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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024171726
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】レーザー照射装置、レーザー照射方法
(51)【国際特許分類】
B23K 26/00 20140101AFI20241205BHJP
【ＦＩ】
B23K26/00 Z
B23K26/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023088892
(22)【出願日】2023-05-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100207181
【弁理士】
【氏名又は名称】岡村 朋
(72)【発明者】
【氏名】市川 陽一
(72)【発明者】
【氏名】藤井 俊茂
【テーマコード（参考）】
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E168AA00
4E168CA02
4E168CA06
4E168CB04
4E168CB07
4E168CB19
4E168DA43
4E168EA15
4E168EA16
4E168JA17
(57)【要約】
【課題】レーザー照射装置の冗長性を高めることを課題とする。
【解決手段】主光源１３Ａ,１３Ｂを有する複数のレーザー照射器１０Ａ、１０Ｂと、補助光源１１と、補助光源１１のレーザー光の経路を変更する経路変更部１２と、を備えたレーザー照射装置１であって、補助光源１１は、経路変更部１２によりレーザー光Ｌ１１の経路を変更されることにより、任意の主光源１３Ａ,１３Ｂに代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】主光源１３Ａ,１３Ｂを有する複数のレーザー照射器１０Ａ、１０Ｂと、補助光源１１と、補助光源１１のレーザー光の経路を変更する経路変更部１２と、を備えたレーザー照射装置１であって、補助光源１１は、経路変更部１２によりレーザー光Ｌ１１の経路を変更されることにより、任意の主光源１３Ａ,１３Ｂに代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射することを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主光源を有する複数のレーザー照射器と、
補助光源と、
前記補助光源のレーザー光の経路を変更する経路変更部と、を備えたレーザー照射装置であって、
前記補助光源は、前記経路変更部によりレーザー光の経路を変更されることにより、任意の前記主光源に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射することを特徴とするレーザー照射装置。
補助光源と、
前記補助光源のレーザー光の経路を変更する経路変更部と、を備えたレーザー照射装置であって、
前記補助光源は、前記経路変更部によりレーザー光の経路を変更されることにより、任意の前記主光源に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射することを特徴とするレーザー照射装置。
【請求項2】
前記補助光源から前記照射対象へ照射されるレーザー光の経路は、前記補助光源が代替する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路、あるいは、前記補助光源が追加でレーザー光を照射する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路と、経路の一部が共通する請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項3】
前記主光源の光量が設定された基準値を下回る場合に、前記主光源に加えて、前記補助光源が前記照射対象へレーザー光を照射する請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項4】
前記主光源あるいは前記補助光源が照射したレーザー光を走査する光走査部を有し、
前記光走査部よりもレーザー光の照射方向の下流側に、前記主光源あるいは前記補助光源のレーザー光の光量あるいは位置の少なくともいずれかの情報を取得する取得部を有する請求項１記載のレーザー照射装置。
前記光走査部よりもレーザー光の照射方向の下流側に、前記主光源あるいは前記補助光源のレーザー光の光量あるいは位置の少なくともいずれかの情報を取得する取得部を有する請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項5】
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記主光源あるいは前記補助光源が照射するレーザー光の進行方向を補正する補正部を有する請求項４記載のレーザー照射装置。
【請求項6】
前記補正部は、前記補助光源の照射するレーザー光と前記主光源の照射するレーザー光とが同軸になる方向へ前記補助光源あるいは前記主光源から照射されたレーザー光を補正する請求項５記載のレーザー照射装置。
【請求項7】
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記主光源あるいは前記補助光源の少なくとも何れかが照射するレーザー光の光量を調整する請求項４記載のレーザー照射装置。
【請求項8】
前記取得部はアレイセンサーを含む請求項４記載のレーザー照射装置。
【請求項9】
前記取得部は、自身に照射される位置によってレーザー光を部分的に通過させる部分通過部を含む請求項４記載のレーザー照射装置。
【請求項10】
前記主光源あるいは前記補助光源が照射したレーザー光を走査する光走査部と、
前記主光源あるいは前記補助光源の照射するレーザー光の光量の情報を取得する光源取得部とを有し、
前記光源取得部が、取得するレーザー光の経路の前記光走査部よりも上流側に設けられる請求項１記載のレーザー照射装置。
前記主光源あるいは前記補助光源の照射するレーザー光の光量の情報を取得する光源取得部とを有し、
前記光源取得部が、取得するレーザー光の経路の前記光走査部よりも上流側に設けられる請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項11】
前記経路変更部は、前記補助光源から照射されるレーザー光を異なる複数の方向へ分割する光分割素子を含む請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項12】
前記経路変更部が移動可能に設けられる請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項13】
前記経路変更部は、レーザー光を反射する光反射素子を含む請求項１２記載のレーザー照射装置。
【請求項14】
前記経路変更部は偏光素子を含む請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項15】
前記主光源と前記補助光源の照射するレーザー光の波長が異なる請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項16】
前記経路変更部は、各主光源および前記補助光源の少なくともいずれかの波長域のレーザー光を反射し、少なくともいずれかの波長域のレーザー光を通過させる請求項１５記載のレーザー照射装置。
【請求項17】
前記主光源および前記補助光源が同じ照射対象へレーザー光を照射し、
当該主光源あるいは前記補助光源がレーザー光を照射するタイミングに遅延を発生させることで、両者のレーザー光が前記照射対象へ照射されるタイミングのずれを補正する請求項１記載のレーザー照射装置。
当該主光源あるいは前記補助光源がレーザー光を照射するタイミングに遅延を発生させることで、両者のレーザー光が前記照射対象へ照射されるタイミングのずれを補正する請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項18】
前記主光源から特定の照射対象へレーザー光を照射するまでの経路長と前記補助光源から当該照射対象へレーザー光を照射するまでの経路長との差の絶対値をＬとし、当該主光源のパルス周期をＴ、光速をＣとすると、下記式（１）を満たす請求項１記載のレーザー照射装置。
Ｌ＜Ｃ×Ｔ／２・・・（１）
Ｌ＜Ｃ×Ｔ／２・・・（１）
【請求項19】
前記照射対象に対して前記主光源あるいは前記補助光源がレーザー光を分担して照射し、
前記主光源あるいは前記補助光源による分担の割合が順番に切り替えられる請求項１記載のレーザー照射装置。
前記主光源あるいは前記補助光源による分担の割合が順番に切り替えられる請求項１記載のレーザー照射装置。
【請求項20】
乱数発生部を有し、
前記乱数発生部により、前記主光源あるいは前記補助光源による分担の割合が決められる請求項１９記載のレーザー照射装置。
