(57)【要約】【課題】光源部の温度による寿命消費と、光出力あるいは駆動電流等の駆動条件による寿命消費と、光源部の個体差を考慮した、レーザ装置の光源部の残存寿命を予測する方法を提供する。【解決手段】第１算出部が、標準温度、標準条件値の場合を基準とした、光源部の寿命消費の加速係数を算出し、第２算出部が、個々の光源部の性能指数または性能指数の変化速度に対して、個々の光源部の生涯寿命または残存寿命を算出し、計算部が、前記加速係数の時間積分を計算することにより、標準温度、標準条件値で駆動した場合と寿命に与える影響の大きさが等価である実効的累積駆動時間を求め、記録部が、前記実効的累積駆動時間および前記生涯寿命または残存寿命を、光源部の光出力特性と共に記録する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源あるいは励起光源として機能する少なくとも一つ以上の光源部と、
前記光源部に駆動電流を供給する少なくとも一つ以上の電源部と、
前記光源部からの光出力を検出する少なくとも一つ以上の光出力検出部と、
前記光源部あるいは前記光源部に熱的に接続する部材の温度を検出する少なくとも一つ以上の温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度あるいは前記温度検出部によって検出された温度から求められた前記光源部の温度が標準温度であり、前記光源部からの光出力あるいは光出力を決める少なくとも一つ以上の前記光源部の駆動条件値が標準条件値である場合を基準とする、前記温度と前記駆動条件値に依存する前記光源部の寿命消費の加速係数を算出する第１算出部と、
前記光源部の駆動に伴って変化し、前記光源部の光出力特性から求めることが可能な少なくとも一つ以上の前記光源部の性能指数および前記性能指数の変化速度の内の少なくとも一方の前記光源部の特性に対して前記光源部の生涯寿命および前記光源部の残存寿命の内の少なくとも一方の寿命を算出する第２算出部と、
前記加速係数の時間積分を前記光源部の実効的駆動時間として計算する計算部と、
前記計算部によって計算された、ある設定時間から前記設定時間より後の任意時間までの前記加速係数の時間積分を前記任意時間までの実効的累積駆動時間として記録すると共に、前記第２算出部で算出された前記生涯寿命および前記残存寿命と前記光出力特性を記録可能な記録部と、
前記各部を制御する制御部を備えたことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記第１算出部によって算出される前記加速係数が、前記実効的累積駆動時間にも依存することを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記第２算出部が、前記光源部の前記性能指数および前記性能指数の変化速度の内の少なくとも一方の前記光源部の特性に対して算出した前記光源部の生涯寿命から前記記録部に記録されている前記任意時間までの前記実効的累積駆動時間を減算して、前記任意時間における前記光源部の残存寿命を算出する機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記制御部からの指令により、所定のスケジュールに沿って、前記電源部が光出力測定のための駆動電流を前記光源部に出力して、前記駆動電流と前記光出力検出部で検出された光出力との関係を表す前記光源部の光出力特性を測定し、その時点における前記実効的累積駆動時間と対応させて、前記光出力特性を記録部に追記あるいは記録する機能を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項５】
駆動電流を独立して制御可能な複数の前記光源部を備え、前記駆動電流を独立して制御可能な個々の前記光源部に対して、それぞれ光出力を検出可能な前記光出力検出部を少なくとも一つ以上備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記第２算出部によって、前記光源部の前記性能指数と前記性能指数の変化速度に対して算出される前記光源部の前記残存寿命が、前記実効的累積駆動時間にも依存することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記実効的累積駆動時間と対応させて、前記記録部に記録あるいは追記された光出力特性から求めた前記性能指数の変化速度あるいは変化幅が前記光出力特性の測定誤差を越える所定の値を越えた場合に、過去の前記光源部の前記性能指数や前記性能指数の変化速度に基づいて前記第２算出部によって算出された前記生涯寿命を、新たに測定された前記光源部の前記光出力特性から求めた前記光源部の前記性能指数と前記性能指数の変化速度から算出された前記光源部の前記残存寿命に前記実効的累積駆動時間を加算した値で置換える機能を有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記記録部に、前記実効的累積駆動時間と対応させて記録あるいは追記する前記光出力特性と共に、前記第２算出部によって算出された、前記実効的累積駆動時間における前記光源部の前記残存寿命を記録あるいは追記する機能を有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記記録部に、前記実効的累積駆動時間と対応させて記録あるいは追記する前記光出力特性と共に、前記光出力特性の測定時から、次の前記光出力特性の測定時までの期間の、前記温度検出部によって検出された温度あるいは前記温度検出部によって検出された温度から求められた前記光源部の温度および前記光源部の前記駆動条件値の内の少なくとも一方の前記光源部の駆動条件に関する情報を記録あるいは追記する機能を有することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記記録部に記録したデータを記録媒体あるいは通信手段によって出力可能なことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記第１算出部が前記加速係数の算出に当たって参照するデータおよび前記第２算出部が前記光源部の前記生涯寿命や前記残存寿命を算出するに当たって参照するデータの内の少なくとも一方のデータに関して、前記レーザ装置における前記実効的累積駆動時間が経過した時点でも、記録媒体あるいは通信手段によってデータの入替えが可能であり、前記記録部に前記実効的累積駆動時間のどの時点で参照するデータを入れ替えたかを記録として残すことが可能なことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記第１算出部が、前記加速係数を、前記光源部からの光出力あるいは光出力を決める少なくとも一つ以上の前記光源部の駆動条件値に依存する第１加速係数と、前記温度検出部で検出される温度あるいは前記温度検出部によって検出された温度から求められた前記光源部の温度に依存する第２加速係数の積として算出することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記第１加速係数は、前記駆動条件値が変化することに付随して前記光源部における発熱量が変わることによって前記光源部の温度が変化することに起因する寿命消費の加速効果が除外された、前記光源部の温度を前記標準温度に固定した条件での加速係数であり、前記第２加速係数は、前記光源部の温度による加速係数であることを特徴とする請求項１２に記載のレーザ装置。
【請求項１４】
前記光源部がレーザダイオードあるいは複数のレーザダイオードから構成されるレーザダイオードモジュールであって、前記温度検出部が前記レーザダイオードのｐｎ接合から前記ｐｎ接合で発生した熱を吸熱する冷却部までの熱経路のいずれかの位置の温度を検出するように設置されており、前記第１算出部が、前記温度検出部によって検出された温度と、温度検出位置から前記ｐｎ接合までの熱抵抗と、前記光源部の光出力特性から算出された前記ｐｎ接合における発熱量とから算出された前記ｐｎ接合の温度に対して、前記第２加速係数を算出することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のレーザ装置。
【請求項１５】
前記光源部がレーザダイオードあるいは複数のレーザダイオードから構成されるレーザダイオードモジュールであって、前記第１算出部が、前記第１加速係数を、前記駆動条件値を標準駆動条件値で除した数式、あるいは、前記駆動条件値からある正の整数を減じた値を前記標準駆動条件値から前記ある正の整数減じた値で除した数式の累乗関数として算出することを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源あるいはレーザ発振のための励起光源として使用される光源部を備えたレーザ装置であって、光源部の温度が変わっても、また、光源部からの光出力や光源部を駆動する駆動電流の大きさが変わっても、光源部の温度が標準温度で、光出力が標準光出力になるように駆動した場合あるいは光源部の駆動電流を標準駆動電流で駆動した場合と光源部の寿命に与える影響の大きさが等価である実効的駆動時間を正確に算出できるレーザ装置であり、寿命のカウントを開始する時点からの実効的駆動時間の累積、即ち、実効的累積駆動時間を光源部の推定生涯寿命から差し引くことによって残存寿命を正確に算出でき、必要に応じて、実効的累積駆動時間および残存寿命の表示や出力が可能なレーザ装置である。
【０００２】
光源部を水冷するレーザ装置では光源部の温度変動は比較的小さいが、光源部を空冷するレーザ装置にあっては、環境温度の影響を受けて光源部の温度がかなり変動する。したがって、特に光源部を空冷するレーザ装置においては、光出力や駆動電流の大きさの違いによる寿命消費の速さの差と同様に、光源部の温度による寿命消費の速さの差も無視することはできない。したがって、温度と光出力あるいは駆動電流の両方の寿命消費への影響を考慮した実効的駆動時間が算出できる必要がある。
【０００３】
実効的な累積駆動時間は、光源部の保証や保守に関連した重要な情報である。また、残存寿命については、特に光源部の寿命後期になると、交換する光源部の準備や光源部交換のタイミングを計る上で残存寿命を精度良く分かることが要求されるが、光源部の寿命は個体差もあり、正確に推定することは困難であった。
