(57)【要約】【課題】  入射光軸に直交する放射光を出射するとともに、その入射光軸に対して多少、傾いても出射光の角度が変わらない反射プリズムを比較的低コストで製作可能とし、これを用いて、高精度でありながら低コストの光投射装置を構成する。【解決手段】  概略円柱状の反射プリズム１の中心軸線Ｚ周りに全周に亘って２つのテーパー状反射面１３ｂ，１５ｂを設ける。この２つの反射面１３ｂ、１５ｂが中心軸線Ｚを含む断面上で互いに４５°の傾斜角度をなすようにする。つまり、ペンタプリズムを光の入射方向の軸線Ｚの周りに回転させたときに、その２つの反射面がそれぞれ描く軌跡に沿うようにして、前記２つのテーパー状反射面１３ｂ、１５ｂを設ければよい。レーザー投光装置Ａのケース２内にレーザーダイオード３とコリメータレンズ４とを配設し、さらに、コリメータレンズ４を介して投射されるレーザービームが入射するようにして、前記反射プリズム１を配設する。【選択図】      図３
2005195936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなり、所定方向から入射した光束を相対向する２つの反射面で少なくとも１回ずつ反射してから出射する反射プリズムであって、
前記２つの反射面が、それぞれ、前記光束の入射方向に延びる軸線周りの別々のテーパー面上において周方向の所定角度範囲に亘って設けられ、且つ前記軸線を含む断面上では互いに４５°の傾斜角度をなすことを特徴とする反射プリズム。
【請求項２】
略円柱状に形成され、
中心軸線方向の一方の端面に光の入射面が円環状に形成されるとともに、該中心軸線の略全周を囲む外周面に光の出射面が形成され、
前記中心軸線方向の他方の端面には内周側が突出するよう半径方向に傾斜するテーパー面が形成されていて、このテーパー面上に、前記入射面に入射した光を内周側に向けて反射する第１の反射面が設けられる一方、
前記一方の端面の中央部に開口し、そこから中心軸線に沿って徐々に直径の小さくなる断面円形の凹部が形成されていて、この凹部のテーパー面上に、前記第１反射面により反射された光を外周側の前記出射面に向けて反射する第２の反射面が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の反射プリズム。
【請求項３】
中心軸線を含む断面で見て、該中心軸線と第２反射面との傾斜角度が略２２〜２３°の範囲に設定され、第１及び第２反射面の断面長さが略同じで、且つ入射面及び反射面の断面長さも略同じであることを特徴とする反射プリズム。
【請求項４】
略円柱状に形成され、
中心軸線方向の一方の端面に光の入射面が形成される一方、
前記中心軸線方向の他方の端面の中央部に開口し、そこから中心軸線に沿って徐々に直径の小さくなる断面円形の凹部が形成されていて、この凹部のテーパー面上に、前記入射面に入射した光を外周側に向けて反射する第１の反射面が設けられるとともに、
外周面には、前記中心軸線方向の一方から他方に向かって徐々に拡径するようにテーパー面が形成され、このテーパー面上には前記第１反射面により反射された光を内周側に向けて反射する第２の反射面が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の反射プリズム。
【請求項５】
ケースの内部に、光源と、この光源から出射された光を所定方向に投射する投光系とを設け、さらに、その投光系により投射される光束が入射面に入射するようにして、請求項２に記載の反射プリズムを配設したことを特徴とする光投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した光束を内部で反射することにより、向きを変えて出射する反射プリズムと、これを用いて放射状の光を投射するようにした光投射装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば建築現場等で用いられる墨出し用レーザー装置として、一般的に、扇状の放射光を壁面に対し直交するように投射して、レーザーラインにより基準線を描くようにしたラインレーザー装置が用いられている。このようなラインレーザー装置の光学系は、レーザーダイオードから出射されたレーザービーム（光束）をコリメータレンズ等により整形した後にロッドレンズに入射して、その周方向に所定の角度範囲に亘って広がる扇状の放射光を得るものである。
【０００３】
