(57)【要約】      （修正有）【課題】光源ユニット内のレーザ素子の偏光方向のばらつきによらず、所望の減光比に対応した光量を出力することが可能な光出力装置を提供する。【解決手段】光出力装置１０では、レーザ素子１１を有する光源から一定の偏光方向のレーザ光Ｌ１が出射される。第１の偏光手段は、レーザ素子１１から出射したレーザ光Ｌ１と略一致する偏光方向の光を透過する。レーザ素子１１は、第１の偏光手段１２を透過した光の光量が所定量となるように、入力電力が制御される。また、第１の偏光手段１２を透過した光は、第２の偏光手段１４に入射する。第２の偏光手段１４は、所望の減光量に応じて回転され、回転角度に応じた光量を出力する。これにより、レーザ素子から出力されるレーザ光の偏光方向にばらつきがあっても所望の光量のレーザ光が出射される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ素子を光源とし、出力する光量を調整可能な光出力装置であって、
前記レーザ素子が発する光の偏光方向と略一致する偏光方向を有し、当該光を透過する第１の偏光手段と、
前記第１の偏光手段を透過した光の光量が所定量となるように、前記レーザ素子への入力電力を制御する電力制御手段と、
回転可能に構成され、前記第１の偏光手段を透過した光が入射する第２の偏光手段と、
所望の減光量に応じて前記第２の偏光手段の回転を制御する回転制御手段と、
を備えることを特徴とする光出力装置。
【請求項２】
前記光源は、偏光方向が略一致し、それぞれ色の異なる光を発する複数のレーザ素子を備え、
前記電力制御手段は、前記第１の偏光手段を透過した各色の光の光量が、各色ごとの所定量となるように、各色のレーザ素子への入力電力を制御することを特徴とする請求項１に記載の光出力装置。
【請求項３】
前記第１の偏光手段と同じ偏光方向を有する第３の偏光手段を備え、
前記第３の偏光手段は、前記第２の偏光手段を透過した光が入射するように設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光出力装置。
【請求項４】
前記レーザ素子は半導体レーザ素子であり、
前記電力制御手段は、前記半導体レーザ素子のキンク領域を超える電力を前記半導体レーザ素子に入力させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光出力装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光出力装置から出射した光を用いて画像を投影する投影装置であって、
画像の明るさを通常時の１００分の１以下に調整するための操作を受け付ける操作手段を備えることを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ素子を用いた光出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、レーザ素子（半導体レーザ）を用いた表示装置では、表示すべき画像の輝度などに応じて、レーザ素子から出射させる光量を変化させている。この場合、レーザ素子の駆動電流などを制御することで、レーザ素子の光量を変化させている。ところで、表示装置によっては、レーザ素子の光量を大きく低減させるような使われ方がなされる場合がある。例えば、照度が大きく変化するような環境の中で使用される表示装置（１つの例では車載用ヘッドアップディスプレイ）では、ユーザの視認性確保の観点から、夜間の使用時には、昼間の使用時よりも画像の輝度を大きく低下させるべく、かなり低い光量にレーザ素子が設定される傾向にある。そのような低い光量を実現するためにレーザ素子の駆動電流などを低くすると、レーザ素子の出力が不安定になるようなキンク（駆動電流と光出力との関係が非線形になるような現象）が発生する場合がある。キンクが発生すると、低輝度階調の制御が困難となり、フリッカーやカラーバランスの悪化などが生じる可能性がある。
【０００３】