【０００４】
本発明の目的は、上記のように、レーザ装置に使用されている光源部を光源部の温度が異なる条件で駆動した場合であっても、また種々の光出力条件で駆動した場合であっても、前記光源部の実効的な累積駆動時間が常時正確に算出でき、更に前記光源部に個体差があった場合も、蓄積したデータを参照して光源部の個体差を考慮することによって、前記光源部の残存寿命が常時正確に算出でき、必要に応じて前記実効的な累積駆動時間および前記残存寿命の表示や出力が可能なレーザ装置の提供である。
【０００５】
本願に記載したレーザ装置は、加工分野では、主に板金切断用あるいは溶接用レーザ加工機として使用される。
【背景技術】
【０００６】
従来より、レーザ装置の光源部等の実効的累積駆動時間や残存寿命を予測する方法については、下記のように複数の文献に記載されているが、光源部の温度による寿命消費の加速係数と、光出力あるいは駆動電流等の駆動条件による寿命消費の加速係数の両方を考慮して、正確に実効的駆動時間や実効的累積駆動時間を算出する技術は開示されていない。また、推定生涯寿命から実効的累積駆動時間を引いた時間として推定される残存寿命については、実効的累積駆動時間が正確に算出されないと元々精度の良い推定は困難であるが、所定の実効的累積駆動時間が経過した時点での光源部の特性あるいは特性の変化速度から光源部の個体差を考慮して残存寿命を精度良く推定する方法を開示している文献はない。また、言うまでも無いが、特性の変化速度は、特性の変化幅を実効的駆動時間で除して算出するものであるので、正確な実効的駆動時間が算出できない限り、正確な特性の変化速度も求めることができない。
【０００７】
例えば、特開２００４−３３５０３０号公報では、半導体レーザの温度および動作時間を測定し、必要に応じて動作時間をその時の温度に対応する温度補正係数で補正し、動作時間または補正後の動作時間を累積的にカウントし、カウントした累積動作時間を所定の閾値と比較し、累積動作時間が前記閾値を超えているときに表示部に対してデータの記録を禁止して再生専用とするか否かのメッセージを表示させる技術を開示しているが、光出力あるいは駆動電流に対する補正には言及していない。また、半導体レーザの個体差を考慮していないので残存寿命の推定精度は低い。
【０００８】
また、特開２０１４−２１２２３４号公報では、電流値と、レーザダイオードの動作時間とから、その動作時間に対するバイアス電流の変化量を算出して、その変化量に基づいて発光素子の寿命時間を予測する技術を開示し、また、発光素子の雰囲気温度に基づいて、所定の動作時間における駆動電流の電流値を、発光素子の雰囲気温度と関連付けて記憶した電流値と比較して、その動作時間に対するバイアス電流の変化量を算出する技術を開示しているが、温度と駆動電流を考慮した実効的累積駆動時間には言及していない。また、レーザダイオードの個体差を考慮していないので残存寿命の推定精度は低い。
【０００９】
特開２００５−２４３０８９号公報では、半導体レーザ等の電子デバイスにおいて、使用環境温度の寿命への影響を補正するための重み付け係数を導出して、補正した駆動時間を累積する技術が開示されているが、使用環境温度が同じであっても、駆動電流等によって、半導体レーザの場合はｐｎ接合部の温度が変化することを含めて、光出力や駆動電流によって、半導体レーザの寿命は大きく変化するが、実使用環境温度の影響しか補正していない。したがって、駆動電流や光出力が一定でない場合は補正ができず、精度の良い実効的累積駆動時間が算出できず、したがって、半導体レーザの個体差を考慮していないことも含めて、正確な残存寿命も推定することができない。
【００１０】
特開２００３−１７３５５９号公報では、ディスク再生装置の光ピックアップの周辺温度と動作時間を測定し、温度の上昇に伴って増加する第１のパラメータと動作時間の経過に伴って増加する第２のパラメータとを乗算したダメージ指数を、測定された周辺温度と動作時間を用いて計算し、計算したダメージ指数を累積したダメージ指数の累積値を記録する技術を開示しているが、やはり周辺温度以外の駆動条件が異なる場合のダメージの大きさの違いには言及しておらず、駆動電流等が一定でない場合は精度の良い実効的累積駆動時間が算出できない。したがって、光ピックアップの個体差を考慮していないことも含めて、正確な残存寿命も推定することができない。
【００１１】
特開２００４−０７０３４９号公報では、発光素子を含む画素が具備された表示パネルにおいて、発光素子の温度特性および経時変化特性を記憶しておき、発光素子の周囲の温度、発光素子の温度特性および映像信号を用いて各画素の点灯期間を演算して、各画素の累積点灯期間を求め、発光素子の経時変化特性と各画素の累積点灯期間を用いて、各画素に入力する映像信号を補正して表示パネルに供給する技術を開示している。しかし、映像信号から供給される各画素の点灯期間のデータと前記加速係数の積を演算して累積点灯期間を求めているだけであり、やはり駆動電流（供給電流）が異なる場合の加速係数には言及していないので、レーザ加工用レーザ装置のように光出力や駆動電流等の駆動条件を色々変える必要がある装置に適用しても精度が望めない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−３３５０３０号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１２２３４号公報
【特許文献３】特開２００５−２４３０８９号公報
【特許文献４】特開２００３−１７３５５９号公報
【特許文献５】特開２００４−０７０３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
レーザ装置の主要部分である光源部については、保証や保守の観点から実効的な累積駆動時間や残存寿命は重要な情報である。実効的累積駆動時間が分からなければ、例えば、光源部の特性が劣化してきたり、寿命が尽きた時に、平均的な光源部より、劣化が速いのか、寿命が短いのかも分からず、光源部の信頼性管理にフィードバックしたり、寿命保証の観点からの判断ができない等の問題が発生する。また、正確な残存寿命が分からなければ、光源部の交換の準備が遅れたり、突然寿命が尽きて保守作業のために生産計画に狂いが生じたりする等の問題が発生する。
【００１４】
前記光源部の温度が一定で、かつ、前記光源部が一定の標準的光出力だけを出力するように駆動されていたり、一定の標準的な駆動電流だけが注入されて使用されていたりするのであれば、累積駆動時間を求めることは容易であるが、レーザ加工用レーザ装置等の場合は、実際には、低出力から高出力、連続レーザ出力からパルスレーザ光出力まで、種々の光出力条件で使用されることが多い。また、光源部が水冷の場合は光源部の温度条件をほぼ一定に保つことは比較的容易であるが、可搬性や重量、サイズ等の点でメリットがある空冷の場合は、光源部の温度条件が環境温度の影響を受けて変化することは避け難い。そのため、光出力や駆動電流等の駆動条件や、光源部の温度条件が一定でなくても、標準的な駆動条件、標準的な温度条件で駆動した場合の駆動時間と寿命消費が等価になる実効的駆動時間とその累積値である実効的累積駆動時間を正確に算出できることが必要であったが、従来技術では、上記のように、光源部の温度を含む駆動条件が一定でないレーザ装置の光源部について、正確な実効的駆動時間、実効的累積駆動時間を算出することができなかった。
【００１５】
また、残存寿命については、光源部の交換時期を予め見越して予算を確保する等の目的から前記光源部の劣化が始まる前の寿命前期においても把握できることが望ましく、光源部の寿命後期になると、交換する光源部の準備や光源部交換のタイミングを計る上で残存寿命を特に精度良く分かることが要求される。
【００１６】
しかし、従来技術では、光源部の温度を含む駆動条件が一定でないレーザ装置の光源部については、元々正確な実効的累積駆動時間を算出することができないこともあって、このような条件で駆動される光源部については、劣化が顕在化しないと残存寿命で推定できなかった。更に光源部の特性の劣化速度には個体差があり、しかも実効的累積駆動時間の経過と共に劣化速度が変化し、その変化の仕方にも個体差があることが残存寿命の正確な推定を益々困難にしていた。
【００１７】
上記のように、光源部の温度を含む駆動条件を色々変えて使用しても、常時光源部の正確な実効的累積駆動時間が算出でき、光源部の劣化が顕在化していない光源部の寿命初期から光源部の劣化の影響が顕著になる寿命後期まで寿命期間内は光源部の個体差も考慮して常時正確に残存寿命が導出でき、特に残存寿命の精度が必要な寿命後期についてはより高精度な残存寿命が導出できるレーザ装置を開発することが課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（１）レーザ光源あるいは励起光源として機能する少なくとも一つ以上の光源部と、前記光源部に駆動電流を供給する少なくとも一つ以上の電源部と、前記光源部からの光出力を検出する少なくとも一つ以上の光出力検出部と、前記光源部あるいは前記光源部に熱的に接続する部材の温度を検出する少なくとも一つ以上の温度検出部と、前記温度検出部によって検出された温度あるいは前記温度検出部によって検出された温度から求められた前記光源部の温度が標準温度であり、前記光源部からの光出力あるいは光出力を決める少なくとも一つ以上の前記光源部の駆動条件値が標準条件値である場合を基準とする、前記温度と前記駆動条件値に依存する前記光源部の寿命消費の加速係数を算出する第１算出部と、前記光源部の駆動に伴って変化し、前記光源部の光出力特性から求めることが可能な少なくとも一つ以上の前記光源部の性能指数および前記性能指数の変化速度の内の少なくとも一方の前記光源部の特性に対して前記光源部の生涯寿命および前記光源部の残存寿命の内の少なくとも一方の寿命を算出する第２算出部と、前記加速係数の時間積分を前記光源部の実効的駆動時間として計算する計算部と、前記計算部によって計算された、ある設定した設定時間から前記設定時間より後の任意時間までの前記加速係数の時間積分を前記任意時間までの実効的累積駆動時間として記録すると共に、前記第２算出部で算出された前記生涯寿命および前記残存寿命と前記光出力特性を記録可能な記録部と、前記各部を制御する制御部を備えたレーザ装置を提供する。
