(57)【要約】    【課題】  単一の光源を使用して同時に複数部分又は複数点の照射を行うことができる照射光学系を簡素な構成で実現可能とした照射装置を提供する。    【解決手段】  照射装置は、光源１、結像光学系２、円錐型プリズム３、円錐型プリズム４を備える。結像光学系２の結像面側に、プリズム３をその頂点を光源側に向け且つ頂点と底面の中心が光軸上で一致するように配置する。プリズム３の光線射出側に、プリズム４をその底面を光源側に向け且つプリズム３と底面同士が対向する状態に配置する。プリズム３の側面に入射した光線は複数の方向に偏向され、プリズム３の底面から射出される。プリズム３の底面から射出された光線がプリズム４の底面に入射され、プリズム４の側面から光線が射出される。プリズム４の側面から光線が射出されるときに生ずる屈折作用により光線が環形状に照射面５に照射される。【選択図】      図１
2007000908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発する光線を集光する集光手段と、
錐形状であって、前記集光手段から射出された光線が側面部に入射し、底面部から射出するように配置される第１のプリズムと、
錐形状であって、前記第１のプリズムから射出された光線が底面部に入射し、側面部から射出するように配置される第２のプリズムと、を備え、
前記集光手段から入射された光線を前記第１のプリズムで複数の方向に偏向させ、前記第１のプリズムにより偏向された光線を前記第２のプリズムで屈折させて、対象物に照射することを特徴とする照射装置。
【請求項２】
前記第２のプリズムから射出される光線が略テレセントリックな光線となるように、前記第２のプリズムの頂角を設定することを特徴とする請求項１記載の照射装置。
【請求項３】
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムのうち少なくとも一方を光軸方向に移動させる移動手段を有し、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの光軸方向の相対位置を変化させることにより、照射位置を変化させることを特徴とする請求項１記載の照射装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記第１のプリズムの光軸方向の位置を固定し、前記第２のプリズムを光軸方向に移動させ、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの光軸方向の相対位置を変化させることにより、照射位置を変化させることを特徴とする請求項３記載の照射装置。
【請求項５】
前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムは、円錐形状であって、前記対象物に照射される光線は、環形状であることを特徴とする請求項１記載の照射装置。
【請求項６】
前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムは、多角錐形状であって、前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムにおける各頂点を通る光軸を挟んで対向する面は、略平行であり、照射される光線数が、多角錐の角数と同数であることを特徴とする請求項１記載の照射装置。
【請求項７】
前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムは、頂点部分を除去した形状を有することを特徴とする請求項１記載の照射装置。
【請求項８】
前記光源は、単波長のレーザ光であることを特徴とする請求項１記載の照射装置。
【請求項９】
前記集光手段は、略点像を形成することを特徴とする請求項１記載の照射装置。
【請求項１０】
前記請求項１乃至９の何れかに記載の照射装置を備えることを特徴とする照射応用装置。
【請求項１１】
前記照射応用装置は、照射光線を集光した際の集光熱により溶着を行う溶着装置、基準点を照射光線で示すことで位置決めを行う光学装置、照射光線により表示を行う表示装置、照射光線により複数個所を同時に照明する照明装置を含む群から選択されることを特徴とする請求項１０記載の照射応用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一の光源から発した光線を複数のプリズムを介して照射する照射装置及び照射応用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高出力なレーザ光源を用い、例えば、レーザ集光熱を利用して板プレートにマーキングを行う、或いはレーザ集光熱による溶接作用を利用して物体の固定を行うなど、各種分野でレーザ技術の応用が数多く行われている。特に、物体の固定に関しては、固定作業の時間短縮や固定対象物の位置決め精度向上の要求を満たすために、複数の溶接点に同時にレーザ照射を行い、レーザ照射と並行して溶接固定作業を行いたいという技術的要求が多くなってきている。