このようなキンクは、駆動電流などを制御する手法とは別の手法にて画像の輝度を変化させることができれば抑制可能であると考えられる。例えば、特許文献１には、レーザ光の偏光特性を利用し、回転偏光板機構により偏光板の角位置を変えることで光ビームの光量を調節する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６７０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、半導体レーザ素子が発するレーザ光の偏光方向と、偏光板の偏光方向のずれにより、偏光板を透過して出力されるレーザ光の光量がばらついてしまうことがあった。偏光方向のずれの要因としては、半導体レーザ素子の偏光方向の初期公差、光源ユニットの組み立て時のばらつきなどの要因が考えられる。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光源ユニット内のレーザ素子の偏光方向のばらつきによらず、所望の減光比に対応した光量を出力することが可能な光出力装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項に記載の発明は、レーザ素子を光源とし、出力する光量を調整可能な光出力装置であって、前記レーザ素子が発する光の偏光方向と略一致する偏光方向を有し、当該光を透過する第１の偏光手段と、前記第１の偏光手段を透過した光の光量が所定量となるように、前記レーザ素子への入力電力を制御する電力制御手段と、回転可能に構成され、前記第１の偏光手段を透過した光が入射する第２の偏光手段と、所望の減光量に応じて前記第２の偏光手段の回転を制御する回転制御手段と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施例に係る光源ユニットの概略構成を示す。
【図２】図１に示す光源ユニットの各部におけるレーザ光の偏光方向、及び、偏光素子の回転角度と減光比との関係を示す。
【図３】複数色のレーザ素子を有する光源ユニットの例、及び、偏光素子の回転角度と減光比との関係を示す。
【図４】第２実施例に係る光源ユニットの概略構成を示す。
【図５】図４に示す光源ユニットの各部におけるレーザ光の偏光方向を示す。
【図６】第３実施例に係る光源ユニットの構成を示す。
【図７】図６に示す光源ユニットの各部におけるレーザ光の偏光方向を示す。
【図８】第３実施例による偏光素子が無い場合とある場合における、偏光素子の回転角度と減光比との関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の好適な実施形態では、レーザ素子を光源とし、出力する光量を調整可能な光出力装置は、前記レーザ素子が発する光の偏光方向と略一致する偏光方向を有し、当該光を透過する第１の偏光手段と、前記第１の偏光手段を透過した光の光量が所定量となるように、前記レーザ素子への入力電力を制御する電力制御手段と、回転可能に構成され、前記第１の偏光手段を透過した光が入射する第２の偏光手段と、所望の減光量に応じて前記第２の偏光手段の回転を制御する回転制御手段と、を備える。
【００１０】
上記の光出力装置では、レーザ素子を有する光源から一定の偏光方向のレーザ光が出射される。第１の偏光手段は、レーザ素子から出射したレーザ光と略一致する偏光方向の光を透過する。レーザ素子は、第１の偏光手段を透過した光の光量が所定量となるように、入力電力が制御される。また、第１の偏光手段を透過した光は、第２の偏光手段に入射する。第２の偏光手段は、所望の減光量に応じて回転され、回転角度に応じた光量を出力する。これにより、所望の光量のレーザ光が出射される。また、レーザ素子から出力されるレーザ光は、偏光方向に多少のばらつきがあるが、第１の偏光手段により、第２の偏光手段に入射するレーザ光の偏光方向が一致させられるので、光出力装置は所望の光量を安定的に出力することが可能となる。
【００１１】
上記の光出力装置の一態様では、前記光源は、偏光方向が略一致し、それぞれ色の異なる光を発する複数のレーザ素子を備え、前記電力制御手段は、前記第１の偏光手段を透過した各色の光の光量が、各色ごとの所定量となるように、各色のレーザ素子への入力電力を制御する。この態様では、光源から出力される複数色のレーザ光の偏光方向が第１の偏光手段により揃えられ、各色ごとの出力光量が各色ごとの所定量となるように各色のレーザ素子への入力電力が制御される。
