JP2022033590A - 出射光調整装置及び出射光調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な手法により、短時間で、かつ精度良く、光源モジュールから出射される光の平行度を調整できる。【解決手段】出射光調整装置（２０）は、集光レンズ（２３）から出射された第２出射光（Ｌｏ２）の経路の長さが第１距離（Ｌｅ１）と一致する位置において、第２出射光の第１像を取得する第１ビームプロファイラ（２４）と、第２出射光の経路の長さが第２距離（Ｌｅ２）と一致する位置において、第２出射光の第２像を取得する第２ビームプロファイラ（２５）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光源モジュールから出射される光の平行度を調整、又は調整可能とする出射光調整装置、及びその調整方法に関する。

従来から、光源から出射された光の光軸角度及び平行度の調整が行われている。本調整の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、光ピックアップから出射された平行光を第１の平行光及び第２の平行光に分岐する。第１の集光レンズで集光された第１の平行光のビームスポットを撮像し、かつ、第２の集光レンズを光軸上で所定量ずつ移動させることでデフォーカス状態を変化させたときの第２の平行光のビームスポットを撮像する。これにより、光ピックアップの特性を簡便な構成で測定でき、かつ光ピックアップの調整を迅速に行うことができる。

特許第４６５６８８０号公報（２０１１年１月７日登録）

本発明の一態様は、特許文献１の技術とは異なる手法で、光源モジュールから出射される光の平行度の調整を行うものである。つまり、本発明の一態様は、簡易な手法により、短時間で、かつ精度良く、光源モジュールから出射される光の平行度を調整することを実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る出射光調整装置は、被調整対象である光源モジュールから出射される第１出射光の平行度を調整、又は調整可能とする出射光調整装置であって、前記第１出射光を受ける集光レンズからレンズ近方位置までの距離を第１距離としたとき、前記集光レンズから出射される第２出射光の経路の長さが前記第１距離と一致する位置において、前記第２出射光の第１像を取得する第１像取得部と、前記集光レンズからレンズ遠方位置までの距離を第２距離としたとき、前記第２出射光の経路の長さが前記第２距離と一致する位置において、前記第２出射光の第２像を取得する第２像取得部と、を備え、前記レンズ近方位置は、予め設定された前記第２出射光の基準集光位置から所定距離離れた、前記集光レンズの光軸上における前記集光レンズ側の位置であり、前記レンズ遠方位置は、前記集光レンズの光軸上の、前記基準集光位置を挟んで前記レンズ近方位置とは反対側の位置であって、かつ前記基準集光位置から所定距離離れた位置である。

さらに、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る出射光調整方法は、被調整対象である光源モジュールから出射される第１出射光の平行度を調整する出射光調整方法であって、（１）前記第１出射光を受ける集光レンズからレンズ近方位置までの距離を第１距離としたとき、前記集光レンズから出射される第２出射光の経路の長さが前記第１距離と一致する位置において取得した前記第２出射光の第１像の大きさと、（２）前記集光レンズからレンズ遠方位置までの距離を第２距離としたとき、前記第２出射光の経路の長さが前記第２距離と一致する位置において取得した前記第２出射光の第２像の大きさと、を比較する比較工程と、前記比較工程により前記第１像の大きさと前記第２像の大きさとの一致度が所定範囲内であると判定されるように、前記光源モジュールが備える光学部品の位置を調整する調整工程と、を含み、前記レンズ近方位置は、予め設定された前記第２出射光の基準集光位置から所定距離離れた、前記集光レンズの光軸上における前記集光レンズ側の位置であり、前記レンズ遠方位置は、前記集光レンズの光軸上の、前記基準集光位置を挟んで前記レンズ近方位置とは反対側の位置であって、かつ前記基準集光位置から所定距離離れた位置である。

本発明の一態様に係る出射光調整装置及び出射光調整方法によれば、簡易な手法により、短時間で、かつ精度良く、光源モジュールから出射される光の平行度を調整できる。

実施形態１の出射光調整装置を説明するための図であり、１０１は、実施形態１の出射光調整装置の一例を示す図であり、１０２は、光軸上の位置に応じた、光軸に垂直な平面上での第２出射光の像の大きさを示す第２出射光の像のプロファイルの一例を示す図である。 前記出射光調整装置の一例を示すブロック図である。 前記出射光調整装置の別例を示すブロック図である。 第１出射光の各形態に応じた、レンズ近方位置及びレンズ遠方位置での像の大きさを、それぞれ代表的な場合において示す図である。 前記出射光調整装置における処理の一例を示すフローチャートである。 ６０１は、前記出射光調整装置の比較例を示す図であり、６０２は、光軸上の位置に応じた、光軸に垂直な平面上での第２出射光の像の大きさを示す、第２出射光の像のプロファイルの一例を示す図である。 ７０１は、前記出射光調整装置の別の比較例を示す図であり、７０２は、光軸上の位置に応じた、光軸に垂直な平面上での第２出射光の像の大きさを示す、第２出射光の像のプロファイルの一例を示す図である。 実施形態２の出射光調整装置の一例を示す図である。 実施形態３の出射光調整装置の一例を示す図である。 出射光調整装置において、第１出射光の平行度が所定の収束光となるように調整される場合の、第１ビームプロファイラ及び第２ビームプロファイラの配置例を示す図である。 光源モジュールの変形例を示す図である。 光源モジュールの変形例を示す図である。 光源モジュールの変形例を示す図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

≪出射光調整装置≫
図１は、本実施形態の出射光調整装置２０を説明するための図であり、図１の１０１は、本実施形態の出射光調整装置２０の一例を示す図である。本実施形態の出射光調整装置２０は、光源モジュール１０から出射される光の平行度を調整する。以降、光源モジュール１０から出射される光を第１出射光Ｌｏ１と称する。

図１の１０１に示すように、本実施形態の出射光調整装置２０は、主として、光源モジュール取付部２１及びビーム平行度検出光学系２２を備える。光源モジュール取付部２１は、光源モジュール１０が着脱可能に取り付けられる部分である。つまり、光源モジュール１０は、出射光調整装置２０に対して着脱可能なモジュールである。ビーム平行度検出光学系２２は、光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行度を測定（検出）するための光学系（測定系）である。

≪光源モジュール≫
光源モジュール１０は、出射光調整装置２０の被調整対象（被測定対象）となる発光装置である。光源モジュール１０は、少なくとも、光源１１及びコリメートレンズ１２を備える。光源１１は、光源モジュール１０の外部へと出射する光を生成するものである。本実施形態の光源１１は、例えばレーザ光を出射するレーザ光源（例：レーザダイオード）である。しかしながら、光源１１はこれに限定されるものでは無く、例えばＬＥＤ（Light Emitting device）であっても構わない。

コリメートレンズ１２は、光源１１において生成され、光源１１から出射された光を絞るレンズである。コリメートレンズ１２を透過した光は、第１出射光Ｌｏ１として、光源モジュール１０から出射される。コリメートレンズ１２は、第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整するために用いられる。

調整目標値（代表値）となる第１出射光Ｌｏ１の所望の平行度は、光源モジュール１０の使用目的に応じて決まる。本実施形態では、調整目標値は、第１出射光Ｌｏ１が平行光である場合の、第１出射光Ｌｏ１の平行度である。但し、調整目標値は、光源モジュール１０の使用目的に応じて、第１出射光Ｌｏ１が発散光である場合の、第１出射光Ｌｏ１の平行度、又は、第１出射光Ｌｏ１が収束光である場合の、第１出射光Ｌｏ１の平行度として設定されても構わない。

≪ビーム平行度検出光学系≫
ビーム平行度検出光学系２２は、主として、集光レンズ２３、第１ビームプロファイラ２４（第１像取得部）及び第２ビームプロファイラ２５（第２像取得部）を備える。

本実施形態の集光レンズ２３は、光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１を受け、光源モジュール１０の外部において集光する。具体的には、集光レンズ２３は、ビーム平行度検出光学系２２の内部における集光レンズ２３の前方（＋Ｚ軸方向）において、第１出射光Ｌｏ１を集光する。集光レンズ２３を透過した後、その前方において集光される第１出射光Ｌｏ１を、説明の便宜上、集光レンズ２３から出射される第２出射光Ｌｏ２と称する。

なお、集光特性を有するレンズであれば、例えば、集光レンズ２３として、集光特性に関して波長分散性を抑制した色消しレンズ、すなわちアクロマティックレンズを用いても構わない。例えば、光源モジュール１０の光源１１として、発振波長が互いに異なる複数の光源１１を用いる場合、又は、光源１１として白色光源を用いる場合には、集光レンズ２３として色消しレンズを用いることは好適である。

ここで、集光レンズ２３からレンズ近方位置Ｐ１までの距離を第１距離Ｌｅ１とする。レンズ近方位置Ｐ１は、集光レンズ２３の光軸Ａｘ上の、集光レンズ２３の焦点位置Ｆから所定距離Δｆ１離れた集光レンズ２３側の位置である。また、集光レンズ２３からレンズ遠方位置Ｐ２までの距離を第２距離Ｌｅ２とする。レンズ遠方位置Ｐ２は、光軸Ａｘ上の、焦点位置Ｆを挟んでレンズ近方位置Ｐ１とは反対側の位置であって、かつ焦点位置Ｆから所定距離Δｆ２（≒Δｆ１）離れた位置である。本実施形態では、レンズ遠方位置Ｐ２は、光軸Ａｘ上の、焦点位置Ｆを中心としてレンズ近方位置Ｐ１と対称となる位置である。

前述したように、本実施形態では、前記所望の平行度として、第１出射光Ｌｏ１が平行光である場合の、第１出射光Ｌｏ１の平行度が設定される。そのため本実施形態では、予め設定された第２出射光Ｌｏ２の基準集光位置として、集光レンズ２３の焦点位置Ｆが設定される。つまり、基準集光位置は、前記所望の平行度を実現するために設定される、第２出射光Ｌｏ２の集光位置である。なお、実施形態２及び３においても、前記所望の平行度として、第１出射光Ｌｏ１が平行光である場合の、第１出射光Ｌｏ１の平行度が設定される。