【０００３】
従来は、光源から光線を射出した際に同時に複数の照射点を得るためには、要求される照射点と同数分の光源を用意するのが通常の方法となっている。他方、複数の光源を用いずに単一の光源で同時に複数の照射点を得る方法としては、光源から射出される光線をビームスプリッタやハーフミラーにより分割し、分割したそれぞれの光線を複数の被照射物に照射する方法が多く提案されている。
【０００４】
更に、複数の照射点を連続的に繋げることで環形状の線分として照射する技術が提案されている。該提案は、２つの反射部材を設置し、一方の反射部材により光線の分離及び偏向を行い、他方の反射部材により光線を被照射物へ向かわせることにより環形状の照射パターンを得る方法である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１４２９６５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、上記従来例における、複数の光源を用いて同時に複数の照射点を得る照射方法では、要求される照射点と同数分の光源から光線を発生させる装置が必要となる。そのため、照射装置全体が大型化すると共に照射装置の形態が複雑となり、照射装置の製造に高いコストが発生してしまう恐れがある。
【０００６】
また、上記従来例における、反射部材を用いて環形状の照射パターンを得る照射方法では、反射部材の取り付け誤差による照射位置ズレや照射光線の特性ズレを招きやすくなると共に、照射光学系が大型化し、照射位置の調整方法が煩雑になってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、単一の光源を使用して同時に複数部分又は複数点の照射を行うことができる照射光学系を簡素な構成で実現可能とした照射装置及び照射応用装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明の照射装置は、光源から発する光線を集光する集光手段と、錐形状であって、前記集光手段から射出された光線が側面部に入射し、底面部から射出するように配置される第１のプリズムと、錐形状であって、前記第１のプリズムから射出された光線が底面部に入射し、側面部から射出するように配置される第２のプリズムと、を備え、前記集光手段から入射された光線を前記第１のプリズムで複数の方向に偏向させ、前記第１のプリズムにより偏向された光線を前記第２のプリズムで屈折させて、対象物に照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記集光手段から射出された光線が側面部に入射し、底面部から射出するように配置される第１のプリズムにより光線を偏向し、前記第１のプリズムから射出された光線が底面部に入射し、側面部から射出するように配置される第２のプリズムにより光線を屈折させ、対象物に照射する。これにより、大型化やコスト上昇を招くことなく且つ照射位置ズレや照射光線特性ズレを招くことなく、単一の光源を使用して同時に複数個所の照射を行うことができる照射光学系を簡素な構成で実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る円錐型プリズムを用いた照射装置における小径リング形状投影時の光路及び光線形状を示す図、図１（ｂ）は、大径リング形状投影時の光路及び光線形状を示す図、図１（ｃ）は、小径リング照射形状と大径リング照射形状を示す図である。
【００１２】
図１において、照射装置は、単一の光源から射出した光線を２個の円錐型プリズムを用いて環形状に照射する照射光学系を有し、光源１、数値例１の結像光学系２、円錐型プリズム（Ａ）３、円錐型プリズム（Ｂ）４を備えている。数値例１の詳細については後述する。
【００１３】
本実施の形態では、例えば光ファイバから射出される擬似的な点光源の有効光線束を結像光学系に入射させた後に、結像光学系から射出される光線の集光点のワーキングディスタンスを確保するため、以下の構成をとる。光源１は単波長のレーザ光である。結像光学系２を光源１より発した光線から略点像を形成するような構成とし、結像光学系２における光源側の第１レンズ群２−１は正の屈折力を有する構成とし、光源１からの発散光を略アフォーカル光に屈折させる。更に、光線の集光作用を持たせるため、正の屈折力を有する第２レンズ群２−２を配置し、第２レンズ群２−２の結像面側に、負の屈折力を有する第３レンズ群２−３を配置する。
