(57)【要約】【課題】  拡がり角度の大きなライン光を発生するロッド群、ライン光発生光学系、ならびに、レーザ墨出し装置の提供。【解決手段】  ライン光発生光学系１は、半導体レーザ５０と、コリメータレンズ４０と、ロッドレンズ群３０とを備えている。ロッドレンズ群３０は２個のロッドレンズ１０及び２０からなり、各ロッドレンズは、それぞれ軸心１１、２１及び軸心に垂直な断面が円周状の外周面１２、２２を有している。外周面１２、２２の円周方向の一部には反射部１ａ、２ａが形成されている。２個のロッドレンズ１０及び２０は、軸心１１、２１が互いに略平行で、軸心に垂直な所定の軸Ｌ１を挟み、外周面１２、２２が所定の軸Ｌ１に対し接するように配置され、所定の軸Ｌ１に沿って所定の間隔だけ離間して配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個のロッドからなり、
各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、
該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直な所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されていることを特徴とするロッド群。
【請求項２】
各ロッドの該反射部の少なくとも一部が、該外周面のうち、該所定の仮想線に対向する１８０°の領域と該所定の仮想線に平行な光軸に沿って進む入射光の進行方向上流側の１８０°の領域との重複部分である９０°の領域内に位置していることを特徴とする請求項１記載のロッド群。
【請求項３】
各ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を始点として該進行方向上流側に延びる軸心周り角度ψ／２の範囲に規定されており、該反射部は該入射光を反射して拡がり角度ψのライン光を発生させることを特徴とする請求項２記載のロッド群。
【請求項４】
各ロッドの該外周面は光を透過する透過部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一記載のロッド群。
【請求項５】
該２個のロッドはそれぞれ透明材料からなるロッドレンズであり、該反射部は該外周面の少なくとも一部に形成された反射膜であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一記載のロッド群。
【請求項６】
該２個のロッドは、第１ロッドと、該第１ロッドより該所定の仮想線に平行な光軸に沿って進む入射光の進行方向における下流側に位置する第２ロッドとからなり、
該第１ロッド及び該第２ロッドは共に半径Ｒを有し、
該第２ロッドは屈折率ｎの透明材料からなるロッドレンズであり、
該第２ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を第１の始点として該進行方向上流側に円周方向に軸心周り角度ωだけずれた第１の終点までの領域に規定されており、
円周方向において該反射部と隣り合った領域であって、該第１の終点を第２の始点とし該第２の始点から円周方向に少なくとも軸心周り角度９０°−ωだけずれた第２の終点までの領域には光を透過する透過部が規定されており、
該第１ロッド及び該第２ロッドの該所定の仮想線に沿った軸心間距離が、次式
xGmin＝R{cotθ（1−cos（θ/2））＋cot(θ/2)−sin(θ/2)}
ただし、θ＝2{tan−1(cotω)−sin−1 (sin(tan−1(cotω))／n)}
で与えられる距離xGmin以上であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一記載のロッド群。
【請求項７】
半導体レーザと、
該半導体レーザから出射された光ビームをコリメート光に変換し、所定の光軸に沿ってコリメート光を出射するコリメータレンズと、
該コリメート光を入射してライン光を発生するロッド群とを備え、
該ロッド群は２個のロッドからなり、
各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、
該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直で該所定の光軸に平行に延びる所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されていることを特徴とするライン光発生光学系。
【請求項８】
各ロッドの該反射部の少なくとも一部が、該外周面のうち、該所定の仮想線に対向する１８０°の領域と該コリメータレンズに対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域内に位置していることを特徴とする請求項７記載のライン光発生光学系。
【請求項９】
各ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を始点として該コリメータレンズに対向する側に延びる軸心周り角度ψ／２の範囲に規定されており、該反射部は該入射光を反射して拡がり角度ψのライン光を発生させることを特徴とする請求項８記載のライン光発生光学系。
【請求項１０】
各ロッドの該外周面は光を透過する透過部を有することを特徴とする請求項７乃至９の何れか一記載のライン光発生光学系。
【請求項１１】
該２個のロッドはそれぞれ透明材料からなるロッドレンズであり、該反射部は該外周面の少なくとも一部に形成された反射膜であることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一記載のライン光発生光学系。
【請求項１２】
該２個のロッドは、第１ロッドと、該第１ロッドより該所定の仮想線に沿って進む入射光の進行方向下流側に位置する第２ロッドとからなり、
該第１ロッド及び該第２ロッドは共に半径Ｒを有し、
該第２ロッドは屈折率ｎの透明材料からなるロッドレンズであり、
該第２ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を第１の始点として該コリメータレンズ側に円周方向に軸心周り角度ωだけずれた第１の終点までの領域に規定されており、
円周方向において該反射部と隣り合った領域であって、該第１の終点を第２の始点とし該第２の始点から円周方向に少なくとも軸心周り角度９０°−ωだけずれた第２の終点までの領域には光を透過する透過部が規定されており、
該第１ロッド及び該第２ロッドの該所定の仮想線に沿った軸心間距離が、次式
xGmin＝R{cotθ（1−cos（θ/2））＋cot(θ/2)−sin(θ/2)}
ただし、θ＝2{tan−1(cotω)−sin−1 (sin(tan−1(cotω))／n)}
で与えられる距離xGmin以上であることを特徴とする請求項７乃至１１の何れか一記載のライン光発生光学系。
【請求項１３】
半導体レーザと、
該半導体レーザから出射された光ビームをコリメート光に変換し、所定の光軸に沿ってコリメート光を出射するコリメータレンズと、
該コリメート光を少なくとも１本の反射光と少なくとも１本の透過光とに分離する少なくとも１個の光分離部と、
該少なくとも１本の反射光と該少なくとも１本の透過光との各光路にそれぞれ配置され、各々が対応する反射光もしくは透過光を入射してライン光を発生する複数のロッド群とを備え、
各ロッド群は２個のロッドからなり、
各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、
該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直で対応する光軸に平行な所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されていることを特徴とするライン光発生光学系。
【請求項１４】
各ロッドの該反射部の少なくとも一部が、該外周面のうち、該所定の仮想線に対向する１８０°の領域と該対応する光軸に沿って進む入射光の進行方向上流側の１８０°の領域との重複部分である９０°の領域内に位置していることを特徴とする請求項１３記載のライン光発生光学系。
【請求項１５】
各ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を始点として該進行方向上流側に延びる軸心周り角度ψ／２の範囲に規定されており、該反射部は該入射光を反射して拡がり角度ψのライン光を発生させることを特徴とする請求項１４記載のライン光発生光学系。
【請求項１６】
各ロッドの該外周面は光を透過する透過部を有することを特徴とする請求項１３乃至１５の何れか一記載のライン光発生光学系。
【請求項１７】
該２個のロッドはそれぞれ透明材料からなるロッドレンズであり、該反射部は該外周面の少なくとも一部に形成された反射膜であることを特徴とする請求項１３乃至１６の何れか一記載のライン光発生光学系。
【請求項１８】
該２個のロッドは、第１ロッドと、該第１ロッドより該所定の仮想線に平行な光軸に沿って進む入射光の進行方向における下流側に位置する第２ロッドとからなり、
該第１ロッド及び該第２ロッドは共に半径Ｒを有し、
該第２ロッドは屈折率ｎの透明材料からなるロッドレンズであり、
該第２ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を第１の始点として該進行方向上流側に円周方向に軸心周り角度ωだけずれた第１の終点までの領域に規定されており、
円周方向において該反射部と隣り合った領域であって、該第１の終点を第２の始点とし該第２の始点から円周方向に少なくとも軸心周り角度９０°−ωだけずれた第２の終点までの領域には光を透過する透過部が規定されており、
該第１ロッド及び該第２ロッドの該所定の仮想線に沿った軸心間距離が、次式