第１ビームプロファイラ２４は、集光レンズ２３から出射された第２出射光Ｌｏ２の経路の長さが第１距離Ｌｅ１と一致する位置において、第２出射光Ｌｏ２の第１像を取得する。本実施形態では、第１ビームプロファイラ２４は、レンズ近方位置Ｐ１での第２出射光Ｌｏ２の第１像を取得する。

第２ビームプロファイラ２５は、第２出射光Ｌｏ２の経路の長さが第２距離Ｌｅ２と一致する位置において、第２出射光Ｌｏ２の第２像を取得する。本実施形態では、第２ビームプロファイラ２５は、レンズ遠方位置Ｐ２での第２出射光Ｌｏ２の第２像を取得する。

第１ビームプロファイラ２４は、主として、第１像を撮像する撮像素子と、第１像の大きさ（ビームスポットのサイズ）を計測する計測装置とを備える。また、第２ビームプロファイラ２５は、主として、第２像を撮像する撮像素子と、第２像の大きさ（ビームスポットのサイズ）を計測する計測装置とを備える。前記撮像素子としては、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）及びＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）が挙げられる。各計測装置が計測した計測データは、図２又は図３に示す制御部２６に送信される。

本実施形態では、第１ビームプロファイラ２４はレンズ近方位置Ｐ１に配置され、第２ビームプロファイラ２５はレンズ遠方位置Ｐ２に配置される。但し、第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５は非光透過性の装置である。そのため、第１ビームプロファイラ２４をレンズ近方位置Ｐ１に配置した状態で、レンズ遠方位置Ｐ２に配置された第２ビームプロファイラ２５が第２像を取得することはできない。

そのため、本実施形態では、第１ビームプロファイラ２４は、少なくともレンズ近方位置Ｐ１での第１像の取得時にレンズ近方位置Ｐ１に配置されるが、第２ビームプロファイラ２５によるレンズ遠方位置Ｐ２での第２像の取得時には光軸Ａｘの外に移動される。一方、第２ビームプロファイラ２５はレンズ遠方位置Ｐ２に配置されている。第２ビームプロファイラ２５はレンズ遠方位置Ｐ２に固定されていてもよいが、第１ビームプロファイラ２４と同様、移動可能に設置されていても構わない。

なお、出射光調整装置２０は、第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５を移動させる移動機構を備えていても構わない。この場合、移動機構は、制御部２６の制御に基づき、第１ビームプロファイラ２４をレンズ近方位置Ｐ１に配置したり、光軸Ａｘの外に移動させたりする。同様に、移動機構は、第２ビームプロファイラ２５をレンズ遠方位置Ｐ２に配置したり、光軸Ａｘの外に移動させたりしても構わない。なお、移動機構を備えていない場合、例えば、作業者が第１ビームプロファイラ２４をレンズ近方位置Ｐ１に配置したり、その位置から取り外したりしても構わない。第２ビームプロファイラ２５についても同様である。

また、第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５に代えて、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２のそれぞれに、第１像又は第２像を取得する撮像素子が配置されても構わない。この場合、撮像素子を制御する機能は、出射光調整装置２０に別途備えられるか、又は、撮像素子と出射光調整装置２０とを通信可能に接続する制御装置で実現されても構わない。

図２は、出射光調整装置２０の一例を示すブロック図である。図２に示すように、出射光調整装置２０は、前述した第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５の他、出射光調整装置２０を統括的に制御する制御部２６を備える。制御部２６は、主として、比較部２６１及び出射光調整部２６２を備える。

比較部２６１は、第１ビームプロファイラ２４が取得した第１像の大きさと、第２ビームプロファイラ２５が第２像の大きさとを比較する。比較部２６１は、比較結果を出射光調整部２６２に送信する。

出射光調整部２６２は、比較部２６１により第１像の大きさと第２像の大きさとの一致度が所定範囲内であると判定されるように、光源モジュール１０が備える光学部品の位置を調整する。出射光調整部２６２は、例えば、光源１１から出射される光の光軸をＺ軸とした場合（図１参照）、光源１１のＺ軸方向の位置、又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整する。この位置調整により、第１出射光Ｌｏ１の平行度が調整される。

前記所定範囲は、本実施形態では、第１出射光Ｌｏ１が平行光となる、又は平行光とみなされるときの、第１像の大きさと第２像の大きさとの一致度合いを示す範囲であり、実験等により予め設定されている。第１出射光Ｌｏ１が平行光となる、又は平行光とみなされるとき、第２出射光Ｌｏ２のビームウエスト位置が焦点位置Ｆと略一致する。

出射光調整部２６２は、比較部２６１により前記一致度が所定範囲外であると判定された場合に、光源１１のＺ軸方向の位置、又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整する。出射光調整部２６２は、例えば、第１像の大きさ及び第２像の大きさに基づき、集光レンズ２３から出射された第２出射光Ｌｏ２が焦点を結ぶ焦点位置を算出し、この焦点位置と焦点位置Ｆ（理論値）とのずれ量を算出する。このずれ量と、光源１１のＺ軸方向の位置の調整量、又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置の調整量との関係は、予め実験等によって設定されている。そのため、出射光調整部２６２は、第２出射光Ｌｏ２が焦点を結ぶ焦点位置の、焦点位置Ｆ（理論値）からのずれ量を算出することにより、調整量を特定し、特定した調整量の分、光源１１のＺ軸方向の位置、又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整する。

ここで、光源１１又はコリメートレンズ１２の初期位置の、調整後の理想位置からのずれが大きい場合について考える。この場合、出射光調整部２６２は、第１像の大きさと第２像の大きさとの一致度が予め定められた所定範囲に収まるまで、光源１１又はコリメートレンズ１２の位置調整を複数回繰り返し実行しても構わない。

また、図２に示すように、出射光調整装置２０は、位置調整機構２７を備えていても構わない。この場合、出射光調整部２６２が調整量を示す調整量データを位置調整機構２７に送信することにより、位置調整機構２７は、光源１１のＺ軸方向の位置、又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整する。光源モジュール１０自体が位置調整機構２７に相当する機構を備えている場合にも、当該機構に対し、調整量を示す調整量データを出射光調整部２６２が送信することにより、前記の位置調整を実現できる。

なお、光源１１又はコリメートレンズ１２の位置は、位置調整機構２７によりＺ軸方向に調整されるが、Ｘ軸方向又はＹ軸方向にも調整可能である。

また、前記位置調整を、作業者が実施しても構わない。この場合、出射光調整装置２０は、被調整対象の光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整可能とする装置として機能する。図３は、出射光調整装置２０の別例を示すブロック図である。具体的には、作業者は、光源１１又はコリメートレンズ１２を直接又は治具を用いて移動させることにより、前記位置調整を実施しても構わない。

作業者が前記位置調整を実施する場合、図３に示すように、制御部２６は、出射光調整部２６２に代えて、調整量特定部２６５を備える。また、出射光調整装置２０は、表示装置４０と通信可能に接続される。調整量特定部２６５は、前述した出射光調整部２６２での処理を実行することにより、光源１１のＺ軸方向における位置の調整量、又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向における位置の調整量を特定する。調整量特定部２６５が、特定した調整量を示す調整量データを表示装置４０に送信することにより、表示装置４０は、当該調整量を作業者に提示する。作業者は、提示された調整量の分、光源１１のＺ軸方向の位置、又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整する。

なお、表示装置４０に代えて、出射光調整装置２０が表示部を備え、当該表示部に調整量が表示されても構わない。調整量を提示する提示装置は、表示装置４０に限られず、音出力装置等によって実現されても構わない。

また、作業者が前記位置調整を実施する場合、出射光調整装置２０が図２に示す位置調整機構２７を備えていたり、光源モジュール１０自体が位置調整機構２７に相当する前記機構を備えていたりする必要は無い。但し、作業者は、位置調整機構２７、又は位置調整機構２７に相当する前記機構を操作することにより、前記位置調整を実施しても構わない。

また、作業者が第１像の大きさ及び第２像の大きさを確認しながら前記位置調整を行う場合には、制御部２６が、比較部２６１及び出射光調整部２６２、又は、比較部２６１及び調整量特定部２６５を備えている必要は無い。この場合、制御部２６は、提示装置に、第１像及び第２像のそれぞれを示す画像データ、及び／又は計測データが表示しても構わない。

その他、作業者は、予め準備した光源モジュール１０の基準サンプル（基準となる光源モジュール１０）より取得した第２出射光Ｌｏ２のプロファイルを用いて、後述するレンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２を特定する。但し、この特定処理を、作業者に代わって制御部２６が実行しても構わない。

＜レンズ近方位置及びレンズ遠方位置の特定＞
次に、図１の１０２及び図４を用いて、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２の特定手法について説明する。図１の１０２は、光軸Ａｘ上の位置に応じた、光軸Ａｘに垂直な平面上での第２出射光Ｌｏ２の像の大きさを示す、第２出射光Ｌｏ２の像のプロファイルの一例を示す図である。このプロファイルは、集光レンズ２３に入射される第１出射光Ｌｏ１に対する応答として得られるものである。図４は、光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行、発散及び収束の各形態に応じた、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２での像の大きさを、それぞれ代表的な場合において示す図である。

図１の１０２において、横軸は、光軸Ａｘに沿った集光レンズ２３からの距離（Propagation Distance ［ｍｍ］）を示し、ここでは、光軸ＡｘをＺ軸と定義する。縦軸は、光軸Ａｘ上の各位置、すなわちＺ軸上の各位置で取得される第２出射光Ｌｏ２の像のＸ軸方向の直径、及びＹ軸方向の直径（Ｄｉａ.［μｍ］）を示す。同図では、Ｘ軸方向の直径を示すプロファイルはＷｘと表現し、Ｙ軸方向の直径を示すプロファイルはＷｙと表現する。また、本例では、像の大きさを、第２出射光Ｌｏ２の強度分布における最大値の１／ｅ^２倍に相当する２点間の距離を、像の直径（Beam size in 1/e² full-width）として定義する。また、本例では、集光レンズ２３として焦点距離が２００ｍｍの色消しレンズ（アクロマティックレンズ）を使用した時のプロファイルを示している。