【００１４】
結像光学系２の上記レンズ群配置により、結像光学系全体の焦点距離を長焦点化し、大きなワーキングディスタンスを確保すると共に、光線の収斂作用により結像光学系２の結像面側に配置するプリズム群の小型化を実現するものである。また、同時に、結像光学系全体をテレフォト系で構成し、レンズの長さの短縮と収差の補正を行っている。
【００１５】
また、結像光学系２の結像面側に、円錐型プリズム（Ａ）３をその頂点を光源側に向け且つ頂点と底面の中心が光軸上で一致するように配置する。これにより、円錐型プリズム（Ａ）３の側面に入射した光線は、複数の方向に偏向されることで同心円状に分離され、該プリズム（Ａ）３の底面から射出される。
【００１６】
また、円錐型プリズム（Ａ）３の光線射出側に、円錐型プリズム（Ｂ）４をその底面を光源側に向け且つ円錐型プリズム（Ａ）３と底面同士が対向する状態に配置する。これにより、円錐型プリズム（Ａ）３の底面から射出された光線が、円錐型プリズム（Ｂ）４の底面に入射され、該プリズム（Ｂ）４の側面から光線が射出される。円錐型プリズム（Ｂ）４の側面から光線が射出されるときに生ずる屈折作用により、略テレセントリック（telecentric）な状態で光線が環形状に照射面５に照射される。なお、円錐型プリズム（Ｂ）４の側面から射出される光線が略テレセントリックな光線となるように、円錐型プリズム（Ｂ）４の頂角は設定されている。
【００１７】
照射光学系における円錐型プリズム（Ａ）３と円錐型プリズム（Ｂ）４を上記のような配置とすることにより、複数の光線により複数部分または複数点を同時に照射する。この場合、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、円錐型プリズム（Ａ）３と円錐型プリズム（Ｂ）４の光軸上における相対位置を変化させることにより、光線の照射位置を変化させる。
【００１８】
図１（ａ）の小径リング形状投影時は、図１（ｃ）に示すような小径リング照射形状となり、図１（ｂ）の大径リング形状投影時は、図１（ｃ）に示すような大径リング照射形状となる。また、図２は、図１の照射光学系における照射光線の状態を三次元的に示したものである。
【００１９】
次に、数値例１について説明する。数値例１は、点光源から射出した光線を集光して結像作用を行う結像光学系の数値データ及びそれに付随する錐型（円錐型、三角錐型、四角錐型）のプリズムの形状データである。図１５は、数値例１におけるプリズム群の配置を示したものである。図１５中、第１０面は結像光学系のレンズ群におけるプリズムＡに対向する面を示す。
【００２０】
（Ａ）結像光学系の数値データ
使用波長：930nm
光源からレンズ群の第１面までの距離：57.6ｍｍ
面番号  曲率半径 面間隔     Ｎｄ      Ｖｄ    Ｎ(930nm)
1        -99.210     6.0    1.516330   64.14   1.508074  
2        -40.007     1.7  
3       179.443     6.0    1.516330   64.14   1.508074  
4        -85.125    13.8    
5        85.152     6.0    1.516330   64.14   1.508074  
6       -179.443     1.7   
7         40.007     6.0    1.516330   64.14   1.508074  
8         99.210    30.0   
9       -24.605     3.0    1.516330   64.14   1.508074  
10        66.014
第１面の有効径：φ２５
（Ｂ）プリズム群の形状データ
（i）円錐型プリズム群
プリズム（Ａ）：底面がφ10mmの円形状
: 材質 Nd=1.516330  Vd=64.14  N(930nm)=1.508074
プリズム（Ｂ）：底面がφ16mmの円形状
: 材質 Nd=1.516330  Vd=64.14  N(930nm)=1.508074
光軸上位置
Ａ＝２mm
Ｂ＝５mm
Ｃ＝２mm
Ｄ＝可変（１〜８．５ｍｍ）
Ｅ＝２mm
Ｆ＝８mm
（ii）三角錐型プリズム群
プリズム（Ａ）：底面が一辺14.55ｍｍの正三角形状
: 材質 Nd=1.516330  Vd=64.14  N(930nm)=1.508074
プリズム（Ｂ）：底面が一辺34.64ｍｍの正三角形状