しかしながら、前記のような一般的なラインレーザー装置により得られる扇状の放射光は要するにロッドレンズによってレーザービームを屈折させたものであるから、その角度範囲がせいぜい６０°くらいまでに過ぎず、基準線としては長さが不足する場合がある。
【０００４】
また、そうして得られる扇状の放射光は、言うなればビームを一方向に引き延ばしたものであるから、壁面上のレーザーラインにはビームスポットにおける光の強度分布（ガウス分布）がそのまま反映されることになり、ラインの中央部分が明るく、太くなる一方で、ラインの両端側は暗く、細くなってしまい、視認性が悪いという問題もあった。
【０００５】
これに対し、特許文献１には、ロッドレンズに代えて、テーパー状の反射面が軸線に対し４５°傾斜している円錐状の反射鏡を用い、その軸線と光軸とが一致するようにして照射したレーザービームを円錐表面で反射させることによって、円板状の放射光を得るようにした平板状光束投光装置が開示されている。
【０００６】
このものでは、円錐状の反射面で反射されたレーザー光が該円錐の軸線（レーザービームの入射方向）に直交する平面において、３６０°全周に亘って広がる平板状の放射光となり、レーザーラインの視認性も高いが、一方で、円錐面の表面に金属の蒸着等により反射膜を形成していることから、その厚みにむらがあるだけで反射方向にばらつきを生じ、これによりレーザーラインの基準線としての精度が低下するという難がある。
【０００７】
この点について、特許文献２に記載のレーザー照射装置では、前記円錐状反射鏡に代えて、同様の反射円錐面を有する反射プリズム（同文献中ではこれも反射鏡と呼称）を用いたものが開示されている。この反射プリズムは、透光性材料からなる円柱の内部に同軸に円錐状の凹部を設けて、この凹部の内面とそこに形成した反射膜との境界を反射面としたものであり、こうすることで、反射膜の厚みむらが反射面の精度に悪い影響を及ぼさないという長所がある。
【０００８】
そのように、入射した光束を内部で反射することにより偏向させる反射プリズムとしては、一般に、光を１回反射して９０°向きを変える直角プリズム、２回反射して９０°向きを変えるペンタプリズム、３回反射して１８０°向きを変えるコーナキューブプリズム等が周知であるが、前記後者の従来例（特許文献２）に開示される反射プリズムは、直角プリズムを１回転させて、その反射面を円錐状にしたものと考えることができる。
【特許文献１】特開平０５―１０７０３７号公報
【特許文献２】特開２０００―０１８９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記従来例（特許文献１、２）の光投射装置は、円錐状の反射鏡や反射プリズムによりレーザービームを１回、反射して、その向きを変えるようにしていることから、入射するレーザービームの光軸に対して正確に直交する放射光を得るためには、その光軸と円錐の軸線とを正確に一致させる必要がある。すなわち、光軸と円錐の軸線とが一致していれば、レーザービームは円錐状の反射面に対し４５°の傾斜角（入射角）で入射し、同じく４５°の傾斜角（反射角）で反射して、該円錐の軸線、即ち入射光軸に直交する平面上で広がることになるが、仮に円錐の軸線が入射光軸から１°傾くと、この１°のずれが入射角及び反射角の両方に反映されて、放射光の角度が２°ずれることになるからである。
【００１０】
つまり、従来例の光投射装置においては、反射鏡や反射プリズムがレーザービームの光軸に対し少しでも傾いていると、この傾きの２倍の角度で投射光面が傾いてしまい、壁面等に投射する基準線（レーザーライン）の位置が大きくずれるという不具合があり、基準線の位置精度を確保しようとすれば、前記反射鏡等のケースへの組み付けに非常に高い精度が要求されるものである。
【００１１】
しかも、そうして反射鏡等をケースに対し高精度に組み付けたとしても、これを運搬する途中や使用中に何らかの衝撃が加われば、反射鏡等の位置がずれる虞れがあり、また、該反射鏡等の支持部材に温度変化や経年変化による寸法の狂いが生じることも考慮すれば、組付け位置の校正を頻繁に行わなくてはならず、極めて煩雑である。さらに、仮にそのような位置ずれや寸法の狂いが極力、生じないように支持部材に特殊な材料を用いたり、特殊な支持構造を採用したりすれば、コスト高になることは避けられない。
【００１２】