色消しレンズは、前述の通り、集光特性に関して波長分散性が抑制されている。そのため、集光レンズ２３として色消しレンズを使用した場合、光源１１の発振波長に依らず、焦点位置Ｆが略同一の位置となる。つまり、集光レンズ２３として色消しレンズを使用した場合、光源モジュール１０毎に発振波長が互いに異なる光源１１を使用した場合であっても、焦点位置Ｆが略同一の位置となる。また、図１２に示すように、１つの光源モジュール１０に複数の光源１１が備えられたものを使用した場合であっても、焦点位置Ｆが略同一の位置となる。そのため、集光レンズ２３として色消しレンズを使用した場合、発振波長が互いに異なる光源１１毎に、出射光調整装置２０における焦点位置Ｆと、焦点位置Ｆに対応するレンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２とを設定し直さなくてよい。従って、出射光調整装置２０又は作業者は、発振波長が互いに異なる光源１１が使用される場合であっても、焦点位置Ｆ、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２の設定を共通にしたまま、第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整できる。

換言すれば、集光レンズ２３として色消しレンズを使用した場合、第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５の設定位置を、集光レンズ２３に入射される第１出射光Ｌｏ１の波長に依らずほぼ一定とすることができる。そのため、出射光調整装置２０又は作業者は、発振波長が互いに異なる光源１１を使用した場合の第１出射光Ｌｏ１の調整において、出射光調整装置２０の設定を変更することなく容易に当該調整を実施できる。そのため、第１出射光Ｌｏ１の調整を継続できるため、調整時間を大幅に低減できる。

図１の１０２では、光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１が平行光、収束光及び発散光の３つの形態に分類されるとき、その代表的な光のそれぞれに対応する第２出射光Ｌｏ２の像のプロファイルを示している。各プロファイルは、光源モジュール１０及び／又は出射光調整装置２０の光学特性（例：光源１１の発振波長、コリメートレンズ１２のレンズ特性、及び集光レンズ２３のレンズ特性）に基づき、実験又は計算機シミュレーション等により予め取得されるものである。

図１の１０２又は図４では、光の平行度を示す指標としてディオプトリ（ｄｉｏｐｔｅｒ、記号Ｄ）を用いることにより、平行、収束及び発散の程度を区別している。ディオプトリは元々、主として眼鏡用レンズの屈折力の単位である。このディオプトリと区別するため、本明細書では、光の平行度を示す指標をＣｏｌｌｉｍａｔｉｏｎの頭文字Ｃで略記し、その単位をＤ、Ｄの１０００分の１の補助単位としてｍＤを用いる。前記「光の平行度を示す指標」Ｃ（以降、指標Ｃと称する）を、前述した調整目標値（代表値）として設定してよい。

平行光、収束光及び発散光のそれぞれを、前記指標Ｃを用いて示す場合、平行光における指標Ｃの値は０となり、非平行光における指標Ｃの値は０以外の値となる。また、収束光における指標Ｃの値は正の値となり、発散光におけるＣの値は負の値となる。

光軸Ａｘに対して基準となる直交面（基準面）を規定し、例えば、ある光束が前記基準面を通過後、１ｍ先において焦点を結ぶ場合、当該光束は収束光となる。この収束光の平行度を、指標Ｃを用いて表す場合、当該平行度は、１の逆数、すなわち１Ｄ（１ディオプトリ）と表現される。一方、ある光束が前記基準面を通過後、－１ｍ先、すなわち１ｍ手前で焦点を結ぶ場合、当該光束は、前記基準面に対し発散光となる。この発散光の平行度を、指標Ｃを用いて表す場合、－１の逆数、すなわち－１Ｄ（－１ディオプトリ）と表現される。

同様に、前記基準面に対し１０ｍ先に焦点位置がある収束光の指標Ｃの値は１０の逆数、すなわち０．１Ｄ＝１００ｍＤと表現される。また、前記基準面に対し－１０ｍ先（１０ｍ手前）に焦点位置がある発散光の指標Ｃの値は－１０の逆数、すなわち－０．１Ｄ＝－１００ｍＤと表現される。図１の１０２又は図４では、前記指標Ｃの基準面として、集光レンズ２３の主点を通る光軸Ａｘに対しての直交面を採用している。

Ｗｘのプロファイルを参照すると、第１出射光Ｌｏ１が平行光の場合、その最小値（像の大きさの最小値）は、当該プロファイルにおける平坦な部分にある。これは、第２出射光Ｌｏ２のビームウエスト位置が焦点位置Ｆ付近にあることを指す。また、第１出射光Ｌｏ１が収束光の場合、前記最小値は焦点位置Ｆから集光レンズ２３側にずれており、第１出射光Ｌｏ１が発散光の場合、前記最小値は焦点位置Ｆから集光レンズ２３とは反対側にずれている。つまり、収束光及び発散光の場合には、ビームウエスト位置が焦点位置Ｆからずれた位置となる。換言すれば、ビームウエスト位置が焦点位置Ｆ付近に存在する場合には、第１出射光Ｌｏ１が平行光であると推定できる。

また、Ｗｘのプロファイルは、最小値をとる光軸Ａｘ（すなわちＺ軸）上の位置（つまりビームウエスト位置）から離れるほど、Ｘ軸方向の直径が大きくなっている。加えて、Ｗｘのプロファイルは、ビームウエスト位置を中心として略対称となっている。そのため、ある第１出射光Ｌｏ１に対して、Ｗｘのプロファイルのビームウエスト位置が、集光レンズ２３の焦点位置Ｆ近傍にある場合、焦点位置Ｆから等距離の位置において、第１像及び第２像から得られるそれぞれのＷｘの一致度が所定範囲内に収まる。これにより、制御部２６又は作業者は、第１出射光Ｌｏ１が平行光であると判断できる。なお、前記等距離の位置とは、例えば、所定距離Δｆ１及びΔｆ２（Δｆ１≒Δｆ２）離れた位置を指す。

また、Ｗｘのプロファイルを参照すると、ビームウエスト位置が焦点位置Ｆよりレンズ近方側にずれると（つまり収束光の場合）、前記等距離の位置において、集光レンズ２３側の像の大きさは小さいままであるのに対し、その反対側での像の大きさは大きくなる。一方、ビームウエスト位置が焦点位置Ｆよりレンズ遠方側にずれると（つまり発散光の場合）、前記等距離の位置において、集光レンズ２３側の像の大きさは大きくなるのに対し、その反対側となる像の大きさは小さいままである。

そのため、第１出射光Ｌｏ１が平行光である場合と収束光である場合とにおいて、焦点位置Ｆから所定距離Δｆ１又はΔｆ２離れた位置でそれぞれ測定されたＷｘの差ΔＷｘを比較すると、その差ΔＷｘは、平行光の場合に比べ、収束光の場合の方が大きくなる。同様に、第１出射光Ｌｏ１が平行光である場合と発散光である場合とにおいて、焦点位置Ｆから所定距離Δｆ１又はΔｆ２離れた位置でそれぞれ測定されたＷｘの差ΔＷｘを比較すると、その差ΔＷｘは、平行光の場合に比べ、発散光の場合の方が大きくなる。これらのことは図４からも明らかである。

つまり、焦点位置Ｆから所定距離Δｆ１離れた位置で取得した第１像の大きさは、第１出射光Ｌｏ１の平行、収束及び発散の形態の違いにより大きく変化する。同様に、焦点位置Ｆから所定距離Δｆ２離れた位置において取得した第２像の大きさは、第１出射光Ｌｏ１の平行、収束及び発散の形態の違いにより大きく変化する。それゆえ、これらの位置で取得した第１像及び第２像を比較し、その一致及び不一致を判定することにより、第１出射光Ｌｏ１の平行、発散、収束の形態の違いを瞬時に判別することが可能となる。そのため、第１出射光Ｌｏ１が収束光又は発散光である場合に、制御部２６又は作業者は、第１出射光Ｌｏ１を平行光に調整しやすい。

具体的な例として、作業者が第１像及び第２像を比較しながら、光源モジュール１０の光源１１又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整する場合を考える。この場合、作業者は、画像を視認することによって直感的に、第１像と第２像との一致又は不一致を判断しながら調整作業を進めることができる。そのため、調整作業を精度良く実施できると共に、調整作業に要する時間を短縮できる。調整作業の最終段階においては、作業者は、予め設定されているΔＷｘ規定値内に前記差ΔＷｘを収めるように調整作業を実施する。そのため、作業者は、直感に頼るだけでなく数値に基づく調整作業を実施できる。従って、調整作業に間違いが生じにくく、作業者は、精度良く第１出射光Ｌｏ１を平行光に調整できる。このように、作業者は、第１像及び第２像を比較することにより、高い作業効率で、かつ高精度な、第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整を実現できる。当然ながら、制御部２６が第１像及び第２像の比較に基づく前記位置の調整処理を行う場合であっても、短時間で、かつ精度良く第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整できる。

前述した通り、本実施形態では、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、それぞれ焦点位置Ｆから所定距離Δｆ１及びΔｆ２（Δｆ１≒Δｆ２）離れた位置に設定されている。更に、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、第１出射光Ｌｏ１の形態により、第２出射光Ｌｏ２の像の大きさが比較的大きく変化する位置に設定されている。つまり、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、第１出射光Ｌｏ１の形態の違いによる第２出射光Ｌｏ２のプロファイルでの第２出射光Ｌｏ２の像の大きさの変化量が所定量以上である位置に設定されている。具体的には、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、平行光の大きさと収束光の大きさとの差、又は、平行光の大きさと発散光の大きさとの差が比較的大きくなる位置に設定されている。所定量は、実験等により、第１像の大きさ及び第２像の大きさの一致度を精度良く確認できる値に設定されていればよい。なお、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、前記変化量が所定量以上である位置の近傍の位置に設定されても構わない。また、前記変化量が所定量以上である位置は、第２出射光Ｌｏ２（平行光、収束光及び発散光のいずれか）のプロファイルの接線の傾きが所定値以上である位置ともいえる。