前記乱数発生部により、前記主光源あるいは前記補助光源による分担の割合が決められる請求項１９記載のレーザー照射装置。
【請求項21】
補助光源から照射されたレーザー光が、経路変更部によりその経路を変更されることにより、任意の主光源に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射するレーザー照射方法。
【請求項22】
前記補助光源から前記照射対象へ照射されるレーザー光の経路は、前記補助光源が代替する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路、あるいは、前記補助光源が追加でレーザー光を照射する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路と、経路の一部が共通する請求項２１記載のレーザー照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザー照射装置、レーザー照射方法に関する。
【背景技術】
【0002】
複数のレーザー照射器を有し、製造ラインを流れる製造物にラベリングを行うレーザー照射装置が従来から存在する。
【0003】
例えば特許文献１（特開２０２２－８６３３８号公報）では、レーザー照射装置に複数の照射ユニットが設けられる。これらの照射ユニットが有する主光源により、製造ラインを流れるペットボトルに対して逐次レーザー光が照射される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
主光源が故障すると、復旧するまでの間はその主光源を有するレーザー照射器から照射対象へレーザー光を照射できなくなり、レーザー照射装置による照射対象へのレーザー照射の速度が大きく低下してしまう。特に、複数のレーザー照射器を有するレーザー照射装置では、このような問題が顕著である。
【0005】
本発明では、レーザー照射装置の冗長性を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するため、本発明は、主光源を有する複数のレーザー照射器と、補助光源と、前記補助光源のレーザー光の経路を変更する経路変更部と、を備えたレーザー照射装置であって、前記補助光源は、前記経路変更部によりレーザー光の経路を変更されることにより、任意の前記主光源に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、レーザー照射装置の冗長性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第一実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図4】第一実施形態のレーザー照射装置が有する制御部を示す機能ブロック図である。
【図5】本発明の第二実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図10】本発明の第三実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図12】本発明の第四実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図13】本発明の第五実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図14】本発明の第六実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図15】本発明の第七実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図18】本発明の第八実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図19】本発明の第九実施形態に係るレーザー照射装置において、取得部を含むレーザー光の照射範囲を示す図である。
【図20】取得部における受光タイミングのずれを示す図である。
【図21】アレイセンサーが受光するレーザー光を示す図である。
【図22】反射素子を含む取得部の例を示す図である。
【図23】虹彩絞りを含む取得部の例を示す図である。
【図24】補正部を示す図である。
【図25】主光源および補助光源のレーザー光を重ねて照射した図である。
【図26】補助光源のレーザー光を主光源のレーザー光内に収まるように照射した図である。
【図27】取得部を含むレーザー照射装置の制御部を示す機能ブロック図である。
【図28】本発明の第十実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図29】遅延生成部を含むレーザー照射装置の制御部を示す機能ブロック図である。
【図30】本発明の第十一実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図31】主光源のレーザー光のパルス周期および主光源と補助光源のレーザー光の照射のずれを示す図である。
【図32】主光源と補助光源のレーザー光の照射のずれが大きい場合の図である。
【図33】主光源と補助光源のレーザー光の照射のずれが小さい場合の図である。
【図34】本発明の第十二実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図35】時間の推移による光源からのレーザー光の光量の変化を示す図である。
【図36】（ａ）～（ｂ）は、姿勢変更により経路変更部が経路切り替えの有無を切り替える図である。
【図37】（ａ）～（ｂ）は、移動変更により経路変更部が経路切り替えの有無を切り替える図である。
【図38】（ａ）～（ｂ）は、回転により経路変更部が経路切り替えの有無を切り替える図である。
【図39】本発明の第十三実施形態に係るレーザー照射装置の概略構成図である。
【図40】時間の推移による光源に必要な電流値の変化を示す図である。
【図41】記憶部を含むレーザー照射装置の制御部を示す機能ブロック図である。
【図42】単一の光源を発光させた場合と分散して発光させた場合の累計発光時間の変化を示す図である。
【図43】乱数発生部を含むレーザー照射装置の制御部を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【0010】
図１に示すように、レーザー照射装置１は、複数のレーザー照射器である第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂと、補助光源１１と、経路変更部１２とを含む。第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂは、その配置以外の構成が同じであるため、第１レーザー照射器１０Ａを中心に説明する。
【0011】
レーザー照射装置１は、第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂにより、搬送機１０１上を流れる照射対象Ｗ１，Ｗ２に対して、それぞれレーザー光を照射する。本実施形態では、第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂが異なる照射対象にレーザー光を照射するが、単一の照射対象に対して逐次レーザー光を照射する構成であってもよい。本実施形態では、搬送機１０１の一例としてコンベアが設けられる。
【0012】
本実施形態の照射対象Ｗ１，Ｗ２はペットボトルであり、レーザー照射装置１がレーザー光を照射してその表面にラベリングする。しかし、照射対象やその形状およびレーザー照射の目的はこれに限らず、有色のプラスチック容器やガラス容器へのパターニング、金属粉体のレーザー焼結、紙面などへの熱変性によるマーキングなどが挙げられる。また照射対象を搬送機により搬送する場合を例示したが、チャンバーにセットして入れ替えるなど、適宜の方法でレーザー照射位置に照射対象を配置できる。
【0013】
第１レーザー照射器１０Ａは、第１主光源１３Ａと、光走査部１４と、集光部１５と、を含む。主光源１３Ａはレーザー光Ｌ１を照射する。また第２レーザー照射器１０Ｂは第２主光源１３Ｂを有する。主光源１３Ｂはレーザー光Ｌ２を照射する。図１では、主光源１３Ａ，１３Ｂがオン状態でそれぞれレーザー光を照射し、補助光源１１はオフ状態でレーザー光を照射していない。本実施形態の主光源１３Ａ、１３Ｂは、主として照射対象へレーザー光を照射する光源である。本実施形態の補助光源１１は、任意の主光源１３Ａ、１３Ｂに代えて照射対象へレーザー光を照射する光源である（ただし、任意の主光源に加えてレーザー光を照射する光源であってもよい）。
【0014】
光走査部１４としては、ガルバノミラーやポリゴンミラー、ＭＥＭＳなどを採用できる。光走査部１４は、主光源１３Ａから照射されたレーザー光Ｌ１を所定の方向へ走査（偏光）する。光走査部１４は、レーザー光が照射対象上に位置を異ならせながら照射されるように走査できればよい。
【0015】