xGmin＝R{cotθ（1−cos（θ/2））＋cot(θ/2)−sin(θ/2)}
ただし、θ＝2{tan−1(cotω)−sin−1 (sin(tan−1(cotω))／n)}
で与えられる距離xGmin以上であることを特徴とする請求項１３乃至１７の何れか一記載のライン光発生光学系。
【請求項１９】
該少なくとも１個の光分離部は、該コリメート光を第１分離光と第２分離光とに分離する第１光分離部と、該第１分離光を第３分離光と第４分離光とに分離する第２光分離部とからなり、
該複数のロッド群は、該第２分離光、該第３分離光、および該第４分離光の各光路にそれぞれ配置された第１ロッド群、第２ロッド群、および第３ロッド群とを備え、
該第１ロッド群が該第２分離光に基づいてライン光を生成し、該第２ロッド群が該第３分離光に基づいてライン光を生成し、該第３ロッド群が該第４分離光に基づいてライン光を生成することを特徴とする請求項１３記載のライン光発生光学系。
【請求項２０】
半導体レーザと、
該半導体レーザから出射された光ビームをコリメート光に変換し、所定の光軸に沿ってコリメート光を出射するコリメータレンズと、
該コリメート光を入射してライン光を発生する少なくとも１つのロッド群と、
該半導体レーザと、該コリメータレンズと、該少なくとも１つのロッド群とを支持する支持機構とを備え、
各ロッド群は２個のロッドからなり、
各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、
該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直で所定の光軸に平行な所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されていることを特徴とするレーザ墨出し装置。
【請求項２１】
各ロッドの該反射部の少なくとも一部が、該外周面のうち、該所定の仮想線に対向する１８０°の領域と該コリメータレンズに対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域内に位置していることを特徴とする請求項２０記載のレーザ墨出し装置。
【請求項２２】
各ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を始点として該コリメータレンズに対向する側に延びる軸心周り角度ψ／２の範囲に規定されており、該反射部は該入射光を反射して拡がり角度ψのライン光を発生させることを特徴とする請求項２１記載のレーザ墨出し装置。
【請求項２３】
各ロッドの該外周面は光を透過する透過部を有することを特徴とする請求項２０乃至２２の何れか一記載のレーザ墨出し装置。
【請求項２４】
該２個のロッドはそれぞれ透明材料からなるロッドレンズであり、該反射部は該外周面の少なくとも一部に形成された反射膜であることを特徴とする請求項２０乃至２３の何れか一記載のレーザ墨出し装置。
【請求項２５】
該２個のロッドは、第１ロッドと、該第１ロッドより該所定の仮想線に沿って進む入射光の進行方向下流側に位置する第２ロッドとからなり、
該第１ロッド及び該第２ロッドは共に半径Ｒを有し、
該第２ロッドは屈折率ｎの透明材料からなるロッドレンズであり、
該第２ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を第１の始点として該コリメータレンズ側に円周方向に軸心周り角度ωだけずれた第１の終点までの領域に規定されており、
円周方向において該反射部と隣り合った領域であって、該第１の終点を第２の始点とし該第２の始点から円周方向に少なくとも軸心周り角度９０°−ωだけずれた第２の終点までの領域には光を透過する透過部が規定されており、
該第１ロッド及び該第２ロッドの該所定の仮想線に沿った軸心間距離が、次式
xGmin＝R{cotθ（1−cos（θ/2））＋cot(θ/2)−sin(θ/2)}
ただし、θ＝2{tan−1(cotω)−sin−1 (sin(tan−1(cotω))／n)}
で与えられる距離xGmin以上であることを特徴とする請求項２０乃至２４の何れか一記載のレーザ墨出し装置。
【請求項２６】
半導体レーザと、
該半導体レーザから出射された光ビームをコリメート光に変換し、所定の光軸に沿ってコリメート光を出射するコリメータレンズと、
該コリメート光を少なくとも１本の反射光と少なくとも１本の透過光とに分離する少なくとも１個の光分離部と、
該少なくとも１本の反射光と該少なくとも１本の透過光との各光路にそれぞれ配置され、各々が対応する反射光もしくは透過光を入射してライン光を発生する複数のロッド群と、
該半導体レーザと、該コリメータレンズと、該少なくとも１個の光分離部と、該複数のロッド群とを支持する支持機構とを備え、
各ロッド群は２個のロッドからなり、
各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、
該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直で対応する光軸に平行な所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されていることを特徴とするレーザ墨出し装置。
【請求項２７】
該少なくとも１個の光分離部は、該コリメート光を第１分離光と第２分離光とに分離する第１光分離部と、該第１分離光を第３分離光と第４分離光とに分離する第２光分離部とからなり、
該複数のロッド群は、該第２分離光、該第３分離光、および該第４分離光の各光路にそれぞれ配置された第１ロッド群、第２ロッド群、および第３ロッド群とを備え、
該第１ロッド群が該第２分離光に基づいてライン光を生成し、該第２ロッド群が該第３分離光に基づいてライン光を生成し、該第３ロッド群が該第４分離光に基づいてライン光を生成することを特徴とする請求項２６記載のレーザ墨出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッド群、ライン光発生光学系、及びレーザ墨出し装置に関し、特に拡がり角度の大きなライン光を発生するロッド群、ライン光発生光学系、及びレーザ墨出し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋建築の際、特に工事の開始時には各種部材の取り付け基準の設定や部材加工の位置決め等に水準線を出す作業、すなわち墨出し作業が必須である。そこで建築現場では、レベル測量儀等の器具を用いてレベル出しを行い、対象となる構造物の壁に複数のマーク墨をつけ、それらをつないで墨出しラインを形成し工事基準としていた。
【０００３】
墨出しラインには、床から壁、天井にかけて垂直線を描く所謂『たちライン』や、２本の『たちライン』により天井に直角ラインを描く『大矩ライン（おおがねライン）』、あるいは壁に水平線を描く『ろくライン』等のいろいろなラインの他、床上に描く『地墨』（ドット光）等がある。
【０００４】
手作業による墨出し作業は最低でも２人で行う必要があり、非常に手間が掛かり、効率が悪いという問題があった。この問題を改善するために、最近ではライン光照射機能を有するレーザ墨出し装置を用いて効率良く墨出し作業を行うことが多くなった。レーザ墨出し装置があれば１人で墨出し作業を容易に行うことができるため、建築作業には欠かせない建築作業ツールとなりつつある。従来、かかるレーザ墨出し装置において、ライン光を発生させるために単一のロッドレンズが使用されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３１８６７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる単一のロッドレンズでは十分に広い拡がり角度が得ることが困難であった。本発明は、このような問題を解決するものであり、拡がり角度の大きなライン光を発生するロッド群、ライン光発生光学系、ならびに、レーザ墨出し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、２個のロッドからなり、各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直な所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されているロッド群を提供している。各ロッド群は中実でも中空でも良い。
【０００７】
ここで、各ロッドの該反射部の少なくとも一部が、該外周面のうち、該所定の仮想線に対向する１８０°の領域と該所定の仮想線に平行な光軸に沿って進む入射光の進行方向上流側の１８０°の領域との重複部分である９０°の領域内に位置していることが好ましい。
【０００８】
更に、各ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を始点として該進行方向上流側に延びる軸心周り角度ψ／２の範囲に規定されており、該反射部は該入射光を反射して拡がり角度ψのライン光を発生させることが好ましい。
【０００９】
また、各ロッドの該外周面は光を透過する透過部を有することが好ましい。或いは、該２個のロッドはそれぞれ透明材料からなるロッドレンズであり、該反射部は該外周面の少なくとも一部に形成された反射膜であることが好ましい。
【００１０】
更に、該２個のロッドは、第１ロッドと、該第１ロッドより該所定の仮想線に平行な光軸に沿って進む入射光の進行方向における下流側に位置する第２ロッドとからなり、該第１ロッド及び該第２ロッドは共に半径Ｒを有し、該第２ロッドは屈折率ｎの透明材料からなるロッドレンズであり、該第２ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を第１の始点として該進行方向上流側に円周方向に軸心周り角度ωだけずれた第１の終点までの領域に規定されており、円周方向において該反射部と隣り合った領域であって、該第１の終点を第２の始点とし該第２の始点から円周方向に少なくとも軸心周り角度９０°−ωだけずれた第２の終点までの領域には光を透過する透過部が規定されており、該第１ロッド及び該第２ロッドの該所定の仮想線に沿った軸心間距離が、次式