制御部２６は、例えば、前記変化量が所定量以上の位置を特定すると、その位置をレンズ近方位置Ｐ１又はレンズ遠方位置Ｐ２と決定する。その後、制御部２６は、焦点位置Ｆを中心として、決定したレンズ近方位置Ｐ１と対称となる位置をレンズ遠方位置Ｐ２と決定するか、焦点位置Ｆを中心として、決定したレンズ遠方位置Ｐ２と対称となる位置をレンズ近方位置Ｐ１と決定する。つまり、制御部２６は、焦点距離Ｆから所定距離Δｆ１及びΔｆ２離れた位置を、それぞれレンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２として設定する。前述したように、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２の特定は、前記の手順に従って作業者が実施しても構わない。

＜出射光調整装置における処理＞
次に、出射光調整装置２０における処理（出射光調整方法）の一例について説明する。図５は、出射光調整装置２０における処理の一例を示すフローチャートである。

まず、図２に示す出射光調整装置２０の制御部２６は、基準となる光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１（すなわち第２出射光Ｌｏ２）のプロファイルを取得する（Ｓ１）。制御部２６は、例えば、図１の１０２に示すような、平行光、収束光及び発散光である第１出射光Ｌｏ１に対応する第２出射光Ｌｏ２のプロファイルのうち、第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整に必要となるプロファイルを取得する。第２出射光Ｌｏ２のプロファイルは、計算機シミュレーション等により取得されても構わない。制御部２６は、取得した第２出射光Ｌｏ２のプロファイルでの光軸Ａｘ上の位置（Ｚ軸方向の位置）に応じた第２出射光Ｌｏ２の像の大きさの変化量が所定量以上である位置を、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２として特定する（Ｓ２）。

制御部２６は、移動機構を制御することにより、特定されたレンズ近方位置Ｐ１に第１ビームプロファイラ２４を配置すると共に、特定されたレンズ遠方位置Ｐ２に第２ビームプロファイラを配置する（Ｓ３）。この状態において、被調整対象の光源モジュール１０が出射光調整装置２０に取り付けられる（Ｓ４）。制御部２６は、光源モジュール１０の光源１１に電流を供給して、光源１１から光を出射させる（Ｓ５）。

第１ビームプロファイラ２４は、集光レンズ２３を介して入射された第２出射光Ｌｏ２の第１像を取得する（Ｓ６）。第１ビームプロファイラ２４は、取得（計測）した第１像の大きさを示す計測データを比較部２６１に送信する。第１像の取得が完了すると、移動機構は、第１ビームプロファイラ２４を光軸Ａｘの外へと移動させることで、第２ビームプロファイラ２５による第２出射光Ｌｏ２の取得が可能な状態とする（Ｓ７）。第１ビームプロファイラ２４の移動後、第２ビームプロファイラ２５は、第２出射光Ｌｏ２の第２像を取得する（Ｓ８）。第２ビームプロファイラ２５は、取得（計測）した第２像の大きさを示す計測データを比較部２６１に送信する。

比較部２６１は、第１像の大きさ及び第２像の大きさを比較し、その比較結果を出射光調整部２６２に送信する（Ｓ９：比較工程）。出射光調整部２６２は、その比較結果に基づき、光源モジュール１０が備える光学部品の位置を調整する（Ｓ１０：調整工程）。出射光調整部２６２は、第１像の大きさと第２像の大きさとの一致度が所定範囲内となるように、光源１１又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置の調整量を決定する。位置調整機構２７は、出射光調整部２６２の制御により、出射光調整部２６２が決定した調整量に基づき、光源１１又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整する。出射光調整部２６２は、第１像の大きさと第２像の大きさとが所定範囲内で一致したと判定した場合、その調整を完了する。最後に、作業者が被調整対象の光源モジュール１０を取外し（Ｓ１１）、一連の処理は完了する。更に、複数の光源モジュール１０に対し同じ条件の調整が必要であれば、Ｓ１１からＳ４に戻り、Ｓ４からＳ１１までの一連の処理を繰り返し実行しても構わない。

なお、前述したように、当該＜出射光調整装置における処理＞で説明した、図２に示す出射光調整装置２０の制御部２６の処理手順の一部または全部を、作業者が実施してもよい。具体的には、移動機構による第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５の配置又は移動（Ｓ３及びＳ６）を、作業者が行っても構わない。また、Ｓ１０において、図３に示す調整量特定部２６５が比較部２６１の比較結果に基づき特定した調整量を、作業者が表示装置４０を介して確認しながら、光源１１又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整しても構わない。更に、Ｓ９及びＳ１０に代えて、作業者が表示装置４０（図３参照）に表示された第１像及び第２像を含む画像を確認しながら、光源１１又はコリメートレンズ１２のＺ軸方向の位置を調整しても構わない。また、Ｓ１からＳ３までの処理についても、作業者が実施しても構わない。基準となる光源モジュール１０の測定又は計算機シミュレーション等で得られた第１出射光Ｌｏ１に対応する第２出射光Ｌｏ２のプロファイルを、作業者が確認することで、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２を特定しても構わない。その後、作業者が、特定したレンズ近方位置Ｐ１およびにレンズ遠方位置Ｐ２に第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラをそれぞれ配置しても構わない。

＜効果＞
ここで、図６に示す出射光調整装置１２０ａ、又は図７に示す出射光調整装置１２０ｂを用いて、被調整対象の光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整する手法が考えられる。

図６の６０１は、出射光調整装置２０の比較例である出射光調整装置１２０ａの一例を示す図である。図６の６０２は、光軸Ａｘ上の位置に応じた、光軸Ａｘに垂直な平面上での第２出射光Ｌｏ２の像の大きさを示す、第２出射光Ｌｏ２の像のプロファイルの一例を示す図である。

図６の６０１に示すように、出射光調整装置１２０ａは、１つのビームプロファイラ１２３を光軸Ａｘ（Ｚ軸方向）に沿って、第１可動端ＥＡから第２可動端ＥＢまで（又は第２可動端ＥＢから第１可動端ＥＡまで）移動させる。出射光調整装置１２０ａは、このようにビームプロファイラ１２３移動させながら、図６の６０２に示す第２出射光Ｌｏ２の像のプロファイルを取得する。出射光調整装置１２０ａ又は作業者は、このプロファイルに基づきビームウエスト位置を算出することにより、被調整対象の光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行度を求めたり調整したりする。

但しこの場合、Ｚ軸方向にビームプロファイラ１２３を移動させ、複数の画像データを取り込み、Ｚ軸方向に沿ったビームスポットのサイズを示すグラフ（前記Ｗｘ、Ｗｙのプロファイル）を作成し、ビームウエスト位置を算出するための時間を要する。とりわけこの手法を用いて、被調整対象の光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整する場合、作業者は、光源１１又はコリメートレンズ１２をＺ軸方向に微調整しながらビームウエスト位置の一致又は不一致を判断する必要がある。このような時間を要する測定又は演算を繰り返し実施する必要が生じ得るため、出射光調整装置１２０ａは、光源モジュール１０の量産には実用的でない。

図７の７０１は、出射光調整装置２０の別の比較例である出射光調整装置１２０ｂの一例を示す図である。図７の７０２は、光軸Ａｘ上の位置に応じた、光軸Ａｘに垂直な平面上での第２出射光Ｌｏ２の像の大きさを示す、第２出射光Ｌｏ２の像のプロファイルの一例を示す図である。

図７の７０１に示すように、出射光調整装置１２０ｂでは、１つのビームプロファイラ１２３が光軸Ａｘ（Ｚ軸）の１箇所に固定されている。具体的には、出射光調整装置１２０ｂでは、理想的に調整された光源モジュール１０の第１出射光Ｌｏ１を出射光調整装置１２０ｂの内部に取り込んだ場合のビームウエスト位置が予測される。その後、ビームプロファイラ１２３は、当該ビームウエスト位置に固定される。そのうえで、被調整対象の光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行度が調整される。

この場合、第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整は、光源１１又はコリメートレンズ１２をＺ軸方向に移動させながら、出射光調整装置１２０ｂの内部でのビームウエスト位置を、前述の固定されたビームプロファイラ１２３に一致させることで実現できる。しかしながら、図７の７０２に示すように、第２出射光Ｌｏ２のプロファイルにおいて、当該ビームウエスト位置付近の第２出射光Ｌｏ２の大きさは略一定である。そのため、真のビームウエスト位置を、固定された１つのビームプロファイラ１２３で特定することには困難を要する。従って、第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整作業に時間を要するばかりでなく、その調整結果の精度も低下する可能性がある。

本実施形態の出射光調整装置２０によれば、レンズ近方位置Ｐ１で取得される第１像の大きさ（形状）と、レンズ遠方位置Ｐ２で取得される第２像の大きさとの比較により、第１出射光Ｌｏ１が平行光となるような第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整を可能にする。そのため、出射光調整装置２０又は作業者は、簡易な手法により、短時間で、かつ精度良く、被調整対象となる光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行度が所望の平行度となるように、当該平行度を調整できる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。以降の実施形態についても同様である。

実施形態１では、前述のとおり、第１ビームプロファイラ２４はレンズ近方位置Ｐ１に配置されているが、第２ビームプロファイラ２５による第２像の取得時には、光軸Ａｘの外に移動させる必要がある。本実施形態では、第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５の配置を変更する必要が無い構成について説明する。

図８は、本実施形態の出射光調整装置２０ａの一例を示す図である。図８に示すように、本実施形態の出射光調整装置２０ａは、光源モジュール取付部２１及びビーム平行度検出光学系２２ａを備える。ビーム平行度検出光学系２２ａの機能はビーム平行度検出光学系２２と同様であるが、第１ビームプロファイラ２４の配置がビーム平行度検出光学系２２とは異なる。また、第１ビームプロファイラ２４の配置の変更に伴い、ビーム平行度検出光学系２２ａは、第１ビームスプリッタ３１（第１光分岐部）を備える。