【００１９】
（１）のレーザ装置によれば、光源部の温度および光出力や駆動電流のような駆動条件が変化しても、光源部を標準温度および標準駆動条件で駆動した場合の駆動時間に換算した実効的駆動時間、実効的累積駆動時間が算出できるので、光源部の寿命や信頼性を定量的に評価できるようになる。また、光源部の前記性能指数や性能指数の変化速度という特性上の個体差を考慮して光源部の生涯寿命や残存寿命を算出するので光源部の生涯寿命や残存寿命を高精度に推定できる。更に、実効的累積駆動時間を記録すると共に、算出された生涯寿命や残存寿命、光源部の光出力特性を記録可能なので、生涯寿命や残存寿命や光出力特性を記録に残した場合は、第１算出部や第２算出部の算出精度を検証でき、更に算出精度を向上させるための情報として利用することができる。
【００２０】
（２）前記第１算出部によって算出される前記加速係数には、前記実効的累積駆動時間に対する依存性も考慮する。
【００２１】
（２）のレーザ装置によれば、寿命後期になると、基準の１より大きい加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）については、駆動条件値Ｐと温度Ｔが同じであっても、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）が次第に大きくなる傾向があるが、実効的累積駆動時間によって加速係数が異なってくる場合にも、精度良く実効的駆動時間や実効的累積駆動時間が算出できる。
【００２２】
（３）前記光源部の残存寿命は、前記第２算出部が、前記光源部の前記性能指数および前記性能指数の変化速度の内の少なくとも一方の前記光源部の特性に対して算出した前記光源部の生涯寿命から前記記録部に記録されている前記任意時間までの前記実効的累積駆動時間を減算して算出する。
【００２３】
（３）のレーザ装置によれば、前記第２算出部が、前記性能指数の初期特性、例えば前記設定時間における前記性能指数から算出した光源部の生涯寿命から実効的累積駆動時間を引いて残存寿命を算出することができる。この場合、前記性能指数の初期特性という光源部の個体差が考慮されているので、精度の良い残存寿命が算出できる。また、光源部の特性劣化が顕在化する前の寿命初期から精度良く残存寿命が算出できる。
【００２４】
（４）本発明のレーザ装置は、所定のスケジュールに沿って、前記制御部からの指令により、前記電源部が光出力測定のための駆動電流を前記光源部に出力して、前記駆動電流と前記光出力検出部で検出された光出力との関係を表す前記光源部の光出力特性を測定し、その時点における前記実効的累積駆動時間と対応させて、前記光出力特性を記録部に追記あるいは記録する。
【００２５】
（４）のレーザ装置によれば、前記実効的累積駆動時間と対応させて、前記光出力特性を記録部に追記あるいは記録することによって、光出力特性から求めることが可能な前記性能指数について、変化幅を知ることができ、変化幅を実効的累積駆動時間の差で除することによって前記性能指数の変化速度が求まるので、光源部の特性の劣化速度を含む個体差を考慮した残存寿命が算出できるようになる。
【００２６】
また、光出力特性を追記して行くことにより、実効的累積駆動時間の経過に伴う光出力特性や性能指数の変化の履歴を残すことができ、第１算出部や第２算出部の算出精度を更に向上させるための情報として利用することができる。駆動電流を変化させて検出された光出力から求めた光源部の光出力特性を更新することによって、光出力指令に対して正確な光出力が可能になるという効果もある。
【００２７】
（５）本発明のレーザ装置は、駆動電流を独立して制御可能な複数の前記光源部を備え、前記駆動電流を独立して制御可能な個々の前記光源部に対して、それぞれ光出力を検出可能な前記光出力検出部を少なくとも一つ以上備える。
【００２８】
（５）のレーザ装置によれば、複数の光源部の光出力特性を同時に測定できるので、短時間で入出力特性が測定できる。
【００２９】
（６）前記第２算出部によって、前記光源部の前記性能指数と前記性能指数の変化速度に対して算出される前記光源部の前記残存寿命には、前記実効的累積駆動時間に対する依存性も考慮する。
【００３０】
（６）のレーザ装置によれば、例えば、前記性能指数と前記性能指数の変化速度が同じでも、実効的累積駆動時間が短い光源部については、早くから劣化が始まったということになり、通常より多くの劣化要因を内在していることから、今後、急激に劣化が進み、残存寿命が短いと推定される。したがって、前記光源部の前記性能指数と前記性能指数の変化速度に加えて、前記実効的累積駆動時間も考慮して、残存寿命を算出することで、より精度の高い残存寿命の算出が可能になる。
【００３１】
（７）前記実効的累積駆動時間と対応させて、前記記録部に記録あるいは追記された光出力特性から求めた前記性能指数の変化速度あるいは変化幅が前記光出特性の測定誤差を越える所定の値を越えた場合に、過去の前記光源部の前記性能指数や前記性能指数の変化速度に基づいて前記第２算出部によって算出された前記生涯寿命を、新たに測定された前記光源部の前記光出力特性から求めた前記光源部の前記性能指数と前記性能指数の変化速度から算出された前記光源部の前記残存寿命に前記実効的累積駆動時間を加算した値で置換える。
【００３２】
（７）のレーザ装置によれば、光源部の特性劣化、即ち性能指数の変化が顕在化してくると、過去に算出された生涯寿命から実効的累積駆動時間を減算して求めた残存寿命より、最近の光源部の性能指数と性能指数の変化速度から直接算出した残存寿命の方が高精度であるので、精度の高い生涯寿命に更新できる。
【００３３】
（８）前記記録部には、前記実効的累積駆動時間と対応させて記録あるいは追記する前記光出力特性と共に、前記第２算出部によって算出された、前記実効的累積駆動時間における前記光源部の前記残存寿命を記録あるいは追記する。
【００３４】
（８）のレーザ装置によれば、実効的累積駆動時間の経過に対する光出力と第２算出部が算出した残存寿命の履歴を残すことによって、寿命が尽きた時点で、光出力から算出される性能指数や性能指数の変化速度から算出した残存寿命の精度が検証できる。更に、第１算出部や第２算出部の算出精度を向上させるための情報として利用することができる。
【００３５】
（９）前記記録部に、前記実効的累積駆動時間と対応させて記録あるいは追記する前記光出力特性と共に、前記光出力特性の測定時から、次の前記光出力特性の測定時までの期間の、前記温度検出部によって検出された温度あるいは前記温度検出部によって検出された温度から求められた前記光源部の温度および前記光源部の前記駆動条件値の内の少なくとも一方の前記光源部の駆動条件に関する情報を記録あるいは追記する機能を有する。
【００３６】
（９）のレーザ装置によれば、光出力特性の測定時から次の光出力特性の測定まで光源部の駆動条件に関する情報を記録しておくので、その間の駆動条件に対する前記加速係数が過大評価あるいは過小評価ではなかったかが検証でき、第１算出部の算出精度を向上させるための情報として利用することができる。第１算出部の算出精度が向上すると、実効的累積駆動時間の算出精度が向上するので、第２算出部の算出精度も向上させることができる。
【００３７】
（１０）前記記録部に記録したデータを記録媒体あるいは通信手段によって出力可能にする。
【００３８】
（１０）のレーザ装置によれば、前記光源部の寿命が実際に尽きた時点の前記実効的累積駆動時間も含めて、前記記録部に記録されている履歴データを収集することによって、第１算出部や第２算出部で算出した生涯寿命や残存寿命と実際の生涯寿命や残存寿命を比較することができ、その差が小さくなるように、第１算出部や第３算出部が算出にあたって参照する参照データを見直して更新することができる。その結果、実効的累積駆動時間、生涯寿命、残存寿命の算出精度を更に向上させることができる。
【００３９】
（１１）前記第１算出部や前記第２算出部が算出するに当たって参照するデータは、最新版のデータであることが望ましいので、前記第１算出部が前記加速係数の算出に当たって参照するデータおよび前記第２算出部が前記光源部の前記生涯寿命や前記残存寿命を算出するに当たって参照するデータの内の少なくとも一方のデータに関して、前記レーザ装置における前記実効的累積駆動時間が経過した時点でも、記録媒体あるいは通信手段によってデータの入替えが可能であり、前記記録部に記録されたデータが分析できるように、前記記録部に前記実効的累積駆動時間のどの時点で参照するデータを入れ替えたかを記録として残す。
【００４０】
（１１）のレーザ装置によれば、前記第１算出部や前記第２算出部が算出するに当たって参照するデータを最新版に置換えることによって、その後の実効的累積駆動時間、生涯寿命、残存寿命の算出精度を向上させることができる。どの版のデータを参照して、実効的累積駆動時間、生涯寿命、残存寿命の算出を行ったかを記録として残すことで、使用途中で参照するデータを更新したレーザ装置の記録部に記録されたデータも参照するデータを更新するためのデータとして利用することができる。
【００４１】
（１２）前記第１算出部は、前記加速係数を、前記光源部からの光出力あるいは光出力を決める少なくとも一つ以上の前記光源部の駆動条件値に依存する第１加速係数と、前記温度検出部で検出される温度あるいは前記温度検出部によって検出された温度から求められた前記光源部の温度に依存する第２加速係数の積として算出する。
【００４２】
（１２）のレーザ装置によれば、第１算出部が加速係数を算出するに当たって参照するデータが、駆動条件値と温度の二つのパラメータに対する加速係数を与える二次元のデータテーブルである場合は、過去の実績データから取得する必要があるデータ量が多く、データ取得に時間を要するが、加速係数を駆動条件値に依存する第１加速係数と温度に依存する第２加速係数との積で表すと、取得すべきデータを大幅に減らすことができ、比較的少ない工数で必要な参照するデータを作成できる。
【００４３】
（１３）前記第１加速係数が、前記駆動条件値が変化することに付随して前記光源部における発熱量が変わることによって前記光源部の温度が変化することに起因する寿命消費の加速効果が除外された、前記光源部の温度を前記標準温度に固定した条件での加速係数であり、前記第２加速係数は、前記光源部の温度による加速係数とする。