xGmin＝R{cotθ（1−cos（θ/2））＋cot(θ/2)−sin(θ/2)}
ただし、θ＝2{tan−1(cotω)−sin−1 (sin(tan−1(cotω))／n)}
で与えられる距離xGmin以上であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、半導体レーザと、該半導体レーザから出射された光ビームをコリメート光に変換し、所定の光軸に沿ってコリメート光を出射するコリメータレンズと、該コリメート光を入射してライン光を発生するロッド群とを備え、該ロッド群は２個のロッドからなり、各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直で該所定の光軸に平行に延びる所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されているライン光発生光学系を提供している。
【００１２】
ここで、各ロッドの該反射部の少なくとも一部が、該外周面のうち、該所定の仮想線に対向する１８０°の領域と該コリメータレンズに対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域内に位置していることが好ましい。
【００１３】
更に、各ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を始点として該コリメータレンズに対向する側に延びる軸心周り角度ψ／２の範囲に規定されており、該反射部は該入射光を反射して拡がり角度ψのライン光を発生させることが好ましい。
【００１４】
また、各ロッドの該外周面は光を透過する透過部を有することが好ましい。或いは、該２個のロッドはそれぞれ透明材料からなるロッドレンズであり、該反射部は該外周面の少なくとも一部に形成された反射膜であることが好ましい。
【００１５】
更に、該２個のロッドは、第１ロッドと、該第１ロッドより該所定の仮想線に沿って進む入射光の進行方向下流側に位置する第２ロッドとからなり、該第１ロッド及び該第２ロッドは共に半径Ｒを有し、該第２ロッドは屈折率ｎの透明材料からなるロッドレンズであり、該第２ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を第１の始点として該コリメータレンズ側に円周方向に軸心周り角度ωだけずれた第１の終点までの領域に規定されており、円周方向において該反射部と隣り合った領域であって、該第１の終点を第２の始点とし該第２の始点から円周方向に少なくとも軸心周り角度９０°−ωだけずれた第２の終点までの領域には光を透過する透過部が規定されており、該第１ロッド及び該第２ロッドの該所定の仮想線に沿った軸心間距離が、次式
xGmin＝R{cotθ（1−cos（θ/2））＋cot(θ/2)−sin(θ/2)}
ただし、θ＝2{tan−1(cotω)−sin−1 (sin(tan−1(cotω))／n)}
で与えられる距離xGmin以上であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、半導体レーザと、該半導体レーザから出射された光ビームをコリメート光に変換し、所定の光軸に沿ってコリメート光を出射するコリメータレンズと、該コリメート光を少なくとも１本の反射光と少なくとも１本の透過光とに分離する少なくとも１個の光分離部と、該少なくとも１本の反射光と該少なくとも１本の透過光との各光路にそれぞれ配置され、各々が対応する反射光もしくは透過光を入射してライン光を発生する複数のロッド群とを備え、各ロッド群は２個のロッドからなり、各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直で対応する光軸に平行な所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されているライン光発生光学系を提供している。
【００１７】
ここで、各ロッドの該反射部の少なくとも一部が、該外周面のうち、該所定の仮想線に対向する１８０°の領域と該対応する光軸に沿って進む入射光の進行方向上流側の１８０°の領域との重複部分である９０°の領域内に位置していることが好ましい。
【００１８】
また、各ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を始点として該進行方向上流側に延びる軸心周り角度ψ／２の範囲に規定されており、該反射部は該入射光を反射して拡がり角度ψのライン光を発生させることが好ましい。
【００１９】
更に、各ロッドの該外周面は光を透過する透過部を有することが好ましい。或いは、該２個のロッドはそれぞれ透明材料からなるロッドレンズであり、該反射部は該外周面の少なくとも一部に形成された反射膜であることが好ましい。
【００２０】
また、該２個のロッドは、第１ロッドと、該第１ロッドより該所定の仮想線に平行な光軸に沿って進む入射光の進行方向における下流側に位置する第２ロッドとからなり、該第１ロッド及び該第２ロッドは共に半径Ｒを有し、該第２ロッドは屈折率ｎの透明材料からなるロッドレンズであり、該第２ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を第１の始点として該進行方向上流側に円周方向に軸心周り角度ωだけずれた第１の終点までの領域に規定されており、円周方向において該反射部と隣り合った領域であって、該第１の終点を第２の始点とし該第２の始点から円周方向に少なくとも軸心周り角度９０°−ωだけずれた第２の終点までの領域には光を透過する透過部が規定されており、該第１ロッド及び該第２ロッドの該所定の仮想線に沿った軸心間距離が、次式
xGmin＝R{cotθ（1−cos（θ/2））＋cot(θ/2)−sin(θ/2)}
ただし、θ＝2{tan−1(cotω)−sin−1 (sin(tan−1(cotω))／n)}
で与えられる距離xGmin以上であることが好ましい。
【００２１】
また、該少なくとも１個の光分離部は、該コリメート光を第１分離光と第２分離光とに分離する第１光分離部と、該第１分離光を第３分離光と第４分離光とに分離する第２光分離部とからなり、該複数のロッド群は、該第２分離光、該第３分離光、および該第４分離光の各光路にそれぞれ配置された第１ロッド群、第２ロッド群、および第３ロッド群とを備え、該第１ロッド群が該第２分離光に基づいてライン光を生成し、該第２ロッド群が該第３分離光に基づいてライン光を生成し、該第３ロッド群が該第４分離光に基づいてライン光を生成することが好ましい。
【００２２】
また、本発明は、半導体レーザと、該半導体レーザから出射された光ビームをコリメート光に変換し、所定の光軸に沿ってコリメート光を出射するコリメータレンズと、該コリメート光を入射してライン光を発生する少なくとも１つのロッド群と、該半導体レーザと、該コリメータレンズと、該少なくとも１つのロッド群とを支持する支持機構とを備え、各ロッド群は２個のロッドからなり、各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直で所定の光軸に平行な所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されているレーザ墨出し装置を提供している。
【００２３】
ここで、各ロッドの該反射部の少なくとも一部が、該外周面のうち、該所定の仮想線に対向する１８０°の領域と該コリメータレンズに対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域内に位置していることが好ましい。
【００２４】
また、各ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を始点として該コリメータレンズに対向する側に延びる軸心周り角度ψ／２の範囲に規定されており、該反射部は該入射光を反射して拡がり角度ψのライン光を発生させることが好ましい。
【００２５】
また、各ロッドの該外周面は光を透過する透過部を有することが好ましい。或いは、該２個のロッドはそれぞれ透明材料からなるロッドレンズであり、該反射部は該外周面の少なくとも一部に形成された反射膜であることが好ましい。
【００２６】
更に、該２個のロッドは、第１ロッドと、該第１ロッドより該所定の仮想線に沿って進む入射光の進行方向下流側に位置する第２ロッドとからなり、該第１ロッド及び該第２ロッドは共に半径Ｒを有し、該第２ロッドは屈折率ｎの透明材料からなるロッドレンズであり、該第２ロッドの該反射部は該外周面と該所定の仮想線との接点を第１の始点として該コリメータレンズ側に円周方向に軸心周り角度ωだけずれた第１の終点までの領域に規定されており、円周方向において該反射部と隣り合った領域であって、該第１の終点を第２の始点とし該第２の始点から円周方向に少なくとも軸心周り角度９０°−ωだけずれた第２の終点までの領域には光を透過する透過部が規定されており、該第１ロッド及び該第２ロッドの該所定の仮想線に沿った軸心間距離が、次式
xGmin＝R{cotθ（1−cos（θ/2））＋cot(θ/2)−sin(θ/2)}
ただし、θ＝2{tan−1(cotω)−sin−1 (sin(tan−1(cotω))／n)}
で与えられる距離xGmin以上であることが好ましい。
【００２７】
