建築用回転レーザ装置

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【発明の名称】	建築用回転レーザ装置
【発明者】	【氏名】ハインツコウゼック【氏名】アルミンスピーゲル
【要約】	【課題】主な使用例において作業を簡単、迅速、かつ快適に遂行することができる建築用回転レーザ装置を得る。【解決手段】装置ハウジング３２の内部に配置したレーザ光源３３と、光軸に一致する回転軸線の周りに回転可能でありかつビーム出入射窓５２を設けたハウジングユニット５１内に配置したビーム転向装置５０と、表示マークから反射してビーム出入射窓５２に再入射したレーザビームを検出しかつ判定制御する電子回路部５７とを具え、判定制御ユニットによって、検出した反射ビームの割合に応じた制御信号を転向装置５０の回転軸線を傾動するための傾動装置３７に供給することかできるようにした建築用回転レーザ装置３１において、検出した表示マークから反射したビームの割合に応じてビーム転向装置５０を、初期状態から軸線方向に調整自在に移動させることができる自動的に動作可能な制御装置４０を設ける。

【特許請求の範囲】
【請求項１】装置ハウジング（２；３２；７２；９２；１０２）の内部に配置してレーザビーム（Ｌ）を発生する光源（３；３３）と、前記レーザビームのための転向装置であって、好適には、光軸に一致する回転軸線の周りにモータ駆動によって回転可能でありかつ前記装置ハウジング（２；３２；７２；９２；１０２）から部分的に突出して前記レーザビームのための少なくとも1個のビーム出入射窓（１３；５２）を設けたハウジングユニット（１０；５１；７３；９３；１０３）内に配置した転向装置（７；５０；７４；１０４）と、表示マーク（２４）から反射して前記ハウジングユニット（１０；５１；７３；９３；１０３）の前記ビーム出入射窓（１３；５２）に入射したレーザビーム（Ｒ）のための検出装置（１４）と、前記検出装置（１４）に接続した判定制御ユニット（２１）とを具え、この判定制御ユニット（２１）によって、検出した反射レーザビーム（Ｒ）の割合に応じた制御信号を前記転向装置（７；５０；７４；１０４）の回転軸線を傾動するための傾動装置（２２；３７）に供給することかできるようにした建築用回転レーザ装置において、検出した前記表示マーク（２４）から反射したレーザビーム（Ｒ）の割合に応じて前記レーザビーム（Ｒ）のための前記転向装置（７；５０；７４；１０４）を、初期状態から軸線方向に調整自在に移動させることができる自動的に動作可能な制御装置（４０；７５；９６；１０７～１０９）を設けたことを特徴とする建築用回転レーザ装置。
【請求項２】前記自動的に動作可能な調整装置にモータ駆動により昇降自在の架台（９４；１０５）等を設け、この架台の調整駆動機構（９５，９６；１０７～１０９）を前記判定制御ユニット（２１）から供給された制御信号によって駆動可能にした請求項１記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項３】前記架台等に接続接点（１１０）を設けた取付プレート（１０６）を設け、この接続接点（１１０）を、建築用レーザ装置（１０１）を取付プレート（１０６）に取り付ける際に装置ハウジング（１０２）に設けた対応の差込接点に接続するようにし、これにより、前記架台等（９４；１０５）の調整駆動機構（１０７～１０９）を前記判定制御ユニット（２１）及び場合によってはエネルギ源に接続するようにした請求項２記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項４】前記自動的に動作可能な制御装置（７５）にレール（７８）を設け、光軸が前記レール（７８）にほぼ平行となるよう前記レール（７８）に前記装置ハウジング（７２）を取付可能にし、前記判定制御ユニット（２１）により供給された制御信号の割合に応じて前記装置ハウジング（７２）を前記レール（７８）に沿って移動可能にした請求項１記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項５】支持ローラ（７７）及びモータ駆動可能な駆動ローラ（７６）を設け、これらローラが前記レール（７８）に連係動作し、前記判定制御ユニット（２１）の制御信号によって駆動可能にした請求項４記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項６】前記レーザビームのための転向装置（５０）をプラットフォーム（４６）上に配置し、前記判定制御ユニット（２１）の制御信号の割合によって軸線方向に移動可能にした請求項１記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項７】前記ハウジングユニット（５１）をランタン状に構成し、かつ装置ハウジング（３２）に連結し、前記プラットフォーム（４６）を前記ハウジングユニット（５１）内で高さ調整可能にした請求項１記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項８】前記軸線方向調整の移動行程を中心位置に対して±６５ｍｍの範囲とした請求項７記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項９】前記ランタン形状のハウジングユニット（５１）に４個のビーム出入射窓（５２）を設け、これらビーム出入射窓（５２）をほぼ軸線方向に延在させ、約１５０ｍｍ～約１６０ｍｍの範囲の高さにした請求項８記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項１０】前記ランタン形状のハウジングユニット（５１）に、前記光軸にほぼ直交する方向に延在する他のビーム出入射窓（５３）を設けた請求項９記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項１１】前記転向装置（５０）のためのプラットフォーム（４６）を３点で支持し、少なくとも１個の支持体を制御モータ（４４）と連係動作させ、この支持体を軸線方向に配置したねじスピンドル（４１）とした請求項７乃至１０のうちのいずれか一項に記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項１２】前記転向装