集光部１５としては、ｆ－θレンズや凹面鏡、単レンズなどを採用できる。集光部１５は、レーザー光が照射対象側へ進むにつれて集光するものであればよい。集光部１５により集光されたレーザー光が照射対象に照射される。
【0016】
経路変更部１２はレーザー光の経路を変更し、特に本実施形態では補助光源１１のレーザー光の経路を変更する。本実施形態の経路変更部１２はミラーである。このミラーは、本発明の光反射素子の一例であり、他にプリズムなどであってもよい。また本実施形態の経路変更部１２は、第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂの間で往復移動可能に設けられる。これにより、経路変更部１２は図１～図３に示すそれぞれの位置を取ることができる。図１の経路変更部１２の位置は、第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂの主光源１３Ａ、１３Ｂのレーザー光Ｌ１、Ｌ２の経路上から退避した位置である。図２の経路変更部１２の位置は、レーザー光Ｌ１の経路上に配置された位置である。図３の経路変更部１２の位置は、レーザー光Ｌ２の経路上に配置された位置である。
【0017】
以上の本実施形態では、搬送機１０１上を次々に流れていく照射対象に対して、第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂの主光源１３Ａ、１３Ｂが逐次レーザー光を照射してラベリングを行う。しかし、いずれかの主光源１３Ａ、１３Ｂが故障するなどしてレーザー光を照射できない状態になると、その上流下流を含めた製造工程全体が停止してしまい、その影響が大きい。特に本実施形態のように、複数のレーザー照射器を有するレーザー照射装置では、その数だけ、いずれかのレーザー照射器が停止してしまう可能性が大きくなる。
【0018】
そこで、主となるレーザー照射器に対して、バックアップのレーザー照射器を一対一で用意する構成が存在する。これにより、主となるレーザー照射器が故障した場合には、バックアップのレーザー照射器が代わりにレーザー光を照射することができる。しかし、本実施形態のように複数のレーザー照射器を備えたレーザー照射装置では、設備の大型化およびコストアップという問題がある。
【0019】
以下、上記の課題を解決する本実施形態のレーザー照射装置およびレーザー照射装置によるレーザー照射方法について説明する。
【0020】
図２に示すように、補助光源１１は、主光源１３Ａ、１３Ｂとは９０度異なる方向である、図２の右から左方向へレーザー光Ｌ１１を照射する。本実施形態では、補助光源１１は、その設置姿勢が異なる以外は主光源１３Ａ、１３Ｂと同様の構成である。
【0021】
図２では、主光源１３Ｂ、補助光源１１がオン状態で、主光源１３Ａがオフ状態である。そして、経路変更部１２が主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１（図１参照）の経路上に配置され、経路変更部１２が補助光源１１のレーザー光Ｌ１１をレーザー光Ｌ１の照射方向と同一の方向へ反射する。これにより、補助光源１１が主光源１３Ａに代えて照射対象にレーザー光を照射する。この際、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の経路は、主光源１３Ａがレーザー光Ｌ１を照射する際の経路と、経路変更部１２よりも下流側で共通している。
【0022】
図３では、主光源１３Ａ、補助光源１１がオン状態で、主光源１３Ｂがオフ状態である。経路変更部１２が主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２（図１参照）の経路上に配置され、経路変更部１２が補助光源１１のレーザー光Ｌ１１をレーザー光Ｌ２の照射方向と同一の方向へ反射する。これにより、補助光源１１が主光源１３Ｂに代えて照射対象にレーザー光を照射する。この際、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の経路は、主光源１３Ｂがレーザー光Ｌ２を照射する際の経路と、経路変更部１２よりも下流側で共通している。
【0023】
以上のように本実施形態では、経路変更部１２によって補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を反射することで、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１あるいは主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２に代えて、レーザー光Ｌ１１を照射対象へ照射できる。これにより、いずれのレーザー照射器１０Ａ，１０Ｂの主光源１３Ａ，１３Ｂが故障した場合でも、照射対象へのレーザー光の照射を継続できる。また、一つの補助光源１１だけでこのような効果を得ることができる。従って、簡易な構成により、レーザー照射装置１の冗長性を高めるとともに、レーザー照射装置１のコストダウンおよび小型化を実現することができる。
【0024】
本実施形態では一つの経路変更部１２が第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂ間を移動する構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、主光源１３Ａおよび主光源１３Ｂのレーザー光の経路上にそれぞれミラーが配置され、このミラーがそれぞれのレーザー光の経路上から退避可能な構成としてもよい。
【0025】
図４は、第一実施形態のレーザー照射装置が有する制御部を示す機能ブロック図である。
図４に示すように、レーザー照射装置に設けられた制御部５０は、変更制御部５１と、光源制御部５２とを含む。変更制御部５１は、経路変更部１２を移動させることで、補助光源１１のレーザー光の経路を変更する。光源制御部５２は、主光源１３Ａ、１３Ｂ、補助光源１１のオンオフおよびその光量を変更する。
図４に示すように、レーザー照射装置に設けられた制御部５０は、変更制御部５１と、光源制御部５２とを含む。変更制御部５１は、経路変更部１２を移動させることで、補助光源１１のレーザー光の経路を変更する。光源制御部５２は、主光源１３Ａ、１３Ｂ、補助光源１１のオンオフおよびその光量を変更する。
【0026】
次に、レーザー照射装置の変形例について順に説明する。以下の説明では、前述の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0027】
図５に示す実施形態では、レーザー照射装置１が経路変更部１６を有する。経路変更部１６は偏光プリズムである。偏光プリズムは本発明の偏光素子の一例である。偏光素子は特定の偏光方向のレーザー光を反射し、特定の偏光方向のレーザー光を通過（透過）させる。経路変更部１６は、主光源１３Ａ，１３Ｂの位置からのレーザー光Ｌ１、Ｌ２を通過させ、補助光源１１の位置からのレーザー光Ｌを反射する。経路変更部１６は第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂの間で往復移動可能に設けられる。
【0028】
本実施形態においても、補助光源１１が、いずれかの主光源１３Ａ、１３Ｂに代えて、レーザー光を照射対象に照射できる。つまり、図６に示すように、経路変更部１６を主光源１３Ａのレーザー光の経路上に配置することで、補助光源１１が、主光源１３Ａに代えて、照射対象にレーザー光Ｌ１１を照射できる。図６では、主光源１３Ｂ、補助光源１１がオン状態で、主光源１３Ａがオフ状態である。また図７に示すように、経路変更部１６を主光源１３Ｂのレーザー光の経路上に配置することで、補助光源１１が、主光源１３Ｂに代えて、照射対象にレーザー光Ｌ１１を照射できる。図７では、主光源１３Ａ、補助光源１１がオン状態で、主光源１３Ｂがオフ状態である。
【0029】
また本実施形態では、補助光源１１が、いずれかの主光源１３Ａ，１３Ｂに加えて、レーザー光を照射対象に照射できる。例えば図８では、図６に加えて、主光源１３Ａがオン状態であり、主光源１３Ａからもレーザー光Ｌ１が照射される。この場合、レーザー光Ｌ１は、経路変更部１６を通過して照射対象へ照射される。つまり、第１レーザー照射器１０Ａ側では、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１と補助光源１１のレーザー光Ｌ１１が合成されて照射対象へ照射される。また図９では、図７に加えて、主光源１３Ｂがオン状態であり、主光源１３Ｂからもレーザー光Ｌ２が照射される。この場合、レーザー光Ｌ２は、経路変更部１６を通過して照射対象へ照射される。つまり、第２レーザー照射器１０Ｂ側では、主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２と補助光源１１のレーザー光Ｌ１１が合成されて照射対象へ照射される。
【0030】