: 材質 Nd=1.516330  Vd=64.14  N(930nm)=1.508074
光軸上位置
Ａ＝２mm
Ｂ＝６mm
Ｃ＝０mm
Ｄ＝可変（１〜１０ｍｍ）
Ｅ＝０mm
Ｆ＝１４mm
（iii）四角錐型プリズム群
プリズム（Ａ）：底面が一辺５ｍｍの正四角形状
: 材質 Nd=1.516330  Vd=64.14  N(930nm)=1.508074
プリズム（Ｂ）：底面が一辺８ｍｍの正四角形状
: 材質 Nd=1.516330  Vd=64.14  N(930nm)=1.508074
光軸上位置
Ａ＝２mm
Ｂ＝５mm
Ｃ＝２mm
Ｄ＝可変（１〜８．５ｍｍ）
Ｅ＝２mm
Ｆ＝８mm
以上説明したように、本実施の形態によれば、装置の大型化やコスト上昇を招くことなく且つ照射位置ズレや照射光線特性ズレを招くことなく、単一の光源を使用して照射面に光線を環形状に照射することができる照射光学系を簡素な構成で実現することが可能となる。
【００２１】
また、光線の集光度を変化させるために照射光学系と被照射物との間の距離を変化させることが必要となるが、円錐型プリズム（Ｂ）４から射出される複数の光線をそれぞれ略テレセントリックな光線とする。これにより、照射光線を任意量集光させ同時に照射位置を厳密に合わせたい場合に、照射位置の変化を少なくできるため、照射作業時の容易なセッティングが可能となる。
【００２２】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、円錐型プリズムに代えて三角錐型プリズムを使用する点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第１の実施の形態（図１）の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００２３】
図３（ａ）は、本実施の形態に係る三角錐型プリズムを用いた照射装置における近接３点投影時の光路及び光線形状を示す図、図３（ｂ）は、遠距離３点投影時の光路及び光線形状を示す図、図３（ｃ）は、近接３点投影時の点像と遠距離３点投影時の点像を示す図である。
【００２４】
図３において、照射装置は、単一の光源から射出した光線を底辺が正三角形形状を有する２個の三角錐型プリズムを用いて３箇所に点像を照射する照射光学系を有し、光源１、数値例１の結像光学系２、三角錐型プリズム（Ａ）１３、三角錐型プリズム（Ｂ）１４を備えている。
【００２５】
結像光学系２は上記図１に示したものと共通である。三角錐型プリズム（Ａ）１３、三角錐型プリズム（Ｂ）１４を、円錐型プリズムを使用する場合と同様に、両プリズムの底面同士を対向させ且つ両プリズムの各頂点を光軸に一致させるように配置する。この場合、三角錐型プリズム（Ａ）１３の底面と三角錐型プリズム（Ｂ）１４の底面の各中心点を通る軸を回転中心軸且つ光軸として、６０°の相対的な回転位相を与えるようにする（図５参照）。光軸を挟んで対向する、三角錐型プリズム（Ａ）１３の側面と三角錐型プリズム（Ｂ）１４の側面が略平行になるように配置する。
【００２６】
これにより、三角錐型プリズム（Ａ）１３の側面に入射した光線は３方向に分離され、該プリズム（Ａ）１３の底面から光線が射出される。その後、三角錐型プリズム（Ａ）１３と底面を向き合わせた三角錐型プリズム（Ｂ）１４の底面に光線が入射された後、該プリズム（Ｂ）１４の側面から光線が射出される。三角錐型プリズム（Ｂ）１４の射出面の屈折作用により、略テレセントリックな状態で三角錐の角数と同数である３本の光線が照射面５に照射されることとなる。即ち、照射される光線は、多角錐（本実施の形態では三角錐）と同角数の集光点を有することとなる。なお、三角錐型プリズム（Ｂ）１４の側面から射出される光線が略テレセントリックな光線となるように、三角錐型プリズム（Ｂ）１４の頂角は設定されている。
【００２７】
図３（ａ）の近接３点投影時は、図３（ｃ）に示すような近接３点投影時の点像となり、図３（ｂ）の遠距離３点投影時は、図３（ｃ）に示すような遠距離３点投影時の点像となる。また、図４は、図３の照射光学系における照射光線の状態を三次元的に示したものである。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、装置の大型化やコスト上昇を招くことなく且つ照射位置ズレや照射光線特性ズレを招くことなく、単一の光源を使用して照射面に同時に３本の光線を照射することができる照射光学系を簡素な構成で実現することが可能となる。
【００２９】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、円錐型プリズムに代えて四角錐型プリズムを使用する点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第１の実施の形態（図１）の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００３０】