置（５０）のためのプラットフォーム（４６）を３個のねじスピンドル（４１，４２，４３）に配置し、前記判定制御ユニット（２１）により制御可能な制御モータ（４４）によって同期して駆動可能にした請求項１１記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項１３】前記装置ハウジング（３２）に入力キーボードを設け、この入力キーボードを前記判定制御ユニット（２１）に接続した請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項１４】前記装置ハウジングの内部に、他のレーザ光源、及びこの他のレーザ光源に設けた回転可能な第２の転向装置を配置し、このレーザビームのための第２転向装置を第２のハウジングユニット内に配置し、この第２ハウジングユニットを前記装置ハウジングから部分的に突出させ、また前記レーザビームのための少なくとも１個のビーム出入射窓を設け、第１ハウジングユニットの少なくとも１個のビーム出入射窓に対して９０゜の角度をなすよう配置した請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項１５】前記第２の転向装置を回転軸線に沿って配置し、前記判定及び制御ユニットの制御信号の割合によって自動的に軸線方向に移動自在にした請求項１４記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項１６】前記レーザビームのための各転向装置（５０；７４；１０４）にペンタプリズムを設け、入射するレーザビームの少なくとも一部を９０゜転向するようにした請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の建築用回転レーザ装置。
【請求項１７】前記転向装置の軸線方向の調整のための前記自動的に動作可能な調整装置に、極限位置に達した際に光学的及び／又は音響的警報信号を発生する限界警報発生を設けた請求項１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の建築用回転レーザ装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、装置ハウジングの内部に配置してレーザビームを発生する光源と、前記レーザビームのための転向装置であって、好適には、光軸に一致する回転軸線の周りにモータ駆動によって回転可能でありかつ前記装置ハウジングから部分的に突出して前記レーザビームのための少なくとも1個のビーム出入射窓を設けたハウジングユニット内に配置した転向装置と、表示マークから反射して前記ハウジングユニットの前記ビーム出入射窓に入射したレーザビームのための検出装置と、前記検出装置に接続した判定制御ユニットとを具え、この判定制御ユニットによって、検出した反射レーザビームの割合に応じた制御信号を前記転向装置の回転軸線を傾動するための傾動装置に供給することかできるようにした建築用回転レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回転可能なレーザビームを有する建築用レーザ装置は、建築業界において、据付作業及び電動工具を使用した手作業や、このような作業の補助手段として、天井、壁、床に水平ライン及び垂直ラインを設定したり、又は部屋に水平、垂直又は任意の傾いた平面を正確に規定するのに使用される。これは壁、ドア柱、窓又は配線の引き回しの決定のための整列作業に必要である。従来技術の既知のこの種の建築用回転レーザ装置は、ハウジング内部に配置したレーザユニットを設け、このレーザユニットから発生したレーザビームを転向装置によって約９０゜転向可能にする。転向装置は光軸に一致する回転軸線の周りに回転可能にする。転向装置の回転によって回転軸線に直交するよう転向されたレーザビームは平面を描出する。レーザビームの回転軸線はサーボ制御装置によって２個の互いに直交する平面内で傾動可能にし、現場平面の高さが均一でない場合につり合いをとったり、又は必要に応じて部屋（空間）に斜めに傾いた平面を描出することができるようにする。
【０００３】このような建築用回転レーザ装置の例としては、ヨーロッパ特許公開第７８７９７２号公報又は同第８５４３５１号公報に記載のものがあり、これら公報には異なる実施例の装置が記載されており、回転平面の基準ラインからの誤差位置を特別に構成した目標板で分かるようにしている。誤差位置を知る際に、ヨーロッパ特許公開第７８７９７２号公報に記載の装置の場合、ユーザーに装置を旋回して整列させるべき方向を指し示すようにし、回転するレーザビームが描く平面から適正な位置を取得するようにする。ヨーロッパ特許公開第８５４３５１号公報に記載の建築用レーザ装置はサーボ系を用意し、レーザビームの回転平面を特別に構成した目標板に設けた基準ラインに整列させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術から既知の建築用回転レーザ装置によっては、上述の刊行物で言及されているように、回転軸線は２方向に傾斜させられる。装置におけるビーム出射位置から平面の位置は確定される。回転レーザビームによって展開される平面を平行移動するには建築用レーザ装置自体を横方向に移動しなければならない。例えば、水平平面が建造物に予め設けた高さマークを常にモニタすることによって調整し、また装置を不安定な場所で設置する場合には後調整が必要になる。このような使用例には、通常、架台又は壁ホルダのレールに高さ調整装置を使用するのが一般的である。誤差位置が検出された場合には手動で後調整を行う必要がある。大きな空間内の中心に設置するときありがちではあるが、建築用レーザ装置から照準を当てる高さマークが数メートルも離れていると、装置の設置ポイントからはレーザビームと高さマークの一致は常に知ることはできない。このような場合、補助力を使用少なくとも必要があるか、又は装置の位置を後調整するまでユーザーがレーザ装置の設置位置と高さマークとの間で行き来しなければならない。