【００１２】
上記の光出力装置の他の一態様は、前記第１の偏光手段と同じ偏光方向を有する第３の偏光手段を備え、前記第３の偏光手段は、前記第２の偏光手段を透過した光が入射するように設置されている。この態様では、第２の偏光手段と第３の偏光手段によりレーザ光が減衰されて出力されるため、第２の偏光手段の回転角度の変化に対する減光比の変化を緩やかにすることができ、きめ細かな減光比の制御が可能となる。
【００１３】
好適には、前記レーザ素子は半導体レーザ素子であり、前記電力制御手段は、前記半導体レーザ素子のキンク領域を超える電力を前記半導体レーザ素子に入力させる。これにより、レーザ素子から安定した出力を得ることができる。
【００１４】
本発明の他の好適な実施形態は、上記の光出力装置から出射した光を用いて画像を投影する投影装置であって、画像の明るさを通常時の１００分の１以下に調整するための操作を受け付ける操作手段を備える。この投影装置では、操作手段に対するユーザの操作により、光出力装置から出力される光量を制御することができ、画像の明るさを通常時の１００分の１以下に低下させることができる。
【実施例】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【００１６】
［第１実施例］
図１は、本発明の光出力装置の第１実施例に係る光源ユニットの概略構成を示す。図示のように、光源ユニット１０は、レーザ素子１１と、偏光素子１２と、ハーフミラー１３と、偏光素子１４と、受光素子１５と、制御部１６と、駆動部１７と、操作部１８とを備える。
【００１７】
レーザ素子１１は例えば半導体レーザ素子であり、所定の方向に偏光されたレーザ光Ｌ１を出射する。レーザ素子１１から出射されたレーザ光Ｌ１は偏光素子１２に入射する。図２（ａ）は、レーザ素子１１から出射されるレーザ光Ｌ１の偏光方向を示す。なお、図２（ａ）はレーザ素子１１を出力側から見た様子を模式的に示す。レーザ素子１１から出射されるレーザ光Ｌ１は、基本的に所定方向に偏光されている。図２（ａ）の例では、レーザ光Ｌ１は、図中の矢印の方向に偏光されている。但し、レーザ素子１１の初期公差や光源ユニット１０の組み立て時のばらつきなどに起因して、レーザ素子１１から出射されるレーザ光Ｌ１の偏光方向は図２（ａ）中の破線矢印で示すように多少のばらつきを有する。
【００１８】
偏光素子１２は、例えば偏光板、偏光ビームスプリッタなどであり、その偏光方向が、レーザ素子１１から出射されるレーザ光Ｌ１の偏光方向と概ね一致するように固定配置されている。よって、偏光素子１２は、レーザ素子１１から出射されるレーザ光Ｌ１のうち、偏光方向が一致するレーザ光Ｌ２を透過する。図２（ｂ）は、偏光素子１２の偏光方向と、偏光素子１２から出射するレーザ光Ｌ２の偏光方向とを示す。なお、図２（ｂ）は偏光素子１２を出力側から見た様子を模式的に示す。矢印Ｐは偏光素子１２の偏光方向を示す。偏光素子１２の偏光方向はレーザ素子１１と同一方向であり、偏光素子１２からは偏光素子１２の偏光方向と一致する偏光方向のレーザ光Ｌ２が出射する。
【００１９】
ハーフミラー１３は、偏光素子１２から出射したレーザ光Ｌ２の一部を受光素子１５に向けて反射するとともに、その大部分を透過する。ハーフミラー１３を透過したレーザ光Ｌ２は、偏光素子１４へ入射する。
【００２０】
偏光素子１４は、入射光のうち一定の偏光方向を有する光を透過する性質を有する。偏光素子１４は、駆動部１７により、レーザ素子１１から出射するレーザ光Ｌ１の光軸を中心として回転可能に設置されている。図２（ｃ）は、偏光素子１４の偏光方向と、偏光素子１４から出射するレーザ光Ｌ３の偏光方向とを示す。なお、図２（ｃ）は偏光素子１４を出力側から見た様子を模式的に示す。矢印Ｐは偏光素子１４の偏光方向を示す。
【００２１】