また、本発明は、半導体レーザと、該半導体レーザから出射された光ビームをコリメート光に変換し、所定の光軸に沿ってコリメート光を出射するコリメータレンズと、該コリメート光を少なくとも１本の反射光と少なくとも１本の透過光とに分離する少なくとも１個の光分離部と、該少なくとも１本の反射光と該少なくとも１本の透過光との各光路にそれぞれ配置され、各々が対応する反射光もしくは透過光を入射してライン光を発生する複数のロッド群と、該半導体レーザと、該コリメータレンズと、該少なくとも１個の光分離部と、該複数のロッド群とを支持する支持機構とを備え、各ロッド群は２個のロッドからなり、各ロッドは、軸心及び該軸心に垂直な断面が円周状の外周面を有し、該外周面の円周方向の少なくとも一部に反射部を有し、該２個のロッドは、該軸心が互いに略平行で、該軸心に垂直で対応する光軸に平行な所定の仮想線を挟み、該外周面が該所定の仮想線に対し接するように配置され、該所定の仮想線に沿って所定の間隔だけ離間して配置されているレーザ墨出し装置を提供している。
【００２８】
ここで、該少なくとも１個の光分離部は、該コリメート光を第１分離光と第２分離光とに分離する第１光分離部と、該第１分離光を第３分離光と第４分離光とに分離する第２光分離部とからなり、該複数のロッド群は、該第２分離光、該第３分離光、および該第４分離光の各光路にそれぞれ配置された第１ロッド群、第２ロッド群、および第３ロッド群とを備え、該第１ロッド群が該第２分離光に基づいてライン光を生成し、該第２ロッド群が該第３分離光に基づいてライン光を生成し、該第３ロッド群が該第４分離光に基づいてライン光を生成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１記載のロッド群によれば、ロッド軸に垂直な所定の軸に平行な光軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光を組み合わせてライン光を発生することができる。したがって、拡がり角度の大きなライン光を得ることができる。
【００３０】
請求項２記載のロッド群によれば、各ロッドの反射部は入射光を確実に反射することができるので、各ロッドの反射部により反射された反射光を組み合わせてライン光を発生することができる。
【００３１】
請求項３記載のロッド群によれば、適切な位置に拡がり角度ψのライン光を発生させることができる。
【００３２】
請求項４記載のロッド群によれば、所定の軸に平行な軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光と透過部が発生する透過光とを組み合わせてライン光を発生することができる。したがって、更に拡がり角度の大きなライン光を得ることができる。
【００３３】
請求項５記載のロッド群によれば、簡易な構成で反射部と透過部を有するロッド群を提供することができる。
【００３４】
請求項６記載のロッド群によれば、所定の軸に平行な軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光と透過部が発生する透過光とを組み合わせてライン光を発生することができる。しかも、反射部と透過部とが所定の領域に位置し、第１ロッド及び第２ロッドの所定の軸に沿ったロッド軸間距離が所定の距離以上で配置されているから、第１ロッドの反射部で発生されたライン光と第２ロッドの透過部で発生されたライン光とが切れ目無くつながる。よって、拡がり角度が大きく、連続したライン光を得ることができる。
【００３５】
請求項７記載のライン光発生光学系によれば、半導体レーザから出射された後コリメータレンズによりコリメート光に変換され、ロッド軸に垂直な所定の軸に平行な光軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光を組み合わせてライン光を発生することができる。したがって、拡がり角度の大きなライン光を得ることができる。
【００３６】
請求項８記載のライン光発生光学系によれば、各ロッドの反射部は入射光を確実に反射することができるので、各ロッドの反射部により反射された反射光を組み合わせてライン光を発生することができる。
【００３７】
請求項９記載のライン光発生光学系によれば、適切な位置に拡がり角度ψのライン光を発生させることができる。
【００３８】
請求項１０記載のライン光発生光学系によれば、所定の軸に平行な軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光と透過部が発生する透過光とを組み合わせてライン光を発生することができる。したがって、更に拡がり角度の大きなライン光を得ることができる。
【００３９】
請求項１１記載のライン光発生光学系によれば、簡易な構成で反射部と透過部を有するロッド群を備えたライン光発生光学系を提供することができる。
【００４０】
請求項１２記載のライン光発生光学系によれば、所定の軸に平行な軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光と透過部が発生する透過光とを組み合わせてライン光を発生することができる。しかも、反射部と透過部とが所定の領域に位置し、第１ロッド及び第２ロッドの所定の軸に沿ったロッド軸間距離が所定の距離以上で配置されているから、第１ロッドの反射部で発生されたライン光と第２ロッドの透過部で発生されたライン光とが切れ目無くつながる。よって、拡がり角度が大きく、連続したライン光を得ることができる。
【００４１】
請求項１３記載のライン光発生光学系によれば、半導体レーザから出射された後コリメータレンズによりコリメート光に変換された光を、少なくとも１個の光分離部によって少なくとも１本の反射光と少なくとも１本の透過光とに分離し、各光路にそれぞれ配置された複数のロッド群によってそれぞれライン光を発生させることができる。よって、１個の光源から拡がり角度の大きな複数本のライン光を容易に得ることができる。このため、低コストで複数本の墨出し用レーザライン光を発生させることができる。なお、少なくとも１個の光分離部としては、例えばビームスプリッタの各光分離部やハーフミラー等が相当する。
【００４２】
請求項１４記載のライン光発生光学系によれば、各ロッドの反射部は入射光を確実に反射することができるので、各ロッドの反射部により反射された反射光を組み合わせて複数本のライン光を発生することができる。
【００４３】
請求項１５記載のライン光発生光学系によれば、適切な位置に拡がり角度ψのライン光を複数本発生させることができる。
【００４４】
請求項１６記載のライン光発生光学系によれば、所定の軸に平行な軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光と透過部が発生する透過光とを組み合わせてライン光を発生することができる。したがって、更に拡がり角度の大きな複数本のライン光を得ることができる。
【００４５】
請求項１７記載のライン光発生光学系によれば、簡易な構成で反射部と透過部を有するロッド群を備えたライン光発生光学系を提供することができる。
【００４６】
請求項１８記載のライン光発生光学系によれば、所定の軸に平行な軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光と透過部が発生する透過光とを組み合わせて複数本のライン光を発生することができる。しかも、反射部と透過部とが所定の領域に位置し、第１ロッド及び第２ロッドの所定の軸に沿ったロッド軸間距離が所定の距離以上で配置されているから、第１ロッドの反射部で発生されたライン光と第２ロッドの透過部で発生されたライン光とが切れ目無くつながる。よって、拡がり角度が大きく、連続したライン光を得ることができる。
【００４７】
請求項１９記載のライン光発生光学系によれば、半導体レーザから出射された後コリメータレンズによりコリメート光に変換された光を、第１光分離部及び第２光分離部によって３本の光に分離し、各光路に配置された３つのロッド群によって３本のライン光を発生させることができる。よって、１個の光源から拡がり角度の大きな３本のライン光を容易に得ることができる。
【００４８】
請求項２０記載のレーザ墨出し装置によれば、半導体レーザから出射された後コリメータレンズによりコリメート光に変換され、ロッド軸に垂直な所定の軸に平行な光軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光を組み合わせてライン光を発生することができる。したがって、拡がり角度の大きなライン光を得ることができる。また、光学系を水平を保持するための支持機構を備えているため、所定の向き及び位置にライン光を形成することができる。
【００４９】
請求項２１記載のレーザ墨出し装置によれば、各ロッドの反射部は入射光を確実に反射することができるので、各ロッドの反射部により反射された反射光を組み合わせてライン光を発生することができる。
【００５０】
請求項２２記載のレーザ墨出し装置によれば、適切な位置に拡がり角度ψのライン光を発生させることができる。
【００５１】
請求項２３記載のレーザ墨出し装置によれば、所定の軸に平行な軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光と透過部が発生する透過光とを組み合わせてライン光を発生することができる。したがって、更に拡がり角度の大きなライン光を得ることができる。
【００５２】
請求項２４記載のレーザ墨出し装置によれば、簡易な構成で反射部と透過部を有するロッド群を備えたレーザ墨出し装置を提供することができる。
【００５３】
請求項２５記載のレーザ墨出し装置によれば、所定の軸に平行な軸に沿って入射する光に基づいて反射部が発生する反射光と透過部が発生する透過光とを組み合わせてライン光を発生することができる。しかも、反射部と透過部とが所定の領域に位置し、第１ロッド及び第２ロッドの所定の軸に沿ったロッド軸間距離が所定の距離以上で配置されているから、第１ロッドの反射部で発生されたライン光と第２ロッドの透過部で発生されたライン光とが切れ目無くつながる。よって、拡がり角度が大きく、連続したライン光を得ることができる。