【０００５】上述の種類のレーザ装置の他の使用例では、垂直平面を水平方向例えば、建造物の軸線に整列させることがあり、この軸線は、１個又は２個の建造物に配置した目標マークによって予め与えられる。このような場合、レーザ装置を床に設置し、手作業で互いに対向する壁に設けたマーク相互を整列させる。先ず、レーザ装置を垂直軸線の周りに回転させることによってマークを照射するようにし、次に回転したレーザビームが展開する平面の２個のマークからの誤差位置を測定する。レーザ装置から双方のマークまでの双方のずれの割合に応じて、レーザ装置の位置を最大評価距離だけ移動することによって後修正を施す。この手法を、レーザビームが展開する平面が双方のマークを通過するようになるまで繰り返す。既知の刊行物記載の回転軸線を傾斜させることによって目標マークに対する自動整列に近づけることができる。確かにこのことは、垂直平面に対する正確な整列のために必須の方法の一部のステップを提示している。
【０００６】他の使用例、例えば、全体的に斜めに傾いている壁及び／又は天井を有する古い建物の改築の際に、傾いた平面を建造物に配置した３個のマークに整列させることが必須になることがある。このことは、既知のレーザ装置を使用して垂直平面を建造物軸線に整列させるのと類似の技術で行うことができ、ただし、３個のマークを考慮するものの、実際的には試行錯誤を繰り返し、次第に接近させるものである。
【０００７】従来既知のレーザ装置では、上述の３種類の使用例は、レーザ装置を頻繁に使用し、作業の遂行には比較的手順が面倒で時間がかかるものである。従って、本発明の目的は、３種類の主な使用例において作業を簡単、迅速、かつ快適に遂行することができる建築用回転レーザ装置を得るにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため、本発明は、装置ハウジングの内部に配置してレーザビームを発生する光源と、前記レーザビームのための転向装置であって、好適には、光軸に一致する回転軸線の周りにモータ駆動によって回転可能でありかつ前記装置ハウジングから部分的に突出して前記レーザビームのための少なくとも1個のビーム出入射窓を設けたハウジングユニット内に配置した転向装置と、表示マークから反射して前記ハウジングユニットの前記ビーム出入射窓に入射したレーザビームのための検出装置と、前記検出装置に接続した判定制御ユニットとを具え、この判定制御ユニットによって、検出した反射レーザビームの割合に応じた制御信号を前記転向装置の回転軸線を傾動するための傾動装置に供給することかできるようにした建築用回転レーザ装置において、検出した前記表示マークから反射したレーザビームの割合に応じて前記レーザビームのための前記転向装置を、初期状態から軸線方向に調整自在に移動させることができる自動的に動作可能な制御装置を設けたことを特徴とする、【０００９】本発明の好適な構成によれば、回転レーザ装置に一層の自由度を与え、装置の調整及び建造物に設けた基準マークとの整列を簡単にすることができる。本発明建築用回転レーザ装置は、冒頭に述べた刊行物、即ち、ヨーロッパ特許公開第７８７９７２号公報又は同第８５４３５１号公報、又は米国特許第５７８４１５５号に記載されている装置に基づいている。本発明によれば、このような種類の装置の基本装備として、センサ類、回転及び回転軸線の傾斜調整のためのアクチュエータ及び組み込みサーボ装置を有し、レーザビームのための転向装置の軸線方向の移動、及びこのために接続した判定制御ユニットの接続素子を拡張することができる。
【００１０】レーザビームの転向装置の回転軸線の傾斜調整には、米国特許第５，７８４，１５５号に記載ささている既知の回転レーザ装置は３個の互いに直交する水準センサを３個のカルテシアン（デカルト）座標に配置する。重力スイッチにより粗い感知を行い、前もって装置が水平であるか、垂直であるかを確認しておく。感知領域が十分広い場合には、この目的は水準センサによっても感知することができる。回転可能な転向装置の角度エンコーダは、目標板が装置から見通せる方向を決定するのに使用され、これにより、主傾動装置を確認することができる。検出装置は反射性目標板を感知しかつ符号化する受容器として作用する。認識した信号は判定制御ユニットに転送し、この判定制御ユニットは、目標板に固定した目標位置の一時的な回転平面を決定するために転送された信号を保存し、また傾動調整のためのアクチュエータに制御信号を供給する。本発明を完全にするためには、転向装置の軸線方向調整のための自動的動作可能な装置を装備し、また必須である軸線方向位置の一時的記憶することができるよう、また高さ又は側方への調整のために必須の制御信号を生ずるよう判定制御ユニットを変更する。
【００１１】本発明による建築用回転レーザ装置の装備は、建築業者の作業方法に対応するようにする。このことは、空間内で平面を展開し、レーザビームの出射平面が平面座標系の原点に一致しない場合に、数学者の見地からではなく、座標変換を導入して問題を解決する。多くの場合、建築業者は回転レーザ装置の整列のため、空間内で決定素子を通過する平面を描出しようとし、この決定素子は調整の際に不変に留まり、また簡単な平行移動を実現する。建築業者にとって必須の目的は、垂直に延在する平面の展開と整列である。この使用例では、平面の方向は、建造物の軸線に対して平行か又は垂直であるかの要求によって与えられる。建造物軸線の方向は、建造物輪郭を除外し、寸法を平行に押し出し、平面を読み取るようにするのが一般的である。軸線に垂直な輪郭がある場合には互いに離れた２個の位置で所定の建築線に対する直交距離を割り引いて考慮することによって建物において平行移動が可能になる。このことは、回転レーザ装置の設置位置に関して直径方向に配置する。このとき、装置の設置位置は、ビームが双方のマークを通過するように調整する。垂直方向は回転レーザれ装置により予め設定及び／又は保持され、装置は双方のマークを結ぶラインに直接ではなく、このような連結ラインが垂直平面内にくるようにしなければならない。本発明による建築用回転レーザ装置によれば、垂直方向の設置によって水平線に対して好適な公差範囲内に存在し、装置の正反対の方向に見えるように配置した２個の目標マークを認識する。装置の整列は、回転軸線の傾斜調整のための、またレーザビームの転向装置の高さのための調整駆動装置の自動的動作を、目標マークから反射して検出したレーザビームの割合に応じて生ずるようにする。本発明装置によれば、誤差位置の認識は、目標マークの異なる領域によって識別される反射レーザビームの偏光した光の成分の検出割合によって行う。双方の目標マークが同じ符号で逸脱している場合には、先ず軸線方向の高さ調整を行う。双方の目標マークの逸脱の符号が互いに異なるようになったら、回転軸線の傾動調整のための調整駆動装置、及び転向装置の軸線方向移動のための調整駆動装置を交互に又は同時に動作させる。これにより、早く傾動しすぎて目標マークが認識領域から見失われるという事態を確実になくすことができる。