【００４４】
（１３）のレーザ装置によれば、例えば、加速係数を与える駆動条件値が駆動電流の場合、駆動電流による第１加速係数は温度によって異なるため、複数の温度に対して、第１加速係数を算出するためのデータが必要であるが、駆動条件の変化に伴う温度の変化による寿命消費の加速への影響を切り離すと、駆動電流による加速係数のデータを複数の温度に対して用意する必要がなく、必要なデータ量が更に少なくなり、少ない工数で算出に当たって参照が必要なデータを作成できるという（１２）のレーザ装置の効果がより顕著になる。
【００４５】
（１４）前記光源部がレーザダイオードあるいは複数のレーザダイオードから構成されるレーザダイオードモジュールである場合は、前記温度検出部を前記レーザダイオードのｐｎ接合から前記ｐｎ接合で発生した熱を吸熱する冷却部までの熱経路のいずれかの位置の温度を検出するように設置して、前記第１算出部が、前記温度検出部によって検出された温度と、温度検出位置から前記ｐｎ接合までの熱抵抗と、前記光源部の光出力特性から算出された前記ｐｎ接合における発熱量とから算出された前記ｐｎ接合の温度に対して、前記第２加速係数を算出する。
【００４６】
（１４）のレーザ装置によれば、光源部がレーザダイオードあるいは複数のレーザダイオードから構成されるレーザダイオードモジュールである場合は、光源部の温度として、ｐｎ接合の温度が分かれば、前記第２加速係数の算出に加速寿命試験等に広く利用されているアレニウスモデル式を利用することができる。ｐｎ接合の温度は、レーザ波長等から計測することは可能だが、常時温度を検出することは困難な場合が多いが、上記の方法によれば、光出力特性から求まる発熱量と略一定で見積り可能な温度検出位置から前記ｐｎ接合までの熱抵抗によりｐｎ接合の温度を算出できる。
【００４７】
（１５）前記光源部がレーザダイオードあるいは複数のレーザダイオードから構成されるレーザダイオードモジュールであった場合は、前記第１算出部が、前記第１加速係数を、前記駆動条件値を標準駆動条件値で除した数式、あるいは、前記駆動条件値からある正の整数を減じた値を前記標準駆動条件値から前記ある正の整数減じた値で除した数式の累乗関数として算出する。
【００４８】
（１５）のレーザ装置によれば、前記第１加速係数も数式によって算出するようにすることにより、前記加速係数の算出に当たって参照するデータが少なくなり、第１加速係数の算出に当たって参照するデータ取得に要する時間が低減される。光出力や駆動電流のようにｐｎ接合の温度が変化する駆動条件値は、駆動条件値の変化に伴う温度の影響を除去した式を使用することによって、温度が異なっても、同じ式で前記第１加速係数が算出できるので、前記加速係数の算出に当たって必要な参照データを更に少なくすることができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明に係るレーザ装置によれば、光出力あるいは駆動電流に加えて、光源部の温度も考慮した寿命消費の加速係数を時間積分して実効的駆動時間、実効的累積駆動時間を算出することによって、光源部の温度を含む駆動条件が一定でない場合にも、標準的な駆動条件に対する光源部の寿命の長短の評価、光源部の信頼性の評価が行えるようになるという効果を奏する。また、実効的累積駆動時間が正確に算出できると、実効的累積駆動時間に対応した光出力特性から導出可能な性能指数および性能指数の変化速度と残像寿命の関係を示すデータとの比較により残存寿命も精度良く推定できるようになるという効果を奏する。実効的累積駆動時間に対応した性能指数および性能指数の変化速度と残存寿命の関係を示すデータは、実効的累積駆動時間に対応した性能指数および性能指数の変化速度のデータを記録して残すことによって蓄積でき、精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置の構造を示す摸式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置の第１算出部が加速係数を算出に当たって参照するデータの構成例の模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置の第２算出部が生涯寿命を算出に当たって参照するデータの構成例の模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るレーザ装置において、第１算出部が加速係数を算出に当たって参照するデータの構成例の模式図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るレーザ装置において、記録部に記録されたデータの構成例の模式図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るレーザ装置において、記録部に記録されたデータの他の構成例の模式図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係るレーザ装置の構造を示す摸式図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係るレーザ装置において、第２算出部が残存寿命や生涯寿命を算出に当たって参照するデータの構成例の模式図である。
【図９】本発明の第８実施形態に係るレーザ装置において、記録部に記録されたデータの構成例の模式図である。
【図１０】本発明の第９実施形態に係るレーザ装置において、記録部に記録されたデータの構成例の模式図である。
【図１１】本発明の第１１実施形態に係るレーザ装置において、記録部に記録されたデータの構成例の模式図である。
【図１２】本発明の第１２実施形態に係るレーザ装置において、第１算出部が駆動条件値である光出力による第１加速係数を算出するに当たって参照するデータ（グラフ）の例である。
【図１３】本発明の第１２実施形態に係るレーザ装置において、第１算出部が温度による第２加速係数を算出するに当たって参照するデータ（グラフ）の例である。
【図１４】本発明の第１３実施形態に係るレーザ装置において、第１算出部が駆動条件値である光出力による第１加速係数を算出するに当たって参照するデータ（グラフ）の例である。
【図１５】本発明の第１４実施形態に係るレーザ装置において、ｐｎ接合の温度を導出する方法を説明するために熱の流れ等を模式的に示した図である。
【図１６】本発明の第１５実施形態に係るレーザ装置において、第１算出部が駆動条件値である光出力による第１加速係数を算出するに当たって参照するデータ（グラフ）の例である。
【図１７】本発明の第１５実施形態に係るレーザ装置において、第１算出部が駆動条件値である駆動電流による第１加速係数を算出するに当たって参照するデータ（グラフ）の例である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ装置１内の構造を示す模式図である。
図１に示したように、第１実施形態に係るレーザ装置１は、レーザ光源あるいは励起光源として機能する少なくとも一つ以上の光源部２と、光源部２に駆動電流を供給する少なくとも一つ以上の電源部３と、光源部２からの光出力を検出する少なくとも一つ以上の光出力検出部４と、光源部２あるいは光源部２に熱的に接続する部材の温度を検出する少なくとも一つ以上の温度検出部５と、温度検出部５によって検出された温度ＴＭあるいは温度検出部５によって検出された温度ＴＭから求められた光源部２の温度ＴＬが標準温度ＴＳであり、光源部２からの光出力あるいは光出力を決める少なくとも一つ以上の光源部２の駆動条件値Ｐが標準条件値ＰＳである場合を基準とする、温度Ｔと駆動条件値Ｐに依存する光源部２の寿命消費の加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を算出する第１算出部６と、光源部２の駆動に伴って変化し、光源部２の光出力特性から求めることが可能な少なくとも一つ以上の光源部２の性能指数Ｑおよび性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔの内の少なくとも一方の光源部２の特性に対して光源部２の生涯寿命τＬおよび光源部２の残存寿命τＲの内の少なくとも一方の寿命を算出する第２算出部９と、時間ｔａから時間ｔａより後の時間ｔｂまでの加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）の時間積分、即ち、数式１を光源部２の時間ｔａから時間ｔｂまでの間の実効的駆動時間として計算する計算部７と、計算部７によって計算された、ある設定した設定時間ｔｓから設定時間ｔｓより後の任意時間ｔｐまでの加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）の時間積分、即ち、数式２を任意時間ｔｐまでの実効的累積駆動時間ｔｃとして記録すると共に、第２算出部９で算出された生涯寿命τＬおよび残存寿命τＲと光出力特性を記録可能な記録部８と、前記各部を制御する制御部１０を備えている。
【００５２】
【数１】
2018006713.tif 000003
【００５３】
なお、本願において、生涯寿命τＬと残存寿命τＲはいずれも光源部２を標準温度ＴＳ、標準駆動条件値ＰＳで駆動した時の生涯寿命や残存寿命を意味している。また、温度Ｔは、温度検出部５によって検出された温度ＴＭあるいは温度検出部５によって検出された温度ＴＭから求められた光源部２の温度ＴＬのいずれかの温度を表す総称として使用している。
【００５４】
光源部２から出力された光出力は、図１に記載したようにレーザ光学系１１を経由して、レーザ装置１の外部にレーザ光として出射される。光源部２が励起光として使用される場合は、励起光をレーザ光に変換するＮｄ添加ＹＡＧ結晶やＹｂ添加ファイバレーザ等のレーザ媒体等が必要であるが、レーザ光学系１１は、必要に応じて、レーザ媒体、光結合、焦点結像用光学、光結合用光学系、光分岐用光学系、光学系を内蔵した加工ヘッド等も含んだ光学系を意味している。また、光線は模式的に点線の矢印で表しているが、空間を伝搬している光線に限定するものではなく、ファイバ内の伝搬する光であっても良い。フォトダイオード等で構成される光出力検出部４の設置場所も、図１に示した位置に限定されるものではなく、レーザ光学系１１を伝搬した後のレーザ光を検出しても良い。また光出力の検出方法も図１に示した配置に限定するものではなく、空中を伝搬するレーザ光の場合はハーフミラーでレーザ光の一部を光出力検出部４に入射させても良いし、レーザ光がファイバ内を伝搬している場合は、クラッドからの漏れ光を検出しても良いし、分岐したファイバの端部に光出力検出部４を設置しても良い。