【００５４】
請求項２６記載のレーザ墨出し装置によれば、半導体レーザから出射された後コリメータレンズによりコリメート光に変換された光を、少なくとも１個の光分離部によって少なくとも１本の反射光と少なくとも１本の透過光とに分離し、各光路にそれぞれ配置された複数のロッド群によってそれぞれライン光を発生させることができる。よって、１個の光源から拡がり角度の大きな複数本のライン光を容易に得ることができる。また、光学系を支持するための支持機構を備えているため、所定の向き及び位置に複数本の墨出し用レーザライン光を形成することができる。
【００５５】
請求項２７記載のレーザ墨出し装置によれば、半導体レーザから出射された後コリメータレンズによりコリメート光に変換された光を、第１光分離部及び第２光分離部によって３本の光に分離し、各光路に配置された３つのロッド群によって３本のライン光を発生させることができる。よって、１個の光源から拡がり角度の大きな３本のライン光を容易に得ることができる。更に、光学系を支持するための支持機構を備えているため、所定の向き及び位置に３本の墨出し用レーザライン光を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
本発明の第１の実施の形態によるロッドレンズ群及びライン光発生光学系について図１乃至図３に基づき説明する。
【００５７】
図１は、本実施の形態によるライン光発生光学系１を示す説明図である。ライン光発生光学系１は、レーザ光源５０、コリメータレンズ４０、及びロッドレンズ群３０を備えている。
【００５８】
コリメータレンズ４０は、レーザ光源５０から出射された光を光Ｇ、Ｆ１、Ｆ２を含む平行光（コリメート光）に変換する。ロッドレンズ群３０は、２個のロッドレンズ１０及び２０から構成される。なお、図１には、２個のロッドレンズ１０及び２０の軸心１１及び２１に垂直な方向における断面が示されている。
【００５９】
２個のロッドレンズ１０及び２０は、紙面と垂直方向に長い円柱形状をしている。ロッドレンズ１０の軸心１１に垂直な断面は円形状である。ロッドレンズ１０の外周面１２の円周方向の一部には反射部１ａが形成されている。外周面１２のうち反射部１ａが形成されていない部分は、光を透過する透過部１ｃである。同様に、ロッドレンズ２０の軸心２１に垂直な断面は円形状である。ロッドレンズ２０の外周面２２の円周方向の一部には反射部２ａが形成されている。外周面２２のうち反射部２ａが形成されていない部分は、光を透過する透過部２ｃである。
【００６０】
２個のロッドレンズ１０及び２０は、それぞれの軸心１１と２１とが互いに略平行で、軸心１１及び２１に垂直な所定の仮想軸Ｌ１を挟み、外周面１２及び２２が仮想軸Ｌ１に対し接するように配置されている。また、ロッドレンズ１０及び２０は、仮想軸Ｌ１に沿って後述する所定の間隔だけ離間して配置されている。本実施の形態では、仮想軸Ｌ１がレーザ光の光軸（コリメータレンズ４０の光軸）と一致するように、ロッドレンズ１０及び２０が配置されている。また、本実施の形態では、ロッドレンズ１０及び２０の材料としてガラス材であるＢＫ７（屈折率１．５）を用いる。また、本例では、レンズの直径は２ｍｍ、長さは１５ｍｍである。
【００６１】
反射部１ａは、ロッドレンズ１０の外周面１２において、外周面１２と仮想軸Ｌ１との接点Ｔ１を始点としてレーザ光源５０側に向かう軸心周り角度ω１の領域に形成されている。同様に、反射部２ａは、ロッドレンズ２０の円周面２２において、円周面２２と仮想軸Ｌ１との接点Ｔ２を始点としてレーザ光源５０側に向かう軸心周り角度ω２の領域に形成されている。ここで、ω１、ω２は共に９０°以下である。すなわち、反射部１ａは、外周面１２のうち、仮想軸Ｌ１に対向する１８０°の領域とレーザ光源５０及びコリメータレンズ４０（光の進行方向上流側）に対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域Ｒ１０内に位置している。同様に、反射部２ａは、外周面２２のうち、仮想軸Ｌ１に対向する１８０°の領域とレーザ光源５０及びコリメータレンズ４０（光の進行方向上流側）に対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域Ｒ２０内に位置している。なお、反射部１ａ及び２ａは、クロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属薄膜を真空蒸着法やスパッタリング法等の手法により成膜することにより形成される。
【００６２】
コリメータレンズ４０からの平行光のうち、透過部２ｃに入射した入射光Ｇは、スネルの法則に従いレンズ内部を屈折した後、反対側の面から出射する（出射光ＧＴ）。ロッドレンズ２０は長手方向（紙面に垂直な方向）には屈折作用を持たないため、ロッドレンズ２０へ入射した光は一方向（紙面に平行な方向）にのみ拡がりライン光に変換される。すなわち、透過部２ｃから入射した入射光Ｇのレンズ２０への入射角をφ、レンズ内部での屈折角をθ、ロッドレンズ２０の屈折率をｎ、空気の屈折率を１とすると、スネルの法則により次式（１）が成り立つ。
１ｓｉｎφ＝ｎｓｉｎθ        （１）
このとき、出射光ＧＴと外周面２２に対する法線がなす角度は、式（１）の関係により、入射角と等しい角度φとなる。入射光Ｇの入射位置によって入射角φ及び屈折角θの値は少しずつ異なっている。このため、個々の点での出射光を合わせると、軸心２１に垂直な面上に拡がる放射状の光となる。この放射状の光が壁などに照射されるとライン光が形成される。
【００６３】
一方、光Ｆ１及びＦ２はそれぞれ反射部１ａ及び２ａに入射する。光Ｆ１は反射部１ａ上の入射点において、入射角と等しい反射角γ１で反射する。同様に、光Ｆ２は反射部２ａ上の入射点において、入射角と等しい反射角γ２で反射する。反射光Ｆ１Ｒ及びＦ２Ｒについても入射位置によって入射角、したがって反射角γ１及びγ２の値が少しずつ異なるため、反射光は軸心に垂直な面上において放射状となりライン光が形成される。
【００６４】
図２は、光Ｆ２内のうち仮想軸Ｌ１から最も遠ざかった位置を進行する光線Ｆ２ａがロッドレンズ２０に入射して反射する様子を示す説明図である。仮想軸Ｌ１に平行にｘ軸、ｘ軸と軸心２１に直交する方向にｙ軸をとる。軸心２１は、原点Ｏ２を通り、紙面に垂直に延びている。光線Ｆ２ａは、反射部２ａ上の点Ａにおいて入射角γで入射し、反射角γで反射する。∠ＡＯ２Ｒｘは点Ａにおける法線の傾き角度であるから、
∠ＡＯ２Ｒｘ＝γ  
となる。また、∠Ｏ２ＡＢは反射角γと対頂角の関係にあるので
∠Ｏ２ＡＢ＝γ  
であり、更に
∠ＡＯ２Ｂ＝γ＋π／２    
が成り立つ。三角形Ｏ２ＡＢの内角の総和について
∠ＡＯ２Ｂ＋∠Ｏ２ＡＢ＋∠Ｏ２ＢＡ＝π
が成り立つから、反射光Ｆ２Ｒがｙ軸となす角∠Ｏ２ＢＡの角度をξとすると、
（γ＋π／２）＋γ＋ξ＝π  
となる。この式を整理すると、
ξ＝π／２−２γ        （２）  
が得られる。
【００６５】
図２において、反射部２ａの形成角度をω２とすると、ω２＋γ＝π／２であるから
γ＝π／２−ω２          （３）
となる。式（３）を式（２）に代入すると
ξ＝π／２−２（π／２−ω２）
＝２ω２−π／２          （４）  
が得られる。
【００６６】
光Ｆ２全体がロッドレンズ反射部２ａにより反射されることにより形成されるライン光の拡がり角度の大きさをψとすると、図よりψは  
ψ＝π／２＋ξ          （４５）  
で与えられる。式（４５）に式（４）を代入してまとめると
ψ＝２ω２                （５）    
となる。式（５）から
ω２＝ψ／２              （６）    
と表される。
【００６７】
必要なライン光の拡がり角度ψを規定することにより、反射部２ａの形成角度ω２を求めることができる。反射部１ａの形成角度ω１についても、反射部２ａの形成角度ω２と同様である。２個のロッドレンズ１０及び２０の反射光によるライン光拡がり角度は、各ロッドレンズ１０、２０により形成されるライン光拡がり角度を合計することで求めることができる。
【００６８】
式（５）又は（６）に示される反射部２ａの形成角度ω２とライン光の拡がり角度ψとの関係の具体例について、図３に基づき説明する。図３に示すように、ロッドレンズ２０の反射部２ａの形成角度ω２を６０°とする。図３において、入射光Ｆ２ａが反射部２ａの端部点Ａに入射し、反射して反射光Ｆ２Ｒａとなる。点Ａでの法線がｘ軸となす角度γが３０°であるから、反射光ＧＲがｙ軸となす角度ξは、式（２）を用いてξ＝９０°−２×３０°＝３０°となる。また、反射部２ａの他方の端部点Ｔ２はｙ軸上に位置しているため、点Ｔ２においては入射光Ｆ２ｂ及び反射光Ｆ２Ｒｂがｘ軸と平行であり、法線はｙ軸と平行である。法線がｘ軸となす角度γが９０°であるから、点Ｔ２近傍における反射光Ｆ２Ｒｂがｙ軸となす角度ξは、ξ＝９０°−２×９０°＝−９０°となる。すなわち、Ａ点での反射光Ｆ２Ｒａはｙ軸から光源側に３０°の角度で反射し、Ｔ２点近傍での反射光Ｆ２Ｒｂはｙ軸から光源と反対方向に９０°の方向に進む。したがって、反射部２ａにより形成されるライン光の広がり角度は９０°＋３０°＝１２０°となる。
【００６９】
同様に、ロッドレンズ１０の反射部１ａの形成角度ω１を６０°とすると、反射部１ａにより形成されるライン光の広がり角度も、９０°＋３０°＝１２０°となる。ただし、ライン光は−（マイナス）ｙ軸方向に形成される。
【００７０】
以上より、反射部１ａ及び反射部２ａによって形成されたライン光を合成することにより、角度２４０°（＝１２０°×２）の拡がりを有するライン光を得ることができる。しかも、透過部２ｃからロッドレンズ２０に入射し、屈折して形成されるライン光を合成することにより、総てのライン光を連続的に形成することができる。
【００７１】