受光素子１５は、ハーフミラー１３により反射された一部のレーザ光Ｌ２を受光し、その光量に応じた信号を制御部１６へ出力する。駆動部１７は、アクチュエータなどの駆動機構を備え、制御部１６からの制御信号に応じて、偏光素子１４を回転させる。
【００２２】
操作部１８は、光源ユニット１０から出射されるレーザ光Ｌ３の光量を指定するためにユーザにより操作され、例えば調整つまみ、リモコンなどとすることができる。操作部１８は、ユーザにより入力された操作量に対応する信号を制御部１６へ送る。
【００２３】
制御部１６は、受光素子１５から出力された信号に基づいて、受光素子１５における光量が所定量となるように、レーザ素子１１に入力される電流値を調整する。なお、半導体レーザでは、レーザ素子の駆動電流を小さくすると、レーザ素子の出力が不安定になるキンク（駆動電流と光出力との関係が非線形になる現象）が発生するので、制御部１６は、レーザ素子１１にキンクが発生する領域（「キンク領域」と呼ぶ。）を超える入力電流（電力）をレーザ素子１１に与える。即ち、受光素子１５における光量が所定量になるように制御部１６がレーザ素子１１に与える入力電流値（電力値）は、キンク領域を超えるレベルとなっている。
【００２４】
また、制御部１６は、上記のように受光素子１５における光量が所定量となるように制御した上で、光源ユニット１０から出射されるレーザ光Ｌ３が、操作部１８に入力されたユーザの操作量に対応する出力光量となるように駆動部１７を制御する。具体的には、制御部１６は、レーザ素子１１から出力されるレーザ光Ｌ１の光量と、操作部１８に入力されたユーザの操作量に対応する出力光量とに基づいて、偏光素子１４による減光比（光量減衰比）を算出する。そして、制御部１６は、駆動部１７を制御して、その減光比に応じた角度だけ偏光素子１４を回転させる。
【００２５】
図２（ｄ）は、偏光素子１４の回転角度と、減光比との関係を示すグラフの一例である。横軸に示す偏光素子１４の回転角度は、偏光素子１４の偏光方向が偏光素子１２の偏光方向と一致する状態を回転角度０度とし、偏光素子１４の偏光方向が偏光素子１２の偏光方向と垂直な状態を回転角度９０度とする。また、縦軸に示す減光比は、前述のように、制御部１６により、受光素子１５における光量が所定量となるようにレーザ素子１１から出射するレーザ光Ｌ１の光量が制御されている状態において
減光比（光量減衰比）＝（レーザ光Ｌ３の光量）：（レーザ光Ｌ２の光量）
として与えられる。例えば、図２（ｄ）の例では、偏光素子１４の回転角度を７０度にするとレーザ光Ｌ３の光量はレーザ光Ｌ２の光量の約１／８．５となり、偏光素子１４の回転角度を８０度にするとレーザ光Ｌ３の光量はレーザ光Ｌ２の約１／３３．２となる。
【００２６】
実際には、所望の減光比は、ユーザによる操作部１８の操作量に応じて設定される。例えば、ユーザの操作量に基づいて、減光比を１／１００とする場合、図２（ｄ）の特性に従って、制御部１６は駆動部１７を制御して偏光素子１４の回転角度を７２度に設定する。このようにして、光源ユニット１０は、予め決められた所望の減光比で減衰したレーザ光Ｌ３を出射する。
【００２７】
上記の第１実施例では、レーザ素子１１の後段に、レーザ素子１１から出射するレーザ光Ｌ１の偏光方向と略一致する偏光方向を有する偏光素子１２を設けている。レーザ素子１１は一定の偏光方向を有するレーザ光Ｌ１を出射するように構成されているが、実際にはレーザ素子の偏光方向の公差、レーザ素子の光源ユニットに対する取り付け誤差などに起因して、レーザ素子１１から出射するレーザ光Ｌ１の偏光方向は多少のばらつきを有する。よって、仮に偏光素子１２が無い場合、レーザ光Ｌ１の偏光方向のばらつきによって、偏光素子１４から出射されるレーザ光の光量にばらつきが生じてしまい、光源ユニット１０から一定の光量のレーザ光を安定的に出力することが難しくなってしまう。
【００２８】
