンネル１３ａと第２トンネル１３ｂとが交差する部分において、鉛直方向に対して４５°の角度をなすように固定されている。また、第２ハーフミラー１８Ｃも略長方形のハーフミラーであり、ホルダ１８Ａの第３トンネル１３ｃに対向する部分に、鉛直方向に対して約３０°の角度をなすように固定されている。

次に、レーザー光源１４から出射されたレーザービームの流れについて図１及び図２に基づき説明する。図２に示すように、レーザー光源１４から出射されたレーザービーム１４Ａは、第１ハーフミラー１８Ｂに入射する。第１ハーフミラー１８Ｂに入射したレーザービーム１４Ａの一部は、第１ハーフミラー１８Ｂを透過して水平広角レンズ部１５に入射する。水平広角レンズ部１５に入射したレーザービーム１４Ａは、水平広角レンズ部１５によって水平面上に広がりを有するライン光に変換され、水平照射窓４ｂから１００°の広がりを有するように出射される。

一方、第１ハーフミラー１８Ｂに入射したレーザービーム１４Ａの残部は、第１ハーフミラー１８Ｂによって上方向へ反射され、第２ハーフミラー１８Ｃに入射する。第２ハーフミラー１８Ｃに入射したレーザービーム１４Ａの一部は、第２ハーフミラー１８Ｃによって、第２ハーフミラー１８Ｃに対して約３０°の角度をなす方向へ反射され、垂直広角レンズ部１６に入射する。垂直広角レンズ部１６に入射したレーザービーム１４Ａは、垂直広角レンズ部１６によって、図２の紙面と同じ面内に１４０°（図２の２点鎖線で示す範囲）の広がりを有するライン光に変換され、垂直照射窓４ｃを通って出射される。

また、第２ハーフミラー１８Ｃに入射したレーザービーム１４Ａの残部は、第２ハーフミラー１８Ｃを透過し、天井広角レンズ部１７へ入射する。天井広角レンズ部１７に入射したレーザービーム１４Ａは、天井広角レンズ部１７によって、図１の紙面と同じ面内に２２０°（図１の２点鎖線で示す範囲）の広がりを有するライン光に変換され、ライン光を透過可能な天井照射窓防塵カバー８を通って出射される。

上述のように天井照射窓防塵カバー８のハウジング４内部側は、反射防止膜９によって被覆されているので、ライン光の天井照射窓防塵カバー８における反射光の発生を抑制することができる。よって、天井照射窓防塵カバー８を透過するライン光量の損失を低減することができる。更に、反射防止膜が無い場合と比較して、低電流で所望のライン光量を得ることができ、レーザー光源１４の寿命を延ばすことができる。

また、反射光の発生を抑制することにより、ゴースト現象の発生を防止することができ、作業者のライン光の誤認識を防止することができる。また、反射防止膜９をＳｉＯ_２により構成しているので、効果的にライン光の反射を防止することができる。また、ＳｉＯ_２膜であれば、耐久性、対破損性に優れており、レーザー墨出器１の使用環境に適している。本実施の形態によるレーザー光源１４は視認性の良いグリーンのレーザー光であるので、ライン光の強度を向上させることができる。

本実施の形態のように、天井照射窓防塵カバー８を屈折率が１．４〜１．６であり厚さ０．５ｍｍのポリエステル等からなるフィルム材で構成し、反射防止膜９を膜厚１００ｎｍのＳｉＯ_２で構成し、レーザー光源１４を波長５３２ｎｍのグリーンのレーザー光としているので、反射防止膜９がない場合に５〜１０％であった光線反射率を、０．３％以下に低減することができる。

尚、本発明のレーザー墨出器１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、反射防止膜９は、ＳｉＯ_２により構成されていたが、ＴｉＯ_２、ＭｇＦ_２により構成されていても良いし、ＳｉＯ_２膜、ＴｉＯ_２膜、ＭｇＦ_２膜のうちの少なくとも２つ以上の膜を積層させた積層膜により構成されていても良い。かかる構成によれば、ＳｉＯ_２膜と同様に、効果的にライン光の反射を防止することができ、耐久性、対破損性に優れており、レーザー墨出器１の使用環境に適している。また、反射防止膜９は、天井照射窓防塵カバー８のハウジング４内部側全体に被覆されていたが、少なくとも天井照射窓防塵カバー８のライン光が透過する部分に被覆されていれば良い。

本発明の実施の形態によるレーザー墨出器の正面断面図。 本発明の実施の形態によるレーザー墨出器の側方断面図。 図１のＡで囲まれた部分の拡大図。 本発明の実施の形態によるレーザー墨出器の側面図。

符号の説明

１ レーザー墨出器 ４ ハウジング ７ 天井照射窓部 ７ａ 天井照射窓
８ 天井照射窓防塵カバー ９ 反射防止膜 １２ ジンバル機構 １３ 鏡筒
１４ レーザー光源 １７ 天井広角レンズ部

Claims (3)

1. ハウジングと、
   該ハウジングに設けられ、該ハウジングの外部と内部とを連通しアーチ状をなす第１の照射窓が形成された第１の照射窓部と、
   該ハウジングに設けられ、該ハウジングの外部と内部とを連通する第２の照射窓が形成された第２の照射窓部と、
   該ハウジング内に設けられた鉛直機構と、
   該ハウジング内に設けられ、該鉛直機構に支持された鏡筒と、
   該鏡筒に設けられたレーザー光源と、
   該レーザー光源から出射されるレーザービームの一部を反射し、残部を下方から上方である鉛直方向へと透過させるハーフミラーと、
   該レーザービームの残部を該第１の照射窓を通って該ハウジング外に出射するライン光に変換するための広角レンズ部と、
   該第１の照射窓を塞ぐように、該第１の照射窓部に取り付けられ、該ライン光を透過可能な第１の防塵カバーと、
   該レーザービームの一部を該第２の照射窓を通って該ハウジング外に出射するためのレンズ部と、
   該第２の照射窓を塞ぐように、該第２の照射窓部に取り付けられ、該レーザービームの一部を透過可能な第２の防塵カバーと、を備えたレーザー墨出器であって、
   該第１の防塵カバーの該ハウジング内部側であって該ライン光が透過する部分は、反射防止被膜によって被覆されていることを特徴とするレーザー墨出器。
2. 該反射防止膜は、ＳｉＯ _２ 、ＴｉＯ _２ 、ＭｇＦ _２ のうちの１つからなる単層膜、あるいはＳｉＯ _２ 膜、ＴｉＯ _２ 膜、ＭｇＦ _２ 膜のうちの少なくとも２つ以上の膜を積層させた積層膜であることを特徴とする請求項１に記載のレーザー墨出器。
3. 該第１の防塵カバーは、該ライン光が透過する部分よりも大きく設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザー墨出器。

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