拡がり角度２４０°のライン光を得るためには、ω１がω２と等しくなくても良い。反射部１ａ及び２ａの形成範囲ω１及びω２が合計して１２０°であれば良い。
【００７２】
本実施の形態によるロッドレンズ群３０及びライン光発生光学系１によれば、反射部１ａは、外周面１２のうち仮想軸Ｌ１に対向する１８０°の領域とレーザ光源５０に対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域Ｒ１０内に位置しており、反射部２ａは、外周面２２のうち仮想軸Ｌ１に対向する１８０°の領域とレーザ光源５０に対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域Ｒ２０内に位置している。したがって、レーザ光源５０から出射されるレーザ光を確実に反射することができ、かつ、２つの反射部１ａ及び２ａにより形成される反射光を組み合わせて拡がり角度の大きなライン光を形成することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、外周面１２、２２と仮想軸Ｌ１との接点Ｔ１、Ｔ２を始点として、反射部１ａ、２ａが形成されている。しかし、拡がり角度ψのライン光を得るためには、必ずしも接点Ｔ１、Ｔ２を始点とする必要はなく、コリメータレンズ４０と対向する（光の進行方向上流側）１８０°の領域内に軸周り角度ψ／２の反射部を形成すればよい。
【００７４】
本発明の第２の実施の形態によるロッドレンズ群及びライン光発生光学系について図４及び図５に基づき説明する。
【００７５】
図４は、第２の実施の形態によるライン光発生光学系１０１を示す説明図である。ライン光発生光学系１０１は、第１の実施の形態によるライン光発生光学系１と同様に、レーザ光源５０、コリメータレンズ４０、及び２個のロッドレンズ１０及び２０から構成されるロッドレンズ群３０を備え、同様に配置されている。ただし、本実施の形態では、レーザ光源５０に近い方のロッドレンズ１０が仮想軸Ｌ１より下側に位置し、レーザ光源５０から遠い方のロッドレンズ２０が仮想軸Ｌ１より上側に位置している点において、第１の実施の形態と異なる。なお、図４では、レーザ光源５０及びコリメータレンズ４０がロッドレンズ群３０の図中左側に位置するように図示されている。また、レーザ光源５０及びコリメータレンズ４０は簡略化して図示されている。
【００７６】
本実施の形態においては、レーザ光源５０からコリメータレンズ４０を介して出射される光ビームが、ロッドレンズ１０の軸心Ｏ１を通る光Ｋ８とロッドレンズ２０の軸心Ｏ２を通る光Ｋ６との間に規定されるビーム径を有するようにレーザ光源５０及びコリメータレンズ４０が設定されている。
【００７７】
また、本実施の形態では、２個のロッドレンズ１０及び２０は、仮想軸Ｌ１に沿って後述する距離ｘＧｍｉｎよりも長いか若しくは等しい所定の間隔だけ離間して配置されている。これは、ロッドレンズ１０と２０の軸心間距離が距離ｘＧｍｉｎよりも小さいと、ロッドレンズ１０により形成されたライン光の一部がロッドレンズ２０により遮られてしまい、ロッドレンズ群３０により形成されたライン光に切れ目が生じてしまうからである。
【００７８】
以下、ライン光が切れ目無く連続するための２個のロッドレンズ１０、２０の軸心Ｏ１、Ｏ２間のｘ軸方向における最小距離ｘＧｍｉｎについて説明する。
【００７９】
ロッドレンズ１０の軸心Ｏ１を原点として、図のようにｘ軸及びｙ軸をとる。ｘ軸は仮想軸Ｌ１に平行であり、ｙ軸はｘ軸及び軸心Ｏ１に対して垂直である。また、ロッドレンズ１０の半径をＲとする。ロッドレンズ１０の反射部１ａにおける光線Ｋ１の反射点を点Ｄとし、直線Ｏ１Ｄとｙ軸とのなす角度をβ／２とすると、点Ｄの座標は
（−Ｒｓｉｎ（β／２）、Ｒｃｏｓ（β／２））
と表される。点Ｄでの反射光Ｌ２がｘ軸又はｘ軸と平行な仮想軸Ｌ１となす角度はβである。よって、点Ｄを通り傾きがｔａｎβである直線Ｌ２の式は
ｙ＝ｔａｎβ・ｘ＋（ｔａｎβ・ｓｉｎ（β／２）＋ｃｏｓ（β／２））・Ｒ  （１１）  
と表される。また、直線Ｌ１の式は
ｙ＝Ｒ      （１２）  
と表される。
【００８０】
次に、直線Ｌ１と反射光Ｌ２の交点をＥとすると、Ｅの座標は式（１１）及び（１２）から求められて、
Ｅ（（ｃｏｔβ−ｓｉｎ（β／２）−ｃｏｔβ・ｃｏｓ（β／２））・Ｒ  、  Ｒ）
となる。ここで、直線Ｌ１は、ロッドレンズ２０と接点Ｔ２で接する。また、反射光Ｌ２は、ロッドレンズ２０と点Ｂで接すると仮定する。すなわち、三角形Ｏ２Ｔ２Ｅと三角形Ｏ２ＢＥとは合同であるから、∠Ｏ２ＥＴ２＝∠Ｏ２ＥＢ＝β／２となる。したがって、直線Ｌ３（直線Ｏ２Ｅ）は、傾きがβ／２であって点Ｅを通る直線である。よって、直線Ｌ３の式は
ｙ＝ｔａｎ（β／２）・ｘ＋Ｒ｛１−ｔａｎ（β／２）（ｃｏｔβ−ｓｉｎ（β／２）−ｃｏｔβ・ｃｏｓ（β／２））｝    （１３）  
と表される。
【００８１】
点Ｏ２のｘ座標をｘＧとすると、ｙ座標は２Ｒであるから、式（１３）に（ｘ、ｙ）＝（ｘＧ、２Ｒ）を代入すると、
２Ｒ＝ｔａｎ（β／２）・ｘＧ＋Ｒ｛１−ｔａｎ（β／２）（ｃｏｔβ−ｓｉｎ（β／２）−ｃｏｔβ・ｃｏｓ（β／２））｝    （１４）  
となる。式（１４）をｘＧについて解くと
ｘＧ＝Ｒ｛ｃｏｔβ（１−ｃｏｓ（β／２））＋ｃｏｔ（β／２）−ｓｉｎ（β／２）｝          （１５）
が得られる。
【００８２】
次に、ロッドレンズ１０及び２０により形成されるライン光が切れ目無く連続するための角度βの条件を求める。
【００８３】
ロッドレンズ２０において光線Ｋ２が透過部２ｃの端部Ｔから入射し、屈折、透過して点Ｕから出射光Ｓ２として出射する場合について考える。このとき、出射光Ｓ２とｘ軸がなす角度をθ、また、∠Ｔ２Ｏ２Ｔ＝ω  とすると
θ＝２｛ｔａｎ−１（ｃｏｔω）−ｓｉｎ−１  （ｓｉｎ（ｔａｎ−１（ｃｏｔω））／ｎ）｝                （１６）
で与えられる（ただし、ｎはロッドレンズ２０の屈折率）。なお、式（１６）の誘導については後程詳細に説明する。
【００８４】
ロッドレンズ１０により形成される反射光については、入射光線Ｋ１は、反射部１ａ上の点Ｄで反射されて反射光Ｌ２となる。また、入射光線Ｋ４は、反射部１ａの端部の点Ｆで反射されて反射光Ｌ４となる。よって、入射光線Ｋ１とＫ４との間に規定される範囲Ｎ１の入射光は、反射光Ｌ２とＬ４との間に規定される範囲Ｎ１´の反射光となる。
【００８５】
同様に、ロッドレンズ２０により形成される反射光については、入射光線Ｋ５は、反射部２ａの端部の点Ｔで反射されて反射光Ｌ５となる。また、入射光線Ｋ７は、反射部２ａの端部の点Ｔ２で反射されて反射光Ｌ７となる（入射光線Ｋ７及び反射光Ｌ７は共に仮想軸Ｌ１上を通る。）。よって、入射光線Ｋ５とＫ７との間に規定される範囲Ｎ２の入射光は、反射光Ｌ５とＬ７との間に規定される範囲Ｎ２´の反射光となる。
【００８６】
一方、ロッドレンズ２０の透過部２ｃに入射する透過光については、入射光線Ｋ２は、透過部２ｃの端部の点Ｔに入射し、ロッドレンズ２０内部を透過して、点Ｕから出射光Ｓ２として出射する。また、入射光線Ｋ６は、接点Ｔ２から円周方向に９０°ずれた位置にある透過部２ｃ上の点Ｖに垂直に入射し、屈折することなく軸心Ｏ２を通って点Ｗから出射する（出射光Ｓ６）。よって、入射光線Ｋ２とＫ６との間に規定される範囲Ｎ３の入射光は、出射光Ｓ２とＳ６との間に規定される範囲Ｎ３´の出射光となる。
【００８７】
以上より、ロッドレンズ１０及び２０により形成される反射光及び透過光によって、範囲Ｎ１´、Ｎ２´、及びＮ３´は全てカバーされている。したがって、ライン光が切れ目無くつながるためには、範囲Ｎ１´とＮ３´との間、及び、範囲Ｎ２´とＮ３´との間がつながっていればよい。範囲Ｎ２´とＮ３´との間については、反射光Ｌ７と出射光Ｓ６とが平行であるからライン光としてつながっている。ライン光が描かれる壁等は反射光Ｌ７と出射光Ｓ６との距離（＝ロッドレンズ２０の半径Ｒ）に比べてはるか遠くに位置しているから、反射光Ｌ７と出射光Ｓ６との距離は問題にならない。
【００８８】
次に、範囲Ｎ１´とＮ３´との間がつながるためには、反射光Ｌ２がｘ軸又は直線Ｌ１となす角度βが出射光Ｓ２とｘ軸がなす角度θより小さいか等しければよい。すなわち、次式
β≦θ      （１７）
が成り立てば良い。このとき、範囲Ｎ１´とＮ３´のライン光は重なる或いは連続するため、連続したライン光を得ることができる。
【００８９】
図４より、ロッドレンズ１０と２０とを近づけるほど角度βが大きくなることが分かる。これを式（１５）で考えると、βが大きくなるほどｘＧは小さくなる。一方、連続したライン光を得るためには、式（１７）を満たす必要がある。よって、式（１７）で等号が成り立つとき、すなわち、
β＝θ      （１８）
のとき、ｘＧは連続したライン光を得るための最小値ｘＧｍｉｎをとる。したがって、式（１５）に式（１８）を代入して、
ｘＧｍｉｎ＝Ｒ｛ｃｏｔθ（１−ｃｏｓ（θ／２））＋ｃｏｔ（θ／２）−ｓｉｎ（θ／２）｝        （１９）
ただし、
θ＝２｛ｔａｎ−１（ｃｏｔω）−ｓｉｎ−１  （ｓｉｎ（ｔａｎ−１（ｃｏｔω））／ｎ）｝                （１６）
が得られる。すなわち、式（１９）及び（１６）で表されるｘＧｍｉｎが、連続したライン光を得るための最小距離である。
【００９０】
上記の式（１９）及び（１６）に基づき、直径２ｍｍのロッドレンズ１０及び２０を用いて拡がり角度２４０°で切れ目なく連続したライン光を得るためのレンズ間の最小距離の具体的数値を求める。反射部１ａ及び２ａの形成範囲ωを共に６０°とする。式（１６）において、ω＝６０°及びｎ＝１．５を代入すると、θ＝２１．０６°が得られる。よって、Ｒ＝１ｍｍ及びθ＝２１．０６°を式（１９）に代入して、ｘＧｍｉｎ＝５．２４ｍｍが得られる。したがって、ロッドレンズ１０及び２０のレンズ間隔が５．２４ｍｍ以上であれば連続したライン光を得ることができる。
【００９１】