以上のように、経路変更部１６により、補助光源１１のレーザー光を、いずれかの主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光に代えて、あるいはこれに加えて、照射対象に照射できる。つまり、簡易な構成により、レーザー照射装置１の冗長性を高めることができる。なお、補助光源１１からレーザー光を照射せずに、主光源１３Ａ，１３Ｂのいずれか、あるいは両方のみがレーザー光を照射してもよいことはもちろんである。
【0031】
以上の説明では、主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光と補助光源１１のレーザー光との発振波長を同一にしたが、異ならせてもよい。例えば、主光源１３Ａ，１３ＢをＵＶ、補助光源１１を可視光とすることで、レーザー光を照射する光源が補助光源１１に切り替わったことを視覚的に判断できる。
【0032】
また波長の違いにより、経路変更部による通過と反射を使い分けることもできる。例えば図１０に示すレーザー照射装置１は、主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光と補助光源１１のレーザー光との発振波長が異なる。
【0033】
レーザー照射装置１は経路変更部１７を有する。経路変更部１７は特定の範囲の波長の光を反射し、特定の範囲の波長の光を通過させることができる波長選択反射素子である。この経路変更部１７として、例えばダイクロイックミラーやコールドミラーを採用できる。具体的には図１１に示すように、経路変更部１７は、主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光Ｌ１、Ｌ２の波長域の反射率が低く、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の波長域の反射率が高い。このため、経路変更部１７は、主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光Ｌ１、Ｌ２を通過（透過）させ、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を反射させることができる。なお、ここで言う主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光Ｌ１、Ｌ２を通過（透過）させるとは、レーザー光の全てを通過させる場合に限らず、図１１のようにその反射率が低く、反射する割合よりも通過させる割合が多い場合を含むものである。また図１０に示すように、経路変更部１７は第１レーザー照射器１０Ａおよび第２レーザー照射器１０Ｂの間で往復移動可能に設けられる。
【0034】
経路変更部１７をいずれかの主光源１３Ａ、１３Ｂのレーザー光の経路上に配置することで、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を反射して照射対象へ照射することができる。図１０では、主光源１３Ｂに代えて、補助光源１１が照射対象へレーザー光Ｌ１１を照射する例を示している。また経路変更部１７は、主光源１３Ａ、１３Ｂからのレーザー光を通過させることができる。図１０では、経路変更部１７が主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１を通過する様子を示している。なお図１０では、便宜上、主光源１３Ａ、１３Ｂの経路上の両方に経路変更部１７が配置されているが、実際は、レーザー照射装置１は経路変更部１７を一つのみ有する。経路変更部１７は、左右方向の移動により、主光源１３Ａ、１３Ｂのそれぞれのレーザー光の経路上に配置される。
【0035】
以上により、本実施形態のレーザー照射装置１では、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を、いずれかの主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へ照射することができる。これにより、レーザー照射装置の冗長性を高めることができる。
【0036】
また本発明は、図１０のように補助光源１１が主光源１３Ａ、１３Ｂの両方と波長が異なる場合に限らない。例えば図１２に示すレーザー照射装置１では、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１は、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１とその波長が異なり、主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２とその波長が同じである。
【0037】
主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１の経路上には経路変更部１７が配置される。経路変更部１７は、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１を通過させ、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を反射させる。これにより、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１に代えて、あるいはこれに加えて、照射対象へ照射できる。
【0038】
主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２の経路上には経路変更部１６が配置される。本実施形態の経路変更部１６は偏光プリズム（偏光素子）である。また補助光源１１と経路変更部１６との間には経路変更部１８が設けられる。経路変更部１８は偏光調整素子である。経路変更部１８は、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の偏光を調整する。これにより、レーザー光Ｌ１１を経路変更部１６によって反射させるか、あるいは、通過させるかを変更することができる。これにより、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１に代えて、あるいはこれに加えて、照射対象へ照射できる。このように、主光源１３Ａ，１３Ｂのそれぞれのレーザー光の経路上に経路変更部を配置してもよい。
【0039】
また図１１とは逆に、経路変更部１７が、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を通過させ、主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光Ｌ１，Ｌ２を反射させる構成であってもよい。例えば図１３に示すレーザー照射装置１は、経路変更部１７Ａ～１７Ｃを有する。経路変更部１７Ｂは、図１１と同様に主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１を通過させ、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を反射する。また経路変更部１７Ａ，１７Ｃは、主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光Ｌ１，Ｌ２を反射し、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を通過させる。
【0040】
主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１は、経路変更部１７Ａによって反射され、経路変更部１７Ｂを通過して照射対象へ照射される。主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２は、経路変更部１７Ｂによって反射され、照射対象へ照射される。また補助光源１１のレーザー光Ｌ１１は経路変更部１７Ａを通過して照射対象へ照射される。これにより、補助光源１１が主光源１３Ａに代えて、あるいはこれに加えて、レーザー光Ｌ１１を照射対象へ照射する。また経路変更部１７Ｂをレーザー光Ｌ１１へ移動させる（図１３の右方向へ移動させる）。これにより、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１は、経路変更部１７Ｂ，１２によって反射され、経路変更部１７Ｃを通過する。これにより、補助光源１１が主光源１３Ｂに代えて、あるいはこれに加えて、レーザー光Ｌ１１を照射対象へ照射する。
【0041】