第１ビームスプリッタ３１は、第２出射光Ｌｏ２の経路を分岐するものである。具体的には、第１ビームスプリッタ３１は、第２出射光Ｌｏ２の一部を光軸Ａｘとは異なる方向に分岐する。本実施形態では、第２出射光Ｌｏ２の一部を、光軸Ａｘと垂直な方向（図８では－Ｘ軸方向）に分岐する。また、第１ビームプロファイラ２４は、第１ビームスプリッタ３１によって光軸Ａｘの外へと分岐された第２出射光Ｌｏ２の一部又は全部を取得可能な位置に配置されている。なお、第２ビームプロファイラ２５は、実施形態１と同様、レンズ遠方位置Ｐ２に配置されている。

第１ビームプロファイラ２４は、レンズ近方位置Ｐ１と第１分岐位置Ｐ１０との距離と、第１分岐位置Ｐ１０と第１ビームプロファイラ２４との距離とが等しくなる位置に配置されている。第１分岐位置Ｐ１０は、第１ビームスプリッタ３１が第２出射光Ｌｏ２を分岐する位置である。また、第１分岐位置Ｐ１０と第１ビームプロファイラ２４との距離は、具体的には、第１分岐位置Ｐ１０と第１センサ表面位置Ｐ１１との距離である。第１センサ表面位置Ｐ１１は、第１ビームプロファイラ２４が備える第１センサ２４ａ（撮像素子）が第１像を取得する表面である。

このように第１ビームプロファイラ２４を配置した場合、集光レンズ２３から、第１分岐位置Ｐ１０を介して第１センサ表面位置Ｐ１１までの、第２出射光Ｌｏ２の経路の長さは、第１距離Ｌｅ１と同等となる。そのため、第１ビームプロファイラ２４は、レンズ近方位置Ｐ１で取得される第１像の大きさと同等の大きさの第１像を取得できる。つまり、出射光調整装置２０ａにおいても、実施形態１と同様、第１像の大きさ及び第２像の大きさを比較することで、第１出射光Ｌｏ１が平行光となるように第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整できる。

また、出射光調整装置２０ａによれば、実施形態１のように、第１ビームプロファイラ２４を移動させる必要が無い。そのため、移動機構を出射光調整装置２０ａに設置したり、外したりする作業者の手間を省くことが可能となる。また、第１ビームプロファイラ２４自体を移動させる作業者の手間を省くことができる。

作業者が光源１１又はコリメートレンズ１２を移動させながら、第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整する場合、作業者は、第１像及び第２像を比較しながらその位置を調整する。第１ビームプロファイラ２４を移動させる必要が無い場合、作業者は、前記位置の調整作業（すなわち第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整作業）を、第１ビームプロファイラ２４を移動するために中断することなく、連続して進めることができる。つまり、作業者は、調整作業を中断することなく、画像を視認することによって直感的に、第１像と第２像の一致又は不一致を判断しながら調整作業を進めることができる。そのため、調整作業を精度良く実施できると共に、調整作業に要する時間を更に短縮できる。調整作業の最終段階においては、作業者は、予め設定されているΔＷｘ規定値内に前記差ΔＷｘを収めるように調整作業を実施する。そのため、作業者は、直感に頼るだけでなく数値に基づく調整作業を実施できる。従って、調整作業に間違いが生じにくく、作業者は、精度良く第１出射光Ｌｏ１を平行光に調整できる。このように、作業者は、第１ビームプロファイラ２４を移動させることなく第１像及び第２像を比較することにより、実施形態１よりも高い作業効率で、かつ高精度な、第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整を実現できる。当然ながら、制御部２６が第１像及び第２像の比較に基づく前記位置の調整処理を行う場合であっても、より短時間で、かつ精度良く第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整できる。

ここで、本明細書では当然のこととして詳しい説明を省略するが、第２出射光Ｌｏ２の経路上に光学部品が配置され、第２出射光Ｌｏ２が当該光学部品を通過する場合、第２出射光Ｌｏ２は当該光学部品の屈折率の影響を受ける。この場合、集光レンズ２３の焦点位置Ｆは、焦点位置Ｆ’へとずれる。本実施形態では、第１ビームスプリッタ３１が当該光学部品に相当する。

レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２はそれぞれ、焦点位置Ｆを起点に所定距離Δｆ１、Δｆ２から離れた位置として決められる。そのため、前記屈折率の影響を受けた結果を反映して、厳密には、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、焦点位置Ｆ’からΔｆ１、Δｆ２から離れた位置であるレンズ近方位置Ｐ１’及びレンズ遠方位置Ｐ２’として決められる。更に、厳密には、第１距離Ｌｅ１は、集光レンズ２３とレンズ近方位置Ｐ１’との間の第１距離Ｌｅ１’となり、第２距離Ｌｅ２は、集光レンズ２３とレンズ遠方位置Ｐ２’との間の第２距離Ｌｅ２’となる。

このように、前記屈折率の影響を考慮すれば、補正後の焦点位置Ｆ’、レンズ近方位置Ｐ１’、レンズ遠方位置Ｐ２’、第１距離Ｌｅ１’及び第２距離Ｌｅ２’を用いて実施形態の説明を行うことも要求され得る。本実施形態では、説明の容易性を考慮し、焦点位置Ｆ、レンズ近方位置Ｐ１、レンズ遠方位置Ｐ２、第１距離Ｌｅ１及び第２距離Ｌｅ２を用いている。

なお、第２出射光Ｌｏ２の経路上に光学部品を配置することによって生じる補正の必要性は、光学設計の常識範囲内であり設計事項に過ぎない（この点、実施形態３以降においても共通）。また、実施形態１において、第２ビームプロファイラ２５による第２像の取得時に、第２出射光Ｌｏ２の経路上に光学部品（例：半透過型の第１ビームプロファイラ２４）が配置される場合には、実施形態１においても上述のことがいえる。

＜比較例との比較＞
前述した比較例としての出射光調整装置１２０ａでは、第１可動端ＥＡと第２可動端ＥＢとの間のビームプロファイラ可動領域においてビームプロファイラ１２３を移動させる。そのため、出射光調整装置１２０ａには、ビームプロファイラ１２３を移動させる機械的な可動部が設けられている。出射光調整装置１２０ａでは、ビームプロファイラ１２３を移動させながら、第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整を実施する必要がある。そのため、例えば、較正を再実施したり、機械的な摩耗等による故障が発生したりする可能性がある。

本実施形態の出射光調整装置２０ａでは、第１ビームプロファイラ２４を移動させる必要が無いため、前述のような可能性が生じるリスクを低減できる。

また、本実施形態の出射光調整装置２０ａと、前述した比較例としての出射光調整装置１２０ｂとを用いて、同じ作業者が同じ時間をかけ、複数回、第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整した。本実施形態の出射光調整装置２０ａを用いた場合、概ね±３０ｍＤの範囲内で第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整できた。一方、比較例の出射光調整装置１２０ｂを用いた場合、作業者が充分に注意を払って第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整したにもかかわらず、±３００ｍＤという範囲における調整ばらつきが認められた。

〔実施形態３〕
図９は、本実施形態の出射光調整装置２０ｂの一例を示す図である。図９に示すように、本実施形態の出射光調整装置２０ｂは、光源モジュール取付部２１及びビーム平行度検出光学系２２ｂを備える。図９に示すように、第２ビームプロファイラ２５も光軸Ａｘの外に配置している点で、実施形態２のビーム平行度検出光学系２２ａと異なる。第２ビームプロファイラ２５の配置の変更に伴い、ビーム平行度検出光学系２２ｂは、第２ビームスプリッタ３２（第２光分岐部）を備える。

第２ビームスプリッタ３２は、第２出射光Ｌｏ２の経路を分岐するものである。具体的には、第２ビームスプリッタ３２は、第２出射光Ｌｏ２の一部を光軸Ａｘとは異なる方向に分岐する。本実施形態では、第２出射光Ｌｏ２の一部を、光軸Ａｘと垂直な方向（図９では＋Ｘ軸方向）に分岐する。また、第２ビームプロファイラ２５は、第２ビームスプリッタ３２によって光軸Ａｘの外へと分岐された第２出射光Ｌｏ２の一部または全部を取得可能な位置に配置されている。

第２ビームプロファイラ２５は、レンズ遠方位置Ｐ２と第２分岐位置Ｐ２０の距離と、第２分岐位置Ｐ２０と第２ビームプロファイラ２５との距離とが等しくなる位置に配置されている。第２分岐位置Ｐ２０は、第２ビームスプリッタ３２が第２出射光Ｌｏ２を分岐する位置である。また、第２分岐位置Ｐ２０と第２ビームプロファイラ２５との距離は、具体的には、第２分岐位置Ｐ２０と第２センサ表面位置Ｐ２１との距離である。第２センサ表面位置Ｐ２１は、第２ビームプロファイラ２５が備える第２センサ２５ａ（撮像素子）が第２像を取得する表面である。

このように第２ビームプロファイラ２５を配置した場合、集光レンズ２３から、第２分岐位置Ｐ２０を介して第２センサ表面位置Ｐ２１までの、第２出射光Ｌｏ２の経路の長さは、第２距離Ｌｅ２と同等である。そのため、第２ビームプロファイラ２５は、レンズ遠方位置Ｐ２で取得される第２像の大きさと同等の大きさの第２像を取得できる。つまり、出射光調整装置２０ｂにおいても、実施形態１及び２と同様、第１像の大きさ及び第２像の大きさを比較することで、第１出射光Ｌｏ１が平行光となるように第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整できる。

また、出射光調整装置２０ｂによれば、第２ビームプロファイラ２５で第２出射光Ｌｏ２の進行が妨げられない。そのため、第２ビームスプリッタ３２を透過した第２出射光Ｌｏ２を、出射光調整装置２０ｂの後段の器具等に入射させることができる。例えば、後段の器具としてレンズ又はオートコリメーターを配置することにより、光源モジュール１０の光軸調整を行うことが可能となる。また、後段の器具によっては、第２出射光Ｌｏ２（光源モジュール１０から出射された第１出射光Ｌｏ１）の特性を評価することも可能である。