図６（ａ）は、本実施の形態に係る四角錐型プリズムを用いた照射装置における近接４点投影時の光路及び光線形状を示す図、図６（ｂ）は、遠距離４点投影時の光路及び光線形状を示す図、図６（ｃ）は、近接４点投影時の点像と遠距離４点投影時の点像を示す図である。
【００３１】
図６において、照射装置は、単一の光源から射出した光線を底辺が正四角形形状を有する２個の四角錐型プリズムを用いて４箇所に点像を照射する照射光学系を有し、光源１、数値例１の結像光学系２、四角錐型プリズム（Ａ）２３、四角錐型プリズム（Ｂ）２４を備えている。
【００３２】
結像光学系２は上記図１に示したものと共通である。四角錐型プリズム（Ａ）２３、四角錐型プリズム（Ｂ）２４を、円錐型プリズムを使用する場合と同様に、両プリズムの底面同士を対向させ且つ両プリズムの底面中心と頂点を光軸に一致させるように配置する（図８参照）。この場合、四角錐型プリズム（Ａ）２３の底面と四角錐型プリズム（Ｂ）２４の底面が互いに略平行になるように配置することにより、光軸を挟んで対向する、四角錐型プリズム（Ａ）２３の側面と四角錐型プリズム（Ｂ）２４の側面が略平行に配置される。
【００３３】
これにより、四角錐型プリズム（Ａ）２３の側面に入射した光線は４方向に分離され、該プリズム（Ａ）２３の底面から光線が射出される。その後、四角錐型プリズム（Ａ）２３と底面を向き合わせた四角錐型プリズム（Ｂ）２４の底面に光線が入射された後、該プリズム（Ｂ）２４の側面から光線が射出される。四角錐型プリズム（Ｂ）２４の射出面の屈折作用により、略テレセントリックな状態で四角錐の角数と同数である４本の光線が照射面５に照射されることとなる。即ち、照射される光線は、多角錐（本実施の形態では四角錐）と同角数の集光点を有することとなる。なお、四角錐型プリズム（Ｂ）２４の側面から射出される光線が略テレセントリックな光線となるように、四角錐型プリズム（Ｂ）２４の頂角は設定されている。
【００３４】
図６（ａ）の近接４点投影時は、図６（ｃ）に示すような近接４点投影時の点像となり、図６（ｂ）の遠距離４点投影時は、図６（ｃ）に示すような遠距離４点投影時の点像となる。また、図７は、図６の照射光学系における照射光線の状態を三次元的に示したものである。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、装置の大型化やコスト上昇を招くことなく且つ照射位置ズレや照射光線特性ズレを招くことなく、単一の光源を使用して照射面に同時に４本の光線を照射することができる照射光学系を簡素な構成で実現することが可能となる。
【００３６】
［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、数値例２の結像光学系２を使用する点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第１の実施の形態（図１）の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００３７】
図９（ａ）は、本実施の形態に係る円錐型プリズムを用いた照射装置における小径リング形状投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｂ）は、大径リング形状投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｃ）は、小径リング照射形状と大径リング照射形状を示す図である。
【００３８】
図９において、照射装置は、単一の光源から射出した光線を２個の円錐型プリズムを用いて環形状に照射する照射光学系を有し、光源１、数値例２の結像光学系２、円錐型プリズム（Ａ）３、円錐型プリズム（Ｂ）４を備えている。数値例２の詳細については後述する。
【００３９】
図９（ａ）の小径リング形状投影時は、図９（ｃ）に示すような小径リング照射形状となり、図９（ｂ）の大径リング形状投影時は、図９（ｃ）に示すような大径リング照射形状となる。また、図１０は、図９の照射光学系における照射光線の状態を三次元的に示したものである。
【００４０】
次に、数値例２について説明する。数値例２は、点光源から射出した光線を集光して結像作用を行う結像光学系の数値データ及びそれに付随する錐型（円錐型）のプリズムの形状データであり、数値例１の結像光学系に円錐型プリズム群を配したものより環形状の照射光を小径化したものである。図１６は、数値例２におけるプリズム群の配置を示したものである。図１６中、第１０面は結像光学系のレンズ群におけるプリズムＡに対向する面を示す。