尚、前記した従来周知の反射プリズムのうち、ペンタプリズムやコーナキューブプリズムには、入射光が２回乃至３回反射して向きを変える間にその光路を含む平面上で入射方向のずれが相殺されることから、入射光軸に対してプリズムが多少、傾いていても、入射光と反射光との角度の関係が維持されるという特長がある。例えばコーナキューブプリズムは、入射光を１８０°反転させて入射方向に戻す（再帰反射）ものであり、前記の特長を生かして、光学式側距機の反射ターゲットとして利用されている。しかし、コーナキューブプリズムは、３つの平坦な反射面を互いに直交するよう精密に形成しなくてはならず、このことからコスト高になるきらいがある。
【００１３】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、入射光軸に直交する放射光を出射するとともに、その入射光軸に対して多少、傾いても反射光の出射角度が変わらない反射プリズムを比較的低コストで製作可能とし、これを用いて、高精度でありながら低コストの光投射装置を構成することと、従来のコーナキューブプリズムの代用となる比較的安価な再帰反射プリズムを提供することと、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために、本発明では、従来からのペンタプリズムの内部で光が２つの反射面によりそれぞれ反射される際に、その光路を含む平面上では入射方向のずれが相殺されることに着目し、このペンタプリズムを光の入射方向に延びる軸線の周りに回転させたときに、各反射面がそれぞれ描く軌跡に沿って２つのテーパー状反射面を形成するものとした。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明では、透光性材料からなり、所定方向から入射した光束を相対向する２つの反射面で少なくとも１回ずつ反射してから出射する反射プリズムを対象として、その２つの反射面を、それぞれ、前記光束の入射方向に延びる軸線周りの別々のテーパー面上において周方向の所定角度範囲に亘って設けるとともに、それらが前記軸線を含む断面上で互いに４５°の傾斜角度をなすものとした。
【００１６】
前記構成の反射プリズムに所定方向から光が入射すると、この光は、まず、相対向する２つのテーパー状反射面のうちのいずれか一方により、内周側又は外周側のいずれか一方に向けて反射され、続いて他方のテーパー状反射面により内周側又は外周側の他方に向けて反射されて、その後、反射プリズムから出射されることになる。ここで、前記２つの反射面に共通の軸線を含む反射プリズムの断面においては、該２つの反射面同士が４５°の傾斜角度をなすことから、この２つの反射面により１回ずつ反射された光の進行方向は、反射プリズムへの入射光軸と直交するものとなり、このことは、従来周知のペンタプリズムと同様に、入射光軸と前記軸線とが多少、ずれていても変わることがない。
【００１７】
そこで、前記の反射プリズムを、例えば入射光を２回反射してから軸線に対し外方に出射するように構成すれば、入射光軸に直交する放射光が得られ、また、入射光を４回反射するように構成すれば、その反射光の進行方向は入射方向に一致し、向きが１８０°反転した再帰反射光となる。
【００１８】
このことから、より具体的な反射プリズムの構成として、請求項２の発明では、まず、反射プリズム全体を略円柱状として、その中心軸線方向の一方の端面に光の入射面を円環状に形成するとともに、該中心軸線の略全周を囲む外周面に光の出射面を形成する。また、前記中心軸線方向の他方の端面には内周側が突出するよう半径方向に傾斜するテーパー面を形成して、このテーパー面上に、前記入射面に入射した光を内周側に向けて反射する第１の反射面を設ける。さらに、前記一方の端面の中央部に開口し、そこから中心軸線に沿って徐々に直径の小さくなる断面円形の凹部を形成して、この凹部のテーパー面上に、前記第１反射面により反射された光を外周側の前記出射面に向けて反射する第２の反射面を設ける構成とする。
【００１９】
この構成により、略円柱状反射プリズムの一方の端面（入射面）に入射した光は、中心軸線方向の他方に向かって進行し、他方の端面に形成されたテーパー状の第１反射面で内周側に向けて反射される。そして、その反射光は前記一方の端面に開口する凹部のテーパー状周面に設けられた第２反射面により外周側に向けて反射され、反射プリズムの外周面（出射面）から３６０°の放射光として出射される。こうして、反射プリズムに入射する光の光軸に直交する３６０°の放射光が得られる。
【００２０】