なお、出射光調整装置２０ｂにおいて、第１ビームプロファイラ２４を実施形態１と同様、レンズ近方位置Ｐ１に移動（取外し）可能に配置しても構わない。

実施形態２で述べた通り、前記光学部品（本実施形態では第１ビームスプリッタ３１及び第２ビームスプリッタ３２が当該光学部品に相当）の屈折率の影響を受け、集光レンズ２３の焦点位置Ｆは、焦点位置Ｆ’’へとずれる。前記屈折率の影響を受けた結果を反映して、厳密には、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、焦点位置Ｆ’’からΔｆ１、Δｆ２から離れた位置であるレンズ近方位置Ｐ１’’及びレンズ遠方位置Ｐ２’’として決められる。ここで図９の場合には、Δｆ１及びΔｆ２で示される経路上に、光学部品である第２ビームスプリッタ３２が存在するため、当該光学部品の屈折率による影響を考慮した補正値としてのΔｆ１’’及びΔｆ２’’を用いることが好ましい。更に、厳密には、第１距離Ｌｅ１は、集光レンズ２３とレンズ近方位置Ｐ１’’との間の第１距離Ｌｅ１’’となり、第２距離Ｌｅ２は、集光レンズ２３とレンズ遠方位置Ｐ２’’との間の第２距離Ｌｅ２’’となる。但し、説明の容易性を考慮し、本実施形態においても実施形態２と同様、焦点位置Ｆ、レンズ近方位置Ｐ１、レンズ遠方位置Ｐ２、第１距離Ｌｅ１及び第２距離Ｌｅ２を用いている。

〔実施形態４〕
実施形態１から３では、光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１が略平行光になるよう調整する場合の例について説明した。実施形態１で述べたように、調整目標値（所望の平行度）は、第１出射光Ｌｏ１が平行光である場合に限らず、任意の収束光又は発散光である場合の平行度として設定されても構わない。

図１０は、出射光調整装置２０において、第１出射光Ｌｏ１の平行度が所定の収束光となるように調整される場合の、第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５の配置例を示す図である。図１０に示すように、本実施形態では、予め設定された第２出射光Ｌｏ２の基準集光位置として、集光レンズ２３の焦点位置Ｆよりも集光レンズ２３側において、第２出射光Ｌｏ２が焦点を結ぶ集光位置Ｆｃが設定される。つまり、集光位置Ｆｃは、第１出射光Ｌｏ１の平行度が所定の収束光となるときに、第２出射光Ｌｏ２が焦点を結ぶ集光位置である。

例えば、第１出射光Ｌｏ１（収束光）の調整目標値として、前記指標Ｃの値が＋２５０ｍＤとなるように定められた場合について考える。この場合、調整目標となる第１出射光Ｌｏ１は、前記基準面に対し、４ｍ先で焦点を結ぶ収束光に相当する。このように設定した第１出射光Ｌｏ１を出射光調整装置２０に入射させた場合、集光位置Ｆｃは、集光レンズ２３の焦点位置Ｆから集光レンズ２３側にずれる。

レンズの式を用いて計算すると、±０ｍＤの平行光を焦点距離２００ｍｍの集光レンズ２３に対して入射させた場合、集光レンズ２３を透過した後の光は、集光レンズ２３の主点から２００ｍｍの焦点位置Ｆに集光する。これに対し、＋２５０ｍＤの収束光を集光レンズ２３に対して入射させた場合、集光位置Ｆｃは、集光レンズ２３の主点から１９０．５ｍｍ離れた位置となる。つまり、集光位置Ｆｃは、焦点位置Ｆから９．５ｍｍ、集光レンズ２３寄りの位置となる。

更に、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、基準となる＋２５０ｍＤの第１出射光Ｌｏ１に対応する第２出射光Ｌｏ２のプロファイルでの光軸Ａｘ上の位置に応じた第２出射光Ｌｏ２の像の大きさの変化量が所定量以上である位置に設定されている。前記光軸Ａｘ上の位置は、Ｚ軸上の位置を指す。前記第２出射光Ｌｏ２のプロファイルは、基準となる＋２５０ｍＤの第１出射光Ｌｏ１を出射する光源モジュール１０を光源モジュール取付部２１に取り付け、当該光源モジュール１０からの第１出射光Ｌｏ１を集光レンズ２３で受けることにより取得される。前記変化量が所定量以上である位置は、図１の１０２に示すような、Ｚ軸方向に沿ってビームスポットのサイズをプロットしたグラフ（例：Ｗｘのプロファイル）を用いて特定されてよい。

なお、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、前述のように、基準となる＋２５０ｍＤの収束光を出射する光源モジュール１０を用いて特定する必要は必ずしもなく、例えば、計算機シミュレーションの結果を用いて特定しても構わない。

本実施形態では、集光位置Ｆｃより集光レンズ２３側に位置するものをレンズ近方位置Ｐ１、集光レンズ２３から見て集光位置Ｆｃから遠ざかる位置にあるものをレンズ遠方位置Ｐ２とする。また本実施形態においても、集光位置Ｆｃからレンズ近方位置Ｐ１までの距離をΔｆ１、集光位置Ｆｃからレンズ遠方位置Ｐ２までの距離をΔｆ２と表記する。更に、前記のように特定したレンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２を用いて、集光レンズ２３からレンズ近方位置Ｐ１までの距離を第１距離Ｌｅ１、集光レンズ２３からレンズ遠方位置Ｐ２までの距離を第２距離Ｌｅ２と規定する。

被調整対象の光源モジュール１０から出射される第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整については、実施形態１で述べた手法により実施される。この調整は、所定の精度（所望の精度）で実施されてよい。第１出射光Ｌｏ１の平行度は、例えば＋２５０ｍＤの中心値に対し±５０ｍＤの精度で調整されても構わない。この場合、調整目標値の許容範囲は、＋２００ｍＤ以上かつ＋３００ｍＤ以下となる。

また、第１出射光Ｌｏ１の平行度が所定の発散光となるように調整される場合、前記基準集光位置としては、集光レンズ２３から見て、集光レンズ２３の焦点位置Ｆから遠ざかる位置において、第２出射光Ｌｏ２が焦点を結ぶ集光位置Ｆｄが設定される。つまり、集光位置Ｆｄは、第１出射光Ｌｏ１の平行度が所定の発散光となるときに、第２出射光Ｌｏ２が焦点を結ぶ集光位置である。

例えば、第１出射光Ｌｏ１（発散光）の調整目標値として、前記指標Ｃの値が－２５０ｍＤとなるように定められた場合について考える。この場合、集光位置Ｆｄは、集光レンズ２３の主点から２１０．５ｍｍ離れた位置となる。つまり、集光位置Ｆｄは、焦点位置Ｆから１０．５ｍｍ、＋Ｚ軸方向に離れた位置となる。レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２は、第１出射光Ｌｏ１が所定の収束光に調整される場合と同様に特定される。その他についても同様に、集光位置Ｆｄからレンズ近方位置Ｐ１までの距離がΔｆ１、集光位置Ｆｄからレンズ遠方位置Ｐ２までの距離がΔｆ２と表記される。また、集光レンズ２３からレンズ近方位置Ｐ１までの距離が第１距離Ｌｅ１、集光レンズ２３からレンズ遠方位置Ｐ２までの距離が第２距離Ｌｅ２と規定される。更に、第１出射光Ｌｏ１の平行度の調整は、所定の精度（所望の精度）で実施されてよい。第１出射光Ｌｏ１の平行度は、例えば－２５０ｍＤの中心値に対し±１００ｍＤの精度で調整されても構わない。この場合、調整目標値の許容範囲は、－３５０ｍＤ以上かつ－１５０ｍＤ以下となる。

＜補足事項＞
収差がほとんどない理想的な光学系では、Δｆ１≒Δｆ２と設定できる。つまり、収差がほとんどない理想的な光学系では、集光位置Ｆｃ又はＦｄに対し、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２がほぼ等距離になるように設定できる。しかしながら、様々な影響（例：光学系の収差等の影響）を受け、レンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２が集光位置Ｆｃ又はＦｄに対しΔｆ１≠Δｆ２となる場合もある。このような場合であっても、Ｚ軸方向に対する第２出射光Ｌｏ２の像の変化が適度に確保され、かつ第１出射光Ｌｏ１の平行度の実際の調整を精度良く実施できれば、Δｆ１≠Δｆ２となる位置をレンズ近方位置Ｐ１及びレンズ遠方位置Ｐ２として設定してもよい。

また、実施形態２の出射光調整装置２０ａ、及び実施形態３の出射光調整装置２０ｂにおいても、前記と同様に、第１出射光Ｌｏ１を所定の収束光又は発散光に調整できる。

〔実施形態５〕
実施の形態１～４では、１個の光源１１と１個のコリメートレンズ１２とを備える光源モジュール１０を例に挙げて説明したが、被調整対象となる光源モジュールは、これに限定されるもので無い。図１１～図１３は、光源モジュール１０の変形例を示す図である。

（１）光源モジュール１０ａは、光源モジュール１０ａが備える光学部品として、１つの光源１１の他、複数のコリメートレンズ１２を備えていても構わない。図１１の１１０１では、２個のコリメートレンズ１２を備えた例を示している。この場合、１個のコリメートレンズ１２の機能を実現するようなレンズ系を有する光源モジュール１０ａについて、第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整できる。

コリメートレンズ１２の位置調整に関し、光源１１側のコリメートレンズ１２と光源１１から離れた側のコリメートレンズ１２とのそれぞれに、別々の機能を持たせても構わない。図１１の例では、光源側のコリメートレンズ１２は、Ｚ軸方向にのみ移動できるよう制限されている。この場合、光源側のコリメートレンズ１２の位置調整により、第１出射光Ｌｏ１の平行度が調整される。一方、光源１１から離れた側のコリメートレンズ１２は、Ｘ－Ｙ面でのみ移動できるように制限されている。そのため、光源１１から離れた側のコリメートレンズ１２により、第１出射光Ｌｏ１の出射方向が調整される。従って、図１１の例では、光源モジュール１０からの第１出射光Ｌｏ１の出射を、更に精度良く調整できる。