【００５５】
なお、光源部２における発熱による光源部２の温度上昇を抑制するために、光源部２は冷却部１２と熱的に接続していることが望ましい。冷却部１２は水冷の場合は水冷板、空冷の場合は放熱フィンを備えたヒートシンク等である。
【００５６】
また、レーザ装置１には、制御部１０に外部から指令を入力するための入力部１３や計算部７による計算結果等を表示する表示部１４を備えても良い。
【００５７】
図２は、第１算出部６において、温度検出部５によって検出された温度Ｔおよび光源部２の駆動条件値Ｐに対して、温度Ｔが標準温度ＴＳであり、駆動条件値Ｐが標準駆動条件値ＰＳである場合を基準のＦ（ＰＳ，ＴＳ）＝１とする、光源部２の寿命消費の加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を算出する方法の実施例を説明するための図であり、第１算出部６は、図２に示したような温度Ｔと駆動条件値Ｐを指定すると加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を読み出すことができる二次元のデータテーブルを備えることができる。図２に示したように、光出力や駆動電流のような駆動条件値Ｐが大きい程、寿命が短くなる。即ち、寿命消費の加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）が大きい場合は、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）は、Ｐが大きい程、またＴが高い程、大きい加速係数になり、Ｔ＜ＴＳでＰ＜ＰＳの場合は、Ｆ（Ｐ，Ｔ）＜１になる。なお、図２のようなデータテーブルは、過去の実績データに基づいて作成することができる。なお、駆動条件値Ｐと温度Ｔが一致するデータがデータテーブルに無い場合には、補間法等で加速係数を算出すれば良い。
【００５８】
この加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を時間ｔａから時間ｔａより後の時間ｔｂまでの時間積分すると、光源部２のｔａからｔｂ間の実効的駆動時間が計算できる。例えば、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）が２であった場合は、実効的駆動時間は実際の駆動時間の２倍に算出される。なお、光源部２を駆動していない時間は加速係数が０なので、時間積分しても、実効的駆動時間には算入されない。  
【００５９】
時間積分の開始時間ｔｓを例えば光源の出荷データ取得完了後やバーンイン完了後等に設定すれば、その時点から時間ｔｐまでの加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）の時間積分によって、光源部２の温度と光出力あるいは駆動電流のような駆動条件の両方も考慮した設定時間ｔｓから時間ｔｐまでの実効的累積駆動時間ｔｃが計算できる。
【００６０】
光源部２の温度が変化しても、駆動条件を変えても、標準温度ＴＳかつ標準駆動条件値ＰＳで駆動した場合に換算した実効的累積駆動時間ｔｃが算出できるので、寿命管理が可能になり、寿命や信頼性を定量的に評価できるようになる。
【００６１】
計算部７によって算出された実効的累積駆動時間ｔｃは、記録部８に光源部２が駆動されている間は絶えず時間積分値を加算して更新される状態で記録されるようにすれば良い。記録部８には、最新の実効的累積駆動時間ｔｃだけでなく、駆動履歴を残すために、測定された光源部２の光出力特性、光源部２に対して推定された生涯寿命τＬや残存寿命τＲも記録可能であることが望ましい。
【００６２】
図３は、第２算出部９において、光源部２の駆動に伴って変化し、光源部２の光出力特性から求めることが可能な少なくとも一つ以上の性能指数Ｑおよび性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔの内の少なくとも一方の光源部２の特性に対して光源部２の生涯寿命τＬおよび残存寿命τＲの内の少なくとも一方の寿命を算出する方法の実施例を説明するための図であり、第２算出部９は、図３に示したような、例えば、設定時間ｔｓにおける性能指数Ｑから推定される光源部２の生涯寿命τＬを読み出し可能なデータを備えることができる。性能指数Ｑと光源部２の生涯寿命τＬの関係を示すグラフの形でデータを備えても良い。性能指数Ｑが、例えば所定の駆動電流で得られる光出力のように性能指数Ｑが大きい程、性能が良く生涯寿命τＬが長いと推定される場合は、図３に示したようなデータになる。逆に、性能指数Ｑが、所定の光出力を得るのに必要な駆動電流のように、性能指数Ｑが小さい程生涯寿命τＬが長いと推定される場合は、図３とは逆の関係を示す。図３のようなデータも過去の実績データに基づいて作成することができる。
【００６３】
以上に説明した第１実施形態により、光源部２の温度および光出力や駆動電流のような駆動条件が変化しても、光源部２を標準温度ＴＳおよび標準駆動条件値ＰＳで駆動した場合の駆動時間に換算した実効的駆動時間、実効的累積駆動時間ｔｃが算出できるので、光源部２の寿命や信頼性を定量的に評価できるようになる。また、光源部２の性能指数Ｑや性能指数Ｑの変化速度という特性上の個体差を考慮して光源部２の生涯寿命τＬや残存寿命τＲを算出するので光源部２の生涯寿命τＬや残存寿命τＲを高精度に推定できるため、突然光源部２の寿命が尽きて、長時間レーザ装置１が使用できない等の事態を招くことなく、計画的に光源部２の交換等を行うことができ、レーザ装置１の生産性が向上する。更に、実効的累積駆動時間ｔｃを記録すると共に、算出された生涯寿命τＬや残存寿命τＲ、光源部２の光出力特性を記録可能なので、生涯寿命τＬや残存寿命τＲや光出力特性を記録に残した場合は、第１算出部６や第２算出部９の算出精度を検証でき、更に算出精度を向上させるための情報として利用することができる。
【００６４】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るレーザ装置においては、第１算出部６によって算出される加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）に、実効的累積駆動時間ｔｃに対する依存性も考慮される。図４は、第２の実施例のレーザ装置が、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）の算出に当たって参照するデータテーブルの構成例を示している。図２に示した１層の二次元データテーブルが複数の実効的累積駆動時間に対して、それぞれ備えられている。図４のデータテーブルを参照するに当たって、実効的累積駆動時間ｔｃが一致するデータテーブルが無い場合にも、補間法等で加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を算出できる。寿命後期になると、基準の１より大きい加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）については、駆動条件値Ｐと温度Ｔが同じであっても、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）が次第に大きくなる傾向があるが、実効的累積駆動時間ｔｃによって加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）が異なってくる場合にも、精度良く実効的駆動時間や実効的累積駆動時間ｔｃが算出できる。寿命前期については、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）の変化は少ないので、図４の二次元データテーブル間の実効的累積駆動時間ｔｃの間隔を大きくしても良い。
【００６５】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係るレーザ装置においては、第２算出部９が、光源部２の性能指数Ｑおよび性能指数Ｑの変化速度の内の少なくとも一方の光源部２の特性に対して算出した光源部２の生涯寿命τＬから、記録部８に記録されている任意時間ｔｐまでの実効的累積駆動時間ｔｃを減算して任意時間ｔｐにおける光源部２の残存寿命τＲを算出することができる。即ち、τＲ＝τＬ−ｔｃで算出することができる。第２算出部９が、性能指数Ｑの初期特性、例えば設定時間ｔｓ（即ち、実効的累積駆動時間ｔｃ＝０）おける性能指数Ｑから算出した光源部２の生涯寿命τＬから、実効的累積駆動時間ｔｃを引いて残存寿命τＲが算出できる。性能指数Ｑの初期特性という光源部２の個体差が考慮されているので、精度の良い残存寿命τＲが算出できる。また、光源部２の特性劣化が顕在化する前の寿命初期から精度良く残存寿命が算出できる。そのため、例えば、光源部２の交換時期を早くから知ることができるので、光源部２の交換費用を計画的に予算化すること等が可能になる。
【００６６】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係るレーザ装置においては、制御部１０からの指令により、所定のスケジュールに沿って、電源部３が光出力測定のための駆動電流を光源部２に出力して、駆動電流と光出力検出部４で検出された光出力との関係を表す光源部２の光出力特性を測定し、その時点における実効的累積駆動時間ｔｃと対応させて、光出力特性を記録部８に追記あるいは記録することができる。
【００６７】