図５を用いて、式（１６）の誘導について詳細に説明する。図５において、光源は図中右側に位置しているとする。半径Ｒのロッドレンズの軸心を原点Ｏとする。原点Ｏにおいて軸心と直交するｘ軸及びｙ軸を考える。ｘ軸から距離ｂの位置を通り、ｘ軸に平行に進む光線Ｌｉｎがロッドレンズ表面Ａ点で法線ｎに対して角度φで入射する場合について考える。ロッドレンズ断面を表す式は
ｘ２＋ｙ２＝Ｒ２ 
であるから点Ａの座標は、Ａ（（Ｒ２−ｂ２）１／２  、ｂ）となる。次に、直線ＯＡの式は傾きがｔａｎφであるので、  
ｙ＝ｔａｎφ・ｘ    
と表される。直線ＯＡは点Ａを通るため、
ｂ＝ｔａｎφ・（Ｒ２−ｂ２）１／２ 
となる。したがって  
ｔａｎφ＝ｂ／（Ｒ２−ｂ２）１／２ 
であるから、
φ＝ｔａｎ−１（ｂ／（Ｒ２−ｂ２）１／２  ）    （１１１）  
となる。
【００９２】
ここで、ロッドレンズに入射角φで入射した光Ｌｉｎが屈折角αで屈折してレンズ内部を進む場合を考える。空気の屈折率を１、レンズの屈折率をｎとすると、スネルの法則により
１・ｓｉｎφ＝ｎ・ｓｉｎα    
が成立する。この式を変形すると
ｓｉｎα＝ｓｉｎφ／ｎ    
となる。したがって、屈折角αは
α＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎφ／ｎ）        （１１２）  
と表される。式（１１１）を式（１１２）に代入すると
α＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎ  （ｔａｎ−１（ｂ／（Ｒ２−ｂ２）１／２  ））／ｎ）    （１１３）が得られる。
【００９３】
次に、レンズから出射した光Ｌｏｕｔがｘ軸となす角度をθとすると、図から  
θ＝２（φ−α）        （１１４）    
が成り立つ。式（１１１）と式（１１３）を式（１１４）に代入してまとめると、
θ＝２｛ｔａｎ−１（ｂ／（Ｒ２−ｂ２）１／２  ）
−ｓｉｎ−１（ｓｉｎ  （ｔａｎ−１（ｂ／（Ｒ２−ｂ２）１／２  ））／ｎ）｝    （１１５）
となる。ここで、∠ＡＯＹ＝ωとおくと
ｂ＝Ｒｃｏｓω  
となるので、これを式（１１５）に代入してまとめると
θ＝２｛ｔａｎ−１（ｃｏｔω）−ｓｉｎ−１  （ｓｉｎ（ｔａｎ−１（ｃｏｔω））／ｎ）｝                （１６）
を得ることができる。
【００９４】
なお、図４において、光ビームは、少なくともロッドレンズ２０の軸心Ｏ２を通る光Ｋ６と、ロッドレンズ２０の反射部２ａの上側端部Ｔを経てロッドレンズ２０内を透過する光Ｋ２と、ロッドレンズ１０の反射部１ａで反射してロッドレンズ２０と接しながら進む光Ｋ１と、を有していれば、連続したライン光を発生させることが可能である。
【００９５】
したがって、ロッドレンズ１０の反射部１ａのうち、点Ｄと点Ｔ１との間の領域ＤＴ１に反射部が形成されていなくても、連続したライン光を発生させることが可能である。
【００９６】
第２の実施の形態によるロッドレンズ群３０及びライン光発生光学系１０１によれば、所定の仮想軸Ｌ１に沿って入射する光に基づいて反射部１ａ及び２ａが発生する反射光と透過部２ｃが発生する透過光とを組み合わせてライン光を発生することができる。しかも、反射部１ａ及び２ａと透過部２ｃとが所定の領域に位置し、ロッドレンズ１０及び２０の仮想軸Ｌ１に沿った軸心間距離が最小距離ｘＧｍｉｎ以上で配置されているから、反射部１ａで発生されたライン光と透過部２ｃで発生されたライン光とが切れ目無くつながる。よって、拡がり角度が大きく、連続したライン光を得ることができる。
【００９７】
本発明の第３の実施の形態によるロッド状反射素子群及びライン光発生光学系について図６に基づき説明する。図６は、第３の実施の形態によるライン光発生光学系２０１を示す説明図である。ライン光発生光学系２０１は、レーザ光源５０、コリメータレンズ４０、及び２個のロッド状反射素子１１０及び１２０からなるロッド状反射素子群１３０を備えている。
【００９８】
ロッド状反射素子１１０及び１２０は、紙面と垂直方向に長い円柱形状をしており、光を透過しない非透過体である。図６には、ロッド状反射素子１１０及び１２０の断面が図示されている。ロッド状反射素子１１０の外周面１１２の軸心１１１に垂直な断面は円形である。同様に、ロッド状反射素子１２０の外周面１２２の軸心１２１に垂直な断面は円形である。
【００９９】
ロッド状反射素子１１０及び１２０の材料としては、光反射率の高いアルミ材を使用する。ロッド状反射素子１１０の外周面１１２及びロッド状反射素子１２０の外周面１２２全体に鏡面加工が施されており、高い効率で光を反射させることが可能である。つまり、外周面１１２及び１２２全体が反射部１０１ａ及び１０２ａとして機能する。なお、この例では、ロッド状反射素子１１０及び１２０の直径は２ｍｍ、長さは１５ｍｍである。また、仮想軸Ｌ１１がレーザ光の光軸（コリメータレンズ４０の光軸）と一致するように、ロッド状反射素子１１０及び１２０が配置されている。
【０１００】
本実施の形態においても、第１及び第２の実施の形態と同様に、レーザ光源５０から出射されたレーザ光がコリメータレンズ４０を通って平行光に変換された後、ロッド状反射素子１１０及び１２０に入射する。そして、レーザ光は外周面１１２及び１２２で反射され、放射状に拡がりライン光となる。ただし、ロッド状反射素子１１０及び１２０は、ロッドレンズと異なり光を透過しない。このため、ロッド状反射素子１１０で反射しロッド状反射素子１２０に接するように進む２つの光線Ｌ１１及びＬ１２の間に規定される範囲Ｎ１０にはライン光が作られないが、ロッド状反射素子１１０及び１２０の間隔ｄを大きくすることにより範囲Ｎ１０を小さくすることができる。したがって、実際の使用に際しては、許容される範囲Ｎ１０に応じて、ロッド状反射素子１１０及び１２０の間隔ｄを決めれば良い。
【０１０１】
また、本実施の形態では外周面１１２及び１２２の全体に鏡面加工が施されているため、外周面全体が光を反射し、広範囲にライン光が発生される。ライン光の角度を制限したい場合には、鏡面加工の範囲を所定の範囲に制限するか、或いは遮蔽部材を設けて不必要な範囲のライン光を遮蔽すれば良い。
【０１０２】
本発明の第４の実施の形態によるライン光発生光学系について図７に基づき説明する。
【０１０３】
図７は、第４の実施の形態によるライン光発生光学系３０１を示す説明図である。図のように、紙面内に前後方向及び上下方向をとり、紙面を垂直に貫通する方向に左右方向をとる。なお、紙面手前側が左方向であり、紙面奥側が右方向である。
【０１０４】
ライン光発生光学系３０１は、レーザ光源５０、コリメータレンズ４０、ビームスプリッタ６０、及び３つのロッドレンズ群３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを備えている。
【０１０５】
レーザ光源５０及びコリメータレンズ４０は、第１乃至第３の実施の形態に用いられるものと同様である。レーザ光源５０は、レーザ光が前方向に出射されるように配置されている。
【０１０６】
ビームスプリッタ６０は、コリメート光Ｂ１を３本の光Ｔ１、Ｒ２、Ｔ２に分割するものである。ビームスプリッタ６０は、ガラス又はプラスチック等の光を透過する３個の光学部材６３、６４、６５を貼り合わせて構成された直方体形状をしている。第１の光学部材６３と第２の光学部材６４の貼り合わせ面には、第１光分離部６１が形成されている。第１光分離部６１は、入射光のうち６７％を反射し、３３％を透過する特性を有している。第２の光学部材６４と第３の光学部材６５の貼り合わせ面には、第２光分離部６２が形成されている。第２光分離部６２は、入射光のうち５０％を反射し、５０％を透過する特性を有している。なお、第１光分離部６１及び第２光分離部６２の材料としては、入射光を透過光と反射光に分離するものであれば何でもよい。例えば、Ｃｒ、Ａｌ等の金属や、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等の誘電体材料が挙げられる。
【０１０７】
ロッドレンズ群３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、第１又は第２の実施の形態で説明したロッドレンズ群３０と同様の構成を有している。また、ロッドレンズ群３０Ａはレンズの長手方向が上下方向に、ロッドレンズ群３０Ｂはレンズの長手方向が左右方向に、ロッドレンズ群３０Ｃはレンズの長手方向が前後方向になるように配置されている。
【０１０８】
代表してロッドレンズ群３０Ｂについて具体的に説明する。ロッドレンズ群３０Ｂは２個のロッドレンズ１０Ｂ及び２０Ｂから構成される。ロッドレンズ１０Ｂ及び２０Ｂの外周面には、それぞれ反射部１ａＢ及び２ａＢが軸心周り角度ω＝６０°の範囲に形成されている。したがって、前記の式（５）により、ロッドレンズ群３０Ｂは拡がり角度ψ＝２４０°のライン光を発生可能である。ロッドレンズ１０Ｂ及び２０Ｂは、前記の式（１９）及び（１６）で定められる距離ｘＧｍｉｎ以上の間隔をおいて配置されている。よって、切れ目なく連続したライン光を発生することができる。ロッドレンズ群３０Ａ及び３０Ｃも同様の構成である。
【０１０９】
かかる構成のライン光発生光学系３０１において、レーザ光源５０から出射されたレーザビームは、コリメータレンズ４０により、ビーム断面形状が円形のコリメート光（平行光）Ｂ１に変換される。本実施の形態では、コリメート光Ｂ１のビーム径は２ｍｍになるように設定している。
【０１１０】
第１光分離部６１では、入射光Ｂ１のうち６７％が反射されて光線Ｒ１となる。残り３３％の光は、透過して第１の光学部材６３の内部を通過し、透過光Ｔ１となる。第２光分離部６２では、入射光Ｒ１の５０％が反射されて反射光Ｒ２となる。反射光Ｒ２はコリメート光Ｂ１の強度の３３．５％に相当する。また、入射光Ｒ１の５０％は第２光分離部６２を透過して透過光Ｔ２となる。透過光Ｔ２もコリメート光Ｂ１の強度の３３．５％に相当する。以上より、透過光Ｔ１、反射光Ｒ２、及び透過光Ｔ２は、何れもコリメート光Ｂ１の約３３％の強度を有しており、強度の略等しい３本の光ビームが得られることになる。