【００１２】離れた位置で建造物に印刷した高さマークにより水平平面を展開して描出することがよくある。２個の互いに異なる平行でない平面は水平基準を求めることによって与えることができる。３個の決定ポイントは高さマークにより画定される。このため、建築用回転レーザ装置を建造物の床に設置する際に、見通しのきく作業領域となる場所を選択する。高さは、既知の装置では全体的に垂直レールを有する抜き差し架台又は壁ホルダにより手で調整する。このようにして、装置は水平整列を保持するか、又は自動的に後修正する。設置場所を移し替る必要がある場合、高さは、直前の設置での既にマークしたポイントを新たに調整する。いわゆる衝撃遮断は、装置の移動があると特定の公差範囲内で即座に反応する。これにより、不慮に装置又は架台にぶつかったりした後の誤差に伴う作業の続行を回避する。装置がゆっくりと沈み込む例えば、架台の保持能力が悪いことによって降下する場合、従来技術の装置ではこのことを感知せず、従って、修正は行なわれないが、本発明による建築用回転レーザ装置はこのようなことを回避することができる。地面上ではレーザビームのための転向装置の軸線方向の高さ調整を行なう。レーザビームが整列をとるべき高さマークは、建造物の全作業現場で作業中存続させる。装置はマークから反射したレーザビームが通過する位置を制御し、正確な高さを自動的に調整する。調整した高さは保持され、架台の高さが不慮に変わってしまう場合でも保持される。高さマークの視野の範囲で架台の位置を変更することによって、装置はレーザビームのための転向装置の高さを、同一の基準マークに従って再び自動的に調整する。
【００１３】本発明建築用回転レーザ装置のわりとよくある使用例としては、建造物に固定した目標マークである３点を通る斜めに傾いた平面を展開することがある。このようなケースとしては例えば、古い建物の改築がある。この場合、所定の構造、例えば、丸天井、地下施設、斜めに傾いた窓ヒンジを有する部屋、斜めに傾いた屋根の張出部等に「ベストフィット」するよう平面を嵌め込む必要がある。このシステムはよく過大評価することがよくある。即ち、この嵌め込みは３点よりも多いポイントに視覚的に調整を行なうからである。従来技術から既知の装置では解を反復的に即ち、試行錯誤を行なって見出しているが、本発明による建築用回転レーザ装置によれば、このような平面を簡単に描出することができる。このため、回転軸線の軸線方向移動と回転軸線の傾動調整を交互に行い、これを回転レーザビームが所定位置のすべての目標マークを通過するようになるまで続ける。１８０°互いに対向する双方の目標マークに、所定位置からのずれの符号が同一である場合、軸線方向の調整を行なう。これと同時に又は間欠的に回転軸線の３点の目標マークに従う傾動を行なう。このようにして、３点の目標マークが認識領域から見失うことを回避する。所定位置での双方の目標マークのずれの符号が逆転したら、同時又は間欠的に回転軸線の２方向への傾動を調整し、軸線方向移動に適合させる。一方、互いに１８０°対向して位置する２個の目標マークの双方で正反対の符号を有してずれを生じている場合、ずれの符号が入れ代わるまで回転軸線を傾動させる。３点における目標マークのずれの符号が正反対である場合、回転軸線を傾動することによって誤差位置を考慮する。さもないと、誤差位置が考慮されずに留まることになる。双方の目標マークのずれの符号に関連する誤差位置が変化した場合、軸線方向移動のための調整駆動装置及び２方向への傾動のための調整駆動装置を後調整する。
【００１４】本発明建築用回転レーザ装置の他の使用例としては、以下の調整に関する変更がある。
【００１５】装置によって水平方向調整のための目標マークを確認し、またこの目標マークに関連する誤差位置を確定した場合、レーザビームのための転向装置の軸線方向移動の自動調整装置を動作させる。この軸線方向の移動は、回転軸線の傾動を制御するための１個又は２個の水準装置の軸線方向調整作業を開始し、各水準装置の稼働は維持する。このようにして、水準装置における誤差が軸線方向調整中にまた調整後に自動的に修正される。
【００１６】目標マークに直交する平面の誤差を検出すると、誤差の方向を確認し、目標マークに対する最大傾斜方向を示すように回転軸線を傾動する。
【００１７】水平及び垂直に配置した目標マークからの誤差があると、先ず軸線方向移動及び回転軸線の傾動調整を行い、水平の目標マークに向かう方向に対して主傾斜方向が直交する状態にする。初期状態において水平平面が確立されていれば、レーザビームの転向装置は水平の目標マークと同じ高さに存在する。初期状態において、垂直平面及び装置の基本調整が確立され、水平の目標マークが装置の上方又は下方で所定の公差範囲内に見出される場合、生ずる平面は垂直の目標マークの方向に水平の目標マークを通過する垂線によって調整される。
【００１８】本発明による建築用回転レーザ装置を垂直に据え付けない場合に、所定の公差内で装置から９０°以下の範囲で２個の垂直に配置した目標マークを認識するとき、調整駆動装置はレーザビームの転向装置に連結した軸の回転軸線のための少なくとも１個の傾動調整を動作させ、所定位置の双方の目標マークに命中するまでこの傾動調整を継続する。軸線方向の移動は行なわず一定に保持する。これにより、レーザビームの転向装置の所定位置及び双方の目標マークを通過する傾いた平面を展開することができる。
【００１９】調整手順は経時的に説明すると、先ず建築用回転レーザ装置により旋回することによって提示された目標マークを確認する。１個の目標マーク又は約９０°の範囲に整列する２個の目標マークが存在する場合、装置ハウジングき軸の回転を調整して所定の範囲の領域をスキャンする。そうでない場合、レーザビームを全周にわたり回転させる。整列が生ずると、装置は、場合によっては光路に配置したスキャン標的に反応する。スキャン標的からビームが外れると、ビームを全周にわたり回転させる。装置の最初の位置で目標マークに整列しない状態を認識したとき、装置は調整方法に従って移動し、新たに整列をとる。