（２）図１１の１１０２に示すように、光源モジュール１０ｂは、光源モジュール１０ｂが備える光学部品として、コリメートレンズ１２の他、光源１１ｂを備える。光源１１ｂは、複数の発光点を有する。図１１の１１０２では、光源１１ｂが第１発光点１１ｂ１及び第２発光点１１ｂ２を有する例を示している。

（３）図１２の１２０１に示すように、光源モジュール１０ｃは、光源モジュール１０ｃが備える光学部品として、複数の光源１１と、複数のコリメートレンズ１２とを備える。複数のコリメートレンズ１２のそれぞれは、複数の光源１１のそれぞれに対応するように配置されている。図１２の１２０１では、光源モジュール１０ｃが３個の光源１１及び３個のコリメートレンズ１２を備える例を示している。複数の光源１１のそれぞれは、ピーク波長が互いに異なる光を出射してもよいし、互いに同じ光を出射してもよい。発振波長が互いに異なる少なくとも２つの光源１１が用いられる場合には、集光レンズ２３として、色消しレンズ（アクロマティックレンズ）が用いられることが好ましい。

また、光源モジュール１０ｃは、光源１１及びコリメートレンズ１２の各対が集光レンズ２３の直下に配置されるように、ｘ軸方向に移動可能に設けられる。これにより、出射光調整装置２０又は作業者は、光源１１及びコリメートレンズ１２の対のそれぞれについて、逐次、第１出射光Ｌｏ１の平行度を調整できる。

（４）図１２の１２０２に示すように、光源モジュール１０ｄは、光源モジュール１０ｄが備える光学部品として、複数の光源１１と、複数のコリメートレンズ１２と、を備える。また、光源モジュール１０ｄは、複数のダイクロイックミラー１３を備える。光源モジュール１０ｄは、光源モジュール１０ｃにダイクロイックミラー１３を備えた構成である。複数のダイクロイックミラー１３のそれぞれは、複数のコリメートレンズ１２のそれぞれに対応するように配置されている。図１２の１２０２では、光源モジュール１０ｄが、３個の光源１１、３個のコリメートレンズ１２及び３個のダイクロイックミラー１３を備える例を示している。

光源モジュール１０ｄでは、複数の光源１１のそれぞれから出射された光を、ダイクロイックミラー１３で所定方向に反射させる。これにより、光源モジュール１０ｄは、複数の光源１１のそれぞれから出射された光の光軸を揃え、かつ束ねて、第１出射光Ｌｏ１として集光レンズ２３へ出射できる。被調整対象となる光源１１を順次点灯することにより、出射光調整装置２０又は作業者は、各光源１１からコリメートレンズ１２を介して出射された第１出射光Ｌｏ１の平行度を順次調整できる。

本例では、ダイクロイックミラー１３を例示したが、ダイクロイックミラー１３に代えて、複数のダイクロイックミラー１３の機能を統合したコンバイナープリズムを使用しても構わない。

（５）図１３に示すように、光源モジュール１０ｅは、光源モジュール１０ｄが備える光学部品として、一次元的又は二次元的に配列された複数の光源１１を備える光源パッケージ１４と、一次元的又は二次元的にレンズを配列したレンズプレート１５とを備える。光源パッケージ１４上にレンズプレート１５が搭載（固定）される前の、被調整対象の光源モジュール１０ｅを光源モジュール取付部２１に取り付けた状態で、第１出射光Ｌｏ１の平行度が調整される。第１出射光Ｌｏ１の平行度が調整された後、レンズプレート１５が光源パッケージ１４上に固定される。レンズプレート１５は、例えば、接着剤、溶接、又は機械的な固定機構を用いて、光源パッケージ１４上に固定される。

光源モジュール１０ｅが被調整対象である場合、出射光調整装置２０は、複数の集光レンズ２３を有していてよい。この場合、出射光調整装置２０においては、それぞれの集光レンズ２３の光軸Ａｘ（Ｚ軸）上に第１ビームプロファイラ２４及び第２ビームプロファイラ２５が配置される。そのため、出射光調整装置２０は、それぞれの集光レンズ２３に対応する第１ビームプロファイラ２４が取得する第１像と、第２ビームプロファイラ２５が取得する第２像とを比較できる。従って、光源モジュール１０ｅから出射され、集光レンズ２３に入射される複数の第１出射光Ｌｏ１の平行度を、同じタイミングで調整できる。

第１出射光Ｌｏ１の平行度は、光源パッケージ１４又はレンズプレート１５のＺ軸周りの軸回転、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向へのあおり旋回、又は、Ｘ軸、Ｙ軸もしくはＺ軸方向の並進運動により調整できる。光源パッケージ１４及びレンズプレート１５の一方を調整しても構わないし、光源パッケージ１４及びレンズプレート１５の両方を調整しても構わない。

〔ソフトウェアによる実現例〕
出射光調整装置２０、２０ａ及び２０ｂの制御ブロック（特に制御部２６の各部）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、出射光調整装置２０、２０ａ及び２０ｂは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る出射光調整装置は、被調整対象である光源モジュールから出射される第１出射光の平行度を調整、又は調整可能とする出射光調整装置であって、前記第１出射光を受ける集光レンズからレンズ近方位置までの距離を第１距離としたとき、前記集光レンズから出射される第２出射光の経路の長さが前記第１距離と一致する位置において、前記第２出射光の第１像を取得する第１像取得部と、前記集光レンズからレンズ遠方位置までの距離を第２距離としたとき、前記第２出射光の経路の長さが前記第２距離と一致する位置において、前記第２出射光の第２像を取得する第２像取得部と、を備え、前記レンズ近方位置は、予め設定された前記第２出射光の基準集光位置から所定距離離れた、前記集光レンズの光軸上における前記集光レンズ側の位置であり、
前記レンズ遠方位置は、前記集光レンズの光軸上の、前記基準集光位置を挟んで前記レンズ近方位置とは反対側の位置であって、かつ前記基準集光位置から所定距離離れた位置である。

前記の構成によれば、第２出射光の経路の長さが第１距離と一致する位置において第２出射光の第１像を取得し、第２出射光の経路の長さが第２距離と一致する位置において第２出射光の第２像を取得する。つまり、レンズ近方位置に第１像取得部が配置され、レンズ遠方位置に第２像取得部が配置されているか否かに依らず、レンズ近方位置及びレンズ遠方位置のそれぞれにおいて取得可能な第１像及び第２像と同等の大きさを有する第１像及び第２像を取得できる。そのため、第１像の大きさ及び第２像の大きさの比較が可能となるため、その比較結果に基づき、第１出射光の平行度を調整することが可能となる。

それゆえ、出射光調整装置又は作業者は、簡易な手法により、短時間で、かつ精度良く、被調整対象となる光源モジュールから出射される第１出射光の平行度が所定の平行度となるように、第１出射光の平行度を調整できる。つまり、出射光調整装置又は作業者は、第１出射光を平行光、所定の収束光、又は所定の発散光に調整できる。

さらに、本発明の態様２に係る出射光調整装置は、前記態様１において、前記基準集光位置は、前記集光レンズの焦点位置であっても構わない。前記の構成によれば、出射光調整装置又は作業者は、第１出射光を平行光に調整できる。

さらに、本発明の態様３に係る出射光調整装置は、前記態様１又は２において、前記レンズ遠方位置は、前記集光レンズの光軸上の、前記基準集光位置を中心として前記レンズ近方位置と対称となる位置であっても構わない。前記の構成によれば、レンズ近方位置及びレンズ遠方位置を簡易に設定できる。

さらに、本発明の態様４に係る出射光調整装置では、前記態様１から３の何れかにおいて、前記光軸上の位置に応じた、前記光軸に垂直な平面上での前記第２出射光の像の大きさを示すプロファイルを予め取得しており、前記レンズ近方位置及び前記レンズ遠方位置は、第１出射光の形態の違いによる前記プロファイルでの前記像の大きさの変化量が所定量以上である位置又はその近傍に設定されていても構わない。

前記の構成によれば、前記変化量が所定量以上となる位置においては、第１出射光が平行光か非平行光かによって、第２出射光の像の大きさの変化が比較的大きくなる。そのため、当該位置又はその近傍をレンズ近方位置及びレンズ遠方位置とすることで、出射光調整装置又は作業者は、両位置での第２出射光の像の形状の比較を、感度良く、かつ精度良く行うことが可能となる。

さらに、本発明の態様５に係る出射光調整装置では、前記態様１から４の何れかにおいて、前記第２像取得部は、前記レンズ遠方位置に配置されており、前記第１像取得部は、少なくとも前記レンズ近方位置での前記第２出射光の像取得時に、前記レンズ近方位置に配置され、前記第２像取得部による前記レンズ遠方位置での前記第２出射光の像取得時には、前記光軸の外に移動されるものであっても構わない。

前記の構成によれば、第１及び第２像取得部を光軸上に配置することにより、第１像取得部は第１像を、第２像取得部は第２像を、それぞれ取得できる。

さらに、本発明の態様６に係る出射光調整装置では、前記態様１から４の何れかにおいて、前記第２出射光の経路を分岐する第１光分岐部を備え、前記第２像取得部は、前記レンズ遠方位置に配置されており、前記第１像取得部は、前記第１光分岐部によって前記光軸の外へと分岐された第２出射光を取得可能な位置に配置されており、前記第１像取得部は、前記レンズ近方位置と前記第１光分岐部が前記第２出射光を分岐する第１分岐位置との距離と、前記第１分岐位置と前記第１像取得部との距離とが等しくなる位置に配置されていても構わない。

前記の構成によれば、第１像取得部を光軸の外に、第２像取得部を光軸上にそれぞれ配置することにより、第１像取得部は第１像を、第２像取得部は第２像を、それぞれ取得できる。

さらに、本発明の態様７に係る出射光調整装置では、前記態様１から４の何れかにおいて、前記第２出射光の経路を分岐する第１光分岐部及び第２光分岐部を備え、前記第１像取得部は、前記第１光分岐部によって前記光軸の外へと分岐された第２出射光を取得可能な位置に配置されており、前記第２像取得部は、前記第２光分岐部によって前記光軸の外へと分岐された第２出射光を取得可能な位置に配置されており、前記第１像取得部は、前記レンズ近方位置と前記第１光分岐部が前記第２出射光を分岐する第１分岐位置との距離と、前記第１分岐位置と前記第１像取得部との距離とが等しくなる位置に配置されており、前記第２像取得部は、前記レンズ遠方位置と前記第２光分岐部が前記第２出射光を分岐する第２分岐位置との距離と、前記第２分岐位置と前記第２像取得部との距離とが等しくなる位置に配置されていても構わない。