これに対して、第１実施例では、レーザ素子１１のすぐ後段に偏光素子１２を設けたことにより、偏光素子１２から出射されるレーザ光Ｌ２は偏光方向のばらつきが抑制されたものとなり、その結果、偏光素子１４から出射されるレーザ光Ｌ３の光量を安定させることができる。即ち、偏光素子１２は、レーザ素子１１から出射されるレーザ光Ｌ１の偏光方向がばらつきを有する場合でも、出力するレーザ光Ｌ２の偏光方向を高精度に一致させる機能を有する。これにより、第１実施例の光源ユニットは、半導体レーザ素子の偏光方向の初期公差、光源ユニットの組み立て時のばらつきなどに依存せず、所望の減光比に対応した光量を出力することが可能となる。
【００２９】
［第２実施例］
第１実施例は１つのレーザ素子を備える光源ユニット１０の例であった。これに対し、第２実施例は、複数色のレーザ素子を備えるカラー光源ユニットに本発明を適用したものである。
【００３０】
いま、図３（ａ）に示すように、赤色の光を出射するレーザ素子４０Ｒと、緑色の光を出射するレーザ素子４０Ｇの２つのレーザ素子を備えるレーザ光源４０から出射した光をミラーなどで反射して光軸を一致させ、偏光素子４１を透過させて出射させるカラー光源ユニットを考える。偏光素子４１は第１実施例の偏光素子１４と同様に、図示しない駆動部により回転させられて透過する光量を調整するように構成されている。
【００３１】
前述のように、レーザ素子から出射されるレーザ光は、基本的には一定の偏光方向を有するが、初期公差や組み立て時のばらつきなどに起因して偏光方向に多少のばらつきを含んでいる。この場合の、各色のレーザ光についての偏光素子の回転角度と減光比との関係の一例を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）に示すように、レーザ素子が出射するレーザ光の偏光方向の微細なずれに起因して、レーザ光の色によって減光比の特性が異なってくる。このため、特に偏光素子４１の回転角度を大きくして減光比を大きくする場合に、偏光素子４１の回転角度に対してレーザ光の色ごとに減光比が異なるため、カラー光源ユニットから出力されるレーザ光のカラーバランスが崩れてしまうという問題がある。例えば、図３（ｂ）の例において、偏光素子４１の回転角度を８０度程度にした場合、赤色のレーザ光の減光比は１／３０程度であるのに対して緑色のレーザ光の光量減衰比は１／２００程度となり、偏光素子４１から出力されるレーザ光は赤色の強いカラーバランスとなってしまう。
【００３２】
第２実施例は上記のような問題を解決するものである。図４は、第２実施例に係るカラー光源ユニットの概略構成を示す。第２実施例に係るカラー光源ユニット２０は、レーザ素子１１の代わりに光源モジュール２１を備える点で第１実施例と異なるが、それ以外の構成は基本的に第１実施例の光源ユニット１０と同様である。
【００３３】
光源モジュール２１は、赤色レーザ光Ｌｒを出射するレーザ素子２１Ｒと、緑色レーザ光Ｌｇを出射するレーザ素子２１Ｇと、ミラー２２Ｒと、ハーフミラー２２Ｇとを備える。
【００３４】
レーザ素子２１Ｒから出射した赤色レーザ光Ｌｒは、ダイクロイックミラーなどのミラー２２Ｒにより反射され、赤色レーザ光Ｌｒ１としてハーフミラー２２Ｇを透過して偏光素子１２へ入射する。レーザ素子２１Ｇから出射した緑色レーザ光Ｌｇは、赤色レーザ光Ｌｒ１と光軸が一致するようにハーフミラー２２Ｇにより反射され、緑色レーザ光Ｌｇ１として偏光素子１２へ入射する。
【００３５】
光源モジュール２１内においては、レーザ素子２１Ｒとレーザ素子２１Ｇは、その偏光方向が概ね一致するように配置されている。但し、実際には、レーザ素子の初期公差や組み立て時のばらつきなどにより偏光方向に多少の誤差がある。図５（ａ）は、光源モジュール２１から出射するレーザ光Ｌｒ１、Ｌｇ１の偏光方向の例を示す。なお、図５（ａ）は光源モジュール２１を出力側から見た様子を模式的に示す。
【００３６】
偏光素子１２は、偏光方向が固定されており、その偏光方向が、光源モジュール２１から出射される各色レーザ光の偏光方向と概ね一致するように配置されている。偏光素子１２は、入射した各色レーザ光Ｌｒ１、Ｌｇ１を一定の偏光方向に偏光し、各色レーザ光ごとの偏光方向が一致するレーザ光Ｌｒ２、Ｌｇ２を出力する。図５（ｂ）は、レーザ光Ｌｒ２、Ｌｇ２の偏光方向を示す。図５（ｂ）は偏光素子１２を出力側から見た様子を模式的に示す。矢印Ｐは偏光素子１２の偏光方向を示す。なお、図示の便宜上、図５（ｂ）ではレーザ光Ｌｒ２、Ｌｇ２がずれて表示されているが、実際には重なって出力される。