【００２０】本発明建築用回転レーザ装置の好適な実施例においては、前記自動的に動作可能な調整装置にモータ駆動により昇降自在の架台等を設け、この架台の調整駆動機構を前記判定制御ユニットから供給された制御信号によって駆動可能にする。この実施例では、１個又はそれ以上の目標マークに対して検出した誤差位置に応じた制御信号を発生し、装置の高さ調整を自動的に行なうよう判定制御装置を変更する。
【００２１】架台の高さ調整のための調整駆動装置に対する回転レーザ装置の接続は接続ケーブルによって行なう。本発明の好適な実施例においては、前記架台等に接続接点を設けた取付プレートを設け、この接続接点を、建築用レーザ装置を取付プレートに取り付ける際に装置ハウジングに設けた対応の差込接点に接続するようにし、これにより、前記架台等の調整駆動機構を前記判定制御ユニット及び場合によってはエネルギ源に接続するようにする。装置をこのように構成することによって、ケーブル等の解離を回避することができる。更に、架台の調整駆動装置のための個別のエネルギ供給を断念した場合でも、架台の昇降調整のための調整駆動装置を回転レーザ装置のエネルギ供給源から駆動することができる。軸線方向の調整能力又は高さ調整能力の範囲は架台によって決まり、例えば、約±５０ｃｍの範囲の値とする。
【００２２】本発明による建築用回転レーザ装置の他の好適な実施例においては、前記自動的に動作可能な制御装置にレールを設け、光軸が前記レールにほぼ平行となるよう前記レールに前記装置ハウジングを取付可能にし、前記判定制御ユニットにより供給された制御信号の割合に応じて前記装置ハウジングを前記レールに沿って移動可能にする。
【００２３】建築用回転レーザ装置は上述の実施例と同様の構成にし、かつレールにモータ駆動の移動可能な取付プレートに取り付けることができる。このような実施例では、支持ローラ及びモータ駆動可能な駆動ローラを設け、これらローラが前記レールに連係動作し、前記判定制御ユニットの制御信号によって駆動可能にする。支持ローラ及び駆動ローラは装置にレールに沿って走行する自走性を与え、この走行は判定制御ユニットからの制御衝合の割合に応じて生ずる。駆動は、レールに支持する１個若しくはそれ以上の摩擦ホイール、又は外側に歯を設けたローラによって生ずることができる。軸線方向の移動範囲はレールの長さによって決まり、例えば、約±５０ｃｍの範囲の値とする。
【００２４】本発明の他の好適な実施例においては、レーザビームの転向装置の軸線方向の位置を調整する自動動作装置を装置ハウジング内に一体に設ける。このため、前記レーザビームのための転向装置をプラットフォーム上に配置し、前記判定制御ユニットの制御信号の割合によって軸線方向に移動可能にする。この実施例では回転レーザ装置は、例えば、レール又はモータ駆動の昇降可能な架台を必要とする特別な付加装置は不要となる。軸線方向の調整に必要な構成要素は装置ハウジング内に予め組み込んでおく。装置ハウジングの内部に調整装置を一体に組み込んだこの実施例では、転向装置の軸線方向の移動は、例えば、初期位置に対して±６５ｍｍの範囲の値とする。
【００２５】レーザビームの転向装置を有するプラットフォームは、装置ハウジングから突出するハウジングユニットに配置する。ハウジングユニット全体を回転可能にすることもできる。転向したレーザビームのために１個のみのビーム出入射窓だけで十分である。好適な実施例によれば、前記ハウジングユニットをランタン状に構成し、かつ装置ハウジングに連結し、前記プラットフォームを前記ハウジングユニット内で高さ調整可能にする。この実施例はハウジングユニットの堅牢性が高く、ランタン状の空間の内部での回転軸を衝撃に対して保護する。
【００２６】転向したレーザビームが妨げられることなく回転することができるようにするためには、ランタン状のハウジングユニットに４個のビーム出入射窓を設け、これらの窓を軸線方向に延在させる。転向したレーザビームを軸線方向の移動行程全体にわたりランタン形状のハウジングユニットから妨げられずに出射することができるようにするためには、軸線方向移動の最大範囲よりも追い高さの窓を設ける。好適には、窓の高さを約１５０ｍｍ～約１６０ｍｍの範囲とする。この窓の高さでは調整装置の調整行程は中間位置に対して約±６５ｍｍとなる。
【００２７】転向レーザビームに直交する方向に延びる鉛直ビームを発生させるためには、ランタン状のハウジングユニットに回転軸の回転軸線にほぼ直交する方向に延在する他のビーム出入射窓を設けると好適である。この場合、レーザビームの転向装置はビームスプリッタとして構成し、レーザビームの鉛直部分を発生する。
【００２８】安定性を得るため、前記転向装置のためのプラットフォームを３点で支持し、少なくとも１個の支持体を制御モータと連係動作させ、この支持体を軸線方向に配置したねじスピンドルとする。この構成によれば、軸線方向の調整を微調整することができる。３個のねじスピンドルによってプラットフォームを支持する場合、判定制御装置によって制御される調整モータを同期させて駆動し、これにより装置の剛性は向上し、転向装置を支持するプラットフォームの不慮の傾動を阻止することができる。
【００２９】装置ハウジングに配置した入力キーボードを判定制御ユニットに接続し、判定制御ユニットを特別な必要条件に適合するように調整し、例えば、傾動調整及び軸線方向調整の優先順位を変更することができる。キーボードによれば、個別の調整方法を必要に応じて変更することができる。
【００３０】好適な実施例においては、前記装置ハウジングの内部に、他のレーザ光源、及びこの他のレーザ光源に設けた回転可能な第２の転向装置を配置し、このレーザビームのための第２転向装置を第２のハウジングユニット内に配置し、この第２ハウジングユニットを前記装置ハウジングから部分的に突出させ、また前記レーザビームのための少なくとも１個のビーム出入射窓を設け、第１ハウジングユニットの少なくとも１個のビーム出入射窓に対して９０゜の角度をなすよう配置する。このように構成した回転レーザ装置は、同一の位置で必要に応じて２個の平面を同時に描出することができる。更に、双頭回転レーザ装置を有する他の好適な実施例においては、第２の転向装置をこの転向装置の回転軸線に沿って自動的に軸線方向に調整可能にする。この調整手段は第１の転向装置の調整手段に対応する。