図５は、記録部８に記録されるデータの構成例を模式的に示しており、実効的累積駆動時間ｔｃのカウント開始時点である設定時間ｔｓ（即ち、実効的累積駆動時間ｔｃ＝０）における光源部２の光出力特性と光出力特性を測定した時の検出温度Ｔを記録した後、例えば、所定のスケジュールに沿って光源部２の光出力特性を測定する度に、実効的累積駆動時間ｔｃと光出力特性と光出力特性測定時の検出温度Ｔを追記して行くことができる。なお、図中の右上がりの三角形の記号は、「Δ」と同じ意味である。異常なデータが記録されていた場合の原因調査等に有用と思われるので、図５に示したように、実時間（実時刻）ｔを実効的累積駆動時間ｔｃと併記しても良い。また、光源部２の光出力特性から求めることが可能な性能指数Ｑは、例えば、所定の駆動電流で得られる光出力や所定の光出力を得るために必要な駆動電流等で、光出力特性が記録されていれば、後刻でも算出できるので、記録部８に記録を残すことは必須要件ではないが、光源部２の残存寿命τＲの算出に当たって参照される性能指数Ｑおよび性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔも併記しても良い。性能指数の変化速度ΔＱ／Δｔは、性能指数Ｑの差ΔＱを、その間の実効的累積駆動時間ｔｃの差Δｔで除した値であり、図５において、実効的累積駆動時間ｔｃ＝ｔｃｎにおける性能指数の変化速度（ΔＱ／Δｔ）ｔｃ＝ｔｃｎは、（Ｑｎ−Ｑ（ｎ−１））／（ｔｃｎ−ｔｃ（ｎ−１））により算出でき、正確な実効的累積駆動時間ｔｃが算出できて初めて正確に算出できる値である。    
【００６８】
測定した光源部２の光出力特性を実効的累積駆動時間ｔｃと対応させて記録に残すことにより、上述のように、光出力特性から求めることが可能な性能指数Ｑについて、変化幅ΔＱを知ることができ、変化幅ΔＱを実効的累積駆動時間の差Δｔで除することによって性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔが求まるので、光源部２の特性の劣化速度を含む個体差を考慮した残存寿命τＲが算出できるようになる。また、光出力特性を追記して行くことにより、実効的累積駆動時間ｔｃの経過に伴う光出力特性や性能指数の変化の履歴を残すことができ、第１算出部６や第２算出部９の算出精度を更に向上させるための情報として利用することができる。駆動電流を変化させて検出された光出力から求めた光源部２の光出力特性を更新することによって、光出力指令に対して正確な光出力が可能になるという効果もある。
【００６９】
なお、光出力特性は検出温度Ｔがほぼ同じ温度の時に測定するのが原則だが、複数の温度を光出力特性の測定条件に採用すれば、温度が測定条件に設定した温度と同じになる時を待っていて光出力特性のデータ更新タイミングを逸することを回避できる。その場合、記録部８には、図６のように、異なる検出温度毎にデータを記録すれば良い。補助的にファン風量、ヒータの発熱量、電子冷却素子の冷却能力等を制御して、検出温度を光出力の測定予定温度へ温度調節しても良い。
【００７０】
［第５実施形態］  
図７は、本発明の第５実施形態に係るレーザ装置内の構造を示す模式図である。
図７に示したように、駆動電流を独立して制御可能な複数の光源部２を備え、駆動電流を独立して制御可能な個々の光源部２に対して、それぞれ光出力を検出可能な光出力検出部４を少なくとも一つ以上備えることができる。複数の光源部２の光出力特性を同時に測定できるので、短時間で光出力特性が測定でき、温度が不安定な空冷レーザ装置等でも正確な入出力特性が測定できる。なお、図７では、図が煩雑になるので、光源部２に熱的に接続している温度検出部５と冷却部１２は省略している。また、光源部２、温度検出部５、レーザ光学系１１と制御部１０を接続する信号線も省略している。また、レーザ光学系１１は光結合部を含むものとして記載している。
【００７１】
また、独立した駆動条件で駆動可能な光源部２が複数存在する場合には、記録部８に記録するデータは、各光源部毎に、図５や図６に示したような構成のデータを記録に残せば良い。
【００７２】
なお、駆動電流を独立して制御可能な複数の光源部２を備える場合は、それぞれの光源部２の残存寿命τＲを参照して、残存寿命τＲが比較的長い光源部２を優先的に駆動したり、残存寿命τＲが比較的長い光源部２に駆動電流の割振り量を増やしたりして、各光源部の寿命が尽きる時期を揃えたり、レーザ装置全体としての寿命が長くなるようしたりすることも可能である。
【００７３】
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態に係るレーザ装置においては、光源部２の性能指数Ｑと性能指数Ｑの変化速度に対して、第２算出部９によって算出される残存寿命τＲの実効的累積駆動時間ｔｃに対する依存性が考慮される。図８は、第６の実施例のレーザ装置が、前記残存寿命τＲの算出に当たって参照するデータテーブルの構成例を模式的に示している。図８のデータテーブルは、光源部２の光出力特性から求めることが可能な少なくとも一つ以上の性能指数Ｑが所定の駆動電流で得られる光出力のように性能指数Ｑが大きい程、光源部２の性能が良く残存寿命τＲが長い場合の残存寿命τＲのデータテーブルであり、性能指数Ｑが高く、性能指数Ｑの変化速度が小さい程、残存寿命τＲが長い二次元のデータテーブルが、複数の実効的累積駆動時間ｔｃに対して備えられている。実効的累積駆動時間ｔｃが一致する二次元データテーブルの性能指数Ｑと性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔが一致する点から残存寿命τＲを読み出すことによって、残存寿命τＲが算出できる。性能指数Ｑと性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔが一致する点にデータが無い場合は、補間法で残存寿命τＲが算出できる。また、実効的累積駆動時間ｔｃが一致するデータテーブルが無い場合にも、補間法等で残存寿命τＲを算出できる。性能指数Ｑと性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔが一致する点から残存寿命τＲを読み出す二次元データテーブルは、離散的な実効的累積駆動時間ｔｃに対して記録されているが、性能指数Ｑが変化し始めるまでの寿命初期は、時間間隔を広くし、性能指数Ｑの変化が現れ始める寿命後期は時間間隔を短くすることが望ましい。所定のスケジュールは、光出力特性の測定のタイミングが、第１算出部６や第２算出部９が参照する複数の二次元データテーブルの実効的累積駆動時間ｔｃと一致するように設定しても良い。なお、図８の実効的累積駆動時間ｔｃ＝０の時のデータは、図３に記載したデータと同じデータである。
【００７４】
本実施例により、例えば、性能指数Ｑと性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔが同じでも、実効的累積駆動時間ｔｃが短い光源部２については、早くから劣化が始まったということになり、通常より多くの劣化要因が内在していることから、今後、急激に劣化が進み、残存寿命τＲが短いと推定されるが、第２算出部９によって、光源部２の性能指数Ｑと性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔに加えて、光源部２の実効的累積駆動時間ｔｃも考慮することによって、光源部２の劣化状態の個体差が正確に反映されたより精度の高い残存寿命τＲの算出が可能になる。即ち、光源部２の特性劣化が顕在化してくる寿命後期の残存寿命τＲを特性とその劣化速度という個体差を考慮して算出しているので、寿命後期においても、精度良く残存寿命τＲが算出できる。なお、精度の良い残存寿命τＲの推定に必要な性能指数Ｑの変化速度も、精度良く算出された実効的累積駆動時間ｔｃがあって初めて精度良く算出できる。
【００７５】
［第７実施形態］
本発明の第７実施形態に係るレーザ装置においては、実効的累積駆動時間ｔｃと対応させて、記録部８に記録あるいは追記された光出力特性から求めた性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔあるいは変化幅ΔＱが光出特性の測定誤差を越える所定の値を越えた場合に、過去の光源部２の性能指数Ｑや性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔに基づいて第２算出部９によって算出された生涯寿命τＬを、新たに測定された光源部２の光出力特性から求めた光源部２の性能指数Ｑと性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔから算出された光源部２の残存寿命τＲに実効的累積駆動時間ｔｃを加算した値、即ち、τＲ＋ｔｃで置換える機能を備える。
【００７６】
光源部２の特性劣化、即ち性能指数Ｑの変化が顕在化してくると、過去に算出された生涯寿命τＬから実効的累積駆動時間ｔｃを減算して求めた残存寿命τＲより、最近の光源部２の性能指数Ｑと性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔから第６実施形態の方法によって直接算出した残存寿命τＲの方が高精度であるので、精度の良い生涯寿命τＬに更新することができる。また、生涯寿命τＬの更新によって、第３実施形態の機能を寿命後期でも変更することなく、高精度の残存寿命τＲが算出できる。
【００７７】
［第８実施形態］
本発明の第８実施形態に係るレーザ装置においては、記録部８に、実効的累積駆動時間ｔｃと対応させて記録あるいは追記する光出力特性と共に、第２算出部９によって算出された、実効的累積駆動時間ｔｃにおける光源部２の残存寿命τＲを記録あるいは追記する機能を有することができる。図９は、記録部８に記録されるデータの構成例を示す模式図であり、実効的累積駆動時間ｔｃの経過に対する光出力と第２算出部９が算出した残存寿命τＲの履歴を残すことによって、寿命が尽きた段階で、光出力から算出される性能指数Ｑや性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔから算出した生涯寿命τＬや残存寿命τＲの精度が検証でき、更に、第１算出部６や第２算出部９の算出精度を向上させるための情報として利用することができる。例えば、ある実効的累積駆動時間ｔｃにおいて、性能指数Ｑや性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔが同じデータを集めて平均値を算出し、その平均値が、第２算出部９が参照する二次元データテーブルに記載されている残存寿命τＲとずれていた場合には、第２算出部９が参照する二次元データテーブルをずれが減少するように更新すること等が可能になる。