【００３７】
レーザ光Ｌｒ２、Ｌｇ２の一部はハーフミラー１３により反射されて受光素子１５に入射する。制御部１６は、受光素子１５からの信号に基づいて、レーザ素子２１Ｒ、２１Ｇから出射するレーザ光がそれぞれ一定の出力となるようにレーザ素子２１Ｒ、２１Ｇへの入力電流を制御する。
【００３８】
また、偏光素子１２から出力されたレーザ光Ｌｒ２、Ｌｇ２の大部分は偏光素子１４へ入射する。制御部１６は、操作部１８へのユーザの操作量に対応した減光比となるように駆動部１７を制御し、偏光素子１４の回転角度を調整する。これにより、偏光素子１４からは、ユーザの操作量に応じた所望の減光比でレーザ光Ｌｒ３、Ｌｇ３が出力される。図５（ｃ）はレーザ光Ｌｒ３、Ｌｇ３の偏光方向を示す。図５（ｃ）は偏光素子１４を出力側から見た様子を模式的に示す。矢印Ｐは偏光素子１４の偏光方向を示す。なお、図５（ｃ）ではレーザ光Ｌｒ２、Ｌｇ２がずれて表示されているが、実際には重なって出力される。
【００３９】
次に、制御部１６によるレーザ素子への入力電流の調整方法について説明する。１つの方法では、制御部１６は、各色のレーザ素子ごとに順に入力電流を調整する。具体的には、制御部１６は、まず赤色のレーザ素子２１Ｒのみを駆動し、このときの受光素子１５の出力値が赤色用の所定値となるように赤色のレーザ素子２１Ｒへの入力電流を調整する。次に、制御部１６は、緑色のレーザ素子２１Ｇのみを駆動し、このときの受光素子１５の出力値が緑色用の所定値となるように緑色のレーザ素子２１Ｇへの入力電流を調整する。こうして、各色のレーザ素子の入力電流が決定される。なお、赤色のレーザ素子２１Ｒと緑色のレーザ素子２１Ｇの調整の順序は逆であってもよい。
【００４０】
一方、受光素子１５がカラーセンサであり、各色ごとの光量に対応する出力を個別に出力可能である場合には、制御部１６は各色のレーザ素子への入力電流を同時に調整することができる。具体的には、制御部１６は、赤色のレーザ素子２１Ｒと緑色のレーザ素子２１Ｇのそれぞれに所定電流を入力し、このときの受光素子１５の各色ごとの出力値がそれぞれの色に対応する所定値となるように赤色レーザ素子２１と緑色レーザ素子２１Ｇへの入力電流を決定する。こうして、各色のレーザ素子の入力電流が決定される。
【００４１】
上記のように、第２実施例によれば、複数色のレーザ素子を含むカラー光源モジュールを使用する場合に、偏光素子１２を設けることにより、各色のレーザ光源から出力されるレーザ光の偏光方向にばらつきがあっても、偏光素子１４へ入射する各色のレーザ光の偏光方向を一致させることができる。よって、各色のレーザ光について偏光素子１４の回転角度と減光比との関係を揃えることができ、減光比を大きくとった場合でもカラーバランスを崩すことなく所望の減光比に対応した光量のレーザ光を出力することができる。
【００４２】
なお、上記の例では、光源モジュール２１は赤色のレーザ素子と緑色のレーザ素子を備えているが、その代わりに他の２色のレーザ素子を備えることとしてもよく、また、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のレーザ素子を備えることとしてもよい。
【００４３】
［第３実施例］
次に、第３実施例について説明する。第３実施例では、偏光素子１４の後段にさらに偏光素子１２と同じ偏光方向を持つ偏光素子を設けるものである。第３実施例の手法は、上記の第１実施例及び第２実施例のいずれにも適用できる。
【００４４】
図６は、第３実施例に係る光源ユニット１０ｘの構成を示す。なお、この光源ユニット１０ｘは、第３実施例の手法を第１実施例に適用したものである。図１と比較するとわかるように、第３実施例では、偏光素子１４の後段にさらに偏光素子１２ｘが配置される。偏光素子１２ｘは、基本的に偏光素子１２と同様の構成を有し、偏光素子１２と同じ偏光方向を有する。
【００４５】