【０１１１】
そして、透過光Ｔ１、反射光Ｒ２、透過光Ｔ２が、それぞれロッドレンズ群３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに入射して３本のライン光が形成される。すなわち、ロッドレンズ群３０Ａは、光線Ｔ１を入射して、左右方向及び前方向に２４０°の拡がりをもつライン光を形成する。ロッドレンズ群３０Ｂは、光線Ｒ２を入射して、上下方向及び前方向に２４０°の拡がりをもつライン光を形成する。ロッドレンズ群３０Ｃは、光線Ｔ２を入射して、左右方向及び上方向に２４０°の拡がりをもつライン光を形成する。
【０１１２】
図８に、第１（又は第２、第３、第４）の実施の形態によるライン光発生光学系１（又は１０１、２０１、３０１）を搭載したレーザ墨出し装置８０を示す。レーザ墨出し装置８０は、基本的には、ライン光発生光学系１（又は１０１、２０１、３０１。以下同じ。）と、ライン光発生光学系１を水平に保つための支持機構部８１と、ライン光発生光学系１と支持機構部８１とを覆うケース８６とから構成されている。
【０１１３】
支持機構部８１は、公知のジンバル機構を用いている。ジンバル機構は、支持フレーム８２、大リング８３、小リング８４、装着台８５を備えている。大リング８３は、図示しない軸受により、支持フレーム８２に対して、水平に延びるＨ１軸の回りに揺動可能である。小リング８４は、図示しない軸受により、大リング８３に対して、水平に延びる別のＨ２軸（Ｈ１軸に垂直であり、そのため、紙面に垂直な方向）の回りに揺動可能である。小リング８４には、ライン光発生光学系１が搭載された装着台８５が固定されている。かかる構成によって、ライン光発生光学系１が搭載された装着台８５は、水平を保持することができる。
【０１１４】
以上説明した実施の形態によるロッド群及びライン光発生光学系を用いれば、簡易な方法で拡がり角度の大きなライン光を得ることが可能となる。特に、第４の実施の形態によるライン光発生光学系３０１をレーザ墨出し装置８０に搭載することで１個の光源から拡がり角度の大きな複数本のライン光を容易に得ることができる。このため、低コストで複数本の墨出し用レーザライン光を発生させることができる。その結果、従来は非常に高価であった複数ライン光照射用レーザ墨出し装置を低価格で提供することが可能である。
【０１１５】
本発明によるロッド群、ライン光発生光学系、及びレーザ墨出し装置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。
【０１１６】
例えば、第１乃至第４の実施の形態では、互いに径の等しい２つのロッドレンズ１０及び２０、又は、互いに径の等しいロッド状反射素子１１０及び１２０を用いた。しかし、２つのロッドレンズ又はロッド状反射素子の径は互いに異なるものであっても良い。
【０１１７】
また、上記実施の形態では、仮想軸Ｌ１、仮想軸Ｌ１１がレーザ光の光軸と一致するように、ロッドレンズ１０及び２０、又はロッド状反射素子１１０及び１２０を配置した。しかし、仮想軸Ｌ１、仮想軸Ｌ１１はレーザ光の光軸（コリメータレンズ４０の光軸）と一致していなくても良く、平行であれば良い。
【０１１８】
第１の実施の形態においては、反射部１ａ及び２ａは、ロッドレンズ１０及び２０と仮想軸Ｌ１との接点Ｔ１及びＴ２を始点としてレーザ光源５０側に向かって、ロッドレンズの外周面１２及び２２の所定の範囲に形成されていた。しかし、反射部１ａ及び２ａの形成範囲は必ずしもかかる範囲でなくとも良い。すなわち、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示されるように、反射部１ａの少なくとも一部が、外周面１２のうち、仮想軸Ｌ１に対向する１８０°の領域とレーザ光源５０に対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域Ｒ１０内に位置していれば良い。同様に、反射部２ａの少なくとも一部が、外周面２２のうち、仮想軸Ｌ１に対向する１８０°の領域とレーザ光源５０に対向する１８０°の領域との重複部分である９０°の領域Ｒ２０内に位置していれば良い。例えば、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）の例では、何れにおいても、反射部１ａの少なくとも一部が領域Ｒ１０に形成されており、反射部２ａの少なくとも一部が領域Ｒ２０に形成されている。
【０１１９】
第２の実施の形態では、ロッドレンズ１０及び２０は、連続したライン光となるように式（１９）及び（１６）で定められる距離ｘＧｍｉｎ以上の間隔をおいて配置されていた。しかし、ライン光が連続している必要がなければ、距離ｘＧｍｉｎより小さい間隔でも良い。
【０１２０】
第３の実施の形態では、反射部１０１ａ及び１０２ａを、クロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属薄膜を真空蒸着法やスパッタリング法等の手法により成膜して形成しても良い。この場合、ロッド状反射素子１１０及び１２０の母材は鏡面加工可能な材料でなくとも良く、上記の金属薄膜が成膜形成できる材料であればよい。母材候補としては金属、プラスチック、ガラス、セラミックスなどが挙げられる。反射部１０１ａ、１０２ａを形成する範囲は、例えば、第１及び第２の実施の形態における反射部１ａ及び２ａの範囲と同様とすればよい。
【０１２１】
また、ロッド状反射素子１１０及び１２０は中実であるが、中空でも良い。つまり、中空の管状又は円筒状でも良い。
【０１２２】
第４の実施の形態では、第１光分離部６１及び第２光分離部６２を有するビームスプリッタ６０を用いて１本の光ビームを３本の光ビームに分割した。かかるビームスプリッタの代わりに２個のハーフミラーを用いてもよい。この場合、２個のハーフミラーが第１光分離部６１及び第２光分離部６２に相当する。
【０１２３】
また、第１光分離部６１及び第２光分離部６２は、上記以外の透過率及び反射率を有していても良い。要求される各ライン光の強度に応じて各光分離部の透過率及び反射率を変更することにより、各ロッドレンズ群毎に入射する光の強度を変えても良い。
【０１２４】
また、ビームスプリッタ６０において、第２光分離部６２はなくても良く、第１光分離部６１のみを有しているのでも良い。この場合、２つのロッドレンズ群３０Ａ及び３０Ｃにより２本のライン光が発生される。
【０１２５】
更に、図７において第１光分離部６１及び第２光分離部６２が上下方向に並ぶようにビームスプリッタ６０を配置した。しかし、図１０に示されるライン光発生光学系４０１のように、第１光分離部６１及び第２光分離部６２が前後方向に並ぶようにビームスプリッタ６０を配置しても良い。この場合、平行光Ｂ１が第１光分離部６１に入射して透過光Ｔ１´と反射光Ｒ１´とに分離され、透過光Ｔ１´が第２光分離部６２に入射して透過光Ｔ２´と反射光Ｒ２´とに分離される。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明によるロッド群及びライン光発生光学系は、レーザ墨出し装置の他にもレーザライン光を使用する装置一般に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるロッドレンズ群及びライン光発生光学系を示す説明図。
【図２】光ビームがロッドレンズに入射して反射する様子を示す説明図。
【図３】光ビームがロッドレンズに入射して反射する様子を具体的に示す説明図。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるライン光発生光学系を示す説明図。
【図５】ロッドレンズの出射光とｘ軸とがなす角度を求める式を誘導するための説明図。
【図６】本発明の第３の実施の形態によるロッド状反射素子群及びライン光発生光学系を示す説明図。
【図７】本発明の第４の実施の形態によるライン光発生光学系を示す説明図（立面図）。
【図８】第１乃至第４の実施の形態によるライン光発生光学系を搭載したレーザ墨出し装置を示す説明図（立面図）。
【図９（ａ）】ロッドレンズにおける反射部の形成範囲の別の例を示す説明図。
【図９（ｂ）】ロッドレンズにおける反射部の形成範囲の別の例を示す説明図。
【図９（ｃ）】ロッドレンズにおける反射部の形成範囲の別の例を示す説明図。
【図１０】ビームスプリッタ及びロッドレンズ群の配置を変更した変形例によるライン光発生光学系を示す説明図（立面図）。
【符号の説明】
【０１２８】
１、１０１、２０１、３０１・・・ライン光発生光学系、  １ａ、２ａ・・・反射部、  １ｃ、２ｃ・・・透過部、  １０、２０・・・ロッドレンズ、  １１、２１・・・軸心、  １２、２２・・・外周面、  ３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ・・・ロッドレンズ群、  ４０・・・コリメータレンズ、  ５０・・・レーザ光源、  ６０・・・ビームスプリッタ、  ６１、６２・・・光分離部、  ６３、６４、６５・・・光学部材、  ８０・・・レーザ墨出し装置、  ８１・・・支持機構部、  ８２・・・支持フレーム、  ８３・・・大リング、  ８４・・・小リング、  ８５・・・装着台、  ８６・・・ケース、  １１０、１２０・・・ロッド状反射素子、  １１１、１２１・・・軸心、  １１２、１２２・・・外周面、  １３０・・・ロッド状反射素子群。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図１０】
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