前記構成の反射プリズムは、例えば光学ガラスにより製作する場合には、互いに同軸上に位置する２つのテーパー面をそれぞれ研磨し、そこに金属の蒸着等により反射膜を形成して、第１及び第２の２つの反射面を設けるものであるが、これは、例えば従来からのコーナキューブプリズムのように互いに直交する３つの反射面を設けるものと比較すれば、低コストで製作可能である。
【００２１】
また、前記構成の反射プリズムは、中心軸線を含む断面で見たときに、該中心軸線と第２反射面との傾斜角度を略２２〜２３°の範囲に設定するとともに、第１及び第２反射面の断面長さを略同じにし、且つ入射面及び反射面の断面長さも略同じにすることが好ましい（請求項３の発明）。こうすれば、幾何学的に、反射プリズムの入射面全体に入射した光が殆ど全て第１及び第２反射面で反射されて、この反射光の殆ど全てが出射面全体から出射されることになるので、最も効率が良い。
【００２２】
次に、前記請求項１の反射プリズムの別の構成として、請求項４の発明では、反射プリズム全体を略円柱状に形成して、その中心軸線方向の一方の端面に光の入射面を形成するとともに、該中心軸線方向の他方の端面の中央部に開口し、そこから中心軸線に沿って徐々に直径の小さくなる断面円形の凹部を形成して、この凹部のテーパー面上に、前記入射面に入射した光を外周側に向けて反射する第１の反射面を設ける。そして、反射プリズムの外周面には、前記中心軸線方向の一方から他方に向かって徐々に拡径するようにテーパー面を形成し、このテーパー面上には前記第１反射面により反射された光を内周側に向けて反射する第２の反射面を設ける構成とする。
【００２３】
この構成により、略円柱状反射プリズムの一方の端面に入射した光は、中心軸線方向の他方に向かって進行し、他方の端面に開口する凹部のテーパー状周面に設けられた第１反射面により外周側に向けて反射された後に、反射プリズムの外周面に形成されたテーパー状の第２反射面により内周側に向けて反射される。この反射光は入射光軸と直交するものとなり、反射プリズムの中心軸線と交差して反対側の第２反射面に到達して、そこで第１反射面に向かって反射され、この第１反射面においてもう一度反射されると、その向きが反射プリズムへの入射光から１８０°反転して、前記入射面から出射される再帰反射光となる。こうして、反射プリズムに入射する光を１８０°反転させる再帰反射プリズムが得られる。
【００２４】
このような構成の再帰反射プリズムは、上述の如く、３つの反射面を有するコーナキューブプリズムに比べれば低コストで製作可能であり、コーナキューブプリズムの代用として光学式側距機の反射ターゲット等に利用できる。
【００２５】
次に、請求項５の発明は、ケースの内部に、光源と、この光源から出射された光を所定方向に投射する投光系とを設け、さらに、その投光系により投射される光束が入射面に入射するようにして、前記請求項２に記載の反射プリズムを配設した光投射装置である。
【００２６】
前記の光投射装置では、投光系により所定方向に投射された光束が請求項２に記載の反射プリズムにより反射されて、前記所定方向に直交する平面において３６０°の範囲に広がる放射光が得られるので、壁面等に充分に広い範囲に亘って光を投射し、視認性の高い基準線を描くことができる。しかも、前記反射プリズムが投光系の光軸に対して多少、傾いていても、その光軸に対して放射光のなす角度（９０°）が変化しないので、基準線の位置がずれることはなく、従って、反射プリズムのケースへの組み付けにはあまり高い精度を要求されず、組付け位置の校正も殆ど不要であり、さらに、その支持部材等に特殊な材料を用いたりする必要もない。よって、高精度でありながら低コストの光投射装置が得られる。
【発明の効果】
【００２７】
以上、説明したように、本願発明に係る反射プリズムによると、光の入射方向に延びる軸線の周りにペンタプリズムを回転させたときに、その各反射面がそれぞれ描く軌跡に沿うようにして、互いに４５°の傾斜角をなす２つのテーパー状反射面を形成したことで、入射光軸と直交する平面において放射状に広がる反射光を得ることができ、しかも、その放射状反射光の入射光軸に対する角度は反射プリズムが入射光軸に対して多少、傾いても変わらない。従って、この反射プリズムを用いれば、高い組み付け精度を要求されず、校正も殆ど不要で、高精度でありながら低コストの光投射装置が得られる。
【００２８】
また、本願発明によると、入射する光を１８０°反転させて出射する再帰反射プリズムを比較的低コストで製作することもでき、これにより従来のコーナキューブプリズムを代用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３０】