また図１４に示すレーザー照射装置１は経路変更部１７を有する。経路変更部１７は主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光Ｌ１，Ｌ２を反射し、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を通過させる。主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１は、経路変更部１７により反射された後、経路変更部１６Ａを通過して照射対象へ照射される。主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２は、経路変更部１６Ｂを通過して照射対象へ照射される。経路変更部１６Ａ，１６Ｂは偏光プリズム（偏光素子）である。また補助光源１１のレーザー光Ｌ１１は、経路変更部１８によって偏光を調整された後、経路変更部１７および経路変更部１６Ａを通過して照射対象へ照射される。これにより、補助光源１１が主光源１３Ａに代えて、あるいはこれに加えて、レーザー光Ｌ１１を照射対象へ照射する。経路変更部１８は偏光調整素子である。また経路変更部１８をレーザー光Ｌ１１の経路上から退避させた（図１４の左側へ移動させる）場合には、レーザー光Ｌ１１は経路変更部１７を通過した後に経路変更部１６Ａ，１６Ｂによって反射され、照射対象へ照射される。これにより、補助光源１１が主光源１３Ｂに代えて、あるいはこれに加えて、レーザー光Ｌ１１を照射対象へ照射する。
【0042】
以上のように、図１１とは逆に、経路変更部１７が主光源１３Ａ、１３Ｂのレーザー光Ｌ１，Ｌ２を反射し、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を通過させる構成であってもよい。また図１１とは逆に、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の波長が主光源１３Ａ、１３Ｂのレーザー光Ｌ１、Ｌ２の波長よりも大きくてもよい。
【0043】
図１５に示すレーザー照射装置１は経路変更部１９を有する。本実施形態の経路変更部１９はハーフミラーである。ハーフミラーは本発明の光分割素子の一例である。光分割素子は、自身に入射したレーザー光を複数の方向へ分割して進行させる。つまり経路変更部１９は、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の一部を反射し、一部を反射せずに通過させる。また、主光源１３Ａ、１３Ｂのレーザー光Ｌ１、Ｌ２の経路上にそれぞれ経路変更部１６Ａ，１６Ｂが配置される。本実施形態の経路変更部１６Ａ，１６Ｂは、偏光プリズム（偏光素子）である。
【0044】
本実施形態では、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の一部は経路変更部１９に反射され、経路変更部１６Ａに反射された主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１と合成される。そして、これらのレーザー光が照射対象へ照射される。経路変更部１６Ａは経路変更部１９に反射されたレーザー光Ｌ１１を通過させる。また、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の一部は経路変更部１９を通過し、経路変更部１６Ｂに反射される。そして、このレーザー光Ｌ１１の一部は主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２と合成される。経路変更部１６Ｂは主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２を通過させる。
【0045】
また図１６に示すように、補助光源１１からレーザー光を照射せず、それぞれの主光源１３Ａ、１３Ｂのレーザー光Ｌ１，Ｌ２により、それぞれの照射対象へ照射することもできる。また図１７に示すように、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１のみにより、それぞれの照射対象へレーザー光を照射することもできる。以上のように本実施形態でも、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を、いずれかの主光源１３Ａ，１３Ｂのレーザー光に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へ照射することができる。これにより、レーザー照射装置の冗長性を高めることができる。
【0046】
特に本実施形態では、同時に複数の主光源１３Ａ、１３Ｂが故障した場合でも、補助光源１１が、主光源１３Ａ、１３Ｂに代えてレーザー光を照射でき、レーザー照射装置１の冗長性をさらに高めることができる。本実施形態では光分割素子としてハーフミラーを用いたが、反射型の偏光素子であってもよい。この場合、補助光源１１のレーザー光の偏光方向を調整することにより、経路変更部において一部のレーザー光を反射して一部のレーザー光を通過させることができる。
【0047】
また、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１が３つ以上の方向へ分割されて、それぞれ照射対象へ照射される構成であってもよい。例えば図１８に示すレーザー照射装置１は、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の直線進路上に、経路変更部１９Ａ，１９Ｂ，１２Ａが配置される。経路変更部１９Ａ，１９Ｂはハーフミラー（光分割素子）であり、経路変更部１２Ａはミラー（光反射素子）である。
【0048】
本実施形態では、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１は、その一部が経路変更部１９Ａに反射されて経路変更部１９Ｃの側へ照射される。経路変更部１９Ｃはハーフミラー（光分割素子）である。経路変更部１９Ｃに入射したレーザー光は、その一部が経路変更部１９Ｃに反射され、その後、経路変更部１２Ｂ、経路変更部１６Ａにより反射されて主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１に合成される。また経路変更部１９Ｃを通過したレーザー光は、経路変更部１６Ｂにより反射されて主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２に合成される。経路変更部１２Ｂはミラー（光反射素子）である。経路変更部１６Ａ、１６Ｂは偏光プリズム（偏光素子）である。
【0049】
また経路変更部１９Ａを通過したレーザー光の一部は経路変更部１９Ｂにより反射された後、経路変更部１６Ｃに反射されて主光源１３Ｃのレーザー光Ｌ３に合成される。経路変更部１６Ｃは偏光プリズム（偏光素子）である。経路変更部１９Ｂを通過したレーザー光は経路変更部１２Ａ、そして経路変更部１６Ｄに反射され、主光源１３Ｄのレーザー光Ｌ４に合成される。経路変更部１６Ｄは偏光プリズム（偏光素子）である。主光源１３Ａ～１３Ｄのレーザー光Ｌ１～Ｌ４は、経路変更部１６Ａ～１６Ｄを通過する。
【0050】
以上のように本実施形態では、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１を分割して、主光源１３Ａ～１３Ｄのレーザー光にそれぞれ合成する、あるいは主光源１３Ａ～１３Ｄのレーザー光に代えて照射対象へそれぞれ照射できる。なお、補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の光量は、合成あるいは代わりに照射する全ての主光源の光量を加算した光量以上であることが好ましい。複数のレーザー照射器１０Ａ～１０Ｄを時間差で作動させる構成の場合には、それぞれの主光源１３Ａ～１３Ｄごとの経路長の差が、この時間差に相当する長さになるように調整してもよい。
【0051】
また、照射対象へ照射されるレーザー光の情報を取得する取得部を設けることもできる。
【0052】
図１９は、レーザー照射装置において、取得部を含むレーザー光の照射範囲を示す図であり、光走査部１４から集光部１５（図１参照）へ偏光されるレーザー光を照射方向と垂直な平面（図１の上下方向に垂直な平面）で見た図である。
本実施形態では、光走査部１４と集光部１５との間（図１参照）であって、図１９に示すように、レーザー光の偏光範囲Ａ１内で照射対象への描画範囲Ａ２よりも外側に取得部２０が配置される。
本実施形態では、光走査部１４と集光部１５との間（図１参照）であって、図１９に示すように、レーザー光の偏光範囲Ａ１内で照射対象への描画範囲Ａ２よりも外側に取得部２０が配置される。
【0053】
取得部２０として、アレイ型の受光センサーを採用できる。アレイ型の受光センサーは、単一の受光素子がアレイ状に配置されたセンサーを指す。本実施形態の取得部２０は受光の信号出力によってレーザー光の光量の情報を取得できる。この情報を基に、例えば主光源や補助光源の出力を上げたり、主光源に補助光源を合成したりして、照射対象へ照射される光の光量を一定以上に保つことができる。また各受光素子の相互の位置関係の情報を事前に備えておくことにより、図２０に示すように、光走査部の稼働条件により想定される取得部２０の受光タイミングと、実際に取得部２０が受光するタイミングとの時間差を検出できる。この時間差を位置情報に変換することにより、レーザー光の位置ずれを検知できる。
【0054】
また取得部２０として、図２１に示すアレイセンサーを採用できる。これによって、より詳細なセンサー座標と光量分布を取得でき、レーザー光Ｌの照射範囲をより精度良く検知できる。アレイセンサーとしては、ＣＭＯＳやＣＣＤカメラを採用できる。
【0055】