【００４１】
（Ａ）結像光学系の数値データ
使用波長：930nm
光源からレンズ群の第１面までの距離：57.6ｍｍ
面番号  曲率半径 面間隔     Ｎｄ      Ｖｄ    Ｎ(930nm)  
1       -72.523    6.0     1.516330   64.14   1.508074 
2       -39.942    0.5   
3      -392.835    6.0     1.516330   64.14   1.508074 
4       -64.687   19.8   
5       101.233    6.0     1.516330   64.14   1.508074 
6      -166.016    2.2   
7        42.892    6.0     1.516330   64.14   1.508074 
8       177.055    0.5   
9        23.253    6.5     1.772499   49.60   1.757416 
10        33.979     
第１面の有効径：φ２５
（Ｂ）プリズム群の形状データ
円錐型プリズム群
プリズム（Ａ）：底面がφ16mmの円形状
: 材質 Nd=1.516330  Vd=64.14  N(930nm)=1.508074
プリズム（Ｂ）：底面がφ12mmの円形状
: 材質 Nd=1.516330  Vd=64.14  N(930nm)=1.508074
光軸上位置
Ａ＝２.５mm
Ｂ＝８mm
Ｃ＝２mm
Ｄ＝可変（１〜３ｍｍ）
Ｅ＝２mm
Ｆ＝８mm
以上説明したように、本実施の形態によれば、装置の大型化やコスト上昇を招くことなく且つ照射位置ズレや照射光線特性ズレを招くことなく、単一の光源を使用して照射面に光線を環形状に照射することができる照射光学系を簡素な構成で実現することが可能となる。
【００４２】
［第５の実施の形態］
本発明の第５の実施の形態では、上述した第１乃至第４の実施の形態で説明した照射光学系を有する照射装置の応用例について説明する。
【００４３】
例えば、照射装置によるレーザ光を用いた溶接作業時や加工作業時に、複数の照射点について同時に精密な位置合わせを行ったり、複数の照射光線の相対位置を変化させたりする。これにより、照射装置による多様な被照射物への照射に汎用性を持たせることができる。
【００４４】
具体的には、プリズム（Ａ）とプリズム（Ｂ）の光軸上における相対位置（空気間隔）を変化させることにより、プリズム（Ｂ）から射出される光線の位置を変化させる。これにより、分割された複数の光線の相対距離を調整することが可能となる。これは、単純な機械的な構成で実現することが可能であるため、照射装置の製造コストの低減やメカ精度の向上に有利となる他に、作業性の向上を図ることができるという利点がある。尚、プリズム（Ｂ）の加工性を向上させるために、プリズム（Ｂ）の頂点部分の光線通過範囲外を省略した形状にしてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態では、機構の簡略化のためと、光路を分岐する作用を持つプリズム（Ａ）と結像光学系の相対偏心をなるべく抑えるようにするため、プリズム（Ｂ）のみを光軸上を移動させるように構成しているが、これに限定されるものではない。プリズム（Ｂ）を光軸上固定してプリズム（Ａ）のみを移動させてもよく、プリズム（Ａ）、（Ｂ）共に光軸上の移動を行って分割された複数の光線の相対距離を調整しても構わない。
【００４６】
更に、複数の照射点の位置を決定する際、その複数の照射点が連続した円弧であった場合はその中心点を基準とし、また独立した複数の照射点である場合はその重心点を基準とし、次のような位置合わせを行う。被照射物上に基準点を設け、該基準点に基準照射点が一致するように照射光学系と被照射物の位置合わせを行うようにすると、作業性の向上を図ることができる。これを実現するためには照射光学系を図１１に示す配置とすればよい。
【００４７】
図１１は、本実施の形態に係る円錐型プリズムを用いた照射装置における両プリズムの頂点部分を所定高さ除去して平面部にした場合の光路及び光線形状を示す図である。
【００４８】
図１１において、数値例１の円錐型プリズム（Ａ）３及び円錐型プリズム（Ｂ）４のそれぞれの頂点部分を所定高さ（例えば１ｍｍ）分除去して平面部とした場合の配置状態を示している。円錐型プリズム（Ａ）３に光線が入射すると、円錐型プリズム（Ａ）３では光線が偏向されずに直進する光線が得られる。更に、円錐型プリズム（Ｂ）４を光線が透過した後、被照射物への照射点が結像光学系２から延長される光軸上にあるため、この照射点を上記の基準照射点（基準光）とすることができる。この場合、照射光線を溶着や加工用に利用してもよい。