【００３１】レーザビームの転向装置のためにペンタプリズムを組み込む場合、光軸に対するペンタプリズムの回転軸線の僅かな誤差位置は簡単に調整することができる。このことは構造部分における組み付けを容易にし、また装置ハウジングに対する衝撃で起こり得る僅かな移動も補償することができる。ペンタプリズムは、所要に応じてビームスプリッタとして構成することができ、これにより、入射したレーザビームの第１部分を妨げることなく通過させるとともに、第２部分を９０°転向させる。
【００３２】本発明建築用回転レーザ装置き他の好適な実施例においては、前記転向装置の軸線方向の調整のための前記自動的に動作可能な調整装置に、極限位置に達した際に光学的及び／又は音響的警報信号を発生する限界警報発生を設ける。警報信号は、回転軸の傾斜角度に関して調整領域を越えて傾斜するとき発生する。
【００３３】過大評価し、また矛盾した結論にいたらしめるマークの数又はマークの組合せを認識したとき、例えば、光学的又は音響的な表示を行なう装置を設け、ユーザーに注意を促すようにすると好適である。
【００３４】
【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００３５】図１には、従来技術の建築用回転レーザ装置１のブロック図を示す。図示の装置は、例えば、ヨーロッパ特許公開第８５４３５１号に記載されており、この発明の構成要素を説明する。建築用回転レーザ装置１は、２点鎖線で参照符号２を使用して示す装置ハウジングの内部に、レーザビームＬのための光源３、特に、レーザダイオードを有する。レーザダイオード３から発生した直線的にポラライズ（偏光）されたレーザビームＬはコリメータレンズ系４を経て平行な光束としてλ／４波長板５に進入する。このλ／４波長板５を通過することによって、直線的に偏光されたレーザビームＬは円形的に偏光される。λ／４波長板５に関連して、円形的に偏光されたレーザビームＬは、光軸に配置した半透過鏡６を経て転向装置７に達する。この転向装置７は好適には、ペンタプリズムにより構成すると好適である。ペンタプリズム７は歯車９に連結したプラットフォーム８に配置する。歯車９は駆動ピニオン１２と連係動作し、この駆動ピニオン１２は駆動モータ１１の駆動軸に設ける。電動モータ１１はペンタプリズム７を光軸の周りに回転させる。ペンタプリズム７はハウジングユニット１０に配置し、このハウジングユニット１０は装置ハウジングから突出し、ペンタプリズム７から約９０゜転向したレーザビームＬのためのビーム出射窓１３を設ける。単独のビーム出射窓１３の場合、ハウジングユニット１０をペンタプリズム７と一緒に回転可能にし、レーザビームＬが平面をえがくことができるようにする。
【００３６】円形に偏光したレーザビームＬは図２に詳細に示す目標マーク２４に当たる。この目標マーク２４は板状に形成し、支持サブストレート２５により構成し、表面に反射被膜２６を設ける。目標マーク２４の表面の一部の反射性被膜上に他の被膜２７を設け、この他の被膜２７はλ／４波長板と同様に構成する。目標マーク２４に当たった円形偏光したレーザビームＬは反射被膜２６によって変調されずに反射する。λ／４波長板被膜２７に当たったレーザビームはλ／４波長板被膜２７を通過することによってλ／４波長だけ位相がずれる。反射被膜２６で反射した後にこの反射したレーザビームＲはλ／４波長板被膜２７を２回通過することになる。これにより、位相ずれは入射したレーザビームＬに対して全体でλ／２波長のずれとなる。この円形偏光は変調されない。
【００３７】反射したレーザビームＲはハウジングユニット１０のビーム入射窓１３から再び建築用レーザビーム装置１に達する。ペンタプリズム７を経て反射レーザビームＲは半透過鏡６に転向し、この半透過鏡６で検出装置１４に転向する。検出装置１４の入口に集光レンズ系１５を配置し、反射レーザビームＲを後続の検出器特に、フォトダイオードに集束させる。集光レンズ系１５に続いて他のλ／４波長板１６を配置する。この他のλ／４波長板１６を通過することによって、円形偏光レーザビームＲは再び直線的にポラライズ（偏光）される。これにより、反射したレーザビーム全体が反射被膜２６で反射するか、目標マークのλ／４波長板被膜２７をも通過するかに基づいて、直線偏光の反射レーザビームＲの偏光方向が９０゜の位相差に基づいて識別される。反射レーザビームＲがビームスプリッタ１８に達し、このビームスプリッタは反射レーザビームＲを偏光方向に基づいて第１フォトダイオード１９か、又は第２のフォトダイオード２０に転向させる。ビームスプリッタ１８の前に配置した孔付きシールド１７は誤差ビーム又は光軸に一致しないビームを遮光する。
【００３８】フォトダイオード１９，２０は判定制御ユニット２１に接続し、この接続ユニット２１はフォトダイオード１９，２０から供給された信号を加工する。検出した光量の割合に応じて判定制御ユニットにより制御信号を発生し、この制御信号を接続した傾動装置２２に伝送する。傾動装置２２は、光源３と転向装置７とを結ぶラインにより与えられる系の光軸を傾ける作用を行い、互いに直交する平面において、検出装置１４により認識された誤差位置を修正する。判定制御ユニット２１により生じた制御信号は電動モータ１１のための調整装置２３にも伝送し、例えば、回転位置でレーザビームＬの周期運動を目標位置に修正する。判定制御装置２１の電子機器には、通常詳細には示さないが、装置ハウジング２の外側面に配置したキーボードに接続する。
【００３９】図３には本発明の実施の形態である第１の実施例の建築用回転レーザ装置３１を示す。図示したところは本発明の構成要素を分かり易くするためのものである。装置３１はグリップ５４を形成した装置ハウジング３２を有する。装置ハウジング３２の底部領域には、バッテリ又は蓄電池のための収容室５５を設ける。底面及びグリップ５４に対向する側面には装置３１を架台に取り付けるためのねじ連結部を設ける。装置ハウジング３２の内部には、判定制御電子回路５７並びにレーザ光源３３を配置し、このレーザ光源３３の光軸上に配置した光学ユニット３４例えば、コリメータ及びλ／４波長板よりなる光学ユニットからのレーザビームを転向装置５０例えば、ペンタプリズムに導入する。ペンタプリズム５０はランタン状の装置ユニット５１の内部に配置し、この装置ユニット５１を装置ハウジング３２から突出させる。装置ユニット５１は装置ハウジング３２に強固に連結し、また４個の窓５２を設け、これらの窓５２は光軸に対して外方に傾斜させる。光軸の軸線方向の延長上に装置ユニットに他のビーム出射窓５３を設け、例えば、鉛直ビームのために設け、この鉛直ビームはペンタプリズム５０により転向したレーザビームから分離して生ずる。ペンタプリズム５０は、プラットフォーム４６上でレーザビームのための空所６３上に配置し、必要に応じて回転可能にする。このため、プラットフォーム４６に歯付きリム４７を設け、駆動モータ４８の駆動ピニオン４９と連係動作させる。ペンタプリズム５０は、歯付きリム４７に配置して一緒に回転するようにする。