また図２２に示す実施形態では、取得部２０が、反射素子２１と光検知部２２とを含む。光検知部２２は、本実施形態ではカメラである。反射素子２１は、レーザー光Ｌの微小な一部を反射して光検知部２２へ入射させる。光検知部２２は、入射した光を画像として取得することにより、光量やレーザー光の位置などの情報を取得する。光検知部２２はアレイセンサーなどであってもよい。
【0056】
また図２３に示す実施形態では、取得部２０に虹彩絞り２３が含まれる。虹彩絞り２３はその中央にレーザー光Ｌを通過させる孔部を有する。虹彩絞り２３は、自身に照射されたレーザー光Ｌの一部を、照射される位置によって部分的に通過させる部分通過部の一例である。レーザー光位置によってレーザー光を空間的に遮断できる場合、ピンホールを有する部分通過部であってもよい。本実施形態の取得部２０は、虹彩絞り２３を通過した光量を検知する検知部を含む。この検知部により、レーザー光Ｌが虹彩絞り２３を通過できる範囲内にあるかの位置情報と、通過したレーザー光Ｌの光量を取得できる。本実施形態では、検知部にフォトダイオードセンサーなどのより低コストの受光素子を採用できる。
【0057】
また、上記取得部に加えて、レーザー光の進行方向を補正する補正部を備えることもできる。
【0058】
図２４に示すように、本実施形態の補正部２４は平行平板である。補正部２４により補正部２４の前後でレーザー光をシフトさせることができる。補正部２４は、主光源および補助光源から照射されたレーザー光が同軸になる方向へ、いずれかのレーザー光を補正することができ、特に同軸となる様に補正することが好ましい。補正部２４を複数の平板により構成してシフトできる軸方向を増やしてもよいし、補正部２４をガルバノミラーのようなミラー対により構成してもよい。
【0059】
図２５に示すように、主光源からのレーザー光Ｌ１と補助光源からのレーザー光Ｌ２とが接するように調整し、これらのレーザー光の情報を取得する取得部を設けてもよい。これにより、主光源のレーザー光Ｌ１と補助光源のレーザー光Ｌ１１の光線同士の中心位置の距離を、互いの光線半径の和に設定できる。これにより、主光源と補助光源とを切り替えた際の影響を容易に推定でき、光線のずれの誤差を抑制できる。
【0060】
また図２６に示すように、一方のレーザー光内に他方のレーザー光が収まるように両者のレーザー光の照射範囲を設定してもよい。図２６では、補助光源のレーザー光Ｌ１１が主光源のレーザー光Ｌ１内に収まっている。これにより、主光源と補助光源の両方からレーザー光を照射して合成した際に、レーザー光Ｌ１内におけるエネルギー量を容易に把握できる。ただし、補助光源のレーザー光Ｌ１１内に主光源のレーザー光Ｌ１が収まっていてもよい。
【0061】
次に、上記取得部および補正部を有するレーザー照射装置の制御部について、図２７を用いて説明する。ただし、取得部のみを有するレーザー照射装置であってもよい。
図２７に示すように、制御部５０は、光源制御部５２と補正制御部５３とを含む。光源制御部５２は、取得部２０によって取得した光量が基準値に達していない場合、つまり光量が不足する場合には、各主光源の出力を上げたり、主光源に補助光源を合成したりする。補正制御部５３は、取得部２０の取得したレーザー光の位置情報に基づいて、補正部２４によりレーザー光の照射位置を補正する。
図２７に示すように、制御部５０は、光源制御部５２と補正制御部５３とを含む。光源制御部５２は、取得部２０によって取得した光量が基準値に達していない場合、つまり光量が不足する場合には、各主光源の出力を上げたり、主光源に補助光源を合成したりする。補正制御部５３は、取得部２０の取得したレーザー光の位置情報に基づいて、補正部２４によりレーザー光の照射位置を補正する。
【0062】
図２８の実施形態では、移動可能な経路変更部１２により、補助光源１１が、複数の主光源１３Ａ～１３Ｄのいずれかの代わりにレーザー光を照射対象に照射できる。このように、補助光源が代替する（あるいは加算する）主光源が多いと、代替する主光源によって補助光源１１のレーザー光Ｌ１１の経路長の差が大きくなってしまう。そこで、図２９に示すように、レーザー照射装置の制御部５０が有する光源制御部５２に遅延生成部５４を設ける。遅延生成部５４は、主光源１３Ａ～１３Ｄあるいは補助光源１１がレーザー光を照射するタイミングを遅延させることで、レーザー光を照射するタイミングを合わせることができる。
【0063】
また主光源のレーザー光の経路と補助光源のレーザー光の経路との少なくともいずれか一方の経路長を経路変更部により調整することで、両者の照射対象へ照射されるタイミングのずれを軽減することもできる。例えば図３０に示す実施形態では、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１は、経路変更部１２Ａ，１２Ｂにより反射され、その進路が変更されることで、直進時よりも経路が長くなっている。経路変更部１２Ａ，１２Ｂはミラー（光反射素子）である。また主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２は、経路変更部１２Ｅ、経路変更部１６Ｃにより反射され、その経路が長くなっている。経路変更部１２Ｅはミラー（光反射素子）である。経路変更部１６Ｃは偏光プリズム（偏光素子）である。
【0064】
補助光源１１からのレーザー光Ｌ１１は、経路変更部１８により、主光源１３Ａ、１３Ｂのいずれのレーザー光に代えて、あるいは加えて照射対象へ照射されるかが変更される。経路変更部１８は偏光調整素子である。経路変更部１８により、レーザー光が、その下流側の経路変更部１６Ｂによって反射されるか通過するかを変更する。経路変更部１６Ｂは偏光プリズム（偏光素子）である。経路変更部１６Ｂを通過したレーザー光は、経路変更部１２Ｃ、経路変更部１６Ａに反射されて、主光源１３Ａのレーザー光に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へ照射される。また経路変更部１６Ｂに反射されたレーザー光は、経路変更部１２Ｄに反射され、経路変更部１６Ｃを通過して、主光源１３Ｂのレーザー光に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へ照射される。経路変更部１２Ｃ，１２Ｄはミラー（光反射素子）である。
【0065】
図３０の実施形態では、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１の照射対象へ照射される経路と補助光源１１のレーザー光Ｌ１１が経路変更部１６Ｂ、経路変更部１２Ｃ、経路変更部１６Ａを経て照射対象へ照射される経路との長さが略同じに設けられる。また、主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ２の照射対象へ照射される経路と補助光源１１のレーザー光Ｌ１１が、経路変更部１６Ｂ、経路変更部１２Ｄ、経路変更部１６Ｃを経て照射対象へ照射される経路との長さが略同じに設けられる。
【0066】
ここで、光速をＣ〔ｍｍ／ｓｅｃ〕、主光源から照射対象までの経路長と補助光源から照射対象までの経路長との差の絶対値をＬ〔ｍｍ〕とすると、図３１に示すように、主光源のレーザー光と補助光源のレーザー光の照射タイミングはＬ／Ｃ〔ｓｅｃ〕だけずれる。そして、図３２（ａ）では、主光源からのパルスＤ１に対する補助光源からのパルスＤ１１のずれＨが、主光源のパルス周期Ｔに相当する距離ＨＴの半分以上の場合が示される。この場合、図３２（ｂ）に示す二値化パターンでは、上段の主光源のパルスＤ１と下段の補助光源のパルスＤ１１とのタイミングがずれてしまう。一方、図３３（ａ）では、主光源からのパルスＤ１に対する補助光源からのパルスＤ１１のずれＨが、ＨＴの半分未満の場合が示される。この場合、図３３（ｂ）に示す二値化パターンでは、パルスＤ１とパルスＤ１１との間に位置ずれによるパターンのずれがなく、パルスＤ１とパルスＤ１１とのタイミングのずれにより、パルスＤ１１が主光源の次のパルスＤ２と混合されないようにすることができる。これにより、両者の照射タイミングのずれを許容範囲に収めることができる。つまり、下記式（１）を満たす場合、主光源と補助光源によるレーザー光の照射タイミングのずれを許容範囲に収めることができる。
Ｌ＜Ｃ×Ｔ／２・・・（１）
Ｌ＜Ｃ×Ｔ／２・・・（１）
【0067】
図３４に示す実施形態では、主光源１３Ａ，１３Ｂ、そして補助光源１１に、それぞれ、光源取得部２５Ａ～２５Ｃが設けられる。前述の取得部は、反射や通過などをした後のレーザー光の光量や位置情報を取得する。これに対して、光源取得部２５Ａ～２５Ｃは、経路変更部および光走査部１４よりもレーザー光の経路の上流側に設けられ、主光源１３Ａ，１３Ｂ、あるいは補助光源１１が出力する光の強さの情報を取得する。
【0068】
図３５は光源取得部が取得した光量の推移を示す図で、横軸に日、縦軸に光源の出力〔％〕を示している。出力は一日目を１００％とした値である。
図３５に示すように、光源取得部により光源の出力の情報を取得することで、光源の出力が時間の経過とともに低下していることがわかる。このように、光源の出力の経時劣化を、システム影響を排して高精度に把握できる。これにより、光源の交換のタイミングや出力増あるいは補助光源を主光源に合成するタイミングをより高精度に決定できる。