図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る反射プリズム１と、これを用いたレーザー投光装置Ａ（光投射装置）の光学系の概略構成とを示し、このレーザー投光装置Ａは、例えば、建築現場における墨出し作業に用いられて、放射状のレーザー光を壁面や天井面に対し垂直に投射して、そのレーザーラインにより基準線を描くためのものである。
【００３１】
両図に示すように、この実施形態のレーザー投光装置Ａは、図の上下方向に長い筒状ケース２（仮想線で示す）内の一方の端部に光源としてレーザーダイオード３を配設し、他方の端部に反射プリズム１を配設するとともに、それらの中間にコリメータレンズ４（投光系）を配設してなり、前記レーザーダイオード３から出射されたレーザー光をコリメータレンズ４により整形し、ケース２の軸線に略平行なレーザービーム（光束：図に矢印で示す）として反射プリズム１に投射して、そこから外周側へ３６０°の範囲に放射させるようになっている。尚、前記コリメータレンズ４としては、例えば単一の非球面レンズを用いたり、複数の球面レンズを張り合わせたものを用いてもよいが、その他、複数のレンズを組み合わせて投光系を構成してもよく、その場合には球面レンズと非球面レンズとを組み合わせてもよい。さらに、シリンダーレンズやマスクを追加することもできる。
【００３２】
前記反射プリズム１は、光学ガラスや光学プラスチック等の透光性材料を概略扁平な円柱状に形成してなり、その中心軸線Ｚがケース２の軸線に大体、一致するようにして、図示しない支持部材等により該ケース２に取付られている。このことで、反射プリズム１の中心軸線Ｚは前記コリメータレンズ４を介して投射されるレーザービームの光軸Ｌと大体、一致するようになる（以下、図１、２の如く両者が正確に一致する位置を反射プリズム１の正規の位置という）。また、図３にも詳しく示すように、反射プリズム１の中心軸線Ｚ方向の一方の端面（図の上端面であり、以下、単に上端面ともいう）にはレーザー光の入射面１１が円環状に形成され、一方、その上端面に略直交し且つ中心軸線Ｚの略全周を囲む外周面には、光の出射面１２が形成されている。そして、図に矢印で示すように、前記入射面１１から反射プリズム１の内部に入射したレーザー光は、相対向する２つのテーパー状反射面１３ｂ，１５ｂ（後述）により１回ずつ反射されて、出射面１２から放射状に出射されるようになっている。
【００３３】
すなわち、前記反射プリズム１の中心軸線Ｚ方向他方の端部１３（図の下端部であり、以下、単に下端部ともいう）は比較的扁平な円錐台形状とされていて、その中央寄りに形成された円形の平坦面１３ａの外周から反射プリズム１の下端面外周までの範囲が、内周側ほど下方（外方）に突出するように半径方向に傾斜するテーパー面１３ｂとされている。このテーパー面１３ｂは、この実施形態では、中心軸線Ｚに沿って見たときに前記入射面１１と合致するように円環状に形成されていて、このテーパー面１３ｂの全体に例えばアルミニウム等を蒸着して、反射膜１４（図３(b)にのみ示す）が形成されている。
【００３４】
このことで、前記テーパー面１３ｂと反射膜１４との境界が、前記反射プリズム１の入射面１１に入射したレーザー光を内周側に向けて（中心軸線Ｚに向かって）反射する第１の反射面になり、以下、この明細書では、テーパー面１３ｂを単に第１反射面１３ｂとも呼ぶことにする。尚、この実施形態では、前記の如く、反射プリズム１を中心軸線Ｚに沿って見たときに、その入射面１１と合致するように第１反射面１３ｂを設けているので、レーザー光が反射プリズム１に対してその中心軸線Ｚに沿うように入射したときには、入射面１１全体に入射したレーザー光の全てが第１反射面１３ｂにより反射されることになるが、これに限るものではなく、例えば、第１反射面はテーパー面１３ｂの一部に設けることもできる。
【００３５】
一方、前記入射面１１を除いた反射プリズム１の上端面中央部には、円錐台状の凹部１５が開口している。この凹部１５は、反射プリズム１の中心軸線Ｚに沿って図の下方に延びていて、該中心軸線Ｚ直交する円形断面の直径が上端の開口から下端の底面１５ａに向かって徐々に小さくなっている。言い換えると、凹部１５の周面１５ｂは下方に向かってすぼんだテーパー面であって、この実施形態では、該凹部１５の周面１５ｂ全体にアルミニウム等を蒸着して反射膜１６（図３(b)にのみ示す）が形成されている。これにより、前記第１反射面１３ｂと同様にして、該第１反射面１３ｂにより内周側に向けて反射されたレーザー光を外周側に向けて反射する第２反射面が構成されており、以下、この明細書では前記凹部１５の周面１５ｂ（テーパー面）を単に第２反射面１５ｂとも呼ぶことにする。