【００７８】
［第９実施形態］
本発明の第９実施形態に係るレーザ装置においては、記録部８に、実効的累積駆動時間ｔｃと対応させて記録あるいは追記する光出力特性と共に、光出力特性の測定時から、次の光出力特性の測定時までの期間の、温度検出部５によって検出された温度Ｔあるいは温度検出部５によって検出された温度から求められた光源部２の温度および光源部２の駆動条件値Ｐを記録あるいは追記する機能を有することもできる。
【００７９】
図１０は、記録部８に記録されるデータの構成例を示す模式図であり、光出力特性の測定時から次の光出力特性の測定まで光源部２の温度を含む駆動条件に関する情報を記録しておくと、その間の駆動条件に対する加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）が過大評価あるいは過小評価ではなかったかが検証でき、第１算出部６の算出精度を向上させるための情報として利用することができる。例えば、ある実効的累積駆動時間ｔｃにおいて、性能指数Ｑや性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔが同じデータを集めて残存寿命τＲの分布を見て、残存寿命τＲの長い方に温度Ｔが高い駆動条件のデータが偏在している場合は、温度Ｔの上昇による加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を過大評価して実効的駆動時間が長い目に算出されていることを示しており、上記の偏在を解消するように第１算出部６が参照する二次元データテーブルを見直して更新し、第１算出部６の算出精度を向上させることができる。第１算出部６の算出精度が向上すると、実効的駆動時間の算出精度が向上するので、波及的に第２算出部９が参照するデータテーブルの更新精度が上がり、第２算出部９の算出精度も向上させることができる。データテーブルの更新に利用しやすいデータを取得するために、温度を含む駆動条件が変わる度に光出力特性を測定して、記録部８に実効的累積駆動時間ｔｃ、光出力特性、性能指数Ｑ、性能指数Ｑの変化速度ΔＱ／Δｔ、残存寿命τＲ等と共に、検出温度Ｔと駆動条件値Ｐ等の駆動条件を記録しても良い。
【００８０】
［第１０実施形態］
本発明の第１０実施形態に係るレーザ装置においては、記録部８に記録した図５、図６、図９、図１０のようなデータを記録媒体あるいは通信手段によってデータの集積や分析が可能なコンピューティングシステムやサーバー等に出力することができる。前述のように、光源部２の寿命が実際に尽きた時点の実効的累積駆動時間ｔｃも含めて、記録部８に記録されているデータを収集し、分析することによって、第１算出部６や第２算出部９で算出した生涯寿命τＬや残存寿命τＲと実際の生涯寿命や残存寿命を比較することができ、その差が小さくなるように、第１算出部６や第２算出部９が算出にあたって参照するデータテーブルを見直して更新することができる。その結果、実効的累積駆動時間ｔｃ、生涯寿命τＬ、残存寿命τＲの算出精度を更に向上させることができる。
【００８１】
多くのレーザ装置からの膨大なデータを集めるためにネットワークとサーバーを利用し、膨大なデータを分析して第１算出部６や第２算出部９が加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）や残存寿命τＲを算出するに当たって参照するデータベースを更新するために人工知能や機械学習装置を利用しても良い。第１算出部６や第２算出部９が加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）や残存寿命τＲを算出するに当たって参照するデータベースは、レーザ装置１内部に存在する必要性はなく、例えば、リアルタイム性と両立させるために、フォグコンピューティングシステムのサーバー等に備え、ネットワークを経由してデータベースを参照して加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）や残存寿命τＲを算出しても良い。また、記録部８に記録するデータもネットワークで接続したサーバー等に記録するようにしても良い。
【００８２】
また、ネットワーク等を通じて、レーザ装置１の製造業者や保守契約業者に、残存寿命τＲ等の情報を自動的に適時出力するようにして、レーザ装置１が稼働できない時間を最小限に抑えられるように、顧客への注意喚起や交換する光源部２の準備が行えるようにしても良い。    
【００８３】
［第１１実施形態］
本発明の第１１実施形態に係るレーザ装置においては、第１算出部６が加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）の算出に当たって参照するデータおよび第２算出部９が光源部２の生涯寿命τＬや残存寿命τＲを算出するに当たって参照するデータの内の少なくとも一方のデータが、レーザ装置１における実効的累積駆動時間ｔｃが経過した時点でも、記録媒体あるいは通信手段によってデータの入替えが可能であり、記録部８に実効的累積駆動時間ｔｃのどの時点でデータを入れ替えたかの記録を残すことができる。
【００８４】
第１算出部６や第２算出部９が算出に当たって参照しているデータを、最新版に置換えることによって、置き換え後の実効的累積駆動時間ｔｃ、生涯寿命τＬ、残存寿命τＲの算出精度を向上させることができる。実効的累積駆動時間ｔｃが経過した途中で参照するデータを更新しても、どの版のデータを参照して、算出を行ったかを記録として残すことで、使用途中で参照するデータを更新したレーザ装置１の記録部８に記録されたデータも、第１算出部６や第２算出部９が算出に当たって参照するデータを更新するためのデータとして利用することができる。図１１は記録部８に記録するデータの構成例を模式的に示している。参照するデータをレーザ装置１内に備える場合は、参照するデータの入替えもネットワークを通じて、前述のデータの集積や分析を実施したフォグコンピューティングシステムのサーバー等から出力されたデータを取り込むことによって自動的に行えるようにしても良い。
【００８５】
［第１２実施形態］
本発明の第１２実施形態に係るレーザ装置においては、第１算出部６が、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を、光源部２からの光出力あるいは光出力を決める少なくとも一つ以上の光源部２の駆動条件値Ｐに依存する第１加速係数ＦＰ（Ｐ）と、温度検出部５で検出される温度ＴＭあるいは温度検出部５によって検出された温度ＴＭから求められた光源部２の温度ＴＬに依存する第２加速係数ＦＴ（Ｔ）の積、即ち、ＦＰ（Ｐ）・ＦＴ（Ｔ）として算出することができる。
【００８６】
第１算出部が加速係数を算出するに当たって参照するデータが、図２に示したように、駆動条件値Ｐと温度Ｔの二つのパラメータに対する加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を与える二次元のデータテーブルではなく、図１２に例を示したような駆動条件値Ｐと第１加速係数ＦＰ（Ｐ）の関係を示すグラフと、図１３に例を示したような温度Ｔと第２加速係数ＦＴ（Ｔ）の関係を示すグラフを参照して加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）＝ＦＰ（Ｐ）・ＦＴ（Ｔ）を算出できる。図１２では、光源部２からの光出力あるいは光出力を決める少なくとも一つ以上の光源部２の駆動条件値Ｐを光出力としており、標準条件値ＰＳは，５０Ｗである。駆動条件値Ｐは光出力以外に駆動電流等にすることもできる。また、図１３において、標準温度ＴＳは５０℃である。即ち、図１２と図１３に示した例では、光出力が５０Ｗで、温度検出部５で検出される温度ＴＭあるいは温度検出部５によって検出された温度ＴＭから求められた光源部２の温度ＴＬが５０℃の場合が標準駆動条件であり、加速係数Ｆ（５０Ｗ，５０℃）＝ＦＰ（５０Ｗ）・ＦＴ（５０℃）＝１である。
【００８７】
参照するデータが二次元のデータテーブルである場合は、過去の実績データから取得する必要があるデータ量が多く、データ取得に時間を要するが、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を駆動条件値Ｐに依存する第１加速係数ＦＰ（Ｐ）と温度Ｔに依存する第２加速係数ＦＴ（Ｔ）との積で表すと、取得すべきデータを大幅に減らすことができ、比較的少ない工数で必要な参照するデータを作成できる。
【００８８】
［第１３実施形態］
本発明の第１３実施形態に係るレーザ装置においては、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）が、駆動条件値Ｐが変化することに付随して光源部２における発熱量が変わることによって光源部２の温度が変化することに起因する寿命消費の加速効果が除外された、光源部２の温度を標準温度ＴＳに固定した条件での加速係数であり、第２加速係数ＦＴ（Ｔ）は、光源部２の温度による加速係数である。  
【００８９】
例えば、加速係数Ｆ（Ｐ，Ｔ）を与える駆動条件値Ｐが駆動電流の場合、駆動電流による第１加速係数ＦＰ（Ｐ）は温度によって異なるため、複数の温度に対して、それぞれ第１加速係数ＦＰ（Ｐ）を算出するためのデータが必要であるが、駆動条件の変化に伴う温度の変化による寿命消費の加速への影響を切り離すと、駆動電流による加速係数のデータを複数の温度に対して用意する必要がなく、必要なデータ量を更に少なくすることができる。  
【００９０】
第１加速係数ＦＰ（Ｐ）を温度に依存しない加速係数とするために、駆動条件値Ｐが変化することに付随して光源部２における発熱量が変わることによって光源部２の温度が変化することに起因する寿命消費の加速効果を除外することが必要であり、光源部２の温度を標準温度ＴＳに固定した条件での加速係数とし、第２加速係数ＦＴ（Ｔ）は、光源部２の温度による加速係数とすることが必要である。
【００９１】