図３５に示すように、光源取得部により光源の出力の情報を取得することで、光源の出力が時間の経過とともに低下していることがわかる。このように、光源の出力の経時劣化を、システム影響を排して高精度に把握できる。これにより、光源の交換のタイミングや出力増あるいは補助光源を主光源に合成するタイミングをより高精度に決定できる。
【0069】
次に、経路変更部による経路変更の有無の切り替え方法について、順に説明する。
【0070】
まず、図１の実施形態のように、経路変更部１２を移動させることにより、経路変更部１２をレーザー光の経路上あるいは経路外に配置し、レーザー光の反射あるいは通過を切り替えてもよい。
【0071】
また図３６（ａ）→（ｂ）に示すように、起立した姿勢から倒れた姿勢へ切り替えることで、レーザー光Ｌの反射と通過とを切り替えることができる。
【0072】
図３７（ａ）は、経路変更部１８によりレーザー光Ｌを変更させ、経路変更部１６により反射する構成である。経路変更部１８は偏光調整素子であり、経路変更部１６は偏光プリズム（偏光素子）である。この構成において、図３７（ｂ）のように経路変更部１８をレーザー光Ｌの経路上から退避させることで、レーザー光Ｌが経路変更部１６に反射されず通過する。
【0073】
【0074】
また図３８のように経路変更部１８の回転によりレーザー光の反射と通過とを切り替えることにより、補助光源が代替する、あるいは合成する主光源を選択できるようにしてもよい。例えば図３９に示す実施形態では、経路変更部１８の回転により、レーザー光Ｌ１１の経路変更部１６Ａの反射と通過とを切り替えることができる。経路変更部１６Ａに反射されたレーザー光Ｌ１１は、主光源１３Ａのレーザー光Ｌ１に代えて、あるいはこれに加えて、照射対象へ照射される。また経路変更部１６Ａを通過したレーザー光Ｌ１１は、主光源１３Ｂのレーザー光Ｌ１に代えて、あるいはこれに加えて、照射対象へ照射される。
【0075】
図４０は光源の経時劣化を示す図で、横軸が光源の稼働時間、縦軸が所定の光量を出力するのに必要な電流値である。
図４０に示すように、光源は、一定以上の稼働時間を超えてから徐々に劣化し始めて必要な電流値が上昇していく。
図４０に示すように、光源は、一定以上の稼働時間を超えてから徐々に劣化し始めて必要な電流値が上昇していく。
【0076】
図４１に示す実施形態では、光源制御部５２が記憶部５５を有する。光源制御部５２は、記憶部５５に記憶された順序で、主光源あるいは補助光源が分担してレーザー光を照射する。これにより、それぞれの光源が劣化するまでの時間を長くすることができる。
【0077】
図４２は、単一の光源を発光させた場合（点線）と分散して発光させた場合（実線）の累計発光時間の変化を示す図である。横軸に時間、縦軸に累計の発光時間を示している。
図４２に示すように、発光させる光源を分散させた方が傾きは緩やかになり、光源が劣化するまでの時間が長くなる。図４２の場合の各光源による照射光量の分担割合の例を表１に示す。
図４２に示すように、発光させる光源を分散させた方が傾きは緩やかになり、光源が劣化するまでの時間が長くなる。図４２の場合の各光源による照射光量の分担割合の例を表１に示す。
【表1】
【0078】
また図４３に示すように、光源制御部５２に乱数発生部５６を設けてもよい。乱数発生部５６の発生させた乱数により、光源制御部５２は、無作為に各主光源あるいは補助光源を発光させる。これにより、発光する光源を分散させることができる。
【0079】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【0080】
以上の説明では、補助光源が全ての主光源のいずれかに代えて、あるいは加えて、照射対象へレーザー光を照射する場合を示したが、レーザー照射装置が供える一部の主光源のうちの任意の主光源に代えて、あるいは加えて、照射対象へレーザー光を照射する構成であってもよい。
【0081】
本発明の態様は、例えば以下の通りである。
＜１＞
主光源を有する複数のレーザー照射器と、
補助光源と、
前記補助光源のレーザー光の経路を変更する経路変更部と、を備えたレーザー照射装置であって、
前記補助光源は、前記経路変更部によりレーザー光の経路を変更されることにより、任意の前記主光源に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射することを特徴とするレーザー照射装置である。
＜２＞
前記補助光源から前記照射対象へ照射されるレーザー光の経路は、前記補助光源が代替する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路、あるいは、前記補助光源が追加でレーザー光を照射する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路と、経路の一部が共通する＜１＞記載のレーザー照射装置である。
＜３＞
前記主光源の光量が不足する場合に、前記主光源に加えて、前記補助光源が前記照射対象へレーザー光を照射する＜１＞または＜２＞記載のレーザー照射装置である。
＜４＞
前記主光源あるいは前記補助光源が照射したレーザー光を走査する光走査部を有し、
前記光走査部よりもレーザー光の照射方向の下流側に、前記主光源あるいは前記補助光源のレーザー光の光量あるいは位置の少なくともいずれかの情報を取得する取得部を有する＜１＞から＜３＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜５＞
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記主光源あるいは前記補助光源が照射するレーザー光の進行方向を補正する補正部を有する＜４＞記載のレーザー照射装置である。
＜６＞
前記補正部は、前記補助光源の照射するレーザー光と前記主光源の照射するレーザー光とが同軸になる方向へ前記補助光源あるいは前記主光源から照射されたレーザー光を補正する＜５＞記載のレーザー照射装置である。
＜７＞
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記主光源あるいは前記補助光源の少なくとも何れかが照射するレーザー光の光量を調整する＜４＞から＜６＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜８＞
前記取得部はアレイセンサーを含む＜４＞から＜７＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜９＞
前記取得部は、自身に照射される位置によってレーザー光を部分的に通過させる部分通過部を含む＜４＞から＜７＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１０＞
前記主光源あるいは前記補助光源が照射したレーザー光を走査する光走査部と、
前記主光源あるいは前記補助光源の照射するレーザー光の光量の情報を取得する光源取得部とを有し、
前記光源取得部が、取得するレーザー光の経路の前記光走査部よりも上流側に設けられる＜１＞から＜９＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１１＞
前記経路変更部は、前記補助光源から照射されるレーザー光を異なる複数の方向へ分割する光分割素子を含む＜１＞から＜１０＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１２＞
前記経路変更部が移動可能に設けられる＜１＞から＜１０＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１３＞
前記経路変更部は、レーザー光を反射する光反射素子を含む＜１２＞記載のレーザー照射装置である。
＜１４＞
前記経路変更部は偏光素子を含む＜１＞から＜１０＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１５＞
前記主光源と前記補助光源の照射するレーザー光の波長が異なる＜１＞から＜１０＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１６＞
前記経路変更部は、各主光源および前記補助光源の少なくともいずれかの波長域のレーザー光を反射し、少なくともいずれかの波長域のレーザー光を通過させる＜１５＞記載のレーザー照射装置である。
＜１７＞
前記主光源および前記補助光源が同じ照射対象へレーザー光を照射し、
当該主光源あるいは前記補助光源がレーザー光を照射するタイミングに遅延を発生させることで、両者のレーザー光が前記照射対象へ照射されるタイミングのずれを補正する＜１＞から＜１６＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１８＞