【００３６】
そして、図３(b)のように中心軸線Ｚを含む断面で見ると、反射プリズム１の第１及び第２反射面１３ｂ，１５ｂは互いに４５°の傾斜角度をなして相対向しており、このことで、図示の如く中心軸線Ｚに沿って反射プリズム１に入射したレーザー光は、図示の断面上で第１及び第２反射面１３ｂ，１５ｂによりそれぞれ１回ずつ反射されて、該レーザー光の入射光軸Ｌ（同図では軸線Ｚに一致）に直交する方向に進行するようになる。すなわち、前記第１反射面１３ｂにより内周側の斜め上方に向かって反射された反射光は、反射プリズム１の上端面中央部に開口する凹部１５の第２反射面１５ｂにおいて外周側に向けて反射され、レーザー光の入射光軸Ｌに直交する方向に進んで、反射プリズム１の外周面（出射面１２）から出射される。
【００３７】
また、この実施形態では、図３(c)に示すように、前記第１反射面１３ｂ及び第２反射面１５ｂがそれぞれ反射プリズム１の中心軸線Ｚに対して６７．５°、２２．５°傾いており、該第１及び第２反射面１３ｂ、１５ｂの断面の長さが同じであって、さらに、入射面１１及び出射面１２の断面の長さも同じになっている。このことで、図示の如く、幾何学的に前記第１反射面１３ｂの全面で反射された光が全て第２反射面１５ｂにより反射され、この反射光の全てが出射面１２全体から出射されるようになるから、この実施形態１の反射プリズム１は、上端面の入射面１１に入射したレーザー光が略全て反射されて、出射面１２全体から出射されることになり、極めて効率のよいものである。
【００３８】
ここで、前記反射プリズム１がレーザー投光装置Ａのケース２内で前記した正規の位置から多少、傾いているとすると、図４に示すように、レーザー光の光軸Ｌと反射プリズム１の中心軸線Ｚとが一致せず、多少、ずれることになるが、このときでも前記した入射光軸Ｌと反射光との角度の関係は変化しない。
【００３９】
すなわち、例えば図示の断面において時計回りを「＋」とし、反時計回りを「−」とすると、反射プリズム１の中心軸線Ｚはレーザー光の入射光軸Ｌに対して角度−θだけ傾いており、従って、第１及び第２反射面１３ｂ，１５ｂもそれぞれ正規の位置に対して−θ傾いている。そして、まず、その傾きが第１反射面１３ｂにおけるレーザー光の入射角及び反射角の両方に反映されて、該第１反射面１３ｂにおいて反射光と入射光とのなす角度が正規の角度（反射プリズム１が正規の位置にあるときの角度）から−２θずれることになり、該第１反射面１３ｂからの反射光は、図に仮想線で示す正規の方向（反射プリズム１が正規の位置にあるときに対応する方向）に対して−２θ傾くことになる。
【００４０】
続いて、前記第１反射面１３ｂからの反射光は第２反射面１５ｂにより反射されるが、前記の如く、第２反射面１５ｂが正規の位置に対して−θ傾いており、一方、該第２反射面１５ｂに入射する光の進行方向は正規の方向に対して−２θ傾いているので、この光に対しては第２反射面１５ｂは相対的に＋θ傾いていることになり、このため、該第２反射面１５ｂにおける反射光及び入射光のなす角度は図示の如く＋２θずれることになる。つまり、図示の断面において、反射プリズム１の傾きに起因する各反射面１３ｂ，１５ｂでの反射方向のずれは相殺し合うことになり、この結果、第２反射面１５ｂからの反射光は正規の方向、即ち反射プリズム１への入射光に対して直交する方向に進行するのである。
【００４１】
言い換えると、前記図３、４からも明らかなように、前記反射プリズム１は、言うなれば従来周知のペンタプリズムを概ね光の入射方向に延びる軸線Ｚの周りに１回転させたときに、該ペンタプリズムの２つの反射面がそれぞれ描く軌跡に沿うようにして、２つのテーパー状反射面１３ｂ，１５ｂを形成したものであり、それ故に、反射プリズム１から出射される放射光が入射光軸Ｌに対してなす角度は、該反射プリズム１が多少、傾いていても一定になるのである。
【００４２】