【００４０】装置ハウジング３２内に配置した光学ユニット３４及び光源３３は、傾動装置によって２個の互いに直交する方向に傾動可能な傾動プレート３６に連結する。図３に傾動装置３７を示し、この傾動装置３７はハウジングに固定したベースプレート３８に取り付ける。傾動プレート３６、並びにこの傾動プレートに連結した光学ユニット３４及びレーザ光源３３の傾動はセンサブロック３５により監視し、このセンサブロック３５はたレーザ光源に連結する。端部スイッチ３９は極限位置の感知及び傾動装置の停止の作用を行う。傾動プレート３６のための傾動装置３７は本発明の主題ではない。このような傾動装置は従来技術から既知であり、本発明の建築用回転レーザ装置において単に例示するに過ぎない。傾動装置３７の構成及び機能の詳細な説明は省略する。
【００４１】この実施例の建築用回転レーザ装置３１は自動的な調整装置４０を有し、この調整装置４０によってペンタプリズム５０を光軸に沿って軸線方向に調整可能にする。このため、ペンタプリズム５０を支持する回転プラットフォーム４６を３個のねじスピンドル４１，４２，４３に休止させ、傾動プレート３６を配置したねじブッシュ４５と連係動作させる。雌ねじを設けたかつ外側に歯車の歯を設けたねじブッシュを調整モータ４４によって回転可能にし、これによりねじスピンドル４１～４３を軸線方向に調整自在にする。
【００４２】図４に示す平面図において、傾動プレート３６上のねじスピンドル４１～４３の断面を示す。ねじスピンドル４１～４３は雌ねじを形成したねじブッシュ４５の中心孔に貫通させる。３個のねじブッシュ４５を調整モータ４４によって同期して駆動させる。このため、外側に歯車の歯を形成したねじブッシュ４５間に中間歯車６０，６１を設ける。この駆動は調整モータ４４の駆動軸に設けた駆動歯車５９によって生ずる。ねじブッシュ４５は中間歯車６０，６１に掛合し、プラットフォーム４６と傾動プレート３６との間のねじの長さは一定に維持し、この部分は位置調整に関与しない。図４から明かなように、傾動プレート３６の軸線方向の孔６２の直径はレーザビームが端縁回折を生ずることなく通過できるよう選択する。
【００４３】図５には、ペンタプリズム５０を支持するプラットフォーム４６の平面図を示す。ねじスピンドル４１～４３はねじ位置５８にねじ付ける。プラットフォーム４６の軸線方向の調整はねじブッシュ４５の回転によって生じ、プラットフォーム４６の軸線方向の移動のために支持したねじスピンドル４１～４３をこのねじブッシュ４５内に案内する。同様にペンタプリズム５０の光軸の周りの回転のための駆動装置を示す。この回転のため、歯付きリム４７を駆動モータ４８の駆動スピンドル４９に連係動作させる。
【００４４】図３にはペンタプリズムが軸線方向の中間位置にある状態を示すとともに、図６にはペンタプリズム５０が調整装置４０によって装置ハウジング３２から最も遠い位置にある状態を示す。この位置はねじスピンドル４０～４３の長さ及びビーム出射窓５２の高さによって決まる。好適には、側方のビーム出射窓の高さを約１５０ｍｍ～約１６０ｍｍの範囲の値とする。ペンタプリズム５０の中間位置を起点とすると、軸線方向の対応の最大調整可能な範囲は図示の実施例の場合、約±６５ｍｍの範囲となる。
【００４５】図７及び図８には、２個のこの極限位置における傾動プレートが最大限傾動した状態を示す。双方の図面から明かなように、ハウジングユニット５１の側方のビーム出射窓５２は外方に直線的に傾斜し、ペンタプリズム５０の軸線方向両側の極限位置において傾動にもかかわらず、ビーム出射窓５２又は装置ハウジング３２からいかなる構造も露出しない。図３～図８の建築用回転レーザ装置の実施例は、例えば、ランタン状の装置ユニット５１を例示した。しかし、ペンタプリズムと一緒に回転可能なハウジングユニットとすることもできる。この場合、大きな側面を有するビーム出射窓は必要ではない。装置ユニットの高さにわたり延在しかつレーザビームのビーム移動行程に合致するスリット状の開口があれば十分である。
【００４６】図９及び図１０に示す実施例の建築用回転レーザ装置には参照符号７１を付して説明する。装置７１は特に、垂直平面を提示するのが必要である横たえた位置を示す。この装置７１の基本構成は従来既知の装置とほぼ対応する。図示の横たえた位置においてはペンタプリズム７４を収納するハウジングユニット７３を装置ハウジング７２から突出させる。既知の建築用回転レーザ装置との相違点は、ペンタプリズム７４の軸線方向の位置を調整するための調整装置７５にある。図示の実施例によれば、この調整装置７５は自動的なモータ駆動による駆動ローラ７６及びレール７８により構成し、このレール７８は光軸に整列させる。レール７８に沿う軸線方向調整は装置ハウジング７２に組み付けたモータ駆動の駆動ローラ７６によって生ずる。駆動ローラ７６は摩擦ホイールとするか、又は外側に歯を設けた歯車とすることができる。レールの部分に掛合する連動支持ローラ７７は十分大きな押圧力を発生する。この押圧力はばね８２の力によって生ずる。装置ハウジング７２のグリップ７９に一体に組み込んだ釈放レバー８０は、ロッド８１を介してばね８２に作用し、ばね力による連結を解除し、装置７１をレール７８に導入したり、又はレール７８から取り外したりすることかできるようにする。この釈放レバー８０はグリップ７９に一体に組み込み、作業員がグリップ７９を握ったとき操作することができるようにする。装置７１を導入する際の手による操作を可能にし、また抑止が不慮に釈放されてレール７８から装置７１が即座に落下することがないようにする。端部センサ８３はレール７８における両側の端部位置を認識し、装置７１がレール７８の長さの端部を超えて移動するのを防止する。建築用回転レーザ装置７１の軸線方向の調整のための駆動は、自己制動付きとすること好適であり、これにより装置７１は垂直に配置したレール７８においても駆動することができる。レール７８は支持脚を設けるか、又は壁に設けたホルダの一部として構成する。