前記主光源から特定の照射対象へレーザー光を照射するまでの経路長と前記補助光源から当該照射対象へレーザー光を照射するまでの経路長との差の絶対値をＬとし、当該主光源のパルス周期をＴ、光速をＣとすると、下記式（１）を満たす＜１＞から＜１７＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
Ｌ＜Ｃ×Ｔ／２・・・（１）
＜１９＞
前記照射対象に対して前記主光源あるいは前記補助光源がレーザー光を分担して照射し、
前記主光源あるいは前記補助光源による分担の割合が順番に切り替えられる＜１＞から＜１８＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜２０＞
乱数発生部を有し、
前記乱数発生部により、前記主光源あるいは前記補助光源による分担の割合が決められる＜１９＞記載のレーザー照射装置である。
＜２１＞
補助光源から照射されたレーザー光が、経路変更部によりその経路を変更されることにより、任意の主光源に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射するレーザー照射方法である。
＜２２＞
前記補助光源から前記照射対象へ照射されるレーザー光の経路は、前記補助光源が代替する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路、あるいは、前記補助光源が追加でレーザー光を照射する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路と、経路の一部が共通する＜２１＞記載のレーザー照射方法である。
＜１＞
主光源を有する複数のレーザー照射器と、
補助光源と、
前記補助光源のレーザー光の経路を変更する経路変更部と、を備えたレーザー照射装置であって、
前記補助光源は、前記経路変更部によりレーザー光の経路を変更されることにより、任意の前記主光源に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射することを特徴とするレーザー照射装置である。
＜２＞
前記補助光源から前記照射対象へ照射されるレーザー光の経路は、前記補助光源が代替する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路、あるいは、前記補助光源が追加でレーザー光を照射する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路と、経路の一部が共通する＜１＞記載のレーザー照射装置である。
＜３＞
前記主光源の光量が不足する場合に、前記主光源に加えて、前記補助光源が前記照射対象へレーザー光を照射する＜１＞または＜２＞記載のレーザー照射装置である。
＜４＞
前記主光源あるいは前記補助光源が照射したレーザー光を走査する光走査部を有し、
前記光走査部よりもレーザー光の照射方向の下流側に、前記主光源あるいは前記補助光源のレーザー光の光量あるいは位置の少なくともいずれかの情報を取得する取得部を有する＜１＞から＜３＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜５＞
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記主光源あるいは前記補助光源が照射するレーザー光の進行方向を補正する補正部を有する＜４＞記載のレーザー照射装置である。
＜６＞
前記補正部は、前記補助光源の照射するレーザー光と前記主光源の照射するレーザー光とが同軸になる方向へ前記補助光源あるいは前記主光源から照射されたレーザー光を補正する＜５＞記載のレーザー照射装置である。
＜７＞
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記主光源あるいは前記補助光源の少なくとも何れかが照射するレーザー光の光量を調整する＜４＞から＜６＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜８＞
前記取得部はアレイセンサーを含む＜４＞から＜７＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜９＞
前記取得部は、自身に照射される位置によってレーザー光を部分的に通過させる部分通過部を含む＜４＞から＜７＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１０＞
前記主光源あるいは前記補助光源が照射したレーザー光を走査する光走査部と、
前記主光源あるいは前記補助光源の照射するレーザー光の光量の情報を取得する光源取得部とを有し、
前記光源取得部が、取得するレーザー光の経路の前記光走査部よりも上流側に設けられる＜１＞から＜９＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１１＞
前記経路変更部は、前記補助光源から照射されるレーザー光を異なる複数の方向へ分割する光分割素子を含む＜１＞から＜１０＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１２＞
前記経路変更部が移動可能に設けられる＜１＞から＜１０＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１３＞
前記経路変更部は、レーザー光を反射する光反射素子を含む＜１２＞記載のレーザー照射装置である。
＜１４＞
前記経路変更部は偏光素子を含む＜１＞から＜１０＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１５＞
前記主光源と前記補助光源の照射するレーザー光の波長が異なる＜１＞から＜１０＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１６＞
前記経路変更部は、各主光源および前記補助光源の少なくともいずれかの波長域のレーザー光を反射し、少なくともいずれかの波長域のレーザー光を通過させる＜１５＞記載のレーザー照射装置である。
＜１７＞
前記主光源および前記補助光源が同じ照射対象へレーザー光を照射し、
当該主光源あるいは前記補助光源がレーザー光を照射するタイミングに遅延を発生させることで、両者のレーザー光が前記照射対象へ照射されるタイミングのずれを補正する＜１＞から＜１６＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜１８＞
前記主光源から特定の照射対象へレーザー光を照射するまでの経路長と前記補助光源から当該照射対象へレーザー光を照射するまでの経路長との差の絶対値をＬとし、当該主光源のパルス周期をＴ、光速をＣとすると、下記式（１）を満たす＜１＞から＜１７＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
Ｌ＜Ｃ×Ｔ／２・・・（１）
＜１９＞
前記照射対象に対して前記主光源あるいは前記補助光源がレーザー光を分担して照射し、
前記主光源あるいは前記補助光源による分担の割合が順番に切り替えられる＜１＞から＜１８＞いずれか記載のレーザー照射装置である。
＜２０＞
乱数発生部を有し、
前記乱数発生部により、前記主光源あるいは前記補助光源による分担の割合が決められる＜１９＞記載のレーザー照射装置である。
＜２１＞
補助光源から照射されたレーザー光が、経路変更部によりその経路を変更されることにより、任意の主光源に代えて、あるいは、これに加えて、照射対象へレーザー光を照射するレーザー照射方法である。
＜２２＞
前記補助光源から前記照射対象へ照射されるレーザー光の経路は、前記補助光源が代替する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路、あるいは、前記補助光源が追加でレーザー光を照射する主光源の前記照射対象へ照射するレーザー光の経路と、経路の一部が共通する＜２１＞記載のレーザー照射方法である。
【符号の説明】
【0082】
１ レーザー照射装置
１０Ａ，１０Ｂ レーザー照射器
１１ 補助光源
１２ 経路変更部
１３Ａ、１３Ｂ 主光源
１４ 光走査部
２０ 取得部
２３ 虹彩絞り（部分通過部）
２４ 補正部
２５Ａ～２５Ｃ 光源取得部
５０ 制御部
５１ 変更制御部
５２ 光源制御部
５６ 乱数発生部
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１ レーザー光
Ｗ１，Ｗ２ 照射対象
１０Ａ，１０Ｂ レーザー照射器
１１ 補助光源
１２ 経路変更部
１３Ａ、１３Ｂ 主光源
１４ 光走査部
２０ 取得部
２３ 虹彩絞り（部分通過部）
２４ 補正部
２５Ａ～２５Ｃ 光源取得部
５０ 制御部
５１ 変更制御部
５２ 光源制御部
５６ 乱数発生部
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１ レーザー光
Ｗ１，Ｗ２ 照射対象
【先行技術文献】
【特許文献】
【0083】
【特許文献1】特開２０２２－８６３３８号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】