前記の如き構成の反射プリズム１を光学ガラスにより製作する場合は、その入射面１１、出射面１２、並びに第１及び第２反射面１３ｂ、１５ｂを研磨する必要があるが、反射面は２面なので、そのことは特にコストの増大を招くものではない。一方、光学プラスチックを例えば射出成形法により（圧縮成型法、注型成型法等でもよい）成形して反射プリズム１を製作する場合は、前記各面に対応する金型の内面に所要の面粗度を確保することができれば、反射プリズム１の面の研磨は不要となる。但し、プラスチックの成形加工によって反射プリズム１を製作する場合は、型抜きのために反射プリズム１の出射面１２に勾配が必要となる場合があり、この場合には出射面１２で光が屈折することを考慮して、これに対応する勾配を入射面１１にも与える必要がある。
【００４３】
以上、説明した構成の反射プリズム１を備えたこの実施形態のレーザー投光装置Ａによると、レーザーダイオード３から出射されて、コリメータレンズ４を介して反射プリズム１の上端面（入射面１１）に入射したレーザー光は、該反射プリズム１の内部で第１及び第２の２つのテーパー状反射面１３ｂ，１５ｂによりそれぞれ反射された後に、レーザー光の入射光軸Ｌと直交する平面上を３６０°放射状に進行して、反射プリズム１の外周面（出射面１２）全周から出射される。こうして、レーザーの入射光軸Ｌに直交する３６０°の放射光が得られるので、これを壁面等の充分に広い範囲に亘って投射し、視認性の高いレーザーラインの基準線を描くことができる。
【００４４】
しかも、前記構成の反射プリズム１は、それがケース２内で正規の位置からずれていて、レーザービームの光軸Ｌに対し多少、傾いていても、その光軸Ｌに対する放射光の角度は変化しないものであるから、そのような反射プリズム１の位置ずれによって壁面上の基準線がずれることがない。このため、反射プリズム１のケース２への組み付けにはあまり高い精度は要求されず、その組付け位置の校正も殆ど不要になり、さらに、反射プリズム１をケース２に支持する部材に寸法の狂いが生じても問題はないから、支持部材として特殊な材料を用いたり、特殊な支持構造を採用したりする必要もない。よって、レーザー投光装置Ａは高精度でありながら低コストのものとすることができる。
【００４５】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２に係る反射プリズム１１０を示し、この反射プリズム１１０は、入射した光を２つの反射面１１２ａ，１１４により２回ずつ反射させて、その向きを１８０°反転させるようにした再帰反射プリズムである。
【００４６】
図示の反射プリズム１１０は、全体としては扁平な円柱状をなし、中心軸線Ｚ方向の一方の端面（図の上端面）全体が光の入射面１１１とされている一方、該中心軸線Ｚ方向の他方の端面（図の下端面）の中央部に開口するようにして、比較的扁平な円錐状の凹部１１２が形成されている。この凹部１１２は、反射プリズム１１０の中心軸線Ｚに沿って、該中心軸線Ｚ直交する円形断面の直径が下端の開口から上方に向かって徐々に小さくなるように形成されていて、この凹部１１２の周面１１２ａ（テーパー面）上に反射膜１１３が形成されることで、前記入射面１１１に入射した光を外周側の斜め上方に向かって反射する第１反射面が構成されている。
【００４７】
また、前記反射プリズム１１０の外周面には、その上端から下方に向かって徐々に拡径するようにテーパー面１１４が形成されていて、このテーパー面１１４上に反射膜１１５が形成されることで、前記第１反射面１１２ａにより反射された光を内周側に向かって反射する第２の反射面が構成されている。
【００４８】
前記の構成により、この実施形態２に係る反射プリズム１１０においては、その上端面（入射面１１１）に入射した光が中心軸線Ｚに沿って下方に進み、下端面の第１反射面１１２ａ（凹部１１２の周面）により外周側に向けて反射された後に、外周面の第２反射面１１４（テーパー面）により反射プリズム１１０の内周側に向けて反射される。この反射光は入射光軸Ｌと直交するものとなり、反射プリズム１１０の中心軸線Ｚと交差して反対側の第２反射面１１４に到達し、そこで内周側の斜め下方に向かって反射され、下端面の第１反射面１１２ａにより反射されて、中心軸線Ｚと平行に上方に進行するようになる。
【００４９】
つまり、この実施形態の反射プリズム１１０は、入射する光を１８０°反転させる再帰反射プリズムであり、従来までのコーナーキューブプリズムと同様に、入射光軸Ｌに対して多少、傾いていても、そのことに拘わらず入射方向に光を戻すことから、光学式側距機の反射ターゲット等に利用することができる。
【００５０】