【００４９】
照射光学系と被照射物の位置決め時は、照射時と異なる光源強度や可視波長を使用するのがよいが、照射時に基準照射点（基準光）が強過ぎて被照射物に悪影響を与える恐れがある場合は、遮光マスクや減光フィルタを使用するとよい。また、可視の基準光は透過波長選択フィルタを使用して透過するが、該透過波長選択フィルタにレーザ光の透過を妨げる作用を与えてもよい。
【００５０】
図１１では円錐型プリズムの頂点部分を所定高さ除去して平面部としているが、該加工を多角錐型（三角錐型、四角錐型）プリズムに施してもよい。これにより、複数の照射点の重心位置を同時に照射することができるという利点がある。また、プリズムの頂点部分に形成した平面部を凸面形状や凹面形状等に変更することにより、そこを通過する光線の状態に変化を与えてもよい。
【００５１】
図１２は、照射装置における結像光学系及び被調整光学系の光路及び光線形状を示す図である。図１３は、被調整光学系の詳細構成を示す図である。
【００５２】
図１２及び図１３において、照射装置は、光源１、結像光学系２、円錐型プリズム（Ａ）３、円錐型プリズム（Ｂ）４、被調整光学系３１を備えている。更に、被調整光学系３１は、光学性能評価用チャート（以下、光学評価チャートと略称）３２、受光センサ３３、調整用可動レンズ３４、反射鏡３５を備えている。尚、光学評価チャート３２を受光センサに置き換え、受光センサ３３を光学評価チャートに置き換えてもよい。
【００５３】
光学評価チャート３２に形成された光学評価チャート像を受光センサ３３により受光し、受光センサ３３の信号情報に基づいて調整用可動レンズ３４を部材（例えば押し当てピン）を介して偏心移動することにより、光学性能の補正を行う。その後に、被調整光学系を光軸方向に移動可能なステージに設置することにより、最も溶着効率のよい照射光線の結像位置に被調整光学系を移動する。図１３中、３６は鏡筒レンズ受け部、３７は溶着部である。
【００５４】
図１４は、レーザ照射光学系を用いて溶着固定を行う溶着装置の概略構成を示す図である。
【００５５】
図１４において、溶着装置は、被調整光学系４１、レーザ照射光学系４２、フォーカス調整用ステージ４３を備えている。被調整光学系４１は、調整用可動レンズ４４、レンズ移動用ピン４５、光学評価チャート４６、反射鏡４７、受光センサ４８を備えている。レーザ照射光学系４２は、光源４９、結像光学系５０、円錐型プリズム５１、５２を備えている。図１４中、５３は撮像装置に装着される樹脂製の鏡筒である。
【００５６】
被調整光学系４１を構成する調整用可動レンズ４４を含む部分は、フォーカス調整用ステージ４３に支持されており、光軸方向に移動可能に構成されている。また、調整用可動レンズ４４は、レンズ移動用ピン４５を介して矢印方向に移動可能に構成されている。また、レーザ照射光学系４２の円錐型プリズム５１、５２は、両プリズムの底面同士が対向し且つ両プリズムの各頂点が光軸に一致するように配置されている。
【００５７】
レーザ照射光学系４２によりレーザ照射を行い、その集光熱にて調整用可動レンズ４４により、該調整用可動レンズ４４と鏡筒５３との接触面に樹脂溶解を生じさせる。その後、冷却時に発生する接着作用により調整用可動レンズ４４と鏡筒５３との接触面を溶着固定する。尚、鏡筒５３が金属部品や溶解しづらい物質である場合は、溶接部に熱溶解シート等の溶接補助部材を挟み込んでもよい。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、レーザ照射光学系４２に円錐型プリズム５１、５２を用いることにより、外形状が円形の調整用可動レンズ４４と鏡筒との接触面を全て同時に溶着することができる。これにより、溶着強度の向上を図ることが可能となると共に、鏡筒に対する調整用可動レンズ４４の安定した固定が可能となる。
【００５９】
［他の実施の形態］
上記第１乃至第５の実施の形態で説明した照射光学系は、溶着装置への適用に限定されるものではない。基準点を照射光線で示すことで位置決めを行う光学的な位置決め装置、プレゼンテーションで用いられるレーザポインタの投光形状の多様化を行うための表示装置、複数個所を同時に照明する照明装置等の各種装置に適用することができる。
【００６０】