【００４７】図１１には、本発明による好適な実施例の建築用回転レーザ装置９１を示す。この実施例は上述の実施例と異なる点は、ペンタプリズムの軸線方向調整のためのアクチュエータを装置ハウジング９２の外部に配置した点である。図示の実施例では建築用回転レーザ装置９１及びハウジングユニット９３の内部に配置したペンタプリズムの軸線方向の調整のための架台９４をユニットとして構成する。このため架台９４に支持ロッド９５を昇降させるための駆動ユニット９６を設ける。装置ハウジング内に配置した判定制御ユニットからの制御信号の伝送のための建築用回転レーザ装置９１の駆動ユニット９６との接続は、差し込み接続により、即ち、図示のようにケーブル接続９８によって行う。駆動ユニット９６（モータ及び変速装置）の構成グループとして架台９４のクランク駆動機構９７を付随させる。架台ロッド９５のための機械的力の結合は滑りクラッチにより行い、さしあたっての粗調整は従来通り手で行う。これらモジュール構造のコンセプトは、建築用回転レーザ９１の簡単なバージョンに対して拡張機能を追加することを希望するユーザーの要望に答えるものである。
【００４８】図１２には本発明の他の好適な実施例の建築用回転レーザ装置１０１を示し、この実施例は信号伝達のための接続の点が上述の図１１の実施例と大きく異なる点である。この建築用回転レーザ装置１０１はやはり装置ハウジング１０１を有し、装置駆動のためのほとんどの構成部材をこの装置ハウジング内に収容する。レーザビームを転向するためのペンタプリズム１０４を装置ハウジング１０２から突出するハウジングユニット１０３に配置し、光軸の周りに回転自在にする。装置１０１をプラットフォーム１０６に配置し、必要に応じて自動駆動のモータ１０９及び調整駆動機構１０７，１０８により例えば、壁に組み付けたレール１０５に沿って軸線方向に移動自在にする。建築用回転レーザ装置１０１及びプラットフォームの信号に関する接続は図１２に示した差込接続１１０により行う。図示の差込接続は十分に知られているため、これについての詳細な説明は省略する。本発明の図示の実施例では、転向プリズム１０４の自動的な軸線方向の昇降は、誤差状態を生じたときまた判定制御ユニットがモータ駆動の調整装置を動作させる制御信号を発生したとき、プラットフォーム１０６に配置した回転レーザ装置１０１と一緒に生ずる。
【００４９】図１３は建築用回転レーザ装置のよくある使用例を示し、この使用例では、装置に対して異なる方向に一直線上にある２個のポイントを与えることによって垂直平面を描出しようとするものである。一直線上の双方のポイントは中間領域を挟む２個のこの目標マークＭによって与えられる。建築用回転レーザ装置は、上述の実施例による転向装置の軸線方向移動機能を設け、参照符号Ｄでこの回転レーザ装置を示す。目標マークは装置Ｄの両側に配置し、所定の公差範囲例えば、水平に対して±４５゜の範囲に配置する。発生するレーザビームＬ′及びこのレーザビームＬ′は、さしあたってはレーザビームＬ′が展開する垂直平面Ｖ′が目標位置から逸脱する。適正な状態に調整するため、軸線方向調整装置及びこの平面における光軸を傾動させる傾動装置を必要とする。目標マークにおけるレーザビームＬ′の中間位置からのずれが（＋、－）符号に関して同一符号である場合には、先ずレーザビームＬ′のための転向装置を軸線方向に移動する。目標マークに対するずれの符号が両者で変わったらに、傾動装置及び軸線方向調整装置を間欠的に又は同時に作動させ、この作動をレーザビームＬ′が双方の目標マークＭの中間位置をとるようになるまで続け、このとき、図１３に実線で示すように垂直平面Ｖの目標位置が得られる。照準装置の中間位置からのレーザビームのずれを知るため、図２につき説明した実施例をほんの少しだけ変更することが必要になることは勿論である。この変更は例えば、ヨーロッパ特許公開第８５４３５１号に記載されているように、目標マークの長さの端部領域に他の反射被膜及び他の位相シフト被膜を設けることによって行うことができる。
【００５０】図１４は、建築用回転レーザ装置Ｄによって、建造物の３ポイントを通過する傾いた平面を描出する使用例を示す。このため、建造物に３個の目標マークＭを配置し、これら３個の目標マークは互いに少なくとも４５゜の角度間隔をとって配置する。図１４に破線で示した設置した建築用回転レーザ装置ＤのレーザビームＬ′及びこのレーザビームＬ′で展開された平面は、当面は希望する位置ではない。この後、適正な目標位置に修正するため、レーザビームの転向装置の位置の軸線方向調整及び互いに直交する２個の平面内での光軸の傾動を必要とする。このため、軸線方向調整と、レーザビームＬ′及びこのレーザビームＬ′により展開される平面Ｗ′の一方の又は他方の方向の傾動を交互に行い、またこの調整作業をレーザビームＬ′が３個の目標マークすべての中間位置に当たり、図１４に実線で示した目標位置における傾いた平面Ｗを描出するまで続ける。目標マークは図１３につき説明した目標マークと同じように変更を加えることによって目標位置の調整を容易にすることができる。
【００５１】軸線方向調整及び傾動作業中、調整領域の限界に達したとき、装置Ｄに光学的及び／又は音響的な警報信号を発生するようにする。更に、レーザビームＬ′又は装置Ｄの内部に配置した検出装置によってマークの組合わせを認識する場合、過大測定及びこれによる矛盾した結果を生じがちであるが、このようなとき、装置Ｄは光学的及び／又は音響的な表示を行い、ユーザーの注意を喚起するようにすると好適である。

【出願人】	【識別番号】５９１０１０１７０【氏名又は名称】ヒルティアクチエンゲゼルシャフト
【出願日】	平成１２年１０月３０日（２０００．１０．３０）
【代理人】	【識別番号】１０００７２０５１【弁理士】【氏名又は名称】杉村興作（外１名）
【公開番号】	特開２００１－１４１４５９（Ｐ２００１－１４１４５９Ａ）
【公開日】	平成１３年５月２５日（２００１．５．２５）
【出願番号】	特願２０００－３３０６３９（Ｐ２０００－３３０６３９）