しかも、前記反射プリズム１１０は、第１及び第２の２つのテーパー状反射面１１２ａ，１１４を有するものであるが、このような２つのテーパー状反射面を形成することは、コーナキューブプリズムのように互いに直交する３つの平坦な反射面を形成するのに比べれば、低コストにできるから、該コーナキューブプリズムの代用となる比較的安価な反射プリズムが得られるものである。
【００５１】
（他の実施形態）
前記実施形態１の反射プリズム１は、前記図３(c)に示すように、中心軸線Ｚを含む断面上で該中心軸線Ｚに対し第１反射面１３ｂを６７．５°傾け、第２反射面１５ｂを２２．５°傾けるとともに、第１及び第２反射面１３ｂ、１５ｂの断面の長さを同じにし、さらに、入射面１１及び出射面１２の断面の長さも同じにしているが、本発明の反射プリズムの構成は、それに限定されるものではない。すなわち、例えば図６(a)に示すように、中心軸線Ｚに対する第１、第２反射面１３ｂ，１５ｂの傾斜角度を前記と同様としながら、反射プリズム１全体を中心軸線Ｚ方向に縮小し、これに応じて出射面１２の断面長さを入射面１１に比べて小さくすることもできる。
【００５２】
また、例えば同図(b)に示すように、前記断面において中心軸線Ｚに対する第１、第２反射面１３ｂ，１５ｂの傾斜角度を比較的小さくして、反射プリズム１を中心軸線Ｚ方向に縮小するようにしてもよいし、反対に、同図(c)に示すように、中心軸線Ｚに対する第１、第２反射面１３ｂ，１５ｂの傾斜角度を比較的大きくして、反射プリズム１を中心軸線Ｚ方向に伸長するようにしてもよい。さらに、第１、第２反射面１３ｂ，１５ｂの断面長さも互いに異なるものとすることができる。
【００５３】
但し、前記図６(a)(b)(c)のいずれの場合も、前記実施形態１のものと比べると、反射プリズム１全体の外形寸法に対して入射面や反射面の有効面積が小さくなる傾向があるので、あまり効率のよいものとはいえず、この点から、前記実施形態１のように、中心軸線Ｚと第１及び第２反射面１３ｂ，１５ｂとの傾斜角度をそれぞれ略６７〜６８°、略２２〜２３°の範囲に設定し、該第１及び第２反射面１３ｂ，１５ｂの断面長さを略同じにし、且つ入射面及び反射面の断面長さも略同じとするのが最も好ましいといえる。
【００５４】
さらに、前記実施形態１、２では、いずれも反射プリズム１，１１０を概略円柱状としているが、これに限るものではない。すなわち、例えば前記実施形態１のようにレーザ投光装置Ａに用いるのであれば、壁面等に所要の範囲に亘って放射光を投光できればよいから、そのために必要な角度範囲に対応して、反射プリズム１の軸線Ｚに直交する横断面形状を例えば半円形や扇形にしてもよい。また、実施形態２のようにコーナーキューブプリズムの代用とするものであれば、成形の容易性等を考慮して最適な形状とすればよい。
【００５５】
さらにまた、前記実施形態１では、反射プリズム１を例えば墨出し用のレーザー投光装置Ａに利用する場合について説明したが、この反射プリズム１は、それ以外のレーザー投光装置にも利用することができるし、レーザー以外の光源を用いた光投射装置にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態１に係るレーザー投光装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】レーザー投光装置の光学系の概略構成図。
【図３】反射プリズムの構成を示す(a)上面図及び(b)(c)縦部分断面図。
【図４】反射プリズムが入射光軸に対し傾いている場合の図３(b)相当図。
【図５】実施形態２の再帰反射プリズムを示す図３(a)(b)相当図。
【図６】反射プリズムの他の実施形態を示す図３(b)相当図。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ                レーザー投光装置（光投射装置）
Ｚ                中心軸線
１、１１０        反射プリズム
２                ケース
３                レーザーダイオード（光源）
４                コリメータレンズ（投光系）
１１、１１０      入射面
１２              出射面
１３ｂ，１１２ａ  第１反射面（テーパー面）
１５、１１２      凹部
１５ｂ、１１４    第２反射面（テーパー面）
【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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