上記第５の実施の形態で説明した溶着装置の用途は、撮像装置に搭載する部品の溶着に限定されるものではない。画像形成装置（プリンタ、複写機、複合機）、画像読取装置（スキャナ）、画像通信装置（ファクシミリ）等の各種装置に搭載する部品の溶着にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る円錐型プリズムを用いた照射装置（数値例１）における小径リング形状投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｂ）は、大径リング形状投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｃ）は、小径リング照射形状と大径リング照射形状を示す図である。
【図２】図１の照射光学系における照射光線の状態を三次元的に示した図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る三角錐型プリズムを用いた照射装置（数値例１）における近接３点投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｂ）は、遠距離３点投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｃ）は、近接３点投影時の点像と遠距離３点投影時の点像を示す図である。
【図４】図３の照射光学系における照射光線の状態を三次元的に示した図である。
【図５】三角錐型プリズム（Ａ）と（Ｂ）の相対的な配置関係を示す図である。
【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る四角錐型プリズムを用いた照射装置（数値例１）における近接４点投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｂ）は、遠距離４点投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｃ）は、近接４点投影時の点像と遠距離４点投影時の点像を示す図である。
【図７】図６の照射光学系における照射光線の状態を三次元的に示した図である。
【図８】四角錐型プリズム（Ａ）と（Ｂ）の相対的な配置関係を示す図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る円錐型プリズムを用いた照射装置（数値例２）における小径リング形状投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｂ）は、大径リング形状投影時の光路及び光線形状を示す図、（ｃ）は、小径リング照射形状と大径リング照射形状を示す図である。
【図１０】図９の照射光学系における照射光線の状態を三次元的に示した図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る円錐型プリズムを用いた照射装置（数値例１）における両プリズムの頂点部分を所定高さ除去して平面部にした場合の光路及び光線形状を示す図である。
【図１２】照射装置における結像光学系及び被調整光学系の光路及び光線形状を示す図である。
【図１３】図１２の被調整光学系の詳細構成を示す図である。
【図１４】レーザ照射光学系を用いて溶着固定を行う溶着装置の概略構成を示す図である。
【図１５】数値例１のプリズム群の配置を示す図である。
【図１６】数値例２のプリズム群の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  光源
２  結像光学系（集光手段）
３  円錐型プリズム（第１のプリズム）
４  円錐型プリズム（第２のプリズム）
１３  三角錐型プリズム（第１のプリズム）
１４  三角錐型プリズム（第２のプリズム）
２３  四角錐型プリズム（第１のプリズム）
２４  四角錐型プリズム（第２のプリズム）
３１、４１  被調整光学系
４２  レーザ照射光学系
【図１】
2007000908.tif 000003
【図２】
2007000908.tif 000004
【図３】
2007000908.tif 000005
【図４】
2007000908.tif 000006
【図５】
2007000908.tif 000007
【図６】
2007000908.tif 000008
【図７】
2007000908.tif 000009
【図８】
2007000908.tif 000010
【図９】
2007000908.tif 000011
【図１０】
2007000908.tif 000012
【図１１】
2007000908.tif 000013
【図１２】
2007000908.tif 000014
【図１３】
2007000908.tif 000015
【図１４】
2007000908.tif 000016
【図１５】
2007000908.tif 000017
【図１６】
2007000908.tif 000018