前記の構成によれば、第１及び第２像取得部を光軸の外に配置することにより、第１像取得部は第１像を、第２像取得部は第２像を、それぞれ取得できる。

さらに、本発明の態様８に係る出射光調整装置では、前記態様１から７の何れかにおいて、前記第１像の大きさと前記第２像の大きさとを比較する比較部と、前記比較部により前記第１像の大きさと前記第２像の大きさとの一致度が所定範囲内であると判定されるように、前記光源モジュールが備える光学部品の位置を調整する出射光調整部と、を備えても構わない。

前記の構成によれば、出射光調整装置は、第１出射光の平行度が所定の平行度となるように、第１出射光の平行度を調整できる。

さらに、本発明の態様９に係る出射光調整装置では、前記態様１から８の何れかにおいて、前記集光レンズは、色消しレンズであって構わない。

前記の構成によれば、色消しレンズ（アクロマティックレンズ）は、集光レンズのレンズ機能に対する波長依存性がほとんど無い。換言すれば、色消しレンズは、集光特性に関して波長分散性が抑制されている。そのため、第１像取得部及び第２像取得部の設定位置を、集光レンズに入射される第１出射光の波長に依らずほぼ一定とすることができる。従って、出射光調整装置２０又は作業者は、発振波長が互いに異なる光源を使用した場合の第１出射光の調整において、出射光調整装置の設定を変更することなく容易に当該調整を実施できる。

さらに、本発明の態様１０に係る出射光調整方法は、被調整対象である光源モジュールから出射される第１出射光の平行度を調整する出射光調整方法であって、（１）前記第１出射光を受ける集光レンズからレンズ近方位置までの距離を第１距離としたとき、前記集光レンズから出射される第２出射光の経路の長さが前記第１距離と一致する位置において取得した前記第２出射光の第１像の大きさと、（２）前記集光レンズからレンズ遠方位置までの距離を第２距離としたとき、前記第２出射光の経路の長さが前記第２距離と一致する位置において取得した前記第２出射光の第２像の大きさと、を比較する比較工程と、前記比較工程により前記第１像の大きさと前記第２像の大きさとの一致度が所定範囲内であると判定されるように、前記光源モジュールが備える光学部品の位置を調整する調整工程と、を含み、前記レンズ近方位置は、予め設定された前記第２出射光の基準集光位置から所定距離離れた、前記集光レンズの光軸上における前記集光レンズ側の位置であり、前記レンズ遠方位置は、前記集光レンズの光軸上の、前記基準集光位置を挟んで前記レンズ近方位置とは反対側の位置であって、かつ前記基準集光位置から所定距離離れた位置である。

前記の構成によれば、前記の各位置において取得した第１像及び第２像の大きさを比較し、その比較結果に基づき、これらの形状の一致度が所定範囲内になるように前記位置を調整することにより、第１出射光の平行度を調整することが可能となる。つまり、前記の構成によれば、前記比較結果に基づき、第１像及び第２像の形状が略一致するとみなされるように前記位置を調整することにより、第１出射光の平行度を調整することが可能となる。

それゆえ、第１出射光の平行度を調整する出射光調整装置又は作業者は、簡易な手法により、短時間で、かつ精度良く、被調整対象となる光源モジュールから出射される第１出射光の平行度が所定の平行度となるように、第１出射光の平行度を調整できる。

〔付記事項〕
本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１０、１０ａ～１０ｅ 光源モジュール
１１、１１ｂ 光源（光源モジュールが備える光学部品）
１２ コリメートレンズ（光源モジュールが備える光学部品）
１４ 光源パッケージ（光源モジュールが備える光学部品）
１５ レンズプレート（光源モジュールが備える光学部品）
２０、２０ａ、２０ｂ 出射光調整装置
２３ 集光レンズ（集光レンズ、色消しレンズ）
２４ 第１ビームプロファイラ（第１像取得部）
２５ 第２ビームプロファイラ（第２像取得部）
３１ 第１ビームスプリッタ（第１光分岐部）
３２ 第２ビームスプリッタ（第２光分岐部）
２６１ 比較部
２６２ 出射光調整部
Ａｘ 光軸
Ｆ 焦点位置（基準集光位置）
Ｆｃ、Ｆｄ 集光位置（基準集光位置）
Ｌｅ１ 第１距離
Ｌｅ２ 第２距離
Ｌｏ１ 第１出射光
Ｌｏ２ 第２出射光
Ｐ１ レンズ近方位置
Ｐ２ レンズ遠方位置
Δｆ１、Δｆ２ 所定距離

Claims (10)

1. 被調整対象である光源モジュールから出射される第１出射光の平行度を調整、又は調整可能とする出射光調整装置であって、
   前記第１出射光を受ける集光レンズからレンズ近方位置までの距離を第１距離としたとき、前記集光レンズから出射される第２出射光の経路の長さが前記第１距離と一致する位置において、前記第２出射光の第１像を取得する第１像取得部と、
   前記集光レンズからレンズ遠方位置までの距離を第２距離としたとき、前記第２出射光の経路の長さが前記第２距離と一致する位置において、前記第２出射光の第２像を取得する第２像取得部と、を備え、
   前記レンズ近方位置は、予め設定された前記第２出射光の基準集光位置から所定距離離れた、前記集光レンズの光軸上における前記集光レンズ側の位置であり、
   前記レンズ遠方位置は、前記集光レンズの光軸上の、前記基準集光位置を挟んで前記レンズ近方位置とは反対側の位置であって、かつ前記基準集光位置から所定距離離れた位置である、出射光調整装置。
2. 前記基準集光位置は、前記集光レンズの焦点位置である、請求項１に記載の出射光調整装置。
3. 前記レンズ遠方位置は、前記集光レンズの光軸上の、前記基準集光位置を中心として前記レンズ近方位置と対称となる位置である、請求項１又は２に記載の出射光調整装置。
4. 前記光軸上の位置に応じた、前記光軸に垂直な平面上での前記第２出射光の像の大きさを示すプロファイルを予め取得しており、
   前記レンズ近方位置及び前記レンズ遠方位置は、第１出射光の形態の違いによる前記プロファイルでの前記像の大きさの変化量が所定量以上である位置又はその近傍に設定されている、請求項１から３の何れか１項に記載の出射光調整装置。
5. 前記第２像取得部は、前記レンズ遠方位置に配置されており、
   前記第１像取得部は、
   少なくとも前記レンズ近方位置での前記第２出射光の像取得時に、前記レンズ近方位置に配置され、
   前記第２像取得部による前記レンズ遠方位置での前記第２出射光の像取得時には、前記光軸の外に移動されるものである、請求項１から４の何れか１項に記載の出射光調整装置。
6. 前記第２出射光の経路を分岐する第１光分岐部を備え、
   前記第２像取得部は、前記レンズ遠方位置に配置されており、
   前記第１像取得部は、前記第１光分岐部によって前記光軸の外へと分岐された第２出射光を取得可能な位置に配置されており、
   前記第１像取得部は、前記レンズ近方位置と前記第１光分岐部が前記第２出射光を分岐する第１分岐位置との距離と、前記第１分岐位置と前記第１像取得部との距離とが等しくなる位置に配置されている、請求項１から４の何れか１項に記載の出射光調整装置。
7. 前記第２出射光の経路を分岐する第１光分岐部及び第２光分岐部を備え、
   前記第１像取得部は、前記第１光分岐部によって前記光軸の外へと分岐された第２出射光を取得可能な位置に配置されており、
   前記第２像取得部は、前記第２光分岐部によって前記光軸の外へと分岐された第２出射光を取得可能な位置に配置されており、
   前記第１像取得部は、前記レンズ近方位置と前記第１光分岐部が前記第２出射光を分岐する第１分岐位置との距離と、前記第１分岐位置と前記第１像取得部との距離とが等しくなる位置に配置されており、
   前記第２像取得部は、前記レンズ遠方位置と前記第２光分岐部が前記第２出射光を分岐する第２分岐位置との距離と、前記第２分岐位置と前記第２像取得部との距離とが等しくなる位置に配置されている、請求項１から４の何れか１項に記載の出射光調整装置。
8. 前記第１像の大きさと前記第２像の大きさとを比較する比較部と、
   前記比較部により前記第１像の大きさと前記第２像の大きさとの一致度が所定範囲内であると判定されるように、前記光源モジュールが備える光学部品の位置を調整する出射光調整部と、を備える、請求項１から７の何れか１項に記載の出射光調整装置。
9. 前記集光レンズは、色消しレンズである、請求項１から８の何れか１項に記載の出射光調整装置。
10. 被調整対象である光源モジュールから出射される第１出射光の平行度を調整する出射光調整方法であって、
    （１）前記第１出射光を受ける集光レンズからレンズ近方位置までの距離を第１距離としたとき、前記集光レンズから出射される第２出射光の経路の長さが前記第１距離と一致する位置において取得した前記第２出射光の第１像の大きさと、（２）前記集光レンズからレンズ遠方位置までの距離を第２距離としたとき、前記第２出射光の経路の長さが前記第２距離と一致する位置において取得した前記第２出射光の第２像の大きさと、を比較する比較工程と、
    前記比較工程により前記第１像の大きさと前記第２像の大きさとの一致度が所定範囲内であると判定されるように、前記光源モジュールが備える光学部品の位置を調整する調整工程と、を含み、
    前記レンズ近方位置は、予め設定された前記第２出射光の基準集光位置から所定距離離れた、前記集光レンズの光軸上における前記集光レンズ側の位置であり、
    前記レンズ遠方位置は、前記集光レンズの光軸上の、前記基準集光位置を挟んで前記レンズ近方位置とは反対側の位置であって、かつ前記基準集光位置から所定距離離れた位置である、出射光調整方法。

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