図６に示す光源ユニット１０ｘにおける各部でのレーザ光の偏光方向を図７（ａ）〜（ｄ）に示す。図７（ａ）〜（ｃ）は基本的に図２（ａ）〜（ｃ）と同様であり、それぞれレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の偏光方向を示す。図７（ｄ）は、偏光素子１２ｘを透過したレーザ光Ｌ４の偏光方向を示す。なお、図７（ｄ）は偏光素子１２ｘを出力側から見た様子を模式的に示す。矢印Ｐは偏光素子１２ｘの偏光方向を示す。図７（ｄ）に示すように、光源ユニット１０ｘから出射するレーザ光Ｌ４は、最終段の偏光素子１２ｘと同一の偏光方向のレーザ光として出力される。
【００４６】
次に、偏光素子１２ｘの機能について説明する。偏光素子１２ｘが無い場合の偏光素子１４の回転角度と減光比との関係を図８（ａ）に示す。一方、偏光素子１２ｘを設けた場合の偏光素子１４の回転角度と減光比との関係を図８（ｂ）に示す。なお、図８（ａ）に示す特性５５は、レーザ素子１１から出射したレーザ光Ｌ１と偏光素子１４から出射したレーザ光Ｌ３との光量比を示し、図８（ｂ）に示す特性５６は、レーザ素子１１から出射したレーザ光Ｌ１と偏光素子１２ｘから出射したレーザ光Ｌ４との光量比を示す。
【００４７】
図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較するとわかるように、偏光素子１２ｘがある場合の特性５６は、偏光素子が無い場合の特性５５よりも緩やかに変化している。第３実施例では、偏光素子１４と偏光素子１２ｘの２段階でレーザ光の光量を減衰させているため、偏光素子１４の回転角度に対する出射レーザ光の光量変化が緩やかとなる。これにより、制御部１６による減光比の制御が容易になるという利点が得られる。
【００４８】
即ち、偏光素子１２ｘが無い場合、図８（ａ）の特性５５に示すように、偏光素子１４の回転角度に対する減光比の変化量が大きくなってしまい、きめ細かい減光比の制御が難しくなる。これに対し、偏光素子１２ｘを設けた場合、図８（ｂ）の特性５６に示すように、偏光素子１４の回転角度に対する減光比の変化量は、特性５５の場合の変化量よりも小さいため、細かな減光比の制御が容易となる。
【００４９】
いま、例えば、減光比を１／１００〜１／１０００の間で制御することを考える。偏光素子１２ｘが無い場合、図８（ａ）の特性５５において、減光比１／１００に対応する偏光素子１４の回転角度は約８４度であり、減光比１／１０００に対応する偏光素子１４の回転角度は約８８度である。よって、偏光素子１２ｘが無い場合、減光比１／１００〜１／１０００の調整を偏光素子１４の約４度の回転で制御しなければならない。これに対し、偏光素子１２ｘがある場合、図８（ｂ）の特性５６において、減光比１／１００に対応する偏光素子１４の回転角度は約７２度であり、減光比１／１０００に対応する偏光素子１４の回転角度は約８０度である。よって、偏光素子１２ｘがある場合には、減光比１／１００〜１／１０００の調整を偏光素子１４の約８度の回転で制御すればよいことになる。
【００５０】
このように、第３実施例では、偏光素子１４の後段に偏光素子１２と同一の偏光方向を有する偏光素子１２ｘを配置することにより、偏光素子１４の回転角度に対する減光比の変化を緩やかにすることができ、特に大きな減光比が必要な場合にきめ細かな減光比の調整が容易となる。
【００５１】
上記の例では、第３実施例の手法を第１実施例に適用しているが、第３実施例の手法を第２実施例に適用することも可能である。この場合、図４において、偏光素子１４の後段に偏光素子１２と同様の構成を有する偏光素子１２ｘを配置すればよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０、２０、１０ｘ  光源ユニット
１１、２１Ｒ、２１Ｇ  レーザ素子
１２、１２ｘ、１４  偏光素子
１３  ハーフミラー
１５  受光素子
１６  制御部
１７  駆動部
１８  操作部
２１  光源モジュール
【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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