図１４は、加速係数を与える駆動条件値Ｐが光出力の場合について、例えば、冷却部１２の温度をある温度に固定した場合の光出力による加速係数と、光源部２の温度を標準温度に固定とした場合の光出力による加速係数を例示している。前者は、光源部２と冷却部１２の間には熱抵抗があるので、光出力の増加と共に光源部２の温度は上昇するので、温度の影響を含んだ光出力による第１加速係数ＦＰ（Ｐ）であり、後者が温度の影響を除いた光出力による第１加速係数ＦＰ（Ｐ）である。冷却部１２の温度が変わると同じ光出力でも第１加速係数ＦＰ（Ｐ）が変化するので、前者については、複数の冷却部１２の温度について第１加速係数ＦＰ（Ｐ）が求められるように複数本のグラフが必要であるが、後者については、冷却部１２の温度が変わっても、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）が１本のグラフを参照するだけで算出できる。
【００９２】
［第１４実施形態］
本発明の第１４実施形態に係るレーザ装置においては、光源部２がレーザダイオードあるいは複数のレーザダイオードから構成されるレーザダイオードモジュールであって、図１５に示したように、温度検出部５がレーザダイオードのｐｎ接合からｐｎ接合で発生した熱を吸熱する冷却部１２までの熱経路のいずれかの位置の温度を検出するように設置されており、第１算出部６が、温度検出部５によって検出された温度ＴＭと、温度検出位置からｐｎ接合までの熱抵抗Ｒｔと、光源部２の光出力特性から算出されたｐｎ接合における発熱量ＨＰとから、ＴＬ＝ＴＭ＋Ｒｔ・（ＨＰ−ΔＨＰ）≒ＴＭ＋Ｒｔ・ＨＰの式で算出されたｐｎ接合の温度ＴＬに対して、第２加速係数ＦＴ（Ｔ）を算出することができる。ｐｎ接合からｐｎ接合で発生した熱を吸熱する冷却部１２までの熱経路を経由しない発熱量ΔＨＰは、通常、ΔＨＰ≪ＨＰであるので、上記の式では無視している。
【００９３】
上記の熱抵抗Ｒｔはｐｎ接合における発熱量とレーザ波長のシフト量、温度検出で検出された温度ＴＭ等から見積可能であり、一度見積ると同じ設計仕様のレーザダイオードには同じ値を使用しても誤差は少なく問題無い。また、発熱量ＨＰは、光源部２、即ち、レーザダイオードの光出力特性において、レーザダイオードへの印加電圧が分かると、発熱量＝印加電圧×駆動電流−光出力エネルギーの式で算出することができる。光源部２の発熱量が分かるように、記録部８に記録する光出力特性には、駆動電流と併せて光源への印加電圧も光出力特性データとして測定して記録することが望ましい。
【００９４】
以上のように、光源部２の温度ＴＬであるｐｎ接合の温度が分かると、ｐｎ接合の温度ＴＬによる加速係数である第２加速係数ＦＴ（ＴＬ）は、加速寿命試験等に広く利用されている数式３のアレニウスモデル式を利用して算出することができる。
【００９５】
【数２】
2018006713.tif 000004
【００９６】
数式３において、Ｅａは活性化エネルギー（ｅＶ）、ｋＢはボルツマン定数＝８．６１７３×１０−５（ｅＶ／Ｋ）である。ＴＬは光源部２の温度で光源部２がレーザダイオードであった場合はｐｎ接合の温度であり、ＴＳは前述のように標準温度である。数式３では絶対温度で表された温度を使用する必要がある。アレニウスモデル式を利用すると、活性化エネルギーＥａを求めるだけで、第２加速係数ＦＴ（Ｔ）が算出できる。
【００９７】
光源部２、即ち、レーザダイオードのｐｎ接合の温度ＴＬに対する第２加速係数ＦＴ（ＴＬ）を使用すると、駆動電流や光出力等の温度以外の駆動条件値Ｐによる加速係数から温度Ｔによる加速の影響を除外できるため、図１２のような第１加速係数ＦＰ（Ｐ）のグラフを複数の温度に対して備えることは不必要になり、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）を算出するために必要なデータ数が少なくなり、データ取得に要する時間が大幅に削減できる。
【００９８】
なお、光源部２がレーザダイオードあるいは複数のレーザダイオードから構成されるレーザダイオードモジュールである場合、複数のレーザダイオードあるいはレーザダイオードモジュールが、直接あるいは収納ケースを介して、レーザダイオードで発生する熱を吸収するための冷却板に装着されている場合が多いが、冷却板の温度分布を計測するために、複数の温度検出部５を冷却板に熱的に接続した状態に設置して、レーザダイオードの冷却板における位置によって、異なった実効的累積駆動時間ｔｃを算出する等、よりきめの細かい寿命管理を行っても良い。複数のレーザダイオードが独立に駆動できる複数のグループに分かれている場合は、それぞれのグループの残存寿命τＲを参照して、残存寿命τＲの長いグループのレーザダイオードを優先的に駆動して、残存寿命τＲの平準化を図ること等も可能である。
【００９９】
また、冷却板にヒートパイプを敷設して、冷却板の温度分布が均一になるようにして、特定のレーザダイオードの実効的累積駆動時間ｔｃが他のレーザダイオードより大幅に大きくなり、他のレーザダイオードより、かなり早く寿命が尽きるというような事態を避けることもできる。
【０１００】
［第１５実施形態］  
本発明の第１５実施形態に係るレーザ装置においては、光源部２がレーザダイオードあるいは複数のレーザダイオードから構成されるレーザダイオードモジュールであって、第１算出部６が、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）を、数式４と数式５に示したように、駆動条件値Ｐを標準駆動条件値ＰＳで除した数式、あるいは、駆動条件値Ｐからある正の整数を減じた値を標準駆動条件値ＰＳから前記ある正の整数減じた値で除した数式の累乗関数として算出することができる。
【０１０１】
【数３】
2018006713.tif 000005
ここで、ＰＳは標準駆動条件値、εは正の整数である。
【０１０２】
図１６は、光出力あるいは光出力を決める少なくとも一つ以上の光源部２の駆動条件値Ｐが光出力の場合であり、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）は、数式４で算出されており、標準駆動条件値ＰＳ（標準光出力）は５０Ｗである。図１７は、駆動条件値Ｐが駆動電流の場合であり、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）は、数式５で算出されており、εは略閾値電流に相当し、標準駆動条件値ＰＳ（標準駆動電流）は９Ａである。
【０１０３】
温度以外の駆動条件値による第１加速係数ＦＰ（Ｐ）も、図１４や図１５に示したような式で導出することにより、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）の算出に当たって参照するデータが、殆ど冪数ｎだけになり、データ取得に要する時間が大幅に低減される。
【０１０４】
光出力や駆動電流のようにｐｎ接合の温度が変化する駆動条件値Ｐは、駆動条件値Ｐの変化に伴う温度の影響を除去した式を使用することによって、温度が異なっても、同じ式で第１加速係数ＦＰ（Ｐ）が算出できるので、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）の算出に当たって必要な参照データを更に少なくすることができる。
【０１０５】
なお、図１６や図１７に示したような第１加速係数ＦＰ（Ｐ）の算出に当たって参照されるグラフ（データ）についても、図４のように、複数の実効的累積駆動時間ｔｃに対応した複数のデータを備え、実効的累積駆動時間ｔｃの経過に伴って、第１加速係数ＦＰ（Ｐ）が変化する、即ち、冪数ｎが変化する場合にも、精度良く第１加速係数ＦＰ（Ｐ）が算出できるようにしても良い。
【０１０６】
以上、本発明の第１実施形態〜第１５実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、第１実施形態〜第１５実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、第１実施形態〜第１５実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【０１０７】
なお、本願では、第１算出部６、第２算出部９、記録部８、計算部７、制御部１０を備えたレーザ装置１として記載しているが、各機能を説明するために機能ブロックに分けて記載しただけであり、互いに物理的に分離している必要性は無く、これらの機能ブロックの内の複数の機能ブロック、あるいはこれらの機能ブロックの全てを一つのプロセッサーで実現しても良い。
【０１０８】
第１算出部６、第２算出部９、記録部８、計算部７、制御部１０における処理は、ハードウェアまたはソフトウェアにより実現して良い。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されても良いし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されても良い。更に、これらのプログラムは、ダウンロードされることなくネットワークを介したＷｅｂサービスとしてユーザのコンピュータに提供されても良い。
【符号の説明】
【０１０９】
１      レーザ装置
２      光源部
３      電源部
４      光出力検出部
５      温度検出部
６      第１算出部
７      計算部
８      記録部
９      第２算出部
１０    制御部
１１    レーザ光学系
１２    冷却部
１３    入力部
１４    表示部
【図１】
2018006713.tif 000006
【図２】
2018006713.tif 000007
【図３】
2018006713.tif 000008
【図４】
2018006713.tif 000009
【図５】
2018006713.tif 000010
【図６】
2018006713.tif 000011
【図７】
2018006713.tif 000012
【図８】
2018006713.tif 000013
【図９】
2018006713.tif 000014
【図１０】
2018006713.tif 000015
【図１１】
2018006713.tif 000016
【図１２】
2018006713.tif 000017
【図１３】
2018006713.tif 000018
【図１４】
2018006713.tif 000019
【図１５】
2018006713.tif 000020
【図１６】
2018006713.tif 000021
【図１７】
2018006713.tif 000022